Verfahren zur Herstellung von p-Bis-(2-chlor-äthyl)-amino-L-phenylalanin
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer chemotherapeutisch wirksamen Substanz, nämlich von p-Bis- (2-chlor-äthyl)-amino-L- phenylalanin.
Im Patent Nr. 335688 ist ein Verfahren zur Her stellung des p-Bis- (2-chlor-äthyl)-amino-phenylalanins beschrieben und sind die Eigenschaften dieser Verbindung vermerkt. Dieses Verfahren richtet sich sowohl auf die Herstellung der racemischen D, L Form als auch auf die Herstellung der optisch aktiven Isomeren. Aus der im genannten Patent beschriebenen Herstellungsweise der Ausgangsstoffe ist ersichtlich, dass man zur Herstellung der optisch aktiven L-Form vom L-Phenylalanin und zur Herstellung der optisch aktiven D-Form vom D-Phenylalanin ausgeht. Es wird ferner erwähnt, dass die L Form des erfindungsgemäss erhaltenen Produktes grössere wachstumshindernde Wirkung auf Tumoren ausübt, als dies bei der D-Form oder bei der racemischen Form der Fall ist.
Es hat sich nun ergeben, dass die L-Form des p-Bis-(2-chlor-äthyl)-amino-phenylalanins hergestellt werden kann, indem man von optisch inaktivem Material ausgeht und letzteres in der nachstehend beschriebenen Weise über gewisse Zwischenprodukte umsetzt.
Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von p-Bis- (2 chlor-äthyl)-amino-L-phenylalanin, welches darin besteht, dass man eine Lösung von p-Nitro-N-phthaloyl D, L-phenylalanin mit Cinchonidin behandelt, worauf durch Ausfällung des Cinchonidinsalzes des D-Isomeren, vorzugsweise aus Methanol, die optischen Isomeren getrennt werden, eine Lösung des Cinchonidinsalzes des L-Isomeren zur Ausfällung des Cinchonidins alkalisch gemacht und das Cinchonidin abgetrennt wird, worauf durch Ansäuern der zurück- bleibenden Lösung das p-Nitro-N-phthaloyl-L-phenylalanin ausgefällt wird, welches in einen Ester, vorzugsweise den Athylester, übergeführt, im letztgenannten die Nitrogruppe katalytisch zur Aminogruppe reduziert,
die Aminoverbindung mit Athylenoxyd in das Hydroxyäthylderivat übergeführt wird, worauf das letztere Produkt mittels Phosphoroxychlorid oder Thionylchlorid chloriert und nachfolgend die Phthal oylgruppe hydrolytisch abgespalten wird, wobei p Bis-(2-chlor-äthyl)-amino-L-phenylalanin entsteht.
p-Nitro-N-phthaloyl-D, L-phenylalanin kann hergestellt werden, indem man p-Nitro-benzoylchlorid und Diäthyl-phthalimido-malonester in Methyl-äthyl- keton in der Gegenwart von Natriumjodid kondensiert, das erhaltene kristalline p-Nitro-benzyl-phthalimidomalonat nach der Methode von Albertson hydrolysiert, was zum N- (o'-carboxy-benzoyl)-p-nitro- D, L-phenylalanin führt und diese Verbindung dem Ringschluss mit Essigsäureanhydrid unterwirft, wobei p-Nitro-N-phthaloyl-D, L-phenylalanin entsteht.
Beispiel
Das Ausgangsmaterial wurde wie folgt hergestellt : 6, 52 g Diäthylnatrium-phthalimidomalonat (Barger und Weichselbaum, Organic Syntheses, 1943, Coll. Vol. II, 384) wurden in siedendem Methyläthylketon (80 ml) gelöst und eine Lösung von p-Nitro-benzylchlorid (3, 44 g, 1, 0 ml) in 20 ml desselben Lösungs- mittels zugegeben. Nach Zugabe von etwa 0, 5 g Natriumjodid, gelöst in 10 ml heissem Methyläthyl- keton, entstand augenblicklich eine Fällung. Die Mischung wurde 11/2 Stunden lang am Rückfluss gekocht, abgekühlt, filtriert, im Vakuum verdampft und der harzartige Rückstand aus Athanol auskristallisiert.
