DK154563B

DK154563B - Fremgangsmaade til fremstilling af en racemisk eller optisk aktiv (+)-thiolacton eller (+)-bioton

Info

Publication number: DK154563B
Application number: DK607270AA
Authority: DK
Inventors: Gerecke Max; Jean Pierre Zimmermann
Original assignee: Hoffmann La Roche
Priority date: 1969-11-29
Filing date: 1970-11-27
Publication date: 1988-11-28
Also published as: NL156140B; US3740416A; NL7015567A; DE2058234A1; DK154563C; CA982591A; GB1320799A; SE391928B; JPS5327279B1; DE2058234B2; GB1320798A; BE759513A; FR2077540A1; CH556867A; FR2077540B1

Description

DK 154563 B

Den foreliggende opfindelse angår en særlig fremgangsmåde til fremstilling af den racemiske eller optisk aktive (+)-thiolacton med formlen I

0

A

R-N 1 3 M

, W , \i/"° i hvilken ringene A og B er cis-forbundne, og R betegner en benzyl-gruppe, eller (+)-biotin.

Denne thiolacton (racematet og (+)-formen) er et værdifuldt mellem-10 produkt i syntesen af biotin eller (+)-biotin.

Den optisk aktive (+)-thiolacton er et hidtil ukendt stof.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at man ved forhøjet temperatur omsætter den racemiske eller den optisk aktive (+)-lacton med formlen II 15 0

A

R-ΪΓ M \ A / i hvilken ringene A og B er cis-forbundne, og R har den ovennævnte betydning, med et salt af et thioderivat af en carboxylsyre, og at man til fremstilling af (+)-biotin på i og for sig kendt måde ind-20 fører carboxybutylsidekæden i den vundne (+)-thiolacton og fraspalter benzylgrupperne.

DK 154563 B

2

Ved (+)-thiolactonen forstås den antipode, som er højredrejende i chloroform.

Den som udgangsmateriale anvendte racemiske lacton med den ovenstående formel II er et kendt stof og kan fremstilles efter kendte meto-5 der. Den kan fx fås ved, at man omsætter cis-bis-benzylaminoravsyre med phosgen i nærværelse af alkali, hvorefter reaktionsproduktet behandles med et dehydratiseringsmiddel og reduceres.

Den ligeledes som udgangsmateriale anvendte optisk aktive (+)-lacton er et hidtil ukendt stof, som fx kan fremstilles ved, at man ved 10 hjælp af cholesterol eller cyclohexanol omdanner en racemisk trion med formlen A

0

A

R-ΕΓ ΕΓ-R

Λ-ώ» •·\/"

15 i hvilken R betegner en benzylgruppe, til de tilsvarende halvestere med de almene formler B og C

o o

E-ITIT-R E-jf^Nr-R

-^|H H*^-

H00C C00R! R'OOC C00H

B C

i hvilke R har den ovennævnte betydning, og R' betegner en cyclo-20 hexyl- eller cholesterylgruppe, skiller cholesterolhalvesterne fra hinanden ved fraktioneret krystallisation af deres triethylaminsalte eller skiller cyclohexylhalvesterne fra hinanden ved fraktioneret

DK 154563 B

3 krystallisation af deres ephedrinsalte og omdanner de således vundne salte af den ønskede antipode til (+)-lactonen med formlen A.

Omdannelsen af trionen med formlen A til de tilsvarende halvestere med formlerne B og C ved hjælp af cholesterol eller cyclohexanol 5 foregår hensigtsmæssigt i et inert organisk opløsningsmiddel, fortrinsvis ved reaktionsblandingens tilbagesvalingstemperatur.

Opspaltningen af de racemiske halvestere med formlerne B og C med triethylamin eller ephedrin foretages hensigtsmæssigt i en lavere alkanol såsom ethanol eller isopropanol eller i en lavere keton såsom 10 acetone ved en temperatur, der ligger mellem ca. 40°C og reaktions-blandingens kogepunkt.

De således vundne salte af den ønskede antipode kan ved hjælp af lithiumborhydrid i et inert organisk opløsningsmiddel direkte omdannes til (+)-lactonen med formlen II.

15 Hvis der ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen som udgangsmateriale anvendes en racemisk lacton med formlen II, fås den racemiske thio-lacton med formlen I, og hvis der anvendes den optisk aktive (+)-lacton med formlen II som udgangsmateriale, fås den optisk aktive (+)-thiolacton med formlen I.

20 Omsætningen af lactonen med formlen II, såvel af racematet som af den optisk aktive (+)-form, med et salt af et carboxylsyre-thioderivat foretages hensigtsmæssigt i et inert organisk opløsningsmiddel ved temperaturer, der ligger mellem ca. 100°C og ca. 200°C, fortrinsvis mellem ca. 140°C og ca. 185°C.

