CH676711A5 - - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung ist dargestellt im Anspruch 1. Sie betrifft ein neues und verbessertes Verfahren zur Herstellung von Dimer-Atkaloid-Verbindungen, insbesondere der Gruppe der Catharanthus-Alkaloide (Vinca-Aikaloide) und insbesondere ein weiteres verbessertes Verfahren zur Herstellung der gegen Viren und Leukämie (Antineoplastisch) wirksamen Verbindungen Vincristin und Vinblastin der Formel I:

Indol-Einheit

OH

Dihydroindol-Einheit (Vindolin)

Die obenstehende Verbindung ist Vinblastin (NSC 49 482), wenn R für COOCH3 und Ri für OCH3 stehen, und Vincristin (NSG 67 574), wenn R für COOCH3, Rt für OCH3 und Ni für N-CHO (N-Formyl) stehen.

Die vorliegenden Reihen von dimeren Alkaloiden, darunter wichtige tumorhemmende Mittel, sind aus einem Indol wie Gatharantin (II, Fl = COOCH3) und einer Dihydroindol Einheit, beispielsweise Vindolin (Formel III) zusammengesetzt, wobei die beiden Molekülhälften über eine Kohlenstoff-Kohtenstoff-Bin-dung an einem aliphatischen Zentrum Cts im Indolteil und einem aromatischen Kohlenstoffatom C15 im Vin-dolinteil miteinander verbunden sind.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist nachstehend definiert.

Zunächst wird ein neuartiges, verbessertes Reduktionsverfahren angegeben, durch welches das imi-nium-Zwischenprodukt (Formel VI) in das Enamin (Formel Vlii) überführt wird:

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VI

ch3O °£—chJ

R«C02CHj

C05Ha

VincUlm

CH3O

VIII

R«C02CH3

wobei die in Schritt (e) der schweizerischen Patentanmeldung Nr. 206/88-4 beschriebene Reduktion durch die Verwendung neuer 1,4-Dihydronicotinamide (Formel fX, R2 = R4 = R5 = R6 = H; R3 = CONH2 und Ri verschiedene funktionelle Gruppen enthalten kann wie Aryl, Carbonsäureester, Zucker, Carbonsäure und Carbonsäuresalze, wie in den Formein XXVII bis XXXII der Tabelle 1 angegeben ist) sowie von 1,4-Dihydropyridin Verbindungen wie nach Formel XXXIII und XXXIV gekennzeichnet ist. Von besonderer Wichtigkeit ist die Anwesenheit von elektronenreichen funktionellen Gruppen (beispielsweise Carbonsäureestern und Carbonsäuresalzen in Rt der Formel IX, die mit dem positiv geladenen Imi-nium-Zwischenprodukt (Formel VI) in Koordination treten können. Eine derartige Koordination erhöht sowohl die örtliche Selektivität (1,4-Reduktion bevorzugt zu 1,2-Reduktion) und die Reduktionsgeschwindigkeit des Iminium-Zwischenprodukts (Formel VI), was zu einer verbesserten Ausbeute an Enamin (Formel VIII) führt. Eine weitere Verbesserung bei der Bildung der letztgenannten Verbindung wird dadurch erreicht, dass die Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes (Formel VI) bei einer niedrigen Temperatur (0 bis -70°C), vorzugsweise unterhalb -40°C ausgeführt und das Reaktionsgemisch vor jeder weiteren Behandlung bei dieser Temperatur gehalten wird.

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Spezielle Beispiele, die sich auf die genannte Verbesserung bei der Synthese des Enamins (Formel VIII) durch die 1,4-Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes (Formel VI) beziehen, sind in den Beispielen 1 bis 9 angegeben (Verfahrensweisen C bis K). Die Ergebnisse dieser Beispiele sind in den Tabellen 2 und 3 zusammengefasst. Tabelle 2 zeigt, dass Reduktionstechniken (Arbeitsweisen I und J wie in den Beispielen 7 und 8), bei denen Reduktionsmittel der Formel XXXI bzw. XXXII verwendet werden, die besten Ausbeuten an Enamin ergeben (Formel VIII). Tabelle 3 zeigt die Auswirkung der Temperatur bei der Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes (Formel VI) mit dem Reduktionsmittel der Formel XXXII. Eine Erniedrigung der Reduktionstemperatur auf -4Ö°C (Arbeitsweise K(ii) in Beispiel 9) ergab sowohl eine Verbesserung des Anteiles an der 1,4-Reduktion zum Enamin (VIII), gegenüber dem 1,2-Reduktionspro-dukt, nämlich 3,4-Dehydrovinblâstîn (VII), (4,2:1), und auch der Gesamtausbeute der Reaktion (85%)

Das zweite Gebiet der Verbesserungen bezieht sich auf die oxidative Umwandlung des Enamins (Formel VIII) zum Iminium-Zwischenprodukt (Formel XVI), wie es in der obengenannten früheren Anmeldung beschrieben war. Verschiedene Parameter dieser oxidativen Umwandlung wurden studiert, um die Ausbeute an Vinblastin (Formel I) zu optimieren.

Tabelle 4 zeigt die Auswirkung der Eisenchlorid-Konzentration. Zwei äquivalente Eisenchlorid ergeben die höchste Ausbeute an Vinblastin (I).

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Tabelle 1. NADH-Moâelle für àie T ,4-Reäuktion gegenüber der 1,2-Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes VI.

CH30

oc—ch3

— ìy+ "is/

. 1,2 1,4

(3 *, 4 ' -Dehydrovinblastin ) (Enamîn )

Vili

VI»

Formel Reduktionsmittel Arbeitsweise Reduktionsmittel Arbeitsweise Ebrmel zmi

XXVIII

XXIX

XXX

XXXI

XXXII

NH2

il Ii

Tf r*

r* -f ch2c6h5

-f CHCCbHS)2

^^P2Me

A

C

CO^Me 1

0 t#v.O

tto\Y^ozt

Cy-CN

r

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ch2c6h5

y conh2 ch2c6h5

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D XXXIII

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'C02® Na®

J, K

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Tabelle 2. Auswirkung des Reduktionsmittels auf die 1,4-Reduktiqn gegenüber der 1,2-Reduktion des (miniums VI.

