HU216815B - Eljárás NG-monoalkil-L-arginin és analógjainak előállítására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás az (I) általánős képletű NG-mőnőalkil-L-arginin és analógjai – ahől R1 jelentése 1–6 szénatőmős alkilcsőpőrtés n jelentése 3–5 –, valamint sói, különösen az NG-mőnőmetil-L-arginin és hidrőklőridsója előállítására, amely abban áll, hőgy egy(II) általánős képletű N-alkil-aminő-iminő-metánszűlfőnsavat, ahől R1jelentése a fenti, egy (III) általánős képletű aminősavval, ahől njelentése a fenti, reagáltatnak. A találmány tővábbá a (II) általánősképletű köztitermékek előállítására is vőnatkőzik. A találmányszerinti eljárást előnyösen egy edényben, a köztitermékek izőlálásanélkül hajtják végre. ŕ

Description

A jelen találmány tárgya eljárás az N^G-monoaíkil-Larginin és analógjainak, különösen az N^G-monometilL-arginin-hídrokloríd (L-NMMA-hidroklorid) előállítására.

Laboratóriumban a guanidinek előállítására használt legelterjedtebb módszer szerint az arainokat egy Salkil-izotiokarhamid-sóval reagáltatják; egyik ilyen módszer, amelyben általánosan az S-meíil-izotiokarbamid-sókat alkalmazzák, például Ferrario és munkatársai által közölt eljárás (Syníh. Commun. 21, 99-105 [1991]). Ezen reakció mellékterméke a mérgező metiímerkaptán-gáz, melynek kimutatási küszöbértéke emberekben körülbelül 1 ppb. Az előírás emiatt megköveteli, hogy a metil-merkaptánt egy környezetbarát melléktermékké alakítsák át. A fenti eljárás további hátránya, hogy egy igen toxikus anyaggal, a metil-jodiddal való kezelés szükséges az S-metil-izotiokarbamid-só előállításához. Míg a toxikus vegyületekkel történő kezelés kis méretekben lehetséges, addig a nagy méretekben történő előállítás során a nagy mennyiségű toxikus vegyületet igénylő kezelés megengedhetetlen.

Maryanoff és munkatársai (J. Org. Chem. 51, 1882-1884 [1986]) egy olyan szintetikus módszert ajánlottak, amely a tiokarbamid hidrogén-peroxiddal való reakciója során keletkező amino-imino-metánszulfonsav köztiterméket hasznosítja. Maryanoff és munkatársai megkísérelték megismételni VVaíter és munkatársai oxidációs eljárásait (Liebigs Ann. Chem. 722, 98 [1969]) frissen készítet! metanolos pereeetsavval, ezek a kísérletek azonban sikertelennek bizonyultak. Ráadásul, abból a célból, hogy a kívánt hidrogén-peroxidot felhasználó eljárás végbemenjen, szükség volt egy katalizátor alkalmazására, nevezetesen nátrium-molibdenát-dihidraíra. A leírt hidrogén-peroxidos eljárást eddig még nem alkalmazták Νθ-monoaíkil-L-arginin előállítására.

Azt találtuk, hogy az N-alkil-amino-immo-metánszulfonsav guanilezőszer felhasználható guanidinszármazékok, például argininszánnazékok előállítására rizikók nélkül, vagy a végtermékben a kataíizátorszennyezés kizárásával, a korábbi módszerekhez viszonyítva.

A találmány tárgya tehát egy veszélymentes eljárás az (1) általános képletű N^G-monoalkil-L-arginin és gyógyászatilag elfogadható sói vagy észterei tiszta formában történő előállítására,

NR¹

NH.

ahol R¹ jelentése a fentiekben megadott, egy (III) általános képletű vegyülettel,

h.n (m) ahol n jelentése a fentiekben megadott, vagy ennek egy gyógyászatilag elfogadható sójával vagy észterével reagáltatunk.

A reakciót egy szervetlen bázis hozzáadásával a (II) és (111) képletű vegyületeket tartalmazó vizes oldathoz, nem extrém hőmérséklet-tartományban -20 °C és 100 °C között, például -5 °C és 50 °C között, előnyösen 5 °C és szobahőmérséklet között hajthatjuk végre. A reakcióelegy pH-értéke 9 és 10 közötti.

Alkalmas szervetlen bázis a kálium-karbonát, nátrium-karbonát, nátrium-hidrogén-karbonát, nátrium-hidroxid, kálium-hídroxíd vagy a kalcium-bidroxíd.

Előnyös szervetlen bázis a kalcium-bidroxíd, kálium-karbonát vagy nátrium-hidroxid, legelőnyösebb a nátrium-hidroxid.

