DE4316576A1 - Verbessertes Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dipropyl-8-(3-Oxocyclopentyl)-xanthin - Google Patents
Verbessertes Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dipropyl-8-(3-Oxocyclopentyl)-xanthinInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur
Herstellung von 1,3-Dipropyl-8-(3-oxocyclopentyl)
xanthin.
1,3-Dipropyl-8-(3-oxocyclopentyl)xanthin und seine
beiden optisch aktiven Isomere besitzen wertvolle
pharmakologische Eigenschaften als Adenosin-
Antagonisten und sind als Arzneimittel für die
symptomatische Therapie degenerativer Alters
erkrankungen wie z. B. Dementia senilis und Morbus
Alzheimer von großem Interesse. Die Synthese des
Razemats und der optisch aktiven Isomeren ist erstmals
in der Europäischen Patentanmeldung 373 808
beschrieben.
Nach den dort offenbarten Verfahren wird eine maximale
Ausbeute von ca. 50% d.Th. erreicht, wobei es teilweise
unabdingbar ist, das Endprodukt chromatographisch zu
reinigen. Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Herstellverfahren mit hoher
synthetischer und im Fall der optisch aktiven Isomeren
mit hohen optischen Ausbeuten unter Vermeidung
chromatographischer Reinigungsoperationen
vorzuschlagen.
Im nachfolgenden Reaktionsschema wird das erfindungs
gemäße Verfahren skizziert.
Ausgehend von optisch aktivem 3-Oxocylopentacarbon
säurealkylester, bevorzugt 3-Oxocyclopentancarbonsäure
methylester, erhält man durch Reaktion mit 2,2-
Dimethylpropan-1,3-diol unter sauren Bedingungen wie
z. B. in Gegenwart von Pyridinium-4-toluolsulfonat das
2-Carbomethoxy-8,8-dimethyl-6,10-dioxaspiro[4,5]decan.
Durch Hydrolyse mit Lithiumhydroxidhydrat wird
entalkyliert und man erhält die freie Carbonsäure.
Das 2-Carboxy-8,8-dimethyl-6,10-dioxaspiro[4.5]decan -
sowohl das Razemat wie auch die beiden Enantiomeren -
werden in kristalliner Form erhalten. Obwohl das oben
genannte Ketal die bevorzugte Schutzgruppe ist, können
erfindungsgemäß auch andere 5- und 6-Ring Ketale als
Schutzgruppe verwendet werden.
Von entscheidender Bedeutung für das erfindungsgemäße
Verfahren ist die Hydrolyse der Esterfunktion unter
Erhalt der optischen Aktivität. Als Lösungsmittel sind
hydrophile Lösungsmittel - wassermischbare
Lösungsmittel, wie zum Beispiel Tetrahydrofuran,
Methanol, Ethanol, Propanol und Isopropanol im Gemisch
mit Wasser geeignet. Bevorzugt ist Tetrahydrofuran/H₂O
und Ethanol/H₂O.
Die Herstellung des Ketals VII erfolgt ausgehend von
der Carbonsäure IV durch Umsetzung mit 5,6-Diamino-1,3-
dipropyluracil über das Amid VI, das anschließend mit
Lithiumhydroxid-Hydrat zum Xanthin cyclisiert wird.
Anschließend wird die Schutzgruppe unter Anwendung
konzentrierter Mineralsäure abgespalten.
Die Abspaltung der Schutzgruppe erfolgt unter
literaturbekannten üblichen Bedingungen, bevorzugtes
Lösungsmittel ist Ethanol/Wasser, bevorzugte
Mineralsäure ist konzentrierte Schwefelsäure.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Synthese.
Unter den angegebene Reaktionsbedingungen können sowohl
das racemische 1,2-Dipropyl-8-(3-oxocyclopentyl)xanthin
I, das R(+)-1,3-Dipropyl-8-(3-oxocyclopentyl)xanthin Ia
wie auch das S(-)-1,3-Dipropyl-8-(3-oxocyclopentyl)
xanthin Ib hergestellt werden, entsprechend der
optischen Aktivität der eingesetzten 3-Oxocyclopentan
carbonsäure IIa (OCC).
Zur Herstellung der Enantiomeren Ia und Ib ist zu
beachten, daß die eingesetzte OCC eine optische
Reinheit von < 99% besitzen sollte, da im Verlauf der
Synthese eine Teilracemisierung von 1-3% eintreten kann
(besonders kritisch ist die Bildung des Amids VI und
der anschließende Ringschluß).
