Verfahren zur Herstellung von Phenylalaninen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Phenylalaninen der Formel
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worin R, ein niedriges Alkylradikal mit unverzweigter, vorzugsweise 1-4 Kohlenstoffatome enthaltender Kette bedeutet, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine Verbindung der Formel
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in welcher R2 ein niedriges Alkylradikal ist, mit Ammoniumcarbonat und einem wasserlöslichen Cyanidsalz in einem wässrigen Medium reagieren lässt, wobei sich eine Verbindung der Formel
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bildet, diese entweder mit konzentrierter Chlor-oder Bromwasserstoffsäure hydrolysiert und hierauf neutralisiert,
oder mit einer Base in einem wässrigen Medium bei erhöhter Temperatur zur Reaktion bringt unter Bildung einer Verbindung der Formel
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auf diese Chlor-oder Bromwasserstoff bei erhöhter Temperatur einwirken lässt und die erhaltene Verbindung neutralisiert.
Diese Phenylalanine lassen sich leicht in nichttoxische Säure-Additionssalze überführen. Bevorzugte Säure-Additionssalze sind solche von nicht-toxischen Mineralsäuren, wie z. B. von Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure und Schwefelsäure.
Diese neuen Verbindungen besitzen eine blutdrucksenkende Wirksamkeit.
Das a-Methyl-ss-(2, 3-dioxyphenyl)-alanin besitzt eine grössere Aktivität bei der Behandlung von Hypertension als die schon bekannte Verbindung a-Me thyl-/ ?- (3, 4-dioxyphenyl)-alanin und kann dementsprechend in einer kleineren Dosis verabreicht werden. Eine sehr grosse blutdrucksenkende Wirkung hat der durch entsprechende Veresterung des Endproduktes herstellbare a-Methyl-ss-(2, 3-dioxyphenyl)-ala nin-äthylester, welcher nach Einnahme eine verlän- gerte anti-hypertensive Wirkung mit einem höheren Blutserumspiegel an a-Methyl-ss-(2, 3-dioxyphenyl)alanin ergibt, als der mit dem unveresterten a-Methyl /3- (2, 3-dioxyphenyl)-alanin erzeugte.
Die wirksame Dosis der neuen Phenylalanine zur Behandlung von Hypertension beträgt vorzugsweise 0,15-6 g täglich, vorteilhafterweise in wiederholt kleineren Dosen. Bevorzugte Dosen betragen 0,3 bis 3 g pro Tag. Die Verabreichung kann in Gelatinekapseln, mit 0,1-0,5 g an aktivem Bestandteil oder in Tabletten, mit 0,1-0,5 g an aktivem Bestandteil, vermischt mit einem üblichen Träger, z. B. Getreide stärke, Lactose oder Magnesiumstearat als Gleitmittel und mit entsprechenden Geschmacksmitteln usw. erfolgen. Sie kann auch oral in Form einer wässrigen Suspension vorgenommen werden oder parenteral in geeigneten sterilen Lösungsmitteln, z. B. Wasser.
Wie die Erfahrung gezeigt hat, erzeugen die neuen Phenylamine keine Nebenwirkung. Ein mit bekannten hypertensiven Mitteln beobachteter Nebeneffekt besteht in der Tendenz Schlafsucht zu verursachen.
Diese wird einer Senkung des Nor-epinephrinspiegels im Gehirn zugeschrieben. Das erfindungsgemäss herstellbare a-Methyl-ss-(2, 3-dioxyphenyl)-alanin verursacht nur eine sehr kleine Erniedrigung dieses Spiegels im Gehirn, aus welchem Grunde keine Tendenz zur Schlafsucht beobachtet wird.
Bei der Hydrolyse des mit einer Base aus dem Hydantion erhaltenen a-Methyl-ss-(2, 3-dimethoxyphe- nyl)-alanins in das entsprechende 2,3-Dihydroxyendprodukt entsteht unter Ringschluss durch Kondensation als Zwischenprodukt 3-Amino-3-methyl8-hydroxy-3,4-dihydrocoumarin-hydrohalid der Formel
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Diese Verbindung sowie deren freie Base und Ester sind ebenfalls im angegebenen Sinne therapeutisch verwendbar.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden :
Man behandelt denAusgangsketon 1-(2, 3-Dimeth- oxyphenyl-2-propanon mit Ammoniumcarbonat und einem wasserlöslichen Cyanid, z. B. KCN, NaCN oder NHCN, in einem wässrigen Medium bei Zimmertemperatur oder bei erhöhter Temperatur. Bei ersterer erfordert die Reaktion etwa 3-4 Tage und im Bereiche von 50-60 C ca. 12-24 Stunden.
Das erhaltene 5-Methyl-5- (2, 3-dimethoxybenzyl)- hydantoin kann man nun auf zwei Wegen in das Endprodukt überführen.
1. Methode
Man hydrolysiert das erhaltene Hydantoin mit starker, vorzugsweise 48"/piger, Bromwasserstoffsäure bei einer Temperatur von etwa 90 C, mit Vorteil bei Rückflusstemperatur. Man erhält so ein Rohprodukt aus kristallinem a-Methyl-- (2, 3-dihydroxyphe nyl)-alanin-hydrobromid, welches ohne weitere Reinigung mit einer Base, z. B. NH3 oder NaHCO3, oder mit einem Protonenakzeptor, z. B. Athylenoxyd, in die freie Aminosäure übergeführt werden kann. Es sei hier vorweg auch erwähnt, dass das genannte Hydrobromid ebenfalls ohne weitere Reinigung und ohne Neutralisierung mit wasserfreien niederen Alkoholen direkt in die entsprechenden Ester umgewandelt werden kann.
