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Verfahren zur Herstellung von Nitrosopteridinen Die vorliegende Erfindung
betrifft die Herstellung der bisher noch nicht bekannten Nitrosopteridine.
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Früher ist bereits salpetrige Säure mit verschiedenen Pteridinen umgesetzt
worden. Schöpf und K o t t l e r (Liebigs Ann. Chem. 539, 13,4 [1939j) lösten Xanthopterin
(2-Amino-4, 6-dihydroxypteridin) in 2 n,-Schwefelsäure bei ioo° und fügten eine
konzentrierte Lösung von Natrium nitrit zu. Es entwickelten sich hierbei Kohlendioxyd
und Stickstoff; -die Autoren schlossen hieraus, daß der Pyrimidinring gesprengt
worden sei. Sie bemerkten weiter, daß, wenn die Reaktion bei 8o° durchgeführt wurde,
Stickstoff frei wurde, aber die Köhlendioxy d'menge nur 54% der im ersten VersuLii
in, Freiheit gesetzten Menge betrug. Bei 6o° entwickelte sieh nur ein Teil dies
Stickstoffs in Gasform, aber die Kohlendioxydmenge blieb noch erheblich. Es wurde
hierbei ein schwer lösliches Xanthopterin erhalten, jedoch nicht identifiziert.
Eine Sprengung des Moleküls trat auch ein, wenn Xanthopterin in konzentrierter Schwefelsäure
mit Nitrosylschwefelsäure behandelt wurde; hierbei wurden; Guanidin und Oxalsäure
oder, unter milderen Bedingungen, Oxalylguanidin erhalten.
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Es ist auch bekannt, daß Leuoopterin (2-Amino-.4, 6, 7-trioxypteridin)
mit einem Überschuß salpetriger Säure in Schwefelsäure behandelt, zunächst
keinen
Stickstoff entwickelt, daß jedoch, mit Eis und Wasser verdünnt, eine lebhafte Gasentwicklung
stattfindet. Das erhaltene Produkt ist Desaminoleucopterin (2, 4, 6, 7-Tetraoxypteridin).
Die obige Methode beschreiben Weiland, Metzger, Schöpf und Bülow (Liebigs Arm. Chem.
507, 245 [I933]) als quantitative Umwandilung von 2-Aminopteridin zu 2-Oxypteridin.
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Weiterhin beschrieben Wittle, O'Dell, Vandenbelt und Pfiffner (Journal
of the Ameriean Society 69, 178o [I947]) .den Abbau der Pteroylglutaminsäure, wobei
sie 2-Amino-4-oxypteridin-6-carbonsäure erhielten. Die 2-Aminogruppe wurde leicht
in die 2-Oxygruppe unter den Bedingungen der Stickstoffbestimmung nach V a n S 1
y k e umgewandelt (Journal of Biological Chemistry 16, 121 [1913]), die darin besteht,
daß die Substanz in einer Chlorwasserstoff-Essigsäure-Mischung mit einem großen
Überschuß salpetriger Säure bei Zimmertemperatur bis 3o° behandelt wird.
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Die Einwirkung von ü'bersc'hüssiger salpetriger Säure auf Pteroinsäure,
p-[N-(2-Amino-4-oxypyrimido-[4, 5-b]-pyrazin-6-ylmethyl)-amiino]-1>enzoesäure, ist
durch Wolf und. Mitarbeiter (Journal of American Chemical Society 69, 2758 [1947])
beschrieben worden. Das bei dieser Umsetzung erhaltene Produkt war p-[N-(2, 4-Dioxypy-rimido-
[,4, 5-b] -pyrazin-6-ylmethyl) -nitrosamino]-benzoesäure. Bei dieser Reaktion wurde
die 2-Atninogruppe der Pteroinsäure in die 2-Oxygruppe umgewandelt und außerdem
das Nitrosoderivat erhalten.
