DE1645997B2

DE1645997B2 - Verfahren zur Herstellung von Guanosin und dessen 2 N Derivaten Ausscheidung aus 1445451

Info

Publication number: DE1645997B2
Application number: DE1645997A
Authority: DE
Inventors: Izumi Yokohama Kumashiro; Takashi Meguro; Tadao Takenishi; Akihiro Yamazaki
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1963-08-30
Filing date: 1964-08-29
Publication date: 1973-11-29
Also published as: DE1445451A1; DE1445451C3; US3454559A; DE1645997C3; GB1071231A; CH427836A; NL6409806A; DE1445451B2; CH427820A; NL141513B; DE1645997A1

Description

In

HN Y \ _(II)

R⁴S -Λ Λ / '

N N

R¹

in der R* ein WasserstofFatom, Ammonium, Natrium, Kalium, Lithium, den Methyl- oder Benzylrest bedeutet und R¹ die oben angegebene Bedeutung besitzt, zunächst die Mercaptogruppe in an sich bekannter Weise oxydiert und danach das erhaltene Oxydationsprodukt mit Ammoniak bzw. einem Amin der allgemeinen Formel

HN

R²

R³

(IH)

in der R² und R³ die oben angegebene Bedeutung besitzen, umgesetzt wird.

Die Erfindung betrifft ein verbessertes, industriell durchführbares, wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Guanosin und dessen 2-N-Derivaten.

Guanosin und dessen Derivate haben auf dem Gebiet der Pharmakologie große Bedeutung erlangt. Guanosin ist außerdem ein Zwischenprodukt zur Herstellung von Guanosin-5 '-phosphat, das einen angenehmen Geschmack aufweist und einen nützlichen Würzstoff darstellt.

Zur Herstellung von Guanosin und dessen 2-N-Derivaten sind schon verschiedene Wege eingeschlagen worden.

So ist es aus den französischen Patentschriften 857 341 und 1 255 334 bekannt, Guanosin durch Hydrolyse von Heferibonucleinsuure herzustellen, wobei man immer eine Mischung von Adenosin, Guanosin, Uridin und Cytidin erhält. Die sich daran anschließende Isolierung der Einzelkomponenten erfordert schwierige Behandlungsstufen, so daß die Produktion von Guanosin auf diesem Wege sehr kostspielig isL
Nach dem in der französischen Patentschrift

ίο 1 3^1 !18 beschriebenen Verfahren wird Guanosin neben Inosin durch Züchten von Mikroorganismen gebildet. Während es gelang, die Inosmproduktion pro Liter so zu steigern, daß sie nach diesem Verfahren in großtechnischem Maßstab durchgeführt werden

■ 5 kann schlugen alle Versuche fehl, die Guanosinproduktion auf diesem Wege ähnlich zu steigern.

Nach J Am. Chem. Soc. 78 (1956), S. 217 bis 220, ist es zwar möglich, 2-N-substituierte 6-Hydroxypurine durch Umsetzung von 2-Methylmercapto-

6-hydroxypurin mit Aminen zu erhalten. Die Reaktion erfordert aber relativ harte Reaktionsbedingungen, wie 24stündiges Erhitzen im verschlossenen Rohr auf 14O⁰C, bei aromatischen Aminen sogar 48stündiges Erhitzen aufl 60° C. .

Nach J. Am. Chem. Soc. 80 (1958), S. 4896, läßt sich 2-Aminopurin und in 2-N-Stellung substituiertes Purin aus 2-Chlorpurin durch Aminierung herstellen. Jedoch verläuft die Kondensation der so erhaltenen 2-N-substituierten Purinderivate mit Ribose über viele Stufen und liefert nur sehr niedrige Ausbeuten; auch die Aminierung der entsprechenden Ribofuranosylverbindung liefert nur sehr niedrige Ausbeuten.

Die Erfindung betrifft demgegenüber ein Verfahren zur Hersteilung von Guanosin und dessen 2-N-Derivaten der allgemeinen Formel

in der R¹ einen unsubstituierten oder einen in 2'- und 3'-Stellung durch die Isopropylidengruppe substituierten Ribofuranosylrest darstellt, R und R³ gleich oder verschieden sind und Wasserstoffatome, niedermolekulare Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Cyclohexyl-, Benzylreste oder, unter Einschluß des Stickstoffatoms, den Morpholin- oder den Piperidinriiig bedeuten, und wenn R ein Wasserstoff ist, R³ die Bedeutung einer Hydroxyl- oder Aminogruppe haben kann, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in 2-Mercaptoinosinen der allgemeinen Formel

HIN il ^ (|1\

in der R⁴ ein Wasserstoffatom, Ammonium, Natrium, Kalium, Lithium, den Methyl- oder Benzylrest bedeutet und R¹ die oben angegebene Bedeutung hat, zunächst die Mercaptogruppe in an sich bekannter

Weise oxydiert und danach das erhaltene Oxydationsprodukt mit Ammoniak bzw. einem Amin der allgemeinen Formel

R²

HN

(III)

R³

in der R² und R³ die oben angegebene Bedeutung besitzen, umgesetzt wird.

Das Verfahren der Erfindung zeichnet sich gegenüber den vorbekannten Verfahren durch eine einfache Verfahrensführung, milde Verfahrensbedingungen und hohe Ausbeuten aus.