2. Methode
Das erhaltene 5-Methyl-5- (2, 3-dimethoxybenzyl) hydantoin wird mit einer Base, z. B. Barium-, Cal cium-oder Natriumhydroxyd in wässrigem Medium bei Atmosphärendruck und erhöhter Temperatur, z. B. Rückflusstemperatur (ca. 100 C), oder unter Druck in einer Stahlflasche bei etwa 150 C, behandelt, wobei a-Methyl-#- (2, 3-dimethoxyphenyl)-alanin entsteht. Gegebenenfalls kann dieses unter Verwen dung geeigneter Fällungsmethoden, im Falle der Verwendung der genannten Erdalkalihydroxyde als Ba sen, durch Abdampfen des Filtrates isoliert werden.
Zur Hydrolyse des erhaltenen Alanins kann eine starke wässrige Mineralsäure, wie z. B. Brom-oder Chlorwasserstoffsäure, bei etwa 90 C oder hoheren Temperaturen verwendet werden. Geeignete Säure- konzentrationen sind 35-55 I/o. Sehr gute Resultate erhält man mit einer 48 /oigen Bromwasserstoffsäure bei Rückflusstemperatur (ca. 126 C). Unter diesen Bedingungen erhält man ein Gemisch aus hauptsäch- lich 3-Amino-3-methyl-8-hydroxy-3,4-dihydrocumarin-hydrobromid und in kleineren Mengen a-Methyl ss- (2, 3-dihydroxyphenyl)-alanin-hydrobromid, wobei die erstere Verbindung das Deltalacton der letzteren darstellt.
Gewünschtenfalls lässt sich dieses Reaktionsgemisch mit Hilfe von Aceton leicht in die genannten Komponenten trennen, da nur das Cumarin-hydrobromid darin unlöslich ist.
Die Überführung des erhaltenen Reaktionsgemisches in das Endprodukt bzw. in die freie, im wesentlichen reine Aminosäure erfolgt zunächst durch Behandeln mit Wasser, dann mit einer wässrigen Lösung einer Base, z. B. Ammoniak oder Natriumbicarbonat, oder mit einem schwach basischen Anionenaustauscherharz. Will man das Dihydrocumarin für sich isolieren, so bringt man die Lösung auf einen pH-Wert von 6-8 mit einer schwachen Base und filtriert den erhaltenen Niederschlag unmittelbar ab.
Die reinen Säuresalze des a-Methyl-fl- (2, 3-dihydroxyphenyl)-alanins, z. B. das Sulfat, Hydrochlorid oder Hydrobromid, erhält man einfach durch Umsetzung des Alanins mit den entsprechenden Säuren. Jedoch liefert die saure Hydrolyse des Hydantoins unmittelbar solche Säuresalze, wie oben beschrieben wurde.
Zur Acylierung kann sowohl das Amin als auch das Säuresalz verwendet werden.
Z. B. ergibt die Acetylierung von a-Methyl-ss- (2,3-dihydroxyphenyl)-alanin mit Hilfe von Essigsäureanhydrid in Gegenwart einer tertiären Aminbase, wie z. B. Pyridin, bei erhöhter Temperatur, ein Gemisch von N-Acetyl-a-Methyl-- (2, 3-diacetoxy- phenyl)-alanin und 3-Acetamido-3-methyl-8-acetoxy3,4-dihydrocumarin. Dieses Gemisch kann durch fraktionierte Kristallisation, z. B. aus Isopropanol oder Äthanol getrennt werden. Anstelle von Essigsäureanhydrid können die Anhydride der Propionsäure oder Buttersäure verwendet werden.
Zur Gewinnung der Niederalkylester (Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-oder Butylester) kann man das Alanin oder dessen Säuresalze mit den entsprechenden wasserfreien Alkoholen in Gegenwart einer Säure, z. B. wasserfreier Chlorwasserstoffsäure oder konz. Schwefelsäure, umsetzen. Auf diese Weise kann man leicht die genannten Ester des a-Methyl-ss- (2,3-dioxyphenyl)-alanins in reiner Form gewinnen, ohne dieses vorher reinigen zu müssen. Man kann diese Veresterung bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei Rückflusstemperatur, durchführen. Die Verwendung höherer Temperaturen verkürzt die Reaktionszeit, ohne dem Produkt zu schaden.
Einen wasserlöslichen Ester, z. B. den Äthylester des a-Methyl-#- (2, 3-dioxyphenyl)-alanin-hydrochlorids kann man so gewinnen, dass man das Säuresalz in Wasser löst, die Lösung mit einer Base neutralisiert und hierauf mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel, z. B. Methylenchlorid oder Chloroform die Lösung extrahiert.
Die Herstellung des Keton-Ausgangsstoffes kann beispielsweise wie folgt durchgeführt werden :
Man bringt 2,3-Dimethoxybenzaldehyd mit Nitro äthan in Gegenwart einer Base, z. B. n-Butylamin in einem inerten organischen Lösungsmittel, z. B. Toluol oder Benzol, bei Rückflusstemperatur zur Umsetzung und erhält dabei 1-(2-Nitropropenyl)-2, 3-dimethoxybenzol. Auf dieses wird ein Reduktionsmittel, vorzugsweise Eisen, in einem sauren Medium, z. B. wäss- rige Salzsäure, einwirken gelassen, wobei sich das Keton 1- (2, 3-Dimethoxyphenyl)-2-propanon bildet.
Will man nun ein homologes Alanin, z. B. a Athyl-, a-Propyl-oder a-Butyl-ss-(2, 3-dihydroxyphenyl)-alanin herstellen, so geht man mit Vorteil von einem Keton aus, das unter Verwendung der entsprechenden Nitroalkane der Formel R1CH2NO2, in welcher Ri ein Athyl-, Propyl-oder Butylrest ist, erhalten wurde.
