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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen, die mit natürlichem Ceramid
I verwandt sind, sowie ihre Verwendung in kosmetischen und pharmazeutischen
Formulierungen.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Ceramide stellen die Lipidhauptkomponente
in der oberen Hautschicht, dem Stratum corneum, dar. Das Stratum
corneum weist eine wichtige Barrierefunktion auf: fremde Verbindungen
werden im allgemeinen herausgehalten und der Verlust von Feuchtigkeit
wird beschränkt.
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Die Zugabe von Ceramiden zu Hautkosmetika
verbessert die Barrierefunktion der Haut, gleicht den Verlust von
Feuchtigkeit aus und hat sich als wirksam gegen Falten erwiesen. Überdies
haben Ceramide auch noch in pharmazeutischen Präparaten, zum Beispiel zur Behandlung
von atopischem Ekzem, Anwendung gefunden.
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(Kerscher et al. (1991) Eur. J. Dermatol.,
1, 39–43).
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In der europäischen Patentanmeldung
EP 0 373 038 wird die therapeutische
Verwendung von N-Acyllysosphingolipiden, in denen die Acylgruppe
eine Kettenlänge
von 2–24
Kohlenstoffatomen aufweist und durch eine oder mehrere polare Gruppen
substituiert ist, beschrieben.
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Insbesondere liegt Ceramid I, das
in der europäischen
Patentanmeldung 0 097 059 (Unilever/Conopco) beschrieben wird, häufig in
handelsüblichen
Kosmetikpräparaten
vor. In dieser Schrift wird auch ein Verfahren zur Herstellung von
langkettigen ω-Hydroxycarbonsäuren beschrieben.
Die Struktur von Ceramid I wurde von Wertz et al. ((1985) J. Invest.
Dermatol., 84(8), 410–412 – siehe
auch Wertz und Downing (1983) J. Lipid Res., 24, 759–765; Wertz
et al. (1983) Biochim. Biophys. Acta, 753, 350-355; Kerscher et
al. (1991), oben, S. 41) erforscht und sieht folgendermaßen aus:
(Formel
1)
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In verschiedenen Literaturstellen
wird behauptet, daß Ceramid
I im Vergleich zu anderen bekannten Ceramiden eine einzigartige
Funktion ausübt.
Es scheint, daß Ceramid
I mit seiner typischen Acylceramidstruktur als eine Art „molekularer
Niet" dient, wodurch
die extrazellulären
Lipiddoppelschichten des Stratum corneum aneinander gebunden werden
und so die charakteristische Barrierefunktion der Haut (die permeabilitätsregulierend
wirkt) und ihre Hydratisierungseigenschaften aufrechterhalten (siehe
Melton et al. (1987) Biochim. Biophys. Acta, 921(2), 191–197; Wertz
und Downing (1988) Lipids, 23(5), 415–418; Brooks und Idsen (1991)
Int. J. Cosmet. Sci., 13, 103–113;
Wertz et al. (1983) Biochim. Biophys. Acta, 753, 350–355; sowie
Kerscher et al. (1991) oben).
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Eine Analyse der Ceramidzusammensetzung
bei der Hautkrankheit Schuppenflechte, einer Hautkrankheit, die
durch eine gestörte
Barrierefunktion gekennzeichnet ist, ergab einen im Vergleich zum
normalen menschlichen Stratum corneum wesentlich verringerten Gehalt
an Ceramid I (Motta et al. (1993) Biochim. Biophys. Acta 1182, 147–151).
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Es wurde jedoch auch gefunden, daß Ceramide
auf Sphingosinbasis, wie natürliches
Ceramid I, in der Haut durch die Wirkung von Ceramidasen abgebaut
werden und so Sphingosin freigesetzt wird. Freies Sphingosin hemmt
die Aktivität
der Proteinkinase C, und kann so die Zellteilung beeinflussen. Es
wurde vorgeschlagen, daß die
Auswirkungen des freien Sphingosins einen wichtigen Faktor bei der
Modulation der Epidermiszellproliferation darstellen können, um
die Geschwindigkeit, mit der die Zellen von der Hautoberfläche abgestoßen werden,
zu regulieren (Downing, D.T. (1992) J. Lipid Res., 33, 301–313).
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Trotzdem findet sich wie oben erwähnt natürliches
Ceramid I häufig
in ceramidhaltigen Kosmetikpräparaten.
Die Anwendung von Ceramid-I-haltigen Kosmetika auf die Haut kann
daher aufgrund der Nachwirkung der endogen in dem Stratum corneum
vorhandenen Ceramidasen zu einer Anhäufung von zu viel freiem Sphingosin
führen.
Das labile Gleichgewicht der Epidermiszellmodulation kann daher
gestört
sein.
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Andererseits wurde trotz Versuchen,
es zu lokalisieren, kein Phytosphingosin in der Haut nachgewiesen
(Wertz und Downing (1990) J. Invest. Dermatol., 94 (2), 159–161; Wertz
und Downing (1989) Biochim. Biophys. Acta, 1002 (2), 213–217). Dies
weist möglicherweise
darauf hin, daß die
Ceramidasen, die Ceramide auf Sphingosin-Basis abbauen, nicht auf Ceramide auf
Phytosphingosin-Basis
wirken.
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Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung
von natürlichem
Ceramid I in Kosmetika besteht darin, daß dieses Ceramid in den für die Verwendung
in Kosmetikpräparaten
erforderlichen Mengen schwer preisgünstig gewonnen werden kann.
Eine Isolation aus natürlichen
Quellen ist arbeitsintensiv und teuer und ergibt nur kleine Mengen
an reinem Ceramid I. Eine Lösung
dieses Problems besteht möglicherweise
darin, Ceramid I aus seinen Bestandteilen Sphingosin und einer Acyloxyalkansäure chemisch
darzustellen. Dies ist jedoch insofern nicht sehr realistisch als
der Sphingosinbestandteil in den für Synthesereaktionen im größeren Maßstab erforderlichen
Mengen nicht leicht erhältlich
ist.
