Verfahren zur Herstellung von heterocyclischen Verbindungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 2'-Desoxy-5-fluor-uridin und Thymidin, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein
3, 5-Diaroyl-2-desoxy-D-ribofuranosyl-halogenid mit 5-Fluor-uracilylquecksilber oder Thyminyl- quecksilber umsetzt und das erhaltene 1-(3', 5'-Diaroyl ; 2'-desoxy-D-ribofuranosyl)-
5-fluor-uracil bzw.-thymin hydrolysiert.
Die als Ausgangsmaterialien verwendeten Queck silberverbindungen sind neu und können durch verschiedene Verfahren und über verschiedene Zwischenprodukte hergestellt werden. Das nachfolgende Reaktionsschema vermittelt einen Uberblick über die verschiedenen Aspekte dieser Verfahrensweisen mit Einschluss der Herstellung von 2'-Desoxy-5-fluor- uridin und Thymidin, wobei X Fluor oder Methyl ist und das Symbol R ein Arylradikal veranschaulicht.
Vorzugsweise stellt R ein Radikal dar, das nicht mehr als 10 Kohlenstoffatome enthält, wie z. B. monocyclische Arylgruppen und negativ substituierte monocyclische Arylgruppen. Besonders bevorzugt sind die Gruppen Phenyl, niederes Alkyl-phenyl (z. B. p-Tolyl, o-Tolyl, p-Athylphenyl, Xylylusw.), niederes Alkoxy-phenyl (z. B. Anisyl, p-Methoxy-phenyl usw.) und Halogen-phenyl (z. B. p-Chlor-phenyl, o-Chlor-phenyl, p-Brom phenyl usw.) und Nitrophenyl (z. B. p-Nitro-phenyl).
EMI1.1
EMI2.1
Unter Bezugnahme auf das vorstehende Reak tionsschema kann wie folgt vorgegangen werden :
Die Stufe betrifft die Acetylierung von 5-Fluor-uracil oder von Thymin. Diese kann durch direkte Reaktion des 5-substituierten Pyrimidins mit einem Acetylierungsmittel, gegebenenfalls in einem inerten Lösungsmittel, durchgeführt werden. Eine zweckmässige Ausführungsform besteht darin, dass man 5-Fluor-uracil oder Thymin mit Essigsäure- anhydrid in Anwesenheit einer geringen Menge einer tertiären organischen Base, z. B. Pyridin, am Rück- fluss erhitzt.
Die Stufe (IIoIII) betrifft einesfalls die Umwandlung von l-Acetyl-5-fluor-uracil in Bis- (l-acetyl- 5-fluor-uracilyl)-quecksilber. Diese kann durch Reaktion in flüssiger Phase von gelöstem l-Acetyl-5- fluor-uracil mit einem gelösten Quecksilber-II-salz einer organischen Carbonsäure (vorzugsweise Mercuriacetat) im Verhältnis von im wesentlichen 1 Mol Acetylfluoruracil zu 0, 5 Mol Quecksilbersalz durchgeführt werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform dieser Arbeitsweise besteht darin, dal3 man l-Acetyl- 5-fluor-uracil in einem niederen Alkanol durch Erhitzen löst und die warme Lösung mit einer halbmolaren Menge Mercuriacetat vermischt.
Die Stufe (III + IV) besteht darin, dal3 man Bis-(l-acetyl-5-fluor-uracilyl)-quecksilber in einem niederen Alkanol mit einem Quecksilber-II-salz einer organischen Carbonsäure (vorzugsweise Mercuriacetat im Verhältnis von 1 Mol der Bis-Verbindung mit mindestens einem Mol Quecksilbersalz (vorzugsweise im Verhältnis von 1 : 1) am Rückfluss erhitzt.
Es tritt eine Reaktion ein, wobei die Acetylgruppe durch Alkoholyse abgespalten und gleichzeitig durch Quecksilber ersetzt wird.
Wie im Reaktionsschema angegeben, bestehen noch andere Verfahrensweisen zur Herstellung von Mono- (5-fluor-uracilyl)-quecksilber. So kann man (Reaktionsfolge II-IV) Mono- (5-fluor-uracilyl) quecksilber direkt aus l-Acetyl-5-fluor-uracil her stellen. Diese Bildung kann durch Reaktion des letzteren mit einer Lösung eines Quecksilber-11-salzes einer organischen Carbonsäure (vorzugsweise Mercuri acetat) in einem niederen Alkanol durchgeführt werden, wobei man 1 Mol Acetylfluoruracil und mehr als 0, 5 Mol Quecksilbersalz verwendet (Verhältnis vorzugsweise 1 : 1).
Eine andere Reaktionsfolge (II < IV) besteht der Bildung von Monothyminylquecksilber aus 1-Acetyl-thymin. Diese Verfahrensweise kann durch Reaktion von 1-Acetyl-thymin mit einer L¯sung eines Quecksilber-11-salzes einer organischen Carbonsäure (vorzugsweise Mercuriacetat) in einem niederen Alkanol in derselben Weise durchgeführt werden, wie sie vorstehend für Mono- (5-fluor-uracilyl)-quecksilber beschrieben ist. Es ist vorteilhaft, die Pyrimidin- reaktionskomponente und die quecksilberabgebende Verbindung in äquimolarem Verhältnis zu verwenden.
Ein direktes Verfahren zur Herstellung von Mono- (5-fluor-uracilyl)-quecksilber aus 5-Fluor-uracil (I besteht darin, dal3 man gelöstes 5-Fluoruracil mit einem gelösten Quecksilber-II-salz einer organischen Carbonsäure (vorzugsweise Mercuriacetat) umsetzt. Man kann z. B. 5-Fluor-uracil mit Mercuriacetat in L¯sung in heissem Wasser oder Dioxan umsetzen. Ein bevorzugtes Verfahren besteht darin, dass man eine heisse methanolische L¯sung von Mercuriacetat mit einer heissen wässerigen Lösung von 5-Fluor-uracil vermischt.
Die Kondensationsstufe (IV + V+VI) des erfindungsgemässen Verfahrens wird vorteilhafterweise durch Erhitzen einer Mischung der beiden Reaktionskomponenten in einer organischen Flüssigkeit durchgeführt. Eine zweckmässige Ausführungsform besteht darin, dass man 3, 5-Diaroyl-2-desoxy-D-ribofuranosyl- chlorid zu einer Suspension von Mono- (5-fluoruracilyl)-quecksilber oder Monothyminylquecksilber in Toluol zusetzt und das Reaktionsgemisch am Rückfluss erhitzt, hierauf zum Reaktionsgemisch Kaliumjodid zusetzt, um das Quecksilberchlorid aus der Toluolschicht zu entfernen, und dass man das Kondensationsprodukt durch Zusatz von Heptan zur Toluolschicht oder durch Konzentration der Toluolschicht ausfällt.
Das erhaltene kristallisierte Reaktionsprodukt ist üblicherweise eine Mischung von Stereoisomeren.
Die Mischung kann erwünschtenfalls der nächsten Stufe, das heisst der Verseifung, ohne Abtrennung der stereoisomeren Formen unterworfen werden. Man kann jedoch auch die beiden Stereoisomeren durch fraktionierte Kristallisation trennen und die Isomeren getrennt verseifen.
Die letzte Reaktionsstufe des erfindungsgemässen Verfahrens, die Hydrolyse von (VI) zu (VII) nach dem Reaktionsschema, kann nach an sich bekannten Verseifungsmethoden durchgeführt werden. Man kann z. B. die Aroylgruppen durch Behandlung der Verbindung (VI) mit wasserfreiem Ammoniak in Athanol abspalten. Eine bevorzugte Ausführungs- form in dieser Hinsicht-soweit es die Herstellung von 2'-Desoxy-5-fluor-uridin betrifft-besteht darin, dass man 1-(3', 5'-Diaroyl-2'-desoxy-D-ribofuranosyl)- 5-fluor-uracil mit methanolischem Bariummethylat behandelt.
