DE3506330C2

DE3506330C2 -

Info

Publication number: DE3506330C2
Application number: DE3506330A
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Ootsu Shiga Jp Umeda; Makoto Joyo Kyoto Jp Moriguchi; Teruya Kusatsu Shiga Jp Nakamura; Akio Kamakura Kanagawa Jp Fujii; Tomio Takeuchi; Hamao Tokio/Tokyo Jp Umezawa
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd; Takara Holdings Inc
Priority date: 1984-02-29
Filing date: 1985-02-22
Publication date: 1989-10-26
Also published as: CS139285A2; FR2563829A1; CS268666B2; IT8567205A0; IT1208798B; HU193738B; DK86485A; KR900001076B1; ES8700652A1; HUT36781A; KR850006926A; DE3506330A1; AU3914485A; DK86485D0; GB2155013B; JPH0350749B2; GB8505049D0; SE469130B; DK168762B1; FR2563829B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von N[4-(3-Aminopropyl)-aminobutyl]-2,2-dihydroxyethanamid (hier auch Glyoxylylspermidin genannt) der folgenden Formel (II)

das ein wertvolles Ausgangsmaterial bzw. Zwischenprodukt für die Synthese von Spergualin-verwandten Verbindungen ist, welche cancerocide Substanzen darstellen und das selbst einen immuno-modulierenden Effekt hat. Das so hergestellte Glyoxy lylspermidin kann zur Herstellung von cancerogenen Antitumor- Substanzen verwendet werden, z. B. N-[4-(3-Aminopropyl)-amino butyl]-2-(ω-guanidinofettsäureamid-2-hydroxyethanamid (hier auch verwandte Verbindungen des 15-Deoxyspergualins genannt), das durch folgende allgemeine Formel (XV) dargestellt ist:

worin n eine ganze Zahl von 6 bis 8 bedeutet. Die DE-OS 32 17 693 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von N-[4-(3- Aminopropyl)-aminobutyl]-2,2-dihydroxyethanamid, und die BE-PS 8 94 651 zeigt die Kondensation von l-Guanidinofettsäure amiden mit N-[4-(3-Aminopropylaminobutyl]-2,2-dihydroxyethan amid.

Es wurde schon ein Verfahren zur Herstellung von Glyoxylyl spermidin durch Hydrolyse von Spergualin, einer canceerociden Substanz, vorgeschlagen, die aus der Kulturbrühe von Bacillus laterosporus BMG 162-aF₂ erhalten wurde (hinterlegt beim Fermantation Research Institute unter Nr. 5230). Dies ist ein Stamm, der zur Genus Bacillus gehört (japanische Offenle gungsschrift 52263/1984, The Journal of Antibiotics, Nr. 34, 1622 (1981)). Weiter wurde schon eine Gesamtsynthese mit 3-Amino-1-propanol als einem Ausgangsmaterial vorgeschlagen (japanische Offenlegungsschrift Nr. 192347/1982; The Journal of Antibiotics, Nr. 34, 1625 (1981)).

Alle diese Methoden sind ausgezeichnete Verfahren zur Er zeugung von Glyoxylylspermidin, es bestehen jedoch Probleme hinsichtlich der industriellen Herstellung großer Mengen und bei geringen Kosten.

Beim ersten Verfahren, wo Spergualin, eine Natursubstanz, als Ausgangsmaterial verwendet wird, sind die Reinigung und die Isolierung des Spergualins von der Kulturbrühe des Mikroorganismus sehr mühsam, so daß es schwierig ist, das Material in größeren Mengen zu erhalten.

Die zweite Methode, die Gesamtsynthese mit 3-Amino-1-propanol als Ausgangsmaterial verwendet als weiteres Ausgangs material Glyoxylsäure der folgenden Formel (III)

die schwierig zu erhalten ist, und erfordert außerdem die Einführung und dann wieder die Entfernung einer Schutzgruppe für Aldehyd, was mühsame Zwischenstufen bedingt. Als Aldehydschutzgruppe kann man zum Beispiel Acetal, Thioacetal, Hydrazon, Oxim und Diacylderivate verwenden.

