DE2058234C3 - (+Vcis-U-Dibenzyl-hexahydro-lH- thieno [3,4-d] imidazol-2,4-dion, Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Verwendung - Google Patents

Description

(Ή, NA N- CH, <(

B C)

in der die Ringe A und B cis-verknüpft sind, bei erhöhter Temperatur mit einem Salz eines Thiodcrivates einer Carbonsäure umsetzt.

3. Verfahren zur Herstellung von ( + )-Biotin, dadurch gekennzeichnet, daß man in das Zwischenprodukt gemäß Anspruch 1 in an sich bekannter Weise die Carboxybutylseitenkctte einführt und die Benzylgruppen abspaltet.

Die Erlindung betriffi ( f )-cis-!,3-DibenzyI-hexahydro-1 H-thieno[3,4-dlimidazol-2.4-dion der Formel

den US-Patentschriften 24 89 232 u-id 24 89 235. Diese hatten jedoch schwerwiegende Nachteile. Die erstere lieferte lediglich raeemisches Biotin, aus welchem das physiologisch wirksame ( I )-Biolin erst noch auf sehr komplizierte Art und Weise isolicit werden mußte, wobei es anschließend praktisch nicht mehr möglich war, den unerwünschten Antipoden wieder zu racemisieren und anschließend in den Prozeß zurückzuführen, was natürlich zu beachtlichen Materialverlusten rührte. Gemäß einer Verbesserung dieser Synthese, wurde die Spaltung dann auf einer früheren Stufe durchgeführt, wobei jedoch ebenfalls der unerwünschte Antipode praktisch nicht mehr racemisiert werden konnte und demnach auch hier noch beachtliche Materialverlusle in Kauf genommen werden mußten.

Es mußte somit ein Weg gefunden werden, die auf jeden Fall auf irgendeiner Stufe nötig werdende Racematspaltung möglichst früh durchzuführen. Die Erfindung stellt ein Zwischenprodukt zur Verfügung, welches bereits optisch aktiv ist und zudem an den entsprechenden Stellen bereits die Konfiguration des Endproduktes aufweist. Ausgehend von diesem Zwischenprodukt kann nunmehr durch Einführung der Carboxybutylseitenkette, direkt das ( + )-Biotin hergestellt werden.

Das als Ausgangsmaterial verwendete optisch aktive ( + )-Lacton ist eine neue Substanz und kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß man ein raeemisches Trion der Formel
C)

v>

CH₁-Ni Λ »Ν— CH,-^

"X.

4 β V ο

(I)

(H)

.15

worin die Ringe A und B cis-verknüpft sind.

Dieses Thiola ;ton ist ein wertvolles Zwischenprodukt in der Synthese von ( I- )-Biotin.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von ((-)-eis-1,3-Dibenzyl-hexahydro-I H-thieno-[3,4-d]imidazol-2,4-dion ist dadurch gekennzeichnet, daß man das optisch aktive ( \- )-Lacton der Formel

CH₂-N A N-CH,

\^Β V °
C)

worin die Ringe Λ und B cis-verknüpft sind, bei erhöhter Temperatur mit einem Salz eines Thioderivals einer Carbonsäure umsetzt.

Zur Herstellung von ( )-)-Bioiin wird in das erlindungsgcmäße ( + Kl hiolacton die Carboxybutylicilcnkctlc eingeführt und die Benzylgruppen abgespalten.

Unter ( f Kl hiolacton ist derjenige Antipode zu versliehen, welcher in Chloroform rechtsdrehend ist.

Die bisher bekanntesten Verfahren zur Herstellung TOn ( + hBiotin waren die von G ο ld be rg und Sternbach entwickelten Totalsynthesen gemäß CH₇-N

O -

NCH,

H
^ C)

(A)

C)

mittels Cholesterin oder mittels Cyclohexanol in die entsprechenden Halbester der allgemeinen Formeln

C)

CH,

CC)C)R'

R C)C)C

CH₂

CC)C)H

(C)

in der R' den Cyclohexyl- oder den Cholesterylrest bedeutet, überführt, die Cholesterinhalbester durch fraktionierte Kristallisation ihrer Triäthylaminsalze bzw. die Cyclohexylhalbester durch fraktionierte Kristallisation ihrer EpheJrinsaize voneinander trennt und die so erhaltenen Salze des gewünschten Antipoden in das (+■ )-Lacton der Formel A überführt.

Die überführung des Trions der Formel A mittels Cholesterin oder mittels Cyclohexanol in die entsprechenden Halbester der Formeln B und C erfolßt

/weckmäliig in einem inerten organischen Lösungsmittel, vorzugsweise in einem aromatischen Kohlenwasserstoff und bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei Rückflußtenipeiaturdes Reaktionsgemisches.

Die Spaltung der raeemischen llalbes'.cr der Formeln B und C mit Triäthylamin bzw. mit Hphedrin erfolgt zweckmäßig in einem niederen Alkanol wie Äthanol oder Isopropanol oder in einen, niederen Keton wie Aceton, bei einer Temperatur von etwa 40 C bis zur Siedetemperatur des Reaktionsgemisches.

Die so erhaltenen Salze des Antipoden können direkt mittels l.ilhiumborhydrid in einem inerten organischen Lösungsmittel in d;:s ( ί )-Lacton der Formel Il übergeführt werden.

Die Umsetzung des Lactons der Formel Il mit einem Salz eines Thioderivats einer Carbonsäure erfolgt zweckmäßig in einem inerten organischen Lösungsmittel und bei einer Temperatur von etwa 100 bis etwa 2(X) C, vorzugsweise bei etwa 140 bis etwa 185 C.

