Производные нуклеозидов,обладающие антиметаболической активностью

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ЛВТОРСКОММ СВИДИИЛЬСТВ (и) 584011

Союз Советских

Социалистических

Республик

I .Ф, (51) М Кл г С 07Н 19/04//

А 61К 31/33 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.01.76 (21) 2319107/23-04 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.77. Бюллетень № 46 (45) Дата опубликования описания 11.04.78 государственный комитет

Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 547.963(088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Лерой Б. Таунсенд и Роберт А. Эрл (США) Иностранная фирма

«Юниверсити оф Юта» (США) (71) Заявитель (54) ПРОИЗВОДНЫЕ НУКЛЕОЗИДОВ, ОБЛАДАЮЩИЕ

АНТИМЕТАБОЛИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТЬЮ но он

Изобретение относится к новым химическим соединениям, конкретно к производным нуклеозидов общей формулы где R означает карбоксамидин-, карбокси-, карбоксамид, метилформимидат-, тиокарбоксамид, карбоксамидоксим-, карбоксамидразон- или циаиорадикал, обладающим антимета болической активностью.

Способ получения указанных соединений основан на ряде известных химических реакций, широко применяющихся в химии нуклеозидов: ацилировании аминов, этерификации, цианировании и других:(1).

Способ получения этих соединений заключается в том, что 4-ацетамидо-3-цианпиразоло (3,4-d) чиримидин подвергают конденсации с кристаллическим 2,3,4-три-О-ацетил(3-D-рибофуранозилхлоридом в кипящем нитрометане с использованием в качестве акцептора кислоты цианистого калия. При этом образуется 4-ацетамидо-3-циано-1-(2,3,4три-О-ацетил - 3 - D - -рибофуранозил) - пир5 азоло (3,4-d) пиримидин. Выход 56%. Обработкой последнего метилатом натрия в метаноле получают 3-метилформимидатное производное 4-амино-1- (3-D-рибофуранозил) - пиразоло (3,4-d) пиримидина с выходом 82%.

10 3-Иетилформимидат является высокореакционноспособным соединением, вследствие чего его используют в качестве промежуточного соединения в синтезе остальных производных нуклеозидов. Для этого 3-метилформимидат

1G подвергают взаимодействию с гидроксиламином и гидразингидратом с образованием соответственно 3-карбоксамидоксимного производного (выход 86%) и 3-карбоксамидразонового производного (выход 81%). Гидро20 сульфид натрия в метаноле при комнатной температуре взаимодействует с 3-метилформимидатом с образованием 3-тиокарбоксамидного производного (выход 81%). Обработкой последнего хлористой ртутью (II) и

25 триэтиламином в диметилформамиде получают 3-цианопроизводное (выход 42,6%).

Путем обработки 3-метилформимидатного производного каталитическим количеством

584011

Фармакологический эффект, Т/С

Доза, мг/кг

Изучаемое соединение

100

1 3-Метилформимидат

164

153

136

42

204

201

196

159

2 3-Карбоксамидин

123

143

12,5

3 3-Карбоксамидоксим

166

4 3-Карбоксамидразон

113

131

116

129

143

5 3- Тиокарбоксамид

3,12

1,56 б 3-Цианпроизводное

127

114

110

236

258

236

3 едкого натра в водном растворе получают 3карбоксамидное производное (выход 77% ), которое обработкой небольшим избытком горячего водного раствора едкого натра переводят в 3-карбоксипроизводное (выход 89% ).

Производные предлагаемых нуклеозидов обладают выраженными антиметаболическими свойствами. Для доказательства фармакологического эффекта мышам (линии BDFL) внутрибрюшинно вводят лейкемические клетки, после чего — испытуемое соединение (мг/кг от веса тела животного). Часть животных после введения лейкемических клеток используют в качестве контроля.

Фармакологический эффект оценивают по величине соотношения Т/С, где Т вЂ” продолжительность жизни подопытных животных, а

С вЂ” контрольных животных.

Результаты изучения сведены в таблицу.

7 3-Карбоксамидное производное

Пример 1. Получение 4-ацетамидо-3-цианопиразоло (3,4-д) пиримидина.

Суспензию из 20 r сухого (1 ч/110 С при

0,5 торр) 4-амино-3-цианопиразоло (3,4-d) пиримидина в смеси 100 мл уксусного ангидрида сухого пиридина (высушенного над едким калием) энергично перемешивают и доводят за 5 мин до температуры кипения. Смесь энергично перемешивают при температуре кипения, с обратным холодильником в течение

35 мин (растворение протекает за 20 мин).

