MEDICAMENTS AND PHARMACEUTICAL COMPOSITIONS WITH CYTOSTATIC ACTIVITY

Abstract: A therapeutic composition with cytostatic action comprising an isocyanurate having the formula I <IMAGE> in which R, R', and R'' which may be the same or different represent hydrogen or alkyl having from 1 to 4 carbon atoms, preferably hydrogen or methyl in an inert pharmaceutically acceptable diluent, carrier or vehicle. The compositions may also contain other alkylating substances such as derivatives of nitrogen mustard or fluoruracil.

Description: Cytostatisch wirkende Arzneimittel beziehungsweise pharmazeutische Zubereitungen Es ist bekannt, dass eine Reine von alkylierenden Substanzen eine cytostatische beziehungsweise cytotoxische Wirkung entfalten. Die bekaimtesten Verbindungen leiten sich vom sogenannten Stickstófflost ab. Darüber hinaus ist es auch bekannt, wenigstens zwe' Epoxidgruppen im Molekül enthaltende Verbindungen als Cancerostatika zu verwenden. Derartige Verbindungen sind beispielsweise das 4,4'-Bis(2,3-epoxypropyl)-di-piperidinyl(1,1') und das 1,2-15,16-Diepoxy-4,7,10,13-tetraohexadecan. Allerdings haben die letzteren Verbindungen keine wesentlich- Rerbesserung in der cytostatischen Behandlung gebracht 1r werden kaum verwendet. Lediglich zur Behandlung von Hirn- tumoren werden sie noch gelegentlich eingesetzt. Einer breiteren Anwendung steht auch die begrenzte Löslichkeit der erwähnten Verbindungen entgegen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, lei htlösliche, insbesondere wasserlösliche Verbindungen mit cytostati- scher beziehungsweise cytotoxischer Wirkung zu finden die gegen möglichst viele Malignome und Leukämieformen wirksam sind. Sie sollten bei wenigstens einer der fol- genden tierexperimentell erzeugbaren Leukämien L 1210 und P 388 beziehungsweise Melanom B16 beziehungsweise LL Carcinom gemäss den Vorschriften des Cancer Chemotherapy Reports (Sept. 1972) ein T/C-Verhältnis (siehe Seite 47) von mindestens 150 % haben. Gelöst werden kann diese Aufgabe durch Verbindungen mit cytostatischer Wirksamkeit gemäss der allgemeinen Formel EMI2.1 in der R, R' beziehungsweise R" entweder gleiche oder verschiedene niedere Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatonen und/oder Wasserstoff sind. Bevorzugt sind solche Verbindungen, bei denen R,.R' beziehungsweise R" entweder Wasserstofr undSoder eine Methylgruppe sind. Die Verbin dingen sollen also verwendet werden als cytostatische Wirksubstanzen zur Therapie von malignen Neoplasien. Diese Mittel kommen gegebenenfalls zusammen mit üblichen pharmaztatischen Hilfsstoffen undloder Trägersubstanzen zur Anwendung. Bei diesen einen Isocyanuratring enthaltenden Glycidyl- verbindungen handelt es sich um prinzipiell bekannte Sub stanzen, Diese wurden bereits früher in mehr oder weniger reiner Form synthetisiert und zur Herstellung von ver netzten Kunststoffen verwendet. Obwohl die bevorzugten Verbindungen, in denen R, R' beziehungsweise R" Wasser stoff ist, such durch eine für diesen Verbindungstyp er staunlich gute Löslichkeit in Wasser beziehungsweise hydrophilen, wassermischbaren Lösungsmitteln auszeichnen, ist.bisher an eine Verwendung in wasserhaltigen beziehungsweise wässrigen, hydrophilen, inbesondere fr phar mazeutische Zwecke oder in Arzneimitteln noch nicht ge dacht - worden. Henn die drei Substituenten