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Z. Krebsforsch. 84, 227--240 (1974) by Springer-Vcrlag 1975 t~ber Cytostatica 22. Mitteilung ~ Tumorhemmende N- [Bis.(2.chlorAthyl).aminomethyl].urethane H. SehSnenberger*, F. Sehmidt und L. Bindl*** Institut fiir Pharmazie und Lebensmittelchemie der Univcrsitiit .~Ifinchen Eingegangen am 17. Februar 1975, angenommcn am 22. April 1975 On Cytostaties 22. Comm.** Tumour Inhibitory N-[Bis-(2-ehlorethyl)-Aminomethyl]-Urethanes Summary. The synthesis of N-[b/s-(2-chlorethyl)-aminomethyl]-urethanes (I--VI) and N,N'-di-[bls.(2-chlorethyl)-aminomethyl]-urea (VII) and their evaluation on the Yoshida sarcoma of the rat and on the sarcoma 180 of the mouse are described. The antitumor acti- vity of I--VI is based on a reaction mechanism analogous to that of aromatic N-lost-deri- vatives. Zusammen/assunej. Es wird die Synthese yon N-[Bis-(2-chlor~thyl)-aminomethyl]-ure- thancn (I--VI) und yon N,N'-Di-[bis-(2-chlor~thyl)-aminomethyl]-harnstoff (VII), sowie ihre Testung am Yoshida-Sarkom der Ratte und am Sarkom 180 der Maus beschrieben. Die tumorhcmmende Wirkung yon I--VI beruht auf einem den aromatischen Stickstofflost- verbindungen analogen reaktionsmechanistischen Verhalten. Die Feststellung ausgepr~gter tumorhemmender Eigenschaften bei Verbin- dungen vom Typ des iV-[Bis-(2-chlorg~thyl)-aminomethyl].benzamids (SchSnen- berger et al., 1972) waren der Anlafl zu weiteren Untersuehungen fiber N-Man- nich-Basen des Nor-Losts. Wir berichten in dieser Arbeit fiber Synthese, Prfifung und wirkungsmeehanistische Untersuehungen yon N-[Bis.(2.ehlor~thyl)-amino- methyl]-urethanen (I--VI) und N,N'-Di. [bis-(2-ehlor~thyl)-aminomethyl]-harn- stoff (VII). Substanzen und Methoden Synthese der N-Lost-N-Mannlch-Basen (I--VII) Die Kondensation yon Nor-Lost (VIII) mit der NH-aciden Komponente (IX) erfolgt fiber N-Hydroxymethyl-bis-(2-chlor~thyl)-amin (X) (zur Methodik siehe Werner, 1966) * Meinem Lehrer, Herrn Prof. Dr. H. Thies, in Verehrung und Dankbarkeit zum 70. Geburtstag gewidmet. ** 21. Mitteilung: SchSnenberger et al. 1973. *** Der I)eutschen Forschungsgcmeinschaft und dem Verband der Chemischen Industrie -- Fonds der Chemischen Industrie -- danken wir ffir die FSrdcrung dieser Untersuchungen.

Über Cytostatica

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Z. Krebsforsch. 84, 227--240 (1974) �9 by Springer-Vcrlag 1975

t~ber Cytostatica 22. Mi t t e i lung ~

T u m o r h e m m e n d e N- [Bis.(2.chlorAthyl).aminomethyl].urethane

H. SehSnenberger*, F . Sehmid t und L. Bindl***

Institut fiir Pharmazie und Lebensmittelchemie der Univcrsitiit .~Ifinchen

Eingegangen am 17. Februar 1975, angenommcn am 22. April 1975

On Cytos ta t i e s 22. Comm.**

T u m o u r I n h i b i t o r y N- [B i s - (2 - eh lo re thy l ) -Aminome thy l ] -Ure thanes

Summary. The synthesis of N-[b/s-(2-chlorethyl)-aminomethyl]-urethanes (I--VI) and N,N'-di-[bls.(2-chlorethyl)-aminomethyl]-urea (VII) and their evaluation on the Yoshida sarcoma of the rat and on the sarcoma 180 of the mouse are described. The antitumor acti- vity of I - -VI is based on a reaction mechanism analogous to that of aromatic N-lost-deri- vatives.

