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1) Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft die N-1
Sulfonylderivate von Pyrimidinnukleobasen mit Antikrebs-Eigenschaften,
Verfahren zu deren Herstellung und die Antikrebs-Aktivität derartiger
Verbindungen.
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2) Technisches Problem
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Die Verwendung von Sulfonylharnstoff-Derivaten
ist in der medizinischen Chemie und der Agrochemie bekannt. Diese
Verbindungen zeigen sehr interessante biologische Aktivitäten: antidiabetische,
antibakterielle und Antikrebs-Wirkung
als auch eine sehr starke Herbizidwirkung. Sulfonylharnstoff-Herbizide
zeigten kürzlich eine
bemerkenswerte Verbesserung aufgrund ihrer hohen Aktivität und beinahe
fehlenden menschlichen und tierischen Toxizität.
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Auf der anderen Seite gibt es eine
ganze Anzahl von biologisch aktiven Nukleosidderivaten mit antibiotischen,
kanzerostatischen und virostatischen Wirkungen. Modifizierte Nukleoside
sind die einzigen Verbindungen mit in vitro und in vivo antiviraler
und anti-HIV Aktivität.
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Im Fall der unbekannten N-1 Sulfonylderivate
der Pyrimidinnukleobasen, die einen neuen Typ von Sulfonylcycloharnstoffen
darstellen, gibt es eine interessante Kombination von Pharmakophoren,
welche zu antiviraler und Antikrebs-Aktivität und zur Entwicklung neuer
Chemotherapeutika führen
könnte.
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3) Hintergrund der Erfindung
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Sulfonylharnstoffe sind Verbindungen
mit starker anibakterieller (F. Kurzer, Chem. Rev. 50 (1952) 1.) und
hypoglykämischer
Aktivität
(Chem. Abstr. 102 (1985) 214964r; G. Levitt,
US 4 .435.206; Chem. Abstr. 100 (1984) 34458d;
Chem. Abstr. 100 (1984) 34459e; L. Aguilar-Bryan, D. A. Nelson,
Q. A. Vu, M. B. Humphrey, und A. E. Boyd, J. Biol. Chem. 265 (1990)
8218.; Chem. Abstr. 108 (1988) 161258d; Chem. Ahstr. 106 (1987) 149243w;
A. G. Hatzidimitriou, D. P. Kessissoglou, und G. E. Manoussakis,
J. Inorg. Biochem. 49 (1993) 157.). Sie sind starke Diuretika (Chem.
Abstr. 103 (1985) 215193w, EP-A1-151.451), Antitumor-Agenzien (Chem.
Abstr. 108 (1988) 94225a, EP-A1-222. 475; F. Mohamadi, M. M. Spels,
und G. B. Grindey, J. Med. Chem. 35 (1992) 3012.; J. J. Howbert,
C. S. Grossman, T. A. Crowell, B. J. Rieder, R. W. Harper, K. E.
Kramer, E. V. Tao, J. Aikins, G. A. Poore, et. al, J. Med. Chem.
33 (1990) 2393; Chem. Abstr. 120 (1994) 245006a, EP-A2-2.583.960)
und Anticholesterämika
(D. R. Sliskovic, B. R. Krause, J. A. Picard, M. Anderson, R. F. Bousley,
K. L. Hamelehle, R. Homann, T. N. Julian, Z. A. Rashidbaigi, und
R. L. Stanfield, J. Med. COhem. (1994) 560; Chem. Abstr. 119 (1993)
138915j, W-Al-9.308.161; P. R. Carter, D. H. Hey, und D. S. Morris,
J. Chem Soc. (1948) 143.). Sulfonylharnstoffe mit heteroaromatischen
(Het) Gruppen, die an NH der Sulfonylharnstoffbrücke (R-SO
2-NH-CO-NH-Het) gebunden
sind, sind extrem potente Herbizide.
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Neue Sulfonylcycloharnstoffe, zum
Beispiel N-1 Sulfonylderivate von Uracil und Cytosin, sind nicht
bekannt, noch sind es ihre biologischen Aktivitäten. Lediglich Martirosyan
(Z. A. Martirosyan, V. I. Gundar, und S. L. Zav'yalov, Izv. Akad.
Nauk SSSR, Ser. Khim. 8 (1970) 1841) isolierte 1-p-Toluensulfonyluracil
als unerwünschtes
Produkt bei der Transformation der C-4 Ketogruppe des Uracils. Aus
der Sicht der biologischen Aktivität sind N-1 Sulfonylderivate
der Pyrimidinnukleobasen sehr interessante Verbindungen, da sie
eine Kombination biologisch aktiver Komponenten: ein Sulfonylharnstoff-Fragment
und eine Nukleobase aufweisen. Wir haben die neuen unbekannten Sulfonylcycloharnstoffe
durch Binden des Sulfonyl-Fragmentes an das N-1 Atom der Pyrimidinbasen
(Uracil, Cytosin oder 5-Azauracil)
hergestellt. Diese Verbindungen könnten potentiell biologische
Eigenschaften im Sinne ihrer gegenüber aktiven Sulfonylharnstoffen ähnlichen
Strukturmerkmale aufweisen, welche sehr wahrscheinlich einen sechsgliedrigen,
wasserstoffgebundenen Pseudozyklus besitzen. Auf der anderen Seite
kann man diese Verbindungen als modifizierte Nukleoside mit potentieller
Antikrebs-Aktivität
(Chemistry, Biology, and Clinical Uses of Nucleosdie Analogs, A.
Bloch (Ed.), New York, 1975, p. 185.) als auch antiviraler Aktivität (E. de
Clercq, in: Design of Anti-AIDS Drugs, E. de Clercq (Ed.), Amsterdam,
Elsevier Science Publishers, B. V., 1990, S.1; H. Mitsuya, T. Shirasaka,
und S. Broder, in: Design of Anti-AIDS Drugs, E. de Clercq (Ed.),
Amsterdam, Elsevier Science Publishers, B. V., 1990, S. 25.) betrachten.