R, R' und R" gleich sind, fallen zwei Substanzen an, die zueinander diastereoer sind. Das gleiche gilt, wenn kein Alkylrest vorhanden ist, sondern der Substituent Wasserstoff ist. an bezeichnet diese Verbindungen dann als &alpha; oderj3-Triglycidylisocyanu- rat (vergl. Angew. Chemie (1968) S. 851/2). Ihre Her stellung ist in der deutschen Patentschrift 12 11 650 sowie der US-Patentschrift 3,337,509 beschrieben. Diese beiden Verbindungen sind lcicht zugänglich durch Umsetzung von Cyanursäure mit Epichlorhydrin im Über- schuss unci Abspaltung von HCl unter Bildung des Oxiran- ringes. Aus dem Rohprodukt kann man sie durch fraktio- nierende Xristallisation , beispielsweise in Methanol, Methylenchlorid, Glycolmonomethylether, Glycolmonoethyl ether oder dergleichen gewinnen. Die sogenannte &alpha;-Form zeigt in reiner Form einen Schmelzpunkt von 106 Ca während die ss-Form einen Schmelzpunkt von 158 C auf weist. Obeohl für technische Verwendung im allgemeinen eine Trennung nicht erforderlich ist, wurde im vorliegen Wen Fall die Wirksamkeit der beiden Isomeren getrennt untersucht. Aufgrund der unterscheidlichen Löslichkeit in Wasser, gegebenenfalls im Gemisch mft den vorher er wähnten Lösungsmitteln, ist eine saubere Trennung ohne weiteres möglich. Reine Produkte zeigen einen Epozidsauer- stoffgehalt, der zwischen 16 und 16,2 Gewichtsprozent liegt. In an sich bekannter Weise karn man natürlich auch aus dem diastomeren &alpha;- beziehungsweise p-Triglycidyl- isocyanurat die Enantiomeren in mehr oder minder reiner Form gewinnen und einsetzen, wobei sich gegebenenfalls die Wirksamkeit noch steigern lässt. Zur Verwendung als Cancerostatika sollten die Wirksubstan zen mittels geeigneter Vehikei-appliziert werden. Im vor liegenden Fall hat sich die Verwendung von Wasser, gege benenfalls zusammen mit verträglichen Glycolethern, wie Glycolmonoethylether oder Butylenglycolmethylether oder Propylenglycolmethylether bewährt, insbesondere wenn der Wirkstoff parenteral appliziert werden soll. Bei oraler Verabreichung sind die pharmazeutisch üblichen Hilfs- be ziehungsweise Trägerstoffe anwendbar, sofern sie eine ent sprechende Verträglichkeit mit den Glycidylverbindungen aufweisen. Im Tierexperiment hat sich die Verwendung von frisch her gestellten, wässrigen Lösungen, die i.p. gegeben werden, als zweckmässig erwiesen. Von &alpha;- beziehungsweise ss-Trigly 100 mg/kg Maus b kann bei Mäusen die Maximaldosis p.die 100 mg/kg t be betragen. Deutliche toxische Wirkungen treten erst bei höherer Dosierung auf. Als optimale Do- sierung hat sich in vielen Fällen eine Gabe von 30 mg bis 60 mg/kg Maus während einer Applikationsdauer von 1 bis 9 Tagen bewährt. Die genannten Verbindungen sind wirksam gegen verschiedene Leukämieformen sowie maligne Neoplasmen, wie Lungencarcinom, Coloncarcinom, Melanome, Ependymoblastom und Sarcome. Es hat sich gezeigt, dass in einigen Fällen eine deutliche Überlegenheit gegen Cyclophosphamid und Fluoruracil festzustellen ist. Selbstverständlich ist es möglich, nicht nur das &alpha;- und ss-Triglycidylisocyanat als Cancerostatika einzusetzen, sondern ungsweise R' bez genannten Verbindungen, in denen R beziehungsweise R' bezienungsweise R", zumindest zum Teil eine Methylgruppe darstellt. Sofern eine entsprechende Löslichkeit gegeben ist, könnte natürlich die Alkylgruppe R