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Verfahren zur Herstellung von Amiden Das Verfahren gemäß vorliegender
Erfindung betrifft die Herstellung von Amiden mit der allgemeinen Formel
bei welchem eine Verbindung von der allgemeinen Formel
zur Reaktion gebracht wird mit einer Verbindung von der allgemeinen Formel
Hierbei sind R1, R2, R3 und R4 untereinander gleich oder verschieden und stellen
Wasserstoff, einen substituierten oder unisubstituierten Kohlenwasserstoffrest oder
einen heterocyclischen, stickstoffhaltigen Rest und Y einen substituierten oder
unisubstituierten Kohlenwasserstoffrest dar.
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Die Verbindung von der Formel
ist vorzugsweise 2-Thiothiazolon oder ein Derivat dieser Verbindung.
Die Verbindung mit der allgemeinen Formel
kann ein Derivat von Glycin, Glutaminsäure oder Tvrosin sein.
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- X ach einer Ausführungsform der Erfindung werden .-\mide von der
allgemeinen Formel
hergestellt. Nvobei eine Verbindung mit der Formel
zur Reaktion gebracht wird mit einer Verbindung von der allgemeinen Formel
Hierin haben R1, R2, R3 und R4 die gleiche Bedeutung wie oben; RS und Re sind untereinander
gleich oder verschieden und stellen Wasserstoff, einen substituierten oder unsubstituierten
Kohlenwasserstoffrest oder einen heterocyclischen, stickstoffhaltigen Rest dar;
Z ist eine Carboxyl-, veresterte Carboxyl-, Amino-, substituierte Amino-oder eine
N itrilgruppe.
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Vorzugsweise ist von den Paaren RJ, R2 bzw. R5, Re jeweils ein Substituent
Wasserstoff, während der andere einen substituierten oder unsubstituierten Kdhlenwasserstoffrest
oder eine Gruppe darstellt, welche einen heterocycl.ischen, stickstoffhaltigen Rest
enthält. R3 und entweder R1 oder R2 können Glieder eines Ringes darstellen, wie
z. B. bei Abkömmlingen von Prolin.
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Wie man sieht, können die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen
betrachtet werden als Amide, die sich von a-Aminosäuren mit der allgemeinen Formel
ableiten. Diese können von der Art der in der Natur vorkommenden sein, wie Glycin,
Tyrosin, Glutaminsäure, Trvptophan, Orinthin und Methionin, oder rein synthetische
Aminosäuren, wie z. B. Phenylglycin, die in der Natur nicht gefunden xverden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform können die Verbindungen von der
allgemeinen Formel
ihrerseits r\minosäurederi\-ate seüi, wenn Z selbst den Charakter eitles l'olN'ainl(lä
od"r Polypeptids hat.
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Hierbei kann die Reaktion so aufgefaßt werden, daß eine Verbindung
von der allgemeinen Formel (1I) unter bestimmten Bedingungen zur Reaktion gebracht
wird mit einer substituierten _\minoverbindung A-NHR4, wobei A der Rest eines Aminosäure-
oder Peptidmoleküls oder eines funktionsgleichen Derivates hier\-on ist, so daß
die Gruppe -NHR4 in ihrer basischen Funktion nicht beeinträchtigt wird. Das Ergebnis
ist, daß die ursprüngliche Verbindung A - N H R; umgewandelt wird in eine neue Verbindung
A - N R4 - C O - C R1 R_ - N H R3, wodurch die Pepti-dkette verlängert wird.
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Die Verbindungen von der allgemeinen Formel (1I) können auf verschiedenen
Wege erhalten werden. Beispielsweise kann die Verbindung
hergestellt werden, indem man die Verbindung
mit kalter, 2 n-wässeriger Mineralsäure behandelt, wobei das heterocyclische Produkt
gefällt wird.
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Die Verbindung (VIII) kann hergestellt werden durch Ansäuern
einer wässerigen Lösung eines dithiocarbaminsauren Salzes (IX), wobei das heterocyclische
Produkt gefällt wird. In der Formel (IX) bedeutet M ein anorganisches oder organisches
Kation.
