DE2535755A1 - Verfahren zur herstellung von streptamin - Google Patents

Verfahren zur herstellung von streptamin

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DE2535755A1 DE19752535755 DE2535755A DE2535755A1 DE 2535755 A1 DE2535755 A1 DE 2535755A1 DE 19752535755 DE19752535755 DE 19752535755 DE 2535755 A DE2535755 A DE 2535755A DE 2535755 A1 DE2535755 A1 DE 2535755A1
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07D491/00Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/08Bridged systems

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  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Streptamin Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Streptamin, bei dem man die aus der Umsetzung von cis-Benzoltrioxid mit Hydrazin erhaltene Epoxy-hydrazin-verbindung mit Phthalsäureanhydrid zur Azindionverbindung umgesetzt, den Epoxidring mit einer Sauerstoffsäure öffnet, durch Alkalilauge oder Hydrazin die Phthalsäure abspaltet und anschließend katalytisch zum Streptamin reduziert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich durch das folgende Formelschema veranschaulichen: Cis-Benzoltrioxid (1) wird mit Hydrazin zu dem UberbrUckten 1:1-Addukt der Formel (2) und dieses mit Phthalsäureanhydrid zu dem Azindion (3) umgesetzt. Anschließend wird mit einer Sauerstoffsäure der Epoxidring geöffnet und die erhaltene Azindionverbindung (4) im Alkalischen zur Hydrazinverbindung (5) verseift und daraus durch katalytische Reduktion das Streptamin hergestellt.
  • Im allgemeinen geht man so vor, daß man das cis-Benzoltrioxid mit Hydrazin in äquimolaren oder überschUssigen, bevorzugt in 2- bis 4-molaren Mengen, unter Erwärmen und in wäßrigem Medium umsetzt. Als Lösungsmittel können neben Wasser auch niedere Alkohole, wie Methanol oder Methanol, oder Wasser-Alkohol-Gemische verwendet werden. Zweckmäßig wird die Umsetzung innerhalb eines Temperaturbereiches von Raumtemperatur bis zu 1000cm bevorzugt bei Temperaturen von 30 bis 600C, durchgeführt.
  • In einer besonders zweckmäßigen AusSUhrungsSorm wird das cis-Benzoltrioxid in wäßriger Lösung mit 0,2- bis 2-molarer Hydrazinlösung in 2,5- bis 3,5-molarem Überschuß bei 45 bis 550C umgesetzt. In einem Zeitraum von 10 bis 100 Minuten wird dabei nur ein Teil des cis-Benzoltrioxids, etwa 30 bis 50 a, umgesetzt, aber dafür werden Nebenreaktionen vermieden und es wird eine sehr reine Verbindung der Formel (2) erhalten. Das nicht umgesetzte cis-Benzoltrioxid kann durch Ausschütteln beispielsweise mit Methylenchlorid oder Chloroform leicht zurückgewonnen und wieder verwendet werden, ohne daß eine besondere Reinigung erforderlich ist.
  • Die Epoxi-hydrazin-verbindung (2) bildet farblose Kristalle die bei 2350C unter Zersetzung schmelzen. Ihr Tetraacetyl-Derivat bildet Kristalle vom Schmelzpunkt von 179,5 bis 181,50C.
  • Die Epoxi-hydrazin-verbindung (2), die für die weitere Umsetzung nicht besonders gereinigt zu werden braucht, wird mit Phthalsäureanhydrid zweckmäßigerweise in 1- bis 1,5-molarer Menge in wässrigem oder alkoholischem, insbesondere methanolischen, Medium bei erhöhteren Temperaturen, bevorzugt 10 bis ° 70 C, zu dem schwerlöslichen Azindion der Formel (3) umgesetzt.
