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Verfahren zur Herstellung von Tri-O-acyl-Derivaten des 6-Azauridins
Es ist bekannt, daß das als Cancerostatikum wirksame 6-Azauridin bei seiner Applikation
etliche Nachteile aufweist. Einerseits ist es notwendig, das Medikament intravenös
zu verabreichen, da es bei Verabreichung per Os toxische Nebenwirkungen zeigt, andererseits
wird die Substanz bald nach ihrer Verabreichung aus dem Körper ausgeschieden und
die Heilwirkung bleibt nur unvollkommen genutzt. Es werden deshalb Derivate des
6-Azauridins gesucht, die die Wirksamkeit des 6-Azauridins verlangem und bei Verabreichung
per Os keine toxischen Nebenerecheinungen hervorrufen. Es zeigte
sich,
daß die 2', 3', 5'-Tri-0-acylderivate des 6-Azauridins derartige positive Eigenschaften
aufweisen.
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Die genannten Derivate sind jedoch derzeit nur in stark verunreinigter
Form erhältlich. Sie konnten bisher als ohemische Individuen mit genauer Stoffkonstante
noch nicht dargestellt werden. Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein
Verfahren zu schaffen, mittels welchem die genannten Derivate als chemische Individuen
mit bestimmbaren Stoffkonstanten, insbesondere in kristalliner Form, hergestellt
werden konnen. Außerdem soll mittels des durch die Erfindung zu schaffenden Verfahrens
das Zielprodukt in möglichst großer Menge und bei möglichst kleinem Aufwand darstellbar
sein.
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Aus der klassischen Chemie ist es bekannt (z. B.
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Houben-Wyl, Methoden der organischen Chemie, Seiten 543, 544, 569),
zur Darstellung von Carbonsäureestern auf Alkohole und Phenole Carbonsäurehalogenides
insbesondere Säurechloride, einwirken zu lassen. Der gewählte Alkohol muß im Überschuß
zugesetzt werden.
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Aus der Praxis ist bekanntt, daß etwa die 20-fache Menge verwendet
wird. Weiter ist es. auch bekannt, daB es üblich ist, Carbonsäuren mit Säurekatalyse
zu verestern. Schließlich ist es noch bekannt, mittels Einwirkung von Ketenen oder
Diketenen auf Alkohole
bzw. Phenole Carbonsäureester zu erzeugen,
wobei konzentrierte Schwefelsäure oder Natriumalkoholat oder auch Pyridin oder Natriumacetat-Essigsäure
als Katalysatoren zugesetzt werden.
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Es ist auch bekannt (J Prakt. Chem. 161 (1943), Seite 275) Alkohole
mit Carbonsäureanhydriden in Gegenwart von katalytisch wirksamen Mengen von Acetylchlorid
zu verestern.
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Diese aus der klassischen Chemie bekannten Versterungsmethoden sind.
jedoch im von der Erfindung betroffenen Gebiet der Nukleosiden-Chemie nicht ohne
weiteres anwendbar. Beispielsweise zeigte es sich bei Versuchen, die diese Methoden
verwendeten, daß die Verwendudg von Pyridin oder die Verwendung von konzentrierter
Schwefelsäure deswegen nicht möglich ist, da das Pyridin praktisch nicht vom Zielprodukt
zu trennen ist, und mit konzentrierter Schwefelsäure die Nukleoside zerstört werden.
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Es ist weiterhin bekannt (Collectionczechechoslov.
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Chem. Commun. 27, 87-93 (1962)), das Tri-O-benzoyl-Derivat bzw. das
Tri-0-Acetyl-Derivat des 6-Azauridins dadurch zu erhalten, daß Benzoylchlorid bzw.
Acetanhydrid auf 6-Azauridin im Pyridin einwirkt. Mit diesem bekannten Verfahren
kann jedoch ein Tri-acyl-azauridin in reiner Form und guter Ausbeute nicht gewonnen
werden.
