DE3877386T2

DE3877386T2 - Antikrebsverbindungen.

Info

Publication number: DE3877386T2
Application number: DE8888301440T
Authority: DE
Inventors: Bernt Borretzen; John Michael Dornish; Rolf Olaf Larsen; Reidar Oftebro; Erik Olai Pettersen
Original assignee: Norsk Hydro ASA
Current assignee: Norsk Hydro ASA
Priority date: 1987-03-11
Filing date: 1988-02-19
Publication date: 1993-08-12
Anticipated expiration: 2008-02-20
Also published as: US4874780A; AU1233188A; DK173244B1; CA1327038C; JPS63250341A; ATE84515T1; DE3877386D1; AU612348B2; EP0283139B1; DK129788D0; HK68697A; EP0283139A2; DK129788A; EP0283139A3; ES2043807T3; NO880964L; JP2769492B2; NO171631C; NO880964D0; GB8705780D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Antikrebsmittel. Derartige Verbindungen werden aus aromatischen Aldehyden und deren Derivaten hergestellt, wobei bestimmte H- Atome durch Deuteriumatome ersetzt sind. Einige der erfindungsgemäßen Antikrebsmittelverbindungen sind per se neu.
Antikrebsmittel auf der Basis von aromatischen Aldehyden und deren Derivaten sind vorbekannt.
Bestimmte aromatische Aldehyde und Aldehydderivate sind bei der Behandlung verschiedener Krebsarten vom Karzinomtyp sowohl bei Tieren wie beim Menschen wirkungsvoll. Dieses wurde von Kochi et al., Cancer Treat. Rep., 64: 21-23, (1980); Kochi et al., 13th International Cancer Conference, Seattle, WA, USA, (1982); Kochi et al., Cancer Treat. Rep., 69: 533-537, (1985) und Pettersen et al., Anticancer Res., 6: 147-152 (1986) beschrieben. GB-A-1,582,666, DE-A-27 10 327 und EP-A 0 148 094 offenbaren ebenfalls die Wirkungen solcher Aldehyde.
Wegen der Instabilität und niederen Aktivität dieser Substanzen auf Krebszellen ist es nötig, relativ hohe Dosen häufig zu verabreichen. Es wurde berichtet, daß die Behandlung der Patienten kontinuierlich über mindestens mehrere Monate, in einigen Fällen mehrere Jahre bis zur Heilung des Patienten erfolgen muß (Kochi 80, 85).
Erfindungsgemäß haben wir neue und verbesserte Antikrebsmittelverbindungen mit größerer biologischer Aktivität gefunden, bei denen obigen Nachteile vermindert sind.
Diese neuen Antikrebsverbindungen sind deuterierte aromatische Aldehyde gemäß der Formel (I):
Ar - - D (I) ,
und Derivate von deuterierten aromatischen Aldehyden gemäß Formel (II):
Insbesondere steht in Formeln (I), (II) D für Deuterium.
Im Formel (I) ist Ar eine unsubstituierte oder substituierte Phenylgruppe. Die Substituenten dieser Phenylgruppe sind Alkyl mit 1 - 5 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl und i-Propyl, Cycloalkyl mit 3 - 6 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Cyclopropyl und Cyclohexyl, Halogen, z.B. Chlor und Brom, Nitro, Amino, Monoalkylamino mit 1 - 5 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, beispielsweise Monomethylamino und Dialkylamino mit 1 - 5 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe, beispielsweise Dimethylamino. Bevorzugt enthält die substituierte Phenylgruppe 1 - 3 Substituenten.
Ar in Formel (I) kann gegebenenfalls ganz oder teilweise deuteriert sein, d.h., daß ein oder mehrere Wasserstoffatome in der Ar-Gruppe, einschließlich der anhängigen Substituenten, durch Deuterium-Atome ersetzt sein können.
In Formel (II) Ar ist substituiertes oder unsubstituiertes Phenyl. Die Substituenten der Phenylgruppe sind die gemäß der Verbindungen nach Formel (I) definierten. Vorzugsweise gibt es 1 - 3 Substituenten, wenn die Phenylgruppe Substituenten enthält.
Die Ar-Gruppe (II) kann bei Bedarf mindestens teilweise, wie im Zusammenhang mit Formel (I) beschrieben, deuteriert sein.
Die Substituenten X&sub1; und X&sub2; in Formel (II) sind jede jeweils Schwefel, Sauerstoff oder Stickstoff mit damit verbundenem Wasserstoff, Alkyl von 1 - 5 Kohlenstoffatomen (gemäß obigen Beispielen) Cycloalkyl mit 3 - 6 Kohlenstoffatomen (gemäß obigen Beispielen) oder Phenyl. So kann beispielsweise X&sub1; und X&sub2; Hydrooxy, Mercapto, Amino, Methoxy, Cyclopropyloxy, Phenoxy, Methyltio, Cyclopropylthio, Phenylthio, Monomethylamino, Dimethylamino, Monocyclopropylamino oder Monophenylamino sein.
Alternativ hierzu können X&sub1; und X&sub2; zusammen mit den Kohlenstoff-Atomen, mit denen sie verbunden sind, einen Heterocyclus bilden, wobei als Verbindung gemäß Formel (II) ein cyclisches Acetal, Thioacetal, Thian oder Oxazolidin gebildet wird.
Bei einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform sind X&sub1; und X&sub2; in Formeln (I) miteinander verbunden und bilden cyclische Acetale mit polyhydrischen Alkoholen wie Zucker und Zuckerderivate, wie D-Glukose, L-Ascorbinsäure (und Salze), etc.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch pharmazeutisch verträgliche Salze der obigen Verbindungen, beispielsweise die Alklalimetall- und Erdalkalimetallsalze.
Einige der Verbindungen gemäß Formeln (I), (II) gemäß obiger Definition sind vorbekannt, wobei beispielsweise auf die Vorveröffentlichungen gemäß Europäischem Recherchebericht verwiesen wird. Keine der Vorveröffentlichungen, die den Anmeldern bekannt sind, lehrt jedoch oder legt therapeutische Wirkung für die beschriebenen Verbindungen nahe.
Erfindungsgemäß wird deshalb eine Verbindung gemäß Formel (I) oder Formel (2) gemäß obiger Definition zur Verwendung als Anitkrebsmittel zur Verfügung gestellt.
Ebenfalls erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt wird eine pharmazeutische Zusammensetzung, die eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung nämlich Verbindung der Formel (I) oder der Formel (2) mit vorgegebener Definition und einem pharmazeutisch verträglichen Träger enthält.
Darüberhinaus werden einige Verbindungen gemäß Formel (I) und Formel (2) zur Verfügung gestellt, die per se neu sind. Diese neuen Verbindungen werden in Anspruch 3 definiert.
Darüberhinaus offenbart die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel
Ar- -D
in der Ar Phenyl ist, das mit Cycloalkyl mit 3 - 6 Kohlenstoffatomen , Monoalkylamino mit 1 - 5 Kohlenstoffatomen oder Dialkylamino mit 1 - 5 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe substituiert ist, wobei Ar unter Ausschluß der Verbindung 4- Dimethylamino-deuterobenzaldehyd, nicht, teilweise oder ganz deuteriert ist, wobei eine Verbindung der Formel:
Ar- -X
in der X ein Halogen wie Chlor ist, mit Deuteriumgas in hochdeuteriertem Lösungsmittel reduziert wird. Die Reaktion wird vorzugsweise in Gegenwart eines Übergangsmetallkatalysators wie Pt, Pd, etc., und bevorzugt mit Pd auf festem Träger wie BaSO&sub4; durchgeführt.
Diese Reaktionsbedingungen entsprechen der bekannten
TEXT FEHLT
Diese Reaktionsbedingungen entsprechen der bekannten Rosenmund-Reaktion zur Herstellung von Pratio-Aldehyden aus entsprechenen Säurechloriden mit H&sub2;-Gas (Rosenmund, Chem. Berichte, 51: 585, (1918)).
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Reduktion des Säurechlorids mit D&sub2;-Gas jedoch in einem hochdeuterierten aromatischen Lösungsmittel durchgeführt, d.h. in dem mindestens 90% der Protonen in den Lösungsmittelmolekülen ersetzt (substituiert) durch Deuterium-Atome sind. Die Reduktion wird vorzugsweise in hochdeuteriertem Benzol, Toluol, Ethylbenzol oder Xylol durchgeführt. Die deuterierten Lösungsmittel können in üblicher Weise durch H/D Austauschreaktionen hergestellt werden.
Das Gewichtsverhältnis zwischen aromatischen Säurehalogeniden und dem hochdeuterierten Lösungsmittel beträgt vorzugsweise 1:3 bis 1:10. Das D&sub2;-Gas wird vorzugsweise in die Reaktionsmischung mit einer Geschwindigkeit von 10 - 20 Litern je Stunde eingeführt; die Reaktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 50-200º C, insbesondere bei der Rückflußtemperatur der Reaktionsmischung durchgeführt.
Das beschriebene Verfahren führt zu Verbindungen der Formel (I), die per se neu sind. Natürlich kann jeder äquivalente Prozess zur Herstellung anderer Verbindungen der Formel (I) herangezogen werden. Die Verbindungen gemäß Formel (I) können in Verbindungen gemäß Formel (II) durch ein Verfahren umgewandelt werden, das analog dem bekannten Verfahren zur Herstellung von cyclischen Derivaten von aromatischen Aldehyden ist. Im allgemeinen umfaßt dieses Verfahren die Umsetzung des Aldehyds oder eines niederen Acetals des Aldehyds mit einem di- oder poly-hydrischen Alkohol in Gegenwart eines sauren Katalysators. Die Reaktion wird vorzugsweise in einem dipolaren Lösungsmittel wie Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid oder Dimethylacetamid durchgeführt. Beispiele 3 und 4 beschreiben die Herstellung von Verbindungen gemäß Formel (II) durch solche analogen Verfahren, wobei der hohe Deuterierungsgrad innerhalb der Aldehydgruppe des Ausgangsmaterials gemäß Formel (I) während der Reaktion beibehalten wird.
Weil die Antikrebswirkungen der Deuteroaldehyde und der entsprechenden Derivate direkt auf die - C - D Gruppe in Formeln (I), (II) (im folgenden als "die Aldehydgruppe" bezeichnet) zu beziehen sind, und demnach die Aldehydgruppe für die Antikrebswirkung verantwortlich ist, sollte verstanden werden, daß sich die vorliegende Erfindung nicht auf spezielle Derivate deuterierter aromatischer Aldehyde in der zuvor definierten Zusammensetzung beschränkt, und das Antikrebsmittel, in denen die aromatischen Deuteroaldehyde oder deren Derivate die aktiven Ingredenzien sind, wirkungsvoller als die korrespondierenden nicht-deuterierten aromatischen Aldehyde und deren Derivate sind.
Die durch das beschriebene Deuterierungsverfahren hergestellten Produkte, bei dem das aromatische Säurehalogenid zum deuterierten aromatischen Aldehyd reduziert wird, enthalten sowohl nicht deuterierte aromatische Aldehyde und die erwünschten deuterierten aromatischen Aldehyde als Endprodukt, wenn die Deuterierung unvollständig ist. Bezüglich der Verwendbarkeit und Wirksamkeit dieser Zusammensetzungen zur Behandlung von Krebspatienten können diese partiell deuterierten Produkte verwendet werden; die besten Ergebnisse werden jedoch mit völlig deuterierten Produkten erzielt, d.h. Produkte, in denen praktisch alle aromatischen Aldehyd- Endprodukte in Form deuterierter aromatischer Aldehyde entsprechend Formel (I) vorliegen.
Ein besonders geeignetes Aldehyd zur Behandlung von Krebspatienten ist Deuterobenzaldehyd und dessen Derivate.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Verfahren zur Herstellung von Deuterobenzaldehyd.

