CH506502A - Verfahren zur Herstellung von Amiden von N-Acyl-cysteinen - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Amiden von N-Acyl-cysteinen    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung  von Amiden von N-acylierten Cysteinverbindungen,  nämlich von Verbindungen der Formel  
EMI0001.0000     
    worin  R1 und R2 Wasserstoffatome oder Alkylgruppen mit bis  zu 4 Kohlenstoffatomen,  Ru ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Aralkyl- oder  Arylgruppe mit bis zu 9 Kohlenstoffatomen,  R4 und R5 zusammen mit dem N-Atom einen     Piperidi-          no-,    Pyrrolidino, N'-R5-Piperazino-, Morpholino-,     Thia-          morpholino-    oder Hexamethyleniminorest, oder  R4 ein Wasserstoffatom oder einen unsubstituierten oder  durch bis zu 2 Hydroxylgruppen substituierten Alkyl-,  Alkenyl,

   Cycloalkyl- oder Cycloalkenylrest mit bis zu  5 Kohlenstoffatomen und R5 ein Wasserstoffatom oder  einen unsubstituierten oder durch bis zu 2 Hydroxyl  gruppen substituierten niederen Alkylrest mit bis zu 4  Kohlenstoffatomen bedeutet.  



  Wenn in dieser Formel die Reste R1 und R2 beide  Wasserstoffatome bedeuten, stellen die Produkte Amide  der Aminosäure Cystein dar. Wenn R1 und R2 Methyl  gruppen sind, sind die Produkte Amide der Amino  säure Penicillamin.  



  R4 und R5 bedeuten im Fall der einfachen Amide,  die die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar  stellen, Wasserstoffatome. In anderen     Ausführungsfor-          men    bedeuten sie die bereits erwähnten organischen    Reste von N-substituierten Amiden. Wenn R4 eine Al  kyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl- oder Cycloalkenylgruppe  mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, so sind einige  Beispiele dafür die folgenden Reste: Methyl, Äthyl,     Pro-          pyl,    Allyl. Pentyl, Butyl, tert.-Butyl, Cyclopentyl,     Cyclo-          pentenyl.    R4 und R5 können wie bereits erwähnt durch  1 bis 2 Hydroxylgruppen substituiert sein.

   R4 und R5  können aber auch,     zusammen    mit dem Stickstoffatom,  an das sie gebunden sind eine Piperidino-, Pyrrolidino-,  N'-R5-Piperazino (wobei R5 die oben angegebene Be  deutung hat), Morpholino-, Thiamorpholino oder     Hexa-          methyleniminogruppe    bedeuten.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren zur Herstellung  der Verbindungen der Formel I zeichnet sich dadurch  aus, dass man Cystein bzw. ein Substitutionsprodukt des       Cysteins    der Formel  
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    worin Q ein Wasserstoffatom oder eine leicht entfern  bare Schutzgruppe ist, Y ein Wasserstoffatom oder eine       Alkylgruppe    bedeutet und     R1    und     R2    die oben ange  gebene Bedeutung besitzen, in beliebiger Reihenfolge  einerseits mit einem Amin der Formel  
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    umsetzt und anderseits mit einem den Rest  
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      abgebenden Acylierungsmittel umsetzt und dass man     an-          schliessend    eine Schutzgruppe,

   sofern eine anwesend ist,  entfernt.  



  In den Ausgangsstoffen ist die Mercaptogruppe vor  zugsweise durch einen Substituenten, der sich in den  späteren Verfahrensstufen leicht entfernen lässt, z.B.  Benzyl-, Benzhydryl oder Triphenyhnethyl, geschützt.  Die Schritte zur Einführung der N-Acylgruppe  
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    und der Amidogruppe  
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    können in verschiedener Folge und Weise durchgeführt  werden. Beispielsweise kann man den Methylester von  S-Benzylcystein oder einen anderen Ester mit Ammo  niak oder einem primären oder sekundären Amin be  handeln und so in das entsprechende Amid überführen,  dieses dann acylieren und die S-Benzylschutzgruppe ent  fernen oder man kann die beiden letzten Stufen mit  einander vertauschen. Die p-Nitrophenylester haben sich  für diesen Zweck als besonders geeignet erwiesen.  



  Man kann aber auch ein erhaltenes     Bis-N-Acylcystin-          diamid    nach einer der üblichen Verfahrensweisen ;  z.B. mit Zink/Salzsäure, oder katalytisch oder mit einem  Metallhydrid zu dem gewünschten N-Acylcysteinamid  reduzieren. Schliesslich kann man eine direkte Um  setzung der N-Acylmercaptoaminosäure mit dem     amid-          bildenden    Amin in Gegenwart von     Dicyclohexylcarbodi-          imid    durchführen.  



  Diese Verfahrensweisen sind in den folgenden Re  aktionsschemata dargestellt.  



  Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhältli  chen Produkte sind als mucolytische Mittel verwendbar  und weisen als solche die Fähigkeit auf, Mucoprotein,  tierischen Schleim und dergleichen bei Berührung damit  zu verflüssigen. Sie sind den entsprechenden     N-Acylcy-          steinen    und ihren Salzen überlegen, deren Eignung als  Mucolytica in der USA-Patentschrift Nr. 3091569 be  schrieben wird.

   Die erfindungsgemäss erhältlichen Amide  der N-Acylcysteine bieten den Vorteil grösserer     muco-          lytischer    Wirksamkeit, erhöhter Oxydationsstabilität in  verdünnter Lösung, grösserer Wasserlöslichkeit     bei    neu  tralen und saueren     pH-Werten    und     verbesserter    Ver  träglichkeit mit verschiedenen anderen pharmazeutisch  wirksamen Stoffen in pharmazeutischen Darreichungs  formen. Sie sind potentielle Strahlenschutzmittel.  



