WO1993010121A1 - Epothilone, deren herstellungsverfahren und ihre verwendung als arzneimittel und pflanzenschützende mittel - Google Patents
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- A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
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- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
- C12P17/18—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing at least two hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system, e.g. rifamycin
- C12P17/181—Heterocyclic compounds containing oxygen atoms as the only ring heteroatoms in the condensed system, e.g. Salinomycin, Septamycin
Definitions
- the invention relates to epothilones of the following general formula:
- R 1 is hydrogen, C 1 -C 4 alkyl, C 1 -C 4 alkanoyl, Li + , K + , Na + , 1/2 Mg 2+ or 1/2 Ca 2+ and R 2 is hydrogen or one Represents methyl group.
- the invention further relates to an epothilone, characterized by one or more of the following parameters:
- the invention further relates to an epothilone, characterized by one or more of the following parameters:
- V 3400; 2958; 2931; 2875; 1735; 1689: 1629; 1609; 1463; 1378; 1250; 1149; 1049; 977 cm -1
- Epothilones with the following structural formula are particularly preferred:
- the invention further relates to a method for obtaining epothilones, in particular the epothilones characterized above, which is characterized in that the strain So ce90 DSM 6773 - in a carbon containing nitrogen sources and mineral salts
- Adsorber resin is added, - the fermenter broth is separated, - the epothilones are extracted from the adsorber resin and - the eluates are removed directly or via further cleaning steps from the / the
- Recrystallization purifies and separates the different epothilones.
- the epothilones obtained in this way can be reacted further using common chemical processes, e.g. converted with bases into the alkali and alkaline earth salts and, if appropriate, further converted to ethers, or they can be converted into the corresponding esters with organic acids.
- the invention further relates to an agent for crop protection in agriculture
- Forestry and / or horticulture consisting of one or more of the above-mentioned epothilones or containing one or more of these epothilones, optionally in addition to one or more conventional carriers and / or diluents.
- the invention relates to a therapeutic agent which can in particular develop cytotoxic activities and / or cause immunosuppression, consisting of one or more of the above-mentioned epothilones or containing one or more of these epothilones, optionally in addition to one or more conventional carriers and / or Diluent (s).
- GEF German Collection of Microorganisms
- the stem grows on cellulose as the only carbon and energy source with KNO 3 as the only nitrogen source, e.g. on filter paper over ST21 mineral salt agar (0.1% KNO 3 ; 0.1% MgSO 4 ⁇ 7 H 2 0; 0.1% CaCI 2 ⁇ 2 H 2 O; 0.1% K 2 HPO 4 ; 0.01% MnSO 4 ⁇ 7 H 2 O; 0.02% FeCI 3 ; 0.002% yeast extract; standard trace element solution; 1% agar). Be on this medium
- dark red-brown to black-brown fruiting bodies formed, consisting of small sporangioles (about 15 to 30 ⁇ m in diameter) in more or less large, dense clusters and packages.
- the strain grows very well with glucose and KNO 3 , e.g. on CA2 agar (basic medium: 1.5 g agar in 92 ml distilled water; stock solution 1: 7.5% KNO 3 , 7.5% K 2 HPO 4 in distilled water; stock solution 2: 1.5% MgSO 4 ⁇ 7 H 2 O in distilled water; stock solution 3: 0.2% CaCl 2 ⁇ 2 H 2 O, 0.15% FeCl 3 in distilled water; stock solution 4: 20% glucose in distilled water.
- the stock solutions are autoclaved 1 ml of solutions 1 to 3 and 5 ml of solution 4 are added to the basic medium, as well as a suitable amount of a trace element solution).
- the vegetative rods have the shape typical of Sorangium (relatively coarse, cylindrical, dark in the phase contrast microscope with broadly rounded ends, on average 3 - 6 ⁇ m long and 1 ⁇ m thick). After a longer adaptation to the growth in liquid media, the strain grows in a homogeneous cell suspension.
