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Verfahren zur Herstellung von neuen N-Methyl-trimethylcolchicinsäureamiden
und ihren Salzen Es ist bekannt, daß bei der Extraktion von Knollen der Herbstzeitlose
(Colchicum autumnale L.) mit Alkohol und anschließend des in Wasser gelösten Alkoholextraktes
mit Chloroform ein Gemisch kristallisierter Körper erhalten wird, aus dem sich durch
Chromatographie neben Colchicin auch eine Verbindung vom F. = 18o bis 18z° abtrennen
läßt, die den Namen »Substanz F« erhalten hat. Bei der Hydrolyse
mit o,2°%iger Salzsäure erhält man aus »Substanz F« eine Oxyverbindung mit Säurecharakter,
die bei 133
bis i34° schmilzt; [a]' = -234' ± 3° (in Chloroform). Nach den
Untersuchungen ist »Substanz F« das N-Methyl-desacetylcolchicin der Formel (I) und
das Hydrolyseprodukt die N-Methyl-trimethylcolchicinsäure der Formel (II)
Gegenstand der Erfindung ist nun die Herstellung von Amiden der
" N-Methyl-trimethylcolchicinsäure sowie deren Isoverbindungen und ihren Salzen.
Diese Amide können am Amidstickstoff unsubstituiert oder durch All,yl-, Alkenyl-
oder Cycloalkylreste oder durch Alkylenreste, die auch durch Heteroatome unterbrochen
sein können, mono- oder disubstituiert sein, vor allem aber durch niedermolekulare
Alkyl-oder Alkenylreste, wie Methyl, Äthyl, Propyl oder Allyl. Die neuen Amide entsprechen
wahrscheinlich der Formel
bzw. ihre Isoverbindungen wahrscheinlich der Formel
in der R und R, Wasserstoff oder die obengenannten organischen Reste bedeuten.
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Die Herstellung von Colchiceinamiden aus Colchicin und Ammoniak bzw.
primären oder sekundären Aminen ist bereits beschrieben worden (vgl. Journ. of Amer.
Chem. Soc., Bd. 73, 101, S. 1896, und Bd. 74, 1952, S. 318o; Zhur Obshchei Khim.
[Journ. of Gen. Chem.], Bd.2i, 1951, S.735 bis 739 [referiert in Chem. A_ bstracts,1951,
S. 9549 gj, undbritische Patentschrift 577 6o6). Diese Verbindungen besitzen, wie
das Colchicin selbst, eine ausgesprochene antimitotische Wirksamkeit, sie hemmen
also den Mechanismus der Zellteilung. Diese Wirkung ist sowohl bei normalen, in
vitro gezüchteten Gewebekulturen (z. B. Fibroblasten) als auch bei Tumorgeweben
(z. B. Ehrlichsche Mäusecarcinom-gewebekulturen) nachgewiesen worden (vgl. Naturwissenschaften,
Bd. 33, 1946, S. 75 und ff.; Die Chemie, Bd. 55, 1942 S. 265 ff., und Zeitschrift
für physiologische Chemie, Bd. 278, 1943 S. i75 und folgende).
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Es ist jedoch andererseits bekannt, daß die Wirkstoffe der Herbstzeitlose
äußerst toxisch sind; so liegt bei Mäusen bei intraperitonealer Injektion von Colchicin
die letale Dosis LD 5o (also die Menge, bei deren Verabfolgung 50 °/e der eingesetzten
Tiere sterben) bei 3 mg je kg Körpergewicht. Die Vergiftungserscheinungen von Colchicin
äußern sich beim Menschen in Form von zentralnervösen Störungen und schweren Durchfällen.
Diese hohe Giftigkeit von Colchicin und seinen Derivaten hat bis heute die Verwendung
dieser Verbindungen für die Hemmung von Zellteilungen in bösartig erkrankten Geweben,
also zur Therapie von Tumoren des Menschen, weitgehend behindert.