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Diese Erfindung zeigt, dass N-1 Sulfonylderivate
der Pyrimidinnukleobasen bemerkenswerte in vitro Antikrebs-Aktivität bei unterschiedlichen
Tumorzelllinien aufweisen.
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GB 1,570,555 offenbart Antikrebs-Zusammensetzungen,
die als Herzstück
5-Fluoruracil umfassen, das für
die starken Antikrebs-Wirkungen, aber unterdrückte Toxizität und Nebenwirkungen
sorgt. Unter den nützlichen
5-Fluoruracilen sind Verbindungen wie 1-Benzensulfonyl-5-fluoruracil
und 1- (p-Toluensulfonyl)-5-fluoruracil.
Weiterhin ist festzuhalten, dass die Antikrebs-Zusammensetzungen,
wenn verabreicht, für eine übermäßig gesteigerte
5-Fluoruracil-Konzentration in den Krebsgeweben sorgen, während die
anderen Gewebe, wie zum Beispiel das Blutserum, eine geringe oder
keine Steigerung in der Konzentration von 5-Fluoruracil zeigen.
Gemäß der GB
1,570,555 sind eine Reihe unterschiedlicher N-Substituenten geeignet.
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Das Dokument
DE 24 55 423 im Stand der Technik
bezieht sich auf 5-Fuoruracil-Derivate, Verfahren für die Herstellung
dieser und pharmazeutische Zusammensetzungen, die die 5-Fluoruracil-Derivate
umfassen. Die
DE 24 55 423 stellt,
im Vergleich mit jenen, die in der GB 1,570,555 offenbart sind,
5-Fluoruracil-Derivate mit neuen N-Substituenten bereit. Diese Fluoruracil-Derivate
weisen eine verminderte Toxizität
auf, haben jedoch trotzdem eine gesteigerter Antikrebs-Aktivität.
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Die JP-A-62093281 beschreibt die
Herstellung von Fluorpyrimidin- und Fluorpyrimidinnukleosid-Derivaten
als Antitumor-Agenzien. Neben anderen Verbindungstypen sind 5-Fluoruracil-Derivate
mit wechselnden N-Substituenten offenbart. Die Verabreichung von
1000 μg
innerhalb des Tumors in Mäusen,
der durch Leukämie
P388 Zellen verpflanzt wurde, gefolgt durch die Bestrahlung der
Mäuse unter 137Cs bei 1000 R, führt zu einer verringerten Tumorgröße von 47%
gegenüber
der Kontrolle nach 7 Tagen.
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Kaldrikyan et al. (Chemical Abstracts,
Band 105, Nr. 1, 1986, Abstract-Nr. 218430Y) berichtet über die Synthese
und die biologische Aktivität
von N'-4-Alkoxy-benzensulfonyl-5-halouracilen.
Insbesondere die Bromderivate neigten dazu, antibakterielle Aktivität in Mäusen und
Ratten zu zeigen, während
die Fluorderivate Antitumor-, radioschützende und anitmutagene Eigenschaften
zeigten. Die Verlängerung
des Alkoxyradikals führte
zu einer gesteigerten Antitumor-Aktivität, während die
antimutagene Aktivität
negativ korrelierte.
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Die JP-A-80087777 beschreibt Uracil-Derivate
als Hilfsstoffe für
Antitumor-5-Fluoruracil-Zusammensetzungen. Die Zugabe solch eines
Uracil-Derivates steigerte die Antitumor-Aktivität von N'-Ethoxymethyl-5-fluoruracil,
N'-(2-Furanidyl)-5-fluoruracil
und ähnlicher
Verbindungen. Die kombinierte Verwendung dieser Verbindungen zeigte
eine gute Aktivität
gegenüber
Sarkoma 180 in Mäusen.
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Tada et al. offenbart antineoplastische
Agenzien (Chem. Abstracts, Band 83, Nr. 28, 1975, Abstract 99735).
Es wird über
die Synthese von 1-substituierten 5-Fluoruracil-Derivaten berichtet. Nach Tada et al., 1975
sind Benzoyl- und Aren-Sulfonyl-Fluoruracile aktiver und weniger
toxisch als 1-(2-Tetrahydrofuryl)uracil im
Leukämie
L-1210 System.
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Kuroda et al. (Journal of Heterocyclic
Chemistry, Band 31, Nr. 2, März
1994, 335–339)
berichtet über die
Gamma-Radiolyse von 5-Fluoruracil- und 5-Fluoruridin-Derivaten mit
Schwefel enthaltenden Substituenten. Wegen ihrer spezifischen Radiolyse-Eigenschaften
tragen die 5-Fluoruracil-Derivate eine Reihe von Substituenten,
die eine Sulfonylgruppe enthalten und die 5-Fluoruridin-Derivate
tragen eine Reihe von Substituenten, die eine Thioureido-Gruppe
enthalten und können
potentielle, radioinduzierte Arzneimittel für die Krebsbehandlung sein.
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Die JP-A-76105080 beschreibt 5-Fluoruracil-Derivate,
obwohl kein Hinweis auf irgendeine potentielle Antikrebs-Aktivität angegeben
wird.
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Yamashita et al. (Chem. Pharm. Bull.,
Band 30, Nr. 12, 1982, 4258–4267)
stellt Untersuchungen zur Synthese und den Antitumor-Aktivitäten von
5-Fluoruracil-Derivaten bereit. Nach der oralen Verabreichung dieser
Derivate an Ratten wurden die Blutspiegel von 5-Fluoruracil bestimmt.
Unter den O-substituierten Derivaten wurde ein 4-O-substituiertes
Derivat am leichtesten zu 5-Fluoruracil aktiviert und 2-O-substituierte Derivate
wurden am zweitleichtesten aktiviert. Unter den N-substituierten
Derivaten zeigten die Acyl- und Sulfonylderivate die höchsten 5-Fluoruracil
freisetzenden Fähigkeiten
und die 1-Alkoxymethyl substituierten Derivate zeigten eine geringe
Fähigkeit.
