-
Verfahren zur Herstellung eines Acylierungsproduktes von Vitamin-B1-orthophosphorsäureester
und Salzen davon Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines neuen
Acylierungsproduktes von Vitamin-Blorthophosphorsäureester mit der Strukturformel
und Salze davon.
-
Dieses S-Benzoylderivat des Vitamin-B1-orthophosphorsäureesters und
seine Salze haben auf Organismen die Wirkung von Vitamin-Bl. Sie können nach Verabfolgung
in hohem Maße absorbiert werden, wobei sie eine im Vergleich zu Vitamin-Bi-hydrochlorid
und anderen bekannten Vitamin-Bl-Abkömmlingen sehr beträchtliche und anhaltende
Erhöhung des Vitamin-B1-Spiegels im Körper bewirken, wie nachstehende Versuchsergebnisse
zeigen : 1. Blutspiegel bei Hunden Es wurden Kristalle der Verbindung mit oben angegebener
Strukturformel sowie bekannte Vitamin-Bl-Derivate nach den Vorschriften des Japanischen
Arzneibuches in den in Tabelle I angegebenen Mengen peroral verabreicht. Als Versuchstiere
wurden Zuchthündinnen mit einem in der Tabelle I angegebenen Gewicht verwendet.
Ihnen wurde 2 Tage vor Verabfolgung des Vitamin-Bl-Derivats standardisiertes Hundefutter
gegeben, worauf sie 24 Stunden vor und während der Blutentnahme ohne Nahrung gelassen
wurden, um den Blut-Vitamin-Bl-Spiegel so konstant wie möglich zu halten und eine
Veränderung in den Versuchsbedingungen zu verhindern.
-
Vor und in bestimmten Zeitabständen nach Verabfolgung des Vitamin-Bl-Derivats
wurden der Vene des Vorderbeins des Versuchstieres genau 2 ccm Blut entnommen. Nach
jeder Entnahme wurde das Blut unverzüglich in 12 ccm destilliertem Wasser aufgelöst
und die Gesamtmenge des Vitamins-B1 nach dem thiochromfluorimetrischen Verfahren
bestimmt.
-
Tabelle I Gesamt-Vitamin-Bl-Spiegel im Blut von Hunden nach oraler
Verabfolgung
| Blut-Vitamin-B1-Spiegel |
| Körper- |
| Substanz und Dosierung γ % |
| gewicht |
| in Milligramm |
| des Hundes nach Verabfolgung in Stunden |
| vor |
| pro Kilogramm Körpergewicht*) |
| in Kilogramm |
| Verabfolgung |
| 1 2 4 6 10 |
| S-Benzoylderivat von Vitamin-B1- |
| orthophosphorsäureester (2 H2O) |
| 4, 49 mg/kg....... 13, 4 9, 0 157, 1 89, 4 53, 1 43, 2 24,
8 |
| Vitamin-Bl-hydrochlorid |
| 3 mg/kg...................... 14, 4 9, 0 18, 6 26, 5 19, 1
12, 0 9, 0 |
Fortsetzung Tabelle I
| Körper-Blut-Vitamin-Bi-Spiegel |
| Substanz und Dosierung gewicht |
| in Milligramm |
| des Hundes |
| pro Kilogramm Körpergewicht*) vor nach Verabfolgung in Stunden |
| in Kilogramm |
| Verabfolgung |
| 1 2 4 6 10 |
| Vitamin-Bl-orthophosphorsäureester |
| 4, 14 mg/kg ......................... 13,5 8, 7 17, 2 24, 8
20, 3 11, 0 8, 5 |
| S-Benzoylderivat von Vitamin-Bl-bern- |
| steinsäureester |
| 4, 32 mg/kg...................... 10, 7 7, 8 10, 4 19, 8 11,
4 8, 0 7, 8 |
| S-Benzoylderivat von Vitamin-Bl |
| 3, 60 mg/kg 12, 0 7, 0 62, 3 50, 8 31, 4 19, 6 12, 3 |
| 0, S-Dibenzoylderivat von Vitamin-Bl |
| 4, 20 mg/kg 14, 2 8, 0 19, 4 48, 2 27, 6 21, 0 8, 0 |
| S-Acetylderivat von Vitamin-Bi-benzol- |
| säureester |
| 3, 81 mg/kg 12, 0 6, 3 6, 0 7, 2 6, 5 6, 7- |
| S-Benzoylderivat von Vitamin-Bressig- |
| ester |
| 3, 81 mg/kg 11, 0 5, 4 6, 2 6, 8 12, 2 12, 5- |
*) Äquimolar zu 3 mg Vitamin-Bl-hydrochlorid pro Kilogramm Körpergewicht.