Die Ausbeute an Diäthyl-p-nitro-benzyl-phthalimido- malonat betrug 88 /o. Die Verbindung bildete farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 103 bis 105 C und schmolz nach Umkristallisieren aus Athanol bei 104 bis 105 C. Analyse : C = 59, 8 /e, H = 4, 5 /ly, N = 6, 4 /o. Berechnet für C22H2008N2 : C = 60, 0 /o, H = 4, 6 /o, N = 6, 4%.
70 g Diäthyl-p-nitro-benzyl-phthalimidomalonat und 70 g Natriumkarbonat wurden in 700 ml Wasser über Nacht am Rückfluss gekocht, wobei zur Vermei- dung von Stossen gerührt wurde. Die klare braune Lösung wurde mit Salzsäure angesäuert und unter Rühren am Rückfluss weitere 40 Minuten gekocht.
Das Gemenge wurde abgekühlt und die farblose Fällung im Gewicht von 31 g abgetrennt. Ein zweiter Fällungsanteil von 18, 5 g wurde nach Verdampfen der Mutterlauge erhalten. Kristallisation aus wässrigem Athanol ergab die Verbindung N- (Carboxybenzoyl)-p-nitro-D, L-phenylalanin in Form feiner Nadeln vom Schmelzpunkt 198 bis 200 C. Die Analyse des bei 100 C im Hochvakuum getrockneten Produktes ergab : C = 56,8 %, H = 4,1 %, N = 7, 8 %. Berechnet für C17H14O7N2: C = 57, 0 /o, H = 3, 9 /o, N = 7, 8 /o.
2, 7 g der N-Carboxy-benzoyl-Verbindung wurden 30 Minuten lang mit 10 ml Essigsäureanhydrid am Rückfluss gekocht, das Gemenge im Vakuum zur Trockne eingedampft und der Rückstand mit Wasser erhitzt. Das abgekühlte, harzige Produkt wurde auf Reiben an der Gefässwandung hin körnig und kristallisierte aus Methyläthylketon oder wä#rigem Athanol in nahezu farblosen Nadeln vom Schmelzpunkt 184 bis 1860 C. Es bestand aus p-Nitro-N-phthaloyl-D, Lphenylalanin.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wurde wie folgt vorgegangen :
Eine Lösung von 1, 0 g der letztgenannten Verbindung in 25 ml Methanol und eine Lösung von 0, 865 g (1, 00 Mol) Cinchonidin in 30 ml Methanol wurden gemischt. Alsbald setzte Kristallisation ein. Das Gemenge wurde über Nacht stehengelassen, und die farblosen Nadeln des D-Isomeren wurden abgetrennt.
Verdampfen der Mutterlauge ergab ein Harz, welches aus wässrigem Athanol in nahezu farblosen Nadeln leicht zum Kristallisieren gebracht werden konnte (0, 73 g). Die Kristalle zeigten einen Schmelzpunkt von 191 bis 192, 5 C. Zweimaliges Umkristallisieren aus wässrigem Athanol ergab das Cinchonidinsalz der L-Saure mit einem Schmelzpunkt von 192, 5 bis 194 C. [a] D =-170 1, 0 (c 1, 32 in Athanol). Analyse des bei 100 im Hochvakuum getrockneten Produktes : C = 66, 2 /o, H = 5, 6 O/o, N = 8, 6 /o. Berechnet für C3GH3407N4-H2O : C = 66, 3 /o, H = 5, 5 /o, N = 8, 6 ID/o.
