Карбоциклические аналоги 20(s)-камптотецина, способы их получения, фармацевтическая композиция, способ лечения

Карбоциклические аналоги 20(s)-камптотецина, способы их получения, фармацевтическая композиция, способ лечения

Реферат

 

Изобретение относится к новым водорастворимым С-циклическим аналогам 20(S)-камптотецина общей формулы 1 или их фармацевтически приемлемым солям, где R¹, R², R³ и R⁴ независимо Н, ОН, С₁-С₈ алкокси, NO₂, замещенный NH₂, имеющий один или два заместителя, выбранного из С₁-С₆ алкила, галоген (С₁-С₆)алкила, С₁-С₆ алкила, замещенного С₁-С₆ алкила, R⁵ - Н, С₁-С₆ алкил, R⁶ - Н, С₁-С₆ алкил, бензил, возможно замещенный, замещенный бензоил, замещенный С₁-С₆ алкил, и в случае, когда NH₂ группа является дизамещенной, заместители могут быть объединены с образованием гетероциклического кольца, содержащего 5-7 атомов углерода и 1 или 2 атомов азота и необязательно кислорода. Соединения обладают сильными противораковыми и противовирусными свойствами. Все соединения 1 получают из соединений общей формулы 2, содержащих хиральный атом углерода 20(S), где заместители R¹-R⁵ имеют указанные значения. 5 с. и 9 з.п. ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к новым водорастворимым карбоциклическим (С-циклическим) аналогам 20(S)-камптотецина, имеющим общую формулу 1: В приведенной выше формуле 1 R¹, R², R³ и R⁴ являются, независимо, одинаковыми или различными и представляют водород, гидрокси, арилокси, низший алкокси, низший алканоил, нитро, циано, галоген, карбокси, карбонилокси, амино, замещенный амино, низший алкил, замещенный низший алкил, или R² и R³ вместе представляют -О-(CH₂)_n-О-, где n=1 или 2; R⁵ представляет водород, низший алкил, замещенный низший алкил, низший аралкил, гидроксиметил, карбоксиметил, аминометил, замещенный аминометил, где аминогруппа может быть моно- или дизамещенной и в которой оба заместителя являются независимыми или объединены с образованием циклической ядерной системы в целом из 5-6 атомов, содержащей атомы углерода и, необязательно, один или два гетероатома, выбранных из кислорода, азота или серы; и R⁶ представляет водород, фенил или бензил, где фенильная группа может быть незамещенной или с моно-, ди- или три-заместителями, которые могут быть выбраны из галогена, гидрокси, низшего алкокси, циано, карбоксила, нитро, амино или замещенного амино, низшего алкила, замещенного низшего алкила; циклоалкил или циклоалкил низшего алкила, где циклическое кольцо представляет 3-7-членную кольцевую систему, содержащую только атомы углерода; низшие алкильные группы, замещенные гетероциклическими ядрами, где гетероциклическая ядерная система содержит, в целом, 3-7 атомов, причем гетероциклические ядра содержат атомы углерода и, по меньшей мере, один гетероатом, такой как атом кислорода, азота или серы; низший алканоил; бензоил, где фенильная группа может быть незамещенной или замещенной; низший алкенил; низший алкил; замещенный низший алкил, замещенный низший алкенил или замещенный низший алканоил, где заместители могут представлять собой галоген, гидрокси, низший алкокси, арилокси, тио, тиоалкил, тиоарил, арил, гетероарил, карбокси, циано, нитро, амидо или амино, при этом аминогруппа может быть незамещенной или моно- или дизамещенной, где оба заместителя являются независимыми или объединены с образованием 5- или 6-членной циклической кольцевой системы, содержащей атомы углерода, и, необязательно, один или два гетероатома, выбранных из кислорода, азота или серы, а общее число атомов в циклической ядерной системе равно 5 или 6; при условии, что (I) когда R¹ представляет метоксигруппу, R⁶ не является водородом или низшей алкильной группой; (II) когда R² представляет собой гидрокси, низший алкокси, тиоалкил, нитро, амино, алкиламино, ациламино или галоген, R⁶ не является водородом или низшей алкильной группой; (III) когда R⁵ представляет низший алкил, низший аралкил, CH₂OH, СООН, СООМе или CH₂OR", где R" представляет низшую алкильную или ацильную группу, R⁶ не является водородом или низшей алкильной группой; (IV) когда R¹ представляет собой метоксигруппу, R² представляет гидрокси, низший алкокси, тиоалкил, нитро, амино, алкиламино, ациламино или галоген, R⁵ представляет низший алкил, низший аралкил, CH₂OH, COOH, СООМе или CH₂OR", где R" представляет низшую алкильную или ацильную группу, R⁶ не является водородом или низшей алкильной группой; (V) когда R¹-R⁵ представляют собой атомы водорода, R⁶ не является водородом или низшей алкильной группой.