Beispiel 1
Ein Gemisch von 166 g (1,0 Mol) 2,3-Dimethoxy-benzaldehyd (bzw. 193 g 2,3-Diäthoxy-benzaldehyd), 82,5 g (1,1 Mol) Nitroäthan, 200 ml Toluol und 20 ml n-Butylamin wird auf Rückflusstemperatur erhitzt. Das Destillat wird in einen Scheider geleitet, auch welchem die Wasserschicht entfernt und die organische Schicht in das Reaktionsgefäss zurückge- führt wird. Nach etwa 18 Stunden hat sich die erwartete Menge Reaktionswasser abgeschieden. Hierauf wird die Lösung bis auf ungefähr 200 ml unter reduziertem Druck konzentriert und auf etwa 0 C abgekühlt. Es scheiden sich Kristalle von 1- (2-Nitrophe- nyl)-2,3-dimethoxybenzol aus, die abfiltriert werden.
Die Ausbeute beträgt 154 g und das Produkt schmilzt bei 79-81 C.
Anstelle von Nitroäthan kann man 98 g 1-Nitro- propan, 113 g 1-Nitrobutan oder 129 g 1-Nitropen- tan verwenden und man erhält in ähnlicher Weise die entsprechenden Nitroverbindungen.
In einer 2-Liter-Mortonflasche werden 150 g (0,67 Mol) 1- (2-Nitropropenyl)-2, 3-dimethoxybenzol, 260 g Eisenpulver der Korngrösse von 40 Maschen, 2,6 g Ferrichloridhexahydrat und 515 ml Wasser eingetragen und unter gutem Rühren das Gemisch auf Rückflusstemperatur erhitzt. Nun werden unter diesen Bedingungen innerhalb zwei Stunden 260 ml einer 38 /Oigen wässrigen Chlorwasserstoffsäure zugefügt und die genannten Bedingungen während weiteren 4,5 Stunden aufrechterhalten. Anschliessend wird das Reaktionsgemisch auf etwa 20 C abgekühlt und durch eine Schicht Kieselgur filtriert. Das Filtrat wird mit 2,5 n Chlorwasserstoffsäure auf ein pH von ungefähr 2 angesäuert.
Der Filterkuchen wird dann nacheinander 4 mal mit je 135 ml Benzol gewaschen und jede Portion dieses Waschbenzols zum Extrahieren des wässrigen Filtrats verwendet. Die vereinigten organischen Schichten werden 4 mal mit je 150 ml Wasser (bis zur neutralen Reaktion) gewaschen, dann mit 330 ml 10 /oigem wässrigem Natriumbisulfit wäh- rend einer Stunde gut verrührt. Die organische Phase wird abgetrennt, 7 mal mit je 150 ml Wasser gewaschen und anschliessend das Benzol abgetrieben. Der Rückstand bestand aus 122,2 g im wesentlichen reinem 1-(2, 3-Dimethoxyphenyl)-2-propanon.
In analogerweise kann 1- (2, 3-Dimethoxyphenyl)2-butanon, 1- (2, 3-Dimethoxyphenyl)-2-pentanon, 1 (2,3-Dimethoxyphenyl)-2-hexanon, 1- (2, 3-Dioxyphenyl)-2-propanon, 1- (2, 3-Dioxyphenyl)-2-butanon, 1 (2,3-Dioxyphenyl)-2-pentanon oder 1- (2, 3-Dioxyphenyl)-2-hexanon erhalten werden.
Ein Gemisch von 37 g (0,19 Mol) 1- (2, 3-Dimethoxyphenyl)-2-propanon, 150 g Ammoniumcarbonat, 32,6 g Kaliumcyanid, 225 ml absolutem Athanol und 225 ml Wasser wird bei Zimmertemperatur während etwa 65 Stunden gerührt und dann auf 55-60 C während 2 Stunden erhitzt. Dieses Gemisch wird auf etwa die Hälfte seines Volumens unter reduziertem Druck eingeengt, wobei eine Suspension von 5-Methyl-5- (2,3-dimethoxyphenyl)-hydantoin-Kristallen erhalten wird, die man nach Abkühlung auf Zimmertemperatur abfiltriert. Das Produkt wird mit Wasser und Äther gewaschen und getrocknet ; = 46,2 g oder 91 O/o ; F = 199201 C.
In analoger Weise erhält man unter Verwendung der anderen angegebenen Ausgangsketone die entsprechenden Hydantoine.
Ein Gemisch von 20 g (0,0756 Mol) 5-Methyl-5 (2,3-dimethoxyphenyl)-hydantoin und 200 ml 48prozentiger wässriger Bromwasserstoffsäure wird unter Stickstoff während 44 Stunden zum Rückfluss erhitzt.
Dann wird die Bromwasserstoffsäure unter Vakuum abgedampft, der Rückstand in 50 ml tert.-Butanol gelöst, während etwa 20 Minuten auf 60 C erhitzt und hierauf das Butanol unter Vakuum abdestilliert. Den Rückstand verrührt man während etwa 20 Minuten mit 100 ml Aceton und filtriert unlösliches Material ab. Das gelöste a-Methyl-- (2, 3-dioxyphenyl)-alaninhydrobromid wird durch Zusatz von 4,9 ml Äthylenoxyd und anschliessendem Stehenlassen des Gemisches bei 5 C während etwa 16 Stunden in die freie Aminosäure übergeführt. Das rohe Produkt wird abfiltriert, zweimal mit je 10 ml Aceton gewaschen und an der Luft getrocknet. Man erhielt 13,1 g a-Methyl fol- (2, 3-dioxyphenyl)-alanin mit 82"/piger Ausbeute.
Das rohe Produkt wird in 75 ml Wasser aufge schlämmt und Schwefeldioxyd durchgeleitet, bis eine klare Lösung erhalten wird. Diese klare Lösung wird mit 1 g Aktivkohle Darco G-60o bei Zimmertemperatur während 15 Minuten entfärbt, abfiltriert und die Lösung im Vakuum auf ein Volumen von unge fähr 50 ml eingeengt. Nach Stehenlassen während etwa 15 Stunden bei 5 C erfolgt Auskristallisation von reinem a-Methyl-fl- (2,3-dioxyphenyl)-alanin.