Einige Beispiele für Oxydationsmittel, die gemäß Erfindung verwendet werden können, sind Alkalipermanganate, Alkalihypochlorite, Peressigsäurc, Wasserstoffperoxyd, SauerstolT, Luft oder Chlor. Die Menge dieser Oxydationsmittel hängt von ihrer Art ab und schwankt zwischen der äquimolaren Menge und einem großen molaren Überschuß pro Mol Material. Die Alkalipermanganate werden gewöhnlich in äquimolarer Menge bis zu einem geringen molaren Überschuß verwendet, die übrigen Oxydationsmittel in Mengen von geringem Überschuß bis zu 20 Mol. Durch unnötig großen Überschuß an Oxydationsmitteln können unerwünschte Nebenreaktionen, wie Zerstörung des Purinringes oder Abspaltung von Substituenten aus der 2'- und 3'-Stellung der Ribofuranosylgruppe, verursacht werden. Bei großem Permanganatüberschuß nimmt die Menge an isoliertem Endprodukt ab, da ein Teil des Produktes von dem als Nebenprodukt gebildeten Mangandioxyd adsorbiert wird. Bei Verwendung von Sauerstoff oder Luft als Oxydationsmittel hat es sich als zweckmäßig erwiesen, einen Platin-, Platinoxyd- oder Falladiumkatalysator zu benutzen.

Beispiele für Amine, die bei der Aminierung gemäß Erfindung benutzt werden können, sind Hydroxylamin oder Hydrazin, Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, η-Butyl-, Cyclohexyl- oder Benzylamin, Morpholin oder Piperidin sowie deren Lösungen in Wasser oder niedermolekularen Alkoholen.

Die Oxydation von 2-Mercaptoinosin oder dessen Derivaten wird gemäß Erfindung etwa 20 Minuten bis 24 Stunden bei etwa 0 bis 100° C, vorzugsweise bei Raumtemperatur, durchgerührt. Jedoch bei Verwendung von Chlor als Oxydationsmittel sollte die Reaktion unterhalb von - 30° C durchgeführt werden, um eine Zersetzung des Reaktionsproduktes zu vermeiden, die infolge der bei der Lösung von Chlor oder bei der Reaktion entwickelte Wärme auftreten kann. Bei der Oxydation von 2-Mercaptoinosin mit Chlor sättigt man zweckmäßig die Lösung oder Suspension des Materials mit gasförmigem Chlor.

Nach Entfernung von nicht umgesetztem Oxydationsmittel, Katalysator und anderen unlöslichen Nebenprodukten aus der Reaktionslösung wird das Reaktionsprodukt der Oxydation in Lösung der Aminierungsreaktion — Erhitzen mit Ammoniak oder Amin — unterworfen, ohne daß es zuvor isoliert wurde. Falls gewünscht, kann es als Zwischenprodukt isoliert werden. Als Zwischenprodukt kann beispielsweise eine 2-Sulfonylinosinverbindung isoliert werden. Die Temperatur liegt im Bereich von 80 bis 130 C, und die für die Reaktion benötigte Zeit beiträgt etwa 20 Minuten bis 10 Stunden.

Wird die Aminierung mit Ammoniak durchgeführt, setzt man die Lösung des Oxydationsproduktes einem mit Ammoniak gesättigten, geeigneten Lösungsmittel unter Kühlung zu und erhitzt die Mischung. Wird die Oxydation mit Chlor durchgeführt, sollte das Chlor aus der Reaktionslösung vollständig durch Belüftung vor der Aminierung entfernt werden, da sich sonst zwischen dem nicht umgesetzten Chlor und Ammoniak in einer exothermen Reaktion Ammoniumchlorid bildet, die eine Verdampfung des Lösungsmittels verursachen könnte. Die Reaktionslösung färbt sich nach der Oxydation mit Chlor gelb, während sie nach der Entfernung des Chlors farblos ist. Die Farbänderung kann als Anzeichen für die Entfernung des Chlors aus der Reaktionslösung angesehen werden.

Die als Ausgangsmaterial gemäß Erfindung benutzten 2-Mercaptoinosine können beispielsweise gemäß dem in der Anmeldung P 14 45 451 vorgeschlagenen Verfahren hergestellt werden.

Die gemäß Erfindung gebildeten Endprodukte, Guanosin oder dessen 2-N-Derivate, können aus der Rsaktionsmischung unter Anwendung von konventionellen Methoden isoliert werden.
Das Verfahren der Erfindung soll durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden.

Beispiel 1

A. Herstellung von 2-Mercapto-2',3'-O-isopropylideninosin

3 g (10 mM) 5-Amino-4-carbamoyl-l-(2',3'-O-isopropyliden-/3-D-ribofuranosyl)-imidazol löste man in 30 ecm Äthanol unter Erhitzen, fügte der Lösung 8,0 g (50 mM) Kaliumäthylxanthogenat zu und erhitzte die Mischung in einem verschlossenen Rohr 2 Stunden auf 17O⁰C. Nach dem Abkühlen wurde der in der Reaktionsmischung gebildete Niederschlag in 50 ecm Wasser gelöst und der pH-Wert der wäßrigen Lösung duich Zusatz eines stark sauren Kationenaustauscherharzes vom H-Ionen-Typ unter Rühren auf etwa 3 eingestellt. Man filtrierte das Harz ab, neutralisierte das Filtrat mit 5 ecm konz. Ammoniak und behandelte die neutralisierte Lösung zu/ Entfärbung mit 1 g Aktivkohle.

Die Ausbeute an 2-Mercapto-2\3'-O-isopropylideninosin in der entfärbten Lösung bestimmte man durch Messung mittels der Papierchormatographie unter Verwendung eines n-Propanol-konz.-Ammoniak-Wasser-Systems (20:12 : 3 V/V) (nachstehend Lösungsmittel A). Sie war nahezu quantitativ.

