AT263030B

AT263030B - Verfahren zur Herstellung von neuen D-Glucosiminen von α-Ketosäuren

Info

Publication number: AT263030B
Application number: AT1002766A
Authority: AT
Inventors: Martino Oliva; Cesare Saita
Original assignee: Martino Oliva; Cesare Saita
Priority date: 1966-09-17
Filing date: 1966-10-28
Publication date: 1968-07-10

Description


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  Verfahren zur Herstellung von neuen D-Glucosiminen von   C (-Ketosäuren   
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von neuen D-Glucosiminen   vona-Ketosäuren   und insbesondere von solchen Verbindungen, die eine antitoxische Wirksamkeit bei Hyperazotämien und eine neurotropische Wirksamkeit als mögliche biometabolische Bildner der Glutaminsäure besitzen. 



   Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Verbindungen entsprechen der allgemeinen Formel 
 EMI1.1 
 worin   R ein   Wasserstoffatom oder ein Kation, wie Natrium, Kalium od.   dgl.,      R Wasserstoff   oder eine Gruppe 
 EMI1.2 
 in der    R   ein Kation, wie Natrium, Kalium od. dgl. ist, und n eine ganze Zahl zwischen 0 und 3 bedeutet, wobei n von 0 verschieden ist, wenn R Wasserstoff ist. 



   Das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung der genannten Verbindungen besteht darin, dass in wasserfreiem Pyridin als Reaktionsmittel und in Anwesenheit von Pyrimidinspuren als Katalysator äquivalente Mengen eines Salzes   einer &alpha;-Keto-di-bzw. -monocarbonsäure   oder eines omega-Aldehydderivates der letzteren und freier Glucosaminbase in 40-50%iger alkoholischer Lösung miteinander umgesetzt werden, dass bis zur vollständigen Entfernung des Pyridins destilliert wird und das erhaltene DGlucosimin der Formel I isoliert und gegebenenfalls eine erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel I, in der R ein Kation ist, mit Säuren behandelt wird. 

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 EMI2.3 
 dem Aminostickstoff des Glucosamins und der   a-Ketofunktion   der Ketosäure ersichtlich ist. 



   Zur praktischen Durchführung des Verfahrens werden 0, 05-0, 1 Mol des Salzes der   -Ketosäure   in 100 cm3 wasserfreiem Pyridin, dem Pyrimidinspuren zugegeben sind, unter Rühren suspendiert, wobei   unter Rückfluss   auf einem Wasserbad bis auf   60-80 C   erwärmt und langsam tropfenweise unter ständigem Rühren eine 40-50%ige alkoholische Lösung von Glucosaminbase bis zum Erreichen der stöchiometrischen Menge hinzugefügt wird. 



   Das Reaktionsgemisch wird durch Wasserzirkulation abgekühlt, 18-24 h lang im Dunkeln stehen gelassen und dann unter Vakuum bis zur vollständigen Entfernung des Pyridins destilliert. Das erhaltene Produkt wird in der für seine Lösung geringsten erforderlichen Wassermenge aufgenommen, dann aus einem geeigneten Lösungsmittel kristallisiert, filtriert und mit Phosphorsäureanhydrid getrocknet. 



   Man erhält auf diese Weise Salze   von < x-Keto-D-Glucosiminen,   die mittels äquivalenter Mengen von   15-30% figer   Salzsäure in geeignetem Alkoholmilieu in die entsprechenden freien Säuren umgewandelt werden können. Der Säurezusatz muss sehr langsam und unter ständiger Temperaturkontrolle durchgeführt werden, da diese Arten von Umsetzungen gewöhnlich unter Wärmeabgabe vor sich gehen und bei Temperaturen über   30-40 C   Veränderungen der freigesetzten Säuren unter Braunfärbung eintreten können. Durch Filtrieren werden die in Alkohol unlöslichen Chloride entfernt und die D- Glucosimine der   freien &alpha;-Ketosäuren   werden in geeigneter Konzentration mit Wasser verdünnt, eingefroren und gefriertrocknet. 



