СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ КАМПТОТЕЦИНОВ Российский патент 2012 года по МПК C07D491/22 

Настоящая заявка испрашивает преимущество согласно 35 U.S.C. §119(e), предыдущей временной заявки на патент США № 60/837437, поданной 11 августа 2006 года, которая включена в настоящее описание в качестве ссылки во всей своей полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам получения сложных эфиров камптотецинов.

Уровень техники

Камптотецин представляет собой цитотоксический алкалоид, впервые выделенный Wall и его сотрудниками из древесины и коры Camptotheca Acuminata (Nyssaceae) (J. Am. Chem. Soc. 88, 3888, 1966), как показано, имеет противоопухолевую активность в отношении лейкемии мышей системы L 1210. Структура камптотецина, алкалоида, который имеет широко встречающуюся индольную группу алкалоидов (Heckendorf и сотр., J Org. Chem. 41, 2045, 1976), показана ниже в виде формулы (X):

Это соединение (CPT) имеет пентациклическую кольцевую систему только с одним асимметричным центром в кольце E с 20(S)-конфигурацией. Пентациклическая кольцевая система содержит пирроло[3,4-b]хинолиновый остаток (кольца A, B и C), конъюгированный пиридон (кольцо D) и шестичленный лактон (кольцо E) с α-гидроксильной группой. Камптотецин представляет собой большой интерес со времени его начального выделения благодаря его замеченной активности при лейкемии мышей системы L 1210. Более ранние данные по противоопухолевой активности камптотецина были получены посредством использования экспериментально трансплантированных злокачественных образований, таких как лейкемия L 1210 у мышей или опухоль Walker 256 у крыс (Chem. Rev. 23, 385, 1973, Cancer Treat. Rep. 60, 1007, 1967). Последующие клинические исследования показали, что это соединение не может использоваться в качестве противоракового агента in vivo из-за его высокой токсичности. Сам по себе камптотецин нерастворим в воде. По этой причине камптотецин исследовался клинически в виде его водорастворимой натрийкарбоксилатной соли очень давно. Это форма камптотецина дает сильную токсичность и, видимо, лишена противораковой активности (Gottlieb et a]., Cancer Chemother. Rep. 54, 461, 1970, и 56, 103, 1972, Muggia и сотр., Cancer Chemother. Rep. 56, 515, 1972, Moertel и сотр., Cancer Chemother. Rep. 56, 95, 1972, и Schaeppi и сотр., Cancer Chemother. Rep. 5:25, 1974). Эти результаты вызвали прекращение испытаний фазы II. Продолжение исследований этого агента показало, что натрийкарбоксилатная соль эффективна только на 10% по сравнению с природным камптотецином с целым замкнутым лактоновым кольцом (Wall и сотр., In International Symposium on Biochemistry And Physiology of The Alkaloids, Mothes и сотр., eds., Academie - Verlag, Berlin, 77, 1969, Giovanella и сотр., Cancer res. 51, 3052, 1991). В дополнение к этому были установлены важные параметры противоопухолевой активности в семействе камптотецинов (Wall и сотр., Ann. Rev., Pharmacol. Toxicol. 17, 117, 1977). Эти результаты показывают, что целое лактоновое кольцо E и α-гидроксильная группа являются главными для противоопухолевой активности.

В 1989 году Giovanella и сотр. обнаружили, что некоторые из водонерастворимых производных камптотецина имеют высокую противоопухолевую активность против привитых опухолей человека (Giovanella и сотр., Science, 246, 1046, 1989). Было также показано, что введение камптотецина с замкнутым лактоновым кольцом является превосходным по сравнению с инъекциями водорастворимой карбоксилатной соли (Giovanella и сотр., Cancer Res., 51, 3052, 1991). Эти данные дополнительно подтвердили важность целого лактонового кольца для биологической активности.

Открывание кольца 20(S)-камптотецина (CPT) приводит к гораздо более сильной противораковой активности у мышей, чем у людей. В результате CPT, вводимый внутримышечно (в/м), подкожно (п/к) и внутрижелудочно (в/ж), как показано, является очень сильным противораковым агентом против опухолей людей у мышей, то есть когда выращивают привитые опухоли у голых мышей (Giovanella и сотр., Cancer Res. 51:3052, 1991). Однако когда у людей опухоли лечат с помощью CPT, демонстрируется более низкий уровень противораковой активности у людей, чем у мышей (Stehlin и сотр., In Camptothecins: New Anticancer Agents 1995, CRC Press, pp. 59-65).

Такое же явление наблюдают для других производных CPT. У мышей 9-нитрокамптотецин (9NC), как показано, является в 2-3 раза более сильнодействующим, чем CPT, против привитых опухолей людей, вызывая полное исчезновение всех злокачественных образований человека, которые лечатся (Pantazis и сотр., Cancer Res. 53:1577, 1993; Pantazis и сотр., Int. J. Cancer 53:863, 1995).