Die entfärbte Lösung konzentrierte man unter vermindertem Druck, kristallisierte den erhaltenen Niederschlag aus Wasser um, wobei man 3,0 g reine Kristalle als gelbe Prismen erhielt, was einer Ausbeute von 83,4% entsprach. Schmp. 241 bis 243⁰C (Zers.). Bei der Elementaranalyse der reinen Kristalle wurden folgende Ergebnisse erhalten, die mit den für das Monoammoniumsalz von 2-Mercapto-2',3'-O-isopropylideninosin erforderlichen Werten übereinstimmten:

Elementaranalyse für Ci₃H₁₉O₅N₅S:

Gefunden .... C 44,00, H 5,79, N 19,92, S 8,96%: berechnet .... C 43,70, H 5,32, N 19,61, S 9,19%.

Die UV-Absorptionsspektren der Kristalle zeigten /.„._ax bei 234 und 296 πΐμ bei pH 1 und ?._max bei 289 ηΐμ bei pH 13.

Die Absorptionsbande, die der angenommenen Struktur entsprachen, wurden bei den Infrarotabsorptionsspektren der Kristalle erkannt.

Ein einziger Fleck mit einem Rf-Wert von 0,65 wurde auf einem Papierchromstogramm ermittelt, das mit der gleichen Lösuiigsmittelraischung, wie weiter oben angegeben, erhalten wurde.

B. Herstellung von 2',3'-O-Isopropyliderguanosin

1 g des Ammoniumsalzes von 2-Mercapto-2',3'-O-isopropylideninosin wurde mit 5,0 ecm Methanol vermischt und in die Mischung etwa 3 1 gasförmiges Chlor innerhalb von 10 Minuten in einem Trockeneis-Aceton-Bad eingeführt — während die Badtemperatur bei —40°C gehalten wurde — wobei man eine klare gelbe Lösung erhielt. Dann leitete man in die Lösung bei einer Badtemperatur von —30° C so lange Luft ein, bis die Reaktionslösung farblos war. Die farblose Reaktionslösung setzte man tropfenweise einem mit gasförmigem Ammoniak gesättigten Methanol zu, zu dessen Herstellung man zuvor 60 g Methanol in einem 500-ccm-Autoklav aus nichtrostendem Stahl unter Kühlen in einem Trockeneis-Aceton-Bad auf — 20° C mit gasförmigem Ammoniak gesättigt hatte. Die Mischung hielt man 5 Stunden im verschlossenen Rohr bei 130° C, destillierte aus der erhaltenen Lösung Methanol und Ammoniak unter vermindertem Druck ab, setzte Wasser zu und engte den Rückstand ein. Man erhielt 0,65 g rohes kristallines 2',3'-0-Isopropylidenguanosin. Die rohen Kristalle löt>ie man in Wasser, entfärbte die wäßrige Lösung durch Behandlung mit Aktivkohle, konzentrierte die klare Lösung unter vermindertem Druck, um eine Fällung herbeizuführen. Gewicht der trockenen reinen Kristalle: 0,54 g.

Ein einziger Fleck wurde auf einem Papierchromatogramm der Kristalle im Lösungsmittel A (Rf = 0,66) und im Lösungsmittelgemisch n-Butanol-Essigsäure-Wasser (4:1:1 V/V) (nachstehend Lösungsmittel B) (Rf = 0,63) ermittelt.

Die UV-Absorptionsspektren bei pH 13,6 und 1 und die Infrarotspektren der Kristalle stimmten mit denen überein, die für 2',3'-O-Isopropylidenguanosin veröffentlicht worden sind. Bei der Elementaranalyse der Kristalle wurden folgende Ergebnisse erhalten, die mit den berechneten Werten übereinstimmten:

Elementaranalyse für C₁₃H₁₇O₅N₅ · ^l/₂ H₂O:

Gefunden .... C 47,33, H 5,50, N 21,44%;
berechnet C 47,01, H 5,12, N 21,08%.

Beispiel 2

1,08 gdes Kaliumsalzes von 2-Mercapto-2\3'-O-isopropylideninosin wurden wie im Beispiel 1 behandelt, wobei man 0,73 g reines kristallines 2',3'-O-Isopropylidenguanosin erhielt. Die Rf-Werte bei der Papieirchromatographie, die UV- und Infrarotabsorptionsspektren sowie die Werte der Elementaranalyse stimmten mit den veröffentlichten überein.

Beispiel 3

A. Herstellung von 2-Mercaptoinosin

2,58 g (10 mM) S-Amino^-imidazolcarboxamid-ribofuranosid wurden in 100 ecm Methylalkohol unter Erhitzen gelöst, der Lösung 4,8 g (30 mm) Katiumäthylxanthogenat zugesetzt und die Mischung in einem verschlossenen Rohr 2 Stunden auf 170° C erhitzt. Nach dem Abkühlen fügte man der Reaktionsmischung 100 ecm Wasser zu, stellte den pH-Wert der wäßrigen Lösung durch Zusatz eines Ionenaustauschers vom H-Ionen-Typ auf etwa 3 ein, filtrierte das Harz ab, versetzte das Filtrat mit 20 ecm konzentriertem Ammoniak und behandelte es zur Entfärbung mit Aktivkohle. Die entfärbte Lösung konzentrierte man unter vermindertem Druck, entfernte nichi umge-

setztes S-Amino-^-imidazolcarboxamid-riboruranosid durch Extraktion mit Methylalkohol und kristallisierte den Rückstand aus Wasser um. Man erhielt 2,1 g reine Kristalle. Ausbeute: 66,2%.
Elementaranalyse der Kristalle für C₁₀H₁₅O₅N₅S:

Gefunden .... C 37,86, H 4,73, N 22,08%;
berechnet .... C 37,55, H 4,99, N 22,53%.
Die UV-Absorptionsspektren der Kristalle zeigten /_m„. bei 231,5 und 294 Ρίμ bei pH 1, /„« bei 234 und

289 Ίημ bei pH 13 und ^_x bei 296 πΐμ bei pH 6.