Als Lösungsmittel werden zweckmäßig hochsiedende Lösungsmittel, insbesondere hochsiedende Amide, ten. Amine oder Äther verwendet. Als Beispiele solcher Lösungsmittel können Diüthylanilin, Collidine, Lutidine, Phenyläthyläther und vorzugsweise Dimethylacetamid, Dimethylformamid und C'hinolin verwendet werden. F.s können jedoch auch Lö-

Schema

siingsmittel mit einem niedrigeren Siedepunkt, wie etwa Schwefelkohlenstoff oder cyclische Äther wie Tetrahydrofuran oder Dioxan oder tert. Amine wie l'yridin oder Triethylamin verwendet werden, wobei man in einem solchen Fall die Reaktion zweckmäßig unter Druck durchführt.

Die- Reaktion kann auch ohne Lösungsmittel in der Schmelze durchgeführt werden.

Man arbeitet zweckmäßig in einer Inertgas-Atmosphäre, beispielsweise unter Stickstoff.

Als Salze eines Thioderivales einer Carbonsäure werden zweckmäßig Salze starker Basen, beispielsweise Alkali- oder F.rdalkalisalze und vorzugsweise Natrium- oder Kaliumsalze verwendet.

Die Art des Carbonsäureteiles ist nicht kritisch. Fs können sowohl aliphatische als auch aromatische Carbonsäuren verwendet werden, sofern sie oberhalb 100 C stabil sind. Bevorzugte Salze von Thioderivaten von Carbonsäuren sind die Natrium- und KaIiumsaize der Thioessigsäure und der Thiobenzoesaurc Besonders bevorzugt ist das Kaliumthioacetat.

Die überführung des optisch aktiven (+)-Thiolactons in ( + )-Biotin erfolgt durcn Einführung der Carboxybutylseitenkette in an sich bekannter Weise. Dies kann beispielsweise gemäß den folgenden Reaktionsschemen I, 11 und III erfolgen:

R-N A N-R

XMgCH₂CH₂CH₂OR₁

R-N A N-R

,■ OH
B "

^ CH, OR₁

H,O

(IV)

RN A N R

H, + Kat.

CU,OR,

CH₂OR₁

(Vl)

RN NR

COOR,

ACH COOR₁

RN

N R

COOR,

Br

^COOR,

HBr /

HBr

(VIII)

H N

N 11

(-Biotin

COOII

In den Formeln 1. Ill und IV sind die Ringe Λ und B eis-verknüpft. In den Formeln V, Vl, VII und VIII sind die Wassersloffalome in den Siellungen (S;i. 3a und 4 cis-ständig. Der Resl R bedeutet jeweils die Bcnzylgruppc, R₁ C₁-C₄-AIk)-I und X Chlor oder Brom. A bedeutet ein Alkalimctallalom.

Die optiseh aktiven Verbindungen der Formeln HT. IV, V und VI sind neu.

Gemäß Schema I wird das (-F)-Thiolaclon der Formel I mittels einer Grignard-Reaktion in die optisch aktive Verbindung der Formel III übergeführt. Die überführung dieser Verbindung in diejenige der Formel IV erfolgt mittels eines wassei abspaltenden Mittels wie z. B. nisessiu oder einer verdünnten Mineralsäure, wie beispielsweise Schwefelsäure. Die Verbindung der Formel IV wird durch kalalytische Hydrierung, im (er Verwendung von beispielsweise Raney-Nickel als Katalysator, in die Verbindung der Formel V übergeführt. Aus dieser Verbindung wird mit beispielsweise Bromwasserstoffsäure. die Mellhoxygruppe abgespalten, und man erhält die Verbindung der Forme! Vl. Diese Verbindung wird durch Behandlung mit einem Alkalimetall-Dialkylmalonat, wie beispielsweise Natriumdiälhylnialonal. in tue Verbindung der Formel VII übergeführt. Diese Verbindung wird verseift und nach Decarboxylierung und Deben/ylieriinü erhält man das ( t (-Biotin der Formel VIII.'

Schema 11

1. XMuCIKC H₁(II, (Ή, MuX

RN A N- R -, _r{)

R N A N R
OH

B ■

(IX)

COOH

RNAN R

II, Kai.

R N N R

(Xl)

HOOlI

COOH

Ii

(VIII)

H N N-H

(ΌΟΙΙ

( I !-Biotin

In den Formeln I. IX und X sind die Ringe A und B cis-vcrknüpft. In den Formeln Xl und VIII sind die WiisscistofraidiiK' in ilen Stellungen 6a, 3a und 4 cis-ständig. Der Rest R bedeutet die Ben/ylgruppe und X Chlor oder Brom.

Die optisch aktixen Verbindungen der Formeln IX und X sind neu.

CicivKiH Schema Il wild das ( i )-Ί hiolaclon der Formel I einer (iiignard-Rcaklion und anschließender Behandlung mit Kohlendioxid in die optisch aklisc Verbindung der Formel IX übergeführt. Die

überführung dieser Verbindung in diejenige der Formel X erfolgt mittels eines wasscrahspallcnden Mittels, wie /.. B. iiiscssig oder einer verdünnten Mineralsäure, beispielsweise verdünnter Schwefelsäure. Die Verbindung der Formel X wird durch katalylischc Hydrierung, unter Verwendung von beispielsweise Rancy-Nickcl als Katalysator, in die Verbindung der Formel Xl übergeführt. Durch Deben-/ylierung dieser Verbindung erhält man das ( t !-Biotin der Formel VlU.