N-Alkyl substituierte Derivate wurden nicht zu 5-Fluoruracil aktiviert.
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Ballweg et al. (Tetrahedron Letters,
Band 18, 1968, 2171– 2173)
beschreibt ein neues Verfahren zum Synthetisieren von Cytosin und
Cytosinderivaten. Nach Ballweg et al., 1967 können Cytosin und 3-Methyl-Cytosin
auf eine einfachere Weise als durch bisherige synthetische Verfahren
bereitgestellt werden.
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Kasnar et al. (Nucleosides and Nucleotides,
Band 16, 1997, 1067–1071)
berichtet über
die Synthese von Sulfonylpyrimidin-Derivaten als ein neuer Typ von Sulfonylcycloharnstoffen.
Die Synthese mehrerer neuer N-1 und N-1,NH-4-Disulfonylpyrimidin-Derivate wird beschrieben.
Diese Untersuchungen wurden auf die Synthese neuer Sulfonylharnstoff-Derivate
als potentielle Herbizide gerichtet. Für die Synthese der Sulfonylpyrimidin-Derivate wurden zwei
Verfahren verwendet: a) Kondensation silylierter Pyrimidinbasen
mit unterschiedlichen Sulfonylchloriden in Acetonitril und b) Umsetzung
von Pyrimidinbasen mit Sulfonylchloriden in Pyridin. Das vorläufige Erproben
einiger dieser Verbindungen lies Herbizid-Aktivität erkennen,
jedoch gibt es keinen Hinweis darauf, dass diese Verbindungen irgendeine
Antitumor-Aktivität zeigen.
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4) Zusammenfassung der
Erfindun
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Diese Erfindung betrifft N-1 Sulfonylderivate
von Pyrimidinnukleobasen der allgemeinen Formel II, Verfahren zu
deren Herstellung und deren biologische Aktivität.
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In der allgemeinen Formel II:
X
= O, S;
Y = H, F, Cl, Br, I, C1-C5 Alkyl, NO2, NH2, substituiertes Alkynyl (C≡CR4; R4 = H, Si(CH3)3, C1-C3 Alkyl, Halogen, CO-Alkyl); substituiertes Alkenyl (CH=CHR5; R5 = H, F, Cl,
Br. I, C1-C3 Alkyl,
CN, COCH3, CO2CH3) ;
R1 = SO2R6
R2 = H or SO2R6, worin R6 gleich
oder verschieden ist, wenn R1 = SO2R6 und R2 = SO2R6;
R6= C1-C3 (verzweigt)
Alkyl, C1-C3 Haloalkyl,
C1-C3 Alkyl substituiert
mit C1-C3 (Halo)Alkoxy-Gruppe,
C2-Acyl,
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Für
die Synthese der Sulfonylpyrimidin-Derivate haben wir zwei Verfahren
verwendet:
a) Kondensation silylierter Pyrimidinbasen mit unterschiedlichen
Sulfonylchloriden in Acetonitril;
b) Umsetzung von Pyrimidinbasen
mit Sulfonylchloriden in Pyridin.
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Die Verbindungen der allgemeinen
Formel II wurden gemäß dem Schema
(1a) hergestellt (J. R. Hanson, A. Hough, und A. T. White, J. Chem.
Soc.; Chem. Commun. (1968) 466; J. J. de Koning, H. J. Kooreman, H.
S. Tan, und J. Verweij, J. Org. Chem. 40 (1975) 1346.). Die Derivate
des Cytosins werden unter Rückfluss für 30 Minuten
gemäß dem Verfahren
a) mit BSA in trockenem Acetonitril silyliert. Derartig aktivierte
Verbindungen reagieren mit geeigneten Sulfonylchloriden bei 20°C zum Rückfluss
für eine
Stunde und ergeben N-1 Sulfonylderivate der allgemeinen Formel II
in 40–80%iger
Ausbeute, Schema (1a).
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N-1, NH-4 Disulfonylderivate des
Cytosins II können
gemäß dem Verfahren
b) erhalten werden (Schema (1b): R1 = R2 = SO2R6 (R6 = wie in II)). Bei der Umsetzung des Cytosins
mit zwei Äquivalenten
der Sulfonylchloride ClSO2R6 in
Pyridin wurden Verbindungen der allgemeinen Formel II mit R1 = R2 erhalten.
Bei der Umsetzung von N-1 Sulfonylderivaten des Cytosins mit unterschiedlichen
Sulfonylchloriden ClSO2R6 wurden Verbindungen
der allgemeinen Formel II mit R1 ≠ R2 erhalten.
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C-5 Halogenderivate des Cytosins
könnnen
gemäß bekannter
Verfahren hergestellt werden (J. Duval und J. P. Ebel, Bull. Soc.
Chim: Biol. 46 (1964) 1059; P. K. Chang, in: Nucleic Acid Chemistry,
Teil 2, L. B. Townsend und R. S. Tipson (Herausgeber), New York,
John Wiley & Sons,
1978, S. 779.).
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Die Verbindungen 1 und 2, wie im
Schema (2) gezeigt, wurden in vitro in menschlichen Bauchspeicheldrüsentumorkarzinom-Zellen (MiaPaCa2),
in menschlichen Zervixkarzinom-Zellen (HeLa), in Kehlkopfkarzinom-Zellen
(Hep2) und in normalen menschlichen Fibroblasten (Hef2) getestet.
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Alle getesteten Verbindungen zeigen
bemerkenswerte wachstumshemmende Wirkungen auf die Tumorzelllinien
MiaPaCa2 und HeLa (60–90%,
in der Konzentration 10–5 M) und eine viel geringere
Hemmung bei normalen Zelllinien (20–35%). Die bemerkenswerteste
Hemmwirkung bei Hep 2 Zelllinien wurde für die Verbindung 1 (80%) in
der Konzentration 10–5 M ermittelt.
