Description and chemical properties of cytostatic amino acid esters of 9,10-phenanthrenehydroquinone

Full text of DOI:10.1515/znb-1965-1110

H. J. RISSE UND H. TIEDEMANN
1074
Darstellung und chemische Eigenschaften cytostatisch wirksamer
Aminosäureester des 9.10-Phenanthrenhydrochinons
H. J. R i s s e * und H. T ie d e m a n n * *
Heiligenberg-Institut, Heiligenberg/Baden
(Z. Naturforschg. 20 b, 1074— 1076 [1965]; eingegangen am 1. Juli 1965)
The synthesis and the properties of three cytostatic amino acid esters of 9.10-phenanthrahydro-
quinone are described. These substances, 9.10-Bis-glycyloxy-phenanthrene-bis-hydrobromide, 2-Ni-
tro-9.10-bis-glycyloxy-phenanthrene-bis-hydrobromide and 2-Glycylamino-9.10-bis-glycyloxy-phen-
anthrene-tris-hydrobromide are soluble in water.
In früheren Arbeiten haben wir über die Einwir-
kung von 9.10-Phenanthrenchinon sowie Estern des
gabe von DCCI fällt nach kurzer Zeit schwerlöslicher
Dicyclohexylharnstoff aus. Aus der überstehenden
9.10-Phenanthrenhydrochinons auf die Glykolyse Reaktionslösung erhält man das Carbobenzoxy-
sowie das Wachstum des Ehrlich-Ascites-Tumors der
Maus und des Jensen-Sarkoms der Ratte berichtet.
Die Ester werden in den Geweben hydrolysiert. Die
dabei freigesetzten Hydrochinone unterliegen einem
Redoxcyclus 1-6.
In der vorliegenden Mitteilung sollen nun Dar-
stellung und Eigenschaften der von uns für die bio-
logischen Versuche verwendeten 9.10-Phenanthren-
hydrochinonester beschrieben werden.
Die Darstellung von Hydrochinon-Aminosäure-
estern durch Umsetzung des Hydrochinons mit
Aminosäurechloriden in alkalischem Medium analog
der Darstellung von Phenolestern 7 führte zu gerin-
gen Ausbeuten (bis 3%). Zu besseren Ausbeuten
kamen wir durch Kondensation der Carbobenzoxy-
Aminosäure mit dem Hydrochinon mittels Dicyclo-
hexylcarbodiimid *** (bis 50% d. Th.).
Derivat des 9.10-Phenanthrenhydrochinon-bis-amino-
säureesters.
Die Abspaltung der Carbobenzoxygruppe erreicht
man am besten durch Behandeln der Verbindung
mit HBr/Eisessig, wobei das Hydrobromid des
Phenanthrenhydrochinonaminosäureesters entsteht.
Nach diesen Verfahren wurden die folgenden drei
Verbindungen synthetisiert:
a) 9.10-Bis-glycyloxy-phenanthren-bis-hydro-
bromid,
b) 2-Nitro-9.10-bis-glycyloxy-phenanthren-bis-
hydrobromid,
c) 2-Glycylamino-9.10-bis-glycyloxy-phen-
anthren-tris-hydrobromid.
Eigenschaften der Ester
Der Gang der Synthese geht aus folgendem For-
melschema hervor:
Die drei Esterhydrobromide stellen amorphe Pul-
ver dar, die keine definierten Schmelzpunkte be-
sitzen und sich oberhalb 300° langsam zersetzen.
Das am Phenanthrenhydrochinon unsubstituierte
Esterhydrobromid ist weiß, die 2-Nitroverbindung
gelb und die 2-Glycylaminoverbindung ziegelrot.
I
® fle9
O — C— C H j—NH—Z
C -C H 2- N - Z
o
o
- c - c h 2- n h 3 -
+ 2Z-G lycin
■
H
- c - c h 2- n h 3-
9.10-Phenanthrenhydrochinon (oder ein entspre-
chendes Derivat) wird in Tetrahydrofuranlösung
unter Stickstoff mit der Carbobenzoxy-Verbindung
Die Wasserlöslichkeit der Ester, die für den bio-
logischen Test von Interesse ist, liegt bei der un-
einer Aminosäure zusammengegeben. Auf die Zu- substituierten und bei der 2-Nitroverbindung in der
4 H. J . R is s e u . H. T ie d e m a n n , Z. Naturforschg. 17 b. 322
[1962].
