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Publication number: DEN0008634MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 16. März 1954 Bekanntgemacht am 29. September 1955

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTANMELDUNG

KLASSE 12q GRUPPE 602

N 8634 IVc/12 q

Franz Bergel und John Albert Stock, London

sind als Erfinder genannt worden

National Research Development Corporation, London

Vertreter: Dr.-Ing. A. von Kreisler und Dr.-Ing. K. Schönwald, Patentanwälte, Köln 1

Verfahren
zur Herstellung von p-(Bis-2-chloräthyl-amino)-/?-phenyl-alanin

Die Priorität der Anmeldung in Großbritannien vom 17. März 1953 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft die Herstellung einer Verbindung, die das Wachstum von Tumoren verhindert.

Aromatische Verbindungen mit der cytotoxischen Gruppe (Cl C H₂ C H₂) ₂ N— an einem aromatischen Ring wurden bereits beschrieben (vgl. Ross, Journ. of the Chemical Society, 1949, 183; British Empire Cancer Campaign Annual Report, 1951, 8). Diese Gruppe ist aber niemals vorher mit einer natürlich vorkommenden Aminosäure verbunden worden.

Die neue erfindungsgemäße Verbindung ist p-(Bis- 10 2-chloräthyl-amino)-/?-phenylalanin, das ein chemotherapeutisches Mittel der Formel

(C1CH₂CH₂)₂N-

-CH₂CHCOOH

NH₉

darstellt.

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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung der d-, der 1- und der d, 1-Form dieser Verbindung.

Die 1-Form hat eine größere, das Wachstum von "Junioren verhindernde Wirkung als die d-Form oder die raceniisclie Forin. Alle Formen zeigen sich als wirksame, das Wachst um von Tumoren verhindernde Substanzen, wenn sie bei überpflanzten Walker-Rat ten-Karzinomen geprüft werden.

Gemäß dem Verfahren nach der Erfindung wird ίο eine Verbindung der allgemeinen Formel

(MOCU.,CH.,)..N > CH„-C(R₁)--C()OC.,H-

in der K₁ M oder COOCoII₀, Ii.,---. Il und R., CIIO oder CII₁₁CO oder Ro und R₃ zusammen

CO , )

bedeuten, mit Phosphoroxychlorid oder Thionylchloric! erhitzt und das Reaktionsprodukt mit konzentrierter Salzsäure verseift.

Nach einer Ausführungsfonn des erfindungsgeinäßeii Verfahrens wird p-(Bis-2-oxyäthyl-amino)-/i-phenyl-u-plithalylainino-propionsäureäthylester mit Phosphoroxychlorid erhitzt.

Nach einer anderen Ausführungsfonn des erfindungs-

gcniäßcn Verfahrens wird p-(Bis-2-oxyäthyl-amino)-benzyl - forniylamino - malonsäurediäthylester oder ])-(Bis-2-oxyäthyl-aniino)-benzyl-acetyl-amino-malonsäurediäthylestcT mit Thionylchlorid erhitzt.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

a) log ρ - Nitro -β - phenylalanin (Erlenmeyer, Lipp, Liebig's Annaleii der Chemie, 219 [18S3], 213) werden mit 7,05 g Phthalsäureanhydrid J¹J., Stunden in 75 g trockenem Pyridin unter Rückfluß erhitzt, die Lc)SUHg wird filtriert, konzentriert und wenige Minuten mit 25 g Essigsäureanhydrid unter Rückfluß erwärmt. Die Lösung wird in Wasser unter Rühren eingetragen und die obere Schicht mit Salzsäure gegen Kongorot-Indikatorpapier angesäuert. Das Gemisch wird über Nacht stehengelassen. Die klart' obere Schicht wird abgezogen, dem harzartigen Produkt wird Wasser zugegeben und das Gemisch fast bis zum Sieden erhitzt. Das Harz erstarrt beim Abkühlen zu 15,5 g einer weißen, krümeligen, festen Substanz. Iiine doppelte Kristallisation eines Teils dieses Produktes aus Chloroform-Petroläther vom Schmp. 60 bis 8o° ergibt kleine farblose Nadeln von P-Nitro -/J-phenyl-M-plitlialylamino-propionsäure vom Schmp. 175 bis I₇O".