25 Som opløsningsmiddel anvendes fortrinsvis højtkogende opløsningsmidler, især højtkogende amider, tert.aminer, ethere og lignende. Som eksempler på sådanne opløsningsmidler kan nævnes diethylanilin, collidiner, lutidiner, phenylethylether og fortrinsvis dimethylaceta-mid, dime thylf ormamid og quinolin. Der kan dog også anvendes opløs- 30 ningsmidler med et lavere kogepunkt, som fx carbondisulfid eller cycliske ethere såsom tetrahydrofuran eller dioxan eller tertiære

DK 154563 B

4 aminer såsom pyridin, triethylamin og lignende, i hvilke tilfalde reaktionen hensigtsmæssigt udføres under tryk.

Reaktionen kan også udføres uden opløsningsmiddel i en smelte.

Reaktionen udføres hensigtsmæssigt i en atmosfære af inert gas, fx 5 under nitrogen.

Som salte af carboxylsyre-thioderivater anvendes hensigtsmæssigt salte af stærke baser, fx alkalimetal- eller jordalkalimetalsalte, fortrinsvis natrium- eller kaliumsalte.

Carboxylsyredelens art er inden for rammerne af den foreliggende 10 opfindelse ikke kritisk. Der kan anvendes såvel aliphatiske som aromatiske carboxylsyrer, såfremt de er stabile ved temperaturer over 100°C. Foretrukne salte af carboxylsyre-thioderivater er natrium- og kaliumsaltene af thioeddikesyre og thiobenzoesyre. Især foretrækkes kaliumthioacetat.

15 Omdannelsen af den optisk aktive (+)-thiolacton til (+)-biotin foregår ved indføringen af carboxybutylsidekæden på i og for sig kendt måde. Omdannelsen kan fx foregå efter et af de følgende reaktionsskemaer I, II og III:

DK 154563 B

5

Reaktionsskema I

0 0 R-I^V^ N-R R-N'^^T-R 111 \ / XMgCE-CE-CH^OR1 \ / <+> r\ —-----1 -» r \ oh 1 Vs>° ^ \ VC^ch OR1 xS^ _H20 s CH20r· O o

N-R R-^^H-R

\ / H„ + kat. \_/ V

17 Μ / \ HBr/^

O O

ϊ ^ I

R-N N-R .^COOR1 f-R

VI )—( AC^coor1 , W f0Rl \jA / Xs^-^^OOOE1 ar \ / .

T" HBr/^ VII

Λ ^

H-N N-H

vm )—(

\sXX/\/\cOOH

(+)- biotin

DK 154563 B

6 I de viste formler I, III og IV er ringene A og B cis-forbundne, I de viste formler V, VI, VII og VIII sidder hydrogenatomerne i stillingerne 6a, 3a og 4 i cis-stilling. Symbolet R betegner en benzylgrup-pe, betegner alkyl med 1-4 carbonatomer, og X betegner chlor eller 5 brom. A betegner'et alkalimetalatom.

De optisk aktive forbindelser med de viste formler III, IV, V og VI er hidtil ukendte forbindelser.

Ifølge skema I omdannes (+)-thiolactonen med formlen I til den optisk aktive forbindelse med formlen III ved en Grignard-reaktion. Omdan-10 nelsen af denne forbindelse til en forbindelse med formlen IV kan foretages ved hjælp af et vandf raspaltende middel, fx iseddike, eller ved hjælp af en fortyndet mineralsyre, fx svovlsyre. Forbindelsen med formlen IV omdannes til forbindelsen med formlen V ved katalytisk hydrogenering under anvendelse af fx Raney-nikkel som katalysator. Af 15 forbindelsen med formlen V fås forbindelsen med formlen VI ved fra-spaltning af methoxygruppen, fx med brombrintesyre. Forbindelsen med formlen VII fås af forbindelsen med formlen VI ved behandling af denne med et alkalimetal-dialkylmalonat, fx natriumdiethylmalonat. Forbindelsen med formlen VII hydrolyseres, og efter decarboxylering 20 og debenzylering fås (+)-biotin med formlen VIII.

SKEM II

7

DK 154563 B

1 λ

R./^N-R R-ØØ-R

(+) \-/ l)XMgCH0CH?CH CHpMgX }-(

Xs^ x COOH

'H2°/0 I o

R-N A y-R R-tiT^tf-R

x )-( Hp + kat. )-/ XI

V

Xsx σοοΗ xs^ ^gooh f

H-N N-H

v‘” Ow^ xsx x:ooh (+)-biotin

DK 154563 B

8 I formlerne I, IX og X er ringene A og B cis-forbundne. I formlerne XI og VIII sidder hydrogenatomerne i stillingerne 6a, 3a og 4 i cis-stilling. Symbolet R betegner en benzylgruppe, og X betegner chlor eller brom.

