NO170078B - Fremgangsmaate for fremstilling av 3-indolpyrodruesyre eller 5-oh-derivatet derav - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av 3-indolpyrodruesyre eller 5-OH-derivatet derav med formel: hvori X er hydrogen eller hydroksy, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at tryptofan eller 5-hydroksytryptofan med formel:

hvori X har den ovennevnte betydning, eller en lavere alkylester derav, omsettes med et pyridinaldehyd i et polart organisk løsningsmiddel ved en koblingsreaksjon i nærvær av en tertiær aminbase som protonakseptor og dehydratiserings-middel under dannelse av en Schiffs base som mellomprodukt, hvoretter reaksjonsblandingen hydrolyseres med en sterkt sur vandig løsning til dannelse av et bunnfall bestående i det vesentlige av 3-indolpyrodruesyre eller dens 5-OH-derivat,

som isoleres.

Disse og andre trekk ved oppfinnelsen fremgår av patent-kravene.

Forskjellige metoder for syntese av 3-indolpyrodruesyre er beskrevet i litteraturen.

Ellinger og Matsouka (Hoppe-Seylers s.109, 259 (1920)) oppnådde ketosyren ved kondensering av indol-3-aldehyd og ben-zoylglycin, etterfulgt av hydrolyse av reaksjonsproduktet (2-fenyl-4-indolyl-metylen-5-oksazolon).

Bentley et al (Biochem. J. 64, 44 (1956)) kondenserte derimot indol-3-aldehyd med hydantoin, etterfulgt av surgjøring med svovelsyre.

Kaper et al (Arch. Bioch, Biophys. 103, 469 (1963)), omsatte forbindelsen oppnådd etter kondenseringsreaksjonen av indol-3-aldehyd med hydantoin med bariumhydroksyd, etterfulgt av surgjøring med saltsyre.

Sakurai (J. Biochem. 44, 47 (1957)) anvendte metylindolacetat som et utgangsmaterial ved en omsetning med dietyloksalat.

US patentskrift 4.551.471 beskriver en syntese av 3-indolpyrodruesyre ved å gå ut fra L-tryptofan, under innvirkning av enzymet aspartat-aminotransferase, oppnådd fra mitochond-rier fra dyreorganer, men de oppnådde utbytter er bare 5 - 10 % og det oppnådde indolderivat er ikke stabilt i vandig oppløsning.

Basis for den forliggende oppfinnelse er at tryptofan, både i form av de enkelte L- og D-isomerer, og D,L-blandingen, anvendes som en utgangsforbindelse for kjemisk syntese av 3-indolpyrodruesyre med høye utbytter. Dette gjelder til-svarende for 5-OH-forbindelsene.

Reaksjonen gjennomføres ved bruk av et middel med en høy dehydratiserende evne i forbindelse med en koblingsreaksjon idet reaksjonen antas å føre til en en Schiffbase. Det vises for dette til det anførte reaksjonsskjerna.

3-INDOLPYRODRUESYRE

I henhold til oppfinnelsen er et særlig foretrukket dehydratiserende middel 1.8-diazabisyklo(5.4.0)undec-7-en, i det følgende betegnet ved forkortelsen DBU, og også et salt inne-holdende et metall som kan danne en stabil binding med reak-sj onsmellomproduktene . Spesielt foretrukket blant slike salter er sinkklorid som antas å danne et kompleks med mellomproduktet ved syntesen. DBU er en reaksjonskomponent som har vært anvendt tidligere i helt andre prosesser, som for eksempel innføring av silangrupper i organiske forbindel-ser (Tetrahedron Lett. 26, 475, 1985), forestring av karboksylsyre (Bull. Chem. Soc. Jap. 51, 2401, 1978) eller fremstilling av peptider (Tetrahedron 40, 4237, 1984). Der er ingen antydning i litteraturen om en bruk av DBU som foreskrevet ved den foreliggende oppfinnelse. Som dehydratiserende middel og tertiær aminbase kan det også fordelaktig anvendes trietylamin eller blandinger av dette med DBU.