bzw. R' bzw. R" mehr Kohlenstoffatome enthalten. eine Kombinationstherapie in Verbindung mit anderen alky- lierenden Substanzen, ist Derivaten des lich möglich. oder auch Fluoruracil ist selbstverständlich möglich. Beispiele Die nachfolgenden Beispiele wurden durchgeführt nach Testvorschriften des National Cancer Institute Bethesda, Maryland 200014, veröffentlicht in "Cancer Chemotherapy Reports" Part. 3, Sept. '72, Vol. 3, Nr. 2. Als Wirksubstanz wurde verwendet -Triglycidylisocyanurat (F 1060 C) sowie ss-Triglycldylisocyanurat (F 1580 C), beide mit ló,i % mpoxidsauerstaffgehalt (Herstellung siehe US PS 3,337,509). Im Beispiel 9 wurde Tri-(2-methylglycidyl)-isocyanurat verwendet (DE-OS 19 54 531, Ciba). Das Tri-(2-methylglycidyl)-isocyanurat wurde aus Kaliumcyanat und Methallylchlorid sowie nachfolgender Epoxidation der Triallylverbindung hergestellt. In einem Autoklaven wurden 86 g Kaliumcyanat, 95 g Methallylchlorid sowie 391 g Acetonitril gemischt und unter Stickstoffatmosphäre auf 1500 C während 3 Stunden erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde ausgefallenes Salz (KCl) abfiltriert und das Acetonitril im Rotationsverdampfer abdestilliert. Das angefallene feste Rohprodukt wurde mit Cyclohexan extrahiert. Beim Eindampfen kristallisierte das Tri-(2-methylallyl)-isocyanurat aus. Schmelzpunkt: 84 bis 850 C, Jodzahl: 264,0 (berechnet 261,3). 20 g des bevorstehend beschriebenen hergestellten Tri (2-methylallyl)-isocyanurats wurden in 300 ml Methylenchlorid gegeben und anschliessend mit 15,85 g m-Chlor-perbenzoesäure versetzt. Das Gemisch liess man 70 Stunden im Kühlschrank bei 40 C stehen. Dann wurde die ausgefallene 3-Chlorbenzoesäure abfiltriert. Das Filtrat wurde mit 10 %iger Sodalösung und anschliessend mit Wasser gewaschen. Die Trocknung der Methylenchloridlösung erfolgte mit wasserfreiem Natriumsulfat. Nachdem keine Persäure mehr festgestellt worden war, wurde das Methylenchlorid im Rotationsvakuumverdampfer abdestilliert. Der Rückstand wurde in Ethylether aufgenommen und daraus umkristallisiert. Schmelzpunkt: 69 bis 74 Ce Es wurden 12,9 g erhalten. Dies entspricht einer Ausbeute von 55,7 S der Theorie. Der Epoxidgehalt betrug 13,7 S (berechnet 14,1 %). Im IR-Spektrum waren die typischen Isocyanurat-Banden vorhanden bei 1 700 cmi und 1 455 cm 1. Das 1H-NMR in CDCl3 zeigt bei # 1,11 ppm die Protonen der CH3-Gruppe am C-Atom-2 der Glycidylgruppe. Die Protonen am C-Atom-l zeigen ein AB-System bei 4,1 ppm, die am C-Atom-3 ein AB-System mit kleinerer Kopplungskonstante bei 2,6 ppm. Die Struktur ist ferner durch 13C-NMR und Massenspektrum gesichert. Alle wässrigen 1 eigen Injektionslösungen wurden unmittelbar vor der Applikation frisch hergestellt. Beispiel 1 Bei Mäusen wurde gemäss Protokoll 1 200 (Seite 9 l.c.) die Tumorart P 388 (Leucämie) i.p. mit 106 Zellen/Maus gesetzt. Die unDehandelten Tlere hatten eine mittlere Über- lebensdauer von 10,5 Tagen. Nach 9-tägiger i.p. Behandlung mit 100 mg/kg -TGI p.die wurde die mittlere Lebenserwartung gegenüber der Sontrollgruppe auf 285 S (T/C, Verlängerungsrate) beobachtet. Die Hälfte der behandelten Mäuse lebte länger als 40 Tage und ist als gehellt anzusehen. Wurden nur 50 mg/kg p.die während 9 Tagen appliziert, betrugen die entsprechenden Werte 200 % T/C und 17 % Heilung. Die entsprechenden Werte bei J -TGI waren für 