Все указанные соединения формулы 1 получают из соединений общей формулы 2 с хиральным центром 20(S): где заместители R¹-R⁵ имеют значения, указанные выше. Камптотецин, имеющий формулу 3: представляет собой алкалоид с сильной противоопухолевой активностью, который выделен из Camptotheca acuminata Wall с сотр. в 1966 г. Однако работать с ним, как с потенциальным лекарственным средством для лечения рака, отказались из-за неприемлемого побочного действия на людей и из-за его низкой растворимости в воде, а также из-за проблем, связанных с высокой токсичностью. После раскрытия механизма его действия как ингибитора топоизомеразы [Liu с сотр. в 1985 (L.F. Liu, et al., J. Biol. Chem., 260, 14873 (1985)] интерес исследователей к камптотецину тотчас же снова набрал силу.

Чтобы преодолеть указанную проблему низкой водорастворимости и высокой токсичности камптотецина, в последние 30 лет несколько групп исследователей по всему миру получили и исследовали ряд аналогов камптотецина, включающих модификацию колец А-Е или введение различных заместителей во все пять колец камптотецина формулы 3 [М.Е. Wall et al., J. Med. Chem., 36, 2689 (1993); R. P. Hertzberg et al., J. Med. Chem., 715, (1989); S.W.Sawada et al., Chem. Pharm. Bull., 41(2), 310 (1993)]. Среди различных аналогов камптотецина, полученных на сегодня, только два из них, а именно, СРТ-11, имеющий формулу 4 [Chem. Pharm. Bull., 39, 1446 (1991)]: и топотекан формулы 5 [J. Med. Chem., 34, 98 (1991)]: представлены в последнее время на рынке в качестве противораковых лекарственных средств. Еще одно соединение, а именно, 9-аминокамптотецин формулы 6 [J. Med. Chem., 29, 2358 (1986)]: проходит в настоящее время широкие клинические испытания. Разносторонние исследования соотношения структуры и активности (SAR) камптотецина формулы 3 [М. Е. Wall et al. , J. Med. Chem., 36, 2689 (1993)] показали, что группа 20(S)--гидрокси--лактона (Е-кольцо) в камптотецине существенно важная для его активности. Однако согласно последним сообщениям Ejima и др., замещение гидроксильной группы аминогруппой в положении С-20 ведет к такому соединению, как производное 7-этил-10-метоксикамптотецин формулы 7 [A. Ejima et al. , Chem. Pharm. Bull., 40(3), 683 (1992)]: которое обнаруживает повышенную, по сравнению с 20(RS)-камптотецином формулы 8, противоопухолевую активность in vivo. Также еще сообщается (Lawrence Snyder et al., J.Org.Chem., 59, 7033 (1994)], что аналог 18-норангидрокамптотецина формулы 9: обнаруживает сильное, подобное камптотецину, ингибирование активности топоизомеразы I. Оба эти сообщения противоречат предположению, что функциональная 20(S)--гидроксильная группа в камптотецине является важным признаком его биологической активности.

На основании приведенных в литературе результатов исследований строения и активности, полученных для аналогов камптотецина, признается, что модификация заместителей в положении С-9 и С-7 камптотецина формулы 3 играет важную роль в усилении противораковой активности, придавая устойчивость лактону Е-цикла [T. G. Burke et al., J. Med. Chem., 37, 40 (1994)]. Также выяснилось, что раскрытая форма группы лактона, а именно, "карбоксилатная форма", является терапевтически менее эффективной, чем замкнутая "лактоновая форма" [Hertzberg et al., J. Mod. Chem., 32, 715 (1989); J.M. Covey, C. Jaxel et al., Cancer Research., 49, 5016 (1989); Giovanella et al., Cancer Research. , 51, 3052 (1991)]. Последние исследования T.G. Burke и др. по устойчивости "замкнутой лактоновой формы" различных аналогов камптотецина в присутствии белка, называемого "человеческий сывороточный альбумин" (HSA), показали, что такие соединения, как СРТ-11 формулы 4 и 7-этил-10-гидроксикамптотецин (SN-38) формулы 7а: и топотекан формулы 5, в присутствии HSA при 37^oС обнаруживают в равновесном состоянии более высокое процентное содержание (%) лактоновой формы, чем 20(S)-камптотецин формулы 3 и 9-аминокамптотецин формулы 6 [T.G. Burke and Zihou Mi., J. Med. Chem., 33, 40 (1994); те же, Biоchemistry, 3J3, 12540 (1994)]. На основании этих исследований выяснилось, что представление о факторах, влияющих на равновесие лактон-карбоксилат, становится важным решающим моментом при создании новых и терапевтически эффективных предполагаемых лекарственных средств группы камптотецина.