  • Anschließend wird der Epoxidring des Azindions der Formel (3) vorteilhaft in gesättigter wässriger Lösung durch Erhitzen in Gegenwart von katalytischen Mengen einer Sauerstoffsäure stereospezifisch zum Tetrol der Formel (4) mit scyllo-Konfiguration geöffnet. Die Verseifungsreaktion wird in der Regel bei höheren Temperaturen bis zum Siedepunkt des Wassers in an sich üblicher Weise durchgeführt. Gegebenenfalls kann die Reaktion vorteilhaft in einem geschlossenen System unter Druck bei Temperaturen ° von 120 bis zu 200 C durchgeführt werden.
  • Als Sauerstoffsäuren kommen anorganische und organische Sauerstoffsäuren, wie Schwefelsäure, Perchlorsäure, Phosphorsäure, Essigsäure oder Phthalsäure in Betracht.
  • Die bevorzugte Sauerstoffsäure ist die Phthalsäure, die gegebenenfalls in Form von Phthalsäureanhydrid verwendet wird. Da sich (4) direkt aus (2) bei Verwendung einer entsprechend größeren Menge Phthalsäureanhydrid und Reaktion unter Druck erhalten läßt.
  • Im alkalischen Medium wird anschließend bei der Verbindung (4) der Azindionring geöffnet und die Hydrazinverbindung (5) freigesetzt.
  • Die Abspaltung der Phthalsäure ist leicht durchführbar und wird in an sich üblicher Weise in 1- bis 6-molarer wässriger Alkalilauge, bevorzugt Natronlauge oder Kalilauge, bei Temperaturen von 50 bis 1000C durchgeführt. In der Regel wird das Reaktions--gemisch mit 5 bis 7 Mol Alkali, berechnet auf die Ausgangsverbindung (4), versetzt. Gegebenenfalls ist Arbeiten unter Stickstoff und Ausschluß des Sauerstoffs der Luft zweckmäßig. Die Abspaltung der Phthalsäure kann auch durch Verwendung von Hydrazin als Base erfolgen.
  • Der Endpunkt der Verseifung kann in einfacher Weise NMR-spektroskopisch bestimmt werden.
  • Die Hydrogenolyse der Stickstoff-Stickstoff-Bindung der Verbindung (5) liefert das Streptamin. Diese katalytische Reduktion wird in Gegenwart von Raney-Nickel oder von Edelmetall-Katalysatoren, insbesondere Platin, in der Regel bei Raumtemperaturen oder erhöhten Temperaturen bis zu 500 C mit Wasserstoff unter Normaldruck oder erhöhtem Druck bis zu 100 atm durchgeführt.
  • Die Verbindung (5) braucht nach Abspaltung der Phthalsäure als Reinsubstanz nicht isoliert zu werden, sondern es kann das alkalihaltige Reaktionsgemisch direkt verwendet werden.
  • Das erhaltene Streptamin wird vorteilhaft als schwerlösliches Salz, z.B. als Sulfat, gefällt und gegebenenfalls als acylierte Verbindung, bevorzugt als Acetylderivat, die im allgemeinen leichter isolierbar und besser kristallisierbar sind, aufgearbeitet.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein wenig aufwendiger Weg, ohne daß die Zwischenprodukte isoliert zu werden brauchen, zur Herstellung von Streptamin in hohen Ausbeuten geschaffen.
  • Insbesondere ist es überraschend und nicht vorhersehbar, daß unter einfachen Bedingungen das Azindion (3) in hoher Ausbeute und in großer Reinheit, ohne daß Nebenreaktionen ablaufen, hergestellt werden kann. Der Azindionring erweist sich als hervorragende und überlegene Schutzgruppe, so daß an der Verbindung weitere Umsetzungen vorgenommen werden können. Die Anwesenheit dieser Schutzgruppe ist verantwortlich, daß eine stereospezifische Ringöffnung des Epoxids zur Streptaminkonfiguration eintritt.
  • Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Streptamin oder das daraus herstellbare Streptidin ist ein Antibiotikabaustein und kann beispielsweise für die Synthese von Dihydrostreptomycin, wie sie von S. Umezawa et al in J. Amer. Chem.
  • Soc. 96, 920/21 (1974) beschrieben wird, verwendet werden.
