CH636869A5 - Process for the preparation of flavones - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Flavonen durch Dehydrierung von Flavanonen mit elementarem Jod. The present invention relates to a process for the production of flavones by dehydrating flavanones with elemental iodine.
Flavone sind häufig in der Natur anzutreffende, oft farbige Substanzen, die sich von dem Grundkörper Flavon (Formel I) ableiten. Flavones are often found in nature, often colored substances, which are derived from the basic body flavone (formula I).
Von besonderem Interesse sind dabei die z.T. auch als Glykoside vorliegenden durch Hydroxy- oder Methoxygrup-pen substituierten Flavone der allgemeinen Formel II, Of particular interest are the flavones of the general formula II which are also substituted as glycosides by hydroxy or methoxy groups,
R1 H oder einen Glykosidrest und R2 bis R7 jeweils H, OH oder OCH3 bedeuten. R1 is H or a glycoside residue and R2 to R7 are each H, OH or OCH3.
Von besonderem pharmakologischem Interesse ist dabei das Diosmin, eine Verbindung der Formel II, Of particular pharmacological interest is diosmin, a compound of formula II,
worin wherein
R1 R1
= =
Rutinose, Rutinose,
R2 R2
= =
H, H,
R3 R3
= =
H, H,
R4 R4
~ ~
OH, OH,
R5 R5
= =
OH, OH,
R8 R8
= =
OCH3 und OCH3 and
R' R '
= =
H H
ist. is.
Es sind auch eine Reihe von Herstellverfahren für Flavone, insbesondere für Diosmin, bekannt. A number of manufacturing processes for flavones, in particular for diosmin, are also known.
Als Ausgangsmaterial benützt man dabei mit Vorteil die z.T. ebenfalls in der Natur vorkommenden 2,3-Dihydro-Ver-bindungen, die Flavanone. Die Flavone können daraus z.B. durch Bromierung oder Jodierung und anschliessende Abspaltung von Jod- oder Bromwasserstoff gewonnen werden. It is advantageous to use the partly as the starting material. 2,3-dihydro compounds also found in nature, the flavanones. The flavones can e.g. be obtained by bromination or iodination and subsequent splitting off of hydrogen iodine or bromine.
Die Ausbeuten, die bei diesen Verfahren bisher erzielt wurden, sind jedoch relativ niedrig, so dass die Verfahren für eine technische Herstellung nicht in Frage kommen. However, the yields which have hitherto been achieved with these processes are relatively low, so that the processes are out of the question for industrial production.
In der deutschen Patentanmeldung P 26 02 314 wird ein Verfahren zur Herstellung von Diosmin beschrieben, bei dem die Ausbeute verbessert ist. Auch dabei werden jedoch nur Ausbeuten um 70% erreicht. Nachteilig bei diesem Verfahren ist auch, dass die Hydroxygruppen des Ausgangsmaterials Hesperidin zunächst sorgfältig durch Acetylgrup-pen geschützt werden müssen die nach der Umsetzung wieder entfernt werden müssen. German patent application P 26 02 314 describes a process for the preparation of diosmin in which the yield is improved. However, only yields of around 70% are achieved here. Another disadvantage of this process is that the hydroxyl groups of the starting material hesperidin must first be carefully protected by acetyl groups which have to be removed again after the reaction.
Es bestand also die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, das in einfacher Weise, möglichst nur einem einzigen Reaktionsschritt, in guter Ausbeute zu einem reinen Endprodukt führt. The object was therefore to find a process which leads to a pure end product in a simple manner, if possible only in a single reaction step, in good yield.
Diese Aufgabe wurde durch die vorliegende Erfindung gelöst. This object has been achieved by the present invention.
Es wurde nämlich überraschenderweise gefunden, dass, wenn man Flavanone in einem basischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch löst und mit Jod umsetzt, die Flavone in sehr guter Ausbeute und Reinheit in nur einem einzigen Reaktionsschritt gebildet werden, ohne dass es dabei notwendig ist, gegebenenfalls vorhandene Hydroxylgruppen zu schützen. It has surprisingly been found that if flavanones are dissolved in a basic solvent or solvent mixture and reacted with iodine, the flavones are formed in very good yield and purity in only one reaction step, without the need to add any hydroxyl groups which may be present protect.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäss ein Verfahren zur Herstellung von Flavonen durch Umsetzung von Flavanonen mit jod, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Flavanon in einem basischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch gelöst wird und bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und dem Siedepunkt des Lösungsmittels ohne Isolierung eines Zwischenproduktes mit Jod umgesetzt wird und anschliessend das gebildete Flavon auf übliche Weise isoliert und gereinigt wird. The invention accordingly relates to a process for the preparation of flavones by reacting flavanones with iodine, which is characterized in that the flavanone is dissolved in a basic solvent or solvent mixture and at a temperature between room temperature and the boiling point of the solvent without isolation of an intermediate Iodine is reacted and the flavone formed is then isolated and purified in the usual way.
