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Verfahren zur Herstellung von antihistaminisch wirksamem a-Methyl-dl-histidin
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von a-Methyl-dl-histidin der
Formel
Die Erkenntnis der Tatsache, daß bei allergischen Reaktionen Histamin oder ein histaminartiger
Stoff in den Geweben in Freiheit gesetzt wird, hat zur Herstellung von Verbindungen
geführt, die als Histaminantagonisten wirken. Wenn diese Mittel oral, subkutan,
intraperitonal oder intravenös an Meerschweinchen verabfolgt werden, verhindern
sie das Auftreten eines Histaminschocks und Bronchospasmus durch Einwirkung von
Histamin in Aerosolform. Sie verhindern ferner die Bildung von Histaminpusteln auf
der menschlichen Haut sowie die Entstehung von Histaminasthma beim Menschen. Einige
Wirkungen des Histamins, wie die Anregung des Speichelflusses und der Magensekretion,
werden jedoch von diesen Antihistaminmitteln nicht inhibiert.
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Es wurde nun gefunden, daß a-Methyl-dl-histidin ebenfalls als Antihistaminicum
wirkt, die Wirkungsweise dieser Verbindung aber anscheinend von derjenigen der bisher
bekannten Verbindungen verschieden ist. Es wird angenommen, daß diese Wirkungsweise
in der Blockierung der Histaminbildung durch Inhibierung von Histidindecarboxylase
besteht a-Methyl-dl-histidin ist daher nicht ein Antagonist wie die bekannten Antihistaminmittel,
sondern ein Antimetabolit.
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Die Herstellung von a-Methyl-dl-histidin einschließlich der Herstellung
des Ausgangsstoffes erfolgt nach dem folgenden Reaktionsschema:
Reagenzien: 1. Natriumhydrid in Dimethylformamid, 2. Wasserstoff, Raney-Nickel,
dann HCl.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von antihistaminisch
wirksamem a-Methyl-dl-histidin besteht darin, daß man in an sich bekannter Weise
zunächst einen a-Nitropropionsäureester mit 4-Chlormethylimidazol umsetzt, indem
man den Ester in einem inerten Lösungsmittel mit Natriumhydrid in Berührung bringt,
das Chlormethylimidazol zusetzt und das Gemisch in Bewegung hält, bis die Reaktion
vollständig ist, sodann den a-Methyl-a-nitro-ß-imid-
azolester isoliert
und diesen unter Druck mit Wasserstoff und Raney-Nickel reduziert, worauf man den
erhaltenen Ester durch Erhitzen mit einer Mineralsäure hydrolysiert.
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Zweckmäßig geht man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von dem Benzylester
der a-Methyl-a-nitropropionsäure aus, da sich die Benzylgruppe leicht abspalten
läßt. Man kann jedoch auch mitjedem anderen aliphatischen Ester arbeiten. (Da man
auf die freie Säure hinarbeitet, ist die Natur der veresternden Gruppe ohne Belang,
ausgenommen bezüglich der Leichtigkeit ihrer Abspaltung.) Bei der Anwendung als
Antihistaminicum wird a-Methyl-dl-histidin an Menschen in Dosierungen im Bereich
von 0,5 bis 25,0 g je Tag, gewöhnlich oral, verabfolgt. Für Tiere betragen die Dosierungen
10 bis 350 mg/kg. Vorzugsweise werden 2 bis 10 g je Tag dargereicht, gewöhnlich
in häufigen kleinen Dosen, am besten in Zeitabständen von nicht mehr als einigen
Stunden. Man kann natürlich auch mehr oder weniger häufige sowie größere und kleinere
Dosen anwenden.
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Die Verbindung kann mit den üblichen Komponenten zur Herstellung von
Tabletten vermischt oder in üblichen pharmazeutischen Trägern parenteral verabfolgt
werden.
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Zum Nachweis der Wirksamkeit von a-Methyldl-histidin als Antihistaminicum
wird diese Aminosäure mit zwei der besten Histidin-Decarboxylase-Inhibitoren, nämlich
Semicarbazid und Hydroxylamin, verglichen. Das Enzym wird aus Mäusemastzellentumoren
gewonnen. Die Ergebnisse sind die folgenden:
| Hemmung der |
| Konzentration Histidin-Decarboxylase-Aktivitat (010) |
| (Mo11l) a-MethyK Semicarbazid Hydroxylamin |
| 104 85 87 94 |
| 3 10-5 66 66 93 |
| 10-5 47 32 80 |
| 3. 10-6 27 15 40 |
Die Fähigkeit des a-Methylhistidins zur Inhibierung der Histidin-Decarboxylase-Aktivität
in vivo wird folgendermaßen geprüft: An eine Gruppe von Mäusen wird a-Methyl-dl-histidin-hydrochlorid
in einer Dosis von 30 mg/kg intraperitonal verabfolgt.
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Eine Gruppe von Kontrolltieren erhält statt dessen Kochsalzlösung.
Nach 30 Minuten werden allen Tieren 10 y C14-l-Histidin subkutan injiziert. 3 Tage
später werden die Tiere getötet, und die Haut von drei Mäusen wird auf C14-Histamin
analysiert. Nachstehend sind die Gesamtergebnisse von vier derartigen Versuchen
angegeben, wobei sämtliche Werte so umgerechnet sind, daß der Mittelwert für die
Kontrolltiere 100 beträgt.