- a typical fermentation proceeds as follows: A 100 l fermenter is mixed with 60 l medium (0.8% starch; 0.2% glucose; 0.2% soy flour; 0.2% yeast extract; 0.1% CaCl 2 ⁇ 2 H 2 O; 0.1% MgSO 4 ⁇ 7 H 2 O; 8 mg / l Fe-EDTA; pH 7.4) filled. Inoculation is carried out with 10 l of a preculture (160 rpm, 30 ° C.) which has been grown in the same medium but additionally with 50 mM HEPES buffer pH 7.4 in shake flasks.
- the fermentation takes place at 32 oC with a stirring speed of 500 rpm and aeration of 0.2. NL per m 3 and hour, the pH is kept at 7.4 by adding KOH. The fermentation takes 7-10 days.
- the active compounds formed are partly in the supernatant and partly in the cells.
- fermentation can be carried out in the presence of adsorber resins (e.g. XAD-1180, Rohm and Haas, 2 - 5%).
- adsorber resins e.g. XAD-1180, Rohm and Haas, 2 - 5%.
- Sora ⁇ gium cellulosum So ce90 e.g. 70 I
- the crude extract is taken up in 50 ml of methanol and isocratic with Lichroprep RP-18 25-40 ⁇ m (column: 400 ⁇ 100 mm; flow: 200 ml / min; Merck Prepbar)
- Epothilon B ethyl acetate
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Abstract
Die Erfindung betrifft Epothilone der allgemeinen Formel (I). Herstellungsverfahren sowie Epothilone enthaltende Mittel.
Description
EPOTHILONE, DEREN HERSTELLUNGSVERFAHREN UND IHRE VERWENDUNG ALS ARZNEIMITTEL UND PFLANZENSCHUTZENDE MITTEL
Die Erfindung betrifft Epothilone der folgenden allgemeinen Formel:
worin R1 Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Alkanoyl, Li+, K+, Na+, 1/2 Mg2+ oder 1/2 Ca2+ bedeutet und R2 Wasserstoff oder eine Methylgruppe darstellt.
Ferner betrifft die Erfindung ein Epothilon, gekennzeichnet durch einen oder mehrere der folgenden Parameter:
FAB-MS (neg. Ionen): 492.25 für (M - H)-
UV (MeOH) λmax (log ε) = 210 (4.17); 249 (3.97)
IR Film auf Irtran:
v: 3429:2966; 2937; 1737; 1691; 1463; 1374; 1295; 1257; 1185; 1150; 1087; 1029; 1014; 979 cm-1
DC: RF = 0,75
DC-Alufolie 60 F254, Merck; Laufmittel:
Dichlormethan/Methanol = 90 : 10
Detektion: 1. UV-Löschung bei 254 nm
2. Ansprühen mit Vanillin/Schwefelsäure-Reagenz und erhitzen auf 120 °C, braune Anfärbung
HPLC: Rt = 5,4 min
Säule: 4 × 250 mm Lichrosorb RP-187 μm, Merck;
Fluß: 1 ,5 ml/min; Laufmittel: Methanol/Wasser = 65 : 35
Detektor: UV 254 nm
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Epothilon, gekennzeichnet durch einen oder mehrere der folgenden Parameter:
FAB-MS (neg. Ionen): 506.25 für (M - H)-
UV (MeOH) λmax (log ε) = 210 (4.17); 249 (3.97)
IR Film auf Irtran:
V = 3400; 2958; 2931; 2875; 1735; 1689: 1629; 1609; 1463; 1378; 1250; 1149; 1049; 977 cm-1
DC: RF = 0,75
DC-Alufolie 60 F254, Merck; Laufmittel:
Dichlormethan/Methanol = 90 : 10
Detektion: 1. UV-Löschung bei 254 nm
2. Ansprühen mit Vanillin/Schwefelsäure-Reagenz und erhitzt auf 120 ºC, braune Anfärbung
HPLC: Rt = 6,3 min
Säule: 4 × 250 mm Lichrosorb RP-187 μm, Merck;
Fluß: 1 ,5 ml/min; Laufmittel: Methanol/Wasser = 65 : 35
Detektor: UV 254 nm