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Es wäre daher wünschenswert, Analoge des natürlichen
Ceramid I zu entwickeln, die als „molekulare Niete" der extrazellulären Lipiddoppelschicht
des Stratum corneum wirksam sind und so die Barrierefunktion und
die Hydratisierungsfunktion der Haut aufrechterhalten und fördern, ohne
das Gleichgewicht der Epidermiszellmodulation zu stören, was
bei zu viel Sphingosin in der Epidermis der Fall sein könnte. Außerdem wäre es äußerst wünschenswert,
solche Analoge von natürlichem
Ceramid I kostengünstig
zu gewinnen.
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Detailierte
Beschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung von Ceramid-I-Analogen, bei denen
das Sphingosingrundgerüst
der natürlichen
Verbindung durch ein Phytosphingosingrundgerüst ersetzt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet ein
neues, einfaches Verfahren zur Gewinnung unterschiedlicher ω-Hydroxysäuren mit
unterschiedlicher Kettenlänge,
und zwar durch Koppeln von geschützten Säurechloriden
unterschiedlicher Kettenlänge
mit aus cyclischen Ketonen unterschiedlicher Kettenlänge hergestellten
Enaminen und anschließende
Ringöffnung
und Reduktion. Auf diese Weise kann die ω-Hydroxyalkansäure mit
einer beliebigen gewünschten
Kettenlänge
hergestellt werden.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen
weisen die allgemeine Formel
(Formel
2) auf, in der A eine geradkettige C
10-
oder längere
Alkylgruppe, die gegebenenfalls eine oder zwei Doppelbindungen enthalten
kann, bedeutet, und B ein Wasserstoffatom oder eine geradkettige
C
5-25-Acylgruppe, die gegebenenfalls eine
oder zwei Doppelbindungen enthalten kann, bedeutet. X ist eine ganze
Zahl von einschließlich
10 bis einschließlich
25.
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Bevorzugte erfindungsgemäß hergestellte
Verbindungen sind Verbindungen, bei denen A eine geradkettige C15-35-Alkylgruppe,
die gegebenenfalls eine oder zwei Doppelbindungen enthalten kann,
stärker
bevorzugt eine C22-31-Gruppe, die gegebenenfalls eine oder
zwei Doppelbindungen enthalten kann, bedeutet, und B eine geradkettige
C12-20-Acylgruppe, die gegebenenfalls eine
oder zwei Doppelbindungen enthalten kann, noch stärker bevorzugt
worin B Stearoyl, Oleoyl oder Lineoyl bedeutet. Solche Verbindungen
sind zum Beispiel N-(27-Stearoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin,
N-(27-Lineoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin, N-(27-Oleoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin,
N-(23-Stearoyloxytricosanoyl)phytosphingosin,
N-(23-Lineoyloxytricosanoyl)phytosphingosin,
N-(23-Oleoyloxytricosanoyl)phytosphingosin.
Am stärksten
bevorzugte Verbindungen sind Verbindungen, in denen A wie oben definiert
ist und B Lineoyl bedeutet.
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Es ist auch zu bemerken, daß der Wert
von X im Phytosphingosinrest vorzugsweise 13 beträgt, jedoch Analoge
beinhalten soll, bei denen der Alkylkettenteil, der von der 4-OH-Stellung
ausgeht, eine Gesamtlänge von
11 bis 26 Kohlenstoffen aufweist (d.h. X ist 10–25), wie dies bei Wertz et
al. ((1985) oben, 5. 411) beschrieben ist.
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Die Ceramid-I-Analoge auf Phytosphingosin-Basis
können
mittels verschiedenen chemischen Acylierungsverfahren, mit denen
der Fachmann vertraut ist, wie dem selektiven Acylierungsverfahren
nach Smeets und Weber (WO 93/20038) oder analog dem Verfahren von
Mori und Nishio (1991) Liebigs Ann. Chem., 253–257 hergestellt werden. Die
Wahl des Acylierungsverfahrens ist für die vorliegende Erfindung
nicht wesentlich.
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Das Ceramid I auf Phytosphingosin-Basis
kann mittels Amidierung einer geradkettigen Acyloxyalkansäure der
allgemeinen Formel
(Formel
3) in der A und B wie oben definiert sind, mit Phytosphingosin
hergestellt werden.
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Die Kopplung zwischen Phytosphingosin
und entweder einer Acyloxyalkansäure
oder einer ω-Hydroxyalkansäure 1äßt sich
entweder enzymatisch oder chemisch durchführen.
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Der Fachmann verfügt über verschiedene Verfahren
zur chemischen Kopplung zwischen dem Phytosphingosin und entweder
einer Acyloxyalkansäure
oder einer ω-Hydroxyalkansäure. Dazu
zählen
Verfahren, bei denen die Säure
entweder als solche unter Verwendung von Kopplungsreagenzien, z.B.
EEDC (N-Ethoxycarbonyl-2-ethoxy-l,2-dihydrochinolin)
und/oder HOBT (Hydroxybenzotriazol) oder N-Hydroxysuccinimid oder einem
Carbodiimid, oder als Aktivsäure,
z.B. ein Mischanhydrid oder Säurehalogenid,
gekoppelt werden kann.
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Ein bevorzugtes chemisches Acylierungsverfahren,
bei dem in der Kopplungsreaktion ein Mischanhydrid verwendet wird,
ist die von Smeets und Weber (oben) veröffentlichte selektive Acylierung.
Die Kopplung wird mittels eines zweistufigen Verfahrens durchgeführt, bei
dem man in einem ersten Schritt durch Umsetzen einer gesättigten
geradkettigen Acyloxy-alkansäure
(Formel 3) oder eines ihrer Salze mit einem Sulfonylchlorid in einem
organischen Lösungsmittel
sowie in Gegenwart einer organischen Base ein Misch-anhydrid bildet, wonach
sich ein zweiter Schritt anschließt, in dem das in dem ersten
Schritt gebildete Mischanhydrid mit Phytosphingosin umgesetzt wird.
Beide Schritte können
gewünschtenfalls
in einem einzigen Reaktionsgefäß durchgeführt werden
(„Eintopfreaktion").