Ein einziger Fleck mit einem Rf-Wert von 0,43 wurde auf einem Papierchromatogramm ermittelt, das mit der gleichen Lösungsmiltelmischung wie im Beispie! 1 durchgeführt worden war. Es wurde auch

ein einziger Fleck mit einem Rf-Wert von 0,62 im Lösungsmittel B erhalten.

B. Herstellung von Guanosin

1,0 g des Ammoniumsalzes von 2-Mercaptoinosin

wurden in 3 ecm Methanol suspendiert, in die Suspension 3 1 gasförmiges Chlor innerhalb von 10 Minuten unter Kühlung in einem Trockeneis-Aceton-Bad von -40° C eingeführt, danach so lange Luft durch die Reakfionslösung in dem Bad von -30° C hindurch-

geleitet, bis die Lösung farblos wurde. Die farblose Lösung tropfte man dann mit Ammoniak gesättigtem MehUinol zu, das in der im Beispiel 1 angegebenen Weise hergestellt worden war, und hielt die Mischung 5 Stunden in einem verschlossenen Rohr auf 130° C.

Die Reaktionslösung wurde in analoger Weise wie im Beispiel 4 weiter aufgearbeitet. Man erhielt 0,5 g reines kristallines Guanosin.

Ein Papierchromatogramm der Kristalle zeigte einen einzigen Fleck von Rf 0,42 im Lösungsmittel A

und von Rf 0,23 im Lösungsmittel B.

Elementaranalyse für C₁₀H₁₃N₅O₅:
Gefunden .... C 42,56, H 4,76, N 24,50%;
berechnet .... C 42,40, H 4,63, N 24,73%.

Beispiel 4

1,0 g des Ammoniumsalzes von 2-Mercapto-2',3'-O-isopropylideninosin wurde in 20 ecm einer wäßrigen Kaliumpermanganatlösung, die 950 mg des Permanganate enthielt, gelöst, die Lösung 2 Stunden bei 40° C gerührt und der gebildete Niederschlag abzentrifugiert.

Die überstehende Flüssigkeit und die Waschwasser wurden mit40 ecm Äthanol, das mit gasförmigem Ammoniak bei 0°C gesättigt worden war, gemischt und die Mischung 4 Stunden unter Rühren bei 130° C in einem 200-ccm-Autoklav aus nichtrostendem Stahl gehalten. Das Filtrat der erhaltenen Lösung engte man unter vermindertem Druck zur Trockene ein, löste den Rückstand in Wasser und konzentrierte die Lösung zur Fällung des rohen kristallinen 2,3'-0-Isopropylidenguanosins.

Die rohen Kristalle löste man in Wasser, behandeile die Lösung zur Entfärbung mit Aktivkohle und konzentrierte sie. Man erhielt 0,45 g reine Kristalle. Ausbeute: 49,8%.

Ein Papierchromatogramm der Kristalle zeigte einen einzigen Fleck von Rf 0,66 iⁿi Lösungsmittel A und von Rf 0,63 im Lösungsmittel H.

Die UV-Absorptionsspektren der wäßrigen Lösungen bei pH 13,6 und 1 und die Infrarotabsorptionsspektren stimmten in ausgezeichneter Weise mit den veröffentlichten überein.

Elementaranalyse für C₁₃H₁₇O₅N₅ · '/2 H₂O:
Gefunden .... C 47,36, H 5,54, N 20,85%;
berechnet .... C 46,98, H 5,47, N 21,07%.

Beispiel 5

1,0 g des Ammoniumsalzes von 2-Mercapto-2',3'-O-isopropylideninosin löste man in 20 ecm 7%igem wäßrigem Natriumhypochlorit, das aus Natriumhydroxyd und Chlor hergestellt worden war, hielt die Lösung 30 Minuten unter Rühren bei Raumtemperatur, mischte sie dann mit 40 ecm Äthanol, das bei 0^c C mit gasförmigem Ammoniak gesättigt worden war, und hielt die Mischung 4 Stunden bei 120° C im Autoklav. Den in der Reaktionslösung gebildeten Niederschlag filtrierte man ab, engte das Filtrat unter vermindertem Druck zur Trockene ein und löste den Rückstand in Wasser. Die erhaltene wäßrige Lösung führte man zunächst durch eine Kolonne, die mit einem stark sauren Kationenaustauscherharz vom H-Ionen-Typ gepackt worden war, und dann durch eine Kolonne, die mit einem stark basischen Anionenaustauscherharz vom OH-Typ gepackt worden war. Das Eluat konzentrierte man unter vermindertem Druck, setzte eine kleine Menge Äthanol zu. ließ die Äthanollösung über Nacht in Eis stehen, wobei man rohres kristallines 2',3'-O-Isopropylidenguanosin erhielt. Nach Umkristallisieren der rohen Kristalle aus Wasser erhielt man 0,48 g reines 2',3'-O-Isopropylidenguanosin. Ausbeute: 53%.