Die vorstehend angeführten neuen Quecksilberverbindungen sind im Reaktionsschema in monomerer Form dargestellt. Sie können jedoch auch in polymeren und tautomeren Formen existieren. Während z. B. die Formel (IV) des Reaktionsschemas eine Verbindung darstellt, welches nur ein einziges Quecksilberatom enthält, ist es selbstverständlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren auch die Dimeren und höheren Polymeren desselben einschliesst, welche zwei oder mehr Quecksilberatome enthalten. Dasselbe gilt in bezug auf die Carbonylgruppe in Formel (IV), welche im Reaktionsschema in der Oxo-bzw. unenolisierten Form dargestellt ist. Es ist selbstverständlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren auch die tautomeren Formen einschliesst, worin die Carbonylgruppen ganz oder teilweise in enolisierter Form vorliegen.
Die vorstehend angeführten Queck silber-II-salze von organischen Carbonsäuren schlie ssen Verbindungen ein, wie Mercuriformiat, Mercuriacetat, Mercuribenzoat und dergleichen. Man verwendet jedoch mit Vorteil Mercuriacetat.
In den folgenden Beispielen sind alle Temperaturen unkorrigiert und in Grad Celsius angegeben.
Beispiel 1
In einem Reaktionsgefäss, welches mit Rührer, Flüssigkeitsabscheider und Rückflusskondenser aus gerüstet ist, werden 6, 6 g feingepulvertes Mono- (5- fluor-uracilyl)-quecksilber in 300 ml Toluol suspendiert. Man erhitzt die Mischung unter Rühren und destilliert 100 ml Toluol ab, wobei man den Abscheider auswechselt, sobald er voll ist. Hierauf wird die Mischung während weiterer 20 Minuten am Rückfluss erhitzt, ohne dass der Abscheider ausgewechselt wird. Man setzt 15 g 3, 5-Di-(p-toluyl)-2- desoxy-D-ribofuranosylchlorid zu, wobei sich sofort nach der Zugabe eine im wesentlichen klare Lösung bildet. Man setzt das Erhitzen während 20 Minuten fort und entnimmt 50 ml Toluol, welche sich im Abscheider gesammelt haben.
Hierauf lässt man die Lösung abkühlen und setzt eine Lösung von 20 g Kaliumjodid in 80 ml Wasser zu, um das Quecksilberchlorid aus der Toluolschicht zu entfernen.
Die Toluolschicht wird abgetrennt und mit 200 ml Heptan unter Rühren versetzt. Der sich sofort bildende weisse kristallisierte Niederschlag wird abgenutscht, auf dem Filter mit Heptan und Wasser gewaschen und bei 70 getrocknet. Die Ausbeute beträgt 6, 5 bis 6, 8 g, entsprechend 68-70 /o der Theorie.
Der Schmelzpunkt dieser Mischung der stereoisomeren Formen von 3', 5'-Di-(p-toluyl)-2'-desoxy-5-fluor- uridin ist 195-200 .
20 g der Mischung von stereoisomeren Formen von 3', 5'-Di-(p-toluyl)-2'-desoxy-5-fluor-uridin, das heisst die vereinigten Ausbeuten von drei Ansätzen, entsprechend der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise, werden mit 60 ml Pyridin verrieben, wobei bis zur Bildung einer feinen Dispersion gerührt wird.
Nach 30 Minuten wird der Kristallbrei abgenutscht.
Der Filterkuchen wird zur Entfernung der Mutterlauge ausgepresst und mit 10 ml Pyridin auf dem Filter gewaschen. Schliesslich wird das Pyridin mit Ather ausgewaschen und das Material zuerst bei Raumtemperatur und hierauf bei 70 bis zu konstantem Gewicht getrocknet. Ausbeute : 9, 6 g ; Schmelzpunkt : 220-2240. Nach einmaligem Umkristallisieren aus 100 ml Esisgäure steigt die Ausbeute auf 8 bis 8, 5 g und der Schmelzpunkt auf 229 . a =-170 (2 /o in Pyridin). Diese Form des 3', 5'-Di- (p-toluyl) 2'-desoxy-5-fluor-uridin ist in der vorliegenden Beschreibung als ss-Form bezeichnet.
20 g ss-3', 5'-Di-(p-toluyl)-2'-desoxy-5-fluor-uridin werden in 300 ml Methanol suspendiert. Man setzt eine geringe Menge einer alkoholischen Phenol phthaleinlösung (0, 5-1 ml, 1 /o) zu und kühlt die Suspension in Eiswasser. Hierauf versetzt man mit einer 0, 43n methanolischen Bariummethylatlösung bis zur eindeutigen alkalischen Reaktion (40 ml).
Hierauf hält man die Mischung unter gelegentlichem Schütteln bei 5-10 bis zur Farbfreiheit. Man versetzt mit der vorstehend angeführten 0, 43n Bariummethylatlösung in Anteilen von 10 ml unter Kühlung in Eiswasser, bis die alkalische Reaktion nach 6 Stunden bestehen bleibt und das suspendierte Material in Lösung gegangen ist. Insgesamt werden 80 ml 0, 43n Bariummethylatlösung zugesetzt. Hierauf lässt man die Reaktionsmischung im Kühlschrank während
15 Stunden stehen. Man versetzt mit ln wässriger Schwefelsäurelösung in einer Menge, die genau dem verwendeten Bariummethylat äquivalent ist. Der kolloidale Niederschlag von Bariumsulfat kann nicht filtriert werden. Die Mischung wird deshalb im Vakuum zu einem Sirup eingedampft und mit 200 ml Aceton versetzt.
Man nutscht das Bariumsulfat durch ein Celitp-Filter und wäscht den Filterrückstand mit
100 ml hei¯em Aceton. Die vereinigten Filtrate und die Waschflüssigkeiten werden im Vakuum eingedampft, der Rückstand beimpft und mit Ather zur Entfernung von Methyltoluat gewaschen. Das ätherunlösliche Material kristallisiert vollständig aus. Es wird durch Filtration gesammelt und mit Äther gewaschen. Man erhält 9, 6 g (94"/ & der Theorie) -2'-Desoxy-5-fluor-uridin vom Schmelzpunkt 143 .
Nach Umkristallisation aus Butylacetat erhält man 9, 2 g (9011/o3 des Produktes vom Schmelzpunkt 145 .
Das im 2. Absatz dieses Beispiels beschriebene Pyridinfiltrat wird mit 70 ml Wasser verdünnt und stehengelassen. Nach 1 bis 2 Stunden versetzt man mit weiteren 70 ml Wasser und nutscht die Kristalle ab. Diese werden auf dem Filter mit Wasser, etwas Alkohol und Ather gewaschen. Man erhält 8, 6 g trockenes Material vom Schmelzpunkt 205-210 .
Dieses wird in 258 ml siedendem Aceton gelöst.
Hierauf lässt man die L¯sung während 48 Stunden im Kühlschrank kristallisieren. Die Kristalle werden abgenutscht (5, 8 g des a-Isomeren, Schmelzpunkt 212-213a), und die Mutterlauge wird zur Trockne eingedampft. Der kristallisierte Rückstand der Mutterlauge wird mit Ather gewaschen und filtriert (2, 6 g einer Mischung von a-und ss-Isomeren, Schmelzpunkt 195-200 ). Diese Mischung wird abermals zur Trennung der Isomeren behandelt, indem man sie mit 7, 8 ml Pyridin während 30 Minuten verreibt, worauf eine weitere Ausbeute an @-Isomeren (Q, 8-1 g) erhalten wird.
Das a-Isomere, welches bei 212-213¯ schmilzt, wird aus der fünffachen Menge seines Gewichtes aus Eisessig umkristallisiert. Das gereinigte a-3', 5'-Di- (p- toluyl)-2'-desoxy-5-fluor-uridin wird in weissen, läng- lichen, schmalen Prismen vom Schmelzpunkt 215 erhalten. Durch eine weitere Umkristallisation kann der Schmelzpunkt nicht geändert werden. aD= -72, 5 0, 3O. Mischungen der a-und ss-Isomeren zeigen eine Schmelzpunktserniedrigung von 15-20 .