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Phytosphingosin läßt sich bequem durch Entacetylierung
von Tetraacetylphytosphingosin (TAPS) gewinnen. Die Entacetylierung
kann chemisch (z.B. durch basenkatalysierte Hydrolyse mit Kaliumhydroxid,
oder enzymatisch erfolgen. Nach der alkalischen Hydrolyse von TAPS
kann das erhaltene Phytosphingosin nach einem beliebigen Verfahren,
mit dem der Fachmann vertraut ist, gereinigt werden.
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TAPS läßt sich bequem in großen Mengen
durch mikrobielle Fermentation, insbesondere durch Fermentation
von Hansenula, ganz besonders durch Fermentation von Hansenula ciferrii,
gewinnen.
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Die Acyloxyalkansäure der Formel 3 kann durch
Standard-Acylierungverfahren,
mit denen der Fachmann vertraut ist, hergestellt werden, wie analog
dem von Mori und Nishio (oben) beschriebenen Verfahren oder analog
dem von Heslinga und Pabon (1984) Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 103, 348–351 beschriebenen Verfahren.
Wiederum ist die Wahl des Acylierungsverfahrens für die vorliegende
Erfindung nicht wesentlich.
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Vorzugsweise lassen sich die Verbindungen
der Formel 3 dadurch herstellen, daß man eine erfindungsgemäß hergestellte ω-Hydroxyalkansäure (C10 oder länger)
mit einer ausgewählten
geradkettigen (gegebenenfalls ungesättigten) C5-25-Fettsäure, in
der der Säurerest
des genannten Ausgangsmaterials vorzugsweise mit einer fachbekannten
Schutzgruppe geschützt
ist, umsetzt. Geeignete Schutzgruppen sind bei Greene, T. (1981)
Protective Groups in Organic Synthesis [Schutzgruppen in der organischen
Synthese] (John Wiley & Sons;
New York) beschrieben. So können
zum Beispiel Silyl, Allyl, t-Butyl oder Benzyl verwendet werden. Es
muß beachtet
werden, daß die
Reagenzien und/oder Lösungsmittel
sowie die Reaktionsbedingungen so zu wählen sind, daß sie keinen
Einfluß auf
die Schutzgruppe ausüben
und daß das
Versehen mit der Schutzgruppe sowie deren Entfernung das Ausgangsmaterial
bzw. die darzustellende Verbindung nicht zerstören darf.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Ceramid-I-Analoge
weisen im Vergleich zu natürlichem
Ceramid I mehrere Vorteile auf. Die Ceramid-I-Analoge sind gegebenenfalls
gegenüber
Abbau durch die im Stratum corneum vorliegenden Ceramidasen weniger
empfindlich und, was wichtig ist, sie lassen sich kostengünstiger herstellen.
Außerdem
weisen sie eine bessere Oxidationsbeständigkeit auf, da den erfindungsgemäßen Ceramid-I-Analogen die Doppelbindung,
die im Sphingosinrest von natürlichem
Ceramid-I vorliegt, fehlt. So lassen sich die erfindungsgemäßen Ceramid-I-Analoge
vorteilhaft in kosmetischen und pharmazeutischen Präparaten
für die
topische Verabreichung an die Haut verwenden.
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Nach ihrer Gewinnung können die
erfindungsgemäßen Verbindungen
in Öl/Wasser-
oder Wasser/Öl-Zusammensetzungen,
die sich für
die kosmetische oder pharmazeutische Verwendung eignen, formuliert
werden.
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Außer den erfindungsgemäß hergestellten
Verbindungen, die als Wirkstoffe in kosmetischen und pharmazeutischen
Zusammensetzungen dienen, können
auch andere kosmetische und pharmazeutische Grundstoffe verwendet
werden, darunter Streckmittel, Dispergiermittel, Lösungsmittel
und Emollientien.
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Auch Parfum kann gegebenenfalls verwendet
werden. Mit diesen Konstituentien ist der Fachmann gut vertraut;
sie sind detailliert in der Literatur beschrieben, zum Beispiel
in dem europäischen
Patent Nr. 0 097 059, das hiermit durch Bezugnahme als Bestandteil
der vorliegenden Erfindung gilt.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen
können
in kosmetischen oder pharmazeutischen Zusammensetzungen so vorliegen,
daß ihr
Anteil in solchen kosmetischen und pharmazeutischen Formulierungen
0,001% bis 25% beträgt.
Vorzugsweise beträgt
der Anteil der erfindungsgemäßen Verbindungen 0,005%
bis 5%, stärker
bevorzugt 0,02% bis 2%, am stärksten
bevorzugt ungefähr
0,5%.
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Die Zusammensetzungen können gegebenenfalls
mehr als eines der im vorliegenden Text beschriebenen Ceramid-I-Analogen auf Phytosphingosinbasis
enthalten.
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Die kosmetischen und pharmazeutischen
Zusammensetzungen können
topisch auf die Haut von Säugetieren
aufgetragen werden und eignen sich unter anderem zur Rehydratisierung
der Haut und zur Behandlung von atopischem Ekzem.
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Beispiel 1
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Synthese von N-(27-Stearoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin
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A.
Synthese von 15-Hydroxypentadecansäure
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Eine Lösung von Cyclopentadecanolid
(300,5 g; 1,25 mol) in Ethanol (1500 ml) wurde bei 40°C mit einer
Lösung
von Natriumhydroxid (65 g; 1,625 mol) in Wasser (400 ml) versetzt.
Nach 90-minütigem
Erhitzen am Rückfluß unter
Stickstoff wurde der Ansatz auf 70°C gekühlt und unter Rühren in
eine Mischung aus Wasser (3 l) und Salzsäure (36%; 150 ml) gegossen.
Nach dem Filtrieren wurde der Niederschlag abfiltriert, anschließend mit
einer Mischung aus Ethanol und Wasser (600 ml; v/v = 1:2) sowie
Wasser (2 × 1
l) gewaschen und im Vakuum getrocknet, wodurch man 318,2 g der Titelverbindung
erhielt.
