DE2109571A1

DE2109571A1 - Analoga des Lapachols

Info

Publication number: DE2109571A1
Application number: DE19712109571
Authority: DE
Inventors: Herman Hackensack N J Rutner (V St A) P
Original assignee: Pfizer Inc
Current assignee: Pfizer Inc
Priority date: 1970-03-02
Filing date: 1971-03-01
Publication date: 1972-02-17
Also published as: FR2085660B1; GB1268316A; DE2109571B2; BE763585A; DE2109571C3; FR2085660A1; US3655699A

Description

Die Erfindung betrifft Aialoga des Lapachols der allgemeinen Formel

OH

in der R ein Halogenatom oder den Trifluorraethylrest bedeutet oder die beiden R zusammen carbocyclische Ringe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen bilden.

Das Testen von Pflanzenextrakten ist ein wichtiger Teil von Antitumortestprogrammen. Lapachol/2-hydroxy-3-(3-methyl-2-butenyl)-l,4-naphthochinon7 ist ein gelber Farbstoff und ist in den Fasern verschiedener

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Hölzer enthalten, wie Surinam-, Taigu-, LapachoZ- und Bethabarra-Holz. Es läßt sich durch Extraktion des zerkleinerten Holzes mit lfciger Scdalösung in der Kälte, Ausfällen und Extrahieren des getrockneten Feststoffs mit Äther isolieren, über seine Wirkung gegen das Walker 256 Carcinosarcoma in Ratten wurde von Rao et al., Cancer Research 28, 1952-1954 (1968) berichtet.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind synthetisch hergestellte Analoge des Lapachols und zeigen eine größere Wirkung gegen Walker 256 Carcinosarcoma in Ratten als die Stammverbindung.

Es erwies sich, daß verschiedene neue Analoga wirksamer bei der Hemmung des Wachstums von Walker 256 Carcinosarcoma in Ratten sind äs Lapachol selbst. Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind Analoga von Lapaehol, in denen beide Seitenkettenmethylendgruppen ersetzt sind^ beispielsweise durch Halogene oder andere Gruppen, in denen R einen Trifluormethylrest bedeutet oder worin beide R zusammen carbocyclische Ringe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen bilden.

Lapachol

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Die Wirkung des Lapachols als Jtatitumormittel in höheren Tieren^einschließlich Henschen^kann weniger als optimal sein aufgrund der Oxydation der Seitenkettenmethylendgruppen zu weniger aktiven Stoffwechsel· produkten. Die größere met abolische Stabilität und Aktivität der Analoga legt die Verwendung als Antitumormittel in Menschen nahe.

Das allgemeine Reaktionsschenia zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen ist folgendes:

.0 Metal +

oder
CH₂=CH -

Metalljodid > Lösungsmittel''

■OH

Der übliche Ausgangsstoff bei der Gesamtherstellung von Analoga des Lapachols ist 2-Hydroxy~l,*Hnaphthochinon (Lawson), das handelsmäßig leicht erhältlich ist, Nach üblichen Methoden wird diese Verbindung in ein Met; ^llsalz übergeführt. Barium-, Silber- und andere Metallsalze des 2-Hydroxy-l,4-naphthochinon sind ge-

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eignete Zwischenprodukte für die Alkylierung. Jedoch sind die Lithium-, Natrium- oder Kaliumsalze bevorzugte Reaktionsteilnehmer mit geeigneten primären und tertiären Ally!halogeniden. Das Halogen (X) in den Alkylierungsmitteln kann Cl, Br oder J sein, wobei die Bromide die am allgemeinsten verwendeten Derivate sind.

Die Metallsalze des 2-Hydroxy-l,4-naphthochinons werden einer Lösung eines geeigneten Allylhalogenids zugesetzt. Die Ausbeute des gewünschten Alkylierungsproduktes wird durch Zugabe eines Metalljodids erhöht, welches das Allylhalogenid (Chlorid oder Bromid) in das reaktionsfähigere Allyljodid überführt. Die Metalljodide können Jodide der Erdalkalimetalle sein, wie Calcium- oder Magnesium,] ο did oder aber ein Alkalimetall j odid. wie Natrium-, Kalium- oder Lithiumiodid. Kaliumjodid ist die am allgemeinsten verwendete Verbindung.