Zu 260 ml trockenem Toluol-d&sub8; (Deuterierungsgrad: 99,5%), in dem 5,2 g 5% Pd auf BaSO&sub4; Katalysator suspendiert war, wurden 54,8 g frisch destilliertes Benzoylchlorid zugesetzt. Gegebenenfalls kann ein Regulator wie "S-Chinolin" (Rosenmund, Chem. Ber. (1918)) zur Modifizierung der Aktivität des Katalysators zugesetzt werden.
Über ein Gaseinleitungsrohr wurde unter schnellem Rühren der Reaktionsmischung D&sub2;-Gas mit Gehalt an 99,7 Atom% D eingeleitet. Die Reduktionsreaktion wurde bei Rückflußtemperatur der Reaktionsmischung durchgeführt. Die Reaktion kann mittels GLC der Reaktionsmischung oder durch Messung des sich bildenden DCl gemessen werden. Nach etwa 20 Stunden hat alles Säurechlorid reagiert; der D&sub2;-Gasvorrat wurde entfernt.
Der deuterierte Benzaldehyd kann aus der Reaktionsmischung in üblicher Weise durch Destillation der Reaktionsmischung aufbereitet werden.
Ein wesentlich einfacherer und weniger zeitraubender Weg zum reinen Produkt erfolgt durch Komplexieren des gebildeten Deuterobenzaldehyds durch rasches Rühren der aldehydhaltigen Toluollösung mit einer gesättigten Lösung von Natriumbisulfit in schwerem Wasser. Wegen des langsamen H/D- Austausch des Deuteriumatoms der Aldehydgruppe in Sulfit- Komplex in normalem Wasser ist bevorzugt, die gesättigte Natriumbisulfitlösung in schwerem Wasser herzustellen, zumindest, wenn deuteriertes Aldehyd gewünscht wird.
Der Aldehyd kann dann aus dem Komplex durch Umsetzung des Komplexes mit einer basischen Wasserlösung regeneriert werden.
Entsprechend wurde nach Abfiltrieren des Katalysators aus der Reaktionsmischung die verbliebene klare Toluollösung mit etwa 250 ml einer gesättigten Lösung von Natriumbisulfit in D&sub2;O gemischt und unter interter Atmosphäre etwa 10 Std. heftig gerührt.
Der gebildete Natriumsulfitkomplex des deuterierten Benzaldehyds wurde dann filtriert, einige Male mit Äther gewaschen und getrocknet.
Das bei der Reaktion verwendete deuterierte Lösungsmittel kann leicht getrocknet und wieder verwendet werden.
Deuterobenzaldehyd-d&sub1; wird aus dem gebildeten reinen Natriumsulfitkomplex durch Zugabe von 600 ml 5%ige Natriumcarbonatlösung unter heftigem Rühren bei Zimmertemperatur gewonnen.
Das Deuterobenzaldehyd-d&sub1; wird dann einigemale mit 250 ml Diethyläther extrahiert.
Die Ätherextrakte werden vereinigt, getrocknet und der Diethyläther unter Vakuum entfernt.
Das verbleibende Deuterobenzaldehyd wurde dann unter vermindertem Druck destilliert und ergab 24 g chemisch reinen Deuterobenzaldehyds-d&sub1;, Siedepunkt 74ºC, (22 mm Hg).
nD = 1.5436
Deuterierungsgrad (durch NMR) = 99,5% D

Vergleichsbeispiel 1

Zu 260 ml normalem Toluol (Merck, p.a.), in dem 5,2 g Katalysator (5% Pd auf BaSO&sub4;) suspendiert waren, wurden 54,8 g frisch destilliertes Benzoylchlorid zugegeben.
Über den gleichen Gaseinlaß wie in Beispiel 1 wurde D&sub2;- Gas mit einer Geschwindigkeit von etwa 15 1/Std. zugesetzt.
Nach 20stündiger Reaktion wurde die Reaktionsmischung wie in Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet.
Auf diese Weise wurden 23 g chemisch reinen Deuterobenzaldehyds-d&sub1; gewonnen.
Deuterierungsgrad: 66% D.
Dieses Beispiel zeigt, daß zum Erhalt eines Deuteroaldehyds hohen Deuterierungsgrades es sehr wesentlich ist, daß das Lösungsmittel, das bei der Reduktion des Säurechlorids verwendet wird, hochdeuteriert ist, um Verdünnung des D&sub2;- Gases durch Protonenaustausch in den aromatischen Lösungsmitteln zu verhindern.

