Verfahren zur Herstellung von Farnesylessigsäureestern
Die Erfindung betrifft die Herstellung neuer Ester von pharmakologischer Wirksamkeit, nämlich von Estern der Farnesylessigsäure, welche eine ausgeprägte Wirkung gegenüber Ulcera sowohl zur Vorbeugung als auch zur Heilung besitzen. So zeigen z. B. die Verbindungen eine gute Wirkung gegenüber experimentellen Gastro-Duodenal-Ulcera (Histamin Antihistamin-Ulcus. beim Meerschweinchen, Fastulcus bei der Ratte, Reserpin-Ulcus bei der Ratte, Zwangsulcus bei der Ratte). Bei diesen Versuchen erwiesen sich die Verbindungen bei Dosierungen im Bereich zwischen 1,25 mg und 50 mg/kg wirksam, in Abhängigkeit von der Verbindung und der Art des Ulcus.
Es zeigt sich, dass die Aktivität gegenüber Ulcera nicht verbunden ist mit myospasmolytischen, anticolinergischen ganglioplektischen oder Antihistamin Effekten. Im Hinblick auf diese Effekte scheinen die aktivsten unter den Verbindungen etwa zehn ach weniger wirksam als Papaverin oder 2500mal weniger wirksam als Atropin oder 1300mal weniger wirksam als Diphenhydramin oder 125mal weniger wirksam als Exametonium zu sein. Sie besitzen keine analgetische Wirkung bei der Ratte (Heissplatten Test) und beeinflussen die Magensekretion bei Ratten nicht. Es scheint, dass die neuen Verbindungen nicht nur topisch auf den Ulcus wirken, da sie in gleicher Weise, sowohl oral als auch parenteral verabreicht, wirken.
Die neuen Verbindungen besitzen weiterhin einen äusserst günstigen therapeutischen Index von Antiuicus-Wirkung gegenüber Toxizität (LD10 i. p.
)2 g/kg bei der Maus). Durch Beobachtung zeigt sich, dass diese Ester auf Schleimhäute und Epithel eine Schutzwirkung und eine Wiederautbauwirkung besitzen. Bei klinischen Versuchen ergab sich, dass diese Verbindungen gegenüber Magenulcus, Duodenalulcus und andern Krankheiten, bei welchen die Mucos a des Gastro-Intestinaltraktes beeinflusst ist, z. B. Gastritis, Colitis und dergleichen, wirksam sind.
Die neuen Verbindungen können durch die Formel A-CH°COOR wiedergegeben werden, worin A die Farnesylgruppe (CH3)2-C =CH-CH2-CH2-C(CH3 = CH-CH2-CH2-C(CH3)= CH-CH2- und R einen organischen Rest bedeuten.
Die Gruppe R kann z. B. aus einem Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Aralkenylrest oder aus einer heterocyclischen Gruppe bestehen. Die Alkylgruppen bestehen vorzugsweise aus Methyl-, 2ithyl-, Propyl-, Butyl-, oder iscAmyl-, 3,7 - Dimethyl - octyl-, 3,7,11-Trimethyl- dodecyl-, n-Dodecyl-, Laurylgruppen und ähnlichen, während zu den Alkenylgruppen, die gegebenenfalls mehr als eine Doppelbindung enthalten können, z. B. Allyl-, Geranyl-, Phytyl- und Farnesylgruppen gehören.
Als Alkinylgruppen können z. B. die Propargylgruppe oder mit Alkyl substituierte Propargylgruppen in Frage kommen. Zu den Cycloalkylgruppen gehören z. B. Cyclohexyl-und Methylcyclohexylgruppen. Zu den Arylgruppen gehören z. B. Phenyl-, Tolyl-, Carvacrylgruppen und dergleichen, und die Aralkylund Araikenylgruppen können z. B. aus Benzyl-, Cinnamyl oder Styrylgruppen bestehen. Als heterocyclische Gruppen kommen z. B. Furfurylgruppen in Frage.
