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NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION, résidant à LONDRES.
PERFECTIONNEMENTS RELATIFS A LA FABRICATION DE PANTETHEINE-4' PHOSPHATE
ET PANTETHINE-4 PHOSPHATE. la présente invention est relative à la production de pentéthine- 42 phosphate, de pantéthéine-4-' phosphate et de mélanges des deux. Il a été démontré que la forme D (+) de panthéthéine-4' phosphate, laquelle peut être représentée par la formule (HO)2PO.O.CH2.C(CH3)2.CHOH.CO.NH.CH2.CH2.CO.NH.CH2CH2.SH) est un produit d'hydrolyse de la co-enzyme A et constitue en effet le pro- duit d'hydrolyse qui favorise la croissance de l'Acetobactersuboxydans et a été dénommée "A.S.F" (Acetobacter stimulatory factor = facteur de stimula- tion de l'Acetobacter).
Le pantéthine-4" phosphate peut être représenté par la formule [(HO)2PO.O.CH2.C(CH3)2.CHOH.CO.NH.CH2CH2.CO.NH.CH2.CH2.S-] 2, sa forme D (+) stimule également la croissance de l'Acetobacter-suboxydans.
Le pantéthine-4-' phosphate et le pantéthéine-4' phosphate peuvent être tous deux d'une grande utilité pour la synthèse de la co-enzyme A ou de composés apparentés.
La présente invention vise d9une manière générale à établir un procédé pour préparer un produit contenant au moins un des composés panté- thine-4' phosphate et pantéthéine-4' phosphate, procédé dans lequel la pan- téthine est traitée avec un di-aralcyl halogéno-phosphonate dans des condi- tions anhydres et en présence d'une base organique tertiaire, et dans lequel le pantéthine-4' diaralcyl phosphate ainsi formé est traité avec un réac- tif de désaralcylation et, lorsque c'est nécessaire, avec un agent qui ef- fectue une réduction, au moins partielle, du bisulfure en thiol.
Il est pré-
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férable que la phosphorylation de la pantéthine soit exécutée en présence de pyridine ou de lutidine ou d'une autre base tertiaire de la série pyri- dine, tandis que l'agent de phosphorylation utilisé doit être un di-aralcyl chlorophosphonate, tel que la di-benzyl chlorophosphonate par exemple, c'est- à-dire (C6H5.CH2O)2(PO)Cl. La phosphorylation peut être conduite à une température comprise entre -40 C et 40 C.
Dans les cas où un mélange de panté- thine-4' phosphate et de pantéthéine-4' phosphate est requis ou est accepta- ble en tant que produit, le produit de phosphorylation (panthétine-4' di- aralcyl phosphate) peut être avantageusement désaralcylé et réduit partiel- lement dans le sens de la conversion du bisulfure en thiol, cela à l'aide d'un seul et même réactif. Ce dernier peut être un réactif d'hydrogénolyse et,en particulier, un métal alcalin dans l'ammoniaque liquide. Lorsqu'il est nécessaire que le produit coniste entièrement en pantéthéine-4' phospha- te, on peut établir un mélange de pantéthine-4' phosphate et de pantéthéine- 4' phosphate, comme il vient d'être indiqué, ce mélange étant ensuite sou- mis à une nouvelle réduction, jusqu'à ce qu'il ne reste plus de pantéthine- 4' phosphate.
Lorsqu'on désire obtenir le pantéthine-4' phosphate seul,le mélange en question peut être re-oxydé. Le produit peut être purifié en effectuant successivement une précipitation du sel de baryum, une précipi- tation du sel d'argent et une nouvelle précipitation du sel de baryum.
La pantéthine employée dans le procédé selon la présente inven- tion est normalement obtenue par l'oxydation de la pantéthéine. Une mé- thode d'oxydation préférée consiste à faire passer l'oxygène à travers une solution de la pantéthéine dans un solvant basique. Ce dernier solvant peut consister au moins partiellement en une base tertiaire faisant partie de la série pyridine, soit de la pyridine même ou la lutidine. Cependant, un solvant basic préféré est constitué par une alcylène diamine, par exemple l'éthylène diamine et l'hydroxyde cupric.
