DE1695344A1 - Verfahren zur Herstellung von Purinderivaten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Purinderivaten

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DE1695344A1 DE19641695344 DE1695344A DE1695344A1 DE 1695344 A1 DE1695344 A1 DE 1695344A1 DE 19641695344 DE19641695344 DE 19641695344 DE 1695344 A DE1695344 A DE 1695344A DE 1695344 A1 DE1695344 A1 DE 1695344A1
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Description

Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd., Tokyo, Japan
K 775 (
Verfahren zur Herstellung von Purinderivaten
(Ausscheidung aus Patentanmeldung K 54 601 IVd/12p)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Purinderivaten, wie Adenin, Hypoxanthin, Methylhypoxanthin, 2-Methylmercaptoadenin usw., der allgemeinen lOrmel '
in der Y. H, eine niedere Alkyl-, niedere Alkylamino- oder niedere Alkylmercaptogruppe, X2 ΒΉ=, 0= oder S= und R2 H oder eine niedere Alkylgruppe bedeuten. Bisher bekannte Verfahren zur Herstellung von Purin-
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derivaten aus 4-Amino-5--arylazopyrimidinen waren insofern nachteilig, als entweder mehr als eine Verfahrensstufe erforderlich war, oder unter drastischen Reaktionsbedingungen8 wie zum Beispiel bei hohen Temperaturen und hohen Drücken, gearbeitet werden mußte, um zu annehmbaren Ergebnissen zu gelangen, und bisweilen Zwischenprodukte auftraten, die einer Oxydation und Verfärbung unterlagen, wie es zum Beispiel bei dem 4,5S6-Triaminopyrimidin der Fall ist.
Aus der deutschen Patentschrift 834 105 ist es bekannt, Xanthinderivate durch Reduktion von 5-Isonitroso-4-imino-2,6-diketohexahydropyrimidinderivaten zu Formamidderivaten ohne Isolierung der Zwischenverbindungen zu erhalten. In der "Japanese Patent Publication" 526/57 wird ferner beschrieben, daß man eine ^-Amino-S-arylazourazilverbindung mit Formamid reduzieren und dann die reduzierte Verbindung dem Ringschluß unterwerfen kann. Es wird dabei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß zur Erzielung besserer Ergebnisse die Reduktion katalytisch mit Raney-Nickel unter Anwendung hoher Drücke vorgenommen werden soll. Aus dem "Journal of the American Chemical Society" 21» 1949» S. 533» kann andererseits hergeleitet werden, daß die Reduktion von 4,6-Diamino-5-phenylazopyrimidin zu 4,5,6-Triam.inopyrimidin zwar mit Zink und Wasser ohne Rücksicht auf den Reinheitsgrad des Ausgangsstoffes statt-
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finden kann, bei katalytischer Reduktion der Phenylazogruppe'aber dchwankende Ausbeuten erhalten werden. Ferner lehrt das "Journal of General Chemistry of the TJ.S,S.R." Bd. 52, 1962, Seite 1638, daß bei Hydrierung der 5-Arylazo-4»6-diaminopyrimidine an einem Nickelkatalysator die Ausbeute je nach der Art des eingesetzten Nickels innerhalb eines großen Bereichs variiert. Zusammenfassend ist daher festzustellen, daß nach der Literatur die Ausbeute des ReduktionsVerfahrens je nach der Art der zu reduzierenden Pyrimidinverbindung, des in ihr enthaltenen Substituenten und der Reduktionsbedingungen, wie Temperatur, Druck und Lösungsmittel, schwankt, so daß zuverlässige Rückschlüsse von einer Pyrimidinausgangsverbindung auf andere Pyrimidinausgangsverbindungen nicht gezogen werden können.