   Die in der ersten Verfahrensstufe erhaltenen Silbersalze können mit Alkylhalogenid in Alkohollösung behandelt werden, wobei man die entsprechenden Alkylester erhält, die durch Behandlung mit Ammoniak die entsprechenden Mono- oder Diamide ergeben. 



   Erfindungsgemäss wurden mit verschiedenen   &alpha;-Ketosäuren   die entsprechenden D- Glucosimine hergestellt. Die folgenden Beispiele erläutern die betreffenden Herstellungsverfahren, ohne dass die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt wird. 



    Beispiel 1: &alpha;-Keto-D- glucosimin-glutarsäure   
 EMI2.4 
 
In einen Vierhalskolben mit 750 cm3 Fassungsvermögen, der mit Rührwerk, Tropftrichter und zwei   Rückflusskühlern   versehen ist, werden 300 cm3 wasserfreies Pyridin mit 5 Tropfen Pyrimidin eingebracht und darin werden unter Rühren 18, 300 g Doppelnatriumsalz der   a-Ketoglutarsäure   suspendiert. 



   Sodann wird im Laufe von 40 min tropfenweise und unter Rühren eine   40% igue   alkoholische Lösung vonD-Glucosaminbase   (17, 9 gentsprechend 0, 1   Mol D-Glucosaminbase in 45 cm3 Äthylalkohol) zuge- 

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 geben. Nach beendigter Zugabe wird die Mischung 15-20 min lang unter Rückfluss auf einem Wasserbad von   750C   gelassen, wonach das Reaktionsgemisch unter ständigem Rühren durch Wasserzirkulation ganz abgekühlt wird. 



     Anschliessend wird das Reaktionsgemisch 24   h lang im Dunkeln stehen gelassen und dann im Vakuum destilliert, bis das Pyridin vollständig entfernt ist. Der mit 15 cm3 destilliertem Wasser aufgenommene Rückstand der Destillation wird aus 150 cm 3 Isopropylalkohol kristallisiert. Es wird auf Büchnerfilter filtriert und mit Phosphorsäureanhydrid getrocknet. Man erhält in einer Ausbeute von etwa 80% 29 g des sehr hygroskopischen Doppelnatriumsalzes der   &alpha;-Keto-D-Glucosimin-glutarsäure   der Formel : 
 EMI3.1 
 
Zur Überführung des so erhaltenen Doppelnatriumsalzes in die entsprechende   &alpha;-Keto-D-Glucosimin-   glutarsäure werden 29 g des Salzes in 200 cm3 Äthylalkohol suspendiert und es werden tropfenweise un-   ter Rühren 30, 1 cm'20%oiger   Salzsäure zugegeben.

   Es ist wichtig, dass die äquivalente Menge der Salzsäure in kleinen Dosen zugegeben wird, da die Umsetzung exotherm verläuft und die Neutralisation, wenn sie zu rasch durchgeführt würde, eine Überhitzung des Reaktionsgemisches und folglich eine Ver- änderung und Braunfärbung der freigemachten Säure hervorrufen könnte. Es ist demnach zweckmässig, den Reaktionsverlauf so einzuregeln, dass Temperaturen von 30-35 C nicht überschritten werden. 



   Nach beendeter Zugabe wird mit Tierkohle filtriert ; im Filtrat ist die   &alpha;-Keto-D-Glucosimin-glu-     tarsäure enthalten, welche in einem   rotierenden Eindampfer unter Vakuum auf ein kleines Volumen eingeengt im Verhältnis   1 : 4   mit Wasser aufgenommen, innerhalb 6 h voreingefroren und schliesslich gefriertrocknet wird. 



