HU181126B - Szabadalmi leírás szolgálati találmány - Google Patents

Description

Eljárás a vindolin-molekularész indoknitrogénatomján formilcsoportot tartalmazó bisz-indol-alkaloidok előállítására

A találmány tárgya új eljárás a vindolin-molekularész indol-nitrogénatomján formilcsoportot tartalmazó bisz-indol-alkaloidok (vinkrisztin és formil-leurozin) és savaddíciós sóik előállítására a megfelelő, N-metil-csoportot tartalmazó bisz-indol-alkaloidok (vinblasztin és leurozin) oxidációja útján.

Ismeretes, hogy a természetben is előforduló bisz-indol-alkaloidok, a vinblasztin, vinkrisztin és vinkaleurozin tumorgátló hatásúak. Ezeket az alkaloidokat és a Vinca rosea növényből történő kinyerési módjukat először a 3 097 137, 3 205 220, illetőleg a 3 370 057 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírások ismertették. Ismeretes továbbá az is, hogy a vinblasztinnal egyező kémiai szerkezetű, de a vindolin-molekularész indol-nitrogénatomján metilcsoport helyett formilcsoportot tartalmazó vinkrisztin tumorgátló hatása nagyobb, mint a vinblasztiné, és hogy a vinblasztin kémiai úton, az említett N-metilcsoport formilcsoporttá történő oxidációja útján átalakítható a hatásosabb vinkrisztinné (165 599 számú magyar szabadalmi leírás). Ugyanilyen módon alakítható át a szintén tumorellenes hatású, de nagyfokú vérképző-szervi toxicitása miatt a gyógyászati gyakorlatban nem alkalmazott leurozin is az előnyösebb terápiás tulajdonságokat mutató N-formil-leurozinná (165 986 számú magyar szabadalmi leírás).

A vinblasztin és a leurozin N-metil-csoportjának N-formil-csoporttá való oxidálását az idézett irodalom szerint króm-trioxiddal, szerves oldószerben, —30 °C és —90 C közötti hőmérsékleten folytatták le; mindkét idézett leírás hangsúlyozza, hogy az oxidációt alacsony, előnyösen —30 °C és —90 °C közötti hőmérsékleten kell végezni, mert magasabb hőmérséklet alkalmazása esetén a bisz-indo-molekula egyéb érzékeny csoportjai, mint a terc-nitrogénatom is oxidálódnak [vö: Tetrahedron, 23, 469 (1967)].

Az ipari gyakorlatban mindezideig ezt az alacsony hőmérsékleten lefolytatott krómsavas oxidációt alkalmazzák a bisz-indol-alkaloidok N-formil-származékai0 nak ilyen félszintetikus úton történő előállítására; az ilyen alacsony reakcióhőmérséklet biztosítása azonban rendkívül megnehezíti az eljárás nagyobb méretekben történő kivitelezését és különleges berendezés alkalmazását igényli.

A találmány ennek a gyakorlati szempontból jelentős technológiai nehézségnek a kiküszöbölését célozza és azon a meglepő felismerésen alapul, hogy a vindolin-rész indol-nitrogén atomján metilcsoportot tartalmazó bisz-indol-alkaloidok, mint a vinblasztin és leüti rozii említett N-metil-csoportjának formil-csoporttá való szelektív oxidációja a molekula egyéb részeinek érintetlenül hagyásával 0 °C feletti, célszerűen 0 °C és + 10 °C közötti hőmérsékleten is megvalósítható, ha oxidálószerként a szférikusán gátolt elektronküldő tercier alkilcsoporttal szubsztituált króm(VI)-vegyületek közül különösen a krómsav 4—6 szénatomos, elágazd szénláncú, előnyösen tercier alkoholokkal képezett észtereit alkalmazzuk és az oxidációt katalizátor, mégpedig valamilyen alifás, 2—10 szénatomos, egye0 nes vagy elágazó szénláncú, vagy pedig aromás szerves

-1181126 mono- vagy dikarbonsav jelenlétében folytatjuk le. Ilyen körülmények között a több funkciós csoportot tartalmazó vinblasztin vagy leurozin N-metil-csoportja szelektíven, a többi funkciós csoport sérelme nélkül oxidálódik a stabil III. oxidációs fokot jelentő N-formilcso porttá.

