DE1259341B

DE1259341B - Verfahren zur Herstellung neuer 5'-Sulfoxyde von Nucleosiden

Info

Publication number: DE1259341B
Application number: DEB70122A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Richard Kuhn; Dr Rer Nat Werner Jahn; Dr Rer Nat Friedri Bickelhaupt; Dr Med Wolfgang Schaumann
Original assignee: Boehringer Mannheim GmbH
Current assignee: Roche Diagnostics GmbH
Priority date: 1962-12-22
Filing date: 1962-12-22
Publication date: 1968-01-25
Also published as: GB992738A; CH451164A; AT248030B; LU45065A1; US3212954A

Description

Verfahren zur Herstellung neuer 5'-Sulfoxyde von Nucleosiden Es wurde gefunden, daß die bislang noch nicht beschriebenen 5'-Sulfoxyde von Nucleosiden der allgemeinen Formel I in der R einen Alkylrest mit höchstens 5 Kohlenstoff atomen und R, die Adenyl-(9)- oder Guanyl-(9)-gruppe bedeutet, eine starke blutdrucksenkende Wirksamkeit besitzen.
Erfindungsgemäß lassen sich diese Sulfoxyde dadurch gewinnen, daß man in an sich bekannter Weise die 5'-Desoxy-5'-thioäther von Nucleosiden der allgemeinen Formel 11 gegebenenfalls unter intermediärem Schutz oxydationsempfindlicher Gruppen des Moleküls mit Wasserstoffperoxyd, Persäuren oder Halogenen oxydiert und gegebenenfalls die erhaltenen Produkte in die beiden Diastereomeren trennt. Als an den oxydationsempfindlichen Gruppen geschützte Verbindungen der allgemeinen Formel II kommen besonders deren 2',3'-Acetale in Frage, die nachträglich aufgespalten werden müssen. Als Oxydationsmittel ist Wasserstoffperoxyd hierfür besonders vorteilhaft. Als Halogen ist vor allem Brom geeignet. Die Reaktion läßt sich sowohl in Wasser als auch in geeigneten organischen Lösungsmitteln, z. B. Aceton oder Chloroform, durchführen.
Die verfahrensgemäß benötigten Ausgangsstoffe werden nach bekannter bzw. an sich bekannter Arbeitsweise erhalten (vgl. zum Beispiel »Bull. Chem. Soc. Japan«, Bd. 35, 1962, S. 731 ff.), wofür ein Schutz nicht begehrt wird.
Die Verfahrensprodukte entstehen in jeweils 2 diastereomeren Formen (vgl. hierzu K a r r er, »Lehrbuch der Organischen Chemie«, 13. Auflage, 1959, S. 139 ff:), die sich unter Anwendung üblicher Methoden, z. B. auf Grund ihrer verschiedenen Löslichkeitseigenschaften, voneinander trennen lassen. Vergleichsversuche Bei den Verfahrensprodukten der Anmeldung handelt es sich um gefäßerweiternde Substanzen. Eine Abnahme des Gefäßwiderstandes führt bei Kleintieren zu einem äquivalenten Abfall des Blutdruckes, da insbesondere in Narkose das Herzminutenvolumen nicht ansteigt. Stärke und Dauer der Blutdrucksenkung bei der Ratte sind daher das einfachste und verläßlichste Maß für die Wirksamkeit derartiger Verbindungen.