Pour autant qu'il serait désirable que le produit préparé par le procédé selon l'invention représente la forme D (+) plutôt que la forme D, L, la pantéthine, ainsi que la pantéthéine à partir de laquelle elle peut être obtenue, seront aussi employés normalement sous la forme D (+).
Les exemples ci-après serviront à illustrer l'invention.
Exemple I.
1. - Préparation de pantéthine -
Un vif courant d'oxygène a été dirigé, à travers un barboteur à remplissage approprié ("sintered bubbler"), dans une solution de panthé- théine (3,8 g) dans la pyridine (60 cm3) jusqu'à ce qu'un échantillon n'ait plus donné de réaction positive avec le nitroprussure en ce qui concerne le thiol. On a ajouté le benzène anhydre (environ 30 cm3) et l'on a évapo- ré la solution sous pression réduite, de manière à obtenir un sirop. Le résidu a été dissous dans la pyridine anhydre (50 cm3) et a été refroidi à -40 .
2. - Préparation de pantéthine-4' phosphate et de pantéthéine-4' phosphate
Le dibenzyl chlorophosphonate (à,partir de 3,6 g de dibenzyl phosphite, 1 mole) a été ajouté à la solution de l'Exemple "1" ci-dessus et le mélange ainsi réalisé a été maintenu à -40 pendant 15 minutes. Après un repos de 3-4 heures à la température ambiante, la pyridine a été élimi- née par distillation sous pression réduite et le résidu a été dissous dans le chloroforme. La solution dans le chloroforme a été lavée avec des por- tions successives d'acide sulfurique normal, d'eau et de solution d'hydro- carbonate de sodium, séchée avec le sulfate de magnésium anhydre et évapo- rée. Le sirop résiduel a été lavé avec trois portions de benzène.
Le si- rop s'est transformé en une résine dure au cours de ce lavage. La résine a été dissoute dans l'alcool, une petite quantité de solide a été enlevée par centrifugation et la plus grande partie de l'alcool a été éliminée par
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évaporation.
La solution assez visqueuse ainsi obtenue a été introduite dans l'ammoniaque liquide (environ 50 cm3) et l'on a ajouté de petits fragments de sodium jusqu'à ce que l'on ait pu observer une coloration bleue passagère dans toute la solution. L'ammoniaque a été évaporée et le résidu a été dis- sous dans l'eau froide (20 cm3) et dirigé à travers une colonne de résine d'échange d'ions à acide sulfonique. (La résine utilisée était celle dis- ponible dans le commerce sous la marque "Amberlite IR-120").
Le liquide sortant a été ajusté à un pH de 8 à l'aide d'une solution d'hydroxyde de baryum, le phosphate de baryum à été éliminé par centrifugation et la solu- tion claire évaporée jusqu'à un faible volume et les sels de baryum du pan- théthine-4'phosphate et du pantéthéine-4' phosphate (2,0 g) précipités avec 1' acétone* 3. - Purification au moyen de sels d'argent.
Une solution de sels de baryum (1,2 g) dans l'eau (50 cm3) a été additionnée d'un excès de solution de nitrate d'argent. Le pH a été ajusté à 7 à l'aide d'hydroyyde de sodium dilué. Les sels d'argent préci- pités sont recueillis par centrifugation, lavés avec l'eau jusqu'à ce que le liquide de lavage fût exempt d'ions de baryum (4 lavages environ ont été nécessaires) mis en suspension dans l'eau et décomposés à l'aide de sulfu- re d'hydrogène. L'excédent de sulfure d'hydrogène a été éliminé par aéra- tion et la solution a été ajustée à un pH de 8 à l'aide d'une solution d'hy- droxyde de baryum. Le sulfure d'argent a été éliminé par centrifugation et le liquide clair surnageant évaporé sous pression réduite jusqu'à un très faible volume.
Les sels de baryum (0,3 g) ont été précipités par addition d'acétone et d'éther. Une autre quantité (0,6 g) a été extraite à partir du précipité de sulfure d'argent en mettant celui-ci en suspension dans l'eau et en y faisant passer du sulfure d'hydrogène jusqu'au point de saturation.
Au cours de ce traitement, le précipité a diminué considérablement en volu- me et est devenu plus foncé. Il a été éliminé par centrifugation et le li- quide surnageant évaporé jusqu'à un faible volume, à partir duquel les sels de baryum ont été isolés de la manière décrite ci-dessus.