Reduktionsweise1'4

Reduktionsprodukte21,4:1,2

Ausbeute3 (%)

A5

1:1

75

B5

1:1

60

C

0,9:1,0

60

D

1:1

40

E

1,1:1

60

F

2:1

65

G

1,5:1

70

H

1,1:1

65

i

2,3:1

70

J

2,2:1

70

1 Typische Arbeitsweise: 100 mg lminium VI in 6 ml Methanol, zu dem die Reduktionsmittel G-J

(1-6 äq.}, gelöst in 6 ml Methanol, zugegeben wurden. Einzelheiten siehe Beispielsteil.

Durch HPLC-Umkehrphasen-Quantifizierung.

3 Gesamtheit der 1,2-Reduktionsprodukte (3,4-Dehydrovinblastin, VII) und der 1,4-Reduktionsprodukte (Ënamin VIII).

4 Alle Reaktionen wurden bei 20°C ausgeführt.

5 Die Verfahrensweisen A und B sind in der früheren Anmeldung 206/88 beschrieben und hier zum Vergleich aufgeführt.

Tabelle 3. Auswirkung der Temperatur auf die 1,4- und 1,2-Reduktion des Iminiums VI.

Reduktionsweise1

Temp. (°C)

Verhältnis der

Ausbeute3 (%)

1,4:1,4-Reduktionsprodukte

D

20

2,1:1

70

K(i)

-20

3,2:1

80

K(ü)

-40

4,2:1

85

1 Typische Arbeitsweise siehe Tabelle 2.

2 Quantifizierung durch HPLC.

3 Total der 1,2- und 1,4-Reduktionsprodukte (3,4-Dehydrovinblastin, VII bzw. Enamin Villi-

Tabelle 4. Auswirkung von Eisenchlorid auf die Erzeugung von Vinblastin (I) aus Enamin Vili3.

Menge an FeCIs Oxidationsbedingungen (Äquivalente) (Temperatur, Zeit)

% Ausbeute an Vinblastin2

0 Luft1,0°C,5min

0

1 Luft1,0°G, 5min

13,3

2 Luft1,0°C, 5 min

19,0

3 Luft1, 0°G, 5 min

10,4

1 Mit einem Durchsatz von 60 ml/min.

2 Durch Umkehrphasen-HPLC-Quantifizierung nach reduktiver Aufarbeitung mit NaBH4

3 Bei -4Q°C erzeugtes Enamin Vili (Arbeitsweise K (ii)).

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Tabelle 5. Auswirkung der Oxidationszeit auf die Erzeugung von Vin-blastin (!) aus Enamin VHl3.

Zeit1 (min)

% Ausbeute an Vinblastin2

1

8,2

5

15,4

10

15,5

15

15,7

45

6,5

Reaktionsbedingungen: Zugabe von 2 äq. Eisenchlorid, Luftdurchleiten durch die Lösung mit 60 ml/min bei 0°C.

2 Quantifizierung durch Umkehrphasen-HPLC nach reduktiver Aufarbeitung mit NaBH4.

3 Bei -40°C erzeugtes Enamin VIII (Arbeitsweise K (ii)).

Tabelle 6. Auswirkung der Oxidationstemperatur auf die Herstellung von Vinblastin (!) aus Enamin VIII3.

Temperatur, °C1 % Ausbeute an Vinblastin2

-40

3,7

-23

6,2

0

19,6

20

20,6

45

16,0

1 Reaktionsbedingungen: Zugabe von 2 äq. Eisenchlorid, Luftdurchleiten durch die Lösung mit 60 ml/min während 15 min.

2 Quantifizierung durch Umkehrphasen-HPLC nach reduktiver Aufarbeitung mitNaBH4.

3 Bei -40°C erzeugtes Enamin (Arbeitsweise K (ii)).

Tabelle 7. Auswirkung der Verdünnung auf die Erzeugung von Vin-

blastin (I) aus Enamin VIII3.

Verdünnungsfaktor1'4 % Ausbeute an Vinblastin2

1 19,6

5 25,2

10 30,1

20 29,6

_50 24j7

1 Reaktionsbedingungen: Zugabe von 2 äq. Eisenchlorid, Luftdurchleiten durch die Lösung mit 60 ml/min während 15 min bei 0°C.

2 Quantifizierung durch Umkehrphasen-HPLC nach reduktiver Aufarbeitung mit NaBH4.

3 Bei -40°C erzeugtes Enamin (Arbeitsweise K (ii)).

4 Verdünnungsfaktor: 1 bis 100 mg Iminium VI in 6 ml Methanol, zu dem 6 äq. Reduktionsmittel der Formel XXXII in 6 ml Methanol zugegeben wurden (Gesamtvolumen = 12 ml). Verdünnungsfaktor 5—Ge-samtvolumen von 60 ml, etc.

Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse, die sich auf die Ausbeute von Vinblastin in Abhängigkeit von der Oxidationszeit beziehen. Die höchste Ausbeute an Vinblastin (1) wird nach 5-20 Minuten Belüftung in Gegenwart von 2 äquivalenten Eisenchlorid erzielt.

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Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse verschiedener Oxidationstemperaturen In Anwesenheit von 2 äquivalenten Eisenchlorid bezüglich der Ausbeute an Vinblastin (I), Der Temperaturbereich von 0°G bis 20°0 ergibt die höchste Ausbeute an Vinblastin nach reduktiver Aufarbeitung mit NaBFU, was durch Umkehrphasen-HPLC quantitativ gezeigt wird.