Хотя для быстроты получения новых аналогов СРТ предпринималась модификация колец А и В камптотецина, получение аналогов камптотецина с модификацией кольца "С" ограничивалось, вероятно, из-за исследований, выполненных Sawada и др., которые заявили, что введение заместителей в положение С-5 камптотецина приводит, в результате, к снижению противоопухолевой активности камптотецинов и к образованию неактивных аналогов [Sawada S. et al., Chem. Pharm. Bull. , 39(10), 2574 (1991)]. Заявленные Sawada и др. С-5-замещенные камптотецины (патент Японии 58154584; патенты США 4513138; 4473692; 4545880; 4339282) имеют структурную формулу 10: где R представляет гидроксильную, низшую алкильную, низшую алкоксильную, ацилоксильную группы, R¹ представляет водород, метокси в положении 9; водород, гидрокси, низший алкокси, ацилокси, SH, тиоалкил, тиоацил, нитрогруппу, аминогруппу, алкиламиногруппу, ациламиногруппу и галоген в положении 10, и R² представляет водород, низший алкил, низший аралкил, СН₂ОН, СООН, СООМе, CH₂OR', где R' представляет низшую алкильную или ацильную группу.

Недавние исследования К.Н. Lee и др. [Bio. Org. Med. Chem. Lett., 5(1), 77 (1995)] , включающие получение 5-гидроксиметил-камптотецина посредством взаимодействия формальдегида в N,N-диметилформамиде и 4-пиперидинопиперидине с 20(S)-камптотецином, показали пониженную противоопухолевую активность этих соединений. Также, Danishefsky и др. получили некоторые С-5-замещенные производные 20(RS)-камптотецина при полностью синтетическом подходе [патенты США 5391745 и 5446047].

Однако заявлено [Terasawa et al., Heterocycles, 28, 81 (1994)], что полученное синтетическим путем 5-замещенное производное камптотецина формулы 11 обладает противоопухолевой активностью, сравнимой с активностью 20(S)-камптотецина.

Имея в виду все эти факторы, авторы сосредоточили свои исследования на 20(S)-камптотецине с целью создания новых аналогов камптотецина, которые могут обнаруживать повышенную растворимость в воде и повышенную устойчивость лактоновой формы в растворе. Авторы идентифицировали реакцию окисления в спиртовых растворителях для этой цели. Полученные в результате данные завершились открытием нового синтетического изменения, которое можно осуществить в различных алкоксильных группах в С-5-положении 20(S)-камптотецинов. Изменение функциональной группы таких 5-алкоксикамптотецинов дает широкий ряд новых аналогов С-5-замещенных 20(S)-камптотецинов формулы 14: в которой Х представляет NH или NR и СН₂ или chr, a R⁶ имеет значения, указанные выше, что является предметом одновременно рассматриваемой заявки авторов на патенты США под регистрационными номерами заявок на патенты США по реестрам поверенного U 011025-3 и U 011026-1.

Итак, указанное открытие привело к легкой и универсальной полусинтетической методологии, с помощью которой фактически каждое производное камптотецина, известное из литературы, можно превратить в различные 5-замещенные аналоги камптотецина. Следовательно, настоящее изобретение относится к новому способу получения различных С-5-замещенных производных 20(S)-камптотецина, в формуле которых R⁶ имеет указанные выше значения. Кроме того, по настоящему изобретению, в камптотецины общей формулы 2 вводится второй хиральный центр в положении С-5, без нарушения существующей 20-гидроксильной группы - хирального центра C-20(S). Кроме того, широкое разнообразие заместителей OR⁶ при С-5-углероде 20(S)-камптотецинов формулы 1 приводит к соединениям с улучшенной растворимостью в воде в интервале от 1 до 10 мг/мл. Все соединения, полученные по настоящему изобретению, проявляют существенную противоопухолевую активность in vitro против широкого ряда клеточных линий опухолей человека.

Подробное описание изобретения Настоящее изобретение относится, в особенности, к водорастворимым С-5-О-замещенным аналогам 20(S)-камптотецина, имеющим формулу 1: где R¹, R², R³, R⁴, R⁵ и R⁶ имеют указанные ранее значения. В настоящем изобретении термины, представляющие заместители R¹-R⁶, имеют следующие определения.

Термин "низший алкил" обозначает одновалентную, разветвленную или линейную, углеводородную цепь, содержащую 1-8 атомов углерода. Представителями таких алкильных групп являются метил, этил, пропил, изопропил, бутил, втор-бутил, трет-бутил, пентил, изопентил, трет-пентил, гексил, изогексил и октил.

Термин "низший алкенил" обозначает разветвленную или линейную углеводородную цепь с sр или sp2 углеродными центрами, содержащую 1-8 атомов углерода. Представителями таких алкенильных групп являются винил, пропенил, бутенил, пентенил, изопропенил, изобутенил, пропаргинил, гексенил и октенил.

Термин "галоген" или "гало" представляет хлор, бром или фтор. Термин "галогеналкил" обозначает алкильные группы, замещенные гелогенами, предпочтительно, фтором, бромом или хлором. Представителями галогеналкильных групп являются хлорэтил, бромпропил, фторэтил, трифторэтил, трихлорэтил и трифторбутил.