A (II) általános képletű vegyületeket egy (IV) általános képletű vegyület, h₂n

NE.

(IV) ahol R^! jelentése 1-6 szénatomos alkilcsoport és n jelentése 3-5, a végtermékben a szennyezés problémái nélkül.

A fentiek alapján a jelen találmány a fent definiált (Γ) általános képletű vegyületek előállítási eljárására vonatkozik, amely abban áll, hogy egy (II) általános képiéin guanííezőszert,

NR'

H,N 'SO--H (Ii) ahol R^! jelentése a fentiekben megadott, oxidációjával állítjuk elő.

Megfelelő oxidáció érhető eí, ha egy, a fentiekben definiált (IV) általános képletű vegyületet poláros oldószerben pereeetsavval reagáltatunk. Ilyen oldószerek közé tartozik a víz, az 1 -6 szénatomos alkoholok vagy az SVM (etanol plusz 2% metanol). Előnyös oldószerek a víz, metanol vagy az SVM, legelőnyösebb a víz. A reakciót előnyösen nem extrém hőmérsékleten, -20 °C és 100 °C közötti tartományban, például -5 °C és 50 °C között és szokásosan 0 °C és 20 °C között - a választott oldószertől függően - hajijuk végre.

Noha tehetőség van arra, hogy az (I) általános képletű vegyületek szintézisét egy kétlépéses szintézisként végezzük, izolálva a (II) képletű intermediert, az ilyen kétlépéses szintézis nem kötelező. Egy egylépéses szintézis alkalmazhatósága lehetővé tenné, hogy az eljárást könnyebben lehessen adaptálni az ipari méretű, mint a laboratóriumi méretű felhasználáshoz.

Az egyik probléma, amely akkor adódik, amikor az eljárást ipari méretben vitelezzük ki, az oxidáció rendkívül exoterm reakciója, különösen akkor, ha sajátos oldószereket használunk. Ez okból előnyös, ha egy vizes oldószert alkalmazunk, például vizet, ha egylépéses szintézist hajtunk végre.

A jelen találmány az (I) általános képletű vegyületek sók formájában, különösen savaddíciós sók formá55 jában való előállítására is vonatkozik. Az alkalmas sók közé tartoznak mind a szerves mind a szervetlen savakkal képzett sók. így előnyös sók azok, melyeket a következő savakkal képzünk: sósav, hidrogén-bromid, kénsav, citromsav, borkősav, foszforsav, tej sav, szőlő60 sav, ecetsav, borostyánkősav, oxálsav, íümársav, ma2

HU 216 815 Β íeinsav, oxálecetsav, metánszulfonsav, etánszulfonsav, p-toluolszulfonsav, benzolszulfonsav és izetionsav.

Előnyös (1) képletű vegyületek azok, amelyekben n jelentése 3 vagy 4; azaz az arginin- vagy íizinanalógok, és különösen előnyös vegyületek azok, amelyekben n jelentése 3.

R¹ jelentésére előnyös definíciók a metil- és etilcsoport, legelőnyösebb a metilcsoport.

Előnyös (I) képleíű vegyületek az N^G-monometíl-Largínín vagy hidroklorídsója,

A találmány egy további tárgya eljárás L-NMMA előállítására L-omitin-hidroklorid és N-metíl-aminoimino-metánszulfonsav reakciójával.

Az (I) általános képletű vegyületek és különösen az L-NMMA vagy hidrokloridsóik felhasználhatók, mint nitrogén-oxid- (NO-) szintetáz inhibitorok, és olyan betegségek kezelésében alkalmazhatók, melyeket kóros NO-termelés okoz, például szeptikus sokkban.

Ezek alapján a találmány egy további szempontja szerint eljárást nyújt (I) általános képletű vegyületek előállítására NO-szintetáz inhibitorokként történő felhasználásra, különösen szeptikus sokk kezelésére.

A találmányt - az oltalmi kör korlátozása nélkül az alábbi példákon mutatjuk be.

/ példa

N-Melil-ammo-ímino-metánszulfonsav előállítása

Reagensek

N-Metil-tiokarbamid (ALDRICH) Mt: 90,15 90,0 g, kb. 1,0 mól

Perecet sav (körülbelül 32 tömeg% ecetsavban) (FLUKA) Mt: 76,05 928,0 g, 3,9 mól

Ecetsav 1000 ml

Metanol 50 ml

928,0 g (3,9 mól) perecetsav (32 t%-os ecetsavban) kevert oldatához körülbelül 5 °C-on cseppenként hozzáadjuk 90,0 g (1,0 mól) N-metil-tiokarbamid 1000 ml ecetsav és 50 ml metanol elegyében készített oldatát oly módon, hogy a reakció hőmérsékletét 10 és 20 °C között tartjuk keverés közben (jeges hűtést alkalmazunk). Az adagolás befejezése után a kivált fehér csapadékot kiszűrjük és foszforpentoxid fölött vákuumban szárítjuk, igy a kívánt terméket fehér kristályok formájában kapjuk (111,5 g, 81%).