100 mg/kg p.die 228 % T/C und für 50 mg/kg p.die 179 % DiC. Bei jeweils 17 % der Versuchstiere wurde Heilung beobachtet. Vergleichsversuch Eine gegenüber Cyclophosphamid (NSC 26271) resistente Leukämieform von P 388 wurde mit &alpha;-TGI und Cyclophosphamid behandelt. Jede Gruppe bestand aus 10 Mäusen. Bei Gaben von 40 mg/kg &alpha;-TGI während 1 bis 9 Tagen überlebten alle Mäuse 60 Tage (T/C 478 %). Demgegen über überlebten die mit 180 mgSkg Cyclophosphamid behandelten Mäuse keine 30 Tage (T/C 150 %). Beispiel 2 Es wurde Beispiel 1 wiederholt mit 9-maligen Dosen von 25 mg/kg p.die und folgende Beobachtungen gemacht: &alpha;-TGI ergab 196 % T/C und ss-TGI 174 % T/C. Beispiel 3 Bei Mäusen wurde gemäss Protokoll 1.100 (Seite 7 1.c.) Leukämie L 1210 durch i.p. Verabreichung von 0,1 ml verdünnter Erregerlösung. entsprechend 105 Zellen erzeugt. Bei der Kontrollgruppe betrug die mittlere Über- lebensdauer 8 Tage (m.s.t.). A) Eine Gruppe (6 Mäuse) erhielt vom t. bis 9. Tag 50 mg/kg p.die an &alpha;-TGI i.p. verabfolgt. Die Uberle bensdauer stieg auf 23,8 Tage entsprechend einem T/C von 297 %. 30 Tage erreichten 3 Mäuse, das heisst, es wurde eine Heilungsrate von etwa 50 % erreicht. Eine andere Gruppe erhielt vom 1. bis 9. Tag 50 bzw. 100 mg/kg an ss-TGI p.die i.p. verabfolgt. Die mittlere ffberlebensdauer betrug 16,3 bzw. 25,2 Tage ent sprechend einem T/C von 203 % bzw. 315 %. B) Der Einfluss der Behandlungsplanung auf die thera peutische Wirksamkeit von OC-TGI bei Tumor L 1210 nach 30 Tagen ist der nachfolgenden Tabelle I zu entnehmen. Tabelle I Abhängigkeit der Wirksamkeit von der Behandlungsplanung bei &alpha;-TGI EMI10.1 <tb> Dosis <SEP> p.die <SEP> Überlebende <SEP> / <SEP> ganze <SEP> Gruppe <tb> <SEP> in <SEP> mg/kg <SEP> leukäm. <SEP> M. <SEP> Kontrollgruppe <tb> 50 <SEP> mg <SEP> 5x <SEP> i.p. <SEP> 5/10 <SEP> 7/8 <tb> (1.bis <SEP> 5.Tag) <tb> 40 <SEP> mg <SEP> 9x <SEP> i.p. <SEP> 8/10 <SEP> 8/8 <tb> (1 <SEP> bis <SEP> 9.Tag) <tb> Beispiel 4 Bei Mäusen wurde gemäss Anweisung 1.300 das 1/10 Homogenat @e@anom B 16 jeweils 0,5 ml pro Maus i.p. verabfolgt vergl. S 11 l.c.). 5,8 Tagen (m.s.t. hatte eine mittlere Überlebenszeit von 15.8 Tagen (m.s.t.). Behandelte Gruppen erhielten vom 1. bis 9. Tag verschiedene Mengen &alpha;-TGI i.p. In der nachfolgenden Tabelle II ist die mittelere Überlebensdauer und T/C in Abhängigekti der p. die gegebenen Menge Wirkstoff wiedergegeben. Tabelle II Wirkung von &alpha;-TGI in Abhängigkeit von der Dosis EMI10.2 <tb> mg <SEP> &alpha;-TGI <SEP> <SEP> m. <SEP> s. <SEP> t. <SEP> (Tage) <SEP> T/C <tb> <SEP> 50 <SEP> 37,0 <SEP> 234 <SEP> % <tb> <SEP> 25 <SEP> 36,0 <SEP> 227 <SEP> % <tb> <SEP> 12,5 <SEP> 29,8 <SEP> 188 <SEP> % <tb> Beispiel 5 Gemäss Protokoll 1.400 (Seite 13 l.c.) wurden bei Mäusen Zellen s.c. eines 1 mm Stücks Lungencarcinom (Lewis) implantiert. Dann erfolgte vom 1. bis 11. Tag i.p. Verabfolgung von 40 mg/kg p.die an &alpha;-TGI bzw. 90 mg/kg p.die an ss-TGI. Die Hemmung an Metatasten betrug bei &alpha;-TGI 92 % und bei ss-TGI 87 % gegenüber der Kontrollgruppe nach 23 Tagen. Beispiel 6 Bei einer Testgruppe von Mäusen wurde durch interacere- bral 1 mm eines Gewebes von Ependymoblastom implantiert. Die mittlere Überlebensdauer bei der Kontrollgruppe betrug 19,3 Tage. Bei einer Behandlung mit &alpha;-TGI von 40 mg/kg p.die 9 Tage lang