Diese herkömmlichen Synthesemethoden, welche die Stufe des Schutzes der Aldehydgruppe von Glyoxylsäure durchlaufen, sind so mühsam durchzuführen, daß es auch hier Probleme bezüglich der großtechnischen Herstellung gibt.

Ziel der Erfindung ist eine einfache Synthesemethode für Glyoxylylspermidin.

Die Erfindung zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Gly oxylylspermidin der folgenden Formel (II)

das sich dadurch auszeichnet, daß man die C-C-Bindung zwischen die Reste R¹ tragenden Kohlenstoffatomen einer Verbindung der folgenden allgemeinen Formel (I)

worin R¹ eine Hydroxyl- oder Aminogruppe bedeutet, jedoch nicht gleichzeitig beide Reste R¹ Aminogruppen sein können, und R² ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Carboxyl gruppe, Alkoxycarbonylgruppe oder Carbamoylgruppe, die gege benenfalls substituiert sein können, bedeutet, selektiv mit einem zur Bildung einer Aldehyd- oder Ketogruppe durch oxidative Spaltung der C-C-Bindung eines 1,2-Diols be kannten Oxidationsmittel umsetzt.

Die so erhaltene Verbindung der Formel (II) kann dann gegebenenfalls mit einem ω-Guanidinofettsäureamid der Formel (XVI)

worin n eine ganze Zahl von 6 bis 8 bedeutet, kondensiert werden.

Diese Herstellung von Glyoxylylspermidin ist ein einfaches Syntheseverfahren und erfordert weder Schutz noch die Abspaltung einer Aldehydschutzgruppe.

Gemäß dem Mechanismus des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt die Verbindung der allgemeinen Formel (I), das Ausgangs material, die Verbindung der Formel (II) durch oxidative Spaltung, gleichgültig welcher Substituent R² vorliegt. Diese Oxidationsreaktion selbst ist eine wohlbekannte Reaktion zur Erzeugung einer Aldehyd- oder Ketogruppe durch oxidative Spaltung der C-C-Bindung eines Diols mit benachbarten Hydroxylgruppen oder einer äquivalenten funk tionellen Gruppe. Es können herkömmlich verwendete Reagentien oder Methoden bei der vorliegenden Erfindung angewandt werden. Als Reagens, das in weitem Umfang für die Verbindung der allgemeinen Formel (I) anwendbar ist, sei Perjodsäure genannt. Wenn beide Reste R¹ in der all gemeinen Formel (I) Hydroxylgruppen sind, kann eines der folgenden Reagentien ausgewählt werden: Bleitetra acetat, Jodosylverbindungen, Sauerstoff in Gegenwart eines Katalysators (z. B. Kobalt(II)-salz einer organischen Säure), Peroxoschwefelsäuren-Silber(I)-salz, Thallium(III)-nitrat, Thallium(I)-ethoxid, saures Cer(IV)-sulfat, Wismutsäure salze, Nickelperoxid zusätzlich zu Perjod säure.

Die Reaktionsbedingungen können je nach dem besonderen verwendeten Reagens variiert werden, so lange die gewünschte Reaktion abläuft. so können zum Beispiel Wasser, Essig säure, Trichloressigsäure, Methanol, Ethanol, Ether, Dioxan, Benzol, Benzonitril, Acetonitril, Pyridin, 4-Cyanopyridin, N,N-Dimethylformamid, Anisol, Chlorbenzol, Sulfolan, und dergleichen allein oder in Kombination als Lösungsmittel für die Reaktion verwendet werden. Auch die Reaktionsstemperatur kann über einen weiten Bereich schwanken, zum Beispiel von 0°C bis zum Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels. Auch die Reaktionszeit schwankt je nach den besonderen Reaktionsbedingungen und beträgt im allgemeinen von einigen Minuten bis einigen Tagen.