Man filtriert ab, wäscht zweimal mit je 10 ml Eiswasser und trocknet bei 100 C im Vakuum. Ausbeute = 8,3 g bzw. 52 /o ; F = 248 C. Das Produkt wird bei weiterem Erhitzen wieder fest und bleibt es auch noch bei 300 C. Durch Konzentrieren der Mutterlauge auf etwa 10 ml und durch anschliessendes Küh- len erhält man weitere 3,56 g (22 /o Ausbeute).
Beide Anteile wurden in etwa 10 ml mit SO2 gesät- tigtem Wasser pro g Feststoff gelöst und dann mit etwa 10 /o Aktivkohle Darco G-60 und etwa 5 /o Athylendiamin-tetra-essigsäure-tetra-natriumsalz (bezogen auf das Gewicht des Produktes) behandelt und im Vakuum auf etwa 5 ml pro g konzentriert. Diese konzentrierten Lösungen wurden bei 5 C während etwa 15 Stunden stehengelassen, wobei a-Methyl-ss- (2,3-dioxyphenyl)-alanin auskristallisierte. Ertrag : 7,82 g, sintert bei 249 C (fest bei 300 C) ; der zweite Ertrag ergab 2,2 g, welcher bei 250 C sinterte (fest bei 300 C).
Beispiel 2
Ein Gemisch von 26,4 g (0,1 Mol) gemäss vori gem Beispiel hergestelltem 5-Methyl-5- (2, 3-dimethoxyphenyl)-hydantoin, 140 g Bariumhydroxyd-Octahydrat und 700 ml Wasser wird bei Rückfluss unter Rühren während 88,5 Stunden erhitzt, wobei sich das Bariumsalz des Alanins bildet. Durch das Gemisch wird Kohlendioxyd geblasen bis zur vollständigen Abscheidung des Bariums als Bariumcarbonat, welches abfiltriert wird. Das Filtrat wird vorsichtig mit 2 n Schwefelsäure versetzt, bis kein Bariumsulfat mehr ausfällt. Der End-pH war ungefähr 7.
Nach Abfiltrieren des Bariumsulfats wird das Filtrat eingedampft, wobei sich ein Rückstand von 31,1 g ergibt ; F = 234-238 C. Die restliche Feuchtigkeit wird durch sukzessiven Zusatz von absolutem Atha- nol in 50 ml-Portionen und gleichzeitigem Abdestil- lieren entfernt. Der kristalline Rückstand (25,7 g) wird in 250 ml siedendem absolutem Athanol aufge schlämmt und nach Kühlen auf Zimmertemperatur das gereinigte a-Methyl-- (2, 3-dimethoxyphenyl)-alanin abfiltriert, mit kaltem, absolutem Alkohol gewaschen und bei 100 C im Vakuum getrocknet ; Aus boute : 18,9 g (79 /o) ; F = 238,5-240 C.
In analoger Weise lässt sich aus 5-Athyl-5- (2, 3dimethoxybenzyl)-hydantoin das entsprechende dl a-Sithyl-ss- (2,3-dimethoxyphenyl)-alanin gewinnen, usw.
Durch ein Gemisch von 30,0 g von a-Methyl-ss- (2,3-dimethoxyphenyl)-alanin und 300 ml 48"/piger Bromwasserstoffsäure wird Stickstoff durchgeleitet und die Mischung während 2,5 Stunden zum Rück- fluss erhitzt, hierauf gekühlt, bei Zimmertemperatur während etwa 16 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre stehengelassen und dann bis zur Trockne im Vakuum eingedampft. Der kristalline Rückstand wird in 100 ml tert.-Butanol gelöst und dieser hernach im Vakuum wieder abgedampft ; dieser Vorgang wird zweimal wiederholt. Der zuletzt erhaltene Rückstand wird in 100 ml heissem Aceton, zwecks Auflösung derVerunreinigungen, aufgeschlämmt, dieAufschläm- mung gekühlt und abfiltriert.
Man erhielt 28,8 g (84 /0 Ausbeute) 3-Amino-3-methyl-8-hydroxy-3,4dihydrocumarin-hydrobromid ; Aquivalentgewicht : 276 (theoretischer Wert : 274).
Bromgehalt : berechnet 29,17"/o ; durch Analyse gefunden 28,99 /o.
Für die Weiterverarbeitung kann die Behandlung mit Aceton weggelassen werden.
In analoger Weise kann man a-Athyl-oder a-Pro pyl-ss- (3, 4-dimethoxyphenyl)-alanin in 3-Amino-3 äthyl-oder 3-Amino-3-propyl-8-hydroxy-3,4-dihydrocumarin überführen.
13 g rohes 3-Amino-3-methyl-8-hydroxy-3, 4-dihydrocumarin-hydrobromid wurde in 140 ml Wasser gelöst. Die Lösung wird unter Stickstoff mit 80 ml alkalischem Amberlit IR-45 -Harz während 90 Minuten gerührt, das Harz hierauf abfiltriert und mit einer kleinen Menge Wasser gewaschen. In der Lösung befinden sich jetzt 0,009 Aquivalente Bromionen. Der pH wird durch Zugabe von Ammoniumhydroxyd auf 6 eingestellt und zur Entfärbung der Lösung wurde 700 mg Aktivkohle Darcop zugesetzt.