Besonders bevorzugt sind Epothilone mit der folgenden Strukturformel:
worin R2 Wasserstoff oder Methyl bedeutet. (Das Kohlenstoffatom der Methyigruppe wird als C27 bezeichnet). Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Gewinnen von Epothilonen, insbesondere der vorstehend charakterisierten Epothilone, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Stamm So ce90 DSM 6773 - in einem Kohlenstoffquellen, Stickstoffquellen und Mineralsalze enthaltenden
Medium kultiviert, - entweder während der Kultivierung des Stammes oder anschließend ein
Adsorberharz zusetzt, - die Fermenterbrühe abtrennt, - die Epothilone aus dem Adsorberharz efuiert und - die Eluate direkt oder über weitere Reinigungsschritte von dem/den
Lösungsmittel (n) befreit, - und gegebenenfalls über Hochdruck/Niederdruckchromatographie und/oder
Umkristallisation die verschiedenen Epothilone aufreinigt und voneinander trennt.
Gegebenenfalls können die so gewonnenen Epothilone mit gängigen chemischen Verfahren weiter umgesetzt werden, z.B. mit Basen in die Alkali- und Erdalkalisalze überführt und gegebenenfalls weiter zu Ethem umgesetzt werden, oder sie können mit organischen Säuren in die entsprechenden Ester überführt werden.
Ferner betrifft die Erfindung ein Mittel für den Pflanzenschutz in Landwirtschaft,
Forstwirtschaft und/oder Gartenbau, bestehend aus einem oder mehreren der vorstehend aufgeführten Epothilone oder eines oder mehrere dieser Epothilone enthaltend, gegebenenfalls neben einem oder mehreren üblichen Träger(n) und/oder Verdünnungsmittel(n).
Schließlich betrifft die Erfindung ein therapeutisches Mittel, das insbesondere cytotoxische Aktivitäten entwickeln und/oder Immunsuppression bewirken kann, bestehend aus einem oder mehreren der vorstehend aufgeführten Epothilone oder eines oder mehrere dieser Epothilone enthaltend, gegebenenfalls neben einem oder mehreren üblichen Träger(n) und/oder Verdünnungsmittel(n).
- Administrationsform: oral
- Dosis 0.5 bis 200 mg für einen Menschen mit 70 kg Normalgewicht
- Verwendungszweck: Antitumor
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und experimentellen Daten näher erläutert.
Produktionsstamm
Stamm So ce90 wurde im Juli 1985 an der Gesellschaft für Biotechnologische
Forschung (GBF) aus einer Bodenprobe von den Ufern des Zambesi, im südlichen Afrika, isoliert. Der Stamm ist bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen (DSM) unter Nr. 6773 hinterlegt.
Stammkultur und morphologische Beschreibung: Der Stamm wächst auf Cellulose als einziger Kohlenstoff- und Energiequelle mit KNO3 als einzige Stickstoffquelle, z.B. auf Filterpapier über ST21 Mineralsalzagar (0.1 % KNO3; 0.1 % MgSO4 × 7 H20; 0.1 % CaCI2 × 2 H2O; 0.1% K2HPO4; 0.01 % MnSO4 × 7 H2O; 0.02% FeCI3; 0.002% Hefeextrakt; Standard-Spurenelementlösung; 1% Agar). Auf diesem Medium werden
dunkelrotbraune bis schwarzbraune Fruchtkörper gebildet, bestehend aus kleinen Sporangiolen (etwa 15 bis 30 μm Durchmesser) in mehr oder weniger großen dichten Haufen und Paketen.
