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Verfahren zur Herstellung von Polyschwefelsäureestern und Salzen
derselben
Die Erfindung betriftt die Herstellung von neuen Polyschutefelsäureestern
und Salzen derselben, welche die Eigenschaft besitzen, die Blutgerinnung zu hemmen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man auf Polygalakturonsäure-methylglukosid
oder dessen Methylester Chlorsulfonsäure einwirken läßt und die erhaltene Verbindung
gewünschtenfalls in ihre Salze, insbesondere das Natriumsalz, überführt. Durch die
Wahl geeigneter Reaktionsbedingungen kann dafür gesorgt werden, daß die entstehenden
Polyschwefelsäureester mindestens II Gewichtsprozent, vorzugsweise 14 bis I6 Gewichtsprozent
Schwefel (berechnet auf das Natriumsalz) enthalten, denn bei diesem Schwefelgehalt,
bei welchem fast alle Hydroxylgruppen des Polygalakturonsäure-methylglukosids (oder
dessen Methylester) mit Schwefelsäure verestert sind, zeigen die neuen Verbindungen
die beste Wirkung. Es empfiehlt sich, die Umsetzung mit Chlorsulfonsäure in Gegenwart
einer säurebindenden Substanz vor sich gehen zu lassen; als solche eignet sich vor
allem Pyridin. Falls man den Methylester des Polygalakturonsäure-methylglukosids
als Ausgangssubstanz verwendet, erhält man bei der Veresterung den Methylester des
entstandenen Polyschwefelsäureesters; man kann, zweckmäßigerweise nach Überführung
des Polyschwefelsäureesters in das Natriumsalz die Methylestergruppe ganz oder teilweise
hydrolysieren, z. B. durch stärkere oder schwächere Einwirkung von Natriumhydroxyd,
und gelangt auf diese Weise zu wirksamen Endprodukten, deren Carboxylgruppen entweder
alle in freier Form vorliegen oder zum Teil ver estert sind.
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Für die praktische Verwendung empfiehlt es sich, die neuen PolyschWefelsäreester
in Salze zu überführen; zweckmäßigerweise kann das Natriumsalz hergestellt werden.
Aus letzterem kann man gewünschtenfalls in an sich bekannter Weise andere Salze,
z. B. solche mit anderen Alkalimetallen, wie Kalium oder Lithium, mit Erdalkalimetallen,
wie Calcium oder Magnesium, oder mit Ammoniak oder auch mit organischen Basen, wie
primäre, sekundäre oder tertiäre Amine, z.B.Äthylamin, Diäthylamin, Diäthanolamin,
Pyridin, Triäthylamin oder 2-Dimethylaminomethyl-dibenzofuran, aliphatische Diamine,
z.B. Dekamethylendiamin, oder aromatische Diamine, herstellen. Manche dieser Salze
sind in Wasser, andere in Salzlösung löslich, andere sind unlöslich und können zur
Herstellung von Suspensionen für Injektionszwecke dienen.
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Der als Ausgangsverbindung zu venvendende Polygalakturonsäure-methylglukosid-methylester
kann aus Pektin nach den von Jansen und Mitarbeiter (Archives of Biochemistry, Bd.
21, [I9491, 5. r49bis I57) und Morell und Mitarbeiter (Journal of Biological Chemistry,
Bd. 105, [I934J, 5. I bis 13) beschriebenen Verfahren gewonnen werden. Zweckmäßigerweise
wird nach dem von Jansen und Mitarbeitern angegebenen Verfahren der genannte Methylester
gereinigt, z. B. durch Dialyse gegen Wasser. Die entsprechende freie Carbonsäure
ist durch Versteifung des Methylesters erhältlich.
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Die neuen Verbindungen zeigen gemäß der Erfindung hohe gerinnungshemmende
Wirkung; z.B. entspricht diejenige der Verbindung mit I5,6"/o Schwefel größenordnungsmäßig
der Wirkung von Heparin. Dabei erweisen sich die neuen Verbindungen in den für therapeutische
Zwecke in Frage kommenden Dosen als praktisch untoxisch; insbesondere zeigen sich
keine lokalen Reizerscheinungen bei der Injektion. Die neuen Verbindungen können
daher sowohl für Zwecke der Therapie als auch für Laboratoriumsarbeiten Verurendung
finden.