Exemple II. -
Préparation de pantéthine (procédé de variante).
La pantéthéine (5 g) a été dissoute dans l'éthanol (10 cm3) et l'eau (10 cm3). La solution a été additionné- d'éthylene diamine (0,5 cm3) et d'hydroxyde çupric hydraté qui a été fraîchement préparé par précipita- tion à partir du chlorure cupric (20 mg). La solution a été agitée dans une atmosphère d'oxygène jusqu'à ce qu'elle eut réagi négativement au nitroprussure en ce gui concerne le thiol. Les composés basiques ont été éliminés en faisant passer la solution à travers une colonne d'une résine d'échange d'ions à acide sulfonique de la forme à l'hydrogène.
(La résine utilisée était celle qui est disponible dans le commerce sous la marque "Amberlite IR-120") Le liquide sortant a été évaporé sous pression réduite, en fournissant la pantéthine avec un rendement sensiblement conforme au ren- dement théorique.
Il va de soi que la pantéthine ainsi obtenue peut être phospho- rylée et ensuite traitée de la manière décrite aux alinéas "2" et "3" de l'Exemple 1.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION, residing in LONDON.
IMPROVEMENTS RELATED TO THE MANUFACTURE OF PANTETHEINE-4 'PHOSPHATE
AND PANTETHINE-4 PHOSPHATE. the present invention relates to the production of pentethine-42 phosphate, pantethine-4- 'phosphate and mixtures of the two. The D (+) form of panthein-4 'phosphate, which can be represented by the formula (HO) 2PO.O.CH2.C (CH3) 2.CHOH.CO.NH.CH2.CH2. CO.NH.CH2CH2.SH) is a hydrolysis product of coenzyme A and in fact constitutes the hydrolysis product which promotes the growth of Acetobactersuboxydans and has been called “ASF” (Acetobacter stimulatory factor = Acetobacter stimulating factor).
Pantethine-4 "phosphate can be represented by the formula [(HO) 2PO.O.CH2.C (CH3) 2.CHOH.CO.NH.CH2CH2.CO.NH.CH2.CH2.S-] 2, sa D (+) form also stimulates the growth of Acetobacter-suboxydans.
Pantethine-4- 'phosphate and pantethine-4' phosphate can both be of great utility for the synthesis of coenzyme A or related compounds.
The present invention aims in general at establishing a process for preparing a product containing at least one of the compounds pantethine-4 'phosphate and pantethine-4' phosphate, a process in which pan-tethine is treated with a di-aralkyl halo. -phosphonate under anhydrous conditions and in the presence of a tertiary organic base, and in which the pantethine-4 'diaralkyl phosphate thus formed is treated with a desaralkylation reagent and, when necessary, with an agent. which effects an at least partial reduction of the disulfide to thiol.
He is pre-
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it is possible that the phosphorylation of pantethine is carried out in the presence of pyridine or lutidine or some other tertiary base of the pyridine series, while the phosphorylating agent used should be a di-aralkyl chlorophosphonate, such as di -benzyl chlorophosphonate for example, that is to say (C6H5.CH2O) 2 (PO) Cl. Phosphorylation can be carried out at a temperature between -40 C and 40 C.
In cases where a mixture of pantethin-4 'phosphate and pantethine-4' phosphate is required or is acceptable as a product, the phosphorylation product (panthetin-4 'di-aralkyl phosphate) can advantageously be. desaralkylated and partially reduced in the direction of the conversion of the disulphide to thiol, using one and the same reagent. The latter can be a hydrogenolysis reagent and, in particular, an alkali metal in liquid ammonia. When it is necessary for the product to consist entirely of pantethine-4 'phosphate, a mixture of pantethine-4' phosphate and pantethine-4 'phosphate can be established, as has just been indicated, this mixture then being further reduced, until no pantethine 4 'phosphate remains.
When it is desired to obtain pantethine-4 'phosphate alone, the mixture in question can be re-oxidized. The product can be purified by successively performing a precipitation of the barium salt, a precipitation of the silver salt and a further precipitation of the barium salt.