  Der im folgenden     beschriebene    Versuch, bei dem die  Fähigkeit von N-Acetyl-L-cystein, das in der genannten  Patentschrift beschrieben wird, die Viskosität einer     Mu-          coproteinlösung    zu vermindern, mit der von     L-2-Aceta-          mido-3-mercapto-N-methylpropionamid,        L-2-Acetamido-          3-mercaptopropionamid    und     L-2-Propionamido-3-mer-          captopropionamid    verglichen wird, zeigt die erhöhte Ak  tivität der erfindungsgemäss verwendeten N-Acylamide.

    Zur Herstellung des Mucoproteins für diese Versuche  wurde im Handel erhältliches Schweinemucin in 500 ml  0,05 n Natriumhydroxyd suspendiert und mit 1250 ml  10 %-iger 1,0n Perchlorsäure unter Mischen versetzt,  das eine Stunde lang fortgesetzt wurde. Dadurch wur  den andere Proteine als Mucoprotein und die     Nuclein-          säuren    ausgefällt. Die ausgefallenen Stoffe wurden durch    Zentrifugieren bei 3300 g entfernt und verworfen. Die  überstehende Flüssigkeit wurde mit 10n Kaliumhydroxyd  auf pH 7 eingestellt und ausgefallenes Kaliumperchlorat  wurde durch Zentrifugieren entfernt.

   Dann wurde     Muco-          protein    durch Behandlung der überstehenden Flüssigkeit  mit 60g Ammoniumsulfat je 100m1 gefällt, das ge  fällte Produkt wurde abgetrennt, gegen destilliertes Was  ser dealysiert und durch Lyophilisierung getrocknet.  



  Bei jeder Prüfung bestand die Reaktionsmischung aus  1,5 % des Mucoproteins, 0,9 a/o Natriumchlorid und  0,05 m     Prüfverbindung    in einem Gesamtvolumen von  1 ml. Die Lösungen wurden auf pH 8,0 eingestellt und  für die     angegebene    Zeitdauer     bei    37- C gehalten.  



  Die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt. Die     N-          Acyl-amide    gemäss der Erfindung weisen bei jeder Zeit  angabe eine beträchtlich höhere Aktivität auf.  
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    Tabelle <SEP> I
<tb>  <I>Vergleich <SEP> der <SEP> Geschwindigkeit <SEP> und <SEP> des <SEP> Grads <SEP> des</I>
<tb>  Viskositätsabfalls <SEP> einer <SEP> Mucoproteinlösung
<tb>  Viskositätsabfall <SEP> in <SEP> %
<tb>  Verbindung <SEP> 3 <SEP> Min. <SEP> 30 <SEP> Min. <SEP> 60 <SEP> Min.
<tb>  N-Acetyl-L-cystein <SEP> ...... <SEP> .............. <SEP> 9 <SEP> 16 <SEP> 21
<tb>  L-2-Acetamido-3-mercapto  propionamid <SEP> .......... <SEP> -- <SEP> .. <SEP> - <SEP> ------- <SEP> ... <SEP> 27 <SEP> 33 <SEP> 34
<tb>  L-2-Acetamido-3-mercapto  N-methylpropionamid <SEP> ...... <SEP> .. <SEP> .....

   <SEP> 20 <SEP> 27 <SEP> 28
<tb>  L-2-Propionamido-3-mercapto  propionamid <SEP> ...--------------------------- <SEP> . <SEP> 20 <SEP> 26 <SEP> 29       Die verbesserte     Oxydationsbeständigkeit    von L-2  Acetamido-3-mercaptopropionamid wurde     folgender-          massen    nachgewiesen  Es wurden Lösungen von Cystein,     N-Acetyl-L-cys-          tein,    und L-2-Acetamido-3-mercaptopropionamid mit  Konzentrationen von 0,4 I, Mol pro ml, die 10-7 MOl/ml  Kupfersulfat als Oxydationskatalysator enthielten, in pH  8 0,1 m Tris-puffer hergestellt. Sauerstoff wurde durch  gleiche Teile davon für die nachstehend angegebenen  Zeiten geleitet.

   Die nach der Sauerstoffbehandlung ver  bleibende Thiolkonzentration wurde dann nach der     p-          Chlormercuribenzoat-Methode    bestimmt. Es wurden die  in Tabelle 2 aufgeführten Ergebnisse erhalten. Daraus  geht hervor, dass die Oxydationsverluste an     L-2-Acet-          amido-3-mercaptopropionamid    im Vergleich zu dem  hohen Verlust an N-Acetyl-L-cystein und dem Gesamt  verlust an Cystein in den Vergleichslösungen gering sind.

    
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    Tabelle <SEP> II
<tb>  <I>Vergleich <SEP> der <SEP> Oxydationsstabilität</I>
<tb>  Abnahme <SEP> der <SEP> Thiolkonzentration <SEP> in <SEP> %
<tb>  Verbindung <SEP> 15 <SEP> Min. <SEP> 30 <SEP> Min. <SEP> 60 <SEP> Min.
<tb>  Cystein <SEP> ---------- <SEP> ---- <SEP> ---- <SEP> -------------- <SEP> ...._.. <SEP> . <SEP> 65 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb>  N-Acetyl-L-cystein <SEP> <B>......</B> <SEP> ... <SEP> .... <SEP> .. <SEP> .. <SEP> 18 <SEP> 52 <SEP> 93
<tb>  L-2-Acetamido-3-mercapto  propionamid <SEP> ....... <SEP> ... <SEP> .. <SEP> ...... <SEP> .. <SEP> ..

   <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 12       Von den erfindungsgemäss     verwendeten    Verbindungen  sind ferner Stoffe bevorzugt, bei denen     R1,        R2    und     R5     Wasserstoffatome und     Rs    und     R4    ebenfalls Wasserstoff  atome sind oder höchstens 2     Kohlenstoffatome    enthal  ten. Diese Stoffe werden wegen ihrer hohen Wasser-    
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      löslichkeit bei neutralen und schwach sauren pH-Werten,  zum Beispiel von etwa pH 4,0 bis 7,0 bevorzugt.  



