Способ получения мэйтансиноидов Советский патент 1984 года по МПК C07D225/06 

Изобретение относится к получению мэйтансиноидных соединений, а именно мэйтансиноидов формулы о с-сн--кС ч 1 г 13 CHjO где R - низший алкил с С, обладающих противомипробными и про воопухолевыми свойствами, которые могут быть использованы в медицине Известны некоторые из мэйтансин дов L-конфигурации, а именно мэйта сивоиды формулы I, где К - СНз : . СН, СНз ,, полученные рядом стадий экстракции растворителем и выделенные из раст ний, таких как Maytenus cerrata. В ход целевых продуктов составляет с ответственно 0,00002%, 0,0000031% 0,0000036% СИ. Целью изобретения является упро щение процесса, повышение выхода и расширение ассортимента целевых пр дуктов. Поставленная цель достигается способом получения мэйтансиноидов формулы I, заключающимся в том, чт на мэйтансинол действуют кислотой общей формулы СНз СН, I 3 , 3 R-C-W-CH-COOH где R - имеет указанные значения, в присутствии дициклогексилкарбоди имида и в случае необходимости в присутствии кислоты Льюиса, Полученные мэйтансиноиды формул I включают L-форму, новую D-форму или их смесь. По предлагаемому способу -мэйтансинол ацилируется кислотой форм лы II в присутствии карбодиимида. Кислота формулы II может быть любы из L- и D-изомеров, а также их сме но когда остаток кислоты формулы I который предполагается ввести в ги ррксильную группу в З-положении, является оптически активной группо желательно применение соответств ю щего оптически активного изомера кис ты формулы II. Однако, даже если пр меняется оптически активная кислота формулы II, получают смесь D- и L-мэйтансиноидов формулы I. По отношению к мэйтансинолу кислота формулы II может использоваться в количестве примерно 1-500, пред- почтительно примерно до 30 молярных эквивалентов, а карбодиимид в количестве около 1-700, предпочтительно примерно до 50 полярных эквивалентов. В случае необходимости целесообразно проводить реакцию в присутствии кислотного катализатора, такого как кислоты Льюиса; безводный хлористый цинк, безводный хлористый алюминий (AICI), безводное хлорное железо, четыреххлористый титан (.) , четыреххлористое олово (SnCl4) I пятихлористая сурьма, хлорид кобальта, хлорид меди, эфират трехфтористого.бора и дpJ неорганические или органические сильные кислоты, такие как серная, перхлорная, соляная, бромистоводородная, бензосульфокислота, п -толуолсульфокислота, трифторуксусная кислота, трихлоруксусная кислота и др.; кислые ионообменные смолы, такие как Дауэкс-50 () и т.д. Основной катализатор может быть, например, выбран из органических аминовых соединений, таких как пиридин, альфа-, бета- и гамма-пиколин, 2,6-лютидин, 4-диметилламинопиридин, диметиланилин, диэтиланилин, триэтиламин, N-метилморфолин, и др.; галогенидов щелочных металлов, таких как фтористый калий, безводный йодид лития и др.; солей органических кислот, таких как ацетат натрия и т.д. Особенно желательным является безводный хлористый цинк. Использование такого катализатора приводит в результате к улучшенному выходу мэйтансиноидов формулы I, Катализатор применяется в количестве, достаточном для промотирования реакции ацидирования. Такое подходящее количество катализатора во многих случаях может быть выбрано из интервала примерно Ор 001-10, предпочтительно от около 0,01 до 1 молярного эквивалента по отношению к кислоте формулы Но Когда применяется такой катализатор, количество кислоты формулы IT по отношению к мэйтансинолу может быть снижено предпочтительно примерно до 1-6 МОЛЯрЕИХ ЭКВИВсШеНТОВ, Данная реакция может осуществляться в подходящем растворителе, таком как сложные эфирн, например этилацетат, простые эфиры, например диэтиловый эфир, диоксан, тетрагидрофуран, и др.; галоидированные углеводороды, нгшример метиленхлорид, хлороформ и др. натриды, например

ацетонитрил, ароматические углеводороды, например бензол, нитрометан, пиридин, диметилформамид, диметилсульфоксид, сульфолан и др. а также в подходящей смеси растворителей.