A találmány tehát olyan eljárás a vindolin-molekula-rész indol-nitrogénatomján formílcsoportot tartalmazó bisz-indol-alkaloidok és savaddíciós sóik előállítására, a megfelelő N-metil-csoportot tartalmazó bisz-indol-alkaloidok oxidációja útján, amelyre jellemző, hogy a bisz-indol-alkaloidot -10 °C feletti, célszerűen 0 °C és + 10 °C közötti hőmérsékleten, a krómsav valamely 4—6 szénatomos alifás tercier alkohollal képezett észterével, valamely 2-10 szénatomos, egyenes vagy elágazó szénláncú telített alifás karbonsav jelenlétében folytatjuk le, majd az oxidációs terméket a reakcióelegyből elkülönítjük, adott esetben a melléktermékként képződött és a nyers oxidációs termékben jelenlevő N-dezmetil-alkaloidot a nyers oxidációs tennék formilezése útján szintén a kívánt N-formil-származékká alakítjuk és kívánt esetben a kapott N-formil-alkaloidot valamely szerves vagy szervetlen savval való reagáltatás útján savaddíciós sóvá alakítjuk át.

Oxidálószerként a találmány szerinti eljárásban különösen di-terc-butil-kromát, di-terc-amil-kromát vagy 3-metil-pentán-3-ol-krómsavészter, alifás karbonsavként előnyösen esetsav, izovajsav vagy pelargonsav alkalmazható jó eredménnyel.

Az eljárás gyakorlati kivitele során az oxidálandó bisz-indol-alkaloidot valamely alkalmas vízmentes szerves oldószerben, például valamely klórozott szénhidrogénben, célszerűen diklórmetánban oldjuk, hozzáadjuk a katalizátorként alkalmazott szerves savat, majd a célszerűen 0 °C és +10°C közötti különösen. + 5 °C körüli hőmérsékletre hűtött oldathoz keverés közben hozzáadjuk az oxidálószert. 0 °C és + 10 °C közötti hőmérsékleten az N-metilcsoport formilcsoporttá való oxidációja 15—20 perc alatt végbemegy. Ekkor a reakciót valamely bázis, például dietil-amin hozzáadásával leállítjuk és a reakcióelegyet a kívánt termék kinyerése céljából feldolgozzuk.

A feldolgozás különböző módokon történhet. Olyan esetekben, amikor savként valamely vízben nem oldódó alifás karbonsavat, például pelargonsavat alkalmaztunk, célszerű ezt először eltávolítani; ebből a célból az elegyet például kénsavval megsavanyítjuk és a kivált csapadékot szűréssel eltávolítjuk, majd a vízben nem oldódó szerves savtól ily módon mentesített szűrletet például ammónium-hidroxiddal újból meglúgosítjuk és az oxidált alkaloidot vízzel nem elegyedő szerves oldószerrel extraháljuk a meglúgosított vizes oldatból.

Ha savként valamely vízben jól oldódó alifás karbonsavat, például ecetsavat használtunk, akkor a fenti műveletre nincsen szükség; ilyenkor a szerves oldószeres oldatból vizes mosás útján távolíthatjuk el a savat.

A szerves oldószeres kivonatból az oldószer elpárologtatása útján nyerheljük ki a nyers N-formil-alkaloidot. Az igy kapott nyers termék rendszerint tartalmaz kis mennyiségű melléktermékként képződött N-dezmetil-alkaloidot is, amelyet ismert módon, például hangyasav és ecetsavanhidrid elegyével for2 milezhetünk és igy szintén a kívánt végtermékké, a kiindulási bisz-indol-alkaloid N-formil-származékává alakíthatunk. Ezt az átalakítást célszerűen az egész nyers reakciótermék formilezése útján végezhetjük, mert az abban oxidációs főtermékként jelenlevő N-formil-alkaloid eközben nem szenved változást.

A fenti módon formilezett termékből az N-formil-alkaloidot (vinkrisztint illetőleg N-formil-leurozint) célszerűen aluminium-oxidon történő abszorbeáltatás és benzol-kloroform-eleggyel való eluálás útján nyerhetjük ki tiszta állapotban.