Die Auswirkung der Verdünnung der Enaminlösung (VIII) auf die Herstellung von Vinblastin (I) wird in Tabelle 7 angegeben. Ein Verdünnungsfaktor von 10 bis 20 der Enaminlösung vor der Belüftung in Gegenwart von 2 äquivalenten Eisenchlorid bei 0°C ergibt die beste Ausbeute an Vinblastin (I), wie es durch Umkehrphasen-HPLC nach reduktiver Aufarbeitung mit NaBH4 quantifiziert wird.

Zusammengefasst umfassen die besonderen Verbesserungen gemäss vorliegender Erfindung, die sich auf die oxidative Umwandlung des Enamins (VIII) beziehen, die Verdünnung (5- bis 50-fach) der Enaminlösung (Formel Vili), welches durch die oben geschilderte Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes (Formel VI) erhalten wird und zwar mit dem gleichen Lösungsmittel wie bei der Reduktion. Für praktische Zwecke beträgt der Verdünnungsfaktor vorzugsweise etwa 8- bis 12fach. Die geschilderte Arbeitsweise wird bei einer niedrigen Temperatur ausgeführt (0°C bis -7Q°C), vorzugsweise unterhalb -40°C und unter dem Schutze inerter Bedingungen, beispielsweise Argon oder ein anderes Inertgas der Gruppe Null des Periodensystems (Stickstoff, Helium, Neon, usw.). Nach diesem Verdünnungsverfahren kann die oxidative Umwandlung des Enamins (Formel VIII) wie oben beschrieben ausgeführt werden (Belüftung mit 60 ml/min während 15 min bei 0°C in Gegenwart von 2 äq. Eisenchlorid) oder aber gemäss der erwähnten schweizerischen Patentanmeldung, um das entsprechende Imin-Zwischenpro-dukt (Formel XVI) zu erhalten.

Das dritte Gebiet der Verbesserungen bezieht sich auf die Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes (Formel XVI) durch ein Alkalimetall-Borhydrid (NaBH4, KBH4, LÎBH4, usw.) zum Vinblastin (Formel I) und/oder Leurosidin (Formel XXXV). Das durch die oxidative Umwandlung des Enamins (Formel VIII) erzeugte Iminium-Zwischenprodukt (Formel XVI, Formel XVIa) wird durch die Zugabe von Alkalimetall-Borhydrid bei niederen Temperaturen (4°C bis -20°C), vorzugsweise bei Q°C reduziert. Die Reduktion wird bei einem pH unterhalb 8,5 und vorzugsweise bei 7,5 bis 8 ausgeführt, Das gesamte Reaktionsgemisch wird dann im Vakuum bei einer niederen Temperatur (0°C bis 10°C) vor der Extraktion und Isolierung der Alkaloid-Produkte konzentriert, wie es in der vorstehend genannten Patentanmeldung beschrieben ist.

Ù0H

Formel XVI

I p Ii CH3R O

R=C02CH3.

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ch3o

RwCOiCHj

Formel XXXV (L«uro*idin )

CH3O

00H

OC—CHz

I B «

K-C02CH3

XVIa

Für praktische Zwecke können sämtliche oben beschriebenen Verbesserungen unmittelbar in das Gesamtverfahren eingebracht werden, welches als Eintopf-Verfahren von dem Indolteil (Formeln II, XXII oder XXIII) und dem Dihydroindolteil (Formel XVI, R = H) zu den Endprodukten der Formel XXI führt. Eine Isolierung der einzelnen Zwischenprodukte (Formeln XIV, VI, VIII und XVI) wird übergangen, wie es in Schema I summarisch dargestellt ist.

In Zusammenfassung ist das vorliegende Verfahren auf die Herstellung dimerer Produkte aus Catha-ranthin und Dihydrocatharantin mit Vindolin als Ausgangsmaterial, und deren Phenyl-, Alkyl- und Amid-derivate, gemäss der folgenden Formeln anwendbar:

10 8

XXI

XXII

XXIII

9

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Schema 1.

Optimale Arbeitsweise für die Eintopf-Erzeugung von Vinblastin aus Catharanthin und Vindolin o

Anhydrsrfnblatttn

VerhSXtnis 4*2? X

10

5

10

15

20

25

30

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Formel XXI Ist wie angegeben, und in dieser Formel bedeutet alk eine niedere Alkyigruppe mit Ci bis Ce und vorzugsweise Ci bis Ca; Aryl bedeutet Monoaryl wie Benzyl, Styryl und Xylyl; Ri ist ein Vertreter der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, alk, CHO und CORs worin Rs für Alkyl oder Aryl stehen; R2 und R3 sind Vertreter der Gruppe aus Wasserstoff und -CO-alk; R4 ist ein Vertreter der Gruppe aus COO-alk, CONH-NH2, CONH2, CONHRe und CON(R6)2, worin Re Alkyl bedeutet; Z ist -CH2-CH2 oder -HC=CH-, und R ist ein Vertreter der indolfamilie der Formel XXII worin R7 Wasserstoff oder COO-alk bedeutet; Rs ist Wasserstoff, OH, O-alk, OGO-alk oder Alkyl; Rg bedeutet Wasserstoff, OH, O-alk, OCH-alk oder alk; Rio bedeutet Wasserstoff, OH, O-alk, OCH-alk oder ein Vertreter der Formel XXIII, worin Rh Wasserstoff oder COO-alk ist; und R12 ist Alkyl.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der folgenden Formeln:

wobei R eine Verbindung der Formel XXII oder XXIII ist.

