DE962885C - Verfahren zur Herstellung von Colchiceinsulfoxyden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

AUSGEGEBEN AM 2. MAI 1957

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 12 p GRUPPE 11 oi INTERNAT. KLASSE C07c

U 3154 IVb/i2 ρ

Dr. Georges Muller und Leon Velluz, Paris

sind als Erfinder genannt worden

Fa. UCLAF, Paris

Verfahren zur Herstellung von Colchiceinsulfoxyden

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 13. Januar 1955 an Patentanmeldung bekanntgemacht am 8. November 1956

Patenterteilung bekanntgemacht am 18. April 1957

Die Priorität der Anmeldungen in Frankreich vom 14. Mai und 15, Juni 1954 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft die Herstellung von neuen Verbindungen der allgemeinen Formel II, in der R und R' Wasserstoff, einen aliphatischen oder aromatischen Acylrest oder einen Alkylrest und R" einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest bedeuten und die Reste R und R' gleich oder verschieden sein

können, die sich von Alkylthiocolchiceinen der allgemeinen Formel I dadurch ableiten, daß die Gruppe — S — R" zur Gruppe — SO — R" oxydiert worden ist. Die Herstellung der Thiocolchiceine bzw. N-Desacetylthiocolchiceine wurde in den Patenten 957123 und 960202 beschrieben.

J-NHR'

CH₃O L L=O

S —R"

II

Die allgemeine Formel II stimmt mit den für das Colchicin der Formel III, (R = CH₃), das Desrnethylcolchicin der Formel III, (R=H; vgl. Santavy und Reichstein, HeIv. Chim. Acta,Bd. 33, 1950, S. 1606), und das Colchicosid der Formel III, (R = C₆H₁₁O₅), angenommenen Formelbildern überein. Die Herstellung des Colchicoside ist in dem Patent 926 489 beschrieben, und die Verwandtschaft mit dem Desmethylcolchicin wurde in dem Patent ίο 929 253 festgestellt.

NH-CO —CH,

III

0CH_a

Unter den erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen sind besonders die Sulfoxyde des Thiocolchicins [Formel II, K = C H₃, R' = — C OCH₃, R" = — CH₃], des Desmethylthiocolchicins [Formel II, R = H, R' = — COCH₃, R" = --CH₃] und des Äthylthiocolchiceins [Formel II, R = —CH₃, R' = — COCH₃, R" = — C₂H₅] zu nennen.

Die erfindungsgemäßen Colchiceinsulfoxyde besitzen eine deutlich geringere Toxizität als die bisher verwendeten Colchicinderivate. So beträgt die Dosis letalis (LD₆₀) bei Colchicin 2, bei Thiocolchicin ι und bei den Sulfoxyden der Thiocolchiceine 35 und 75. Die neuen Verbindungen werden überall dort verwendet, wo auch Colchicin angewandt wird, besonders bei Mitoseänderungen und Schaffung von PoIyploiden. Sie werden entweder in Form wäßriger Lösungen oder Suspensionen auf kultivierte Böden gespritzt, oder. die Samen der Pflanzen werden mit den reinen oder in einem Lösungsmittel gelösten oder

.40 auf einem Träger aufgetragenen Stoffen behandelt.

Die neuen Sulfoxyde können in Form der optischen

Antipoden der Formeln II a und Hb auftreten, in denen der Schwefel das asymmetrische Atom ist, wie es in den Arbeiten über andere Sulfoxyde beschrieben wurde (vgl. Phillips, J. Chem. Soc, Bd. 127, 1925, S. 2552; Harrison, Kenyon und Phillips, J. Chem. Soc, Bd. 128, 1926, S. 2079; Schmidt und Karrer, HeIv. Chim. Acta, Bd. 31, 1948, S. 1947). Man kann den räumlichen Aufbau der beiden Isomeren, die aus jedem Alkylthiocolchicein erhalten werden, mit D und L bezeichnen.

