DE1645997C3

DE1645997C3 - Verfahren zur Herstellung von Guanosin und dessen 2-N-Derivaten. Ausscheidung aus: 1445451

Info

Publication number: DE1645997C3
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: 1974-07-04
Also published as: DE1445451B2; GB1071231A; DE1445451C3; DE1645997B2; CH427836A; US3454559A; DE1645997A1; DE1445451A1; CH427820A; NL6409806A; NL141513B

Description

An ^XX >

N N

R¹

in der R⁴ 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 Oxydatiionsprodukt mit Ammoniak bzw. einem Amin der allgemeinen Formel

R²

HN

(HI)

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-Dcriviilcn.

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

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

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

Nach dem in der französischen Patentschrift 1321 118 beschriebenen Verfahren wird Guanosin neben Inosin durch Züchten von Mikroorganismen gebildet. Während es gelang, die Inosinproduktion pro Liter so zu steigern, daß sie nach diesem Verfahren in großtechnischem Maßstab durchgeführt werden

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 o-Hydroxypurine durch Umsetzung von 2-Mcibylmercapto-

6-hydroxypurin mit Aminen zu erhalten. Die Reaktion erfordert aber relativ harte Reaktionsbedingungen, wie 24stündiges Erhitzen im verschlossenen Rohr auf 140C. bei aromatischen Aminen sogar 48stündiges Erhitzen auf 160^;C.

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

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

N
HN V

^J A
N N

R¹

in der R' einen unsubstituierten oder einen in 2'- und 3'-Stellung durch die Isopropylidengruppc substituierten Ribofuranosylrest darstellt. R² und R-' gleich oder verschieden sind und Wasscrstoffatome. niedermolekulare Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Cyclohexyl-. Bcn/.ylrestc oder, unter Einschluß des Stickstoffatoms, den Mornholin- oder den Piperidinring bedeuten, und wenn R" ein Wasscrslofl ist. R³ die Bedeutung einer Hydroxyl- oder Aminogruppe haben kann, das dadurch gekennzeichnet ist

ss daß in 2-Mercaptoinosincn der allgemeinen Forme

R⁴S

N N

I I

R¹

(11)

in der R⁴ ein WasscrslolTatom. Ammonium. Natrium Kalium. Lithium, den Methyl- oder Bcnzylrcst be deutet und R¹ die oben angegebene Bedeutung hat zunächst die Mercaptogruppe in an sich bekannte!

Weise oxydiert und danach das erhaltene Oxydationsprodukl mit Ammoniak bzw, einem Amin der allgemeinen Formel

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, Peressigsäure. Wasserst offperoxyd, Sauerstoff, Luft oder Chlor. Die Menge dieser Oxydationsmittel hängt von ihrer Art ab und schwankt zwischen deräquimolaren Menge und einem >>ßen molaren Überschuß pro Mol Material. Die \ituilipermanganate werden gewöhnlich in äquimola-KT Menge bis zu einem geringen molaren Überschuß VM wendet, die übrigen Oxydationsmittel in Mengen ».•:i geringem Überschuß bis zu 20 Mol. Durch unruhig großen Überschuß an Oxydationsmitteln könvn unerwünschte Nebenreaktionen, wie Zerstörung ..us Purinringcs oder Abspaltung von Substituenten .-.Mf der 2'- und 3'-Stellung der Ribofuranosylgruppe. v.iursadu werden. Bei großem Pernianganaiüher- «■duiß nimmt die Menge an isoliertem Endprodukt ab. <!.! ein Teil dts Produktes von dem als Nebenprodukt !■..■bildeten Mangandioxyd adsorbiert wird. Bei Verwendung von Sauerstoff oder Luft als Oxydationsmittel hat es sich ais zweck: täßig erwiesen, einen !'laiin-, Platinoxyd- oder Palladiumkatalysator 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 Wassc oder niedermolekularen Alkoholen.