R

10 12

XXXI

XXIII

und alk = CH3 oder (CH2) nCH3 mit n = 1-5 Ri = CH3 oder CHO R2 = H oder CO-alk Rs = H

R4 = COO-alk oder CONR13R14, worin R13 und Rt4 jeweils Wasserstoff, Alkyl, substituiertes Alkyl, Aryl oder substituiertes Aryl bedeuten

Z= -CH=CH- oder -CH2-CH2-

R= ein Vertreter der Formel XXII oder XXII I

R7= H oder COO-alk

Ra= H, OH, O-alk, OCO-alk oder Alkyl

R9= H, OH, O-alk, OCO-alk oder Alkyl

Rio = H, OH, O-alk, OCO-alk

R11 = H oder COO-alk und

R12 = H oder Alkyl,

bedeuten.

Das Verfahren bezweckt die Synthese eines Dimers aus einem Indolteil der Familie der natürlichen Iboga-Alkaloide, der ein Azabicyclooctan-Gerüst enthält, und einem Dihydroindolteil der Familie der natürlichen Aspidosperma- und Vincaalkaloide, wobei die Stereochemie der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung zwischen diesen beiden Teilen identisch mit derjenigen von Vinblastin ist.

Das Verfahren ist durch folgende Stufen gekennzeichnet:

(a) Man stellt aus dem genannten Indolteil durch Oxidation des Brückenstickstoffs in der Kälte bei einer Temperatur zwischen -70°C und +40°C und ohne Isolierung des Zwischenproduktes ein N-Oxid her;

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(b) man behandelt dieses Indol-N-Oxid-Zwlschenprodukt mit Essigsäureanhydrid, einem halogenîerten Essigsäureanhydrid oder Acetylchlorid zur Ausführung einer Spaltungsreaktion des Typs Polonovski;

(c) ohne Isolierung des Produktes der Stufe (b) koppelt man das Reaktionsprodukt mit einem Dihydroindolteil in Gegenwart von Essigsäureanhydrid, halogeniertem Essigsäureanhydrid oder Acetylchlorid bei einer niederen Temperatur von etwa -70°C bis +40°C unter inerten Bedingungen;

(d) man isoliert das Produkt der Stufe (c) durch Verdampfen des Lösungsmittels vorzugsweise bei einer niederen Temperatur im Bereich von -20°C bis 0°C;

(e) man reduziert das Produkt der Stufe (d) mittels 1,4-Dihydropyridin-Verbindungen der Formel IX

worin Rs und Rs Carbonsäureester (COO-alk) und Ri, Rz, R* und R6 Wasserstoff, Alkyl oder Aryl bedeuten (Hantzsch-Ester-Reihen), oder mit N-substituierten 1,4-Dihydronikotinamiden, worin Ri eine substituierte Alkyl- oder substituierte Arylgruppe bedeuten, beispielsweise Benzyl, und Rg für -GONR7R8 steht, worin R7 und Ra jeweils Wasserstoff, Alkyl oder Aryl darstellen;

(f) man isoliert das Produkt der Stufe (e), ein Enamin der Formel VIII, durch Abdampfen des Lösungsmittels, vorzugsweise bei einer niederen Temperatur von -20°C bis 0°C;

(g) man verdünnt das Produkt der Stufe (e), nämlich eine Lösung des Enamins VIII, auf das 5- bis 50-fache mit dem gleichen verwendeten Lösungsmittel, vorzugsweise auf das 8- bis 12-fache, bei einer niederen Temperatur (0°C bis -70°C), vorzugsweise unterhalb -40°C;

(h) man verwendet das in Stufe (f) erhaltene Enamin oder die in Stufe (g) erhaltene Enaminlösung zur Herstellung eines Iminium-Zwischenproduktes der Formel XVI oder XVIa nach einer Anzahl von oxidati-ven Arbeitsweisen wie folgt:

(1) Oxidation durch geregelte Belüftung, wobei eine Lösung des Enamins in Luft oder mit einem durchgeleiteten Strom aus Luft/Sauerstoff gerührt wird;

(2) wie nach (1), jedoch mit Zugabe eines Metallions;

(3) wie in (1), jedoch unter Zugabe eines Flavin-Coenzyms der Formel XII, um in situ das entsprechende 1,5-Dihydroflavin-Coenzym gemäss Formel XIII zu erzeugen;

(4) wie in (1), jedoch unter Zugabe von Wasserstoffperoxid und/oder Hydroperoxiden der Formel R-

OOH, worin R Alkyl oder Aryl ist;

(i) man isoliert das In Stufe (h) erhaltene, mindestens eine Iminium-Zwischenprodukt durch Verdampfung des Lösungsmittels, vorzugsweise bei niederen Temperaturen im Gebiet von -20°C bis 0°C;

(j) man wandelt das in Stufe (i) erhaltene oder die in Stufe (h) erhaltene Lösung des Iminium-Zwischenproduktes zur Zielverbindung der Formel XXI um, für welche Vinblastin und Vincristin Beispiele sind, sowie in Leurosidin (Formel XXXV) durch Reduktion mit einem Alkalimetall-Borhydrid (NaBH4, KBH4, ÜBH4) in geeigneten organischen und/oder wässerigen Lösungsmitteln, die die gleichen wie diejenigen bei der Oxidation in Stufe (h) sind, um.

Von besonderer Wichtigkeit ist die Anwesenheit elektronenreicher funktioneller Gruppen (beispielsweise Carbonsäureester und Carbonsäuresalze) im Ri der Formel IX, die zur Koordination mit dem positiv geladenen Iminium-Zwischenprodukt (Formel VI) fähig sind. Beispiele dieser 1,4-Dihydropy-ridinverbindungen sind in Tabelle 1 angegeben (beispielsweise Formeln XXXI und XXXII). Eine solche Koordination erhöht sowohl die OrtsseleWivität (stärkere Reduktion in 1,4-StelIung als in 1,2-Stellung) als auch die Reduktionsgeschwindigkeit des Iminium-Zwischenproduktes (Formel VI), wodurch sich eine verbesserte Ausbeute an Enamin (Formel VIII) ergibt.