Das Verfahren ist im Prinzip auf alle Flavanone anzuwenden. Bevorzugt werden jedoch hydroxylgruppenhaltige Flavanone umgesetzt, die auch durch Glykosidreste substituiert sein können. The procedure is in principle applicable to all flavanones. However, flavanones containing hydroxyl groups are preferably reacted, which can also be substituted by glycoside residues.
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10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
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55 55
60 60
65 65
3 3rd
636869 636869
Gegenstand der Erfindung ist demgemäss bevorzugt ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass aus einem Flavanon der allgemeinen Formel III, The invention accordingly preferably relates to a process which is characterized in that from a flavanone of the general formula III,
worin wherein
R1 H oder einen Glykosidrest und R2 bis R7 jeweils H, OH oder OCH3 bedeuten, R1 is H or a glycoside residue and R2 to R7 are each H, OH or OCH3,
ein Flavon der allgemeinen Formel II, a flavone of the general formula II,
worin wherein
R1 bis R7 die oben angegebene Bedeutung haben, hergestellt wird. R1 to R7 have the meaning given above, is produced.
Insbesondere ist jedoch auch ein Gegenstand der Erfindung ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein 7-Glykosid-Flavanon ohne Acetylierung und Deacetylierung des Zuckerrestes in ein 7-Glykosid-Flavon umgesetzt wird. In particular, however, the invention also relates to a process which is characterized in that a 7-glycoside flavanone is converted into a 7-glycoside flavone without acetylation and deacetylation of the sugar residue.
Als Ausgangsmaterial sind unter den hydroxylgruppen-haltigen Flavanonen besonders die natürlich vorkommenden Flavanone bevorzugt und unter diesen insbesondere das Hesperidin, aus dem nach dem erfindungsgemässen Verfahren besonders vorteilhaft Diosmin hergestellt werden kann. Of the hydroxyl-containing flavanones, the naturally occurring flavanones are particularly preferred as the starting material, and among these in particular hesperidin, from which diosmin can be prepared particularly advantageously by the process according to the invention.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb insbesondere ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass aus Hesperidin Diosmin hergestellt wird. The invention therefore relates in particular to a process which is characterized in that diosmin is prepared from hesperidin.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber denen des Standes der Technik liegen einmal darin, The advantages of the method according to the invention over those of the prior art lie in the fact that
dass die Flavone in sehr guten Ausbeuten und in grosser Reinheit gewonnen werden. Dies ist erstaunlich, da nach dem erfindungsgemässen Verfahren nur in relativ schwach basischem Milieu gearbeitet wird, während z.B. nach der DOS 26 02 314 die Abspaltung von Halogenwasserstoff aus dem zunächst gebildeten halogenierten Zwischenprodukt mit konzentrierter Natronlauge erfolgt. Trotz dieser sehr milden Bedingungen ist die Reaktion in der Regel in wenigen Stunden beendet, und es werden Ausbeuten erzielt, die z.T. nahe bei 90% liegen. that the flavones are obtained in very good yields and in great purity. This is surprising since the process according to the invention only works in a relatively weakly basic environment, while e.g. according to DOS 26 02 314, the splitting off of hydrogen halide from the initially formed halogenated intermediate takes place with concentrated sodium hydroxide solution. Despite these very mild conditions, the reaction is usually completed in a few hours and yields are achieved, some of which are close to 90%.