Die erfindungsgemäßen Sulfoxyde werden durch

Oxydation von Alkylthiocolchiceinen der Formel, I, in der R, R' und R" die angegebenen Bedeutungen besitzen, mit Oxydationsmitteln hergestellt, die zur Umwandlung von Sulfiden in Sulfoxyde geeignet sind (vgl. Gilman, Organic Chemistry, Bd. ι, 2. Auflage, 1947, S. 870/871). Die besten Ergebnisse werden mit einer 30°/₀igen wäßrigen Wasserstoffperoxydlösung oder mit Persäuren, wie Perphthalsäure oder Perbenzoesäure, erhalten. Man kann auch Lösungen von unterchloriger Säure (Eau de Javelle) verwenden. Die Oxydationsmittel werden in Gegenwart von organischen Lösungsmitteln bei Temperaturen angewandt, die im allgemeinen zwischen 0 und 50° liegen. Die optischen Antipoden der erfindungsgemäßen Sulfoxyde trennt und reinigt man durch fraktionierte Kristallisation oder Chromatographie. Mit Hilfe von Bisulfit kann man wieder zu den Ausgangsprodukten gelangen.

RO

CH₃O

Ha

Hb

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Man kann jedes Alkylthiocolchicein, das der oben angegebenen allgemeinen Formel I entspricht, in der R, R' und R" die angegebenen Bedeutungen besitzen, oxydieren, soweit es nur solche funktioneilen Gruppen trägt, die unter den Oxydationsbedingungen, wie sie in der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, beständig sind. Man kann auch aus einem Derivat der allgemeinen Formel I!.. in der R, R' und R" die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, ein anderes Derivat derselben allgemeinen Formel II herstellen, indem man die einzelnen Umwandlungsreaktionen, wie sie in den Patenten 957 123 und . 960 202 beschrieben sind, entweder vor oder nach dem erfindungsgeiriäßei, Verfahren durchführt.

Die Schmelzpunkte wurden im vorerhitzten Maquenne-Block ermittelt.

Beispiel 1

L- und D-Sulfoxyde des Thiocolchicins [Formeln Ha und lib, R = -CH₃, R' = -COCH₃, R" = -CH₃]

a) Man löst 5 gThiocolchicin [Formel I, R = —CH₃, R' = -COCH₃, R" = -CH₃) in"100 ecm Chloroform und gibt in 30 Minuten 76 ecm einer 2,9%igen Perphthalsäurelösung in Chloroform zu, wobei die Temperatur der Mischung bei 0° gehalten wird. Dann wird die Chloroformlösung gewaschen, getrocknet und zur Trockne eingedampft. Man kristallisiert

das Reaktionsprodukt aus Essigsäureäthylester und gewinnt ein Rohprodukt, das zweimal aus einer Mischung von Äther und Essigsäureäthylester umkristallisiert wird. Man erhält 1,95 g (38%) L-SuIf-5 oxyd des Thiocolchicins [Formel Ha, R = —CH₃, R' = — COCH₃, R" = — CH₃], F. = 264⁰; [a]g> = — 505° ± io° (c = 0,5% in Chloroform).

Das Produkt bildet viereckige, gelbe Blättchen, die in 100 Volumen Essigsäureäthylester und in etwa 5 Volumen Chloroform löslich und in Äthyläther und Petroläther unlöslich sind.

Analyse: C₂₂H₂₅O₆NS; Molekulargewicht = 431,49.

CHONS Berechnet .. 61,2 %, 5,8 %, 22,3 %, 3,2 %, 7,4 %; gefunden .. 61,4%, 5,9%, 21,9%, 2,9%, 7,7%.

Durch Eindampfen der Mutterlaugen des L-SuIfoxyds erhält man 3,5 g eines Rückstandes, den man in 18 ecm heißem Essigsäureäthylester aufnimmt und fraktioniert kristallisiert. Man erhält 2,1 g Kristalle, [a]|° = —176° (c = 0,5% in Chloroform). Nach der Adsorption an neutrales Aluminiumoxyd nach Brockmann wäscht man mit Fraktionen von je 250 ecm Chloroform nach. Die vier ersten Fraktionen liefern nach dem Eindampfen des Lösungsmittels i,55 S (3°°/o) D-Sulfoxyd des Thiocolchicins [FormelTIb, R = -CH₃,R' =—COCH₃,R" =—CH₃], F. = 250°; [α]? = —105° ± io° (c = 0,5 % in Chloroform). Das Produkt kristallisiert in gelben Nadeln, die in 100 Volumen siedendem Essigsäureäthylester, in 5 Volumen Chloroform und in 20 Volumen Aceton in der Kälte löslich und in Äthyläther und Petroläther unlöslich sind.