5 De optisk aktive forbindelser med formlerne IX og X er hidtil ukendte forbindelser.

Ifølge skema II omdannes (+)-thiolactonen med formlen I til den optisk aktive forbindelse med formlen IX ved en Grignard-reaktion og påfølgende behandling med carbondioxid. Omdannelsen af forbindelsen 10 med formlen IX til forbindelsen med formlen X foretages ved hjælp af et vandfraspaltende middel, som fx iseddike eller en fortyndet mineralsyre såsom fortyndet svovlsyre. Forbindelsen med formlen X omdannes til forbindelsen med formlen XI ved katalytisk hydrogenering ved anvendelse af fx Raney-nikkel som katalysator. (+)-Biotin med 15 formlen VIII fås ud fra forbindelsen med formlen XI ved debenzyle-ring.

SKEMA III

9

DK 154563 B

O O

A A

R-N N-R R-N N-R

\ A / XMgCH CH CELCILOR2 A / w A- hi* I Vs/-"

XII

-H20 .A

0 Ja 9 Λ A Λ

Η Α /"R Η? 4. kat. R-Η n-R

( Β A^\/ch OP2

\g/ AA 2 XSX AA

XIII >A XIV

0 y/' O

Λ A Λ

R-N N-R „ R-N N-R

( , NaCN_ \ / (A^ XV >A χνΐ

HBr >A

o

H-N^^\-H

(+)-biotin

VIII

DK 154563 B

10 I de viste formler I, XII og XIII er ringene A og B cis - forbundne. I de viste formler XIV, XV, XVI og VIII sidder hydrogenatomerne i stillingerne 6a, 3a og 4 i cis-stilling. Symbolet R betegner en benzylgruppe, R^ betegner benzyl eller alkyl med 1-4 carbonatomer, og 5 X betegner chlor' eller brom.

De optisk aktive forbindelse med formlerne XII, XIII, XIV, XV og XVI er hidtil tikendte forbindelser.

Ifølge skema III omdannes (+)-thiolactonen med formlen I til den optisk aktive forbindelse med formlen XII ved en Grignard-reaktion.

10 Omdannelsen af forbindelsen med formlen XII til forbindelsen med formlen XIII foretages ved hjælp af et vandfraspaltende middel, fx iseddike eller en fortyndet mineralsyre såsom svovlsyre. Forbindelsen med formlen XIII omdannes til forbindelsen med formlen XIV ved katalytisk hydrogenering under anvendelse af fx Raney-nikkel som kataly-15 sator. Omdannelsen af forbindelsen med formlen XIV til forbindelsen med formlen XV foretages ved behandling med brombrintesyre i iseddike. Omdannelsen af forbindelsen med formlen XV til forbindelsen med formlen XVI foretages ved hjælp af et alkalimetalcyanid, fx natriumcyanid. Forbindelsen med formlen XVI omdannes derpå til (+)-biotin 20 med formlen VIII ved hydrolyse og debenzylering.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen belyses nærmere ved følgende eksempler: EKSEMPEL 1 50 g (+)-cis-1,3-dibenzyl-hexahydro-IH-furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion 25 og 20 g kaliumthioacetat omrøres i 50 ml dimethylacetamid i 30 minutter ved 150°C under nitrogenatmosfære. Reaktionsblandingen afkøles og fordeles mellem vand og benzen. Den vandige fase ekstraheres yderligere én gang med benzen, og benzenfaseme vaskes yderligere én gang med vand. Efter inddampning af de organiske ekstrakter omkrystalli-30 seres remanensen af isopropanol, og der fås 47,4-48,4 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-IH-thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion; smeltepunkt 125-127°C; [a]g5 - +92,2° (c = 1 i chloroform).

DK 154563 B

11

Det som udgangsmateriale anvendte (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-lH-furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion kan fremstilles på følgende måde: 77,5 g cholesterol suspenderes i 500 ml benzen. Til fjernelse af fugtighed afdestilleres 135 ml benzen. Der tilsættes derpå 45 g cis-5 1,3-dibenzyl-hexahydro-IH-furo[3,4-d] imidazol-2,4,6-trion, hvorefter blandingen koges i 18 timer Tinder tilbagesvaling. Blandingen afkøles og inddampes i vakuum. Til fjernelse af benzenet opløses remanensen to gange i 50 ml acetone, idet opløsningsmidlet hver gang igen sidestilleres. Remanensen opløses derpå i 450 ml acetone ved 40°C og 10 tilsættes 14,9 g triethylamin. Temperaturen stiger herved til 50°C,

Man lader blandingen afkøle langsomt til 23°C og frafiltrerer krystallerne (40 g). Efter omkrystallisation af 650 ml ethanol fås 30 g rent (+)-cis-1,3-dibenzyl-5-(3'-cholesteryloxycarbonyl)-2-oxo-4-imidazolidin-carboxylsyre-triethylaminsalt. [a]fp = +8,4° (c = 5,0 i 15 CHC13).