Das Anwendungsgebiet der Verfahrensprodukte sind periphere Durchblutungsstörungen. Das bekannteste Präparat mit dieser Indikation ist das bekannte Handelsprodukt 7-[3'-(Methyl-hydroxyäthyl-amino)-2' - hydroxypropyl] - theophyllin. Diese Verbindung wurde als Vergleichssubstanz A herangezogen. Des weiteren werden bei peripheren Durchblutungsstörungen Organextrakte breit angewandt, deren wirksame Bestandteile Phosphate des Adenosins sind. Es wurde daher Adenosin-5-monophosphat als Vergleichssubstanz B in unsere Versuche einbezogen.
Methode Bei Ratten in Urethan-Narkose wurde der Blutdruck in einer Arteria carotis mit einem fotoelektrischen Druckwandler aufgenommen und auf einem Direktschreiber (System Schwarzer) registriert. Die Substanzen wurden intravenös als Dauerinfusion gegeben, und zwar je 2 Minuten lang mit den in der Tabelle angegebenen Geschwindigkeiten. So wurde z. B. das Produkt Th 47 zunächst 2 Minuten lang mit einer Geschwindigkeit von 0,2, sofort anschließend weitere 2 Minuten mit 0,4 mg/kg - min gegeben, woraus eine Gesamtdosis von 1,2 mg/kg resultiert. - Auswertung der Ergebnisse Die Zahlen der Spalten 4 bis 7 der Tabelle sind Mittelwerte aus mindestens 4 Versuchen. In der Spalte 4 ist der mittlere arterielle Blutdruck vor Beginn der Infusion, in Spalte 5 der Blutdruck- zur Zeit der stärksten Wirkung angegeben. -In der Regel sinkt der Blutdruck zunächst rasch, mit fortgesetzter Infusion aber immer langsamer ab. Der Zeitpunkt des Wirkungsmaximums ist daher oft nicht exakt festzulegen. Es wurde daher in den einzelnen Versuchen die wesentlich exakter bestimmbare, Dosis ermittelt, bei der 80"/" des maximalen Abfalles eingetreten waren.
Die in Spalte 7 angegebenen Halbwertzeiten entsprechen nicht dem bekannten physikalischen Begriff. Sie geben vielmehr wieder, nach welcher Zeit die maximale Blutdrucksenkung zur Hälfte wieder abgeklungen war. Sank der Blutdruck z. B. infolge der Infusion von 100 -auf 60 rnm Hg, so ist aus Spalte 7 zu entnehmen; nach welcher Zeit er wieder auf 80 mm H4 angestiegen war. Nach Beendigung der Infusion wurde der .Blutdruck während weiterer 20 Minuten registriert. »Halbwertzeiten« über 20 Minuten konnten daher nicht erfaßt werden. Die Angabe > 20 bedeutet, daß der Blutdruck bis dahin noch nicht bis zur Hälfte des Abfalles angestiegen war. Aus dem Wert %- 15 Min: läßt sich ein Anstieg des Blutdruckes in einem Teil der Versuche entnehmen.