1.5.7-triazobisyklo[4.4.0]dec-7-en (TBD) kan oså med fordel anvendes.

Representative for de nevnte pyridinaldehyder er isonikotinaldehyd. ET annet velegnet pyridinaldehyd er pyridin-2-karboksyaldehyd (PCA).

Det polare , organiske løsningsmidlet som anvendes ved reaksjonen kan være et i det vesentlige vannfritt løsnings-middel. Representative løsningsmidler er dimetylformamid (DMF) og acetonitril. Et vannholdig løsningsmiddel kan anvendes og eksempler på slike er DMF og metanol.

Reaksjonen kan gjennomføres ved romtemperatur med gode resultater.

Fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse har vist seg særlig effektiv for fremstilling av 3-indolpyrodruesyre, d.v.s. at reaksjonen forløper med meget høye utbytter (over 50 %) i forhold til tryptofan eller dets ester. Som angitt i det foregående er prosessen også anvendelig for tryptofan som er OH-substituert i 5-stillingen.

Eksempler på gjennomføringen av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er illustrert i det følgende.

Eksempel 1.

Fremstilling av indolpyrodruesyre fra tryptofan

En suspensjon av 0,658 g tryptofan i 10 ml dimetylformamid (DMF) som er gjort vannfri ved å føres gjennom molekylsikter eller på nøytrale aluminiumoksydkolonner og under tørr nitrogenatmosfære, tilføres hurtig 0,688 ml isonikotinaldehyd. En nesten fullstendig oppløseliggjøring av suspensjonen foregår med en fargeendring mot gult. Systemet avkjøles med et isblandet vannbad og det tilsettes med en gang sakte 1,0 ml 1.8-diazabisyklo(5.4.0)-undec-7-en (DBU) på forhånd oppløst i 5 ml DMF, som er gjort vannfritt som ovenfor angitt.

Oppløsningen endrer farge fra gul til blodrød.

Reaksjonsblandingen bringes til romtemperatur og holdes under omrøring og tørt nitrogen over natten.

Blandingen helles inn i et dobbelt volum på forhånd avkjølt 1,0 N HC1 idet systemet holdes under omrøring i 15 minutter. Det ekstraheres med etylacetat (5 x 25 ml). Den organiske fase vaskes i rekkefølge med 0,1 N HCl, og deretter med en mettet NaCl-oppløsning. Den organiske fase tørkes over vann-• fritt Na2SC>4 over natten. Det filtreres, det organiske løsningsmiddel avdampes og etter rensning oppnås 329 mg indolpyrodruesyre med 5 0 % utbytte i forhold til initialt tryptofan.

NMR, IR-analyse og smeltepunktet for indolpyrodruesyren er i samsvar med data fra litteraturen.

Eksempel 2.

Fremstilling av indolpyrodruesyre fra metyltryptofanhydroklorid

Til 10'ml DMF eller acetonitril (CH3CN) som er blitt gjort vannfritt ved å føres gjennom molekylsikter eller nøytrale aluminiumoksydkolonner tilføres 300 mg metyltryptofanhydroklorid og deretter 0,17 0 ml trietylamin under tørr nitrogenatmosfære, idet systemet holdes under omrøring i 30 minutter ved romtemperatur. På nytt under tørr nitrogenatmosfære tilsettes hurtig 0,280 ml isonikotinaldehyd under omrøring og det oppnås en blekgul oppløsning. Deretter tilsettes sakte 0,5 ml DBU oppløst i vannfri DMF-oppløsning. Reaksjonsopp-løsningen endrer farge fra gul til blodrød.

Systemet opprettholdes under omrøring og tørr nitrogenatmosfære over natten. Ved slutten av denne tid helles blandingen inn i et dobbelt volum 1 N HC1 og oppvarmes til 60°C under oppvarming. Reaksjonsblandingen avkjøles og ekstraheres med etylacetat (5x15 ml). Den organiske fase vaskes i rekkefølge med 0,1 N HC1 og en mettet NaCl-oppløsning. Den organiske fase tørkes over Na2S04 over natten. Den filtreres, det organiske løsningsmiddel avdampes og etter rensing oppnås 155 mg indolpyrodruesyre med 65 % utbytte i forhold til initial tryptofanmetylester HC1.