   Die   &alpha;-Keto-D-Glucosimin-glutarsäure   besitzt ein Molekulargewicht von 307,26 und wird in Form von zitronengelblichen, sehr hygroskopischen Mikrokristallen erhalten, die in Wasser sehr gut löslich, in etwa 50 Teilen warmem Methanol löslich, in Äthanol schlecht löslich und in Äther, Aceton und Äthylacetat unlöslich sind. 



   Die   2% ige wässerige Lösung   der Säure hat bei 25 C einen pH-Wert von   5 "t 0,   27. Der Schmelzpunkt 
 EMI3.2 
 
Die gefundenen Analysenwerte sind die folgenden : H =   6, 210/0,   N = 4.46%, C =   42, 10/0.   



   DieVerbindungweistinwässerigerLösung bei der Konzentration von 10 mg/100   cm 3 eine   maximale Absorption von 
 EMI3.3 
 auf, der ein Wert   # = 1183   bei der Wellenlänge   #=   276   mji   entspricht, der das Vorhandensein der mit dem > C=O des Carboxyls konjugierten Doppelbindung > C = N- kennzeichnet, welche im Infrarot- 
 EMI3.4 
 Wert 
 EMI3.5 
 eine maximale Absorption auf, welchem Wert ein Wert   # = 1183   bei der Wellenlänge   #=   276 m   p   entspricht. 

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   Beispiel 2:

   &alpha;-Keto-D-Glucosimin-5-aldehydvaleriansäure   
 EMI4.1 
 
In einen Vierhalskolben mit 11 Fassungsvermögen, der mit Rührwerk, Tropftrichter und zwei Rückflusskühlern ausgestattet ist, werden 300   cm3   wasserfreies Pyridin mit 5-6 Tropfen Pyrimidin eingebracht und darin werden 22, 5 g des Doppelnatriumsalzes der    < x-Keto-6-acetaldehyd-valeriansäure   suspendiert. Die Mischung wird 10 min lang unter Rückfluss auf einem Wasserbad auf   600C   erwärmt und danach werden im Laufe von 30-40 min tropfenweise unter Rühren 17, 9 g einer Alkohollösung von Glucosaminbase (entsprechend 0, 1 Mol Glucosaminbase in 45 cm3 Äthylalkohol) zugegeben. 



   Die Mischung wird 15 min lang stets auf dem Wasserbad bei   600C   unter Rückfluss gelassen, wonach durch Wasserzirkulation unter ständigem Rühren abgekühlt wird. Das Reaktionsgemisch wird dann 24 h lang im Dunkeln stehen gelassen und schliesslich wird im Vakuum das Pyridin vollständig abdestilliert. 



  Der Destillationsrückstand wird mit 20 cm3 destilliertem Wasser aufgenommen und aus 200   cm3   Isopropylalkohol auskristallisiert. Es wird auf Büchnerfilter filtriert und mit Phosphorsäureanhydrid getrocknet. 



  Man erhält 33   g Natriumsalz der &alpha;-Keto-D-Glucosimin-#-acetaldehyd-valeriansäure   mit einer Ausbeute vonetwa 85%. Diese Verbindung wird in 200 cm3 Alkohol suspendiert und es werden unter Rühren und Kontrolle der Temperatur, so dass diese   35-40 C   nicht übersteigt, tropfenweise   15,   6   g 20% ige   Salzsäure zugegeben. Hierauf wird mit Tierkohle filtriert und das Filtrat unter Vakuum auf ein geringes Volumen eingedampft. Dieses wird dann mit 300 cm3 destilliertem Wasser, dem 1 cm3 1-N HClzugegeben sind, aufgenommen und 1/2 h lang auf einem Wasserbad bei   400C   stehen gelassen, um das Aldehydacetalzuhydrolysieren.

   Die   (x-Keto-D-Glucosimin-6-aldehydvaleriansäure   wird aus der Lösung nach weiterer Verdünnung derselben im Verhältnis 1 : 3 und Voreinfrieren   auf-40 C   durch Gefriertrocknen gewonnen. 