Überraschenderweise ist es bei dem erfindungsgemässen Verfahren nicht notwendig, gegebenenfalls vorhandene Hydroxylgruppen zu schützen. Dies stellt einen erheblichen Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens dar, da die vollständige Acetylierung des Ausgangsma'terials einen erheblichen Aufwand, an Zeit, Energie und Reagenzien erfordert. Es wird aber z.B. in der DOS 26 02 314 ausdrücklich darauf hingewiesen, dass gerade die sorgfältige Schutzacetylie-rung wichtig ist, um zu einem reinen Endprodukt zu gelangen. Um so überraschender ist es, dass nach dem erfindungsgemässen Verfahren auch ohne Schutzacetylierung die Endprodukte in sehr guter Reinheit erhalten werden, und dass es vor allem auch nicht zu einer Abspaltung des gegebenenfalls vorhandenen Glykosidrestes kommt. Surprisingly, it is not necessary in the process according to the invention to protect any hydroxyl groups that may be present. This represents a considerable advantage of the process according to the invention, since the complete acetylation of the starting material requires considerable expenditure, in terms of time, energy and reagents. However, e.g. in DOS 26 02 314 expressly pointed out that careful protective acetylation is important in order to arrive at a pure end product. It is all the more surprising that the end products are obtained in very good purity by the process according to the invention, even without protective acetylation, and that, above all, there is no cleavage of the glycoside residue which may be present.
Die als Ausgangsmaterial dienenden Flavanone kommen z.T. in der Natur vor und können aus Pflanzen nach üblichen Methoden gewonnen werden. Es sind jedoch auch synthetische Verfahren bekannt, nach denen sich eine grosse Zahl von Flavanonen herstellen lassen. Einen Überblick über Möglichkeiten zur Gewinnung von Flavanonen kann man aus den folgenden Monographien entnehmen: Some of the flavanones that are used as raw material come in nature and can be obtained from plants using conventional methods. However, synthetic processes are also known by which a large number of flavanones can be produced. An overview of the possibilities for extracting flavanones can be found in the following monographs:
Böhm, Die Flavonoide, Verlag Editio Cantor, Aulendorf 1967 und Böhm, Die Flavonoide, Verlag Editio Cantor, Aulendorf 1967 and
Geissmann, The Chemistry of Flavonoid Compounds, Per-gamon-Verlag, London 1962. Geissmann, The Chemistry of Flavonoid Compounds, Per-gamon-Verlag, London 1962.
Die ggf. vorhandenen Glykosidreste können sowohl Mono-, Di- und Trisaccharide als auch höhere Saccharide sein. Beispielhaft seien hier genannt D-Glucose, D-Galactose, D-Glucuronsäure, D-Galacturonsäure, D-Xylose, D-Apiose, L-Rhamnose, L-Arabinose, Rutinose und Neohesperidose, Weitere geeignete Zuckerreste sind in den Standardwerken über Flavonoide aufgeführt. The glycoside residues which may be present can be mono-, di- and trisaccharides as well as higher saccharides. Examples include D-glucose, D-galactose, D-glucuronic acid, D-galacturonic acid, D-xylose, D-apiose, L-rhamnose, L-arabinose, rutinose and neohesperidose. Further suitable sugar residues are listed in the standard works on flavonoids .
Als Lösungsmittel für das erfindungsgemässe Verfahren kommen an sich alle schwach basischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische in Frage. Besonders vorteilhaft sind aliphatische und aromatische stickstoffhaltige Lösungsmittel, wie z.B. Pyridin, Picoline, Chinoline, Lutidine und Aniline und deren Substitutionsprodukte, Cyclohexylamin, Diäthyl-amin, Triäthylamin, Triäthanolamin, Piperidin, Morpholin, N-Äthylpiperidin, N-Methylmorpholin, Benzylamin und N,N-Dimethylbenzylamin. All weakly basic solvents or solvent mixtures are suitable as solvents for the process according to the invention. Aliphatic and aromatic nitrogen-containing solvents, such as e.g. Pyridine, picolines, quinolines, lutidines and anilines and their substitution products, cyclohexylamine, diethylamine, triethylamine, triethanolamine, piperidine, morpholine, N-ethylpiperidine, N-methylmorpholine, benzylamine and N, N-dimethylbenzylamine.
Geeignet sind jedoch auch Mischungen dieser Lösungsmittel untereinander oder mit anderen Lösungsmitteln, wie z.B. Dimethylsulfoxyd, Dimethylformamid oder Dimethyl-acetamid. Es können auch Mischungen der genannten Lösungsmittel mit Wasser oder rein wässerige Lösungen eingesetzt werden, wobei neben oder anstelle der organischen Basen auch anorganische Basen wie NaOH, KOH oder Ammoniak verwendet werden können. Allgemein kann gesagt werden, dass alle Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische geeignet sind, die einen pKa-Wert zwischen etwa 5 und 11 besitzen und in denen das jeweilige Flavanon löslich ist. Bevorzugt wird Pyridin als Lösungsmittel verwendet. Mixtures of these solvents with one another or with other solvents, such as e.g. Dimethyl sulfoxide, dimethylformamide or dimethyl acetamide. Mixtures of the solvents mentioned with water or purely aqueous solutions can also be used, it being possible for inorganic bases such as NaOH, KOH or ammonia to be used in addition to or instead of the organic bases. In general it can be said that all solvents or solvent mixtures are suitable which have a pKa value between about 5 and 11 and in which the respective flavanone is soluble. Pyridine is preferably used as the solvent.
