Verfahren zur Herstellung von O-Benzoylthiamindisulfid Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von O-Benzoylthiamindisulfid, das eine dem Vitamin B1 ähnliche Wirksamkeit besitzt.
Es ist bekannt, dass Säureadditionsalze von Thiamin viele Nachteile besitzen, wie beispielsweise unangenehmen Geruch, geringe Beständigkeit, Lös lichkeit in Wasser oder begrenzte Resorbierbarkeit bei oraler Verabreichung usw.
Es ist ebenfalls bekannt, dass im Organismus mancher Menschen Thiaminase, ein Thiamin zerstö- rendes Enzym, vorkommt. Daher kann bei soqcnen Menschen durch orale Verabreichung von Thiamin- säureadditionssalzen keine Wirkung erzielt werden.
Es wurde nun gefunden, dass O-Benzoylthiamin- disulfid die oben genannten Nachteile der oben er wähnten Thiaminsäureadditionssalze, insbesondere des Hydrochlorides, nicht besitzt. Das erfihdungs- gemäss hergestellte O-Benzoylthiamindisulfid bildet farblose und geruchlose Kristalle,
die bei 146-147 C schmelzen. Seine Strukturformel ist die folgende:
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Es wurde gefunden, dass O-Benzoylthiamin disulfid in Wasser wenig löslich ist.
Die Löslich- keiten in destilliertem Wasser bei verschiedenen Temperaturen sind die folgenden:
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<I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb> Temperatur <SEP> ( C) <SEP> Löslichkeit <SEP> (%) <SEP> in <SEP> Gewicht/Volumen
<tb> 20 <SEP> 0,0060
<tb> 30 <SEP> 0,0082
<tb> 40 <SEP> 0,0097
<tb> 50 <SEP> 0,0110 Die Löslichkeit kann aber durch Zugabe einer äquimolaren Menge einer Säure (pH 3,0-3,2) stark, z. B. bis zu mehr als 50 %, gesteigert werden.
Es ist bekannt, dass Thiaminsäuzeaddiiionssalze, wie z. B. das Hydrochlorid, unter alkalischen Bedin gungen im allgemeinen unbeständig sind.
Es wurde jedoch gefunden, dass O-Benzoyl thiamindisulfid sogar unter alkalischen Bedingungen recht beständig ist. Die folgenden Tabellen II und <B>111</B> zeigen die verbleibende Menge:
(%) sowohl von Thiaminhydrochlorid (B1 - HCl) als auch von O-Ben- zoylthiamindisulfid (BTDS) bei Versuchen, zur be- schleunigten Alterung unter alkalischen Bedingungen.
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<I>Tabelle <SEP> 11</I>
<tb> Verbleibende <SEP> Menge <SEP> (ö) <SEP> in <SEP> wässrigen <SEP> Lösungen <SEP> (2 <SEP> mg/cd)
<SEP> bei <SEP> <B>100'C</B>
<tb> Nach <SEP> 30 <SEP> Minuten <SEP> Nach <SEP> 60 <SEP> Minuten <SEP> Nach <SEP> 120 <SEP> Minuten
<tb> PH <SEP> BTDS <SEP> Bi <SEP> . <SEP> HCl <SEP> BTDS <SEP> Bi <SEP> . <SEP> HCI <SEP> BTDS <SEP> Bi <SEP> - <SEP> HCl
<tb> (%) <SEP> (%) <SEP> (%) <SEP> (%) <SEP> (%) <SEP> ( /n)
<tb> 5,0 <SEP> 96;5 <SEP> 96,5 <SEP> 96,5 <SEP> 96,0 <SEP> 94,5 <SEP> 94,5
<tb> 6,0 <SEP> 97,0 <SEP> 94,5 <SEP> 96,0 <SEP> 86,5 <SEP> 84,5 <SEP> 83,5
<tb> 7,0 <SEP> 91,5 <SEP> 67,0 <SEP> 78,0 <SEP> 45,5 <SEP> 51,0 <SEP> 20,0
<tb> 8,0 <SEP> 83,5 <SEP> 60,0 <SEP> 65,0 <SEP> 37,5 <SEP> 49,0 <SEP> <B>1</B>0,0
<tb> 9,0 <SEP> 56,0 <SEP> 9,0 <SEP> 26,5 <SEP> 4,5 <SEP> 15,0 <SEP> 2,0
<tb> pH <SEP> 5,0-7,0: <SEP> MacIluvaine-Pufferlösung <SEP> pH <SEP> 8,0-9,0: <SEP> Clark-Lubus-Pufferlösung.
