Verfahren zur Herstellung von Tryptophan. Die bis jetzt bekanntgewordenen Syn thesen des d,1-Tryptophans benützen ent weder ss-Indol-aldehyd (Berichte der Deut sehen Chemischen Gesellschaft 40 [1907], S. 3029; 55 [l922], S. 3859;
Journal of the Chemical Society 1944, S. 629) oder Indo1 selbst (Journal of the Ameri.can Chemical Society 66 [1944], S. 350; 67 [1945], S. 38) als Ausgangsverbindung. Zum Einbau der ss-ständigen Seitenkette an den Indolkern werden verschiedene Methoden angewendet;
er erfolgt entweder mit Hippursäure oder Hydantoin oder mit Formaldehyd, Dimethyl- oder Diäthvlamin und Acetaminomalonester.
Es wurde nun gefunden, dass d,l-Trypto- phan vorteilhaft dadurch gewonnen werden kann, dass man a-(ss'-Diäthylamino-äthyl)- acetessigsäure-äthylester unier Abspaltung der Aeetylgruppe mit Diazobenzolchlorid kuppelt, das erhaltene Phenylhydrazon des a - Keto@- y - diäthylamino - buttersäure - äthyl- esters durch Erwärmen in saurer Lösung in a-Carbäthoxy-ss-diäthylaminomethyl-indol überführt,
diese Verbindung mit Acetamino- malonester unter Abspaltung des Diäthyl- amino -Restes zum (a - Carbäthoxy - skatyl)- acetamino-malonester kondensiert und diesen Ester unter Verseifung und Decarboxylierung zum d,1-Tryptophan abbaut.
Die Kupplung des a-(ss'-Diäthylamino- äthyl)-acetessigesters (I) mit dem Diazo- benzolchlorid, wobei die Acetylgruppe abge spalten wird, erfolgt zweckmässig in neutraler Lösung.
Beim Erwärmen des Phenylhydra- zons des a-Keto-y-diäthylamino-buttersäure-. äthylesters (II), zum Beispiel in einem organischen Lösungsmittel, wie Eisessig oder Alkohol, mit einer Mineralsäure tritt Ring- schluss im Sinne der Fischerschen Indol- syntliese ein.
In dem entstandenen a-Carb- 'äthoxy-ss-diäthylaminomethyl-indol (III) ist die für die Tryptophansynthese nach Snyder (American Chemical Society 67 [1945], S. 38) benötigte labile, ss-ständige, basische Seiten kette bereits vorhanden.
Bei der Kondensa tion mit Acetamino-malonester erhält man unter Abspaltung des Diäthylamino-Restes den (a-Carbäthoxy-sli:atyl)-acetamino-malon- ester (IV), der beispielsweise durch Kochen mit verdünnter bsineralsäure in einem Ar beitsgang in d,1-Tryptophan (V) übergeführt werden kann. Der Abbau des (a-Carbäthoxy- skatyl)-acetamino-malonesters kann jedoch auch in mehreren Stufen durchgeführt wer den. Wenn man z.
B. den (a-Carbäthoxy- skatyl-acetamino-malonester einer gelinden alkalischen Verseiùng unterzieht, so erhält man (a-Carbäthoxy-skatyl)-acetamino-malon- säure (V1). Diese Verbindung verliert durch Erhitzen über den Schmelzpunkt Kohlen dioxyd; es entsteht die (a-Carbäthoxy-skatyl)- acetamino-essigsäure (VII), aus der beim Kochen mit verdünnter Mineralsäure d,l- Tryptophan erhalten -wird.
Das d,1-Tryptaphan soll als Zwischenpro dukt für die Gewinnung von 1-Tryptophan dienen.
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<I>Beispiel 1:</I> In eine Mischung von 20 Gewichtsteilen Eis und 4,8 Volumteilen 3-n-Natronlauge werden gleichzeitig 4 Gewichtsteile a-(,B'-Di- äthylaminoäthyl) -acetessigester und etwa 35-40 Volumteile einer Diazobenzolehlorid- lösung eingeführt.