PMR-Spektrum (Bruker; 360 MHz; CDCl
3/DMSO-d6
v/v 1:1); Werte in ppm; δ DMSO
2,5).
δ:
1,1–1,6
(m, 24H) ; 2,14 (t, 2H) ; 3,40 (t, 2H) . B.
Synthese von 15-Acetoxypentadecanoylchlorid
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Eine Mischung aus 15-Hydroxypentadecansäure (387
mmol) und Acetylchlorid (250 ml) wurde bei Raumtemperatur gerührt. Nach
dem Abklingen der Chlorwasserstoffsäureentwicklung versetzte man
erst mit 100 g (387 mmol) 15-Hydroxypentadecansäure und dann nochmals mit 118
g (457 mmol) der Säure
sowie mit 50 ml Acetylchlorid. Der Ansatz wurde dann erhitzt und
sobald die Reaktionstemperatur 130°C erreicht hatte, wurde mit
dem Destillieren begonnen. Der Ansatz wurde auf 35°C gekühlt und
mit Thionylchlorid (300 ml) versetzt. Nach 150-minütigem sanftem
Erhitzen am Rückfluß wurde
das überschüssige Thionylchlorid
abdestilliert und der Rückstand
im Vakuum destilliert. Bei der bei 203–218°C
1-5mmHg erhaltenen
Fraktion schien es sich um die Titelverbindung zu handeln; sie wurde
als solche in Folgereaktionen verwendet.
PMR-Spektrum (Bruker;
360 MHz; CDCl
3); Werte in ppm; δ CDCl
3 7,27 ppm.
δ: 1,2 (breites s, 20H); 1,6
(m, 4H); 1,98 (s, 3H); 2,83 (t, 2H) ; 3,99 (t, 2H). C.
Synthese von 1-Morpholinocyclododecen
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Eine Mischung aus Cyclododecanon
(500 g; 2,74 mol), Toluol (1000 ml), Morpholin (332 g; 3,82 mol) und
p-Toluolsulfonsäure-monohydrat
(7,5 g) wurde 96 Stunden lang im Dean-Stark-Apparat unter Rühren am Rückfluß erhitzt,
wobei 75 ml Wasser abgetrennt wurden. Nach dem Einengen im Vakuum
wurde der Ansatz unter Verwendung eines Rückflußkühlers, ursprünglich ohne
Wasser, jedoch später
mit Wasser, destilliert. Die Titelverbindung (386, 2 g) wurde bei
176–198°C0,5mm
Hg erhalten.
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PMR-Spektrum (Bruker; 360 MHz; CDCl3); Werte in ppm; δ Tetramethylsilan: 0 ppm.
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6: 1,1–1,5 (m, 16H); 2,09 (q, 2H);
2,22 (t, 2H); 2,75 (m, 4H) ; 3, 71 (m, 4H) ; 4, 36 (t, 1H) .
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D. Synthese von 27-Hydroxyheptacosansäure
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Eine Mischung aus 1-Morpholinocyclododecen
(133 g; 0,53 mol) und Chloroform (500 ml, alkoholfrei) wurde im
Verlauf von 35 Minuten unter Stickstoff mit 15-Acetoxypentadecanoylchlorid (151 g;
0,47 mol) versetzt. Die Temperatur stieg auf 46°C an. Nach 2-stündigem Rühren versetzte
man mit einer Mischung aus 82 ml Wasser und 125 ml Salzsäure (36%ig),
und diese Mischung wurde 4 Stunden lang bei 62°C am Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen des
Kolbens auf Raumtemperatur wurden die Schichten getrennt, und die
organische Schicht wurde mit 250 ml 1N Salzsäure gewaschen. Die wäßrige Schicht
wurde mit 100 ml Chloroform extrahiert. Die vereinigten Chloroformschichten
wurden eingeengt, wodurch man 240 g rohes (15-Acetoxypentadecanoyl)cyclododecanon
erhielt.
PMR-Spektrum (Bruker; 360
MHz; CDCl
3); Werte in ppm; δ CDCl
3 7,27 ppm) .
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δ:
1,0–1,8
(m, 42H); 2,01 (s, 3H); 2,4 (m, 4H); 3,58 (t, 1H) ; 4,02 (t, 2H)
.
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Eine Mischung aus rohem (15-Acetoxypentadecanoyl)cyclododecanon
(190 g; ungefähr
0,37 mol), Diethylenglycol (400 ml), absolutem Ethanol (200 ml)
und Natriumhydroxid (80 g) wurde eine Stunde lang unter Rühren bei
98°C unter
Stickstoff erhitzt und destilliert, bis die Temperatur auf 122°C gestiegen
war. Nach Zugabe von 200 ml Diethylenglycol wurde mit Hydrazinhydrat
(120 ml) versetzt und weitere 2 Stunden lang auf 123°C erhitzt.
Dann wurde die Mischung destilliert, bis 180 ml Flüssigkeit
aufgefangen worden waren, währenddessen
die Temperatur auf ungefähr
220°C anstieg.
Nachdem 2 Stunden auf 225°C
erhitzt worden war, wurde auf ungefähr 180°C abgekühlt, in eine Mischung aus 2000
ml Wasser und 200 ml Salzsäure
(36%ig) gegossen und warm filtriert (50°C). Nach Waschen mit Wasser
(2 × 250
ml) wurde der feuchte Filterkuchen mit 1 1 Toluol erhitzt. Die Schichten
wurden getrennt und die Toluolschicht wurde unter Atmosphärendruck
eingeengt (wobei 200 ml abdestillierten) und auf Raumtemperatur
abgekühlt.
Die kristalline Titelverbindung (120 g) wurde durch Filtrieren,
Waschen mit Toluol (100 ml) und Hexan (150 ml) sowie Trocknen erhalten.
PMR-Spektrum
(Bruker; 360 MHz; CDCl
3/DMSO-d6 v/v 1:1);
Werte in ppm; δ DMSO
2,5 ppm).
δ:
1,1–1,5
(m, 48H) ; 2,13 (t, 2H) ; 3,41 (t, 2H) . E.