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Es hat nicht: an Versuchen gefehlt, durch Abwandlung des Colchicinmoleküls
zu weniger toxischen Derivaten mit günstigerer therapeutischer Breite zu gelangen.
Wohl sind Derivate mit einer etwas höheren mitosehemmenden Wirkung gefunden worden,
aber eine für die therapeutische Verwendung notwendige Erniedrigung der Toxizität
konnte nicht erzielt werden.
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Es wurde nun gefunden, daß die nach vorliegendem Verfahren herstellbaren
Verbindungen Überraschenderweise eine bedeutend niedrigere allgemeine Toxizität
als das Colchicin und seine bisher bekannten Derivate aufweisen.
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Die folgende Tabelle zeigt eine Gegenüberstellung einiger Vertreter
der nach dem Verfahren der Erfindung herstellbaren Verbindungen und Colchicin bzw.
Colchiceinamiden. Die Toxizität ist als LD-5o-Dosis bei der Maus in mg je kg Körpergewicht
angegeben. Die Verbindungen wurden in einer einmaligen Gabe intraperitoneal injiziert,
und es wurde diejenige Menge bestimmt, bei deren Verabfolgung 500/, der eingesetzten
Tiere starben, wobei der Tod meist i bis 3 Tage nach der Anwendung eintrat. Die
Wirkung der untersuchten Verbindungen wird an Hand der Hemmung der Zellteilung von
Hühnergefäßfibroblasten gezeigt. Für die Versuche wurden die Verbindungen in Tyrode-Lösung
(d. h. in einer Lösung aus 8 g NaCl, o,2 g KCl, o,2 g CaC12, 0,19 M9C12, 5o g Na2HP04,
i g Na HC03 und i g Glucose in iooo cm3 Wasser) gelöst und mit dieser Lösung Gewebekulturen
24 Stunden nach der letzten Teilung innerhalb von 8 Stunden überschichtet. Die zur
Hemmung der Zellteilung notwendige Mindestkonzentration der Stoffe ist in y je cm3
Lösung angegeben.
| Toxizität Wirksamkeit |
| Verbindungen LD So der Mindest- |
| (mg j e kg) konzentration |
| in y je cmg |
| N-Methyl-trimethyl- |
| colchicinsäure-methyl- |
| amid ................ 180 o,oi |
| N-Methyl-trimethyl- |
| colchicinsäure-äthylamid 130 o,oi |
| N-Methyl-trimethyl- |
| colchicinsäure-dimethyl- |
| amid ................ Zoo 0,1 |
| N-Methyl-trimethyl- |
| colchicinsäure-piperidid 250 0,1 |
| zum Vergleich |
| Colchicin ............... 3 - o,oi |
| Colchicinmethylamid .... 5 o,oi |
| Colchicindimethylamid ... io o,oi |
Aus der Tabelle geht eindeutig hervor, daß die Amide der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure
etwa 50-bis ioomal weniger toxisch sind als das Colchicin und die entsprechenden
Colchiceinan-iide, während die antimitotische Wirkung ungefähr gleich bleibt. Auch
die übrigen erfindungsgemäß beschriebenen Amide zeigen eine starke Hemmung der Zellteilung
neben geringer Toxizität.
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Die neuen Verbindungen wurden weiterhin auf ihre Wirkung als Mitosegifte
für Tumorgewebe geprüft. Dabei hat es sich gezeigt, daß z. B. das Methylamid der
N-Methyl-trimethylcolchicinsäure in den folgenden Tumoren: Ehrlich-Carcinom, Adenocarcinom
E O 771, Adenocarcinom Ciba, Uterus Epitheliom T-8 Guerin, Flexner-Johlin-Carcinom,
eine deutliche Hemmung des Tumorwachstums bewirkt.
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Aus diesen Versuchen ist zudem eindeutig hervorgegangen, daß zwischen
der auf Tumorzellen im Tier wirksamen Dosis und dem allgemeinen toxischen Verhalten
eine günstigere Beziehung besteht als beim Colchicin bzw. den Colchiceinamiden.