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Beim Arbeiten mit Konzentraten von Folinisäure aus natürlichen Ausgangsstoffen
fanden M i t c h e 11 und W i 11 i a m s (Journal of the American Ch.emical Society
66, 272 [1944]), daß salpetrige Säure unter den Bedingungen der Bestimmung nach
V a n S 1 y k e im Verlauf von 30 Minuten eine etwa goo/oige Herabsetzung
der biologischen Wirkung der Folinsäure verursacht, wie durch die mikrobiologische
Prüfung an Streptococcus faecalis R festgestellt wurde.
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Das Studium der obigen Veröffentlichungen zeigt, daß die Einnvirkung
von salpetriger Säure auf 2-Amino-4-oxypteridin zu einem der folgenden Ergebnisse
führt: i. Zerstörung des Ringsystems; 2. Desaminierung der 2-Aminogruppe; 3. gleichzeitige
Desaminierung in der 2-Stellung und Nitrosierung des io-Stickstoffatoms der Pteroinsäure
und 4. biologische Inaktivierung der Folinsäure. Die früheren Veröffentlichungen
zeigen weiter, daß die oben beschriebenen Reaktionen unter Verwendung überschüssiger
.salpetriger Säure bei Temperaturen von Zimmertemperatur bis ioo° durchgeführt wurden.
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Es wurde nun gefunden, daß Pteroylglutaminsäure und verwandte Verbindungen
unter bestimmteil und hier später beschriebenen Bedingungen nitrosiert werden können
und entsprechende N1°-N itrosoverbindungen ergeben, ohne daß die Substituenten des
Pteridinringes irgendwie beeinr flußt werden. Die neuen Verbindungen der vorliegenden
Erfindung sind Nitrosopteridine mit der Formel
in der R einen monocyclischen Arylrest, Y Wasserstoff oder einen niedrigen Alkylrest,
Z: -OH, -NH2, -NHR' oder NR'R" und X: -NH2, -N H R' oder N R' R" darstellen und,
R' und R" Alkylreste oder Reste, die einen Teil eines gesättigten heterocyclischen
Ringel bilden, bedeuten.
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Erfindungsgemäß werden diese Nitrosopteridine durch Ein-,v irkung
salpetriger Säure in wäß.riger Lösung auf ein substituiertes Pteridiin der folgenden
Formel hergestellt:
Es wurde auch gefunden, daß das Nitrosoderiv at der Folinsäure, die N Io-N itrosopteroy-lglutaminsäure,
seine physiologische Wirksamkeit bei der Ernährung von. Streptococcus faecalis R
und Küken beibehält und im wesentlichen die gleiche biologische Wirksamkeit besitzt
wie Pteroylglutaminsäure.
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Die bei der Reaktion der Erfindung verwendeten substituierten Pteridine
können durch Umsetzung eines :4, 5-Diaminopyrimidins, eines aliphatischen. Halogenaldehyds
oder Ketons, wie Dihalogen@ propionaldehyd, Butylchloral oder Trihalogenaceton,
mit einem primären aromatischen Amin hergestellt werden. Die primären aromatischen
Amine können Verbindungen wie p-Aminobenzoesäure und ihre Amide sein, besonders
Aminosäureamide, wie p-Aminobenzoyl,glutaminsäure und Polypeptide davon, wie p-Aminobenzoylglutamylglutaminsäure,
p-Aminobenzoyldiglutamylgl'utaminsäure, die eine :Mehrzahl vorn Peptidbindungen
aus einer oder mehreren der verschiedenen Aminosäuren, wie p-Aminobenzoylserylglutaminsäure,
besitzen. Verbindungen, die mit diesen Ausgangsstoffen hergestellt sind, stellen
die wichtigsten Produkte dieser Erfindung dar. Natürlich sind Amide der p-Aminobenzoesäure
mit anderen Aminosäuren, wie Glycin(, Asparagin.säure, Leucin, Serin, Sarkosin,
P'henylalanin, Isovalinoder Cystin, bei der Herstellung der Ausgangsstoffe des erfindungsgemäßen
Verfahrens ebenfalls brauchbar.
