DE2149740C3 - Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls substituierten Co-Alkyl-Cobamiden - Google Patents

Description

Am Kobaltatom alkylierte Cobamide (Co-R-Cobamide) besitzen interessante biologische Eigenschaften. Die »Co - R-Cobamide« ganz allgemein und insbesondere das Methylcobalamin finden in der Forschung und in der Therapie von Krankheiten, die mit dem Stoffwechsel des Vitamins B12 zusammenhängen. Verwendung, wobei insbesondere das Methylcobalamin als Anabolikum zur Unterstützung der Biosynthese von Methionin eingesetzt wird.

Was unter Cobamiden zu verstehen ist, geht z. B. aus Angew. Chemie 75 (1963), S. 1145 bis 1156, hervor. Die »Co — R-Cobamide« wurden bislang durch Reduktion von »Co — Y-Cobamid«, insbesondere eines Hydroxocobamids (Y = OH), und schließlich durch Einwirkung eines R+ -Kationen bildenden Alkylierungsmittels, wie z. B. Dialkylsulfat, hergestellt. Die Reaktionsfolge kann, wenn man die Reduktion als eine Elektronenaufnahme (e~) bezeichnet, durch das folgende Schema dargestellt werden:

Y	+ 2'·	\-/	R-	R
\l /	►	Co		\l /
Co-		/T \	Co-
/1 \		/T \

+ Y

Ein derartiges Verfahren ist in der französischen Patentschrift 14 50 375 und in der deutschen Patentschrift 12 13 842 beschrieben.

F. W a g η c r und K. Bernhauer (»Ann. N. Y. Acad. Sei.«, 1964, Seite 580 bis 589) zeigten, daß die Alkylierung des Kobalts von Corrinoiden durch ein Alkylanion, wie es sich z. B. aus einer Organomagnesiumverbindung bildet, möglich ist So erreichten diese Autoren die Methylierung des Kobaltatoms des Heptaäthylesters der Dicyanocobyrsäure mit Methylmagnesiumjodid und Methyllithiumjodid, wobei als Lösungsmittel eine Äther/Tetrahydrofuran-Mischung verwendet wurde.

Wesentlich ist daß der Heptaäthylester der Dicyanocobyrinsäure in inerten organischen Lösungsmitteln, wie der Äther/Tetrahydrofuran-Mischung, löslich ist so daß Wagner und Bernhauer sehr reaktive metallorganische Verbindungen, wie Magnesium- oder Lithiumverbindungen verwenden konnten. Die von diesen Autoren beschriebene Reaktion ist nicht auf die Alkylierung von Kobalt beschränkt sondern es wurde beobachtet, daß Estergruppierungen des Moleküls ebenfalls angegriffen und in tertiäre Alkohole überführt wurden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von am Kobaltatom durch den Rest R substituierten Cobamiden (die durch den Ausdruck »Co - R-Cobamide« bezeichnet werden), worin der Rest R einen Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, der durch einen Hydroxyrest oder eine Carboxylgruppe substituiert sein kann, oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, der durch eine Arylgruppe substituiert sein kann, bedeutet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Cobamid mit einer anionbildenden Gruppe oder dem 5'-Desoxyadenosylrest am Kobaltatom

so (»Co — Z-Cobamid«) mit einer entsprechenden Alkylelementverbindung von Quecksilber, Gallium, Thallium, Silicium, Bor, Germanium, Zinn, Blei oder Wismut in Gegenwart eines Lösungsmittels umsetzt, in welchem bei einer Reaktion in Suspension die Alkylelementver-

i) bindung löslich, das Cobamid unlöslich, bei einer Reaktion in Lösung beide löslich sind.

Unter dem vorstehenden Ausdruck »Alkylelementverbindung« wird eine entsprechende Metall-alkyl-Verbindung oder Metalloidalkyl-Verbindung verstanden.

Man weiß, daß metallorganische Derivate oder metalloidorganische Derivate sehr reaktiv sind und mit vielen funktioneilen Gruppen organischer Moleküle reagieren können. Da das Vitamin B12 und seine analogen Verbindungen komplexe Moleküle darstellen, ergibt sich eine große Anzahl von Zentren, die mit den metallorganischen Derivaten und den metallorganischen Derivaten reagieren können.

So kann man nicht die von Wagner und Bernhauer angegebenen metallorganischen Verbindungen verwenden. Weiterhin ist, da die Co - Z-Cobamide hauptsächlich nur in Wasser oder niederen Alkanolen löslich sind, die Verwendung der von Wagner und Bernhauer verwendeten metallorganischen Verbindungen nicht möglich, da sie durch das Lösungsmittel zerstört werden

v, würden.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet jedoch in überraschender Weise die Alkylierung des Kobaltatoms von Cobamiden ohne eine Veränderung der anderen reaktiven Zentren des Moleküls.

ho Der Co-Alkyl-Subsiitueni: (R') stellt einen Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffsatomen, insbesondere einen Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Heptyi-, Octyl- oder Nonyl-Rest, der gegebenenfalls durch einen Hydroxyrest oder eine Carboxylgruppe substituiert ist,

,,-, z. B. einen /3-Hydroxyäthylrest oder einen Carboxymethylrest, dar. R' kann auch einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellen, der durch einen Arylrest, insbesondere einen Phenylrest, substituiert ist (wobei R'

ζ. B. einen Benzylrest bedeutet).