-
Wie aus der Tabelle zu ersehen ist, erreicht der Blut-Vitamin-Bl-Spiegel
bei dem Verfahrensprodukt seinen Höchstwert in 1 bis 2 Stunden. Hierbei war als
überraschendes Ergebnis festzustellen, daß die maximale Höhe des Blutspiegels nach
Verabfolgung des Verfahrensproduktes etwa achtmal so groß war als nach Verabreichung
von Vitamin-Bl-hydrochlorid.
-
Ferner ist der Blut-Vitamin-Bl-Spiegel nach Verabfolgung der erfindungsgemäß
hergestellten Verbindung auch noch nach 6 bis 8 Stunden bedeutend höher als nach
Verabreichung der Vergleichssubstanzen.
-
2. Ausscheidung im Urin bei Menschen Die Vitamin-B1-Ausscheidungen
im Urin eines erwachsenen Menschen wurden innerhalb eines Zeitraums von 24 Stunden
nach oraler Verabreichung ohne Rücksicht auf Arbeit oder Nahrung bestimmt.
-
Tabelle II Vitamin-B,-Ausscheidung im Urin des Menschen
| K6rper-Vitamin-Br |
| gewicht |
| und Alter |
| Substanz und Dosierung |
| scheidungen |
| des |
| in mg/kg Körpergewicht |
| im Urin |
| Menschen |
| kg Jahre in 24 Stunden |
| Vitamin-B1-hydrochlorid |
| 60 24 1,029 |
| 1 mg/kg .............# |
| 72 32 1,008 |
| S-Benzoylderivat von |
| Vitamin-Bl-orthophos- |
| phorsäureester (2 H2O) |
| 60 24 14,230 |
| 1,49 mg/kg .............# |
| 72 32 25,250 |
Aus den in der Tabelle enthaltenen Angaben geht einwandfrei hervor, daß die nach
Verabfolgung des Verfahrensproduktes im Harn ausgeschiedenen Vit-
amin-Bl-Mengen
14-bis 25mal größer sind als nach der Verabreichung von Vitamin-B1-hydrochlorid,
wodurch erwiesen ist, daß die erstere Verbindung vom Körper viel leichter absorbiert
werden kann als die letztere.
-
3. Weitere biologische Eigenschaften des S-Benzoylderivats des Vitamin-Bl-orthophosphorsäureesters
Wie aus Tabelle III zu ersehen ist, hat das erfindungsgemäß hergestellte S-Benzoylderivat
von Vitamin-Bl-orthophosphorsäureester eine geringere Toxizität als Vitamin-B1-hydrochlorid.
-
Tabelle III Akute Toxizität bei gezüchteten Mäusen der Klasse A ;
LDgo in Milligramm pro Gramm Körpergewicht
| Art der |
| Verabfolgung |
| intra- |
| oral venons |
| Vitamin-Bl-hydrochlorid 9 0, 1 |
| S-Benzoylderivat von Vitamin-Bl- |
| orthophosphorsäureester 15 2, 2 |
Das S-Benzoylderivat von Vitamin-B1-orthophosphorsäureester ist widerstandsfähig
gegenüber Aneurinase 1 und II und den Vitamin-Bl-zerstörenden Enzymen, die durch
Kulturen von Bacillus thiaminolyticus Matsukawa et Misawa und von Bacillus aneurolyticus
Kimura et Aoyama erzeugt werden.
-
Es zeichnet sich außerdem dadurch aus, daß es im Körper leicht in
eine wirksame Form von Vitamin-Bl umgewandelt werden kann. Auf Grund der angegebenen
Vorteile ist das Verfahrensprodukt insbesondere bei der Therapie einiger Krankheiten
äußerst wirksam, bei welchen die bekannten Vitamin-Bl-Derivate versagen.