Schema III

R N Λ Ν R

( i I ■ '

XMuCH₁C II.CH,(H,OR,

R	N	Λ	N	R	Cl	(Xl
				OH
		B			FOR,
		S

II,O

IXIII)

R N A N K

II, t Kai.

R N N R

(XIV

Cl !,OR'

CH.

IWl

K N

N R

NaCN

RN NR

(W

CH,Bi

( N

(VIII)

N N

COOII

ι ι I Hiol

In den Formeln I. XIl und XHl sind die Ringe Λ und U cis-verknüpft. In den Formeln XlV. XV. XVI und VIII sind die Wnsserstoffalome in den Stellungen 6a, 3 a und 4 ci.s-ständig. Der Rest R bedeutet die Ben/.ylgruppe, R² Benzyl oder ( _rC₄-Alkyl und X Chlor oder Brom.

Die optisch aktiven Verbindungen der Formeln XlI, XIII. XIV. XV und XVl sind neu.

Gemäß Schema III wird das ( f- )-Thiolacton der Formel I millels einer Grignard-Reaktion in die optisch aktive Verbindung der Formel XIl übergeführt. Die überführung dieser Verbindung in diejenige der Formel XIlI erfolgt mittels eines wasserabspaltenden Mittels wie/. B. F.isessig oder einer verdünnten Mineralsäure, vs ic beispielsweise Schwefelsäure. Die Verbindung der Formel XIIl wird durch katalylische Hydrierung, unter Verwendung von beispielsweise Raney-Nickel als Katalysator, in die Verbindung der Formel XlV übergeführt. Die Überführung der Verbindung der Formel XlV in die Verbindung der Formel XV erfolgt durch Behandlung mit Bromwasserstoffsäure in Fisessig. Die Umsetzung der Verbindung der Formel XV in die Verbindung der Formel XVl erfolgt mittels eines Alkalimetallcyanides, beispielsweise Natriumcyanid. Die Verbindung der Formel XVl wird durch Verseifung undDebenzylierung in das( h !-Biotin der Formel VIII übergeführt.

Beispiel I

50g ( I )-cis- 1.3- Dilun/yl -hexahydro- I Il -l'uro-[ 3.4-d jimida/o!-2,4-dion und 20 g Kaliumthioacelal weiden in 50ml Dimelhylacelamid unter Stickstoff 30 Minuten bei 150 C gerührt. Das Reaktionsgemisch wird abgekühlt und /wischen Wasser und Benzol verteilt. Die wäßrige Phase wird nochmals mit Benzol extrahiert und die beiizolischen Phasen nochmals mit Wasser gewaschen. Nach dem Findampl'en der organischen Fxtrakle wird der Rückstand aus Isopiopanol umknstallisiert, und man erhält 47.4 bis 4S.4g ( I )-cis-l,3-Diphenyl-hexahydro-I ll-thieno| 3,4-d ]imida/ol-2,4-dion vom F. 125 bis 127 C; hl . , "0,4 bis ι 92,2 (<· I in Chloroform).

Das als Aiisgnngsmalcrial verwendete ( ι )-cis-1.3-Diben/yl - hexahydro - I 11 - l'uro| 3,4 - d ]imidazol-2.4-dion kann wie folgt hergesielll weiden:

77,5 g Cholesterin werden in 500 ml Benzol suspendiert, /in F.ntl'erming der Feuchtigkeit werden 135 ml Ik'ii/ol ahdcslillicrt. Man gilit sodann 45 g eis-1.3-Dihcn/yl-hexahydro-1 11 Turo| 3.4-d |imid;i/ol-2,4,6-tiion hin/u und kocht IX Stunden unter Rückfluß. Man kühlt dann ab und engt im Vakuum ein. Zur FnI-l'ernung des Benzols wird dei Rückstand /weimal in 50ml gelöst und das lösungsmittel jeweils wieder abdestillieil. Der Rückstand wird sodann in -150ml Aceton Ihm 40 C gelöst und mit 14,') g 1 riälhylamin \οιsctzl. Die temperatur steigt auf 50 C. Man läßt langsam auf 23 C abkühlen und liltrieit die Kristalle ab (40 g). Nach I !!»kristallisation aus 650 ml Äthanol ei hüll man 30 g icmcsl ( )-us-l,.VI)ibeii/yl-5-(3'-eholeslerylo\ycari>onyl) - 2 - oxo -4 - müda/olidin - caiboiisäure-iiiäthylamiiisalz. |\| I X,-I (c \0 in

(IKI₁I.

\⁽> g Kahuiiilnnlivdiid und 6.075 g 1 iihiumchloiid werden über Nacht in 73 ml 1 eliahydroluran unter Sticksloli geiülnl Man crwäiml sodann auf 30 Ims 15 C und Iropl! unter Rühren eine lösung von 30g ι ι I-eis-1.3- Dibenzyl-5- ( V-eholeslcryloxycaibonyD-2-oxo-4-imidazolidin-carbonsäureiriäthylaminsal/ in 160 ml Tetrahydrofuran innerhalb von 2 Stunden bei einer Temperatur von höchstens 50 C hin/u. Anschließend kocht man 2 Stunden unter Rückfluß s und destilliert dann 65 ml Tetrahydrofuran bei Normaldruck ab. Zum Rückstand gibt man langsam 73 ml Methanol, kocht dann ' ,Stunde unter Rückfluß, gibt IX.25 ml konz. Salzsäure dazu, kocht weitere 30 Minuten unter Rückfluß und destilliert dann die