Термин "низший алкокси" обозначает низшие алкильные группы, определение которых дается выше, присоединенные к остальной части молекулы через кислородную связь. Представителями таких групп являются метокси, этокси, изопропокси, трет-бутокси, гексокси, гептокси и октокси.

Термин "низший алканоил" обозначает низшие алкильные или алкенильные группы, определение которых дается выше, присоединенные к остальной части молекулы через карбонильную группу. Представителями этих групп являются ацетил, пропионил, пропеноил, кротаноил, бутаноил, пентаноил и изопентаноил.

Термин "аминоалкил" представляет низшие алкильные группы, определение которых дается выше, замещенные аминогруппами. Представителями таких аминоалкильных групп являются 2-аминопропил, 4-аминобутил, 5-аминопентил. Аминогруппы также могут быть моно- или дизамещенными, и представителями таких замещенных аминогрупп являются диметиламино, диэтиламино, дибензиламино, этилизопропиламино, пирролидино, пиперидино, морфолино или пиперазино.

Термин "гетероатом" относится к атому кислорода, азота или серы. Термин "арил или гетероарил" представляет группы ароматического характера с 5- или 6-членными кольцами, которые можно выбирать среди фенила, бифенила, нафтила, пиридила, хинолина, изохинолина, индола, пиролла, фурана, бензофурана, тиофена, пиримидина, пиперазина, тиазолидина или имидазола.

Термин "замещенная фенильная" группа, используемый в настоящем изобретении, относится к группе с заместителями, которые могут быть выбраны из таких заместителей, как гидроксил, низший алкил, галогеналкил, фенил, бензил, галоген, низший алкокси, тиоалкокси, бензилокси, карбоксил, циано, нитро, амидо, амино и алкиламино. Примерами таких групп являются 4-гидроксифенил, 3-метоксифенил, 4-фторфенил, 4-трифторметилфенил, N,N-диметиламинофенил и 4-карбометоксифенил.

Термин "замещенная алкильная" группа, используемый в настоящем изобретении, относится к группе с заместителями, которые могут быть выбраны из таких заместителей, как гидроксил, алкил, галогеналкил, фенил, бензил, галоген, алкокси, тиоалкокси, бензилокси, карбоксил, карбонилокси, циано, нитро, амидо, амино и алкиламино. Примерами таких групп являются фторэтил, хлорпропил, гидроксиэтил, метоксипропил, N,N-диэтиламиноэтил, N-бензоиламинопропил, трифторэтоксиэтил, феноксиэтил, карбометоксиэтил, (п-фторбензоилокси)этил, аминопропил и 2-тиоэтил.

Термин "замещенная аминогруппа", используемый в настоящем изобретении, относится к группам с заместителями, которые могут быть выбраны из таких заместителей, как гидроксил, алкил, галогеналкил, бензил, бензоил, алкокси, карбоксил, амидо, амино и алкиламино. Примерами таких групп являются N,N-диэтиламино-, N-бензоиламино-, N-метоксиамино-, N-карбоэтоксиамино- и N-хлорэтиламиногруппы. Кроме того, оба заместителя в аминогруппе могут объединяться с образованием 5- или 6-членной циклической системы, которую представляют пирролидино, пиперидино, пиперазино, морфолино, имидазолино или тиазолидино.