  Die oben beschriebenen Eigenschaften machen die  Verbindungen gemäss der Erfindung für verschiedene  pharmazeutische und gewerbliche Zwecke besonders ge  eignet, z.B. zum Decongestieren der Nase, für die     mu-          colytische    Anwendung bei Störungen des Respirations  trakts durch Inhalation einer vernebelten Lösung, für  andere mucolytische Anwendungsgebiete durch direkte  Berührung der Lösungen mit Schleim, z.B. zur Labora  toriumsuntersuchung von Sputum, bei der Behandlung  von Schwermetallvergiftungen und als     Strahlungsschutz-          Stoffe.     



  Die verbesserte pharmazeutische Verträglichkeit von  L-2-Acetamido-3-mercaptopropionamid im Vergleich zu  N-Acetyl-L-cystein geht aus dem folgenden Versuch her  vor, bei dem eine Formulierung hergestellt wurde, wie sie  bei Untersuchungen mit strahlungsundurchlässigen Ba  riumkontrastfüllungen verwendet wird. Die     röntgeno-          skopische    Untersuchung ist die einzige befriedigende  Methode für die objektive Untersuchung des gesamten  Colons. Zu diesem Zweck wird eine strahlungsdurch  lässige Lösung, gewöhnlich eine 7 %-ige Suspension von  Bariumsulfat, in das Colon eingeführt. Es ist üblich, ver  schiedene andere Bestandteile in solche strahlungsun  durchlässigen Kontrastlösungen einzuführen, z.B.

   Acazia  oder Traganth, um die Homogenisierung der Barium  sulfatsuspension zu unterstützen, und Gerbsäure, die als  Adstringens dient und die Schleimsekretion verhindern  soll. Gegen den letzgenannten Stoff hat man in neuerer  Zeit von verschiedenen Seiten Einwände erhoben und  ihn als gefährlich bezeichnet. Es wird deshalb vorge  schlagen, die erfindungsgemässen mucolytischen Mittel  in solchen Formulierungen zum Verflüssigen von Schleim  ansammlungen zu verwenden.  



  Der Vergleich von     L-2-Acetamido-3-mercaptopro-          pionamid    mit N-Acetyl-L-cystein für diesen Zweck  wurde folgendermassen durchgeführt: Lösungen mit  3 % gereinigtem Schweinemagenmucin wurden wie oben  beschrieben hergestellt und auf pH 8,2 eingestellt. Ali  quote Teile der Mucoproteinlösung wurden dann mit der  Bariumsulfatsuspension ohne Zusatz und mit einem Zu  satz an N-Acetyl-L-cystein oder     L-2-Acetamido-3-mer-          captopropionamid    vermischt. Nach Incubation bei 370 C  für die angegebenen Zeiten wurde die Viskosität mit  einem Mikro-Ostwald-Viskosimeter gemessen. Die Er  gebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.

    
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    Tabelle <SEP> III
<tb>  Mucolytische <SEP> Aktivität <SEP> in <SEP> Gegenwart <SEP> von
<tb>  Bariunasul <SEP> f <SEP> at
<tb>  Viskositätsänderung <SEP> in <SEP> %
<tb>  Prüflösungen <SEP> 5 <SEP> Min. <SEP> 20 <SEP> Min.
<tb>  Kontrolle <SEP> (BaSo4, <SEP> 71 <SEP> bg/ml,
<tb>  pH <SEP> 8,2) <SEP> ........ <SEP> .---------------- <SEP> .---------------- <SEP> -f- <SEP> 7 <SEP> - <SEP> 3
<tb>  N-Acetyl-L-cystein <SEP> 0,018 <SEP> m <SEP> plus
<tb>  BaSo4, <SEP> 71 <SEP> mg/ml, <SEP> pH <SEP> 7,7 <SEP> ...... <SEP> -I- <SEP> 4 <SEP> - <SEP> 4
<tb>  L-2-Acetamido-3-mercaptopro  pionamid, <SEP> 0,018 <SEP> m, <SEP> plus
<tb>  BaSo4, <SEP> 71 <SEP> mg/ml, <SEP> pH <SEP> 7,7 <SEP> ...... <SEP> -13 <SEP> -20       Es ist offensichtlich, dass das N-Acetyl-L-cystein in  Mischung mit der Bariumsulfatsuspension unwirksam ist.

    Ferner wurde festgestellt, dass das N-Acetyl-L-cystein  die colloidale Bariumsulfatsuspension zum Coagulieren    bringt. Bei L-2-Acetamido - 3 - mercaptopropionamid  wurde kein Coagulieren des Colloids festgestellt, und es  hat offensichtlich eine erhebliche     Fähigkeit,    die Visko  sität der Mucoproteinlösung in Gegenwart der     colloi-          dalen    Bariumsulfatsuspension zu vermindern.  



  Die mucolytischen Eigenschaften der     erfindungs-          gemäss    erhältlichen Verbindungen sind für alle ihre op  tischen Formen und Stereoisomeren gleich. Es wird her  vorgehoben, dass jede der erfindungsgemäss erhältlichen  Verbindungen wenigstens ein asymmetrisches Kohlen  stoffatom enthält und in Fällen, die von der Art der  Substituenten R1, R2, R-1, R4 und R5 bestimmt werden,  mehr als ein asymmetrisches Kohlenstoffatom. Es sei  darauf hingewiesen, dass alle stereoisomeren Formen im  Rahmen der Erfindung liegen.    <I>Beispiel I</I>    (a) L-2-Amido-3-benzylthiopropionamid    Man stellt eine gesättigte methanolische Lösung von  Ammoniak mit einem Volumen von etwa 2,1 1 her, kühlt  sie auf 10 bis 150 C und löst darin 133 g (0,51 Mol) S  Benzyl-L-cystein-methylesterhydrochlorid.