ίο Lösungsmittel bei Normaldruck bis zu einem Volumen von 75 ml ab. Man gibt nun 250 ml Methanol hinzu, kocht 15 Minuten unier Rückfluß und läßt über Nacht bei 15 C stehen. Das ausgefallene Cholesterin wird nitriert, mit Wasser und Äthanol gewaschen und ge-

is trocknet. Fs werden 13,75g zurückgewonnen. Das Fillrat wird unter Vakuum auf 60 ml eingeengt, mit 75 ml Wasser vermischt und dreimal mit Chloroform extrahiert. Die Fxlrakte werden mit Wasser gewaschen, getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der Rück-

:o stand wird in 15 ml Äther aufgenommen und über Nacht bei 8 C stehengelassen. Man nitriert die Kristalle ab und wäscht sie mit Äther. Man erhält 11.2 g ( +)- eis -1,3 - Dibenzyl - hexahydro - I 11 - furo[ 3.4 - d 1-imidazol-2,4-dion. [x], = ι 57,2 (r = 1 in Benzol).

Beispiel 2

50 g ( ι ) - eis - 1,3-Dibenzyl-hexahydro- I H-IWo-[3,4-d]imidazol-2,4-dion werden mit 20g Kalium-

thioacetat in 50 ml Dimethylformamid 10 Minuten bei 145 bis 150 C gerührt. Nach Aufarbeitung gemäß Beispiel 1 erhält man 47,1 g ( t )-cis-l,3-Dihenzyl-l H-hexahydro-ihieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion. hl;.- - I 91,4 (c -■· I in CHCl,).

is Aus den Mutlerlaugen konnten weitere 0.7 g gewonnen werden. f\];' -.-.- ι χ'),3 .

Beispiel 3

10 g ( ι ) - eis - 1,3-Dibenzyl-hexahydro- I ll-furo-

I 3,4-d |imida/ol-2,4-dion, 12 ml ( hinolin und 4 g KaIiunilhioaeelat werden unter Stickstoff bei 175' C gerührt. In Abständen von 30 Minuten weiden zwei weitere l'ortionen zu je 2 g Kaliumlhioacclal zugegeben und nach der letzten Zugabe noch 30 Minuten bei

•is 175 C gerührt. Nach dein Abkühlen des Gemisches werden 100 ml Benzol und 50 ml Wasser zugegeben. Die benzolische Schicht wird abgetrennt und nacheinander mit Wasser, mit 20"„iger Salzsäure und mit Wasser gewaschen. Die wäßiigen I ösungen weiden

v> jeweils noch einmal mn Benzol extrahiert. Die lnnzo Iischen lösungen werden im Vakuum zur Irockiu einuedampfl und der Rückstand in 50 ml Kupropauo krislallisieit. Man erhält 7.05g ( ι )-eis-I.l-Dibenzvl hexahydio-l ll-lhieiio| 3.4-d |imidazol-2,4-dion von

v. I·'. 124 bis L¹S < ·; 1 χ I ι K'),0 (,· I in ClUM

Durch !mengen ilei Mullei laiige eihäll man wei lere 1.2 g vom F. 122 his I 24 ( ; |»| ι Χ6.6

Beispiel 4

"" 11'μ ( ι l-cis- 1.3- Dibenzyl -he\ah\ di o- I Il Iuι ο I 3.4-d |imidazol-2,4-dion werden in einer zu Beispiel analoger Weise umgesetzt, jedoch in IO ml DiätinI ainin slatl in Chinolin. Man eihäll X.Og I I )-eis 1.3-Dibenzyl-hexahydro-1 11 ■ lhieno| 3,4-d |inndazol

'- 2,4-dion vom F'. 126 bis 127CIvI ι ¹JOJ

(<· I in CHCI₁).

Aus der Mutterlauge können weitere 0,12 g kiislalli Tl werden.

Il

Ii e i spiel 5

IOg ( ι )-eis- 1.3- l)iben/yl -hexahydro- 1 11 -furo-1 3.4-d]imida/oI-2,4-dion werden mit 4 g 'Kaliumlhioacetat in 12 ml 2,4,6- I'rinicihylpyridiii I'_: Stunden > linier Stickstoff bei 175 C gerührt. Nach Aufarbeitung üemäß Beispiel 1, erhält man 6,9 g ( ( )-cis-l.3-Diben-/y! hexahydro-! H-thieno[3,4-d]imida/ol-2.4-dion vom F. 125 bis 126 C.

Beispiel ft

5g ( (-)-cis- 1.3 - l)iben/yl - hexahydro- lll-l'uro-[ 3,4-d ]imidazol-2,4-dion, 2 g Kaliumlhioacetat und 6 ml Phenyläthyläther werden zusammen unter Stickstoff bei 175 C gerührt. In Abständen von 30 Minuten is werden zwei weitere Portionen von je I g Kaliumthioacetat zugesetzt und nach der letzten Zugabe noch weitere 30 Minuten bei 175 C gerührt. Hierauf wird das Reaklionsgemisch abgekühlt, mit 150 ml Benzol versetzt und dreimal mit je KK) ml Wasser gewaschen. Die :o Lösungsmittel werden im Vakuum abdestilliert, der Rückstand aus Isopropanol kristallisiert und man erhält 2,7 g ( f )-cis-1.3-Diben/yl-hexahydro-l 1 l-thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion.