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Die Verbindungen von der allgemeinen Formel (III) und der Formel (V)
können nach bekannten Verfahren 'hergestellt oder, wie einige der nachfolgenden
Beispiele zeigen, selbst unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten
werden. Wenn man eine Verbindung der Formel (II), vorzugsweise
bei
Zimmertemperatur, mit einem Amin A - N H R4 in basischem Medium reagieren lä$t,
besteht die erste Reaktion vermutlich in einer Ringspaltung unter Bildung eines
Salzes einer Dit'hiocarbaminsäure. `'Fenn die @ Lösung in diesem Stadium angesäuert
wird, werden anscheinend die Elemente des Schwefelkohlenstoffes unter Bildung des
neuen Peptids abgespalten. Die vermutlich eintretenden Reaktionen können wie folgt
dargestellt werden:
| R1 \ |
| j C -___Co |
| R2 N H R4 # A |
| R3 - N S |
| \ M |
| ,C, |
| S |
| R1@ |
| "' |
| /C-CO . NR4A |
| R2 |
| R3 ._ . N S + H M+ |
| \C/ |
| S |
| (M = eine anorganische oder organische Base) |
| R1 |
| Säure (HX') \C-CO - N R4A |
| R2 |
| R3 ----NH . HX' + C SZ + MHX'. |
Die Entfernung des Schwefelkohlenstoffs kann erleichtert werden durch Behandlung
der das Dithiocarbaminsalz enthaltenden Lösung mit einem Mittel, das sich mit Schwefelkohlenstoff
verbindet und so seine Abtrennung unterstützt.
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Bei diesen Synthesen kann eine basische Reaktion in der Lösung aufrechterhalten
werden durch Anwendung einer anorganischen oder einer organischen Base, die unter
den gewählten Reaktionsbedingungen die zweite Komponente nicht bei der Ringspaltung
der ersten Komponente behindert. Aus diesem Grunde ist oft eine tertiäre organische
Base geeignet. In vielen Fällen kann die basische Reaktion erhalten werden durch
Verwendung von zwei oder mehr Molen der zweiten Komponente, statt eines Mols, das
in dem Peptidprodukt dauernd gebunden wird.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Durchführung des Verfahrens
noch näher. Beispiel i Herstellung von Glycylglycinäthylester 2-Thiothiazolon (o,66
g, i Äquivalent) wird in Chloroform (io ccm) suspendiert itnd bei o° 15 Minuten
lang mit einem Gemisch von Glycinäthylester (0,51 g, 1 Äquivalent) und Triäthylamin
(0,5o g, i Äquivalent) in Chloroform (2 ccm) behandelt. Nach Stehenlassen während
weiterer 15 Minuten bei o° wird die Lösung mit io ri-alkoholischer Salzsäure (i
ccm) angesäuert. Das Glycylglycinesterhydrochlorid, das sich nach 2stündigem Stehen
bei o° abgeschieden hat, wird isoliert. Ausbeute 0,57 g, das sind 57% der Theorie.
Schmelzpunkt 181 bis r82°.
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Beispiele fl:rstellung von Glycylglycylglycinäthylester 2-Thiothiazolon
(o,66 g, i Äquivalent) wird in Äthylalkohol (5 ccm) suspendiert und mit einer Lösung
von Glycylglycinäthylesterhydrochlorid (o,98 g, i Äquivalent) in Methylalkohol (5
ccm) behandelt, welche Triäthylamin (i,o g, 2 Äquivalente) enthält. Die erhaltene
Lösung wird nach 2 Minuten mit io n-äthylalkoholischer Salzsäure (i ccm) angesäuert
und das Glycylglycylglycinesterhydroehlorid, welches rasch auskristallisiert, nach
