Verfahren zur Herstellung von Ribofiavin-2',3' 4', 5'-tetrabutyrat
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Riboflavintetrabutyrat.
Es ist wohlbekannt, dass Riboflavin ein wenig wasserlösliches Vitamin ist und daher für die Verwendung zur Nahrungsmittelanreicherung oder auf dem pharmazeutischen Gebiet gewisse Unzulänglich- keiten aufweist.
Es wurde nun gefunden, dass man Riboflavin durch Veresterung mit Buttersäure fettlöslich machen kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass Riboflavin mit Buttersäureanhydrid in Gegenwart von Perchlorsäure umgesetzt wird.
Beispielsweise kann Riboflavintetrabutyrat in hoher Ausbeute erhalten werden, indem man bei Zimmertemperatur unter Rühren eine kleine Menge 60 % iger Perchlorsäure zu einem Gemisch von Riboflavin und Buttersäureanhydrid gibt und das Reaktionsgemisch dann in Wasser giesst.
Der so hergestellte Buttersäureester von Riboflavin kann gewonnen und durch Umkristallisation aus Ather, Benzol oder Äthanol gereinigt werden.
Das erfindungsgemäss hergestellte Riboflavintetrabutyrat ist praktisch geschmacklos und geruchlos und in vielen herkömmlichen Lösungsmitteln, wie z. B.
Äthanol, Pyridin, Benzol, Chloroform oder neutralen Fetten, ziemlich löslich, in denen allen Ribofiavin selbst fast unlöslich ist.
Der erfindungsgemäss hergestellte Riboflavinester hat die folgende Strukturformel:
EMI1.1
Es ist gefunden worden, dass die erfindungsgemäss hergestellte Verbindung Vitamin-B2-Aktivität besitzt. Wenn sie oral verabreicht wird, wird die Verbindung mit menschlichem Zwölffingerdarmsaft leicht zu Riboflavin und Buttersäure hydrolysiert und bewirkt eine Vitamin-B2-Aktivität. Es wurde gefunden, dass die Verbindung weder mit Speichel noch mit Magensaft hydrolysiert wird, sondern mit Zwölf fingerdarmsaft. Unter den homologen Verbindungen wird Riboflavintetrabutyrat am leichtesten hydrolisiert. Dies kann durch den unten beschriebenen Versuch erläutert werden.
Jedes der Substrate wurde in ein Gemisch von 0,3 cm8 mit 0,1 m-Phosphorsäure gepufferter Lösung (pH 8,5) und 0,2 cm3 menschlichem Zwölffingerdarmsaft bei einer Konzentration von 1 X 10-9 m suspendiert. Die Substratlösungen wurden 30 Minuten lang bei 370 C bebrütet, und der Abbaugrad jedes der Substrate wurde mittels des Lumlftavinfluoreszenzverfahrens (Yagi, J. Biochem., Band 43, Seite 635, 1956) untersucht.
Die Ergebnisse waren folgendermassen:
Substrat Abbaugrad (%) Riboflavintetrapalmimt 1,4
Riboflavintetnacaproat 3,5
Riboflavintetrabutyrat 42,0 Ribofiavintetrapropionat 18,4 Riboflavintetraacetat 9,4
Es wurde ebenfalls gefunden, dass die ertindungs- gemäss hergestellte Verbindung bei der diätetischen Prüfung unter Verwendung von männlichen Albinoratten eine Vitamin-B2-Aktivität zeigt. Riboflavintetrabutyrat erhöht das Körpergewicht von Ratten soviel wie freies Riboflavin, und es verhindert Ariboflavinose in bemerkenswerter Weise. Jedoch zeigte es sich, dass andere wenig wachstumsfördernde Wirksamkeit haben.
Es wurde auch gefunden, dass, wenn die erfin- dungsgemäss hergestellte Verbindung dem lebenden Körper durch intramuskuläre Inj ektiön verabreicht wurde, der Blutspiegel des gesamten Riboflavins langsamer steigt und während einer längeren Zeit auf einem wirksamen Niveau bleibt im Vergleich zu freiem Riboflavin. Ferner wird das verabreichte Riboflavin praktisch im Urin während eines längeren Zeitraumes ausgeschieden im Vergleich zu freiem Riboflavin. Wenn beispielsweise 5 mg freies Riboflavin einem etwa 3 kg wiegenden Kaninchen durch intramuskuläre Injektion verabreicht wird, erreicht der Blutspiegel des gesamten Riboflavins innerhalb 30-60 Minuten den Spitzenwert, und eine wesentliche Menge des gegebenen Riboflavins wird innerhalb weniger Stunden im Urin ausgeschieden.
Im Falle von Ribofiavintetrabutyrat erreicht jedoch der Blutspiegel des gesamten Riboflavins mehr als 12 Stunden nach der Injektion den Spitzenwert, und 30-40 % des gegebenen Riboflavins wird im Urin innerhalb 24 Stunden ausgeschieden.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, dass die er Iindungsgemäss hergestellte Verbindung auf dem Gebiete der Ernährung und der Medizin brauchbar und manchmal vorteilhafter als freies Riboflavin ist.