Beispiel 2

Verfahren zur Herstellung von Deuterobenzaldehyd.

Die Herstellung wurde gemäß Beispiel 1 mit der Ausnahme durchgeführt, daß deuteriertes Ethylbenzol als Lösungsmittel verwendet wurde.
Demnach wurden zu 300 ml deuteriertem Ethylbenzol (Deuterierungsgrad 99,4%) in dem 7,6 g 5% Pd auf BaSO&sub4; Katalysator suspendiert waren, 54,7 g frisch destilliertes Benzoylchlorid zugesetzt.
Über ein Gaseinleitungsrohr wurde D&sub2;-Gas durch die Reaktionsmischung unter heftigem Rühren geleitet. Das D&sub2;-Gas wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 15 l/Std. eingeführt.
Die Reduktion wurde wiederum bei Rückflußtemperatur der Reaktionsmischung, die 140º bis 145ºC betrug, durchgeführt.
Nach 4 - 5stündiger Reaktion war alles Benzoylchlorid gemäß GLC-Analyse verbraucht; der D&sub2;-Vorrat wurde entfernt und die Reaktionsmischung auf Zimmertemperatur abgekühlt. Das Deuterobenzaldehyd wurde aus der Reaktionsmischung gemäß Beispiel 1 isoliert; es wurden 23 g reines Deuterobenzaldehyd-d&sub1; erhalten.
Deuterierungsgrad: 99,4 Atom% D.

Beispiel 3

Verfahren zur Herstellung von Deutero4,6-0-benzyliden- d&sub1;-glukose (BG-d&sub1;).
56 g Deuterobenzaldehyd wurden gemäß Beispiel 1 und 2 hergestellt und mit 50 g Methanol und 61 g Trimethylorthoformat in Gegenwart von 0,8 g Salzsäure unter Rühren der Reaktionsmischung umgesetzt.
Nach 0,5stündiger Reaktion bei 50ºC wurden die niedrigsiedenden Bestandteile der Reaktionsmischung unter Vakuum entfernt; dann wurde das gebildete deuterierte Benzaldehyddimethylacetat (α,α-Dimethoxy-α-d&sub1;-toluol) abdestilliert.
Nach Redestillation wurden 75 g reines α,α-Dimethoxy-α- d&sub1;-toluol erhalten. Siedepunkt 195ºC.
Deuterierungsgrad (nach NMR) = 99,5% D.
20 g dieses Produkts wurden einer Mischung von 23,4 g D-glucono-δ-lacton in 100 ml Dimethylformamid (DMF) zugesetzt; dann wurden 0,7 g p-Toluolsulfonsäure zugesetzt. Der Reaktionsmischung wurde unter leichtem Vakuum bei 60º-70ºC am Rückfluß erhitzt, während der gebildete Methylalkohol kontinuierlich entfernt wurde. Nach Entfernen von allem Methanol wurde DMF unter Vakuum entfernt. Der ölige Rückstand, der im wesentlichen aus Deutero-4,6-Benzyliden-D- glucono-δ-lacton bestand, kann weiter zu dem entsprechenden D-Glukosederivat auf folgende Weise weiter reduziert werden. Demnach wurde der ölige Rückstand mit 250 ml Methanol, gefolgt von 300 ml destilliertem Wasser verdünnt und anschließend auf 0º-5ºC abgekühlt.
Dieser Mischung wurden nacheinander 4,8 g Natriumborhydrid in 150 ml destilliertem Wasser und 4,5 g konzentrierte Schwefelsäure und 150 ml Wasser zugesetzt, während de pH- Wert der Suspension zwischen 5 und 8 gehalten wurde. Nach einstündiger Reaktion wurde der pH-Wert der Lösung auf 9 gestellt und unter vermindertem Druck auf insgesamt etwa 400 ml konzentriert.
Das Produkt kann in üblicher Weise, wie durch Absorption auf Amberlite, aufgearbeitet werden. Demnach wurde durch Zugabe von 500 g Amberlite XAD-2 zur Wasserlösung (3 l), 30minütiges Rühren, Filtrieren und Desorbtion des Produkts mit Methanol, Entfernung des Methanols unter vermindertem Druck, ein leichtes braunes Öl erhalten (20 g) das beim Abkühlen kristallisiert.
Durch Rühren dieses Öls mit 20 ml Eiswasser über 15 Min. wurden feine Kristalle erhalten. Nach Filtrieren und Waschen der Kristalle mit Eiswasser wurden 18 g Rohprodukt erhalten. Schmelzpunkt 150º-170ºC.
Nach Umkristallisation aus Wasser wurden 13 g reines Deutero-4,6-benzyliden-D-glukose, Schmelzpunkt 180º-182ºC erhalten. α- und β-Form
Das Produkt war gemäß HPLC rein und enthielt sowohl die α wie auch die β-Anomere.

Beispiel 4

Verfahren zur Herstellung von Deutero5,6-0-benzylidenascorbinsäure (und deren Salze).

40 g trockne L-Ascorbinsäure wurden in 60 ml trocknem Dimethylformamid gelöst und mit 41 g deuteriertem α,α-Dimethoxy-toluol (gemäß Beispiel 3 hergestellt) in Gegenwart von 300 mg p-Toluolsulfonsäure umgesetzt. Die Reaktionsmischung wurde bei 60ºC gehalten, während der gebildete Methylalkohol unter vermindertem Druck kontinuierlich entfernt wurde. Nach Vervollständigung der Reaktion (die berechnete Menge Methanol wurde entfernt) wurde das DMF unter hohem Vakuum abdestilliert.
Der ölige Rückstand wurde mit eiskaltem Wasser gerührt; es wurden weiße Kristalle der deuterierten 5,6-O-Benzylidenascorbinsäure erhalten.
Die Kristalle können weiter durch Umkristallisation aus Benzol gereinigt werden; wegen der Instabilität der Deutero- 5,6-O-benzylidenascorbinsaüre wird jedoch empfohlen, daß die freie Säure in ihr wesentlich stabileres mono-basisches Salz durch Umsetzung der Deutero-5,6-O-benzyliden-L-ascorbinsaüre mit 13,5 g Natriumhydrogencarbonat in 300 ml Wasser überführt wird, wobei eine klare Lösung des Mononatriumsalzes von Deutero-5,6-O-benzyliden-L-ascorbinsaüre erhalten wird. Die Strukturformel wird unten angegeben. Die Struktur wurde durch IR und NMR bestätigt. Das Produkt ist leicht löslich in Wasser. Der pH-Wert der Lösung beträgt 6,6.
Vorteilhafte Eigenschaften von pharmazeutischen Zusammensetzungen gemäß Erfindung werden im folgenden im Zusammenhang mit einer Anzahl durchgeführter Experimente aufgezeigt.

1) Biologische Materialien und Verfahren zur Demonstration der Wirkung.

Zellkulturtechniken und Synchronisation.