E>ie Oxydation von 2-Mcrcaptoinosin oder dessen Derivaten wird gemiiß Erfindung etwa 20 Minuten bis 24 Stunden bei etwa 0 bis 100 C. vorzugsweise bei Raumtemperatur, durchgeführt. 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-Vlercaptoinosin 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 RCilklionsprodukl der Oxydation in Lösun;· der Aminierungsrcaktion 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-Sulfonylinosin verbindung isoliert werden. Die Temperatur liegt im Bereich von 80 bis 130 C. und die für die Reaktion benötigte Zeil betrügt etwa 20 Minuten bis 10 Stunden.

Wird die Aminierung mit Ammoniak durchgeführt, setzt man die Lösung des OxydatiOiisproduktes einem mit Ammoniak gesättigten, geeigneten Lösungsmittel unter Kühlung zu und erhitzt die Mischung. Wird die Oxydation mit Chlor durchgeführt, sollte das Chlor aus aer 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 nrt 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 Reaklionsmischung unter Anwendung von konventionellen Methoden isoliert werden.

Das Verfahren der Erfindung soll durch die folgenden Beispiele näher erläutert werden.

Beispiel ΙΑ. Herstellung von 2-Mercapto-2'.3'-O-isopropylideninosin

3 g (10 mM) 5-Amino-4-carbamoy!-l-(2'.3'-0-isopropyIiden-/f-D-ribofuranosyl)-imidazol löste man in 30 ecm Äthanol unter Erhitzen, fügte der Lösung 8,0 g (50 mM) Kaiiumäthylxanthogenal zu und erhitzte die Mischung in einem verschlossenen Rohr 2 Stunden auf 170 C. Nach dem Abkühlen wurde der in der Reaktionsmischung gebildete Niederschlag in 50 ecm Wasser gelöst und der pH-Wert der wäßrigen Lösung durch Zusatz eines stark sauion Kationenauslauscherharzes 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 zur Entfärbung mit 1 g Aktivkohle.

Die Λ i^bcutc .in Γ-Mei■c-apio-j'."·'-* 'i-isopropv iidcnino-iü ι;-. ;.!·. r en'iarbtcn 1 "-.un;: 'vMimniu· man durch Mj-suru! mittels tier PapiL-rehromiUographic unter Verwendung eines n-Propanol-konz.-Ammoniak-W assei -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 \on S3.4% entsprach. Schmp. 241 bis 243 C (Zcrs.).

Bei der Elcmentaranalysc der reinen Kristalle wurden folgende Ergebnisse erhalten, die mit den für das Monnammoniumsal/ von 2-Mcrcapto-2 .3-O-isopropylideninosin erforderlichen Werten übereinstimmten:

Elcmentaranalysc für C₁₁H₁₀O₅N₅S:

Gefunden .... C 44.00. H 5.79. N 19.92. '.'·, 8.96%; berechnet .... C 43.70. H 5.32. N 19.61. S 9.19%.

Die UV-Absorptionsspektrcn der Kristalle zeigten /.„.„, hei 234 und 29d mu. bei pH I und /.„,„, bei 289 ιημ bei pH 13.

I 645

Die Absorptionstwnde, 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 Papierchromatogramm ermittelt, das mit der gleichen Lösungsmittelmischung, wie weiter oben angegeben, erhalten wurde.

B. Herstellung von 2',3'-0-Isopropy!idenguano3in

1 g des Ammoniumsalzes von 2-Mercapto-2',3'-O-isopropylideuinosin 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 bui —40⁰C gehalten wurde — wobei man eine klare is 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^cC mit gasförmigem Ammoniak gesättigt hatte. Die Mischung hielt man 5 Stunden im verschlossenen Rohr bei 130⁰C, 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 löste man in }o 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-Absorptionsspcktren bei pH 13.6 und 1 und die Infrarotspektren der Kristalle stimmten mi; denen übcrcin. die für 2'.3'-O-Isopropylidenguanosin veröffentlicht worden sind. Bei der Elcmentaranalyse der Kristalle wurden folgende Ergebnisse erhalten. die mit den berechneten Werten übereinstimmten:

Elcmentaranalyse Tür C₁₁H₁-O₅N₅ · ' _: 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-i.iopropylidcninosin wurden wie im Beispiel 1 behandelt. wobei man 0,73 g reines kristallines 2'.3'-0-lsopropylidenguanosin erhielt. Die Rf-Werte bei der Papierchromatographie, die UV- und Infrarotabsorptionsspektren sowie die Werte der Elemcntaranalyse stimmten mil den veröffentlichten überein.