Zusammen/assunej. Es wird die Synthese yon N-[Bis-(2-chlor~thyl)-aminomethyl]-ure- thancn (I--VI) und yon N,N'-Di-[bis-(2-chlor~thyl)-aminomethyl]-harnstoff (VII), sowie ihre Testung am Yoshida-Sarkom der Ratte und am Sarkom 180 der Maus beschrieben. Die tumorhcmmende Wirkung yon I - - V I beruht auf einem den aromatischen Stickstofflost- verbindungen analogen reaktionsmechanistischen Verhalten.

Die Fes t s t e l lung ausgepr~gte r t u m o r h e m m e n d e r E igenschaf ten bei Verbin- dungen v o m T y p des iV-[Bis-(2-chlorg~thyl)-aminomethyl].benzamids (SchSnen- berger et al., 1972) waren der Anlafl zu wei teren Unte r suehungen fiber N-Man- n ich-Basen des Nor-Losts . W i r ber ich ten in dieser Arbe i t f iber Synthese , Prf i fung u n d wi rkungsmeehanis t i sche Un te r suehungen yon N-[Bis.(2.ehlor~thyl)-amino- m e t h y l ] - u r e t h a n e n ( I - - V I ) und N,N'-Di. [bis-(2-ehlor~thyl)-aminomethyl]-harn- stoff (VII) .

S u b s t a n z e n u n d M e t h o d e n

Synthese der N-Lost-N-Mannlch-Basen (I--VII) Die Kondensation yon Nor-Lost (VIII) mit der NH-aciden Komponente (IX) erfolgt

fiber N-Hydroxymethyl-bis-(2-chlor~thyl)-amin (X) (zur Methodik siehe Werner, 1966)

* Meinem Lehrer, Herrn Prof. Dr. H. Thies, in Verehrung und Dankbarkeit zum 70. Geburtstag gewidmet.

** 21. Mitteilung: SchSnenberger et al. 1973. *** Der I)eutschen Forschungsgcmeinschaft und dem Verband der Chemischen Industrie

- - Fonds der Chemischen Industrie - - danken wir ffir die FSrdcrung dieser Untersuchungen.

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228 H. SchSnenberger et al.

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I: R = CHsO, I I : R = C~HsO, I I I : R = I-C3H70, I V : R = I-C4H~O,

V: R = CsHaCH~--O, VI: R = C~HsO, VII: R = N H - - C H 2 - - N ( CH2-CH~-CI "CH2--CH~--C1.

Die NMR-spektroskopische Untersuchung der N-[Bis-(2-chlor'~thyl)-aminomethyl]-ure- thane, die am Beispiel yon VI durchgefiihrt wurde, best/ttigt die angenommene Struktur. NMR-Spektrum yon VI (d~-DMSO, v-Skala, TMS): 2,4--3,2, m, 5 aromat. H; 5,85, d, J = 6 H z , N--CH~--N; 6,33, t, J = 6Hz, N(CH~--CH~--CI)2; 7,05, t, J = 6Hz, N(CH2--CH~--C1)v

Zur Herstellung yon I - - V I I wird 0,1 Mol B/s-(2-chlor~ithyl)-amin-hydrochlorid (VIII) in Wasser gelSst und mit SodalSsung alkalisiert. Die Temperatur soil dabei unter 5 ~ liegen, da VII I leicht zur Selbstkondensation neigt. Die ausgeschiedene Base wird in eisgekfihltem /~ther aufgenommen, mit Na~SOa getrocknet, und das LSsungsmittel bei 5 ~ abgezogen. Unter Kfihlen und Umschwenken gibt man 0,11 Mol Formaldehyd (35~ LSsung) und 20 ml _~thanol zu der Nor-Lost-Base und im AnschluB daran eine ~quivalente Menge der Ntt-aciden Komponente. Nach etwa 30 rain wird das LSsungsmittel im Vakuum abgezogen und die kristallinen Rohprodukte I, II , VI u. VII umkristallisiert. Die als 01e ausfallenden Verbin- dungen I I I - - V zeigen nur geringe Verunreinigungen an Ausgangsurethan und kSnnen fiir biologische Versuche direkt verwendet werden. Zur Analyse werden I I I - - V wie folgt gerei- nigt: 200 mg Substanz in 5 ml/~thanol werden mit der Desaga-Spritzpistole auf Kieselgel GF~54 Merck (40• Schichtdicke 2 ram) aufgetragen und mit Chloroform:Cyclohexan: Methanol:NH3-ges~ttigtes Chloroform (50:40:10 :i0) chromatographiert. Der hR/-Bereich 75--85 enthi~lt die gereinigte Substanz; er kann durch Bespriihen kleiner Streifen am Chro- matogramm mit Jod-Jodkali abgegrenzt werden. Das substanzhaltige Kieselgel wird abge- schabt, mit absolutem/~ther extrahiert und die filtrierte LSsung i.V. eingedampft.