Die Reduktion wird in einer inerten Atmosphäre bei Temperaturen zwischen -60°C und +60°C ausgeführt, jedoch vorzugsweise im Temperaturgebiet von -20°C bis -40°C. Die zu verwendenden Lösungsmittel sind Alkohole, AcetonitriI oder höhere Glieder dieser Reihe, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, einige Äther wie Dioxan und Tetrahydrofuran sowie chlorierte Kohlenwasserstoffe.

Die oxidativen Reaktionen in Stufe (h), Untergruppen (1) bis (4), werden In organischen Lösungsmitteln wie Alkoholen, AcetonitriI oder höheren Gliedern dieser Reihe, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, verschiedene Äther wie Dioxan, Tetrahydrofuran, aromatischen Kohlenwasserstoffen wie Benzol, To-luol usw. ausgeführt. Ein wässriger Puffer (beispielsweise Phosphat, Tris-HCI, MES-Puffer) mit pH 5 bis 9, jedoch vorzugsweise im Gebiet von 6 bis 8, kann als zusätzliches Lösungsmittel verwendet werden. Die Reaktionstemperatur kann -60°C bis 60°C betragen.

H R

IX

R.

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Das Produkt der Stufe (e), ein Enamin der Formel VIII, wird durch Verdampfen des Lösungsmittels isoliert, vorzugsweise bei einer niederen Temperatur im Gebiet von -20°C bis 0°C.

Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt die Herstellung eines Enamins und dessen Oxidation zum Iminium-Zwischenprodukt der Formel XVI und XVIa nach einer Anzahl von Oxidationsverfahren, nämlich folgenden:

(a) Oxidation durch geregelte Belüftung, bei der eine Lösung des Enamins an der Luft gerührt wird, wobei ein Strom von Luft/Sauerstoff durch die Lösung geblasen wird;

(b) wie in Stufe (h) (1 ), jedoch mit der Zugabe von Eisenchlorid;

(c) wie in Stufe (h) (1), jedoch mit der Zugabe eines Flavin-Coenzyms gemäss Formel XII

OH

I

XXI

um in situ das entsprechende 1,5-Dihydroflavin-Coenzym der Formel XIII zu erzeugen:

Die Oxidationsverfahren werden in organischen Lösungsmittel wie Alkoholen, AcetonitriI oder höheren Vertreter dieser Serie, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Äther wie Dioxan oder Tetrahydrofuran, aromatischen Kohlenwasserstoffen wie Benzol, Toluoi usw. ausgeführt.

Beispiele

Die folgenden Beispiele (Beispiele 1 bis 8) wurden bei 20°C ausgeführt.

Beispiel 1

Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes (Formel VI) mit 1-Diphenylmethyl-1,4-dihydronicotinamid (Formel IX, Rt = Diphenylmethyl; R2 = R4 = Rs = R6 = H; R3 = CONH2) (Formel XXVII) - Synthese des Enamins (Formel VIII) - Arbeitsweise C).

Zu einer gerührten Lösung von 100 mg des Iminium-Zwischenproduktes VI in 6 ml entgastem Ethanol wurden 76 mg (2,5 äq.) 1-Diphenylmethyl-1,4-dihydronIcotinamid (Formel XXVII) unter einer ungestörten Atmosphäre von Argon gegeben. Das Reduktionsmittel wurde portionenweise mit einem Äquivalent pro 60 min zugegeben. Danach zeigte die Analyse mit Umkehrphasen-HPLC (Kartusche Cis oder CN, Radi-al-Pak nach Waters, Lösungsmittel MethanoI-H20-Et3N) unter anderen Produkten die Bildung des Enamins VIII und des 3',4'-Dehydrovinblastlns (VII) in einem Verhältnis von 0,9:1 (Ausbeute 60%).

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Beispiel 2

Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes (Formel VI) mit 1-BenzyI-3-cyano-1,4-dihydropyridin (Formel IX, Ri= Benzyl; R2 = R4 = R5 = R6 = H; R3 = CN) (Formel XXXIII) - Synthese des Enamins (Formel VIII) - (Arbeitsweise D).

Zu einer gerührten Lösung von 100 mg des Iminium-Zwischenproduktes VI in 6 ml entgastem Methanol wurden 206 mg (10 äq.) 1 -Benzyl-3-cyano-1,4-dihydropyridin (Formel XXXIII) in 10 ml Methanol unter einer Argonatmosphäre mit leichtem Überdruck gegeben, wobei das Reduktionsmittel nach und nach mit einer Geschwindigkeit von 1 Äquivalent pro 60 min zugegeben wurde. Danach zeigte die Analyse durch Umkehrphasen-HPLC, wie oben beschrieben, unter anderen Produkten die Bildung des Enamins (VIII) und von 3',4'-Dehydrovinblast(n (VII) in einem Verhältnis von 1:1 an (40% Ausbeute).

Beispiel 3

Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes VI mit 1-BenzyI-l,4-dihydronicotinyl-(2-carbamoyl-pyrro-lidinyl)-amid (Formel IX, Ri = Benzyl; R2 = R4 = Rs = R6 = H; R3 = (2'-Carbamoyl-pyrrolidinyl)-carbonyl) (Formel XXXIV) - Synthese des Enamins VIII) - (Arbeitsweise E).

Zu einer Lösung von 100 mg des Iminium-Zwischenproduktes VI in 6 ml entgastem Methanol wurden 163 mg (5 äq.) 1-Benzyl-1J4-dihydronicotinyl-(2'-carbamoyl-pyrrolidinyl)-amid der Formel XXXIV in 5 ml Methanol unter einer Argonatmosphäre gegeben, wobei das Reduktionsmittel portionenweise mit einer Geschwindigkeit von 1 Äquivalent pro 30 min zugegeben wurde. Danach zeigte eine Analyse nach Umkehrphasen-HPLC (wie oben beschrieben) unter anderem die Bildung des Enamins VIII und von 3'-,4'-Dehydrovinblastln (VII) in einem Verhältnis von 1,1:1 mit 60%iger Ausbeute an.