15 Minuten bei o° isoliert. Ausbeute i,02 g, 81% der Theorie. Schmelzpunkt 2i7°.
Beispiel 3 Herstellung von Glycylglycylglycylglycinäthylester (Biuret Base) 2-Thiothiazolon
(o,66 g, i Äquivalent) wird in Methanol (io ccm) suspendiert und mit einer Lösung
von Glycylglycylglycinesterhydrochlorid (i,26 g, i Äquivalent) in Met'hylalko'hol
(15 ccm) behandelt, welche Triäthylamin (1,o g, 2 Äquivalente) enthält. Die klare
Lösung wird nach 15 Minuten mit io n-alkoholischer Salzsäure (i ccm) angesäuert,
worauf das Hydrochlorid der Biuretbase sich sofort abscheidet (1,2 g). Nach
30 Minuten lassen sieh aus dem Filtrat weitere o,16 g des reinen Hydrochlorids
abtrennen. Totalausbeute 88% der Theorie. Schmelzpunkt 215 bis 2I6°. Die Hauptmenge
läßt sich aus wässerigem Äthylalkohol, welcher etwas freie Salzsäure enthält, leicht
in Form glänzender Blättchen umkristallisieren. Schmelzpunkt 216 bis 2i7° (unter
Zersetzung).
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Beispiel 4 Herstellung von P'henylglycylglycylglycinäthylester 4-Phenyl-2-thiothiazolon
(o,52 g, i Äquivalent) in Äthanol (io ccm) wird mit einer Lösung von Glycylglycinäthylester
(0,4 g, 1 Äquivalent) und Triäthylamin (o,25 g, i Äquivalent) in Äthanol (io ccm)
behandelt. Nach 25 Minuten wird die Lösung angesäuert mit io n-äthylalkoholischer
Salzsäure (1,5 ccm). Nach 30minütigem Stehen bei o° wird das Phenylglycylglycylglycinäthylesterhydrochlorid
abgetrennt. Schmelzpunkt 24o° (unter Zersetzung). Ausbeute o,3#9, 37% der Theorie.
Beispiel 5 ' Herstellung von Tetraglycyl,glycinäthylester Das Hydrochlorid der Biuretbase
(0,78g, i Äquivalent) wird erwärmt mit einem Gemisch aus Triäthylamin (0,5o g, 2
Äquivalente), Methanal (15 ccm) und Wasser (2 ccm) bis zum Lösen. Dann
wird
rasch gekühlt und mit einer Suspension von 2-Thiothiazolon (o,33 g, 1 Äquivalent)
in Methanol (io ccm) behandelt. Nach 30 Minuten bei Zimmertemperatur wird
die Lösung angesäuert mit io n-alkoholischer Salzsäure (1.5 ccm). Das Tetraglycylglycinäthylesterhydrochlorid,
welches sich rasch abscheidet, wird nach 15 Minuten bei o° abgetrennt. Ausbeute
0,70 g, 76% der Theorie. Die Verbindung wird aus Wasser-Methanol, welches wenig
freie Salzsäure enthält, umkristallisiert. Schmelzpunkt 233 bis 234° (unter Zersetzung).
Bei spie16 Herstellung von Glycinmorpholid 2-Thiothiazolon (1,3 g, 1 Äquivalent)
in Aceton (2o ccm) wird auf o° gekühlt und 2 Minuten lang mit Morpholin (i,8 g,
2 Äquivalente) behandelt. Das kristalline Morpholinsalz der Glycinmorpholiddithiocarbaminsäure
scheidet sich ab und wird nach i 5 2 Minuten bei Zimmertemperatur abgetrennt.
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Schmelzpunkt 128° (unter Zersetzung). Ausbeute 2,6g, 87% der Theorie.
Das Salz wird in Chloroform gelöst und mit 2 Äquivalenten trockenen Chlorwasserstoffes
behandelt. Nach Eindampfen im Vakuum und Umkristallisieren des Rückstandes aus Äthanol
erhält man Glycinmorpholidhvdrochlorid vom Schmelzpunkt 236°. Aus dem Filtrat kann
Morpholinhydrochlorid (Schmelzpunkt 177 bis 178°) wiedergewonnen werden.
