DE4032163C2

DE4032163C2 - S-Retinoyl-L-aminomercapto-Verbindungen und Zwischenprodukte, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung

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Publication number: DE4032163C2
Application number: DE4032163A
Authority: DE
Original assignee: GRADINGER F HERMES PHARMA
Current assignee: GRADINGER F HERMES PHARMA
Priority date: 1990-10-10
Filing date: 1990-10-10
Publication date: 1995-03-30
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: DE4032163A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue S-Retinoyl-L-aminomercapto- Verbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung, Zwischenverbindungen und Verwendungen dieser neuen Verbindungen.

Vitamin A und seine Verbindungen regulieren durch Beeinflussung der Genexpression das Wachstum und die Differenzierung verschiedenster Gewebe (Übersicht bei Sherman, M. I.: Retinoids in differentiation and disease; Boca Raton, Florida, CRC Press, Review, (1986) und bei Roberts, A. B., Sporn, M. B.: Cellular biology and biochemistry of retinoids; in: M. B. Sporn: The Retinoids; Orlando, Academic Press (1984)).

Diese Wirkung erstreckt sich besonders auch auf neoplastische Zellen (Sherman, M. I.: (wie oben zitiert)), so daß das Vitamin zur Therapie von malignen Erkrankungen und Differenzierungsstörungen, besonders im Bereich der Schleimhäute des Gastrointestinal-, Tracheobronchial- und Urogenitaltraktes, eingesetzt wird (Main, A. N.; Mills, P. R.; Russel, R. I.; Bronte-Stewart, J.; Nelson, L. M.; McLelland, A.; Shenkin, A.: Vitamin A deficiency in Crohn's disease. Gut 24, (12) 1169-1175 (1983)). Insbesondere zur Prävention von Differenzierungsstörungen der Schleimhäute ist das Vitamin seit geraumer Zeit verstärkt eingesetzt worden (Clark J. N. et al.: Reestablishment of a mucociliary epithelium intracheal organ cultures. Eur. J. Cell Biol. 21, 261-268 (1980) und Pinnock et al.: Vitamin A status in children who are prone to respiratory tract infections. Aust. Pediatr. J. 22, 95-99 (1986)). Von Nachteil sind die erforderlichen hohen Dosierungen mit teilweise starken Nebenwirkungen (Biesalski H. K.: Comparative assessment of the toxicology of vitamin A and retinoids in man. Toxicology 57, 117-161 (1989)), wie auch die Schwierigkeit, die Verbindung in ausreichender Konzentration an den Wirkort zu bringen. Aus diesem Grunde wurden auch bisher schon geeignete Vitamin-A-Verbindungen gesucht, bei denen dieser Nachteil in geringerem Umfang oder überhaupt nicht gegeben ist.

Aus der US 46 18 685 sind N-Homocystein-thiolactonyl-retinamidverbindungen und ihre Verwendung als anti-neoplastische Arzneimittel bekannt. Weitere Retinsäureverbindungen sind in "Arzneimittel-Fortschritte 1972-1985", herausgegeben von A. Kleemann, E. Lindner und J. Engel, Verlag Chemie und aus der Veröffentlichung Organic-chemical drugs and their synonyms (an international survey) von M. Negwer, Akademie-Verlag Berlin, 1987, Seite 541 und aus den Chemical Abstracts Volume 96, 1982, 123 037 g bekannt. Die erfindungsgemäß bereitgestellten Verbindungen werden hierdurch weder vorweggenommen noch nahegelegt.

In der US 4,448,782 werden 6-substituierte-Hydrocarbon-2- (Aminosäure-thio)penem-3-carbonsäuren beschrieben, die aus 4- Acyloxy-2-azetinon synthetisiert werden. Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden hierdurch nicht nahegelegt.

In der US 4,900,478 werden neue Retinoide mit der allgemeinen Formel Ret-OA, wobei Ret der Acrylrest einer Retincarbonsäure, A ein Rest (-CHR)-CH₂O)nR¹, (CH₂)m SR¹, (-CH₂)_m XR², (-CH₂)_m- Het, -N(R²)₂-, -C(R⁴)₂OC(O)R³, -CH₂-CH(OR²)CH₂ oder CH(CH₂OR²)₂;
R Wasserstoff oder Methyl,
R¹ Wasserstoff,
C_1-6 Alkyl oder C_1-6 Alkanoyl,
R₂ = C_1-6 Alkyl,
R³ = ein geradkettiges C_1-6 Alkyl,
R⁴ = Wasserstoff, C_1-6 Alkyl oder Phenyl;
n ein ganzzahliges von 3-10 ist, offenbart.

Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden hierdurch nicht nahegelegt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, neue substituierte Retinsäureverbindungen bereitzustellen, die aufgrund ihrer strukturellen Besonderheit für ihren therapeutischen Einsatz vorteilhafte pharmakokinetische Eigenschaften aufweisen und die vorstehend aufgeführten Nachteile der Vitamin-A-Verbindungen nach dem Stand der Technik vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch S-Retinoyl-L- aminomercapto-Verbindungen der folgenden allgemeinen Generalstrukturformel (GS)

und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindungen gelöst, wobei
R₁=H,
R₂=H, OH, CH₃, C₂H₅, C₃H₇ oder =O
R₃=H, OH oder =O
wobei R₁ und R₂ oder R₃ und R₂ auch eine Doppelbindung darstellen können,
R₄=eine Alkylen- oder Alkenylengruppe mit je 1-6 C-Atomen und fakultativ einer Alkyl- oder Alkenylseitenkette
R₅=H oder eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit je 1-3 C-Atomen
R₆=H oder eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit je 1-6 C-Atomen
R₇=-COOX mit X=Wasserstoff oder eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit je 1-6 C-Atomen, oder
eine Hydroxyalkyl- oder Hydroxyalkenylgruppe mit 1-4 C-Atomen, oder
eine Formaldehyd- oder Acetaldehyd- oder Propionaldehyd- oder n-Butyraldehydgruppe.

R₁, R₂ und R₃ werden bevorzugt aus folgenden Kombinationen ausgewählt:

Aus den erfindungsgemäß bereitgestellten S-Retinoyl-L-aminomercapto- Verbindungen sind insbesondere bevorzugt folgende Verbindungen sowie deren physiologisch verträgliche Salze:

Die erfindungsgemäße Verbindung einer S-haltigen Aminosäure mit einem Vitamin A-Derivat hat gezeigt, daß die zellulären Konzentrationen des Vitamins durch Erleichterung der Aufnahme bei gleichzeitig niedrigeren absoluten Konzentrationen gesteigert werden können. Die Steigerung der zellulären Aufnahme ergibt sich aus der Verbesserung des Membrantransfers, während die Erniedrigung der Dosierung zur Erzielung eines Effektes durch die besondere Wirkung der Cysteinverbindung auf Differenzierungsvorgänge einerseits und Sekretionsvorgänge andererseits zurückgeführt werden kann.