Die Wahl des Lösungsmittels für die Alkylierung ist ein wichtiger Gesichtspunkt. Tetrahydrofuran, Dioxan, Benzol und Isopropanol sind nicht geeignet. Hexamethylphosphoramid, Tetramethylensulfon, N-Methylpyrrolidon und andere dipolare aprotische Lösungsmittel sind zufriedenstellend. Das bevorzugte Lösungsmittel ist Dirne thy lsulf oxid, gefolgt in absteigender Rangfolge durch Formamid, Dimethylacetamid und Dimethylformamid.

Die Proportion der Reaktionspeilnehmer beträgt 1 Mol : 1 Mol plus 10 % Überschuß. Es wird ausreichend Lösungsmittel zugesetzt, um das Reaktionsgemisch heftig rühren zu können.

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Dem Fachmann ist die Abhängigkeit zwischen Temperatur und Zeit bei chemischen Reaktionen wohl bekannt. Unter diesem Gesichtspunkt kann ausgeführt werden, daß die Reaktion bei Umgebungstemperatur (30 bis 5O⁰C) 16 bis 24 Std. dauert. Ein 3- bis 4-stündiges Erhitzen auf 50 bis 6O⁰C ziemlich am Ende der Reaktion erhöht etwas die Ausbeute. Einstündiges Erhitzen auf höhere Temperaturen (z.B. 100⁰C) fördert die Cyclisierung empfindlicher Seitenketten.

Nach Beendigung der Reaktion wird das Gemisch mit Wasser abgeschreckt. Das Reaktionsprodukt wird durch Filtrieren oder andere Maßnahmen entfernt und in einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel wie Chloroform gelöst. Die Lösungsmittellösung wird mehrere Male mit einer Natriumbicarbonatlösung extrahiert, wodurch nicht umgesetztes 2-Hydroxy-l,4-naphthochinon selektiv entfernt wird. Es wird dann verdünntes Natriumhydroxid oder 5$ige Sodalösung verwendet, um das weniger saure Lapacholanaloge von dem organischen Lösungsmittel zu extrahieren, während die neutralen Verbindungen einschließlich der O-Alkylierungsprodukte in der organischer. Lösungsmittelphase bleiben. Die alkalische Lösung wird Neutralisiert und das Lapacholanaloge wieder in Chloroform hineinextrahiert oder in andere mit Wasser nicht mischbare organische Lösungsmittel. Nach Einengen des Lösungsmittels und Umkristallisation aus Lösungsmittelgemischen erhält man das reine Produkt.

Die Synthesen zur Herstellung von einigen der Seitenkettenzwischenprodukte werden durch Hatch, L.F. und Zimmerman, S.D., J.Am.Chem.Soc, £9, 3091-3093 (1957); Andrac, M., Ann.Chim. (Paris) 9₃ 288-293 (1964); Marcou, A. '. und Normant, H., Bull. Soc. Chim. 1400-1404 (1966), beschrieben.

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Die erfindungsgemäßen Verbindungen erwiesen sich gegen Walker 256 Carcinosarcoma in Ratten als wirksam, nachdem sie gemäß dem Protokoll der Cancer Chemotherapy Reports No. 25, Seite 12, Dezember, 1962 getestet worden waren, Die Tumorzellen wurden intramuskulär in den Schenkel von nichtererbten Albinoratten implantiert, wobei pro Testgruppe 6 Tiere verwendet wurden, Die Behandlung begann 3 Tage nach der Implantation. Die Ergebnisse werden als prozentuale Hemmung des Tumorgewichts ausgedrückt.

Nachstehende Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Das Lithiumsala des 2-Hydroxy-l,4-naphthcchinons (48 g, 0,25 Mol) in 450 ml stabilisiertem Formamid wurde mit JJ g (0,28 Mol) 1,1,3-Tribrom-l-propen behandelt. 4l,5 Γ (0,25 Mol) Kaliumiodid wurden portionsweise zugesetzt, um die schwach exotherme Reaktion zu steuern.und das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur 16 bis 24 Stunden gerührt. Nach 4stündigem Erhitzen auf etw?· 50°C wurdevi das Reaktionsgemisch abgekühlt und mit 1,5 1 Wasser verdünnt. Die ausgefallenen Feststoffe wurden abfiltriert, mit Wasser gewaschen und in 1,5 1 Chloroform gelöst.