12 g a-3', 5'-Di-(p-toluyl)-2'-desoxy-5-fluor-uridin, (Schmelzpunkt 215 , aD =-72, 5 0, 3 ) werden in 180 ml wasserfreiem Methanol suspendiert. Man setzt einige Tropfen alkoholischer Phenolphthalein- lösung zu, kühlt die Suspension auf 0-10 ab und versetzt mit einer 0, 555n Bariummethylatlösung in Methanol in der Art, wie es vorstehend in bezug auf das ss-Isomere beschrieben ist. Im vorliegenden Fall werden 10 ml Bariummethylatlösung ursprünglich zugesetzt und hierauf im Verlaufe von 6 Stunden sechs Anteile von je 5 ml. Im Anschluss daran ist das suspendierte Material praktisch gelöst, und die L¯sung bleibt auch nach dem Stehen rosa.
Sodann lässt man die L¯sung in einem Kühlschrank während 18 Stunden stehen. Hierauf setzt man 22, 3 ml In wässerige Schwefelsäure zu, welche Menge der ur sprünglich zugesetzten Bariummethylatlösung äquiva- lent ist. Das ausgefallene Bariumsulfat ist kolloidal und kann nicht filtriert werden. Die Flüssigkeit wird deshalb im Vakuum eingedampft, der Rückstand zweimal mit 50 ml siedendem Aceton extrahiert und der Acetonextrakt durch ein < tCelit -Filter abgenutscht. Das Filtrat wird im Vakuum zu einem Sirup eingedampft. Der Sirup wird wiederholt zur Entfernung von Methyltoluat mit absolutem Äther gewaschen. Der erhaltene Sirup kristallisiert spontan nach einigem Stehen bei Raumtemperatur oder sofort bei Beimpfung. Die Kristalle werden mit Äther verrieben und filtriert.
Sie zeigen einen Schmelzpunkt von 150-151, welcher sich nach Umkristallisieren aus Butylacetat nicht ändert. Man erhält 5, 5 g (909/o) a-2'-Desoxy-5-fluor-uridin. α25D=-21¯ (2% in Wasser). Die Verbindung zeigt eine starke Schmelzpunktserniedrigung mit p-2'-Desoxy-5-fluor- uridin.
Das als Ausgangsmaterial verwendete Mono- (5fluor-uracilyl)-quecksilber kann auf folgende Weise erhalten werden :
13, 0 g 5-Fluor-uracil werden unter Rühren mit 50 ml Essigsäureanhydrid und 0, 5 ml Pyridin am Rückfluss erhitzt, bis eine L¯sung erhalten wird (10 bis 15 Minuten). Man erhitzt am Rückfluss weiter während 15 Minuten und dampft die klare, leicht rosa gefärbte L¯sung im Vakuum ein. Der kristallisierte Rückstand wird in 100 ml heissem Toluol gelöst. Die L¯sung wird von etwas unlöslichem, ent färbtem, sandigem Material durch Abnutschen im heissen Zustand abgetrennt und das Filtrat abgekühlt.
Die sich abscheidenden Kristalle werden abgenutscht und bei 70 getrocknet. Man erhält 14, 9 g (86, 5 /o) 1-Acetyl-5-fluor-uracil vom Schmelzpunkt 128-129 .
Wiederholte Umkristallisation aus Toluol ändert den Schmelzpunkt nicht. Die Verbindung wird sehr rasch durch Alkali verseift.
5, 1 g (0, 03 Mol) 1-Acetyl-5-fluor-uracil werden in 50 ml Athanol bei 75-78 gelöst, worauf man 5 g Mercuriacetat unter Rühren zusetzt. Die durch die Reaktion entstehende organische Quecksilberverbindung fällt sehr rasch in Form von voluminösen Nadeln aus. Nachdem sich die Mischung abgekühlt hat und nach Stehen über Nacht wird das Produkt abgenutscht, mit Alkohol gewaschen und bei 70 getrocknet. Man erhält 7, 9 g (97, 5 /o3 Bis-(1-acetyl-5 fluor-uracilyl)-quecksilber. Die im Filtrat durch Titration festgestellte Menge Essigsäure beträgt 1, 80 g (100 /o).
Bis-(l-acetyl-5-fluor-uracilyl)-quecksilber ist ein kristallisiertes, weisses, flaumiges Pulver, welches bei 207 unter Zersetzung schmilzt. Es ist unlöslich in den üblichen Lösungsmitteln, ziemlich stabil gegen Essigsäure, jedoch nicht gegen Chlorwasserstoffsäure oder Alkali. a) 5, 4 g (0, 01 Mol) Bis-(l-acetyl-5-fluor-uracilyl)- quecksilber werden zu einer siedenden L¯sung von 3, 18 g (0, 01 Mol) Mercuriacetat in 60 ml Methanol zugesetzt. Man erhitzt die Mischung unter Rühren während 20 Minuten am Rückfluss, lässt sie abkühlen und nutscht die Feststoffe ab. Man erhält 6, 6 g (annähernd 100"/) Mono- (5-fluor-uracilyl)-quecksilber, das unter 300 nicht schmilzt.
Durch alkalimetrische Titration werden im Filtrat etwa 0, 02 Mol Essigsäure und 0, 02 Mol Methylacetat festgestellt. b) 9, 46 g (0, 03 Mol) Mercuriacetat werden in 180 ml siedendem Methanol gelöst. Nach Abkühlen auf 55-600 wird die Lösung unter Rühren auf einmal mit 5, 1 g (0, 03 Mol) l-Acetyl-5-fluor-uracil versetzt. Nach etwa einer Minute scheidet sich plötz- lich Mono- (5-fluor-uracilyl)-quecksilber aus.
Man lässt die Mischung über Nacht stehen, nutscht das erhaltene Produkt ab, wäscht es mit Methanol und Ather und trocknet es zuerst bei Raumtemperatur und hierauf bei 70 . Man erhält 9, 9 g Mono- (5-fluor- uracilyl)-quecksilber in annähernd quantitativer Ausbeute. c) 31, 9 g (0, 1 Mol) Mercuriacetat werden in 600 ml Methanol unter Rühren und Erhitzen am Rückfluss gelöst. Man versetzt mit einer heissen Lösung von 13 g (0, 1 Mol) 5-Fluor-uracil in 250 ml Wasser, wobei eine sofortige Ausfällung von Mono (5-fluor-uracilyl)-quecksilber eintritt. Man lässt die Mischung unter Rühren auf Raumtemperatur abkühlen und rührt hierauf noch während weiterer 12 Stunden.
Der feine Niederschlag wird abgenutscht, der Filterkuchen ohne vorausgehende Trocknung in 500 ml Toluol suspendiert und die Mischung gerührt und bis zum vollständigen Abdestillieren des gesamten Methanols und Wassers erhitzt (Trocknung durch azeotrope Destillation). Man ersetzt das mit Methanol und Wasser aWestillierende Toluol von Zeit zu Zeit durch frisches Toluol. Hierauf lässt man die Mischung abkühlen, nutscht den Feststoff ab und trocknet bei 700 bis zur Entfernung des Toluols. Man erhält 33 g Mono- (5-ftüor-uracilyl)-quecksilber in quantitativer Ausbeute.
3, 5-Di- (p-toluyl)-2-desoxy-D-ribofuranosylchlorid kann auf folgende Weise hergestellt werden :
13, 6 g 2-Desoxy-D-ribose werden in 245 ml Methanol'gelöst. Man versetzt mit 27 ml einer l /oigen Lösung wasserfreien Chlorwasserstoffes in Methanol. Die Mischung wird während 20 Minuten bei 27 stehengelassen und hierauf mit 5 g Silbercarbonat gerührt, bis sie nicht mehr sauer reagiert.
Die Silbersalze werden durch Abnutschen entfernt und mit Methanol gewaschen. Die vereinigten Filtrate und Waschflüssigkeiten werden im Vakuum so gut wie möglich eingedampft, worauf man 20 ml Pyridin zusetzt und die Lösung abermals im Vakuum eindampft, um die letzten Spuren des Methanols zu entfernen.