Der Stamm wächst sehr gut mit Glucose und KNO3, z.B. auf CA2-Agar (Grundmedium: 1.5 g Agar in 92 ml Aqua dest.; Stammlösung 1 : 7.5% KNO3, 7.5% K2HPO4 in Aqua dest; Stammiösung 2: 1.5% MgSO4 × 7 H2O in Aqua dest; Stammlösung 3: 0.2% CaCI2 × 2 H2O, 0.15% FeCl3 in Aqua dest.; Stammlösung 4: 20% Glucose in Aqua dest. Die Stammiösungen werden durch Autoklavieren sterilisiert. Je 1 ml der Lösungen 1 bis 3, sowie 5 ml der Lösung 4 werden dem Grundmedium zugegeben, ebenso eine geeignete Menge einer Spurenelementlösung).
Die vegetativen Stäbchen haben die für Sorangium typische Form (relativ derbe, im Phasenkontrastmikroskop dunkle, zylindrische Stäbchen mit breit abgerundeten Enden, im Mittel 3 - 6 μm lang und 1 μm dick). Nach längerer Adaptation an das Wachstum in Flüssigmedien wächst der Stamm in homogener Zeilsuspension.
Der Stamm So ce90 produziert chemisch nahe verwandte Verbindungen, die
antibiotische Aktivität besitzen. Insbesondere sind diese Verbindungen cytotoxisch sowie antifungal wirksam. Hervorzuheben ist z.B. die Hemmung von Mucor hiemalis.
Produktion der biologisch aktiven Verbindungen:
Die Verbindungen werden während der iogarithmischen bis hin zur stationären
Wachstumsphase produziert. Eine typische Fermentation verläuft folgendermaßen: Ein 100 l-Fermenter wird mit 60 I Medium (0.8% Stärke; 0.2% Glucose; 0.2% Soyamehl; 0.2% Hefeextrakt; 0.1% CaCI2 × 2 H2O; 0.1% MgSO4 × 7 H2O; 8 mg/l Fe-EDTA; pH 7.4) gefüllt. Beimpft wird mit 10 I einer im gleichen Medium jedoch zusätzlich mit 50 mM HEPES-Puffer pH 7.4 in Schüttelkolben angezogenen Vorkultur (160 upm, 30 ºC).
Fermentiert wird bei 32 ºC mit einer Rührgeschwindigkeit von 500 upm und einer Belüftung von 0.2. NL pro m3 und Std, der pH Wert wird durch Zugabe von KOH bei 7.4 gehalten. Die Fermentation dauert 7 - 10 Tage. Die gebildeten aktiven Verbindungen befinden sich teils im Überstand und teils in den Zellen.
Alternativ dazu kann in Gegenwart von Adsorberharzen (z.B. XAD-1180, Rohm und Haas, 2 - 5 %) fermentiert werden.
Isolierung von Epothilon A und B
Während der Fermentation von Soraπgium cellulosum So ce90 (z.B. 70 I
Fermentationsvolumen) in Gegenwart eines Adsorberharzes (z.B.: XAD-1180, Röhm und Haas, 2 % v/v) werden die gebildeten Antibiotika Epothilon A (Abb. 1 ) und B (Abb. 2) vollständig an das Harz gebunden. Nach Abtrennung der Kulturbrühe (z.B. durch Absieben in einem Prozeßfilter) wird das Harz mit 3 Bettvolumen Wasser gewaschen und mit 4 Bettvolumen Methanol eluiert. Die vereinigten Eluate werden im Vakuum bis auf den Wassergehalt eingeengt und dreimal mit je 0.2 1 Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten Ethylacetatextrakte werden zur Trockne eingeengt (ca. 40 g
Trockengewicht).