Zu 2, 9 g des Salzes in 50 ml Äthanol wurden 50 ml Wasser und ein leichter tÇberschuss von etwa 10 ml normalem wässrigem Natriumhydroxyd zugegeben. Die Mischung wurde mit Wasser verdünnt, abgekühlt und von der ausgefallenen Base abfiltriert, worauf das Filtrat mit Salzsäure angesäuert wurde.
Die dünnen Nadeln des aus Athanol umkristallisierten p-Nitro-N-phthaloyl-L-phenylalanins hatte einen Schmelzpunkt von 209 bis 211 C und eine spezifische Drehung von [#035] D21 = -233 ¯ 2 . Die Analyse ergab: C = 60,3 %, H = 3,8 %, N = 8,4 %.
Umwandlung in den Athylester ergab nach zwei maliger Umkristallisation ein Produkt vom Schmelzpunkt 84 bis 85 C, welcher nach Zumischung einer authentischen Probe derselben Art keine Depression zeigte. Die Verbindung hatte eine spezifische Drehung von [a] 2D =-212 ¯ 2 .
Der p-Nitro-N-phthaloyl-L-phenylalaninäthylester wurde in folgender Weise in das p-Bis-(2-chlor-äthyl)- amino-L-phenylalanin übergeführt :
9, 0 g Athyl-N-phthaloyl-p-nitro-phenylalaninat wurden in einer Mischung von 120 g Athylacetat mit 80 g Methanol in Gegenwart von 1, 4 g eines 1 leigen Palladium-Calciumcarbonat-Katalysators hydriert.
Nach Beendigung der Gasaufnahme wurde die filtrierte Hydriermischung unter vermindertem Druck verdampft. Der Harzrückstand wurde in Ather aufgenommen, die Lösung filtriert und unter Rühren ein geringer Überschuss trockener, ätherischer Chlorwasserstofflösung langsam zugegeben. Die entstehende harzartige Fällung wurde beim Reiben körnig.
Das mit Ather gewaschene Produkt wurde aus Athylacetat/Aceton umkristallisiert. Eine 1. Fraktion von 2, 8 g schmolz bei 188 bis 192 C (Zersetzung) ; eine 2. Fraktion von 3, 9g schmolz bei 189 bis 192 C (Zersetzung). Ein Teil der ersten Fraktion wurde aus Athylacetat umkristallisiert und ergab sehr schwach gefärbte Nadeln von Athyl-N-phthaloyl-p-amino-L- phenylalaninat-hydrochlorid vom Smp. 188 bis 190 C (Zersetzung).
(Gefunden : N 7, 42 ; Cl 9, 30 %, C19H19O4N2Cl, berechnet : N 7, 48 ; Cl 9, 48 lo.)
Aus dem Hydrochlorid wurde die freie Base durch Zugabe eines geringen Uberschusses von verdünntem Ammoniak zur wässrigen Lösung erhalten.
Sie wurde aus wässrigem Methanol auskristallisiert.
Nach Umkristallisieren unter Behandlung mit Tierkohle ergaben sich fast farblose Nadeln von Äthyl-Nphthaloyl-p-amino-L-phenylalaninat.
(Gefunden: N 8,29 %, C19H18O4N2, berechnet: N 8,28 %.)
3, 15 g Athyl-N-phthaloyl-p-amino-L-phenylala- ninat (nicht umkristallisiert) wurden in 50 g Wasser aufgeschlämmt und 30 g Eisessig zugefügt. Zur klaren Lösung wurden 8, 0 g Athylenoxyd zugegeben, worauf die Mischung 17 Stunden lang stehengelassen und dann in 350 g Wasser gegossen wurde. Die Lösung wurde mit Natriumbikarbonat neutralisiert und das freigesetzte Harz mit Äther extrahiert. Der Atherextrakt wurde mit Magnesiumsulfat getrocknet und der Ather abgedampft. Der Harzrückstand im Gewicht von 3, 95 g wurde in 50 g Benzol gelöst und die Lösung getrocknet, indem ein Teil des Lösungsmittels als azeotropes Gemisch abdestilliert wurde. Hierauf wurden 8, 0 g frisch destilliertes Phosphoroxychlorid zugegeben und das Gemisch am Rückfluss 30 Minu ten lang erhitzt.