Eljárhatunk azonban a reakcióelegy feldolgozása során oly módon is, hogy szerves oldószeres perklórsav-oldat hozzáadása útján a reakció-terméket a kiómsóval együtt leválasztjuk és a kapott csapadékot szerves oldószer, például diklór-metán és alkalikus vizes fázis, például vizes nátrium-hidrogén-karbonát-oldat közötti megosztásnak vetjük alá, amikor is az oxidációs termékként kapott N-formil-alkaloid a szerves oldószeres fázisba kerül, ahonnan a fent leírt módon kinyerhető.

A találmány szerinti eljárással a kívánt N-formil-származékokat jó termelési hányaddal és igen jó tisztasági fokban állíthatjuk elő. Az eljárás további előnye, hogy az oxidáció igen enyhe technológiai körülmények között megy végbe, nincs szükség az ismert eljárás esetében alkalmazott igen alacsony, -55 °C körüli hőmérséklet és az ehhez szükséges különleges berendezés alkalmazására; az eljárás tetszőlegesen nagy mértékben vitelezhető ki és a meglevő üzemi berendezések felhasználásával, ami nemcsak technológiai előnyt jelent, hanem számottevő önköltségcsökkenést is eredményez.

A találmány szerinti eljárás gyakorlati kiviteli módjait közelebbről az alábbi példák szemléltetik.

példa

2,5 g (2,7 mmól) vinblasztin-szulfátot 250 ml diklór-metán és 25 ml pelargonsav elegyében oldunk, majd az oldatot 0 °C és + 5 °C közötti hőmérsékletre hűtjük le. Oxidálószerként frissen készített di-terc-butil-kromátot használunk, amelyet a következő módon készítünk el: 1,85 g (18,5 mmól) króm-trioxidot 3,7 g (50 mmól) terc-butanollal szobahőmérsékleten a króm-trioxid teljes feloldódásáig keverünk. Az így kapott di-terc-butil-kromát (krómsav-di-terc-butilészter) oldatot 5 ml diklór-metánnal hígítjuk és vízmentes nátrium-szulfáttal szárítjuk. Ezután az oxidálószer oldatát is 0 °C és + 5 °C közötti hőmérsékletre hűtjük le, majd keverés közben hozzáöntjük a vinblasztin-szulfát és pelargonsav fenti módon elkészített és lehűtött oldatához, majd az elegyet 0 °C és + 5 °C hőmérsékleten további 15 percig keverjük. Ezután az oxidációs reakcióelegyhez 25 ml dietil-amint adunk a további oxidáció leállítása céljából. A dietil-amin reakciója exoterm, ezért a hozzáadást olyan ütemben kell végezni, hogy a reakcióelegy hőmérséklete eközben ne emelkedjék 20 °C fölé. A reakcióelegyet ezután 500 ml vízbe öntjük, a szerves fázist elkülönítjük, vízmentes nátrium-szulfáttal szárítjuk, majd vákuumban szirupsűrűségig bepároljuk. A maradékot 200 ml 2%-os vizes kénsavoldattal hígítjuk, mire a pelargonsav és az esetleg jelenlevő

-2181126 egyéb szennyezések csapadék alakjában kiválnak. A csapadékot kiszűrjük és a szűrletet tömény ammó· nium-hidroxid-oldattal 8 pH-értékre lúgosítjuk, majd 50-50 ml diklór-metánnal négyszer extraháljuk. A diklór-metános oldatokat egyesítjük, vízmentes nátrium-szulfáttal szárítjuk, majd szárazra pároljuk.

Körülbelül 2 g száraz maradékot kapunk, amely a kívánt vinkrisztin mellett melléktermékként kevés N-dezmetil-vinblasztint is tartalmaz. Ez utóbbit hangyasav és eeetsavanhidrid elegyével történő formilezés útján szintén a kívánt vinkrisztinné alakítjuk. Ebből a célból a kapott körülbelül 2 g száraz maradékot 18 ml hangyasav és 3 ml eeetsavanhidrid elegyében oldjuk, az oldatot szobahőmérsékleten 20 percig állni hagyjuk, majd 100 ml jeges vízbe öntjük. A vizes elegyet tömény ammónium-hidroxid-oldattal 8 pH-értékre lúgosítjuk, majd 50-50 ml diklór-metánnal négyszer extraháljuk. A diklór-metános kivonatokat egyesítjük, vízmentes nátrium-szulfáttal szárítjuk, majd vákuumban szárazra pároljuk. Körülbelül 2 g száraz maradékot kapunk.