I. Darstellung von S-Retinoyl-L-aminomercaptocarbonsäuren und ihren Derivaten und Salzen der allgemeinen Generalstrukturformel (GS), wobei R₇=COOH A: Ausgangssubstanz: L-Cystin und dessen Derivate und Homologe der allgemeinen Formel (A) 1. Allgemeiner Syntheseweg

a) Darstellung von N′,N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäuren und deren Derivate der allgemeinen Formel (I) durch Umsetzung von L-Cystin und seinen Homologen und Derivaten der allgemeinen Formel (A) mit einem Allylester, bevorzugt Chlorameisensäureallylester im basischen bis stark basischen Medium. Bevorzugt wird ein pH von 10-11. Als Lösemittel dient Wasser. Die Umsetzung erfolgt unter Schotten- Baumann Bedingungen.
b) Herstellung von N′,N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäurediallylester und dessen Derivate der Formel (II) primär durch Umsetzung von Verbindung (I) mit Alkalisalzen, bevorzugt Cäsiumsalzen. Das entstandene Salz wird anschließend durch eine nucleophile Substitution, bevorzugt mit Allylbromid, verestert. Als Lösungsmittel eignen sich dipolar aprotische Lösemittel. Es wird bevorzugt Dimethylformamid (DMF) verwendet.
c) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäureallylester und dessen Derivate der Formel (III) durch Reduktion der Disulfidbrücke der Verbindung (II) im basischen Medium. Hierfür können Thioglycolsäure und β-Mercaptoethanol verwendet werden, wobei β-Mercaptoethanol bevorzugt wird.
d) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl-L- aminomercaptocarbonsäureallylester und dessen Derivate der Formel (IV) durch Umsetzung von Substanzen der Formel (III) mit Retinsäure und deren Derivaten der allgemeinen Formel (V) unter Aktivierung der Carboxylgruppe der Retinsäure und ihrer Derivate mit reaktiven Phosphorderivaten wie Diphenylphosphinsäurechlorid oder mit Carbonyldiimidazol (CDI) oder Carbonyl-1,2,4-triazol (CDT). Der Gebrauch von Carbonyldiimidazol und Carbonyl- 1,2,4-triazol ist bevorzugt.
e) In diesem Syntheseschritt werden die Allylesterschutzgruppen der Verbindung (IV) unter geeigneten, schonenden Bedingungen entfernt. Hierzu ist insbesondere eine katalytische Spaltung geeignet. Die Herstellung von S-Retinoyl-L-aminomercaptocarbonsäuren und ihren Derivaten der Formel (VI) erfolgt durch Abspaltung der Allyloxycarbonyl- und Allylestergruppe in Verbindung (IV) in wasser- und sauerstofffreien, dipolar aprotischen Lösemitteln, bevorzugt Tetrahydrofuran (THF), unter einer Schutzgas- Atmosphäre, bevorzugt unter einer Argon-Atmosphäre, und unter Verwendung eines Katalysators und eines Abfangnucleophils.
Als Katalysatoren kommen Tetrakis-(triphenylphosphin)- palladium(O) und (Tris-(triphenylphosphin)- rhodium(I)chlorid) in Frage und bei den Abfangnucleophilen Morpholin, Dimedon und N,N-Dimethylbarbitursäure. Bevorzugt werden Tetrakis-(triphenylphosphin)- palladium(O) als Katalysator und Morpholin als Abfangnucleophil verwendet.

2. Spezieller Syntheseweg

a) Syntheseweg für N′,N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäuren und ihre Derivate der allgemeinen Formel (I):
Substanzen der allgemeinen Formel (A) werden in einer wäßrigen Lösung mit 2 n Natronlauge in Lösung gebracht. Bei 0°C wird portionsweise Chlorameisensäureallylester zugesetzt, wobei sich der pH-Wert der Lösung zwischen 10 und 11 bewegen sollte. Nach Beendigung der Zugabe wird der Ansatz über Nacht rühren gelassen und die Lösung dann auf pH 1 mittels Salzsäure gebracht. Die Lösung wird filtriert und eingeengt. Den Rückstand nimmt man in Methylenchlorid/Methanol auf, trocknet über Magnesiumsulfat und reinigt ihn durch Säulenchromatographie.
b) Syntheseweg für N′,N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäurediallylester und dessen Derivate der Formel (II):
Hierfür werden Verbindungen der Formel (I) in Ethanol gelöst und mit Cäsiumcarbonat einer der Verbindung (I) entsprechenden Molmenge (besser 5%iger Unterschuß) versetzt. Nach 2 Stunden wird das Lösemittel abgezogen, das Gemisch in Dimethylformamid aufgenommen und mit Allylbromid versetzt. Der Reaktionsverlauf wird mittels Dünnschichtchromatographie beobachtet. Nach 24 Stunden wird das Lösemittel abdestilliert, der Rückstand in Methylenchlorid aufgenommen, mit verd. Natriumhydrogencarbonatlösung extrahiert und über Magnesiumsulfat getrocknet. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie.
c) Syntheseweg für N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäureallylester und dessen Derivate der Formel (III)
Zur Spaltung der Disulfidbrücke wird eine Verbindung der allgemeinen Formel (II) unter striktem Luftausschluß in Methanol gelöst und mit NaOH auf pH 9 eingestellt und mit β-Mercaptoethanol einige Stunden bei Raumtemperatur reagieren gelassen. Der Reaktionsablauf wird mittels Dünnschichtchromatographie beobachtet. Der Ansatz wird unter schonenden Bedingungen eingeengt und mit Methanol aufgenommen. Nach Trocknen über Magnesiumsulfat wird die Substanz mittels Säulenchromatographie gereinigt. Es ist auf Luftausschluß zu achten.
d) Syntheseweg für N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl-aminomercaptocarbonsäureallylester und dessen Derivate (IV):
All-trans-Retinsäure und ihre Derivate der allgemeinen Formel (V) und Carbonyldiimidazol (DCI) werden in wasserfreiem Dimethylformamid (DMF) gelöst und bei -10°C für 3 Stunden gerührt. Es ist hierbei auf Feuchtigkeits-, Licht- und Luftausschluß zu achten. Danach wird Verbindung (III) zugesetzt und der Ansatz weiter rühren gelassen. Der Reaktionsverlauf wird mittels Dünnschichtchromatographie beobachtet. Nach Beendigung der Reaktion wird Ethylacetat zu dem Ansatz gegeben, mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie.
e) Syntheseweg für S-Retinoyl-L-aminomercaptocarbonsäuren und dessen Derivate der Formel (VI)
Zur Abspaltung der Allyloxycarbonyl- und Allylestergruppe wird eine Verbindung der allgemeinen Formel (IV) in wasser- und sauerstofffreiem THF (Tetrahydrofuran) oder einem äquivalenten Lösemittel aufgenommen. Zu dieser Lösung werden Tetrakis-(triphenylphosphin)- palladium(O) und Morpholin gegeben. Die Produktbildung wird mittels Dünnschichtchromatographie verfolgt. Nach dem Reaktionsende wird das Lösemittel abgezogen und der Rückstand in einem entsprechenden unpolaren oder schwach polaren Lösemittel aufgenommen. Es wird mit 2 n Salzsäure und Wasser extrahiert. Die Trocknung erfolgt über MgSO₄. Nach dem Einengen wird die Substanz in einem unpolaren Lösemittel gelöst und filtriert. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie.

B. Ausgangssubstanz: L-Aminomercaptocarbonsäuren und deren Derivate der allgemeinen Formel (XII) 1. Allgemeiner Syntheseweg