Затем раствор охлаждают до комнатной температуры (ледяная баня) и упаривают под вакуумом, получая темное пастообразное твердое вещество. При отсутствии особых указаний все упарки осуществляют под вакуумом

4 при 35 С. Приливают 10 мл метанол; и раствор оставляют на полчаса и опять упаривают под вакуумом. Полученное в остатке твердое вещество перетирают со смесью льда с водой (всего 60 г) в течение 15 мин и отфильтровывают. Темно-окрашенный «пирог» промываю г холодной водой при 0 С (2)(20 мл). Затем влажное твердое вещество растворяют в

850 мл кипящей воды, обрабатывают 3 г активированного угля и фильтруют горячим.

Фильтрат охлаждают до 0 С и отфильтровывают рыжевато-коричневое твердое вещество.

Твердое вещество растворяют в минимальном количестве 1,25 н. раствора едкого натра, необходимого для растворения, т. е. около

75 мл, обрабатывают 2 r активированного yi ля и фильтруют. Фильтрат охлаждают до 0 С и, перемешивая, доводят рН до 5 приливанием по каплям уксусной кислоты. Отфильтровывают белый осадок, промывают холодной (О С) водой (2X15 мл) и после сушки под вакуумом (25 С, 0,5 мм рт. ст.) получают

13,4 r (53% ) 4-ацетамидо-3-цианопиразоло (3,4-д)пиридина, т. пл. выше 360 С. Небольшой образец дважды перекристаллизовывают из воды, получают белые кристаллические иглы (кристаллы в форме иглы) с т. пл. свыше 360 С.

Найдено, о/о.. С 47,38; Н 2,93; N 41,49.

СаНайаО, Вычислено, %. С 47,40; Н 2,99; N 41,58.

Н р и м е р 2. Получение 4-ацетамидо-3циано - 1 - (2,3,5-три-О-ацетил - P - D - рибофуранозил) -пиразоло (3,4-d) пиримидина.

Be операции по получению этого соединения осуществляют в исправном противогазе из-за обильного выделения цианистого водорода. Тщательно измельчают 10,4 г (51,3 ммоль) полученного в примере 1 4-ацетамидо3-цианопиразола (3,4-d) пиримидина и 3,41 г (52,3 ммоль) цианистого калия, сушат раздельно (8 ч при 110 С/0,5 торр) и затем помещают в сухую колбу, содержащую о

384 мл нитрометана (высушенного через 4Амолекулярное сито в течение 2 дней). Смесь нагревают до температуры кипения при энергичном перемешивании и затем в один прием вносят 14,8 r (50,3 ммоль) кристаллического 2,3,5 — три-О - ацетил-D-рибофуранозилхлорида (т. пл. 46 — 50 С). Продолжают энергично перемешивать при нагревании в течение

2 ч и затем смесь упаривают под вакуумом до коричневого сиропа, содержащего некоторое количество суспендированного твердого вещества. Сироп растворяют в 300 мл этилацетата и промывают последовательно 100 мл воды, 4 раза по 50 мл насыщенного раствора бикарбоната натрия и затем 2 раза по 20 мл насыщенного раствора поваренной соли. Раствор сушат над безводным сульфатом натрия и пропускают через силикагель (5 см X

X 7 см). Слой силикагеля промывают

2 раза по 20 мл этилацетата, фильтраты объединяют и упаривают под вакуумом, получают

584011

20 г светло-коричневого пенистого вещества (губки).

Растворяют его в 15 мл хлороформа и помещают на верху колонки (37 >< 6,5 см) сухого силикагеля (607 г) и элюируют смесью хлороформа — ацетона — метанола (44; 5: 1), собирают фракции по 20 мл. Фракции 10—

34 содержат легкоподвижный компонент (соломенно-желтая пена, 12,9 г, 56О/о), 34 — 45 фракции содержат 3,4 г смеси (преимущественно лсгкоподвижный компонент) и фракции

46 — 50 содержат 730 мг медленно текущего компонента, при ПМР-анализе которого оказывается, что это смесь двух соединений (далее не aHaлизируется). Легкоподвижный главный компонент имеет структурч 4-ацетамидо3-циано - 1-(2,3.5-0) - ацетил - D - рибофуранозил) -пиразоло(3,4-d) пиримидина (на основе установленных физикохимических данных) .