Eine Lösung von 193,8 g (1,51 Mol) 3-Oxocyclopentan
carbonsäure in 580 ml Methanol p.a. wird unter Rühren
mit 1,8 g (9,5 m Mol) Toluolsulfonsäurehydrat versetzt,
dann innerhalb 10 min. 192,4 g (1,81 Mol)
Orthoameisensäuretrimethylester zugesetzt und die
Mischung zum Sieden am Rückfluß erhitzt. Diese
Temperatur wird 1 h gehalten. Die Lösung wird im Vakuum
(i.V.) eingeengt, der Rückstand mit 200 ml H₂O, 220 ml
Toluol und 1,9 ml konz. H₂SO₄ versetzt und 1 h bei
Raumtemperatur gerührt. Die Phasen werden getrennt, die
Wasserphase 3× mit je 50 ml Toluol extrahiert, die
vereinigten org. Phasen 1× mit 90 ml 2,5%iger LiOH-
Lösung und 2× mit je 50 ml H₂O gewaschen. Die org.
Phase wird mit Magnesiumsulfat getrocknet und i.V.
eingeengt. Der ölige Rückstand wird im Wasserstrahl
vakuum fraktioniert destilliert.
Ergebnis:
204,5 g (88,4% d.TH.) klares, farbloses Öl
Kp20 mbar: 110-112°C
opt. Reinheit < 99,8%
Ergebnis:
204,5 g (88,4% d.TH.) klares, farbloses Öl
Kp20 mbar: 110-112°C
opt. Reinheit < 99,8%
Verfahren zur Herstellung der als Ausgangsverbindung
eingesetzten R, (+) oder S, (-)-3-Oxocyclopentancarbon
säure sind aus dem Stand der Technik bekannt, ein
bevorzugtes Verfahren ist in der Deutschen Offen
legungsschrift DE-OS 41 40 688 offenbart.
Zu 40,0 g (0,28 Mol) 3-Oxocyclopentancarbonsäure
methylester OCCME in 560 ml abs. Toluol werden nach
einander 72,8 g (0,70 Mol) 2,2-Dimethylpropan-1,3-diol
und 12,2 g (0,05 Mol) Pyridinium-4-toluolsulfonat
zugegeben. Die Mischung wird 1,5 Std. am Wasserab
scheider gekocht; nach 30 Minuten geht der Feststoff in
Lösung. Insgesamt scheiden sich etwa 8 ml H₂O ab. Nach
dem Abkühlen wird die Lösung dreimal mit je 100 ml H₂O
gewaschen, die Toluolphase über MgSO₄ getrocknet und
i.V. eingeengt. Der ölige Rückstand wird im Vakuum bei
0,6 mbar über eine 20 cm lange, verspiegelte Dorn
rohrkolonne fraktionierend destilliert.
Ergebnis: 51,0 g (79,8% d.Th.) farbloses Öl,
Kp0,6 mbar: 97°-103°C.
Bei Verwendung von (R,+)-OCCME (99,6%(R)-Form):
[α]D²⁰ = -20,2 (c= 1,2; CH₃OH) = 99% (R)-Form.
Ergebnis: 51,0 g (79,8% d.Th.) farbloses Öl,
Kp0,6 mbar: 97°-103°C.
Bei Verwendung von (R,+)-OCCME (99,6%(R)-Form):
[α]D²⁰ = -20,2 (c= 1,2; CH₃OH) = 99% (R)-Form.
Zu einer Suspension von 11,7 g (0,28 Mol) Lithiumhy
droxid-Hydrat in 1450 ml H₂O gibt man eine Lösung von
51,0 g (0,23 Mol) 2-Carbomethoxy-8,8-dimethyl-6,10-
dioxaspiro[4,5]decan in 225 ml Tetrahydrofuran (THF)
und rührt die Mischung 1.5 Stunden bei Raumtemperatur.
Unter Rühren wird mit ca. 150 ml 4N HCl auf pH 7
eingestellt, dann destilliert man bei 40°C
Badtemperatur das THF i.V. ab. Durch Zugabe von 2N HCl
stellt man den pH der Wasserphase auf pH 4,5 ein,
sättigt sie mit NaCl und extrahiert insgesamt viermal
mit 400 ml Ether. Zwischendurch muß jeweils wieder
pH 4,5 eingestellt werden. Die vereinigten organischen
Phasen werden über Na₂SO₄ getrocknet und i.V.
eingeengt. Der Rückstand wird eine Stunde bei 100°C im
Vakuumtrockenschrank getrocknet. (Dabei schmilzt die
Substanz und wird beim Abkühlen wieder fest.)
Ergebnis: 43,1 g (87,5% d.Th.) farbloser, kristalliner Feststoff.
Bei Verwendung von (R,+)-OCCME (98,6%(R)-Form):
[α]D²⁰ = -15,2 (c=1,32; CH₃OH)
Fp: 82°C
Ergebnis: 43,1 g (87,5% d.Th.) farbloser, kristalliner Feststoff.