KSB 5327 = Methyl-[adenosyl-(5')]-sulfoxyd (Beispiel 1, a) der Erfindung), Th 47 = L-Methyl-[adenosyl-(5')]-sulfoxyd (Beispiel 1, b) der Erfindung), KSB 5461 = Äthyl-[adenosyl-(5')]-sulfoxyd (Beispiel 2 der Erfindung), KSB 5454 = n-Propyl-[adenosyl-(5')]-sulfoxyd . (Beispiel 4 der Erfindung), KSB 5463 = :Isöpröpyl=[adenosyl-(5')]-sulfoxyd (Beispiel 5 der Erfindung), KSB 5462 = Methyl-[guanosyl-(5')]-sulfoxyd (Beispiel 3 der Erfindung), A = 7-[3'-(Methyl-hydroxyäthyl-amino)-2'-hydroxypropyl]-theopliyllin, B = Adenosin-5-monophospliat.

- Tabelle -

Blutdrucksenkung und Wirkungsdauer bei der Ratte

Infusion Blutdruckabfall

Substanz mg insgesamt EDx0 Halbwertszeit -

min g mg/kg Minuten

_ mg/kg von.mm Hg

auf mm lIg

1 - 2 3 4 5 6 7

A . . . . . . . . . . . . . . . 2,5/5,0 15,0 90 80 - -

B ............... 1,0/2,0 6,0 92 53 0,45 < 1

KSB 5327 ....... Q,4/0,8 2,4 105 54 1,5 - 19

Th 47 . . . .. . . . . . . 0,2/0,4 1,2 85 50 0,29 - 17

KSB 5461 ....... 0,15/0,3 0,9 93 66 0,5 16

KSB 5454 ........ 0,5/1,0 3,0 92 68 3,0 _ 20

KSB 5463 ....... 1,25/2,5 7,5 116 60 5,3 > 20

KSB 5462 0,5/1,0 3,0 104 75 3,0 > 20

Ergebnisse Die bekannte Substanz A zeigte -in dieser Versuchsordnung praktisch keine blutdrucksenkende Wirkung, obwohl sie-doppelt so-hoch dosiert wurde wie das -schwächste der Verfahrensprodukte. Das bedeutet, daß A im Gegensatz zu den Verfahrensprodukten in der angewandten Dosis keine gefäßerweiternde Wirkung hat. B senkte zwar den Blutdruck, doch stieg er unmittelbar nach Infusionsende wieder auf den Ausgangswert an. Die gesamte infundierte Dosis -ist somit für :die Stärke der Wirkung irrelevant, wenn man diese sinngemäß als Produkt aus. Wirksamkeit - Wirkungsdauer definiert.

Da die Verfahrensprodukte nur .begrenzt wasserlöslich sind, konnte kein LD.,o-Wert bestimmt werden. In den oben angegeberien Dosierungen ließen sich bei- keinem der Produkte toxische Erscheinungen beobächteri.
Beispiel 1 ' Methyl-[adenosyl-(5')]-sulfoxyd Methode a) ,2,52.g Metliyl=[adenosyl-(5')]-sulfid (vgl. Chemische Berichte, Bd. 84, 19.51., S.633) werden in 50m1 50"/oiger Essigsäure, welche 0,6 g Wasserstoffperoxyd (d. i. etwa das Doppelte der berechneten Menge) enthält, gelöst. Die .Lösung wird etwa 5 Stunden bei Raumtemperatur aufbewahrt, worauf man das Lösungsmittel abdestilliert. Man löst den Rückstand in 15 ml Methanol und läßt die Lösung im Laufe von etwa ,20 Stunden bei Zimmertemperatur langsam eindunsten, wobei sich das Sulfoxyd in kleinen Nadeln abscheidet. Die einmalige Wiederholung dieser Operation liefert etwa 1,5 g eines Gemisches der beiden diastereomeren Methyl-[adenosyl-(5')]-sulfoxyde, die sich in ihrem optischen Drehungsvermögen -stark unterscheiden.

C"H,.,N;O,S. (313,3): Berechnet... C 42,17, H 4,83,N 22,36, S 10;23(/u; gefunden ... C 41,93,H 4,35,N 22,69, S 10,49"/o. Methode b) 2 g Methyl-[2',3'-isopropyliden-adenosyl-(5')]-SUI-fid werden in 40 ml Chloroform gelöst und in einer Kältemischung bis in die-Nähe des Erstarrungspunktes des -Chloroforms abgekühlt. Unter intensivem

Rühren werden 0,95 g Brom in wenig Chloroform

hinzugefügt, und es wird nach Eiltfernen des Kälte-

bades das gelb gefärbte Dibromid mit überschüssiger

Natriumbicarbonatlösung hydrolysiert. Sobald sich

die Mischung völlig entfärbt hat, wird die Chloro-

formphase abgetrennt, noch mehrmals mit Chloro-

form ausgeschüttelt und im Vakuum das Lösungs-

mittel entfernt. Aus der Lösung des Rückstandes in

sehr wenig Methanol kristallisieren 0,85 g Substanz

(Fraktion A), die zu etwa 90°/() aus der Isopropyliden-

verbindung des linksdrehenden Sulfoxyds besteht

(«o nach Abspaltung von Aceton etwa 13 C in

Wasser). Die Mutterlauge enthält 1,1 g nicht kristalli-

sierendes Gemisch (Fraktion B), das überwiegend

aus der Isopropylidenverbindung des rechtsdrehenden

Isomeren besteht (etwa 80°/(,). Gesamtausbeute 9001().

Zur Gewinnung des reinen linksdrehenden Sulf=

oxyds kristallisiert man Fraktion A zweimal aus

Methanol um und spaltet die Isopropylidengruppe

durch 1tägiges Stehen mit 1 n-Schwefelsäure bei

Raumtemperatur ab (Ausbeute > 900/0). Das Me-

thyl-[adenosyl-(5')]-sulfoxyd kristallisiert aus Wasser

als Monohydrat und hat einen Schmelzpunkt von

185 bis 187°C.