Фармакологические исследования продемонстрировали, что большая часть (57%) лекарственного средства 9NC, присутствующего в плазме крови после в/ж введения, находится в форме замкнутого лактона. Фармакологические исследования уровней в плазме крови 9NC после перорального введения пациентам для клинического испытания фазы 1 демонстрируют, что в среднем только ~3% лекарственного средства присутствует в форме замкнутого лактона.

Прекрасно согласующиеся с такими данными клинические реакции в этой группе пациентов хотя и более высокие, чем те, которые получили с помощью CPT, по-прежнему являются гораздо ниже, чем результаты, полученные на мышах (полная регрессия опухоли, 32/32, у мышей по сравнению с 2/32 у людей). Ясно, что имелась срочная необходимость в модификации, которая замедлит и вызовет задержку раскрытия лактонового кольца при попадании в кровоток.

Раскрытие кольца является особенно проблематичным в связи с тем, что камптотецины существует в двух различных формах при физиологических значениях pH, то есть 7 или выше, как показано с помощью следующего уравнения равновесия:

Реакция гидролиза биологически активного лактонового кольца камптотецинов с водой при более высоких значениях pH дает биологически неактивную открытую форму. В дополнение к этому проблема гидролиза для CPT и их аналогов обостряется в крови человека из-за того, прежде всего, что сывороточный альбумин человека (HSA) предпочтительно связывается с карбоксилатной формой, что сдвигает равновесие лактон/карбоксилат по направлению к неактивной форме (J. Biochem., 212, 285-287, 1993; Biochemistry, 33, 10325-10336, 1994; Biochemistry, 33, 12540-12545, 1994). Соответственно сохранение лактонового кольца молекулы в течение времени, достаточного для клеток опухоли, чтобы пройти в цикле через S-фазу, является главной проблемой и представляет собой объект внимания значительного количества исследований.

Проделан ряд попыток для получения производных камптотецинов, имеющих более высокую биологическую активность и повышенную стабильность. Множество этих соединений представляет собой продукты модификаций колец A, B и C молекулы, но немногие из этих модификаций имеют повышенную стабильность лактонового кольца при физиологических условиях. Другие подходы были более успешными. Например, ацилирование 20-OH группы предоставляет полезный инструмент для защиты лактонового кольца. E. Wall и сотрудники, патент США № 4943579, описывают несколько ацилированных соединений камптотецина, имеющих растворимость в воде, хотя при этом лактон не может оставаться целым при физиологических условиях. Патент США № 5968943, Cao и сотр. описывает производные CPT, которые являются эффективными противоопухолевыми агентами.

В литературе сообщается о ряде различных реакций для получения сложных эфиров камптотецина:

Непосредственное ацилирование камптотецина с помощью ангидридов органических кислот с пиридином в качестве катализатора используют для получения сложных алкиловых и алкениловых эфиров камптотецинов (как показано выше). Эта реакция обычно дает высокие выходы, но доступность ангидридов органических кислот ограничивает рамки реакции.

По этой причине систему реагентов дициклогексилкарбодиимид (DCC)/диметиламинопиридин (DMAP) используют для реакций ацилирования карбоновых кислот с помощью спиртов и тиолов. Ранее способ использовали для получения сложных ароматических эфиров камптотецинов (как показано ниже):

Однако эта процедура дает хорошие выходы реакции только тогда, когда карбоновые кислоты являются очень электрофильными. Когда кислоты являются менее электрофильными, реакция дает низкий выход или вообще не дает ожидаемого продукта. Например, при использовании пропионовой кислоты для получения камптотецина пропионата с помощью этой процедуры продукт сложного эфира по существу не получается, и исходный камптотецин извлекают почти на 100%.

Нонаноилхлорид также используют в качестве ацилирующего агента для эстерификации камптотецина с пиридином в качестве агента для захвата HCl в метиленхлориде. Реакция (как показано ниже) происходит с низким выходом (6%):

Хотя имеется множество способов получения сложных эфиров камптотецинов, каждая процедура имеет определенные ограничения, как обсуждается выше. По этой причине по-прежнему имеется необходимость в разработке альтернативной процедуры (процедур) для получения сложных эфиров камптотецина.

Сущность изобретения

Соответственно целью настоящего изобретения является создание менее ограниченных новых способов получения сложных эфиров камптотецинов.

Дополнительные цели и преимущества настоящего изобретения будут частично представлены в описании, которое следует далее, и частично станут ясны из этого описания, или могут быть изучены при осуществлении настоящего изобретения. Цели и преимущества настоящего изобретения будут реализованы и достигнуты посредством элементов и их сочетаний, конкретно указанных в прилагаемой формуле изобретения.

Для достижения этих целей и в соответствии с целью настоящего изобретения, как здесь воплощается и широко описывается, настоящее изобретение частично относится к способам получения сложных эфиров камптотецина, включающим в себя взаимодействие соединения камптотецина, по меньшей мере, с одним ацилирующим агентом, протонированным с помощью, по меньшей мере, одной кислоты.