A fenti módon formilezett nyers terméket kroma tografálással tisztítjuk. Ebből a célból 80 g III. aktivitású Brockmann alumínium-oxidból (vö.: Römpp: Vegyészeti Lexikon, 1981. I. k. 401. old.) benzollal oszlopot készítünk. A formilezett száraz maradékot 10 ml 7 : 3 térfogatarányú benzol-kloroform elegyben Jí oldjuk és az oldatot az oszlopra rétegezzük. Az oszlopot azután 300 ml 7 : 3 arányú benzol-kloroform eleggyel, majd 1500 ml 1 ; 1 arányú benzol-kloroform eleggyel, végül 300 ml kloroformmal eluáljuk. A vékonyrétegkromatográfiás vizsgálat alapján vinkrisztin-tartalmúnak talált eluátum-frakciókat egyesítjük és szárazra pároljuk. Maradékként 1,85 g amorf vinkrisztin-bázist kapunk, ezt 5 ml etanolban oldjuk és 0,3% kénsavat tartalmazó etanollal 4 pH-értékig savanyítjuk, amikor a vinkrisztin-szulfát kristályos alakban leválik. Hy módon 1,8 g vinkrisztin-szulfátot (az elméleti hozam 72%-a) kapunk; op.: 216-218 °C. A kapott vinkrisztin-szulfátból felszabadított vinkrisztin-bázis fajlagos forgatóképessége [α]θ^θ = + 58° (c = 1, kloroformban).

2. példa

2,5 g (2,7 mmól) vinblasztin-szulfátot 250 ml diklór-metán és 25 ml ecetsav elegyében oldunk, majd az oldatot 0 °C és + 5 °C közötti hőmérsékletre hűtjük. Oxidálószerként di-terc-butil-kromátot használunk, amelyet az 1. példában megadott mennyiségű anyagokból, az ott leírt módon frissen készítünk el. A fenti módon készített és lehűtött vinblasztin-szulfát-oldathoz keverés közben adjuk hozzá az ugyancsak 0°C és +5°C közötti hőmérsékletre lehűtött di-terc-butil-kromát-oldatot, majd az elegyet 0 °C és + 5 °C közötti hőmérsékleten 10 percig tovább keverjük. Ezután az oxidációs reakcióelegyet 400 ml víz és 100 ml tömény vizes ammónium-hidroxid-oldat jégdarabokat is tartalmazó elegyébe öntjük. A diklór-metános fázist elkülönítjük, 200 ml vízzel mossuk, majd vízmentes nátrium-szulfáttal szárítjuk és vákuumban szárazra pároljuk. Maradékként 2,0 g nyers vinkrisztint kapunk, amely kevés N-dezmetil-vinblasztint is tartalmaz. Ez utóbbi mellékterméknek a kívánt vinkrisztinné történő átalakítása céljából a kapott nyers terméket az 1. példában leírt módon formilezzük. A formilezés után kapott 2g vinkrisztint 10 ml 1 :1 arányú benzol-kloroform elegyben oldjuk és az oldatot egy 10 g III. aktivitású Brockmann alumínium-oxidból készített szűrőrétegre visszük. A szűrőrétegen adszorbeált vinkrisztint 200 ml 1:1 térfogatarányú benzol-kloroform eleggyel eluáljuk, a vinkrisztint tartalmazó oldószerelegyet vákuumban szárazra pároljuk, a kapott 1,8 g száraz maradékot 6 ml metanolban melegítés közben oldjuk és az oldatot szobahőmérsékletre hagyjuk lehűlni, miközben megindul a termék kristályos alakban történő kiválása. Az elegyet szobahőmérsékleten 4 óra hosszat állni hagyjuk, majd a kristályos alakban kivált vinkrisztin-bázist szűréssel elkülönítjük. így 1,2 g kristályos vinkrisztin-bázist kapunk. A kristályosítási anyalúgot szárazra pároljuk és az 1. példában leírt módon kromatografáljuk. Az eluálás során kapott vinkrisztin-tartalmú frakciókat egyesítjük és szárazra pároljuk, így további 0,55 g vinkrisztin-bázist tartalmazó amorf száraz maradékot kapunk, amelyet a fent leírt módon kristályosítunk. így összesen 1,75 g kristályos vinkrisztin-bázist kapunk, amelyet az 1. példában leírt módon vinkrisztin-szulfáttá alakítunk át. összesen 1,78 g vinkrisztin-szulfátot kapunk (az elméleti hozam 71%-a); op.: 217-219 °C. A kapott vinkrisztin-szulfátból felszabadított vinkrisztin-bázis fajlagos forgatóképessége: [α]ο° =+59° (c=l, kloroformban).