Der sirupöse Rückstand von l-Methyl-2-desoxy- D-ribofuranosid wird in 80 ml trockenem Pyridin gelöst, die Lösung auf etwa Oo abgekühlt und unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von unter 20 34 g D-Toluyl-chlorid portionenweise zugesetzt. Nach dem Zusatz des Chlorids lässt man die Temperatur auf 40-45 ansteigen und hält sie dort während 2 Stunden. Die Mischung wird hierauf mit 500 mI Wasser verdünnt, der ölige Niederschlag mit 200 ml Ather ausgeschüttelt, die Atherschicht nacheinander mit Wasser, Kaliumbisulfatlösung, Wasser, Kaliumbicarbonatlösung und abermals mit Wasser gewaschen und hierauf über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet.
Der Ather wird durch Verdampfen im Vakuum entfernt und der verbleibende Sirup von 3, 5-Di- (p-toluyl)-l-methyl-2-desoxy-D-ribofuranosid in 20 ml Essigsäure unter Erwärmen gelöst. Die Lösung wird unter 100 abgekühlt und mit einer ge sättigten Lösung wasserfreien Chlorwasserstoffes in : Essigsäure bei 0-lOo versetzt. Man leitet während einiger Minuten wasserfreien Chlorwasserstoff in die Lösung, worauf das Produkt sehr rasch kristallisiert und das gesamte Reaktionsgefäss ausfüllt.
Nach 10 Minuten werden die Kristalle abgenutscht, der Filterkuchen mit eiskaltem, absolutem Ather verrieben, der Kristallbrei abgenutscht und der Filterkuchen rasch in einen Vakuumexsikkator gebracht und in einem Vakuum über Natronkalk bei Zimmertemperatur getrocknet. Man erhält 27, 5 g 3, 5-Di- (p-toluyl)- 2-desoxy-D-ribofuranosylchlorid.
Beispiel 2
In einem mit Rührer, Flüssigkeitsabscheider und Rückflusskondenser ausgerüsteten Reaktionskolben werden 6, 6 g Mono- (5-fluor-uracilyl)-quecksilber in 300 ml Toluol suspendiert. Man erhitzt die Lösung unter Rühren und destilliert 100 ml Toluol ab, wobei man den Abscheider wechselt, sobald er gefüllt ist.
Man versetzt mit 16, 2 g 3, 5-Di- (p-chlor-benzoyl)-2- desoxy-D-ribofuranosylchlorid, wobei sofortige Lösung eintritt. Man erhitzt weiter während 20 Minuten und entfernt 50 ml Toluol, welches sich im Abscheider gesammelt hat. Man lässt die L¯sung abkühlen und rührt sie hierauf mit einer L¯sung von 20 g Kaliumjodid in 80 ml Wasser, um das Quecksilberchlorid aus der Toluolschicht zu entfernen. Die To luolschicht wird abgetrennt und unter Rühren und Kühlen mit 200 ml Heptan versetzt, wobei sich ein Niederschlag einer amorphen, jedoch filtrierfähigen Mischung von a-und ss-3', 5'-Di-(p-chlor-benzoyl)-2'- desoxy-5-fluor-uridin bildet. Diese wird durch Filtration abgetrennt.
Die gesamte Menge der erhaltenen Mischung von a-und ss-3', 5'-Di-(p-chlor-benzoyl)-2'-desoxy-5-fluor- uridin wird mit 50 ml Athanol bei 50 verrieben.
Nach Stehen kristallisiert das ss-Isomere sofort aus, während das a-Isomere in L¯sung bleibt. Man lässt die L¯sung abkühlen und nutscht hierauf den kristallisierten Niederschlag ab und kristallisiert einmal aus 15-20 ml Essigsäure um. Man erhält 3-3, 5 g (29 bis 33 /o) ss-3', 5'-Di-(p-chlor-benzoyl)-2'-desoxy-5- fluor-uridin, Schmelzpunkt 197-198 .
2 g ss-3', 5'-Di- (p-chlor-benzoyl)-2'-desoxy-5- fluor-uridin werden in 40 ml Methanol suspendiert, worauf man 5, 5 ml einer 0, 555n methanolischen Ba riummethylatlösung bei 0-5 im Verlaufe von 6 Stunden zusetzt. Es tritt eine langsame L¯sung ein. Man lϯt die Mischung während 12 Stunden bei 0-5 stehen und arbeitet sie hierauf entsprechend den Angaben in Beispiel 1 auf. Man erhält 0, 9 g (88"/o) reines -2'-Desoxy-5-fluor-uridin.
Das als Reaktionskomponente verwendete 3, 5 Di- (p-chlor-benzoyl)-2-desoxy-D-ribofuranosylchlorid kann auf folgende Weise hergestellt werden :
3, 5 g trockene, kristallisierte 2-Desoxy-D-ribose werden in 63 ml Methanol gelöst, worauf man 7 ml einer l igen Lösung wasserfreien Chlorwasserstoffes in Methanol zusetzt. Man lässt die Mischung während 20 Minuten bei 27 stehen und versetzt unter gutem Rühren mit 5 g Silbercarbonat. Man entfernt die Silbersalze durch Filtration, destilliert das Methanol im Vakuum so vollständig als möglich ab und verdünnt den Rückstand mit 10 ml wasserfreiern Pyridin. Hierauf wird die Lösung abermals im Vakuum eingedampft, um die letzten Methanolspuren zu entfernen.
Der ölige Rückstand, bestehend aus rohem 1-Me- thyl-2-desoxy-D-ribofuranosid, wird in 20 ml wasserfreiem Pyridin gelöst und portionenweise mit 8 ml p-Chlor-benzoylchlorid unter Kühlen mit Eiswasser und Aufrechterhaltung der Temperatur zwischen 20 und 40 versetzt. Man lässt die Mischung über Nacht stehen, versetzt mit Wasser und Methylenchlorid, trennt die Schichten, wäscht die Methylenchlorid schicht mit Kaliumbisulfatlösung und hierauf mit Wasser, trocknet über Natriumsulfat und dampft schliesslich im Vakuum ein.
Der sirupöse Rückstand von 3, 5-Di- (p-chlor benzoyl)-l-methyl-2-desoxy-D-ribofuranosid wird in
20 ml Essigsäure gelöst, worauf man 50 ml einer kalten, gesättigten Lösung wasserfreien Chlorwasser stoffes in 100 ml Essigsäure bei 10-15 zusetzt. Es tritt Kristallisation von 3, 5-Di- (p-chlor-benzoyl)-2 desoxy-D-ribofuranosylchlorid ein.
Beispiel 3
64 g Monothyminylquecksilber werden in 3 Liter
Toluol in einem mit Rührer, Flüssigkeitsabscheider und Rückflusskondenser ausgerüsteten Reaktions gefäss suspendiert. Man erhitzt die Mischung unter
Rühren und destilliert einen Liter Toluol ab, wobei man den Abscheider wechselt, sobald er gefüllt ist.
Die Suspension wird hierauf auf Raumtemperatur abgekühlt und mit 150 g 3, 5-Di- (p-toluyl)-2-desoxy-
D-ribofuranosylchorid versetzt. Nach dem Rühren während 10 Minuten wird die Mischung altmählich bis zum Siedepunkt des Toluols und hierauf während fortgesetztem Rühren während 20 Minuten am Rück- fluss erhitzt. Man lässt die Mischung abkühlen und versetzt sie mit einer Lösung von 200 g Kaliumjodid in 800 ml Wasser. Die Mischung wird einige Minu ten gerührt, um das Quecksilber aus der Toluol schicht zu entfernen. Diese wird hierauf abgetrennt und im Vakuum zu einem Sirup eingedampft. Der
Sirup wird in 400 ml Ather aufgenommen und kri stallisieren gelassen.
Die Kristalle von ss-3', 5'-Di-(p- toluyl)-thymidin werden abfiltriert und weisen einen
Schmelzpunkt von 187-190 auf. Die Ausbeute beträgt 48 g (509/o der Theorie). Umkristallisation aus 200 ml Essigsäure liefert 46 g eines sehr reinen Materials vom Schmelzpunkt 197 .