Дополнительные особенности и преимущества настоящего изобретения будут частично приведены в описании, которое следует далее, а частично будут ясны из описания или могут быть изучены посредством осуществления настоящего изобретения. Цели и другие преимущества настоящего изобретения будут реализованы и достигнуты посредством элементов и их сочетаний, конкретно приведенных в описании и в прилагаемой формуле изобретения.

Все патенты, заявки и публикации, рассмотренные в настоящей заявке, включаются сюда во всей полноте в качестве ссылок и составляют часть настоящей заявки.

Необходимо понять, что как предшествующее общее описание, так и следующее далее подробное описание, являются только примерными и пояснительными и предназначаются для обеспечения дополнительного объяснения настоящего изобретения согласно формуле изобретения.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение относится к способам получения сложных эфиров камптотецинов. Камптотецины (CPT) имеют значительную противоопухолевую и противораковую активность, но эти соединения склонны к деградации при нормальных физиологических условиях, и образующиеся метаболиты часто демонстрируют токсичные свойства. По этой причине настоящее изобретение предусматривает новые способы получения производных или аналогов CPT, которые предпочтительно остаются целыми дольше в организме млекопитающего, в частности в организме человека, таким образом повышая противоопухолевые и противораковые воздействия, не производя нежелательных побочных воздействий.

В соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления настоящего изобретения предусматриваются способы для получения сложных алифатических эфиров камптотецина, которые включают в себя стадию взаимодействия исходного соединения камптотецина, по меньшей мере, с одним ацилирующим агентом, протонированным с помощью, по меньшей мере, одной кислоты, такой как серная кислота. Ацилирующий агент может содержать сложноэфирную группу, которая должна формироваться на исходном камптотецине. Дополнительные подробности приведены ниже.

В одном или нескольких вариантах осуществления исходное соединение реагента камптотецина может представлять собой камптотецин или 9-нитрокамптотецин, или 9 аминокамптотецин. Исходный камптотецин может представлять собой несложноэфирную форму CPT или производное CPT, и/или может представлять собой любое соединение CPT, которое может быть эстерифицировано.

Исходный камптотецин может иметь следующую формулу:

В этой формуле группа R представляет собой заместители на одном из колец указанной выше структуры. В частности, R представляет собой H, NO₂, NH₂, N₃, -OH, галоген (например, F, Cl, Br, I), карбоксильную группу (COOH), C_1-6 алкильную группу, C_2-16 алкенильную группу, C_3-8 циклоалкильную группу, C_1-8 алкоксильную группу, ароксильную группу, CN, SO₃H, C_1-8 галогенированную алкильную группу, (CH₂)_nNR₂ ⁷ (где R⁷ может представлять собой H, или C_1-8 алкильную группу, n может представлять собой целое число от 1 примерно до 8), гидроксильную группу, SH, SR⁸ (где R⁸ может представлять собой C_1-8 алкильную группу, незамещенную фенильную группу или замещенную фенильную группу), карбонильную группу, (например, COR⁹, где R⁹ может представлять собой C_1-8 алкильную группу, незамещенную фенильную группу или замещенную фенильную группу), SiR₃ ¹⁰ (где R¹⁰ может представлять собой C_1-4 алкильную группу). Группа R может соответственно располагаться в 9 или 10, или 11, или 12 положении кольца A. R также может представлять собой дизамещенную 10,11-O-(CH₂)_y-O-группу (где y может представлять собой целое число от 1 до 3). R может также представлять собой C_2-12 алкенильную группу (группы), CF₃ (одну или несколько), CCl₃ (одну или несколько), CH₂F (одну или несколько), CH₂Cl (одну или несколько), CHF₂ (одну или несколько), CHCl₂ (одну или несколько), OH (одну или несколько), OR¹² (одну или несколько) (где R¹² может представлять собой C_1-8 алкильную группу, или C_2-8 алкенильную группу или ароматическую группу), NR₂ ¹³ (одну или несколько) (где R¹³ может представлять собой H или C_1-4 алкильную группу). X представляет собой H, C_1-8 алкильную группу, C_2-8 алкенильную группу, C_1-8 алкоксильную группу, ароксильную группу, группу SiR₃ ¹¹ (где R¹¹ может представлять собой C_1-4 алкильную группу), или CH₂ NZY, где Z и Y могут, независимо, представлять собой H, C_1-4 алкильную или C_1-4 галогенированную алкильную группу. Предпочтительно R может представлять собой водород, галоген, галогенсодержащую группу, алкильную группу (например, C₁-C₁₅ алкильную группу), -NO₇, -OH, алкокси или -NH₂.

Количество исходного соединения камптотецина может представлять собой любое желаемое количество постольку, поскольку присутствует достаточное количество ацилирующего агента для преобразования, по меньшей мере, части исходного камптотецина в сложный эфир камптотецина, как здесь описывается. Например, количество исходного соединения камптотецина может составлять примерно от 1 г до примерно до 100 г или более.