Analyse: C₂₂H₂₅O₆NS; Molekulargewicht = 431,49.

CHONS Berechnet .. 61,2%, 5,8%, 22,3%, 3,2%, 7,4%; gefunden .. 61,3 %, 6,2 %, 22,5 %, 2,9 %, 7,5 %.

Man kann die Tatsache, daß es sich um isomere Sulfoxyde handelt, durch deren Reduktion zu Thiocolchicin leicht veranschaulichen. Man erhitzt o,i g L- oder D-Sulfoxyd des Thiocolchicins [Formel Ha oder Hb], das in 1 ecm Äthanol gelöst ist, mit 3 ecm einer sogewichtsprozentigen Natriumbisulntlösung 45 Minuten auf dem siedenden Wasserbad, zieht die Lösung mit Chloroform aus, wäscht, trocknet und dampft die erhaltene Chloroformlösung zur Trockne ein. Durch Kristallisation aus Essigsäureäthylester erhält man 18 mg reines Thiocolchicin.

b) Man löst 415 mg Thiocolchicin in 8 ecm Methanol und gibt 8 ecm Wasser und dann 1 ecm wäßrige Kaliumhypochloritlösung, bekannt unter dem Namen »Eau de Javelle«, zu. In diese Lösung gibt man festes überschüssiges Bicarbonat und dann noch 1 ecm wäßrige Kaliumhypochloritlösung. Dann wird die Lösung 30 Minuten auf 50° erwärmt, abgekühlt, mit Chloroform extrahiert und der Chloroformauszug mit Wasser gewaschen. Man trocknet den Extrakt, dampft das Lösungsmittel ab und unterwirft den Rückstand einer fraktionierten Kristallisation aus Essigsäureäthylester.

Man trennt zunächst das L-Sulfoxyd des Thiocolchicins vom F. = 264°, [a]o° = — 505⁰, das mit

demjenigen des Beispiels 1, a), übereinstimmt, Ausbeute 24%, und dann das D-Sulfoxyd vom F. = 250°, [a]f = — 105⁰, Ausbeute 21 %, ab.

Beispiel 2

D- und L-Sulfoxyde des O-Desmethylthiocolchicins

[Formel Ha und lib, R = H,

R' = — COCH₃, R" = — CH₃]

Man löst 1 g O-Desmethylthiocolchicin [Formel I, R = H, R' = — COCH₃, R" = — CH₃] in 200 ecm Chloroform und gibt innerhalb einer Stunde 15 ecm einer 3,4°/_oigen Lösung von Perphthalsäure in Chloroform zu. Man wäscht die Chloroformlösung mit Bicarbonat und Wasser, trocknet und dampft sie zur Trockne ein. Die fraktionierte Kristallisation des Rückstandes aus Essigsäureäthylester liefert nach dem Umkristallisieren des Rohproduktes aus Methanol—Äther 290 mg (28%) D-Sulfoxyd des O-Desmethylthiocolchicins [Formel -lib, R = H, R' = — COCH₃, R" = — CH₃] vom F. = 265 und 300°; [o]f = — 145° dz io° [c = 0,25% in Chloroform). Das Produkt bildet gelbe Nadeln, die in der Hitze in 6 Volumen Methanol oder in 400 Volumen kaltem Chloroform löslich sind. Sie sind, sehr wenig löslich in Essigsäureäthylester und unlöslich in Wasser.

Analyse: C₂₁H₂₃O₆NS; Molekulargewicht = 417,46.

CHN S

Berechnet .. 60,4 %, 5,6%, 3,3%, 7,7%;
gefunden .. 60,1%, 5,7%. 3.i%. 7.7%·

Man dampft die Mutterlaugen der ersten Kristallfraktion ein und nimmt den Rückstand in 10 ecm Essigsäureäthylester auf. Man läßt die Lösung kristallisieren, saugt die Kristalle ab, trocknet, und löst sie in einer Mischung aus gleichen Teilen Methanol und Äther. Man erhält 270 mg (26 %) L-Sulfoxyd des O-Desmethylthiocolchicins [Formel Hb, R=H, R' = — COCH₃, R" = — CH₃] vom F. = 260°; [_a]g> = — 481° ± io° (c = 0,25% in Chloroform). Das Produkt kristallisiert in gelben Pyramiden, die in der Hitze in 6 Volumen Methanol oder in der Kälte in 400 Volumen Chloroform löslich, sehr wenig löslich in Essigsäureäthylester und in Wasser unlöslich sind.