Gefunden: C 59/), H 3,84, N 8,20 °/o: C₁₇ H₁₂O₁₁N₂ erfordert: C 00,0, H 3,55, N 8,23%.

b) 16,7 g rohe j)-Nitro-/?-plienyl-«-phthalyIaminopropionsäure werden in 30 g Äthanol gelöst, die Lösung wird mit trockenem Chlorwasserstoff gesättigt und i¹/» Stunden unter Rückfluß erwärmt. Die Flüssigkeit wird abgekühlt, in 1000 g etwa o,5°/₀ige wäßrige Natriumchloridlösung gegossen und das Produkt mit Äther extrahiert. Die ätherische Lösung wird mit Natriumbicarbonatlösung und hierauf mit Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet. Die Verdampfung des Lösungsmittels ergab 15,4 g eines Harzes, das aus n-Propanol in farblosen Prismen auskristallisiert. Hierbei werden 9,1 g p-Nitro-/i-phenyl-a-phthalylamino-propionsäurcäthylester vom Schmp. 91 bis 93⁰ erhalten.

Zwei weitere Rekristallisationen unter Anwendung von Tierkohle bei der letzten Kristallisation erhöhen den Schmelzpunkt auf 95,5 bis 96⁰.

Gefunden: C 61,7, H 4,39, N 7,61 %;

C₁₀ H₁₈ O₆ N₂ erfordert: C 61,95, H 4,38, N 7,61 °/_n.

c) 9 g p-Nitro-ß-phenyl-u-phtlialylamino-propionsäureäthylester werden in einem Gemisch aus 120 g Äthylacetat und 80 g Methanol mit 1,4 g eines ι % Pd enthaltenden Palladium-Calciumcarbonat-Katalysators hydriert. Wenn die Gasaufnahme beendet ist, wird das Filtrat des Hydrierungsgemisches unter vermindertem Druck eingedampft. Das harzartige Produkt wird hierauf in Äther aufgenommen, die Lösung filtriert und eine trockene ätherische Chlorwasserstofflösung im geringen Überschuß langsam unter Rühren zugegeben. Der harzartige Niederschlag wird beim Reiben körnig, und das mit Äther gewaschene Produkt wird aus Äthylacctat-Accton umkristallisiert (1. Kristallisation 2,8 g, Schmp. 188 bis 192⁰ unter Zersetzung, 2. Kristallisation 3,9 g, Schmp. 189 bis 192° unter Zersetzung). Ein Teil der ersten Kristallisation wird aus Äthylacetat rekristallisiert und ergibt sehr schwach gefärbte Nadeln von ρ - Amino -β- phenyl - a - phthalylamino - propionsäurcäthylester-hydrochlorid vom Schmp. 188 bis 190⁰ unter Zersetzung.

Gefunden: N 8,29%;
C₁₉ H₁₈ O₄ N₂ erfordert: N 8,28 %.

d) 3,15 g nicht rckristallisierter p-Amino-ß-phenylu-phthalylamino-propionsäureäthylester werden in 50 g Wasser suspendiert, und 30 g Essigsäure werden zugegeben. Der klaren Lösung werden 8 g Äthylenoxyd zugegeben, das Gemisch wird 17 Stunden stehengelassen und hierauf in 350 g Wasser eingetragen. Die Lösung wird mit Natriumbicarbonat neutralisiert und das in Freiheit gesetzte Harz mit Äther extrahiert. Die ätherische Lösung wird mit Magnesiumsulfat getrocknet und hierauf eingedampft. 3,95 g des harzartigen Rückstandes werden in 50 g Benzol gelöst, und die Lösung wird getrocknet, indem ein Teil der Lösung azeotropisch abdestilliert wird. 8 g frisch destilliertes Phosphoroxychlorid werden zugegeben, und das Gemisch wird unter Rückfluß 30 Minuten erhitzt. Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck verdampft und der harzartige Rückstand mit 50 g konzentrierter Salzsäure 6 Stunden unter Rückfluß erwärmt. Die Lösung wird über Nacht abkühlen gelassen. Sie wird von den Phthalsäurekristallen abfiltriert und ausgefroren. Dem blaßroten Rückstand werden 160 g Aceton und 50 g Äthylacetat zu-

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gegeben. Das Gemisch wird im Eisschrank über Nacht stehengelassen und die klare blaßrote, oben schwimmende Flüssigkeit abgegossen. Das im Gefäß zurückbleibende blaßrote harzartige Hydrochlorid wird in 2Og Wasser gelöst, gesättigte Natriumacetatlösung wird bis zur vollständigen Fällung zugegeben und das Produkt gesammelt und im Exsikkator getrocknet. 3,6 g des rohen p-(Bis-2-chloräthyl-amino)-ß-phenylalanins werden aus Methanol umkristallisiert und ergeben farblose Nadeln von p-(Bis-2-chloräthylamino)-j3-phenylalanin, die bei 172 bis 174⁰ unter Zersetzung schmelzen.

