DK141248B - Fremgangsmåde til fremstilling af indolalkaloider. - Google Patents

Description

(ffe 1 ElEf \Ra (11) FREMLÆ66ÉLSESSKRIFT 141248 DANMARK lnt c,s c 07 ® *7,m ^§3) (21) Antegning nr. 3604/75 (22) Indleverat dan 8· aUg. 1975 fåBfgf (23) Labedag 8. aug. 1975 ν' (44) Ansagningen fremlagt og .

fremtmggeleeeekrlftet offendlggjort den · * · Γβο. 1980

Dl REKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (*» PHorltot bagesrat fra den

9. aug. 1974, 10940/74, CH

(71) BUSKINE S.A., 20, Rue de Romont, Fribourg* GH.

(72> Opfinder: Ida Taccone, Via Amendola 58, Voghera (Pavia), IT.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Boutard.

(64) Fremgangsmåde til fremstilling af indolalkaloider.

Den foreliggende opfindelse angår en særlig fremgangsmåde til fremstilling af indolalkaloider med den i krav 11 s indledning anførte almene formel 1, og fremgangsmåden Ifølge opfindelsen er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del anførte.

Forbindelsen vincamin har følgende formel:

HovMy

MeOOC Et 2 141248 og er et alkaloid, der er blevet isoleret fra vincaminer, hvorfra det er almindeligt at ekstrahere det, og man kan endvidere ekstrahere det fra andre planter.

Denne gruppe af indolalkaloider, især vincamin, har interessante pharmakologiske egenskaber, især af hypotensiv og sedativ art, der gør disse forbindelser egnede til effektiv behandling af kredsløbssygdomme og sygdomme i centralnervesystemet.

Hidtil er der foreslået en lang række metoder til enten delvis eller total syntese af vincamin samt af andre alkaloider af samme familie.

Ved total syntese menes fremstilling af forbindelsen ud fra forbindelser med simpel struktur, som f.eks. den fundamentale syntese udført af Kiihne (USA patent nr. 3.454.583 kan her nævnes, ifølge hvilket en lactam fremstilles udfra tryptamin og 4-ethyl-fonny 1-di methyl-pimelat, hvorefter lactamen omdannes til thiolactam ved omsætning med phosphorpentasulfid og til aminoesteren ved afsvovling. Aminoesteren omdannes herefter til dl-vincamin ved oxidation og sur hydrolyse). Andre kendte metoder til total syntese er baseret på denne syntese (fransk patent nr. 2.081.593, 2.104.959. 2.190.113, 2.143.657 og 2.178.024), men herudover kendes adskillige variationer , enten med hensyn til de reagenser, der anvendes ved reaktionerne, eller med hensyn til reaktionsbetingelserne.

De metoder, som man betragter som delvis syntese, er derimod baseret på omdannelse af andre indolalkaloider. I det følgende skal kun nævnes de mest vigtige blandt disse metoder,og følgende kan nævnes: (a) Fransk patent nr. 2.108.9,47 beskriver en reduktiv trans-omdannelse af 1-tabersonin.med formlen: acO <H) |%Et rr li cooch3 , 141248

D

i nærværelse af zink. Herved opnås aminoesteren, der derefter oxideres med mercuriacetat til immoniumsaltet. Dette reduceres med et alkalisk borhydrid til d-aminoesteren, og den endelige omdannelse til d-vincamin ved oxidation og hydrolyse sker, forudsat at dobbeltbindingen 14-15 i taber-soninen reduceres.

(b) I de belgiske patenter nr. 761.628 og 763.730 er beskrevet den katalytiske hydrogenering af tabersonin til vincadiffor-min eller 14-15-dihydro-tabersonin med formlen: (111) H COOCH3 hvor sidstnævnte herefter i adskillige trin oxideres Éed persyrer til N-oxo-16-hydroxy-vincadifformin. Denne forbindelse omdannes ved reduktion og omlejring i surt medium til vincamin, der opnås som en blanding af epi-16-vincamin og apo-vincamin. Vincaminen isoleres fra denne blanding ved chroma tograf i og påfølgende krystallisation.

Ifølge en modifikation af denne fremgangsmåde fremstilles vincamin ud fra 16-hydroxy-derivatet af vincadifformin, der opnås ved katalytisk oxidation af vincadifformin og tabersonin, idet PtC^ anvendes som katalysator ved fremstilling af 16-hydroxy-vincadifformin i heterogen fase, og organiske peroxider eller oxider eller salte eller oxider af tungmetaller anvendes ved fremstilling af andre oxidationsderivater.

(c) Fremstilling af enantiomers af vincamin ved en metode analog til den, der er beskrevet under (b), er beskrevet i belgisk patent nr. 765.795.

(d) En metode til såkaldt epimerisering, nærmere bestemt til omdannelse af l6-epivincamin til vincamin, er beskrevet i fransk patent nr. 2.123.521.