Bei den oben genannten Reagentien wird Perjodsäure als Rea gens für die oxidiative Spaltung der Verbindung der all gemeinen Formel (I) besonders bevorzugt, wenn dies eine wasserlösliche Verbindung ist. Zum Beispiel wird vorzugs weise Orthoperjodsäure (H₅JO₆), Natriummetaperjodat (NaJO₄) oder Kaliummetaperjodat (KJO₄) verwendet. Wenn diese Per jodsäuren benutzt werden, kann die Reaktion im allgemeinen in wäßriger Lösung durchgeführt werden, jedoch kann sie auch in wäßrigen Lösungen durchgeführt werden, die ein organisches Lösungsmittel enthalten, wie Alkohole (z. B. Methanol, Ethanol), Dioxan und Ether.

Die Verbindung der allgemeinen Formel (I), ein Ausgangs material der Reaktion, kann hergestellt werden durch Kon densation der entsprechenden Säurekomponente, bei der die funktionelle Gruppe notfalls geschützt ist, mit der Amin komponente durch die wohlbekannte Reaktion zur Bildung einer Amidbindung und, falls erforderlich, anschließende Abspaltung der Schutzgruppe von der funktionellen Gruppe. Eine Säure mit einer Hydroxyl- oder Aminogruppe an der α- und β-Stellung, die als Ausgangsmaterial verwendet werden soll, ist leicht und billig für einen weiten Bereich von natürlichen und synthetischen Verbindungen erhältlich. Zum Beispiel können β-Hydroxy-α-aminosäuren (z. B. Serin, Threonin), Polyhydroxymonocarbonsäuren (z. B. Glyzerinsäure, verschiedene Aldonsäuren) und Dihydroxydicarbonsäuren (z. B: Weinsäure, α,β-Dihydroxyglutarsäure) verwendet werden.

Als Aminkomponente kann Spermidin oder ein Vorläufer für die Synthese von Spermidin, bei dem erforderlichenfalls die funktionelle Gruppe geschützt ist, verwendet werden. Zum Beispiel kann 1,5,10-Triazadecan verwendet werden, wo beide N¹- und N⁵-Atome geschützt sind. Dies entspricht der folgenden Formel (IV)

worin X¹ und X² jeweils eine Schutzgruppe für die Amino gruppe sind. Weitere Beispiele für die Aminkomponente sind N-(2-Cyanoethyl)-1,4-diaminobutan (im folgenden auch Cyano ethylputrescin genannt) der folgenden Formel (V)

H₂N(CH₂)₄NH(CH₂)₂CN (V)

sowie 1,4-Diaminobutan (im folgenden Putrescin genannt) der folgenden Formel (VI)

H₂N(CH₂)₄NH₂ (VI)

Beispiele für die Verbindung der allgemeinen Formel (I) mit diesen Säure- und Aminkomponenten werden im folgenden beschrieben.

Die Verbindung der allgemeinen Formel (I), worin der Rest R¹ Amino- und Hydroxylgruppen und R² ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe (z. B. Methyl sind, können synthe tisiert werden, indem man zum Beispiel Serin oder eine andere geeignete Aminosäure (z. B. Threonin) als Säure komponente und Cyanoethylputrescin der Formel (V) als Amin komponente benutzt. Zum Beispiel kann die Verbindung der allgemeinen Formel (I), worin R² ein Wasserstoffatom ist, wie folgt erhalten werden: Serin wird zuerst an der Aminogruppe durch eine der bekannten Aminoschutzgruppen geschützt, zum Beispiel die Benzyloxycarbonylgruppe (Z-Gruppe) und mit Cyanoethylputrescin der Formel (V) nach der wohlbekannten Reaktion zur Bildung von Amidbindungen kondensiert, was eine Verbindung der folgenden Formel (VII) ergibt:

Dann wird nach Entfernung der Aminoschutzgruppe die Nitril gruppe zur Aminomethylgruppe reduziert oder nach Reduktion der Nitrilgruppe zur Aminomethylgruppe wird die Amino schutzgruppe entfernt, um die gewünschte Verbindung zu erhalten (im folgenden als N-Serylspermidin bezeichnet).