Die ätherische Mutterlauge von ss-Ditoluyl- thymidin wird im Vakuum eingedampft, der Rück- stand mit 100 ml Toluol verdünnt und rohes amorphes a-3', 5'-Di- (p-toluyl)-thymidin durch Zusatz von 200 ml Heptan ausgefällt. Dieses Material wird in so wenig Äther wie möglich gelöst und kristalli- sieren gelasse. Eine Kristallisation von a-3', 5'-Di- (p-toluyl)-thymidin ohne Beimpfung tritt erst nach einigen Wochen ein und schreitet hierauf sehr langsam fort. Sogar nach Beimpfung muss die Lösung während einiger Tage zur vollständigen Kristallisation stehenbleiben.
Nach Umkristallisation aus Alkohol erhält man 6, 8 g a-3', 5'-Di- (p-toluyl)-thymidin, welches bei 138 schmilzt.
2, 4 g i-3', 5'-Di- (p-toluyl)-thymidin werden in 50 ml Methanol suspendiert, worauf man 1 ml 0, 5n Bariummethylat in Methanol zusetzt. Man lässt die Mischung während 24 Stunden bei 0-5"stehen, wobei man gelegentlich schüttelt. Zu der klaren Lösung setzt man 1 ml 0, 5n Schwefelsäure zu, destilliert das Methanol im Vakuum ab und wäscht den Rückstand mit Ather, um das Methyltoluat zu entfernen. Nach Beimpfung verfestigt sich das Material vollständig zu einem kristallisierten Kuchen von ss-Thymidin.
LTm das darin enthaltene Bariumsulfat zu entfernen, wird das erhaltene Produkt in 20-30 ml heissem Alkohol gelöst, die L¯sung durch Filtration durch ein Celit -Filter gekIärt und das Filtrat im Vakuum eingedampft. Der kristallisierte Rückstand weist einen Schmelzpunkt von 185 auf und zeigt keine Schmelzpunktserniedrigung mit einer authentischen Probe von ?-Thymidin. Die Ausbeute von 1 g ist im wesentlichen quantitativ.
Ein in einem weiteren Ansatz hergestellter, gummiartiger Heptanniederschlag von a-3', 5'-Di-(ptoluyl)-thymidin von etwa 20 g wird in 400 ml Methanol gelöst, worauf man 60 ml 0, 79n Bariummethylat in Methanol zusetzt. Nach dem Stehen bei Raumtemperatur während 4 Stunden versetzt man die Mischung mit der berechneten Menge ln Schwe- felsäure. Die Mischung wird hierauf ohne Filtrieren im Vakuum zu einem Sirup eingedampft und Methyltoluat durch wiederholtes Waschen des Rückstandes mit kleinen Mengen Ather entfernt. Der Rückstand wird hierauf in 50 ml Wasser aufgenommen und das Bariumsulfat abgenutscht, wobei die Nutsche mit Celit , Aktivkohle und einer dünnen Schicht frisch ausgefälltem Bariumsulfat versehen ist.
Das Filtrat wird neuerlich zu einem Sirup eingedampft und der Rückstand mit 20 ml gesättigter Ammoniumsulfatlösung verrieben. Das a-Thymidin kristallisiert bald aus. Man lässt die L¯sung über Nacht stehen und filtriert die Kristalle ab. Eine Umkristallisation aus Alkohol liefert kompakte, gut geformte Prismen vom Schmelzpunkt 187¯, welche mitss-Thymidin (Schmelzpunkt bei 185 ) eine Schmelzpunktserniedrigung von 10 bis 15 zeigen. Die Ausbeute beträgt 2, 5 g ; aD = + 7, 2 0, 1 (26/G in Wasser).
Das als Ausgangsmaterial verwendete Mono thyminylquecksilber kann auf folgende Weise hergestellt werden :
12, 6 Thymin werden in ähnlicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben mit 50 ml Essigsäureanhydrid und 0, 5 ml Pyridin umgesetzt. Nach dem Kühlen kristallisiert das Produkt aus der Reaktionsmischung.
Die Kristallisation wird durch Zusatz von 100 ml einer Mischung gleicher Volumina von Ather und Petroläther vervollständigt. Man erhält 15, 2 g (90, 5 /o) l-Acetyl-thymin vom Schmelzpunkt 197 , der sich nach Umkristallisieren aus einer grösseren Menge Athylacetat nicht ändert.
16, 8 g 1-Acetyl-thymin werden zu einer heissen L¯sung von 31, 8 g Mercuriacetat in einem Liter Methanol unter Rühren zugesetzt, worauf die Mischung unter weiterem Rühren eine Stunde am Rück- flu¯ erhitzt wird. Man lässt über Nacht unter Rühren abkühlen, nutscht den feinen, kristallisierten Niederschlag ab und wäscht auf dem Filter mit Methanol.
Nach dem Trocknen bei 70 erhält man 32 g (quan- titativ) Monothyminylquecksilber als weisses, schweres Pulver, welches unter 300 nicht schmilzt.
Beispiel 4
2, 4 g gemäss Beispiel 3 erhaltenes a-3', 5'-Di- (p- toluyl)-thymidin vom Schmelzpunkt 138 werden in 50 ml Methanol suspendiert und ähnlich wie in Beispiel 3 verseift, wobei jedoch 0, 5n Bariummethylat in Methanol verwendet wird. Die Reaktionsmischung wird ähnlich wie in Beispiel 3 aufgearbeitet. Nach Entfernen des Bariums als Bariumsulfat und Konzentration des Filtrats kristallisiert a-Thymidin aus.
Es ist identisch mit dem Produkt, welches nach Beispiel 3 erhalten wird.
Process for the preparation of heterocyclic compounds
The invention relates to a process for the preparation of 2'-deoxy-5-fluorouridine and thymidine, which is characterized in that one
3, 5-diaroyl-2-deoxy-D-ribofuranosyl halide with 5-fluorouracilylmercury or thyminyl mercury and the 1- (3 ', 5'-diaroyl; 2'-deoxy-D-ribofuranosyl) -
5-fluorouracil or thymine hydrolyzed.
The mercury compounds used as starting materials are new and can be produced using various processes and various intermediate products. The following reaction scheme provides an overview of the various aspects of these procedures, including the preparation of 2'-deoxy-5-fluorouridine and thymidine, where X is fluorine or methyl and the symbol R represents an aryl radical.
Preferably, R represents a radical containing no more than 10 carbon atoms, such as e.g. B. monocyclic aryl groups and negatively substituted monocyclic aryl groups. The groups phenyl, lower alkyl-phenyl (e.g. p-tolyl, o-tolyl, p-ethylphenyl, xylyl, etc.), lower alkoxyphenyl (e.g. anisyl, p-methoxyphenyl, etc.) are particularly preferred. ) and halophenyl (e.g. p-chlorophenyl, o-chlorophenyl, p-bromophenyl etc.) and nitrophenyl (e.g. p-nitro-phenyl).
EMI1.1
EMI2.1
With reference to the above reaction scheme, you can proceed as follows:
The stage concerns the acetylation of 5-fluorouracil or of thymine. This can be carried out by direct reaction of the 5-substituted pyrimidine with an acetylating agent, if appropriate in an inert solvent. An expedient embodiment is that 5-fluorouracil or thymine with acetic anhydride in the presence of a small amount of a tertiary organic base, eg. B. pyridine, heated to reflux.
Stage (IIoIII) also relates to the conversion of l-acetyl-5-fluoro-uracil into bis- (l-acetyl-5-fluoro-uracilyl) mercury. This can be carried out by reaction in the liquid phase of dissolved l-acetyl-5-fluorouracil with a dissolved mercury (II) salt of an organic carboxylic acid (preferably mercuric acetate) in a ratio of essentially 1 mole of acetylfluorouracil to 0.5 mole of mercury salt. An advantageous embodiment of this procedure consists in dissolving 1-acetyl-5-fluorouracil in a lower alkanol by heating and mixing the warm solution with a half molar amount of mercuric acetate.
Step (III + IV) consists in mixing bis- (1-acetyl-5-fluoro-uracilyl) mercury in a lower alkanol with a mercury II salt of an organic carboxylic acid (preferably mercuric acetate in a ratio of 1 mol of Bis-compound heated to reflux with at least one mole of mercury salt (preferably in a ratio of 1: 1).