Beispiel 4

Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes (Formel VI) mit 1,4-Dihydro-1-(1-methoxycarbonyIisobutyI)-nicotinamid (Formel IX, Rt = 1 -Methoxycarbonylisobutyl; R2 = FU = Rs = Re = H; R3 = CONH2) (Formel XXVIII) - Synthese des Enamins (Formel VIII) - (Arbeitsweise F).

Zu einer gerührten Lösung von 100 mg des Iminium-Zwischenproduktes VI in 6 ml entgastem Methanol wurden 150 mg (6 äq.) 1,4-Dïhydro-1-(1-methoxycarbonyIîsobutyI)-nîcotinamîd (Formel XXVIII) in 6 ml Methanol unter Argondruck portionenweise mit einer Geschwindigkeit von 1 Äquivalent pro 30 min gegeben. Danach zeigte eine Analyse durch Umkehrphasen-HPLC (wie oben beschrieben) unter anderen Produkten die Bildung des Enamins VIII und von 3',4'-Dehydrovinblastin (VII) in einem Verhältnis von 2:1 an; Ausbeute 65%.

Beispiel 5

Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes (VI) mit 1-(2',3',4',6'-TetraacetyI-ß-D-glucopyranosidyl)-1,4-dihydronicotinamid (Formel IX, Ri = (2',3',4',6'-Tetraacetyl-ß-D-glucopyranosidyl; R2 = R4 = Rs = Rs H; Rs = CONH2) (Formel XXIX) — Synthese des Enamins VIII, Arbeitsweise G.

Zu einer gerührten Lösung von 100 mg des Iminium-Zwischenproduktes VI in 6 ml entgastem Methanol wurden 238 mg (5 äq.) 1 -(2',3',4',6'-Tetraacetyl-B-D-glucopyranosidyl)-1,4-dihydronicotinamid_ der Formel XXIX in 10 ml Methanol unter Argondruck portionenweise mit einer Geschwindigkeit von 1 Äquivalent pro 60 min gegeben. Danach zeigte eine Analyse durch Umkehrphasen-HPLC, wie oben beschrieben, unter anderen Produkten die Bildung des Enamins VIII und von 3',4'-DehydrovinbIastin (VII) in einem Verhältnis von 1,5:1 an. Ausbeute 70%.

Beispiel 6

Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes VI mit 1,4-Dihydro-1-(2'-methoxycarbonyIIsopropyl)-nico-tinamid (Formel IX, Rt = 2'-Methoxycarbonylisopropyl; R2 = R4 = Rs = Re - H; Rs = CONH2) (Formel

XXX) - Synthese des Enamins VIII - Arbeitsweise H.

Zu einer gerührten Lösung von 100 mg des Iminium-Zwischenproduktes VI in 6 ml entgastem Methanol wurden 82 mg (3,5 äq.) 1,4-Dihydro-1 -(2-methoxycarbonylisopropyl)-nicotinamid in 7 ml Methanol unter einem Argondruck portionenweise mit einer Geschwindigkeit von 1 Äquivalent pro 30 min zugegeben. Danach zeigte eine Änalyse durch Umkehrphasen-HPLC wie oben beschrieben unter anderen Produkten die Bildung des Enamins VIII und von 3',4'-DehydrovInblastin (VII) in einem Verhältnis von 1,1:1 an; Ausbeute 65%.

Beispiel 7

Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes VI mit 1,4-Dihydro-1-(1',2-dimethoxycarbonylethyl)-nico-tlnamld (Formel IX, Rt = 1',2'-Dimethoxycarbonylethyl, R2 = R4 = Rs = Re = H; Rs = CONH2) (Formel

XXXI) - Synthese des Enamins VIII - Arbeitsweise I.

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Zu einer Lösung von 100 mg des Iminium-Zwischenproduktes VI in 6 ml entgastem Methanol wurden 148 mg (5 äq.) 1,4-Dihydro-1-(1',2'-dimethoxycarbonylethyl)-nicotinamid (Formel XXXI) in 10 ml Methanol unter einem Argondruck portionenweise mit der Geschwindigkeit von 1 Äquivalent pro 30 min zugegeben. Danach zeigte eine Analyse durch Umkehrphasen-HPLC wie oben beschrieben unter anderen Produkten die Bildung des Enamins VIII und von 3',4'-Dehydrovinblastin (VII) in einem Verhältnis von 1,1:1 (Ausbeute 70%) an.

Beispiel 8

Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes VI mit 1,4-Dlhydro-1-(isobutyl-1-natriumcarboxylat)-nico-tinamid (Formel IX, Ri = lsobutyl-1-natriumcarboxylat; R2 = R4 = Rs = Re = H; R3 = CÖNH2) (Formel XXXII) - Synthese des Enamins VIII - Arbeitsweise J.

Zu einer Lösung von 100 mg des Iminium-Zwischenproduktes VI in 6 ml entgastem Methanol wurden 130 mg (5 äq.) 1,4-Dihydro-1-(isobutyl-1-natriumcarbqxyIat)-nicotinamid (XXXII) in 6 ml Methanol unter einem Argondruck Portionsweise mit einer Rate von 1 Äquivalent pro 30 min zugegeben. Danach zeigte eine Analyse durch Umkehrphasen-HPLC wie oben beschrieben unter anderen Produkten die Bildung des Enamins VIII und von 3',4'-DehydrovinbIastin VII in einem Verhältnis von 2,2:1 (Ausbeute 70%) an.

Beispiel 9

Reduktion des Iminium-Zwischenproduktes VI mit 1,4-Dihydro-1-(isobutyl-1-natriumcarboxylat)-nico-tinamid (Formel IX, Ri = Isobutyl-1-natriumcarboxylat; R2= R* - Rs = Re = H; R3 = CONH2) (Formel XXil) bei niederen Temperaturen - Synthese des Enamins Vili, Arbeitsweise K.