Beispiel
1 g Riboflavin wurde zu 10 cm8 Buttersäureanhydrid zugegeben. Zu dem Gemisch wurden 0,5 cm8 einer 60 % igen wässrigen Perchqorsäurelösung bei Zimmertemperatur unter heftigem Rühren zugegeben.
Das Reaktionsgemisch wurde in 50 cm8 Wasser gegossen. Nachdem die orangegeibliche Schicht unter vermindertem Druck eingeengt worden war, wurde das Riboflavintetrabutyrat aus Äther kristallisiert. Es wurden 1,5 g Riboflavintetrabutyrat vom Smp. 145 bis 1470 C erhalten.
Analyse:
Berechnet für Cn8H44010N4
C 60,35; H 6,90; N 8,53;
Gefunden
C 60,31; H 6,86; N 8,62.
Process for the preparation of ribofiavin-2 ', 3' 4 ', 5'-tetrabutyrate
The present invention relates to a process for the production of riboflavin tetrabutyrate.
It is well known that riboflavin is a poorly water-soluble vitamin and therefore has certain deficiencies for use in food fortification or in the pharmaceutical field.
It has now been found that riboflavin can be made fat-soluble by esterification with butyric acid.
The process according to the invention is characterized in that riboflavin is reacted with butyric anhydride in the presence of perchloric acid.
For example, riboflavin tetrabutyrate can be obtained in high yield by adding a small amount of 60% perchloric acid to a mixture of riboflavin and butyric anhydride at room temperature with stirring and then pouring the reaction mixture into water.
The riboflavin butyric acid ester produced in this way can be recovered and purified by recrystallization from ether, benzene or ethanol.
The riboflavin tetrabutyrate produced according to the invention is practically tasteless and odorless and in many conventional solvents, such as. B.
Ethanol, pyridine, benzene, chloroform or neutral fats, quite soluble, in which all ribofiavin itself is almost insoluble.
The riboflavin ester produced according to the invention has the following structural formula:
EMI1.1
It has been found that the compound prepared according to the invention has vitamin B2 activity. When administered orally, the compound with human duodenal juice is easily hydrolyzed to riboflavin and butyric acid and causes vitamin B2 activity. It has been found that the compound is not hydrolyzed with either saliva or gastric juice, but with twelve intestinal juice. Among the homologous compounds, riboflavin tetrabutyrate is the most easily hydrolyzed. This can be explained by the experiment described below.
Each of the substrates was suspended in a mixture of 0.3 cm 8 0.1 M phosphoric acid buffered solution (pH 8.5) and 0.2 cm 3 human duodenal juice at a concentration of 1 X 10-9 M. The substrate solutions were incubated at 370 ° C. for 30 minutes, and the degree of degradation of each of the substrates was examined by means of the lumftavin fluorescence method (Yagi, J. Biochem., Volume 43, page 635, 1956).
The results were as follows:
Substrate degree of degradation (%) Riboflavin tetrapalmmint 1.4
Riboflavin tetna caproate 3.5
Riboflavin tetrabutyrate 42.0 Riboflavin tetrapropionate 18.4 Riboflavin tetraacetate 9.4
It has also been found that the compound produced according to the invention shows vitamin B2 activity in the dietary test using male albino rats. Riboflavin tetrabutyrate increases the body weight of rats as much as free riboflavin and it remarkably prevents ariboflavinosis. However, others have been shown to have little growth-promoting activity.
It has also been found that when the compound prepared according to the invention is administered to the living body by intramuscular injection, the blood level of total riboflavin rises more slowly and remains at an effective level for a longer period of time compared to free riboflavin. Furthermore, the administered riboflavin is practically excreted in the urine over a longer period of time compared to free riboflavin. For example, when 5 mg of free riboflavin is administered intramuscularly to a rabbit weighing approximately 3 kg, the blood level of total riboflavin will peak within 30-60 minutes and a substantial amount of the given riboflavin will be excreted in the urine within a few hours.
In the case of riboflavin tetrabutyrate, however, total riboflavin blood levels peak more than 12 hours after injection, and 30-40% of the given riboflavin is excreted in the urine within 24 hours.
From the foregoing it can be seen that the compound prepared according to the invention is useful in the fields of nutrition and medicine and is sometimes more beneficial than free riboflavin.
example
1 g of riboflavin was added to 10 cm8 of butyric anhydride. To the mixture was added 0.5 cm 8 of a 60% aqueous perchloric acid solution at room temperature with vigorous stirring.
The reaction mixture was poured into 50 cm8 of water. After the orange-yellow layer was concentrated under reduced pressure, the riboflavin tetrabutyrate was crystallized from ether. 1.5 g of riboflavin tetrabutyrate with a melting point of 145 to 1470 ° C. were obtained.
Analysis:
Calculated for Cn8H44010N4
C 60.35; H 6.90; N 8.53;
Found
C 60.31; H 6.86; N 8.62.