  • Es kann auch beispielsweise den Nährmedien von Mikroorganismen, die antibiotische Verbindungen aufbauen, zugesetzt werden, wie es beispielsweise in dem Buch Structures and Syntheses of Aminoglycoside Antibiotics von S. Umezawa in Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry Vol 30, S. 111 ff.
  • (1974) Academic Press oder von W. Thomas Shier et al in Proceedings of the National Academy of Science 63, 198-204 (1969) beschrieben wird.
  • Beispiel 1 DL-1,2-Anhydro-4,6-biimino-4,6-didesoxi-myo-inosìt (2) 2.52 g (20 mmol) cis-Benzoltrioxid werden bei 500C mit 60 ml 1 molare Hydrazinlösung innerhalb von 35 Min. umgesetzt, man ° kühlt rasch auf 0 C ab und extrahiert 7 mal mit je 60 ml eiskaltem Chloroform um nichtumgesetztes cis-Benzoltrioxid zu entfernen. Anschließend engt man die Lösung unter vermindertem Druck unterhalb 30 0C bis zur Trockne ein, zum Schluß im Diffusionspumpenvakuum. Der teilweise kristalline RÜckstand wird in wenig absolutem Methanol gelöst bzw. suspendiert und bei tiefer Temperatur (ca. -200C) der Kristallisation überlassen.
  • Es wird abgesaugt, mit wenig eiskaltem Methanol nachgewaschen und unter vermindertem Druck getrocknet. Es wird aus Methanol umkristallisiert. Man isoliert 2.50 g (79 %) farblose Kristalle, Schmelzpunkt ca. 2350C. In der Mutterlauge sind noch 17 % Produkt von ausreichender Reinheit für die Umsetzung mit Phthalsäureanhydrid.
  • C6H1oN203 (158.2) Der. C 45.56 H 6.37 N 17.71 Gef. C 45.48 H 6.11 N 18.24 Beispiel 2 DL-3,5-Di-0-acetyl-4,6-(N,N'-diacetylbiimino)-1,2-anhydro-4,6-didesoxi-myo-inosit 0.79 g (5 mmol) DL-1,2-Anhydro-4,6-biimino-4,6-didesoxi-myoinosit werden in 5 ml Pyridin und 5 ml Acetanhydrid gelöst, ° 4 Tage bei 20 C belassen und im Vakuum von überschüssigem Reagenz befreit. Der RUckstand wird aus Methanol umkristallisiert. Man erhält 1,6 g (98 %) farblose Kristalle, Schmelzpunkt 179.5-181.50C.
  • C14H18N207 (326.3) Ber. C 51.53 H 5.56 N 8.59 Gef. C 51.79 H 5.50 N 8.72 Beispiel 3 DL-1,2-Anhydro-4,6-didesoxi-4,6-[N,N'-1',2',3',4'-tetrahydro-1',4'-dioxo)-phthalazino] -myo-inosit (3) 1.58 g (10 mmol) DL-1,2-Anhydro-4,6-biimino-4,6-didesoxi-myoinosit werden mit 1.63 g (11 mmol) feingepulvertem Phthalsäureanhydrid in 20 ml Wasser bis zur vollständigen Umsetzung verrührt. Es wird noch kurzzeitig auf 500C erhitzt, abgesaugt und zuerst mit Wasser, dann mit Methanol nachgewaschen. 2.80 g (97 %) farblose Kristalle, Schmelzpunkt ca. 2850C (Zers.) C14H12N205 (288,3) Ber. C 58.33 H 4.20 N 9.72 Gef. C 58.00 H 4.64 N 10.04 IR (KBr): 3508, 3350 (OH), 3075, 3040 (CH) Abb., 1664, 1626, 1604 (C=O, C=C), 1475, 1433, 1396, 1302> 1244 (Epoxid), 1172, 1114, 1070, 1022, 951, 893, 869, 798, 766, 723, -1 700, 487, 378, 342 cm 1H-NMR (D6-DMSO) : # = 1.75-2.25 (m, 4H), 4.73 (t, 1H), 5.2-5.8 (m, 3H), 6.14 (t, 1H), 6.44 (t, 1H).