Пример 3. Получение 3-метилформимидата, моногидрата метилового эфира 4-амино-!-(P-D - пибофуранозил) - пиразоло(3,4-d) гиг1имидин-3-фопмимидовой кислоты.

Растворяют 10 мг металлического натрия в

10 мл сухого метанола (перегнанного с применением гидрида кальция) и затем вносят хроматографически однородный 4-ацетамидо-3-циано-1- (2,3,5-три-О-ацетил - I3- - D-рибофуранозил) — пиразоло (3,4 — d) пиримидин (3,89 г в виде сухой пены) губчатого материала, полученного в примере 2. Тут же происходит растворение, и через 70 мин реакция заканчивается. Доводят реакционную смесь до пН 7 добавлением небольших порций Дауэкс

50 (в Н+-форме, промытой безводным метанолом). Раствор быстро фальтруют для удаления ионообмснной смолы и упаривают под вакул мом.

Остаток перетирают с изопропанолом (3 раза по 10 мл) и получают светло-желтый порошок (2,44 г), перекристаллизовыва(от из метанола, голучают 2.2 г (выход 82/II) 3-метилформимидата в виде соломенно-яелтого порошка г т. пл. 127 — 131 С. Образец перекристаллизовывают из метанола — воды для анализа (блестящие гроздья) т. пл. 132 С, образует очент вязкий расплав, пузырящийся при ! 45 С.

Найдено. /и .. С 42,1; Н 5,4; N 24,7.

С1гН1.:.Кс О;. Н110.

Вь1!ислено о/1. С 42,1; Н 5,3; N 24,55.

Неочишенный светло-коричневый губчатый ппод, кт, образующийся при получении (пример 2) 4-ацетамидо-3-циано-!-(2,3,5-три-Оацетил- R-D - оибофур анозил) - пир азол (3.4-d) пчрими.пина (после пропускания раствора чепез C пой силикагеля и последующей упарки)

voæIIî обработать, как указано выше, и получить прод/кт с общим выходом в пересчете на загпуженный 4-ацетамидо-3-цианопиразоло (3.4-d) пиримидин порядка 50 — 60О/о, П р п м е р 4. Получение 3-карбоксамидинового производного, 4-амино-1- (P-D-рибофуранозил) - пиразоло(3,4 - 11) пиримидин- 3карбоксамидина.

5 (О

6

Метод 1. Полученный в примере 3 (1,5 г)

3-метилформимидат вносят в стальной реактор с 10 мл жидкого аммиака, реактор закрывают и оставляют на 40 ч при комнатной температуре. Затем аммиаку дают испариться, а остаток суспендируют в 10 мл кипящей воды. В кипящую cMccb приливают метанол, пока раствор не станет прозрачным, затем раствор упаривают до объема 10 мл и оставляют кристаллизоваться при комнатной температуре. Отфильтровывают, осадок на фильтре промывают небольшим количеством холодного метанола при 0 С, получают 1,1 r (выход

77 /о) производного 3-карбоксамидина с т. пл.

188 †1 С. После перекристаллизации образца из метанола получают игольчатые кристаллы с т. пл. 189 — 190 С.

Найдено, о/о .. С 42,7; Н 5,0; N 31,6.

С11Н15М704 °

Вычислено. о/О. С 42,7; Н 4,9; N 31,7.

Метод 2, Описанным выше способом обрабатывают 980 мг попученного из примера 2 соединения (пены или губчатого вещества), представлявшего собой хроматографический гомогенный 4-ацетамидо-3-циано-1- (2,3,5-тпиО-ацетил-р-D-рибофупапозпл) - пиразоло(3,4й)пиримидина. После отгонки аммиака твердьтй остаток перетирают с 13 мл смеси этанола-изопропанола (1: 2) и пепекристаллизовывают из метанола и воды. Получают 500 мг (выход 76О/о) производного 3-карбоксамидина в лва приема, т. пл. 188 — 190 С.

Пример 5. Получение 3-карбоксамидокснмного производного, гемигидрата 4-амино1-(P - D - рибофмранозил) - пиразоло-(3,4-d) пппимидин-3-карбоксамидоксима.