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Das Endprodukt der Reaktion umfaßt vielmehr nicht nur das erwünschte
Zielprodukt, sondern unter anderem auch ein aoetyliertes 6-Azauridin, welches vier
Acetylgruppen enthält ("Tetra-acetyl-azauridin").
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Dieser Anteil und andere Anteile, insbesondere aber das bei der Synthese
verwendete Pyridin, sind aus dem Endprodukt praktisch nicht oder nur unter größtem
Aufwand entfernbar und machen daher die Verwendung dey derart dargestellten Tri-O-acetyl-6-Azauridins
als Medikament unmöglich.
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Die Erfindung behebt nun die Nachteile der bekannten Herstellungsverfahren
dadurch, daß das 6-Azauridin, gegebenenfalls sogar in der durch die fermentative
Herstellung sich ergebenden unreinen Mischform, mit Acylhalogeniden, Ketenen oder
den Anhydride organischer Säuren unter der katalytischen Einwirkung eines Kationenaustauscherharzes
im H+-Zyklus oder eines Acylhalogenides umgesetzt wird.
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Das erfindungsgemäBe Verfahren ergibt eine grundlegende Vereinfachung
und Verbesserung des bisher bekannten Verfahrens, wobei in sehr großer Ausbeute
sehr reine Produkte erhalten werden. Von Vorteil ist insbeondere bei dem erfindugsgemäßen
Verfahren auch die Tatsache, daß die Notwendigkeit zur Entfernung des Pyridins aus
der Endform der Acylderivate des 6-Azauridina wegfällt, was bisher erheblichen Aufwand
verursachte, da eine vollkommene Entfernung des Pyridins
aufgrund
seiner Giftigkeit absolut notwendig ist.
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Yon Vorteil ist weiterhin der Umstand, daß mittels des erfindungsgemäßen
Verfahrens eine wesentliche Einsparung am Acylierungsmittel erzielt wird, da mit
nur geringem Uberschuß oder sogar ganz ohne Uberschuß an Acylierungsmittel gearbeitet
werden kann.
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Es ist niemals mehr als 10% Uberschuß der Äquivalentmenge notwendig.
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Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die
Reaktion bei erhöhter Temperatur durchgefUhrt wird. Außerdem wird die Reaktion zweckmäßig
in Gegenwart einer organischen Säure durchgeführt, insbesondere bei der Acylierung
mittels des Anhydrids einer organisohen Säure oder eines Ketens in Gegenwart einer
kleinen Menge eines Acylhalogenids als Katalysator.
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Wenn die Reaktion nur mit einem Acylhalogenid durchgefffhrt wird,
so wirkt dieses einerseits als Acylierungsmittel und andererseits als Katalysator.
Nach beendigter Reaktion (der Endpunkt der Reaktion kann z.B. mittels papierchromatographisoher
Trennung des Reaktionsgemisches festgestellt werden) wird der bei der Reaktion nicht
verbrauchte Rest, gegebenenfalls zusammen mit dem Ldsungsmittel, durch Abdestillieren
(z. B. im Vakuum) beseitigt, so daß er dann wieder im Herstellungsprozeß Verwendung
finden kann.
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein sehr reines Tri-O-Acylderivat
des 6-Azauridins erhalten, das fUr die medikamentöse Anwendung auf bekannte Weise,
beispielsweise durch Kristallisation aus Athanor, Chromatographie an Cellulose usw.,
in den entsprechenden Reinheitsgrad übergeführt wird.
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Der als Kationenaustauscher im H+-Zyklus arbeitende Katalysator wird
zweokmäßigerweise derart geäwhlt, daß er im Reaktionsgemisoh unlöslich ist und nach
beendigter Reaktion leicht entfernt werden kann. Zur Anwendung kann beispielsweise
ein Kationenaustauscher vom Typ Dowex 50 kommen. Der Katalysator wird dann nach
Beendigung der Reaktion aus dem Reaktionsgemisch abgesaugt und nach Durchwaschen
mit dem Reaktionsmedium, z. B. einer organischen Säure, ohne weitere Behandlung
wiederum in der Reaktion benutzt.