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Die Ausführung der vorliegenden Erfindung wird in den nachfolgenden
Beispielen näher erläutert; dabei ist erkennbar, daß Variationen, insbesondere hinsichtlich
der Reaktionsbedingungen, des Veresterun gsgrades, des Molekulargewichtes und der
Natur der Salze vor- -genommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
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Beispiel I Eine Chlorsulfonsäure-Pyridin-Mischung wird in der Weise
bereitet, daß man bei einer Temperatur von o bis + 5" zu I400 ccm trockenem Pyridin
sorgfältig 280 ccm Chlorsulfonsäure zufügt. Die Mischung wird daraufhin auf 70 bis
75" erhitzt, und unter stetigem Rühren werden rasch 40 g Polygalalrturonsäure-methylglukosidmethylester
zugesetzt. Die Reaktionsmischung wird während 3 Stunden bei 70 bis 75" gerührt und
dann unter Rühren in 6 1 Methanol gegossen. Es scheidet sich ein rohes Pyridinsalz
ab, welches unterSuspendierung und Dekantierung zweimal mit Methanol gewaschen und
schließlich abzentrifugiert wird. Das Salz wird im Vakuum über wasserfreiem Calciumchlorid
getrocknet, wodurch ungefähr 97 eines rohen, weißen, hygroskopischen Pyridinsalzes
gewonnen werden. Das Salz wird durch Auflösen in 380 ccm Wasser bei 25° und Abzentrifugieren
einer kleinen DIenge-eines harzartigen Rückstandes gereinigt. Das reine Pyridinsalz
wird sodann durch Beifügung der wäßrigen Lösung zu 5 1 Äthanol isoliert. Das gereinigte
Pyridinsalz kann in das Natriumsalz übergeführt werden, indem man es in Wasser auflöst,
den pH-Wert der Lösung auf 9,5 bis I0- °/o Natriumhydroxyd einstellt und die Lösung
unter Rühren zwecks Ausfällung rasch in eine fünffache Raummenge Methanol eingießt.
Das Ausfällungsprodukt wird abzentrifugiert und einige Male im Zentrifugenbecher
mit Methanol und schließlich mit Aceton gewaschen. Es wird dann im Vakuum über wasserfreiem
Calciumchlorid getrocknet. Das Produkt ist der Schwefelsäureester des Polygalakturonsäure-methylglukosid-methyles
ters in der Form eines Natriumsalzes; die Analyse der Trockensubstanz zeigt ungefähr
,4 O/o Schwefel- und II,3 Olo Natriumgehalt.
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Das Pyridinsalz kann auch zur Zubereitung von anderen Salzen des
veresterten Polygalakturonsäuremethylglukosid-methylesters Venvendung finden, so
z. B. des Kalium -oder Lithiumsalzes, indem man einfach die geeignete Base zu Hilfe
nimmt und das Verfahren anwendet, das in diesem Beispiel für die Herstellung des
Natriumsalzes angeführt ist.
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Das Natriumsalz ist besonders für die Herstellung von Salzen des
veresterten Polygalakturonsäuremethylglukosid-methylesters geeignet, die in Wasser
nur wenig oder sehr schwer löslich sind; das Dekamethylendiaminsalz z. B. kann durch
die Zugabe einer Lösung von Dekamethylendiaminacetat in wäßrigem Methanol zu einer
wäßrigen Methanollösung des Natriumsalzes des veresterten Polygalakturonsäuremethylglukosid-methylesters
gewonnen werden; das so erhaltene Dekamethylendiaminsalz des mit Schwefelsäure veresterten
Polygalakturonsäure-methylglukosid-methylesters ist in Wasser nur schlecht, in physiologischer
Kochsalzlösung aber vollständig löslich. Das 2-Dimethylaminomethyl-dibenzofuransalz
kann durch Mischen einer wäßrigen Natriumsalzlösung des veresterten Polygalakturonsäure-methylglukosid-methylesters
mit einer wäßrigen 2-Dimethylaminomethyldibenzofuran-hydrochloridlösung erhalten
werden; dieses Salz scheidet sich augenblicklich als weiße Ausfällung ab, die in
Wasser oder einer I°/Oigen Salzlösung nicht löslich ist.
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Beispiel 2 55 ccm 6 n-Natronlauge werden einer Lösung von 22,5 g
Polygalakturonsäure-methylglukosid-methylester in 400 ccm Wasser zugegeben und die
Reaktionsmischung unter gelegentlichem Rühren für 11/2 Stunden bei Raumtemperatur
stehengelassen. Der p-Wert der Mischung wird mit überschüssiger 6 n-Salzsäure auf
I,0 eingestellt und die Lösung anschließend im Verhältnis r: 4 mit Wasser verdünnt.
