DEN0006515MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 18. Dezember 1952 Bekanntgemacht am 29. Dezember 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pantethein, das als der Wachstumsfaktor des Lactobacillus bulgaricus bekannt ist. Bei einem früher vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung von Pantethein (Snell, Brown, Peters, Craig, Wittle, Moore, Mc Glohon und Bird, Journ. of the American Chemical Society, 72 [1950], 5349) wurde Methylpantothenat mit ß-Mercapto-äthylamm umgesetzt, und die endgültige Isolierung des biologisch aktiven Materials wurde chromatographisch durchgeführt. Ein solches synthetisches Verfahren ist nicht gut zur Durchführung im Laboratorium oder im technischen Maßstab geeignet. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes synthetisches Verfahren zu schaffen, bei welchem 15 gute Ausbeuten an Pantethein erhalten werden. Gemäß der Erfindung wird Pantethein hergestellt, indem man ein gemischtes Anhydrid von Carboaraikoxy-/?-alanin, z. B. ein Azid

R''-O-CO-ΝΗ-(CH₂)₂-CO-N₃ ™

(R" = Aralkyl), oder einen Alkylester von Carboaralkoxy-/3-alanin

R" · 0-CO-NH · (CH₂)₂-CO-O· R' ' (R' — Alkyl) mit einem ß-Aralkylmercapto-äthylamin ²5

R"-S- (CHj)₂-NH₂ in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels

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imisi'l/l, wobei N - (X - Carboaralkoxv -/)'-aIanyl)-/.>aialkyhnercapto-äthylamin

R" ■ 0 · CO -Nil- (CIIo)₂ · CO ■ NMI ■ (CIU)₂ · S · K"

entsteht, dann die Aralkyl- und Carboaralkoxygruppen durch Hydrolyse abspaltet und das entstandene N-(ß-Alanyl)-//-inercapto-äthylamiii

H₂N · ((ML),-CO · NH ■ (CHo),-SH

N 6515 IVbIUq

mit Pantolacton («-Oxy-/? -ß-dimethyl-j'-butyrolacton) CHo-C(CHo).,-CTi -OH

O CO

behandelt, wobei Pantethein HO · CH, · C(CIL₁), · (MI (OH) · CO · NH · (CHo)₂ · CO · NH · (CH₂), · SH

entsteht.

Das gemischte Anhydrid von Carboaralkoxy-/?- alaiiin kann ein Azid sein, ein Chlorid oder ein Schwefelsäureanhydrid. Die Reaktion desselben mit dein /('-Aralkylinercapto-äthylaniin wird innerhalb des Temperaturbereichs von ο bis 20' ausgeführt. Vorzugsweise arbeitet man jedoch bei Raumtemperatur, (1. h. ungefähr bei 15 . Der Alkylester des Carbo-

2» aralkoxy-/)'-alanins kann mit dem //-Aralkylmercaptoäthylamin bei einer Temperatur zwischen 50 und J50'' kondensiert werden. Als inerte organische Lösungsmittel können beispielsweise Chloroform, Toluol oder Dioxan verwendet werden. Die Reaktion des Zwischen-Produktes mit Pantolacton zur Herstellung des Pantetheins kann bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 120⁰ erfolgen; vorzugsweise arbeitet man bei ungefähr 100".

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wurde Carbobenzyloxy-ß-alanylazid mit /?-Benzylmerca.pt o-äthyla mi η

C₆H₅

CH₂-S- (CHo)₃-NH₂

umgesetzt, wobei N- (N-Carbobenzyloxy - β - alanyl)- ß - benzylmercapto - äthylamin

CML,-(MI,-O-CO · NH ■ (CIIo)₂-CO-NMI · (CHo)₂-S -CH₂-C₀H₅

erhalten wurde, aus welchem die Benzyl- und Carbobeiizyloxygruppen durch Reduktion mit Natrium oder einem anderen Alkalimetall in flüssigem Ammoniak und durch anschließende Hydrolyse abgespalten wurden. Das N-(//-Alanyl)-/i-mereapto-äth\iamin fällt beim Isolieren aus dem Reaktionsgemisch praktisch rein an. Kine endgültige Reinigung kann durch Yakuunisubhniation herbeigeführt werden. Das N-(/i-

;if> Alaiiyl)/V-inercapto-äthylaniin wurde dann mit Pantolacton erhitzt und ergab das Pantethein in guter Ausbeute.