    Beispiel 3 : Mononatriumsalzdes < x-Keto-D-Glucosimin-glutarimids    
 EMI4.2 
 
In einen Vierhalskolben mit 800 cms Fassungsvermögen, der mit Rührwerk, Tropftrichter und zwei Rückflusskühlern versehen ist, werden 300 cms wasserfreies Pyridin mit 5-6 Tropfen Pyrimidin eingebracht, worin 36 g   a-Keto-silberglutarat   (Doppelsilbersalz) unter Rühren suspendiert werden. Die Mischung wird 30 min lang auf einem Wasserbad unter Rückfluss auf   750C   erwärmt. Anschliessend wird im Laufe 1/2 h unter ständigem Rühren tropfenweise eine   zigue   alkoholische   Glucosaminbaselösung.   (17,9 g = 0, 1 MolD-Glucosaminbasein45 cm Äthylalkohol) eingetragen, wonach die Mischung 20 min lang stets auf dem Wasserbad bei 750C unter Rückfluss gelassen wird.

   Sodann wird das Reaktionsgemisch durch Wasserzirkulation unter Rühren abgekühlt, 24 h lang im Dunkeln stehen gelassen und schliesslich im Vakuum bis zur vollständigen Entfernung des Pyridins destilliert. Der Destillationsrückstand (41,7 g) besteht aus dem Doppelsilbersalz des a-Keto-D-Glucosimin-glutarats. Die Ausbeute ist etwa   80%.   



   Dieses Silbersalz wird zusammen mit 250 cm3 Äthylalkohol in einen 1000 cm3-Kolben übergeführt, 

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 und dem Reaktionsgemisch werden unter Rühren und bei einer 250C nicht übersteigenden Temperatur tropfenweise 17 g Bromäthan   (11, 6 cm'bei   einer Dichte von 1, 46) zugesetzt. 



   Die Reaktion wird unter Rühren 2 1/2 h lang weitergeführt und man erhält in Lösung den   Diäthyl-   ester der   a -Keto-D-Glucosimin-glutarsäure   und niedergeschlagenes Silberbromid, das abfiltriert wird. 



  Die alkoholische Lösung des Diäthylesters wird in ein Glas von geeignetem Fassungsvermögen eingebracht und zur Entfernung etwaiger nicht umgesetzter Bromäthanspuren auf einem Wasserbad 10 min lang auf 450C erwärmt. Das Reaktionsgemisch wird dann unter Rühren durch Wasserzirkulation abgekühlt und es werden 28   cms 10loiges   wässeriges Ammoniak zugegeben. Dem Reaktionsgemisch werden 700 cm3 destilliertes Eiswasser hinzugefügt, wobei das Diamin der   a-Keton-D- Glucosimin-glutarsäure   ausfällt, das durch Filtrieren auf Büchnerfilter gewonnen und getrocknet wird, bis das Gewicht konstant bleibt. Man erhält mit etwa   5soigner   Ausbeute 17, 5 g des Produktes. 



     13,     5 g   Diamin der   ot-Keto-D-'Glucosimin-glutarsäure   werden zusammen mit 200   cm ! Äthylalkohol   in einen geeigneten Kolben gebracht und unter Rühren mit   88, 5 cm3   einer 0, 5-N wässerigen NaOH-Lösung umgesetzt, die tropfenweise in 45 min zugegeben wird. Nachdem somit eine Amidgruppe hydrolysiert wurde, erhält man das Mononatriumsalz des   at-Keto-D-'Glucosimin-glutarimids,   das nach Verdünnung mit Wasser und Voreinfrieren   auf -400C   durch Gefriertrocknen gewonnen wird. 



