CH651834A5

CH651834A5 - METHOD FOR PURIFYING GUANINE.

Info

Publication number: CH651834A5
Application number: CH565682A
Authority: CH
Inventors: Hiroshi Oka; Yasufumi Miyanaga
Original assignee: Kohjin Co
Priority date: 1981-09-28
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1985-10-15
Also published as: GB2109369B; GB2109369A; DE3235372C2; JPS5855485A; DE3235372A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Guanin, das hochqualitatives Guanin in hoher Ausbeute aus rohem Guanin ergibt. The invention relates to a process for the purification of guanine, which gives high quality guanine in high yield from crude guanine.

Guanin ist eine der sogenannten Nukleinsäurebaseh und kann auf verschiedenen Gebieten, einschliesslich der Herstellung von Pharmazeutika, eingesetzt werden. Guanin wird beispielsweise nach einem Verfahren hergestellt, das darin besteht, 2,4,5-Triamino-6-oxypyrimidin mit Ameisensäure oder dergleichen zu cyclisieren, wie in Berichten 33, 1371, 3035 (1900) beschrieben, nach einem Verfahren, bei dem Guanin hergestellt wird aus einem Arylazocyanacetyl-derivat und Harnstoff, Thioharnstoff, Ameinsäure oder einem Derivat von Ameisensäure, wie in der JA-AS Nummer 20067/1967 (Tokkyo Kokoku) beschrieben und nach einem Verfahren, bei dem 2-Arylazocyanacetylguanidin mit Ameisensäure oder einem Ameisensäurederivat unter reduzierenden Bedingungen umgesetzt wird, wie in der JA-OS Nr. 141894/1976 (Tokkyo Kokai) beschrieben. Jedoch enthält bei allen diesen Verfahren das Produkt eine geringe Menge an Nebenprodukten als Verunreinigungen und muss daher gereinigt werden. Guanine is one of the so-called nucleic acid bases and can be used in various fields, including the manufacture of pharmaceuticals. For example, guanine is produced by a process consisting in cyclizing 2,4,5-triamino-6-oxypyrimidine with formic acid or the like as described in Reports 33, 1371, 3035 (1900), according to a process in which guanine is produced from an arylazocyanacetyl derivative and urea, thiourea, amic acid or a derivative of formic acid, as described in JA-AS number 20067/1967 (Tokkyo Kokoku) and according to a process in which 2-arylazocyanacetylguanidine with formic acid or a formic acid derivative reducing conditions is implemented, as described in JA-OS No. 141894/1976 (Tokkyo Kokai). However, in all of these processes, the product contains a small amount of by-products as impurities and must therefore be cleaned.

Bisher bestand kein günstiges Verf ahren zur Reinigung von Guanin und es war kein reines Produkt im gewerblichen Massstab verfügbar. So far, there has been no favorable process for cleaning guanine and no pure product has been available on a commercial scale.

Für Guanin gibt es keine geeigneten Lösungsmittel ausser starken Säuren und starken Basen. Daher wurde die Reinigung von Guanin im allgemeinen durch Adsorption von Verunreinigungen an einem Adsorbens, wie Aktivkohle, in diesen Lösungsmitteln durchgeführt oder durch Umkristallisieren in der Form eines Mineralsäuresalzes. Jedoch kann eine verbesserte Reinheit nur auf Kosten einer verringerten Ausbeute erzielt werden und es war unmöglich, hochqualitatives Guanin in wirtschaftlicher Weise zu erhalten. There are no suitable solvents for guanine other than strong acids and strong bases. Therefore, the purification of guanine has generally been carried out by adsorbing impurities on an adsorbent such as activated carbon in these solvents or by recrystallization in the form of a mineral acid salt. However, improved purity can only be achieved at the expense of a reduced yield and it has been impossible to economically obtain high quality guanine.