Beispiel 3

A. Herstellung von 2-Mcrcaptoinosin

2,58 g (10 inM) 5-Amino-4-imidazolcarboxamid-ribofuranosid wurden in KK) ecm Methylalkohol unter Erhitzen gelöst, eier Lösung 4.8 g (3OmM) Kaliumithylxanthogcnat zugesetzt und die Mischung in einem verschlossenen Rohr !Stunden auf 17O⁰C erhitzt. Nach dem Abkühlen lugte man der Reaktionsmischung 100 ecm Wasser zu, stellte den pH-Wert der wäßrigen Lösung dwrch Zusatz eines Ionenaustauschers vom H-Ionen-Typ auf etwa 3 ein filtrierte das Harz ab, versetzte das Filtrat mit 20 ecm itonzentriertem Ammoniak und behandelte es zur Entfärbung mit Aktivkohle. Die entfärbte Lösung konzentrierte man unter vermindertem Druck, entfernte nicht umgesetztes S-Amino^imidazolcarboxamid-ribofuranosid durch Extraktion mit Methylalkohol und kristallisierte den Rückstand aus Wasser um. Man erhielt 2,1 g reine Kristalle. Ausbeute: 66,2%.

Elemeniaranalyse 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 }._max bei 231,5 und 294 πΐμ bei pH 1, )._m„ bei 234 und 289 πΐμ bei pH 13 und i._max bei 296 πΐμbei pH 6.

Ein einziger Fleck mit einem Rf-Wert von 0,43 wurde auf einem Papierchromatogramm ermittelt, das mit der gleichen Lös ,lgsmittelmischung 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 vor. -40 C eingeführt, danach so lange Luft durch die Reaktionslösung in dem Bad von —30"C hindurchgeleitet. bis die Lösung farblos wurde. Die farblose Lösung tropfte man dann mit Ammoniak gesättigtem Mehtanol 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 ü reines kristallines Guanosin.

Ein Papierchromatogramm der Kristalle zeigte tinen einzigen Fleck von Rf Q/.Z irn Lösungsmittel A und von Rf 0.23 im Lösungsmittel B.

Elementaranalysc für C₁₀H₁₁N₅O₅:
Gefunden .... C 42.56. H 4,76, N 24.50%;
berechnet .... C 42.40, H 4.63, N 24,73%.

El e i s ρ i e 1 4

1.0 g des Ammoniumsalzes von 2-Mcrcaplo-2'.3'-0-isopropylideninosin wurde in 20 ecm cinci wäßrigen Kaliumpcrmanganallösung, die 950 mg de; Permangaiiats enthielt, gelöst, die Lösung 2 Stundet bei 40 C gerührt und der gebildete Niederschlag ab zentrifugiert.

Die jbcrstchende Flüssigkeit und die Wasch

do wasser wurden mit 40 ecm Äthanol, das mit gasforni; gern Ammoniak bei OC gesättigt worden war, ge mischt und die Mischung 4 Stunden unter Rühren be 130 C in einem 200-ccm-Autoklav aus nichtrostenden Stahl gehalten. Das Filtrat der erhaltenen Lösum engte man unter vermindertem Druck zur Trocken« ein. löste den Rückstand in Wasser und konzentriert! die Lösung zur Fällung des rohen kristalline! 2'.3'-O-lsopropylidenguanosins.

645 997

Die rohen Kristalle löste man in Wasser, behandelte 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 im Lösungsmittel A und von Rf 0,63 im Lösungsmittel B.

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

Elementaranalyse für C₁₁H₁₇O₅N₅ · ' ₂ H_;O:
Gefunden .'.. C 47,36. H 5.54. N 20.85%:
berechnet .... C 46.98. H 5.47. N 21.07"«.