Besonders bevorzugte Verbindungen sind auf Grund ihrer wertvollen Antiulcera-Wirkung die folgenden: Äthyl-farnesyl-acetat, n-Butyl-farnesyl-acetat,
Cyclohexyl-farnesyl-acetat,
Allyl-farnesyl-acetat,
Geranyl-farnesyl-acetat,
Farnesyl-farnesyl-acetat,
Phytyl-farnesyl-acetat, Carvacryi-farnesyl-acetat,
Propargyl-farnesyl-acetat und
Cinnamyl-farnesyl-acetat.
Die neuen Verbindungen können zur Verabreichung in Verbindung mit geeigneten pharmazeutischen Trägerstoffen oder Tragmitteln formuliert werden. Zur parenteralen Verabreichung können die Verbindungen in flüssiger Form, z. B. mit sterilem Wasser, Salzlösung, einem injizierbaren Ö1, z. B.
Arachisöl, oder einem Alkohol oder einem Glycolester einer Fettsäure, gewünschtenfalls mit Zusatzstoffen, z. B. Aluminiumstearat oder mit Emulgieroder Suspendiermitteln, formuliert werden. Zur oralen Verabreichung können die Verbindungen in Form von Tabletten, Kapseln, Cachets, Sirupen, Flüssigpräparaten und dergleichen unter Verwendung gebräuchlicher Zusatzmittel, z. B. Tablettenträgerstoffen, oder im Fall von Flüssigpräparaten Geruchsmitteln, Konserviermitteln, Süssungsmitteln. und/oder andern Mitteln verarbeitet werden. Zur örtlichen Verabreichung kann der Träger beispielsweise aus fettartigen, hydrophilen Tragsubstanzen bestehen. Zur rektalen Verabreichung kann der Träger aus einer Suppositoriengrundlage, z. B. Kakaobutter oder einem Glycerid, bestehen.
Die Verbindungen konfektioniert man vorzugsweise in Form von Dosierungseinheiten, wobei jede Dosierungseinheit zur Verabreichung einer Einzeldosis des aktiven Bestandteils geeignet ist und vorzugsweise zwischen 10 und 100 mg einer erfindungsgemäss erhältlichen Verbindung enthält.
Die bevorzugten Formen von Dosierungseinheiten sind Tabletten, Kapseln, Suppositorien und Ampul len mit injizierbarer Lösung.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung der erwähnten neuen Verbindungen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man Farnesylessigsäure bzw. ihre funktionellen Derivate mit einem entsprechenden Veresterungsmittel behandelt.
Die vorstehende Umsetzung kann beispielsweise durchgeführt werden durch Umsetzung a) der Säure A-CH2-COOH mit Verbindung ROH, b) eines symmetrischen oder gemischten Anhydrides, das von der Säure A-CWCOOH abstammt, mit einer Verbindung ROH, c) einer Säure A-CH2-COOH mit einer Diazover bindung Q-N2, worin Q eine Alkylidengruppe bedeutet, d) eines Säurehalogenids A-CH2CO-Hal mit einer
Verbindung ROH, e) eines Salzes der Säure A-CHCOOH ROH mit einem reaktionsfähigen Derivat der Verbindung ROH, z. B. einem Halogenid, Sulfonat oder Sulfat, oder f) durch Umesterung eines Esters der Säure
A-CH2-COOH mit einer Verbindung ROH.
Die erwähnten Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens werden nachstehend im einzelnen unter den Punkten a bis f besprochen. a) Umsetzung von Farnesylessigsäure mit Verbindungen ROH, wobei R die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt, vorzugsweise in Gegenwart eines Veresterungskatalysators, z. B. einer Säure, wie Schwefelsäure, Salzsäure oder Paratoluolsulfonsäure oder einer Lewissäure, z. B. Bortrifluorid oder Zinkchlorid. Vorzugsweise wird die Umsetzung in einem inerten Lösungsmittel durchgeführt, welches vorteilhafterweise aus einer Flüssigkeit besteht, wie z. B.