A reaction occurs in which the acetyl group is split off by alcoholysis and at the same time replaced by mercury.
As indicated in the Reaction Scheme, there are other procedures for making mono- (5-fluoro-uracilyl) mercury. For example, (reaction sequence II-IV) mono- (5-fluoro-uracilyl) mercury can be produced directly from l-acetyl-5-fluoro-uracil. This formation can be carried out by reacting the latter with a solution of a mercury-11 salt of an organic carboxylic acid (preferably mercury acetate) in a lower alkanol, using 1 mol of acetylfluorouracil and more than 0.5 mol of mercury salt (ratio preferably 1: 1).
Another reaction sequence (II <IV) consists of the formation of monothyminyl mercury from 1-acetyl-thymine. This procedure can be carried out by reacting 1-acetyl-thymine with a solution of a mercury-11-salt of an organic carboxylic acid (preferably mercuric acetate) in a lower alkanol in the same way as above for mono- (5-fluoro- uracilyl) mercury is described. It is advantageous to use the pyrimidine reaction component and the mercury-releasing compound in an equimolar ratio.
A direct process for the production of mono- (5-fluorouracilyl) mercury from 5-fluorouracil (I consists in reacting dissolved 5-fluorouracil with a dissolved mercury-II salt of an organic carboxylic acid (preferably mercuric acetate) For example, 5-fluorouracil can be reacted with mercuric acetate in solution in hot water or dioxane.A preferred process consists in mixing a hot methanolic solution of mercuric acetate with a hot aqueous solution of 5-fluorine -uracil mixed.
The condensation stage (IV + V + VI) of the process according to the invention is advantageously carried out by heating a mixture of the two reaction components in an organic liquid. An expedient embodiment is that 3, 5-diaroyl-2-deoxy-D-ribofuranosyl chloride is added to a suspension of mono- (5-fluorouracilyl) mercury or monothyminyl mercury in toluene and the reaction mixture is heated to reflux Potassium iodide is added to the reaction mixture in order to remove the mercury chloride from the toluene layer, and that the condensation product is precipitated by adding heptane to the toluene layer or by concentrating the toluene layer.
The resulting crystallized reaction product is usually a mixture of stereoisomers.
If desired, the mixture can be subjected to the next stage, that is to say saponification, without separating off the stereoisomeric forms. However, you can also separate the two stereoisomers by fractional crystallization and saponify the isomers separately.
The last reaction stage of the process according to the invention, the hydrolysis of (VI) to (VII) according to the reaction scheme, can be carried out by saponification methods known per se. You can z. B. split off the aroyl groups by treating the compound (VI) with anhydrous ammonia in ethanol. A preferred embodiment in this regard - as far as the preparation of 2'-deoxy-5-fluoro-uridine is concerned - consists in that 1- (3 ', 5'-diaroyl-2'-deoxy-D-ribofuranosyl ) - 5-fluorouracil treated with methanolic barium methylate.
The new mercury compounds listed above are shown in the reaction scheme in monomeric form. However, they can also exist in polymeric and tautomeric forms. While z. B. the formula (IV) of the reaction scheme represents a compound which contains only a single mercury atom, it goes without saying that the inventive method also includes the dimers and higher polymers of the same which contain two or more mercury atoms. The same applies to the carbonyl group in formula (IV), which in the reaction scheme in the oxo or. unenolized form is shown. It goes without saying that the process according to the invention also includes the tautomeric forms in which the carbonyl groups are wholly or partly in enolized form.
The above-mentioned mercury II salts of organic carboxylic acids include compounds such as mercuriformate, mercuric acetate, mercuric benzoate and the like. However, it is advantageous to use mercuric acetate.
In the following examples, all temperatures are uncorrected and given in degrees Celsius.
example 1
In a reaction vessel equipped with a stirrer, liquid separator and reflux condenser, 6.6 g of finely powdered mono- (5-fluorouracilyl) mercury are suspended in 300 ml of toluene. The mixture is heated with stirring and 100 ml of toluene is distilled off, the separator being replaced as soon as it is full. The mixture is then refluxed for a further 20 minutes without the separator being replaced. 15 g of 3,5-di- (p-toluyl) -2-deoxy-D-ribofuranosyl chloride are added, an essentially clear solution being formed immediately after the addition. Heating is continued for 20 minutes and 50 ml of toluene which have collected in the separator are removed.
The solution is then allowed to cool and a solution of 20 g of potassium iodide in 80 ml of water is added in order to remove the mercury chloride from the toluene layer.
The toluene layer is separated off and 200 ml of heptane are added with stirring. The white crystallized precipitate which forms immediately is filtered off with suction, washed on the filter with heptane and water and dried at 70 °. The yield is 6.5 to 6.8 g, corresponding to 68-70 / o of theory.
The melting point of this mixture of the stereoisomeric forms of 3 ', 5'-di- (p-toluyl) -2'-deoxy-5-fluorouridine is 195-200.
20 g of the mixture of stereoisomeric forms of 3 ', 5'-di- (p-toluyl) -2'-deoxy-5-fluoro-uridine, that is, the combined yields of three approaches, according to the procedure described above, are with 60 ml of pyridine triturated, stirring until a fine dispersion is formed.
After 30 minutes the crystal slurry is suction filtered.
The filter cake is pressed to remove the mother liquor and washed with 10 ml of pyridine on the filter. Finally, the pyridine is washed out with ether and the material is dried first at room temperature and then at 70 to constant weight. Yield: 9.6 g; Melting point: 220-2240. After recrystallization once from 100 ml esic acid, the yield increases to 8 to 8.5 g and the melting point to 229. a = -170 (2 / o in pyridine). This form of 3 ', 5'-di- (p-toluyl) 2'-deoxy-5-fluorouridine is referred to as the ss-form in the present description.
20 g of SS-3 ', 5'-di- (p-toluyl) -2'-deoxy-5-fluoro-uridine are suspended in 300 ml of methanol. A small amount of an alcoholic phenol phthalein solution (0.5-1 ml, 1 / o) is added and the suspension is cooled in ice water. A 0.43N methanolic barium methylate solution is then added until a clear alkaline reaction is obtained (40 ml).
The mixture is then kept at 5-10, with occasional shaking, until it is color-free. The 0.43N barium methylate solution mentioned above is added in portions of 10 ml with cooling in ice water until the alkaline reaction persists after 6 hours and the suspended material has dissolved. A total of 80 ml of 0.43N barium methylate solution are added. The reaction mixture is then left in the refrigerator
Stand for 15 hours. An amount of aqueous sulfuric acid solution is added which is exactly equivalent to the barium methylate used. The colloidal precipitate of barium sulfate cannot be filtered. The mixture is therefore evaporated to a syrup in vacuo, and 200 ml of acetone are added.
The barium sulfate is sucked through a Celitp filter and the filter residue is washed with it
100 ml hot acetone. The combined filtrates and washing liquids are evaporated in vacuo, the residue is seeded and washed with ether to remove methyl toluate. The ether-insoluble material crystallizes out completely. It is collected by filtration and washed with ether. 9.6 g (94 "/ & of theory) -2'-deoxy-5-fluorouridine with a melting point of 143 are obtained.
After recrystallization from butyl acetate, 9.2 g (9011 / o3 of the product with a melting point of 145) are obtained.
The pyridine filtrate described in the 2nd paragraph of this example is diluted with 70 ml of water and left to stand. After 1 to 2 hours, a further 70 ml of water are added and the crystals are filtered off with suction. These are washed on the filter with water, a little alcohol and ether. 8.6 g of dry material with a melting point of 205-210 are obtained.
This is dissolved in 258 ml of boiling acetone.
The solution is then left to crystallize in the refrigerator for 48 hours. The crystals are filtered off with suction (5.8 g of the α-isomer, melting point 212-213a), and the mother liquor is evaporated to dryness. The crystallized residue of the mother liquor is washed with ether and filtered (2.6 g of a mixture of α and β isomers, melting point 195-200). This mixture is treated again to separate the isomers by triturating it with 7.8 ml of pyridine for 30 minutes, whereupon a further yield of @ isomers (Q, 8-1 g) is obtained.