Ein Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Reinigung von Guanin. An object of the invention is to provide a process for the purification of guanine.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur wirtschaftlichen Reinigung von Guanin, daszu hoher Reinheit und zu hohen Ausbeuten führt, durch Gewinnen von Guanin in Form eines Metallsalzes aus rohem Guanin. Another object of the invention is to provide a process for the economical purification of guanine which leads to high purity and high yields by recovering guanine in the form of a metal salt from crude guanine.

Diese und andere Ziele der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. These and other objects of the invention are explained in the description below.

Im Rahmen der Erfindung hat es sich gezeigt,, dass Guanin die Fähigkeit hat, als wenig lösliches Salz aus einer hochkonzentrierten wässrigen Alkalilösung zu kristallisieren. Basierend hierauf wurde gefunden, dass durch Auflösen von rohem Guanin in einer konzentrierten wässrigen Alkalilösung unter Erwärmen und anschliessendes Kühlen der Lösung ein Alkalimetallsalz von Guanin, das eine wesentlich geringere Menge an Verunreinigungen enthält als bei einem üblichen Reinigungsverfahren, in Form von Kristallen ausgefällt werden kann, wodurch eine Reinigung des rohen Guanins erzielt wird. In the context of the invention, it has been shown that guanine has the ability to crystallize as a sparingly soluble salt from a highly concentrated aqueous alkali solution. Based on this, it was found that by dissolving crude guanine in a concentrated aqueous alkali solution while heating and then cooling the solution, an alkali metal salt of guanine, which contains a significantly lower amount of impurities than in a conventional cleaning process, can be precipitated in the form of crystals, whereby purification of the raw guanine is achieved.

Erfindungsgemäss wird ein Verfahren zur Reinigung von Guanin bereitgestellt, das darin besteht, rohes Guanin in einer konzentrierten wässrigen Lösung eines Alkalimetallhydroxids bei erhöhter Temperatur aufzulösen und die resultierende Lösung zur Ausfällung eines kristallinen, Alkaiimetallsalzes von Guanin abzukühlen. According to the invention there is provided a process for the purification of guanine which consists of dissolving crude guanine in a concentrated aqueous solution of an alkali metal hydroxide at elevated temperature and cooling the resulting solution to precipitate a crystalline, alkali metal salt of guanine.

Reines Guanin erhält man beispielsweise durch Auflösen des Alkaiimetallsalzes in Wasser und Neutralisieren der Lösung mit einer anorganischen oder organischen Säure. Pure guanine is obtained, for example, by dissolving the alkali metal salt in water and neutralizing the solution with an inorganic or organic acid.

Im folgenden wird die Erfindung genauer beschrieben. Die Basen, die erfindungsgemäss wirksam verwendet werden, sind Alkalimetallhydroxide wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid. Es ist günstig, wenn die Konzentration einer wässrigen Lösung eines Alkalimetallhydroxids, das als Lösungsmittel verwendet wird, mindestens 15 Gew.-% beträgt. Wenn die Konzentration weniger als 15 Gew.-% ist, so steigt die Löslichkeit eines Alkaiimetallsalzes von Guanin in der wässrigen Alkalilösung an, und die Ausbeute wird verringert. The invention is described in more detail below. The bases which are used effectively in the present invention are alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. It is preferable that the concentration of an aqueous solution of an alkali metal hydroxide used as a solvent is at least 15% by weight. If the concentration is less than 15% by weight, the solubility of an alkali metal salt of guanine in the aqueous alkali solution increases and the yield is reduced.

Rohes Guanin wird in einer konzentrierten wässrigen Alkalilösung bei erhöhter Temperatur, gewöhnlich bei einer Temperatur von etwa 50° bis etwa 90°C, vorzugsweise von nicht weniger als etwa 60°C, gelöst. Die Guaninlösung wird anschliessend zur Kristallisation von Guanin in der Form des Alkaiimetallsalzes gekühlt. Crude guanine is dissolved in a concentrated aqueous alkali solution at an elevated temperature, usually at a temperature from about 50 ° to about 90 ° C, preferably not less than about 60 ° C. The guanine solution is then cooled to crystallize guanine in the form of the alkali metal salt.