[«] ö' = -23,5" (c = 1,4 in Wasser, bezogen auf die

wasserfreie Substanz).

CIIHI5N5O4S (313,3):

Berechnet ... C 42,2, H 4,8, N 22,4, S 10,2%;

gefunden ... C 41,9, H 5,1, N 22,7, S 10,5%.

Abspaltung von Aceton aus Fraktion B und drei-

bis viermaliges Umkristallisieren aus sehr wenig

Wasser liefert das rechtsdrehende Isomere; [u] '

-= +94,0° (c = 1,7 in Wasser, bezogen auf die

wasserfreie Substanz). Der Schmelzpunkt des bei

Raumtemperatur getrockneten Monohydrats beträgt

210 bis 211'C.

CiiHisNziO-iS - H80 (331,3):

Berechnet ... C 39,8,H 5,1,N 21,2, S 9,70!0;

gefunden ... C 39,8, H 5,1,N 21,4. S 10,0(1I0.

Das als Ausgangsprodukt benötigte Methyl-

[2',3'-isopropyliden-adenosyl-(5')]-sulfid erhält man

auf folgende Weise:

10 g 2',3'-Isopropyliden-adenosin (hergestellt nach

A. H a m p t o n , J. Amer. C hem. Soc., Bd. 83. 196l,

S. 3643) werden durch Erhitzen in 60 ml wasser-

freiem Pyridin gelöst. Nach dem Abkühlen auf

20-C werden 10 g p-Toluolsulfons;,iui-ccliloi-icf hin-

zugefügt, und das Reaktionsgemisch wird, ani'an ",s

unter häufigem Schütteln, 18 bis 2-1 Stunden bei

15 bis 20 C aufbewahrt. Auf`:carbcitet wird

durch Zugabe von Wasser, Ausschütteln mit Chloro-

form und Abtrennen des Pvridins aus der Chloro-

forrnphase mit eiskalter 2 n-ScllNvetelsiitirc (zweim;il

je etwa 200 inl). Der mit Wasser gewaschene Chloro-

forrnextrakt liefert nach dem Eindampfen im Vakuum

ein Rohprodukt, das aus Methanol (50 n'il) kristalli-

siert.

Ausbeute: 11,2 g 2',3'-IsopropvIidcn-5'-O-tosyl-

adenosin.

Das Tosylicrun"si-olipl-oclukt aus 10 @@ 2".3'-Iso-

propyliden-adenosin wird zu einer Lösung \on U g

Natrium und 3 - Methylinercaptan in 100 ml iliissi-

("em Ammoniak gegeben und 12 Stunden bei 30 bi,

-10 C stehengelasscn. L)abci verdampft ein Teil des

Anlnlonlaks. Nach Neutralisieren mit 3 g Ammon-

chlorid wird das Lösungsmittel im Vakuum völlig

entfernt und der Rückstand in Chloroform/Wasser gelöst. Die durch mehrfa.ehes Ausschütteln --ihit Chloroform gewonnene Lösung liefert nachdem Verdampfen einen Sirup, aus dem beim Aufnehmen in 30 ml Methanol das Methyl-[2',3'-isopropylidenadenosyl-(5')]-sulfid auskristallisiert.

Beispiel 2 Äthyl-[adenosyl-(5')]-sulfoxyd Die Lösung von 2 g Äthyl-adenosyl-sulfid (Schmelzpunkt 191`C) in 60 ml 50%iger Essigsäure wird mit 0,24 g Wasserstoffperoxyd (1,1 Mol) in einigen Milliliter Eisessig versetzt und 6 Stunden bei Raumtemperatur aufbewahrt. Nach Entfernen des Lösungsmittels (im Vakuum) läßt sich das Reaktionsprodukt aus wenig Methanol umkristallisieren.
Ausbeute: Etwa 1,7 g (80(1/0). Schmelzpunkt: 150,5 bis 151,5'C.