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Beispiel 1: 1-p-Toluensulfonyl-cytosin
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Das Gemisch von Cytosin (222 mg,
2,00 mmol) und BSA (1,48 ml, 6,00 mmol) wurde unter Rückfluss in
trockenem Acetonitril (7 ml) für
30 Minuten erhitzt. Die Lösung
wurde auf 0°C
abgekühlt
und TsCl (457 mg, 2,40 mmol) wurde hinzugefügt. Nach dem Erhitzen unter
Rückfluss
für 45
Minuten wurde das Lösungsmittel verdampft.
Ethanol wurde zu dem Rückstand
hinzugefügt
und der resultierende Feststoff wurde abfiltriert und aus heißem Ethanol
umkristallisiert, was weiße
Kristalle des Produktes ergab (421 mg, 80%), Schmelzpunkt 216°C; UV (MeOH): λmax/nm
209,1 und 248,0 (log ε 3,52
und 3,57); IR (KBr) νmax/cm–1: 3360 (s), 3100 (s),
1660 (s, br), 1550 (s), 1490 (s), 1380 (s), 1355 (s), 1285 (s),
1185 (s), 1175 (s); 1H-NMR (d6-DMSO) δ/ppm: 8,12
(d, 1H, H-6, J = 7,94 Hz), 7,94 (s, 2H, NH2),
7,86 (d, 2H, Ph, J = 8,24 Hz), 7,45 (d, 2H, Ph, J = 8,17 Hz), 5,96
(d, 1H, H-5, J = 7,94 Hz), 2,41 (s, 3H, CH3); 15C-NMR (d6-DMSO) δ/ppm: 166,27
(s, C-4), 151,22 (s, C-2),
145,61 (d, C-6), 139,73 (s, Ph), 134,47 (s, Ph), 129,80 (d, Ph),
129,02 (d, Ph), 97,50 (d, C-5), 21,20 (q, CH3);
Analyse berechnet für
C11H11N3O3S (Mr = 265,30):
C (49,80), H (4,18), N (15,84), ermittelt: C (50,09), H (4,02),
N (15,89).
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Beispiel 2: 1-(2-Sulfonyl-3-N,N-Dimethylaminocarbonyl-pyridin)-cytosin
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Die Kondensation von Cytosin
mit Sulfonylchlorid
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Das Gemisch von Cytosin (191 mg,
1,71 mmol) und BSA (1,28 ml, 5,15 mmol) wurde unter Rückfluss für 30 Minuten
in trockenem Acetonitril (6 ml) erhitzt. Die farblose Lösung wurde
auf 0°C
abgekühlt
und auf das Sulfonylchlorid [hergestellt wie jenes für das Uracilderivat,
ausgehend von 1,06 g (3,89 mmol) 2-Phenylmethylthio-3-N,N-Dimethylaminocarbonylpyridin]
gegeben. Nach dem Rühren
bei Raumtemperatur für
zwei Stunden wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck ohne externes Erhitzen verdampft. Methanol
wurde zu dem verbliebenen Öl
hinzugefügt
und der weiße
Feststoff des Produktes wurde abfiltriert und aus Methanol umkristallisiert
(290 mg, 53%), Schmelzpunkt 218°C;
UV (MeOH) : λmax/nm 246,1 (log ε 4,07) IR (KBr) νmax/cm–1 :
3400 (m), 3140 (v, br), 2920 (vw), 1700 (s), 1510 (m), 1490 (s),
1390 (s), 1360 (s), 1280 (m), 1170 (s); 1H-NMR (d6-DMSO) δ/ppm: 8,68
(d, 1H, H-6', J = 4,6 Hz), 8,06 (m, 4H, H-4', H-6, NH2),
7,78 (dd, 1H, H-5', J5'
,6' =
4,6 Hz, J4'
,5' =
7,6 Hz), 6,04 (d, 1H, H-5, J = 7,9 Hz), 2, 989 (s, 3H, NCH3), 2,89 (s, 3H, NCH3) 13C-NMR (d6-DMSO) δ/ppm: 166,43
(s, C-2'), 165,47 (s, C-4), 151,96 (s, C = O), 150,86 (s, C-2),
149,92 (d, C-6'), 140,49 (d, C-4'), 137,44 (d, C-6), 133,20 (s,
C-3'), 128,27 (d,
C-5'), 97,61 (d, C-5), 38,38 (q, NCH3),
34,52 (q, NCH3); Analyse berechnet für C12H13N4O3S (Mr = 322,34:
C (44,71), H (3,75), N (21,73), ermittelt: C (44,72), H (3,87),
N (21,79).
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Beispiel 3: 1-Methanesulfonyl-cytosin
und 4-N-Methansulfonyl-cytosin
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Das Gemisch von Cytosin (500 mg,
4,50 mmol) und BSA (3,3 ml, 13,50 mmol) wurde unter Rückfluss für 30 Minuten
in trockenem Acetonitril (15 ml) erhitzt. Die farblose Lösung wurde
auf 0°C
abgekühlt
und MsCl (0,42 ml, 5,40 mmol) wurde hinzugefügt. Die Lösung wurde unter Rückfluss über Nacht
erhitzt. Das Lösungsmittel
wurde anschließend
verdampft und der Rückstand
mittels Flash-Chromatographie (Methylenchlorid : Methanol 9 : 1)
gereinigt. 1-Methansulfonyl-cytosin
(91 mg, 11,50 und 4-N-Methansulfonylcytosin (226 mg, 26,5%) wurden
als weiße
Kristalle isoliert. Die Reaktionsumwandlung betrug 38%.