Beispiel 5

LOg des Ammoniumsal7.es 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 O'C mit gasförmigem Ammoniak gesättigt worden war. und hielt die Mischung 4 Stunden bei 120 C im Autoklav. Den in der Reaktionslösung gebildeten Miederschlag 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 Kationcnaustauscherharz vom H-Ionen-Typ gepackt warden war. und dann durch eine Kolonne, die mit einem stark basischen Anionen-.lustauschcrharz 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'-0-lsopropylidenguanosin erhielt. Nach Umkristallisieren der rohen Kristalle aus Wasser erhielt manO,48 g reines 2'.3'-0-Isopropylidcnguanosin. Ausbeute: 53%.

Beispiel 6

500 mg des A.mmoniumsalzcs von 2-Mcrcaplo-2'.3'-O-isopropylidcninosin 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 50° C. Die Reaktionslösung mischte man mit 30 ecm 10%igem wäßrigemAmmoniak und hielt sie 3 Stunden auf 120°C 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-Isopropylidenguanosin betrug 49,9% und die an Guanosin 32,4%.

Beispiel 7

500 mg 2-Mercapto-2',3'-0-isopropylideninosin löste man in wäßriger Wasserstoffperoxydlösung, die 1,59 g 30%iges 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 Umkristallisation 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 mit denen überein. die für ίο 2".3'-0-Isopropylidenguanosin veröffentlicht worden sind.

Beispiel 8

5(K) 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 Erhitzen von dem im Beispiel 4 beschriebenen 2'.3'-O-Isopropylidenguanosinmii;0,l n-HCI bei 70 C 2s erhalten worden war. veröffentlicht worden sind.

Elementaranalyse der Kristalle für Ci₀H_nN₅O₅:
Gc.jnden .... 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-Mcthylsulfonyl-2'.3'-0-isopropylideninosin

Ί5 2-Mercapto-2'.3-0-isopropyiideninosin wurde mit Methyljodid in einer Natriumhydro\ydlösung zu dem entsprechenden 2-Methylmercapto-2'.3'-0-isopropylidcninosin umgesetzt. 5.Ö 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 mit Äthanol und filtrierte. Nach Konzentrierung des Filtrates erhielt man 2-Methylsulfonyl-2.3'-Ö-isopropylideninosin als farbloses Pulver.

Bemerkung

Eigenschaften von

2-Methylmercapto-2',3'-O-isopropylidenmosin

1. Schmp. 212 bis 213° C (Zers.).

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

3. Afi,¹= 270 ΐημ, Ag,⁷= 260 ma, Äj*»= 273 m;

4. Rf im Lösungsmittel A = 0,72.
Rf im Lösungsmittel B = 0,74.

5. Elementaranalyse für C₁₄H₁₈O₅N₄S:

Gefunden ... C47,71, H 5,32, N 15.57%;

berechnet ... C47,45, H 5,12, N 15,81%.

Eigenschaften von 2-Methylsulfonyl-2\3'-O-i!5opropylideninosin

\l= 255 und 283 πΐμ, /gg⁷= 258 und 280 m
!,"= 258 und 280 πΐμ*)

*) Schulter.

409627,

2. Rf = 0.73 im Lösungsmittel A.
Rf = 0.57 im Lösungsmittel B.

B₁) Herstellung von
2-N-Methyl-2'.3'-O-isopropylidcnguano:iin

Das nach A erhaltene 2-Methylsulfonyl-2',3'-O-isopropyliveninosin löste man in 10 ecm Wasser, tropfte der Lösung 70 ecm einer 30%igen wäßrigen Methylaminlösung zu und hielt die erhaltene Lösung 3 Stun- ίο den auf 120" C 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-Mercapio-2'.3'-0-isopropy!ideninosin bezogen. Schmp. des kristallinen Produktes: 267 bis 268' C (Zers.).

Ein einziger Fleck wurde auf einem Papicrchromalogramm mit dem Lösungsmittel A (Rf 0,72) und mit dem Lösungsmittel B (Rf 0.66) ermittelt.