   Dann führt  man eine weitere Stunde Ammoniakgas mit mässiger  Geschwindigkeit in die kalte Lösung ein. Darauf wird der  Kolben dicht verschlossen und 3 Tage bei Zimmertem  peratur gehalten. Nach Abkühlen wird die Lösung durch  Destillation bei vermindertem Druck eingeengt, bis sich  ein Niederschlag bildet. Man gibt 500 ml trockenen Äther  zu der Aufschlämmung und sammelt den Niederschlag,  wodurch man 54 g (43     %)    eines weissen Feststoffs erhält,  der beim Umkristallisieren aus Äthanol das analytisch  reine Amidhydrochloridsalz liefert.

    F. 210-2120 C, (Zerr.) ;
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    Anal. für C10H14N20S.HCl:  Ber. : N 11,36 S 12,99 Cl 14,37  Gef.: N 11,42 S 12,93 Cl 14,94  Weitere 62 g (58 G/o)     L-2-Amino-3-benzylthiopropion-          amid    werden als freie Base durch Einengen der Mutter  lauge und Verdünnen mit trockenem Äther isoliert und  durch Umkristallisieren, zuerst aus Wasser und dann  aus Äthylacetat, gereinigt.  



  F. 75,5-77,5 C.  



  Anal. für C10H14N20S  Ber. : C 57,11 H 6,71 N 13,32 S 15,25  Gef. : C 57,03 H 6,70 N 13,32 S 14,85  (b) L-2-Amino 3-mercaptopropionamid-hydrochlorid  Man löst 38 g (0,18 Mol)     L-2-Amino-3-benzylthio-          propionamid    in 550 ml flüssigem Ammoniak und versetzt  es mit kleinen Stückchen Natrium, bis für eine Zeit von  10 Minuten eine blaue Färbung bestehen bleibt. über  schüssiges     Natriumamid    wird dann durch Zugabe von       Ammoniumchlorid    in kleinen Anteilen zersetzt und das  Lösungsmittel Ammoniak wird verdampfen gelassen.  Den festen Rückstand löst man in 200 ml Wasser, säuert  die Lösung mit 130 ml 6n Salzsäure an und extrahiert  zweimal mit je 250m1 Äther.

   Die wässrige Schicht wird  erwärmt, um. eingeschlossenen Äther auszutreiben und  mit einer Lösung aus 68 g     Mercurichlorid    in 60 ml 6n  Salzsäure und 100m1 Wasser versetzt. Den gebildeten  Niederschlag lässt man 3 Stunden bei Zimmertempe  ratur stehen und hält dabei die Lösung in einer Atmo  sphäre aus trockenem Stickstoffgas. Die überstehende  Flüssigkeit wird     abdecantiert    und der Niederschlag wird      mit Wasser verrieben, abfiltriert und gewaschen, Dann  wird er in 600m1 3n     Salzsäure    suspendiert und 3 Stun  den lang mit Schwefelwasserstoffgas behandelt. Während  dieser Zeit fällt Mercurisulfid aus und wird abfiltriert.

    Durch Einengen des Filtrats bei 40-500 C erhält man     einen     cremfarbenen Feststoff, der getrocknet und aus 165 ml  90 %-igem Methanol umkristallisiert wird. Ausbeute  15 g (53     %).    eines weissen Feststoffs F.     186,5-187,5o    C  (Zers.).  



  Anal. für C3H3N20S. HCl  Ber. : N 17,87 SH 21,1  Gef. : N 17,94 SH 20,9.    (c) L-2-Acetamido-3-benzylthiopropionamid    Eine Suspension aus 10,5 g (0,05 Mol)     L-2-Amino-3-          benzylthiopropionamid    in 100m1 Äthylacetat wird mit  7 g (0,069 Mol) Acetanhydrid behandelt. Infolge der  exotherm Reaktion steigt die Temperatur auf etwa 400 C.  Es bildet sich eine Lösung, worauf rasch eine Aus  fällung des Produkts folgt. Dann wird die Mischung 10  Minuten auf     65o    C erwärmt. Nach Abkühlen wird das  Produkt abfiltriert, auf dem Filter mit Äthylacetat ge  waschen und getrocknet, wodurch man 10,5 g (83     %)     Produkt erhält.

   Dieses liefert beim Umkristallisieren aus  85 %-igem wässrigen Äthanol das gereinigte Produkt von  F. 150-151,5 C
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    Anal. für C12H16N2O2S  Ber. : C 57,12 H 6,39 N 11,10  Gef. : C 57,24 H 6,48 N 10,90    (d) L-2-Acetamido-3-mercaptopropionamid  durch Acetylierung    Eine Suspension von 11 g (0,07 Mol)     L-2-Amino-3-          mercaptopropionamid.hydrochlorid    in 80 ml     Tetrahydro-          furan    und 17,4 ml Wasser wird mit 10,9 g (0,08 Mol)     Na-          trium-acetattrihydrat    behandelt. Man kühlt die Reak  tionsmischung auf     0-5o    C und gibt in einer Zeit von 20  Minuten 6,7 ml (0,07 Mol) Acetanhydrid zu.

   Die  Mischung wird 16 Stunden bei Zimmertemperatur ge  rührt und dann mit 3 ml 6n Salzsäure in 200 ml     Tetra-          hydrofuran    angesäuert. Nach Abfiltrieren von Natrium  chlorid wird das Filtrat eingeengt, wodurch man das  Produkt als weissen Feststoff erhält, der beim Umkris  tallisieren aus 60 ml Äthanol _7 g (61 /) weissen Feststoff  vom F 147-149 C liefert.  
EMI0005.0018  
    Anal. für C5H10N202S  Ber. : C 37,02 H 6,21 N 17,27  Gef. : C 36,94 H 6,24 N 16,99.    (e) L-2-Acetamido-3-mercaptopropionamid  durch Debenzylierung    In einem Behälter, der 500m1 flüssiges Ammoniak  enthält, werden gleichzeitig anteilweise 25,2g (0,1 Mol)  L-2-Acetamido-3-benzylthiopropionamid und etwa 5,5 g  vorher in kleine Stücke geschnittenes metallisches Na  trium gegeben.  