NMR, iR-analyse og smeltepunkt for indolpyrodruesyren er i samsvar med data fra litteraturen.

Eksempel 3.

Fremstilling av indolpyrodruesyre fra metyltryptofanhydroklorid

Eksempel 2 gjentas inntil den blekgule oppløsning oppnås.

Ved dette tidspunkt, før tilsetning av DBU, tilsettes sakte 96 mg vannfritt ZnCl2 under omrøring. Reaksjonsblandingen endrer farge fra gul til blodrød.

Ved å arbeide som beskrevet i eksempel 2, oppnås 155 mg indolpyrodruesyre med 65 % utbytte i forhold til initialt metyltryptofanhydroklorid.

Eksempel 4.

Fremstilling av indolpyrodruesyre fra L- eller D,L-tryptofan i metanol

34 ml metanol tilsettes ved romtemperatur (omtrent 20°C)

5 g tryptofan og under omrøring tilsettes 4 ml trietylamin

(TEA).

Etter ti minutter tilsettes hurtig 3,98 ml isonikotinaldehyd (ISNA) under omrøring. Oppløsningen endrer farge fra melke-hvit til gylden grønngul.

Omrøring fortsettes i ytterligere 15 til 20 minutter. Deretter tilsettes hurtig 2,0 ZnCl2 og det oppnås et rikelig gult bunnfall. Dette omrøres kraftig i ytterligere ti minutter og 8,07 ml DBU på forhånd oppløst i 6 ml metanol tilsettes hurtig dråpevis. Tilsetningene foretas i løpet av omtrent fem minutter. En oransjerød oppløsning oppnås til slutt som har tendens til meget hurtig mørkfarging, mens en sakte oppløsning av bunnfallet foregår.

Etter omtrent 80 til 90 minutter fra den siste tilsetning tilsettes hurtig den mørkerøde blanding uten bunnfallet dråpevis under kraftig omrøring i omtrent 300 ml 1 N HC1 på forhånd oppvarmet til omtrent 55°C. Det oppnås en klar oransjefarget oppløsning.

Etter omtrent ti minutters omrøring og ved omtrent 55°C foregår en betraktelig utfelling av et voluminøst gult faststoff som har tendens økende fortykning.

Etter omtrent 30 minutter avbrytes oppvarmingen og blandingen får fritt synke til romtemperatur (omtrent 20°C) under om-røring.

Etter omtrent tre timer blir et kanarigult faststoff

avsuget på filter, og vasket flere ganger først med 20 ml IN HCl/metanol (10:1), og deretter med koldt vann til å gi et ufarget og nøytralt filtrat.

Dette anbringes i en vakuumtørke over natten. Det oppnås

3,1 g (omtrent 62 % utbytte) indolpyrodruesyre med 100 % renhet (HPLC, NMR, IR, UV i samsvar).

Eksempel 5.

Fremstilling av 5-OH indolpyrodruesyre (5HIPA)

Ved å følge prosedyren beskrevet i eksemplene i, 2 og 3 i vesentlig grad omdannes 5-OH-tryptofan eller 5-OH-tryptofanmetylester til 5-OH-IPA.

De foregående eksempler viser at oppfinnelsen er særlig effektiv ved en fremgangsmåte for kjemisk syntese av 5-OH-indolpyrodruesyre.