В соответствии с настоящим изобретением, предлагается способ получения соединений общей формулы 1: где R¹, R², R³, R⁴, независимо, являются одинаковыми или различными и представляют водород, гидрокси, арилокси, низший алкокси, низший алканоил, нитро, циано, галоген, карбокси, карбонилокси, амино, замещенный амино, низший алкил, замещенный низший алкил, или R² и R³ вместе представляют -О-(СН₂)_n-O-, где n=1 или 2; R⁵ представляет водород, низший алкил, замещенный низший алкил, низший аралкил, гидроксиметил, карбоксиметил, аминометил, замещенный аминометил, где аминогруппа может быть моно- или дизамещенной, при этом оба заместителя являются независимыми или объединены с образованием циклической системы в целом из 5-6 атомов, содержащей атомы углерода и, необязательно, один или два гетероатома, выбранных из кислорода, азота или серы; и R⁶ представляет водород; фенил или бензил, где фенильная группа может быть незамещенной или замещенной моно-, ди- или три-заместителями, которые могут быть выбраны из галогена, гидрокси, низшего алкокси, циано, карбоксила, нитро, амино или замещенного амино, низшего алкила, замещенного низшего алкила; циклоалкил или циклоалкил низшего алкила, где циклическое кольцо является 3-7-членной кольцевой системой, содержащей только атомы углерода; низшие алкильные группы, замещенные гетероциклическими ядрами, в которых гетероциклическая система имеет, в целом, 3-7 атомов, циклическая система содержит атомы углерода и, по меньшей мере, один гетроатом, такой как атом кислорода, азота или серы; низший алканоил; бензоил, в котором фенильная группа может быть незамещенной или замещенной; низший алкенил; низший алкил; замещенный низший алкил, замещенный низший алкенил или замещенный низший алканоил, где заместителями могут быть галоген, гидрокси, низший алкокси, арилокси, тио, тиоалкил, тиоарил, арил или гетероарил, карбокси, циано, нитро, амидо или амино, при этом аминогруппа может быть незамещенной или моно- или дизамещенной, и оба заместителя являются независимыми или объединены с образованием 5- или 6-членной циклической кольцевой системы, содержащей атомы углерода, и содержит, необязательно, один или два гетероатома, выбранных из кислорода, азота или серы, причем общее число атомов в циклической системе составляет 5 или 6; при условии, что (I) когда R¹ представляет метоксигруппу, R⁶ не является водородом или низшей алкильной группой; (II) когда R² представляет собой гидрокси, низший алкокси, тиоалкил, нитро, амино, алкиламино, ациламино и галоген, R⁶ не является водородом или низшей алкильной группой; (III) когда R⁵ представляет низший алкил, низший аралкил, CH₂OH, COOH, СООМе или CH₂OR", где R" представляет низшую алкильную или ацильную группу, R⁶ не является водородом или низшей алкильной группой; (IV) когда R¹ представляет собой метоксигруппу, R² представляет гидрокси, низший алкокси, тиоалкил, нитро, амино, алкиламино, ациламино или галоген, R⁵ представляет низший алкил, низший аралкил, СН₂OН, СООН, СООМе или CH₂OR", где R" представляет низшую алкильную или ацильную группу, R⁶ не является водородом или низшей алкильной группой; (V) когда R¹-R⁵ представляют атом водород, R⁶ не является водородом или низшей алкильной группой, который включает (I) взаимодействие соединений формулы 2: где заместители R¹-R⁵ имеют указанные выше значения, в присутствии кислоты и окислителя, который представляет собой соль железа (3), с соединением, имеющим формулу: R⁶-OH, где R⁶ представляет низший алкил, низший алкенил, (С₃-С₇)-циклоалкил, галогеналкил или гидроксиалкил, с получением соединений формулы 12 и соединений формулы 13: где R¹, R², R³, R⁴, R⁵ имеют указанные выше значения, (II) разделение соединений формул 12 и 13, полученных на стадии (I), обычными способами, (III) гидролиз соединений формулы 12 обычными способами с получением дополнительного количества соединений формулы 13, (IV) взаимодействие соединения формулы 13 в присутствии кислоты с соединением, имеющим формулу: R₆-ОН, с получением соединений формулы 1: где R¹, R², R³, R⁴ и R⁵ имеют указанные выше значения, и R⁶ имеет указанные выше значения.

В соответствии с другой своей особенностью, настоящее изобретение относится к альтернативному способу получения известных С-5-замещенных соединений формулы 1: где R⁶ представляет водород или низший алкил, R¹ представляет водород или метокси; R² представляет водород, гидрокси, низший алкокси, ацилокси, тиоалкил, SH, тиоацил, нитро, амино, алкиламино, ациламино и галоген; R³ и R⁴ представляют водород, и R⁵ представляет водород, низший алкил, низший аралкил, CH₂OH, СООН, СООМе или CH₂OR', где R' представляет низшую алкильную или ацильную группу, который включает (I) взаимодействие соединений формулы 2: где заместители R¹-R⁵ имеют указанные выше значения, в присутствии кислоты и окислителя, такого как соль железа (3), с соединением, имеющим формулу: R⁶-OH, где R⁶ представляет низшие алкильные группы, с получением соединений формулы 12 и соединений формулы 13: где R¹, R², R³, R⁴ и R⁵ имеют указанные выше значения, (II) разделение соединений формул 12 и 13, полученных на стадии (I), обычными способами, (III) гидролиз соединений формулы 12 обычными способами с получением дополнительного количества соединений формулы 13, (IV) взаимодействие соединения формулы 13 в присутствии кислоты с соединением, имеющим формулу: R⁶-OH, с получением соединений формулы 1, где R⁶ представляет низшие алкильные группы, R¹ представляет водород или метокси, R² представляет водород или гидрокси, низший алкокси, ацилокси, SH, тиоалкил, тиоацил, нитро, амино, алкиламино, ациламино и галоген; R³ и R⁴ представляют водород, и R⁵ представляет водород, низший алкил, низший аралкил, CH₂OH, COOH, СООМе или CH₂OR', где R' представляет низшую алкильную или ацильную группу.