Относительно ацилирующего агента, как правило, ацилирующий агент в одном или нескольких вариантах осуществления содержит сложноэфирную группу, которая должна образовываться на исходном камптотецине. Ацилирующий агент может представлять собой производное органической кислоты, такое как галогенид кислоты или ангидрид кислоты. Например, ацилирующий агент может иметь формулу R¹COX¹ или (R¹CO)₂O, где X¹ представляет собой галогенид, такой как хлорид или бромид, и R¹ представляет собой органическую группу и, как правило, группа R¹ представляет собой группу, которая образует органическую часть сложноэфирной группы, присоединенной на исходном соединении камптотецина. Более конкретно и только для целей иллюстрации группа R¹ может представлять собой алкильную группу, такую как C_1-C₁₅ алкильная группа, циклоалкильную группу, такую как C₃-C₈ циклоалкильная группа, алкенильную группу, такую как C₂-C₁₅ алкенильная группа, или эпоксигруппу, такую как C₂-C₁₅ эпоксигруппа. Конкретные примеры групп R¹ включают в себя, но, не ограничиваясь этим, CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₂CH₃, CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂ CH₂CH₂CH₃; или

Также для целей настоящего изобретения ниже описываются различные сложные эфиры камптотецина, и группа, идентифицируемая как R², в формуле, приведенной ниже, может представлять собой группу R¹ в ацилирующем агенте, используемом в способе по настоящему изобретению. Количество ацилирующего агента, используемого в реакциях по настоящему изобретению, может представлять собой некоторое достаточное количество, так что сложноэфирная группа образуется на исходном соединении камптотецина. Соответствующие количества ацилирующего агента включают в себя, но не ограничиваясь этим, примерно от 10 мл примерно до 1 л по отношению к ацилированию 20-30 г исходного камптотецина. Примеры, приведенные ниже, дают примерные количества ацилирующего агента, который может использоваться в реакции.

Относительно кислоты, используемой в реакции по настоящему изобретению, кислота может использоваться в каталитических количествах, так что ацилирование исходного камптотецина может осуществляться с помощью производных органических кислот, таких как галогенид кислоты или ангидрид кислоты. Кислота может представлять собой серную кислоту или другие кислоты, такие как HCl, HNO₃ или HClO₄. Кислота может представлять собой концентрированную кислоту, такую как концентрированная серная кислота. Кислота может иметь любую молярную крепость, например, примерно от 0,0001, примерно до 0,02 M или выше. Количество кислоты, используемое в реакции, может представлять собой каталитическое количество, например, примерно от 0,1 мл примерно до 1,0 мл, а более предпочтительно примерно от 0,20 мл примерно до 0,75 мл или примерно 0,5 мл на реакцию с 20-30 г исходного камптотецина. Количество кислоты, используемое для катализа реакции эстерификации, может изменяться в зависимости от масштабов вовлеченных реакций.

В настоящем изобретении, в соответствии с одним или несколькими вариантами осуществления различные реагенты могут объединяться вместе в любом порядке, либо последовательно, либо одновременно, либо в любом сочетании. Может использоваться любая реакционная емкость. Реакция может иметь место при любой температуре выше точки замерзания реагентов, например, примерно от 20°C или выше. Реакция может осуществляться при температурах окружающей среды или при повышенных температурах, например, примерно от 20°C примерно до 110°C или выше. Реакция может иметь место в течение короткого времени, например, от 1 минуты до 1 часа или выше. Время реакции зависит от количества используемого реагента и желаемой величины преобразования исходного CPT в сложный эфир камптотецина. Реакция может осуществляться в инертной атмосфере или на воздухе. Пример инертной атмосферы может представлять собой атмосфера азота или атмосфера аргона.

Репрезентативные примеры сложных эфиров CPT, которые могут быть получены с помощью способов по настоящему изобретению, включают в себя сложные эфиры CPT, отличающиеся следующей формулой:

В этой формуле группа R представляет собой заместители на одном из колец структуры, указанной выше. В частности, R представляет собой H, NO₂, NH₂, N₃, -OH, галоген (например, F, Cl, Br, I), карбоксильную группу (COOH), C_1-16 алкильную группу, C_2-16 алкенильную группу, C_3-8 циклоалкильную группу, C_1-8 алкоксильную группу, ароксильную группу, CN, SO₃ H, C_1-8 галогенированную алкильную группу, (CH₂)_nNR₂ ⁷ (где R⁷ может представлять собой H или C_1-8 алкильную группу, n может представлять собой целое число от 1 примерно до 8), гидроксильную группу, SH, SR⁸ (где R⁸ может представлять собой C_1-8 алкильную группу, незамещенную фенильную группу или замещенную фенильную группу), карбонильную группу, (например, COR⁹, где R⁹ может представлять собой C_1-8 алкильную группу, незамещенную фенильную группу или замещенную фенильную группу), SiR₃ ¹⁰ (где R¹⁰ может представлять собой C_1-4 алкильную группу). Группа R может соответственно располагаться в 9 или 10, или 11, или 12 положении кольца A. R может также представлять собой дизамещенную 10,11-O-(CH₂)_y-O-группу (где y может представлять собой целое число от 1 до 3). R может также представлять собой C_2-12 алкенильную группу (группы), CF₃ (одну или несколько), CCl₃ (одну или несколько), CH₂F (одну или несколько), CH₂Cl (одну или несколько), CHF₂ (одну или несколько), CHCl₂ (одну или несколько), OH (одну или несколько), OR¹² (одну или несколько) (где R¹² может представлять собой C_1-8 алкильную группу или C_2-8 алкенильную группу, или ароматическую группу), NR₂ ¹³ (одну или несколько) (где R¹³ может представлять собой H или C_1-4 алкильную группу). X представляет собой H, C_1-8 алкильную группу, C_2-8 алкенильную группу, C_1-8 алкоксильную группу, ароксильную группу, группу SiR₃ ¹¹  (где R¹¹ может представлять собой C_1-4 алкильную группу), или CH₂ NZY, где Z и Y могут, независимо, представлять собой H, C_1-4 алкильную или C_1-4 галогенированную алкильную группу. Предпочтительно R может представлять собой водород, галоген, галогенсодержащую группу, алкильную группу (например, C₁-C₁₅ алкильную группу), -NO₂, -OH, алкокси, или -NH₂. R² может представлять собой алкильную группу (такую как C₁-C₁₅ алкил), циклоалкильную группу (такую как C₂-C₈ циклоалкил), алкенильную группу (такую как C₂-C₁₅ алкенил) или эпоксигруппу (такую как C₁-C₁₅ эпоксигруппа).

Предпочтительные сложные эфиры CPT, полученные с помощью способов по настоящему изобретению, отличаются формулой, показанной ниже:

В этой формуле R может представлять собой H или NO₂-. R² представляет собой C₂-C₁₅ алкильную группу (такую как C₂-C₄ алкильная группа или C₆-C₁₅ алкильная группа), C₃-C₈ циклоалкильную группу, C₂-C₁₅ алкенильную группу или C₂-C₁₅ эпоксигруппу, когда R представляет собой H. Когда R представляет собой NO₂, R² представляет собой C₁-C₁₅ алкильную группу, C₃-C₈ циклоалкильную группу, C₂-C₁₅ алкенильную группу или C₂-C₁₅ эпоксигруппу. Предпочтительно когда R представляет собой H, R² представляет собой CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃; CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃; или

Выход реакции может составлять, по меньшей мере, 90% или, по меньшей мере, от 90% до 99% масс. исходного продукта камптотецина, который преобразуется в сложный эфир камптотецина. Предпочтительно выход реакции составляет, по меньшей мере, 95% преобразование продукта камптотецина в сложный эфир камптотецина. Более предпочтительно выход реакции составляет, по меньшей мере, 99%.

Чистота и/или концентрация исходного CPT или реагента не является важной. Различные степени чистоты и различные концентрации могут влиять на процент выхода сложных эфиров CPT, которые образуются в реакции. Предпочтительно чистота исходного реагента CPT составляет примерно от 30 примерно до 100%. Более предпочтительно чистота составляет примерно от 80 примерно до 100% или от 90% до 99,9% или выше. Предпочтительно количество CPT или реагентов производных CPT составляет примерно от 0,1 примерно до 50% от общего объема реагентов. Более предпочтительно количество составляет примерно от 0,5 примерно до 5,0% от общего объема реагентов.

pH, концентрация и чистота кислоты не являются важными постольку, поскольку примеси в кислоте не взаимодействуют с CPT или ацилирующим агентом. Кислотность кислоты должна быть достаточно сильной, чтобы она могла протонировать ацилирующий агент, используемый для реакции. Сильные неорганические кислоты, такие как H₂SO₄, HCl, HNO₃ и HClO₄, обладают такой способностью. Другие кислоты, такие как AlCl₃ и BF₃, могут использоваться для этого типа каталитической реакции эстерификации. pH кислоты может составлять примерно от 0,5 примерно до 5. Предпочтительно кислота является концентрированной и имеет высокую чистоту. Например, концентрация может составлять примерно от 60 примерно до 100%. Предпочтительно концентрация составляет примерно от 95 примерно до 98%. Чистота кислоты может составлять примерно от 30 примерно до 100%. Предпочтительно чистота составляет примерно от 90 примерно до 100%. Предпочтительно количество кислоты, такой как концентрированная серная кислота, составляет примерно от 0,1 примерно до 10% от общего объема реагентов. Более предпочтительно количество составляет примерно от 0,5 примерно до 8,5% от общего объема реагентов.

Предпочтительно кислоту добавляют к смеси CPT и ацилгалогенида в то время, когда смесь перемешивают. Предпочтительно количество кислоты, которое может добавляться к смеси, является достаточным, чтобы кислота действовала как катализатор. Предпочтительно примерно от 4 примерно до 8 капель из стеклянной пипетки кислоты может добавляться примерно к 70-100 мл ацилгалогенида (сходное количество кислоты может использоваться, когда ацилирующий агент является иным, чем ацилгалогенид). Однако, если это необходимо, большее или меньшее количество кислоты может добавляться к смеси CPT и ацилгалогенида, предпочтительно в то время, когда смесь перемешивается.