(i) Zu einer Lösung von 100 mg des Iminium-Zwischenproduktes VI in 6 ml entgastem Methanol wurden bei -20°C 155 mg (6 äq.) 1,4-Dihydro-1 -(isobutyl-1 -natriumcarboxylat) (Formel XXXII) in 6 ml Methanol unter Argonüberdruck gegeben, und zwar auf einmal. Nach 45 min Stehenlassen bei dieser Temperatur zeigte eine Analyse durch Umkehrphasen-HPLC, wie oben beschrieben, unter anderen Produkten die Bildung des Enamins VIII und von 3',4'-Dehydrovinblastin (VII) in einem Verhältnis von 3,2:1, Ausbeute 80%.

(ii) Die Ausführung der Reaktion bei -40°C ergab nach 60 min das Enamin VIII und 3',4-Dehydrovin-blastin (VII) in einem Verhältnis von 4,2:1, Ausbeute 85%.

Beispiel 10

Synthese von Vinblastin (Formel I) durch Oxidation des Enamins VIII zum Iminium-Zwischenprodukt XVI mit Luft in Gegenwart von Eisenchlorid bei hoher Verdünnung (Arbeitsweise 5).

Die Lösung, welche das Enamin VIII enthält (erhalten aus 200 mg des Iminium-Zwischenproduktes VI nach Arbeitsweise K (ii)) wurde vor der Oxidation auf das Fünffache mit Methanol verdünnt, Gesamtvolumen 120 ml. Dann wurden 75 mg (2 äq.) Eisenchlorid zugegeben und Luft bei 0°C 20 min lang durch die Lösung geperlt. 200 mg Natriumborhydrid wurden zugegeben und die Lösung im Vakuum vor der Zugabe von 100 ml Wasser und der Extraktion mit 3 x 200 ml Ethylacetat konzentriert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über NazS04 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft. Das Rohprodukt wurde durch Säulenchromatographie gereinigt (Kieselsäuregel TLC-Reinheit, 15 g). Die Eluierung mit Äther: Chloroform 10:7 ergab 18 mg 3',4'-Dehydrovinblastin VII (Ausbeute 11%). Eine weitere Elution mit Äther: Chloroform: Methanol im Verhältnis 10:7:0,5 ergab 62 mg Vinblastin I (37%).

Beispiel 11

Eintopf-Umwandlung von Catharanthin (Formel II) und Vindolin (Formel III) zu Vinblastin (Formel I) und Leurosidin (Formel XXXV) - Gesamtverfahren.

Zu einer Lösung von 500 mg Catharanthin (II) (1,5 mmol) in 4,5 ml trockenem Dichlormethan bei -15°C unter Argonüberdruck wurden 330 mg (1,9 mmol) m-Chlorperbenzoesäure auf einmal zugegeben und das Gemisch 5 min lang bei -10 bis -15ÖC gerührt. Danach wurde das Reaktionsgemisch auf -40°C abgekühlt, und eine Lösung von 450 mg Vindolin (III) (1 mmol) in 1 ml trockenem Dichlormethan wurde zugegeben und danach unmittelbar 1 ml (7,1 mmol) Trifluoressigsäureanhydrid. Nach 2 Std. bei -60°C wurden flüchtige Stoffe mit einer Hochvakuumpumpe abgesaugt und 12 ml entgastes Methanol nach Spülen des Systems mit Argon zugegeben. Die erhaltene orangefarbige Lösung wurde auf -40°C gekühlt, und eine Lösung von 1,5 g (6 mmol) 1,4-Dihydro-1-(isobutyi-1-natriumcarboxylat)-nicotinamid XXXII in 12 ml trockenem, entgastem Methanol wurden unter Argonüberdruck zugegeben. Nach Vervollständigung der Reduktion (Überwachung durch Umkehrphasen-HPLC) wurden etwa 300 ml kaltes Methanol zugegeben, wobei die Temperatur der Lösung zwischen -5 und 0°C gehalten wurde. Dann wurden 330 mg (2 mmol) Eisenchlorid zugegeben und trockene Luft mit einer Geschwindigkeit von 60 ml/min 20 min lang durch die Lösung geleitet. 1 g Natriumborhydrid wurde zugegeben und die Lösung an der Wasserstrahlpumpe konzentriert, wonach 100 ml Wasser zugegeben und die Mischung mit 3 x 150 ml Ethylacetat extrahiert wur-

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de. Die vereinigten organischen Extrakte wurden über NaaS04 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum abgedampft. Das erhaltene Rohprodukt wurde wie vorstehend beschrieben durch Chromatographie gereinigt, und man erhielt 95 mg (12%) 3',4'-Dehydrovinblastin VIII, 315 mg (39%) Vinblastin l und 130 mg (16%) Leurosidin XXXV.

Claims (10)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der folgenden Formeln:

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Ri = CH3 oder CHO R2=H oder CO-alk R3=H

R4 = COO-alk oder CONR13R14, worin R13 und R14 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl, substituiertes Alkyl, Aryl oder substituiertes Aryl stehen Z = -CH=CH— oder -CH2CH2-R = eine Verbindung der Formel XXII oder XXIII

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XXII

XXIII

Rr= H oder COO-alk

Rs = H, OH, O-alk, OCO-alk oder Alkyl

Rg = H, OH, O-alk, OCO-alk oder Alkyl

R10 = H, OH, O-alk, OCO-alk

R11 = H oder COO-alk und

R12 = H oder Alkyl gekennzeichnet durch folgende Schritte:

(a) Bildung in Gegenwart eines Lösungsmittels eines N-Oxid-Zwischenproduktes bei einer Temperatur zwischen -70°C und +4Q°C aus der Indoleinheit von der Formel II

II

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durch Oxidation des Brückenstickstoffs und ohne Isolierung des Zwischenproduktes;