Aj;",¹ = 262 ir -. /.Ki!;= 255 ηΐμ. /.J^,"= 262 m;i.

[„]« = -41) >C = 1%) in 0.1 n-NaOH.

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

Elementaranalyse für Ci₄Hi₁)O₅N₅:

Getunden .... C 49.62. H 5.59. N 20.64%; ,0

berechnet .... C 49.84. H 5,68. N 20.76%.

B₂) Herstellung von

2-Morpholino- und 2-Pipcridino-2',3'-O-isopropylideninosin

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

Eigenschaften von
2-Morpholino-2'.3'-0-isopropylidcninosin

1. Schmp. 243 C.

2. Rf = 0.75 im Lösungsmittel A.
Rf = 0.77 im Lösunesmittel B.

4. /£!,'= 268 mn. λ·;¹¹;= 263 und 285 (s)m;i. >.^,^r ="268 m μ.

(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-MethyIsuIfonyl-2'.3'-O-isopropylideninosin und 70 ecm Piperidin wurden 5 Stunden unter Rück-MuG' erhit/l. 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. AKiI_x' = 270 und 300 |s)ma. AKiJ_x"= 268 und 300(s)rmx. /.Ki.!,"= 268 mii.
Elementaranalyse für C₁₈H,.,OjH,

40 H,O:

Gefunden ... C 53.88. H 6.43. N 17.42%:
berechnet ... C 53.99. H 6,56. N 1 ".49%.

B,) Herstellung von 2-Hydrazino- und von
2-Hydroxylamino-2'.3'-0-isopropylideninosin

40 g 2-Mcthylsulfonyl-2 .3-O-isopropylidcninosin fiigtc man 100 ecm Äthanol zu. das 4 g Hydrazinliydral enthielt, und erhitzte die Mischung 3 Stunden unter Rückfluß. Man erhielt 3.9 g 2-Hydrazino-2'.3'-O-isopropylidcninosin. Ausbeute: 78.5%.

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

1. Rf = 0.6X im Lösungsmittel A.
Rf -- 0.83 im Lösungsmittel B.

2. Schmp. des Pikrats = 190 bis 192 C (Zers.).

3. AK,¹!,¹= 254 HV₁. /j;¹!;= 256 und 280(S)UV;.. /.j;'!,^p = 260 m μ.

(s) = Schulter.

1.9 g 2-Methy!sulfonyl-2'..V-0-isopropylideninosin erhitzte man 4 Stunden in 100 ecm Äthanol, das 2.5 g Hydroxylamin --Mhiell. am Rückfluß und erhielt 1.4 g2-Hydroxylamn. '-2'.3'-O-isopropylideninosin. Ausbeute: 76.9°,,.

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

1. Rf — 0.60 im Lösungsmittel A.
Rf = 0.55 im I.ösungsmitrcl B.

2. A;;;.;, --- 230 und 265 ηΐμ. Aj^_x" = 250 und 278 nw.

Beispiel 10

2.0 g 2-Mcthylmercapto-2'.3'-O-isopi(ipylidcninosin oxydierte man in der im Beispiel 9 angegebenen Weise und führte dann die Aminierungsreaktion mit 40 ecm 70%igem wäßrigem Äthylamin durch. 2.0 t; 2-Methvisu 1 fony 1-2'.3-0-isopropylidcninosin. das in der im Beispiel 9 angegebenen Weise hergestellt worden war, setzte man mit den in Tabelle I-A angegebenen primären Aminen um, wobei mar 2-N-substituierte 2',3'-O-Isopropylidenguanosinderi vate erhielt.

Tabelle I-A

AiKgangsmateriai

70% Äthylamin*), 40 ecm n-Propylamin *X 50 g

2-Methylmercapto-2',3'-O-isopropyIideninosin

2-MethyIsulfonyl-2',3'-O-isopropyIideninosin

♦) 4 Stunden auf 12D^SC eriWtzt.