Pantethine employed in the process according to the present invention is normally obtained by the oxidation of pantethine. A preferred method of oxidation is to pass oxygen through a solution of pantethein in a basic solvent. This latter solvent may at least partially consist of a tertiary base forming part of the pyridine series, either pyridine itself or lutidine. However, a preferred basic solvent is an alkylene diamine, for example ethylene diamine and cupric hydroxide.
Insofar as it would be desirable for the product prepared by the process according to the invention to represent the D (+) form rather than the D, L form, pantethine, as well as the pantethine from which it can be obtained, will be also normally used in the form D (+).
The examples below will serve to illustrate the invention.
Example I.
1. - Preparation of pantethine -
A brisk stream of oxygen was directed, through an appropriately filled sintered bubbler, into a solution of pantheine (3.8 g) in pyridine (60 cm3) until one sample no longer gave a positive reaction with the nitroprusside with respect to thiol. Anhydrous benzene (about 30 cm3) was added and the solution evaporated under reduced pressure, to obtain a syrup. The residue was dissolved in dry pyridine (50 cm3) and was cooled to -40.
2. - Preparation of pantethine-4 'phosphate and pantethine-4' phosphate
Dibenzyl chlorophosphonate (from 3.6 g of dibenzyl phosphite, 1 mole) was added to the solution of Example "1" above and the mixture thus made was kept at -40 for 15 minutes. After standing for 3-4 hours at room temperature, the pyridine was removed by distillation under reduced pressure and the residue was dissolved in chloroform. The chloroform solution was washed with successive portions of normal sulfuric acid, water and sodium bicarbonate solution, dried with anhydrous magnesium sulfate and evaporated. The residual syrup was washed with three portions of benzene.
The syrup turned into a hard resin during this wash. The resin was dissolved in the alcohol, a small amount of solid was removed by centrifugation, and most of the alcohol was removed by
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evaporation.
The rather viscous solution thus obtained was introduced into liquid ammonia (about 50 cm3) and small fragments of sodium were added until a transient blue color could be observed throughout the solution. The ammonia was evaporated and the residue was dissolved in cold water (20 cm3) and passed through a column of sulfonic acid ion exchange resin. (The resin used was that available commercially under the trademark "Amberlite IR-120").
The exiting liquid was adjusted to a pH of 8 using a solution of barium hydroxide, the barium phosphate was removed by centrifugation and the clear solution evaporated to a small volume and the salts. of barium, pan-thethine-4'phosphate and pantethine-4 'phosphate (2.0 g) precipitated with acetone * 3. Purification with silver salts.
A solution of barium salts (1.2 g) in water (50 cm3) was added with an excess of silver nitrate solution. The pH was adjusted to 7 using dilute sodium hydroyide. The precipitated silver salts are collected by centrifugation, washed with water until the washing liquid is free from barium ions (about 4 washes were necessary) suspended in water and decomposed with hydrogen sulfide. The excess hydrogen sulfide was removed by aeration and the solution was adjusted to pH 8 using barium hydroxide solution. The silver sulfide was removed by centrifugation and the clear supernatant liquid evaporated under reduced pressure to a very low volume.
The barium salts (0.3 g) were precipitated by adding acetone and ether. Another amount (0.6 g) was extracted from the silver sulfide precipitate by suspending it in water and passing hydrogen sulfide through it to the saturation point.
During this treatment the precipitate decreased considerably in volume and became darker. It was removed by centrifugation and the supernatant liquid evaporated to a small volume, from which the barium salts were isolated as described above.
Example II. -
Preparation of pantethine (alternative method).
Pantethin (5g) was dissolved in ethanol (10cm3) and water (10cm3). To the solution was added ethylene diamine (0.5 cm 3) and hydrated acetate hydroxide which was freshly prepared by precipitation from cupric chloride (20 mg). The solution was stirred in an atmosphere of oxygen until it had reacted negatively with the nitroprusside to thiol. The basic compounds were removed by passing the solution through a column of a hydrogen form sulfonic acid ion exchange resin.
(The resin used was that which is commercially available under the trademark "Amberlite IR-120") The exiting liquid was evaporated under reduced pressure, providing the pantethine in a yield substantially in accordance with the theoretical yield.
It goes without saying that the pantethine thus obtained can be phosphorylated and then treated as described in paragraphs "2" and "3" of Example 1.
CLAIMS.
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