-
Gemäß der Erfindung kann das vorstehend beschriebene Benzoylierungsprodukt
bzw. seine Salze dadurch erhalten werden, daß Vitamin-B,-orthophosphorsäureester
mit einem Benzoylierungsmittel bei etwa 0 bis 30°C und einem pH-Wert von etwa 7
bis 14 umgesetzt, das dabei entstandene S-Benzoylderivat des Vitamin-B1-orthophosphorsäureesters
der eingangs angegebenen Formel von dem Reaktionsgemisch getrennt und gegebenenfalls
in an sich bekannter Weise in seine Salze übergeführt wird.
-
Dies geschieht, wie nachfolgend näher ausgeführt wird : 1. Vitamin-Bl-orthophosphorsäureester
wird mit Benzoylchlorid bei einem pH-Wert von etwa 7 bis 14 umgesetzt. Diese Umsetzung
erfolgt durch Behandlung der Umsetzungspartner in Wasser oder einem wässerigen organischen
Lösungsmittel, beispielsweise wässerigem Methylalkohol, wässerigem Äthylalkohol
oder wässerigem Aceton bei einem pH-Wert von etwa 7 bis 14, vorzugsweise bei einem
pH-Wert von etwa 9 bis 12. Die Reaktionstemperatur kann dem pH-Wert des Reaktionsgemisches
entsprechend geändert werden, wobei in der Praxis Temperaturen Anwendung finden,
die unter der die Zersetzung von Vitamin-Bl bei diesem pH-Wert bewirkenden Temperatur
liegen. Es ist deshalb erforderlich, die Umsetzung bei Temperaturen von etwa 0 bis
30°C, vorzugsweise bei etwa 5 bis 20°C, vorzunehmen.
-
Das Molverhältnis der verwendeten Reagenzien ist theoretisch 1 : 1,
jedoch werden vorzugsweise 1, 5 bis 3 Mol Benzoylchlorid pro Mol Vitamin-Bl-orthophosphorsäureester
verwendet. Wenn Wasser als Reaktionsmedium verwendet wird, wird nach erfolgter Umsetzung
das gegebenenfalls eingedampfte Reaktionsgemisch beispielsweise auf einen pH-Wert
von etwa 3, 5 bis 4 mit einer Säure, beispielsweise Salz-oder Schwefelsäure, angesäuert,
worauf die Niederschläge abfiltriert werden, um das gewünschte Produkt zu erhalten.
Wird ein wässeriges organisches Lösungsmittel als Reaktionsmedium verwendet, so
wird nach erfolgter Umsetzung das Reaktionsgemisch eingedampft und damit das organische
Lösungsmittel entfernt, das Konzentrat mit einer Säure angesäuert und die so gebildeten
Niederschläge filtriert, um das gewünschte Produkt zu erhalten.
-
2. Vitamin-Bl-orthophosphorsäureester wird mit Natriumbenzoylthiosulfat
(CsHSCOSS03Na) bei einem pH-Wert von etwa 7 bis 14, vorzugsweise 10 bis 13, unter
den gleichen Bedingungen, wie vorstehend für die Arbeitsweise 1 angegeben, umgesetzt.
-
Bei der großtechnischen Herstellung wird Vitamin-Bl-orthophosphorsäureester
mit Natriumbenzoylthiosulfat vorzugsweise in einem Molverhältnis von 1 : 1, 5 bis
2, 0 bei einem pH-Wert von etwa 11 bis 12 und einer Temperatur von etwa 20°C etwa
1 bis 2 Stunden behandelt. Nach erfolgter Umsetzung wird das gewünschte Produkt
aus dem Reaktionsgemisch in der gleichen Weise, wie unter Punkt 1 beschrieben, gewonnen.
Wird Wasser als Reaktionsmedium verwendet, so wird das gegebenenfalls eingedampfte
Reaktionsgemisch mit einer Säure, wie Salz-oder Schwefelsäure, beispielsweise auf
einen pH-Wert von 3, 5 bis 4 angesäuert und das gewünschte Produkt abfiltriert.
Wenn ein wässeriges organisches Lösungsmittel als Reaktionsmedium verwendet wird,
wird das Reaktionsgemisch eingedampft, um das organische Lösungsmittel zu entfernen,
und hierauf der
Rückstan. d angesäuert und das Verfahrensprodukt abfiltriert.