Et-Ip-GR = 2-N-Ä(hyl-2'3'-O-isopn5ipiyfidengnanosin. W-Ip-GR == 2ND'I*ropyI2'^'friSö|*^MEngDSöK>si

Primäres Amin

Et-Ip-GR, 540 mg
Pr-Ip-GR. 1,0 g

Ausbeute an
isoliertem
Produkt

28

53

645

Fortset/unc

Ausgangsmaterial Primäres Amin Reaktionsprodukt. Menge

n-Butylamin*). 25 g Cyclohexylamin**). 25 g Bu-Ip-GR
Cy-hex-Ip-GR. 395 mg

2-Methylsulfonyl-

2',3'-0-isopropylideninosin 2-Methylsulfonyl-

2'.3'-0-isopropylideninosin

*) 4 Stunden auf 120 C erhitzt.
**) .1 Stunden unter Rückfluß erhitzt

Bu-Ip CiR — 2-N-n-But>l-2'..''-f)-isopropylidcnguanosin. Cy-hex-Ip-GR = 2-N-Cyclohcxyl-I'..V-0-isopropylidcngu;inosin

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

Tabelle I-B

Ausbeute an isoliertem Produkt

36

25

Reaktionsprodukt

Et-Ip-GR
Pr-Ip-GR
Bu-Ip-GR

Cy-hex-Ip-'GR

(st -- Schulter

Schmp.

258 259
(Zcrs.)

253

(Zers.)

235

(Zers.)

266-267

(Zers.)

Rf-Wcrtc

l.ösungstr.illcl Λ

0.84 0.86 0.90 0.91

Lösungsmittel R

0.74 0 0.87 0.83

40

Bei der Elcmentaranalysc der Produkte wurden folgende Werte erhalten:

Et-Ip-GR (Analyse Tür 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 fiir C_lhH,.,O.,N_;):

Gefunden .... C 52.53. H 6,47. N 19.11%: berechnet .... C 52.59. H 6.34. N 19.17%.

Bu-Ip-GR (Analyse fur C₁-H₂₅O₅N₅): ^

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 für C₁₉H₂-O₅N₅ · H,O: Gefunden .... C 54,50, H 7,01, N 16,20%: berechnet .... C 53,89, H 6.92. N 16,54%.

Beispiel 11

5,0 g 2-Methylmercapto-2',3'-O-isopropylidenino sin 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'-0-isopropylidenguanosin. Ausbeute: 30,2%.

Eigenschaften von 2-N,N-DimethyI-2'3'-O-isoprop5Üdenguanosin

1. Schmp. 151 bis 152°C (Zers.).

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

3. [a]V = -19,6°.

⁶S I«]?¹

-21.5

pH 1	pH 7	pH 13
263	257	264
287(s)	284 (S)
263	257	263
287(s)	282 (S)
263	256	262
287(s)	280 (S)
263	257	263
290 (S)	280 (S)
und 298(	s)mtx. ;.!1"⁷ =	261 mu.

+ 8.95

= 266 m;jL
(si = Schulter.

Elementaranalyse für C₁₅H₂₁O₅N₅ · ¹Z₂ H₂O:

Gefunden .... C 50.41. H 6.34. N 19.40%; berechnet .... C 49.99. H 6.17. N 19,43%.

Beispiel 12

2-\lercapto-2'.3'-O-isopropylideninosin setzte man bei Raumtemperatur mit Benz\ lchlorid um. wobei man .2 - Benzylmercapto - 2'.3' - O - isopropylideninosin erhielt.

632 mg 2-Benzylmercapto-2'.3'-0-isopropylidcn inosin behandelte man dann in der gleichen Weise wi< im Beispiel 7, wobei man 2'.3'-0-Isopropylidenguano sin in 78%iger Ausbeute erhielt.

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

1. Schmp. 230⁰C (Zers.).

2. Rf = 0,83 im Lösungsmittel A. Rf = 0,83 im Lösungsmittel B.

3. [α]? = -34.Γ (in Ν,Ν-Dimeihylformamid).