/)-üeiizvlniercaptu ät hylamin kann in praktisch i|uantital iver Ausbeute erhalten werden, indem man

•1" /Mlroniäthvlaniin-hvdrobromid oder -hydroehlorid mil licnzylniereaptan in Gegenwart von Natriumäthylat in Alkohol umsetzt. Chloroform kann vorteilhaft als Lösungsmittel für das Carbobenzyloxy-/ialanylazid verwendet werden.

l'antolaeton reagiert bei ungefähr 100 leicht mit dem N-(/i Alan\1)-/i niercapto-äthylamin. Die Reaktion verläuft aber auch, wenn man die Mischung der Komponenten längere Zeit bei Raumtemperatur stelienlal.it. Praktisch gesprochen kann die Temperatur

.,<> der Reaktion zwischen ίο und 120 liegen. Die Temperatur von ion'¹ ist aber vorzuziehen, denn sie ist mit Rücksicht auf die größere Geschwindigkeit der Reaktion zweckmäßiger.

Die Synthese des Pantetheins gemäl.! der vor-

.^r)5 liegenden KiTindung soll nun an einem Beispiel näher erläutert werden. Die Synthese umfaßt die nachstellend angegebenen vier Schritte: a) Herstellung des /)' I Ww/.\ linercapto-äthylamin-hydrochlorids, I)) I leislellung von N-(N-Carbobenzyloxy-/?-alanyl)-/>-

f»i benzylmercapto äthykimin, c) Herstellung des N-(/)'-Alanyl)-/i~niercapto-äthylamms, d) Herstellung des l'aiitetheins aus Pantolacton und N'--(/»-Alanyl)-//-niercapto-älhvlaniiu.

B e i s ρ i e 1
a) /^Benzylmercapto-äthylamin-hydrochlorid

C₀H₅

CIi₂-S · (CHj); · NIi₂- HCl

Es wurde gepulvertes /j-Bromäthylamin-hydrobromid (10,25 g) einer Lösung von Bejizylmercaptan (6,2 g) und Natrium (2,3 g) in Alkohol (50 cm³) hinzugefügt. Die entstandene Mischung wurde; I¹Z₂ Stunden am Rückflußkühler in einer Stickstoffatmosphäre erhitzt. Darauf wurde das Natriumbromid alifiltriert und mit Alkohol gut ausgewaschen. Das FiItrat und die Waschflüssigkeiten wurden vereinigt, mit konzentrierter Salzsäure angesäuert und unter vermindertem Druck bis zur Trockne eingedampft. Der kristalline Rückstand wurde in warmem Isopropylalkohol aufgelöst, filtriert und unter vermindertem Druck eingedampft. Der verbleibende Rückstand bestand aus fast reinem /3-Benzylmercapto-äthylamiiihydrochlorid (10,2 g).

b) N-(N-Carbobenzyloxy-/?-alanyl)- ""

/J-benzylmercapto-äthylamin

Eine Lösung von /J-Benzylmercapto-äthykiminhydrochlorid (5 g) in Wasser (25 cm·¹) wurde mit einem geringen Überschuß von io°/_uiger Natriumhydroxydlösung behandelt. Das in Freiheit gesetzte /?-Benzylmercapto-äthylamin wurde mit Chloroform extrahiert und die Lösung über Natriumsulfat getrocknet. Dazu wurde eine frisch hergestellte trockene Chloroformlösung von Carbobenzyloxy-ß-alanylazid gegeben, das aus Carbobenzyloxy-^-alanyl-hydrazid (6 g) nach der Methode von Sifferd und du Vigneaud (Journ. of Biological Chemistry, 108 [1935], 753) hergestellt worden war. Die entstehende gelbe Lösung wurde bei Raumtemperatur 20 Stunden unter Ausschluß von Feuchtigkeit stehengelassen. Das Chloroform und

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die Stickstoffwasserstoffsäure wurden durch Verdampfen unter vermindertem Druck entfernt, und der kristalline Rückstand wurde aus wäßrigem Alkohol umkristallisiert. Das N-(N-Carbobenzyloxy-/?-alanyl)-/?-benzylmercapto-äthylamin bildete Plättchen mit einem Schmelzpunkt von 122 bis 123°.