Nach Abfiltrieren derselben, wird das Filtrat mit Schwefeldioxyd gesättigt und auf 42 ml unter reduziertem Druck eingedampft. Nach Kühlen über Nacht bei 0 C werden die entstandenen Kristalle von a Methyl-ss-(2, (2, 3-dihydroxyphenyl)-alanin abfiltriert und bei 100 C im Vakuum getrocknet (3,17 g) ; F = 255,5-258 C. Nach Konzentrieren und Abkühlen der Mutterlauge ergaben sich noch weitere 2,67 g Produkt vom F = 257-260 C ; R maX 278 m, m, E /o 108.
Analyse : berechnet für CtoHt3NO4 : C, 56,86 ouzo ; H, 6,20 /o ; N, 6,63 /o. Gefunden : C, 56,98"/o ; H, 6,27 oxo ; N, 6,61 /o.
Das a-Methyl-fl- (2, 3-dioxyphenyl)-alanin kann wie folgt mit Athanol verestert werden :
Etwa 11 g rohes a-Methyl-/3- (2, 3-dioxyphenyl)alanin-hydrobromid werden in 40 ml absolutem Athanol, welcher 8 g trockenen Chlorwasserstoff enthielt, gelöst. Das Gemisch wird während 2 Stunden zum Rückfluss erhitzt und dann auf 50 C gekühlt. Die unlöslichen Salze werden abfiltriert und das Filtrat im Vakuum zu einem Sirup eingedampft. Der Rück- stand wird wieder in 40 ml 8 g trockenen Chlorwasserstoff enthaltenden absolutem Athanol gelöst und während 3 Stunden unter Rückfluss erhitzt.
Nach Abfiltrieren von Spuren unlöslichen Materials wurde das Filtrat im Vakuum eingedampft, der Rückstand in 20 ml absolutem Athanol gelöst und anschliessend im Vakuum wieder abgedampft, was noch einmal wiederholt wurde. Der entstandene rohe a-Methyl-ss- (2,3-dioxyphenyl)-alanin-äthyl-ester wog 10,1 g. Diesem wurden 25 ml Wasser und 50 ml Methylenchlorid hinzugefügt und die Lösung mit Ammoniumhydroxyd auf pH=8 gebracht. DieMethylenchloridschicht wurde von der wässrigen Schicht getrennt und mit 25 ml Methylenchlorid extrahiert. Die Methylenchloridextrakte wurden vereinigt, zweimal mit je 25 ml Wasser gewaschen, über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und mit 1 g Aktivkohle eDarco G-60 während 15 Minuten bei Zimmertemperatur in Berührung gebracht.
Nach Abfiltrieren der Kohle wurde das Filtrat auf 20 ml konzentriert. Zu dieser Lösung wurde dann so viel Petroläther (35 ml) zugesetzt bis eine Trübung entstand. Dann wurde die Lösung gekühlt und bei 5 C während 16 Stunden stehengelassen. Der kristalline a-Methyl-ss-(2, 3-dioxyphenyV- alanin-äthylester wurde abfiltriert, zweimal mit 10 ml eines 1 : 2-Vol.-Gemisches von Methylenchlorid und Petroläther gewaschen und im Vakuum getrocknet.
Ausbeute : 5,26 g bzw. 58 O/o, bezogen auf das Hydantoin ; F = 80-81 C ; A maX 281 m, u, E /o 101.
Analyse : berechnet für CHNO : C, 60,24 oxo ; H, 7,16 /o. Gefunden : C, 60,44"/o ; H, 7,21"/o.
Nach der gleichen Verfahrensweise kann man den Methyl-, Isopropyl-bzw. Butylester von a-Methyl-ss- (2,3-dioxyphenyl)-alanin erhalten.
Process for the production of phenylalanines
The present invention relates to a process for the preparation of phenylalanines of the formula
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wherein R, is a lower alkyl radical with an unbranched chain, preferably containing 1-4 carbon atoms, which is characterized in that a compound of the formula
EMI1.2
in which R2 is a lower alkyl radical, can be reacted with ammonium carbonate and a water-soluble cyanide salt in an aqueous medium to form a compound of the formula
EMI1.3
forms, this is either hydrolyzed with concentrated hydrochloric or hydrobromic acid and then neutralized,
or reacting with a base in an aqueous medium at elevated temperature to form a compound of the formula
EMI1.4
allows this to act on hydrogen chloride or hydrogen bromide at elevated temperature and neutralizes the compound obtained.
These phenylalanines can easily be converted into non-toxic acid addition salts. Preferred acid addition salts are those of non-toxic mineral acids such as e.g. B. of hydrochloric acid, hydrobromic acid and sulfuric acid.
These new compounds have antihypertensive effects.
The a-methyl-ss- (2, 3-dioxyphenyl) -alanine has a greater activity in the treatment of hypertension than the already known compound a-methyl- /? - (3, 4-dioxyphenyl) -alanine and can accordingly administered in a smaller dose. A-methyl-ss- (2, 3-dioxyphenyl) -alaminine ethyl ester, which can be produced by appropriate esterification of the end product, has a very high blood pressure lowering effect, which after ingestion has a prolonged anti-hypertensive effect with a higher blood serum level of a- Methyl-ss- (2, 3-dioxyphenyl) alanine results than that produced with the unesterified a-methyl / 3- (2, 3-dioxyphenyl) -alanine.
The effective dose of the new phenylalanines for the treatment of hypertension is preferably 0.15-6 g daily, advantageously in repeatedly smaller doses. Preferred doses are 0.3 to 3 g per day. Administration can be in gelatin capsules with 0.1-0.5 g of active ingredient or in tablets with 0.1-0.5 g of active ingredient mixed with a conventional carrier, e.g. B. corn starch, lactose or magnesium stearate as a lubricant and with appropriate flavorings, etc. take place. It can also be taken orally in the form of an aqueous suspension or parenterally in suitable sterile solvents, e.g. B. water.
As experience has shown, the new phenylamines do not produce any side effects. One side effect seen with known hypertensive agents is a tendency to cause sleep addiction.