4. /£,'= 265 und 282 (s)m^ Ag*?= 265 πΐμ, / = 273 ΐημ.

5. Elementaranalyse fur C₂₀H₂₂O₅N₄S:

Gefunden .... C 55,61. H 5,38, N 12,89%; berechnet .... C 55,81, H 5,15, N 13,02%.

645 997

Beispiel 13
A. Herstellung von Ammonium-2-sulfoinosin

5 $ 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 10 C I Stunde stehengelassen. Danach versetzte man die Reaktionsmischung mit JO 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 Wasscr-Äthanol-Lösung um. wobei man 2.7 g reines kristallines Ammonium-2-sulfoinosin erhielt. (Ausbeute: 47%).

Eigenschaften von Ammonium-2-sulfoinosin

1. Schmp. 148 bis 153⁰C.

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

3. [«]?= 15.3°(H₂O. C = 1%).
;.£.;„' = 255 und 280(s)ir^. /S₁I_x
;.&','■'= 25S und 280 (s)ir^. '

5. Elementaranalyse für C₁₀H₁₅O₈N,S · \

= 255 und 277 ηΐμ.

H₂O:

Gefunden .... C 32.07. H 4.58. N 18.79%;
!«rechnet .... C 32.09. H 4,28. N 18.72%.

B₁) Herstellrng von Guanosin

50 ecm Wasser sättigte man mit gasförmigem Ammoniak, versetzte das Ammoniakwasser mit 5 a. des Ammoniumsalzes des 2-Sulfoinosins und erhitzte die Mischung 2 Stunden auf 130^cC 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 übercin. Das IR-Absorptionsspektrum stimmte mit dem für Guanosin veröffentlichten überein.

Elementaranalyse für C_1nH₁₃N₅O₅:

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

g Ammonium-2-sulfoinosin löste man in 20 ccrr Wasser, tropfte der Lösung unter Rühren 30 ccn

ίο 30%iger wäßriger Methylaminlösung zu und erhitzt» die Mischung 3 Stunden im Autoklav auf 130⁰C Die Rtüktionsmischumg engte man unter verminder tem Druck ein, filtrierte den ausgefallenen Nieder schlag ab und kristallisierte die rohen Kristalle au:

Wasser um, wobei man 1,00 g schwachgelbc Nadelt erhielt (Ausbeute: 51%).

Eigenschaften der reinen Kristalle

1. Schmp. 233° C (Zersetzung).
2. Rf = 0.57 im Lösungsmittel A.
Rf = 0.20 im Löisunesmittcl B.
χ [,,]* = -42.9^r (0,1 n-NaOH, C = 1%).
4. /.J^¹= 260 und 285 (s)m_(i, /.Si₁V= 258 unt 280 (s)m,u, /.SU,¹-'== 259 und 275 (s)m;i.
5. Elcmentaranalyse 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 Kristalk .to als 2-N-Methylguanosin-Monohydrat identifiziert.

B,) Herstellung von 2-N.N-Dimelhylguanosin

g 2-Sulfoinosin wurden mit 30 ecm 30%igeir wäßrigem Dimethylamin in der im Beispiel 13 B₂ angegebenen Weise umgesetzt und weiter aufgearbeitet. Man erhielt 0.92 g reines kristallines 2-N.N-Dinethylgiianosin als farblose Nadeln.

Eigenschaften von 2-N,N-Dimcthylguanosin

Schmp. 235 bis 236^rC.

Rf = 0.64 im Lösungsmittel A.

Rf = 0,28 im Lösungsmittel B.

[«]? = -35,8" (0,1 n-NaOH, C = 1%)

/PJJJ =265 und 295 (s) π,μ, /^= 262

285 (s) m,!, /ρ,»,"= 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 T- und 3'-Stellung durch die Isopropylidengruppe substituierten Ribofuranosylrest darstellt, R² und R³ gleich oder verschieden sind und Wasserstoffatome, niedermolekulare Alkylgruppen rait I 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, dadurchgekennzeichnet, daß in 2-Mercaptoinosinen der allgemeinen Formel