Benzol, Toluol, Xylol oder Nitrobenzol, welches ein azeotropes Gemisch mit Wasser bildet und bei der Entfernung des während der Reaktion gebildeten Wassers unterstützend wirkt. b) Umsetzung eines symmetrischen Farnesyl Essigsäure-Anhydrids oder von gemischten Anhydriden der Farnesylessigsäure mit Verbindungen ROH.
Gegebenenfalls. kann die Reaktion in einem inerten Lösungsmittel, z. B. einem Kohlenwasserstoff oder einem chlorierten Kohienwasserstoff als Lösungsmittel durchgeführt werden, z. B. in Benzol, Toluol, Tetrachlorkohlenstoff, Tetrachloräthan und dergleichen, oder einem Äther, z. B. Diäthyläther, Tetrahydrofuran und dergleichen. Ebenfalls können Katalysatoren vorhanden sein, z. B. Säuren, wie Schwefelsäure oder Salzsäure, Lewissäuren, wie z. B. Bortrifluorid oder Zinkchlorid, anorganische basische Substanzen, wie z. B. Natriumacetat, oder tertiäre organische Basen, wie Pyridin. c) Umsetzung von Diazoverbindungen der allgemeinen Formel Q N2, z. B. eines Diazoalkans, wie Diazomethan, mit Farnesylessigsäure, vorzugsweise in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, wie eines Äthers, z.
B. Diäthyiätiier oder Tetrahydrofuran.
Hier bedeutet Q eine Alkylidengruppe. d) Umsetzung eines Säurehalogenids, vorzugsweies des Chlorids, der Farnesylessigsäure mit einer Verbindung R-OH, worin R die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt, vorzugsweise in Gegenwart eines säurebindenden Mittels, z. B. einer tertiären organischen Base, insbesondere einer tertiären Aminbase, wie Triäthylamin oder Dimethylanilin, oder einer heterocyclischen Base, wie Pyridin oder Chinolin, oder einer anorganischen basischen Substanz, z. B. einem Alkali- oder Erdalkalicarbonat, -bicar- bonat oder -hydroxyd, z. B. Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat oder Calciumhydroxyd. Gegebenenfalls kann die Umsetzung in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels durchgeführt werden, beispielsweise einem der vorstehend unter b) aufgeführten Art.
Häufig ist es möglich, einen Überschuss der Verbin dung ROH oder der organischen Base als Lösungsmittel zu verwenden, falls diese bei Raumtemperatur oder mässig erhöhten Temperaturen flüssig sind. e) Umsetzung von Halogeniden, Sulfaten oder Sulfonaten, die sich von der Verbindung ROH I ab- leiten, mit Salzen der Farnesylessigsäure, beispielsweise Alkali- oder Silbersalzen, vorzugsweise in Gegenwart von tertiären organischen Basen, die Tri äthylamin, Dimethylamin, Pyridin oder Chinolin.
Vorzugsweise wird die Umsetzung in Lösung oder Suspension in einem inerten Lösungsmittel, z. B. einem Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Benzol, Toluol, Hexan und dergleichen, einem Ather, z. B.
Diäthyläther, Dioxan und dergleichen, oder einem Ester, z. B. Diäthylcarbonat, durchgeführt. f) Umesterung von andern Estern der Farnesylessigsäure durch Umsetzung mit Verbindungen ROH, worin R die vorstehend angegebene Bedeutung besitzt und wobei ROH vorteilhafterweise im Überschuss vorhanden ist. Vorzugsweise ist ein Katalysator vorhanden, bevorzugt eine starke Säure, wie Schwefelsäure, oder Salzsäure oder p-Toluolsulfon säure, oder r eine Base, z. B. ein Alkalialkoxyd und dergleichen.