Für ein weiter rekristallisiertes Produkt wird gefunden :

C 51,1, H 6,01, N 8,87, Cl 23,2 %;

3 ^18 ^2 -

C 51,1,

erfordert:

H 5,90, N 9,18,

α Ort Q O/
²3>3 /o-

Beispiel 2

a) p-Nitro-/3-phenylalanin wird in 3,5 n-äthanolischer Chlorwasserstofflösung unter Rückfluß erwärmt, die Lösung verdampft und der Rückstand aus Aceton-Methanol umkristallisiert, wobei farblose.

Nadeln vom Schmp. 179 bis 181° erhalten werden, ig dieses Produktes wird in 8 ecm trockenem Benzol suspendiert, und 0,27 g (= 0,3 ecm = 1 Mol) Diäthylamin werden zugegeben. Das Gemisch wird geschüttelt, bis keine Esterhydrochloridkristalle mehr sichtbar

sind. Trockener Äther wird der gerührten Flüssigkeit bis zur vollständigen Fällung zugegeben, das Diäthylamin-Hydrochlorid abfiltriert und das Filtrat fast zur Trockene im Vakuum eingedampft. Der ölige Rückstand wird in 15 ecm trockenem Benzol aufgenommen, und 0,54 g (= ι Mol) pulverförmiges Phthalsäureanhydrid werden unter Schütteln zugegeben. In weniger als 1 Minute verdickt sich hierbei das Gemisch zu einer pastenförmigen Masse, wobei die Temperatur ansteigt. Das Gemisch wird im Vakuum eingedampft.

Der Rückstand wird in Aceton-Leichtpetroleum umkristallisiert, wobei kleine farblose Kristalle von ρ - Nitro -β- phenyl - α - (2 - carboxy - benzoylamino) - propionsäureäthylester (93 °/₀) vom Schmp. 181° erhalten werden.

b) Die obige Verbindung wurde 1,5 Stunden mit 25 ecm 3,5 n-äthanolischer Chlorwasserstofflösung unter Rückfluß erwärmt. Bei der Entfernung des Lösungsmittels werden 1,08 g eines blaßgelben Harzes erhalten, das aus n-Propanol in farblosen Prismen, bestehend aus p-Nitro-ß-phenyl-a-phthalylaminopropionsäureäthylester (86 °/₀) vom Schmp. 96,5 bis 97,5° kristallisiert. Diese Verbindung zeigte keine Erniedrigung des Schmelzpunktes beim Mischen des nach Beispiel 1, b erhaltenen Produktes vom Schmp.

95,5 bis 96⁰.

c) Die Reduktion wurde, wie im Beispiel 1, c beschrieben, durchgeführt, wobei das Produkt denselben Schmelzpunkt von 188 bis 190⁰ hat. Die Isolierung der freien Base wird ebenfalls, wie im Beispiel 1, c beschrieben, durchgeführt.

d) Die Oxyäthylierung der freien Base wird, wie im Beispiel 1, d beschrieben, durchgeführt und die Umsetzung mit Phosphoroxychlorid wird, wie im Beispiel 1, d beschrieben, ausgeführt, wobei dasselbe Produkt erhalten wird.

Beispiel 3

a) 1-ß-Phenylalanin wird nach derselben Methode wie d, 1-phenylalanin (Erlenmeyer, Lipp, Liebig's Annalen der Chemie, 219 [1883], 213) nitriert, mit der Ausnahme, daß die Aufarbeitung des Nitriergemisches wie folgt durchgeführt wird: Das viskose Gemisch wird in kaltes Wasser unter Rühren eingetragen, ein geringer Überschuß von verdünntem Ammoniumhydroxyd wird zugegeben und die Lösung eingedampft, bis das feste Produkt erscheint. Rekristallisation aus Wasser ergibt farblose Nadeln vom Monohydrat Ües ρ - Nitro-I-/?-phenylalanine vom Schmp. 232 bis 234⁰ unter Zusetzung; [a]|⁵: +9,8 ±0,3° (c = 1,77 in n-HCl). p-Nitro-l-ß-phenylalaninäthylester-hydrochlorid (83%) wird in farblosen Stäbchen erhalten, wobei nach demselben Verfahren, wie im Beispiel 2, a beschrieben, gearbeitet wird. p-Nitro-1-jß-phenylalaninäthylester ergibt nach der Behandlung wie im Beispiel 2, a eine 94°/_oige Ausbeute der 1-Carboxybenzoylverbindung vom Schmp. 180 bis 182°; [a]ß³: + 19,4 ±_ 0,3° (c = 2,94 in Dioxan).