5,9 g kaliumborhydrid og 6,075 g lithiumchlorid omrøres natten over i 73 ml tetrahydrofuran under nitrogenatmosfære. Blandingen opvarmes derefter til 30-35eC, hvorefter en opløsning af 30 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-5-(3'-cholesteryloxycarbonyl)-2-oxo-4-imidazolidin-carboxyl-20 syre-triethylaminsalt i 160 ml tetrahydrofuran tildryppes i løbet af 2 timer ved en temperatur på maksimalt 50°C. Blandingen koges derefter i 2 timer under tilbagesvaling, hvorefter 65 ml tetrahydrofuran afdestilleres ved atmosfæretryk. Til remanensen sættes derpå langsomt 73 ml methanol, hvorefter blandingen koges i 1/2 time under tilba-25 gesvaling. Der tilsættes 18,25 ml koncentreret saltsyre og koges i yderligere 1/2 time under tilbagesvaling, hvorefter der ved atmosfæretryk afdestilleres opløsningsmidler til et rumfang på 75 ml. Der tilsættes 250 ml methanol, og blandingen koges i 15 minutter under tilbagesvaling og henstår natten over ved 15eC. Det udfældede chole-30 sterol frafiltreres, vaskes med vand og ethanol og tørres. Der genvindes 13,75 g. Filtratet inddampes under vakuum til 60 ml, blandes med 75 ml vand og ekstraheres tre gange med chloroform. Ekstrakterne vaskes med vand, tørres og inddampes i vakuum. Remanensen optages i 15 ml ether og henstår natten over ved 8°C. Krystallerne frafiltreres

DK 154563 B

12 og vaskes med ether. Der fås 11,2 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-lH-furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion. [a]§® = +57,2° (c = 1 i benzen).

EKSEMPEL 2 50 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-lH-furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion 5 omrøres med 20 g kaliumthioacetat i 50 ml dimethylformamid i 10 minutter ved 145-150°C. Efter oparbejdning som beskrevet i eksempel 1 fås 47,1 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion. [α]β·* — +91,4° (c = 1 i chloroform). Af moderluden kan der yderligere vindes 0,7 g. [a]^ = +89,3°.

10 EKSEMPEL 3 10 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-IH-furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion, 12 ml quinolin og 4 g kaliumthioacetat omrøres under nitrogenatmosfære ved 175°C. Med 30 minutters mellemrum tilsættes yderligere to portioner kaliumthioacetat på hver 2 g, hvorefter blandingen efter 15 den sidste tilsætning omrøres i yderligere 30 minutter ved 175°C.

Efter afkøling af blandingen tilsættes 100 ml benzen og 50 ml vand. Benzenfasen fraskilles og vaskes med vand, derpå med 20%'s saltsyre og endelig med vand. De vandige opløsninger ekstraheres hver for sig endnu én gang med benzen. Benzenopløsningerne inddampes i vakuum til 20 tørhed, og remanensen krystalliseres i 50 ml isopropanol; der fås 7,05 g (+)-cis-1,3-dibenzyl-hexahydro-IH-thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion; smeltepunkt 124-125eC. [a]^ - +89,0® (c - 1 i chloroform). Ved inddampning af moderluden fås yderligere 1,2 g; smeltepunkt 122-124®C; [cr]g5 - +86,6®.

25 EKSEMPEL 4 10 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-IH-furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion omsættes analogt med den i eksempel 3 beskrevne måde, dog i 10 ml diethylamin i stedet for i quinolin. Der fås 8,0 g (+)-cis-1,3-dibenzyl -hexahydro -IH- thieno [3,4-d]imidazol-2,4-dion; smeltepunkt 126- 13

DK 1S4563B

127°C. [<*]$-* = +90,1“ (c = 1 i chloroform). Fra moderluden kan der yderligere krystalliseres 0,12 g.

EKSEMPEL 5 10 g (+)-cis-1,3-dibenzyi-hexahydro-lH-furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion 5 omrøres med 4 g kaliumthioacetat i 12 ml 2,4,6-trimethylpyridin 1 1 1/2 time under nitrogenatmosfære ved 175°C. Efter oparbejdning ifølge eksempel 1 fås 6,9 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]-imidazol-2,4-dion; smeltepunkt 125-126eC.

EKSEMPEL 6 10 5 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-lH-furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion, 2 g kaliumthioacetat og 6 ml phenylethylether omrøres sammen under nitrogenatmosfære ved 175°C. Med 30 minutters mellemrum tilsættes yderligere 2 portioner på hver 1 g kaliumthioacetat, hvorefter blandingen efter sidste tilsætning omrøres i yderligere 30 minutter ved 15 175eC. Herefter afkøles reaktionsblandingen, tilsættes 150 ml benzen og vaskes 3 gange med hver gang 100 ml vand. Opløsningsmidlet sidestilleres i vakuum, hvorefter remanensen krystalliseres af isopro-panol, og der fås 2,7 g (+)-e:is-l,3-dibenzyl-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion. [<*]§* - +86,1° (c = 1 i chloroform).