L-NMMA előállítása

Reagensek

L-Omitin-hidroklorid 99%

(SIGMA)	Mt: 168,15 25,00 g,	0,15 mól
N-Metil-amino-
imino-metánszul-
fonsav	Mt: 138,15 17,50g,	0,52 mól
Kálium-karbonát,
vízmentes 99%	Mt: 138,21 175,0 g,	1,23 mól
(ALDRICH)
Víz	500 ml

25,00 g (0,15 mól) L-ornítin-hidroklorid és 71,50 g (0,52 mól) N-metil-amino-imino-metánszulfonsav elegyéhez hozzáadunk 500 ml vizet, hogy mindkét reagenst feloldjuk. Az Hegyet 5 percig szobahőmérsékleten kevertetjük, majd kis részletekben hozzáadunk 175,0 g (1,23 mól) kálium-karbonátot (pH~10). A keverést folytatjuk, és a reakció befejeződését 3 óra elteltével TLC-vel ellenőrizzük. Ezután a reakcióelegyet csökkentett nyomáson szárazra pároljuk. A maradékhoz 2x500 ml metanolt adunk, és az elegyet 15 percen át kevertetjük, hogy a képződött L-NMMA feloldódjon. Az oldhatatlan szilárd részeket kiszűrjük, és bőséges mennyiségű metanollal (1000 ml) átmossuk. A szűrletet csökkentett nyomáson szárazra bepároljuk, és a kapott maradékot ezután kis mennyiségű (50 ml) vízben feloldjuk. 2M sósavval (--350--400 ml) a vizes oldatot megsavanyítjuk (pH=l-2). Az így kapott oldatot felvisszük egy Dowex 50wx8 gyantából készült oszlopra (275 ml szárazgyanta-ágy H⁺ ciklusban), amelyet előzőleg desztillált vízzel átmostunk. Ezután a gyantát körülbelül 5,0 liter desztillált vízzel mossuk, majd ezt kö vetően a kívánt terméket IM vizes ammóniaoldattal eluáljuk (körülbelül 5 liter szükséges). Az összegyűjtött frakciókat csökkenteti nyomáson bekoncentráljuk, és így 14,4 g (50,9%) L-NMMA-bázist nyerünk fényes, sárga hab formájában.

A 14,4 g L-NMMA szabad bázist körülbelül 100 mi desztillált vízben feloldjuk, és a pH-t 2M sósavval (350 ml) 3-4 értékre beállítjuk. Az oldatot 15 percig kevertetjük, majd körülbelül 10,0 g aktívszenet adunk hozzá és még további 5 percig kevertetjük. Ezután a keveréket Hyflo-ágyon keresztül szűrjük és a szűrletet csökkentett nyomáson bepároljuk, így 15,3 g L-NMMA-hidrokloridot kapunk fehér, szilárd anyag formájában Ezt az anyagot ezután feloldjuk 225 mi SVM és 25 ml viz elegyében refíuxálás közben, és hagyjuk lehűlni szobahőmérsékletre. így 5,28 g (31,4%) tiszta L-NMMA-hidrokloridhoz jutunk finom, fehér szilárd anyag formájában.

2. példa

N-Metil-amino-imino-metánszulfimsav előállítása

Reagensek

N-Metil-tiokarbamid (ALDRICH) 3 50 g (3,9 mól)

SVM (oldószer) 6,3 1

Perecetsav (36-40 tömeg/térfogat%) (ALDRICH) 2,1 1 (11,6 mól)

Ammónium-szulfit (35% old.) (FLUKA) 855 ml

Víz 303 ml

Módszer

350 g N-metil-tiokarbamidoí keverés közben feloldunk 6,3 íiter SVM-ben. Ezt az oldatot hozzáadjuk

2,1 liter perecetsavval együtt két, egymástól szeparált bevezetőcsövön keresztül egy lombikban lévő 1,3 liternyi SVM-hez, 5-10 °C-on három és fél óra alatt. A perecetsav teljes mennyiségének első 5%-át (105 ml) egyszerre adjuk az oldathoz felesleg biztosítása és fenntartása céljából, hogy ezzel megakadályozzuk a parciális oxidációt és a tiokarbamíd elbomlását molekuláris kénné. Az elegyet még 2 órán keresztül kevertetjük, a kivált csapadékot kiszűrjük, 5 °C-os SVM-mel mossuk és vákuumban 60 °C-on egy éjszakán át szárítjuk. így 488 g (93%) fehér, kristályos anyagot kapunk.