Смесь CPT, ацилгалогенида и кислоты может помещаться в реактор, который предпочтительно содержит инертную атмосферу, например N₂, и может нагреваться примерно от 80°C примерно до 120°C. Предпочтительно смесь нагревают примерно от 90°C примерно до 110°C, а более предпочтительно реактор нагревают примерно до 100°C.

Предпочтительно реакция будет протекать до тех пор, пока не образуется желаемый продукт. Время реакции может составлять от настолько короткого - как несколько часов до настолько длинного - как несколько дней. Предпочтительно время реакции может составлять примерно 15 часов в инертной атмосфере, такой как N₂.

Пример реакции изображен на Схеме 1, ниже:

Схема 1

Хотя и не желая ограничиваться какой-либо теорией, предполагается, что протонирование ацилирующего агента (RCOX) с помощью кислоты, такой как серная кислота, образует химически активные промежуточные соединения A. Соединение катионного карбонильного углерода промежуточного соединения A с камптотецином образует промежуточное соединение B. Следующее далее устранение молекулы XH из B дает конечные продукты сложных эфиров.

После завершения реакции, которая может определяться по изменению цвета раствора, раствор может охлаждаться до комнатной температуры. Растворитель может удаляться с помощью любых широко известных способов разделения, таких как способ выпаривания или способ фильтрования. Сырой продукт, полученный после удаления реакционных растворителей, может очищаться с помощью нагрева с обратным холодильником в спиртовых растворителях, таких как этанол. Конечный продукт получают в кристаллической форме при перекристаллизации и/или повторной преципитации из спирта.

Настоящее изобретение будет дополнительно поясняться с помощью следующих далее примеров, которые, как предполагается, являются только иллюстрациями настоящего изобретения.

Примеры

Пример 1

Камптотецин-20-пропионат (CZ48) получают следующим образом.

20 г камптотецина (0,05747 моль) и 100 мл пропионового ангидрида (97%, Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Wl) добавляют в 200-мл круглодонную колбу, снабженную магнитной мешалкой и песчаной баней. Смесь нагревают с помощью песчаной бани при перемешивании. Несколько капель (8-10) концентрированной серной кислоты (95-98%, A.C.S- реагент, Aldrich Chemical Co.) добавляют капля за каплей, когда температура песчаной бани достигает 80°C. Затем смесь перемешивают при 110±10°C в течение ночи (~14 часов). После охлаждения до комнатной температуры реакционную смесь выливают в 1000 мл воды со льдом, порция за порцией, при перемешивании. После перемешивания в течение примерно 45 минут смесь фильтруют. Остатку, полученному после фильтрования, дают возможность для сушки на воздухе в течение 24 часов. Высушенный сырой продукт переносят в 500-мл круглодонную колбу, снабженную нагревательным кожухом.

К этому сырому продукту добавляют 200 мл абсолютного этанола (99,5%, 200 проба, Aldrich Chemical Co.). Смеси дают возможность для нагрева с обратным холодильником в течение 2 часов, а затем охлаждают до комнатной температуры. Чистый продукт получают в виде кристаллов после кристаллизации из этанола. Чистота, как показано с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) составляет 99,8%, и температура плавления (т.пл.), как определено, составляет 242°C. Тонкослойная хроматография (ТСХ) показывает значения Rf (коэффициента удерживания), идентичные с аутентичным камптотецин-20-пропионатом, полученным в лаборатории ранее. Протонный ядерный магнитный резонанс (ЯМР) также показывает спектр, идентичный с аутентичным образцом.

Пример 2

С помощью такой же процедуры, как в Примере 1, все продукты, перечисленные в Таблице 1, как показано ниже, получают посредством использования соответствующего ангидрида или хлорида органической кислоты в качестве ацилирующих агентов. Выходы реакции по продуктам показаны в Таблице 1.

Сухой азот рутинно используют в качестве атмосферы реакции во всех реакциях для всех приготовлений, показанных в Таблице 1. Все стеклянные изделия нагревают сухими при 70±10°C в течение минимум 2 часов перед использованием. Температуры плавления получают с помощью устройства для измерения температур плавления MEL - TEMP® и не корректируют. Камптотецин покупают в Китайской Народной Республике и используют, как купили. Девять нитрокамптотецинов получают в лаборатории посредством использования установленной процедуры, как приводится Cao и сотр., Synthesis 1998, 1724, которая включается сюда в качестве ссылки.