Hovedproblemerne og ulemperne ved disse kendte metoder kan opsummeres som følger: 4 141248 (1) Ekstraktionsmetoderae har,foruden at de afhænger af tilgængeligheden af det vegetabilske materiale, et relativt lavt udbytte af vincamin, og de omfatter temmelig komplicerede trin til isolering og oprensning af vincamin fra hel-ekstrakten.

(2) Totalsyntesemetodeme omfatter et antal trin og medfører et stærkt formindsket udbytte.

(3) Metoderne, der omfatter partiel syntese, involverer stadigvæk tre eller flere trin, hvis man medregner isolering af mellemproduktet.

Hovedformålet med den foreliggende opfindelse er at frembringe en metode til partiel syntese af indolalkaloider med den i krav lfs indledning anførte almene formel 1. Som udgangsmateriale anvendes et let tilgængeligt produkt, nemlig tabersonin eller vincadifformin, som allerede er identificeret ovenfor, og som tillader at fremstille det ønskede produkt gennem et fåtal af trin og med industrielt fordelagtige udbytter.

Det må bemærkes, at tabersonin og vincadifformin er vidt udbredte indolalkaloider, der findes i adskillige dele af planter og for det meste i frø af forskellige botaniske planter af Apocinaceae-familien: - Amsonia Tabernaemontana - Amsonia sps - Catharanthus sps - Conopharingia sps - Crioceras sps - Schizozygia coffaeoides - Taberaaemontane sps - Vinca sps - Voacanga obtusa - Voacanga africana - Vocanga lutescenes - Voacanga thouarsii - Voacanga chalotiana - Voacanga schweifurtii - Voacanga sps - Rhazya stricta.

5 141248

Det har nu overraskende vist sig, at ovennævnte formål kan opnås ved den foreliggende fremgangsmåde til fremstilling af indolalka-loider, hvorved man går ud fra tabersonin og/eller vincadifformin, og den påkrævede omdannelse kan opnås i kun ét trin og i homogen faae. Udgangsmeterialet, som er en opløsning i et polart opløsningsmiddel, tilsættes i et forhold på 1:1 - 1:5 (baseret på vægten af udgangsalkaloidet) til et uorganisk eller organisk salt, der er opløseligt i reaktionsmediet, hvorhos det uorganiske salt eller organiske salt er et salt af et metal valgt blandt kobber, Jern og cobalt, hvor metallet er i højeste val «as trin, og reaktionen udføres i nærværelse af oxygen ved en temperatur på mellem 10 og 50°C i 5- 15 dage, fortrinsvis i sure omgivelser.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan skematisk angives som følger: cx£?"· “' H COOCH3 v OuCi HO«J li Ί ( MeOOC Et I 1 R2

QnO

^ MeOOC Et ^R2 6 141248 1 2 hvori R og R betegner hydrogen eller, hvis de tages sammen, en dobbeltbinding.

Det fremgår af reaktionsskemaet, at udgangsmaterialet er vincadif- 1 2 formin, når R og R betegner hydrogen, og ved reaktionen opnås en blanding af vincamin og epivincamin. Når R og R sammen indgår i en dobbeltbinding, er udgangsmaterialet tabersonin, og de dannede forbindelser er vincamin og Δ. ^-epivincamin, der ved kata lytisk reduktion omdannes til ovennævnte forbindelser.

Det er allerede nævnt,, at fremgangsmåden ifølge opfindelsen udføres under anvendelse af et salt af et metal valgt blandt Cu1-*',

Fe+++ og Co"1-*', dannet med en organisk eller uorganisk syre. Særlig nyttige i den foreliggende opfindelse er kobbersulfat, ferri-chlorid og coboltstearat.

Med hensyn til opløsningsmiddel for reaktionen foretrækkes alkoholer, vand-alkoholblandinger, acrylonitril, dimethylformamid og hexamethy lenpho sphortriamid.

For at frembringe sure omgivelser i reaktionsmediet foretrækkes det at tilsætte en syre, fortrinsvis en vandig opløsning af en uorganisk syre, selv om man som udgangsmateriale anvender et hydro-chlorid af tabersonin eller vincadifformin. Selv om reaktionsmekanismen endnu ikke kendes helt, synes det sandsynligt, at reaktionsbetingelserne muliggør dannelse i reaktionsblandingen af 16-hydroxy-derivatet, uden oxidation ved nitrogenatomet i stilling 4, dvs. uden dannelse af N-oxo-16-hydroxy-forbindelsen, gennem hvilken faktisk alle metoder til delvis syntese er baseret. Et sådant 16-hydroxy-derivat omdannes direkte uden isolering,. så snart det dannes, til slutproduktet. Reaktionen kan således overraskende udføres i kun ét trin og med et tilfredsstillende udbytte af vincamin eller vincamin. Ukendt og overraskende er virkningen af metalsaltet, idet man må tage med i betragtning, at det tilsættes i en mængde, der er langt højere end den, der normalt anvendes- for katalysatorer.