Предлагаемый способ позволяет в одну стадию простым химическим путем получать целевые продукты с достаточно высоким выходом, в том числе.в новой D-форме.

Пример 1, В круглодонную колбу емкостью 50 мл помещалось 47,3 MF (0,0837 ммоль) мэйтансинола и 145 мг (1,0 ммоль) N-метил-й-ацетил-Ь-аланина, После добавления 10 мл безводного метиленхлорида получался гомогенный раствор. К данному раствору добавлялось 10 мл рас вора 309, мг (1,5. ммоль ) дициклогексилкарбодиимида в безводном дихлорметане, после чего сразу же отделялись бесцветные кристаллы. -При пёремааивании данная суспензия нагревалась с обратньм холодильником на масляной бане при температуре бани в течение 10 ч. После того, как реакция завершалась, реакционная смесь концентрировалась при пониженном давлении, и нерартворимые вещества отделялись с помощью фильтрования. Нерастворимые вещества промывались небольшим количеством метиленхлорида, и промывные во; ды объединялись с фильтратом. Объединенный фильтрат концентрировался при пониженном давлении, и остаток хроматографировался на колонке, заполненной 40 г силикагеля с использованием смеси хлороформ-метанол 45:1 об./об. Первые фракции, содерЖс1щие побочный продукт - дициклогексилмочевину в качестве преоблада щего paqTBopeHHoro вещества, удалялйсн, а биоавтографически положительные фракции сливались. Из последующей фракции, стекакхцей с колонки выделялось 27 мг мэйтансинола.

Биоавтографически активные фракций объединялись, концеитрировались и хроматографировались на колонке, наполненной 27 г силикагеля, причем элюйрование осуществлялось смесью |этилацетат;этилацетат, насыщенный водой Д2:1/). С помощью данной про цедуры выделялось 7,0 мг бесцветно;го биоавтографически активного сое динения. То, что данный продукт преставляет собой одно соединение, подтвердилось данньми тонкослойной хроматографии на ТСХ-пластинке (Кизельгель 60 Р 5715, Мерк, ФРГ) в двух системах растворителей рслороформ: метанол (9:1 по объему) и этилацетат, насыщенный водбА.

Подтвердилось, что структура данного соединения соответствует соединению формулы I , где R - метил.

Элементный анализ.

Вычислено, %: С 59,00; Н 6,70; 5 N 6,07.

Сэ4.Н4бС1МзО О

Найдено, %: С 58,68; Н 7,02; N 6,54.

Масс-спектр (в CHCI а) м/е: 0 691 (М, следы), 630 ( HjO-HNCO), 485, 470, 450.

Уф-спектр (в этаноле) макс.: 233, 243, 254, 282, 290 нм.

П р и м е ры 2-9. Приготавливались следующие базовые растворы:

Раствор А. Раствор мэйтансинола i в безводном метилёнхлориде, содержащий 1 мг мэйтансинола в 50 мкл раствора ,

Раствор В. Раствор дициклогексилкарбодиимида в безводном метиленхлориде, содержащий 6 мг дициклогексилкарбодиимида в 50 мкл раствора. Раствор С. Раствор N-ацетил-N-метил-Н-алаяина в безводном метиленхлориде , содержащий N-ацетил-N-метил-Ь-аланин в концентрации 3 мг/50 мл раствора.

В стеклянную трубку размерс 4 около 4 мм в поперечнике и около 14 см длиной добавлялось в указанном порядке 50 мкл раствора С, 50 мкл раствора В и 50 мкл раствора А. После перемешивания добавлялся катализатор, в том виде как он есть в случае твердого катализатора, или предварительно разбавленный метиленхлоридом до подходящей концентрации, когда он ;жидкий (количество катализатора при0 близительно 0,3 мг). Наконец, реакционная смесь доводилась до 200 мкл метиленхлоридом. Стеклянная трубка : запаивалась на расстоянии около 12 см :по ее длине. При периодическети встря5 хивании трубка оставлялась стоять при указанной температуре в течение il4 ч. Затем.трубка вскрывалась и дозы .содержимого, соответствующие 2 мкл, наносились на ТСХ-пластинки (силиQ ;кагель Р 5715, 20 см х 20 см. Мерк, ФРГ). После проявлений смесью Хлороформ-метанол (9:1 по объему) рятно мэйтансина обнаруживалось с по1мощью хрс 1атосканирук1цего прибора iCS-910 фирмы Симадзу при длине волны

детектирования 250 нм и длине волны ;контроля 350 нм, и по предварительно подготовленной калибровочной кривой кгаислялись абсолютный и процентный выходы мэйтансина. В то же время ана0 логичным образом определялся процент ный выход мэйтансинола, когда имело место его вьохеление. Полученные результаты приведены в табл. 1.