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<I>Tabelle <SEP> 111</I>
<tb> Verbleibende <SEP> Menge <SEP> (%) <SEP> in <SEP> Calciumcarbonatpulver <SEP> (200 <SEP> mg/g)
<tb> Relative <SEP> Feuchtigkeit <SEP> 82 <SEP> % <SEP> bei <SEP> Raumtemperatur
<tb> Substanz <SEP> Nach <SEP> 5 <SEP> Tagen <SEP> Nach <SEP> 25 <SEP> Tagen <SEP> Nach <SEP> 40 <SEP> Tagen
<tb> B1 <SEP> - <SEP> HCl <SEP> 59 <SEP> 12 <SEP> 5
<tb> BTDS <SEP> 100 <SEP> 94 <SEP> 94 Es wurde gefunden, dass O-Benzoylthiamindi- sulfid beständig--r gegen enzymatischen Abbau mit Thiaminase ist als Thiaminhydrochlorid, was der unten beschriebene Versuch zeigt.
Das Gemisch von 1 cm3 Substratlösung, die 20 y B, - HCl oder 22,8 y BTDS (die 20 y Bi - HCl äqui- valent sind), 1 cm3 Pufferlösung und 3 em3 einer Enzymlösung,
die aus dem Kulturmedium von Ba- eillus thiaminolyliticus (M. M.) oder Baoillus aneuri- nolyticus (K. A.) hergestellt wurde, wurde 1 Stunde lang bei 37 C bebrütet,
und der Albbau der .Substanz wurde mittels der Thiochrommethode bestimmt.
Die Ergebnisse sind folgendermassen:
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<I>Tabelle <SEP> IV</I>
<tb> Abgebauter <SEP> Anteil <SEP> (%)
<tb> Substanz <SEP> Bacillus <SEP> M. <SEP> M. <SEP> Bacillus <SEP> K. <SEP> A.
<tb> nach <SEP> 5 <SEP> Tagen <SEP> nach <SEP> 3 <SEP> Tagen
<tb> X <SEP> 5j <SEP> X <SEP> 10* <SEP> X <SEP> 30* <SEP> X <SEP> 60"
<tb> Bi <SEP> - <SEP> HCI <SEP> 89,8 <SEP> 46,8 <SEP> 81,4 <SEP> 61,3
<tb> BTDS <SEP> 15,0 <SEP> 4,7 <SEP> 2,7 <SEP> 2,0
<tb> '^ <SEP> Verdünnung <SEP> der <SEP> Enzymlösung.
Es wurde auch gefunden, dass die erfindungs gemäss hergestellte Verbindung bei Versuchen so wohl mit Tieren als auch mit Menschen eine dem Vitamin BI ähnliche Wirksamkeit besitzt.
Überdies zeigt es sich, dass bei oraler Verabreichung der erfin dungsgemäss hergestellten Verbindung der Blutspiegel des gesamten Vitamins B, schneller ein Maximum erreicht und dieses länger erhalten bleibt, als dies bei Thiaminhydrochlorid der Fall ist,
und dass eine grössere Menge freies Vitamin B1 im Urin ausgeschie den wird im Vergleich zu Thiaminhydrochlorid. Dies bedeutet eine bessere Resorbierbarkeit der Verbin dung aus den Därmen, als sie bei Thiaminhydro- chlorid auftritt.
Aufgrund dieser Tatsachen ist das erfindungs- gemäss hergestellte O-Benzoylthiaminäisulfid vorteil hafter als Thiaminhydrochlorid für die Behandlung von Vitamin BL-Mangelerscheinungen verwendbar.
Es ist auch als Kräftigungsmittel verwendbar, und zwar vor allem -in denjenigen Fällen, in denen ein Kräftigungsmittel von geringer Wasserlöslichkeit ge wünscht wird, beispielsweise bei der Anreicherung von Getreideprodukten, die vor dem Kochen gespült werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man O-Benzoylthiamin in einem wässrigen Medium mit einem Oxydationsmittel, z. B. Jod, Wasserstoffperoxyd oder Kaliumferricyanid, be- handelt, während der pH-Wert des Mediums alkalisch gehalten wird.
Es ist gefunden worden, dass die Reaktion bei einem pH-Wert im Bereich von 10,0 bis 12,0 am zufriedenstellendsten verläuft.
<I>Beispiel 1</I> 4,5 g O-Benzoylthiamin in 460 cm3 Wasser wurden mit 7,5 cm3 4n Natriumhydroxyd im Eisbad neutralisiert. In die Lösung wurde eine Lösung, die aus 1,3 g Jod, 4 g Natriumjodid und 100 cm3 Wasser bestand, bei der gleichen Temperatur unter Rühren zugegeben. In dem Masse, wie die Reaktion fort- schritt, bildete sich ein weisser Niederschlag.