Die Chlorofcrmlcsung wurde dreimal mit 300 ml-Portionen 5#igen Natriumbicarbonats gewaschen, um 2-Hydr<->xy-l,4-naphthochinon zu entfernen und dann einmal mit 1,0 1 und zweimal mit 0,5 1-Portionen 5#igen Natriumcarbonats extrahiert. Die Natriumcarbonatextrakte wurden einmal

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rait 0,25 1 Chloroform gewaschen, mit HCl auf einen pH von 7,5 bis 8,0 angesäuert und mit drei 0,5 1-P-jrtionen Chloroform nochmals extrahiert. Der Chloroformextrakt wurde getrocknet und im Vakuum zu einer dicken Suspension eingeengt. Die Suspension wurde mit soviel Methanol verdünnt, daß am Siedepunkt ein Auflösen stattfand. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Suspension im Vakuum auf eine dicke Aufschlämmung eingeengt, Filtriert und mit Methanol gewaschen. Nach Umkristallisation aus Benzol/Ligroin erhielt man eine 28%ige Ausbeute von poldgelben Blättchen des 2-(3,3-Dibromallyl)-3-hydroxy-l,4-naphthochinor. s Schmelzpunkt 171,5 bis 172,5°C.

Beispiel 2

M-n verfuhr nach Beispiel 1 jedoch unter Verwendung von 3-Brom-l,l-dichlor-l-propen anstelle von 1,1,3-Tribroin-1-propon und erhielt eine 30 %ige Ausbeute an 2-(3,3--Dichlorallyl)-3-hydroxy-l,ⁱ!-naphthochinon; Schmelzpunkt 158 - 159°C.

Beispiel 3

90 3 (0,52 Mol) einer Lösung von (2-Bromäthyliden)— cyclopenta^ in ¹JOO ml wasserfreiem Dimethylsulfoxid wurden 88 g (0,24 Mol) des Kaliumsalzes von 2-Hydroxy-1,4-naphthcchinon portionsweise unter Rühren zugesetzt, Nachdem die anfänglich schwach exotherme Reaktion abgeklungen war, wurden 87 g (0,52 Mol) Kaliumiodid zugesetzt. Die Suspension wurde 16 bis 2k Stunden bei Umgebungstemperatur und dann 4 Stunden bei 50 bis 60 C bis zur Beendigung der Reaktion gerührt.

ORIGINAL

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Da^abgekühlte Reaktionsgemisch wurde 2,0 1 kaltem Wasser zugesetzt und der pH auf 5-6 eingestellt. Nach l/2stündigem Rühren wurden die ausgefallenen Peststoffe abfiltriert und zur Entfernung desDimethylsulfoxids mit Wasser gewaschen. Der nasse Kuchen wurde in einem Gemisch aus 1,5 1 Chloroform und 0,5 1 5$igem Natriumbicarbonat gelöst und durch Diatomeenerde filtriert. Die Schichten wurden getrennt und die Chloroformschicht zweimal mit 0,5 1 5#igem Natriumcarbonat gewaschen.

Das Produkt wurde mit 4 Portionen von je 400 ml 0,2m NaOH aus Chloroform extrahiert und dann wieder mit dreimal 400 ml-Portionen bei einem pH-Wert von 7 bis 8 in Chloroform hineinextrahiert. Nach Einengen und Kristallisieren aus Benzol/Ligroin (1:2) erhielt man eine 20#ige Ausbeute von 21,8 g goldgelber Kristalle von 2-(2-Cyclopentylidenäthy1)-3-hydroxy-l,4-naphtho-

o
chinon; Schmelzpunkt 152 - 153 C.

Beispiel 4

Man verfuhr nach Beispiel 3 jedoch unter Verwendung von (2-Bromäthyliden)cyclohexan anstelle von (2-Bromäthyliden)cyclopentan und έϊύ erhielt eine l6#ige Ausbeute an kristallinem 2-(2-Cyclohexylidenäthyl)-3-hydroxy-l,4-naphthochinon; Schmelzpunkt II5-II6 C.