The a-isomer, which melts at 212-213¯, is recrystallized from glacial acetic acid from five times its weight. The purified a-3 ', 5'-di- (p-toluyl) -2'-deoxy-5-fluoro-uridine is obtained in white, elongated, narrow prisms with a melting point of 215. The melting point cannot be changed by further recrystallization. aD = -72.5 0.3O. Mixtures of the α and β isomers show a decrease in melting point of 15-20.
12 g of a-3 ', 5'-di- (p-toluyl) -2'-deoxy-5-fluoro-uridine, (melting point 215, aD = -72, 50, 3) are suspended in 180 ml of anhydrous methanol . A few drops of alcoholic phenolphthalein solution are added, the suspension is cooled to 0-10 and a 0.555N barium methylate solution in methanol is added in the manner described above with respect to the β-isomer. In the present case, 10 ml of barium methylate solution are initially added and then six portions of 5 ml each are added over the course of 6 hours. After this, the suspended material is practically dissolved and the solution remains pink even after standing.
The solution is then left to stand in a refrigerator for 18 hours. 22.3 ml of 1N aqueous sulfuric acid are then added, which amount is equivalent to the originally added barium methylate solution. The precipitated barium sulfate is colloidal and cannot be filtered. The liquid is therefore evaporated in vacuo, the residue is extracted twice with 50 ml of boiling acetone and the acetone extract is suction filtered through a <tCelit filter. The filtrate is evaporated to a syrup in vacuo. The syrup is repeatedly washed with absolute ether to remove methyl toluate. The syrup obtained crystallizes spontaneously after standing for some time at room temperature or immediately upon inoculation. The crystals are triturated with ether and filtered.
They have a melting point of 150-151, which does not change after recrystallization from butyl acetate. 5.5 g (909 / o) a-2'-deoxy-5-fluorouridine are obtained. α25D = -21¯ (2% in water). The compound shows a sharp decrease in the melting point with p-2'-deoxy-5-fluorouridine.
The mono- (5fluoro-uracilyl) mercury used as the starting material can be obtained in the following way:
13.0 g of 5-fluorouracil are refluxed while stirring with 50 ml of acetic anhydride and 0.5 ml of pyridine until a solution is obtained (10 to 15 minutes). The mixture is heated under reflux for a further 15 minutes and the clear, slightly pink-colored solution is evaporated in vacuo. The crystallized residue is dissolved in 100 ml of hot toluene. The solution is separated from some insoluble, discolored, sandy material by suction filtration while it is hot and the filtrate is cooled.
The crystals which separate out are suction filtered and dried at 70. 14.9 g (86.5 / o) of 1-acetyl-5-fluorouracil with a melting point of 128-129 are obtained.
Repeated recrystallization from toluene does not change the melting point. The compound is very quickly saponified by alkali.
5.1 g (0.03 mol) of 1-acetyl-5-fluoro-uracil are dissolved in 50 ml of ethanol at 75-78, whereupon 5 g of mercuric acetate are added with stirring. The organic mercury compound formed by the reaction precipitates very quickly in the form of voluminous needles. After the mixture has cooled and after standing overnight, the product is suction filtered, washed with alcohol and dried at 70 °. 7.9 g (97.5 / o3 of bis (1-acetyl-5 fluorouracilyl) mercury are obtained. The amount of acetic acid determined in the filtrate by titration is 1.80 g (100%).
Bis- (l-acetyl-5-fluoro-uracilyl) -mercury is a crystallized, white, fluffy powder which melts at 207 with decomposition. It is insoluble in common solvents, fairly stable to acetic acid, but not to hydrochloric acid or alkali. a) 5.4 g (0.01 mol) of bis (l-acetyl-5-fluoro-uracilyl) mercury are converted into a boiling solution of 3.18 g (0.01 mol) of mercuric acetate in 60 ml of methanol added. The mixture is refluxed for 20 minutes with stirring, allowed to cool and the solids are filtered off with suction. 6.6 g (approximately 100 ") of mono- (5-fluoro-uracilyl) -mercury, which does not melt below 300, are obtained.
About 0.02 moles of acetic acid and 0.02 moles of methyl acetate are found in the filtrate by alkalimetric titration. b) 9.46 g (0.03 mol) of mercuric acetate are dissolved in 180 ml of boiling methanol. After cooling to 55-600, the solution is admixed all at once with 5.1 g (0.03 mol) of 1-acetyl-5-fluorouracil while stirring. After about a minute, mono- (5-fluoro-uracilyl) -mercury suddenly separates out.
The mixture is left to stand overnight, the product obtained is filtered off with suction, washed with methanol and ether and dried first at room temperature and then at 70. 9.9 g of mono- (5-fluorouracilyl) mercury are obtained in an approximately quantitative yield. c) 31.9 g (0.1 mol) of mercuric acetate are dissolved in 600 ml of methanol with stirring and refluxing. A hot solution of 13 g (0.1 mol) of 5-fluoro-uracil in 250 ml of water is added, with immediate precipitation of mono (5-fluoro-uracilyl) mercury. The mixture is allowed to cool to room temperature with stirring and is then stirred for a further 12 hours.
The fine precipitate is filtered off with suction, the filter cake is suspended in 500 ml of toluene without prior drying and the mixture is stirred and heated until all of the methanol and water have been completely distilled off (drying by azeotropic distillation). The toluene which distills with methanol and water is replaced from time to time by fresh toluene. The mixture is then allowed to cool, the solid is filtered off with suction and dried at 700 until the toluene has been removed. 33 g of mono- (5-fluorouracilyl) mercury are obtained in quantitative yield.
3, 5-Di- (p-toluyl) -2-deoxy-D-ribofuranosyl chloride can be prepared in the following way:
13.6 g of 2-deoxy-D-ribose are dissolved in 245 ml of methanol. 27 ml of a 10% solution of anhydrous hydrogen chloride in methanol are added. The mixture is left to stand at 27 for 20 minutes and then stirred with 5 g of silver carbonate until it no longer reacts acidic.
The silver salts are removed by suction filtration and washed with methanol. The combined filtrates and washing liquids are evaporated in vacuo as well as possible, whereupon 20 ml of pyridine are added and the solution is again evaporated in vacuo to remove the last traces of the methanol.
The syrupy residue of 1-methyl-2-deoxy-D-ribofuranoside is dissolved in 80 ml of dry pyridine, the solution is cooled to about 0 ° and 34 g of D-toluyl chloride are added in portions while maintaining a temperature below 20. After the addition of the chloride, the temperature is allowed to rise to 40-45 and is held there for 2 hours. The mixture is then diluted with 500 ml of water, the oily precipitate is shaken out with 200 ml of ether, the ether layer is washed successively with water, potassium bisulfate solution, water, potassium bicarbonate solution and again with water and then dried over anhydrous sodium sulfate.
The ether is removed by evaporation in vacuo and the remaining syrup of 3,5-di- (p-toluyl) -l-methyl-2-deoxy-D-ribofuranoside is dissolved in 20 ml of acetic acid with warming. The solution is cooled below 100 and mixed with a saturated solution of anhydrous hydrogen chloride in acetic acid at 0-10. Anhydrous hydrogen chloride is passed into the solution for a few minutes, whereupon the product crystallizes very quickly and fills the entire reaction vessel.
After 10 minutes, the crystals are suction filtered, the filter cake is rubbed with ice-cold, absolute ether, the crystal pulp is suction filtered and the filter cake is quickly placed in a vacuum desiccator and dried in a vacuum over soda lime at room temperature. 27.5 g of 3,5-di- (p-toluyl) -2-deoxy-D-ribofuranosyl chloride are obtained.
Example 2
In a reaction flask equipped with a stirrer, liquid separator and reflux condenser, 6.6 g of mono- (5-fluorouracilyl) mercury are suspended in 300 ml of toluene. The solution is heated with stirring and 100 ml of toluene is distilled off, the separator being changed as soon as it is filled.
