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Verfahren zur Herstellung von Pteridinen Die Erfindung betrifft die
Herstellung von Pteridinen. Die Synthese von Pteridinen hat kürzlich durch die erfolgreiche
Synthese der Pteroylglutaminsäure besondere Bedeutung erlangt. Es ist nämlich nunmehr
bestätigt worden, daß dieses synthetische Produkt mit der natürlich vorkommenden
Folinsäure oder dem L.-Kaseinfaktor identisch oder nahe verwandt ist. Klinische
Versuche haben gezeigt, daß die Pteroylglutaminsäure ein wirksames therapeutisches
Mittel bei der Behandlung von makrocytischer Anämie, parasitischer Stomatitis und
anderen verwandten Krankheiten darstellt. Verbesserungen des Verfahrens zur Herstellung
dieser neuen therapeutischen Substanz sind deshalb von großem Interesse, da die
bekannten Methoden zur Synthese von Substanzen, welche einen Pteridinkern besitzen,
im allgemeinen sehr schlechte Ausbeuten ergeben.
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In Science, xo3, 667 bis 669, wird ein Verfahren zur Herstellung
der Pteroylglutaminsäure durch Umsetzung von 2, q., 5-Triamino-6-oxypyrimidin, p-Aminobenzoylglutaminsäure
oder einem Ester dieser Säure mit einem 2, 3-Dihalogenpropionaldehyd beschrieben.
Man nimmt an, daß dem ersten Produkt dieser Reaktion
in wenigstens
einer seiner tautomeren Formen die folgende Formel zukommt:
das als N-L-p-(a-Amino-6-oxy-7, 1o-dihydro-8-methylpyrimidino-4, 5-pyrazyl)-aminobenzoyl]-glutaminsäure
bezeichnet werden kann. Während des Herstellungsprozesses wird das Produkt oxydiert,
so daß die Wasserstoffatome in Stellung 7 und 1o beseitigt werden und schließlich
ein Pteridin erhalten wird, das folgende Formel besitzt:
Die Oxydation des Dihydropteridins zum Pteridin ist in ihrem Mechanismus noch nicht
völlig geklärt, wahrscheinlich erfolgt sie teilweise durch eine innere Oxydation
oder Disproportionierung. Die Ausbeuten des Endproduktes sind jedoch niedriger,
als man sie sich wünscht. Es wurde jedoch gefunden, daß eine bedeutende Verbesserung
der Ausbeute erreicht wird, wenn Oxydationsmittel zur Reaktionsmischung hinzugefügt
werden.
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Die Ausbeutesteigerung durch Oxydationsmittel ist ganz allgemein bei
der Herstellung von Pteridinen möglich, deren Bildung über die Dilydroverbindung
erfolgt. Wenn man z. B. benachbarte Diaminopyrimidine mit 2-Halogenaldehyden reagieren
läßt, wird zuerst ein orthokondensierterDihydropyrimidinopyrazylring erhalten.
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Diese Dihydropyrazylverbindung läßt sich durch Oxydation mit Oxydationsmitteln
eines ganz bestimmten Oxydationsreduktionspotentials leicht in das entsprechende
aromatische Pyrazylderivat umwandeln.
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Die in Frage kommenden Oxydationsmittel weisen ein Oxydationsreduktionspotential
Eo = - 0,49 bis 1,42 auf.
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Beispiel 1 21,4 g 2, 4, 5-Triamino-6-oxypyrimidindihydrochlorid und
26,6 g p-Aminobenzoylglutaminsäure werden in 700 ccm Wasser zu einem Brei
verrieben und auf 40° erwärmt. Nachdem man den PH-Wert auf 2,5 bis 4,o eingestellt
hat, werden 21:,69 2, 3-Dibrompropionaldehyd, 12,7 g Jod in 92 ccm einer 2oo/oigen
Kaliumjodidlösung und soviel Natriumhydroxyd, um den PH auf 2,5 bis 4,0 zu halten,
innerhalb 2o bis 30 Minuten gleichzeitig hinzugefügt. Der Brei wird abgekühlt,
filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Der feste Körper besteht aus roher
Pteroylglutaminsäure. Die Ausbeute ist fast doppelt so hoch wie bei einem gleichen
Reaktionsverlauf, bei welchem das Jod fortgelassen wird.
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Beispiel 2 Zu einer Lösung von 14 g 2, 4, 5-Triamino-6-oxypyrimidin
und 15 g p-Aminobenzoylglutaminsäure in 8oo ccm Wasser bei 45° und einem pH von
3 bis 4 werden gleichzeitig 2, 3-Dibrompropionaldehyd und eine Lösung von 33 g Kaliumferricyanid
und 17 g Kaliumjodid innerhalb 2o bis 3o Minuten hinzugefügt. Der px-Wert wird mit
Natriumhydroxyd auf 3 bis 4 gehalten. Die Ausbeute an roher Pteroylglutaminsäure
ist höher als in einem Reaktionsverlauf, bei welchem kein Oxydationsmittel benutzt
wird, und ist die gleiche wie bei einem Reaktionsverlauf unter Verwendung von Jod.