Als Vergle ichssubs tanzen wurden fiir d ie Tes tung Nor -Los t (VII I ) , N-Methy l - Los t (XI) und die b e k a n n t e n N-Los t -Mann ich -Basen X I I - - X V (Werner, 1966; Miihls t / idt et al., 1963) herangezogen 1.

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3-[ Bis-(2-ehlor~thyl)-aminomethyl ]- 5- (4-d imethylamino-benzyl iden) - r h o d a n i n (XIV)

1 Fiir die D'berlassung der Verbindungen X I I - - X V sind wit Herrn Dr. W. Werner, Institut ffir Mikrobiologie und experimentelle Therapie, Jcna, der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin zu groBem Dank verpflichtet.

Page 3: Über Cytostatica

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2 3 0 H. SchSnenberger et al.

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/CH~--CH2---C1 R----N/~

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Hydrolytische Spaltung der Methylendiamin- Bindung - Quantitative Bestlmmung van Formaldehyd

2 • 10 -~ Mol N-Mannich-Base in 25 ml H~O werden 120 rain bei pH 7,35/37 ~ gehalten und dann mit 25 ml einer 4 • 10 -2 molaren w~Brigen CysteinlSsung (=I0 -s Mol Cystein), die ebenfalls auf pH 7,35 und 37 ~ eingestellt ist, am pH-Stat vereinigt. Aus freigesetztem CH=O und Cystein bildet sich Thiazolidin-4-carbons~ure. Der Reaktionsansatz wird durch Zutitrieren yon 0,1 n-KOH bei pH 7,35 gehalten. Aus dem KOH-Verbrauch ergibt sich die freigesetzte CH~O-Menge. 1 ml 0,1 n-KOH ~ 1,305 • 10 -4 Mol Formaldehyd (Bindl 1970).

H +-Freisetzungskinetib Man 15st 2 • 10 -~ Mol Substanz in 50 ml DMSO/Wasser (1:9) oder Aceton]Wasser (1:1).

Unter Verwendung eines thermostatisierten Titrationsgef~tles wird der pH-Wert 7,35/37 ~ durch automatische Zugabe yon 0,1 n-KOH konstant gehalten. (Ger~t: pH-Stat Fa. Radio- meter). Die Methylendiamine XVI und XVIII sind bei pH 7,35 nicht protonisiert. Schritt A/1 (Abb. 2, Hu ~- H20), die Freisetzung yon H + bei der 0ffnung des Aziridinrings, liil]t sich am pH-Stat effassen. 4 ml 0,1 n-KOH entsprechen einer 100~ Hydrolyse.

.Bestimmung der Toxizitgt

Als Versuehstiere dienten erbreine m~nnliehe M~use der NMRI-Linie yon 20--25 g Gewicht, sowie m/innliche Ratten des Stammes BD II , mit einem Ge- wieht yon 150--200 g. Die mittlere letale Dosis DL~o (1) 2 wurde bei allen Sub- stanzen durch einmalige ira. oder ip. Gabe der friseh hergestellten w~Brigen LSsungen (pH 6,5--7,5) bestimmt. WasserunlSsliche Verbindungen wurden in DMSO gelSst. Wir beobaehteten die Tiere mindestens 21 Tage und sezierten nach dem Spontantod, um Todesursaehen, wie Verletzungen etc., auszusehliel3en. Die DLso (1) wurde jeweils aus der Regressionsgeraden im Wahrscheinlichkeitsnetz ermittelt.