(b) Behandlung des N-Oxid-Indol-Zwischenproduktes mit Essigsäureanhydrid, halogeniertem Essigsäurenanhydrid oder Acetylchlorid in einer Spaltungsreaktion;

(c) Kopplung des Reaktionsproduktes ohne Isolierung des Produktes der Stufe (b) mit einem Dihy-droindolteil in Gegenwart von Essigsäureanhydrid, halogeniertem Essigsäurenanhydrid oder Acetylchlorid bei einer Temperatur von -70°C bis +40°C unter inerten Bedingungen zu einem Zwischenprodukt von der Formel VI

R~CÖ2CH3

(d) Isolierung des Produktes der Stufe (c) durch Verdampfen des Lösungsmittels bei einer Temperatur im Gebiet von -20°C bis 0°C;

(e) Reduktion des Produktes der Stufe (d) mittels einer 1,4-Dihydropyridinverbindung der Formel IX

worin R3 und Rs COO-alk und Rt, R2, R+ und R6 jeweils H, Alkyl oder Aryl bedeuten, oder mit einem N-substltuierten 1,4-Dihydronicotinamid, worin Rt substituiertes Alkyl oder substituiertes Aryl bedeuten und R3 für CONR7R8 steht, worin R7 und Rs unabhängig voneinander für Wasserstoff, Alkyl oder Aryl stehen;

(f) Isolierung des Produktes der Stufe (e), nämlich des Enamins der Formel VIII,

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CtC

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durch Verdampfung des Lösungsmittels bei einer Temperatur im Bereich von -20° bis 0°C;

(g) Verdünnung des Produktes der Stufe (e)r einer Lösung des Enamins Vili auf das 5- bis 50fache mit dem gleichen schon verwendeten Lösungsmittel bei einer niederen Temperatur zwischen 0°G und -70°C;

(h) Venwendung einer Lösung des in Stufe (f) erhaltenen Enamins oder der in Stufe (g) erhaltenen Enaminlösung zur Herstellung der Iminium-Zwischenprodukte XVI und XVIa

ÖOH

ch3o oc H

oc—ch3

R ,f r 0

r-co2ch3

Formel XVI

r=co2ch3

XVIa durch eine Oxìdationsreaktion mittels geregelten Beiüffung/Sauerstaffzufuhr, wobei eine Lösung des Enamins an Luft gerührt wird oder ein Strom von Luft/Sauerstoff durch die Lösung geleitet wird; (i) Isolierung des oder der erhaltenen Iminium-Zwischenprodukte nach Stufe (h) durch Verdampfung des Lösungsmittels, bei Temperaturen von -20" bis 0°C;

(j) Umwandlung des Produktes der Stufe (i) oder der Lösung des Iminium-Zwischenproduktes der Stufe (h) in die Zieiverbindung der Formel XXI, und in Leurosidin der Formel XXXV

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R^CC^CHj

Formel XXXV (L»uro*idin )

durch Reduktion mit einem Alkalimetall-Borhydrid in einem geeigneten organischen und/oder wässri-

gen Lösungsmittel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verfahrensstufe (g) die Verdünnung mit Lösungsmittel auf das 8- bis 12-faehe erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verfahrensstufe (h) ein Metallion zugegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verfahrensstufe (h) die Oxidation unter Zugabe von Wasserstoffperoxid und/oder Hydroperoxiden der Formel R-OOH mit R = Alkyl oder Aryl erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verfahrensstufe (h) die Oxidation in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels wie Alkohol, AcetonitriI oder höhere Vertreter dieser Serie, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Äther wie Dioxan oder Tetrahydrofuran, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol oder Toluol erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verfahrensstufe (j) die Reduktion bei -20°C bis -40°C erfolgt.

7. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel XXI gemäss dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtverfahren ausgehend vom Indolteil der Formeln II, XXII oder XXIII und dem Dihydroindolteil der Formel XXI mit R = H ohne Isolierung der Zwischenprodukte in den Stufen (d) (f) und (i) bis zum Endprodukt der Formel XXI in einer Eintopf-Reaktion ausgeführt wird.

8. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel XXI gemäss dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein N-Oxid-Indol-Zwischenprodukt mit einem Dihydroindolteil kuppelt und ohne Isolierung mittels der 1,4-Dihydropyridinverbindungen der Formel IX

reduziert, worin R3 und R5 COO-aikyl und Ri, R2 R4 und R6 unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Aryl bedeuten, oder mit N-substituierten 1,4-Dihydronicotinamiden, worin Ri eine substituierte Alkyl- oder substituierte Arylgruppe und R3 CONR7R8 bedeuten, worin R? und Rs unabhängig voneinander Wasserstoff, Alkyl oder Aryl darstellen.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe zur Herstellung eines Enamins und Oxidation des Enamins zum Iminium-Zwischenprodukt oder Formel XVI und XVIa mittels Oxi-dationsreaktionen ausgeführt wird, nämlich folgenden:

a) geregelte Belüftung/Sauerstoffeinleitung, wobei eine Lösung des Enamins an der Luft gerührt wird,

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10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erzeugten Iminium-Zwischenprodukte XVI und XVIa,

oo.H

OC~CHt

OH|

CTT"*

XVI*

die durch Lösungsmittelverdampfung bei einer Temperatur von -20°C bis 0°C isoliert wurden, zu einem Vinca-Alkaloid reduziert werden, nämlich zu Vinblastin oder Leurosidin, und zwar durch Fieduktion mit Alkalimetall-Borhydrid.

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wobei ein Strom von Luft/Sauerstoff durch die Lösung geleitet wird;

b) gemäss Stufe (h), jedoch unter Zugabe von Eisenchlorid;

c) gemäss Stufe (h), jedoch unter Zugabe eines Flavin-Coenzyms der Formel XII

Uj.

D

zwecks Erzeugung des entsprechenden 1,5-Dihydroflavin-Coenzyms der Formel XIII

XXII

in situ.