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Beispiel ? Herstellung von Glycyl-dl-phenylalaninmetliylester 2-Thiothiazolon
(o,66 g, i Äquivalent) wird in Chloroform (5 ccm) suspendiert und mit einer Lösung
von dl -Phenylalaninmethylesterhydrochlorid (i,o8 g, i Äquivalent) in Chloroform
(7,5 ccm) behandelt, welche Triäthylamin (i g, 2 Äquivalente) enthält. Nach
30 Minuten wird die Lösung angesäuert mit io n-alkoholischer Salzsäure (2
ccm). Das Glycyl,dl-phenylalaninmethy 1-esterhydrochlorid, welches sich langsam
abscheidet, wird nach 4'/2 Stunden bei o° abgetrennt. Schmelzpunkt 166°. Ausbeute
0,39g, 29% der Theorie. Beispiel 8 Herstellung von Glycylglycylglycinäthylester
2-Thiothiazolon (o,66 g, i Äquivalent) in Äthanol (15 ccm) wird mit einer Lösung
von Glycylglycinäthylester (i,6g, 2 Äquivalente) in Äthvlalkoliol (io ccm) behandelt.
Nach io Minuten wird die Lösung angesäuert mit to n-alkoholischer Salzsäure (i ccm,
2 Äquivalente), worauf bald eine feste :Hasse von Glycyl-glycylglycinäthylesterhydroclilorid
(1,2g, 96% der Theorie) ausfällt. Schmelzpunkt 213° (unter Zersetzung). Beim Stehen
scheidet sich aus dem Filtrat Glycylglycinesterhydrochlorid (Schmelzpunkt iSo .bis
181°) ab.
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Beispiel 9 Herstellung von dl-Alaninamid'hydrochlorid 4-Methyl-2-thiot'hiazolon
(2 g) in Äthanol (25 ccm) wird mit flüssigem Ammoniak (3 ccm) behandelt und das
kristalline Ditliiocarbamat (2,2 g, 9o%) nach -13 Minuten abgetrennt. Schmelzpunkt
i43° (unter Zersetzung). Dieses Material (i,o g) wird in trockenem Äthylalkohol
(io ccm) suspendiert und mit trockenem Chlorwasserstoff behandelt bis zur sauren
Reaktion gegen Kongorot. Die Lösung wird von dem gebildeten Ammoniumchlorid (0,3
g, ioo%) abfiltriert und eingedampft, wobei das rohe Alaninamid'hydrochlorid gewonnen
wird. Ausbeute 0,44 g, 64%. Schmelzpunkt nach 1"inkristallisieren ans Essigsäure
167°. Beispiel 1o Herstellung von dl-.=@lanvl-l-glutaminsäureester (als Toluvlthiocarl)onvldei-ivat)
4-Methyl-2-thiothiazoloii (o,73 g, 1 Äquivalent) wird mit i-Diätliylglutaininat
(i,o g, i Äquivalent) und Triäthylamin (o,5 g, i Äquivalent) in Chloroform (2o ccm)
i Stunde stehengelassen. Dann wird trockener Chlorwasserstoff eingeleitet und die
Lösung im Vakuum zu einem Sirup konzentriert. Dieser wird mit etwas ätherhaltigem
Äthylacetat gelöst und mit Wasser (5 X 2 ccm) extrahiert, das dann mit Kaliumcarbonat
gesättigt wird. Die alkalische Lösung wird mit Äther (3 X to ccm) geschüttelt, wobei
eine kleine Menge eines unlöslichen Öls verworfen wird. Der Extrakt wird über wasserfreiem
-.L#lgS0, getrocknet. Durch Behandlung mit p-Toluyltliiocarlsonylchlorid wird Triäthylaminhydrochlorid
gefällt. Eindampfen des Filtrats (nach Waschen mit verdünnter Salzsäure und Trocknen
über Mg S O,) ergibt p-Toluylthiocarbonylalanylglutaminsäureester (o,4 g, 18%).