Таблица 1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЭЙТАНСйНОИДОВ общей формулы где R - низаий ал кил с , отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, повьпаеиия выхода и расширения ассортименна мэйтанта целевых продуктов, - действуют кислотой общей фор- 3 синол мулы CHj СН, R-C-H- ( О О1 где R имеет указанные значения, со в присутствии дициклогексилкарбоди имида и в случае необходимости в присутствии кислоты Льюиса. 00

примеры 10-12. К смесям 50 мкл каждого из растворов С, В и А, полученных в стеклян лх трубках, таким же образом как и в примергис 2-9, добавлялось около 2 мг катгшиза тора, к реакция проводилась как в

Пример 13. В 20 мл безводного метиленхлорида растворялось 159 мг н-метил-н-пропионил-Ь-алани-, на q последующим добавлением 309 мг дициклогексилкарбодиимида и 48 мг мэйта синола. Смесь нагревалась при температуре дефленмации, и для исключения влаги - в течение 1б ч. Реакционная смесь концентрироваласьi и нерастврримые вещества отфильтровывались. Фильтрат концентрировался при пониженном давлении, иоста.рримерах 2-9. Затем ангзшогичюам юбраэом определялся количественио полученный мэйтансин. Процент вьщелёния мэйтансинон также определялся одновременно. Данные приведены в табл. 2.

Таблица 2

ток преттускался через колонку, наполненную 40 г силикагеля. Проявление осуществлялось смесью хлороформ.метанол (45si по объему) и биЬавтографически положительные фракции сливались. Растворитель отгонялся, и остаток повторно хроматографировешся на колонке из силикагеля (27 г силикагеля; проявляющий раствсфитель этилацетат-этилацетат,

насыценный водой, 2:1 по объему).