[\]r = f 86,1 (c = 1 in ClICl.,). ^s

Beispiel 7

5g ( I )- eis - 1,3 - Dibenzyl - hexahydro - 1 H - furo-13.4-d]imidazol-2,4-dion, 2 g Natriumthioacetal und ₍o 6 ml Diäthylanilin werden zusammen unter Stickstoff bei 175 C gerührt. In Abständen von 30 Minuten werden zwei weitere Portionen von je 1 g Natriumthioicetat zugegeben und nach der letzten Zugabe noch weitere 30 Minuten bei 175 C gerührt. Nach ^ dem Abkühlen des Reaktionsgemisches wird dieses mit Wasser und Benzol versetzt, der benzolische Lxtrakt nacheinander mit 20%iger Salzsäure, mit Natriumbicarbonatlösung und mit Wasser gewaschen und das Benzol hierauf abgedampft. Der Rückstand wird ι» aus Isopropanol kristallisiert und man erhält 2,98 g I ι )-cis-l,3-Dibenzyl-hexahydro-l ll-lhieno[3.4-d]-imidazol-2,4-dion.

B e i s ρ i e I H

10g ( ι )-cis-1,3-Dibenzyl - hexahydro-I 11-luio-I 3,4-d limiilazol- 2.4-dion. 6,2 g Kaliumlhiohenzoat und K) nil Dimethylacetamid weiden zusammen 20 Minuten bei 140 C unter Stickstoff gerührt. Das Rcaklionsgeniiseh wird gemäß Beispiel I aufgearbeitet >» und man erhält 7,8 g ( ι )-eis-l.3-Dibenzyl-hexah>dro-I I l-(hieiu)| 3,4-d |imidazol-2,4-dion vom I·'. 123 bis 124 C.

Beispiel 9

> μ ( ι ) ■ eis - 1,1 - Dibenzyl - hexahydro -111- luio-M.4-d |imidazol-2,4-dioii uiul 2 μ Kaliiimilnoacelat werden in 100 ml Schwefelkohlenstoff lintel -Stickstoff in einem Riihrauloklav 12 Stunden aiii 171 bis IHI C erwärmt. Das Reaklionsgemisch wird im Vakuum zur im trockene eingedampft und der Rückstand in Benzol und Wasser aufgenommen. Die Phasen weiden geliennl und die wäßrige Schicht nochmals mit Benzol extrahier!. Die benzolischen Ixliakle werden noch zweimal mit gesältigler Nalnuniehloiidlösung ge- ι··, waschen und anschließend im Vakuum zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird aus Isopropauol kristallisier'., und man erhält 3,62g ( I )-cis-l,3-Di-

benzyl - hexahydro -IH- lhieno[3,4 - djimidazol-2,4-dion vom Schmelzpunkt 124 bis 126 C.

Beispiel K)

2,5 g ( I )-cis- 1,3- Dibenzyl-hexahydro-1 11 -furo-[3,4-d]imidaz.ol-2,4-dion und 1,0 g Kaliumthioacelat werden unter Stickstoff bei 180 C gerührt. Je 30, 60 und 90 Minuten nach Beginn des lirhitzens werden drei weitere Portionen von je 0,5 g Kaliumthioacetat zugegeben. Nach einer weiteren ¹Z₂ Stunde wird abgekühlt. Das Reaktionsprodukl wird in Benzol und verdünnter Salzsäure aufgenommen und die organische Phase mit Wasser neutral gewaschen. Das Benzol wird im Vakuum abdeslilliert und der Rückstand aus 25 ml Isopropanol kristallisiert. Man erhält eine erste Portion von 1,52 g und nach dem Hnengen der Mutterlauge eine zweite Portion von 0,12 g( I )-cis-1,3-Dibenzyl - hexahydro-1 H-thieno[3,4-d]imida/ol-2,4-dion.

Beispiel 11

line Lösung von Grignard-Reagens wird in 18,2 ml Tetrahydrofuran bei 60 bis 70 C aus 1,03 g Magnesiumspänen und 4.05g l-C'hlor-3-methoxypropan zubereitet. Diese Lösung wird zu einer auf 45 C vorgewärmten Lösung von lüg (4 )-eis-l,3-DiOeuzyi-!iLxahydro-1 11 -lhieno[3, i-d]imidazol-2,4-dion in 110 ml Toluol zugetropft. Die Temperatur steigt auf etwa 62 C. Man läßt innerhalb von 2 Stunden auf Raumtemperatur abkühlen und gibt sodann unter Kiskühlung 22 ml Wasser und 5,5 ml konz. Salzsäure hinzu. Man trennt die Schichten, extrahiert die wäßrige Phase nochmals mit Toluol und wäscht die organischen Extrakte mehrmals mit Wasser. Die vereinten Toluolextraktc werden mit 25 ml Methanol verdünnt, mit 28%iger wäßriger Natriumhydroxid-Lösung alkalisch gestellt (pH 11) und 30 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen. Das Reaktionsgemisch wird mit Wasser versetzt, die wäßrige Phase abgetrennt und mehrmals mit Toluol extrahiert. Die loluol-Lxtrakte werden mit Wasser neutral gewaschen, getrocknet und im Vakuum /ur Trockene eingedampft. Man erhall 9,98 g rohes ( I )-eis-l,3-Dibenzyl-4-hydroxy-4-(3-meihoxypropyl)-hexahydro-1 11 -thieno-I 3,4-d )imidazol-2-oii. Dieses kann aus Aeeton-Alher-Petroläther kristallisiert werden: I·'. 114 bis 116 C [ \) ι 89,2 (c - 1,0 in CHCI₁).