a) Herstellung von S-Acetamidomethyl-L-aminomercaptocarbonsäure- hydrochlorid und dessen Derivate der allgemeinen Formel (XIII): Die Herstellung von Verbindung (XIII) erfolgt durch Umsetzung von L-Cysteinhydrochlorid-monohydrat mit N-Hydroxymethylacetamid in Wasser bei pH 0,5 und unter einer Inertgas-Atmosphäre, bevorzugt einer Stickstoffatmosphäre. Diese Reaktion dient der Einführung einer Sulfhydrylschutzgruppe in das Molekül.
b) Herstellung von S-Acetamidomethyl-L-aminomercaptocarbonsäure und deren Derivaten der allgemeinen Formel (XIV): Mittels Silberoxid wird Verbindung (XIII) in die freie Base (XIV) überführt. Das Reaktionsmedium ist bedingt durch das Löslichkeitsverhalten der beteiligten Substanzen, wobei bevorzugt Wasser verwendet wird.
c) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäure und deren Derivaten der allgemeinen Formel (XV) durch Umsetzung von Verbindung (XIV) und ihren Derivaten mit Allylester, bevorzugt Chlorameisensäureallylester, im basischen bis stark basischen Medium. Bevorzugt wird ein pH von 10-11. Als Lösemittel dient Wasser. Die Umsetzung erfolgt unter Schotten-Baumann-Bedingungen.
d) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäureallylester und dessen Derivate der Formel (XVI) primär durch Umsetzung von Verbindung (XV) mit Alkalisalzen, bevorzugt Cäsiumsalzen. Das entstandene Salz wird anschließend durch eine nucleophile Substitution, bevorzugt mit Allylbromid, verestert. Als Lösemittel eignen sich dipolar aprotische Lösemittel. Es wird bevorzugt Dimethylformamid (DMF) verwendet.
e) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-S-(2-nitrophenylsulfenyl)- L-aminomercaptocarbonsäureallylester und dessen Derivaten der Formel (XVII): Zur Freisetzung der Sulfhydrylgruppe der Verbindung (XVI) wird die S-Acetamidomethylgruppe durch eine S- 2-Nitrophenylsulphenylfunktion ersetzt. Der selektive Ersatz von Sulfhydrylschutzgruppen kann mittels Sulfenylhalogeniden erfolgen, im vorliegenden Fall bevorzugt mittels 2-Nitrophenylsulphenyl-chlorid in Essigsäure oder Dioxan unter milden sauren Bedingungen.
f) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäureallylester und dessen Derivaten der Formel (XVIII) durch Reduktion der Disulfidbrücke der Verbindung (XVII) im basischen Medium. Hierfür können Thioglykolsäure und β-Mercaptoethanol verwendet werden, wobei β-Mercaptoethanol bevorzugt wird.
Der Reaktionsweg entspricht von diesem Syntheseschritt an dem von L-Cystin (siehe I A1d), seinen Derivaten und Homologen.
g) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl-aminomercaptocarbonsäureallylester und dessen Derivaten der Formel (IV) durch Umsetzung von Substanzen der Formel (XVIII) mit Retinsäure und deren Derivaten der allgemeinen Formel (V) unter Aktivierung der Carboxylgruppe der Retinsäure und ihrer Derivate. Die Aktivierung der Carboxylgruppe der Retinsäure und ihrer Derivate kann mit reaktiven Phosphorderivaten wie Diphenylphosphinsäurechlorid oder mit Carbonyldiimidazol (CDI) oder Carbonyl-1,2,4-triazol (CDT) erfolgen. Der Gebrauch von Carbonyldiimidazol und Carbonyl- 1,2,3-triazol ist bevorzugt.
h) Herstellung von S-Retinoyl-L-aminomercaptocarbonsäure und dessen Derivate der Formel (VI) In diesem Syntheseweg werden die Allylesterschutzgruppen unter geeigneten, schonenden Bedingungen entfernt, wobei hierzu bevorzugt eine katalytische Spaltung geeignet ist.
Die Herstellung der Verbindungen der Formel (VI) erfolgt unter Abspaltung der Allyloxycarbonyl- und Allylestergruppe in wasser- und sauerstofffreien dipolar aprotischen Lösemitteln, bevorzugt Tetrahydrofuran (THF), einer Inertgas-Atmosphäre, bevorzugt einer Argon-Atmosphäre, und unter Verwendung eines Katalysators und eines Abfangnucleophils. Als Katalysatoren kommen Tetrakis-(triphenylphosphin)- palladium(O) und (Tris-(triphenylphosphin)-rhodium (I)chlorid) in Frage und bei den Abfangnucleophilen Morpholin, Dimedon und N,N-Dimethylbarbitursäure. Bevorzugt werden Tetrakis-(triphenylphosphin)- palladium(O) als Katalysator und Morpholin als Abfangnucleophil verwendet.

2. Spezieller Syntheseweg

a) Syntheseweg zu S-Acetamidomethyl-L-aminomercaptocarbonsäure- hydrochlorid (XIII) und seinen Derivaten.
Die Einführung der Acetamidomethyl-Schutzgruppe erfolgt durch Umsetzung von L-Aminomercaptocarbonsäurehydrochlorid- monohydrat mit N-Hydroxymethylacetamid in Wasser bei pH 0,5 unter einer Stickstoffatmosphäre. Die Zugabe von Salzsäure erfolgt bei 0°C. Nach 3 Tagen erhält man das Produkt. Die Lösung wird eingeengt und mit Methanol/Ether umkristallisiert.
b) Syntheseweg zu S-Acetamidomethyl-L-aminomercaptocarbonsäure (XIV) und seinen Derivaten
Verbindung (XIII) wird in Wasser gelöst und mit Silberoxid für eine Stunde umgesetzt. Die Ag(II)- Ionen werden mittels Schwefelwasserstoff ausgefällt. Die Lösung wird eingeengt und aus heißem Wasser und Ethanol umkristallisiert.
c) Syntheseweg zu N-Allyloxycarbonyl-S-acetamidomethyl- L-aminomercaptocarbonsäure (XV) und seinen Derivaten der folgenden allgemeinen Formel
Substanzen der Formel (XIV) werden in einer wäßrigen Lösung mit 2-N-Natronlauge in Lösung gebracht. Bei 0°C wird portionsweise Chlorameisensäureallylester zugesetzt, wobei sich der pH-Wert der Lösung zwischen 10 und 11 bewegen sollte. Nach Beendigung der Zugabe wird der Ansatz über Nacht rühren gelassen und die Lösung dann auf pH 1 mittels Salzsäure gebracht. Die Lösung wird filtriert und eingeengt. Den Rückstand nimmt man in Methylenchlorid/Methanol auf, trocknet über Magnesiumsulfat und reinigt ihn durch Säulenchromatographie.
d) Syntheseweg zu N-Allyloxycarbonyl-S-acetamidomethyl- L-aminomercaptocarbonsäureallylester (XVI) und seinen Derivaten der folgenden allgemeinen Formel:
Hierfür werden Verbindungen der Formel (XV) in Ethanol gelöst und mit Cäsiumcarbonat einer Verbindung (XV) entsprechenden Molmenge (besser 5%iger Unterschuß) versetzt. Nach 2 Stunden wird das Lösemittel abgezogen, das Gemisch in Dimethylformamid aufgenommen und mit Allylbromid versetzt. Der Reaktionsverlauf wird mittels Dünnschichtchromatographie beobachtet. Nach 24 Stunden wird das Lösemittel abdestilliert, der Rückstand in Methylenchlorid aufgenommen, mit verd. Natriumhydrogencarbonatlösung extrahiert und über Magnesiumsulfat getrocknet. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie.
e) Syntheseweg zu N-Allyloxycarbonyl-S-(2-nitrophenylsulphenyl)- L-aminomercaptocarbonsäureallylester und dessen Derivaten (XVII):
Zur Freisetzung der Sulfhydrylgruppe wird die S- Acetamidomethylgruppe durch eine S-2-Nitrophenylsulphenylfunktion ersetzt. Hierfür wird Verbindung (XVI) in Dioxan gelöst und mit wenig Essigsäure angesäuert. Zu diesem Reaktionsansatz gibt man 2- Nitrophenylsulphenylchlorid. Der Reaktionsverlauf wird mittels Dünnschichtchromatographie beobachtet. Es wird unter Luftausschluß gearbeitet. Nach Beendigung der Reaktion wird die Lösung neutralisiert und eingeengt. Nach Aufnahme in Methanol wird über Magnesiumsulfat getrocknet und dann chromatographisch gereinigt.
f) Syntheseweg zu N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäureallylester (III),
g) zu N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl-L-aminomercaptocarbonsäureallylester (IV), und
h) zu S-Retinoyl-L-aminomercaptocarbonsäure (VI) sind unter I. A. 1. c)-e) beschrieben worden.