Bei Verwendung von (R,+)-OCCME (98,6%(R)-Form):
[α]D²⁰ = -15,2 (c=1,32; CH₃OH)
Fp: 82°C
A: In einer unter Stickstoff-Atmosphäre ausgeheizten
und mit N₂ gefüllten Apparatur werden 17,2 g (0,08 Mol)
2-Carboxymethoxy-8,8-dimethyl-6-10-dioxaspiro[4,5]decan
in 270 ml Acetonitril p.a. gelöst. Unter Rühren gibt
man bei Raumtemperatur 18,2 g (0,08 Mol) 5,6-Diamino-
5,6-Diamino-1,3-dipropyluracil, 8,0 g (0,08 Mol) N-
Methylmorpholin und Molekularsieb (0,3 nm) zu und kühlt
die Mischung dann auf 5°C. Bei dieser Temperatur wird
innerhalb von ca. 45 Minuten eine Lösung von 10,8 g
(0,08 Mol) Chlorameisensäureisobutylester in 70 ml
Acetonitril p.a. zugetropft. Man rührt 2 Stunden bei
5°C, wobei die Farbe der Mischung sich von gelb nach
rosa ändert. Der Ansatz wird mit 100 ml H₂O versetzt
und zweimal mit je 200 ml CH₂Cl₂ extrahiert, die
vereinigten organischen Phasen werden über Na₂SO₄
getrocknet und i.V. eingeengt. Man erhält 37,3 g
gelblichen Schaum, laut NMR ca. 80%ig (ca. 88% d.Th.).
Das Amid ist sehr zersetzlich; es sollte unter Schutz
gasatmosphäre gehandhabt und am besten sofort weiter
umgesetzt werden. Eine Bestimmung des Drehwertes oder
der optischen Reinheit auf dieser Stufe ist nicht
sinnvoll.
B: Eine Suspension von 4,6 g (0,11 Mol)
Lithiumhydroxid-Hydrat in 100 ml H₂O wird unter Rühren
mit einer Lösung von 10,3 g (0,018 Mol) Amid (75%ig) in
40 ml Ethanol versetzt. Man rührt den Ansatz 16 Stunden
bei Raumtemperatur, stellt unter Eiskühlung mit 20 ml
4N HCl und 50 ml 1N HCl auf pH 4,5 ein und saugt dann
die ausgefallenen Kristalle ab. Sie werden zweimal mit
je 50 ml H₂O nachgewaschen. Man erhält 7,3 g (100%
d.Th.) hellgelbe Kristalle.
Bei Verwendung von (R+)-OCCME (99,6% (R)-Form):
Fp: 133-134°C,
[α]D²⁰= -21,3 (c= 0,47; CH₃OH) = 98% (R)-Form.
Bei Verwendung von (R+)-OCCME (99,6% (R)-Form):
Fp: 133-134°C,
[α]D²⁰= -21,3 (c= 0,47; CH₃OH) = 98% (R)-Form.
42,7 g (0,11 Mol) des Ketals VII werden in 200 ml
wasserfreiem Ethanol p.a. gelöst und mit 100 ml H₂O und
2,8 ml H₂SO₄ konz. versetzt. Man rührt die Lösung 60
Minuten bei 60°C, versetzt sie mit 600 ml H₂O und
stellt sie im Eisbad kalt. Die ausgefallenen Kristalle
werden abgesaugt, mit Ethanol gewaschen und getrocknet.
Sollte im Rohprodukt noch Ketalverbindung enthalten
sein, muß dieser Vorgang wiederholt werden. Das Roh
produkt wird aus der dreifachen Menge Ethanol um
kristallisiert (11,4 g farblose Kristalle), die Mutter
lauge i.V. eingeengt und der Rückstand nochmals aus der
dreifachen Menge Ethanol umkristallisiert (10,5 g
farblose Kristalle).
Insgesamt erhält man 21,9 g (62,5% d.Th.) farblose Kristalle.
Bei Verwendung von (R,+)-OCCME 99,6% (R)-Form:
Fp: 179,5-180,5°C
[α]D²⁰= + 9,0 (c=0,42, CH₃OH) = 98,8% (R)-Form.
Insgesamt erhält man 21,9 g (62,5% d.Th.) farblose Kristalle.
Bei Verwendung von (R,+)-OCCME 99,6% (R)-Form:
Fp: 179,5-180,5°C
[α]D²⁰= + 9,0 (c=0,42, CH₃OH) = 98,8% (R)-Form.
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dipropyl-8-(3-
oxocyclopentyl)xanthin, dadurch gekennzeichnet daß
man
- a) 2-Carboxy-8,8-dimethyl-6,10-dioxaspiro[4,5]decan mit 1,3-Dipropyl-4,5-diaminouracil umsetzt,
- b) das so erhaltene Amid in Gegenwart von LiOH/H₂O in einem geeigneten Lösungsmittel cyclisiert und
- c) die Schutzgruppe unter sauren Bedingungen nach an sich bekannten Verfahren abspaltet.