Menschliche Zellen der gesicherten Linie NHIK 3025 von zervikalen Karzinoma in situ (Nordby, K., und Oftebro, R. Exp. Cell Res., 58: 458, 1969), Oftebro, R., Nordbye, K., Exp. Cell Res., 459-460, 1969) wurden in Medium E2a (Puck, T.T. et al., J. Exp. Med., 106: 145-165, 1957) ergänzt mit 20% menschlichem (hergestellt im Laboratorium) und 10% Pferdeserum (Grand Islang Biological Co.) kulitiviert. Diese Zellen wurde routinegemäß als Monoschichten in Gewebekulturkolben gezogen. Die Zellen bewegen sich nach Fixierung nicht herum, wodurch es uns möglich war, die gleichen Zellen über mehrere Zellgenerationen im Invertmikroskop zu betrachten.
Die Zellen wurden bei kontinuierlichem expotentiellen Wachstum durch häufige Rekultivierung gehalten, jede Sekunde und dritter Tag, und synchronisierte Zellpopulationen mit hohem Synchronisationsgrad wurden durch wiederholte Selektion von mitotischen Zellen erhalten (Petterson, E.O. et al, Cell Tissue Kinet., 10: 511-522, 1977). Während der Synchronisation wurden die Zellen in Medium E2a gehalten; das ganze Experiment fand in einem begehbaren Inkubator bei 37º C statt. Unter Wachstumbedingungen, wie sie hier beibehalten wurden, haben die NHIK 3025 Zellen eine mittlere Zell-Cycluszeit von etwa 18 Stunden, mit Medium G&sub1;, S&sub1; und G&sub2; Dauern, von etwa 7, 8, bzw. etwa 2,5 Stunden.

Überlebende Zellen (Tabellen 1 und 7).

Für das Überleben der Zellen wurden eine geeignete Anzahl von Zellen in Kunststoff Petri-Schalen ( = 5 cm) ausgelegt. Die Anzahl der ausgelegten Zellen in jeder Schale wurde so eingestellt, daß die Anzahl überlebender Zellen etwa 150 je Schale betrug. Während expotentiell wachsende (asynchron) Zellen vor dem Einbringen trypsinisiert wurden, wurden synchronisierte Zellen unmittelbar nach der Selektion eingegeben. Nach etwa 2 Stunden hatten sich die Zellen am Boden der Schalen fixiert; die Behandlung wurde begonnen, indem das Medium durch ein Medium ersetzt wurde, das die geeignete (Arznei)Mittelkonzentration enthielt. Nach der gewünschten Behandlungszeit wurde das (arznei)mittelhaltige Medium entfernt; dann wurde frisches Medium zugesetzt. Die Schale wurde einmal mit dem gleichem Medium wie mit dem gewaschen, das zur Zugabe oder Entfernung des Arzneimittels verwendet wurde. Nach 10 bis 12 Tagen bei 37º C in einem CO&sub2; Inkubator wurden die Zellen in Ethanol fixiert und mit Methylen Blau vor Zählung der Kolonien gefärbt.

Dauer der Zell-Cycluszeit (Tabelle 3).

Zur Bestimmung der Mittelwirkung auf die Zellcycluskinetik wurden die gleichen Methoden, wie sie zuvor beschrieben wurden verwendet. (Lindmo, T., and Pettersen, E.O. et. al, Eur. J. Cancer Clin. Oncol., 19: 507-514; 1983), (R nning, O.W. et al., J. Cell. Physiol., 109: 411-419, 1981).
Die selektierten mitotischen Zellen wurden in 8 Gewebekulturkolben (25 sq cm) mit 5000 Zellen je Kolben eingesät. Die Zellen teilten sich innerhalb einer Stunde und fixierten als Dubletten am Boden der Kolben. Die Zellen innerhalb eines delinearen Bereichs des Kolben (100 Zellen) wurden wiederholt in einem Invertmeßmikroskop beobachtet; die Zeit des Eintretens in Mitosis wurde ebenso wie die Teilungszeit für jede einzelne Zelle notiert. Aus diesen Beobachtungen (Tabelle 4) wurden die Analysen der Dauer der Metosis erstellt.

Proteinsynthese (Tabellen 2 und 8).

Die/der Geschwindigkeit/Anteil der Proteinsynthese wurde wie zuvor beschrieben berechnet (R nning, O. W. et al., J. Cell Physiol., 107: 47-57, 1981). Das zellulare Protein wurde während einer zweitägigen Präinkubation mit (¹&sup4;C) Valin konstanter spezifischer Radioaktivität (0,5 Ci/mol) vor dem Experiment bis zur Sättigung markiert. Dieses wurde dadurch erreicht, daß eine hohe Konzentration Valin verwendet wurde, so daß die Verdünnung von (¹&sup4;C) zu Valin durch intrazellulares Valin und durch proteolytisch erzeugtes Valin vernachlässigbar war (R nning, O. W., et al. Exp. Cell Res. 123: 63-72, 1979), wodurch die spezifische Radioaktivität bei konstantem Level gehalten wurde. Die Rate der Proteinsynthese wurde von Einbau vom (³H) Valin konstanter spezifischer Aktivität berechnet. Der Einbau wurde auf die Gesamt (¹&sup4;C) Aktivität in Protein zu Beginn der jeweiligen Messungsperioden bezogen und als Prozentsatz je Stunde (Ronning, O. W. et al, J. Cell, Physiol. 107: 47-57, 1981) ausgedrückt.
Messung der Konzentration von 4,6-0-Benzyliden-D-glukose (BG) oder 4,6-O-Deuterobenzyliden-d&sub1;-D-glukose(BG-d&sub1;) in Blutproben (Tabelle 5).
Von männlichen Wistarratten wurden unmittelbar vor und in verschiedenen Abständen nach intravenöser Injektion von BG oder BG-d&sub1; Blutproben genommen. Das Blutserum wurde durch Zentrifugieren getrennt. Gleiche Mengen Blutserum und HPLC- Grad Acetonitril wurden gemischt und bei 13,000 Umin (15,000 x g) 5 Minuten zentrifugiert. Die Proben wurden dann auf BG oder BG-d&sub1; Gehalt durch hochauflösende Flüssigchromatographie (HPLC) analysiert. Die Proben wurden in einen Autosampler plaziert, der für wiederholte Injektionen von 20 l jeweils auf eine 4,6 x 250 mm LC18 HPLC Säule programmiert war. Die Säule wurde mit 45 % wässrigem Methanol, das mit 1 ml/min zugegeben wurde, eluiert. Die Erkennung von BG oder BG-d&sub1; erfolgte durch Verwendung eines Spektrofluorometersets bei Erregungs- und Emissionswellenlängen von 255 bzw. 283 nm. Die Schlitzbreite betrug 10 nm. Quantitative Bestimmung der Menge von BG oder BG-d&sub1; in den Serumproben wurde mit einem elektronischen Integrator durchgeführt, der mit Standardlösungen von BG oder BG-d&sub1; in der mobilen Phase kalibriert war (Petterson et al., Anticancer Res., 6; 147-152, 1986).

Messung von BG oder BG-d&sub1; Metaboliten in Blutproben (Tabelle 6).