Beispiel 6

500 mg des Ammoniumsalzes von 2-Mercapto-2',3'-O-isopropylideninosin löste man in 10 ecm Wasser, tropfte die erhaltene Lösung unter Rühren einer wäßrigen Peressigsäure zu, die man aus Eisessig und 5molarem Überschuß an wäßriger Wasserstoffperoxydlösung hergestellt hatte, und hielt die Mischung 30 Minuten auf 50⁰C. Die Reaktionslösung mischte man mit 30 ecm 10%igcm wäßrigem Ammoniak und hielt sie 3 Stunden auf 120⁰C im Autoklav. Die erhaltene Lösung verdampfte man zur Trockene, löste den Rückstand in 10 ecm Wasser und führte die wäßrige Lösung durch eine Kolonne und behandelte sie in derselben Weise wie im Beispiel 8. Das erhaltene Eluat ergab nach Konzentration 356,5 mg rohe Kristalle.

Diese Kristalle stellten, wie durch Papierchromatographie ermittelt wurde, eine Mischung von 64% 2',3'-O-Isopropylidenguanosin und 36% Guanosin dar. Die Ausbeute an 2',3'-O-lsopropylidenguanosin betrug 49,9% und die an Guanosin 32,4%.

Beispiel 7

500 mg 2-Mcrcapto-2'.3'-0-isopropylideninosin löste man in wäßriger Wasscrstoffperoxydlösung. die 1,59 g 30%igcs H₂O₂ enthielt, und rührte 3 Stunden bei Raumtemperatur. Die erhaltene Lösung mischte man mit 20 ecm konz. Ammoniak und hielt die Mischung 30 Minuten bei 140°C im Autoklav. Die Reaktionslösung konzentrierte man unter vermindertem Druck zur Fällung der rohen Kristalle. Nach Umkristallisalion der rohen Kristalle erhielt man 394 mg reine Kristalle. Ausbeute: 84%. Nur ein einziger Fleck wurde auf einem Papierchromatogramm ermittelt; und die UV- und Infrarotabsorptionsspektren stimmten mil denen überein, die für ίο 2',3'-O-Isopropylidenguanosjn veröffentlicht worden sind.

Beispiel 8

500 mg 2-Mercaptoinosin wurden in analoger Weise wie im Beispiel 7 behandelt, wobei man 328 mg reines kristallines Guanosin erhielt. Ausbeute: 73,5%.

Nur ein einziger Fleck wurde auf einem Papierchromatogramm mit dem Lösungsmittel A (Rf 0,42) und mit dem Lösungsmittel B (Rf = 0,23) erhalten. Die UV- und Infrarotabsorptionsspektren stimmten mit denen überein, die für Guanosin und für reines kristallines Guanosin, das durch zweistündiges Er hitzen von dem im Beispiel 4 beschriebenen 2',3'-O-lsopropylidenguanosin mit 0,1 n-HCl bei 70^cC erhalten worden war, veröffentlicht worden sind.

Elementaranalyse der Kristalle für C₁₀H₁₃N₆O₅:
Gefunden .... C 42,85. H 4,51, N 24,91%;
berechnet .... C 42,40, H 4,63, N 24,73%.

Beispiel 9

A. Herstellung von

2-Methylsulfonyl-2'.3'-O-isopropylideninosin

2-Mercapto-2',3'-O-isopropylideninosin wurde mit Methyljodid in einer Natriumhydroxydlösung zu dem entsprechenden 2-Methylmercapto-2',3'-O-isopropylideninosin umgesetzt. 5,0 g dieses 2-Methylmercapto-2'.3'-O-isopropylideninosins (seine Eigenschaften werden weiter unten angegeben) wurden in 100 ecm 15%iger wäßriger Wasserstoffperoxydlösung gelöst und in der im Beispiel 7 angegebenen Weise oxydiert Die erhaltene Lösung konzentrierte man unter vermindertem Druck, versetzte den Rückstand mil Äthanol und filtrierte. Nach Konzentrierung de* Filtrates erhielt man 2-Methylsulfonyl-2'.3'-O-iso propylideninosin als farbloses Pulver.

Bemerkung

Eigenschaften von

2-Methylmercapio-2',3'-O-isopropylideninosin

1. Schmp. 212 bis 213° C (Zers.).

2. [„]? = -22.6^J (in einer 0,1 n-NaOH-Lösunj C=I %).

3. ;.&>= 270 ma. AS»,'= 260 ma, /£»» = 273 m,

4. Rf im Lösungsmittel A = 0.72.
Rf im Lösungsmiitel B = 0.74.

5. Elementaranalyse für C₁₄H₁₈O₅N₄S:

Gefunden ... C 47,71. H 5.32. N 15.57%:

berechne). ... C 47.45, H 5.12. N 15.81%.

Eigenschaften von
2-Methylsulfonyl-2'.3'-0-isopropylideninosin

^ 1. /.S₁ ¹V= 255 und 283 mw. /,£';= 258 und 280 m ;.S!.V'= 258 und 280 ηΐμ*) '

"I Schulicr.