* Gegenwärtige Adresse: Max-Planck-Institut für Immunbio-
logie, Freiburg/Br.-Zähringen.
** Max-Planck-Institut für Meeresbiologie, Wilhelmshaven.
1 H. T ie d e m a n n u. H. J. R is s e , Experientia [Basel] X V I , 319
[1960],
2 H. J . R is s e , Diplomarbeit, Freiburg 1960.
3 H. T ie d e m a n n u. H. J. R is s e , Z. Naturforschg. 16 b, 120
[1961].
5 H. J . R i s s e , Dissertation, Freiburg 1962.
6 U. D o ld , H. J . R is s e u . H. T ie d e m a n n , Z. Naturforschg.
18 b, 1053 [1963].
7 O . K a r r e r , Helv. chim. Acta 31, 398 [1948].
*** Abkürzungen:
Z
=
Carbobenzoxy, DCCI = Dicyclo-
hexylcarbodiimid.
Unauthenticated
Download Date | 11/18/19 8:25 AM

CYTOSTATISCH WIRKSAME AMINOSÄUREESTER
1075
gleichen Größenordnung, bei der 2-Glycylamino-
Yerbindung steigt sie auf Grund einer dritten pola- Sarkom wurden die Ester intravenös injiziert. Es
Bei den therapeutischen Versuchen am Jensen-
ren Gruppe im Molekül stark an (Tab. 1).
war deshalb von Interesse, die Hydrolyse bei pn 7,4
in Blutplasma zu untersuchen. Abb. 2 zeigt den Ver-
lauf der Hydrolyse des unsubstituierten Esters in
Citrat-Plasma *. Die Halbwertszeit der Hydrolyse
beträgt unter diesen Bedingungen etwa 3 Minuten.
L ö s lic h k e it
S u b s ta n z
(gSubstanz/lOOml Wasser,
18° C)
Phenanthrenhydroch inon-
Ester
2-Nitrophenanthrenhydr.-
Ester
1,15
2,14
2-Glycylaminophenanthr.-
etwa 30
Ester
Tab. 1. Löslichkeit der Esterhydrobromide in Wasser.
Die wäßrigen Lösungen der Ester unterliegen der
Hydrolyse und in Gegenwart von Luftsauerstoff der
Autoxydation zu den entsprechenden Chinonen. Der
Verlauf der Hydrolyse kann durch Messung der Ex-
tinktionsänderung beim Absorptionsmaximum der
Chinone (bei 430 mju) verfolgt werden.
Abb. 1 zeigt den Verlauf der Hydrolyse des am
Phenanthrenhydrochinon unsubstituierten Esters in
einem Wasser —Alkoholgemisch (7/3). Ein entspre-
chendes Diagramm erhält man bei der Hydrolyse
des 2-Nitro-Esters, während die 2-Glycylamino-
Abb. 2. Hydrolyse des unsubstituierten Glycylesterhydro-
bromids in Citrat-Plasma aus Rinderblut. Anfangskonzentra-
tion an Esterhydrobromid 0,063 mg/ml; 20 °C.
Beschreibung der Versuche
Phenanthrenchinon wird aus Phenanthren durch
Chromsäureoxydation gewonnen und gereinigt, bis der
Schmelzpunkt 204-205° beträgt8. 2-Nitrophenanthren-
chinon erhält man durch Nitrierung von Phenanthren-
chinon mit 65-proz. Salpetersäure9. Das gleichzeitig
gebildete 4-Isomere wird durch Extraktion mit Äthanol
entfernt. Nach Umkristallisation des Rückstandes aus
Chlorbenzol erhält man reines 2-Nitrophenanthren-
chinon vom Schmp. 265 °C. 2-Aminophenanthrenchinon
erhält man durch Reduktion der 2-Nitroverbindung mit
Dithionit in der Wärme 10.