  Nachdem die blaue     Färbung    der Lösung 10 Mi  nuten lang bestehen     geblieben    ist, was das Vorliegen  eines Natrium-amidüberschusses anzeigt, wird das  Lösungsmittel Ammoniak verdampft, indem man einen  Strom von trockenem Stickstoffgas über die Lösung leitet.  Der feste Rückstand wird im Vakuum getrocknet, mit  40 ml Eiswasser behandelt und mit konzentrierter Salz  säure auf pH 4-5 ausgesäuert. Das Produkt wird abfil-    triert und getrocknet. Die Ausbeute beträgt 8,1 g (50 %).

    Durch Umkristallisieren aus 90 %-igem wässrigem     Ätha-          nol    erhält man das gereinigte Produkt vom F.     148-          150oC;   
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      <I>Beispiel 2</I>    L-2-Acetamido-3-mercapto-N-cyclopentylpropionamid  Eine Lösung von 8,1 g (0,05 Mol) N-Acetyl-L-cystein  in 90m1 Tetrahydrofuran in Stickstoffatmosphäre wird  auf 100 C gekühlt und mit 4,25 g (0,05 Mol)     Cyclopentyl-          amin    versetzt.

   Dann vermischt man mit der Reaktions  mischung 10,5 g (0,051 Mol)     N,N'-Dicyclohexylcarbodi-          imid    worauf die Temperatur auf 250 C ansteigt, und kühlt  von aussen, um ein weiteres Ansteigen der Temperatur  zu verhindern. Nachdem die anfängliche Reaktion nach  gelassen hat, wird die Reaktionsmischung über Nacht  bei Zimmertemperatur gerührt. Als Nebenprodukt ge  bildeter N,N'-Dicyclohexylharnstoff wird abfiltriert und  das Filtrat wird eingeengt, wodurch man das gewünschte  Produkt erhält.    <I>Beispiel 3</I>    (a) L-2-Amino-benzylthio-N-methylpropionamid  Die Arbeitsweise von Beispiel 1 (a) wird mit<B>13,1</B> g  (0,05 Mol) S-Benzyl-L-cystein-methylester.hydrochlorid  und 200m1 methanolischem Methylamin anstelle des  methanolischen Ammoniaks wiederholt.

   Das gewünschte  N-Methylpropionamidderivat wird in der gleichen Weise  wie in Beispiel 1 beschrieben, gewonnen.    (b) L-2-Acetamido-3-benzylthio-N-methylpropionamid  Das Produkt aus der vorgehenden Stufe ('Beispiel 3)  (a) wird mit einer Lösung von 4 g Natriumacetat in 25 ml  Wasser vermischt und mit 10m1 Acetanhydrid behan  delt. Die Temperatur steigt auf 600 C und das Produkt  scheidet sich als weisser Feststoff ab. Es wird abfiltriert,  gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute beträgt<B>10,O g</B>  (75 %).

   Durch Umkristallisieren, zunächst aus Äthanol  und dann aus Äthylacetat, erhält man das gereinigte  Produkt F.     155,5-156,50    C
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    Anal. für C13H18N202S  Ber. : C 58,62 H 6,81 N 10,52  Gef. : C 58,66 H 6,97 N 10,37    (c) L-3-3'-Dithio-bis-     2-acetamido-          N-methylpropionamid       Man lässt das Produkt von Beispiel 3 (b) nach der  in Beispiel 1(b) beschriebenen Arbeitsweise mit Natrium  und flüssigem Ammoniak reagieren. Als Produkt wird  die oben bezeichnete Dithio-bis-Verbindung statt des  einfachen Cysteinderivats isoliert, das man durch     De-          benzylierung    erhält. Die Ausbeute beträgt 2,0 g (60 %).

    Durch Umkristallisieren aus Methanol erhält man die  gereinigte Substanz vom F. 263,5-264,5o C (Zers.),  
EMI0005.0036  
    Anal. für C12H22N404S2  Ber. : C 41,12 H 6,33  Gef.: C 41,14 H 6,40  Dieses Produkt kann auch aus     L-Cystin-dimethyl-          ester.dihydrochlorid    durch Behandlung mit     methanoli-          schem        Methylamin    und anschliessende     Acetylierung,    wie  in Beispiel 4 beschrieben, hergestellt werden.      (d) L-2-Acetamido-3-mercapto-N-methylpropionamid  Eine Mischung aus 8 g L-3,3'-Dithio-bis- 2-acetamido  N-methyl-propionamid und 5 g Zinkstaub wird unter  Rühren mit 68 ml 0,07 n Salzsäure 2 Stunden auf 40  500- C erwärmt.

   Dann filtriert man nichtumgesetztes Zink  ab und engt das Filtrat ein, wodurch man 2,8 g (35     7,)     des gewünschten Produkts erhält. Dieses wird 2 mal in  einer Atmosphäre aus trockenem Stickstoff aus Äthanol  umkristallisiert. Das gereinigte Produkt ist ein weisser  Feststoff vom F. 196-1990 C,
EMI0006.0001  
    Anal. für C6H12N2O2S  Ber. : C 40,89 H 6,87 N 15,77 SH 18,76  Gef. : C 41,06 H 6,81 N 15,77 SH 19,3.    <I>Beispiel 4</I>  L-3,3'-Dithio-bis-[2-acetamidopropionamid]    6 g (0,018 Mol)     L-Cystin-dimethylester-dihydro-          chlorid    werden zu 160m1 Methanol gegeben, das bei       10-15E1    C mit Ammoniak gesättigt wurde.