Man kocht die 9,98 g Rohprodukt in KK) ml Hsessig 2 Stunden unter Rücklluß. Man destilliert der lisessig im Vakuum ah. nimmt ilen Rückstand ir Benzol auf und wäscht diese Lösung mil Natriumbicaibonallösung und mil Wasser. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels erhall man 9.45g eis-1.3-Dibenzyl -4-(3- mclhoxypropyhden)- hexahydro·

1 ll-lhieno|3.4-d|iinidaz.>l-2-i)ii.' | v|;~ ι 222 (c I in CHCI₁).

Diese Verbindung wird in 56ml Methanol gelösl und in (.iegenwail von elwa 9g Raney-Nickel bei 3' Ins 40 C unler elwa 40.Hm Wasseistofldiiiek hydrier! Nach Ahliennung des Katalysators wird die 1 ösuii) im Vakuum eingedampft. Man ei hüll 8,6 g ( )-cis· 1,3 - Dibeuzyl - 4 - (3 - nieihoxypiopvD - hexahydrolhicno|.VI-djimida/ol-2on als' Ul. jv|,v 42.4

U 1.0 in CIlCl,).

Diese Verbindung wird mit 14,5 ml 48"„ii!ei wäfinger Bioinwasscrstolfsäuic unler intensivem Rührei

2 Surnden auf 90 bis 95 C erhitzt. Ls bildet sich ciiu biäunlichgelaibte Lösung. Diese wird abgekühlt um

mil Toluol extrahiert. Die wäßrige Phase wird im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird mit 50 ml Aceton aufgenommen. Es kristallisieren 6.78 g ( (-eis. eis -1.3 -1 Mbenzy! - 2 - oxo - decahydro - imidazo! 4.5 - c ]-lhieno[ 1.2-a]lhioliumbromid aus. F. (Zers.) 206 bis ί 207 C; I ν]Γ= - IK.O¹ (c == 1,0 in Methanol Wassei 1:1). Durch Einengen der Mutterlaugen lassen sich weitere 0,23 g dieser Substanz, in kristalliner Form gewinnen.

Zu einer auf 80 C gewärmten Suspension von 2,2 g m Natriummethylat in 40 ml Toluol werden 8,74 g Malonsäurediäthylester zugetropft. Man rührt I Stunde bei dieser Temperatur, kühlt auf 60 C, gibt 6,16 g ( --J-Us₁US- 1,3- Dibenzyl -2- oxo -decahyd.roimida/o[4,5 - cjthieno[ 1,2 - ajthioliumbromid hinzu ι s und kocht sodann 3 Stunden unter Rückfluß. Man kühlt auf Raumtemperatur ab, gibt 20 ml Wassei dazu und trennt die Phasen. Die organische Phase wird getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird unter Rühren mit 90 ml ;<> 48"'uiger Bromwasserstoffsäure zum Sieden erhitzt. Athylbrotnid, Essigsäure und Benzylbromid. die im Laufe der Reaktion entstehen, werden zusammen mit einer kleineren Menge wäßriger Bromwasserstoffsiiine abdestillieil. Im (iesamten wird das Reaktionsgemiseli ;<, etwa 3' , Stunden auf 120 bis 126 C erwärmt Sodann wird die wäßrige Bromwasserstoffsäure im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird in 90 ml Wasser aufgekocht. Die heiße Lösung wird von öligem unlöslichem Material abdekantiert abgekühlt und im Eisschrank «> über Nacht stehengelassen. Die Kristalle von rohem ( t (-Biotin werden fillrierl und mit Wasser und mit Aceton gewaschen. Man erhält ( I (-Biotin, welches aus Wasser umkrislallisiert wird. 1.230 bis 232"C; I v] 4 i)0 I 1 (c 1 in 0.1 n-Na()ll). u

Beispiel 12

I LOg Magnesium weiden mil 70ml Diälhyläther und 70 ml Toluol überscliiclilel. Man tropft sodann eine Lösung von 24,9 g 1.2-Dibroniäthan in 36 ml ·),> Diäthyläther innerhalb von etwa 20 Minulen unter Kühlung hinzu (lempciatur des Reaklionsgemisehes 20 bis 28 C). Nach 45 Minulen wird eine Lösung von 16.9 g 1.4-Dichlorhutan in 36ml Diäthyläther und 75 ml 1 oluol innerhalb von 25 Minuten zugetiopil. |s Man rührt noch 105 Minulen weiter, kühll die eihalleiie Suspension aiii 30 bis 40 C und 11 * »pll bei dieser leinpeiatiu eine lösung von 14,65g ( ι (-eis- I,3-Dihenz\l-hcxalndro-1 I l-lhieno| 3,4-d jiinida/ol-2,4-dion in 26OmI I oluol hinzu. Man rührt ν I Stunde weitet bei 30 bis 40 C und leitet sodann zuerst I Stunde bei 30 bis 40 C und nachher I Stunde bei Raumtemperatur Kohlendioxid ein. Das keaklionsi'cmisch wild sodann mit Eis und Salzsäure /eilegt. Die organische Phase wird abgetiennl. mil <.·. Wassei gewaschen und /ur I rockene eingedampft. Der Rückstand wild 40 Minuten mit 150ml 5"nigcr Nati luincarbonat-l ösuiig geschüttelt. Ungelöste Neutralleile werden mil Tssigester extrahiert. Die wäßrige I ösiu!)' wird mit Sal/säuie aiii pll 5,5 angesäuert und κ mil Tssigester exliahierl. Die Lssigcstcr-TMrakte werden mit Wassei gewasilien. getrocknet und im Vakuum eingedampft. Man erhält 13,2Kg rohe eis-''-(1,3-1 Jibenzyl- 4-hydroxy · 2· keto-hexahydro- Mi llucnol Vi-d]imida/oiyl-4l-valcnaiisäiircalsin( hloro <.-lorm iechlsdrehendes Ul. ll.6g dieses UIs werden ιιι dO nil Tisessig 2 Stunden unter Rückfluß gekocht. Der Tisessig wird im Vakuum abdestillieil, dei Rink stand wird in Ί oluol gelöst, und diese Lösung wild im Vakuum eingedampft. Das zurückbleibende ölige. in Chloroform rechlsdiehende eis-1.3-Dibenzyl-4-(4-carboxybutyliden)-hexahydro-l I I-thieno| 3.4-d |- imidazol-2-oii wird in 80 ml Methanol gelöst und in (icgenwarl von Raney-Nickcl bei 35 bis 40 C unter 38 bis 4OaIiH Wasscrstoffdruck hydriert. Der Katalysator wird abflltrierl und das T'iltrat eingedamplt. Man erhält 10.3 g öliges rohes N.N-Dibenzyl-biotin. welches in Chloroform linksdrehend ist.