Analyse: C₂₁H₂₃O₈NS; Molekulargewicht = 417,46.

C HO NS¹¹⁰

Berechnet .. 60,4%, 5,5%, 23,0%, 3,3%, 7,7%; gefunden .. 60,1 %, 5,7 %, 23,1 %, 3,2 %, 7,8 %.

Die Mutterlaugen dieser beiden Sulfoxyde liefern durch Chromatographie nochmals Substanzmengen, wodurch sich die Endausbeute auf 40% an D-Sulfoxyd des O-Desmethylthiocolchicins und auf 35% an L-Isomerem erhöht. Bei der Oxydation des O-Desmethylthiocolchicins mit wäßriger Kaliumhypochloritlösung (»Eau de Javelle«) nach den Bedingungen des Beispiels 1, b), werden dieselben Produkte mit etwas niedrigeren Ausbeuten erhalten.

Durch Reduktion der beiden Sulfoxyde mit Natriurnbisulnt unter den oben beschriebenen Bedingungen erhält man das O-Desmethylthiocolchicin [Formel I, R = H, R' = — COCH₃, R" = — CH₃].

Beispiel 3

D- uikJ L-Sulfoxyde des S-Äthylthiocolchiceins [Formeln Ha und lib, R =-CH₃, R' = COCH₃, R" ==' — C₂H₅]

a) Man löst 1,5 g S-Äthylthiocolchicein in 30 ecm Chloroform, gibt in der Kälte eine 25°/₀ige ätherische Perphthalsäurelösung zu, läßt die Mischung bis zum Verbrauch von 1 Mol Peroxysäure reagieren und läßt sie dann noch 30 Minuten bei gewöhnlicher Temperatur stehen. Man gießt das Gemisch in Wasser, gießt die wäßrige Schicht ab, wäscht die Chloroformlösung, trocknet und dampft sie zur Trockne ein. Man nimmt den Rückstand in Essigsäureäthylester auf und erhält nach Zugabe von Äther 665 mg (43 °/₀) eines Rohproduktes, das man aus einer Mischung von 5 Volumen Dimethylformamid und 15 Volumen Äther umkristallisiert. Das reine L-Sulfoxyd des S-Äthylthiocolchiceins schmilzt bei 230° unter Zersetzung; [cc]*⁰ = — 574⁰ ± io° (c = 0,33% in Chloroform). Es kristallisiert in gelben Kristallen, die in Wasser, Äther und Petroläther unlöslich, in Chloroform und Dimethylformamid löslich und in Essigsäureäthylester wenig löslich sind.

Analyse: C₂₃H₂₇O₆NS; Molekulargewicht = 445,52.

CHONS Berechnet .. 62,0 ⁰J₀, 6,1 %, 21,6 ⁰I₀, 3,i %> 7.2 °/₀; gefunden .. 62,0 %, 6,1%, 20,9 °/₀, 3,2 °/₀, 6,9 °/₀.

Die Mutterlaugen, aus denen das rohe L-Sulfoxyd des S-Äthylthiocolchiceins kristallisiert, werden zur Trockne eingedampft. Man nimmt den Rückstand in Essigsäureäthylester auf und erhält nach Zugabe von Äther 605 mg (39%) rohes D-SuIfoxyd des

S-Äthylthiocolchiceins, das man aus einem Gemisch von 5 Volumen Dimethylformamid und 15 Volumen Äther umkristallisiert. Das reine Produkt schmilzt bei 240° unter Zersetzung; [d\f = — 70° ± 10° (c = 0,33°/₀ in Chloroform). Es bildet gelbe Prismen, die in Wasser, Äther und Petroläther unlöslich und in Chloroform und Dimethylformamid löslich sind.

Analyse: C₂₃H₂₇O₆NS; Molekulargewicht = 445,52.