Prii/ung am Yoshida.Sarkom der Ratte

Es wurden 150--200 g schwere m~nnliche Ratten des Stammes BD I I als Versuchstiere verwendet. Zur Verimpfung kam 5--7 Tage altes Yoshida-Aseites- Sarkom. Der Aseites wurde unter sterilen Bedingungen entnommen und im Ver- h~ltnis 1:10 mit RingerISsung DAB 6, die zus~tzlieh 200 rag-% Glucose enthielt, verdfinnt. Von dieser Verdiinnung injizierten wir den Tieren jeweils 0,2 ml sub-

DLs0 (1): mittlere halbletale Dosis bei einmaliger Substanzapplikation.

Page 5: Über Cytostatica

~ber Cytostatica 231

cutan unter die Riickenhaut. Fiir jede Substanz wurden 5--8 Tiere und ebenso- viele Kontrolltiere verwendet. Die Therapie begann bei einem Tumorgewicht yon 1--2 g. Appliziert wurde intramuscular. Die Dosierung ist den einzelnen Tabellen zu entnehmen. Das Tumorwachstum wurde t~glich nach Druckrey durch Anfer- tigen yon Plastilinmodellen nach percutanem Tastbefund ermittelt. Unter Be- riicksichtigung des spezifischen Gewichtes yon Plastilin (1,8) ergab sich aus dem Modellgewicht das jeweilige Tumorgewicht. Die Auswertung effolgte im Vergleich zu den unbehandelten Kontrolltieren, wobei als Kriterien der Wirksamkeit die Hemmung des Tumorwachstums am 7. Tag nach Therapiebeginn und die Lebens- dauer der Tiere diente. Als geheilt gelten Tiere, die 90 Tagc nach Therapiebeginn tumorfrei sind.

Pri~/ung am Sar]com 180 der Maus

Als Versuchstiere dienten erbreine mannliche M~use der NMRI-Linie mit einem Gewicht yon 20--25 g. Fiir jede Substanz wurden 20 M&use und ebenso- viele Kontrolltiere verwendet. Die M~use erhielten das Impfmater ia l - je ein Tumorstiickchen yon etwa 2 mm 3 - in die rechte Flanke implantiert. Nach 24 Std wurde mit der Therapie begonnen. Die Applikation erfolgte intraperitoneal. Die TumorgrSBe wurde am 11. Tag des Versuchs nach TSten der Tiere ermittelt. Die Tumoren wurden herausgeschalt und gewogen.

Ergebnisse und Diskussion Die N-[Bis-(2.chlor&thyl)-aminomethyl].urethane I--VI sind toxischer als

Nor-Lost (VIII), jedoch besser vertr&glich als N-Methyl-Lost (XI) (Tab. 2). Am Yoshida-Sarkom der Ratte kommt es unter der Therapie mit I--VI zu

einer weitgehenden Blockierung des Tumorwachstums (~ 100% -Hemmung) (Tab. 3). Bei einem hohen Prozentsatz der Tiere konnten Heilungen erzielt

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Abb. l. Wachstumsentwicklung des Yoshida-Sarkoms unter Einwirkung yon N-[B/s-(2- chloriithyl)-aminomethyl]-benzylurethan (V) und N-[B~s-(2-chlor&thyl)-aminomethyl]-phe-

nylurethan (VI)

Page 6: Über Cytostatica

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~ber Cytostatica 235

werden. Die besten therapeutisehen Erfolge wurden bei der Applikation an 10 aufeinander folgenden Tagen erreicht.

Am wirksamsten waren die beiden aromatischen N-[Bis-(2-chlor~thyl)-amino- methyl]-urethane V und VI, die nach Verabreichung von ca. 60% der DI,s0 (1), verteilt auf 10 Tage, zu einer Heilung aller Tiere ffihrten (Abb. 1).