Eine elektrolytisehe Reduktion von Azoverbindungen im allgemeinen ist an sich bekannt (Houben-Weyl, "Methoden der organischen Chemie", Band XI/l, Stickstoffverbindungen II» 1957, Seite 529). Aus der Tatsache, daß die elektrolytische Reduktion unter bestimmten Bedingungen glatt erfolgt, kann jedoch nicht geschlossen werden, daß die elektrolytische Reduktion auch in einem Lösungsmittel, wie Ameisensäure, Formamid oder ähnlichem stattfindet. 'Zum Beispiel lassen sich nach "Transactions of American ülektrochemical Society", Bd. 56, 1929, S. 445, Diazoniumverbindungen an
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Quecksilberelektroden nur in einer Ausbeute von 31,6 5^ reduzieren. Im Falle der Diazotate ist die Ausbeute noch. schlechter (vgl. "Helvetia Chemica Acta", Bd. J2» 1934, S. 1416). Werden die Bedingungen geändert, kann dieselbe Azogruppe auch in eine Hydrazin- und Hydrazidgruppe umgewandelt werden, also nicht in eine Aminogruppe. Bei Azofarbstoffen ist es bekannt, sie durch elektrolytische Re-
™ duktion in Amine überzuführen, was gewöhnlich in saurer, bei einigen Azofarbstoffen jedoch in Gegenwart von Alkalicarhonaten stattfindet. Nach allem kann das Ergebnis der elektrolytischen Reduktion von Azoverbindungen nicht vorausgesehen werden, weil dieses Ergebnis je nach, der einzelnen Azoverbindung und dem speziellen elektrolytischen Reduktionsverfahren9 zum Beispiel der Art der Elektrode, dem pH-Wert der Elektrode, sehr unterschiedlich ist.
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von
tu Purinderivaten der allgemeinen !Formel
in der Y1 H, eine niedere Alkyl-, niedere Alkylamino- oder niedere Alkylmercaptogruppe, Xp NH=, 0= oder S= und R2 H oder eine niedere Alkylgruppe bedeutet, durch Reduktion eines 4-Amino-5-arylazopyrimidine der allgemeinen Formel
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in der Y^, X2 1^ β? d^e ^01"8*©^'©^ angegebene Bedeutung haben und E.. H, eine niedere Alkyl-, die Hydroxyl-, eine niedere Alkoxy-, die Nitro-, SuIfο- oder Carboxygruppe oder Halogen bedeutet, und η 0, 1, 2 oder 3 ist und Imidazolringschluß gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Reduktion elektrolytisch in einem Elektrolyten, der Ameisensäure enthält, vornimmt und das dabei anfallende Reaktionsgemisch ohne Isolierung der Zwischenprodukte den !Demperaturbedingungen für den ImidazoIringschluß unterwirft. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es so möglich, in wirtschaftlich tragbarer Weise zum Beispiel Hypoxanthin aus 4-Amino-5-arylazopyrimidin und Adenin aus 4»6-Diamino-5~arylazopyrimidin in hoher Ausbeute und ununterbrochen in einer einzigen Verfahrensstufe durch elektrolytische Reduktion und Ringschluß herzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung führt man das als Ausgangsmaterial dienende ^Amino-S-arylazopyrimidinderivat in einen geeigneten Elektrolyten, der Ameisensäure enthält, ein, führt eine elektrolytische Reduktion der Arylazogruppe bei einer geeigneten Temperatur unter Verwen-
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dung einer geeigneten Elektrode und mit einer geeigneten Stromdichte durch., während man die Lösung rührt, erhitzt das Reaktionsgemisch auf höhere Temperaturen, um den ImidazoIringschiuß (d.h. die Bildung des Purinringsystems) zu bewirken, und isoliert das entsprechende Purinderivat in hoher Ausbeute.
Als Anoden sind u.a. Wolfram-,-Tantal-, Blei-, Palladium-, Iridium-, Gold-, Platin- und Kohlenstoffanöden geeignet, die eine geringe Ionisierungstendenz aufweisen. Als Kathodenmaterialien sind u.a. Kohlenstoff, amalgiertes Zink, Kupfer, Eisen amalgiertes Cadmium, Tantal, Blei, Bleidioxyd, Quecksilber, Silber, Gold, Platin, Palladium, Iridium, Rhodium, Nickel, Molybdän, Wolfram sowie Legierungen geeignet, die eines oder mehrere dieser Elemente enthalten. Am wirtschaftlichsten ist eine Kombination mit einer Anode aus Kohlenstoff, Blei oder Platin und einer Kathode aus Kohlenstoff, Blei, Platin, Quecksilber, Kupfer, Eisen oder einer Legierung, die eines oder mehrere dieser Elemente enthält.