10.3 g rohes N,N-Dibenzylbiotin werden im 100 ml 48"„iger Bromwasserstoffsäure 5 Stunden unter Rüekflußerhitzl. Es werde,, sodann 60 ml unterTeilvakuum abdestilliert, die restliche Lösung mit 230 ml Wasser verdünnt und 10 Minuten unter Rückfluß gekocht. Die heiße Lösung wird von einem dunkelbraunen unlöslichen Ul abdekantiert. Man kocht dieses Ul abermals mit 80 ml Wasser aus und dekantiert. Ls bleiben 2.9 g Ul als unlöslicher Rückstand. Die wäßrigen Lösungen weiden vereinigt, auf 50 ml eingeengt und 24 Stunden bei I 5 C stehengelassen. Es kristallisieren 0.61g ( ι (-Biotin, T. 225 bis 228 C: [\| · S6j) (c LO in 0.1 n-NaOll). Das Eiliiat

wird zur I rockene eingedampft und nochmals 3' j Stunden in 100 ml 4K'\,iger Hiomwasscislnffsäun.· unter Rückfluß gekocht. Die BromwassciMol'fsäiitc wild im Vakuum entfernt und der Rückstand in 50 ml Wasser aufgenommen. Nach 24 Stunden bei ■ -^ < kristallisieren 0.72 g (I (-Biotin. 1. 223 bis 225 C I \| ! 83.2 (c ' LO in 0.1 n-Na()ll). Das Liltral

wird mit 2g Natriumcarbonat versetzt und in diese Lösung bei etwa 10 C Phosgen eingeleitet bis zum pll L Aus dem Ueaklionsgemisch kiislallisieicn übei Nacht 0.581: ( ι (-Biotin. T. 224 bis 226 C: Μ' ι K.<5 (c -- 1.0 in 0.1 n-NaOll).

Beispiel 13

Eine 1 ösiing \on (iiignard-Rcagcns wird in (Oinl Äther aus 1.8 g Magnesium und 9.18 ti 4-Broni-1-mcilumbiilan zubereitet und innerhalb von 20 Minuten zu einer auf 50 C erwärmten lösung vor 16.9 g I ί (-eis- 1.3-Dibcn/sl-hexahydro- I [l-lhieno-I 3.4-d |imida/ol-2,4-dion in 200 ml Benzol /ugeliopll Man rühit noch I Stunde weiter, kühlt sodann du. I ösiing ab und /erlegt das Reaktionsgemisch mit H- und verdünnter Salzsäure. Die organische Phase wild abgetrennt und mit Wassei neulral gewaschen Nach dem Ahdestillieicii dei I ösungsiiiillel im Vaku um ei hall man 23.7 g eis- 1.3-Dibeiizyl-4-liydroxy 4 -(4- melhoxybulyl)- hexahydro- III- lhicno| 3.4 -d | imida/iil-2-oii als Ul. Dieses wird in einet» ί ieniiscl aus ?(H) ml Methanol und 2 ml koiizeiitiiciler Schwefel säure 1 Stunde untei Rückfluß gekocht. Das Melhano wird im Vakuum abdeslillieil und dei Rückstand ii Benzol und Wassei aufgenommen Die bcnzolisclu I ösiini.· wird neulral gewaschen, geliockncl und /^ 1 rockene eingedampft. Man erhall 21,4g eis-l.3-l>i benzyl · 4 - (4 - melhoxybulylidcn) ■ hexahydro - I II

' thicnol 3,4-d |imidazol-2-on als in Benzol reclilsdi ehen des Ul. 16.1 g dieses UIs werden in 160 ml Methane gelöst und in (icgenwarl von etwa 30g RaiicN-NieU unlei 25 bis 30 nun WasseistolTdruck Indiicrl. De KalaKsator wird ablillnerl und das Methanol in

, Vakuum abdcstillierl.

Der Rückstand wild aus Isopropslälhci kiistalli sK-i ι Mau ei hält I 1.6 g ( l-eis-1.3 -Dibcn/yl ■I ('1-1IK-IIIOWIiIiInIi hcvalndio Ml lhieuo| 3.4-d |

imidazol-2-on vom F. 87 bis 89°C; [>]?? = -41,4° (c = 1 in Benzol).