Beispiel 5

Zwischenprodukt I: 1,1,1-Trifluor-2-trifluormethyl-3-buten-2-ol

Einem Dreihalskolben, der mit einem Thermometer, einem Rührer und einem Rückflußkühler ausgestattet und mit Trockeneis-Aceton gekühlt war, wurden 650 ml (1,49 Mol)

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2,29 m Vinylraagnesiumchlorid in Tetrahydrofuran zugesetzt. In das Gemisch wurde gasförmiges Hexafluoraceton eingeblasen mit einer Geschwindigkeit, die so eingestellt war, daß bei äußerer Kühlung eine Temperatur von -10 bis O⁰C beibehalten wurde. Die Zugabe von Hexafluoraceton wurde etwa 15 Minuten lang fortgesetzt, bis zu dem Punkt, an dem die exotherme Reaktion abklang. Das Reaktionsgemisch wurde etwa 1 Stunde lang bei 0 - 10⁰C gerührt, auf -10"C gekühlt und durch langsame Zugabe von 60 ml einer gesättigten Ammoniumchloridlösung abgeschreckt. Die dicke Aufschlämmung wurde mit 400 ml Petroläther verdünnt und mit 530 m 1 3n HCl angesäuert. Die Lösungsmittelschicht wurde abgetrennt, zweimal mit Waseer gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Piltrat wurde bei Atmosphärendruck fraktioniert. Da-s erhaltene 1,1,1-Trifluor-2-trifluormethyl-3-buten-2-ol destilliert als l:l-Addukt mit Tetrahydrofuran; Schmelzpunkt 99 " 102⁰C, Ausbeute 368 g.

Zwischenprodukt II: l,l-Bis(trifluormethyl)allyl-pbrombenzolsulfonat

Einer Suspension aus 0,315 Mol Natriumhydrid in 150 ml wasserfreiem Äthyläther (hergestellt durch Verdünnen von 13i^ g 57#ißem Natriumhydrid in Mineralöl mit Petroläther und Dekantieren) wurde eine Lösung von 80 g (0,30 Mol) l,l,l-Trifluor-2-trifluormethyl-3-buten-2-ol : Tetrahydrofuran-Addukt in 250 ml wasserfreiem Äther bei einer Temperatur von 0 - 10 C zugesetzt. Nach l/2stündigem Rühren ohne Kühlen wurde eine Lösung von 73,2 g (0,285 Mol) p-Brombenzolsulfonylchlorid in 200 ml wasserfreiem Tetrahydrofuran zugesetzt und das

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Gemisch 6 Stunden unter Rückfluß erhitzt und dann im Vakuum eingeengt.

Das Konzentrat wurde mit 0,5 1 Äthyläther verdünnt und nacheinander mit 2 Portionen Eiswasser und 2 Portionen gesättigter Natriumchlcridlösnng gewaschen. Nach dem Trocknen mit vrasserfreiem Magnesiumsulfat wurde das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand kristallisierte aus Petroläther bei teilweiser Verdampfung und Abkühlen und ergab eine Ausbeute von 75 g 1,1-Bis(trifluormethyl)allyl-p-brombenzolsulfonat; Schmelzpunkt 50 bis 51°C.

Zwischenprodukt III: 3>3-Bis(trifluormethyl)allyljodid

Eine Suspension von 84,4 g (0,205 Mol) l,l-Bis(trifluormethyl)allyl-p-brombenzolsulfonat und 4l,5 g (0,25 Mol) Kaliumiodid in 200 ml wasserfreiem Dimethylsulfoxid wurde l6 Stunden lang im Dunkeln bei 25°C gerührt. Die flüchtigen Produkte wurden im Vakuum (0,1 bis 1,0 mm Hg) über einen Temperaturbereich von, .20, bis 40°C

geschalteten

destilliert und in 2 hintereinander / ι Vorlagen aufgefangen. Die zweite Vorlage wurde in Trockenaceton gekühlt, wobei sich 3,3-Bis(trifluormethyI)allyIjodid in einer Ausbeute von 39 g einer gelben Flüssigkeit von 95%iger Reinheit kondensierte.

2-Hydroxy-3-(4,4,4-trifluor~3-/trifluormethyl7-2-butenyl)-l,4-naphthochinon

Ein Gemisch aus 33,5 g (0,12 Mol) des Silbersalzes von 2-Hydroxy-l₇4,-naphthochinon und 28,7 g (0,095 Mol) 3-3-Bis(trifluormethyl)allyljodid in 150 ml Benzol

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wurde 48 Stunden lang bei Raumtemperatur unter Luft- und Lichtabschluß gerührt. Das Silberjodid und das überschüssige Ausgangsmaterial intrden abfiltriert und mit Benzol gewaschen.

