DK149806B - Fremgangsmaade til fremstilling af n-metylmoranolin - Google Patents

Description

i 149806

Den foreliggende opfindelse angår en kommercielt fordelagtig særlig fremgangsmåde til fremstilling af stoffet N-metylmoranolin, der har den almene formel I

OH

\N^\CHo0H

eller salte deraf, og fremgangsmåden er ejendommelig ved det i patentkravets kendetegnende del angivne.

N-metylmoranolin har virkning som et meget nyttigt lægemiddel der inhiberer forøgelse af blodsukker hos sukkerbelastede dyr. Det fremgår bl.a. af forsøg med rotter. Rotterne fik oralt 2 g/kg af et kulhydrat, enten sakkarose, kogt opløseliggjort stivelse eller maltose, sammen med metyl-moranolin som testforbindelse i forskellige doser. Blodprøver udtoges fra halevenen 30, 60, 90, 120 og 180 minutter efter indgiften og indholdet af glukose bestemtes; det sammenlignedes med glukoseindholdet i blodprøver fra halevenen taget lige før indgiften. .Det viste sig at N-metylmoranolin var signifikant effektivt til modvirken af stigning i blodglukoseniveauet efter indtagen af sakkarose i en dosis på 6 mg/kg (næsten fuldstændig inhibering efter 20 mg/kg), efter indtagen af stivelse i en dosis på 5 mg/kg og efter indtagen af maltose i en dosis på 3 mg/kg.

Det har tidligere været foreslået at N-metylere forbindelsen moranolin, der har formlen

OH

^N-^^CH-OH H *

II

2 149806 og ' findes i visse planter og er navngivet af nærværende opfindere (Yagi et al, Journal of the Agricultural Chemical Society of Japan, vol. 50, side 571, 1976). Desforuden er der foretaget forskellige undersøgelser med henblik på eventuelt af fremstille N-metylmoranolin ud fra forbindelsen noji-rimycin, dér har formlen

OH

XI

H CH20H

og kan fremstilles ved gæring (japanske patentpublikationer nr. 760/1968 og 5033/1970, offentliggjort henholdsvis 11/1 1968 og 19/2 1970; se Chemical Abstracts vol. 69 1799d og vol 72 103719g). Som resultat af disse undersøgelser har det overraskende vist sig at man ved hjælp af en yderst simpel fremgangsmåde, der nemlig kun består af det ene trin at sætte formaldehyd til en opløsning indeholdende nojirimycin og reducere den, kan fremstille N-metylmoranolin i næsten kvantitativt udbytte. Denne fremgangsmåde, som er genstand for nærværende opfindelse, har den yderligere fordel at det som nojirimycinopløsning endda er muligt at bruge en kulturopløsning fra gæring af en nojirimycinproducerende anti-nomycet som defer, selv om man naturligvis også kan bruge en opløsning af renset nojirimycin. Fremgangsmåden ifølge opfin- 3 149806 delsen indebærer derfor en betydelig økonomisk fordel.

Som beskrevet i ovennævnte japanske patentbeskrivelser er nojirimycin et yderst ustabilt stof, og udbyttet er omkring 40% ved ekstraktions- og rensningsoperationer som går ud fra kulturopløsningen og slutter med renset nojirimycin, selv i tilfælde hvor man passerer via et svovlsyrling-addukt som angives at kunne udnyttes med fordel. Moranolin kan også fremstilles ud fra dette nojirimycin ved en kendt fremgangsmåde (Inoue et al, Tetrahedron 23^ 2155, 1968), og her ud fra kan N-metylmoranolin så vindes ved en N-metyleringsreaktion. Hvis man imidlertid fremstiller N-metylmoranolin ved denne kendte produktionsmetode via disse processer, bliver totaludbyttet af N-metylmoranolin, regnet ud fra kulturopløsningen af nojirimycin, kun 10-15% på grund af de nævnte to trin foruden besværet med operationerne til ekstraktion og rensning af nojirimycin.

Derimod er det ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse muligt at vinde N-metylmoranolin i næsten kvantitativt udbytte ved en simpel reaktion med kun et trin udgående fra kulturopløsningen, og endvidere mere er operationen med ekstraktion og rensning af N-metylmoranolin fra den . reducerede kulturopløsning også simpel.

Hvad angår råmaterialet til den foreliggende fremgangsmåde til fremstilling af N-metylmoranolin, er det muligt at bruge en kulturopløsning fra dyrkning af en nojirimycinprodu-cer'ende actinomycet eller en opløsning af nojirimycin i mere eller mindre renset form. Det er også muligt at bruge et svovl-syrlingaddukt, som er et stabiliseret derivat der kan fremstilles ved behandling efter klaring af en ca. 12%s opløsning af delvis renset nojirimycin med gasformig SC>2, hvorved ad-duktet udfældes. Som reaktionsopløsningsmiddel anvendes der som regel vand, men man kan også bruge et hvilket som helst andet reaktionsinert opløsningsmiddel med evne til at opløse råmaterialet såsom lavtkogende alkoholer eller vandholdige opløsningsmidler. Det ved fremgangsmåden anvendte formaldehyd bruges som regel i form af en vandig opløsning deraf, men man kan også bruge paraformaldehyd.