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Beispiel 3 21,4 g 2, 4, 5-Triamino-6-oxypyrimidindihydrochlorid und
26,6 g p-Aminobenzoylglutaminsäure werden in 7oo ccm Wasser zu einem Brei verrieben
und auf 40° erwärmt. Nach dem Einstellen des px auf 2,5 bis 4,0 werden 21,6 g 2,
3-Dibrompropionaldehyd, 5 g Kaliumbromat in 16o ccm Wasser und soviel Natriumhydroxyd,
um den pH-Wert auf 2,5 bis 4,0 zu halten, innerhalb 2o bis 30 Minuten gleichzeitig
hinzugefügt. Der Brei wird abgekühlt, filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet.
Die Ausbeute an roher Pteroylglutaminsäure, welche dabei entsteht, ist beträchtlich
höher als bei einem Parallelversuch, bei welchem das Kaliumbromat fortgelassen wird.
Beispiel 4 10,7 g 2, 4, 5-Triamino-6-oxypyrimidindihydrochlorid und 13,3 g p-Aminobenzoylglutaminsäure
werden in 35o ccm Wasser zu einem Brei verrieben und auf 40° erwärmt. Nach dem.
Einstellen des pH auf 2,5 bis 4,0 werden 1o,8 g 2, 3-Dibrompropionaldehyd, 8,3 g
Natriumhypojodit in 50 ccm Wasser und soviel Natriumhydroxyd, um den pH-Wert
auf 2,5 bis 4,0 zu halten, innerhalb 2o bis 30 Minuten hinzugefügt. Der Brei
wird abgekühlt, filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute an
roher Pteroylglutaminsäure, welche dabei entsteht, ist etwas besser als bei einem
Versuch, bei welchem kein Oxydationsmittel benutzt wird.
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Beispiel 5 214 g 2, 4, 5-Triamino-6-oxypyrimidindihydrochlorid und
26,6 g p-Aminobenzoylglutaminsäure werden in 7oo ccm Wasser zu einem Brei verrieben
und auf
40° erwärmt. Nach dem Einstellen des pH auf 2,5 bis 4,0
werden 2i,6 g 2, 3-Dibrompropionaldehyd, ein Strom gasförmigen Chlors und soviel
Natriumhydroxyd, um den pH-Wert auf 2,5 bis 4,0 zu halten, innerhalb 2o bis
30 Minuten gleichzeitig hinzugefügt. Der Brei wird abgekühlt, filtriert,
mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute an roher Pteroylglutaminsäure
ist beträchtlich größer als bei einem Versuch, bei welchem kein Chlor verwendet
wurde. Beispiel 6 Zu einer Lösung von 14,19 2, 4, 5-Triamino-6-oxypyrimidin
und 26,6 g p-Aminobenzoylglutaminsäure bei einem pH-Wert 2,5 bis 4,0 und einer Temperatur
von 4o bis 45° werden gleichzeitig 2, 3-Dibrompropionaldehyd, eine Lösung von 32,9
g Kaliumferricyanidtrihydrat und soviel Natriumhydroxyd, um den pH-Wert auf 2,5
bis 4,0 zu halten, innerhalb 2o bis 3o Minuten hinzugefügt. Der Brei wird abgekühlt,
filtriert, gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute an roher Pteroylglutaminsäure
ist beträchtlich höher als bei einem Versuch, der ohne Hinzufügung des Kaliumferricyanids
durchgeführt wird. Beispiel 7 Zu einer Lösung von 21,4 g 2, 4, 5-Triamino-6-oxypyrimidindihydrochlorid
und 26,6 g p-Aminobenzoylglutaminsäure bei einem PH von 4 bis 5 und 40° werden gleichzeitig
:2i,6 g 2, 3-Dibrompropionaldehyd und 2,16g Benzochinon in Aceton innerhalb 2o bis
3o Minuten hinzugefügt. Der pH-Wert wird mit Natriumhydroxyd auf 4 bis 5 gehalten.
Nach dem Abkühlen wird der pH-Wert auf 3 bis 4 eingestellt und die Mischung dann
filtriert, gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute an roher Pteroylglutaminsäure
ist höher als bei einem gleichen Reaktionsverlauf, bei welchem das Benzochinon fortgelassen
wird. Beispiel 8 Dieser Reaktionsverlauf wurde ähnlich durchgeführt wie derjenige
des vorausgehenden Beispiels, nur daß 34 ccm io°/oiges Wasserstoffsuperoxyd gleichzeitig
mit der Benzochinonaldehydlösung der Reaktionsmischung hinzugefügt wurden. Die Ausbeute
an roher Pteroylglutaminsäure war etwas höher als bei dem obigen Reaktionsverlauf,
bei welchem Benzochinon allein verwendet wurde. Beispiel 9 Zu einem Brei von 13,3
g p-Aminobenzoylglutaminsäure und 7,1g 2, 4, 5-Triamino-6-oxypyrimidin in ioo ccm
Äthylenglykol bei 3o bis 35° wurden gleichzeitig io,8 g 2, 3-Dibrompropionaldehyd
und 4,4 g Mangandioxyd hinzugefügt. Nachdem io Minuten umgerührt worden war, wurde
die Mischung bei 40° in Wasser gegossen. Nach dem Abkühlen auf 15° wurde die Mischung
filtriert, gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute an Folinsäure war fast doppelt
so hoch wie bei einem gleichen Reaktionsverlauf, bei welchem das Mangandioxyd fortgelassen
wurde.