;БиоавтографичеЬки положительные фракции собирались и выделялось 5 мг бесцветного соединения. Данны продукт идентифицировался как соединение формулы I, где Я -этил, таким же образом, как и в примере Масс-спектр, м/е : 644 ), 485, 470. Пример 14,С помощью про цедуры, сходной с описанной в пример ГЗ, 173 мг Н-изобутирил-Н-метил-Ь-аланина, 309 мг дициклогексилкарбо диймида и 48 мг мэйтансинола-вводи лись в реакцию в 20 мл безводного метиленхлорида. Реакционная смесь далее, обрабатывалась как в примере 13 и выделялось 3,2 мг бесцветного соединения. На основании его массспектра данный продукт идентифицировался как соединение формулы I где СНз 11 СН Масс-спектр, м/е:658 (), ,485, 570. П риме р 15, С пс 4ощью прие аналогичного описанному в примере 13, 187 мг Н-метил-Н-изовалерил-Ь-аланина, 309 мг дициклогексилкарбо диимида и 48 мг мэйтансинола вводи лись в реакцию в 20 мл безводного метиленхлорида. Реакционная смесь обрабатывалась как в примере 13 и выделялось 2,5 мг бесцветного соед нения. На основании данных его мас спектра продукт идентифицировался как соединение формулы I, где Н СН2СН(СНз)2. Масс-спектр, м/е: 672 (), 485, 470, П р и .м е р 16, Мэйтансинол (300 мг, 0,5316 ммоль) и ы-ацетйл -метил-Ь-аланин (1,585 г, 10,62 ммоль) растворяли в 80 мл дихлорметана, к раствору добавляли 3,285 г дициклогексилкарбодиим да и 72,5 мг.(0,582 ммоль) безводного хлористого цинка. Смесь перемешивали при температуре около 20®С в течение 6 ч и выдерживали при этой температуре 11 ч. Затем добавляли еще Н-ацетил-Н-метил-Ьалаиии (530 мг), дициклогексилкарб диимид (1095 мг) и безводный хлори тый цинк (150 мг). Спустя 2 ч реак ционную смесь фильтровали и фильтр промывали приблизительно iSO tm всЩы и высушивали над безводным сульфатом натрия. Нерастворимые пр дукты отфильтровывали и фильтрат разделяли хроматографически на кол ке с силикагелем (60 г) и элюентом хлороформ:метанол 40:1 (по объему) отбирая после того, как были удале ны несколько предшествующих фракций, фракции по 25 г. Фракции 14-2 объединяли, концентрировали и повторно разделяли хроматографически, используя силикагель (65 г) и смесь этилацетат:этилацетат, насыщенный водой 2:1 (по объему), отбирая после нескольких предтествугацих фракции по 16 г, получая 149,3 мг соединения формулы I ( соединение А) из фракций 25-60, Фракции 23, 24 и 61-100 после второго хроматографирования объединяли и упаривали 20,, 5 мг вещества, из которого дополнительно выделяли 6,3 мг соединения А, подвергая его препаративной тонкослойной хроматографии на силикагеле с 10% изопропанола в хлороформе,Фракции 101-153 от второй хроматографии объединяли и концентрировали, получая 320 мг продукта, из которого получали 95,7 мг изомера соединения формулы I (, соединение в) после повторнойхроматографии на колонке с силикагелем (75 г) с хлороформом и метанолом в соотношении 40:1 (по объему). Общий выход соединения А составил 155,6 мг, а соединения В 95,7 мг, Вещество А растворяли в смеси этилацетата с диэтиловым эфиром и этот раствор оставляли стоять в холодильнике, получая кристаллическое соединение А, которое затем один раз перекристаллизовали из смеси этилацетат-диэтиловый эфир и дважда из смеси хлористый метилен-диэтиловый эфир, получая кристаллы соединения А: бесцветные пластинки, т,пл, 191195с (с разложением). Соединение В кристаллизовалось, когда хлороформный раствор ветцества В обрабатывали диэтиловым эфиром. Полученные таким образом кристаллы В последующем перекристаллизовывали дважды из той же системы растворителей, получая кристсшлы соединения В, плавящиеся- при 155-178 (с постепенным разложением). Пример 17, Мэйтансинол (100 мг, 0,177 ммоль) и N-аиетил-Нметил-Ь-аланид (522 мг, 3,59 ммоль) растворяли в 25 мл дихлорметана, К этому раствору при охлаждеинн- на бане из льда с водой при Tei«iepaTyре ниже 5°С добавляли 1100 мг (5,38 ммоль) дициклогексилкарбодиимида и 24 мг безводного, хлористого цинка. Смесь перемешивали при температуре ниже 5с в течение 20 ч, затем фильтровали. Фильтрат концентрировали и остаток подвергали- хроматографическому разделению на колонке с силикагелем (55 г) со смесью хлороформ:метанол 40:1 (по объему), отбирая 25-грг1Ммовые фракции. Фракции 15-30 объединяли и выпаривали, получая 147 мг смеси веществ. Из фракций 31-220 вьаделяли 43 мг мэйт синола. 