16.2 g of 3,5-di- (p-chloro-benzoyl) -2-deoxy-D-ribofuranosyl chloride are added, with immediate dissolution. Heating is continued for 20 minutes and 50 ml of toluene which has collected in the separator is removed. The solution is allowed to cool and then stirred with a solution of 20 g of potassium iodide in 80 ml of water in order to remove the mercury chloride from the toluene layer. The toluene layer is separated off and 200 ml of heptane are added with stirring and cooling, a precipitate of an amorphous, but filterable mixture of α- and ß-3 ', 5'-di- (p-chloro-benzoyl) -2' - Forms deoxy-5-fluorouridine. This is separated off by filtration.
The total amount of the obtained mixture of a- and ss-3 ', 5'-di (p-chloro-benzoyl) -2'-deoxy-5-fluorouridine is triturated with 50 ml of ethanol at 50%.
After standing, the ss-isomer crystallizes out immediately, while the a-isomer remains in solution. The solution is allowed to cool and the crystallized precipitate is then filtered off with suction and recrystallized once from 15-20 ml of acetic acid. 3-3.5 g (29 to 33 / o) ss-3 ', 5'-di- (p-chloro-benzoyl) -2'-deoxy-5-fluorouridine, melting point 197-198, are obtained.
2 g of ss-3 ', 5'-di- (p-chloro-benzoyl) -2'-deoxy-5-fluorouridine are suspended in 40 ml of methanol, whereupon 5.5 ml of a 0.555 N methanolic barium methylate solution are added at 0-5 added over the course of 6 hours. A slow solution occurs. The mixture is left to stand at 0-5 for 12 hours and then worked up as described in Example 1. 0.9 g (88 "/ o) of pure -2'-deoxy-5-fluorouridine are obtained.
The 3, 5 di- (p-chloro-benzoyl) -2-deoxy-D-ribofuranosyl chloride used as a reaction component can be prepared in the following way:
3.5 g of dry, crystallized 2-deoxy-D-ribose are dissolved in 63 ml of methanol, whereupon 7 ml of an aqueous solution of anhydrous hydrogen chloride in methanol are added. The mixture is left to stand at 27 for 20 minutes and 5 g of silver carbonate are added with thorough stirring. The silver salts are removed by filtration, the methanol is distilled off in vacuo as completely as possible and the residue is diluted with 10 ml of anhydrous pyridine. The solution is then again evaporated in vacuo to remove the last traces of methanol.
The oily residue, consisting of crude 1-methyl-2-deoxy-D-ribofuranoside, is dissolved in 20 ml of anhydrous pyridine and mixed in portions with 8 ml of p-chloro-benzoyl chloride while cooling with ice water and maintaining the temperature between 20 and 40 offset. The mixture is left to stand overnight, water and methylene chloride are added, the layers are separated, the methylene chloride layer is washed with potassium bisulfate solution and then with water, dried over sodium sulfate and finally evaporated in vacuo.
The syrupy residue of 3, 5-di- (p-chlorobenzoyl) -l-methyl-2-deoxy-D-ribofuranoside is in
Dissolved 20 ml of acetic acid, whereupon 50 ml of a cold, saturated solution of anhydrous hydrogen chloride in 100 ml of acetic acid is added at 10-15. Crystallization of 3,5-di- (p-chloro-benzoyl) -2 deoxy-D-ribofuranosyl chloride occurs.
Example 3
64 g of monothyminyl mercury are in 3 liters
Toluene suspended in a reaction vessel equipped with a stirrer, liquid separator and reflux condenser. The mixture is heated under
Stir and distill off one liter of toluene, changing the separator as soon as it is filled.
The suspension is then cooled to room temperature and 150 g of 3, 5-di- (p-toluyl) -2-deoxy-
D-ribofuranosylchloride added. After stirring for 10 minutes, the mixture is gradually refluxed to the boiling point of toluene and then, with continued stirring, for 20 minutes. The mixture is allowed to cool and a solution of 200 g of potassium iodide in 800 ml of water is added. The mixture is stirred for a few minutes to remove the mercury from the toluene layer. This is then separated off and evaporated to a syrup in vacuo. Of the
Syrup is taken up in 400 ml of ether and allowed to crystallize.
The crystals of ss-3 ', 5'-di (p-toluyl) thymidine are filtered off and show a
Melting point of 187-190. The yield is 48 g (509% of theory). Recrystallization from 200 ml of acetic acid gives 46 g of a very pure material with a melting point of 197.
The ethereal mother liquor of ß-ditoluyl thymidine is evaporated in vacuo, the residue is diluted with 100 ml of toluene and crude amorphous α-3 ', 5'-di (p-toluyl) thymidine is precipitated by adding 200 ml of heptane . This material is dissolved in as little ether as possible and allowed to crystallize. A-3 ', 5'-di- (p-toluyl) -thymidine crystallization without inoculation occurs only after a few weeks and then progresses very slowly. Even after inoculation, the solution must stand for a few days for complete crystallization.
After recrystallization from alcohol, 6.8 g of a-3 ', 5'-di (p-toluyl) thymidine, which melts at 138, are obtained.
2.4 g of i-3 ', 5'-di (p-toluyl) thymidine are suspended in 50 ml of methanol, whereupon 1 ml of 0.5N barium methylate in methanol is added. The mixture is left to stand at 0-5 "for 24 hours, with occasional shaking. 1 ml of 0.5N sulfuric acid is added to the clear solution, the methanol is distilled off in vacuo and the residue is washed with ether to add the methyl toluate After inoculation, the material solidifies completely into a crystallized cake of ss-thymidine.
To remove the barium sulfate it contains, the product obtained is dissolved in 20-30 ml of hot alcohol, the solution is clarified by filtration through a Celite filter and the filtrate is evaporated in vacuo. The crystallized residue has a melting point of 185 and shows no lowering of the melting point with an authentic sample of? -Thymidine. The yield of 1 g is essentially quantitative.
A gummy heptane precipitate of a-3 ', 5'-di (ptoluyl) thymidine of about 20 g produced in a further batch is dissolved in 400 ml of methanol, whereupon 60 ml of 0.79N barium methylate in methanol are added. After standing at room temperature for 4 hours, the mixture is treated with the calculated amount of 1N sulfuric acid. The mixture is then evaporated to a syrup in vacuo without filtering, and methyl toluate is removed by repeated washing of the residue with small amounts of ether. The residue is then taken up in 50 ml of water and the barium sulfate is suction filtered, the suction filter being provided with Celite, activated charcoal and a thin layer of freshly precipitated barium sulphate.
The filtrate is again evaporated to a syrup and the residue is triturated with 20 ml of saturated ammonium sulfate solution. The a-thymidine soon crystallizes out. The solution is left to stand overnight and the crystals are filtered off. Recrystallization from alcohol yields compact, well-shaped prisms with a melting point of 187¯ which, with thymidine (melting point 185), show a decrease in melting point of 10 to 15. The yield is 2.5 g; aD = + 7, 2 0, 1 (26 / G in water).
The monothyminyl mercury used as a starting material can be produced in the following ways:
12, 6 thymine are reacted in a manner similar to that described in Example 1 with 50 ml of acetic anhydride and 0.5 ml of pyridine. After cooling, the product crystallizes from the reaction mixture.
The crystallization is completed by adding 100 ml of a mixture of equal volumes of ether and petroleum ether. This gives 15.2 g (90.5 / o) of l-acetyl-thymine with a melting point of 197, which does not change after recrystallization from a larger amount of ethyl acetate.
16.8 g of 1-acetyl-thymine are added to a hot solution of 31.8 g of mercuric acetate in one liter of methanol with stirring, whereupon the mixture is refluxed for one hour while stirring. The mixture is left to cool overnight while stirring, the fine, crystallized precipitate is filtered off with suction and washed on the filter with methanol.
After drying at 70, 32 g (quantitative) monothyminyl mercury is obtained as a white, heavy powder which does not melt below 300.
Example 4
2.4 g of a-3 ', 5'-di- (p-toluyl) -thymidine with a melting point of 138 obtained according to Example 3 are suspended in 50 ml of methanol and saponified similarly to Example 3, but with 0.5N barium methylate in methanol is used. The reaction mixture is worked up in a manner similar to that in Example 3. After removing the barium as barium sulfate and concentrating the filtrate, α-thymidine crystallizes out.
It is identical to the product which is obtained according to Example 3.