II. Darstellung von S-Retinoyl-(2-amino-3-mercapto-propionsäureestern, S-Retinoyl-(2-amino-3-mercapto-propanalen). S-Retinoyl-(2-amino-3-mercapto-propanolen) und deren Derivaten der allgemeinen Formel (XI), wobei R₇ nicht COOH ist 1. Allgemeiner Syntheseweg

Die Ausgangssubstanzen sind Stoffe folgender allgemeinen Formel (VII), wobei R₇ nicht COOH ist.

a) Verbindung (VII) wird mit einem Allylester, bevorzugt Chlorameisensäureallylester, im basischen bis stark basischem Medium umgesetzt. Bevorzugt wird ein pH 10-11. Als Lösemittel dient Wasser. Die Umsetzung erfolgt unter Schotten-Baumann-Bedingungen und führt zu einer Verbindung mit der Formel (VIII):
b) Verbindung (VIII) wird durch Reduktion der Disulfidbrücke im basischen Milieu in die Verbindung (IX) überführt. Zur Reduktion können Thioglykolsäure und β-Mercaptoethanol verwendet werden, wobei β-Mercaptoethanol bevorzugt wird.
c) Durch Umsetzung von Substanzen der Formel (IX) mit Retinsäure und deren Derivate der allgemeinen Formel (V) unter Aktivierung der Carboxylgruppe der Retinsäure und ihrer Derivate entsteht Verbindung (X):
d) In diesem Syntheseschritt werden die Allylesterschutzgruppen unter geeigneten, schonenden Bedingungen entfernt, wobei hierzu insbesondere eine katalytische Spaltung geeignet ist.
Durch Abspaltung der Allyloxycarbonylgruppe in wasser- und sauerstofffreien dipolar aprotischen Lösemitteln, bevorzugt Tetrahydrofuran (THF), einer Inertgasatmosphäre, bevorzugt einer Argon-Atmosphäre und Verwendung eines Katalysators und unter Verwendung eines Katalysators und eines Abfangnucleophils erhält man Verbindung (XI) als Endprodukt.
Als Katalysatoren kommen Tetrakis-(triphenylphosphin)- palladium(O) und (Tris-(triphenylphosphin)- rhodium(I)chlorid) in Frage und bei den Abfangnucleophilen Morpholin, Dimedon und N,N-Dimethylbarbitursäure. Bevorzugt werden Tetrakis-(triphenylphosphin)- palladium(O) als Katalysator und Morpholin als Abfangnucleophil verwendet.

2. Spezieller Syntheseweg

a) Synthese von N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercapto- Verbindungen der allgemeinen Formel (VIII)
Verbindungen der allgemeinen Formel (VII) werden in einer wäßrigen Lösung mit 2 n Natronlauge in Lösung gebracht. Bei 0°C wird portionsweise Chlorameisensäureallylester zugesetzt, wobei sich der pH-Wert der Lösung zwischen 10 und 11 bewegen sollte. Nach Beendigung der Zugabe wird der Ansatz über Nacht rühren gelassen und die Lösung dann auf pH 1 mittels Salzsäure gebracht. Die Lösung wird filtriert und eingeengt. Den Rückstand nimmt man in Methylenchlorid/Methanol auf, trocknet über Magnesiumsulfat und reinigt ihn durch Säulenchromatographie.
Man erhält Verbindung (VIII).
b) Synthese von N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercapto- Verbindungen der allgemeinen Formel (IX)
Zur Spaltung der Disulfidbrücke wird eine Verbindung der allgemeinen Formel (VIII) unter striktem Luftausschluß in Methanol gelöst, mit NaOH auf pH 8-9 eingestellt und mit β-Mercaptoethanol einige Stunden bei Raumtemperatur reagieren gelassen. Der Reaktionsablauf wird mittels Dünnschichtchromatographie beobachtet. Der Ansatz wird unter schonenden Bedingungen eingeengt und mit Methanol aufgenommen. Nach Trocknen über Magnesiumsulfat wird die Substanz mittels Säulenchromatographie gereinigt. Es ist auf Luftausschluß zu achten.
c) Synthese von S-Retinoyl-N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercapto- Verbindungen der allgemeinen Formel (X)
All-trans-Retinsäure und ihre Derivate der allgemeinen Formel (V) und Carbonyldiimidazol (DCI) werden in wasserfreiem Dimethylformamid (DMF) gelöst und bei -10°C für 3 Stunden gerührt. Es ist hierbei auf Feuchtigkeits-, Licht- und Luftausschluß zu achten. Danach wird Verbindung (IX) zugesetzt und der Ansatz weiter rühren gelassen. Der Reaktionsverlauf wird mittels Dünnschichtchromatographie beobachtet. Nach Beendigung der Reaktion wird Ethylacetat zu dem Ansatz gegeben, mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie.
d) Synthese von S-Retinoyl-L-aminomercapto-Verbindungen der allgemeinen Formel (XI)
Zur Abspaltung der Allyloxycarbonylgruppe wird eine Verbindung der allgemeinen Formel (X) in wasser- und sauerstofffreiem THF (Tetrahydrofuran) oder einem äquivalenten Lösemittel aufgenommen. Zu dieser Lösung werden Tetrakis-(triphenylphosphin)-palladium(O) und Morpholin gegeben. Die Produktbildung wird mittels Dünnschichtchromatographie verfolgt. Nach dem Reaktionsende wird das Lösemittel abgezogen und der Rückstand in einem entsprechenden unpolaren oder schwach polaren Lösemittel aufgenommen. Es wird mit 2 n Salzsäure und Wasser extrahiert. Die Trocknung erfolgt über MgSO₄. Nach dem Einengen wird die Substanz in einem unpolaren Lösemittel gelöst und filtriert. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie. Als Endprodukt resultiert die Substanz (XI):
Weitere Vorteile, Aufgabenstellungen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen.

Anwendungsbeispiele Beispiel 1

Erfindungsgemäß wird S-Retinoyl-L-cystein wie folgt dargestellt:

Darstellung von N′,N-Allyloxycarbonyl-L-cystin (Verbindung A) (aus L-Cystin)

Die Ausgangssubstanz des Syntheseweges dieses erfindungsgemäßen Produktes ist L-Cystin. Dieses wird in einer wäßrigen Lösung mit 2 n Natronlauge in Lösung gebracht. Bei 0°C wird portionsweise Chlorameisensäureallylester zugesetzt, wobei sich der pH-Wert der Lösung zwischen 10 und 11 bewegen sollte. Nach Beendigung der Zugabe wird der Ansatz über Nacht rühren gelassen und die Lösung dann auf pH 1 mittels Salzsäure gebracht. Die Lösung wird filtriert und eingeengt. Den Rückstand nimmt man in Methylenchlorid/Methanol auf, trocknet über Magnesiumsulfat und reinigt durch Säulenchromatographie.

Darstellung von N′,N-Allyloxycarbonyl-L-cystindiallylester (Verbindung (B))

Hierfür wird Verbindung (A) in Ethanol gelöst und mit Cäsiumcarbonat einer der Verbindung (A) entsprechenden Molmenge (besser 5%iger Unterschuß) versetzt. Nach 2 Stunden wird das Lösemittel abgezogen, das Gemisch in Dimethylformamid aufgenommen und mit Allylbromid versetzt. Der Reaktionsverlauf wird mittels Dünnschichtchromatographie beobachtet. Nach 24 Stunden wird das Lösemittel abdestilliert, der Rückstand in Methylenchlorid aufgenommen, mit verd. Natriumhydrogencarbonatlösung extrahiert und über Magnesiumsulfat getrocknet. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie.

Darstellung von N-Allyloxycarbonyl-L-cysteinallylester (Verbindung (C))

Zur Spaltung der Disulfidbrücke wird Verbindung (B) unter striktem Luftausschluß in Methanol gelöst, mit NaOH auf pH 8-9 eingestellt und mit β-Mercaptoethanol einige Stunden bei Raumtemperatur reagieren gelassen. Der Reaktionsablauf wird mittels Dünnschichtchromatographie beobachtet. Der Ansatz wird unter schonenden Bedingungen eingeengt und mit Methanol aufgenommen. Nach Trocknen über Magnesiumsulfat wird die Substanz mittels Säulenchromatographie gereinigt. Es ist auf Luftausschluß zu achten.

Darstellung von N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl-cysteinallylester (Verbindung (D))

All-trans-Retinsäure und Carbonyldiimidazol (DCI) werden in wasserfreiem Dimethylformamid (DMF) gelöst und bei -10°C für 3 Stunden gerührt. Es ist hierbei auf Feuchtigkeits-, Licht- und Luftausschluß zu achten. Danach wird Verbindung (C) zugesetzt und der Ansatz weiter rühren gelassen. Der Reaktionsverlauf wird mittels Dünnschichtchromatographie beobachtet. Nach Beendigung der Reaktion wird Ethylacetat zu dem Ansatz gegeben, mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie.