HPLC der Blutproben wurde wie zuvor beschrieben durchgeführt. Die relativen Mengen von BG- oder BG-d&sub1;-Metaboliten wurde durch Analyse der Peakhöhen bestimmt. Die Peakhöhe von dem elektronischen Integrator (in Mikovolts) der Proben 30 Minuten nach iv Injektion von BG, oder 60 Minuten nach iv Injektion von BG-d&sub1; wurden auf 1 normalisiert. Alle anderen Metabolitenpeaks wurden mit diesen Werten verglichen.
Enkephalinase inhibierende Aktivität von Deuteroaldehyden und deren Derivaten.
Die Enkephalinase inhibierende Aktivität von Deuteroaldehyden oder Derivaten von Deuteroaldehyden wurde in vitro durch Untersuchung der Fähigkeit einer gereinigten Enkephalinase haltigen Lösung zur Hydrolyse von (3H)-Leuenkephalin bestimmt.
Insbesondere wurden wässrige Lösungen von Deuteroaldehyden oder Deuteroaldehydderivaten zu einem Enkephalinase-Untersuchsystem zugesetzt und die Aktivität der enzymatischen Reaktion unter Zusetzung von Enkephalin bestimmt.
Die enzymatische Aktivität von Enkephalinase wurde wie folgt gemessen: 10 ul von 10 uCi (3H)-Leu-Enkephalin, 20 ul von 2,5 mM Tis-HCl Puffer und 30 ul Wasser wurden gemischt und 5 Minuten bei 37º C inkubiert. Dann wurde 30 ul Enkephalinasehaltige Lösung zugesetzt und 1 Stunde bei 37º C inkubiert. Schließlich wurden 20 ul 30% Essigsäure zugesetzt; die Reaktionsmischung wurde unter Verwendung einer Poropak Q Säule chromatograhiert. Das Verhältnis von (3H)-Tyr-Cly- Gly zum ursprünglichen (3H)-Leu-Enkephalin wurde durch "liquid scintillation counting" bestimmt.
Die Enkephalinase-inhibierenden Eigenschaften der Deuteroaldehyde und Deuteroaldehydderivate wurde bestimmt, indem die 30 ul zugegebenes Wasser in der obigen Versuchsmessung durch Lösungen ersetzt wurden, die wässrige Lösungen von Deuteroaldehyden oder Deuteroaldehydderivaten enthielten.
Konzentrationsanpassung erfolgte derart, daß die Endkonzentration von Deuteroaldehyd oder Deuteroaldehydderivat zwischen 1 und 1,5 mg/ml betrug.

2) Biologische Wirkungen

Die zytotoxische Wirkung von Benzaldehyd und von Deuterobenzaldehyd-d&sub1; wurde an asynchronen, expotentiell wachsenden NHIK 3025 Zellen durch Zählen der Anzahl von Zellen getestet, die nach 24-stündiger Behandlung zum Testen in Petrischalen zur Bildung von Kolonien fähig waren. In Tabelle 1 representieren die Ergebnisse zwei verschiedene unabhängige Experimente, wobei die Zahlen die Hauptfraktion überlebender Zellen aus 10 parallelen Schalen (± Standardfehler) angeben. Tabelle 1 Zellfraktion, die 24-stündige Behandlung mit Benzaldehyd oder Deuterobenzaldehyd-d&sub1; in Petrischalen überleben. (Die Werte repräsentieren den Haupt-±-Standardfehler von 10 verschiedenen Schalen.) Mittel Konzentration (mH) Mittel Benzaldehyd Deuterobenzaldehyd -d&sub1;
Folgerung: Bei höchsten Mittelkonzentrationen findet mit Deuterobenzaldehyd-d&sub1; eine wesentlich stärkere Zellinaktivierung als mit Benzaldehyd statt.
Es ist bekannt, daß Benzaldehyd Proteinsynthese in reversibler Weise inhibiert, d.h., daß während der Behandlung die Proteinsynthese unterhalb normal, jedoch konstant ist, solange die Behandlung andauert. Nach der Behandlung erhöht sich die Proteinsynthese wieder auf normal über einen Zeitraum von 2 - 3 Stunden (Pettersen et al., Eur. J. Cancer Clin. Oncol. 19: 935-940, 1983).
Tabelle 2 zeigt die Proteinsynthese von Zellen, die über 4 Stunden mit Benzaldehyd wie auch mit Deuterobenzaldehyd-d&sub1; behandelt wurden.
Der Einbau von (³H)-Valin wurde entweder während der ersten Stunde nach Start der Behandlung oder während der ersten Stunde oder zweiten Stunde nach Beendigung der Behandlung (Puls 4-5) oder (Puls 5-6) gemessen. Die letzten Messungen wurden durchgeführt, um die Reversibilität der Mittel zu testen. Mittelkonzentration: 3.2 mM. Tabelle 2 Inhibierung der Proteinsynthese durch Benzaldehyd und Deuterobenzaldehyd-d&sub1;. (Die Werte repräsentieren den Haupt ± Standardfehler von 4 verschiedenen Messungen.) Mittel Puls Proteinsynthese %/hr Vergleich Benzaldehyd Deuterobenzaldehyd -d&sub1; während der Behandlung nach der Behandlung
Folgerung: Während dieser Behandlung ist die Inhibierung der Proteinsynthese gleich. Deuterobenzaldehyd-d&sub1; ist etwas weniger reversibel als Benzaldehyd, obwohl dieser Effekt nur schwach ist.

Inhibierung des Zellcyclus.

