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PRODUITS ROCHE S.A., résidant à BRUXELLES, PROCEDE POUR LA PREPARATION DE PANTETHINE.
Le coenzyme A, qui joue un rôle important dans l'acétylation en- zymique et d'autres réactions biologiques, est une substance dont la molé-
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cule contient un ester phosphorique de la pantéthéïne I. En proses de tri- phosphate d'adénosine et de l'apoenzyme spécifique, la pantéthine II possède également l'activité du coenzyme A
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C OHC (CH.3 )2 CHOHCONHCH2 C CONHCH2 CH2 SH .
[CH20HO ( CH3 ) z CHOHCONHCHZ CH CONHCHZ CI S II.
Or, il a été établi suivant l'invention, que la pantéth1ne II peut être obtenue avec un rendement excellent suivant un procédé consistant
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à transformer la cystamine au moyen de chlorure de phtalyl- '?1 en di- Lphtalyl- -alanylj -cystamine, à éloigner les radicaux pht-4tl"s et à faire réagir la df- [b -alanylj -cystamine formée avec la :,-"j- 0( ,Y d.hydroxy- , -dithyl-butyro- -lactone. La pantéthine passè4.e- 4!ens " l'eau un pouvoir rotatoire spécifique de [Ó] 22d pan= +17,7 (+ 0,3 ). .Elle est aisément soluble dans l'eau, peu soluble dans l'acool, insoluble dans l'éther et l'acétone. La réaction au biurète, qu'elle provoque, est forte et durable.
Une modification du procédé susindiqué, consistant à utiliser la
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forme racémique de la d , 0 -dihydroxy- f? ' f; -diméthyl-butyro- ' -lactone au lieu de la forme lévogyre, conduit à la pantéthine racémique.
La cystamine, que l'on utilise comme produit de départ, peut e- tre obtenue en faisant réagir le brométhyl-phtalimide (Org.Synthesis, 7,
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page 19) avec le thiosulfate de sodium pour former le "sel de Bunte" de la formule
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en oxydant ce dernier par de l'iode et en scindant le disulfure de diphtalimidoéthyle] formé au moyen d'hydrazine ou d'acide bromhydrique. Cette opération produit la cystamine et, en outre, de l'acide phtalique ou, res- pectivement, l'hydrazide de ce dernier.
Exemple Préparation de la cystamine.
Un mélange de 110 parties en poids (0,43 mois) de brométhyl-phta- limide (Org.Synthesis, volume 7, page 19), 107 parties en poids de thiosul- fate de sodium (0,43 mol) et 800 parties en volume de méthanol aqueux à 50% est chauffé à ébullition avec reflux pendant 4 heures, après quoi la disso- lution est complète. 45 Parties en poids d'iode pulvérisé sont ajoutées, par petites portions, à la solution en ébullition, ce qui peut s'effectuer avantageusement en plaçant l'iode dans un appareil de Soxhlet dans lequel on fait passer les vapeurs condensées du mélange en ébullition. Petit à petit, un précipité de disulfure de di[phtalimidoéthyle] se forme; il est séparé de la solution chaude par filtration et cristallisé dans de l'aci- de acétique glacial. Rendement : 43 parties en poids. Point de fusion : 138 C.
On éloigne les radicaux phtaliques du produit obtenu en chauf- fant à ébullition pendant 10 à 12 heures un mélange de 6 parties en poids de disulfure de di/phtalimidoéthyle7 dans 8,5 parties en volume d'acide bromhydrique aqueux à 48% et 8,5 parties en volume d'acide acétique glacial.
La dissolution du disulfure s'accomplit durant les trois premières heures.
On fait refroidir le mélange de réaction, dont la majeure partie de l'acide phtalique s'est séparée, puis on ajoute 20 parties en volume d'eau, on sé- pare le précipité par succion et on concentre fortement le filtrat dans le vide. On élimine l'acide phtalique qui s'est encore séparé, le filtrat est concentré à siccité, le résidu est dissous dans de l'éthanol à 95%,puis on cristallise en ajoutant de l'éther. Le dihydrobromure de la cystamine ainsi obtenu se présente, après recristallisation, sous forme d'aiguilles incolores du point de fusion 238-239 C. Rendement : 3,9 parties en poids (85% de la théorie).