3. példa

Az 1. példában leírtak szerint járunk el, csupán azzal a különbséggel, hogy az ott említett pelargonsav helyett ugyanolyan mennyiségű izovajsavat alkalmazunk. A reakcióelegynek a leírt módon történő feldolgozása után 1,7 g vinkrisztin-szulfátot (az elméleti hozam 68%-a) kapunk; op.: 216—218 °C. A szulfátból felszabadított vinkrisztin-bázis fajlagos forgató képessége: [α]ο°= + 58° (c = l, kloroformban).

4. példa

A 2. példában leírt módon járunk el, csupán azzal az eltéréssel, hogy az ott említett ecetsav helyett 3 g n-vajsavat adunk a diklór-metános oldathoz, a reakcióelegy feldolgozása során pedig víz és ammónium-hidroxid-oldat elegye helyett 500 ml 10%-os vizes nátrium-hidrogén-karbonát-oldatba öntjük az oxidációs reakcióelegyet. A leírt módon történő feldolgozás után 1,5 g vinkrisztin-szulfátot (az elméleti hozam 60%-a) kapunk; op.: 215— —217 °C. A szulfátból felszabadított vinkrisztin-bázis fajlagos forgatóképessége:, [ö]q° = + 59° (c = l, kloroformban).

-3181126

5. példa

2,5 g (2,7 mmól) vinblasztin-szulfátot 250 ml diklór-metán és 25 ml ecetsav elegyében oldunk, majd az oldatot 0 °C és + 5 °C közötti hőmérsékletre hűtjük le. Oxidálószerként di-terc-amil-kromátot használunk, amelyet frissen készítünk el a következő módon: 1,85 g (18,5 mmól) króm-trioxidot 4,4 g (50 mmól) 0 °C hőmérsékletre hűtött terc-amil-alkohollal a króm-trioxid teljes oldódásáig keverünk. Az így kapott di-terc-amil-kromát-oldatot 5 ml diklór-metánnal hígítjuk és vízmentes nátrium-szulfáttal szárítjuk. Ezt a 0°C hőmérsékletre hűtött oxidálószer-oldatot keverés közben adjuk hozzá a fenti módon elkészített 0 °C és + 5 °C közötti hőmérsékletre hűtött ecetsavas vinblasztin-szulfát-oldathoz és a keverést a megadott hőmérsékleten 15 percig tovább folytatjuk. Ezután 800 mg (5,6 mmól) 70%-os perklórsav 700 ml diizopropil-éterrel készített oldatát öntjük az oxidációs reakcióelegyhez, amikor is a képződött vinkrisztin a jelenlevő krómsókkal együtt csapadék formájában leválik. A csapadékot kiszűrjük, majd 200 ml diklór-metán és 200 ml 10%-os vizes nátrium-hidrogén-karbonát-oldat közötti megosztásnak vetjük alá. A szerves fázist elkülönítjük, vízmentes nátrium-szulfáttal szárítjuk, majd szirup sűrűségűre bepároljuk. A szirupsűrű koncentrátumot 10 ml 1:1 térfogatarányú benzol-kloroform elegyben oldjuk és egy 10 g III. aktivitású Brockmann alumínium-oxidból készített szűrőrétegre öntjük. A továbbiakban a 2. példában leírt módon járunk el; termékként 1,7 g (1,84 mmól) vinkrisztin-szulfátot kapunk (az elméleti hozam 68%-a); op.: 216-218 °C. A kapott szulfátból felszabadított vinkrisztin-bázis fajlagos forgatóképessége: [α]ο° = + 59° (c - 1, kloroformban).