Методология, разработанная и описанная в настоящем изобретении, создает новый хиральный центр при позиции С-5 в соединениях формулы 2 без нарушения целостности лактоновой группы 20(S)--гидрокси Е-кольца. Разработанный способ составляет легкий и универсальный полусинтетический метод получения С-5-звмещенных, известных и новых, производных камптотецина формулы 1, исходя из соединений формулы 2. Соединения формулы 1, полученные по способу настоящего изобретения, представляют, таким образом, диастереомеры, содержащие вновь образованный хиральный центр С-5. В самом деле, соединения общей формулы 1 выделяются в виде смеси 20(S),5(R) и 20(S),5(S)-диастереомеров. Однако посредством применения обычных аналитических методов, два указанных диастереомера разделяют на их отдельные оптически чистые данности.

Вообще, все соединения формулы 1, где R¹, R², R³, R⁴, R⁵ и R⁶ имеют указанные выше значения, можно синтезировать, исходя из соединений формулы 2, по описанному выше способу, и можно проиллюстрировать примерами, описанными в разделе "Примеры". Получение соединений формулы 12, где R¹, R², R³, R⁴, R⁵ и R⁶ имеют указанные выше значения, из соединений формулы 2, как упоминается на стадии (I), является новым превращением, при котором достигается непосредственное введение различных алкоксизаместителей в положение С-5.

Замещенные в кольце А или кольце А/В производные 20(S)-камптотецина общей формулы 2, где R¹, R², R³, R⁴ и R⁵ имеют указанные выше значения, используемые в качестве исходных веществ в настоящем изобретении, являются широко известными, и их получают в соответствии с известным уровнем техники, отраженным в литературе. Например, 7-этилкамптотецин, 10-гидроксикамптотецин, 9-нитрокамптотецин, 12-нитрокамптотецин, 10-гидрокси-7-этилкамптотецин (SN-38), 9-аминокамптотецин, 9-метоксикамптотецин, 9-гидроксикамптотецин, 9-метокси-7-этилкамптотецин, 9-гидрокси-7-этилкамптотецин, 10,11-метилендиоксикамптотецин, 10,11-этилендиоксикамптотецин, 10-гидрокси-9-(N,N-диметиламинометил)камптотецин получают по способам, известным из литературы [T.R. Govindachari et al. , Ind. J. Chem., 10(B), 453 (1972); S. Sawada et al., Chem. Pharm. Bull., 39(10), 2574 (1991), там же, 39(12), 3183 (1991); патент США 4604463 и патент США 4545880; Jaffery L. Wood et al., J. Org. Chem., 60, 5739 (1995)] , и используют в качестве исходных веществ для получения новых С-циклических замещенных аналогов 20(S)-камптотецина общей формулы 1, описанных в настоящем изобретении.

Например, соединения формулы 12, где R¹, R², R³, R⁴, R⁵ и R⁶, независимо, являются одинаковыми или разными и имеют указанные выше значения, можно получить так, как описано на стадии (I), посредством взаимодействия соединений формулы 2 с соединениями, имеющими формулу: R⁶-OH, где R⁶ представляет водород, низший алкил, низший алкенил, галогеналкил, гидроксиалкил, (С₃-С₇)-циклоалкил, в присутствии сильной кислоты и соли железа (3). Кислоты, используемые при этом взаимодействии, могут быть выбраны из перхлорной кислоты, хлористоводородной кислоты, азотной кислоты, серной кислоты или кислот Льюиса, таких как трифторид бора, хлорид цинка, хлорид олова, тетрахлорид титана. Соль железа (3), используемая в указанной выше реакции, может быть выбрана из нитрата железа (3), двойной соли сульфата железа (3) и сульфата аммония, хлорида железа (3). Как правило, упомянутое выше взаимодействие осуществляют при температуре в интервале 40-150^oС, предпочтительно - 60-120^oС.

На стадии (II) способа настоящего изобретения для разделения смеси соединений формул 12 и 13, полученной на стадии (I), смесь подвергают, предпочтительно, либо кристаллизации, либо колоночной хроматографии с использованием силикагеля. Смеси растворителей, применяемые при вышеупомянутых методах, могут содержать сочетание органических растворителей, таких как хлороформ, этилацетат, метанол, этанол, диэтиловый эфир, ацетон и гексан.

Соединения формулы 13 также можно получить на стадии (III) способа настоящего изобретения посредством обработки соединений формулы 12 кислотами в сочетании с водой при температуре в интервале 40-120^oС. Кислоты, применяемые для этой цели, могут быть выбраны из хлористоводородной кислоты, бромистоводородной кислоты, серной кислоты, п-толуолсульфоновой кислоты, уксусной кислоты и перхлорной кислоты. Растворителями, используемыми при этой реакции, могут быть метанол, этанол, бутанол, изопропанол или 1,4-диоксан.