Die Reduktion von Phenanthrenchinon und 2-Amino-
phenanthrenchinon zu den entsprechenden Hydrochino-
nen wird folgendermaßen durchgeführt: Man tropft zu
der warmen alkoholischen Lösung des Chinons solange
konzentrierte Dithionit-Lösung zu, bis die Chinonfarbe
verschwindet, setzt dann unter Überleiten von Stick-
stoff ausgekochtes Wasser zu und läßt unter Luft-
abschluß in der Kälte auskristallisieren.
Die Reduktion des 2-Nitrophenanthrenchinons muß
in der Kälte durchgeführt werden, um die Reduktion
der Nitrogruppe zu vermeiden: 2 g 2-Nitrophenanthren-
chinon werden in 20 ml Äther suspendiert und mit
einer Lösung von 6 g Na-Dithionit in 15 ml Wasser ge-
schüttelt. Nach etwa 5 Min. haben sich alle festen Be-
standteile gelöst, die ätherische Schicht zeigt eine
Abb. 1. Hydrolyse des unsubstituierten Glycylesterhydro-
bromids in Wasser—Alkohol 7/3. Zur Bestimmung des Phen-
anthrenchinons wurde die Extinktion bei 430 mfx gemessen.
Anfangskonzentration an Esterhydrobromid 0,49 mg/ml;
20 °C.
Verbindung auch nach tagelangem Stehen unter die-
sen Bedingungen nur in sehr geringem Grade hydro-
lysiert wird. In saurer Lösung sind alle drei Ester
bei Zimmertemperatur für lange Zeit stabil.
* Rinderplasma, welches 0,05-m. Citrat enthielt wurde 10
Min. auf 57 °C erhitzt und dann mit der Glaselektrode auf
P H 7,4 eingestellt.
9
S h . K a t o , M . M a e z a w a , S h . H ir a n o u . S h. i s H ig a K i, J . S oc.
org. synth. Chem. Japan 15, 29 [1957].
10 K . B r a s s u . E. F e r b e r , Ber. dtsch. chem. Ges. 55, 541
8
B e i l s t e i n , Handbuch d. präp. org. Chemie Bd. VII, S. 796,
nach G r a e b e , Liebigs Ann. Chem. 167,140.
[1922],
Unauthenticated
Download Date | 11/18/19 8:25 AM

CYTOSTATISCH WIRKSAME AMINOSÄUREESTER
1076
orangerote Färbung. Die Ätherschicht wird einmal mit
verdünnter Dithionitlösung, einmal mit ausgekochtem
Wasser gewaschen und in das dreifache Volumen Pe-
troläther (Siedebereich (50° —70°) eingegossen. Das
gelb gefärbte Produkt wird abgesaugt und im Vakuum
getrocknet.
2-Nitro-9.10-bis-[N-benzyloxycarbonyl-glycyloxy]-
phenanthren
1,25 g 2-Nitrophenanthrenhydrochinon, 2,05 g Z-Gly-
cin und 2,3 g DCCI werden, wie beim unsubstituierten
Ester beschrieben, zusammengegeben. Die Aufarbeitung
erfolgt wie oben. Gelbe Nadeln, Schmp. 217° —219 °C.
9.10-Bis-[N-benzyloxycarbonyl-glycyloxy]-phenanthren
C32H23O10N3 (609,5)
Ber. C 64,0 H 4,27 N 6,61,
Gef. C 64,1 H 4,30 N 6,90.
1,02 g Phenanthrenhydrochinon werden in 15 ml
peroxydfreiem Tetrahydrofuran (durch Kochen am
Rückfluß über KOH und über Na gereinigt) unter
Überleiten von Stickstoff gelöst. Nach Zugabe von
2,05 g Z-Glycin in 20 ml sowie von 2,3 g DCCI in
15 ml Tetrahydrofuran und kurzem Schütteln des ver-
schlossenen Kolbens beginnt die Abscheidung von Di-
cyclohexylharnstoff. Nach 3 —4 Stdn. Stehen bei Zim-
mertemperatur wird der kristalline Harnstoff abgesaugt
und mit wenig Tetrahydrofuran nachgewaschen. Die
vereinigten Tetrahydrofuran-Lösungen werden im Va-
kuum bei 30° zur Trockne eingedampft. Der wachs-
artige Rückstand wird in 30 ml Eisessig warm gelöst,
filtriert und der Z-Ester durch langsame Zugabe von
Wasser unter kräftigem Umschütteln gefällt. Der Nie-
derschlag wird im Vakuum über Kieselgel getrocknet.