2. Verfahren zur Herstellung von racemischem oder
enantiomerenreinem 1,3-Dipropyl-8-(3-oxocyclopentyl)
xanthin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
man enantiomerenreines 2-Carboxy-8,8-dimethyl-6,10-
dioxaspiro[4,5]decan einsetzt.
3. Verfahren zur Herstellung von racemischem oder
enantiomerenreinem 1,3-Dipropyl-8-(3-oxocyclopentyl)
xanthin, dadurch gekennzeichnet, daß man racemisches
oder enantiomerenreines 1,3-Dipropyl-8-(8,8-dimethyl-
6,10-diaxospiro[4,5]decan-2-yl)xanthin mit konzen
trierter Mineralsäure/H₂O behandelt und aufarbeitet.
4. 1,3-Dipropyl-8-(8,8-dimethyl-6,10-
dioxaspiro[4,5]decan-2-yl)xanthin sowie dessen
Enantiomere.
5. 2-Carboxy-8,8-dimethyl-6,10-dioxaspiro[4,5]decan
sowie dessen Enantiomere.
6. Verfahren zur Herstellung von enantiomerenreinem
1,3-Dipropyl-8-(3-oxo-cyclopentyl)xanthin, dadurch
gekennzeichnet, daß man eine optisch reine Verbindung
der allgemeinen Formel
worin A eine ketalische Schutzgruppe bedeutet, in
Gegenwart von LiOH/H₂O in einem geeigneten
Lösungsmittel cyclisiert und die Schutzgruppe unter
sauren Bedingungen abspaltet.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4316576A DE4316576A1 (de) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dipropyl-8-(3-Oxocyclopentyl)-xanthin |
PCT/EP1994/001611 WO1994026743A1 (de) | 1993-05-18 | 1994-05-18 | Verbessertes verfahren zur herstellung von xanthinderivaten, insbesondere von 1,3-dipropyl-8-(3-oxocyclopentyl)-xanthin |
JP6524995A JPH07509492A (ja) | 1993-05-18 | 1994-05-18 | キサンチン誘導体,特に,1,3−ジプロピル−8−(3−オキソシクロペンチル)−キサンチンの改良された調製方法 |
US08/373,324 US5675005A (en) | 1993-05-18 | 1994-05-18 | Process for preparing xanthine derivatives, in particular 1,3-dipropyl-8-(3-oxocyclopentyl)-xanthine |
CA002140434A CA2140434A1 (en) | 1993-05-18 | 1994-05-18 | Improved process for preparing xanthine derivatives, in particular 1,3-dipropyl-8-(3-oxocyclopentyl)-xathine |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4316576A DE4316576A1 (de) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dipropyl-8-(3-Oxocyclopentyl)-xanthin |
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DE4316576A Withdrawn DE4316576A1 (de) | 1993-05-18 | 1993-05-18 | Verbessertes Verfahren zur Herstellung von 1,3-Dipropyl-8-(3-Oxocyclopentyl)-xanthin |
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EP (1) | EP0652880A1 (de) |
JP (1) | JPH07509492A (de) |
CA (1) | CA2140434A1 (de) |
DE (1) | DE4316576A1 (de) |
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US4755517A (en) * | 1986-07-31 | 1988-07-05 | Warner-Lambert Company | Derivatives of xanthine, pharmaceutical compositions and methods of use therefor |
CH670090A5 (de) * | 1986-10-27 | 1989-05-12 | Nestle Sa | |
DE3843117A1 (de) * | 1988-12-22 | 1990-06-28 | Boehringer Ingelheim Kg | Neue xanthinderivate mit adenosin-antagonistischer wirkung |
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IT1260444B (it) * | 1992-01-24 | 1996-04-09 | Mario Brufani | Derivati della 8-(1-amminocicloalchil)1,3-dialchilxantina, procedimenbto di preparazione e loro composizioni farmaceutiche antidepressive, nootropiche e psicostimolanti |
US5342841A (en) * | 1992-03-12 | 1994-08-30 | Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. | Xanthine derivatives |
TW252044B (de) * | 1992-08-10 | 1995-07-21 | Boehringer Ingelheim Kg | |
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1993
- 1993-05-18 DE DE4316576A patent/DE4316576A1/de not_active Withdrawn
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- 1994-05-18 EP EP94916973A patent/EP0652880A1/de not_active Withdrawn
- 1994-05-18 JP JP6524995A patent/JPH07509492A/ja active Pending
- 1994-05-18 WO PCT/EP1994/001611 patent/WO1994026743A1/de not_active Application Discontinuation
- 1994-05-18 CA CA002140434A patent/CA2140434A1/en not_active Abandoned
- 1994-05-18 US US08/373,324 patent/US5675005A/en not_active Expired - Fee Related
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