Reaktionen kan udføres under omrøring eller ved at holde reaktions- 7 141248 blandingen i røre ved hjælp af en luftstrøm eller fortrinsvis ved hjælp af oxygen i et tidsrum på 5-15 dage ved en temperatur på mellem 10 og 50° C.

Efter at reaktionen er tilendebragt, tilsættes vandig ammoniak,til neutral opløsning opnås, og blandingen ekstraheres med chloroform« Chloroformremanensen underkastes chromatografi på silicagel ved eluering med chloroform indeholdende stigende mængder methylalkohol.

Følgende eksempler illustrerer nærmere fremgangsmåden ifølge opfindelsen: EKSEMPEL 1 11,4 g (cirka 3 x 10“2 mol) af (-)-vincadifformin, hydrochlorid opløses under omrøring ved 50° C i 240 ml ethylalkohol. Til den fremkomne opløsning sættes en blanding af 240 ml vand, 60 ml 10 % saltsyre og 2,5 g CuSO^.50^0, og den samlede blanding holdes under en oxygenstrøm ved 50° C i 8 dage. Omdannelsen til vineamin og epivincamin måles ved hjælp af tyndtlagskromatografi (TLC), idet der anvendes 2,4 pct. natriumhydroxid-silicagel som adsorbent og en blanding af chloroform-methanol (96:4) som elue-ringsmiddel. Pletterne detekteres ved at påsprøjte pladen med eerium-ammonlumsulfat-reagens (Stahl reag. No. 34) og belyse med Wood light og normalt lys; Nærmere bestemt identificeres vincadifformin som en intens blå plet under synligt lys, medens vincamin og epivincamin identificeres som mere polære og højt fluorescerende pletter ved 366 nm. Reaktionsblandingen gøres basisk til pH 8 ved kold tilsætning af 300 ml af en opløsning af 10 % ammoniumhydroxid og ekstraheres herefter tre gange med 500 ml portioner chloroform. De organiske faser separeres, blandes, vaskes med vand.ag tøi^res over vandfri natriumsulfat. Opløsningen filtreres og Inddampes ved 40° C under reduceret tryk, indtil et tørt stof opnås. Der opnås ca. 9 g råmateriale, der opløses i 20 ml af en blanding af acetone-methyl-enchlorid-methanol i forholdet 5 : 4,9 : 0,1, og underkastes kolon-nechromatQgrafi, idet silicagel anvendes som adsorbent, og det samme opløsningsmiddel anvendes som elueringsmiddel.

δ 141248

De første 5000 ml af eluatet borthældes , hvorefter de påfølgende 1500 ml efter inddampn j.ng af opløsningsmidlet giver 0,9 g (-)-vincadifformin, hvilket svarer til 10 % udbytte, smeltepunkt 960 C fra methanol, M+ = 538.

Det udvundne vincadifformin sættes igen til reaktionsblandingen. Yderligere 5000 ml eluat borthældes , og herefter opnås til slut to fraktioner, hvoraf den første efter inddanrpning af opløsningsmidlet giver (+)-vincamin (2,7 g = 50 %), smp. 250 - 252° C fra MeOH; [a]2° = + 41° (CHC13, c=1), M+ = 554.

I.R. (nujol) bånd ved: 1756, 1074, 747, 727 (cm-1), og epivincamin (1,55 g = 15 %), smp. 190 - 192° C fra acetone, M+ = 554; [a]|°= -59° (CHCl^, c=l).

EKSEMPEL 2 6,7 g (2 x 10 mol) tabersonin opløses i 200 ml ethanol. Opløsningen tilsættes 4 ml 10% saltsyre og 5 g CuSO^-51^0, der på forhånd er opløst i en blanding af 160 ml vand og 40 ml 10 % saltsyre, og hele blandingen holdes under en oxygenstrøm i et termostateret bad ved 50° C i 10-12 dage.

Omdannelse af tabersonin til vincamin og ^^-epivincamin måles ved TLC, idet der anvendes silicagel som adsorbent og en blanding af acetone-methylenchlorid-methanol (20 : 80 : 0,5) som elueringsmiddel. Pletter detekteres ved påsprøjtning med cerium-ammoniumsulfat og belysning med ultraviolet lys med en bølgelængde på 566 nm. Efter endt reaktion gøres opløsningen basisk ved kold tilsætning af 10 % ammoniumhydroxid og ekstraktion adskillige gange med methylenchlorid. De organiske faser vaskes indtil neutralitet med vand, tørres over vandfri natriumsulfat, filtreres og koncentreres ved en temperatur over 40° C og under reduceret tryk, indtil der opnås et tørt stof. Der opnås 5»6 g af råproduktet, der opløses i 15 ml af en blanding af acetone-methyl-enchlorid (2 : 8) og underkastes chromatografi; på en silicagel-kolonne (250 g). Acetone-methylenchlorid-eluatet består af en 9 141248 første serie af fraktioner indeholdende ^l^^-vincamin (20 %), smeltepunkt 218° C fra methanol [α]^ = + 115° (CHC1,, c=l); M+ = 352.