Nach Abtreiben des Lösungsmittels unter reduziertem Druck wurde der harzartige Rück- stand mit 6n-Salzsäure 3Vs Stunden lang am Rück- fluss gekocht. Die Lösung wurde über Nacht abküh- len gelassen und hierauf die ausgefallene Phthalsäure abfiltriert. Nach einer anschliessenden Gefriertrocknung wurden zum rosafarbigen Rückstand 160 g Aceton und 50 g Athylacetat zugegeben. Das Gemenge wurde über Nacht im Kühlraum gelassen, worauf die rosafarbige, klare, überstehende Flüssigkeit abgegossen wurde. Der rosafarbige, harzartige Hydrochloridrückstand wurde in 20 g Wasser gelöst, gesättigte Natriumacetatlösung zugegeben, bis keine weitere Fällung mehr erfolgte, das ausgefallene Produkt gesammelt und in einem Exsikkator getrocknet.
Das rohe p-Bis-(2-chlor-äthyl)-amino-L-phenylalanin im Gewicht von 3, 6 g wurde aus Methanol umkristallisiert, wobei farblose Nadeln des Monohydrates vom Smp.
] 89 bis 183 (Zers.) erhalten wurden. Ausbeute : 37 /os bezogen auf das Chlorhydrat des Amins M-+7, 5" 0, 5 (c = 1, 35 in n HCI).
Process for the preparation of p-bis (2-chloro-ethyl) -amino-L-phenylalanine
The present invention relates to a process for the production of a chemotherapeutically active substance, namely p-bis- (2-chloro-ethyl) -amino-L-phenylalanine.
In Patent No. 335688 a process for the preparation of p-bis- (2-chloro-ethyl) -amino-phenylalanine is described and the properties of this compound are noted. This process is aimed both at the preparation of the racemic D, L form and at the preparation of the optically active isomers. It can be seen from the method of preparation of the starting materials described in the cited patent that one starts from L-phenylalanine for the preparation of the optically active L-form and D-phenylalanine for the preparation of the optically active D-form. It is also mentioned that the L form of the product obtained according to the invention has a greater growth-inhibiting effect on tumors than is the case with the D form or the racemic form.
It has now been found that the L-form of p-bis- (2-chloro-ethyl) -amino-phenylalanine can be produced by starting from optically inactive material and converting the latter in the manner described below via certain intermediate products.
Accordingly, the present invention relates to a process for the preparation of p-bis- (2 chloro-ethyl) -amino-L-phenylalanine, which consists in that a solution of p-nitro-N-phthaloyl D, L-phenylalanine with cinchonidine treated, whereupon the optical isomers are separated by precipitation of the cinchonidine salt of the D isomer, preferably from methanol, a solution of the cinchonidine salt of the L isomer is made alkaline to precipitate the cinchonidine and the cinchonidine is separated off, whereupon the remaining solution is acidified the p-nitro-N-phthaloyl-L-phenylalanine is precipitated, which is converted into an ester, preferably the ethyl ester, in the latter catalytically reducing the nitro group to the amino group,
the amino compound is converted into the hydroxyethyl derivative with ethylene oxide, whereupon the latter product is chlorinated by means of phosphorus oxychloride or thionyl chloride and the phthalyl group is subsequently hydrolytically split off, with p bis (2-chloroethyl) amino-L-phenylalanine being formed.