Letztere wird aus 1,69 Gerichtsteilen Anilin, 9,6 Volumteilen konzentrierter Salzsäure, 30 Gewichtsteilen Eis und 1,37 Gewichtsteilen Natrium- nitrit zubereitet, wobei nach beendeter Diazo- tierung die überschüssige Salzlösung unter Zugabe von 14-15 Gewichtsteilen kristalli siertem Natriumacetat abgestumpft wird.
Man lässt die Kupplung unter Rühren bei Zimmertemperatur vor sich gehen. Sie ist in 37/2-4 Stunden beendet. Durch gelegentliche Zugabe von verdünnter Natronlauge wird die bei der Reaktion entstehende Essigsäure neutralisiert und so das pg der Reaktions mischung auf 5,5-6,5 gehalten.
Zum Schluss hat sich ein dicker, orangeroter Kristallbrei, bestehend aus dem Chlorhydrat des Phenyl- hydrazons des a-Keto-y-diäthylamino-butter- säure-äthylesters abgeschieden. Dieser wird genutscht und der gut abgepresste Nutsch- kuchen durch Eintragen in 30 Volumteile 3-n-Sodalösung zersetzt.
Die ausfallende ölige Esterbase wird in Äther aufgenommen, die Ätherlösung mit Pottasche getrocknet und nach dem Abdampfen des Äthers der Rückstand ivi Hochvakuum destilliert. Der Ester bildet ein orangerotes <B>01</B> von schwach basischem Geruch. Der Siedepunkt liegt bei einem Druck von 0,1 mm bei 160-165 C.
In eine Lösung von 6 Gewichtsteilen a Keto-y-diäthylamino-buttersäure-äthylester phenylhydrazon in 24 Volumteilen Eisessig werden im Laufe von 10 Minuten unter Rüh ren 6 Volumteile konzentrierte Schwefel säure zugetropft. Man rührt nun bei 80-90 C <B>92</B> Stunden, giesst auf 300 Gewichtsteile Eis und äthert die saure Lösung zur Entfernung von Verunreinigungen aus.
Die wässerige Lösung wird daraufhin sodaalkalisch ge macht, das Reaktionsprodukt in Chloroform aufgenommen und nach dem Abdampfen der getroclmeten Chloroformlösung der Rück stand aus hochsiedendem Petroläther um kristallisiert. Das a-Carbäthoxy-fl-cliäthyl- a.minomethyl-indol bildet weisse Kristalle vom Schmelzpunkt 103 C.
10 Gewichtsteile a-Carbäthoxy-ss-diäth@Tl- aminomethyl-indol und 7,9 Gewichtsteile Acetamino-malonester werden in 100 Volum- tcilen Xylol gelöst und nach Zugabe von 0,5 Gewichtsteilen pulverisiertem Na.riumhydro- xvd unter Rühren 16 Stunden auf 120-130 C erhitzt.
Während der Reaktion entwickelt sich Diäthylamin. Die Lösung wird heiss filtriert, mit 3-n-Salzsäure gewaschen und die getrocknete Xylollösung im Vakuum ein gedampft. Der Rückstand wird aus verdünn tem Alkohol umkristallisiert. Der _(a-Carb- äthogy-skatyl) -aeetamino-malonester bildet weisse Nadeln vom Schmelzpunkt 125 C.
1 Gewichtsteil (a-Carbäthoxy-skatyl)- acetamino-malonester wird mit 20 Volum- teilen 3-n-Schwefelsäure 48 Stunden am Rückfluss gekocht. Danri wird mit 20 Volum- teilen Wasser verdünnt, die Schwefelsäure mit Baryt entfernt und durch Eindampfen der wässerigen Lösung das d,1-Tryptophan gewonnen.
<I>Beispiel 2:</I> 5 Getvichtsteile (a-Carbäthoxy-skatyl)- a cetamino-malonester werden mit einer Mi schung von 13 Volumteilen 3-n-Natronlauge, 33 Volumteilen Wasser und 50 Volumteilen Alkohol 16 Stunden bei Zimmertemperatur stehen gelassen.
Dann wird mit 100 Volum- teilen JÄrasser verdünnt, zwecks Entfernung von hTeutralkörpern ausgeäthert, dann die wässerige Schicht mit Salzsäure congosauer gemacht, erneut ausgeäthert und der getrock nete Ätherrückstand aus Alkohol umkristal lisiert. Die (a-Carbäthoxy-sL-atyl)-acetamino- malonsäure kristallisiert in weissen Nadeln und schmilzt unter C0 -Abspaltung bei l32 C.