This is attributed to a decrease in norepinephrine levels in the brain. The α-methyl-ss- (2,3-dioxyphenyl) -alanine which can be prepared according to the invention causes only a very small decrease in this level in the brain, for which reason no tendency towards sleep addiction is observed.
During the hydrolysis of the a-methyl-ss- (2,3-dimethoxyphenyl) -alanine obtained with a base from the hydantione into the corresponding 2,3-dihydroxy end product, 3-amino-3-methyl8 is formed as an intermediate product with ring closure by condensation -hydroxy-3,4-dihydrocoumarin hydrohalide of the formula
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This compound and its free base and ester can also be used therapeutically in the sense indicated.
The method according to the invention can be carried out, for example, as follows:
The starting ketone 1- (2,3-dimethoxyphenyl-2-propanone is treated with ammonium carbonate and a water-soluble cyanide, e.g. KCN, NaCN or NHCN, in an aqueous medium at room temperature or at elevated temperature. In the former, the reaction is required 3-4 days and in the range of 50-60 C about 12-24 hours.
The 5-methyl-5- (2,3-dimethoxybenzyl) hydantoin obtained can now be converted into the end product in two ways.
1st method
The hydantoin obtained is hydrolyzed with strong, preferably 48 "/ piger, hydrobromic acid at a temperature of about 90 ° C., advantageously at reflux temperature. A crude product of crystalline α-methyl- (2,3-dihydroxyphenyl) -alanine is thus obtained hydrobromide, which can be converted into the free amino acid without further purification with a base, for example NH3 or NaHCO3, or with a proton acceptor, for example ethylene oxide It should also be mentioned in advance that the hydrobromide mentioned also can be converted directly into the corresponding esters without further purification and without neutralization with anhydrous lower alcohols.
2nd method
The 5-methyl-5- (2, 3-dimethoxybenzyl) hydantoin obtained is treated with a base, e.g. B. barium, calcium or sodium hydroxide in an aqueous medium at atmospheric pressure and elevated temperature, for. B. reflux temperature (about 100 C), or under pressure in a steel bottle at about 150 C, treated, with a-methyl - # - (2, 3-dimethoxyphenyl) -alanine is formed. If appropriate, this can be isolated using suitable precipitation methods, in the case of using the alkaline earth metal hydroxides mentioned as bases, by evaporating the filtrate.
To hydrolyze the alanine obtained, a strong aqueous mineral acid, such as. B. bromic or hydrochloric acid, can be used at about 90 C or higher temperatures. Suitable acid concentrations are 35-55 I / o. Very good results are obtained with a 48% hydrobromic acid at reflux temperature (approx. 126 C). Under these conditions, a mixture of mainly 3-amino-3-methyl-8-hydroxy-3,4-dihydrocoumarin hydrobromide and, in smaller amounts, α-methyl ss- (2,3-dihydroxyphenyl) alanine hydrobromide is obtained , the former being the delta lactone of the latter.
If desired, this reaction mixture can easily be separated into the components mentioned with the aid of acetone, since only the coumarin hydrobromide is insoluble therein.
The conversion of the reaction mixture obtained into the end product or into the free, essentially pure amino acid is first carried out by treatment with water, then with an aqueous solution of a base, e.g. B. ammonia or sodium bicarbonate, or with a weakly basic anion exchange resin. If you want to isolate the dihydrocoumarin for yourself, the solution is brought to a pH of 6-8 with a weak base and the precipitate obtained is filtered off immediately.
The pure acid salts of a-methyl-fl- (2,3-dihydroxyphenyl) alanine, z. B. the sulfate, hydrochloride or hydrobromide can be obtained simply by reacting the alanine with the appropriate acids. However, acid hydrolysis of the hydantoin immediately provides such acid salts as described above.
Both the amine and the acid salt can be used for the acylation.
For example, acetylation of α-methyl-ss- (2,3-dihydroxyphenyl) alanine using acetic anhydride in the presence of a tertiary amine base, such as e.g. B. pyridine, at elevated temperature, a mixture of N-acetyl-a-methyl- (2, 3-diacetoxyphenyl) -alanine and 3-acetamido-3-methyl-8-acetoxy3,4-dihydrocoumarin. This mixture can be obtained by fractional crystallization, e.g. B. be separated from isopropanol or ethanol. Instead of acetic anhydride, the anhydrides of propionic acid or butyric acid can be used.
To obtain the lower alkyl esters (methyl, ethyl, propyl, isopropyl or butyl esters), the alanine or its acid salts with the corresponding anhydrous alcohols in the presence of an acid, for. B. anhydrous hydrochloric acid or conc. Sulfuric acid. In this way one can easily obtain the mentioned esters of α-methyl-ss- (2,3-dioxyphenyl) -alanine in pure form without having to purify it beforehand. This esterification can be carried out at an ordinary or elevated temperature, preferably at the reflux temperature. The use of higher temperatures shortens the reaction time without harming the product.
A water soluble ester, e.g. B. the ethyl ester of a-methyl - # - (2, 3-dioxyphenyl) alanine hydrochloride can be obtained by dissolving the acid salt in water, neutralizing the solution with a base and then using a water-immiscible solvent , e.g. B. methylene chloride or chloroform extracted the solution.
The ketone starting material can be produced, for example, as follows:
Bring 2,3-dimethoxybenzaldehyde with nitro ethane in the presence of a base, for. B. n-butylamine in an inert organic solvent, e.g. B. toluene or benzene, at reflux temperature for the reaction and thereby receives 1- (2-nitropropenyl) -2, 3-dimethoxybenzene. A reducing agent, preferably iron, in an acidic medium, e.g. B. aqueous hydrochloric acid, allowed to act, whereby the ketone 1- (2,3-dimethoxyphenyl) -2-propanone is formed.