p-Nitro-N-phthaloyl-D, L-phenylalanine can be prepared by condensing p-nitro-benzoyl chloride and diethyl phthalimido malonic ester in methyl ethyl ketone in the presence of sodium iodide, the crystalline p-nitro Benzyl phthalimidomalonate hydrolyzed by the Albertson method, which leads to N- (o'-carboxy-benzoyl) -p-nitro-D, L-phenylalanine and subjects this compound to ring closure with acetic anhydride, with p-nitro-N-phthaloyl -D, L-phenylalanine is formed.
example
The starting material was prepared as follows: 6.52 g of diethyl sodium phthalimidomalonate (Barger and Weichselbaum, Organic Syntheses, 1943, Coll. Vol. II, 384) were dissolved in boiling methyl ethyl ketone (80 ml) and a solution of p-nitrobenzyl chloride (3.44 g, 1.0 ml) in 20 ml of the same solvent were added. After the addition of about 0.5 g of sodium iodide dissolved in 10 ml of hot methyl ethyl ketone, a precipitate formed immediately. The mixture was refluxed for 11/2 hours, cooled, filtered, evaporated in vacuo and the resinous residue crystallized from ethanol.
The yield of diethyl p-nitro-benzyl-phthalimidomalonate was 88%. The compound formed colorless needles with a melting point of 103 to 105 C and, after recrystallization from ethanol, melted at 104 to 105 C. Analysis: C = 59.8 / e, H = 4.5 / ly, N = 6.4 / o. Calculated for C22H2008N2: C = 60.0 / o, H = 4.6 / o, N = 6.4%.
70 g of diethyl p-nitro-benzyl-phthalimidomalonate and 70 g of sodium carbonate were refluxed in 700 ml of water overnight, stirring being carried out to avoid bumps. The clear brown solution was acidified with hydrochloric acid and refluxed with stirring for a further 40 minutes.
The mixture was cooled and the colorless precipitate, weighing 31 g, was separated off. A second precipitate of 18.5 g was obtained after evaporation of the mother liquor. Crystallization from aqueous ethanol gave the compound N- (carboxybenzoyl) -p-nitro-D, L-phenylalanine in the form of fine needles with a melting point of 198 ° to 200 ° C. Analysis of the product, dried at 100 ° C. in a high vacuum, showed: C = 56.8 %, H = 4.1%, N = 7.8%. Calculated for C17H14O7N2: C = 57.0 / o, H = 3, 9 / o, N = 7, 8 / o.
2.7 g of the N-carboxy-benzoyl compound were refluxed with 10 ml of acetic anhydride for 30 minutes, the mixture was evaporated to dryness in vacuo and the residue was heated with water. The cooled, resinous product became granular when rubbed against the vessel wall and crystallized from methyl ethyl ketone or aqueous ethanol in almost colorless needles with a melting point of 184 to 1860 C. It consisted of p-nitro-N-phthaloyl-D, L-phenylalanine.
The procedure according to the invention was carried out as follows:
A solution of 1.0 g of the latter compound in 25 ml of methanol and a solution of 0.865 g (1.00 mol) of cinchonidine in 30 ml of methanol were mixed. Crystallization soon set in. The mixture was left to stand overnight and the colorless needles of the D-isomer were separated.
Evaporation of the mother liquor gave a resin which could easily be crystallized from aqueous ethanol in almost colorless needles (0.73 g). The crystals had a melting point of 191 to 192.5 C. Two recrystallization from aqueous ethanol gave the cinchonidine salt of L-acid with a melting point of 192.5 to 194 C. [a] D = -170 1.0 (c 1, 32 in ethanol). Analysis of the product dried at 100 in a high vacuum: C = 66.2 / o, H = 5.6O / o, N = 8.6 / o. Calculated for C3GH3407N4-H2O: C = 66.3 / o, H = 5.5 / o, N = 8.6 ID / o.
50 ml of water and a slight excess of about 10 ml of normal aqueous sodium hydroxide were added to 2.9 g of the salt in 50 ml of ethanol. The mixture was diluted with water, cooled and the precipitated base filtered off, whereupon the filtrate was acidified with hydrochloric acid.