309 548/4

2. Rf = 0,73 im Lösungsmittel A.
Rf = 0,57 im Lösungsmittel B.

B₁) Herstellung von
2-N-Methyl-2',3'-O-isopropylidenguanosin

Das nach A erhaltene 2-Methylsulfonyl-2',3'-O-isopropylideninosin löste man in 10 ecm Wasser, tropfte der Lösung 70 ecm einer 30%igen wäßrigen Methylaminlösung zu und hielt die erhaltene Lösung 3 Stunden auf 120⁰C im Autoklav. Danach konzentrierte man die erhaltene Reaktionslösung unter vermindertem Druck und kristallisierte den erhaltenen Rückstand aus einer geringen Menge Wasser und wäßrigem Ammoniak um, wobei man 2,24 g reines kristallines 2 - N - Methyl- 2',3' - O - isopropylidenguanosin erhielt, was einer Ausbeute von 42% entsprach, auf 2-Mercapto-2',3'-O-isopropylideninosin bezogen. Schmp. des kristallinen Produktes: 267 bis 268°C (Zers.).

Ein einziger Fleck wurde auf einem Papierchromatogramm mit dem Lösungsmittel A (Rf 0,72) und mit dem Lösungsmittel B (Rf 0,66) ermittelt.

/^_x'= 262 ταμ, ??»?== 255 mm /.£»= 262 χημ.

[_α]» = -40° (C = 1%) in 0,1 n-NaOH.

Die Elementaranalyse ergab folgende Werte, die mit denen des 2-N-Methyl-2',3'-O-isopropylidenguanosins übereinstimmten:

Elementarunalyse für C₁₄H₁₉O₅N₅:

Gefunden .... C 49,62, H 5,59, N 20.64%;
berechnet .... C 49,84, H 5,68, N 20,76%.

B₂) Herstellung von

2-Morpholino- und 2-Piperidino-2\3'-0-isopropylideninosin

3,0 g 2-Methylsulfonyl-2',3'-O-isopropylideninosin und 50 ecm Morpholin wurden 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt und 1,22 g 2-Morpholin-2',3'-O-isopropylideninosin erhalten. Ausbeute: 40%.

Eigenschaften von
2-Morphoiino-2',3'-O-isopropylideninosin

1. Schmp. 243^CC

2. Rf = 0,75 im Lösungsmittel A.
Rf = 0,77 im Lösungsmittel B.

4. ÄS»,'.= 26Sm₁X, /SJ= 263 und 285 (s)m^ /.
= 268 ητίμ.

(s) = Schulter.

5. Elementaranalyse für C₁₇H₂₃O₆N₅:

Gefunden ... C 52,24, H 6,07, N 17,67%:
berechnet ... C 51,90, H 5,89. N 17,80%.
1,0 g 2-Methylsulfonyl-2',3'-O-isopropylideninosin und 70 ecm Piperidin wurden 5 Stunden unter Rück-45

fluß erhitzt. Man erhielt 0,1 g reines 2-Piperidino-2',3'-O-isopropylideninosin.

Eigenschaften von 2-Piperidino-2',3'-O-isopropylideninosin

1. Schmp. 196°C.

2. Rf = 0,85 im Lösungsmittel A. Rf = 0,87 im Lösungsmittel B.

3. /C¹L¹= 270 und 300(s)mm ^V= 268 und ίο 300(s)mm /Ä'³= 268 mm

4. Elementaranalyse für C₁₈H₂₅O₅H₅ · Vi H₂O:

Gefunden ... C 53,88, H 6,43, N 17,42%: berechnet ... C 53,99, H 6,56, N 17,49%.

B₃) Herstellung von 2-Hydrazino- und von 2-Hydroxylamino-2',3'-O-isopropylideninosin

40 g 2-Mclhylsulfonyl-2',3'-O-isopropylideninosin

fügte man 100 ecm Äthanol zu, das 4 g Hydrazinhydrat enthielt, und erhitzte die Mischung 3 Stunden unter Rückfluß. Man erhielt 3,9 g 2-Hydrazino-2',3'-O-isopropylideninosin. Ausbeute: 78,5%.

Eigenschaften des 2-Hydrazino-2',3'-0-isopropylideninosins

1. Rf = 0,68 im Lösungsmittel A. Rf = 0,83 im Lösungsmittel B. 2. Schmp. des Pikrats = 190 bis 192°C (Zers.).

3. /Ki-_X'= 254 mm AK₁ ¹J₁ ⁷= 256 und 280 (s)mm = 260 mu.
(s) = Schulter.

1,9 g 2-Methylsulfonyl-2',3'-O-isopropylideninosin

erhitzte man 4 Stunden in 100 ecm Äthanol, das 2,5 g Hydroxylamin enthielt, am Rückfluß" und erhielt 1,4 g 2 - Hydroxylamino - 2',3' - O - isopropylideninosin.

Ausbeute: 76,9%.

Eigenschaften von 2-Hydroxylamino-2',3'-O-isopropylideninosin

1.Rf= 0,60 im Lösungsmittel A. Rf = 0,55 im Lösungsmittel B.

2. ;.JS,' = 230 und 265 mm Aj^_x ¹³ = 250 und 278 mm

Beispiel 10

2,0 g 2-Methylmercapto-2',3'-O-isopropylideninosin oxydierte man in der im Beispiel 9 angegebenen Weise und führte dann die Aminierungsreaktion mit 40 ecm 70%igem wäßrigem Äthylamin durch. 2,0 g 2-Methylsulfonyl-2',3'-0-isopropylideninosin, das in der im Beispiel 9 angegebenen Weise hergestellt worden war, setzte man mit den in Tabelle I-A angegebenen primären Aminen um, wobei man 2-N-substituierte 2\3'-O-Isopropylidenguanosinderivate erhielt.