Beispiel 1
Herstellung des Farnesylessigsäuremethylesters aus Farnesylessigsäure und Diazomethan
Zu einer Lösung von 5 g Farnesylessigsäure in 20 cm3 Äther wird eine Lösung von Diazomethan in Äther langsam zugegeben, bis die gelbe Farbe des Diazomethans 15 bis 20 Minuten lang bestehen bleibt. Es werden etwa 1 g CH2N2 benötigt. Der Überschuss an Diazomethan wird mit einer Spur Essigsäure beseitigt und die Lösung in Äther zweimal mit einer 10% gen Na2CO3-Lösung gewaschen und danach mit Wasser, bis die alkalische Reaktion verschwunden ist.
Die Lösung in Äther wird über MgSO4 getrocknet, das Lösungsmittel wird entfernt und der Rückstand destilliert, wobei sich 4,2 g des gewünschten Produktes ergeben.
Der Farnesylessigsäuremethylester ist eine farblose Flüssigkeit, Kp. 0,08 mm Hg = 108 bis 1100 C.
Beispiel 2
Herstellung des Farnesylessigsäuregeranylesters aus Farnesylessigsäure und Geraniol
24,5 g Farneylessigsäure, 42,9 g Geraniol und 40 ml Xylol werden 8 Stunden am Rückfluss erhitzt.
Das gebildete Wasser wird azeotrop mittels einer Markuson-Apparatur entfernt. Nach 8 Stunden, wenn kein Wasser mehr übergeht, wird das Xylol ab destillliert und der Rückstand abgekühlt und in Äther gelöst. Die Lösung in Äther wird mit l0%igem Na2CO3 und Wasser gewaschen und schliesslich über MgSO4 getrocknet. Nach Entfernung des Athers wird der Rückstand unter vermindertem Druck destilliert und die bei 165 bis 1700 C und 0,05 mm Hg übergehende Fraktion gesammelt. Ausbeute: 24,9 g des gewünschten Produktes.
Beispiel 3
Herstellung des Farnesylessigsäurelaurylesters aus Farnesylessigsäure und Laurylalkohol
8 g Farneylessigsäure werden mit 8,3 g Laurylalkohol, welcher 3 % HC1 enthält, während 4 Stunden am Rückfluss erhitzt. Der Alkohol wird langsam abdestilliert und die letzten Spuren im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird in Äther gelöst und die Lösung in Äther aufeinanderfolgend mit Wasser, mit 10% im Na2CO3 und erneut mit Wasser gewaschen und schliesslich über MgSO4 getrocknet. Nach Entfernung des äthern wird der Rückstand im Vakuum destilliert.
Die bei 193 bis 1970 C und 0,06 mm Hg übergehende Fraktion ergibt 8,5 g farblose Flüssigkeit.
Beispiel 4
Herstellung des Farnesylessigsäure-n-butylesters aus Farnesylessigsäure und n-Butanol
Ein Gemisch aus 8 g Farnesylessigsäure, 5 ml n-Butanol und 0,1 g p-Toluolsulfonsäure wird 4 Stunden am Rückfluss erhitzt; der Alkohol wird langsam abdestilliert und seine letzten Spuren im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird in Äther gelöst und die Lösung in Äther mit Wasser, mit 10 % Na2COs und erneut mit Wasser gewaschen.
Die Lösung in Äther wird über MgSO4 getrocknet, der Äther wird entfernt und der Rückstand im Vakuum destilliert ; die bei 127 bis 1300 C/0,1 mm Hg übergehende Fraktion wird gesammelt und be trägt 8,1 g.
Beispiel 5
Herstellung des Farnesylessigsäureallylesters aus Farnesylessigsäure und Allylalkohol
Zu einem Gemisch aus 10 g Farnesylessigsäure und 5 mi Allylalkohol werden 3,52 g einer Lösung von 45 % BF3 in Diäthyläther unter Kühlung zugegeben. Das Gemisch wird 2 Stunden am Rückfluss erhitzt. Der Alkohol wird im Vakuum abdestilliert. Der Rückstand wird in Äther gelöst und die Lösung in Äther mit Wasser, mit 10% Na2COs und erneut mit Wasser gewaschen.