149806 4

Isolering af N-metylmoranolin fra reaktionsblandingen sker ved hjælp af en ionbytterharpiks.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal i det følgende belyses nærmere ved nogle udførelseseksempler.

Eksempel 1 179 mg nojirimycin opløses i 20 ml vand hvorefter der tilsættes 1 ml formalin og derpå 0,5 ml Raney-nikkel-kataly-sator (kommerciel vare), og der omrøres under en hydrogenstrøm ved stuetemperatur og under atmosfæretryk i 3 timer.

Efter at reaktionen er fuldført fraskilles katalysatoren ved filtrering; det resulterende filtrat føres gennem en kolonne indeholdende 100 ml "Dowex" ®50W x 4 (H-form); efter vask af kolonnen elueres de resulterende adsorberede stoffer med l%s ammoniakvand. Det resulterende eluat tørres under nedsat tryk og de tilbageværende farveløse krystaller omkrystalliseres fra ætanol til N-metylmoranolin. Smp. 141-142°C, 24 o [a]D =15,5υ (vand). Udbytte 161 mg (91%).

Eksempel 2 179 g nojirimycin opløses i 20 ml 50%s vandig ætanol efterfulgt af tilsætning af 1 ml formalin, hvorpå der tilsættes 100 mg sort palladiumkatalysator og gennemføres katalytisk reduktion ved stuetemperatur og atmosfæretryk. Efterfølgende behandlinger udføres på samme måde som i eksempel 1, hvorved der vindes 144 mg (81%) N-metylmoranolin. Smp. 141-142°C, [o]q°= 15,0° (vand).

Eksempel 3 179 mg nojirimycin opløses i 20 ml vand, hvorpå der tilsættes 1 ml formalin og 100 mg sort platinkatalysator og der udføres katalytisk reduktion ved stuetemperatur og atmosfæretryk. Efterfølgende behandlinger udføres på samme måde som i eksempel 1, og der vindes 150 mg (85%) N-metylmoranolin. Smp. 141-141,5°C, [a]^°= 15,3° (vand).

5 149806

Eksempel 4 261 mg nojirimycin-svovlsyrlingaddukt suspenderes i 30 ml vand, hvorpå der tilsættes 1 ml formalin og ca. 2 ml Raney-nikkelkatalysator. Den katalytiske reduktion udføres ved stuetemperatur og under atmosfæretryk i 6 timer.

Efterfølgende behandlinger udføres på samme måde som i eksempel 1, og der vindes 138 mg (78%) N-metylmoranolin.

Smp. 141-142°C, [a]£°= 15,0° (vand).

Eksempel 5 20 ml formalin sættes til 500 ml kulturopløsning fra dyrkning af en nojirimycinproducerende actinomycet og indeholdende ca. 500 μg/ml nojirimycin. Derefter tilsættes 10 ml industriel Raney-nikkel-katalysator (handelsvare) og der gennemføres katalytisk reduktion ved stuetemperatur og under atmosfæretryk. På 6 timer absorberes der ca. 1,3 liter hydrogengas hvorefter gastilførslen standses. Katalysatoren fraskilles ved filtrering og det resulterende filtrat føres gennem en kolonne indeholdende ca. 500 ml "Dowex" ® 1 x 2 (OH-formen); den resulterende effluent føres successivt gennem en kolonne indeholdende 200 ml "Dowex" 50W x 4 (H-formen). Sidstnævnte kolonne vaskes med 2 liter 50%s vandig metanol efterfulgt af eluering af de som resultat af behandlingen adsorberede stoffer med 0,5%s ammoniakvand; det resulterende eluat bringes til tørhed under nedsat tryk. Til remanensen (280 mg) sættes der 250 mg vandfrit p-toluensulfonsyre efterfulgt af 10 ml isopropanol, og der opvarmes til udfældning af krystaller.

Udbytte 344 mg.

Den resulterende moderlud bringes til tørhed under nedsat tryk hvorefter de tilbageværende stoffer opløses i vand og atter underkastes behandling på en kolonne af "Dowex" 1 x 2 og "Dowex" 50W x 4; og der tilsættes 50 mg vandigt p-toluensulfonsyre til den resulterende ekstrakt og herved udfældes 83 mg af et yderligere krystaludbytte. Herved vindes p-toluensulfonatet af N-metylmoranolin i et totalt udbytte på 427 mg (87%). Smp. 198-199°C, [a]£4= 12,2° (metanol).