Tabelle 1-A

Ausgangsmaterial	Primäres Amin	Reaktionsprodukt, Menge	Ausbeute an isoliertem Produkt (%)
2-Methylmcrcapto- 2',3'-O-isopropylideninosin 2-Methylsulfonyl- 2',3'-O-isopropylideninosin	70% Älhylamin), 40 ecm n-Propylamin). 50 g	Et-Ip-GR, 540 mg Pr-Ip-GR, 1,0 g	28 53

*) 4 Stunden auf 120" C erhitzt.

Et-In-GR = 2-N-Äthyl-2^r.3'-0-isopropylidcnguanosin.
Pr Ip GR = 2-N-n-Propyl-2\3'-O-isopropylidenguanosin.

Fortsetzung

Ausgangsmaterial	Primäres Amin	Reaktionsprodukt, Menge	Ausbeute an isoliertem Produkt (%)
2-Methylsulfonyl- 2',3'-O-isopropylideninosin 2-Methylsulfonyl- 2',3'-O-isopropylideninosin	n-Butylamin), 25 g Cyclohexylamin*), 25 g	Bu-Ip-GR Cy-hex-lp-GR, 395 mg	36 25

·) 4 Stunden auf 120⁰C erhitzt.
**) 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt.

Bu-Ip-GR = 2-N-n-Butyl-2',3'-0-isopropylidenguanosin. Cy-hex-Ip-GR = 2-N-Cydohcxyl-2',3'-0-isopropylidenguanosin.

Die Eigenschaften der Reaktionsprodukte sind in der folgenden Tabelle I-B angegeben.

Tabelle I-B

Reaktions produkt	Schmp.	Rf-V Lösungs	/erte Lösungs	-21,5°	pH 1	pH 7	pH 13
		mittel A	mittel B		263	257	264
Et-Ip-GR	258—259	0,84	0,74	-12,5°	287 (s)	284 (s)
	(Zers.)				263	257	263
Pr-Ip-GR	253	0,86	0,83	—	287 (s)	282 (s)
	(Zers.)				263	256	262
Bu-Ip-GR	235	0,90	0,87	+ 8,95°	287 (s)	280 (s)
	(Zers.)				263	257	263
Cy-hex-Ip-	266—267	0,91	0,83		290 (s)	280 (s)
GR	(Zers.)

(s) = Schulter

Bei der Elementaranalyse der Produkte wurden folgende Werte erhalten:

Et-Ip-GR (Analyse far C₁₅H₂₀O₅N₅):

Gefunden .... C 51,17, H 6,09, N 19,69%; berechnet .... C 51,43, H 5,71, N 19,99%.

Pr-Ip-GR (Analyse fur C₁₆H₂₃O₅N₅):

Gefunden .... C 52,53, H 6,47, N 19,11%; berechnet .... C 52,59, H 6,34, N 19,17%.

Bu-Ip-GR (Analyse Tür C₁₇H₂₅O₅N₅):

Gefunden .... C 53,80, H 6,79, N 18,79%; berechnet .... C 53,81, H 6,64, N 18,46%.

Cy-hex-Ip-GR (Analyse Tür C₁₉H₂₇O₅N₅ · H₂O:

Gefunden .... C 54,50, H 7,0!, N 16,20%; berechnet .... C 53,89, H 6,92, N 16,54%.

B e i s ρ i e 1 11

5,0 g 2-Methylmercapto-2',3'-0-isopropylideninosin wurden mit H₂O₂ in der im Beispiel 7 beschriebenen Weise oxydiert, die Reaktionslösung zu 70 ecm einer 30%igen wäßrigen Dimethylaminlösung gegeben und die erhaltene Lösung 3 Stunden auf 120° C erhitzt. Man erhielt 1,5 g reines kristallines 2-N,N-Dimethyl-2',3'-O-isopropylidc:nguanosin. Ausbeute: 30,2%.

Eigenschaften von 2-N,N-Dimethyl-2',3'-0-isopropylidenguanosin

1. Schmp. 151 bis, 152°C (Zers.).

2. Rf-Wert = 0,76 im Lösungsmittel A. Rf-Wert - 0,72 im Lösungsmittel B.

3. [aYi = -19,6".

4. *g»' = 267 und 298
= 266 πΐμ.

Ag,⁷= 261

(s) = Schulter.
Elementaranalyse für C₁₅H₂₁O₅N₅ · V₂ H₂O:

Gefunden .... C 50,41, H 6,34. N 19,40%; berechnet .... C 49,99, H 6,17, N 19,43%.

Beispiel 12

2-Mercapto-2',3'-O-isopropylideninosin setzte man bei Raumtemperatur mit Benzylchlorid um, wobei man - Benzylmercapto - 2',3' - O - isopropylideninosin erhielt.

632 mg 2-Benzylmercapto-2',3'-0-isopropylideninosin behandelte man dann in der gleichen Weise wie im Beispiel 7, wobei man 2',3'-O-Isopropylidenguanosin in 78%iger Ausbeute erhielt.

Eigenschaften von 2-Benzylmercapto-2',3'-O-isopropylideninosin

1. Schmp. 230° C (Zers.).
2. Rf = 0.83 im Lösungsmittel A. Rf = 0,83 im Lösungsmittel B.

3. IaYi = -34,l°(inN,N-Dimethylformamid).

4. /.ρ»,'= 265 und 282 (s)m^ /-£;= 265 τημ, Affi = 273 πΐμ.

(>5 5. Elementaranalyse für C₂₀H₂₂O₅N₄S:

Gefunden .... C 55,61, H 5.38, N 12.89%; berechnet .... C 55,81. H 5,15. N 13,02%.