Растворяют 1,5 г (4,!7 моль) полученного в примере 3 7-метилформимидата в 25 м.п метанола при температуре кипения и вносят

0.5 г (15 моль) кристаллического гидроксиламина. PBcTBopc заканчивается через пол(аса и из раствора начинает выделяться другое твердос вещество, не производное 3-метилфоомимида. Суспензию нагревают в обшей сложности 2 ч пои температуре кипения с о6патнь1м холодильником, охлаждают до 0 С, отфильтговывают. осадок на фильтре поомывают 2 раза по 5 мл холодного метанопа (О C). Поплчают 1.34 г мелкокписталлическоI.n продукта с т. пл. 151 — 152 С (пенится).

П(1п перекписталлизации из метанола — воды (40 мп, 1: 1) поллчают 1,2! г (выход 86О/о) чистого капбоксамидоксимного производного, т. пл. 242 — 244 С (чистый или прозрачный ра плав).

Найде1ю. о/11 Г 39.8: Н 4,9; N 29,2.

С.„Н,-,N70-, 0.5 Н.О

Вычислено, %: 39.55: H 4,8: N 29,3.

Пример 6. Получение 3-карбоксамидра."-онового производного, гемигидрата 4-а мино1-(P-D-рибофупанозил)-пиразоло (3,4 - д)пир1 ° (пи:.-3-карбокга 1идпазона.

В суспензию 1.5 г (4.16 ммоль) полученного в примере 3 3-метилформимидата в 30 мл метанола ппиливают 2,5 мл (42,5 ммоль) 584011

85%-ного гидразингидрата. Смесь нагревают,, пока раствор не станет прозрачным, после чего оставляют на 18 ч при 25 С. Отфильтровывают выпавшие соломенно-желтые иглы и промывают их небольшими количествами метанола, получают 1,26 г 3-карбоксамидразонового производного с т, пл. 218 — 220 С, Вторую порцию (100 мл) с т. пл, 208 — 210 С получают из надосадочной кидкости (маточника). Кристаллы объединяют и перекристаллизовывают из 10 мл воды и получают 1,12 г (выход 81,2%) чистого производного 3-карбоксамидразона с т. пл. 220 — 221 С.

Пример 7. Получение производного 3тиокарбоксамида, 4-амина-1- (P-D-рибофуранозил) -пиразоло (3,4-d) пиримидин - 3 - тиокаобоксамида.

Растворяют 140 мг (6,4 ммоль) металлического натра в 45 мл безводного метанола и затем через раствор пропускают безводный сероводород при перемешивании магнитной мешалкой в течение 5 мин.

В перемешиваемый раствор кислого сернистого натрия вносят 2,3 т (6,4 ммоль) полученного в примере 3 3-метилформимидата в один прием, через 3 мин образуется прозрачный раствор, затем выпадает желтый осадок.

Смесь перемешивают в течение 2 ч при 25 С, охлаждают до 0 С, отфильтровывают, осадок на фильтре промывают 2 раза по 7 мл холодного метанола. Твердое вещество (т. пл.

132 — 135 С, сильно пузырится, без запаха) растворяют в 400 мл смеси этанола — воды (1:1). Раствор упаривают до 200 мл, затем охлаждают до комнатной температуры. Отфильтровывают выпавший осадок и промывают последовательно 2 раза по 5 мл холодного метанола и 10 мл безводного эфира. Получают 1,69 г (выход 81,3 %) светло-желтого твердого вещества — производного 3-тиокарбоксамида (т. пл. 250 — 251,5 С, сильное разложение, неприятный залах) . Небольшой образец перекристаллизовывают из смеси метанола — воды (т пл. 252 — 253 С, при разложении по описанному выше) .

Найдено, %: С 40,6; Н 4,6; N 25,4.

CI HI4NeO4S.

Вычислено, %: С 40,5; Н 4,3; N 25,6.

Пример 8. Получение 3-цианопроизводного моногидрата 4-амина-3-циано-1- (P-Dрибофуранозил) - пиразоло(3,4-d) пиримидина.