If you want a homologous alanine, z. B. a ethyl, a-propyl or a-butyl-ss- (2, 3-dihydroxyphenyl) alanine, it is advantageous to start from a ketone which, using the corresponding nitroalkanes of the formula R1CH2NO2, in which Ri is an ethyl, propyl or butyl radical, was obtained.
example 1
A mixture of 166 g (1.0 mol) of 2,3-dimethoxy-benzaldehyde (or 193 g of 2,3-diethoxy-benzaldehyde), 82.5 g (1.1 mol) of nitroethane, 200 ml of toluene and 20 ml n-Butylamine is heated to reflux temperature. The distillate is passed into a separator, which also removes the water layer and the organic layer is returned to the reaction vessel. After about 18 hours, the expected amount of water of reaction has separated out. The solution is then concentrated to about 200 ml under reduced pressure and cooled to about 0C. Crystals of 1- (2-nitrophenyl) -2,3-dimethoxybenzene separate and are filtered off.
The yield is 154 g and the product melts at 79-81 C.
Instead of nitroethane, 98 g of 1-nitropropane, 113 g of 1-nitrobutane or 129 g of 1-nitropen- tane can be used and the corresponding nitro compounds are obtained in a similar manner.
150 g (0.67 mol) of 1- (2-nitropropenyl) -2, 3-dimethoxybenzene, 260 g of iron powder with a grain size of 40 mesh, 2.6 g of ferric chloride hexahydrate and 515 ml of water are placed in a 2-liter Morton bottle the mixture is heated to reflux temperature with thorough stirring. Now, under these conditions, 260 ml of a 38% aqueous hydrochloric acid are added over the course of two hours and the stated conditions are maintained for a further 4.5 hours. The reaction mixture is then cooled to about 20 ° C. and filtered through a layer of kieselguhr. The filtrate is acidified to a pH of about 2 with 2.5N hydrochloric acid.
The filter cake is then washed 4 times in succession with 135 ml of benzene each time and each portion of this washing benzene is used to extract the aqueous filtrate. The combined organic layers are washed 4 times with 150 ml of water each time (until the reaction is neutral), then stirred well with 330 ml of 10% aqueous sodium bisulfite for one hour. The organic phase is separated off, washed 7 times with 150 ml of water each time and the benzene is then driven off. The residue consisted of 122.2 g of essentially pure 1- (2,3-dimethoxyphenyl) -2-propanone.
Analogously, 1- (2, 3-dimethoxyphenyl) 2-butanone, 1- (2, 3-dimethoxyphenyl) -2-pentanone, 1 (2,3-dimethoxyphenyl) -2-hexanone, 1- (2, 3- Dioxyphenyl) -2-propanone, 1- (2,3-dioxyphenyl) -2-butanone, 1 (2,3-dioxyphenyl) -2-pentanone or 1- (2,3-dioxyphenyl) -2-hexanone.
A mixture of 37 g (0.19 mol) 1- (2,3-dimethoxyphenyl) -2-propanone, 150 g ammonium carbonate, 32.6 g potassium cyanide, 225 ml absolute ethanol and 225 ml water is at room temperature for about 65 hours stirred and then heated to 55-60 C for 2 hours. This mixture is concentrated to about half its volume under reduced pressure, a suspension of 5-methyl-5- (2,3-dimethoxyphenyl) hydantoin crystals being obtained, which is filtered off after cooling to room temperature. The product is washed with water and ether and dried; = 46.2 g or 91 O / o; F = 199201 C.
The corresponding hydantoins are obtained in an analogous manner using the other specified starting ketones.
A mixture of 20 g (0.0756 mol) of 5-methyl-5 (2,3-dimethoxyphenyl) hydantoin and 200 ml of 48 percent aqueous hydrobromic acid is heated to reflux under nitrogen for 44 hours.
The hydrobromic acid is then evaporated off in vacuo, the residue is dissolved in 50 ml of tert-butanol and heated to 60 ° C. for about 20 minutes, and the butanol is then distilled off in vacuo. The residue is stirred with 100 ml of acetone for about 20 minutes and insoluble material is filtered off. The dissolved α-methyl- (2,3-dioxyphenyl) -alanine hydrobromide is converted into the free amino acid by adding 4.9 ml of ethylene oxide and then allowing the mixture to stand at 5 ° C. for about 16 hours. The crude product is filtered off, washed twice with 10 ml of acetone each time and dried in the air. 13.1 g of a-methyl fol- (2,3-dioxyphenyl) alanine were obtained in a yield of 82%.
The crude product is suspended in 75 ml of water and sulfur dioxide is passed through until a clear solution is obtained. This clear solution is decolorized with 1 g of activated charcoal Darco G-60o at room temperature for 15 minutes, filtered off and the solution is concentrated in vacuo to a volume of approximately 50 ml. After standing for about 15 hours at 5 ° C., pure α-methyl-fl- (2,3-dioxyphenyl) alanine crystallizes out.
It is filtered off, washed twice with 10 ml of ice water each time and dried at 100 ° C. in a vacuum. Yield = 8.3 g or 52 / o; F = 248 C. The product solidifies again on further heating and remains so at 300 C. Concentrating the mother liquor to about 10 ml and subsequent cooling gives a further 3.56 g (22% yield).
Both portions were dissolved in about 10 ml of water saturated with SO2 per g of solid and then with about 10 / o activated carbon Darco G-60 and about 5 / o ethylenediamine-tetra-acetic acid-tetra-sodium salt (based on the weight of the product ) and concentrated in vacuo to about 5 ml per g. These concentrated solutions were left to stand at 5 ° C. for about 15 hours, during which a-methyl-ss- (2,3-dioxyphenyl) -alanine crystallized out. Yield: 7.82 g, sinters at 249 C (solid at 300 C); the second crop yielded 2.2 g which sintered at 250 ° C (solid at 300 ° C).