Der Rohextrakt wird in 50 ml Methanol aufgenommen und an Lichroprep RP-18 25-40 μm (Säule: 400 × 100 mm; Fluß: 200 ml/min; Merck Prepbar) isokratisch mit
Methanol/Wasser 6/4 chromatographiert. Die Epothilone enthaltenden Fraktionen (Rt ca. 95 - 125 min) werden durch RP-18 Niederdruckchromatographie aufgereinigt. (Säule 400 × 60; HD-Sil-18-20-60, Labomatic; Laufmittel: Methanol/Wasser 65/35; Fluß 25 ml/min; Rt Epothilon A: 140 - 165 min; Rt Epothilon B: 170 - 195 min).
Die Feinreinigung der Epothilone erfolgt durch Kristallisation aus
1. Epothilon A: Toluol/Ethyiacetat = 3 : 2
2. Epothilon B: Ethylacetat
Epothilon A
C26H39NO6S [493]
FAB-MS (neg. Ionen): 492.25 für (M - H)-
1H-NMR-Daten s. Tab. 1
13C-NMR-Daten s. Tab. 2
UV (MeOH) λmax (log ε) = 210 (4.17); 249 (3.97)
IR Film auf Irtran:
ν: 3429:2966:2937; 1737; 1691; 1463: 1374; 1295; 1257; 1185; 1150; 1087; 1029: 1014:979 CITT1
DC: RF = 0,75
DC-Alufolie 60 F254, Merck; Laufmittel:
Dichlormethan/Methanol = 90 : 10
Detektion: 1. UV-Löschung bei 254 nm
2. Ansprühen mit Vanillin/Schwefelsäure-Reagenz und erhitzen auf 120 ºC, braune Anfärbung
HPLC: Rt = 5,4 min
Säule: 4 × 250 mm Lichrosorb RP-18 7 μm, Merck;
Fluß: 1 ,5 ml/min; Laufmittel: Methanol/Wasser = 65 : 35
Detektor: UV 254 nm
Epothilon B
C27H41NO6S [507]
FAB-MS (neg. Ionen): 506.25 für (M - H)- 1H-NMR-Daten s. Tab. 1
13C-NMR-Daten s. Tab. 2
UV (MeOH) λmax (log ε) = 210 (4.17); 249 (3.97)
IR Film auf lrtran:
ν = 3400:2958: 2931: 2875: 1735: 1689: 1629: 1609: 1463: 1378: 1250; 1149: 1049; 977 cm-1
DC: RF = 0,75
DC-Alufolie 60 F254, Merck; Laufmittel:
Dichiormethan/Methanol = 90 : 10
Detektion: 1. UV-Löschung bei 254 nm
2. Ansprühen mit Vanillin/Schwefelsäure-Reagenz und erhitzt auf 120 ºC, braune Anfärbung
HPLC: Rt = 6,3 min
Säule: 4 × 250 mm Lichrosorb RP-187 μm, Merck;
Fluß: 1,5 mi/min; Laufmittel: Methanol/Wasser = 65 : 35
Detektor: UV 254 nm
Nach bekannten Methoden (T. Meyer, U. Renegass, D. Fabbro, E. Alten, J. Rösel, M. Müller, G. Caravatti & A. Matter: A derivative of staurosporine (CGP 41 251 ) shows selectivity for protein kinase C inhibition and in vitro anti-prol iterative as well as in vivo anti-tumor activity. Int. J. Cancer 1989, 43, 851-6) wird Epothilon A auf die Hemmung der T-24 Zellinie untersucht. Es wird ein IC50 Wert von < 0.05 μM ermittelt.
Claims
1. Epothilone der allgemeinen Formel:
worin R1 Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, C1-C4-Acyl, Li+, K+, Na+, 1/2 Mg2+ oder 1/2 Ca2+ bedeutet und R2 Wasserstoff oder eine Methylgruppe darstellt.