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1-Methansulfonyl-cytosin:
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Schmelzpunkt 222°C; UV (MeOH): λmax/nm
218,1 und 283,7 (log ε 4,29
und 4,45); IR (KBr) νmax/cm–1: 3410 (s), 3380 (s),
2950 (m), 1680–1640
(br, s), 1520 (s), 1485 (s), 1350 (s), 1320 (s), 1290 (s), 1170
(s); 1H-NMR (d6-DMSO) δ/ppm: 7,92
(d, 2H, NH2, J = 8,7 Hz), 7,86 (d, 1H, H-6,
J = 7,8 Hz), 5,91 (d, 1H, H-5, J = 7,8 Hz), 3,64 (s, 3H, CH3); 13C-NMR (d6-DMSO) δ/ppm:
166, 23 (s, C-4), 152,20 (s, C-2), 139,26 (d, C-6), 96,76 (d, C-5),
41,16 (q, CH3); Analyse berechnet für C5H7N3O3S (Mr = 189,20):
C (31,74), H (3,73), N (22,21), ermittelt: C (31,92), H (4,01),
N(22,02).
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4-N-Methansulfonyl-cytosin:
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Schmelzpunkt 281–282°C; UV(MeOH): λmax/nm
220,8 und 286,4 (log ε 3,38
und 3,74); IR (KBr) νmax/cm–1: 3200 (br, m), 3100
(m), 2930 (m), 1730 (s), 1640 (s), 1565 (s), 1450 (m), 1400 (m),
1380 (s), 1300 (s), 1130 (s); 1H-NMR (d6-DMSO) δ/ppm:
2,95 (s, 3H, CH3) 13C-NMR
(d6-DMSO) δ/ppm: 160,37 (s, C-4), 149,70 (s,
C-2), 144,13 (d, C-6), 95,48 (d, C-5), 42,21 (q, CH3)
Analyse berechnet für
C5H7N3O3S (Mr = 189,20):
C (31,74), H (3,73), N (22,21), ermittelt: C (31,92), H (3,71),
N (22,12).
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Beispiel 4: 5-Brom-1-p-toluensulfonyl-cytosin
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- A) Das Gemisch von 5-Bromcytosin (110 mg, 0,58
mmol) und BSA (0,43 ml, 1,74 mmol) wurde unter Rückfluss für 45 Minuten in trockenem Acetonitril
(2 ml) erhitzt. Die farblose Lösung
wurde auf 0°C
abgekühlt und
TsCl (133 mg, 0,70 mmol) wurde hinzugefügt. Nach 30 Minuten unter Rückfluss
kochen wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck ohne externes Erhitzen verdampft. Ethanol
wurde zu dem Rückstand
hinzugefügt
und der Feststoff 5-Bromcytosin wurde abfiltriert. Das Filtrat wurde
verdampft und der Rückstand
wurde durch präparative
Chromatographie (Methylenchlorid : Methanol 9 : 1) gereinigt, was
das Produkt (48 mg, 24) und 1-p-Toluensulfonyl-cytosin (8 mg, 5)
ergab.
- B) TsCl (300 mg, 1,58 mmol) wurde zur Suspension von 5-Bromcytosin (150
mg, 0,79 mmol) in trockenem Pyridin (8 ml) hinzugefügt. Nach
dem Rühren
bei Raumtemperatur über
Nacht wurde das Lösungsmittel unter
vermindertem Druck ohne externes Erhitzen verdampft. Ethanol wurde
hinzugefügt
und der Feststoff 5-Bromcytosin wurde abfiltriert. Das Filtrat wurde
verdampft und der Rückstand
durch präparative
Chromatographie (Methylenchlorid : Methanol 9 : 1) gereinigt. Das
Produkt wurde nach der Umkristallisation aus Methanol erhalten (50
mg, 18%), Schmelzpunkt 213°C;
UV (MeOH): λmax/nm 234,7 und 254,0 (log ε 3,98 und
3,95) IR (KBr) νmax/cm–1: 3450 (s), 3070 (m),
2960 (w), 2920 (w), 1680 (s), 1640 (s), 1600 (m), 1490–1475 (s),
1370 (s), 1170 (s) 1H-NMR (ds-DMSO) δ/ppm: 8,61
(s, 1H, NH), 8,35 (s, 1H, H-6), 7,95 (d, 2H, Ph, J = 8,1 Hz), 7,72
(s, 1H, NH), 7,46 (d, 2H, 2), 146,08 (s, Ph), 139,74 (d, C-6), 133,83
(s, Ph), 129,89 (d, Ph), 129,44 (d, Ph), 90,27 (s, C-5), 21,27 (q,
CH3) Analyse berechnet für C11H100N3O3SBr
(Mr = 344,19): C (38,39), H (2,93), N (12,21), ermittelt: C (38,19),
H (2,94), N 12,44).
-
Beispiel 5: Iod-1-p-Toluensulfonyl-cytosin
-
- A) Das Gemisch von 5-Iodcytosin (250 mg, 1,06
mmol) und BSA (0,78 ml, 3,17 mmol) wurde unter Rückfluss für 45 Minuten in trockenem Acetonitril
(3,5 ml) erhitzt. Zu der erhaltenen roten Lösung wurde TsCl (242 mg, 1,27
mmol) hinzugefügt.
Nach dem Erhitzen unter Rückfluss
für 45
Minuten wurde das Lösungsmittel
verdampft und der Rückstand
durch präparative
Chromatographie (Methylenchlorid : Methanol 9 : 1) gereinigt. Das
Produkt wurde nach Umkristallisation aus Methanol erhalten (30 mg,
5), Schmelzpunkt 210°C;
und 1-p-Toluensulfonylcytosin, 8 mg (3%) wurde ebenfalls isoliert.