b) 1 - ρ - Nitro -β - phenyl - α - phthalylamino - propionsäureäthylester wird nach dem im Beispiel 2, b beschriebenen Verfahren erhalten, mit der Ausnahme, daß 2 η - äthanolische Chlorwasserstofflösung verwendet wird, um die Racemisierung zu vermeiden.

c) Die erhaltene Verbindung wird, wie im Beispiel 2, c beschrieben, in das Amin übergeführt und aus Dioxan-Äthylacetat umkristallisiert, wobei farblose Nadeln von 1-p-Amino-^-phenyl-a-phthalylaminopropionsäureäthylester-hydrochlorid vom Schmp. 216 bis 2i8° unter Zersetzung erhalten werden; [a]f:

—153 ±i° (c = 0,945 in Wasser-Äthanol im Verhältnis von 3 : ι Volumina).

d) Die Oxyäthylierung der obigen Verbindung und ihre Umsetzung mit Phosphoroxychlorid werden, wie im Beispiel 2, d beschrieben, durchgeführt, mit der Ausnahme, daß zunächst die freie Base durch Behandlung des Hydrochlorids mit Ammoniak hergestellt, diese mit Phosphoroxychlorid behandelt und hierauf 3¹^ Stunden mit 6 η-Salzsäure unter Rückfluß erwärmt wird. Die Fällung mit Natriumacetat und die Kristallisation aus Methanol ergeben kleine farblose Nadeln von p-(Bis-2-chloräthyl-amino)-l-phenylalanin in einer Ausbeute von 37,5 ⁰J₀, bezogen auf das Aminhydrochlorid, vom Schmp. 182 bis 183⁰ unter Zersetzung; [a]£: + 7,5 ± 0,5° (c = 1,33 in n-HCl).

Beispiel 4 _U5

Das Beispiel 3 wird unter Verwendung von d-ß-Phenylalanin an Stelle von l-/3-Phenylalanin wiederholt. Die Zwischenprodukte und Endprodukte haben die folgenden Schmelzpunkte und Drehungskoeffizienten:

p-Nitro-d-ß-phenylalanin, Schmp. 226 bis 229⁰ unter Zersetzung; [a]$: —· 8,9 ± 0,3° (c = 2,41 in .n-HCl); 88% Ausbeute.

ρ - Nitro -d-ß- phenylalaninäthylester - hydrochlorid, Schmp. 192 bis 193,5°; [a)|°: — 12,0 ± o>3° (c = 2,06 in Wasser); 80% Ausbeute.

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p-Nitro-d-/i-phenyl-«-(2-carboxy-benzoylamino)-

propionsäureäthylester, Schmp. 176 bis 178'; [α]|':

¹⁽)·7 :l ⁽>.3" (^{c :} 3.9^{1 π1} Dioxan); 93% Ausbeute.

p-Nitro-d-/f-phenyl-(i-phthalylamino-propionsäiireäthylester, Scliinp. 79 bis 80"; [«]£?: + 207 ± i°

(e. 1,72 in Dioxan); 88"/„ Ausbeute.

]) - (His - 2 - cliloräthyl - amino) - d - β - phenylalanin, Sciini]!. 181,5 bis 182' unter Zersetzung; [a]|': 7,5 I· 0,5" (c 1,26 in n-HCl); 34% Ausbeute.

1, ■ ■ 1

15I 5

a) Die Kondensation von 9,75 g p-Nitrobenzylehlorid mit Forniylaminomalonsäurediäthylester (13 g

1,12 Mol) wird, wie von Dornow und Winter (Chemische Berichte, 84 [1951], 307) beschrieben, durchgeführt, mit der Ausnahme, daß das Gemisch 2 Stunden unter Rückfluß erwärmt wird. Der nach dem Filtrieren des heißen Reaktionsgemisches erhaltene Rückstand kristallisiert aus wäßrigem Äthanol so in farblosen Stäbchen von 13,6 g p-Nitrobenzylforiny lamino-malonsäurediäthylester vom Schmp. 190⁰. Das Filtrat des Reaktionsgemisches scheidet 0,83 g derselben Verbindung vom Schmp. 189 bis 190° (75 %) aus.

b) p-Nitrobenzyl-formylamino-malonsäurediäthylester (4 g) wird mit Wasserstoff und Palladium-Calciumcarbonat in Äthylacetat-Methanol suspendiert hydriert. Die Nitroverbindung geht beim Fortschreiten der Reduktion in Lösung, und p-Amino-1 lenzy 1-f011 nylamino-malonsäurediäthylester kristallisiert in farblosen Nadeln vom Schmp. 131 bis 132⁰ in einer Ausbeute von 94% aus Äthylacetat-Leichtpetrolcum aus.

c) Die Oxyäthylierung von 2,80 g der Formylaniinoverbindung i))it 4 ecm Äthylenoxyd in 5o°/₀ wäßriger Fssigsäurelösung (40 ecm) führt zu p-(Bis-2-oxyäthyl-an lino) - benzyl-formylamino-malonsäurediälhylester (83"/,,) vom Schinj). 118'. Bei der Rekristallisation aus Äthylacetat-Leichtpetroleum erhöhte sich der Schmelzpunkt auf 120,5°.