Mit /ihnlichen Dosen der aliphatischen N-Lost-Verbindungen I--IV werden bedeutend schw~chere Effekte erzielt. N-Methyl-Lost (XI) ffihrt bei Applikation von 50% der DLs0 (1) zu einer Heilung von 3 der 9 Versuchstiere (Tab. 4). Zur K1/~rung der Frage, ob die tumorhemmende Wirkung der N-[Bis-(2-chlor~thyl)- aminomethyl]-urethane fiber eine Freisetzung von Nor-Lost erfolgt, wurde ver- gleichend Verbindung I I und eine ~quimolare Menge Nor-Lost (VIII) getestet. Nor-Lost war in diesen Konzentrationen unwirksam (Tab. 4). Die Verbindung I I ruft dagegen eine Wachstumshemmung yon 97% hervor (Tab. 3). Es ist anzu- nehmen, da~ die N-[Bis-(2-chlor~thyl)-aminomethyl]-urethane ihre tumorhem- mende Wirkung vorwiegend als Gesamtmolekfil entfalten.

Im Gegensatz zu den N-[Bis-(2-chlors ist die Wirkung der Harnstoff-Verbindung VII und der zu Vergleichszwecken herange- zogenen Verbindungen XI I - -XV geringer. Heilungen waren nur unter Verwen- dung hoher Dosen m6glich (Tab. 4).

Die Befunde am Sarkom 180 der Maus best/itigen die Ergebnisse am Yoshida- Sarkom. Wie aus Tab. 5 hervorgeht, zeigen sich auch an diesem Tumormodell die Urethan-Loste I--VI den fibrigen Verbindungen fiberlegen. Sie erzielen mit einer Dosis von ca. 50 % der DLs0 (1) signifikante Tumorwachstumshemmungen (>=50%). Mit dem Harnstoff-Derivat VII und den Vergleichsverbindungen XII - -XV kSnnen signifikante Waehstumshemmungen nicht oder nur durch Sub- stanzmengen erreicht werden, die im toxischen Bereich liegen. Die geringere Empfindlichkeit yon Sarkom 180 gegenfiber Alkylantien zeigen Therapieversuehe mit N-Methyl-Lost (XI). Nach Applikation von 50% der DLs0 (1) yon XI wird eine Wachstumshemmung yon 42 % (Tab. 6) beobachtet. Erwartungsgem/iB zeigt auch am Sarkom 180 die der Verbindung II /~quimolare Nor-Lost-Menge keine signifikante Wirkung.

Als Wirkungsmechanismus der N-[Bis-(2-ehlor~thyl)-aminomethyl]-urethane (XVI) ist eine direkte (A--A/l) und indirekte (B--C/1 bzw. C--C/l) Amino~thylie- rung sowie eine Amidomethylierung (B) biologischer Substrate zu diskutieren (Abb. 2). Wie nachstehend gezeigt wird, bedingt im wesentlichen Reaktionsschritt A--A/1 die tumorhemmende Wirkung. Die N--CI-I~--N-Gruppierung der terti/~ren acylierten Aminale vom Typ XVI ist unter physiologischen Bedingungen relativ stabil; die der entspreehenden quart~ren Verbindungen (XVII) dagegen reaktiv, so dab daneben auch mit einer Amidomethylierung (B) a und indirekten Amino- /~thylierung (C/l) nucleophiler Substrate (Bildung von XIX und XXIV) zu reeh-

3 Quart~re acylierte Methylendiamine amidomethylieren nucleophile Substrate unter physiologischen Bedingungen, wie wir am Beispiel der Umsetzung von N-Dimethylamino- methylbenzamid-methojodid mit Cystein zu S-Benzamidomethyl-cystein (H20/pH 7,35/37 ~ zeigen konnten. Die terti~re Verbindung N-Dimethylaminomethylbenzamid reagiert unter gleichen Bedingungen nicht mit Cystein. Beide Verbindungen sind am Yoshida Sarkom unwirksam (Bindl, 1970). 16"

Page 10: Über Cytostatica

236 H. Sch6nenberger et al.

nen ist. Verbindungen vom Typ XVII zerfallen ferner bei 1/~ngeren Reaktions- zeiten hydrolytiseh nach C/D zu XX, XXI, X X I I u. X X I I I (%-Anteil CH20 (XXII) nach 120 rain Reaktionszeit I : 15,7; I I : 24,0; VI: 23,0) 4.