Darstellung von S-Retinoyl-L-cystein (Endprodukt)

Zur Abspaltung der Allyloxycarbonyl- und Allylestergruppe wird Verbindung (C) in wasser- und sauerstofffreiem THF (Tetrahydrofuran) oder einem äquivalenten Lösemittel aufgenommen. Zu dieser Lösung werden Tetrakis-(triphenylphosphin)-palladium(O) und Morpholin gegeben. Die Produktbildung wird mittels Dünnschichtchromatographie verfolgt. Nach dem Reaktionsende wird das Lösemittel abgezogen und der Rückstand in einem entsprechenden unpolaren oder schwach polaren Lösemittel aufgenommen. Es wird mit 2 n Salzsäure und Wasser extrahiert. Die Trocknung erfolgt über MgSO₄. Nach dem Einengen wird die Substanz in einem unpolaren Lösemittel gelöst und filtriert. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie.

Versuchsvorschriften zur Herstellung von S-Retinoyl-L-cystein N′,N-Allyloxycarbonyl-L-cystin (Verbindung (A))

C₁₄ H₂₀ O₈ N₂ S₂ MG: 408 g/mol

50 g (0,21 mol) L-Cystin werden in einem Gemisch von 250 ml Wasser und 250 ml 2 n Natronlauge gelöst. Bei 0°C werden portionsweise 40,5 g (0,42 mol) Chlorameisensäureallylester zugesetzt. Der pH-Wert der Lösung sollte durch ständige Natronlaugenzugabe zwischen pH 10 und 11 gehalten werden. Nach Beendigung der Zugabe wird der Ansatz über Nacht rühren gelassen und die Lösung dann mittels Salzsäure auf pH 1 gebracht. Das ausgefallene Natriumchlorid wird abgetrennt und die Lösung eingeengt. Den Rückstand nimmt man in Methylenchlorid/Methanol (1 : 1) auf, trocknet über Magnesiumsulfat und destilliert das Lösemittel ab. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie (Lfm.: CH₂Cl₂/CH₃OH (7 : 1)).

Ausbeute: 69,7 g (0,17 mol) (82% d. Th.)
weißer Feststoff

UV-Spektrum (Methanol):
λ_max=275,7 nm

IR-Spektrum (KBr):
[cm^-1]=3360 ν NH
3200 ν_{as, sy} CH₂, CH₃
1700 ν C=O Ester
1670 Urethan
1610 Amid I
1520 Amid II
1270 Amid III
1235 ν C-O Ester

Elementaranalyse in [%]:

berechnet:
C 41,18 H 4,90 N 6,86 S 15,69;
gefunden:
C 41,15 H 4,87 N 6,82 S 15,67.

400 MHz ¹H-NMR (DMSO-d₆):
δ [ppm]=3,64 (m, 2H, S-CH₂-CH)
4,37 (m, 1H, NH-CH-CH₂)
4,46 (d, J_CH₂CH=6,22 Hz, 2H, CH₂-CH=CH₂)
5,30 (m, 2H, CH₂-CH=CH₂)
5,88 (m, 1H, CH₂-CH-CH₂)
7,84 (s, 1H, COOH)

Darstellung von N′,N-Allyloxycarbonyl-L-cystindiallylester (Verbindung (B))

C₂₀H₂₈O₈N₂S₂ MG.: 488 g/mol

30 g (0,074 mol) von Verbindung (A) werden in 200 ml Ethanol gelöst und mit 22,9 g (0,07 mol) Cäsiumcarbonat versetzt. Man läßt 2 Stunden bei Raumtemperatur rühren und destilliert danach das Lösemittel ab. Der Rückstand wird in 200 ml Dimethylformamid aufgenommen und mit 128 ml (1,48 mol) Allylbromid versetzt. Der Reaktionsverlauf wird mittels Dünnschichtchromatographie (Lfm.: Ethylacetat) beobachtet. Nach 24 Stunden wird das Lösemittel abdestilliert, der Rückstand in Methylenchlorid aufgenommen, mit verd. Natriumhydrogencarbonatlösung extrahiert und über Magnesiumsulfat getrocknet. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie (Ethylacetat).

Ausbeute: 28,35 g (0,058 mol) (79% d. Th.)
weißer Feststoff

IR-Spektrum (KBr):
[cm^-1] = 3300 ν NH
3010 ν_as,sy CH₂, CH₃
1715 ν C=O Ester
1670 Urethan
1610 Amid I
1530 Amid II
1270 Amid III
1225 ν C-O Ester

200 MHz ¹H-NMR (CD₃OD):
δ [ppm] = 3,60 (m, 2H, S-CH₂-CH)
4,35 (m, 1H, NH-CH-CH₂)
4,52 (d, J_CH₂/CH = 5,5 Hz, 2H, CH₂-CH=CH₂),
4,66 (d, J_CH₂/CH = 5 Hz, 2H, CH₂-CH=CH₂)
5,27 (m, 4H, CH₂-CH=CH₂) (All-) CH₂-CH=CH₂ (Aloc-)
5,95 (m, 2H, CH₂-CH=CH₂) (All-) CH₂-CH-CH₂ (Aloc-)

Darstellung von N-Allyloxycarbonyl-L-cysteinallylester (Verbindung (C))

C₁₀H₁₅O₄NS MG.: 245 g/mol

Zur Spaltung der Disulfidbrücke werden 20 g (0,041 mol) von Verbindung (B) unter striktem Luftausschluß in 250 ml β-Mercaptoethanol 3 Stunden bei Raumtemperatur reagieren gelassen. Der Ansatz wird unter schonenden Bedingungen eingeengt und mit Methanol angenommen.

Nach Trocknen über Magnesiumsulfat wird die Substanz mittels Säulenchromatographie (Lfm.: CH₂Cl₂/CH₃OH (10 : 1)) gereinigt. Es ist auf Luftausschluß zu achten.

Ausbeute: 6,43 g (0,026 mol) (64% d. Th.)
weißer Feststoff

IR-Spektrum (KBr):
[cm^-1] = 3340 ν NH
3050 ν_as,sy CH₂, CH₃
1710 ν C=O Ester
1670 Urethan
1615 Amid I
1525 Amid II
1270 Amid III
1230 ν C-O Ester

200 MHz ¹H-NMR (CD₃OD):
δ [ppm] = 3,62 (m, 2H, S-CH₂-CH)
4,48 (m, 1H, NH-CH-CH₂)
4,55 (d, J_CH₂/CH = 5,5 Hz, 2H, CH₂-CH=CH₂),
4,62 (d, J_CH₂/CH = 5 Hz, 2H, CH₂-CH=CH₂)
5,30 (m, 4H, CH₂-CH=CH₂) (All-) CH₂-CH=CH₂ (Aloc-)
5,90 (m, 2H, CH₂-CH=CH₂) (All-) CH₂-CH-CH₂ (Aloc-)

Darstellung von N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl-L-cysteinallylester (Verbindung (D))

C₃₀H₄₁O₅NS MG.: 527 g/mol

4,5 g (0,015 mol) all-trans-Retinsäure und 2,61 g (0,016 mol) Carbonyldiimidazol (DCI) werden in 100 ml wasserfreiem Dimethylformamid (DMF) gelöst und bei -10°C für 4 Stunden gerührt. Es ist hierbei auf Feuchtigkeits-, Licht- und Luftausschluß zu achten. Danach werden 4 g (0,016 mol) von Verbindung (C) zugesetzt und der Ansatz weitere 12 Stunden bei -10°C gerührt. Nach Beendigung der Reaktion wird Ethylacetat zu dem Ansatz gegeben, mit gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie (Lfm.: CH₂Cl₂/CH₃OH (20 : 1)).

Ausbeute: 4,58 g (8,7 mmol) = (58% d. Th.)
oranges zähes Öl

IR-Spektrum (NaCl):
ν [cm^-1] = 3330 ν NH
2920 ν_as,sy CH₂, CH₃
1730 ν C=O Ester
1690 Amid I
1625 Amid II
1250 Amid III
1220 ν C-O Ester
1170 ν C-O
965 ν C=C trans.