-
Die Verwendung von Benzoylthiosulfat zur Acylierung ist bisher nicht
bekannt. Die vorstehend beschriebene Reaktion stellt daher ein neues Acylierungsverfahren
dar. Überdies wird nach dieser Arbeitsweise eine höhere Ausbeute des gewünschten
Produkts erzielt als bei Verwendung von Benzoylchlorid nach dem in Punkt 1 beschriebenen
Verfahren.
-
3. Vitamin-Bl-orthophosphorsäureester wird mit Dibenzoyldisulfid
(C6 Hs C O S S C O C6 Hs) umgesetzt.
-
Bei der Durchführung dieser Umsetzung wird ein pH-Wert etwa zwischen
7 und 14, vorzugsweise zwischen etwa 11 und 13, gewählt, um das Reaktionsgemisch
alkalisch zu halten. Die Umsetzung wird bei Temperaturen durchgeführt, die unter
Temperaturen liegen, bei denen bei diesem p-Wert die Zersetzung von Vitamin-Bl erfolgt,
z. B. zwischen 5 und 30°C, vorzugsweise zwischen 5 und 20°C.
-
Bei dieser Umsetzung wird einem wässerigen organischen Lösungsmittel,
wie wässerigem Methylalkohol, wässerigem Äthylalkohol oder wässerigem Aceton, Vitamin-Bl-orthophosphorsäureester
zugesetzt, wodurch der PH-Wert innerhalb des vorgenannten Bereiches gehalten wird,
worauf diesem Gemisch eine Lösung von Dibenzoyldisulfid in einem organischen Lösungsmittel,
beispielsweise Chloroform oder Dichloräthan, hinzugesetzt wird.
-
Nach erfolgter Umsetzung kann das gewünschte Produkt auf folgende
Weise aus dem Reaktionsgemisch abgetrennt werden. Die Chloroformschicht wird, falls
nötig, unter Zusatz von Wasser zu dem Reaktionsgemisch abgesondert, worauf die wässerige
Schicht gegebenenfalls nach Eindampfen auf einen pH-Wert von etwa 3, 5 bis 4 mit
einer Säure, wie Salz-oder Schwefelsäure, angesäuert wird und dann der so entstandene
Niederschlag des S-BenzoyIderivats des Vitamin-Bl-orthophosphorsäureesters abfiltriert
wird.
-
Auch bei dieser Verfahrensweise handelt es sich um eine neue Acylierungsreaktion,
da Dibenzoyldisulfid bisher nicht für die Acylierung von Thiolverbindungen verwendet
wurde.
-
Das nach den vorgenannten Arbeitsweisen gewonnene S-Benzoylderivat
des Vitamin-Bl-orthophosphorsäureesters ist eine stabile, wärme-und lichtbeständige,
nichthygroskopische kristalline Verbindung, die nicht den den üblichen Vitamin-Bl-Abkömmlingen
anhaftenden Eigengeruch aufweist. Es bietet daher vielfache Verwendungsmöglichkeiten
fur therapeutische und Nährpräparate. Überdies kann es nach an sich bekannten Verfahren
in Salze übergeführt werden. Beispielsweise läßt es sich mittels Calcium-und Natriumhydroxyd
in Calcium-bzw.
-
Natriumsalze überführen.
-
In den nachstehend angeführten Beispielen ist die Erfindung ausführlicher
erläutert.
-
Beispiel 1 Einer Lösung von 4, 3 Teilen Vitamin-Bi-orthophosphorsäureester-hydrochlorid
in 16 Teilen Wasser werden unter Eiskühlung 11 Teile einer 15°/oigen Natronlauge
zugesetzt. 2, 1 Teile Benzoylchlorid werden dem Gemisch unter Rühren tropfenweise
hinzugegeben, wobei das Reaktionsgemisch durch gelegentlichen Zusatz von Natronlauge
alkalisch gehalten wird. Das sich ergebende Gemisch wird neutralisiert,
im
Vakuum eingedampft und darauf der pH-Wert mit konzentrierter Salzsäure auf 3, 5
bis 4 gebracht, wobei unreines S-Benzoylderivat des Vitamin-Blorthophosphorsäureesters
ausfällt. Das Produkt wird dann in Wasser suspendiert und der pH-Wert durch Zusatz
von Natriumhydroxyd zu der Lösung auf 7, 0 gebracht. Nunmehr wird der pa-Wert der
Lösung mit Salzsäure wieder auf 4, 0 gebracht, und man erhält 3, 4 g des reinen
Produkts, Schmelzpunkt etwa 165° C (Zersetzung).