Die aniorsbildende Gruppe (Z) bedeutet eine Hydroxylgruppe, eine Sulfitogruppe, eine Cyanogruppe, eine Cyanatogruppe, eine Thiocyanatogruppe oder eine Nitritogruppe oder ein Halogenatom, wie ein Chlor-, Brom- oder Jodatom.

Die Bildungsreaktion der Co - R'-Cobamide kann entweder in Lösung oder in Suspension durchgeführt werden.

Die Cobamid-Lösungsmittel sind hauptsächlich Wasser und niedere Alkanole, insbesondere Methanol und Äthanol.

Die erfindungsgemäß verwendeten Alkylelementverbindungen können solche selbst sein oder sie können noch andere anionische Reste zusätzlich aufweisen, wie die entsprechenden Metallalkyl- oder Metalloidalkylhalogenide, -nitrate oder -sulfate.

Man kann auch Koordinationsderivate verwenden, die gewisse Verbindungen mit Ammoniak oder mit Aminen bilden, wie die Galliumderivate der folgenden Formeln (R')₃Ga · NH₃ oder (R¹J₃Ga ■ N(CH₃J₃.

Wenn man ein Quecksilberderivat verwendet, setzt man die Derivate (R')2Hg oder die gemischten Derivate der Formel R'HgX ein, worin X z. B. ein Halogenatom, ein Nitratanion oder ein Sulfat-Äquivalent bedeutet und R' die oben angegebenen Bedeutungen besitzt Verbindungen dieser Art sind z. B. Jodide, Bromide oder Nitrate von Quecksilbermethyl, Quecksilberäthyl oder Quecksilberbutyl, entsprechende Quecksilberhydroxyalkylhalogenide, wie /?-Hydroxyäthylquecksilberbromid, jo oder Aralkylquecksilberhalogenide, wie Benzylquecksilberjodid.

In analoger Weise kann man Galliumderivate des Typs (R')₂GaX oder ROaX₂ oder Thalliumderivate der Formel (R')₂T1X und RTlX₂, Germaniumderivate der js Formeln (R')₃GeX, (R¹J₂GeX₂, R¹GeX₃, Zinnderivate, wie R'SnX₃, (R¹J₂SnX₂ oder (R¹J₃SnX, verwenden, wobei R' und X die oben angegebenen Bedeutungen besitzen. Viele Verbindungen dieser Art sind in der Literatur beschrieben, und ihre Eigenschaften sind z. B. in dem Werk von Rochow und KoIL »The Chemistry of Organometallic Compounds«, John Wiley and Sons, Inc., New York (1957) angegeben.

Als Borderivate kann man insbesondere Trialkylborverbindungen mit den genannten Alkylgruppen verwen- 4·-> den.

Verwendet man Siliciumderivate, so setzt man vorzugsweise die Derivate der Formeln R'SiF5(NH4)₂ oder R'SiF₆(NH₄)₃ ( = R¹SiF₅(NH₄J₂ · NH₄F) ein, die nach dem Verfahren von R. M ü 11 e r und KoIl., Chem. m Berichte, 98, (1965) S. 235 und 241, hergestellt werden können. So verwendet man zur Herstellung von Co-Methylcobalamin insbesondere Ammoniummethylpentafluorsilicat oder Ammoniummethylhexafluorsiiicat (vergl. Z. Chem. 5 (1965), S. 220 bis 225, insbesondere ■->-> S. 222, Spalte 2).

Wenn man die Reaktion in Suspension durchführen will, arbeitet man in Gegenwart eines Lösungsmittels, in dem das metallorganische oder metalloidorganische Reagens löslich und das Cobamid nicht löslich ist, wie in «) Hexan, Xylol oder Methylenchlorid.

Wenn das Metall-R'-Reagens oder das Metalloid-R'-Reagens leicht oxydierbar ist, führt man die Reaktion in einer Inertgasatmosphäre, wie in einer Stickstoffatomsphäre, durch. b^r>

Die Auswahl der Reaktionstemperatur hängt hauptsächlich von der Reaktivität des ausgewählten Metallalkyl- bzw. Metalloid-alkyl-Reagens und dessen thermischer Stabilität ab. Man kann demzufolge die Reaktionsmischung von Fall zu Fall abkühlen oder erhitzen. Vorzugsweise bewerkstelligt man die Reaktion bei einer Temperatur zwischen etwa 0⁰C und etwa 100° C

Die Isolierung der nach dein erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Co-R'-Cobamide erfolgt nach üblichen Methoden, die in der Chemie des Vitamins B12 und seiner Analoga angewandt werden. Man kann z. B. eine Säulenchromatographie über Chellulose oder modifizierter Cellulose, wie Carboxymethylcellulose oder Diäthylaminoäthylcellulose, eine Extraktion der wäßrigen Lösungen mit Hilfe von Phenol oder eine Mischung von Phenol und einem chlorierten Lösungsmittel, oder eine Ausfällung der wäßrigen Lösungen mit Hilfe von Aceton oder anderen organischen Lösungsmitteln durchführen.