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Die Reaktion kann in saurem Gebiet vorgenommen werden. Es empfiehlt
sich, eine Mineralsäure, wie Chlorwasserstoff- oder Schwefelsäure, in solcher Konzentration
zu verwenden, daß der Ausgangsstoff bei etwa o° in Lösung bleibt. Die salpetrige
Säure kann im statu nascendi aus einer Mineralsäure und einem Alkalinitrit, Erdalkalinitrit
oder
Ammoniumnitrit zur Anwendung kommen. Diese Salze zersetzen sieh in Gegenwart der
Säure und machen salpetrige Säure frei, die dann zur Wirkung gelangt.
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Die Reaktion wird vorzugsweise bei Temperaturen von -io bis + io°,
am besten bei -5 bis -1--5°, ausgeführt.
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Die Reaktion vollzieht sich gewöhnlich innerhalb von Minuten; das
Ende der Umsetzung kann durch Prüfung mit Kaliumjodidstärkepapier oder -brei in
bekannter Weise festgestellt werden. Im allgemeinen ist das N10-Nitrosoderivat weniger
löslich als das Ausgangsmaterial und fällt direkter aus der kalten Lösung aus.
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Einige der neuen Verbindungen, wie Nlo-Nitrosopteroylglutaminsäure,
sind bei der Behandlung gewisser Kreislauf- und Ernährungsstörungen wertvoll. Andere
sind infolge ihrer antagonistischen Wirkung gegenüber Folinsäure von Bedeutung.
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Das Verfahren und die wichtigsten Verbindungen werden nun im einzelnen
in den folgenden Beispielen beschrieben. Alle Teile sind, wenn nicht anders angegeben,
gewichtsmäßig zu verstehen.
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Beispiel i Eine Lösung von 5,o69 Teilen Pteroylglutaminsäure (der
Analyse nach etwa go%ig und mit einem Gehalt von 0,77°/o p-Aminobenzoylglutaminsäure)
in 2 n-Chlorwasserstoffsäure wird auf -5 bis -f- 5° gekühlt und mit 107,8 Volumteilen
o,i ii-Natriumnitritlösung behandelt, bis Stärkejodidpaste den Endpunkt anzeigt.
Die Lösung wird kurze Zeit bei o° oder tiefer stehen gelassen und die sich abscheidende
N io-N itrosopteroylglutaminsäure abfiltriert und getrocknet. Sie gibt einen s tar
k en Test nach L',ebermann. 1 Die Verbindung ist 'hinsichtlich des Wachstums
von S. faecalis R und des Wachstums von 'höheren Tieren, wie Küken, der Pteroylglutaminsäure
gleichzusetzen. Beispiel e Eine Lösung von 5,293 Teilen Pteroylglutaminsäure in
2000 Volumteilen 2,5 n-Chlorwasserstoffsäure wird unter 5° abgekühlt und mit 114,8
Volumteilen o,i n-Natriumnitritlösung behandelt. Die Nlo-N itrosol>teroylglutaminsäure
fällt beim Kühlen im Verlauf von 4o Minuten bei -2 bis o° aus.
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Beispiel 3 Eine weitere Umsetzung wurde wie in Beispiel i ausgeführt,
nur daß 6 n-Chlorwasserstoffsäure statt 2 n verwendet wurde. Das Gewicht der Substanz
betrug 5,999 Teile und erforderte 125,6 Volumteile 0,1 n-Natriumnitritlösung.
Der Gehalt an reiner Pteroylglutaminsäure betrug somit 92,q.°/0.