    Beispiel 4 : D-Glucosimin-natrium-pyruvat    
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In einen Vierhalskolben mit   750 cm S Fassungsvermögen,   der mit Rührwerk, Tropftrichter und zwei Rückflusskühlern versehen ist, werden 300 ems wasserfreies Pyridin mit 5 Tropfen Pyrimidin eingebracht und darin werden unter Rühren 11 g Natriumpyruvat suspendiert. Die Mischung wird unter Rückfluss auf einem Wasserbad während 30 min auf   650C   erwärmt. Sodann wird im Laufe von 40 min unter Rühren tropfenweise eine   40% igue   alkoholische Lösung von D-Glucosaminbase (17, 9 g entsprechend 0, 1 Mol DGlucosaminbase in 45   cms Äthylalkohol) zugegeben.   



   Nach beendigter Zugabe wird die Mischung 15-20 min lang auf dem Wasserbad bei 750C gelassen und dann unter ständigem Rühren durch Wasserzirkulation vollständig abgekühlt. Das Reaktionsgemisch wird dann 24 h lang im Dunkeln stehengelassen und anschliessend bis zur vollständigen Entfernung des Pyridins im Vakuum destilliert. Der Destillationsrückstand wird mit 150 cms destilliertem Wasser aufgenommen, mit Tierkohle filtriert, auf-38 C voreingefroren und gefriergetrocknet. Man erhält 22 g   D- Glucosimin-natrium-pyruvat   mit einer Ausbeute von 82%. 



   Beispiel5 :D-Glucosimin-doppelnatriumoxalacetat. 
 EMI5.2 
 



  IneinenVierhalskolben, der mit Rührwerk, Tropftrichter und zwei Rückflusskühlern ausgestattet ist, 
 EMI5.3 
 17, 7 g Doppelnatriumoxalacetat suspendiert. Man verfährt sodann wie im Beispiel 4 und erhält 26, 2 g gefriertrockenes   D- Glucosimin-doppelnatriumoxalacetat   mit einer Ausbeute   von 78%.   



   Die nach Beispiel 1 und die andern analogen nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen 

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   Verbindungenwurdenbiochemischen und pharmakologischen Untersuchungen unterworfen, welche zeigten, dass diese Verbindungen als biologische Bildner der Glutaminsäure betrachtet werden können und ferner antitoxische WirksamkeitbeiHyperazotämienaufweisen, die beigleicher Dosis doppelt so stark wie jene der Glutaminsäure ist. i Für die Verbindung des Beispieles 1 betrug die LD bei weissen Ratten mit einem mittleren Gewicht von 20 g bei intravenösen Einspritzungen 2620 mg/kg. 



  Wirksamkeit "in vitro" : 0, 56 mg/cm3 der Verbindung des Beispieles 1 in Ringerscher Lösung in Inkubation in einer Warburgschale bei 38 C mit Rattenhirnhomogenat (200 mg/cm3 frisches Organ) lieferten im Mittel, gegenüber den Vergleichen, 111 y Glutaminsäure (mikrobiologisch bestimmt mittels des "Leoconostock Mesenteroides 60 ATCC 8042"). 



  Schutzwirksamkeit"in vivo" : Bei Ammoniumchloridvergiftung, untersucht bei albinischen Ratten, ergab sich für die Verbindung des Beispieles 1 eine doppelt so grosse Schutzwirkung wie im Falle von entsprechenden Dosen Glutaminsäure. 



  Das Doppelnatriumsalz der &alpha;-Keto-D-Glucosimin-glutarsäure, welchesin Form von weissen, schwach strohgelben Schuppen isoliert wurde, dessen Molekulargewicht 351, 24 ist, das in Wasser sehr gut löslich, in warmem Methanol geringfügig und in Äthanol, Äther, Aceton und Äthylacetat unlöslich ist und   
 EMI6.1 
 (mikrobiologisch bestimmt mittels des "Leoconostock Mesenteroides 60 ATCC 8 042"). 