10g (-)-cis- l,3-Dibenzyl-4-(4-methoxybutyl)-hexahydro-1 H-thieno[3,4-d]imidazol-2-on werden in 100 ml einer 33%igen Lösung von Bromwasserstoffsäure in Eisessig gelöst und 60 Stunden bei Raumtemperatur stehengelassen. Man dampft sodann im Vakuum zur Trockene ein, nimmt den Rückstand in Benzol auf und wäscht die Lösung mehrmals mit Wasser, trocknet sie über Natriumsulfat und chromatographiert sie durch 150 g Aluminiumoxid der Aktivität III. Mit Benzol werden 8,4g Substanz eluiert. Nach dem Auflösen dieses Eluats in Isopropyläther kristallisieren 5,0g (-)-cis-l,3-Dibenzyl-4-(4-brombutyI)-hexahydro -1 H - thieno[3,4 - d]imidazol - 2 - on. F. 78 bis 79° C; [a] J⁵ = -49,7° (c = 1 in Benzol). 5,0 g (—) - eis -1,3 - Dibenzyl - 4 - (4 - brombutyl) - hexahydro-1 H-thieno[3,4-d]imidazol-2-on werden in 25 ml Dimethylsulfoxid gelöst und mit 1,53 g Natriumcyanid

3 Stunden bei 80⁰C gerührt. Nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches gibt man Benzol und Wasser dazu, trennt die Phasen und wäscht die benzolische Lösung mehrmals mit Wasser. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels im Vakuum wird der Rückstand in Isopropanol gelöst. Nach der Zugabe von n-Hexan kristallisieren über Nacht 4,35 g ( —)-cis-l,3-Dibenzyl-

4 - (4 - cyanobutyl) - hexahydro -1 H - thieno[3,4 - d]-imidazol-2-οπ. F. 95 bis 97° C; |>]ξ? = -56,8° (c = 1 in Benzol).

4,25g (-)-cis-N,N-Dibenzyl-biotin-nitril werden mit 125 ml 48%iger Bromwasserstoffsäure 3 Stunden auf Siedetemperatur erhitzt, wobei das sich bildende Benzylbromid laufend abdestilliert wird. Das Reaktionsgemisch wird mit Benzol extrahiert. Die wäßrige Phase wird im Vakuum eingedampft, der Rückstand in 300 ml Wasser heiß gelöst und heiß mit 1,2-Dichloräthan extrahiert. Die wäßrige Lösung wird eingeengt, und man erhält zwei Portionen von 1,25 g und 0,30 g ( + )-Biotin.

Beispiel 14

Eine Lösung von Grignard-Reagens wird durch Umsetzung von 7,5 g Magnesium mit 49,5 g 4-Benzyl-5 oxy-l-chlorbutan in 95 ml Tetrahydrofuran innerhalb von 50 Minuten bei etwa 70 C zubereitet. 84 ml dieser Lösung werden zu einer auf 5O⁰C vorgewärmten Lösung von 33,8g ( + )-cis-l,3-Dibenzyl-hexahydrolH-thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion in 300 ml Tetrahydrofuran zugetropft. Die Temperatur wird anschließend IV2 Stunden bei 6O⁰C gehalten. Sodann wird die Lösung im Vakuum konzentriert. Der Rückstand wird mit Toluol, Eis und Ammoniumchlorid-Lösung versetzt. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels erhält man 60,7 g rohes (-)-cis-l,3-Dibenzyl-4-(4-benzyloxybutyl) - 4 - hydroxy - hexahydro - J H - thieno-[3,4-d]imidazo!-2-on, welches sich aus Äther kristallisieren läßt. F. 89 bis 9O⁰C; [a]i⁵ = -5,5° (c = 1 in Benzol).

30g (-Vcis-l,3-Dibenzyl-4-(4-benzyloxybutyl)-4 - hydroxy - hexahydro -1 H - thieno[3,4 - d]imidazol-2-on werden in 200 ml Methanol gelöst und nach Zugabe von 2,5 ml konz. Schwefelsäure 1 Stunde unter Rückfluß gekocht. Man neutralisiert anschließend mit Natriumbicarbonat, filtriert und dampft das Filtrat ein. Man erhält 26,1 g ( + )-cis-l,3-Dibenzyl-4-(4-benzyloxybutyliden) - hexahydro - 1 H - t:hieno[3,4 - d]-imidazol-2-on als ein in benzolischer Lösung rechtsdrehendes öl. Dieses wird in 150 ml Methanol gelöst und in Gegenwart von etwa 20 g Raney-Nickel unter 35 atm Wasserstoffdruck bei 35 bis 40⁰C hydriert. Der Katalysator wird abfiltriert und das Filtrat im Vakuum zur Trockne eingedampft. Man erhält 24 g (—) - eis -1,3 - Dibenzyl - 4 - (4 - benzyloxybutyl) - hexahydro-IH-thieno[3,4-d]imidazol-2-on als ein in Benzol linksdrehendes öl. Dieses wird in zu Beispiel 13 analoger Weise zu (-)-cis-l,3-Dibenzyl-4-(4-brombutyl) - hexahydro -1H - thieno[3,4 - d]imidazol - 2 - on und dann weiter zu ( + )-Biotin umgesetzt.

Claims (2)

1. Piitei'.'aiisprüche:

   l.( I )-cis- 1,3-Dibenzyl-hexahydro-I M-lhieno-[ 3,4-d]imidazol-2,4-ilion.
2. 2. Verfahren zur Herstellung von ( f K"is-I,3-Dibenzyl - hexahydro 111- thieno[ 3,4 - d]imidazol-2,4-dion, dadurch gekennzeichnet, daü man das optisch aktive (f)-Lacton der Formel
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