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Kontrollversuche: 77, 82, 83, 93, 93, 94, 101, 103, 103, 104, 106,
108, 112, 118, 123 = Mittelwert 100. a-Methylhistidin: 38, 46, 50, 52, 58, 66, 69,
72, 72, 75, 77, 83, 89 = Mittelwert 65.
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Beispiel Ein Gemisch aus 12,8 g Natriumhydrid und 540 ml Dimethylformamid
wird 30 Minuten bei 25"C stark gerührt und dann auf 10"C gekühlt. Zu dem Gemisch
werden 28,8 g a-Nitropropionsäurebenzylester zu-
gesetzt. Das Reaktionsgemisch wird
5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und dann wieder auf 5"C gekühlt. Diese Aufschlämmung
wird im Verlaufe von 3 bis 5 Minuten mit einer Lösung von 21 g Chlormethylimidazol
in 210 ml Dimethylformamid versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 18 Stunden bei 25°C
gerührt und dann auf 5"C gekühlt. Unter Innehaltung einer Temperatur unterhalb 200
C beim Kühlen werden 5 ml kaltes Wasser zugesetzt. Dann wird das Reaktionsgemisch
mit weiteren 3 1 Wasser verdünnt und das Produkt mit drei Anteilen von Äther extrahiert.
Die vereinigten Ätherextrakte werden fünfmal mit 11 Wasser gewaschen, um das Dimethylformamid
zu entfernen, und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Der getrocknete
Extrakt wird eingeengt, bis die Kristallisation beginnt, und dann auf 00C gekühlt.
Der a-Nitro-a-methyl-ß4-imidazolylpropionsäurebenzylester wird abfiltriert, mit
Ather gewaschen und getrocknet. Fp. = 118,5 bis 1200C.
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Eine Bombe wird mit einem Gemisch aus 5,35 g a-Nitro-a-methyl-fl-imidazolpropionsäurebenzylester,
250 ml Methanol und einem Teelöffel Raney-Nickel beschickt. Die Bombe wird mit überschüssigem
Wasserstoff gespült und dann verschlossen und in Bewegung gehalten, bis die Wasserstoffabsorption
aufgehört hat. Hierauf wird das Reaktionsgemisch filtriert, um den Katalysator zu
entfernen; das Filtrat wird mit einer Lösung von Chlorwasserstoff in Methanol auf
einen pH-Wert von 2 angesäuert und im Vakuum bei einer Temperatur unterhalb 400
C zur Trockne eingedampft. Der als Rückstand erhaltene a-Aminosäureester wird dann
mit 75 ml konzentrierter Salzsäure gemischt und das Gemisch 18 Stunden auf Rückflußtemperatur
erhitzt. Hierauf wird das Gemisch auf 25"C gekühlt und fünfmal mit 50 oil Äther
extrahiert. Die wäßrige Lösung wird im Vakuum auf 15 ml eingeengt und mit Ammoniumhydroxyd
auf einen pH-Wert von 5 bis 6 eingestellt.
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Nach Zusatz von 300 ml Aceton zu der Lösung und Stehenlassen scheidet
sich ein weißer kristalliner Niederschlag von a-Methyl-dl-histidin ab. Der Niederschlag
wird abfiltriert und mit Aceton gewaschen; Fp. = 283"C (Zersetzung).
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Verwendet man äquivalente Mengen des Äthylesters oder eines anderen
niederen Alkylesters der a-Nitropropionsäure an Stelle des Benzylesters, so erhält
man nach dem Eindampfen des alkoholischen Filtrats zur Trockne die entsprechenden
niederen Alkylester von a-Methylhistidin in Form der Hydrochloride.
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Der als Ausgangsstoff verwendete a-Nitropropionsäureester kann folgendermaßen
hergestellt werden: Eine Aufschlämmung von 37,3 g Natriumnitrit und 42 g wasserfreiem
Phloroglucin in 625 ml Dimethylformamid wird unter gutem Rühren im Verlaufe von
3 bis 5 Minuten bei 25"C mit 76 g a-Brompropionsäurebenzylester versetzt. Das Gemisch
wird 18 Stunden bei 25"C gerührt und dann unter gutem Rühren in 1600 ml Eiswasser
und 300 ml Äther gegossen. Die Ätherschicht wird abgetrennt und die wäßrige Schicht
dreimal mit 300 ml Ather extrahiert. Die vereinigten Ätherschichten werden fünfmal
mit 300 ml Wasser gewaschen und dann über Magnesiumsulfat getrocknet. Der trockene
Extrakt wird eingeengt und das als Rückstand hinterbleibende Öl in einer Füllkörperkolonne
fraktioniert. Der a-Nitropropionsäurebenzylester geht bei einem Druck von 1,5 mm
Hg im Bereich von 125 bis 126"C über.
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Wenn an Stelle von a-Brompropionsäurebenzylester eine äquivalente
Menge des entsprechenden Äthylesters verwendet wird, erhält man a-Nitropropionsäureäthylester.
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Für die Herstellung der als Ausgangsmaterial verwendeten a-Nitropropionsäureester
wird im Rahmen der Erfindung kein Schutz beansprucht.