- B) TsCl (322 mg, 1,69 mmol) wurde zur Suspension von 5-Iodcytosin (200 mg,
0,84 mmol) in trockenem Pyrdin (9 ml) hinzugefügt. Nach dem Rühren bei
Raumtemperatur über
Nacht wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck ohne externes Erhitzen verdampft. Ethanol
wurde zu dem verbliebenen Öl
hinzugefügt
und der weiße
Feststoff des Produktes wurde abfiltriert und aus Ethanol umkristallisiert
(171 mg, 52%), UV (MeOH) : λmax/nm 228,9 und 289,4 (log ε 4,15 and
3,67) IR (KBr) νmax/cm–1: 3480 (m), 3310 (m), 3200
(w), 2920 (vw), 1640 (s), 1560 (s), 1525 (m), 1390 (s), 1370 (s),
1190 (s), 1170 (s); 1H-NMR (d6-DMSO) δ/ppm: 9,18
(s, 1H, NH), 8,82 (s, 1H, NH), 8,25 (s, 1H, H-6), 7,53 (d, 2H, Ph,
J = 8,0 Hz), 7, 16 (d, 2H, Ph, J = 7,8 Hz), 2,31 (s, 3H, CH3); 13C-NMR (d6-DMSO) δ/ppm:
160,32 (s, C-4), 153,52 (d, C-6), 142,55 (s, C-2), 147, 51 (s, Ph),
138,57 (s, Ph), 128,56 (d, Ph), 125,76 (d, Ph), 54,99 (s, C-5),
20,91 (q, CH3). Analyse berechnet für C11H10N3O3SI (Mr = 391,19):
C (33,77), H (2,58), N (10,74), ermittelt: C (33,94) H 2,75), N (10,71).
-
Beispiel 6: 4-N-Methansulfonyl-1-p-Toluensulfonyl-cytosin
-
- A) MsCl (0,029 ml, 0,38 mmol) wurde zur kalten
Suspension von 1-p-Toluensulfonyl-cytosin (50 mg, 0,19 mmol) in
trockenem Pyridin (2 ml) hinzugefügt. Nach dem Rühren bei
Raumtemperatur über
Nacht wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck verdampft. Ethanol wurde zu dem verbliebenen Öl hinzugefügt und der
weiße
Feststoff des Produktes wurde abfiltriert und aus Ethanol umkristallisiert
(20 mg, 31%).
- B) TsCl (127 mg, 0,67 mmol) wurde zur Suspension von 4-N-Methansulfonyl-cytosin
(63 mg, 0,33 mmol) in trockenem Pyridin (3,5 ml) hinzugefügt. Nach
dem Rühren
bei Raumtemperatur über
Nacht wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck verdampft. Ethanol wurde zu dem verbliebenen Öl hinzugefügt und der
weiße
Feststoff des Produktes wurde abfiltriert und aus Ethanol umkristallisiert
(11 mg). Der Rückstand wurde
durch präparative
Chromatographie (Methylenchlorid : Methanol 20 : 1) gereinigt und
zusätzliche
30 mg des Produktes wurden isoliert. Die Gesamtausbeute war 38,5%;
Schmelzpunkt 229°C;
UV (MeOH) : λmax/nm 234,4 und 276,5 (log ε 3,51 und
3,68) IR (KBr) νmax/cm–1: 3200 (m), 3100 (m),
2920 (m), 2850 (m), 1730 (s), 1640–1630 (s), 1570 (m), 1460 (m),
1410–1390
(m), 1280 (s), 1175 (s), 1115 (m); 1H-NMR
(d6-DMSO) δ/ppm: 12, 28 (brs, 1H, NH),
8,26 (d, 1H, H-6, J = 8,4 Hz), 7,93 (d, 2H, Ph, J = 8,1 Hz), 7,51
(d, 2H, Ph, J = 8,1 Hz), 6,69 (d, 1H, H-5, J = 8,4 Hz), 3, 02 (s,
3H, CH3), 2,44 (s, 3H, CH3); 13C-NMR (d6- DMSO) δ/ppm: 158,86
(s, C-4), 146,78 (s, C-2), 146,22 (s, Ph), 139,06 (d, C-6), 132,68
(s, Ph), 130,03 (d, Ph), 129,29 (d, Ph), 98,65 ((s, C-5), 41,00
(q, CH3), 21,33 (q, CH3).
Analyse berechnet für
C12H13N3O5Sz (Mr = 343,39)
C (41,97), H (3,82), N (12,24), ermittelt: C (41,98), H (4,00),
N (12,06).
-
Beispiel 7: 1-Methansulfonyl-4-N-p-Toluensulfonyl-cytosin
-
- A) Das Gemisch von 1-Methansulfonyl cytosin
(32 mg, 0,17 mmol) und BSA (0,084 ml, 0,34 mmol) wurde unter Rückfluss
für 45
Minuten in trockenem Acetonitril (1 ml) erhitzt. TsCl (39 mg, 0,20
mmol) wurde hinzugefügt
und nach dem Erhitzen unter Rückfluss
für 2 Stunden
wurde das Lösungsmittel
verdampft und der Rückstand
durch präparative
Chromatographie (Methylenchlorid : Methanol 3 : 1) gereinigt. Nach
der Umkristallistaion aus Ethanol wurden weiße Kristalle des Produktes
erhalten (28 mg, 48%).
- B) TsCl (63 mg, 0,33 mmol) wurden zur Suspension von 1-Methansulfonyl-cytosin
(52 mg, 0,28 mmol) in trockenem Pyridin (3 ml) hinzugefügt. Nach
dem Rühren
bei Raumtemperatur über
Nacht wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck verdampft. Ethanol wurde zu dem verbliebenen Öl hinzugefügt und der
weiße
Feststoff des Produktes wurde abfiltriert und aus Ethanol umkristallisiert
(86 mg, 90%); UV (MeOH): λmax/nm 234,5 und 277,2 (log ε 3,89 and
4,06); IR (KBr) νmax/cm–1: 3220. (m), 3100 (w),
2920 (w), 2850 (w), 1730 (s), 1640 (s), 1590–1570 (s, Duplett), 1480–1450 (s,
br), 1400 (s, Duplett), 1370 (s), 1330 (s), 1275–1255 (s, Duplett), 1190 (s),
1170 (s); 1H-NMR (d6-DMSO) δ/ppm: 12,30
(s, 1H, NH), 8,27 (d, 1H, H-6, J = 8,4 Hz), 7,94 (d, 2H, Ph, J
8,1 Hz), 7,51 (d, 2H, PH, J = 8,1 Hz), 6,69 (d, 1H, H-5, J = 8,4
Hz), 3,03 (s, 3H, CH3), 2,44 (s, 3H, CH3); 13C-NMR (d6-DMSO) δ/ppm:
158,99 (s, C-4), 146,98 (s, C-2), 146,36 (s, Ph), 139,26 (d, C-6),
132,84 (s, Ph), 130,20 (d, Ph), 129,45 (d, Ph), 98,70 (s, C-5),
42,39 (q, CH3), 21,30 (q, CH3). Analyse
berechnet für
C12H13N3
3O5S2 (Mr = 343,39): C (41,97), H (3,82), N (12,24),
ermittelt: C (42,01), H(3,47), N (12,46).