Erfindungsgemäß wird die erste Reaktionsstufe 9 d.h. die elektrolytische Reduktion, vorzugsweise bei einer Temperatur oberhalb von 900C durchgeführt, um einen glatten Verlauf der nachfolgenden lOrmylierungsreaktion zu gewährleisten. Es kann jedoch auch bei gewöhnlicher Temperatur gearbeitet werden. Die elektrolytische Reduktion verläuft mit einer Geschwindigkeit, die der Menge des elektrischen
209819/117 0'"
-7-
Stromes praktisch proportional ist. Die Arbeitsbedingungen, •wie z.B. die Spannung und die Stromdichte, können innerhalb eines breiten Bereichs, je nach der Größe der Verfahrensanlage und der gewünschten Arbeitszeit variiert werden.
Um eine glatte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu ermöglichen, wird vorteilhaft ein geeignetes Lösungs- bzw. Verdünnungsmittel verwendet. Weiterhin kann ein geeignetes Lösungsmittel, das mit Wasser ein azeotropes Gemisch bildet, zugesetzt "werden, um das während der Reaktion gebildete Wasser zu entfernen.
Obgleich das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre, wie z.B. Stickstoff, durchgeführt wird, werden auch bei einem Arbeiten an der Luft ausreichend reine Purinderivate erhalten.
Die auf diese Weise erhaltenen Purinderivate stellen sehr wichtige Ausgangsmaterialien für die Herstellung von chemischen Würzstoffen, wie z.B. 5'-InOSinsäure usw., und von pharmazeutischen Produkten dar.
Die folgenden erläuternden, jedoch nicht begrenzenden Beispiele zeigen zur Zeit bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. In den Beispielen stehen Gewichtsteile zu Volumenteilen in der gleichen Beziehung wie g zu ecm.
Beispiel 1
Eine Kathodenflüssigkeit, die aus einer Suspension von 5,3 Gewicht st eilen ^--Amino-^-phenylazo-o-hydroxypyrimidin in
209813/112Ö
150 Volumenteilen 50$iger wäßriger Ameisensäure besteht, wird unter Verwendung einer Bleiplatte als Kathode(Oberfläche 27,0 cm je 150 Volumenteile Flüssigkeit) und einer Kohlenstoff
platte als Kathode mit einer Stromdichte von 50-60 A/dm bei einer Temperatur.von 90-1050C unter Rühren solange elektrolytisch reduziert ,,bis die Farbe des Ausgangsmaterials verschwunden und die Suspension klar geworden ist, was nach etwa 2,5
W Stunden der Fall ist. Sodann wird das Reaktionsgemisch etwa 8 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Die erhaltene dunkelbraune lösung wird im Vakuum auf 30-50 Volumenteile eingeengt. Das Konzentrat wird in 2Q0r300 Volumenteile Wasser eingegossen,, und das Gemisch wird in heißem Zustand filtriert.Das Filtrat wird mit Aktivkohle behandelt, auf ein Volumen von 50r70 Volumenteilen eingeengt und zum Abkühlen stehengelassen. Die erhaltene weiße Abscheidung wird abfiltrJ-ert. Ausbeute an Hypoxanthin; f?5 Gg^iq|itsteilg. ·
k Elementaranalyse; ·
fiir G3II4JSr4O; G 44?1?f H 2t96| W 4i917f G 44?3§f H 3tp5| U 41*33.'