   Durch die  Reaktionslösung wird eine weitere 1/2 Stunde Ammo  niakgas geleitet, dann wird die Mischung dicht ver  schlossen und zwei Tage bei Zimmertemperatur gehalten.  Dann     engt    man durch Verdampfen von überschüssigem  Ammoniak und durch Abdestillieren der Hauptmenge  des Lösungsmittels ein. Das gebildete L-Cystindiamid  wird als gelber Feststoff erhalten; der ohne weitere Rei  nigung durch Behandlung mit einer Lösung von 2,9 g  Natriumacetat in 20 ml Wasser und mit 3,5 ml     Acetan-          hydrid    bei 500 C acetyliert wird. Dann engt man die  Lösung zur Trockne ein und verreibt den Rückstand  mit Methanol. Der Feststoff wird abfiltriert, mit Metha  nol gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute     beträgt     4 g (70 ajo).

   Durch Umkristallisieren des Produkts aus  Wasser erhält man einen weissen Feststoff vom F.  240,5-241,50 C (Zers.) ;
EMI0006.0009  
    Anal. für C10H18N404S2  Ber. : C 37,25 H 5,63 N 17,38  Gef. : C 37,55 H 5,90 N 17,68  Dieses Produkt wird dann wie in Beispiel 3 (d) be  schrieben, durch Reduktion mit Zink und Salzsäure in  L-2-Acetamido-3-mercaptopropionamid übergeführt.    <I>Beispiel 5</I>       D,L-2-Hexanoamido-3-mercapto-3-methyl-N,N-          dimethylbutyramid       N-Hexanoylisopropyliden-D,L-penicilamin wird aus  2,2,5,5-Tetramethyl-4-carboxy-D,L-thiazolidin und     Hexa-          noylchlorid    in Pyridin hergestellt.

   Eine Lösung aus  0,05 Mol dieses Stoffs und 6,95 ml Triäthylamin in  100m1 Methylenchlorid wird mit 5,4g (0,05 Mol)  Äthylchlorformiat bei -80 C behandelt. Dann wird eine  vorgekühlte Lösung von 0,05 Mol Dimethylamin in 40 ml  Methylenchlorid zugegeben. Die Mischung wird etwa 20  Minuten bei     -5-)    C und dann etwa zwei Tage bei Zim  mertemperatur gerührt. Dann verdünnt man mit     Methy-          lenchlorid    auf etwa 11 und wäscht nacheinander mit  jeweils 100 ml 5 %-iger wässriger Salzsäure, 5 %-igem  wässrigem Bicarbonat und Wasser.

   Dann wird das  Lösungsmittel bei vermindertem Druck aus der     Me-          thylenchloridschicht    abdestilliert, wodurch man einen  Rückstand erhält, der hauptsächlich aus     3-Hexanolyl-4-          dimethylcarbamoyl-2,2,5,5-tetramethylthiazolidin    besteht.    Ein Teil davon, nämlich 2,0 bis 2,5 g, wird über Nacht  mit 20 ml einer 10 %-igen Lösung von Mercurichlorid  in Methanol stehengelassen. Dann erwärmt man die  Mischung 45 Minuten auf einem Dampfbad und ver  dünnt mit 100 ml Wasser. Der gebildete Niederschlag  wird abfiltriert und in wässriger Suspension mit Schwe  felwasserstoff behandelt. Das entstandene Mercurisulfid  wird abfiltriert. Durch Eindampfen des Filtrats im  Vakuum zur Trockne erhält man das gewünschte Pro  dukt.

      <I>Beispiel 6</I>  L-2-Acetamido-3-mercapto-N-Allylpropionamid    Die Arbeitsweise von Beispiel 2 wird mit Allylamin  anstelle des dort angegebenen Cyclopentylamins wieder  holt, wodurch man das gewünschte Produkt erhält.    <I>Beispiel 7</I>    (a) L-2-Benzamido-3-benzylthiopropionamid    0,20 Mol L-2-Amino-3-benzylthiopropionamid wer  den wie in Beispiel 1 (a) beschrieben hergestellt und  mit einer Lösung von 16,4g (0,20 Mol) Natriumacetat  in 130 ml Wasser vermischt. Diese Mischung wird dann  mit 31,2g (0,22 Mol) Benzoylchlorid versetzt, worauf  eine exotherme Reaktion eintritt. Zu der gebildeten vis  kosen Aufschlämmung gibt man weitere 100m1 Wasser  zu, damit die Mischung besser gehandhabt werden kann.  Dann wird das Produkt abfiltriert, mit Wasser gewaschen  und im Vakuum getrocknet.

   Durch zweimaliges Um  kristallisieren aus Äthanol erhält man das gereinigte Pro  dukt vom 164-165 C (Zers.)  thanol).
EMI0006.0021  
    Anal. für C17H18N2O2S  Ber. : C 64,94 H 5,78 N 8,91 S 10,20  Gef. : C 64,89 H 5,85 N 8,70 S 10,21    (b) L-2-Benzamido-3-mercaptopropionamid    Durch Debenzylierung des Produkts von Beispiel 7 (a)  nach der in Beispiel 1 (e) beschriebenen Arbeitsweise er  hält man das gewünschte Produkt.    <I>Beispiel 8</I>    (a) L-3,3'-Dithio-bis-(2-propionamido-propionamid)    34,1 g (0,10 Mol) L-Cystindimethylester-dihydro  chlorid werden durch 5 Tage lange Behandlung mit  400m1 gesättigtem, wasserfreiem methanolischem Am  moniak bei Zimmertemperatur in das Diamid über  geführt. Dann engt man die Lösung durch Abdestillieren  des Lösungsmittels und von überschüssigen Ammoniak  bei vermindertem Druck ein.

   Der Rückstand wird in  einer Lösung von 16,4g (0,20 Mol (0,31 Mol)     Pro-          50    ml Wasser suspendiert und mit 40 ml (0,31 Mol)     Pro-          pionsäureanhydrid    behandelt wobei eine exotherme  Reaktion erfolgt. Dann behandelt man die Lösung mit  Entfärbungskohle, filtriert, engt zur Trockne ein und       kristallisiert    den gummiartigen Rückstand durch Verrei  ben mit     Äthylacetat    und Wasser um.