-
Analyse für C19H23O6N4SP # 2H2O: Berechnet... C 45, 49, H 5, 42, N
11, 15 °/o ; gefunden... C 45, 56, H 5, 37, N 11, 02°/0.
-
Das als Ausgangsstoff verwendete Vitamin-Bi orthophosphorsäureesterhydrochlorid
wird wie folgt bereitet : 28, 6 g 84°/oige Orthophosphorsäure werden auf etwa 270°
C erhitzt. Nach erfolgter Abkühlung auf etwa 100°C werden der Säure 4, 0 g Vitamin-Blhydrochlorid
zugesetzt und das Gemisch bei einer Temperatur von etwa 100°C gehalten, bis die
Entwicklung von Chlorwasserstoffgas beendet ist. Das Reaktionsgemisch wird auf Eiswasser
gegossen und Aceton zugesetzt, um die Vitamin-Bl-phosphorsäureester zu fällen. Die
Niederschläge werden in 17 ccm n-Salzsäure gelöst und die Lösung etwa 7 Tage bei
Zimmertemperatur stehengelassen, wobei während dieses Zeitraums Vitamin-Bl-polyphosphorsäureester
durch Hydrolyse aufgespalten werden und Monophosphorsäureester allein entsteht.
Hierauf wird der Lösung Aceton zugesetzt und das Gemisch in einen Gefrierschrank
gestellt, wobei Vitamin-Bl-orthophosphorsäureesterhydrochlorid gewonnen wird.
-
Beispiel 2 Einer Lösung von 3, 5 Teilen Vitamin-Bl-orthophosphorsäureester
in 10 Teilen Wasser wird unter Eiskühlung eine Lösung von 1, 2 Teilen Natriumhydroxyd
in 2, 8 Teilen Wasser zugesetzt. Zu der entstandenen Lösung werden in kleinen Mengen
unter Rühren 3, 6 Teile pulverisiertes Natriumbenzoylthiosulfat hinzugegeben. Während
der Umsetzung wird ab und zu Natronlauge zugesetzt, um das Reaktionsgemisch alkalisch
zu halten. Das Reaktionsgemisch wird dann filtriert und der pH-Wert auf etwa 3,
5 bis 4 gebracht ; dann läßt man das Reaktionsgemisch stehen, wobei Kristalle des
S-Benzoylderivats des Vitamin-Bi-orthophosphorsäureesters ausfallen, der die gleiche
Nachbehandlung erfährt wie in Beispiel 1. Ausbeute 4, 0 Teile. Schmelzpunkt bei
etwa 165°C (Zersetzung).
-
Das bei der vorstehend beschriebenen Umsetzung als Ausgangsstoff
verwendete Natriumbellzoylthiosulfat wird nach folgendem Verfahren gewonnen : Einer
Lösung von 3, 2 Teilen 5 Molelciile Kristallwasser enthaltenden Natriumthiosulfats
in 3, 2 Teilen Wasser werden 5, 2 Teile Äthylalkohol zugesetzt.
-
Dem sich daraus ergebenden Gemisch werden 2, 1 Teile Benzoylchlorid
zugesetzt, wobei die Temperatur bei etwa 15°C gehalten wird, so daß kristallines
Natriumbenzoylthiosulfat mit einem über 120°C liegenden Schmelzpunkt (Zersetzung)
entsteht.
-
Beispiel 3 50 Teile Athylalkohol werden einer Lösung von 3, 5 Teilen
Vitamin-Bl-orthophosphorsäureester in 10 Teilen Wasser zugesetzt. Zu der entstandenen
Lösung
wird eine Lösung von 1, 2 Teilen Natriumhydroxyd in 2, 8 Teilen Wasser gegeben und
das Gemisch mit Natriumbenzoylthiosulfat in der gleichen Weise wie im Beispiel 2
behandelt. Nach erfolgter Umsetzung wird der Äthylalkohol abdestilliert und der
Rückstand in derselben Weise behandelt wie in dem voraufgehenden Beispiel, wobei
3, 7 Teile kristallines Produkt gewonnen werden.