На стадии (IV) способа настоящего изобретения соединения формулы 13 вводят во взаимодействие с соединениями формулы: ⁶-ОН, где R⁶ имеет указанные выше значения, при наличии кислой среды при температуре в интервале от 20 до 140^oС, что дает соединения формулы 1. Кислоты, используемые при указанной реакции, могут быть выбраны из серной кислоты, хлористоводородной кислоты, уксусной кислоты, п-толуолсульфоновой кислоты, пиридиний-п-толуол-сульфоновой кислоты, камфорсульфоновой кислоты, метансульфоновой кислоты, перхлорной кислоты или кислот Льюиса, таких как тетрахлорид титана, эфират ВF₃ и хлорид цинка. Растворители, используемые при указанной реакции, могут быть выбраны из гексана, бензола, толуола, ксилола, хлороформа, тетрахлорида углерода, дихлорэтана, дихлорметана и 1,4-диоксана.

Таким образом, настоящее изобретение имеет особое значение для разработки С-5-замещенных производных 20(S)-камптотецина как нового класса С-циклических модифицированных аналогов камптотецина, которые полезны в качестве противоопухолевых и/или противовирусных средств. Настоящее изобретение также имеет особое значение, так как разработанный и описанный здесь способ является универсальным и приемлемым для получения в крупном масштабе таких производных камптотецина общей формулы 1.

Методология, разработанная и описанная в настоящем изобретении, позволит подступиться к различным С-5-замещенным С-циклическим аналогам с различными заместителями на кольцах А и В 20(S)-камптотецтина. Отдельными предпочтительными соединениями являются соединения, в которых R¹ представляет нитро, амино, аминоалкил, гидрокси, метокси; R² представляет гидрокси, карбонилокси, галоген; R² и R³, соединенные вместе, представляют метилендиокси или этилендиокси; R⁴ представляет водород или нитро; R⁵ представляет этил, аминометил или замещенный аминометил; R⁶ представляет 2'-гидроксиэтил, алкоксиэтил, хлорэтил, фторэтил, трифторэтил или аминоэтил или аминопропил, в которых аминогруппа может представлять собой диметиламино, диэтиламино, пирролидино, пиперидино, морфолино, пиперазино, имидазолино.

Характерными представителями соединений формулы 1 являются 1) 5-метокси-СРТ*; 2) 5-этокси-СРТ*; 3) 5-бутокси-СРТ*; 4) 5-хлорэтокси-СРТ*; 5) 9-метокси-5-этокси-СРТ*; 6) 9-гидрокси-5-этокси-СРТ; 7) 10-гидрокси-5-этокси-СРТ*; 8) 7-этил-5-этокси-СРТ*; 9) 7-этил-5-гидрокси-СРТ*; 10) 9-нитро-5-этокси-СРТ; 11) 9-нитро-5-гидрокси-СРТ; 12) 7-этил-5-хлорэтокси-СРТ; 13) 10-гидрокси-7-этил-5-этокси-СРТ*; 14) 5-(2'-гидроксиэтокси)-СРТ; 15) 7-этил-9-гидрокси-5-этокси-СРТ; 16) 10-гидрокси-5-(2'-гидроксиэтокси)-СРТ; 17) 7-этил-10-гидрокси-5-(2'-гидроксиэтокси)-СРТ; 18) 9-нитро-5-фторэтокси-СРТ; 19) 9-нитро-5-трифторэтокси-СРТ; 20) 10-гидрокси-5-трифторэтокси-СРТ; 21) 7-этил-10-гидрокси-5-трифторэтокси-СРТ; 22) 7-этил-5-пирролидиноэтокси-СРТ; 23) 7-этил-5-диметиламинопропокси-СРТ; 24) 7-этил-10-гидрокси-5-фторэтокси-СРТ; 25) 5-(2'-гидроксиэтокси)-7-этил-СРТ; 26) 5-(2'-метоксиэтокси)-СРТ; где СРТ обозначает 20(S)-камптотецин, а * отмечает соединения, известные из литературы.

Большинство соединений, полученных по настоящему изобретению, имеют растворимость в воде в интервале от 1 до 10 мг/мл при 37^oС. В таблице 1А приводятся данные по максимально переносимой дозе (MTD), определенной на мышах Swiss Albino, устойчивости лактона в цельной крови (через 3 часа), растворимости, фармакокинетики MTD и активности in vitro после воздействия в течение 1 часа для соединений примеров 11, 26 и 27.

Эксперименты проводят в соответствии с приведенными ниже протоколами.