Synthese von 27-Hydroxyheptacosansäurebenzylester
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Eine Suspension von 27-Hydroxyheptacosansäure (100
g; 234 mmol) wurde 3 Stunden lang bei ungefähr 76°C unter Rühren in einer Mischung aus
Dimethylformamid (500 ml), Aceton (500 ml), Benzylbromid (50 ml)
und trockenem Kaliumcarbonat (50 g) am Rückfluß erhitzt. Nach der Zugabe
von 10 ml Benzylbromid wurde noch eine Stunde lang weiter am Rückfluß erhitzt
und es wurden weitere 10 ml Benzylbromid zugegeben. Wieder wurde
noch eine Stunde lang weiter am Rückfluß erhitzt, und anschließend wurde
auf 50°C
abgekühlt
und unter starkem Rühren
auf 2 1 Wasser gegossen. Der Niederschlag wurde abfiltriert und
mit Wasser gewaschen (3×:
1000 ml; 500 ml; 500 ml). Der feuchte Filterkuchen wurde mit 1 l
Toluol erhitzt. Die Schichten wurden in einem vorgewärmten Scheidetrichter
getrennt. Die wäßrige Schicht
wurde mit 100 ml warmem Toluol extrahiert. Die vereinigten Toluolschichten
wurden unter Atmosphärendruck
eingeengt (wobei 200 ml abdestillierten) und langsam auf 21°C abgekühlt. Die
kristalline Titelverbindung (76,6 g) wurde durch Filtrieren, Waschen
mit Toluol (200 ml) und Trocknen im Vakuum erhalten.
PMR-Spektrum
(Bruker; 360 MHz; CDCl
3/CD
3OD);
Werte in ppm; δ CD
3OD 3,35 ppm) .
δ: 1,2–1,7 (m, 48H); 2,36 (t, 2H);
3,57 (t, 2H); 5,12 (s, 2H) ; 7, 3 (m, 5H) . F.
Synthese von 27-Stearoyloxyheptacosansäurebenzylester
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Eine Mischung aus 27-Hydroxyheptacosansäurebenzylester
(100 g; 193 mmol) und Pyridin (775 ml) wurde mit Stearoylchlorid
(75 ml) versetzt. Nach 150-minütigem
Rühren
wurden weitere 10 ml Stearylchlorid zugegeben und es wurde 23 Stunden
lang weiter gerührt.
Nach vorsichtigem Versetzen mit 75 ml Wasser und 24-stündigem Rühren wurde
der gebildete Niederschlag abfiltriert und anschließend mit
Pyridin-Wasser (v/v: 90/10), Wasser (5 × 250 ml) und Methanol (400
ml) gewaschen. Durch Trocknen im Vakuum erhielt man 124,3 g der
Titelverbindung.
PMR-Spektrum (Bruker; 360 MHz; CDCl
3); Werte in ppm; δ CHCl
3 7,27
ppm) .
δ:
0,89 (t, 3H); 1,2–1,7
(m, 78H); 2,29 (t, 2H); 2,36 (t, 2H); 4,06 (t, 2H); 5,12 (s, 2H);
7,3 (m, 5H). G.
Synthese von 27-Stearoyloxyheptacosansäure
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Eine Lösung aus 27-Stearoyloxyheptacosansäurebenzylester
(132 g; 168 mmol) in Methylenchlorid (350 ml; alkoholfrei) wurde
bei 30°C
mit Palladium auf Kohle (10 g/10%ig) versetzt. Nach dem Ausblasen
mit Stickstoff wurde 2 Stunden lang unter Rühren Wasserstoff über die
Mischung geleitet und der Ansatz wurde dann nochmals mit Stickstoff
ausgeblasen. Nach dem Einengen im Vakuum wurde mit Chloroform (500
ml; alkoholfrei) versetzt und es wurde von dem Palladiumkatalysator
abfiltriert. Das Filtrat wurde nochmals gewaschen und dann im Vakuum
eingeengt. Der Rückstand
wurde aus 600 ml warmem Toluol umkristallisiert, wodurch man 104,6
g der Titelverbindung erhielt.
PMR-Spektrum (Bruker; 360 MHz;
CDCl3/Pyridin-d5; v/v: 1/1); Werte in ppm; δ CHCl3 8,11 ppm).
δ: 0.87 (t, 3H); 1,0–1,7 (m,
78H); 2,30 (t, 2H); 2,32 (t, 2H) ; 4,07 (t, 2H) .
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H. Synthese von N-(27-Stearoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin
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A. Über ein Mischanhydrid
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Eine am Rückfluß befindliche Lösung von
27-Stearoyloxyheptacosansäure (53,45
g; ungefähr
77,1 mmol) und Triethylamin (100 ml) in Methylenchlorid ( 2 l; alkoholfrei)
wurde unter Stickstoff mit p-Toluolsulfonsäure (13,55
g; 71,1 mmol) versetzt. Nach einstündigem Erhitzen am Rückfluß wurde
mit Phytosphingosin (18,6 g; Reinheit 94%; 55 mmol) versetzt und
es wurde noch 145 Minuten weiter am Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen des
Ansatzes auf 30°C
wurde der Niederschlag abfiltriert und mit Methylenchlorid (1 1)
gewaschen. Dieser Feststoff wurde in heißem, ethanolfreiem Chloroform
gelöst
und warm filtriert.
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Das Filtrat wurde abkühlen gelassen.
Der gebildete Niederschlag wurde abfiltriert, mit Chloroform (250 ml)
und Aceton (2 × 200
ml) gewaschen und im Vakuum getrocknet, wodurch man 41 g der Titelverbindung erhielt.
PMR-Spektrum
(Bruker; 360 MHz; CDCl3/Pyridin-d5; v/v:
1/1); Werte in ppm; 328°K;
CHCl3 7,81 ppm).
δ: 0.93 (t, 6H) ; 1,0–2,0 (m,
110H) ; 2,27 (t, 2H) ; 2,35 (t, 2H); 3,8–4,4 (m, 6H); 4,58 (m, 1H);
5,53, 5,66 und 6, 16 (3 x breites s; 3 × 1H) .