Benzaldehyd inhibiert die Zellcyclusprogression als sekundären Effekt der Inhibierung der Proteinsynthese (Pettersen et al., Eur. J. Cancer Clin. Oncol. 19: 507-514, 1983 und 19: 935-940, 1983). Da die Deuteroverbindung weniger reversibel bezüglich der Inhibierung der Proteinsynthese als die undeuterierte Verbindung zu sein scheint, erwarteten wir, daß sie einen ausgeprägteren Anstieg der Zellcyclusdauer induzieren würde, als die undeuterierte Verbindung nach Puls-behandlung. Dieses wird durch die Werte in Tabelle 3 gezeigt, wobei wir synchronisierte Zellen verwendet haben, die über 8 Stunden bei einem Start von 2 Stunden nach mitotischer Selektion behandelt wurden, d.h. als die Zellen im frühen G1 waren. Tabelle 3 Zellcyclusinhibierung synchronisierter Zellen, die 8 Stunden mit Benzaldehyd oder Deuterobenzaldehyd-d&sub1; behandelt wurden . Mittel Konzentration (mM) Dauer des Teils des Zellzyklus, startend 2 Stunden nach Selektion Ausdehnung (Verlängerung) % Vergleich Benzaldehyd Deuterobenzaldehyd -d&sub1;
Folgerung: Deuterobenzaldehyd-d&sub1; induziert deutlich einen extensiveren Anstieg der Zellcyclusdauer als Benzaldehyd. Der Unterschied kann aus Unterschieden der Reversibilität der Proteinsyntheseinhibierung herrühren. Demnach kann selbst für Deuterobenzaldehyd die Zellcyclusinhibierung ebenfalls ein sekundäres Ergebnis der Proteinsyntheseinhibierung sein.
Benzaldehyd induziert spezifische Inhibierung während Mitosis (Petterson et al., Eur. J. Cancer, Clin. Oncol. 19: 507-514, 1983). Diese Wirkung ist wahrscheinlich direkt bezogen auf die Aldehydgruppe (Pettersen et al., Cancer Res. 45: 2085-2091, 1985). Wenn die deuterierte Aldehydgruppe verschiedene biologische Wirkungen gegenüber der undeuterierten Verwendung induziert, besteht darin ein guter Grund zu erwarten, daß dieses als Differenz des Einflusses auf Zellen in Mitosis ausgedrückt wird. In Tabelle 4 werden Ergebnisse bezüglich der Verlängerung (Prolongation) von Mitosis synchronisierter Zellen wiedergegeben, die mit Benzaldehyd oder Deuterobenzaldehyd-d1 während Mitosis behandelt wurden. Die Zahlen in der Tabelle repräsentieren den Prozentsatz der Zellen, die eine Dauer der Mitosis unter 1 Stunde (was normal für unbehandelte Zellen ist) aufweisen, oder oberhalb der Zahl Stunden, die oben auf jeder Spalte angegeben sind. Tabelle 4 Dauer der Mitosis für unbehandelte Zellen und für Zellen, die mit Benzaldehyd oder Deuterobenzaldehyd-d&sub1; (3.2 mM) während Mitosis behandelt wurden. Dauer der Mitosis (std) Mittel Vergleich Benzaldehyd Deuterobenzaldehyd -d&sub1;
Folgerung: Deuterobenzaldehyd-d1 ist deutlich wirkungsvoller als mitotischer Inhibitor als Benzaldehyd.
Benzaldehyd ist eine Verbindung, die eine stark irritierende Wirkung auf Schleimhautmembranen ausübt und kann Tieren oder Patienten nicht in reiner Form verabreicht werden. Es ist deshalb wichtig, daß nicht irritierende Derivate synthetisiert werden können, die die zytotoxischen und die die Proteinsynthese inhibierenden Eigenschaften von Benzaldehyd aufweisen. Eine solcher Verbindungen ist 4,6-0-Benzyliden-D-glukose (BG), das an krebserkrankten Tieren (Pettersen et al., Anticancer Res. 6: 147-152, 1986) ebenso wie an Patienten (Kochi et al., Cancer Treat. Rep- 69: 533-537, 1985) gestestet wurde. Während BG in vivo relativ kurze Halbwertszeit aufweist, haben wir gefunden, daß ein Metabolit gebildet wird, der eine etwas längere Halbwertzeit aufweist. Dieser Metabolit kann Antikrebswirkung aufweisen.
Wir haben den Metabolismus in Ratten von BG wie von deuteriertem BG (BG-d&sub1;) untersucht. In Tabelle 5 wird die Serumkonzentration von BG oder von BG-d&sub1; zu verschiedenen Zeitpunkten nach einer einzelnen iv Injektion jeden Mittels wiedergegeben. Tabelle 5 Die Mengen (mM) unmetabolisierter BG oder BG-d&sub1; in Blutproben als Funktion der Zeit nach iv-Injektion. Minuten nach iv Injektion (geschätzt) N.D. = nicht bestimmt; N.F. = nicht gefunden
Jeder Wert repräsentiert das Mittel von zwei bis fünf unabhängigen Messungen ± S.E.
Folgerung: Die Ergebnisse zeigen an, daß BG in vivo mit einer Halbwertzeit in einer Größenordnung von 5 Minuten metabolisiert wird. Die Halbwertzeit nach Injektion mit BG- d&sub1; betrug jedoch etwa 15 Minuten. Deshalb ist die anfängliche Metabolisierung von BG-d&sub1; langsamer als die der undeuterierten Verbindung.
Gleichzeitig mit der Bestimmung von BG- oder BG-d&sub1;- Metabolismus trat ein getrennter metabolischer Peak bei den HPLC Chromatogrammen auf. Der Anstieg an BG- und BG-d&sub1;-Metabolit sowie der nachfolgende Abstand (clearance) wurden gemessen. Tabelle 6 Die relative Menge an Metabolit als Funktion der Zeit nach iv Injektion von BG oder BG-d&sub1;. Minuten nach iv Injektion BG Metabolit N.D. = Nicht bestimmt
Jeder Wert repräsentiert das Mittel von zwei bis fünf unabhängigen Messungen, ± S.E.
Folgerung: Zwei Folgerungen können aus diesen Daten gezogen werden. Erstens, daß die Bildung von Metabolit aus BG schneller als die aus BG-d&sub1; ist. Die Peakhöhe des BG- Metaboliten erreicht ein Maximum (=1) 30 Minuten nach iv Injektion, während BG-d&sub1;-Metabolit ein Maximum nach 60 Minuten erreicht.
Zweitens, daß die Clearance (oder weitere Metabolisierung) für BG wesentlich schneller als für BG-d&sub1; ist. Die relative Menge BG-Metabolit 120 Minuten nach iv Injektion von BG-d&sub1; war die gleiche wie die relative Menge Metabolit aus BG 60 Minuten nach iv.
Der Metabolismus von BG, der in vivo stattfindet, wird in vitro nicht gesehen, während die Verbindung über einen Zeitraum von mindestens 24 Stunden stabil ist. Es ist deshalb relevant, sowohl die zytotoxischen und die Proteinsynthese inhibierenden Wirkungen von BG und BG-d&sub1; in Zellen in vitro zu vergleichen. Diese Ergebnisse werden in Tabelle 7, in Tabellen 8 und 9 wiedergegeben. Tabelle 7 Zellüberleben von Zellen, die 24 Stunden mit BG oder BG-d&sub1; behandelt wurden. Mittel Konzentration (mM) Mittel Tabelle 8 Proteinsyntheseinhibierung durch 4,6-O-Benzyliden-D- glukose (BG) und 4-6-O-Deuterobenzyliden-d&sub1;-D-glukose (BG- d&sub1;). 1. Asynchrone Zellen, kurze Behandlung von 3 Stunden (2 Schalen, 4 Messungen je Gruppe). Mittel Konzentration (mM) Puls (HSCD) Proteinsynthese (%/Std) Vergleich während Behandlung 2. Synchronisierte Zellen, Langzeitbehandlung von 22 Stunden. Reversibilitätstest (2 Schalen, 4 Messungen je Gruppe). Mittel Konzentration (mM) Puls (Std) Proteinsynthese (%/Std) Vergleich während Behandlung nach Behandlung
Folgerung: Tabelle 7 und 8 zeigen, daß nicht metabolisierte BG und BG-d&sub1; gleiche Wirkung auf Zellüberleben wie auf Proteinsynthese ausüben.
Die Deuteroaldehyde und deren Derivate der Formen (I) und (II) können zu pharmazeutischen Zusammensetzungen gemäß Erfindung auf verschiedenartige Weisen formuliert werden. Die primäre Verwendungsmöglichkeiten für die Deuteroaldehyde und deren Derivate besteht in der Verwendung als aktive Ingredenzien von Antikrebsmittelzusammensetzungen. Diese Antikrebsmittelzusammensetzungen können oral oder parenteral verabreicht werden. Zur oralen Verabreichung kann die Antikrebsmittelzusammensetzung in Form von Tabletten, Kapseln, Granulat oder Pulver verabreicht werden. Für parenterale Verabreichungen kann die Antikrebszusammensetzung in geeignete Form zur Injektion, intravenöser Infusion oder als Zäpfchen formuliert werden.
Die aktiven Deuteroaldehyde oder Deuteroaldehydderivate können in Antikrebszusammensetzungen formuliert werden, indem sie mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger, entweder fest oder flüssig, zusammengebracht werden. Deuteroaldehyde können insbesondere in Antikrebszusammensetzungen durch Einschluß von Verbindungen, beispielsweise β-Cyclodextrin, formuliert werden. Bei der Herstellung von Antikrebsmitteln mit Gehalt an Deuteroaldehyden oder deren Derivaten können oberfächenaktive Mittel, Träger, Gleitmittel, Zusätze und pharmakologisch verträgliche filmbildende Materialien, wie vorbekannt, verwendet werden.
Der Anteil an aktivem Ingredienzdeuteroaldehyd oder Deuteroaldehydderivat in der Antikrebszusammensetzung hängt von der Art der Präperation ab; im allgemeinen wird sie jedoch im Bereich von etwa 0,1 bis 20 Gewichtsprozent bei oraler Verabreichung und Absorption durch Schleimhautmembrane von etwa 0,01 bis 10 Gewichtsprozent für parenterale Verabreichung betragen.
Geeignete Bereiche für die Dosierung der aktiven Komponente pharmazeutischer Antikrebszusammensetzungen sind 0,5 bis 1,5 g/sq.m.
Die Dosierung hängt jedoch von der therapeutischen Wirkung der verwendeten Zusammensetzung ab.
Die Behandlung von Krebs beim Menschen mit Antikrebszusammensetzungen mit Gehalt an Deuteroaldehyden oder deren Derivaten gemäß Formel (I) und (II) als aktives Ingredienz kann bei Krebs des Gehirns, Kopfes und Nacken, Lunge, Zunge, Gastrointestinaltrakt, Dickdarm und Mastdarm und deren Metastasen durchgeführt werden.
Vorbekannte Erfahrungen weisen darauf hin, daß einige Aldehyde und Aldehydderivate schmerzlindernde Eigenschaften besitzen, die offensichtlich von der Inhibierung der Enzymenkephalinase herrühren.
Deuteroaldehyde und deren Derivate gemäß Formeln (I) und (II) können als sekundäre Verwendungsmöglichkeit als aktive Ingrediezien pharmazeutischer Zusammensetzungen zur Schmerzlinderung, d.h., in analgetischen Zusammensetzungen verwendet werden. Diese Zusammensetzungen enthalten als aktives Ingredienz ein Deuteroaldehyd mit stabilisierender Menge von Cyclodextrin oder geeigneter Menge eines Deuteroaldehyd-Zucker-Acetalderivats, in Kombination mit einem pharmazeutisch verträglichen Träger. Die Zusammensetzungen können in Form von Tabletten, Kapseln, Granulat, Pulver oder in anderer für orale Verabreichungen geeigneter Form verwendet werden. Diese Zusammensetzungen werden in an sich bekannter Weise hergestellt.
Intravenös verabreichte Zusammensetzungen, beispielsweise durch Infusion oder rektal werden ebenfalls in an sich bekannter Weise hergestellt.
Bevorzugt werden Deuteroaldehyde oral als Zyclodextrineinschlußverbindungen verabreicht, während Zucker-Acetalderivate von Deuteroaldehyden vorzugsweise intravenös verabreicht werden.
Je nach den auftretenden Schmerzen kann in einem weiten Dosierungsbereich verabreicht werden. Deuteroaldehyde und Deuteroaldehydderivate können als einziges analgetisches Mittel oder in Kombination mit einem oder mehreren zusätzlichen analgetischen Mitteln verabreicht werden.
Andere Indikationen betreffen beispielsweise Schmerzbehandlung bei verschiedenen Krebserkrankungen, peptitischen und duodenalen Geschwülsten, etc., wie auch Behandlung von Schmerzen nach Verabreichung verschiedener Mittel.
Die zu verabreichende Menge an Deuteroaldehyd und Deuteroaldehydderivaten hängt ab von der Krankheitsgeschichte des Patienten, der Schwere des auftretenden Schmerzes und dessen Ursache. Im allgemeinen liegt die Dosis bei etwa 0,1 bis 2,5 g (ein- bis viermal täglich) für einen durchschnittlichen menschlichen Erwachsenen.
Eine geeignete Dosis beträgt etwa 500 mg pro Tag, die in etwa 125 mg Dosen viermal täglich verabreicht werden.