La séparation des radicaux phtaliques peut aussi être effectuée par réaction du disulfure de di[phtalimidoéthyle] avec de l'hydrazine (en chauffant les partenaires de la réaction dans de l'alcool amylique). Le ren- dement en dihydrochlorure de cystamine atteint ainsi 80% et plus. Le dihy- drochlorure de cystamine fond à 209-210 C.
Préparation de la di- (ss -alanyl)-cystamine.
On prépare le chlorure de phtalyl- -alanyle en faisant chauf- fer 12,5 parties en poids de phtalyl-ss -alanine (S. Gabriel, Berichte 38, [1905], page 634) avec du chlorure de thionyle en excès pendant 1 1/2 heure et on sépare l'excès de chlorure de thionyle par distillation.
Le chlorure de phtalyl- -alanyle ainsi obtenu est dissous dans une quantité à peine suffisante de chloroforme sec et cette solution est introduite dans une sus- pension de cystamine dans du chloroforme, préparée de la manière suivante : 5,75 parties en poids de dihydro-chlorure de cystamine sont dissoutes dans
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le moins d'eau possible, on ajoute de la soude calcinée jusqu'à ce qu'une masse solide et pulvérisable se forme, puis cette dernière est mise en sus- pension dans 150 parties en volume de chloroforme exempte d'éthanol. La solution de chlorure de phtalyl- p -alanyle est introduite lentement, en remuant et à une température de -5 C,dans la suspension de cystamine sus- dite, puis on laisse monter la température, en remuant continuellement, jusqu'à 20 C.
On sépare le précipité, consistant en carbonate et en chlo- rure de sodium, par filtration et on évapore la solution chloroformée dans
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le vide. On obtient ainsi la di- (phtalyl- -alanyl)-cystamine presque pu- re, qui fond après recristallisation dans de l'acide acétique dilué à 211 C.
Rendement : 80% de la théorie.
Pour séparer le radical phtalique, on chauffe le composé susdit à ébullition pendant 2 heures avec 3 mois d'hydrazine dans de l'alcool iso- amylique, on sépare l'hydrazide phtalique par filtration, on concentre le filtrat jusqu'à siccité dans le vide, on reprend dans de l'eau et on porte le pH de la solution à 5-6 au moyen d'acide acétique; la nouvelle quantité d'hydrazide phtalique précipitée est éloignée par filtration. Le filtrat est concentré une nouvelle fois dans le vide, le résidu dissous dans de l'alcool absolu et une solution alcoolique d'acide oxalique y est addition- née. L'oxalate de di-(ss -alanyl)-cystamine ainsi obtenu peut être recris- tallisé dans de l'éthanol aqueux et fond à 186 C. Rendement : 50% de la théorie.
Préparation de la pantéthine.
En partant de l'oxalate ci-dessus, on obtient la di-(ss -alanyl)- cystamine libre par précipitation de l'acide oxalique au moyen d'hydroxyde de barium. La base forte obtenue peut être recristallisée dans de l'étha- nol aqueux et forme des aiguillettes fines et incolores fondant à 196 C.
Pour obtenir la pantéthine, un mélange de 1 équivalent de di-
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( P -alanyl)-cystamine et 6 équivalents de (-)- oL , ,0.: -dihydroxy- /2> , (1- diméthyl-butyro- -lactone est chauffé lentement à 150 C est maintenu à cette température jusqu'à ce qu'une masse homogène se soit formée.. Une fois refroidie, cette masse est épuisée avec de l'éther afin d'éloigner la lactone en excès, le résidu est dissous dans du méthanol et la solution filtrée est additionnée de 3 fois son volume d'iso-propanol, ce qui provo- que la séparation d'impuretés colorées, que l'on élimine. La solution pu- rifiée est introduite dans de l'éther et on obtient la pantéthine sous la forme d'un précipité incolore.