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Wie schon erwähnt, kann als Ausgangssubstanz für das erfindungsgemäße
Verfähren anstatt des 6-Azauridins das verunreinigte 6-Azauridin aus einer Herstellungsphase
des 6-Azauridin verwendet werden. Wenn das 6-Azauridin aus dem Permentationsprozeß
hergestellt wird, so kurde die Ausgangssubstanz neben dem 6-Azauridin auch 6-Azauracil,
Uracil, Hypoxantin, 0rotinsäure und andere Verbindungen umfassen.
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Bei Verwendung eines organischen Lösungsmittels als Reaktionsmedium
gemUS der Erfindung ergibt sich der
Vorteil, daB das Lösungsmittel
leicht (z. B. durch Abdestillieren) regeneriert und erneut Ser Reaktion verwendet
werden kann. Dies oftmals ohne weitere Reinigung.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausfithrungsbeispielen
näher erläutert : :BeispielJL'.-'""'"''.
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ZueinerSuspensionvon1,22gAzauridinin3ccmEssißcure wird 1,6 ccm Acetanhydrid
und 0,1 ccm Acetylchoorid gegeben, worauf das Reaktionsgemisch bie laboratoiumstemperatur
zwölf Stunden gerührt wird, Die Reaktionslösung wird im Vakuum abgedanpft, die regeneriorte
Essigsäure wird wieder bei der gleichen Beaktion verwendet. Im Rückstand verbliebene
Essigsäure, geghebenenfalls Acetanhydrid wird aus diesem durch Codestillation aus
Äthanol beseitigt. Hierauf wird der Pückstand in 2,5 ccm Äthanol gelöst und auskristallisieren
gelassen, Bs werden 1,44 g des Triacetylazauridins mit SholzpuB 100-101° C erhalten..''
Beispiel 2 Zu einer Suspension von 1,22 g Azauridin in 2 ccm Acetanhydrid wird 0,1
ccm Acetylchlorid hinzugegeben und das Reaktionsgemisch wird zwanzig STunden gerührt,
woraufpsim Vakuom abgedampft wird. Im Rückstand verbliobenes Acetylierungsmittel
wird durch zweimalige Codestillation mit Äthanol entfernt und der Rückstand wird
aus 2,5 ccm Äthanol kristallisiert.
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Nach Absaugen der Kristalle werden 1,47 g Substanz mit einem Schmelzpunkt
von 99 - 101° C erhalten.
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Beispiel 3 Zu einer Suspension von 1,22 g 6-Azauridin in 5 ccm Essigsäure
wird 1,6 ccm Acetanhydrid und 0,2 g Dower 50 im R@-Zyklus gegeben und das Renktionsgemisch
wird 30 Stundon bei Laboratoriumstemperatur gerührt; hierauf wird der Kationenaustauscher
abgesaugt, zweimal mit 2 ccm Essigsäure gwaschen und wiederum in der Reaktion verwendet.
Das Filtrat wird im Vakuum abgedampit und die regenorierte Essigsäure wird erneut
in der Reaktien verwondet. Ein Rest der Esigsäure, gegebenefalle des Accetanhydrids
wird durch zweimalige Codestillation entfernt und der Rückstand wird asu Äthanol
(2,5 ccm) kristallisiert. Es werden 1,11 gw es Triacetylazauridins mit Schmelzpunkt
99 -101° C erhalten.
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Beispiel 4 Zu 1,22 g 6-Azauridin werden 2,2 ccm Acetylchlorid gegeben
und das Reaktionsgemisch wird unter Feuchtigkeitsausschluß gerührt. Nach zuölf Stunden
wird das Reaktionsgemisch im Vakuum abgedampft und der Reat des Acetylierungsmittels
wird mittels zweimaliger Codestillation mit Äthanol entfernt. Bor Rückstand, der
aus sehr reinem Tri-O-acetyl-6-Azauridin basteht, wird stots mit Hilfe eines der
waiter angeführten Verfahren aufgoarbeitet: a) Der Rückstand wird direkt nach cinor
etwaigon Piltriorung mit Carborafin aus Äthanol kristallisiert und wird auf die
übliche Art esoliert; b) oder der Rückstand wird in 20 ccm Chloroform (oder in einem
anderen mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel) gelöst und die Lösung wird viermal
mit 5 ccm Wasser ausgeschüttelt.