Example 2
A mixture of 26.4 g (0.1 mol) according to the previous example prepared 5-methyl-5- (2,3-dimethoxyphenyl) hydantoin, 140 g of barium hydroxide octahydrate and 700 ml of water is refluxed with stirring for 88 , Heated for 5 hours, during which the barium salt of alanine is formed. Carbon dioxide is blown through the mixture until the barium is completely deposited as barium carbonate, which is filtered off. 2N sulfuric acid is carefully added to the filtrate until no more barium sulfate precipitates. The final pH was approximately 7.
After the barium sulfate has been filtered off, the filtrate is evaporated to give a residue of 31.1 g; F = 234-238 C. The remaining moisture is removed by successively adding absolute ethanol in 50 ml portions and at the same time distilling off. The crystalline residue (25.7 g) is suspended in 250 ml of boiling absolute ethanol and, after cooling to room temperature, the purified α-methyl- (2,3-dimethoxyphenyl) -alanine is filtered off, washed with cold, absolute alcohol and at 100% C dried in vacuo; From boute: 18.9 g (79 / o); F = 238.5-240 C.
In an analogous manner, the corresponding dl a-sithyl-ss- (2,3-dimethoxyphenyl) -alanine can be obtained from 5-ethyl-5- (2,3-dimethoxybenzyl) -hydantoin, etc.
Nitrogen is passed through a mixture of 30.0 g of α-methyl-ss- (2,3-dimethoxyphenyl) -alanine and 300 ml of 48 "/ piger hydrobromic acid and the mixture is then heated to reflux for 2.5 hours cooled, left to stand at room temperature for about 16 hours in a nitrogen atmosphere and then evaporated to dryness in vacuo. The crystalline residue is dissolved in 100 ml of tert-butanol and this is then evaporated off again in vacuo; this process is repeated twice The residue is suspended in 100 ml of hot acetone in order to dissolve the impurities, the suspension is cooled and filtered off.
28.8 g (84/0 yield) of 3-amino-3-methyl-8-hydroxy-3,4dihydrocoumarin hydrobromide were obtained; Equivalent weight: 276 (theoretical value: 274).
Bromine content: calculated 29.17 "/ o; found by analysis 28.99 / o.
Treatment with acetone can be omitted for further processing.
In an analogous manner, α-ethyl or α-propyl-ss- (3,4-dimethoxyphenyl) -alanine can be converted into 3-amino-3-ethyl- or 3-amino-3-propyl-8-hydroxy-3,4 -dihydrocoumarin transfer.
13 g of crude 3-amino-3-methyl-8-hydroxy-3,4-dihydrocoumarin hydrobromide was dissolved in 140 ml of water. The solution is stirred under nitrogen with 80 ml of alkaline Amberlite IR-45 resin for 90 minutes, the resin is then filtered off and washed with a small amount of water. The solution now contains 0.009 equivalents of bromine ions. The pH is adjusted to 6 by adding ammonium hydroxide and 700 mg of Darcop activated charcoal was added to decolorize the solution.
After filtering them off, the filtrate is saturated with sulfur dioxide and evaporated to 42 ml under reduced pressure. After cooling overnight at 0 C, the resulting crystals of a methyl-ss- (2, (2, 3-dihydroxyphenyl) -alanine are filtered off and dried at 100 C in vacuo (3.17 g); F = 255.5- 258 C. After concentrating and cooling the mother liquor, a further 2.67 g of product with an F = 257-260 C; R max 278 m, m, E / o 108 resulted.
Analysis: Calculated for CtoHt3NO4: C, 56.86 ouzo; H, 6.20 / o; N, 6.63 / o. Found: C, 56.98 "/ o; H, 6.27 oxo; N, 6.61 / o.
The a-methyl-fl- (2, 3-dioxyphenyl) -alanine can be esterified with ethanol as follows:
About 11 g of crude α-methyl- / 3- (2,3-dioxyphenyl) alanine hydrobromide are dissolved in 40 ml of absolute ethanol which contained 8 g of dry hydrogen chloride. The mixture is refluxed for 2 hours and then cooled to 50.degree. The insoluble salts are filtered off and the filtrate is evaporated to a syrup in vacuo. The residue is redissolved in 40 ml of absolute ethanol containing 8 g of dry hydrogen chloride and heated under reflux for 3 hours.
After traces of insoluble material had been filtered off, the filtrate was evaporated in vacuo, the residue was dissolved in 20 ml of absolute ethanol and then evaporated again in vacuo, which was repeated once more. The resulting crude α-methyl-ss- (2,3-dioxyphenyl) -alanine-ethyl-ester weighed 10.1 g. 25 ml of water and 50 ml of methylene chloride were added to this and the solution was brought to pH = 8 with ammonium hydroxide. The methylene chloride layer was separated from the aqueous layer and extracted with 25 ml of methylene chloride. The methylene chloride extracts were combined, washed twice with 25 ml of water each time, dried over anhydrous magnesium sulfate and brought into contact with 1 g of eDarco G-60 activated carbon for 15 minutes at room temperature.
After filtering off the charcoal, the filtrate was concentrated to 20 ml. Petroleum ether (35 ml) was then added to this solution until it became cloudy. Then the solution was cooled and left to stand at 5 ° C. for 16 hours. The crystalline α-methyl-ss- (2,3-dioxyphenyV-alanine-ethyl ester was filtered off, washed twice with 10 ml of a 1: 2 volume mixture of methylene chloride and petroleum ether and dried in vacuo.
Yield: 5.26 g or 58%, based on the hydantoin; F = 80-81 C; A max 281 m, u, E / o 101.
Analysis: Calculated for CHNO: C, 60.24 oxo; H, 7.16 / o. Found: C, 60.44 "/ o; H, 7.21" / o.
The same procedure can be followed by the methyl, isopropyl or. Butyl ester of a-methyl-ss- (2,3-dioxyphenyl) alanine obtained.