HU 216 815 Β

Az anyalúgot (szűrlet), amely az oxidáíószer feleslegét tartalmazza 388 ml ammónium-szulfit-oídattal keveríetjük, a végpont-meghatározást negatív nátrium-jodid-fésztté! végezzük. A fenti eljárást addig ismételjük, ami íj a szulfonsavat 92%-os hozammal kapjuk.

L-NMMÁ előállítása Reagensek Omitin-hídroklorid (DEGUSSA)

N Metil amino -i minő metánszulfonsav

Víz

500 g (2,98 mól)

700 g (5,07 mól) 3 1

Nátrium-hidroxid (ALDRICH) 360 g (9,00 mól) Víz (oldószer) 1,51

Metanol 51

500 g L-omitin-hidrokloridot és 700 g szulfonsavat feloldunk 3 liter vízben, és 360 g nátrium-hidroxid

1,5 liter vízben készített oldatát csepegtetjük hozzá 30 perc alatt. Az elegyet további 2 órán keresztül keverteíjük, és a hőmérsékletet 15 és 20 °C között tartjuk. A reakció befejeződése után metanol hozzáadásával segítjük az anorganikus sók kiválását. A kivált sókat kiszűrjük, metanollal mossuk, majd a szürleíet csökkentett nyomáson bepároíjuk, hogy a metanolt eltávolítsuk.

L-NMMA.HCl előállítása Reagensek

Dowex 50 x 8 H⁺ gyanta 2,5 kg

Nyers L-NMMA-bázis 200 g

Sósav (35%-os oldat)

Vizes ammóniaoldat

A nyers L-NMMA-oldat pH-ját 35%-os sósavval pH=3 és 4 közé beállítjuk, és az oldatot két egyenlő részre osztjuk. Az első felét felvisszük egy 5 literes, előzőleg vízzel átmosott, Dowex-gyantát tartalmazó oszlopra. Ezután a megkötött anyagot mindaddig vízzel mossuk, míg az összes lejövő szennyezést eí nem távolítottak és a pH nem éri el a 6-os értéket. A termeket ezután 0,5 n ammónium-hidroxid-pufferrel eluáljuk, a frakciókat pH= 10-nél szedjük, összegyűjtjük és HPLCvel megvizsgáljuk. Azokat a frakciókat, amelyek 50% fölött tartalmazzák a kívánt anyagot, egyesítjük, és az ammónia eltávolítása céljából vákuumban bepároljuk. A tiszta bázist 35%-os sósavval pH=4-re megsavanyítjuk és habbá bekoncentráljuk. Ezután a habot 1,5-szörös térfogatú vízből és 20-szoros térfogatú SVM-ből reflux olva kristályosítjuk (téríőgat/gramm nyerstermék), majd hagyjuk lehűlni szobahőmérsékletre, hogy meginduljon a kristályosodás, és egy éjszakán át 4 °C-on tartjuk. A kivált fehér kristályos anyagot kiszűrjük, 5 °C-os SVM-mel mossuk és 55 °C-os vákuumban egy éjszakán át szárítjuk. így 75 g L-NMMA-HCl-ot kapunk, melynek tisztasági foka 99,1%.

3. példa

Az L-NMMÁ-bázis 1 edényes előállítása

Reagensek

N-Metíl-tiokarbamid (ALDRICH) 200 g (2,22 mól)

Perecetsav (ALDRICH) (36 -40 tömeg/íérfogat%) 1,2 1 (6,66 mól)

Víz (oldószer)	2,3 1
Nátrium-szulfií (ALDRICH)	300 g
Víz (szulfit)	1 1
L-Omitin-hi droklorid
(DEGUSSA)	195 g
Nátrium-hidroxid	846 g (21,1 mól)
Víz (kausztikus)	2,1 1
200 g N-raetil-tiokarbamidot keverés közben felöl-

dunk 1 liter vízben. Ezt az oldatot adagoljuk 1,2 liter perecetsavval egyidejűleg két elkülönített sugárban egy lombikba, amely 1,3 liter vizet tartalmaz, 15-20 °C-on, körülbelül 4 óra alatt. A perecetsav teljes mennyiségének első 5%-át (60 ml) egyszerre adjuk hozzá, hogy egy felesleg fenntartását biztosítsuk. A reakció befejeződé15 se után a keverést még 2 órán keresztül 20 °C-on folytatjuk.