С использованием избытков производных органических кислот, таких как хлорид (или бромид) кислоты, и ангидридов кислот, в качестве ацилирующих агентов и реакционных сред, камптотецину дают возможность для взаимодействия с ними при комнатной температуре или при повышенной температуре в атмосфере N₂, с несколькими каплями концентрированной серной кислоты в качестве катализатора. После последующего приготовления сложноэфирные продукты камптотецина получают с высокими выходами. Таблица 1 показывает сравнение выходов реакций для 13 сложных эфиров камптотецина между процедурой H₂SO₄-катализируемого ацилирования в соответствии с настоящим изобретением и процедурами, о которых сообщается в литературе. Как показано в Таблице 1, камптотецин-20-пропионат, бутират, валерат и гептаноат - все получают с высокими выходами реакций.

Обычная процедура с ангидридами/пиридином часто используется при получении сложноэфирных соединений и обычно дает высокие выходы реакций, когда соответствующие ангидриды являются доступными. Однако органические ангидриды не всегда доступны. Например, нонаноилхлорид в качестве ацилирующего агента используется вместо соответствующего ангидрида, когда получают камптотецин-20-нонаноат. В этой ситуации выход продукта в реакции составляет только 6% (обычная процедура).

При получении сложных эфиров CPT, перечисленных в Таблице 1, с использованием другой обычной процедуры процедура DCC/DMAP, как описано ранее, не работает. С помощью этой процедуры пытаются осуществить три реакции. Все они не могут дать ожидаемых сложных эфиров CPT, и извлекают 100% исходных материалов камптотецина.

Однако катализируемое H₂SO₄ ацилирование производных камптотецина с помощью ангидридов или хлоридов соответствующих кислот в соответствии с настоящим изобретением дает высокие выходы для каждой реакции, как показано в Таблице 1. Когда нонаноилхлорид используют в качестве ацилирующего агента, реакция, катализируемая H₂SO₄, дает камптотецин-20-нонаноат с выходом 92%, в то время как способ, о котором ранее сообщалось в литературе, дает только 6%.

Таблица 1
Сравнение выходов реакции для катализируемой H ₂ SO ₄ эстерификации камптотецина с процедурой,
о которой сообщалось ранее    

Таким образом, процедура, катализируемая H₂SO₄, обеспечивает эффективный путь для получения сложных эфиров камптотецина. Как показано выше, выходы конечных продуктов для путей синтеза в соответствии с настоящим изобретением, как правило, выше 90%, в зависимости от конкретных условий реакции, чистоты исходных материалов, природы ацилирующего агента, типа кислоты или основания и других факторов или параметров, общих для химии органического синтеза. Способы получения соединений по настоящему изобретению, как приведено выше, не рассматриваются как эксклюзивные или ограничивающие, но скорее только как иллюстративные, и другие способы генерирования этих соединений или оптимизация условий реакций являются возможными для специалистов в данной области.

Заявители конкретно включают полное содержание всех цитируемых ссылок в настоящее описание. Кроме того, когда количество, концентрация или другая величина или параметр приводятся либо как диапазон либо как предпочтительный диапазон, либо как список верхних предпочтительных значений и нижних предпочтительных значений, это должно пониматься как конкретное описание всех диапазонов, образованных из любой пары из любого верхнего предела диапазона или предпочтительного значения и любого нижнего предела диапазона или предпочтительного значения независимо от того, описаны ли диапазоны по отдельности. Когда здесь упоминается некоторый диапазон численных значений, если не утверждается иного, диапазон, как предполагается, включает в себя его конечные точки и все целые числа и дроби в этом диапазоне. Не предполагается, что рамки настоящего изобретения ограничиваются конкретными упоминаемыми значениями при определении диапазона.

Другие варианты осуществления настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области из рассмотрения настоящего описания и осуществления настоящего изобретения, описанного здесь. Предполагается, что настоящее описание и примеры будут рассматриваться только как иллюстративные, при этом истинные рамки и дух настоящего изобретения будут показаны с помощью следующей далее формулы изобретения и ее эквивалентов.

Изобретение относится к способу получения сложного алифатического эфира камптотецина, включающему взаимодействие исходного соединения камптотецина, по меньшей мере, с одним алкилирующим агентом и, по меньшей мере, одной кислотой, в котором указанное исходное соединение камптотецина представляет собой 20(S)-камптотецин и указанный алкилирующий агент имеет формулу R¹COX¹ или (R¹CO)₂O, где R¹ представляет собой СН₃, С₂Н₅; С₃Н₇; С₄Н₉; С₆Н₁₃; С₈Н₁₇ или СН=СНСН₃; X¹ представляет собой галогенид; и где указанная кислота представляет собой серную кислоту; или в котором указанное исходное соединение камптотецина представляет собой 9-нитрокамптотецин и указанный алкилирующий агент имеет формулу R¹COX¹ или (R¹CO)₂O, где R¹ представляет собой С₂Н₅; C₃H₇; C₄H₉; С₆Н₁₃ или i-C₃H₇; X¹ представляет собой галогенид; и где указанная кислота представляет собой серную кислоту. Заявленный способ позволяет получать продукты с более высоким выходом. Изобретение также относится к кристаллическому камптотецин-20-пропионату, который может найти применение в качестве противоопухолевого агента. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения сложного алифатического эфира камптотецина, включающий взаимодействие исходного соединения камптотецина, по меньшей мере, с одним алкилирующим агентом и, по меньшей мере, одной кислотой,
в котором указанное исходное соединение камптотецина представляет собой 20(S)-камптотецин и указанный алкилирующий агент имеет формулу R¹COX¹ или (R¹CO)₂O, где R¹ представляет собой СН₃, С₂Н₅; С₃Н₇; C₄H₉; С₆Н₁₃; C₈H₁₇ или СН=СНСН₃; X¹ представляет собой галогенид; и где указанная кислота представляет собой серную кислоту; или
в котором указанное исходное соединение камптотецина представляет собой 9-нитро-камптотецин и указанный алкилирующий агент имеет формулу R¹COX¹ или (R¹CO)₂O, где R¹ представляет собой С₂Н₅; С₃Н₇; С₄Н₉; С₆Н₁₃ или i-С₃Н₇; X¹ представляет собой галогенид; и где указанная кислота представляет собой серную кислоту.