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B. Mit einem Carbodiimid
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Eine Mischung von 27-Stearoyloxyheptacosansäure (8,88
g, 12,8 mmol), Tetrahydrofuran (120 ml), getrocknetem 1-Hydroxybenzotriazol
(4 g, 34,1 mmol), Phytosphingosin (3,91 g, 12,33 mmol) und N,N'-Diisopropylcarbodiimid (2,55 ml, 16,3
mmol) wurde 2 Stunden lang bei 40°C
um weitere 4 Stunden lang bei 50°C unter
Stickstoff gerührt.
Nach Filtrieren und Umkristallisieren aus heißem Chloroform erhielt man
8,84 g der Titelverbindung. Beispiel
2 Synthese
von N-(27-Linoleoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin A.
Herstellung von 27-Linoleoyloxyheptacosansäure
-
Eine Mischung aus Oxalylchlorid (42
ml; 481 mmol) und Hexan (120 ml) wurde im Verlauf von 0,5 Stunden
unter Stickstoff und Rühren
tropfenweise mit Linolsäure
(100 g; Reinheit 95%, 356 mmol) versetzt. Nach der Zugabe wurde
1,5 Stunden am Rückfluß erhitzt
und dann unter verringertem Druck (60°C; 0,5 mm Hg) eingedampft, wodurch
man 107 Gramm Linoleoylchlorid als Öl erhielt.
-
Eine Mischung von 27-Hydroxyheptacosansäure (35
g; 82 mmol), Chloroform (500 ml), Pyridin (75 ml) und Trimethylchlorsilan
(9 ml; 71 mmol) wurde unter Stickstoff am Rückfluß erhitzt, wodurch man eine
Lösung erhielt.
Nach 0,5 Stunden Erhitzen am Rückfluß versetzte
man mit dem Linoleoylchlorid (107 g) und es wurde 2 Stunden lang
am Rückfluß erhitzt.
-
Nachdem Kühlwasser (100 ml) zugegeben
war, wurde noch 10 Minuten lang am Rückfluß erhitzt. Die organische Schicht
wurde abgetrennt, zweimal mit 1 N Salzsäure (350 ml und 200 ml) gewaschen, über Natriumsulfat
getrocknet, filtriert und eingedampft, wodurch man ein Öl erhielt.
Dieses Öl
wurde aus warmem Heptan (250 ml) kristallisiert, wodurch man einen
Feststoff erhielt. Zwei weitere Kristallisierungs-schritte aus 250 ml
warmem Heptan ergaben 25,34 Gramm der Titelverbindung.
PMR-Spektrum
(Bruker; 360 MHz; CDCl
3; Werte in ppm);
δ: 0.89 (t,
3H); 1,2–1,6
(m, 64H); 2,05 (m, 2 × 2H);
2,29 und 2,34 (2 × t,
2 × 2H);
2,77 (t, 2H); 4,0 (t, 2H); 5,35 (m, 4H). B.
Herstellung von N-(27-Linoleoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin
-
A. Über ein Mischanhydrid
-
Eine Lösung von p-Toluolsulfonylchlorid
(1,25 g; 6,6 mmol) in Chloroform (100 ml) wurde im Verlauf von 15
Minuten unter Stickstoff mit einer Lösung von 27-Linoleoyloxyheptacosansäure (5 g;
7,2 mmol) in Chloroform (70 ml) und Triethylamin (4 ml, 28,8 mmol)
versetzt, wobei man die Temperatur bei 50°C hielt. Nach 50-minütigem Rühren bei
50°C wurde
mit Phytosphingosin (2 g, 6,3 mmol) versetzt und es wurde 2 Stunden lang
bei 50°C
nachgerührt.
-
Nach dem Abkühlen wurde die Mischung jeweils
mit 50 ml 1 N Salzsäure
und 50 ml Wasser und Kochsalzlösung
gewaschen. Die organische Schicht wurde über Natriumsulfat getrocknet,
filtriert und eingedampft.
-
Der Rückstand wurde unter Stickstoff
aus warmem Propan-2-ol
(100 ml) kristallisiert, wodurch man 4,13 Gramm der Titelverbindung
als Rohprodukt erhielt.
-
Durch Reinigung über 60 Gramm Kieselgel (Flash
30–60 μm) mit Chloroform/Methanol
(v/v = 9/1) und anschließendem
Kristallisieren aus 100 ml heißem
Isopropanol erhielt man 2,82 g der Titelverbindung.
PMR-Spektrum
(Bruker; 360 MHz; CDCl3); Werte in ppm;
δ: 0.87 (t,
6H); 1,0–2,0
(m, 94H); 2,21 und 2,27 ( 2x t, 4H); 2,76 (t, 2H); 3,58 (m, 2H);
3,72 und 3,90 (ABq; 2H) ; 4,04 (t, 2H) ; 4,13 (m, 1H) ; 5,35 (m,
4H).
-
B. Mit einem Carbodiimid
-
Eine Mischung aus 27-Linoleoyloxyheptacosansäure (5 g,
7,2 mmol), Chloroform (90 ml), getrocknetem 1-Hydroxybenzotriazol (3,2 g, 27,3 mmol),
Phytosphingosin (3,07 g, 9,7 mmol) und N,N'-Diisopropylcarbodiimid (2,2 ml, 14,1
mmol) wurde unter Stickstoff 90 Minuten lang bei 45°C und dann über Nacht
bei Raumtemperatur gerührt.
Nach dem Waschen mit 50 ml einer 1 N Salzsäure und Kochsalzlösung sowie
Filtration wurde die organische Schicht eingeengt. Nach Zugabe von
heißem
Isopropanol (150 ml) wurde der Ansatz heiß filtriert. Nach dem Abkühlen wurde
der gebildete Niederschlag abfiltriert, mit Isopropanol (30 ml)
und Aceton (10 ml) gewaschen und dann getrocknet, wodurch man 3,7
g der Titelverbindung erhielt.