Die zur Umsetzung benötigte Jodmenge ist an sich genau ein Äquivalent, und es wird deshalb in der Regel auch etwa diese Menge eingesetzt. Es ist jedoch auch möglich, mit einem Unter- oder Überschuss an Jod zu arbeiten. Wenn Jod im Überschuss eingesetzt wird, so hat das den Vorteil, dass die Reaktion schneller beendet ist, man muss dann jedoch darauf achten, dass die Reaktion auch unmittelbar nach Beendigung abgebrochen wird, um die Weiterreaktion unter Bildung von unerwünschten jodhaltigen Produkten zu vermeiden. The amount of iodine required for the reaction is in itself exactly one equivalent, and therefore this amount is generally also used. However, it is also possible to work with a lower or an excess of iodine. If iodine is used in excess, this has the advantage that the reaction is ended more quickly, but it must then be ensured that the reaction is stopped immediately after the end, in order to avoid the further reaction with the formation of undesired iodine-containing products.
Man kann das Jod auch im Unterschuss einsetzen. Man erhält dann selbstverständlich keine vollständige Umsetzung des Flavanons, sondern ein Gemisch aus Flavon und Flavanon. Für praktische Zwecke hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Jod in einem geringen Unterschuss einzusetzen, d.h. etwa 0,9 bis 1,0 Mol pro Mol Flavanon. Da die als Ausgangsmaterial verwendeten Flavanone oft in verunreinigter Form vorliegen, ergibt sich der für praktische Zwecke vorteilhafteste Bereich von 0,8 bis 1,0 Mol Jod pro Mol Flavanon. You can also use the iodine in deficit. Of course, you do not get a complete conversion of the flavanon, but a mixture of flavon and flavanon. For practical purposes, it has proven advantageous to use the iodine in a small deficit, i.e. about 0.9 to 1.0 mole per mole of flavanone. Since the flavanones used as the starting material are often in contaminated form, the most advantageous range for practical purposes is 0.8 to 1.0 mol of iodine per mol of flavanone.
Wie bereits erwähnt, hängt die Reaktionsgeschwindigkeit bei der Umsetzung auch von der eingesetzten Menge Jod ab. Daneben ist aber auch die Reaktionstemperatur dafür bestimmend. Bei den angewendeten Reaktionstemperaturen, die zwischen etwa Raumtemperatur und dem Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels, vorzugsweise bei etwa 50 bis As already mentioned, the reaction rate during the reaction also depends on the amount of iodine used. In addition, the reaction temperature is also decisive for this. At the reaction temperatures used, which are between about room temperature and the boiling point of the solvent used, preferably at about 50 to
5 5
10 10th
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etwa 120°C liegen, erhält man Reaktionszeiten, die zwischen etwa 6 und etwa 24 Stunden liegen. about 120 ° C, reaction times are obtained which are between about 6 and about 24 hours.
Nach beendeter Reaktion erfolgt die Isolierung der gebildeten Flavone nach an sich bekannten Methoden. Zum Teil fallen die gebildeten Produkte, direkt aus dem Reaktionsmedium aus und können durch Filtrieren oder Zentri-fugieren abgetrennt werden, z.T. muss jedoch auch erst ein Verdünnen mit Wasser erfolgen. Bei hydroxylhaltigen Flavonen kann oft eine bessere Kristallisation erreicht werden, wenn das Reaktionsmedium auf einen schwach sauren pH-Wert eingestellt wird. Dies kann vorzugsweise mit schwachen Säuren, wie z.B. Essigsäure erfolgen. Auch zum Aufreinigen bzw. Umkristallisieren kann so vorgegangen werden, dass das Rohprodukt zunächst in einer wässerig/alkalischen Lösung gelöst und dann durch Einstellen auf einen schwach sauren pH-Wert wieder ausgefällt wird. After the reaction has ended, the flavones formed are isolated by methods known per se. Some of the products formed precipitate directly from the reaction medium and can be separated off by filtration or centrifugation, in some cases. however, it must first be diluted with water. In the case of hydroxyl-containing flavones, better crystallization can often be achieved if the reaction medium is adjusted to a weakly acidic pH. This can preferably be done with weak acids such as e.g. Acetic acid done. The purification or recrystallization can also be carried out by first dissolving the crude product in an aqueous / alkaline solution and then reprecipitating it by adjusting to a weakly acidic pH.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Flavone zeichnen sich durch eine aussergewöhnliche Reinheit aus und sind praktisch frei von organisch gebundenem Jod, so dass sie für alle Zwecke, auch als pharmakologische Wirksubstanzen, sehr gut verwendbar sind. The flavones produced by the process according to the invention are notable for their exceptional purity and are practically free from organically bound iodine, so that they can be used very well for all purposes, including as pharmacologically active substances.