A perecetsav-felesleget 1 liter 30%-os vizes nátrium-szulfit-oldattal bontjuk el, melyet 1 óra alatt 20 ^CCon adagolunk. A kapott elegyet ezután megvizsgáljuk peroxid-távollétére 10%-os nátrium-jodid-indikátor-oldat alkalmazásával.

Ezután 195 g L-omitin-hidrokloridot adunk az első lépésben kapott vizes reakcióelegyhez és hagyjuk feloldódni. 846 g nátrium-hidroxidot feloldunk 2,1 liter víz25 ben, és körülbelül 1 óra alatt hozzáadjuk az elegyhez, miközben a hőmérsékletet 15—20 °C-on tartjuk. Ezután a reakcióelegyet még további 2 órán keresztül kevertetjiik, és ha a reakció teljes, metanolt adunk hozzá, hogy a szervetlen sók kiválását elősegítsük. A kivált sókat ki30 szűrjük, metanollal mossuk, és a szűrt oldatot vákuumban betöményítjük, hogy a metanolt eltávolítsuk.

L-NMMA.HCl előállítása Reagensek

Dowex 50 x 8 H⁺ gyanta 4 kg

Nyers L-NMMA-bázis 200 g

Konc. sósav Vizes ammóniaoldat

A nyers L-NMMA-oldat pH-ját cc. sósavval 3 -4 értékre beállítjuk, és az oldatot 2 részre osztjuk. Az első felét fölvisszük egy 4 literes Dowex-gyantaoszlopra, melyet előzőleg vízzel átmostunk. A megkötött anyagot ezután vízzel mossuk, majd ezt követően a 2. példában leírtak szerint eluáljuk. A kapott tiszta bázist sósavval pH=4-re megsavanyítjuk és habbá betöményítjük. Ezt a habot kristályosítjuk víz/SVM elegyből oly módon, hogy refluxoljuk, majd lehűtjük szobahőmérsékletre és egy éjszakán át 4 °C-on tartjuk, így 70 g 98,6%-os tisztaságú L-NMMÁ.HC1-Í kapunk.

Claims (7)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás (I) általános képletű vegyület, NR¹

   NHj mely képletben R^l jelentése 1-6 szénatomos alkil60 csoport és n jelentése 3-5,

   HU 216 815 Β vagy egy gyógyászatilag elfogadható sója vagy észtere előállítására, azzal jellemezve, hogy egy (II) általános képletű guaniíezőszert,

   NR¹ ii mely képletben R¹ jelentése a fentiekben megadott, egy (III) általános képletű vegyülettel, ahol n jelentése a fentiekben megadott,

   NH, vagy egy gyógyászatilag elfogadható sójával vagy észterével reagáltatunk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás (I) általános képletű vegyület vagy egy gyógyászatilag elfogadható sója vagy észtere előállítására, amelyben n jelentése 3 vagy 4, azzal jellemezve, hogy a megfelelő kiindulási anyagokat reagáltatjuk.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás olyan (1) képletű vegyület vagy gyógyászatilag elfogadható sója vagy észtere előállítására, amelyben n jelentése 3, azzal jellemezve, hogy (III) általános képletű kiindulási anyagként L-omitín-hidrokloridot alkalmazunk.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás egy olyan (I) általános képletű vegyület vagy' gyógyászatilag elfogadható sója vagy észtere előállítására, amelyben R¹ jelentése metil- vagy etilesoport, azzal jellemezve, hogy a megfelelő kiindulási anyagokat alkalmazzuk.
5. 5. A 4. igénypont szerinti eljárás olyan (I) általános képletű vegyület vagy gyógyászatilag elfogadható sója vagy észtere előállítására, amelyben Rt jelentése metilcsoport, azzal jellemezve, hogy (II) általános képlett! kiindulási anyagként N-metil-amino-imino-metánszulfonsavat alkalmazunk.
6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás N°-monometil-Larginin vagy hidrokloridsója előállítására, azzal jellemezve, hogy a megfelelő kiindulási anyagokat alkalmazzuk.
7. 7. Eljárás egy (II) általános képletű vegyület,

   NR¹ „ , +¾ OT

   H-N

   -⁴ J mely képletben R¹ jelentése a fentiekben megadott, előállítására, azzal jellemezve, hogy egy (IV) általános képletű vegyületet oxidálunk,

   NR¹ ahol Rt jelentése a fenti, és az oxidálószer perec etsav.