Darstellung von S-Retinoyl-L-cystein (Endprodukt)

C₂₁H₃₃O₃NS MG.: 403 g/mol

Zur Abspaltung der Allyloxycarbonyl- und Allylestergruppe werden 3 g (5,7 mmol) von Verbindung (C) in wasser- und sauerstofffreiem THF (Tetrahydrofuran) oder einem äquivalenten Lösemittel ausgenommen. Zu dieser Lösung werden 0,66 g (0,57 mmol) Tetrakis-(triphenylphosphin)-palladium (O) und 4,94 ml (57 mmol) Morpholin gegeben. Die Produktbildung wird mittels Dünnschichtchromatographie (Lfm.: CH₂Cl₂/CH₃OH (2 : 1)) verfolgt. Nach dem Reaktionsende wird das Lösemittel abgezogen und der Rückstand in einem entsprechenden unpolaren oder schwach polaren Lösemittel aufgenommen. Es wird mit 2n Salzsäure und Wasser extrahiert. Die Trocknung erfolgt über MgSO₄. Nach dem Einengen wird die Substanz in einem unpolaren Lösemittel gelöst und filtriert. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie (Lfm.: CH₂Cl₂/CH₃OH (3 : 1)).

Ausbeute: 1,19 g (3 mmol) (52% d. Th.)
gelbes Öl

IR-Spektrum (NaCl):
[cm^-1]=3330 ν NH
2920 ν_as,sy CH₂, CH₃
1705 ν C=O Säure
1275 ν C-O Säure
965 ν C=C trans

Beispiel 2 Erfindungsgemäße Herstellung von S-(all-trans-4-Hydroxy)- retinoyl-cysteinmethylester Synthese von all-trans-4-Hydroxy-retinsäure a) Synthese von all-trans-Retinsäuremethylester

3 g (0,01 mol) all-trans-Retinsäure wird einem Gemisch aus Methanol/Wasser (10 : 1) gelöst und solange mit Diazomethanlösung versetzt, bis keine Stickstoffentwicklung mehr zu beobachten ist. Nach 20 min wird die Reaktion durch Zugabe von einigen Tropfen Diazomethanlösung auf ihre Vollständigkeit hin überprüft. Die Lösung wird dann im Vakuum eingeengt und in Ether aufgenommen. Nach dem Waschen mit verd. Natronlauge und Wasser trocknet man die organische Phase über Magnesiumsulfat und engt sie erneut ein.

Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie (Lfm.: Toluol/Ethylacetat). Die Produktfraktion wird nach dem Abziehen des Lösemittels mit Petrolether (Sdp. 40-60°C) versetzt und 2 Tage unter Stickstoff bei -30°C gestellt.

b) Herstellung von 4-Hydroxyretinsäure

320,3 mg (1,02 mmol) von all-trans-Retinsäuremethylester werden unter einer Stickstoffatmosphäre in 32 ml zusatzfreiem Chloroform gelöst und auf -15°C heruntergekühlt. Hierauf versetzt man die Lösung zunächst mit 0,98 ml Eisessig und dann mit einer Lösung von 130 mg (0,73 mmol) N-Bromsuccinimid in 32 ml zusatzfreiem Chloroform. Nach Ablauf von 15 min. werden 2,64 g (25,63 mmol) N-Ethylmorpholin zugegeben und die Lösung langsam auf Raumtemperatur gebracht. Das Reaktionsgemisch verdünnt man mit 200 ml Petrolether (Sdp.: 40-60°C) und wäscht mit 0,1 n Salzsäure und Wasser. Die Trocknung erfolgt mit Magnesiumsulfat. Der Rückstand, der nach dem Einengen der organischen Phase zurückbleibt, wird mit 35 ml einer 10%igen methanolischen Kalilauge während 12 Stunden verseift. Dieser Ansatz wird mit 200 ml Ether verdünnt, mit Eisessig angesäuert und nach dem Neutralwaschen mit Wasser über Magnesiumsulfat getrocknet.

Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie. Als Eluationsmittel werden nacheinander Petrolether (niedrig siedend)/Ethylacetat (1 : 2) und Ethylacetat/Methanol (2 : 1) verwendet. Nach Abziehen des Lösemittels bleibt ein gelbes Öl zurück, das in Methylenchlorid/Methanol (3 : 1) gelöst und dann in -30°C aufbewahrt wird.

Synthese von L-Cystindimethylester

3 g (17 mmol) L-Cystin werden in einem Gemisch aus Methanol/ Wasser (10 : 1) gelöst und solange mit Diazomethanlösung versetzt, bis keine Stickstoffentwicklung mehr zu beobachten ist. Nach 20 min. wird die Reaktion durch Zugabe von einigen Tropfen Diazomethanlösung auf ihre Vollständigkeit hin überprüft. Die Lösung wird dann im Vakuum eingeengt und in Ether aufgenommen. Nach dem Waschen mit verd. Natronlauge und Wasser trocknet man die organische Phase über Magnesiumsulfat und engt sie erneut ein.

Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie.

Synthese von N′,N-Allyloxycarbonyl-L-cystindimethylester

3 g (0,019 mol) L-Cystindimethylester werden in einem Gemisch von 40 ml Wasser und 40 ml 2n Natronlauge gelöst. Bei 0°C werden portionsweise 3,66 g (0,036 mol) Chlorameisensäureallylester zugesetzt. Der pH-Wert der Lösung sollte durch ständige Natronlaugenzugabe zwischen pH 10 und 11 gehalten werden. Nach Beendigung der Zugabe wird der Ansatz über Nacht rühren gelassen und die Lösung dann mittels Salzsäure auf pH 1 gebracht. Das ausgefallene Natriumchlorid wird abgetrennt und die Lösung eingeengt. Den Rückstand nimmt man in Methylenchlorid/ Methanol (1 : 1) auf, trocknet über Magnesiumsulfat und destilliert das Lösemittel ab. Die Reinigung erfolgt mittels Säulenchromatographie (Lfm.: CH₂Cl₂/CH₃OH (7 : 1)).

Die folgenden Syntheseschritte d. h.

a) die Spaltung der Disulfidbrücke zu N-Allyloxycarbonyl-L- cysteinmethylester;
b) die Umsetzung mit Retinsäure zu N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl- L-cysteinmethylester;
c) die Abspaltung der Allyloxygruppe zu S-Retinoyl-L-cysteinmethylester

entsprechen den Verfahren, wie sie bei den "Versuchsvorschriften zur Herstellung von S-Retinoyl-L-cystein" beschrieben wurden.

Beispiel 3 Erfindungsgemäße Herstellung von S-Retinoyl-L-cystein (aus L- Cysteinhydrochlorid-monohydrat) S-Acetamidomethyl-L-cysteinhydrochlorid

Eine Mischung von 33,78 g (0,38 mol) N-Hydroxymethylacetamid und 60,64 g (0,35 mol) L-Cysteinhydrochlorid-monohydrat wird in 200 ml Wasser gelöst. Bei 0°C wird so viel konzentrierte Salzsäure zugesetzt, bis ein pH von ca. 0,5 erreicht ist. Die Lösung läßt man unter Stickstoff 2 Tage bei Raumtemperatur stehen. Die Kontrolle des Reaktionsverlaufes erfolgt mittels Dünnschichtchromatographie (Lfm.: n-Butylalkohol/Essigsäure/- Wasser (10 : 2 : 3)). Rf-Werte: Edukt (0,19); Produkt (0,25).

Die Lösung wird bis zur Trockne eingeengt. Noch vorhandene Wasserspuren können durch Zugabe von Ethanol während des Einengens beseitigt werden. Der erhaltene Feststoff wird in Methanol aufgenommen und man gibt so lange Ether zu, bis der Cloudpunkt erreicht ist.

Nach 10 bis 14 Tagen fallen in der Kälte weiße Kristalle aus. Diese werden abgesaugt, mit Ether gewaschen und unter Vakuum getrocknet.