Das Piltrat wurde im Vakuum zur Trockne eingedampft. Der Rückstand,in 300 ml Chloroform gelöst, wurde dreimal mit 200 ml eines 0,1 m Phosphatpuffers mit einem rH von 7,0 gewaschen und dann rasch mit 2 250 ml-Portionen einer 2$igen Natriumcarbonatlösung extrahiert. Die Natriumcarbonatextrakte wurden rasch mit verdünnter HCl auf einen pH-Wert von 7,5 bis 8,0 eingestellt und zweimal mit 200 ml-Portionen Chloroform extrahiert. Der Chloroformextrakt wurde mit 100 ml eines 0,1 m Citratpuffers mit einem pH-Wert von 5,0 gewaschen, getrocknet und im Vakuum eingedampft. Nach Umkristallisierung aus Benzol erhielt man 2,80 g des Hexafluoranalogs von Lapachol als gelbe Kristalle; Schmelzpunkt I6I - 163°C.

Beispiel 6

Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind gegen das Walker 256 Carcinosarcoma in Ratten wirksamer als Lapachol. In nachstehender Tabelle werden die Ergebnisse von Vergleichsversuchen zwischen Lapachol und dem Dibromanalog, 2-(3, 3-Dibromallyl)-3-hydroxyZ-l,ilnaphthochinon und dem Dichloranalog, 2-(3,0-Dichlorallyl)-3-hydroxy-l,4-paphthochinon wiedergegeben. Darin bedeuten MTD die maximal verträgliche Dosis, die als solche Dosis definiert wird, bei der eine lO^ige Mortalität erzielt wird; MED ist die minimale

die

Wirkdosis und ist diejenige,Dosis, die minimalst

iyeyursl£jhij

iy.eyursl£jhij
sichtbare · Tumorhemmung^"^!· der therapeutische Index ist das Verhältnis von maximal verträglicher Dosis von minimaler Wirkdosis; max. TWI (S?), maximale Tumor-

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gewichtshemmung bedeutet die prozentuale Tumorhemmung, die bei der maximal verträglichen Dosis erzielbar ist.

Verbin	Verab-	Verab- MTD	MED	2.2	6.0	Max. ΓΠΤ.ΤΧ f & \
dung	reichungs-	rei- (mg/kg)		3.4	10.0	TWI (%)
	weg	chungs-	(mg/kg) T.I.	2.9	10.0
		syäsm		Inaktiv	11.4
Lapa-	I.Pi	D-3-6 280		95	>11.0	80
chol	I.P.	D-3-6(BID)340	125	74	3.2	80
	I.M.	D-3-6(BID)350	100	30	22.0	83
	I.V.	D-3-6 40	120	21	2.8
	P.O.	D-3-6 560		<10	>4.0	92
	P.O.	D-3-6(BID)74O		38	.5 7.8	94
Dibroin-	I.P.	D-3-6 300	30	,0- 3-3	90
analb-	I.P.	D-3-6(TID)24O	230	,5 30.0	95
ga	I.M.	0-3-6(TID)IlO	230		93
	I.V.	D-3-6 120	8.	86
	P.O.	D-3-6 680	9-	97
	P.O.	D 1 nur 640	6.	90 .
	D.O.	D 3 nur 1000		95
Di-	I.P.	D 3-6 66	96
chlcr-	I.V.	D 3-6 30	82
analc-	P.O.	D 3-6 200	97
r,a

Verabreichungsweg - I.P., intraperitoneal; I.M. intramuskulär; I.V. intravenös; P.O. oral.

⁺⁺Verabreichungssystem - D 3-6, Behandlungstag;e

BID, Behandlung 2 χ täglich TID, Behandlung 3 x täglich

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Claims

Patentansprüche:

1. Analoga des Lapachols der allgemeinen Formel

OH

in der R ein Halogenatom oder ckn Trifluormethylrest bedeutet, oder die beiden R zusammen carbocyclische Ringe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen bilden.

2. 2- (3,3-DicKlorally1)-3-hydroxy-1,4-naphthochinon, 3« 2-(3,3-Dibromallyl)-3-hydroxy-l,4-naphthochinon.

4. 2-Hydroxy-3-(4,4,4-trifluor-3-/trifluormethylT-2-butenyl)-l,4-naphthochinon,

5. 2-(2~Cyclopentylidenpthyl)-3-hydroxy-l,'l-nar>hthochinon.

6. 2-(2-Cyclohexylidenrüthyl)-3-hydroxy-l,¹l-naphthochinon.

Pur: Pfizer Inc.

Rechtsanwalt

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