U.V. (ΜθΟΗ)Λ= 223 (4,50), 271 (3,95), 278 (3,90), 288 (3,70) λ = (nm) (log£ ) medens eluatet chloroform-methylalkohol (95 : 5) giver en anden serie fraktioner indeholdende /^^-16-epivincamin (10 %), smp.

184° C fra acetone = + 31° (CHC13, c=l); M+ = 352; U.V. (EtOHjA^ (log£) = 224 ( 4,30), 270 ( 3,85), 280 ( 3,79), 291 (3,60).

EKSKMPEL 3 3,38 g vincadifformin (10~ mol) som fri base behandles med 80 ml vand, 20 ml 10 % saltsyre, 100 ml ethanol og 2,71 g ferrichlorid ved 50° C i et termostateret bad under en oxygenatmosfære. Omdannelse af vincadifformin til vincamin og 16-epi-vincamin måles ved TLC under samme betingelser som i eksempel 1.

Efter 10 dages reaktion gøres reaktionsblandingen basisk ved tilsætning af ammoniumhydroxid og ekstraktion adskillige gange med chloroform.

De organiske opløsninger frasepareres, vaskes med vand, tørres over natriumsulfat, filtreres og koncentreres til en tør remanens ved 40° C under reduceret tryk. Der opnås 2,5 g remanens, der opløses i 5 ml chloroform og underkastes c hr omatografi på silicagel-kolonne under de betingelser, som er beskrevet i eksempel 1. Udbyttet af vincamin er 0,8 g (30 9é).

EKSEMPEL 4 6,60 g vincadifformin (2 x 10“ mol) opløses i 500 ml ethanol.

Til opløsningen sættes 10 ml vand, 50 ml dimethylformamid og 1,5 g CuSO^. 5Ηρ0. Blandingen holdes ved stuetemperatur og gennem-bobles med oxygen i 8 dage.

10 14124«

Omdannelse til vincamin og 16-epivincamin måles ved TLC, idet der anvendes elueringssystemet beskrevet i eksempel 1. Opløsningen koncentreres derefter til et lille volumen under reduceret tryk, der tilsættes 300 ml vand, og pH indstilles til 9 ved tilsætning af 10 % ammoniumhydroxid, hvorefter der ekstraheres med chloroform.

De kombinerede organiske opløsninger vaskes med vand, tørres over natriumsulfat, filtreres og inddampes til tørhed under vakuum.

Der opnås 3 g remanens, der opløses i 20 ml chloroform og underkastes kolonnechrOmatografi under de betingelser, der er beskrevet i eksempel 1, hvorved der opnås et udbytte af vincamin og 16-epi-vincamin på henholdsvis 8,4 og 12 pct.

EKSEMPEL 5 10 g tabersonin, HC1, opløses i 100 ml methylalkohol. Den fremkomne opløsning tilsættes 1 g cobaltstearat og holdes med luft-gennembobling i 15 dage. Omdannelsen måles ved TLC på silicagel (2,5 NaOH) som adsorbent og en blanding af chloroform-methanol (96 : 4) som elueringsmiddel. Efter at al tabersonin er forsvundet, gøres opløsningen neutral ved kold tilsætning af 5 % ammoniumhydroxid fortyndet med 100 ml vand, og der ekstraheres herefter tre gange med 100 ml portioner chloroform.

De kombinerede ekstrakter gøres vandfri over kaliumcarbonat, og chloroformopløsningen koncentreres under reduceret tryk ved 30-40° C, indtil der opnås en konstant remanens. Der opnås 9 g, der herefter opløses i 20 ml chloroform og ledes til en chromatografisk kolonne forsynet med 250 g silicagel.

Chloroformeluatet består af en første serie af fraktioner indeholdende vincamin (2 g), smeltepunkt 218° C fra methanol, [α]^ = +115° (CHClj, c=l).

M+ = 352, U.V. = MeOHA = 223 (4,50), 271 (3,95), 278 ( 3,90), 288 (3,70).

Eluering med chloroform-methylalkohol (95 : 5) giver en anden serie fraktioner indeholdende Δ,^-epivincamin (3 g), smeltepunkt 184° C fra acetone, [a]^° = +31° (CHCl^, c=l),

Claims (1)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af indolalkaloider med den almene formel cccx 5 rr