Schmelzpunkt 94°.
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Diese Verbindung läßt sich mit der gleichen Gesamtausbeute auch in
den folgenden Stufen herstellen: Toluylthiocarbonylalaninester --> Toluylthiocarbonylalanin
-> Toluylthiocarbonylalanylchlorid -> Toluylthiocarlionvlalanylglutaminsäureester.
Beispiel ti Herstellung von Glycyl-i-tvrosinniethylesterhvdrochlorid i-Tyrosinmethylester
(5,o g) wird io Minuten mit Chloroform (i5o ccm) gekocht, heiß filtriert und mit
Triäthylamin (3,7-5 g, 1,5 Äquivalente) und 2-Thiothiazolon (5,og, i.j# .äquivalente)
behandelt.
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ach Stehen über Nacht unter @\'asserstoff wird die Lösung mit trockenem
Chlorwasserstoff gesättigt, wodurch ein zähes Harz gefällt wird, das unter Aceton
kristallisiert und Glycyl-i-tyrosinmethylester'hydrochlorid darstellt. :Ausbeute
3,89,
52%. Schmelzpunkt 217° (unter Zersetzung), Umkristallisieren aus 1lethylalkoliol-Ätliylacetat
ergibt reines Material vom Schmelzpunkt 223° (unter Zersetzung). Be ispiel12 Herstellung
von Glycylglycinätliylesterliydrochlorid (Triäthy#Ipliosphinmetliode) 2-Thiothiazolon
(o,67 g) wird mit Triäthylphosphin (o,6 g, i Äquivalent) und Glycinäthylester
(o,5t
1 Äquivalent) in Chloroform (13 ccm) beha»delt. Nach 20 Stti»dett bei Zimmertemperatur
wird alkoholische Salzsäure zugesetzt und dadurch <las Glycylglycinäthvlesterhydrochlorid
gefällt. _@uslieute 0,72 g, 730/0. Schmelzpunkt 174 bis 176°. Beispiel 13
, Herstellung von dl-Alanylglycin I dl-4-Methyl-2-thiothiazalon (o,735 g) wird gelöst
in o,98,- ti-Kalilauge (5,2 ccm, 1 Äquivalent). Eine 1_üsutig von Glycin (o,375
g, 1 Äquivalent) in 0,987
ii-Kalilauge (5,2 ccm, 1 Äquivalent) wird zugesetzt.
Nach to Minuten bei Zimmertemperatur ist der lin-@@ertvon 1o,5 auf 6 gefallen. Dann
werden 5ccm der Lösung mit überschüssigem wässerigem Bleiacetat behandelt und der
blaßgelbe Niederschlag abfiltriert und gewaschen. Er wird in Wasser (15 ccm) suspendiert
und .+o `Einuten lang mit einem Schwefelwasserstoffstrom behandelt, wobei eine dunkelbraune
Lösung erhalten wird. Beim Kochen der Lösung nach Zusetzen von etwas Essigsäure
bildet sich ein Niederschlag von Bleisulfid. Das Filtrat wird einer chromatographischen
Trennung auf einem Papierstreifen unterworfen, wobei Butanolessigsäure als bewegliche
Phase verwendet wird. Durch Vergleich mit eindeutig bekanntem Material ergibt sich,
daß ein Gemisch von etwa gleichen Teilen Glycin (RF. - o,o9), dl-Alanylglycin (RF.
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0,13) und dl-Alanin (RF. - 0,17) vorliegt.
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Bei einer ähnlichen Arbeitsweise wird die ursprüngliche Reaktionslösung
während 2'/z Stunden angesäuert mit 2 Äquivalenten einer 1 n-Salzsäure. Es wird
dl-4-Llethyl-2-thiothiazolidon mit 68% Ausbeute abgeschieden. Chromatographische
Trennung des Filtrats, wie vorstehend beschrieben, zeigt, daß dl-Alanylglycin synthetisiert
worden ist und gemischt mit Aminoessigsäure und Alanin vorliegt.