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Abb. 2. Wirkungsmechanismus der N-[Bis-(2-chlor~thyl)-aminomethyl]-urethane, HY = nucleophiles Substrat

An der tumorhemmenden Wirkung sind die terti/iren Methylendiaminc XVI und XVIII und die Hydrolyseprodukte X X - - X X I I wahrscheinlich nur wenig beteiligt. Wie am Beispiel der II-Spaltprodukte XXV, XXVI und ihrer Methylen-

4 Auf einen Zerfall yon XVI entsprechend B--C/l, C--D und C--C/l, besonders bei l~ngeren Reaktionszeiten, weisen auch die Hydrolyseversuche in 10~ w~iBrigen DMSO (pH 7,35/37 ~ hin. Die freigesetzte H+-Menge erreicht nie den theoretisch mSglichen Maxi- malwert. Ein Tcil yon H + wird durch die starker basischen ZerfMlsprodukte XXIII und XX IV abgebunden.

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238 H. SchSnenberger et al.

diamine XXVII , X X V I I I 5 gezeigt wird, hemmen Methylendiamine (XVI, XVII I ) , N-Hydroxymethylure thane (XX) und Urethane (XXI) zwar das Wachstum yon Sarkom 180 (Tab. 6) und yon Yoshida-Sarkom (Tab. 4), Heilungen wie mit N-[Bis-(2-chlor~thyl)-aminomethyl]-urethanen lassen sich jcdoch nicht erzielen (Tab. 4) (siehe auch SchSnenberger u. Lippert, 1972). Durch CH20 (XXII) wer- den solide Tumoren nicht merklich beeinflul~t (Weitzel, 1963).

Gegen eine Alkylierung biologischer Substrate nach B--C/1 bzw. C--C/1 als ausschliel31ichen Wirkungsmechanismus sprechen neben den Ergebnissen der ver- gleichenden Testung mit N-[Bis-(2-chlor/~thyl)-aminomethyl]-urethanen und V I I I die Hydrolysegeschwindigkeiten von I I und V I I I 6. Eine an die Cyclisierung von XVI anschliel~ende Abspaltung von fl-Chlor/~thylaziridin (XXII I ) m/il~te sich aufgrund der grSl~eren Basizit/~t und erniedrigten Reaktivit/it yon X X I I I in einer verringerten H+-Freisetzung /~ul~ern. Start dessen beobachtet man bei N-[Bis-(2-chlor~thyl)-aminomethyl]-urethanen eine erheblich schnellere H+-Frei- setzung [Zeit fiir Freisetzung yon 1 _~quivalent H+ in DMSO/H~O (1:9), pH 7,35]37 ~ fiir I : 30 min ; ffir I I : 30 min] als im Falle von Nor-Lost [Zeit fiir Frei- setzung von 1 •quivalent H+ bzw. C1- in H20 , pH 7,5/37 ~ f/Jr Nor-Lost: 180 min; Brock u. Hohorst (1961)]. Vergleichbar sind die Werte der N-[Bis-(2-chlor~thyl)- aminomethyl]-urethane mit denen yon Anilin-Losten [z.B. Chlorambucil: Zeit ftir 50% Hydrolyse in H~O, pH 7,0/37~ 30 min (Ross, 1962)].

I m Gegensatz zu Nor-Lost (VIII) wird bei N-[Bis-(2-chlor~thyl)-amino- methyl]-urethanen durch die Bestimmung der H+-Freisetzung nicht die Bildung des Aziridinrings sondern seine hydrolytisehe Spaltung erfal~t. Sie verl~tuft/~hn- lich schnell wie bei aromatischen N-Lost-Verbindungen.

Als wesentliche Ursaehe der tumorhemmenden Wirkung von N-[Bis-(2-chlor- ~thyl)-aminometbyl]-urethanen ist daher ein gleiehartiges reaktionsmechanisti- sches Verhalten wie bei aromatischen Stickstoff-Lost-Verbindungen anzunehmen.

I m Gegensatz zu aliphatisehen ist bei aromatischen Stickstoff-Lost-Verbin- dungen Schritt A gegeniibcr Schritt A/1 verlangsamt (Abb. 2).