Die Lösung in Äther wird über MgSO4 getrocknet, der Äther entfernt und der Rückstand im Vakuum abdestilliert; die bei 116 bis 1180 C/0,15 mm Hg übergehende Fraktion wird gesammelt und beträgt 8,6 g des gewünschten Produktes.
Beispiel 6
Herstellung des Farnesylessigsäure-geranylesters aus Anhydriden
I. 2,9 g Keten werden in 15 g Farnesylessigsäure gegeben. Der Kolben wird mit Eis umgeben. Nach der Zugabe des Ketens wird die niedrigsiedende Fraktion abdestilliert. 16,6 g Geraniol werden zu dem Rückstand zugesetzt und das Gemisch 11 Stunden am Rückfluss erhitzt.
Das Reaktionsgemisch wird mit Äther verdünnt, mit 10% Na2CO3 und dann mit Wasser gewaschen, bis dieses gegenüber Phenolphthalein neutral ist, und abschliessend über MgSO4 getrocknet.
Der Äther wird entfernt und der Rückstand im Vakuum fraktioniert. Die erste Fraktion des Destillats enthält unumgesetztes Geraniol.
11,5 g Farnesylessigsäure-geranylester werden im Siedebereich von 165 bis 1680 /0,05 mm Hg gesammelt.
IT. 3 g Acetylchlorid werden langsam zu einer Lösung aus 3 g trockenem Pyridin in 10 cm3 trockenem Benzol zugegeben. 10 g Farnesylessigsäure in 10 cm3 trockenem Benzol werden unter Rückfluss während einer halben Stunde zugesetzt und das Gemisch während weiterer 3 Stunden am Rückfluss erhitzt. Nach der Abkühlung wird das Pyridinhydrochlorid abfiltriert, das Lösungsmittel durch Destillation entfernt und der Rückstand auf 1500 C (Badtemperatur) unter vermindertem Druck während 4 Stunden erhitzt, wobei 9,9 g rohes Anhydrid erhalten werden. Das rohe Anhydrid wird 8 Stunden bei 160;0 C (Badtemperatur) mit 5,15 g Geraniol erhitzt.
Nach der Abkühlung wird die Masse in Äther gelöst, die Lösung in Ather mit 10% Na2CO3 und mit Wasser gewaschen und schliesslich über MgSO4 getrocknet.
Nach der Entfernung des ethers wird der Rückstand unter vermindertem Druck destilliert, wobei die bei 165 bis 1700 C/0,05 mm Hg übergehende Fraktion gesammelt wird und 6,3 g des gewünschten Produktes darstellt.
Beispiel 7 a) Herstellung von Silberfarnesylacetat.
Zu einer Lösung von 10 g Farnesylessigsäure in 200 ml 0,5n NH40H wird eine Lösung von 12,8 g AgNO3 in 480 cm3 destilliertem Wasser unter Rühren zugegeben. Es wird ein weisser Niederschlag erhalten, welcher abflltriert und mit Wasser und darauf mit Aceton gewaschen wird. Das Produkt wird im Vakuum bei Raumtemperatur über P205 getrocknet.
Ausbeute: 13,5 g Silbersalz. b) Herstellung des Farnesylessigsäureäthylesters aus Silberfarnesylacetat und Sithyljodid.
Zu einer r Lösung von 5 g Silberfarnesylacetat in 200 ml trockenem Benzol werden 2,13 g Äthyljodid unter Rühren innerhalb etwa 5 Minuten zugegeben.
Das Gemisch wird 9 Stunden am Rückfluss erhitzt, dann abgekühlt und filtriert. Die Benzollösung wird mit Wasser, dann mit 10% Na2CO3 und dann wiederum mit Wasser, bis dieses gegenüber Phenolphthalein neutral ist, gewaschen. Die Benzollösung wird über MgSO4 getrocknet, zur Trockne eingedampft und der Rückstand unter vermindertem Druck destilliert. Der Farnesylessigsäureäthylester geht bei 114 bis 1150 C/0,06 mm Hg über.