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Nach Filtration mit Carborafin wird die Chloroformlösung im Vakuum
abgedampft und der erhaltene Rückstand wird aus Äthanol kristallisiert (2,5 ccm).
Es werden 1,38 g Tri-O-acetyl-6-azauridin mit Schmelzpunkt 99 - 101° C erhalten.
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Für Heilzwecke wird die Substanz stets aus reinem Äthanol umkristallisiert.
Es wird eine Substanz mit Schmelzpunkt 102 -103° C orhalten. c) der Rückstand besonders
unroin sein, so wird or zuerst an Cellulose im Phasensystem Butanol-Wasser chromatographiert
und nach dem Abdampfen der Triacetylazauridin enthaltenden Fraktionon wird der erhaltene
Rückstand aus Äthanol kristallisiert.
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Die aus einigen Chargen voreinigton Mutterlaugen, die einen weiteren
Anteil an Triacetylazauridin enthalten, worden nach etwaiger vollständiger Acetylierung
nach einem der oben angeführten Verfahren verarbeitet.
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Beispiel 5 Zu einer Suspension von 1,22 g 6-Azauridin in 5 ccm Essigsäure
wird 1,2 ccm Acetylchlorid gegeben und das Reaktionsgomisch wird bei Fouchtigkeitsausschluß
gerührt. Nach 5 Stunden wird die Reaktionslösung im Vakuum abgedampft. Die regeneriorte
Essigsäure wird gegebenenfalls für die weitere Herstellung benutzt. Der Rest der
Essigsäure wird durch zweimalige Codestillation mit Äthanol beseitigt und der Rückstand
wird aus Äthanol,kristallisiert.Eowird1,45SderSubstanzMitSchmols-99..,-..14.:'~erhi7.te.~~,~~-..''=''~~~-.~
Beispiel 6 6-Azauridin (10,07 g) wird zu einem Cemisch von Propionsäure (16 ml),
Propionsäureanhydrid (15,9 ml) und Propionylchlorid (1 nl) gegeben. Die Reaktionsmischung
wird dann sechs Stunden long im Rückflußkühler auf 70°C geheizt und unter vermindertem.
Druck (0,5 mm Hg) verdampft. Der Rückstand wird in Chloroform (180 ml) gelöst und
die Lösung mit Wasser (4 x 15 ml) gewaschen. Die Chloroformschicht wird über Magnesiumsulfat
getrocknet,
Holzhole hinzugfügt und filtriert. Das Fltrat wird
unter vermindertem Druck verdampt und er Rückstand wiederholt mit Äthanol destilliert.
Die Ausbeute beträgt 16,8 g (96. %) von 2', 3',5'-Tri-0-propionyl-6-azauridin, in
reifer Form gemäß Papierchromatographie.
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Beispiel 7 Eine Mischung von Propionsäure (16 ml) und Propionylchlorid
(11,3 ml) wird zu 6-Azauridin (10,07 g) hinzugegeben. Die Reaktionsmischung wird
drei Stunden lang im Rückflußkühler auf 60°C geheizt und unter vermindertem Druck
verdampft. Der Rückstand wird in Ohloroform (200 ml) gelöst und die Lösung mitWasser
(4 x 15 ml) gewaschen. Die Chlorformschieht wird über Magnesiumsulfat getrocknet
und mit Holzkohle filtriert. Das Filtrat wird unter vermindertem Druck verdampft
und der Rückstand wiederholt mit einer Mischung von Äthenol und Dioxan destilliert.
Die Ausbeute an 2',3',5'-Tri-O-propionyl-6-azauridin beträgt 16,5 g (94,5 %).
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-PatentansprUche-