Das erfindungsgemässe Verfahren kann durchgeführt werden durch Auflösen des rohen Guanins und Abkühlen der Lösung als ansatzweise durchgeführtes Verfahren. Es ist auch möglich, das erfindungsgemässe Verfahren kontinuierlich durchzuführen. Werden Auflösung und Ausfällung in einem mehrstufigen Umkristallisationsverfahren durchgeführt, so kann man Guanin hoher Qualität in sehr hoher Ausbeute erzielen, ohne dass andere Reinigungshilfen wie Aktivkohle verwendet werden müssen. The process according to the invention can be carried out by dissolving the crude guanine and cooling the solution as a batch process. It is also possible to carry out the method according to the invention continuously. If dissolution and precipitation are carried out in a multi-stage recrystallization process, high quality guanine can be obtained in very high yields without having to use other cleaning aids such as activated carbon.

Es ist auch möglich, die Erfindung in Kombination mit einer bekannten Reinigungsverfahrensweise durchzuführen, unter Anwendung eines Adsorbens wie Aktivkohle. So können je nach dem Qualitätsgrad des rohen Guanins diese Verfahrensweisen in verschiedenen Kombinationen angewendet werden. It is also possible to carry out the invention in combination with a known cleaning procedure, using an adsorbent such as activated carbon. Depending on the quality of the raw guanine, these procedures can be used in different combinations.

Die Alkalimetallsalze von Guanin können leicht in Guanin umgewandelt werden, beispielsweise durch Auflösen der Salze in Wasser oder einer geringen Konzentration einer wässrigen Alkalilösung und Neutralisieren mit einer Säure, z.B. mit Mineralsäuren bzw. anorganischen Säuren wie Schwefelsäure und organischen Säuren wie Essigsäure. The alkali metal salts of guanine can be easily converted to guanine, for example by dissolving the salts in water or a low concentration of an aqueous alkali solution and neutralizing with an acid, e.g. with mineral acids or inorganic acids such as sulfuric acid and organic acids such as acetic acid.

Nach dem erfmdungsgemässen Verfahren kann Guanin hoher Reinheit in hoher Ausbeute erzielt werden. Das gereinigte Guanin ist sehr weiss. Da das erfindungsgemäss verwendete Lösungsmittel eine wässrigen Alkalilösung ist, können die Vorrichturigen aus üblichen Metallmaterialien bestehen, was ebenfalls einen Vorteil bei der industriellen Anwendung des Verfahrens darstellt. According to the process of the invention, high purity guanine can be obtained in high yield. The purified guanine is very white. Since the solvent used according to the invention is an aqueous alkali solution, the devices can consist of conventional metal materials, which is also an advantage in the industrial application of the method.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu beschränken. The following examples serve to further illustrate the invention without restricting it.

Beispiel 1 (Synthese von Guanin) Example 1 (Synthesis of Guanine)

In 200 g Formamid Wurden 80 g 2,4,5-Triamino-6-oxy-pyrimidinsulfat durch Erwärmen bei 160°C während 8 Stunden cyclisiert unter Bildung von 49 g rohem Guanin mit einer Reinheit von 98% (gemessen durch Flüssigkeitschromatographie) und einem Weissgrad von 70%. In 200 g of formamide, 80 g of 2,4,5-triamino-6-oxy-pyrimidine sulfate was cyclized by heating at 160 ° C for 8 hours to give 49 g of crude guanine having a purity of 98% (as measured by liquid chromatography) and one Whiteness of 70%.