Beispiel 8 a) Herstellung von Farnesylacetylchlorid.
Zu einer Lösung von 19,3 g Farnesylessigsäure in 100 ml trockenem Benzol werden 11,5 g Thionylchlorid in 10 ml trockenem Benzol tropfenweise während 40 Minuten unter Kühlung auf 5 bis 100 G zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur 2 Stunden lang gerührt und dann über Nacht stehengelassen. Benzol und der Überschuss an SOCl2 werden dann auf einem Wasserbad im Vakuum entfernt und der Rückstand im Vakuum destilliert.
Das Farnesylacetylchlorid destilliert bei 145 bis 1550 C bei 0,7 bis 1 mm Hg. Die Ausbeute ist nahezu quantitativ. b) Herstellung des Farnesylessigsäure-3, 7-dime- thyloctylesters aus Farnesylacetylchlorid.
Zu einem Gemisch aus 5,84 g 3,7-Dimethyl- octanol 1 und 4,46 g Dimethylanilin in 20 ml trockenem Benzol werden tropfenweise 7 g Farnesylacetylchlorid zugegeben ; die Zugabe dauert etwa 15 Minuten.
Das Gemisch wird 8 Stunden am Rückfluss erhitzt, dann abgekühlt und mit 20 ml Benzol verdünnt. Die Benzollösung wird mit 10% HCl, 10% Na2CO3 und dann mit Wasser gewaschen, bis dieses gegenüber Phenolphthalein neutral ist. Nach der Trocknung wird das Lösungsmittel entfernt und der Rückstand unter vermindertem Druck destilliert, wobei zuerst das unumgesetzte 3 ,7-Dimethyloctanol- 1 übergeht und danach der gewünschte Farnesylessig säure-3 , 7-dimethylortylester, welcher im Siedebereich von 183 bis 1850 C bei 0,15 mm Hg in einer Ausbeute von 5,9 g erhalten wird.
Beispiel 9
Herstellung des Farnesylessigsäurefarnesylesters aus Farnesylacetylchlorid und Farnesol
Zu einem Gemisch aus 9,4 g Farnesol und 3,4 g trockenem Pyridin in 20 ml trockenem Benzol werden tropfenweise 8 g Farnesylacetylchlorid zugegeben. Das Gemisch wird 6 Stunden am Rückfluss erhitzt, dann abgekühlt und mit Benzol verdünnt.
Die Benzollösung wird mit Wasser, 10% HCl, 10% Na2CO3 und dann wiederum mit Wasser gewaschen, bis dieses neutral gegenüber Phenolphthalein ist. Das Lösungsmittel wird dann entfernt und der Rückstand unter vermindertem Druck destilliert. Das unveränderte Farnesol wird zurückgewonnen. Der Ester besteht aus einer viskosen Flüssigkeit mit einem Terpen ähnlichen Geruch. 9,1 g werden erhalten, Kp. 0,07 mm Hg = 218 bis 2210 C.
Beispiel 10
Herstellung des Farnesylessigsäure-iso amylesters aus Farnesylessigsäureäthlyester durch Umsetzung
7,55 g Farnesylessigsäureäthylester werden 2 Stunden mit 6,8 g iso-Amylalkohol, welcher mit gasförmigen HC1 gesättigt ist, am Rückfluss erhitzt. Der Alkohol wird abdestilliert, der Rückstand in Äther gelöst und diel Lösung in Äther mit 1090 Na2CO3, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Lösungsmittel wird entfernt und der Rückstand unter vermindertem Druck destilliert. Ausbeute: 6,2 g des gewünschten Produktes. Der Farnesylessigsäure-isoamylester siedet bei 145 bis 1490 C/0, 1 mm Hg.
Unter Anwendung der in den vorstehenden Beispielen beschriebenen Arbeitsweisen wurden die folgenden Produkte erhalten, die mit ihren physikalischen Eigenschaften in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt sind:
EMI5.1