20 EKSEMPEL 7 5 g (+)-cis-1,3-dibenzyl-hexahydro-lH-furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion, 2 g natriumthioacetat og 6 ml diethylanilin omrøres sammen under nitrogenatmosfære ved 175°C. Med 30 minutters mellemrum tilsættes yderligere 2 portioner natriumthioacetat på hver 1 g, hvorefter 25 blandingen efter sidste tilsætning omrøres i yderligere 30 minutter ved 175°C. Reaktionsblandingen afkøles og tilsættes vand og benzen, hvorefter benzenekstrakten vaskes først med 20%'s saltsyre, derpå med natriumhydrogencarbonatopløsning og endelig med vand, hvorefter benzenet afdampes. Remanensen krystalliseres af isopropanol, og fler

DK 154563 B

14 fås 2,98 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]imidazol- 2,4-dion.

EKSEMPEL 8 10 g (+)-cis-1,3-dibenzyl-hexahydro-lH-furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion, 5 6,2 g kaliumthiobenzoat og 10 ml dimethylacetamid omrøres sammen i 20 minutter ved 140°C under nitrogenatmosfære. Reaktionsblandingen oparbejdes som beskrevet i eksempel 1, og der fås 7,8 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-IH-thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion, smeltepunkt 123-124eC.

10 EKSEMPEL 9 5 g (+)-cis-1,3-dibenzyl-hexahydro-IH-furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion og 2 g kaliumthioacetat opvarmes i 100 ml carbondisulfid til 171-181eC i en omrørerautoklav under nitrogenatmosfære i 12 timer. Reaktions-blandingen inddampes i vakuum til tørhed, og remanensen optages i 15 benzen og vand. Faserne adskilles, og den vandige fase ekstraheres yderligere én gang med benzen. Benzenekstrakterne vaskes derpå to gange med mættet natriumchloridopløsning og inddampes derefter i vakuum til tørhed. Remanensen krystalliseres af isopropanol, og der fås 3,62 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]imidazol-20 2,4-dion med smeltepunkt 124-126°C.

EKSEMPEL 10 2,5 g (+)-cis-l,3-dibenzyl-hexahydro-IH-f uro[3,4-d]imidazol-2,4-dion og 1,0 g kaliumthioacetat omrøres under nitrogenatmosfære ved 180°C.

30, 60 og 90 minutter efter opvarmningens begyndelse tilsættes yder-25 ligere en portion kaliumthioacetat på 0,5 g. Efter yderligere 1/2 times forløb afkøles blandingen. Reaktionsproduktet optages i benzen og fortyndet saltsyre, og den organiske fase vaskes med vand til neutral reaktion. Benzenet afdestilleres i vakuum, og remanensen krystalliseres af 25 ml isopropanol. Der fås en første portion på

DK 154563B

15 1,52 g og, efter inddampning af moderluden, en anden portion på 0,12 g (+)-cis-1,3-dibenzyl-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion.

EKSEMPEL 11 5 240 ml dimethylacetamid, 238 g rac. -cis-1,3-dibenzyl-hexahydro-lH- furo[3,4-d]imidazol-2,4-dion og 95 g kaliumtbioacetat opvarmes i 30 minutter til 150°C. Blandingen afkøles til 80°C og tilsættes 2,5 liter benzen og senere 2,5 liter vand. Faserne adskilles, og den vandige fase ekstraheres to gange med hver gang 0,5 liter benzen, 10 hvorefter benzenekstrakteme inddampes sammen. Remanensen opløses i varmen i 600 ml isopropanol. Blandingen lades henstå i 12 timer ved stuetemperatur, hvorefter der fås 215 g rac.-cis-l,3-dibenzyl-hexahy-dro-lH-thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion, smeltepunkt 127-128°C.

EKSEMPEL 12 15 En opløsning af Grignard-reagens tilberedes i 18,2 ml tetrahydrofuran ved 60-70°C af 1,03 g magnesiumspåner og 4,05 g l-chlor-3-methoxypro-pan. Denne opløsning dryppes til en til 45“C forvarmet opløsning af 10 g (+)-cis-1,3-dibenzyl-hexahydro-IH-thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion i 110 ml toluen. Temperaturen stiger til ca. 62°C. Opløsningen lades 20 afkøle til stuetemperatur i løbet af 2 timer, hvorefter den tilsættes 22 ml vand og 5,5 ml koncentreret saltsyre under iskøling. Taserne adskilles, hvorefter den vandige fase vaskes endnu én gang med toluen, og de organiske udtræk vaskes flere gange med vand. De samlede toluenekstrakter fortyndes med 25 ml methanol, indstilles på alkalisk 25 reaktion (pH-værdi 11) med 28¾ vandig natriumhydroxidopløsning og henstår i 30 minutter ved stuetemperatur. Reaktionsblandingen tilsættes vand, hvorefter den vandige fase fraskilles og ekstraheres flere gange med toluen. Toluenekstrakterne vaskes med vand til neutral reaktion, tørres og inddampes i vakuum til tørhed. Der >fås 9,98 30 g råt (+)-cis-1,3-dibenzyl-4-hydroxy-4-(3-methoxypropyl)-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]imidazol-2-on. Stoffet kan krystalliseres af acetone-

DK 154563 B

16 /ether/petroleumsether: Smeltepunkt 114-116°C, [a]^ — +89,2° (c - 1,0 i chloroform).