-
Beispiel 4 Eine Lösung von 1, 2 Teilen Natriumhydroxyd in 4, 0 Teilen
Wasser wird einer Lösung von 3, 5 Teilen Vitamin-Bl-orthophosphorsäureesterhydrochlorid
in 7 Teilen Wasser unter Eiskühlung zugesetzt. Nach Zugabe von 10 Teilen Methylalkohol
wird das Gemisch mit einer Lösung von 5 Teilen Dibenzoyldisulfid in etwa 30 Teilen
Chloroform versetzt, wobei der Zusatz in kleinen Mengen erfolgt. Während der Umsetzung
wird ab und zu Natronlauge hinzugegeben, um den p-Wert auf etwa 12 zu halten.
-
Das Reaktionsgemisch wird nach Zusatz von 9 Teilen Wasser filtriert
und dem Filtrat Salzsäure hinzugefügt, wodurch die Lösung schwach sauer wird.
-
Die Chloroformschicht wird entfernt und die wässerige Schicht eingedampft.
Der pH-Wert des Konzentrats wird dann auf etwa 4 gebracht und das Konzentrat stehengelassen,
wobei Kristalle des S-Benzoylderivats des Vitamin-Bl-orthophosphorsäureesters gefällt
werden, die in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 gereinigt werden. Die Ausbeute
beträgt 3, 0 Teile, der Schmelzpunkt liegt bei etwa 165°C (Zersetzung).
-
Analyse für C19H23O6N4SP # 2 H2O: Berechnet... C 45, 49, H 5, 42,
N 11, 15 °/o ; gefunden... C 45, 74, H 5, 59, N11, 10°/0.
-
Beispiel 5 Einer Lösung von 20 Teilen S-Benzoylderivat des Vitamin-Bi-orthophosphorsäureesters
in 1000 Teilen Wasser werden nach und nach 3 Teile mit einer kleinen Menge Wasser
versetztes Calciumhydroxyd zugesetzt, um den pH-Wert der Lösung auf etwa 7 zu bringen.
-
Die entstandene Lösung wird filtriert und das Filtrat stehengelassen,
wobei Calciumsalzkristalle von S-Benzoylderivat des Vitamin-Bl-orthophosphorsäureesters
ausfallen. Der Niederschlag wird filtriert, mit einer kleinen Menge Wasser gewaschen
und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 19, 6 Teile, der Schmelzpunkt liegt bei etwa
170°C (Zersetzung).
-
Analyse für CigHOeNSPCa'2 HO : Berechnet... Ca7, 41, H ; ! 06, 67"/
; gefunden... Ca 7, 38, H206, 63°/o.
-
Beispiel 6 Einer Lösung von 10 Teilen S-Benzoylderivat des Vitamin-Bl-orthophosphorsäureesters
in 35 Teilen Wasser wird unter Eiskühlung und unter Umrühren eine 100/oigne Natriumhydroxydlösung
zugesetzt, um den pH-Wert auf etwa 8 zu bringen. Die entstandene Lösung wird filtriert,
mit Aceton versetzt und an einem kühlen Ort stehengelassen, wobei Natriumsalzkristalle
von S-Benzoylderivat des Vitamin-Brorthophosphorsäureesters ausfallen. Die Kristalle
werden an einem kühlen Ort filtriert und in einer kleinen Menge Wasser aufgelöst.
Dieser Lösung wird wiederum Aceton zugesetzt,
um eine Umkristallisation
des gereinigten Produkts zu erzielen, das im Vakuum über Phosphorpentoxyd getrocknet
wird. Die Ausbeute beträgt 8 Teile. Das Produkt ist hygroskopisch und zersetzt sich
bei etwa 150°C.
-
Analyse für C19H21O6N4SPNa2 : Berechnet... C 44, 71, H 4, 15, Na 9,01%;
gefunden.. C 44, 53, H 4, 10, Na 9, 16°/o.