Nach Istündigem Stehenlassen bei Raumtemperatur wird die Lösung in ein gleiches
Volumen Äthylalkohol gegossen und die milchige Ausfällung abzentrifugiert. Die erhaltene
Ausfällung wird zwecks Reinigung in 2400 ccm Wasser umgelöst, durch Kieselgur filtriert
und unter Rühren zu einem gleichen Volumen Äthylalkohol (welcher mit einem Tropfen
konzentrierter Salzsäure leicht sauer gestellt
worden ist) zugegeben.
Die weiße Ausfällung wird durch Zentrifugieren gesammelt und im Vakuum getrocknet.
Das Produkt, Polygalakturonsäure-methylglukosid, wird als feines, weißes, trockenes
Pulver erhalten. Zur weiteren Behandlung dieses Materials wird bei o" eine Mischung
aus 105 ccm Chlorsulfonsäure und 525 ccm trockenem Pyridin zubereitet und auf 75"
erwärmt. Daraufhin werden 13,5 g Polygalakturonsäuremethylglukosid zur gut gerührten
Lösung zugegeben.
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Die Temperatur der Reaktionsmischung wird für 3 Stunden auf 70 bis
75° gehalten und diese dann, noch warm, in 2,5 1 Methanol eingegossen. Das sich
abtrennende Pyridinsalz des mit Schwefelsäure veresterten Polygalakturonsäure-methylglukosids
wird abzentrifugiert, zweimal mit Methanol und einmal mit Aceton im Zentrifugenbecher
gewaschen und schließlich im Vakuum getrocknet. Auf diese Weise erhält man ein rohes
Pyridinsalz des veresterten Polygalakturonsäuremethylglukosids, welches gemäß dem
im Beispiel I beschriebenen Verfahren gereinigt wird. Das gereinigte Pyridinsalz
kann, wie in Beispiel 1 ausgeführt, durch Behandeln mit Natriumhydroxyd zum Natriumsalz
umgewandelt werden. Das Natriumsalz des veresterten Polygalakturonsäure -methylglukosids
ist ein gelbbraunes Pulver mit einem Gehalt an Natrium von 15,6 O/o und an Schwefel
von 14,1 0/0. Andere Salze des mit Schwefelsäure veresterten Polygalakturonsäuremethylglukosids
können, in ähnlicher Weise wie im Beispiel I beschrieben, gewonnen werden.
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Beispiel 3 10 g Natriumsalz des Polygalakturonsäure-methylester -
methylglukosid - schwefelsäureesters werden in 250 ccm Wasser aufgelöst, und 25
ccm 5 n-Natronlauge werden zugegeben. Die Lösung wird dann für 3 Stunden bei Raumtemperatur
stehengelassen, worauf sie zur fünffachen Raummenge Methanol gegossen wird.
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Das sich abtrennende Salz wird abzentrifugiert, dann zweimal mit Methanol
gewaschen und schließlich im Vakuum über wasserfreiem Calciumchlorid getrocknet,
wodurch 10 g einer hydrolysierten Verbindung entstehen. Das hydrolysierte Salz enthält
14 °lo Schwefel und 15,5 O/o Natrium. Das Produkt entspricht demjenigen des Beispiels
2.
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Beispiel 4 10 g Natriumsalz des mit Schwefelsäure veresterten Polygalakturonsäure
- methylglukosid - methylesters werden in 250 ccm 0,5 n-Natronlauge gelöst; man
läßt die Lösung 30 Minuten bei Raumtemperatur (25) stehen und gießt sie dann unter
Rühren zur fürffachen Raummenge Methanol. Das sich abtrennende Salz wird abzentrifugiert,
zweimal mit Methanol und einmal mit Aceton gewaschen und schließlich über wasserfreiem
Calciumchlorid getrocknet, wodurch etwa IO g eines hydrolysierten Produktes erhalten
werden. Das erhaltene Salz weist einen Natriumgehalt von 12,5 0/( und einen Schwefelgehalt
von I4,I O/o auf und ist das Natriumsalz eines gemischten Schwefelsäureesters des
Polygalakturonsäure-methylglukosids und des Polygalakturonsäure-methylglukosid-methylesters.
Durch Änderung des p11-Wertes, der Reaktionstemperatur und der Dauer der Einwirkung
von Alkali können verschiedene Mischurgen von mit Schwefelsäure verestertem Polygalakturonsäure-methylglukosid
und Polygalakturonsäure-methylglukosid-methylester erhalten werden.