De 9,98 g råprodukt koges i 100 ml iseddike i 2 timer under tilbagesvaling. Iseddiken afdestilleres i vakuum, hvorefter remanensen 5 optages i benzen, og denne opløsning vaskes med natriumhydrogencarbo-natopløsning og med vand. Efter afdampning af opløsningsmidlet fås 9,45 g cis-1,3-dibenzyl-4-(3-methoxypropyliden)-hexahydro-lH-thie-no[3,4-d]imidazol-2-on. [a]^ - +222° (c - 1 i chloroform).

Dette stof opløses i 56 ml methanol og hydrogeneres under ca. 40 10 atmosfærers hydrogentryk i nærværelse af ca. 9 g Raney-nikkel ved 35-40eC. Efter fjernelse af katalysatoren inddampes opløsningen i vakuum. Der fås 8,6 g (-)-cis-l,3-dibenzyl-4-(3-methoxypropyl)-hexahy-dro-thieno[3,4-d]imidazol-2-on som en olie. [<*]$-> - -42,4° (c »* 1,0 i chloroform).

15 Denne forbindelse opvarmes til 90-95°C med 14,5 ml 48%'s vandig brombrintesyre under intensiv omrøring i 2 timer. Der dannes en brunlig-farvet opløsning. Denne afkøles og ekstraheres med toluen.

Den vandige fase inddampes i vakuum. Remanensen optages i 50 ml acetone. Der udkrystalliserer 6,78 g (-)-cis,cis-l,3-dibenzyl-2-oxo-20 decahydro-imidazo[4,5-c]thieno[l,2-a]thioliumbromid. Smeltepunkt (sønderdelingspunkt) 206-207°C; [a]jP - -18,0° (c — 1,0 i methanol-vand 1:1). Ved inddampning af moder luden kan der yderligere vindes 0,23 g af dette stof i krystallinsk form.

Til en til 80eC opvarmet suspension af 2,2 g natriummethylat i 40 ml 25 toluen dryppes 8,74 g diethylmalonat. Suspensionen omrøres i 1 time ved denne temperatur og afkøles derpå til 60“C og tilsættes 6,16 g (-)-cis,cis-1,3-dibenzyl-decahydro-imidazo[4,5-c]thieno[1,2-a]thio-liumbromid, hvorefter der koges i 3 timer under tilbagesvaling.

Blandingen afkøles til stuetemperatur og tilsættes 20 ml vand, hvor-30 efter faserne adskilles. Den organiske fase tørres, og opløsningsmidlet fjernes i vakuum. Remanensen opvarmes til kogning under omrøring med 90 ml· 48%'s brombrintesyre. Ethylbromid, eddikesyre og benzyl-bromid, som dannes under reaktionsforløbet, afdestilleres sammen med en mindre mængde vandig brombrintesyre. I alt opvarmes reaktions-

DK 154563B

17 blandingen til 120-126°C i ca. 3 1/2 time. Derpå fjernes den vandige brombrintesyre i vakuum. Remanensen koges i 90 ml vand. Den varme opløsning dekanteres fra det olieagtige uopløselige materiale, afkøles og henstår natten over i isskab. Krystallerne af det rå (+)-5 biotin frafiltreres og vaskes med vand og acetone. Der fås (+)-biotin, som omkrystalliseres af vand. Smeltepunkt 230-232°C,· [a]§® = +90° ±1° (c - 1 i 0,1N NaOH).

EKSEMPEL 13.

11,0 g magnesium overhældes med 70 ml diethylether og 70 ml toluen.