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Beispiel io Zu einer Lösung von 219 2, 4, 5-Triamino-6-oxypyrimidindihydrochlorid
und 26,6 g p-Aminobenzoylglutaminsäure in 700 ccm Wasser bei 4o bis 45° und
einem PH von 3 bis 4 werden gleichzeitig 21,6 g 2, 3-Dibrompropionaldehyd und eine
Lösung von 26 bis 30 g Ferrichlorid innerhalb 5o Minuten hinzugefügt. Der
pH-Wert wird mit Natriumhydroxyd auf 3 bis 4 gehalten. Nach dem Abkühlen wird die
Mischung filtriert, gewaschen, getrocknet. Die Ausbeute ist fast doppelt so hoch
an roher Pteroylglutaminsäure, wie man sie bei einem Versuch erhält, bei welchem
kein Ferrichlorid verwendet wird. Beispiel ii Zu einer Lösung von 14,19 2,
4, 5-Triamino-6-oxypyrimidin und 26,6 g p-Aminobenzoylglutaminsäure in 7oo ccm Wasser
bei 40° und einem pH von 3 bis 4 werden gleichzeitig 21,6 g 2, 3-Dibrompropionaldehyd,
eine Lösung von 5 g Natriumbichromat und soviel N atriumhydroxyd, um den pH-Wert
auf 3 bis 4 zu halten, innerhalb 2o bis 30 Minuten hinzugefügt. Nach dem
Filtrieren, Waschen und Trocknen ist die Ausbeute an roher Pteroylglutaminsäure
höher, als wenn kein Oxydationsmittel verwendet wird. Beispiel 12 Eine Lösung von
21,4 g 2, 3-Dibrompropionaldehyd in Aceton wird zu einer Lösung von 15 g 2, 4, 5-Triamino-6-oxypyrimidindiliydrochlorid
in Wasser hinzugefügt, während die Reaktionsmischung auf einem pH-Wert von 4 bis
5 durch Hinzufügung von Pyridin und auf einer Temperatur zwischen 30 und
40° gehalten wird. Das Unlösliche wird abfiltriert und das Filtrat mit Salzsäure
auf den pH-Wert von 3 bis 4 eingestellt, worauf eine Lösung von Jod in Kaliumjodid
hinzugefügt wird, bis die Reaktionsmischung die Jodstärkereaktion zeigt. Es fällt
sofort kristallines 2-Amino-6-oxy-8-methyipyridiniumjodid-pyrimidino-4, 5-pyrazin.
Beispiel 13 929 3-Oxo-2-chlorpropionsäuremethylester und 182g 2, 4, 5-Triamino-6-oxypyrimidinsulfit
werden in 3,11 4n-Salzsäure bei go° i Stunde lang erhitzt. Nach dem Hinzufügen von
6o g Jod wird die Lösung 45 Minuten weiter erhitzt. Die Einstellung des pH auf 2,3
mit 5n-Natriumhydroxyd hat die Fällung von 2-Amino-6-oxy-8-carboxy-pyrimidino-4,
5-pyrazin zur Folge. Beispiel 14 Eine Lösung von 200 mg 2-Amino-6-oxy-7, io-dihydro-8-metliyl-pyrimidino-4,
5-pyrazin in io bis 15 ccm verdünnter Natronlauge wurde unter Umrühren tropfenweise
mit 3,74 ccm o,in-Kaliumpermanganat versetzt. Dies entspricht der berechneten Menge
Kaliumpermanganat, die das Dihydropteridin
zur aromatischen Form
oxydiert. Das Kaliumpermanganat wurde bei Zimmertemperatur rasch vollkommen verbraucht.
Das entstandene Mangandioxyd wurde abfiltriert und die Lösung bis zum px-Wert 2
angesäuert, worauf ein Niederschlag entstand. Das gefällte Produkt, welches als
2-Amino-6-oxy-8-methyl-pyrimidino-4, 5-pyrazin identifiziert werden konnte, wurde
zentrifugiert und als Natriumsalz beim Umkristallisieren aus 12 ccm 5n-Natronlauge
erhalten.
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Das gleiche Diliy dropteridin wurde zur aromatischen Form mit 3o°/oigem
Wasserstoffsuperoxyd oxydiert. Es ergibt sich also, daB das Oxydationsmittel bereits
in der zu den Dihydroverbindungen führenden Reaktionsmischung anwesend sein kann,
daB es aber auch erst nach der Reaktion hinzugefügt oder während der Reaktion in
statu nascendi entstehen kann, j e nachdem, wie es die Umstände erfordern. Die Menge
des Oxydationsmittels kann auf Grund der Theorie leicht errechnet werden.
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Die Temperatur und der pn-Wert der Reaktionsmischung können natürlich
entsprechend der Methode, nach der das Dihydropteridin dargestellt wird, variieren.