  • Beispiel 4 1,3-Didesoxi-1,3-[N,N'-(1',2',3',4'-tetrahydro-1',4'-dioxo)-phthalazini -s cyllo-inosit (4) 2.88 g (10 mmol) DL-1,2-Anhydro-4,6-didesoxi-4,6-[N,N'-(1',2', 3',4'-tetrahydro-1',4')-phthalazini -myo-inosit werden mit 0.3 -g Phthalsäureanhydrid in 10 ml Wasser unter Druck 20 Stunden auf 1700C erhitzt, beim Erkalten kristallisiert ein Hydrat des Phthalazins aus. Das Rohprodukt kann durch Rekristallisation aus Wasser mit Aktivkohle gereinigt und durch Trocknen unter vermindertem Druck bei 1500C erhalten werden. Man gewinnt 3.00 g (98 %) farblose Kristalle, Schmelzpunkt ca. 2970C (Zers.) C14H14N206 (306,3) Ber. C 54.90 H 4.61 N 9.15 Gef. C 54.86 H 4.75 N 9.25 IR (KBr): ca. 3300 (OH), 2920 (CH), 1629, 1605 Abb. (C=Q, C=C), 1476, 1400, 1362, 1305, 1229, 1127, 1058, 807, 732, 700, 376 cm 1H-NMR (D6-DMSO): t = 1.9-2.27 (m, 4 H), 5.3 (br. s), 6.04 (br. s).
  • Die gleiche Verbindung mit etwa gleicher Ausbeute kann erhalten werden, wenn man unter gleichen Bedingungen 1,58 g (10 mmol) 4,6-Etimino-4,6-didesoxi-myo-inosit (2) mit 1.78 g Phthalsäureanhydrid umsetzt.
  • Beispiel 5 Streptaminsulfat 3.06 g (10 mmol) Phthalazindion (4) werden mit 10 ml 5-molarer Natronlauge 6 Stunden im Stickstoffstrom auf 1000C erhitzt. Es wird anschließend mit Wasserstoff in Gegenwart von Raney-Nickel bei 200C/10 at 24 Stunden lang hydriert. Man saugt vom Katalysator ab, reinigt mit Aktivkohle, säuert mit Schwefelsäure an und läßt nach Zusatz von Methanol kristallisieren. Es wird abgesaugt, mit 50-prozentigem wäßrigen Methanol und anschließend mit reinem Methanol nachgewaschen. Man isoliert 1.93 g (70 ); zur Identifizierung wurde eine Probe nach Literaturvorschrift ER.L.
  • Peck et al, J. Amer. Chem. Soc. 69, 776 (194i in Streptaminhexaacetat überführt und im Schmelzverhalten, 1H-NMR-Spektrum und IR-Spektrum mit einer authentischen Probe verglichen.

Claims (1)

  1. Patentanspruch
    Verfahren zur Herstellung von Streptamin aus der aus der Umsetzung von cis-Benzoltrioxid mit Hydrazin erhaltenen Epoxi-hydrazinverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Epoxi-hydrazinverbindung mit Phthalsäureanhydrid zur Azindionverbindung umsetzt, den Epoxidring in Gegenwart von einer Sauerstoffsäure öffnet, durch Alkalilauge oder Hydrazin die Phthalsäure abspaltet und anschließend katalytisch zum Streptamin reduziert
DE19752535755 1975-08-11 1975-08-11 Verfahren zur Herstellung von Streptamin Expired DE2535755C2 (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2360176A1 (de) * 1973-12-03 1975-06-05 Basf Ag Verfahren zur herstellung von 2,4,6- substituierten cyclohexan-1,3,5-triolen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2360176A1 (de) * 1973-12-03 1975-06-05 Basf Ag Verfahren zur herstellung von 2,4,6- substituierten cyclohexan-1,3,5-triolen

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