10 Til denne opløsning dryppes derpå en opløsning af 24,9 g 1,2-dibrom-ethan i 36 ml diethylether i løbet af ca. 20 minutter under afkøling. (Reaktionsblandingens temperatur: 20-28°C). Efter 45 minutters forløb tildryppes en opløsning af 16,9 g 1,4-dichlorbutan i .36 ml diethylether og 75 ml toluen i løbet af 25 minutter. Der omrøres i 15 yderligere 105 minutter, hvorefter den vundne suspension afkøles til -30°C - -40°C, og ved denne temperatur tildryppes en opløsning af 14,65 g (+)-cis-l,3 -dibenzyl-hexahydro-IH -thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion i 260 ml toluen. Der omrøres i yderligere 1 time ved -30°C - -40°C, hvorefter der trilledes carbondioxid, først i 1 time 20 ved -30°C - -40°C og dernæst i 1 time ved stuetemperatur. Reaktionsblandingen adskilles derefter med is og saltsyre. Den organiske fase fraskilles, vaskes med vand og inddampes til tørhed. Remanensen rystes i 40 minutter med 150 ml 5%'s natriumcarbonatopløsning. Uop-løste neutrale andele ekstraheres med ethylacetat. Den vandige qp-25 løsning indstilles på pH-værdi 5,5 med saltsyre og ekstraheres med ethylacetat. Ethylacetatekstrakterne vaskes med vand, tørres og inddampes i vakuum. Der fås 13,28 g rå cis-5-(l,3-dibenzyl-4-hydroxy-2-keto-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]imidazolyl-4)-valerianesyre som en i chloroform højredrejende olie. 11,6 g af denne olie koges i 60 nil 30 iseddike i 2 timer under tilbagesvaling. Iseddiken afdestilleres i vakuum, og remanensen opløses i toluen, og denne opløsning inddampes i vakuum. Det tilbageblevne olieagtige, i chloroform højredrejende cis-1,3-dibenzyl-4- (4-carboxybutyliden) -hexahydro - IH- thieno'[3,4-il] -imidazol-2-on opløses i 80 ml methanol og hydrogeneres i nærværelse 35 af Raney-nikkel ved 35-40°C tinder 38-40 atmosfærers hydrogentryk.

DK 154563 B

18

Katalysatoren frafilteres, og filtratet inddampes. Der fås 10,3 g olieagtigt råt Ν,Ν-dibenzyl-biotin, som er venstredrejende i chloro-- form.

10,3 g råt Ν,Ν-dibenzyl-biotin opvarmes i 5 timer under tilbagesva-5 ling i 100 ml 48%'s brombrintesyre. Der afdestilleres derefter 60 ml under delvakuum, hvorefter den tilbageblevne opløsning fortyndes med 230 ml vand og koges i 10 minutter under tilbagesvaling. Den varme opløsning dekanteres fra en mørkebrun uopløselig olie. Denne olie koges igen med 80 ml vand, hvorefter der dekanteres. Der bliver 2,9 g 10 olie tilbage som uopløselig remanens. De vandige opløsninger sammenhældes, inddampes til 50 ml og henstår i 24 timer ved +5°C. Der krystalliserer 0,61 g (+)-biotin, smeltepunkt 225-228°C; [e]^ -+86,0® ( c - 1,0 i 0,1N NaOH). Filtratet inddampes til tørhed og koges endnu en gang i 3 1/2 time i 100 ml 48%'s brombrintesyre under 15 tilbagesvaling. Brombrintesyren fjernes i vakuum og remanensen optages i 50 ml vand. Efter 24 timers henstand ved +5® udkrystalliserer 0,72 g (+)-biotin, smeltepunkt 223-225®C; [a]^ - +83,2® (c - 1,0 i 0,1N NaOH). Filtratet tilsættes 2 g natriumcarbonat, og ved ca. 10®C ledes phosgen til denne opløsning indtil pH-værdi 1. Af denne reak-20 tionsblanding krystalliserer i løbet af natten 0,58 g (+)-biotin, smeltepunkt 224-226®C; [α]β^ - +85,5® (c - 1,0 i 0,1N NaOH).

EKSEMPEL 14

En opløsning af Grignard-reagens tilberedes i 65 ml ether af 1,8 g magnesium og 9,18 g 4-brom-l-methoxybutan, hvorefter den i løbet af 25 20 minutter dryppes til en til 50®C opvarmet opløsning af 16,9 g (+)-cis-1,3-dibenzyl-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]imidazol-2,4-dion i 200 ml benzen. Der omrøres i yderligere 1 time, hvorefter opløsningen afkøles, og reaktionsblandingen skilles med is og fortyndet saltsyre.

Den organiske fase fraskilles og vaskes med vand til neutral reak-30 tion. Efter afdestillation af opløsningsmidlerne i vakuum fås 23,7 g cis-1,3-dibenzyl-4-hydroxy-4- (4-methoxybutyl) -hexahydro-lH-thieno-[3,4-d]imidazol-2-on som en olie. Denne koges i 1 time under tilbagesvaling i en blanding af 200 ml methanol og 2 ml koncentreret svovlsyre. Methanolet afdestilleres i vakuum, og remanensen optages i

DK 154563B

19 benzen og vand. Benzenopløsnirgen vaskes til neutral reaktion, tørres og inddampes til tørhed. Der fås 21,4 g cis-1,3-dibenzyl-4-(4-met-hoxybutyliden)-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]imidazol-2-on som en i benzen højredrejende olie. 16,1 g af denne olie opløses i 160 ml 5 methanol og hydrogeneres i nærværelse af ca. 30 g Raney-nikkel under et hydrogentryk på 25-30 atmosfærer. Katalysatoren frafiltreres, cog methanolet afdestilleres i vakuum. Remanensen krystalliseres af isopropylether. Der fås 11,6 ,g (-)-cis-1,3-dibenzyl-4-(methoxybutyl)-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]imMazol-2-on; smeltepunkt 87-89°C. « 10 -41,4° (c - 1 i benzen).