On centrifuge, on lave avec de l'éther et on continue éventuellement encore la purification par précipitation frac- tionnée répétée. Le produit pur présente dans l'eau l'Index de rotation
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/"<*7d = + 17,7 (10,3 ).
La pantéthine est facilement soluble dans l'eau, assez facile- ment soluble dans les alcools et insoluble dans l'éther ou l'schettne. La réaction au biurète est très forte et dure plusieurs heures. 'En présence
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de triphosphate d'adénosine et de l'apoenzyme spécifique, la pantéiZhl-e possède toute l'activité du coenzyme A. Dans les mêmesconditions, l'acide
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pantothénique ou un mélange d'acide pantothénique et de cystamin.e-- inactifs.
En employant l'oL , 0 -dihydroxy- 3 , -diméthyl-butyro- Jf -lac- tone racémique au lieu de la lactone lévogyre, on obtient la pantéthine racémique.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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ROCHE PRODUCTS S.A., residing in BRUSSELS, PROCESS FOR THE PREPARATION OF PANTETHINE.
Coenzyme A, which plays an important role in enzymic acetylation and other biological reactions, is a substance whose mol-
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cule contains a phosphoric ester of pantethine I. In proses of adenosine triphosphate and the specific apoenzyme, pantethine II also possesses the activity of coenzyme A
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C OHC (CH.3) 2 CHOHCONHCH2 C CONHCH2 CH2 SH.
[CH20HO (CH3) z CHOHCONHCHZ CH CONHCHZ CI S II.
However, it has been established according to the invention that pantethene II can be obtained with an excellent yield by a process consisting of:
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converting cystamine by means of phthalyl- '1 chloride to di-Lphthalyl- -alanylj -cystamine, removing pht-4tl "s radicals and reacting df- [b -alanylj -cystamine formed with: , - "j- 0 (, Y d.hydroxy-, -dithyl-butyro- -lactone. Pantethine passes water a specific optical rotation of [Ó] 22d pan = +17.7 (+ 0.3). It is easily soluble in water, sparingly soluble in alcohol, insoluble in ether and acetone. The reaction to biuret, which it causes, is strong and lasting.
A modification of the above-mentioned process, consisting in using the
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racemic form of d, 0 -dihydroxy- f? 'f; -dimethyl-butyro- '-lactone instead of the levorotatory form, leads to racemic pantethine.
Cystamine, which is used as a starting material, can be obtained by reacting bromethyl-phthalimide (Org.Synthesis, 7,
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page 19) with sodium thiosulfate to form the "Bunte salt" of the formula
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by oxidizing the latter with iodine and by splitting the diphthalimidoethyl disulfide] formed by means of hydrazine or hydrobromic acid. This operation produces cystamine and, in addition, phthalic acid or, respectively, the hydrazide thereof.
Example Preparation of cystamine.
A mixture of 110 parts by weight (0.43 months) of bromethyl phthalimide (Org.Synthesis, volume 7, page 19), 107 parts by weight of sodium thiosulfate (0.43 mol) and 800 parts by volume of 50% aqueous methanol is heated to boiling with reflux for 4 hours, after which dissolution is complete. 45 parts by weight of powdered iodine are added, in small portions, to the boiling solution, which can advantageously be carried out by placing the iodine in a Soxhlet apparatus in which the condensed vapors of the boiling mixture are passed. . Gradually, a precipitate of di [phthalimidoethyl] disulfide forms; it is separated from the hot solution by filtration and crystallized from glacial acetic acid. Yield: 43 parts by weight. Melting point: 138 C.
The phthalic radicals are removed from the product obtained by heating at the boiling point for 10 to 12 hours a mixture of 6 parts by weight of di / phthalimidoethyl disulfide7 in 8.5 parts by volume of 48% aqueous hydrobromic acid and 8, 5 parts by volume of glacial acetic acid.
Dissolution of the disulfide takes place during the first three hours.
The reaction mixture, from which most of the phthalic acid has separated, is cooled, then 20 parts by volume of water are added, the precipitate is removed by suction and the filtrate is strongly concentrated in vacuo. . The phthalic acid which further separated is removed, the filtrate is concentrated to dryness, the residue is dissolved in 95% ethanol, then crystallized by adding ether. The cystamine dihydrobromide thus obtained appears, after recrystallization, in the form of colorless needles with a melting point of 238-239 C. Yield: 3.9 parts by weight (85% of theory).