Im folgenden wird an einigen Beispielen die breite Anwendbarkeit des Verfahrens demonstriert. The broad applicability of the method is demonstrated below using a few examples.
Beispiel 1 example 1
Eine 60°C warme Lösung von 300 g Hesperidin in 1500 ml Pyridin wird mit 122 g Jod versetzt, 12 Stunden bei 90°C gerührt, auf 0°C abgekühlt und filtriert. Der Filterrückstand wird mit Wasser gewaschen, dann in verdünnter Natronlauge (100 ml 32 gewichtsprozentige Natronlauge plus 450 ml Wasser) gelöst, filtriert mit 400 ml Methanol versetzt und mit Essigsäure auf pH 5,3 eingestellt. Das ausgefallene A 60 ° C warm solution of 300 g hesperidin in 1500 ml pyridine is mixed with 122 g iodine, stirred for 12 hours at 90 ° C, cooled to 0 ° C and filtered. The filter residue is washed with water, then dissolved in dilute sodium hydroxide solution (100 ml of 32 percent by weight sodium hydroxide solution plus 450 ml of water), filtered, mixed with 400 ml of methanol and adjusted to pH 5.3 with acetic acid. The fancy
Kristallisat wird abgesaugt, mit Wasser gewaschen und getrocknet. The crystals are filtered off, washed with water and dried.
Durch Abdestillieren des Pyridins aus der Pyridin-Mut-terlauge, Versetzen des Destillationsrückstandes mit Wasser, s Abfiltrieren und Aufreinigen des ausgefallenen Kristallisats kann eine zweite Charge gewonnen werden. A second batch can be obtained by distilling off the pyridine from the pyridine mother liquor, adding water to the distillation residue, filtering off and purifying the precipitated crystals.
Insgesamt werden so 264 g (89% der Theorie) Diosmin erhalten. Jod ist darin analytisch nicht nachzuweisen. A total of 264 g (89% of theory) of diosmin are thus obtained. There is no analytical evidence of iodine.
10 10th
Beispiel 2 Example 2
Eine Lösung von 5,8 g Naringin und 2,5 g Jod in 15 ml Pyridin wird 12 Stunden bei 90°C gerührt, danach abgekühlt, mit 40 ml Wasser versetzt, mit Essigsäure auf pH 5,3 15 eingestellt und filtriert. Nach Umkristallisieren aus Dime-thylformamid/Wasser (1:1) erhält man 4,7 g (82% der Theorie) Rhoifolin. A solution of 5.8 g of naringin and 2.5 g of iodine in 15 ml of pyridine is stirred at 90 ° C. for 12 hours, then cooled, mixed with 40 ml of water, adjusted to pH 5.3 15 with acetic acid and filtered. After recrystallization from dimethylformamide / water (1: 1), 4.7 g (82% of theory) of rhoifolin are obtained.
Beispiel 3 Example 3
20 Analog Beispiel 2 erhält man aus 600 mg Neohesperidin 400 mg (67 % der Theorie) der Substanz der allgemeinen Formel II, 20 Analogously to Example 2, 400 mg (67% of theory) of the substance of the general formula II are obtained from 600 mg of neohesperidine,
worin wherein
R1 = Neohesperidose, R1 = neohesperidosis,
25 R2 = H, 25 R2 = H,
Ra = H, Ra = H,
R4 = OH, R4 = OH,
R6 = OH, R6 = OH,
R6 = OCH3 und 30 R' = H ist, R6 = OCH3 and 30 R '= H,
vom Schmelzpunkt 193°C. melting point 193 ° C.
v v
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PL | Patent ceased |