1. Определение MTD на мышах Swiss Albino Каждой мыши Swiss Albino инъецируют однократную дозу испытываемого соединения в день, обозначаемый как день 1. Дозы, которые испытывают, составляют 400, 200, 100, 50, 25, 12,5, 8,3, 6,25 и 3,13 мг/кг массы тела. За животными наблюдают каждый день на предмет смертности и заболеваемости и регистрируют массу тела выживающих животных в 1, 5, 10 и 14 день. Максимальную переносимую дозу определяют как дозу, при которой испытываемое соединение не вызывает какой-либо болезненности и снижения массы тела более чем на 30% по сравнению с днем 1. (В соответствии с протоколом, которому следуют в Национальном институте рака США.) 2. Устойчивость лактона в цельной крови У здорового добровольца берут 2 мл крови в пробирку, содержащую 40 мкл гепарина (572 ME) для предотвращения коагуляции, готовят 4 мМ и 40 мкМ рабочие растворы лекарственного средства в ДМСО и добавляют к аликвотам цельной крови для получения конечной концентрации 100 мкМ и 1 мкМ, соответственно. Лекарственное средство инкубируют в цельной крови при 37^oС и отбирают 20-мкл образцы в 180 мкл охлажденного метанола (-30^oС) через различные промежутки времени (0, 1, 2 и 3 часа). Встряхивают и перемешивают, а затем центрифугируют при 11000 об/мин в течение 3 мин на микроцентрифуге при комнатной температуре. Разбавляют 100 мкл супернатанта водой до 300-500 мкл, в зависимости от сигнального отклика (УФ в случае концентрации соединения 100 мкМ и флуоресценция в случае концентрации соединения 1 мкМ). Разбавленный образец (200 мкл) вводят в колонку для ВЭЖХ, предварительно уравновешенную подвижной фазой. Измеряют площадь под пиком, соответствующим формам лактона. Площадь пика в нулевой момент времени принимают за 100% и вычисляют долю площади пика лактона в различные моменты времени, чтобы определить равновесную устойчивость лактона как приобретенную при установившейся доле лактона в два последовательных момента времени (Biochemistry, 1994; 33:10325-10336, и J. Pharm. Sci., 1995, 84:518-519).

3. Фармакокинетика при МТР Все исследования проводят на мышах Swiss albino с массой в интервале 35-40 г. Животных не кормят в течение ночи перед введением дозы лекарственного средства и дают корм через 3 часа после введения дозы. Животным вводят дозу интраперитонеально в виде раствора в смеси ДМСО-вода (50:50, о/о). Образцы крови отбирают в пробирки с гепарином из глазной впадины через 1, 2, 4, 6 и 8 часов после введения дозы и центрифугируют при 13000 об/мин в течение 10 мин. Отделяют образцы плазмы и анализируют с помощью ВЭЖХ. К 50 мкл образца добавляют 100 мкл охлажденного подкисленного метанола и перемешивают для осаждения белков. Образец центрифугируют при 13000 об/мин в течение 10 мин. Доводят 100 мкл супернатанта до объема 200 мкл смесью метанол - вода (50: 50, о/о) и 100 мкл вводят в установку ВЭЖХ. Для количественной оценки используют площадь пика лекарственного средства. Образцы для калибровки, контроля и извлечения готовят посредством внесения 50 мкл контрольной плазмы с известным количеством лекарственного средства и обрабатывают их так же, как образцы (J. Natl. Cancer Inst., 1996, 88:817-824).

4. Растворимость по методу ВЭЖХ Избыток соединения замачивают в 0,5 мл 0,1 М натрий-ацетатного буфера при рН 5,0 в течение 24 часов при комнатной температуре. Раствор фильтруют через насадку для шприца с 0,45-мкм поливинилиденфторидным (PVDF) фильтром (Gelman Sciences). Фильтрат вводят в установку для ВЭЖХ в разных объемах (10 и 20 мкл). Регистрируют хроматограммы. Зарегистрированные отклики экстраполируют от калибровочной кривой и вычисляют растворимость соединения (J. Med. Chem., 1995; 38: 400).

5. Растворимость по традиционному методу Соединение суспендируют в 5 мл деионизованной воды и греют при 37^oС в течение 10 мин. Затем раствор фильтруют и фильтрат упаривают досуха с использованием метанола, и взвешивают твердый остаток.

6. Активность in vitro после воздействия в течение 1 часа Выращивают клетки в 15 мл полной среды (RPMI-1640 с 10% фетальной коровьей сыворотки и 0,2% NaHCO₃) в течение 3-5 суток и получают клетки в количестве 10⁶ клеток/матрас. Среду удаляют, а связанные клетки промывают забуференным фосфатом физиологическим раствором (ЗФР). Добавляют 1 мл 0,1% трипсин-ЭДТК и инкубируют в течение 5 мин при 37^oС. Осторожно извлекают матрасы и добавляют 5 мл полной среды. Извлекают клеточную суспензию и центрифугируют при 2000 об/мин в течение 5 мин. Супернатант отбрасывают и клеточный осадок суспендируют в 5 мл полной среды. Подсчитывают число клеток в гемоцитометре. Разводят клеточную суспензию до 10000 клеток на 100 мкл в полной среде. Высевают 100 мкл клеточкой суспензии в каждую из 96 лунок титрационного микропланшета и инкубируют в течение 24 час при 37^oС и 5% СО₂. Прекращают процесс в "пустышке" для сравнения (засеянной отдельно) 25 мкл 50% холодной трихлоруксусной кислоты (ТСА). Инкубируют в течение 1 часа при 4^oС. Промывают планшет (пять раз) деионизованной водой. Планшет сушат на воздухе и хранят при 4^oС для