Beispiel 2
Ein| Kathoffhflüssigkeit, die 5*5 Sewichtsteile 4-AmiJnjO-5-phenylazo—6-hyd.roxypyrimidin in einem Gemisch aus 150 Vplumgnteilen QO^iger Ameisensäure und 50 VoIume.nteilen lOrmamid suspendiert entja|lt,wird iinter Verwendung einer Bleiplatte als Kathodf(Oberfläche; 27,0 cm^ je 150 Volumenteile Flüssigkeit),
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einer Kohlenstoffplatte als Anode, einer Stromdichte von 50-60 A/dm und einer Temperatur von 9O-1O5°G unter Rühren etwa 2,5 - 3 Stunden elektrolytisch reduziert.
Me erhaltene klare Lösung wird unter Abdestillieren der niedrigsiedenden Fraktionen erhitzt und sodann etwa 1 Stunde bei 165-17O0G gehalten. Das erhaltene dunkelbraune Reaktionsgemisch wird im Vakuum auf 10-20 VoIumenteiIe eingeengt und das Konzentrat in 200-300 Volumenteile Wasser eingegossen. Sodann wird in heißem Zustand filtriert. Das FiItrat wird in heißem Zustand mit Aktivkohle "behandelt; auf 50-70 Volumenteile eingeengt und zum Abkühlen über Nacht stehen gelassen.Die erhaltene grauweiße Abscheidung wird abfiltriert. Ausbeute an Hypoxanthin: 2,9 Gewichtsteile.
Beispiel 3
Eine Kathodenflüssigkeit, die 5»4 Gewichtsteile 4*6-Diamino-5-phenylazopyrimidin in einem Gemisch aus 150 Volumenteilen 90%iger Ameisensäure und 50 Volumenteilen Formamid suspendiert enthält, wird wie in Beispiel 2 beschrieben unter Verwendung einer Bleiplatte als Kathode (Oberfläche: 27,0 cm je 200 Volumenteile Flüssigkeit) und einer Kohlenstoffplatte als Anode elektrolysierts wobei 2,7 Gewichtsteile freies Adenin erhalten werden. ..-■-_■
Elementaranalyse:
Berechnet für G5H5N5: G 44,44; H 3,73} N 51,83; .
Gefunden : C 44,64; H 3,96$ N 51,98- .· ·
15-95344
Beispiel 4
Eine Kätiiodenflussigkeit, die 5,8 Gewichtsteile 4-Amino-6~hydroxy-5-(p-methylphenylazo)~pyrimidin in einem Gemisch aus 7,5 Gewichteteilen Natriumcarbonat, 150 Volumenteilen 90$iger Ameisensäure und 50 Voluarenteilen Formamid suspendiert enthält, wird gerührt und unter Verwendung einer Quecksilberkathode (Oberfläche: 88,5 cm2 je 200 Volumenteile Flüssigkeit), eines dicken Platindrahtes als Anode,, einer Anodenlösung,die 295 Gewichtsteile Natriumcarbonat in 25 Volumenteilen Wasser enthält und sich in einem porösen Zylinder befindet, einer elektrischen
2 '
Stromdichte von 0,8 - 1,5 A/dm und einer Elektrolyse temperatur von 90 - 105°C 3,0 - 3,5 Stunden elektrolytisch reduziert. Nach weiterer Behandlung wie unter Beispiel 2 werden 2,5 Gewichtsteile freies Hypoxanthin erhalten.
Beispiel 5
Eine Kathodenflüssigkeit, die aus einer Suspension von 2,4 Gewichtsteilen 4,6-Diamino-5-(o-methoxyphenylazo)-pyrimidin in einem Gemisch aus 150 Volumenteilen 90$iger Ameisensäure und 50 Volumenteilen Formamid besteht, wird unter Rühren und unter Verwendung einer Kupferplatte als Kathode (Oberfläche:36,0 cm je 200 Volumenteile Flüssigkeit) und eines Platindrahtes als Anode mit einer Kathodenstromdichte von 30-40 A/dm bei einer Temperatur von 9O-1O5°C elektrolytisch reduziert. Nach weiterer Behandlung wie in Beispiel 2 werden 0,8 -r 1,0 Gewichtsteile Adenin erhalten. H«
209819/1120
E eis pi el 6
Eine Kathodenflüssigkeit, die 5»5 Gewichtsteile 4-Amino-6-hydroxy-5-phenylazopyrimidin in 2OQ VoIumenteilen 80$iger Ameisensäure enthält, wird unter Rühren und unter Verwendung einer Bleiplatte als Kathode (Oberflache 27,0 cm ^ "je 200 Volumenteile Flüssigkeit) und einer Kohlenstoffplatte als Anode mit einer Stromdichte von 55 - 60 A/am etwa 2,0 -3,0 Stunden bei einer Temperatur von 90-1050C reduziert. Das erhaltene Reaktipnsgemisch wird erhitzt, um 130-150 Volumenteile Wasser
und Ameisensäure abzudeetillieren, mit 50 Volumenteilen Formvers et st
amlä)/väidi etwa 2 Stunden auf Rückflußtemperatur erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird im Vakuum eingeengt und wie in Beispiel 2 weiterbehandel't,, wobei 2,6 Gewichtsteile Hypoxanthin erhalten werden.