Man erhält 2,3 g Ester als weißes Pulver vom Schmelz-
punkt 207 —209°. Alle drei Z-Ester beginnen sich kurz
oberhalb ihrer Schmelzpunkte zu zersetzen.
2-Nitro-9.10-bis-glycyloxy-phenanthren-bis-hydrobromid
Die Abspaltung der Z-Gruppe erfolgte wie beim un-
substituierten Ester beschrieben. Die Gesamtausbeute
ist etwas geringer als dort (ca. 40%).
C18H170 6N3Br2 (531,2)
Ber. C 40,7 H 3,23 N 7,91 Br 30,1,
Gef. C 39,5 H 3,23 N 7,61 Br 30,9.
2-Glycylamino-9,10-bis-[N-benzyloxycarbonyl-glycyl-
oxy]-phenanthren
2,0
g 2-Aminophenanthrenhydrochinon werden unter
Stickstoff in 20 ml Tetrahydrofuran gelöst. Lösungen
von 5,5 g DCCI in 20 ml und 5,4 g Z-Glycin in 30 ml
Tetrahydrofuran werden zugefügt. Das Gemisch steht
unter Stickstoff 4 Stdn. bei Zimmertemperatur. Die wei-
tere Aufarbeitung erfolgt wie oben. Ziegelrote Nadeln
(mikroskopisch) Schmp. 237° —239 °C.
C32H,40 8N2 (564,5)
Ber. C 69,0 H 4,73 N 4,73,
Gef. C 68,2 H 4,79 N 4,80.
C4iH820 11n4 (756,7)
Ber. C 66,2 H 4,79 N 7,02,
Gef. C 66,2 H 4,79 N 7,29.
9.10-Bis-glycyloxy-phenanthren-bis-hydrobromid
1
g des Z-Esters wird mit 12 ml 1-n. HBr/Eisessig
langsam im Wasserbad auf 60 °C erwärmt. Nach einer
halben Stde. hat sich der Z-Ester fast vollständig ge-
löst, und das gebildete Esterhydrobromid beginnt sich
nun abzuscheiden. Das Gemisch wird abgekühlt, mit
dem 6-fachen Volumen wasserfreien Äthers versetzt,
schnell abgesaugt und mehrere Male mit abs. Äthanol
und Äther gewaschen. Das so gewonnene Rohprodukt
(1,35 g) wird in 40 ml warmem Eisessig aufgenommen
(etwa 50 °C) und soviel Wasser zugesetzt, daß es sich
eben löst. Aus dieser Lösung wird das Esterhydro-
bromid durch Zugabe von 300 ml Äther als flockiger
Niederschlag erhalten. Nach mehrmaligem Waschen mit
Äther wird im Vakuum über Kieselgel getrocknet. Aus-
beute 950 mg (50% d. Theorie bezogen auf das Hydro-
chinon) .
2-Glycylamino-9.10-bis-glycyloxy-phenanthren-tris-
hydrobromid
Die Abspaltung der Z-Gruppe erfolgt wie oben be-
schrieben. Die Gesamtausbeute ist dieselbe wie beim
unsubstituierten Ester. Dieses Produkt enthält 0,97%
Acetyl, da offenbar bei der Abspaltung der Z-Gruppen
ein kleiner Teil der Glycylgruppen durch Acetylgrup-
pen ersetzt worden ist. Durch Lösen in Eisessig und
fraktionierte Fällung mit Äther erhält man das reine
Produkt.
C2oH230sN4Br3 (639,2)
Ber. C 37,6 H 3,62 N 8,76 Br 37,50,
Gef. C 39,1 H 4,12 N 8,33 Br 38,30.
Der De u t s c h e n F o r s c h u n g s g e me i n s c h a f t
danken wir für finanzielle Hilfe bei der Durchführung
der Untersuchungen.
Ci8Hi80 4N2Br2 (486,2)
Ber. C 44,4 H 3,73 N 5,76 Br 32,9,
Gef. C 42,8 H 3,83 N 5,80 Br 31,5.
Unauthenticated
Download Date | 11/18/19 8:25 AM