-
Beispiel 8: 1,4-N-Dimethansulfonyl-cytosin
-
MsCl (0,7 ml, 9,00 mmol) wurde zur
kalten Suspension von Cytosin (500 mg, 4,50 mmol) in trockenem Pyridin
(15 ml) hinzugefügt.
Nach dem Rühren
bei Raumtemperatur über
Nacht wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck verdampft. Ethanol wurde zu dem verbliebenen Öl hinzugefügt und der
weiße
Feststoff des Produktes wurde abfiltriert und aus Ethanol umkristallisiert
(825 mg, 69%); Schmelzpunkt 220°C;
UV (MeOH) λma
x/nm 220,0 und
273,2 (log ε 3,84
und 4,19); IR (KBr) νmax/cm–1: 3260 (m), 3030 (w),
2940 (w), 1790–1760
(s), 1640 (s), 1575 (m), 1465–1455
(m, Duplett), 1390 (s), 1350 (s), 1290–1260 (s), 1150 (s), 1125 (s); 1H-NMR (d6-DMSO) δ/ppm: 12,40
(s, 1H, NH), 7,99 (d, 1H, H-6, J = 8,4 Hz), 6,64 (d, 1H, H-5, J
= 8,4 Hz), 3,72 (s, 3H, CH3), 3,04 (s, 3H,
CH3); 13C-NMR (d6-DMSO) δ/ppm:
163,98 (s, C-4), 152,38 (s, C-2),
144,20 (d, C-6), 102,98 (s, C-5), 47,27 (q, CH3),
46,39 (q, CH3). Analyse berechnet für C6H9N3
O5S2 (Mr
= 267,29): C (26,96), H (3,39), N (15,72) , ermittelt: C (27,05),
H (3,30), N (15,61).
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Beispiel 9: 1,4-N-Di-p-Toluensulfonyl-cytosin
-
- A) TsCl (185 mg, 0,97 mmol) wurde zur Suspension
von 1-p-Toluensulfonyl-cytosin
(200 mg, 0,81 mmol) in trockenem Pyridin (8,5 ml) hinzugefügt. Nach
dem Rühren
bei Raumtemperatur über
Nacht wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck verdampft. Das verbliebene Öl wurde
durch präparative
Chromatographie (Methylenchlorid Methanol 9 : l) gereinigt. Nach
der Umkristallisation aus Ethanol wurde das Produkt erhalten (295
mg, 87%); Schmelzpunkt 182°C;
UV (MeOH): λmax/nm 227,2 und 283,0 (log ε 4,39 und 4,45);
IR (KBr) νmax/cm–1: 3200 (w), 3090 (w),
3030 (w), 2920 (w), 2850 (w), 1730–1715 (s, Duplett), 1630 (s),
1570 (s, Duplett), 1450 (m, Duplett), 1400 (s, Duplett), 1370 (m),
1290 (s), 1260 (m), 1175 (s), 1155 (s); 1H-NMR
(d6-DMSO) δ/ppm: 12,10 (brs, 1H, NH), 8,26
(d, 1H, H-6, J = 8, 4 Hz), 6,76 (d, 1H, H-5, J 8,4 Hz), 7,93 (d,
2H, Ph, J = 8,1 Hz), 7,73 (d, 2H, Ph, J = 8,1 Hz), 7,49 (d, 2H,
Ph, J = 8,1 Hz), 7,37 (d, 2H, Ph, J = 8,1 Hz), 2,43 (s, 3H, CH3), 2,38 (s, 3H, CH3); 13C-NMR (d6-DMSO) δ/ppm: 159,79
(s, C-4), 146,79 (s, Ph), 146,42 (s, C-2), 142,94 (s, Ph), 139,52
(d, C-6), 132,91 (s, Ph), 132,90 (s, Ph), 130,06 (d, Ph), 129,63
(d, Ph), 129,38 (d, Ph), 126,47 (d, Ph), 98,78 (s, C-5), 21,21 (q,
CH3), 20,95 (q, CH3).
Analyse berechnet für C18H17N3
O5S2 (Mr
= 419,48): C (51,54), H (4,09), N (10,02), ermittelt: C (51,26),
H (4,20), N (10,00).
- B) TsCl (343 mg, 1,80 mmol) wurde zur Suspension von Cytosin
(100 mg, 0,90 mmol) in trockenem Pyridin (9,5 ml) hinzugefügt. Nach
dem Rühren
bei Raumtemperatur für
48 Stunden wurde das Lösungsmittel
unter vermindertem Druck verdampft. Das verbliebene Öl wurde
durch präparative Chromatographie
(Methylenchlorid : Methanol 15 : 1) gereinigt. Nach der Umkristallisation
aus Ethanol wurden 106 mg (44,4%) 1-p-Toluensulfonyl-cytosin und
92 mg (24,40 1,4-N-Di-p-Toluensulfonyl-cytosin erhalten.
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Beispiel 10: Wachstumshemmende
Wirkungen
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Die Verbindungen 1 und 2, wie in
Schema (2) gezeigt, wurden in vitro auf Antikrebs-Aktivität unter
Verwendung menschlicher Bauchspeicheldrüsentumorkarzinom- (MiaPaCa
2), menschlicher Zervixkarzinom- (HeLa), Kehlkopfkarzinom- (Hep
2) und normaler menschlicher Fibroblasten- (Hef 2) Zelllinien getestet.