CI2HI7N,;0_IS (327,4): Berechnet ... N 21,40, S 9,77°/o; gefunden ... N 21,23, S 9,36%. Bei.spiel3 Methyl-[guanosyl-(5')]-sulfoxyd 60 mg kristallisiertes Methyl-[guanosyl-(5')]-scilfid werden unter Erwärmen in 5 ml 60%iger Essigsäure gelöst und nach dem Abkühlen auf -15` C mit einer Lösung von 10 mg Wasserstoffperoxyd (etwa 1,5 Mol) in wenig Essigsäure versetzt. Die Gefriertrocknung nach 3 bis 4 Tagen ergibt ein Rohprodukt, das aus Wasser mit Aceton umgefällt werden kann. Einmalige Wiederholung dieser Operation liefert 45 mg einer papierchromatografisch einheitlichen Substanz. Schmelzpunkt: 216 bis 217 C (ab 170 C sinternd). CiiHI;N,;O5S (329,3): Berechnet ... C 40,12, H 4,560/u: gefunden ... C 39,87, H 4,86'1-u. Be ispiel4

n-Propyl-[adcnosvl-(5')]-sulfoxyd

50 Q(0,154 Mol) n-Propyl-[adenosyl-(5')]-sulfid I(i,t

man in 920 ml 50(I@ui4Qel- wäßriger EsSI#7SillIl'l 1.11h1

37 m1 konzentriertem Wasserstolhperoxy(.l und liil1l

das Reaktionsgemisch 5 Stunden bei @aumtem@e-

rc)tLir stehen. Anschließend dampft man cs bei .4() C

im Vakuum zur Trockne ein und kristallisiert den

Rückstand aus I,opI-opanol unI. Man erhält 1(1.1 Q

n-Prohvl-[adeno,vl-(5')]-sulfoxyd, Schmelzpunkt: 110

bis I2(1 l' (Ausbeute 57,5(!o).

Die Darstellung des als Ausgan`-,stoll hcnüti@,_#trn

n-I'ropvl-[adrno,vl-(5')]-sul(ids (Schmelzpunkt 177

bis 182 C.') erl(@l@Tt über das Zwischcnpl-ccfukt 1'1-01y1.-

[2', 3'-isopropyliclen-aeleno,vl-(5')]-suliid, dw, hei 108

bi, 111 C schmilzt.

Beispiels

Isopropyl-[adenosyl-(5')]-sull'o\\cl

".8 Q (0,07 Mol) Isopi-opyl-[<ideiio,\l-(5')i-,iiliid

löst man In 920 ml 5011 (Iigel' wü(.iri«cr E"i@_,@iure uni

17 ml konzcntl-icrtcln @Vasserstolhpero@@cl (Inc1 lüi.@t

das Reaktion,-cmisch Stunden hei R@ILIInteInpc-

ratur stehen. Anselillei.,eilei (,11111,l1 male ,:, bei -10 C

im Vakuum z(Ir "hI-c,L' kne eile und kri,talli,iert den

Rücktand i@@eimal au, l,llprc@hanol 11.1.1l. \k111. erhält

16 @@ (soprop@ I-@.ufenl@,@ Il )]-,ulfll@@d. @ch(neli-

punkt: 147 bi, 1-111 ( ( \u.heute (@@",@1.

Die Darstellung des als Ausgangsstoff benötigten lsopropyl-[adenosyl-(5')]-sulfids, Schmelzpunkt 101 bis 103°C, erfolgt über das Isopropyl-[2',3'-isopropyliden-adenosyl-(5')]-sulfid.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung neuer 5'-Sulfoxyde von Nucleosiden der allgemeinen Formel I in der R einen Alkylrest mit höchstens 5 Kohlenstoffatomen und R, die Adenyl-(9)- oder Guanyl - (9) - gruppe bedeutet, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise 5'-Desoxy-5'-thioäther von Nucleosiden der allgemeinen Formel II gegebenenfalls unter intermediärem Schutz oxydationsempfindlicher Gruppen des Moleküls mit Wasserstoffperoxyd, Persäuren oder Halogenen oxydiert und gegebenenfalls die erhaltenen Produkte in die beiden Diastereomeren trennt.