     Schutzwirksamkeit"in vivo" :   Bei   Ammoniumchloridvergiftung,   untersucht an albinischen Ratten, ergab sich eine Schutzwirkung des Doppelnatriumsalzes der   &alpha;-Keto-D-Glucosimin-glutarsäure,   die doppelt so gross wie die einer äquivalenten Dosis von Natriumglutamat war. 



   Analoge Untersuchungen wurden mit den nach den Beispielen 2 und 3 erhaltenen Verbindungen angestellt, wobei sich folgendes ergab : 
 EMI6.2 
 hirnhomogenat lieferten im Mittel 100 y Glutaminsäure. 



   Wirksamkeit " in vivo": Schutzwirkung bei Ammoniumchloridvergiftung albinischer   Rattenum 8   o   grösser als jene äquivalenter Dosen Glutaminsäure. 
 EMI6.3 
 
3 : Mononatriumsalz desct-Keto-D-Glucosimin-glutaramids : LD = 2392Wirksamkeit "in vitro" (wie oben) Bildung von   107 r   Glutaminsäure. 



   Wirksamkeit "in vivo" (wie oben) : doppelt so gross wie jene der Glutaminsäure. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von neuen D-Glucosiminen von < x-Ketosäuren der allgemeinen Formel EMI6.4 worin R ein Wasserstoffatom oder ein Kation, wie Natrium, Kalium od. dgl., RWasserstoff oder <Desc/Clms Page number 7> eine Gruppe EMI7.1 in der R2 ein Kation, wie Natrium, Kalium od. dgl.

ist, und n eine ganze Zahl zwischen 0 und 3 bedeutet, wobei n von 0 verschiedenist,wennR Wasserstoff bedeutet, dadurch gekennzeich- net, dass man in wasserfreiem Pyridin als Reaktionsmittel und in Gegenwart von Pyrimidinspuren als Katalysator äquivalente Mengen eines Salzes einer a-Keto-di-bzw.-monocarbonsäure odereines omega-Aldehydderivatesderletzterenundfreier D-Glucosaminbase in 40-50%0iger alkoholischer Lösung miteinander umsetzt, bis zur vollständigen Entfernung des Pyridins destilliert und die erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel I in bekannter Weise isoliert und gegebenenfalls eine erhaltene Verbindung der allgemeinen Formel I, in der R ein Kation bedeutet, mit Säuren behandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in Pyridin bei Temperaturen zwischen 60 und 80 C durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der allge- meinen Formel I durch Voreinfrieren und Gefriertrocknen gewonnen wird.

4. Verfahrennach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Salz der aKetosäure das Doppelnatriumsalz der a-Ketoglutarsäure verwendet, die Umsetzung in Pyridin bei 750C durchgeführt und das Doppelnatriumsalz der α-Keto-D-Glucosimin-glutarsäure mit roziger Salzsäure, die in kleinen Mengen bei 30-350C zugegeben wird, neutralisiert wird, wobei die a-Keto-D -Glucosimin-glutarsäure erhalten wird. EMI7.2

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Salz der a-Ketosäure das Natriumsalz der α-Keto-#-acetaldehyd-valeriansäure verwendet, die Umsetzung in Pyridin bei 60De durchgeführt, das Natriumsalz der α-Keto-D-Glucosimin-#-acetaldehyd-valeriansäure mit roziger Salzsäure behandelt, zur Entfernung des Natriumchlorids filtriert und das Filtrat unter Vakuum eingedampft wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als Salz der a -Ketosäure das Doppelsilbersalz der a-Keto-glutarsäure verwendet, wobei man die Umsetzung in Pyridin bei 750C durchführt und das a-Keto-D-Glucosimin-silberglutarat in Äthylalkohol suspendiert.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als Salz der a -Ketosäure Natriumpyruvat verwendet und die Umsetzung in Pyridin bei 750C durchführt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als Salz der α-Ketosäure Doppelnatriumoxalacetat verwendet und die Umsetzung in Pyridin bei 750C durchführt.