Technische und biologische Wirkungen

Die vorliegende Erfindung betrifft Deuteroaldehyde und deren Derivate. Die verbesserte biologische Wirkung dieser Verbindungen in vitro und in vivo kann auf einem kinetischem Deuterium-Isotopen-Effekt, der auch als kinetischer Isotopeneffekt bezeichnet wird, beruhen. Dieser Effekt erklärt die geringere Reaktionskinetik von Verbindungen mit Gehalt an Deuterium im Vergleich mit Verbindungen, die Wasserstoff enthalten, da eine Bindung zu Deuterium langsamer als eine Bindung zu Wasserstoff aufgebrochen wird. Ein anderer Effekt, der sekundäre kinetische Isotopeneffekt, kann auch die Bildung von Carboniumionen betreffen. Demnach können zwei Isotopeneffekte für die Verbesserung der biologischen Aktivität der erfindungsgemäßen Verbindungen verantwortlich sein.
Aus unseren früheren Studien folgt, daß Benzaldehyd als primären Effekt eine Proteinsyntheseinhibierung induziert. Als sekundäre Konsequenz dieses primären Effekts wird Zellcyclusprogression während Benzaldehydbehandlung reduziert und, darüberhinaus, tritt eine Zellinaktivierung bei langen Behandlungszeiten und hohen Mitteldosen auf. Ein anderer Effekt des Benzaldehyds ist eine spezifische Prolongation der Mitosis. Von diese beiden Effekten (Proteinsyntheseinhibierung und mitotische Inhibierung) ist nur von dem Proteinsyntheseinhibierungseffekt bekannt, während der Behandlung mit BG, das keine freie Aldehydgruppe aufweist, aufzutreten. So ist eine naheliegende Vermutung, daß der aromatische Ring einerseits, der die beiden Verbindungen gemeinsame Struktur ist, von großer funktioneller Bedeutung bezüglich der Proteinsyntheseinhibierung ist, während er von geringerer Bedeutung bezüglich der mitotischen Inhibierung ist. Die Aldehydgruppe, andererseits, könnte vital bezüglich der mitotischen Inhibierung sein, jedoch nicht notwendigerweise bezüglich der Proteinsyntheseinhibierung. Der inaktivierende Effekt von sowohl Benzaldehyd als auch BG ist wahrscheinlich im wesentlichen ein Ergebnis der Proteinsyntheseinhibierung. Die Ausnahme besteht darin, daß Zellen, die während Mitosis behandelt werden, wirkungsvoll durch Benzaldehyd jedoch nicht durch BG inaktiviert werden.
Die Dauer der Mitosis menschlicher Zellen, die in Kultur behandelt wurden, wurde wesentlich mehr erhöht durch Behandlung mit Deuterobenzaldehyd-d&sub1; als bei Behandlung mit Benzaldehyd. Die Stabilität und Langlebigkeit eines Reaktionsprodukts aus Deuterobenzaldehyd-d&sub1; im Vergleich zu Benzaldehyd kann für die beobachteten mitototisch inhibierenden Eigenschaften von Deuterobenzaldehyd-d&sub1; verantwortlich sein.
Proteinsyntheseinhibierung, induziert durch Benzaldehyd, kann durch Interaktionen unter Einschluß des aromatischen Ringanteils und nicht speziell der Aldehydgruppe beruhen. Da beide Benzaldehyd und Deuterobenzaldehyd-d&sub1; relativ äquivalente Inhibierung von Proteinsynthese induzieren und BG und BG-d&sub1; ebenso gleiche Ergebnisse induzieren, erhöht die Einführung von Deuterium in diesen Verbindungen nicht ihre spezifischen Wirkungen auf Proteinsynthese. Die Erholung von Proteinsyntheseinhibierung war jedoch meßbar geringer, wenn Zellen mit Deuterobenzaldehyd-d&sub1; im Vergleich zu Benzaldehyd pulsbehandelt wurden. Demnach wären Zellen noch einigem Deuterobenzaldehyd-d&sub1;, selbst nach Entfernung des Mediums, das diese Verbindung enthielt, ausgesetzt.
Wie erwähnt, ist die erwartete Folge der Deuterierung die, daß die Inkorperierung von Deuterium in eine Verbindung größere Stabilität der chemischen Deuteriumbindungen als die der Wasserstoffbindungen verursacht. Die in vivo Experimente mit Verwendung von BG und BG-d&sub1; scheinen diese Annahme zu bestätigen. Ein deutlich langsamerer Metabolismus und Clearance von Serum des BG-d&sub1; im Vergleich zu BG bei Injektion in Ratten wurde gefunden. BG und BG-d&sub1;-Metabolismus kann abhängen von der Hydrolyse der Acetalbindung zwischen dem aromatischen Anteil und dem Zuckeranteil des Moleküls. Es wurde gezeigt, daß ein Metabolit von BG oder BG-d&sub1; in vivo gebildet wurde, und daß der auf BG-d&sub1; gebildete Metabolit langsamere Clearance-Kinetik zeigte als der aus BG gebildete. Die verlängerte Anwesenheit im Blut ist von großer klinischer Bedeutung und könnte auch die Notwendigkeit für häufige iv Verabreichung reduzieren. Auf diese Weise wurde durch die neuen Deuteronverbindungen verbesserte biologische Wirkung erzielt.
Die vorliegende Erfindung verwendet demnach Deuteroaldehyde und deren Derivate bei der Formulierung von Antikrebsmittelzusammensetzungen, deren Verwendung vorteilhafte therapeutische Wirkung auf Krebspatienten ausübt.