2. Способ по п.1, в котором указанная, по меньшей мере, одна кислота присутствует в каталитическом количестве.

3. Способ по п.1, в котором указанный, по меньшей мере, один алкилирующий агент протонируется посредством указанной, по меньшей мере, одной кислоты.

4. Кристаллический камптотецин-20-пропионат, имеющий следующие координаты атомов (×10⁴):
  x y z C(1) -1249(2) 734(5) 1218(2) С(2) -2180(2) 697(5) 1137(2) С(3) -2705(2) 747(5) 543(2) С(4) -2300(2) 845(5) 31(2) С(5) -1338(2) 864(5) 89(2) С(6) -816(2) 826(4) 697(2) С(7) -894(2) 886(4) -432(2) С(8) 27(2) 877(4) -327(2) С(9) 491(2) 903(4) 291(1) С(10) 695(2) 831(5) -764(1) С(11) 1471(2) 938(4) 284(2) С(12) 2388(2) 759(5) -528(2) С(13) 3157(2) 772(4) -34(2) С(14) 3067(2) 920(4) 572(1) С(15) 2199(2) 993(4) 744(1) С(16) 4063(2) 652(5) -223(1) С(17) 4698(2) -38(5) 863(2) С(18) 3920(2) 1101(5) 1050(1) С(19) 4191(2) 3246(4) 1112(1) С(20) 5039(2) 3639(5) 1599(2) С(21) 3547(2) -1319(5) 1731(2) С(22) 3391(2) -1700(5) 2375(2) С(23) 3057(2) -3713(5) 2462(2) С(24) -1296(2) 7496(5) 6345(2) С(25) -2208(2) 7380(5) 6318(2) С(26) -2779(2) 7338(5) 5734(2) С(27) -2434(2) 7452(5) 5201(2) С(28) -1494(2) 7557(4) 5214(2) С(29) -919(2) 7572(4) 5799(2) С(30) -1101(2) 7601(4) 4672(2) С(31) -179(2) 7612(5) 4735(2) С(32) 338(2) 7628(5) 5341(2) С(33) 448(2) 7597(5) 4262(1) С(34) 1296(2) 7576(5) 5291(2) С(35) 2136(2) 7419(4) 4429(2) С(36) 2932(2) 7290(4) 4903(2) С(37) 2901(2) 7376(4) 5517(2) С(38) 2060(2) 7521(4) 5730(1) С(39) 3818(2) 7072(5) 4672(2) С(40) 4509(2) 6193(5) 5742(2) С(41) 3786(2) 7434(5) 5964(1) С(42) 4111(2) 9549(4) 6027(2) С(43) 4985(2) 9880(5) 6493(2) С(44) 3461(2) 4998(5) 6663(2) С(45) 3447(2) 4602(5) 7329(2) С(46) 3242(2) 2520(5) 7463(2) N(1) 120(2) 881(4) 797(1) N(2) 1565(2) 841(4) -331(1) N(3) 17(2) 7618(4) 5863(1) N(4) 1344(2) 7534(4) 4668(1) O(1) 2435(1) 639(3) -1088(1) О(2) 4756(1) -117(3) 255(1) О(3) 5289(2) -760(3) 1231(1) О(4) 3788(1) 526(3) 1658(1) О(5) 3469(1) -2474(3) 1308(1) О(6) 2142(1) 7384(3) 3869(1) О(7) 4502(1) 6092(3) 5127(1) О(8) 5108(1) 5412(3) 6091(1) О(9) 3704(1) 6866(3) 6584(1) О(10) 3291(1) 3905(3) 6238(1) О(11) 998(2) 8164(4) 2777(1) О(12) 1226(2) 1248(4) 2025(1) О(13) 602(2) 4974(4) 2037(1) О(14) 1264(2) 7001(4) 7044(2) О(15) 802(2) 3200(5) 7072(2) 0(16) -1229(3) 5058(4) 2183(2)