(Reinigung von Guanin) (Purification of guanine)

Zu 100 ml einer 20 Gew.-% wässrigen Lösung von Natriumhydroxid wurden 10 g des vorstehend hergestellten rohen Guanins gefügt, und es wurde durch Erwärmen bei • 70°C gelöst. Die Lösung wurde anschliessend allmählich auf To 100 ml of a 20% by weight aqueous solution of sodium hydroxide was added 10 g of the crude guanine prepared above, and it was dissolved by heating at • 70 ° C. The solution was then gradually opened up

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

651834 651834

eine Temperatur unter 15°C gekühlt, um das Natriumsalz von Guanin (im folgenden als «Guaninsalz» bezeichnet) auszufällen. Nach dem Abtrennen der Kristalle durch Filtrieren enthielt das Filtrat 0,4 g Guanin. Dieses Filtrat wurde verworfen. Die vorstehende Verfahrensweise wird als erste Kristallisation bezeichnet. cooled to a temperature below 15 ° C to precipitate the sodium salt of guanine (hereinafter referred to as "guanine salt"). After the crystals had been separated off by filtration, the filtrate contained 0.4 g of guanine. This filtrate was discarded. The above procedure is referred to as the first crystallization.

Das in der ersten Kristallisation abgetrennte Guaninsalz wurde erneut in einer 20 Gew.-% wässrigen Lösung von Natriumhydroxid unter Erwärmen gelöst und die Lösung wurde gekühlt unter Bildung von Kristallen des Guaninsal-zes (zweite Kristallisation). Die Kristalle wurden abgetrennt und das Filtrat wurde als Lösungsmittel für die erste Kristallisation verwendet. The guanine salt separated in the first crystallization was redissolved in a 20% by weight aqueous solution of sodium hydroxide with heating and the solution was cooled to form crystals of the guanine salt (second crystallization). The crystals were separated and the filtrate was used as a solvent for the first crystallization.

Eine dritte Kristallisation wurde in gleicher Weise wie vorstehend durchgeführt und das Filtrat wurde als Lösungsmittel für die zweite Kristallisation verwendet. Die vorstehenden Kristallisationsverfahren wurden insgesamt in sechs Stufen durchgeführt. Das in der sechsten Kristallisationsstufe gewonnene Guaninsalz wurde mit 30% Schwefelsäure unter Bildung von reinem Guanin neutralisiert. A third crystallization was carried out in the same manner as above, and the filtrate was used as a solvent for the second crystallization. The above crystallization procedures were carried out in a total of six steps. The guanine salt obtained in the sixth crystallization stage was neutralized with 30% sulfuric acid to form pure guanine.

Wurde die vorstehende Umkristallisationsverfahrenswei-se in sechs Stufen mehrfach wiederholt, so stellte sich die Zusammensetzung des Kristallisationslösungsmittels iri jeder Stufe auf einen beständigen Zustand ein. Die sechsstufige Kristallisation führte im beständigen Zustand zu einer Ausbeute von 9,1 g des reinen Guanins. Die Ausbeute betrug 92%. Das gereinigte Guanin wies eine Reinheit von 99,6% (gemessen durch Flüssigkeitschromatographie) und einen Weissgrad von 94% (gemessen durch ein Spektrophotome-ter bei 460 nm) auf. If the above recrystallization procedure was repeated several times in six stages, the composition of the crystallization solvent was set to a stable state in each stage. The six-stage crystallization resulted in a yield of 9.1 g of pure guanine in the stable state. The yield was 92%. The purified guanine had a purity of 99.6% (measured by liquid chromatography) and a whiteness of 94% (measured by a spectrophotometer at 460 nm).