Растворяют 1 г (3,06 ммоль) полученного в поимеое 7 сухого (высушенного в течение

1 ч при 25 С/0,5 торр) производного 3-тиокарбоксамида в 70 мл теплого (50 С) диметилформамида. В полученный раствор вносят

0,84 г (3,10 ммоль) хлористой ртути (2) и

1 мл (7,24 ммоль) триэти,.амина и смесь перемешивают в течение 3 ч при комнатной температуре. Раствор фильтруют через фильтр с диатомовой землей для отделения образовавшейся черной сернистой ртути. «Пирог» промывают сухим диметилформамидом (10 мл), об .единяют голомецно-яелтьте фильтраты, и

I5

55 упаривают под вакуумом. Остаток перетирают с 10 мл метанола (О С) и получают 800 мг соломенно-желтого твердого вещества. Его суспендируют в 20 мл кипящего метанола,, затем в горячую суспензию по каплям приливают воду (до образования раствора). Растворитель отгоняют нагреванием до начала кристаллизации (конечный объем 15 мл) . При быстром перемешивании при охлаждении до

0 С получают 580 мг (выход 61 %) 3-цианопроизводного в виде белого твердого вещества с т. пл. 235 — 238 С (разлоясни" . При повторной кристаллизации с обработкой активированным углем получают 500 мг (выход 42,6% ) чистого 3-цианопроизводного (т. и л. 238—

240 С, спекается при потемнении при 225 C).

Найдено, %: С 42,8; Н 4,8; N 27,2.

C I IHIgNg04 Н О, Вычислено, %: С 42,6; Н 4 5; N 27,1.

Пример 9. Получение 3-каобоксамидного производного 4-амино-1- ($-D-рибофуранозил) -пир азоло (3,4-d) пиримидин - 3 - карбоксамида.

Готовят суспензию 2 r (5,57 ммоль) полученного в примере 3 нуклеозида 3-метилфопмимидата в 30 мл воды и приливают 1 мл

1.,25 н. едкого натра. Смесь перемешивают в течение 18 ч при комнатной температуре и отфильтровывают суспендиоованное вещество (после охлаждения до 0 С). Извлекают 3карбоксамидное производное в виде твеодого вещества, которое промывают 2 раза по 10 мл воды (О С), и сушат под вакуумом (25 С/

/0,5 торр), получают 1.78 г 3-капбокеамидного производного, т, пл. 262 — 265 С. При перекристаллизации из 230 мл воды получают аналитически чистый продукт в количестве

1;43 г (выход 74,5%) с т. пл. 270 — 271 С (бурный расплав, пузырится).

Найдено, %: С 42,6; Н 4,7; N 27,1.

С >.Н14Р1,0 .

Вычислено, %: С 42,6; Н 4,5; N 27,1.

Пример 10. Получение 3-карбоновой кислоты.

Полученное в примере 9 3-карбоксамидное производное (730 мг„и/или 2,14 ммоль) растворяют в 10 мл воды, содеряащей 2 мл 1.25 н. едкого натра. Раствор нагцевают в течение

18 ч при температуре кипени" с обратным холодильником до прекращения выделения аммиака. Прозрачный раствор подкисляют добавлением 2,45 мл 1,02 н. соляной кислоты.

Тут же образуется студенистый осадок, котооый при дальнейшем перемешивании превращается в белое твердое вещество. Суспензию поодоляают перемешивать в течение 1 ч при

0 С и отфильтровывают осадок. Его промывают 2 раза по 5 мл холодной воды (О С) и затем растворяют в 60 мл горя ей воды. Oc.тавляют постепенно охлажлаться до 0 С, происходит кристаллизация. Получают 590 мг (выход 89% > вещества в виде белых игл с т. пл. 296 С (спекается, потемнение при

240 С). При перекристаллизации небольшого образца из воды пол чают аналитически чц.

584011

15

Составитель В. Жестков

Редактор Л. Новожилова Техред А. Камышникова Корректоры: Л. Орлова и Е. Жохова

Заказ 924/4 Изд. № 1029 Тираж 563 Подписное

11ПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4/Ь

Типография, пр. Сапунова, 2 стый образец производного 3-карбоповой кислоты (нли 3-карбоксильного производного), который темнеет при 245"С, спекается при

305 С„т. пл. выше 360 С.

Найдено, в о: С 42,4; Н 4 3; N 22,4.

С11Н з1х1зОв.

Вычислено, в о; С 42,45; Н 4,2; N 22,5.

Формула изобретения

Производные нуклсозидов общей формулы иоанн о но он где R — карбоксамидин-, карбокси-, карбоксамид-, метилформимидат-, тиокарбоксамид-, карбоксамидоксим-, карбоксамидразонили цианорадикал, обладающие антиметаболичсской активностью.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10 1. Кочетков Н. К., Торгов И. В., Ботвиник, М. М. Химия природных соединений. М., 1961.