S-Acetamidomethyl-L-cystein-monohydrat

58,36 g (0,26 mol) von S-Acetamidomethyl-L-cysteinhydrochlorid (XIa) und 59,32 g (0,26 mol) Silberoxid werden in 300 ml Wasser gelöst und eine Stunde unter Lichtausschluß gerührt. Zum Ausfällen der Ag (II)-Ionen leitet man Schwefelwasserstoff in die Lösung. Nach der Filtration folgt die Einengung bis zur Trockne. Der Rückstand wird durch Lösen in heißem Wasser und Zugabe des doppelten Volumens an Ethanol umkristallisiert. Innerhalb von 4 Tagen bildet sich ein weißer Feststoff, der abgesaugt und bei 100°C unter Vakuum getrocknet wird.

Die Einführung der Allyloxycarbonyl- und Allylester-Schutzgruppen erfolgt an Hand der Versuchsvorschriften, wie sie bei der "Herstellung von S-Retinoyl-L-cystein" beschrieben wurden.

Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-S-(2-nitrophenylsulphenyl)- L-cysteinallylester

Zur Freisetzung der Sulfhydrylgruppe wird die S-Acetamidomethylgruppe durch eine S-2-Nitrophenylsulphenylfunktion ersetzt. Hierfür werden 5 g (0,016 mol) von N-Allyloxycarbonyl- S-acetamidomethyl-L-cysteinallylester in 50 ml Dioxan gelöst und mit wenig Essigsäure angesäuert. Zu diesem Reaktionsansatz gibt man 6,05 g (0,032 mol) 2-Nitrophenylsulphenylchlorid. Der Reaktionsverlauf wird mittels Dünnschichtchromatographie beobachtet. Es wird unter Luftausschluß gearbeitet. Nach Beendigung der Reaktion wird die Lösung neutralisiert und eingeengt. Nach Aufnahme in Methanol wird über Magnesiumsulfat getrocknet und dann chromatographisch gereinigt.

Die folgenden Reaktionsschritte zu N-Allyloxycarbonyl-L- cysteinallylester, N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl-L-cysteinallyl- ester und S-Retinoyl-L-cystein sind bereits bei den "Versuchsvorschriften zur Herstellung von S-Retinoyl-L- cystein" beschrieben.

Beispiel 4 Erfindungsgemäße Herstellung von S-Retinoyl-(2-amino-3-mercapto)- propanol Darstellung von 2-Amino-3-mercapto-propanol

In einem Erlenmeyerkolben mit Magnetrührer, Zweihalsaufsatz, Tropftrichter und Rückflußkühler mit Calciumrohr gibt man die für die Reduktion notwendige Menge an Lithiumaluminiumhydrid in 10%igem Überschuß in abs. Ether. Zu diesem Gemisch tropft man eine Lösung von L-Cystein in abs. Ether. Das Zutropfen sollte so langsam vor sich gehen, daß die Reaktion unter Kontrolle gehalten werden kann und der Ether nur mäßig siedet. Nach Beendigung des Zutropfens rührt man noch einige Stunden (4-5 Stunden) und kocht dann noch eine Stunde unter Rückfluß. Danach kühlt man den Kolben durch Eiskühlung ab und versetzt vorsichtig unter Rühren so lange mit Eiswasser, wie sich noch Wasserstoff entwickelt. Anschließend wird der gebildete Aluminiumhydroxidniederschlag mit wenig 10%iger Schwefelsäure gerade zum Lösen gebracht. Es wird im Scheidetrichter getrennt und einige Male mit Ether ausgeschüttelt. Die organische Phase wird mit gesättigter NaCl-Lösung gewaschen, über Magnesiumsulfat getrocknet und dann mittels Säulenchromatographie gereinigt.

Die Reaktionsschritte zu den weiteren Produkten:

a) S-Acetamidomethyl-(2-amino-3-mercapto-propanol);
b) N-Allyloxycarbonyl-S-acetamidomethyl-(2-amino-3-mercaptopropanol);
c) N-Allyloxycarbonyl-S-(2-nitrophenylsulphenyl)-(2-amino-3- mercapto-propanol);
d) N-Allyloxycarbonyl-(2-amino-3-mercapto-propanol);
e) N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl-(2-amino-3-mercapto-propanol);
f) S-Retinoyl-(2-amino-3-mercapto-propanol)

sind bereits in den "Versuchsvorschriften zur Herstellung von S-Retinoyl-L-cystein" und in Beispiel 3 beschrieben.

Beispiel 5 Erfindungsgemäße Herstellung von S-Retinoyl-L-(2-amino-3- mercapto-propanol) Darstellung von 2-Amino-3-mercapto-propanal

In einem Kolben mit Rückflußkühler und Calciumchlorid wird 2- Amino-3-mercapto-propanol in heißem Aceton gelöst. Das Aceton ist zuvor über Kaliumpermanganat und Kaliumhydroxid gereinigt worden. Diese Lösung wird mit Aluminium-tert.-butylat, das in thiophen-freiem, absoluten Benzol gelöst ist, versetzt. Es wird etliche Stunden (ca. 10 Stunden) unter Rückfluß erhitzt und nach dem Erkalten mehrmals mit verd. Schwefelsäure ausgeschüttelt zur Abtrennung der Aluminiumsalze. Die Benzolphase wird mit Wasser gewaschen und dann über Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Einengen wird der Rückstand durch Umkristallisation gereinigt.

Die weiteren Reaktionsschritte entsprechen denen von S-Retinoyl- L-2-Amino-3-mercapto-propanol) (Beispiel 4).

Einige bevorzugte Zwischenprodukte

Verwendungen

Bevorzugt können die erfindungsgemäßen Verbindungen, insbesondere das S-Retinoyl-L-cystein, therapeutisch vorteilhaft eingesetzt werden zur systemischen und topischen Anwendung für die

1. Prävention und Therapie von Erkrankungen der Schleimhäute,
1.1. Prävention und Therapie von Störungen der sekretorischen Funktion und/oder der Differenzierung der Schleimhäute des Tracheobronchial-, Intestinal- und Urogenitaltraktes,
1.1.1. Prävention und Therapie von Hyper- und Hypo- und Dyssekretion der Tracheobronchial-, Intestinal- und Urogenitalschleimhaut,
1.1.1.1. Prävention und Therapie von Metaplasien und Differenzierungsstörungen
- - des Tracheobronchialepithels wie Mucoviszidose, Fibrosen, Silikosen, Staublunge, chronischer Bronchitis, chemischen und/oder squamösen Differenzierungsstörungen, Neoplasien
- - des Magen-Darm-Traktes, wie erosiver, chronischer oder akuter Gastritis, squamösen Differenzierungsstörungen, Karzinome und Cancer in situ, Ulcus ventriculi und/oder duodeni;
- - des Urogenitaltraktes wie chronischer Urethritis, Cystitis, Leukoplakien und Karzinomen der ableitenden Harnwege und der Blase.

Die vorteilhafte Verwendung zu den vorgenannten Zwecken ergibt sich aus

- Versuchen zur Wachstumshemmung und Differenzierungsinduktion bei Behandlung von Rhabdomyosarkom-Zellinien mit S- Retinoyl-L-cystein; des weiteren aus
- Tierversuchen zur Prüfung der differenzierungsinduzierenden Potenz bei chemisch induzierten Praecancerosen; des weiteren aus
- Tierversuchen zur Wachstumshemmung etablierter Tumorzellinien in vivo; des weiteren aus
- Versuchen zur Wirkung von S-Retinoyl-cystein auf die Sekretionsvorgänge in der Intestinalschleimhaut (in vitro) sowie zum cytoprotektiven Effekt auf die Intestinalschleimhaut.

Claims

1. S-Retinoyl-L-aminomercapto-Verbindungen der folgenden allgemeinen Strukturformel und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindungen, wobei
R₁ = H,
R₂ = H, OH, CH₃, C₂H₅, C₃H₇ oder =0,
R₃ = H, OH oder =0,
wobei R₁ und R₂ oder R₂ und R₃ auch eine Doppelbindung darstellen können,
R₄ = eine Alkylen- oder Alkenylengruppe mit je 1-6 C-Atomen und fakultativ einer Alkyl- oder Alkenylseitenkette
R₅ = H oder eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit je 1-3 C-Atomen,
R₆ = H oder eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit je 1-6 C-Atomen,
R₇ = -COOX mit X=Wasserstoff oder eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit je 1-6 C-Atomen, oder eine Hydroxyalkyl- oder Hydroxyalkenylgruppe mit 1-4 C-Atomen, oder eine Formaldehyd- oder Acetaldehyd- oder Propionaldehyd- oder n-Butyraldehydgruppe.