6. példa

2,5 g (2,7 mmól) vinblasztin-szulfátot 250 ml diklór-metán és 25 ml ecetsav elegyében oldunk, majd az oldatot 0 °C és + 5 °C közötti hőmérsékletre hűtjük le. Oxidálószerként a krómsav 3-metil-pentán-3-ol-lal készített észterét használjuk, amelyet frissen készítünk a következő módon: 1,85 g (18,5 mmól) króm-trioxid és 5,1 g (50 mmól) 0 °C hőmérsékletre hűtött 3-metil-pentán-3-ol elegyét 0 °C hőmérsékleten a króm-trioxid teljes oldódásáig keverjük. Az elegyet azután 5 ml diklór-inetánnal hígítjuk és vízmentes nátrium-szulfáttal szárítjuk. Az így kapott oxidálószer-oldatot 0 °C hőmérsékletre hűtjük és keverés közben hozzáadjuk a vinblasztin-szulfát fenti módon elkészített és lehűtött ecetsavas oldatához. Továbbiakban 2. példában leírt módon járunk el. Termékként 1,55 g (1,67 mmól) vinkrisztin-szulfátot (az elméleti hozam 62%-a) kapunk; op.:

215-217 °C. A kapott szulfátból felszabadított vinkrisztin-bázis fajlagos forgatóképessége: [α]θ^θ = = + 58° (c = 1, kloroformban).

7. példa

2,45 g (2,7 mmól) leurozin-szulfátot 250 ml diklór-metán és 25 ml pelargonsav elegyében oldunk 10 és az oldatot 0 °C és + 5 °C közötti hőmérsékletre hűtjük le. A továbbiakban az 1. példában leírt módon járunk el. Termékként 1,45 g (1,58 mmól) formil-leurozin-szulfátot (az elméleti hozam 58%-a) kapunk; op.: 248-252 °C; [oc]^° = + 35° (c = 1, me15 tanolban).

Claims (8)

1. Szabadalmi igénypontok:

   20 1. Eljárás a vindolin-molekularész indol-nitrogénatomján formilcsoportot tartalmazó bisz-indol-alkaloidok előállítására, a megfelelő N-metil-csoportot tartalmazó bisz-indol-alkaloidok oxidációja útján, azzal jellemezve, hogy a bisz-indol-alkaloidot —10 °C
2. 2'5 és + 10°C, célszerűen 0 °C és + 10 °C közötti hőmérsékleten, a krómsav valamely 4—6 szénatomos alifás tercier alkohollal képezett észterével, valamely 2-10 szénatomos, egyenes vagy elágazó szénláncú telített alifás karbonsav jelenlétében oxidáljuk, majd

   30 az oxidációs terméket a reakcióelegyből elkülönítjük és kívánt esetben a nyers oxidációs terméket formilezzük.

   2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy bisz-indol-alkaloidként

   35 'vinblasztint alkalmazunk.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy bisz-indol-alkaloidként leurozint alkalmazunk.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási 40 módja, azzal jellemezve, hogy krómsavészterként krómsav-di-terc-butilésztert, krómsav-di-terc-amilésztert vagy krómsav-(3-metil-pentán-3-ol)-észtert alkalmazunk.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási 45 módja, azzal jellemezve, hogy alifás karbonsavként ecetsavat, vajsavat, izovajsavat, vagy pelargonsavat ;ilkalmazunk.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az oxidációt vízmen50 tes szerves oldószer, előnyösen diklór-metán jelenlétében folytatjuk le.
7. 7. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a kívánt oxidáció elérése után az oxidációs reakciót valamely bázisnak,

   55 előnyösen valamely szerves aminnak a reakcióelegyhez adása útján leállítjuk,
8. 8. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a nyers oxidációs terméket hangyasav és ecetsav elegyének a nyers ter60 mékhez való hozzáadása útján formilezzük.