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Die neuen Amide werden gewonnen, indem man die N-Methyl-trimethylcolchicinsäure
(Formel II) oder ihre reaktionsfähigen funktionellen Derivate, insbesondere solche,
in denen die Oxygruppe eine verätherte,wie die Methoxygruppe, oder eine mit starken
anorganischen oder organischen Säuren, wie Salzsäure oder p-Toluolsulfonsäure, veresterte
Oxygruppe ist, oder deren Isoverbindungen mit Ammoniak, primären oder sekundären
Aminen umsetzt und gegebenenfalls die erhaltenen Basen in ihre Salze überführt.
Man arbeitet vorteilhaft unter Druck und bei erhöhter Temperatur. Die Salzbildung
wird durch Umsetzung der Basen mit Säuren erzielt.
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Die Ausgangsstoffe sind bekannt oder können nach an sich bekannten
Methoden gewonnen werden (vgl. Helv. Chim. Acta, Bd. 37, 1954, S. 18 und folgende).
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Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher beschrieben.
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Beispiel i 0,5 g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in 2 cm3 3,5
molarer alkoholischer Methylaminlösung, erwärmt hierauf 4 Stunden im verschlossenen
Rohr auf dem siedenden Wasserbad und saugt nach dem Erkalten von den gebildeten
prachtvollen gelben Prismen ab. Nach einmaliger Kristallisation aus Äther-Pentan
erhält man das Monomethylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure vom F. = 213
bis 214° in quantitativer Ausbeute; [a]D = - 8o° ± 4° ,(Chloroform). Es besitzt
die Formel
Beispiel 2 0,5 g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in o,5 cm3 einer 15°/oigen
methanolischen Dimethylaminlösung und erwärmt io Stunden auf dem Wasserbad im geschlossenen
Rohr. Nach dem Erkalten und Eindampfen der Mischung nimmt man in Äther auf und versetzt
mit Pentan bis zur bleibenden Trübung. . Man erhält das Dimethylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure
in gelben Rosetten vom Doppelschmelzpunkt 127 bis i28° und 155 bis i56° in quantitativer
Ausbeute; [a]ö = -f-326° iL 4° (Chloroform). Es besitzt die Formel
Beispiel 3 0,3. g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 2 cm3 Alkohol gelöst und
mit o,2 cm3 Allylamin versetzt, dann erhitzt man 5 Stunden auf dem siedenden Wasserbad
im verschlossenen Rohr und läßt einige Zeit bei Zimmertemperatur stehen. Nach dem
Eindampfen und Aufnehmen des Rückstandes in Äther versetzt man die Lösung mit Pentan
bis zur bleibenden Trübung. Man erhält das Allylamid der N-Methyltrimethylcolchicinsäure
in prachtvollen gelben Prismen vom F. = 141 bis i42°; [a]',' = - 70° + 4° (Chloroform).
Es besitzt die Formel
Beispiel 4 0,3 g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in 1,5 cm3 Alkohol und versetzt
mit o,2 cm3 n-Butylamin, dann erhitzt man 5 Stunden auf dem siedenden Wasserbad,
löst nach dem Erkalten und Eindampfen den Rückstand in Äther und versetzt die Lösung
mit Pentan bis zur bleibenden Trübung. Das n-Butylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure
kristallisiert nach dem Animpfen oder Kratzen in sehr schönen
gelben
Rosetten. F. = r28 bis i29°; [a]' = - 58° :h 4° (Chloroform). Es besitzt
die Formel
o,5 g N-Methyl-trimethylcolchicinsäure werden in 5 cm3 einer 3,5 n-alkoholischen
Monomethylaminlösung aufgenommen und im Einschmelzrohr 5 Stunden auf 15o° erhitzt.