Claims

1. Verbindung der Formel (I) oder (II) zur Verwendung als Antikrebsmittel:

Formel I

Ar- -D

in der Ar Phenyl ist, das unsubstituiert oder substituiert mit Alkyl von 1-5 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl von 3-6 Kohlenstoffatomen, Halogen, Nitro, Amino, Monoalkylamino von 1-5 Kohlenstoffatomen oder Dialkylamino von 1-5 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe ist, wobei Ar nicht deuteriert oder teilweise oder ganz deuteriert ist, oder deren pharmazeutisch verträgliches Salz;

Formel II

in der Ar die vorgegebene Bedeutung besitzt und X&sub1; und X&sub2; jeweils Schwefel, Sauerstoff oder Stickstoff sind, der mit einem Wasserstoffatom, Alkyl von 1-5 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl von 3-6 Kohlenstoffatomen oder Phenyl verbunden ist, oder X&sub1; und X&sub2; bilden zusammen mit dem Kohlenstoffatomen, mit denen sie verbunden sind, ein cyklisches Acetal, Thioacetal, Thian oder Oxazolidin, oder deren pharmazeutisch verträgliches Salz.

2. Pharmazeutische Zusammensetzung, die eine therapeutisch wirksame Menge einer der Verbindungen nach Formel (I) und Formel (II) gemaß Anspruch 1 und einen hierfür geeigneten pharmazeutisch vertraglichen Trager enthalt.

3. Verbindung aus der Gruppe, bestehend aus (1) der Formel:

Ar- -D (I)

in der Ar Phenyl ist, das durch Cycloalkyl von 3-6 Kohlenstoffatomen, Monoalkylamino von 1-5 Kohlenstoffatomen oder Dialkylamino von 1-5 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe substituiert ist, wobei Ar nicht deuteriert oder teilweise oder vollständig deuteriert ist, unter der Voraussetzung, daß die Verbindung 4-Dimethylamino-deuterobenzaldehyd ausgeschlossen ist, (2) einer Verbindung der Formel

in der Ar Phenyl ist, das mit Alkyl von 1-5 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl von 3-6 Kohlenstoffatomen, Halogen, Nitro, Amino, Monoalkylamino von 1-5 Kohlenstoffatomen oder Dialkylamino von 1-5 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe substituiert ist, wobei Ar nicht deuteriert oder ganz oder teilweise deuteriert ist, oder unsubstituiertes Phenyl, das nicht deuteriert oder teilweise oder ganz deuteriert ist, und wobei X&sub1; und X&sub2; jeweils Schwefel, Sauerstoff oder Stickstoff sind, die mit Wasserstoff, Alkyl von 1-5 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl von 3-6 Kohlenstoffatomen oder Phenyl verbunden sind, oder wobei X&sub1; und X&sub2; zusammen mit dem Kohlenstoffatom, mit dem sie verbunden sind, ein cyklisches Acetal, Thioacetal, Thian oder Oxazolidin bilden, oder (3) ihr phramazeutisch verträgliches Salz, unter der Voraussetzung, daß, wenn Ar unsubstituiertes Phenyl ist, X&sub1; und X&sub2; nicht Methoxy, Dioxolan oder Dithian sein können.

4. Verbindung nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, namlich Deutero-4,6-O-benzyliden-d&sub1;-glukose.

5. Verbindung nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, nämlich Deutero-5,6-O-benzylidenascorbinsäure oder deren pharmazeutisch verträgliches Salz.

6. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel

Ar- -D (I)

in der Ar die in Absatz (1) von Anspruch 3 angegebene Bedeutung besitzt, wobei eine Verbindung der Formel

Ar- -X (II)

in der X ein Halogen ist, mit Deuteriumgas in hoch deuteriertem aromtischen Kohlenwasserstofflösungsmittel reduziert wird, in dem mindestens 90 % der Protonen in den Lösungsmittel-Molekülen durch Deuteriumatome ersetzt sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein aromatisches Säurechlorid mit Deuteriumgas in einem hoch deuterierten Lösungsmittel in Gegenwart eines Katalysators reduziert wird, worauf die Deuteroverbindung in üblicher Weise, wie durch Destillation oder Komplexierung mit NaDSO&sub3; in schwerem Wasser herausgearbeitet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, in dem das hoch deuterierte aromatische Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel Toluol-d&sub8;, Ethyl-benzol-d&sub1;&sub0; oder Xylol-d&sub1;&sub0; ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (II):

in der Ar Phenyl ist, das mit Alkyl mit 1-5 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl mit 3-6 Kohlenstoffatomen, Halogen, Nitro, Amino, Monoalkylamino mit 1-5 Kohlenstoffatomen oder Dialkylamino mit 1-5 Kohlenstoffatomen in jeder Alkylgruppe substituiert ist, wobei Ar nicht deuteriert oder teilweise oder ganz deuteriert ist, oder ein unsubstituiertes Phenyl, das nicht deuteriert oder teilweise oder ganz deuteriert ist, und wobei X&sub1; und X&sub2; jeweils Sauerstoff, Schwefel oder Stickstoff sind, die mit Wasserstoff, Alkyl mit 1-5 Kohlenstoffatomen, Cycloalkyl mit 3-6 Kohlenstoffatomen oder Phenyl verbunden sind, oder wobei X&sub1; und X&sub2; zusammen mit dem Kohlenstoffatom, mit dem sie verbunden sind, ein cyklisches Acetal, Thioacetal, Thian oder Oxazolidingruppe bilden;

unter der Voraussetzung, daß, wenn Ar ein unsubstituiertes Phenyl ist, X&sub1; und X&sub2; nicht Methoxy, Dioxolan oder Dithian sein können; gekennzeichnet durch

(i) Umsetzung einer Verbindung der Formel (I)

Ar - - D (I)

in der Ar die zuvor gegebene Bedeutung besitzt, oder ein niederes Acetal dieser Verbindung mit einem di- oder polyhydrischen Alkohol in Gegenwart eines sauren Katalysators, vorzugsweise in einem dipolarem Lösungsmittel; und bei Bedarf Umsetzung der auf diese Weise gebildeten Verbindung der Formel (II) in ein pharmazeutisch verträgliches Salz.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei Deutero-4,6-O- benzyliden-D-glukose hergestellt wird durch Umsetzung von Deutero-benzaldehyd-D&sub1; mit Trialkylorthoformat und Methanol in Gegenwart von Salzsaure und anschließende Umsetzung des auf diese Weise gebildeten Reaktionsproduktes, Deutero-benzaldehyd-D&sub1;-dialkylacetal, mit D-Glucono-β-lacton.

11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei Deutero-5,6-O- benzyliden-L-ascorbinsäure hergestellt wird durch Umsetzung von Deutero-benzaldehyd-D&sub1; mit Trialkylorthoformat und Methanol in Gegenwart von Salzsäure und anschließende Umsetzung des auf diese Weise gebildeten Deutero-benzaldehyd-D&sub1;-dialkylacetals mit L-Ascorbinsaure.