   Das Rohprodukt  wird zweimal     ausÄthanolumkristallisiert.    F.192-193,5 C,  
EMI0006.0029  
    Anal. für     ClzH22N404S@          Ber.    : C 41,12 H 6,34 N 15,99 S 18,30       Gef.    : C 40,78 H 6,29 N 15,71 S 18,01      (b) L-2-Propionamido-3-mercaptopropionamid  Diese Verbindung wird aus dem Produkt von  Beispiel 8 (a) nach der Arbeitsweise von Beispiel 3 (d)  hergestellt und durch Umkristallisieren aus Äthanol/  Äthylacetat gereinigt, wodurch man das gereinigte Pro  dukt als weissen kristallinen Feststoff erhält F.     160-          162,5p    C (Zers.) ;
EMI0007.0002  
    Anal. für C6H12N202S  Ber. : C 40,89 H 6,86 N 15,90 S 18,20  Gef. :

   C 41,10 H 6,96 N 15,78 S 18,29  <I>Verflüssigung von menschlichem Sputum</I>  Sputumproben von 2 Krankenhauspatienten mit ver  schiedenen Lungenerkrankungen wurden zur Bewertung  des Verflüssigungsvermögens von     L-2-Acetamide-3-mer-          captopropionamid    verwendet. Die Proben wurden in  einer Potter - Elvehjem - Homogenisiereinrichtung mit  einem Teflonstössel homogenisiert. Prüflösungen mit  den in der folgenden Tabelle angegebenen Zusammen  setzungen und einen     pH-Wert    von 7,0 wurden herge  stellt und Anteile davon von 0,1 ml wurden mit 0,9 ml    des homogenisierten Sputums vermischt, das einen     pH-          Wert    von 7,4 aufwies.

   Die Mischungen wurden für die  in der Tabelle angegebenen Zeiten bei<B>370</B> C gehalten.  Dann wurden ihre relativen Viskositäten mit einem Ost  wald-Semimikroviskosimeter mit einer Kugel von 1 ml  Fassungsvermögen gemessen. Es wurde ein Viskosimeter  mit einer Durchflusszeit für destilliertes Wasser von 10  bis 15 Sekunden gewählt. Die Viskosität des homogeni  sierten Sputums erwies sich als so hoch, dass kein     Durch-          fluss    einer Mischung von 0,9 ml davon mit 0,1 ml einer  0,9 %-igen wässrigen Natriumchloridlösung durch das  Viskosimeterrohr erfolgte.  



  Die beobachteten relativen Viskositäten sind in der  folgenden Tabelle aufgeführt. Die angegebenen Zahlen  wurden nach der Formel n/no-i erhalten, in der n die  Zeit in Sekunden; die die behandelte Sputumprobe zum  Durchfliessen des Viskosimeters benötigt, und no die  Durchflusszeit von Wasser durch das Viskosimeterrohr  bedeutet. Die Ergebnisse bestätigen die Aktivität von  L - 2 - Acetamido - 3 - mercaptopropionamid gegenüber  Schleim und zeigen ferner seine erhöhte Wirksamkeit im  Vergleich zu N-Acetyl-L-cystein.

    
EMI0007.0010     
  
    Tabelle <SEP> IV
<tb>  <I>Verflüssigung <SEP> vors <SEP> menschlichem <SEP> Sputum</I>
<tb>  Probe <SEP> I <SEP> Probe <SEP> II
<tb>  Prüflösungl <SEP> 30 <SEP> Min. <SEP> 60 <SEP> Min. <SEP> 15 <SEP> Min. <SEP> 30 <SEP> Min. <SEP> 60 <SEP> Min.
<tb>  0,15 <SEP> Q/o <SEP> N-Acetyl-L-cystein <SEP> ------------ <SEP> -- <SEP> . <SEP> ....... <SEP> --------- <SEP> ------------ <SEP> -- <SEP> 95 <SEP> 32 <SEP> 81 <SEP> 25 <SEP> 9
<tb>  0,15 <SEP> % <SEP> N-Acetyl-L-cystein <SEP> -I- <SEP> 0,09 <SEP> a/o <SEP> Natriumchlorid <SEP> 116 <SEP> 36 <SEP> - <SEP> - <SEP>   0,15 <SEP> % <SEP> L-2-Acetamido-3-mercaptopropionamid <SEP> ----------- <SEP> 9 <SEP> 4 <SEP> 46 <SEP> 15 <SEP> 7
<tb>  0,15 <SEP> a/o <SEP> L-2-Acetamido-3-mercaptopropionamid
<tb>  -I- <SEP> 0,09 <SEP> % <SEP> Natriumchlorid <SEP> _.. <SEP> ......... <SEP> .. <SEP> ...

   <SEP> .................. <SEP> . <SEP> 15 <SEP> 15 <SEP> 4 <SEP> 41 <SEP> 10 <SEP> 6
<tb>  10,9 <SEP> ml <SEP> homogenisiertes <SEP> Sputum <SEP> (pH <SEP> 7,4) <SEP> mit <SEP> 0,1 <SEP> ml <SEP> Prüflösung <SEP> (pH <SEP> 7,0) <SEP> versetzt <SEP> ; <SEP> Reaktionstemperatur
<tb>  <B>370</B> <SEP> C <SEP> ; <SEP> angegebene <SEP> Konzentrationen <SEP> sind <SEP> Endkonzentrationen.