2. Epothilone der allgemeinen Formel:
worin R2 Wasserstoff oder Methyl ist
FAB-MS (neg. Ionen): 492.25 für (M - H)-
UV (MeOH) λmax (log ε) = 210 (4.17); 249 (3.97)
IR Film auf Irtran:
v: 3429; 2966; 2937; 1737; 1691 ; 1463; 1374; 1295; 1257; 1185; 1150; 1087; 1029; 1014; 979 cm-1
DC: RF = 0,75
DC-Alufolie 60 F254, Merck; Laufmittel:
Dϊchiormethan/Methanol = 90 : 10
Detektion: 1. UV-Löschung bei 254 nm
2. Ansprühen mit Vanillin/Schwefelsäure-Reagenz und erhitzen auf 120 *C, braune Anfärbung
HPLC: Rt = 5,4 min
Säule: 4 × 250 mm Lichrosorb RP-187 μm, Merck:
Fluß: 1,5 ml/min: Laufmittel: Methanol/Wasser = 65 : 35
Detektor: UV 254 nm
4. Epothilon, gekennzeichnet durch einen oder mehrere der folgenden Parameter:
FAB-MS (neg. Ionen): 506.25 für (M - H)-
UV (MeOH) λmax (log ε) = 210 (4.17); 249 (3.97)
IR Film auf Irtran:
v = 3400; 2958:2931, 2875; 1735; 1689; 1629; 1609; 1463; 1378; 1250; 1149; 1049; 977 cm-1
DC: RF = 0,75
DC-Alufolie 60 F254, Merck; Laufmittel:
Dichlormethan/Methanol = 90 : 10
Detektion: 1. UV-Löschung bei 254 nm
2. Ansprühen mit Vanillin/Schwefelsäure-Reagenz und erhitzt auf 120 ºC, braune Anfärbung
HPLC: Rt = 6,3 min
Säule: 4 × 250 mm Lichrosorb RP-187 μm, Merck;
Ruß: 1 ,5 ml/min; Laufmittel: Methanol/Wasser= 65 : 35
Detektor: UV 254 nm
5. Verfahren zum Herstellen von Epothilonen nach einem der vor anstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stamm So ce90 - in einem Kohlenstoffquellen, Stickstoffquellen und Mineralsalze enthaltenden Medium kultiviert, - entweder während der Kultivierung des Stammes oder anschließend ein
Adsorberharz zusetzt, - die Fermenterbrühe abtrennt, - die Epothilone aus dem Adsorberharz eluiert und - die Eluate direkt oder über weitere Reinigungsschritte von dem/den
Lösungsmittel(n) befreit, - und gegebenenfalls über Hochdruck/Niederdruckchromatographie und/oder
Umkristailisation die verschiedenen Epothilone aufreinigt und voneinander trennt.
6. Mittel für den Pflanzenschutz in der Landwirtschaft und Forstwirtschaft und/oder im Gartenbau, bestehend aus einem oder mehreren Epothilonen gemäß einem der voranstehenden Ansprüche oder eines oder mehrerer dieser Epothilone enthaltend, gegebenenfalls neben einem oder mehreren üblichen Träger(n) und/oder
Verdünnungsmittel(n).
7. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Fungizid oder Fungistatikum ist.
8. Therapeutisches Mittel, das insbesondere cytotoxische Aktivitäten entwickeln und/oder Immunsuppresion bewirken kann, bestehend aus einem oder mehreren Epothilonen nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder diese Epothilone enthaltend, gegebenenfalls neben einem oder mehreren üblichen Träger(n) und/oder
Verdünnungsmittel(n).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19914138042 DE4138042C2 (de) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | Epothilone, deren Herstellungsverfahren sowie diese Verbindungen enthaltende Mittel |
| DEP4138042.8 | 1991-11-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO1993010121A1 true WO1993010121A1 (de) | 1993-05-27 |
Family
ID=6445140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP1992/002656 Ceased WO1993010121A1 (de) | 1991-11-19 | 1992-11-19 | Epothilone, deren herstellungsverfahren und ihre verwendung als arzneimittel und pflanzenschützende mittel |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2943792A (de) |
| DE (1) | DE4138042C2 (de) |
| WO (1) | WO1993010121A1 (de) |
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|---|---|---|---|---|
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