c) N-(/?-Alanyl)-^-mercapto-äthylamin

Die trockene, fein gepulverte Carbobenzyloxyverbindung (12 g) aus Stufe b) wurde portionsweise in flüssiges Ammoniak (etwa 150 cm³) eingetragen. Zu der erhaltenen Suspension wurde Natrium in kleinen Stückchen unter gelegentlichem Umrühren zugesetzt. Mit dem Auflösen des Natriums löste sich die suspendierte Carbobenzyloxyverbindung auf, und es schied sich ein fester Stoff aus. Der Zusatz von Natrium wurde so lange fortgesetzt, bis die dabei entstehende blaue Färbung der Lösung mindestens 45 Minuten lang bestehenbleibt. Der Überschuß an

ao Natrium wurde durch Zusatz von Ammoniumchlorid beseitigt und das Ammoniak durch Absaugen bei vermindertem Druck entfernt. Der Rückstand wurde in Eiswasser gelöst und die Lösung bis zur Kongorotreaktion mit konzentrierter Salzsäure angesäuert.

Das Unlösliche wurde mit Äther extrahiert und die wäßrige Lösung unter vermindertem Druck zur Trockne eingedampft. Der trockene pulverförmige Rückstand wurde unter dreimaliger Zugabe von siedendem Isopropylalkohol (insgesamt 200 cm³) extrahiert, der Extrakt noch heiß nitriert und unter vermindertem Druck eingedampft. Dies wurde mit einem zweiten Anteil (60 cm³) von Isopropylalkohol wiederholt. Der sirupartige Rückstand (6 g) stellte fast reines N-(/?-Alanyl)-/?-mercapto-äthylamin-hydrochlorid dar. Die Ausbeute war praktisch quantitativ. Eine Lösung des Hydrochlorids (5,8 g) in Methanol (50 cm³) wurde mit einer Lösung von Natrium (0,72 g) in Methanol (20 cm³) gemischt. Nachdem die Mischung 10 Minuten bei Raumtemperatur stehengelassen war, wurde das Natriumchlorid durch Filtration abgetrennt und das Filtrat unter vermindertem Druck bis zur sirupartigen Konsistenz eingedampft. Der Sirup wurde in heißem Isopropylalkohol (40 cm³) gelöst, filtriert, und die klare Lösung wurde zur Trockne eingedampft. Der sirupartige Rückstand kristallisierte beim Stehenlassen. Das so erhaltene N-(/3-Alanyl)-/3-mercapto-athylamin wies einen Schmelzpunkt von 88 bis 90° auf und war für die Überführung in Pantethein hinreichend rein. Die Ausbeute war fast quantitativ.

d) Pantethein

Eine Mischung von d-(—)-Pantolacton (1,75 g) mit N-(^-Alanyl)-_j5-mercapto-äthylamin (2 g) wurde in einer Stickstoffatmosphäre auf dem Dampfbad 2¹Z₂ Stunden erhitzt. Das harzartige Produkt, welches dabei entstand, wurde dann unter Äther zu einem feinen Pulver zermahlen, und die letzten Spuren des , Lösungsmittels wurden unter vermindertem Druck entfernt. Die Untersuchung dieses Produktes mit Hilfe der Papierchromatographie zeigte, daß es praktisch homogen war. Die Ausbeute war fast quantitativ.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Pantethein, dadurch gekennzeichnet, daß man Carboaralkoxy-/5-alanin in Form seines Chlorides, seines Azides, seines Anhydrides mit Schwefelsäure oder eines 7,0 Alkylesters mit einem jS-Aralkylmercapto-äthylamin in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels zu N-(N-Carboaralkoxy-/3-alanyl)-/?- aralkylmercapto-äthylamin umsetzt, die Aralkyl- und Carboaralkoxygruppen durch Hydrolyse abspaltet und das entstehende N-(/?-Alanyl)-/?-mercapto-äthylamin mit Pantolacton umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als ß-Aralkylmercapto-äthylamin /S-Benzylmercapto-äthylamin verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrolyse durch Behandlung mit einem Alkalimetall, vorzugsweise Natrium, in flüssigem Ammoniak durchführt.

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