147 мг прсюукта подвергали 2-й очистке на хроматографической коло ке со смесью этилацетат:этилацетат насьтщенный водой, 2,1 (по объему). Несколько предаиествующих фракций были удалены и затем элюат собирал в 15-граммовые фракции, получая 34 мэйтансина, 17 мг смеси мэйтансина и некоторых других веществ, и 47 м вещества, содержаидего изомер мэйта сина. При препаративной тонкослойной хроматографии (пластины PZC, силикагель 60 Art, 5717, Мерк ФРГ) с элюентом хлористый метилен: иэопропиловый спирт 9:1 (или 17 мг .продукта) получили еще 5,0 мг мэйтансина. 47 мг продукта в последую щем хроматографировали на колонке силикагелем (60 г), элюент хлорофо этанол 40:1 (по объему), получая 20,0 мг изомера мэйтансина. Общий выход мэйтансина и его изомера сос тавил 39 и 20 мг соответственно. Пример 18. Мэйтансинол ( 100 мг, 0,177 ммоль), Н-метил-К-пропионил-Ь-аланин (84,5 мг, 0,531 ммоль) и дициклогексилкарбодиимид (164 мг, 0,796 ммоль) растворяли в 15 мл сухого дихлорметана Немедленно образовалась суспензия с белым осадком. К этой суспензии при перемешивании добавляли при комнатной температуре около 24 мг (0,176 ммоль) безводного хлОристого цинка. После перемешивания при этой же температуре в течение 1ч добавляли еще 84,5 мг й-метил-N41ропионил-Ь-аланина, 164 мг дицикло гексилкарбодиимида, примерно 24 мг безводного хлористого цинка и 10 м дихлорметана, и смесь продолжали перемешивать еще в течение 1 ч и 50 мин. Затем реакционную смесь фильтровали, чтобы удалить небольшое количество нерастворимого матерйала, и фильтрат разбавляли дихлорметаном до объема приблизительно 100 мл, проьслвали водой, сушили над безводным сульфатом натрия и за тем фильтровали. Фильтрат концентрировали при пониженном давлении, и выделившийся осадок отфильтровыва ли и промывали небольшим количеством этилацетата. Объединенный фильт рат и промывку жидкости подвергсши хроматографирозанию на колонке с силикагелем (65 г), элюент - этилацетат гэтилацетат, насыщенный водой 2:1 (по объему),; отбирая 15-граммоЕые фракции после того, как несколь ко предшест.вующих фракций удаляли. Фракции -.З объединяли, и при выпа ривании, 66 мг соединения формулы I (, вещество С), а из фракций 40-97 получили 58 мг изомера соединения формулы Г (в С2Не7 соединение D), Раствор вещества С в небольшом количестве этилацетата рыделял кристаллы этого вещества при стоянии при комнатной температуре. Кристаллы собирали и перекристаллизовывали из смеси дихлорметан-диэтиловый эфир, получая кристаллы «соединения С: бесцветные иголки, плс1вящиеся при 185-189 С (со слабым разложением ). . Раствор вещества D в небольшом количестве этилацетата давал кристаллы соединения D, которые перекристаллизовывали из смеси дихлорметана с диэтиловым эфиром, получая кристаллы соединения D: бесцветные иглы, плавящиеся при 192 197с (с разложением). 1 Пример 19. Мэйтансинол (100 мг, 0,177 мкюль), N-изобути.рил-Ы-метил-Ь-аланин (92 мг, 0,532 ммоль) и дициклогексилкарбрдиимид (164 мг, 0,796 ммоль) растворяли в 15 мл сухого дихлорметана. К этому раствору при охлаждении в бане из льда с водой и при перемешивании добавляли 24 мг безводного хлористого цинка, и смесь перемешивали 0,5 ч при охлаждении льдом. Затем водно-ледяную баню убирали, и реакционную смесь нагревали до комнатной температуры (),Еш.е через 1 ч добавляли 92 мг Н-изобутирил-М-метилЬ-аланина, 164 мг дициклогексилкарбодиимида и мг безводного хлористого цинка вместе с 10 мл сухого дихлорметана. А еще через 45 мин добавляли следующую порцию N-изобутирилй-метил-Ь-аланина (31 мг), дициклогексилкарбодиимида (55 мг) и безводного хлористого цинка ( мг), и реакционную смесь дополнительно перемешивали 45 мин. Общее время реакции составило 3ч. Затем полученную таким образом реакционную смесь обрабатывали как в примере 17, а полученный материал хроматографировали на силикагеле (65 г) с элюентом этилацетат :этилацетат, насыщенный водой 2:1 (по объему), отбирая 15-граммовые фракции как в примере 17. Фракции 8-22 объединяли, растворитель напаривали, подучая 70,5 мг соединения формулы I ((СНд ).2 , соединение Е). Фракции 27-55 давали после смешивания и выпаривания растворителя 57,5 мг ичЬмера соединения формулы I ((СНз)2, соединение F), Из раствора соединения Е в небольшом количестве этилацетата выпадали кристаллы, которые перекристаллизо-вывсШИ из смеси дихлорметан-диэтиловый эфир, получая кристал:лы вещества Б: бесцветные иглы, плавящиеся при 185-187 ie (с разложением).