The separation of phthalic radicals can also be accomplished by reacting di [phthalimidoethyl] disulfide with hydrazine (by heating the reaction partners in amyl alcohol). The yield of cystamine dihydrochloride thus reaches 80% and more. Cystamine dihydrochloride melts at 209-210 C.
Preparation of di- (ss -alanyl) -cystamine.
Phthalyl- alanyl chloride is prepared by heating 12.5 parts by weight of phthalyl-ss -alanine (S. Gabriel, Berichte 38, [1905], page 634) with excess thionyl chloride for 1 1/2 hour and the excess thionyl chloride is separated by distillation.
The phthalyl-alanyl chloride thus obtained is dissolved in a scarcely sufficient quantity of dry chloroform and this solution is introduced into a suspension of cystamine in chloroform, prepared as follows: 5.75 parts by weight of dihydro -cystamine chloride are dissolved in
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As little water as possible, calcined soda is added until a solid pulverizable mass is formed, then the latter is suspended in 150 parts by volume of chloroform free of ethanol. The solution of phthalyl-p -alanyl chloride is introduced slowly, with stirring and at a temperature of -5 C, into the suspension of the aforementioned cystamine, then the temperature is allowed to rise, with continuous stirring, to 20 C. .
The precipitate, consisting of carbonate and sodium chloride, is separated by filtration and the chloroform solution is evaporated in
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the void. This gives almost pure di- (phthalyl- -alanyl) -cystamine, which melts after recrystallization in acetic acid diluted at 211 ° C.
Yield: 80% of theory.
To separate the phthalic radical, the aforesaid compound is heated to the boil for 2 hours with 3 months of hydrazine in iso-amyl alcohol, the phthalic hydrazide is separated by filtration, the filtrate is concentrated to dryness in the solution. empty, the residue is taken up in water and the pH of the solution is brought to 5-6 by means of acetic acid; the new quantity of precipitated phthalic hydrazide is removed by filtration. The filtrate is concentrated again in vacuo, the residue dissolved in absolute alcohol and an alcoholic solution of oxalic acid is added thereto. The di- (ss -alanyl) -cystamine oxalate thus obtained can be recrystallized from aqueous ethanol and melts at 186 ° C. Yield: 50% of theory.
Preparation of pantethine.
Starting from the above oxalate, free di- (ss -alanyl) - cystamine is obtained by precipitation of oxalic acid with barium hydroxide. The strong base obtained can be recrystallized from aqueous ethanol and forms fine, colorless aiguillettes melting at 196 ° C.
To obtain pantethine, a mixture of 1 equivalent of di-
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(P -alanyl) -cystamine and 6 equivalents of (-) - oL,, 0 .: -dihydroxy- / 2>, (1- dimethyl-butyro- -lactone is slowly heated to 150 C is maintained at this temperature until until a homogeneous mass has formed. Once cooled, this mass is exhausted with ether in order to remove the excess lactone, the residue is dissolved in methanol and the filtered solution is added 3 times its volume of iso-propanol, which causes the separation of colored impurities, which are removed. The purified solution is introduced into ether and pantethine is obtained in the form of a precipitate. colorless.
It is centrifuged, washed with ether and the purification by repeated fractional precipitation is optionally continued. The pure product in the water has the Rotation Index
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/ "<* 7d = + 17.7 (10.3).
Pantethine is readily soluble in water, fairly readily soluble in alcohols, and insoluble in ether or schettne. The reaction to biurete is very strong and lasts several hours. 'In the presence
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of adenosine triphosphate and the specific apoenzyme, pantéiZhl-e has all the activity of coenzyme A. Under the same conditions, the acid
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pantothenic or a mixture of pantothenic acid and cystamin.e-- inactive.
By employing racemic ol, 0 -dihydroxy-3, -dimethyl-butyro-Jf -lactone instead of the levorotatory lactone, racemic pantethine is obtained.
CLAIMS.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.