Nach dem Erkalten engt man die Lösung im Vakuum ein, nimmt den gelben Rückstand
in Chloroform-Äther (i : 4) auf, schüttelt unter Eiskühlung die Lösung mit Na 0
H, wäscht mit Wasser neutral und engt nach dem Trocknen mit Natriumsulfat im Vakuum
ein. Man erhält o,2 g eines gelben Schaumes, den man in Äther aufnimmt. Nach dem
Animpfen wird das im Beispiel i beschriebene Monomethylamid der N-Methyltrimethylcolchicinsäure
in sehr schönen gelben Prismen erhalten. F. = 213 bis 214°; [a]',' = -80° 4° (Chloroform).
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Beispiel 6 0,3 g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 2 cm3 Alkohol
mit 0,3 cm3 n-Octylamin versetzt und die Mischung 5 Stunden im Einschmelzrohr
auf 95 bis ioo° erhitzt. Nach dem Abkühlen wird über io g Aluminiumoxyd (Aktivität
II bis III nach Brockmann) chromatographiert, mit Benzol eluiert und das Eluat im
Vakuum eingedampft. Das erhaltene n-Octylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure
stellt eine amorphe, schaumige, hellgelbe Masse dar, die sich im Papierchromatogramm
als einheitlich erweist. Es ist in Wasser zu 0,5 °/o und in der berechneten
Menge verdünnter Salzsäure als Hydrochlorid löslich. Es entspricht der Formel
Beispiel 7 o,3 g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 2 cm3 Alkohol mit
0,3 cm3 Isobutylamin versetzt, und die Mischung wird darauf 5 Stunden im
Einschmelzrohr auf 95 bis ioo° erhitzt. Nach dem Abkühlen wird über io g Aluminiumoxyd
(Aktivität II bis III nach B r o ckmann) chromatographiert, mit Benzol elniert und
das Eluat im Vakuum eingedampft. Das erhaltene Isobutylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure
stellt eine amorphe, schaumige, hellgelbe Masse dar, die sich im Papierchromatogramm
als einheitlich erweist. Es ist in Wasser zu 0,5 °/o und in der berechneten
Menge verdünnter Salzsäure als Hydrochlorid löslich. Es entspricht der Formel
Beispiel 8 0,3 g N-Methyl-desacetylcolchfcin löst man in 2 cm3 Methanol und versetzt
das Gemisch mit o,2 cm3 Pyrrolidin. Dann erhitzt man es 4 Stunden im geschlossenen
Rohr im siedenden Wasserbad. Nach dem Abkühlen engt man die citronengelbe Lösung
im Vakuum zur Trockne ein und nimmt den erhaltenen Schaum in Äther auf. Nach dem
Kratzen mit dem -. Glasstab kristallisiert das N, N -Tetramethylen -(i, 4)-amid
der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure der Formel
in kleinen prismatischen Kristallen. Nach dem Umkristallisieren aus Äther schmilzt
es bei i72 bis 174°; [a]v = -i-534° ± 4° (Chloroform).
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Beispiel 9 0,3g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in 2 cm3 Methanol
und versetzt das Gemisch mit o,2 cm3 Piperidin. Dann erhitzt man es 4 Stunden im
geschlossenen Rohr im siedenden Wasserbad. Man arbeitet die Reaktionslösung wie
im Beispiel 8 auf und kristallisiert das erhaltene Produkt aus Pentan um. Das in
Form kleiner mikrokristalliner Drusen erhaltene N, N-Pentamethylen-(i,5)-anid der
N-Methyl-trimethylcolchicinsäure der Formel
schmilzt bei 151 bis z52°; [a]ö = -i-76° L 4° (Chloroform).
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Beispiel io 0,3g N-Methyl-desacetylcolchicin werden wie im Beispiel
8 in 2 cm3 Methanol mit o,2 cm3 Cyclohexylamin umgesetzt und die Reaktionslösung
in der dort geschilderten Weise aufgearbeitet. Das erhaltene Produkt wird aus Äther
kristallisiert. Das Cyclohexylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure der Formel
stellt ein gelbes Kristallpulver dar und schmilzt bei 166 bis 168°; [a]ö
= -76° ± 4°.