Beispiel 2 Example 2

In 100 ml einer 20 Gew.-% wässrigen Lösung von Natriumhydroxid wurden unter Erwärmen 10 g rohes Guanin, hergestellt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, gelöst und die Lösung wurde unter Bildung von Kristallen des In 100 ml of a 20% by weight aqueous solution of sodium hydroxide, 10 g of crude guanine prepared in the same manner as in Example 1 was dissolved with heating and the solution was crystallized to form the

Guaninsalzes gekühlt. Die Guaninsalzkristalle wurden durch Filtrieren gewonnen und in 200 ml einer 1 Gew.-% wässrigen Lösung von Natriumhydroxid gelöst. Die Lösung wurde durch Zusatz von 0,3 g Aktivkohle entfärbt und die 5 Kohle wurde abfiltriert. Das Filtrat wurde mit einer Säure unter Bidung von 8,4 g reinem Guanin neutralisiert. Die Reinheit betrug 99,5% und der Weissgrad 89%. Die Ausbeute betrug 85 %. Chilled guanine salt. The guanine salt crystals were collected by filtration and dissolved in 200 ml of a 1% by weight aqueous solution of sodium hydroxide. The solution was decolorized by adding 0.3 g of activated carbon and the 5 carbon was filtered off. The filtrate was neutralized with an acid with the formation of 8.4 g of pure guanine. The purity was 99.5% and the whiteness 89%. The yield was 85%.

io Vergleichsversuch io comparison test

In 200 ml einer 1 Gew.-% wässrigen Lösung von Natriumhydroxid wurden 10 g rohes Guanin, hergestellt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, gelöst und die Lösung wurde mit 1 g Aktivkohle unter Rühren entfärbt. Die Ak-15 tivkohle wurde entfernt, und die Lösung wurde mit einer Säure unter Bildung von 7,5 g gereinigtem Guanin neutralisiert. Die Ausbeute betrug 76%. Die Reinheit betrug 99,3% und der Weissgrad 81 %. In 200 ml of a 1% by weight aqueous solution of sodium hydroxide, 10 g of crude guanine, prepared in the same manner as in Example 1, were dissolved and the solution was decolorized with 1 g of activated carbon with stirring. The active carbon was removed and the solution was neutralized with an acid to give 7.5 g of purified guanine. The yield was 76%. The purity was 99.3% and the whiteness 81%.

2o Beispiel 3 2o Example 3

(Synthese von Guanin) (Synthesis of guanine)

Zu 550 g Formamid wurden 93 g 2-Phenylazocyanace-tylguanidin, ein Raney-Nickel-Katalysator, hergestellt aus 14 g einer Legierung, die 48% Nickel und 14 g Aktivkohle 25 enthielt, gefügt. In einen Autoklaven mit einem Wasserstoffdruck von etwa 30 bar (30 kg/cm2) wurde die Reaktion 5 Stunden bei 150°C durchgeführt. Das Formamid wurde unter verringertem Druck abdestilliert und der Rückstand wurde mit Alkali unter Bildung von 52 g rohem Guanin 30 behandelt. 93 g of 2-phenylazocyanacetylguanidine, a Raney nickel catalyst, prepared from 14 g of an alloy containing 48% nickel and 14 g of activated carbon 25 were added to 550 g of formamide. The reaction was carried out at 150 ° C. for 5 hours in an autoclave with a hydrogen pressure of about 30 bar (30 kg / cm 2). The formamide was distilled off under reduced pressure and the residue was treated with alkali to give 52 g of crude guanine 30.

(Reinigung des Guanins) (Cleaning the guanine)

10 g des erhaltenen rohen Guanins wurden acht Kristallisationsstufen unter den gleichen Bedingungen wie in 35 Beispiel 1 unterzogen unter Bildung von 8,0 g reinem Guanin. Die Reinheit betrug 99,6% und der Weissgrad 87%. 10 g of the crude guanine obtained was subjected to eight stages of crystallization under the same conditions as in 35 Example 1 to obtain 8.0 g of pure guanine. The purity was 99.6% and the whiteness 87%.

v v

Claims

651834 2 PATENT CLAIMS

1. A process for the purification of guanine, characterized in that crude guanine is dissolved in a concentrated aqueous solution of an alkali metal hydroxide at elevated temperature and the resulting solution is cooled to precipitate a crystalline alkali metal salt of guanine.

2. The method according to claim 1, characterized in that the concentration of the aqueous solution of an alkali metal hydroxide is at least 15% by weight.