Das Gemisch wurde weitere 10 Minuten lang gerührt, und darauf wurden die Niederschläge mit Äthyl- acetat extrahiert.
Nachdem der Extrakt mit Wasser gewaschen und getrocknet worden war, wurde das Äthylacetat bei vermindertem Druck verdampft, und 30 cm3 Benzol wurden zum Rückstand zugegeben, wodurch O-Ben- zoylthiamindisulfid auskristallisierte.
Ausbeute 2,9 g,<B>75,3%</B> der Theorie. Beispiel <I>2</I> Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass 0,
85 .g 30%iges Wasserstoffperoxyd und 40 cm3 Wasser anstelle der Jod-Natriumjodid-Lösung verwendet und der pH- Wert des Gemisches mit Essigsäure während der Reaktion unter 12 gehalten wurde.
Es wurden 2,8 g O-Benzoylthiamindisulfid erhalten. In der gleichen Weise kann Kaliumfrrricyanid anstelle von Jod oder Wasserstoffperoxyd als Oxydationsmittel verwendet werden.
Process for the production of O-benzoylthiamine disulfide The present invention relates to a process for the production of O-benzoylthiamine disulfide, which has an activity similar to that of vitamin B1.
It is known that acid addition salts of thiamine have many disadvantages such as unpleasant odor, poor resistance, solubility in water or limited absorbability when administered orally, etc.
It is also known that thiaminase, a thiamine-destroying enzyme, occurs in the organism of some people. Therefore, oral administration of thiamine acid addition salts has no effect on such people.
It has now been found that O-benzoylthiamine disulfide does not have the above-mentioned disadvantages of the thiamic acid addition salts mentioned above, in particular of the hydrochloride. The O-benzoylthiamine disulfide produced according to the invention forms colorless and odorless crystals,
which melt at 146-147 C. Its structural formula is the following:
EMI0001.0046
It has been found that O-benzoylthiamine disulfide is sparingly soluble in water.
The solubilities in distilled water at different temperatures are as follows:
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<I> Table <SEP> 1 </I>
<tb> Temperature <SEP> (C) <SEP> Solubility <SEP> (%) <SEP> in <SEP> weight / volume
<tb> 20 <SEP> 0.0060
<tb> 30 <SEP> 0.0082
<tb> 40 <SEP> 0.0097
<tb> 50 <SEP> 0.0110 However, the solubility can be greatly increased by adding an equimolar amount of an acid (pH 3.0-3.2), e.g. B. up to more than 50%.
It is known that thiamic acid addition salts, such as. B. the hydrochloride, conditions are generally unstable under alkaline conditions.
However, it has been found that O-benzoyl thiamine disulfide is quite stable even under alkaline conditions. The following tables II and <B> 111 </B> show the remaining amount:
(%) of both thiamine hydrochloride (B1 - HCl) and O-benzoylthiamine disulphide (BTDS) in tests for accelerated aging under alkaline conditions.
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<I> Table <SEP> 11 </I>
<tb> Remaining <SEP> amount <SEP> (ö) <SEP> in <SEP> aqueous <SEP> solutions <SEP> (2 <SEP> mg / cd)
<SEP> at <SEP> <B> 100'C </B>
<tb> After <SEP> 30 <SEP> minutes <SEP> After <SEP> 60 <SEP> minutes <SEP> After <SEP> 120 <SEP> minutes
<tb> PH <SEP> BTDS <SEP> Bi <SEP>. <SEP> HCl <SEP> BTDS <SEP> Bi <SEP>. <SEP> HCI <SEP> BTDS <SEP> Bi <SEP> - <SEP> HCl
<tb> (%) <SEP> (%) <SEP> (%) <SEP> (%) <SEP> (%) <SEP> (/ n)
<tb> 5.0 <SEP> 96; 5 <SEP> 96.5 <SEP> 96.5 <SEP> 96.0 <SEP> 94.5 <SEP> 94.5
<tb> 6.0 <SEP> 97.0 <SEP> 94.5 <SEP> 96.0 <SEP> 86.5 <SEP> 84.5 <SEP> 83.5
<tb> 7.0 <SEP> 91.5 <SEP> 67.0 <SEP> 78.0 <SEP> 45.5 <SEP> 51.0 <SEP> 20.0
<tb> 8.0 <SEP> 83.5 <SEP> 60.0 <SEP> 65.0 <SEP> 37.5 <SEP> 49.0 <SEP> <B> 1 </B> 0.0
<tb> 9.0 <SEP> 56.0 <SEP> 9.0 <SEP> 26.5 <SEP> 4.5 <SEP> 15.0 <SEP> 2.0
<tb> pH <SEP> 5.0-7.0: <SEP> MacIluvaine buffer solution <SEP> pH <SEP> 8.0-9.0: <SEP> Clark-Lubus buffer solution.