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Beispiel 11 0,3g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 2 cm3 Methanol
wie im Beispiel 8 mit o,2 cm3 Äthanolamin umgesetzt und die Reaktionslösung in der
dort beschriebenen Weise aufgearbeitet. Das erhaltene Produkt wird aus Äther in
Form von Nadeln kristallisiert. Es stellt das ß-Oxy-äthylamid der N-Methyltrimethylcolchicinsäure
der Formel
dar. Es besitzt einen Doppelschmelzpunkt 94 bis 96° und 147 bis 14g°; [a]ö = - 86
4° (Chloroform). Beispiel 12 0,3 g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 2 cm3 Methanol
mit o,2 cm3 Isopropylamin in der im Beispiel 8 beschriebenen Weise umgesetzt und
aufgearbeitet. Das erhaltene Isopropylamid der N-Methyltrimethylcolchicinsäure der
Formel
kristallisiert in gelben flachen Nadeln und schmilzt bei 159 bis 16o°; [a]ö = -
8o° 1 4° (Chloroform). Beispiel 13 1 g N-Methyl-trimethylcolchicinsäure
übergießt man mit 100 cm3 konzentriertem wäßrigem Ammoniak (28-bis 3o°/oig)
und läßt bei Zimmertemperatur 2 Tage stehen. Das Amid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure
der Formel
scheidet sich in gelben Prismen ab. Es wird abgenutscht und aus Essigester umkristallisiert;
F. =198 bis 2oo°; [a], = -17° :L 3° (in Chloroform). Die Substanz hat die Neigung,
mit Lösungsmittel zu kristallisieren. Das Lösungsmittel wird erst im Hochvakuum
bei 15o° abgegeben. Aus Wasser kristallisiert, schmilzt die Verbindung bei 12o bis
125°. Das erhaltene Produkt kann durch Umkristallisieren aus Essigester in die obengenannte
Verbindung vom F. = 198 bis 2oo° übergeführt werden.
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Beispiel 14 7,g N-Methyl-desacetylcolchicin werden in 5 cm3
Methanol gelöst und mit 1 cm3 Monoäthylamin versetzt. Das Gemisch wird 4 Stunden
im verschlossenen Rohr im siedenden Wasserbad erwärmt. Nach dem Eindampfen im Vakuum
wird der Rückstand aus Äther umkristallisiert. Man erhält das Äthylamid der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure
in citronengelben, prismatischen Kristallen. F. = 125 bis 126°; [a] 27
7o' :-L 3° (Chloroform). Es besitzt die Formel
Beispiel 15 2 g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in 5 cm3 Methanol, versetzt
mit 3 cm3 Diäthylamin und erwärmt das Gemisch 4 Stunden im verschlossenen
Rohr
im siedenden Wasserbad. Nach dem Eindampfen wird der Rückstand über Aluminiumoxyd
chromatographiert. Mit Chloroform-Petroläther i : 4 eluiert man das Diäthylamid
der N-Methyl-trimethylcolchicinsäure, welches aus Äther in Form orangegelber Prismen
kristallisiert. F. = 137 bis z38°; [ 26 _ -L 450° :L 4° (Chloroform).
Es besitzt die Formel
Beispiel 16 i g N-Methyl-desacetylcolchicin löst man in 5 cm3 Methanol, versetzt
die Lösung mit o,8 cm3 Äthylenimin und erwärmt 5 Stunden im geschlossenen Rohr auf
siedendem Wasserbad. Nach dem Eindampfen im Vakuum chromatographiert man den Rückstand
über Aluminiumoxyd. Mit Chloroform wird das N, N-Dimethylen-(i, 2)-amidderN-Methyl-trimethylcolchicinsäure
eluiert, welches aus Äther in hellgelben Nadeln kristallisiert. F. = 146 bis z47°;
[a] ö = - 9o° zL 4° (Chloroform). Es besitzt die Formel