2. S-Retinoyl-L-aminomercapto-Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R₁, R₂ und R₃ bevorzugt aus folgenden Kombinationen ausgewählt werden:

3. S-Retinoyl-L-cystein der Strukturformel und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

4. S-Retinoyl-L-cysteinmethylester der Strukturformel und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

5. S-(3-Dehydro)-retinoyl-L-cysteinmethylester der Strukturformel und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

6. S-(4-Oxo-)-retinoyl-L-cysteinethylester der Strukturformel und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

7. S-Retinoyl-(2-amino-3-mercapto-propanal) der Strukturformel und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

8. S-Retinoyl-(2-amino-3-mercapto-propanol) der Strukturformel und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

9. N-Methyl-S-retinoyl-(2-amino-3-mercapto- propionsäure) der Strukturformel und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

10. S-Retinoyl-(2-amino-2-methyl-3-mercapto- propionsäure) der Strukturformel und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

11. S-Retinoyl-L-homocystein der Strukturformel und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

12. S-(4-Hydroxy-)-retinoyl-L-homocystein der Strukturformel und physiologisch verträgliche Salze dieser Verbindung.

13. Verfahren zur Herstellung von S-Retinoyl-L-aminomercapto- Verbindungen und ihrer Derivate und Salze nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei R₇=COOH ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Herstellung von N′,N-Allyloxycarbonyl-L-cystin und dessen Derivaten und Homologen der allgemeinen Formel (I) durch Umsetzung von L-Cystin und dessen Derivaten und Homologen der allgemeinen Formel A mit einem Allylester, im basischen bis stark basischen Medium, mit Wasser als Lösemittel unter Schotten-Baumann Bedingungen.
b) Herstellung von N′,N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercapto carbonsäurediallylester und dessen Derivaten und Homologen der allgemeinen Formel (II) primär durch Umsetzung von Verbindung (I) mit Alkalisalzen und anschließender Veresterung durch nucleophile Substitution, in einem dipolar aprotischen Lösemittel.
c) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercapto carbonsäureallylester und dessen Derivaten und Homologen der allgemeinen Formel (III) durch Reduktion der Disulfidbrücke der Verbindung (II) im basischen Medium.
d) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl-L- aminomercaptocarbonsäureallylester und dessen Derivaten und Homologen der allgemeinen Formel (IV) durch Umsetzung von Substanzen der allgemeinen Formel (III) mit Retinsäure und deren Derivaten der allgemeinen Formel (V) unter Aktivierung der Carboxylgruppe der Retinsäure und ihrer Derivate mit reaktiven Phosphorderivaten.
e) Herstellung von S-Retinoyl-L-aminomercaptocarbonsäuren und dessen Derivaten und Homologen der allgemeinen Formel (VI) durch Abspaltung der Allyloxycarbonyl- und Allylestergruppe der Verbindung der allgemeinen Formel (IV) in wasser- und sauerstofffreien, dipolar aprotischen Lösemitteln, unter einer Schutzgas-Atmosphäre und unter Verwendung eines Katalysators und eines Abfangnucleophils.

14. Verfahren zur Herstellung von S-Retinoyl-L-aminomercaptocarbonsäure- Verbindungen und ihrer Derivate und Salze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12, wobei R₇=COOH ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Herstellung von S-Acetamidomethyl-L-aminomercaptocarbonsäure- hydrochlorid und dessen Derivate der allgemeinen Formel (XIII): durch Einführung einer Sulfhydrylschutzgruppe in die L-Aminomercaptocarbonsäure und ihrer Derivate der allgemeinen Formel (XII),
b) Herstellung von S-Acetamidomethyl-L-aminomercaptocarbonsäure und ihren Derivaten der allgemeinen Formel (XIV): durch Überführung von Verbindung (XIII) in die freie Base (XIV).
c) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäure und ihren Derivaten der allgemeinen Formel (XV) durch Umsetzung von Verbindung (XIV) und ihrer Derivate mit einem Allylester, bei pH 10-11 in Wasser (Schotten- Baumann-Bedingungen).
d) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercapto carbonsäureallylestern und deren Derivaten der allgemeinen Formel (XVI) primär durch Umsetzung der Verbindung (XV) mit Alkalisalzen und anschließender Veresterung durch nucleophile Substitution.
e) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-S-(2-nitrophenyl- sulfenyl)-L-aminomercaptocarbonsäureallylestern und deren Derivaten der allgemeinen Formel (XVII): wobei zur Freisetzung der Sulfhydrylgruppe der Verbindung (XVI) die S-Acetamidomethylgruppe durch eine S-2-Nitrophenylsulphenylfunktion in Essigsäure oder Dioxan unter mild sauren Bedingungen, ersetzt wird.
f) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-L-aminomercaptocarbonsäureallylestern und deren Derivaten der allgemeinen Formel (XVIII) durch Reduktion der Disulfidbrücke der Verbindung (XVIII) im basischen Milieu.
g) Herstellung von N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl-amino- mercaptocarbonsäureallylestern und deren Derivaten der allgemeinen Formel (IV) durch Umsetzung von Substanzen der allgemeinen Formel (XVIII) mit Retinsäure und deren Derivaten der allgemeinen Formel (V) unter Aktivierung der Carboxylgruppe der Retinsäure und ihrer Derivate.
h) Herstellung von S-Retinoyl-L-aminomercaptocarbonsäure und deren Derivaten der allgemeinen Formel (VI) durch Abspaltung der Allyloxycarbonyl- und Allylestergruppe in wasser- und sauerstofffreiem Tetrahydrofuran (THF), einer Inertgasatmosphäre.

15. Verfahren zur Herstellung von S-Retinoyl-L-aminomercapto- Verbindungen und ihrer Derivate und Salze nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12, wobei R₇ nicht COOH ist, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) Umsetzen einer Verbindung der allgemeinen Formel (VII) mit einem Allylester, im basischen bis stark basischen Medium mit Wasser als Lösemittel unter Schotten-Baumann-Bedingungen führt zu einer Verbindung der allgemeinen Formel (VIII):
b) Überführung von Verbindung (VIII) durch Reduktion der Disulfidbrücke im basischen Milieu in Verbindung (IX),
c) Umsetzung von Substanzen der allgemeinen Formel (IX) mit Retinsäure und deren Derivaten der allgemeinen Formel (V) unter Aktivierung der Carboxylgruppe der Retinsäure und ihrer Derivate zur Verbindung (X)
d) Abspaltung der Allyloxycarbonylgruppe in wasser- und sauerstofffreiem Tetrahydrofuran (THF) unter einer Argon-Atmosphäre und Verwendung eines Katalysators und eines Abfangnucleophils zur Verbindung (XI).

16. N-Allyloxycarbonyl-S-acetamidomethyl-L- cystein der Formel

17. N-Allyloxycarbonyl-S-acetamidomethyl-(2- amino-3-mercapto-propanal) der Formel

18. N-Allyloxycarbonyl-S-acetamidomethyl-L- cysteinallylester der Formel

19. S-retinoyl-L-aminomercapto-Verbindungen der allgemeinen Formel

20. N-Allyloxycarbonyl-S-retinoyl-L-cysteinallylester der Formel

21. N-Allylester-S-(4-Hydroxy-)-retinoyl-(2- amino-3-mercaptopropanal) der Formel

22. Verwendung der S-Retinoyl-L-aminomercapto-Verbindungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12, zur systemischen und topischen Anwendung für die Prävention und Therapie von Erkrankungen der Schleimhäute.

23. Verwendung der S-Retinoyl-L-aminomercapto-Verbindungen nach Anspruch 22, insbesondere der Verbindung S-Retinoyl-L-cystein, zur systemischen und topischen Anwendung für die Prävention und Therapie von Störungen der sekretorischen Funktion und/oder der Differenzierung der Schleimhäute des Tracheobronchial-, Intestinal- und Urogenitaltraktes.