The thin needles of p-nitro-N-phthaloyl-L-phenylalanine recrystallized from ethanol had a melting point of 209 to 211 ° C. and a specific rotation of [# 035] D21 = -233 ¯ 2. The analysis showed: C = 60.3%, H = 3.8%, N = 8.4%.
Conversion into the ethyl ester gave, after two recrystallizations, a product with a melting point of 84 to 85 ° C. which, after admixing an authentic sample of the same type, showed no depression. The connection had a specific rotation of [a] 2D = -212 ¯ 2.
The p-nitro-N-phthaloyl-L-phenylalanine ethyl ester was converted into p-bis (2-chloro-ethyl) -amino-L-phenylalanine in the following way:
9.0 g of ethyl N-phthaloyl p-nitro-phenylalaninate were hydrogenated in a mixture of 120 g of ethyl acetate with 80 g of methanol in the presence of 1.4 g of a 1% palladium-calcium carbonate catalyst.
After the uptake of gas had ceased, the filtered hydrogenation mixture was evaporated under reduced pressure. The resin residue was taken up in ether, the solution was filtered and a small excess of dry, ethereal hydrogen chloride solution was slowly added with stirring. The resulting resinous precipitate became granular when rubbed.
The ether washed product was recrystallized from ethyl acetate / acetone. A 1st fraction of 2.8 g melted at 188 to 192 C (decomposition); a 2nd fraction of 3.9 g melted at 189 to 192 C (decomposition). Part of the first fraction was recrystallized from ethyl acetate and gave very faintly colored needles of ethyl N-phthaloyl-p-amino-L-phenylalaninate hydrochloride with a melting point of 188 ° to 190 ° C. (decomposition).
(Found: N 7, 42; Cl 9, 30%, C19H19O4N2Cl, calculated: N 7, 48; Cl 9, 48 lo.)
The free base was obtained from the hydrochloride by adding a small excess of dilute ammonia to the aqueous solution.
It was crystallized from aqueous methanol.
After recrystallization with treatment with animal charcoal, almost colorless needles of ethyl nphthaloyl-p-amino-L-phenylalaninate resulted.
(Found: N 8.29%, C19H18O4N2, calculated: N 8.28%.)
3.15 g of ethyl N-phthaloyl-p-amino-L-phenylalaninate (not recrystallized) were slurried in 50 g of water and 30 g of glacial acetic acid were added. 8.0 g of ethylene oxide were added to the clear solution, whereupon the mixture was left to stand for 17 hours and then poured into 350 g of water. The solution was neutralized with sodium bicarbonate and the released resin extracted with ether. The ether extract was dried with magnesium sulfate and the ether was evaporated. The resin residue weighing 3.95 g was dissolved in 50 g of benzene and the solution was dried by distilling off part of the solvent as an azeotropic mixture. 8.0 g of freshly distilled phosphorus oxychloride were then added and the mixture was heated under reflux for 30 minutes.
After the solvent had been driven off under reduced pressure, the resinous residue was refluxed with 6N hydrochloric acid for 3Vs hours. The solution was allowed to cool overnight and the phthalic acid which had precipitated out was then filtered off. After a subsequent freeze-drying, 160 g of acetone and 50 g of ethyl acetate were added to the pink-colored residue. The mixture was left in the refrigerator overnight, after which the pink, clear, supernatant liquid was poured off. The pink, resinous hydrochloride residue was dissolved in 20 g of water, saturated sodium acetate solution was added until no further precipitation occurred, the precipitated product was collected and dried in a desiccator.
The crude p-bis (2-chloro-ethyl) -amino-L-phenylalanine weighing 3.6 g was recrystallized from methanol, with colorless needles of the monohydrate of mp.
] 89 to 183 (decomp.) Were obtained. Yield: 37 / os based on the hydrochloride of the amine M- + 7.5 "0.5 (c = 1.35 in n HCl).