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<I> Table <SEP> 111 </I>
<tb> Remaining <SEP> amount <SEP> (%) <SEP> in <SEP> calcium carbonate powder <SEP> (200 <SEP> mg / g)
<tb> Relative <SEP> humidity <SEP> 82 <SEP>% <SEP> at <SEP> room temperature
<tb> Substance <SEP> After <SEP> 5 <SEP> days <SEP> After <SEP> 25 <SEP> days <SEP> After <SEP> 40 <SEP> days
<tb> B1 <SEP> - <SEP> HCl <SEP> 59 <SEP> 12 <SEP> 5
<tb> BTDS <SEP> 100 <SEP> 94 <SEP> 94 It was found that O-benzoylthiamine disulphide is resistant to enzymatic degradation with thiamine than thiamine hydrochloride, which is shown by the experiment described below.
The mixture of 1 cm3 substrate solution containing 20 y B, - HCl or 22.8 y BTDS (the 20 y Bi - HCl are equivalent), 1 cm3 buffer solution and 3 em3 of an enzyme solution,
which was prepared from the culture medium of Baeillus thiaminolyliticus (M. M.) or Baoillus aneurinolyticus (K. A.) was incubated for 1 hour at 37 C,
and the Albbau der .Substanz was determined by means of the thiochrome method.
The results are as follows:
EMI0002.0043
<I> Table <SEP> IV </I>
<tb> Degraded <SEP> portion <SEP> (%)
<tb> Substance <SEP> Bacillus <SEP> M. <SEP> M. <SEP> Bacillus <SEP> K. <SEP> A.
<tb> after <SEP> 5 <SEP> days <SEP> after <SEP> 3 <SEP> days
<tb> X <SEP> 5j <SEP> X <SEP> 10 * <SEP> X <SEP> 30 * <SEP> X <SEP> 60 "
<tb> Bi <SEP> - <SEP> HCI <SEP> 89.8 <SEP> 46.8 <SEP> 81.4 <SEP> 61.3
<tb> BTDS <SEP> 15.0 <SEP> 4.7 <SEP> 2.7 <SEP> 2.0
<tb> '^ <SEP> Dilution <SEP> of the <SEP> enzyme solution.
It has also been found that the compound produced according to the invention has an effectiveness similar to that of vitamin BI in tests with animals as well as with humans.
In addition, it has been shown that when the compound prepared according to the invention is administered orally, the blood level of total vitamin B reaches a maximum faster and this is maintained for longer than is the case with thiamine hydrochloride,
and that a greater amount of free vitamin B1 is excreted in the urine compared to thiamine hydrochloride. This means that the compound can be more easily absorbed from the intestines than is the case with thiamine hydrochloride.
On the basis of these facts, the O-benzoylthiamine sulfide produced according to the invention can be used more advantageously than thiamine hydrochloride for the treatment of vitamin BL deficiency symptoms.
It can also be used as a tonic, especially in those cases in which a tonic with low water solubility is desired, for example when fortifying cereal products that are rinsed before cooking.
The inventive method is characterized in that O-benzoylthiamine in an aqueous medium with an oxidizing agent, for. B. iodine, hydrogen peroxide or potassium ferricyanide treated while the pH of the medium is kept alkaline.
It has been found that the reaction proceeds most satisfactorily at a pH in the range of 10.0 to 12.0.
<I> Example 1 </I> 4.5 g of O-benzoylthiamine in 460 cm3 of water were neutralized with 7.5 cm3 of 4N sodium hydroxide in an ice bath. A solution consisting of 1.3 g of iodine, 4 g of sodium iodide and 100 cm 3 of water was added to the solution at the same temperature while stirring. As the reaction progressed, a white precipitate formed.
The mixture was stirred for a further 10 minutes and then the precipitates were extracted with ethyl acetate.
After the extract was washed with water and dried, the ethyl acetate was evaporated under reduced pressure, and 30 cm 3 of benzene was added to the residue, whereby O-benzoylthiamine disulfide was crystallized out.
Yield 2.9 g, 75.3% of theory. Example <I> 2 </I> The procedure described in Example 1 was repeated with the exception that 0,
85 g of 30% hydrogen peroxide and 40 cm3 of water were used instead of the iodine-sodium iodide solution and the pH of the mixture was kept below 12 with acetic acid during the reaction.
2.8 g of O-benzoylthiamine disulfide were obtained. In the same way, potassium tricyanide can be used as an oxidizing agent in place of iodine or hydrogen peroxide.