10 g (-)-cis-l,3-dibenzyl-4-(4-methoxybutyl)-hexahydro-lH-thieno[3,4-d]imidazol-2-on opløses i 100 ml 33%'s opløsning af brom-brintesyre i iseddike og henstår i 60 timer ved stuetemperatur.

Opløsningen inddampes derpå i vakuum til tørhed, hvorefter remanensen 15 optages i benzen, og denne opløsning vaskes flere gange med vand, tørres over natriumsulfat og ehromatograferes over 150 g aluminiumoxid, aktivitetstrin III. Med benzen elueres 8,4 g stof. Efter opløsning af dette eluat i isopropylether krystalliserer 5,0 g (-)-cis-1,3-dibenzyl-4-(4-brombutyl)-hexahydro-IH-thieno[3,4-d]imidazol-20 2-on. Smeltepunkt 78-79eC; [er]^ — -49,7° (c — 1 i benzen). 5,0 g ( - ) -cis-1,3 -dibenzyl-4- (4-brombutyl) -hexahydro-IH- thieno [ 3,4-d] imida-zol-2-on opløses i 25 ml dimethylsulfoxid og omrøres i 3 timer ved 80°C med 1,53 g natriumcyanid. Efter afkøling af reaktionsblandingen tilsættes benzen og vand, hvorefter faserne adskilles, og benzenop-25 løsningen vaskes flere gange med vand. Efter afdampning af opløsningsmidlet i vakuum opløses remanensen i isopropanol. Efter tilsætning af n-hexan krystalliserer i løbet af natten 4,35 g (-)-cis-1,3-dibenzyl-4- (4-cyanobutyl)-hexahydro-lH-thieno [3,4-d] imidazol-2-on. Smeltepunkt 95-97°C. [a]jP = -56,8° (c *= 1 i benzen).

30 4,25 g (-) -cis-N,N-dibenzyl-bie tin-ni tril opvarmes til koge temperatur i 3 timer med 125 ml 48%'s brambrintesyre, idet det dannede benzyl-bromid løbende afdestilleres. Reaktionsblandingen ekstraheres med benzen. Den vandige fase inddampes i vakuum, og remanensen opløses i varmen i 300 ml vand og ekstraheres i varmen med 1,2-dichlorethan.

35 Den vandige opløsning inddampes, og der fås to portioner på 1,25 og 0,30 g (+)-biotin.

Claims

1. Fremgangsmåde til fremstilling af den racemiske eller optisk aktive (+) - thiolacton med formlen I DK 154563 B O A R-IT1 3 R-R \ 1 / \6aV i é 5 9=0 \5 / xs i hvilken ringene A og B er eis - forbundne, og R betegner en benzyl -5 gruppe, eller (+)-biotin, kendetegnet ved, at man ved forhøjet temperatur omsætter den racemiske eller den optisk aktive (+)-lacton med formlen II 0 A R-I A Ή-R T_ W 10 i hvilken ringene A og B er cis-forbundne, og R betegner en benzyl-gruppe, med et salt af et thioderivat af en carboxylsyre, og at man til fremstilling af (+)-biotin på i og for sig kendt made indfører carboxybutylsidekæden i den vandne (+)-thiolacton og fraspalter 15 benzylgrupperne.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at omsætningen udføres ved en temperatur, der ligger mellem ca. 100°C og ca. 200°C, fortrinsvis mellem ca. 140"C og ca. 185°C.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at omsætningen udføres i et højtkogende opløsningsmiddel. DK 154563 B

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der som højtkogende opløsningsmiddel . anvendes et højtkogende amid, en højtkogende tert.amin eller en høj tkogende ether.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet ved, at der anvendes dimethylacetamid, dimet-hylformamid, quinolin, diethylanilin. collidiner, lutidiner eller phenylethylether.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 10 kendetegnet ved, at omsætningen udføres i et lavtkogende opløsningsmiddel under tryk.

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-6, kendetegnet ved, at der som salt af et thioderivat af en carboxylsyre anvendes et alkalimetal- eller jordalkalimetalsalt.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, kendetegnet ved, at der anvendes et natrium- eller kaliumsalt.

9. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-8, kendetegnet ved, at der som thioderivat af en carboxylsyre 20 anvendes en thiocarboxylsyre.

10. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 1-9, kendetegnet ved, at der som salt af et thioderivat af en carboxylsyre anvendes kaliumthioacetat.