Da die Cobamide im allgemeinen in gleicher Weise, wie gewisse metallorganische oder metalloidorganische Verbindungen, durch das Licht beeinflußt werden, ist es angezeigt, die Reaktion und die Extraktions- oder Isolierungs-Vorgänge im Dunkeln oder bei gedämpftem Licht durchzuführen.

Die folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung erläutern.

Beispiel 1

Man löst 8 g Hydroxocobalamin in 11 Methanol, gibt 1,4 g Jod hinzu und bringt die Mischung während 3 Stunden auf 65° C.

Zu der so erhaltenen Cobalaminjodverbindung gibt man 50 g Quecksilbermethyljodid und hält die Mischung während 3 Stunden bei 65⁰C, worauf man die Mischung unter vermindertem Druck zur Trockne eindampft. Der Rückstand wird mit Aceton gewaschen, getrocknet und in 250 ecm Wasser aufgenommen.

Man entfernt die unlösliche Fraktion durch Filtration, leitet dann die wäßrige Lösung über eine Diäthylaminoäthylcellulose-Säule und dann, um die Verunreinigungen und das nicht-umgesetzte Ausgangsprodukt zu entfernen, über eine Carboxymethylcellulose-Säule. Nach dem Waschen der Säulen mit Wasser vereinigt man die wäßrigen Lösungen und engt sie bis auv ein Volumen von etwa 180 ecm ein. Man gibt dann 1800 ecm Aceton hinzu und läßt über Nacht bei Raumtemperatur stehen. Der gebildete Niederschlag wird durch Filtration abgetrennt und getrocknet. Man erhält 1,81 g mit Wasser solvatisiertes Methylcobalamin.

Aus der Carboxymethylcellulose-Säule gewinnt man 2,87 g des Ausgangsproduktes in Form von Hydroxocobalamin.

Verwendet man bei dem gleichen Verfahren Äthylquecksilberjodid oder /J-Hydroxyäthylquecksilberbromid, so erhält man Co-Äthylcobalamin bzw. Co-/J-Hydroxyäthylcobalamin.

Beispiel 2

Man löst 5 g hydratisiertes Hydroxocobalamin (die 3,9 g des wasserfreien Produktes entsprechen) in 250 ecm Wasser und gibt 5 g Ammoniummethylhexafluorsilicat hinzu.

Man hält die Mischung unter Rühren während 2 Stunden bei 50° C und kühlt dann auf Raumtemperatur ab.

Man extrahiert mit 300 ecm einer Phenol/Dichloräthan-Mischung (1 :3). Man gibt dann langsam unter Rühren 625 ecm Aceton und schließlich 22 ecm Wasser hinzu. Man führt das Rühren während einer weiteren Stunde fort und isoliert dann den Niederschlag durch

Filtration und trocknet ihn unter vermindertem Druck. Man erhält 4 g rohes Methylcobalamin.

Man löst 3,5 g des rohen Produktes in 200 ecm einer Wasser/Aceton-Mischung (1:1), gibt langsam 900 ecm Aceton hinzu, läßt über Nacht bei Raumtemperatur s stehen, isoliert den gebildeten kiistallinen Niederschlag durch Filtration und trocknet ihn unter vermindertem Druck. Man erhält 3,43 g zu 33% hydratisiertes Methylcobalamin, das 332 g des wasserfreien Produktes entspricht

Beispiel 3

Man löst 100 mg 5'-Desoxyadenosyl-5,6-dimethylbenzimidazolcobamid in 5 ecm Wasser und gibt 100 mg Ammoniummethylhexafluorsilicat hinzu. Man hält die Mischung unter Rühren während 2 Stunden bei 50⁰C und kühlt dann auf Raumtemperatur ab. Man erhält eine Lösung von Methylcobalamin, die man gemäß dem in Beispiel 1 angegebenen Verfahren durch Chromatographie reinigt

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von am Kobaltatom durch den Rest R subs ituierten Cobamiden, worin der Rest R einen Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, der durch einen Hydroxyrest oder eine Carboxylgruppe substituiert sein kann, oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, der durch eine Arylgruppe substituiert sein kann, bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Cobamid mit einer anionbildenden Gruppe oder dem 5'-Desoxyadenosylrest am Kobaltatom mit einer entsprechenden Alkylelementverbindung von Quecksilber, Gallium, Thallium, Silicium, Bor, Germanium, Zinn, Blei oder Wismut in Gegenwart eines Lösungsmittels umsetzt, in welchem bei einer Reaktion in Suspension die Alkylelementverbindung löslich, das Cobamid unlöslich, bei einer Reaktion in Lösung beide löslich sind.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Methylcobalamin, dadurch gekennzeichnet, daß man Hydroxycobalamin oder 5'-DesoxyadenosyI-5,6-dimethylbenzimidazolcobamid in Wasser mit Ammoniummethylhexafluorsilicat umsetzt