Die folgenden Verbindungen ergaben bei der Behandlung nach dem Verfahren des vorliegenden Beispiels die folgenden entsprechenden Purinderivatein der angegebenen Ausbeutej
(1) 2*-i5etfeylhyppxanthin stiis ^-Amino'-e-rhydroxy-^rmethyl-S-phgnylazo|)yrimidin f Aus beute: 7# $)·
(2) 2rHfthylpiereaptogde;ni.n aus Aiö-Diamino-g-methylmercapto-"5?-phenylazopyrimidin (Ausbeute; 79 ^).
(3) HypQxanthin aus 4-Amino-6-hydroxy-5-(2!,4',5?-trimethylphenylazo)pyrimidin (Ausbeute: 13 fo).
(4) Adenin aus 4,6-Diamino-5r(3'?5!rdimethylphenylazo)-pyrimidin (Ausbeute i 76 ^)
(5) Hypoxanthin aus 4*-Amino-5r(2' ^'-di hydroxypyrimidin (Ausbeute; 78
2Q9819/11

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von Purinderivaten der allgemeinen Formel
X,
in der Y- H^ eine niedere Alkyl-, niedere Alkylamino- oder niedere Alkylmercaptogruppe, X2 TTH=, 0= oder S= und R2 H oder eine niedere Alkylgruppe bedeutet, durch Reduktion eines 4-Amino-5-arylazopyrimidins der allgemeinen Formel
Y1/ \NH2
in der Y-, Xp und R2 die vorstehend angegebene Bedeutung haben und R- H, eine niedere Alkyl-, die Hydroxyl-, eine niedere Alkoxy-, die Nitro-, SuIfο- oder Carboxygruppe oder Halogen bedeutet, und η 0, 1, 2 oder 3 ist, und Imidazolringschluß, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reduktion elektrolytisch in einem Elektrolyten, der Ameisensäure enthält, vornimmt und das dabei anfallende Reaktions^emisch ohne Isolierung der Zλ'.*j .-chenprodukte den Temperaturbedj ngungen für den ngT -i\rj.7i unterwirft.
K
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A-Amino-S-phenylazo-o-hydroxypyrimidin der elektrolytischen Reduktion in wäßriger Ameisensäure als Elektrolyten unterworfen wird, und daß man das erhaltene Hypoxynthin aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 4-Amino-5'-*phenylazo-6-hydroxypyrimidin der elektroIytischen Reduktion in einem Elektrolyten, der aus wäßriger Ameisensäure und Formamid besteht, unterworfen wird, und daß man das erhaltene Hypoxanthin aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 4,6-Diamino-5-phenylazopyrimidin in einem Elektrolyten, der aus wäßriger Ameisensäure und Formamid "besteht, der elektrolytischen Reduktion unterwirft und das erhaltene Adenin aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 4-Amino-6-hydroxy-5-(p-methylphenylazo)-pyrimidin in wäßriger Ameisensäure als Elektrolyten der elektrolytischen Reduktion unterwirft und das erhaltene Hypoxanthin aus dem Reaktionsgemisch isoliert.
K 773
Dr.Ve/Wr
819/1120
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