CHONS Berechnet .. 62,0%, 6,1%, 21,6%, 3,1%, 7,2%; gefunden .. 61,9 %, 6,1 %, 21,9 %, 3,0 ⁰I₀, 7,4 %.

Durch Chromatographie der Mutterlaugen, aus denen das D-Sulfoxyd des S-Äthylthiocolchiceins kristallisiert, anneutrales AluminiumoxydnachBrockmann wird die Gesamtausbeute auf 86°/₀ erhöht.

Durch Reduktion der D- und L-Sulfoxyde des S-Äthylthiocolchiceins in 30 Volumen Methanol und 30 Volumen 35%igem Natriumbisulfit, innerhalb von 45 Minuten auf dem Wasserbad, erhält man S-Äthylthiocolchicein [Formel I, R= — CH₃, R' = — COCH₃, R" = — C₂H₅].

b) Man löst 500 mg S-Äthylthiocolchicein in 3 ecm Essigsäure, gibt in der Kälte 2 ecm einer 30%igen wäßrigen Wasserstoffperoxydlösung zu und läßt das Gemisch 2 . Stunden bei gewöhnlicher Temperatur stehen. Man extrahiert die Lösung dann mit Chloroform, wäscht, trocknet und dampft die erhaltene Chloroformlösung zur Trockne ein. Der Rückstand

wird wie im Beispiel 3, a), behandelt und liefert ebenfalls die D- und L-Sulfoxyde des S-Äthylthiocolchiceins.

c) Man löst 1,5 g S-Äthylthiocolchicein in 30 ecm Chloroform, gibt in der Kälte 20 ecm einer 3°/₀igen Lösung von Perbenzoesäure in Chloroform zu, läßt das Gemisch bis zum Verbrauch von 1 Mol Peroxysäure reagieren und läßt es dann 30 Minuten bei gewöhnlicher Temperatur stehen. Man gießt die Lösung anschließend in Wasser, gießt die wäßrige Schicht ab, wäscht die Chloroformlösung, trocknet und dampft sie zur Trockne ein. Der Rückstand wird wie im Beispiel 3, a), behandelt und liefert ebenfalls die D- und L-Sulfoxyde des S-Äthylthiocolchiceins.

d) Man löst 500 mg S-Äthylthiocolchicein in 8 ecm Methanol, gibt 8 ecm Wasser und dann 1 ecm einer wäßrigen Kaliumhypochloritlösung (»Eau de Javelle«), die einem aktiven Sauerstoffatom entspricht, zu. In diese Lösung gibt man einen Überschuß von festem Natriumbicarbonat und dann noch 1 ecm wäßrige Kaliumhypochloritlösung. Man erhitzt das Gemisch anschließend 30 Minuten auf 50⁰, kühlt es ab und zieht es mit Chloroform aus, wäscht, trocknet und dampft die erhaltene Chloroformlösung zur Trockne ein. Man behandelt den Rückstand wie im Beispiel 3, a), und erhält in gleicher Weise die D- und L-Sulfoxyde des S-Äthylthiocolchiceins.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur Herstellung von Colchiceinsulfoxyden der allgemeinen Formel

   RO
   CH₃O

   NHR'

   in der R und R' Wasserstoff, einen aliphatischen oder aromatischen Acylrest oder einen Alkylrest und R" einen gegebenenfalls substituierten Alkylrest bedeuten und in der R und R' gleich oder verschieden sein können, dadurch gekennzeichnet, daß man ein S-Alkylthiocolchicein der allgemeinen Formel

   in der R, R' und R" die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, in an sich bekannter Weise zum entsprechenden Sulfoxyd oxydiert und die beiden gebildeten L- und D-Isomeren durch fraktionierte Kristallisation oder Chromatographie trennt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydation mit Perphthalsäure oder Perbenzoesäure in Chloroform, mit einer wäßrigen 3O°/₀igen Wasserstoffperoxydlösung in Essigsäure oder mit Hypochlorit in Methanol durchführt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die beiden optischen Isomeren aus Essigsäureäthylester umkristallisiert.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausgangsstoffe Thiocolchicin, O-Desmethylthiocolchicin oder S-Äthylthiocolchicein verwendet.

   ©«09 706/386 10.56 (609873 4.57)