6,4 Gewichtsteile (a-Carbäthoxy-skatyl)- acetamino-malonsäure werden in einem Ölbad so lange auf 145-150 C erhitzt, bis die Gasentwicklung aufgehört hat und der Kol beninhalt wieder ganz erstarrt ist. Man kristallisiert das Reaktionsprodukt aus Al kohol uin und erhält die (a-Carbäthoxy- slta.t;v1)-aceta-mino-essigsäure als weisses Kri stallpulver vom Schmelzpunkt 215 C.
1 Gewichtsteil (a-Carbäthoxy-skatyl)- acet < zmino-essigsäure wird mit 15 Volum- teilen 3-n-Schwefelsäure 16 Stunden am Rückfluss gekocht. Man verdünnt dann mit 15 Volumteilen -Wasser, entfernt mit Baryt die Schwefelsäure und erhält beim Einengen der wässerigen Lösung d,1-Tryptophan.
Process for the production of tryptophan. The syntheses of d, 1-tryptophan that have become known up to now either use ss-indole aldehyde (reports from the German Chemical Society 40 [1907], p. 3029; 55 [1922], p. 3859;
Journal of the Chemical Society 1944, p. 629) or Indo1 itself (Journal of the American can Chemical Society 66 [1944], p. 350; 67 [1945], p. 38) as the starting compound. Various methods are used to incorporate the ss side chain on the indole nucleus;
it is done either with hippuric acid or hydantoin or with formaldehyde, dimethyl or diethylamine and acetaminomalone ester.
It has now been found that d, l-tryptophane can advantageously be obtained by coupling a- (ss'-diethylamino-ethyl) -acetacetic acid ethyl ester with cleavage of the ethyl group with diazobenzene chloride, the resulting phenylhydrazone of the a-keto @ - y - diethylamino - butyric acid - ethyl ester converted into a-carbethoxy-ß-diethylaminomethyl-indole by heating in an acidic solution,
this compound is condensed with acetaminomalonic ester with cleavage of the diethylamino radical to form (a-carbethoxy-skatyl) -acetamino-malonic ester and this ester is degraded to d, 1-tryptophan with saponification and decarboxylation.
The coupling of the a- (ss'-diethylamino-ethyl) -acetoacetic ester (I) with the diazo benzene chloride, the acetyl group being split off, is expediently carried out in a neutral solution.
When heating the phenylhydrazones of the a-keto-y-diethylamino-butyric acid. ethyl ester (II), for example in an organic solvent such as glacial acetic acid or alcohol, with a mineral acid, ring closure occurs in the sense of Fischer's indole syntliese.
In the resulting α-carb- 'ethoxy-ß-diethylaminomethyl-indole (III) the labile, ß-permanent, basic side chain required for the tryptophan synthesis according to Snyder (American Chemical Society 67 [1945], p. 38) is already present .
In the condensation with acetamino malonic ester, the (a-carbethoxy-sli: atyl) -acetamino-malonic ester (IV) is obtained with elimination of the diethylamino residue, which can be obtained, for example, by boiling with dilute bsineralic acid in one work step 1-tryptophan (V) can be converted. The degradation of the (a-carbethoxyskatyl) -acetamino-malonic ester can, however, also be carried out in several stages. If you z.
If, for example, the (a-carbethoxyskatyl-acetamino-malonic ester is subjected to a mild alkaline saponification, then (a-carbethoxyskatyl) -acetamino-malonic acid (V1) is obtained. This compound loses carbon dioxide when heated above the melting point; the result is (a-carbethoxy-skatyl) -acetamino-acetic acid (VII), from which d, l-tryptophan is obtained when boiled with dilute mineral acid.
The d, 1-tryptaphan is to serve as an intermediate product for the production of 1-tryptophan.
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<I> Example 1: </I> In a mixture of 20 parts by weight of ice and 4.8 parts by volume of 3N sodium hydroxide solution, 4 parts by weight of a- (, B'-diethylaminoethyl) -acetoacetic ester and about 35-40 parts by volume are added at the same time a diazobenzene chloride solution introduced.