konnte ein T/C von 165 % erreicht werden. Beispiel 7 Durch i.p-Verabfolgung von 106 Zellen pro Maus wurde das Sarcom t80 gesetzt. Die unbehandelte Kontrollgruppe hatte eine mittlere Überlebenzseit von 20,2 Tagen. Zur Behandlung wurden 30 mg/kg pro Maus an &alpha;-TGI von 1 bis 9 Tagen i.p. verabfolgt. Es ergab sich ein T/C von 183 %. Beispiel 8 A) Gruppen von 10 Mäusen wurde etwa 1 mm Coloncarcinom 38 s.c. implantiert. Das mittlere Tumorgewicht betrug bei der unbehandelten Kontrollgruppe nach 20 Tagen: 512mg/Maus. Eine Gruppe erhielt am 2. und 9. Tag 50 mgSkg p.die an &alpha;-TGI und eine weitere Gruppe zusätzlich am 16. Tag die gleiche Menge. Die mittleren Tumorgewichte betrugen 153 mg beziechungsweise 183 mg pro Maus. B) durch i.p. Implanatation (1 mm Coloncarcinom 26) wurde bei Gruppen von jeweils 10 Mäusen ein Ca gesetzt. Die Behand lung erfolgte durch i.p.-Verabfolgung von &alpha;-TGI. In der nachfolgenden Tabelle III sind die Ergebnisse in Abhängigkeit der jeweils am 1., 5. und 9. Tag applizierten Menge wiedergegeben. Tabelle III Überlebenschancen In Abhängigkeit von der Behand lungsplanung EMI12.1 <tb> mg/kg <SEP> Ergebnis <tb> <SEP> 25 <SEP> mg <SEP> 25 <SEP> Tage <SEP> alle <SEP> Mäuse <SEP> lebend <tb> <SEP> i.p. <SEP> 60 <SEP> Tage <SEP> 6 <SEP> von <SEP> 10 <SEP> Mäusen <SEP> lebend <tb> 50 <SEP> mg <SEP> 60 <SEP> Tage <SEP> noch <SEP> 10 <SEP> Mäuse <SEP> lebend <tb> <SEP> i.p. <tb> 100 <SEP> mg <SEP> 49 <SEP> Tage <SEP> noch <SEP> alle <SEP> Mäuse <SEP> lebend <tb> <SEP> i.p. <SEP> 60 <SEP> Tage <SEP> noch <SEP> 4 <SEP> Mäuse <SEP> lebend <tb> Der Positivvergleich durch Behandlung mit Fluoruracil ergab, dass von 10 Mäusen am 60. Tag nur noch 2 lebend waren (mittlere Überlebensdauer 55 Tage). Beispiel 9 Bei Mäusen wurde gemäss Protokoll 1 200 (Seite 9 l.c.) die Tumorart P 388 Leucämie i.p. mit 10 Zellen/Maus gesetzt. Die unbehandelten Tiere hatten eine mittlere Über- lebensdauer von 10 Tagen. Nach 9-tägiger i.p. Behandlung mit 100 mg/kg Tri-(2methylglycidyl)-isocyanurat p.die wurde die mittlere Lebenserwartung gegenüber der Kontrollgruppe auf 170 % (T/C, Verlängerungsrate) beobachtet. Wurden nur 50 mg/kg p.die während 9 Tagen appliziert, betrug der entspreehende Wert 150 % T/C.

Claims: Cytostatisch wirkende Arzneimittel beziehungsweise pharmazeutische Zubereitungen Patetansprüche 1. Arzneimittel mit cytostatischer Wirksmakeit der allgemeinen Formel EMI14.1 in der R, R' beziehungsweise R" entweder gleiche oder verschiedene niedere Alkylreste mit i bis 4 Kohlen stoffatomen und/oder Wasserstoff sind zur Therapie maligner Neoplasien. -2. Arzneimittel nach Anspruch 1, wobei R, R' beziehunbs- weise R" entweder Wasserstoff und/oder eine Methyl gruppe sind und insbesondere R wie R' wie R" Wasser stoff sind. .3. Arzneimittel nach Anspruch.1 und 2, wobei Wirksub- stanz &alpha;- und/oder &alpha;-Triglycidylisocyanurat und/oder eine der optisch aktiven Formen des Triglycidyliso cyanurats ist. 4. Verwendung der Verbindungen gemäss Anspruch 1 bis 3 zur Therapie maligner Neoplasien gegebenenfalls zu . sammen mit Ublichen pharmazeutischen Hilfsstoffen und/oder Trägersubstanzen.

Inventors: BUDNOWSKI, MANFRED, DR., SCHNEGELBERGER, HARALD, DR.
Applicants: HENKEL KOMMANDITGESELLSCHAFT AUF AKTIEN
Application year: 1980
Main classification: A61K31
IPC codes: C07D405, A61K31, A61P35