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Beispiel 4 Eine Lösung von 4,41 Teilen Pteroylglutaminsäure in 58,5
Teilen konz. Chlorwasserstoffsäure wird durch Zugeben von Eis und Außenkühlung unter
5° gekühlt. Unter 5° werden 0,7 Teile Natriumnitrit in io Teilen Wasser allmählich
zugefügt. Die weiße feste Substanz, die während der Zugabe des Nitrits ausfällt,
wird nach kurzem Abkühlen abfiltriert, getrocknet und wiegt danach 3,2 Teile. Sie
wird durch Umlösen von i Teil in 25 \'olumteilen 5 n-Natronlauge mit Aktivkohle
geklärt und gereinigt. Beim Stehen kristallisiert das Natriumsalz aus. Es wird abgesaugt,
in Wasser gelöst, mit Säure ausgefällt, abfiltriert, gewaschen und bei ioo° und
2 mm Druck 2 Stunden lang getrocknet. Die erhaltene Substanz ergab der mikrochemischen
Analyse nach Werte für Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff, die sehr nahe den
theoretischen Werten der NIO-Nitrosopteroylglutaminsäure liegen. Beispiel s Eine
Lösung von 1,0125 Teilen Tetranatriumpteroyltriglutaminat in konzentrierter Chlorwasserstoffsäure
wird durch Zugeben von Eis auf o bis 5° gekühlt. Diese Lösung wird bei o bis 50
mit 1o,59 Volumteilen o,1 n-Natriumnitritlösung unter Kühlen behandelt. Hierbei
scheidet sich ein Niederschlag ab, der aus Nio-Nitrosopteroyltriglutaminsäure besteht.
Beispiel 6 Eine Lösung von 4,331 Teilen einer gi%igen Pteroyl-a-glutamyl,g#lutamin@säure
in konzentrierter Chlor wasserstoffsäure wird bei o bis 5° mit 73.5 \'olumteilen
o,i n-IVatriumnitritlösung behandelt. Es bildet sich N1o-Nitrosopteroylglutamylglutaminsäure.
Beispiel ? Eine Lösung von 5,026 Teilen 84,9%iger 4-(2', -t'-Diamino-6'-pteridylmethyl)-aminobenzoylglutaminsäure
in konzentrierter Chlorwasserstoffsäure wird mit 96,7 Volumteilen o,i n-Natriumnitritlösung
behandelt. Beim Kühlen fällt N1o-Nitroso-4-(2', 4 -diamino-6'-pterid'ylmethyl)-aminobenzoylglutaminsäure
aus. Beispiel 8 Eine Lösung von 2,0-26 Teilen 2-Dimethylamino-4-aminopteroylglutaminsäure
in etwa 27 Teilen verdünnter Chlorwasserstoffsäure wird bei o bis 5° mit 39,68 Volumteilen
o,i n-Natriumnitritlösung behandelt. Es bildet sich die N 1°-N itroso-2-dimethylamino-4-aminopteroyl.glutaminsäure.
Beispiel 9 Einer Lösung von 2,o46 Teilen 2-Dimethylaminopterovlglutaminsäure in
etwa 27 Teilen verdünnter Chlorwasserstoffsäure werden bei o bis 5° 32,30
Volumteile o,i n-Natriumnitritlösung zugefügt. Es fällt die Ni0-Nitroso-2-dimet'hylaminopteroylglutaminsäure
aus. Beispiel io Eine Lösung von 2,o59 Teilen 4-(i'-Piperidyl)-pteroylglutaminsäure
in 27 Teilen verdünnter Chlorwasserstoffsäure wird bei o bis 5° mit 33.95 Volumteilen
einer o,i n-Natriumnitritlösung
versetzt. Als Niederscihlag fällt
die Nl°-Nitroso-4-(i'-piperidyl)-pteroylglutaminsäure aus.
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Beispiel ii Einer Lösung von 5,oi7 Teilen 9-Methylpteroylglutaminsäure
(84,9°/oig) in etwa 6 Teilen konzentrierter Chlorwasserstoffsäure wird zwecks Kühlung
auf o° Eis zugefügt und, diese Lösung mit 94 Volumteilen o,i n-Natriumnitritlösung
umgesetzt. Es bildet sich 9-Methyl-N'O-nitrosopteroylglutaminsäure.