The latter is prepared from 1.69 parts by weight of aniline, 9.6 parts by volume of concentrated hydrochloric acid, 30 parts by weight of ice and 1.37 parts by weight of sodium nitrite, the excess salt solution being blunted by adding 14-15 parts by weight of crystallized sodium acetate after the diazotization is complete .
The coupling is allowed to proceed with stirring at room temperature. It is finished in 37 / 2-4 hours. The acetic acid formed during the reaction is neutralized by the occasional addition of dilute sodium hydroxide solution and the pg of the reaction mixture is kept at 5.5-6.5.
At the end a thick, orange-red crystal paste, consisting of the chlorohydrate of the phenylhydrazone of the a-keto-y-diethylamino-butyric acid ethyl ester, has separated out. This is sucked and the well-pressed nutsch cake is broken down by adding it to 30 parts by volume of 3N soda solution.
The oily ester base which precipitates is taken up in ether, the ether solution is dried with potash and, after the ether has evaporated, the residue is distilled in a high vacuum. The ester forms an orange-red <B> 01 </B> with a weakly basic odor. The boiling point at a pressure of 0.1 mm is 160-165 C.
In a solution of 6 parts by weight of a keto-y-diethylamino-butyric acid ethyl ester phenylhydrazone in 24 parts by volume of glacial acetic acid, 6 parts by volume of concentrated sulfuric acid are added dropwise over the course of 10 minutes with stirring. The mixture is then stirred at 80-90 ° C. for 92 hours, poured onto 300 parts by weight of ice and the acidic solution is etherified to remove impurities.
The aqueous solution is then made alkaline with soda, the reaction product is taken up in chloroform and, after the dried chloroform solution has evaporated, the residue is recrystallized from high-boiling petroleum ether. The a-carbethoxy-fl-cliäthyl-a.minomethyl-indole forms white crystals with a melting point of 103 C.
10 parts by weight of a-carbethoxy-ss-diet @ Tl-aminomethyl-indole and 7.9 parts by weight of acetaminomalonic ester are dissolved in 100 parts by volume of xylene and, after adding 0.5 parts by weight of powdered sodium hydroxide, are stirred for 16 hours Heated to 120-130 C.
Diethylamine develops during the reaction. The solution is filtered hot, washed with 3N hydrochloric acid and the dried xylene solution is evaporated in vacuo. The residue is recrystallized from dilute alcohol. The _ (a-Carb- äthogy-skatyl) -aeetamino-malonic ester forms white needles with a melting point of 125 C.
1 part by weight of (a-carbethoxyskatyl) -acetamino-malonic ester is refluxed with 20 parts by volume of 3-n-sulfuric acid for 48 hours. Danri is diluted with 20 parts by volume of water, the sulfuric acid is removed with barite and the d, 1-tryptophan is obtained by evaporating the aqueous solution.
<I> Example 2: </I> 5 parts by volume (a-carbethoxy-skatyl) -acetamino-malonic ester are left with a mixture of 13 parts by volume of 3N sodium hydroxide solution, 33 parts by volume of water and 50 parts by volume of alcohol for 16 hours at room temperature calmly.
Then it is diluted with 100 parts by volume of water, ether is extracted in order to remove neutral bodies, then the aqueous layer is made congo acidic with hydrochloric acid, extracted again and the dried ether residue is recrystallized from alcohol. The (a-carbethoxy-sL-atyl) -acetamino-malonic acid crystallizes in white needles and melts with elimination of CO at 132 C.
6.4 parts by weight (a-carbethoxy-skatyl) -acetamino-malonic acid are heated in an oil bath to 145-150 C until the evolution of gas has ceased and the contents of the flask have completely solidified again. The reaction product is crystallized from alcohol and the (a-carbethoxy-slta.t; v1) -aceta-mino-acetic acid is obtained as a white crystal powder with a melting point of 215 C.
1 part by weight of (a-carbethoxyskatyl) -acet <zmino-acetic acid is refluxed with 15 parts by volume of 3-n-sulfuric acid for 16 hours. It is then diluted with 15 parts by volume of water, the sulfuric acid is removed with barite and d, 1-tryptophan is obtained when the aqueous solution is concentrated.