-
Zelllinien
-
Menschliche Bauchspeicheldrüsentumorkarzinom-
(MiaPaCa 2), Kehlkopfkarzinom- (Hep 2), menschliche Zervixkarzinom-
(Hela) und normale menschliche Fibroblasten- (Hef 2) Zellen wurden
als Monoschichten bei 37°C
in einer angefeuchteten Atmosphäre
mit 5% CO2 in DMEM, das durch 10 fötales Kälberserum
ergänzt ist,
2 mM Glutamin, 100 U/ml Penicillin und 100 mg/ml Streptomycin angezogen.
Sie wurden routinemäßig auf Mykoplasmakontamination
durch Hoechst 33250 Fluorchromfärbung
und durch aerobe und anaerobe Kulturtechniken überprüft.
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Zellzytotoxizität
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Zum Zweck der Experimente wurden
die Zellen (200 ml; 2 × 109 Zellen/ml) auf 96-Loch-Mikrotiter-Platten
ausplattiert. Nach 24 Stunden wurden die zu untersuchenden Verbindungen
in unterschiedlichen Konzentrationen (10–9 – 10–8)
zu den Zellen hinzugefügt.
Drei Tage später
wurde die Lebensfähigkeit
der Zellen durch den Trypanblau-Ausschlusstest ermittelt. Die Zellen
der Kontrolle wurden unter den gleichen Bedingungen ohne die Zugabe
der zu untersuchenden Verbindungen angezogen. Das Zellwachstum wurde
durch die MTT-Färbeverfahren
(Mickisch et al., 1989) bestimmt. Dieses Verfahren beruht auf der
Umwandlung eines wasserlöslichen
Tetrazoliumsalzes (MTT) in einen purpur-gefärbten Formazan-Niederschlag.
Die Reaktion wird durch Dehydrogenase-Enzyme beeinflusst, die nur
in lebenden Zellen aktiv sind. Die Tests wurden in 96-Loch-Mikrokulturplatten
ausgeführt.
104 lebensfähige Tumorzellen pro Loch bei
4 Stunden Inkubationszeit, 20 μg
MTT, 7100 μl
Gesamtvolumen des Mediums. Die Formazan-Kristalle wurden in DMSO
aufgelöst
und die Platten wurden sofort im Anschluss in einem Mikrokulturplattenleser
bei 540 nm vermessen.
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Ergebnisse
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Die wachstumshemmenden Wirkungen
der untersuchten Substanzen 1 und 2, Schema (2) in unterschiedlichen
menschlichen Krebs- und
normalen Zelllinien werden in den Tabellen I, II, III und IV gezeigt.
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Schema (2)
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In HeLa-Zellen (menschliches Zervixkarzinom)
wurde eine sehr starke Hemmwirkung für die Substanzen 1 und 2 bei
der Konzentrationen von 10–5 M gefunden. Diese
Konzentration inhibierte das Zellwachstum zu 85% (Tabelle I).
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Tabelle I
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Die ausgesprochenste wachstumshemmende
Wirkung in Hep 2 (Kehlkopfkarzinom) wurde für die Substanz 1 beobachtet,
die in der Konzentration 10–5 M eingesetzt wurde.
Diese Konzentration inhibierte das Wachstum zu 80%. Die Substanz
2 zeigte weniger betonte Hemmwirkungen von lediglich 20% bei der
Konzentration von 10–5 M (Tabelle II).
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In MiaPaCa 2 (Bauchspeicheldrüsenkarzinom)
wurde die Hemmwirkung auf das Zellwachstum bei einer Konzentration
von 10–5 M
beobachtet. Die Substanz 1 inhibiert das Zellwachstum zu 40% und
die Substanz 2 zu 65% (Tabelle III).
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Die Hemmwirkungen der untersuchten
Sulfonylderivate in normalen menschlichen Zelllinien sind gering
im Vergleich zu den Krebszellen. Die Konzentration 10–5 M
aller untersuchter Substanzen inhibiert das Zellwachstum der Tumor-Zelllinien
(MiaPaCa 2, HeLa) zu mehr als 50%, jedoch war die Wirkung in normalen Zelllinien
geringer als 40% (Tabelle IV).
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Die effizientesten antiproliferativen
Wirkungen der untersuchten Sulfonylderivate 1 und 2 wurden bei einer
Konzentration von 10–5M erreicht. Es wurde
herausgefunden, dass die das Zellwachstum hemmenden Wirkungen der
untersuchten Sulfonylharnstoff-Derivate im Vergleich zu Krebszellen
bei normalen menschlichen Fibroblasten viel schwächer waren. Die Substanz 1
rief zum Beispiel eine 75%ige Hemmung des Wachstums in Hep 2 und
nur eine 35%ige Hemmung des Wachstums in Hef 2 vor. Zudem inhibierte
die Verbindung 2 das Wachstum in HeLa- und MiaPaCa 2 -Zellen zu
70% und nur zu 20% in Hef 2.
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6) Anwendung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft Verfahren
für die
Herstellung von noch unbekannten N-1 Sulfonyl- und N-1,NH-4-Di-Sulfonylderivaten
von Pyrimidinnukleobasen und deren Modifikationen (allgemeine Formel
II). Die in Schema (2) gezeigten Substanzen 1 und 2, weisen in vitro
Antikrebs-Aktivität
auf. Die in dieser Erfindung gezeigten Verbindungen sind von Interesse
für die
Entwicklung von Antikrebs-Arzneimitteln.
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Es ist folglich ein anderer Gegenstand
der vorliegenden Erfindung, ein Sulfonylpyrimidin-Derivat der allgemeinen
Formel II, wie hierin zuvor beschrieben, zur Herstellung einer pharmazeutischen
Zusammensetzung für
die Behandlung von Krebs zu verwenden.