Beispiel 13
A. Herstellung von Ammonium-2-sulfoinosin

5 g Ammoniumsalz des 2-Mercaptoinosins wurden in 30 ecm Wasser gelöst, 18 g 30%iges Wasserstoffperoxyd unter Rühren eingetropft und die Mischung unter Rühren bei 5 bis 10⁰C 1 Stunde stehengelassen. Danach versetzte man die Reaktionsmischung mit 30 ecm Äthanol, ließ die erhaltene Lösung stehen, wobei sich farblose Kristalle ausschieden, die man abfiltrierte und mit Wasser wusch.

Die rohen Kristalle kristallisierte man aus Wasser-Äthanol-Lösung um, wobei man 2,7 g rtines kristallines Ammonium-2-sulfoinosin erhielt. (Ausbeute: 47%).

Eigenschaften von Ammonium-2-sulfoinosin

1. Schmp. 148 bis 153° C.

2. Rf = 0,30 im Lösungsmittel A.
Rf = 0,03 im Lösungsmittel B.

3. [α]?= 15,3° (H₂O, C = 1%).

4. Ag**,' =255 und 280 (s)m^ AjS,⁶-⁴= 255 und 277 ΐημ, ^S.«'³= 258 und 280 (s)m^

5. Elementaranalyse für C₁₀H₁₅O₈N₅S · ^l/₂ H₂O:

Gefunden .... C 32,07, H 4,58, N 18,79%;
berechnet .... C 32,09, H 4,28, N 18,72%.

B₁) Herstellung von Guanosin

50 ecm Wasser sättigte man mit gasförmigem Ammoniak, versetzte das Ammoniakwasser mit 5 g des Ammoniumsalzes des 2-Sulfoinosins und erhitzte die Mischung 2 Stunden auf 130°C im Autoklav. Sodann engte man die Reaktionsmischung unter vermindertem Druck ein, filtrierte die abgeschiedenen Kristalle ab und kristallisierte sie aus Wasser um, wobei man 3,1 greine Kristalle erhielt (Ausbeute: 82%).

Eigenschaften der reinen Kristalle

Rf = 0,42 im Lösungsmittel A.

Rf = 0,23 im Lösungsmittel B.
Das UV-Absorptionsspektrum stimmte mit dem für Guanosin veröffentlichten überein. Das IR-Absorptionsspektrum stimmte mit dem für Guanosin veröffentlichten überein.

Elementaranalyse für C₁₀H₁₃N₅O₅:

Gefunden .... C 42,56, H 4,76, N 24,50%;
berechnet .... C 42,40, H 4,63, N 24,73%.

B₂) Herstellung von
2-N-Methylguanosin-Monohydrat

2 g Ammonium-2-sulfoinosin löste man in 20 ecm Wa&ser, tropfte der Lösung unter Rühren 30 ecm

ίο 30%iger wäßriger Methylaminlösung zu und erhitzte die Mischung 3 Stunden im Autoklav auf 130° C. Die Reaktionsmischung engte man unter vermindertem Druck ein, filtrierte den ausgefallenen Niederschlag ab und kristallisierte die rohen Kristalle aus Wasser um, wobei man 1,00 g schwachgelbe Nadeln erhielt (Ausbeute: 51%).

Eigenschaften der reinen Kristalle

1. Schmp. 233°C (Zersetzung).

2. Rf = 0,57 im Lösungsmittel A.
Rf = 0,20 im Lösungsmittel B.

3. [<,]? = -42,9^U (0,1 n-NaOH, C = 1%).

4. AgJ_x ¹= 260 und 285 (s)m^ ?.%l⁷ = 258 und 280 (s)m^ Aj*!,¹³= 259 und 275 (s)mu.

5. Elementaranalyse für C₁₁H₁₅O₅N₅ · H₂O:

Gefunden .... C 41,97, H 5,41, N 22,94%;
berechnet .... C 41,90, H 5,39, N 22,24%.

Durch diese Ergebnisse wurden die reinen Kristalle als 2-N-Methylguanosin-Monohydrat identifiziert.

B₃) Herstellung von 2-N,N-Dimethylguanosin

2 g 2-Sulfoinosin wurden mit 30 ecm 30%igem wäßrigem Dimethylamin in der im Beispiel 13B₂] angegebenen Weise umgesetzt und weiter aufgearbeitet. Man erhielt 0,92 g reines kristallines 2-N.N-Dinethylguanosin als farblose Nadeln.

Eigenschaften von 2-N,N-Dimethylguanosin

1. Schmp. 235 bis 236° C.

2. Rf = 0,64 im Lösungsmittel A.
Rf = 0,28 im Lösungsmittel B.

3. [u]? = -35,8° (0,1 n-NaOH, C = 1%).

4. AR₁^= 265 und 295 (s) mμ, A^_x ⁷= 262 unc 285 (s) mm A^_x'³= 265 und 285 (s) πΐμ.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Guanosin und dessen 2-N-Derivaten der allgemeinen Formel

in der R¹ einen unsubstituierten oder in 2'- und 3'-Stellung durch die Isopropylidengruppe substituierten Ribofuranosylrest darstellt, R² und R³ gleich oder verschieden sind und Wasserstoffatome, niedermolekulare Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Cyclohexyl-, Benzylreste oder unter Einschluß des Stickstoffatoms, den Morpholin- oder den Piperidinring bedeuten und, wenn R² Wasserstoff ist, R³ die Bedeutung einer Hydroxyl- oder Aminogruppe haben kann, dadurchgekennzei chnet, daß in 2-Mercaptoinosinen der allgemeinen Formel