(1) 2 ceil) Thionylchlorid werden einer Lösung von ]) - (Bis - 2 - oxyäthyl - amino) - benzyl - formylaminoinalonsäurediäthylester (1 g) in 25 ecm trockenem alkoholfreiem Chloroform zugegeben. Die klare Lösung wird 10 Minuten unter Rückfluß erwärmt. Sie wird im Vakuum eingedampft und die körnige feste Substanz mit konzentrierter Salzsäure (20 ecm) 40 Mi-

in der R₁ II oder COOCH-,, R., - H und R., CIlO oder CILCO oder R, und R, zusammen

CO

bedeuten, mit 1'I)OS])I]OrOXy¹ChIOrId oder Thionylchlorid erhitzt und das Reaktionsprodukt mit konzentrierter Salzsäure verseift.

nuten unter Rückfluß erhitzt. Das Isolicrungsverfahren war das gleiche wie im Beispiel i,d, und die Kristallisation des Produktes aus Methanol ergab ρ - (Bis-2 -chloräthyl- amino)-/?- phenylalanin vom Schmp. 179 bis 180° unter Zersetzung. Beim Mischen dieser Verbindung mit dem aus d-l~/?-Phenylalanin hergestellten Präparat erniedrigte sich der Schmelzpunkt nicht. Die Ausbeute beträgt 74%.

Beispiel 6

ρ - Nitrobenzyl - acetylamino-malonsäurediäthylester wird nach Burckhalter, Stephens (Journal of the American Chemical Society, 73 [1951], 56) hergestellt und katalytisch zu dem p-Aminoderivat reduziert. Diese Verbindung wird mit 6 ecm Äthylenoxyd in 25 %iger wäßriger Essigsäurelösung (40 ecm) während 17 Stunden bei Raumtemperatur oxyäthylicrt. Das Produkt wird wie in den vorhergehenden Beispielen aufgearbeitet. Die Kristallisation aus Äthylacetat ergibt farblose Nadeln von p-(Bis-2-oxyäthyl-amino)-benzyl - acetylamino - malonsäurediäthylestcr (82 %) vom Schmp. ioo°. 2 ecm Thionylchlorid werden in eine Lösung von p-(Bis-2-oxyäthyl-amino)-benzylacetylamino-malonsäurediäthylester (1,38 g) in 25 ecm trockenem alkoholfreiem Chloroform eingetragen. Die klare Lösung wird 10 Minuten unter Rückfluß erwärmt, nach welcher Zeit sie merklich schwärzlich wurde. Sie wird im Vakuum eingedampft und der harzartige Rückstand mit 20 ecm konzentrierter Salzsäure 3 Stunden unter Rückfluß erwärmt. Das Isolierungsverfahren war dasselbe wie in den vorherigen Beispielen, und die Kristallisation des Produktes aus Methanol ergab p-(Bis-2-chloräthyl-amino)-/9-phenylalanin vom Schmp. 179 bis i8o° unter Zersetzung. Beim Mischen dieser Verbindung mit dem aus dl-Phenylalanin hergestellten Präparat ergibt sich keine Schmelzpunkterniedrigung. Die Ausbeute bcträgt 63%.

Ein Verfahren zur Herstellung der Ausgangsverbindungen wird hier nicht beansprucht.

Claims

PATENTANSPRUCH!;:

i. Verfahren zur Herstellung von p-(Bis-2-chloräthyl-amino) -/^-phenylalanin, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel

CH₂ ■ CR₁ COOC₂H₅

NR₂R₃
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man p- (Bis -2 -oxyäthyl -amino)-/?-phenyl-«-phtha]yl-amino - propionsäureäthylester mit Phosphoroxychlorid oder p-(Bis-2-oxyäthylamino) - benzyl - formylamino - malonsäurcdiäthylester oder p-(Bis-2-oxyäthyl-amino)-bcnzyl-acetylamino-malonsäurediätlvylester mit Thionylchlorid erhitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man p-(Bis-2-oxyäthylamino)-d-/?-phenyl-a-phthalylamino-propionsäure- äthylester als Ausgangsverbindung verwendet.

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