Man beobachtet bei aromatischen Stickstoff-Lost-Verbindungen eine Kinetik 1. Ordnung (Williamson u. Witten, 1967).

Wahrscheinlich ist die Ursache des analogen reaktionskinetischen Verhaltens yon N-[Bis-(2-chlor~thyl)-aminomethyl]-urethanen eine geringere Basizit~t des N-Atoms, die mit der von Anilin-Losten vergleichbar ist.

Bei der Substitution sekund/irer Amine durch Amidomethylreste beobachtet man eine Abnahme des pK-Wertes um ca. 3,7 Einheiten (SchSnenberger et al., 1970). Der pK-Wert von Nor-Lost (VIII , pK 7,2) wiirde dementsprechend nach Ersatz des N-st/indigen H-Atoms durch C2H50--CO--NH--CH 2 auf pK 3,5 absinken.

Untersuchungen zur Hydrolyse der C--C1-Bindung von I I (pH 7,35/37 ~ Aceton/H20 l : l 7 ergeben wie erwartet eine Kinetik 1. Ordnung (Abb. 3). Der

5 CH~--CH2--O--CO--NH--R; R ist bei XXV- H; XXVI: CH2OH; XXVII: CH2-- N/OH3/2; x x w H :

6 Nach Bardos et al. (1965) besteht bei N-Lost-Verbindungen eine Beziehung zwischcn Hydrolysegeschwindigkeit und molarer Antitumorwirkung.

7 Die Spaltung der Methylendiamin-Bindung ist unter diesen Versuchsbedingungen weit- gehend zurtickgedr~ngt; dadurch werden kinetische Untersuchungen m5glich.

Page 13: Über Cytostatica

Uber Cytostatica 239

Versuch erlaubt keine Entscheidung, ob Schritt A (1. Ordnung-Kinetik) oder A/1 (Pseudo-1. Ordnung-Kinetik) geschwindigkeitsbestimmend ist. Eine VerzSgerung in der Abnahme der N-[Bis-(2-chlor~thyl)-aminomethyl]-urethane zu Beginn der Reaktion, wie sie fiir Lost-Verbindungen mit A/1 als dem langsameren Schritt beschrieben ist, wird allerdings nicht beobachtet (Williamson u. Witten, 1967). Bei solchen Betrachtungen muB ferner berficksichtigt werden, dab 50 %iges wi~B- riges Aceton als ein LSsungsmittel geringerer Polaritiit Schritt A, die Ausbildung des kationischen Zwischenprodukts, starker als Schritt A/1 hemmt. So beobachtet man z.B. ffir die aromatische Lost-Verbindung Chlorambucil in 50 %igem ws rigen Aceton (pH 7,4/37 ~ eine Hydrolysekinetik 1. Ordnung (Schritt A geschwin- digkeitsbestimmend), in Wasser dagegen eine solche Pseudo-1. Ordnung (Schritt A/1 geschwindigkeitsbestimmend) (Witliamson u. Witten, 1967).

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Abb. 3. Hydrolytische Spaltung der C--Cl-Bindung yon I I in 500/0 Aceton, pH 7,35/37 ~

Aufgrund der vorliegenden Befunde ist ffir N-[Bis-(2-chlor-~thyl)-amino- methyl]-urethane ein den aromatischen N-Lost-Verbindungen analoges reaktions- und damit wirkungsmechanistisches Verhalten anzunehmen. Die Amidomethylie- rung (B) und indirekte Amino~thylierung (C/l) sind am Wirkungsgeschehen weni- ger beteiligt.

Die schw~ichere tumorhemmende Wirkung von VI I und den Vergleichssub- stanzen X I I - - X V erkl~rt sich mit ihrer geringen Stabilit~tt bei pH 7,35/37 ~ (%-Anteil CH20 nach 120min: VI I : 56,1; X I I I : 78,5; XIV: 76,5). Sie wird vermutlich dutch freigesetztes V I I I und X X I I I wesentlich mitbestimmt.

Literatur

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Prof. Dr. H. SchSnenberger Inst. fiir Pharmazie u. Lebensmittel- chemie der Univ. D-8000 Miinchen 2 Sophienstr. l0 Bundesrepublik Deutschland