-
Beispiel
3 Synthese
von N-(27-Oleoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin A:
Herstellung von 27-Oleoyloxyheptacosansäure
-
Eine Mischung aus 27-Hydroxyheptacosansäure (10
g, 23 mmol), Chloroform (250 ml), Pyridin (25 ml, 309 mmol) und
Trimethylsilylchlorid (3,1 ml; 24,4 mmol) wurde 30 Minuten lang
bei 64°C
gerührt.
Dann versetzte man mit Oleoylchlorid (30 ml), es wurde 2 Stunden
lang am Rückfluß erhitzt,
vorsichtig mit Wasser (100 ml) versetzt und noch 15 Minuten lang
weiter am Rückfluß erhitzt.
-
Die organische Schicht wurde abgetrennt,
mit 1 N Salzsäure
gewaschen und eingeengt. Nach Zugabe von n-Hexan wurde der gebildete Niederschlag
abfiltriert und durch Säulenchromatographie
gereinigt (Kieselgel (300 g); Elutionsmittel Chloroform/Methanol
9/1). Durch Konzentrieren der entsprechenden Fraktionen (3–11) und
Behandeln mit warmem Heptan (120 ml) erhielt man nach Abkühlen, Filtration
und Umkristallisieren aus heißem
Heptan 8,67 der Titelverbindung.
PMR-Spektrum (Bruker; 360
MHz; CDCl
3); Werte in ppm;
δ: 0.88 (t,
3H); 1,0–1,6
(m, 70H); 2,00 (m, 2 × 2H);
2,29 und 2,34 (2 × t,
2 × 2H);
4,06 (t, 2H); 5,34 (m, 2H).
B.
Herstellung von N-(27-Oleoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin
-
A. Über ein Mischanhydrid
-
Eine Lösung von 27-Oleoyloxyheptacosansäure (2 g;
2,89 mmol) in Chloroform (30 ml) und Triethylamin (1,6 ml; 11,5
mmol) wurde im Verlauf von 30 Minuten unter Rühren zu einer Lösung von
0,5 Gramm p-Toluolsulfonylchlorid (0,5 g; 2,6 mmol) in Chloroform
(40 ml) unter Stickstoff zugegeben, wobei die Temperatur bei 50°C gehalten
wurde. Nachdem eine Stunde lang bei 50°C gerührt wurde, wurde mit Phytosphingosin
(0,8 g; 2,52 mmol) versetzt und noch 2 Stunden bei 50°C weitergerührt . Nach
dem Abkühlen
wurde mit 50 ml 0,5 N Salzsäure
und je 50 ml Wasser bzw. Kochsalzlösung gewaschen. Die organische
Schicht wurde im Vakuum eingedampft und der Rückstand unter Stickstoff aus
50 ml warmem Propan-2-ol kristallisiert, wodurch man 2,03 Gramm
der Titelverbindung als Rohprodukt erhielt. Durch Reinigung über 40 Gramm
Kieselgel (Flash 30–60 μm) mit Chloroform/Methanol=9/1
und anschließendem
Kristallisieren aus 40 ml heißem
Isopropanol erhielt man 0,74 g der Titelverbindung.
PMR-Spektrum
(Bruker; 360 MHz; CDCl3; Werte in ppm).
δ: 0.87 (t,
6H) ; 1,0–2,0
(m, 100H) ; 2,22 und 2,27 (2×t,
4H); 3,58 (m, 2H); 3,73 und 3,90 (dABq, 2H); 4,04 (t, 2H) ; 4, 13
(m, 1H) ; 5, 33 (m, 2H) ; 6, 32 (d, 1H) .
-
B. Mit einem Carbodiimid
-
Eine Mischung aus 27-Oleoyloxyheptacosansäure (2 g,
2,9 mmol), Chloroform (76 ml), getrocknetem 1-Hydroxybenzotriazol (1,28 g, 10,9 mmol),
Phytosphingosin (1,23 g, 3,9 mmol) und N,N'-Diisopropylcarbodiimid
(0,88 ml, 5,64 mmol) wurde unter Stickstoff 24 Stunden lang bei
Raumtemperatur gerührt.
Nach Zugabe von 50 ml 1 N Salzsäure
und Rühren
wurde die organische Schicht abfiltriert, mit Kochsalzlösung gewaschen und
eingeengt. Man erhielt die Titelverbindung (2,07 g) durch Kristallisieren
aus heißem
Isopropanol (50 ml).
-
Beispiel 4
-
Synthese von N-(27-Hydroxyheptacosanoyl)phytospingosin
Eine Suspension von 27-Hydroxyheptacosansäure (2,13 g, 5 mmol), trockenem
Tetrahydrofuran (50 ml), getrocknetem 1-Hydroxybenzotriazol (1,6
g, 13,5 mmol) und Phytosphingosin (1,5 g, 4,7 mmol) wurde unter
Rühren
bei 40°C
unter Stickstoff mit Diisopropylcarbodiimid (1 ml, 6,4 mmol) versetzt.
Nachdem über
Nacht gerührt
wurde, wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und der Niederschlag wurde
abfiltriert und mit 20 ml Tetrahydrofuran gewaschen.
-
Der Filterkuchen wurde in einer heißen Mischung
aus 300 ml Chloroform und 17 ml Methanol gelöst und auf Raumtemperatur abgekühlt.
-
Der Niederschlag wurde abfiltriert,
mit Chloroform und Aceton gewaschen und im Vakuum bei 35°C getrocknet,
wodurch man 2,66 g der Titelverbindung erhielt.
PMR-Spektrum
(Bruker; 360 MHz; CDCl3/Pyridin-d5, 1/1;
328 K; Werte in ppm);
δ:
0.96 (t, 6H); 1,0–2,1
(m, 74H); 2,32 (t, 2H); 3,79 (t, 2H) ; 3,9–4, 3 (m, 4H) ; 4,65 (m, 1H)
; 7,50 (d, 1H) .