Eksempel 6

En suspensjon av 500 mg L-tryptofan i 10 ml metanol ble ved romtemperatur under omrøring tilsatt 0,4 ml TEA idet tempera-turen ble holdt under 30°C med et isblandet vannbad. Etter ca 10 minutter ble 0,4 ml pyridin-2-karboksyaldehyd (PCA) tilsatt. Det fremkom en oppløsning med intens gulfarge. Etter 20 minutter ble 0,2 g vannfritt sinkklorid tilsatt hvorved det fremkom et gult bunnfall og en oppløsning som tenderte mot orange. På dette tidspunkt ble det i små porsjoner tilsatt 0,8 ml DBU oppløst i 2 ml metanol hvorved det fremkom en klar blodrød oppløsning. Etter 45 minutter ble det tilsatt 100 ml 1 M HC1 som var forvarmet til 55 - 60°C. Det derved dannede gule bunnfall ble vasket og tørket og viste seg å være 3-indolpyrodruesyre i en mengde på 310 mg (utbytte 62 %).

Eksempel 7

En suspensjon av 500 mg L-tryptofan i en blanding av 6 ml metanol og 4 ml acetonitril ble ved romtemperatur under omrøring tilsatt 1,4 ml TEA. Til denne suspensjon ble det tilsatt 0,4 ml PCA. Det fremkom en klar blekgul oppløsning. Ved tilsetning av 0,2 g vannfritt sinkklorid fremkom en opalescerende orangefarget oppløsning som ble holdt under omrøring etter tilsetning av 0,41 g 1.5.7-triazabisyklo-[4.4.0]-dec-7-en (TBD) oppløst i 2 ml metanol hvorved fargen ble endret til rødlig. Den således oppnådde metanoloppløsning ble dråpevis tilsatt til 100 ml 1 M HC1 som var forvarmet til 55 - 60°C. Det ble iaktatt en gradvis utfelling av et halm-gult fast stoff som etter frafiltrering, vasking og tørking viste seg å være 3-indolpyrodruesyre i en mengde 353 mg (utbytte 71 %).

Eksempel 8

En suspensjon av 500 mg L-tryptofan i 10 ml metanol ble tilsatt 0,4 ml TEA og 0,4 ml PCA. Til den dermed fremkomne klare oppløsning ble det tilsatt 200 mg vannfritt sinkklorid. Det ble dannet et bunnfall av en gul forbindelse som viste tendens til å gå i oppløsning. Ytterligere 0,4 ml TEA oppløst i 2 ml metanol ble tilsatt i løpet av 5 minutter. Det fremkom en klar oppløsning av rødlig orange farge som dråpevis ble tilsatt til 100 ml 1 M HC1 forvarmet til 55 - 60°C. Det fremkomne blekgule bunnfall ble vasket og tørket og viste seg å være 3-indopyrodruesyre i en mengde på 295 mg (utbytte 60 %).

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av 3-indolpyrodruesyre eller 5-OH-derivatet derav med formel: hvori X er hydrogen eller hydroksy, karakterisert ved at tryptofan eller 5-hydroksytryptofan med formel: hvori X har den ovennevnte betydning, eller en lavere alkylester derav, omsettes med et pyridinaldehyd i et polart organisk løsningsmiddel ved en koblingsreaksjon i nærvær av en tertiær aminbase som protonakseptor og dehydratiserings-middel under dannelse av en Schiffs base som mellomprodukt, hvoretter reaksjonsblandingen hydrolyseres med en sterkt sur vandig løsning til dannelse av et bunnfall bestående i det vesentlige av 3-indolpyrodruesyre eller dens 5-OH-derivat, som isoleres.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det anvendes«et polart organisk løsningsmiddel som er i det vesentlige vannfritt.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det som polart organisk løsningsmiddel anvendes dimetylformamid, acetonitril, metanol eller blandinger derav.

4. Fremgangsmåte som angitt i et eller flere av kravene 1-3, karakterisert ved at det som tertiært aminbase anvendes 1.8-diazabisyklo-[5.4.0]-un-dec-7-1, trietylamin eller blandinger derav.

5. Fremgangsmåte som angitt i et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det som pyridinaldehyd anvendes isonikotinaldehyd.

6. ■ Fremgangsmåte som angitt i et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at reaksjonen gjennom-føres ved romtemperatur.

7. Fremgangsmåte som angitt i et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at reaksjonen gjennom-føres i nærvær av sinkklorid.