         Sputumuntersuchung  Eine Zusammensetzung für die Sputumuntersuchung  im Laboratorium wird aus folgenden Bestandteilen her  gestellt  
EMI0007.0011     
  
    4 <SEP> %-iges <SEP> wässr. <SEP> Natriumhydroxyd <SEP> . <SEP> ........... <SEP> _.25 <SEP> ml
<tb>  0,1 <SEP> m <SEP> Trinatriumcitrat <SEP> ......................... <SEP> -------------- <SEP> 25 <SEP> ml
<tb>  L-2-Acetamido-3-mercaptopropionamid <SEP> 0,25 <SEP> g       Etwa 10 m1 der Sputumprobe werden mit einem. gleichen  Volumen dieses Reagens vermischt und 15 Minuten bei  Zimmertemperatur gehalten. Dann wird die Mischung  mit einem 2-bis 3-fachen Volumen destillierten Wassers  verdünnt, und der Inhalt wird vermischt und 15 Minuten  zentrifugiert.

   Die überstehende Flüssigkeit wird abge  gossen, und das verbleibende Sediment wird nach An  färben mikroskopisch untersucht oder zum     Beimpfen     von Nährkulturmedien für die morphologische Identifi  zierung von lebenden Organismen verwendet. Diese Me  thode eignet sich besonders für die Untersuchung von  tuberkulösem Sputum.    <I>Beispiel 9</I>  (a)     L-2-Formamido-3-diphenylmethylthio-N-          cyclopentylpropionarnid     Durch Anwendung der Arbeitsweise von Beispiel 2  auf L-2-Formamido-3-diphenylmethylthiopropionsäure  als Ausgangsstoff wird das gewünschte Produkt erhalten.

    (b)     L-2-Formamido-3-mercapto-N-          cyclopentylpropionamid     Eine Mischung aus 0,015 Mol des in Beispiel 14  (a) beschriebenen Propionamidderivats, 2 g Phenol und  50 ml Trifluoressigsäure wird 20 Minuten auf     Rückfluss-          temperatur    erwärmt. Dann destilliert man die Haupt  menge des Lösungsmittels aus der Reaktionsmischung  ab und vermischt die erhaltene dicke Aufschlämmung  mit Wasser und Äther. Das Produkt wird     abfiltriert,    mit  der gleichen     Lösungsmittelmischung    gewaschen und  durch     umkristallisieren    gereinigt.

        <I>Beispiele 10-16</I>  Nach der Arbeitsweise von Beispiel 14 wurden durch  Verwendung der nachstehend angegebenen Amine die  folgenden  
EMI0008.0000     
  
    Beispiel <SEP> Amin <SEP> Produkt
<tb>  10 <SEP> Piperidin <SEP> N-(L-2-Formamido-3-mer  capto-propionyl)pipéridin
<tb>  11 <SEP> Pyrrolidin <SEP> N-(L-2-Formamido-3-mer  capto-propionyl)pyrrolidin
<tb>  12 <SEP> N-Methylpiperazin <SEP> 1-(L-2-Formamido-3-mer  capto-propionyl)-4-methylpi  perazin
<tb>  13 <SEP> Morpholin <SEP> N-(L-2-Formamido-3-mer  capto-propionyl)morpholin
<tb>  14 <SEP> Thiamorpholin <SEP> N-(L-2-Fonnamido-3-mer  captopropionyl)thiamorpholin
<tb>  15 <SEP> Hexamethylenimin <SEP> N-(L-2-Formamido-3-mer  capto-propionyl)hexamethyl  enimin
<tb>  16 <SEP> Cyclopropylamin <SEP> L-2-Formamido-3-mercapto  N-cyclopropionamid

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel EMI0008.0002 worin R1 und R2 Wasserstoffatome oder Alkylgruppen mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen, R3 ein Wasserstoffatom oder eine Alkyl-, Aralkyl- oder Arylgruppe mit bis zu 9 Kohlenstoffatomen, R4 und R5 zusammen mit dem N-Atom einen Piperi- dino-, Pyrrolidino-, N'-R5-Piperazino-, Morpholino-, Thiamorpholino- oder Hexamethylenimino- rest oder R4 ein Wasserstoffatom oder einen unsubstituierten oder durch bis zu 2 Hydroxylgruppen substituierten Alkyl-, Alkenyl-,

   Cycloalkyl- oder Cycloalkenylrest mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen und R5 ein Wasserstoffatom oder einen unsubstituierten oder durch bis zu 2 Hydroxylgruppen substituierten niederen Alkylrest mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen be deutet, dadurch gekennzeichnet, dass man Cystein bzw. ein Substitutionsprodukt des Cysteins der Formel EMI0008.0005 worin Q ein Wasserstoffatom oder eine leicht entfern bare Schutzgruppe ist, Y ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe bedeutet und R1 und R2 die oben angege bene Bedeutung besitzen, in beliebiger Reihenfolge einerseits mit einem Amin der Formel EMI0008.0010 UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Schutzgruppe Q die Benzylgruppe ist. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass man ein erhaltenes N-Acylcysteinderivat der Formel I, mit einem Amin der Formel R4R5NH in Anwesenheit eines Dicycloalkylcarbodiimides umsetzt. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man S- Benzyl cysteinmethylester-hydrochlorid mit Ammoniak in An wesenheit von Methanol umsetzt, wobei es sich das 2- Amino-3-benzylthiopropionamid-hydrochlorid bildet, und dass man dieses Benzylthiopropionamid acetyliert und die schützende S-Benzylgruppe durch Behandlung mit metallischem Natrium in flüssigem Ammoniak entfernt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass man das Dihydrochlorid des Cystindime- thylesters mit einer gesättigten wasserfreien Methanollö sung des Ammoniaks behandelt, um das entsprechende Diamid herzustellen und dieses so hergestellte Diamid mit Propionsäureanhydrid in Anwesenheit einer wässri- gen Lösung von Natriumacetat acyliert und zwecks Ab spaltung der Schutzgruppe das so erhaltene 3,3'-Dithio- bis-(2-propionamidopropionamid) mit Zink in An wesenheit von verdünnter Chlorwasserstoffsäure um setzt.

   umsetzt und anderseits mit einem den Rest R-3-CO ab gebenden Acylierungsmittel umsetzt und dass man an- schliessend eine Schutzgruppe, sofern eine anwesend ist, entfernt.