-
Beispiel 5
-
Synthese von N-(23-Stearoyloxytricosanoyl)phytosphingosin
-
A. 23-OH-Tricosansäurebenzylester
-
Eine Suspension von ungefähr 117 mmol
23-OH-Tricosansäure, 250
ml Dimethylformamid; 25 ml (210 mmol) Benzylbromid, 250 ml Aceton
und 25 g wasserfreiem Kaliumcarbonat wird mechanisch gerührt und
unter N2 Atmosphäre auf Rückflußtemperatur erhitzt (ungefähr 76°C) .
-
Nach 3,5 Stunden am Rückfluß wird die
Suspension auf 40°C
abgekühlt
und unter Rühren
in 1000 ml Wasser gegossen. Der Niederschlag wird filtriert und
mit Wasser gewaschen.
-
Der Filterkuchen wird in 500 ml Toluol
im Dampfbad erwärmt,
bis der Filterkuchen beinahe gelöst
ist. Dann wird der Ansatz in einen mit Dampf vorgewärmten 1-l-Scheidetrichter gegossen.
-
Die organische Schicht wird abgetrennt
und durch grobes Filterpapier filtriert. Die wäßrige Schicht wird mit weiteren
100 ml warmem Toluol extrahiert, mit dem wiederum das Filterpapier
gewaschen wird.
-
Die Toluolfraktionen werden vereinigt
und erwärmt
und ungefähr
100 ml der Flüssigkeit
wird unter Atmosphärendruck
abdestilliert.
-
Der Rückstand wird langsam auf Raumtemperatur
abgekühlt,
wobei sich ein Niederschlag bildet. Der Niederschlag wird filtriert,
mit Toluol gewaschen und dann getrocknet, wodurch man die Titelverbindung
erhält.
-
B. 23-Stearoyloxytricosansäurebenzylester
-
Eine Mischung aus ungefähr 28,2
mmol 27-OH-Tricosansäurebenzylester
und 100 ml Pyridin wird unter Rühren
mit 13 ml Stearinsäurechlorid
versetzt. Die Temperatur der Lösung
steigt von Raumtemperatur auf 33°C.
-
Nach 24-stündigem Rühren versetzt man mit 100 ml
Wasser und läßt eine
Stunde weiter rühren.
-
Der Niederschlag wird filtriert und
mit Wasser und ungefähr
200 ml Methanol gewaschen.
-
Durch Trocknen im Vakuum erhält man das
Rohprodukt, das anschließend
aus 175 ml Essigester umkristallisiert wird, wodurch man die Titelverbindung
erhält.
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C. 23-Stearoyloxytricosansäure
-
Der im vorigen Schritt erhaltene
23-Steoroyloxytricosansäurebenzylester
wird in 350 ml alkoholfreiem Methylenchlorid gelöst und die Lösung wird
leicht erwärmt.
Man versetzt mit 3 g 10%igem Pd/C-Katalysator und spült die Lösung mit
N2. Die Lösung wird dann 3 Stunden lang
unter H2 gerührt.
-
Nach dem Spülen mit N2 versetzt
man mit 150 ml ethanolfreiem Chloroform und wärmt den Ansatz, um das organische
Material zu lösen.
-
Es wird vom Pd/C-Katalysator abfiltriert
und mit Chloroform gewaschen.
-
Die Chloroformfraktionen werden vereinigt
und zur Trockne eingeengt, wodurch man die Titelverbindung erhält.
-
D. N-(23-Stearoyloxytricosanoyl)phytosphingosin
-
Eine Lösung aus ungefähr 1,44
mmol 23-Stearoyloxytricosansäure, 50
ml Methylenchlorid und 2 ml Triethylamin wird zum Rückfluß erhitzt
(41°C).
Die am Rückfluß befindliche
Lösung
wird mit 250 mg (1,31 mmol) p-Toluolsulfonylchlorid versetzt.
-
Nach 0,5 Stunden am Rückfluß versetzt
man mit 300 mg (ungefähr
0,9 mmol) Phytosphingosin und läßt noch
45 Minuten lang refluxieren.
-
Nach dem Abkühlen auf 30°C wird der Niederschlag filtriert
und anschließend
mit Methylenchlorid, Aceton und Wasser gewaschen und dann getrocknet,
wodurch man einen Feststoff erhält.
Dieser Feststoff wird in 15 ml heißem, ethanolfreiem Chloroform
gelöst
und warm filtriert. Das Filtrat (ungefähr 20 ml) wird abkühlen gelassen.
Die Titelverbindung wird aus diesem Filtrat kristallisiert.
Beispiel
6 Cremegrundlage,
die N-(27-Stearoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin enthält
-
Die Bestandteile der Fraktion A werden
vermischt und auf ungefähr
80–85°C erwärmt. Das
destillierte Wasser (Fraktion B) wird auf ungefähr 80–85°C erhitzt und zur Fraktion A
unter intensivem Mischen, gegebenenfalls mit einem Homogenisator,
gegeben. Der Ansatz wird unter Rühren
auf Raumtemperatur kommen gelassen.
-
Beispiel 7
-
Cremegrundlage, die N-(23-Stearoyloxytricosanoyl)phytosphingosin
enthält
-
Diese Zusammensetzung wird wie in
Beispiel 3 beschrieben hergestellt, nur daß statt N-(27-Stearoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin
N-(23-Stearoyloxytricosanoyl)phytosphingosin verwendet wird. Beispiel
8 Allzweckcreme,
die N-(27-Stearoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin enthält
-
Die Bestandteile der Fraktion A werden
vermischt und auf ungefähr
80–85°C erwärmt. Das
destillierte Wasser (Fraktion B) wird auf ungefähr 80–85°C erhitzt und zur Fraktion A
unter intensivem Mischen, gegebenenfalls mit einem Homogenisator,
gegeben. Der Ansatz wird unter Rühren
auf Raumtemperatur kommen gelassen.
-
Beispiel 9
-
Allzweckcreme, die N-(23-Stearoyloxytricosanoyl)phytosphingosin
enthält
-
Diese Zusammensetzung wird wie in
Beispiel 5 beschrieben hergestellt, nur daß statt N-(27-Stearoyloxyheptacosanoyl)phytosphingosin
N-(23-Stearoyloxytricosanoyl)phytosphingosin verwendet wird.