Die Verbindung der allgemeinen Formel (I), worin R² eine Alkylgruppe ist, zum Beispiel eine Methylgruppe, kann in entsprechender Weise unter Verwendung von Threonin als Ausgangsmaterial erhalten werden.

Die Verbindung der allgemeinen Formel (I), worin beide Reste R¹ Hydroxylgruppe sind und R² eine Carboxylgruppe bedeutet, kann wie folgt erhalten werden: Diacetylwein säureanhydrid der Formel (VIII)

wird mit Putrescin der Formel (VI) umgesetzt und die Ace tylgruppe wird dann alkalisch hydrolysiert, was N-(4-Amino butyl)-weinsäuremonoamid der Formel (IX) ergibt:

Die Verbindung (IX) wird dann durch Einwirkung von Acryl nitril der Formel (X)

CH₂=CHCN (X)

N-cyanoethyliert, um N[4-(2-Cyanomethyl)-aminobutyl]-wein säuremonoamid der Formel (XI) zu erhalten:

und dann wird die Nitrilgruppe der Verbindung (XI) zu einer Aminomethylgruppe reduziert, und dann die gewünschte Verbindung gebildet.

Die Verbindung der Formel (I), worin beide Reste R¹ Hydro xylgruppen sind, und R² eine Alkoxycarbonylgruppe bedeutet, können erhalten werden durch Veresterung der Carboxylgruppe der Verbindung (I), die durch die vorstehende Methode wie üblich erhalten ist, oder durch die Veresterung der Carboxylgruppe der Verbindung (XI) in üblicher Weise und anschließende Reduktion der Nitrilgruppe. Auch die Verbindung der allgemeinen Formel (I), worin beide Reste R¹ eine Hydroxylgruppe sind und R² eine Carbamoylgruppe bedeutet, können durch Aminolyse der Verbindung, worin R² eine Alk oxycarbonylgruppe ist und durch die vorhergehende Methode erhalten ist, synthetisiert werden.

Insbesondere können die Verbindungen der allgemeinen Formel (I), worin beide Reste R¹ Hydroxylgruppe sind und R² eine -CONH(CH₂)₄NH(CH₂)₃NH₂-Gruppe bedeutet, in guter Ausbeute nach der folgenden Methode synthetisiert werden: Diethyl tartrat der Formel (XII), das leicht aus Weinsäure durch die bekannte Veresterung erhalten werden kann:

wird mit Cyanoethylputrescin der Formel (V) umgesetzt, um N,N′-Bis[4-(2-cyanoethyl)-aminobutyl]-weinsäureamid der Formel (XIII) zu erhalten:

und dann wird die Nitrilgruppe der Verbindung (XIII) zu einer Aminomethylgruppe reduziert, und dann die gewünschte Verbindung gebildet.

Wie oben ausführlich erläutert, erfordert das Verfahren der Erfindung ungleich herkömmlichen Synthesemethoden weder den Schutz der Aldehydgruppe noch die Abspaltung einer Schutzgruppe zur Wiederherstellung der ursprünglichen Aldehydgruppe von Glyoxylylspermidin in der Endstufe, und daher kann das Herstellungsverfahren stark verkürzt und die gewünschte Verbindung in guter Ausbeute erhalten werden. Auch sind die Ausgangsmaterialien für die Durchführung der Erfindung leicht aus einem weiten Bereich von natürlichen und synthetischen Verbindungen erhältlich.

Somit ergibt das Verfahren der Erfindung eine Methode zur Herstellung von Glyoxylylspermidin bei geringen Kosten.

Unter Einsatz des oben erzeugten Glyoxylylspermidins können 15-Deoxyspergualin-verwandte Verbindungen wirtschaftlicher und vorteilhafter als bisher hergestellt werden.

So kann gemäß der Erfindung das Glyoxylylspermidin der Formel (II) mit einem ω-Guanidinofettsäureamid der Formel (XVI) kondensiert werden:

worin n eine ganze Zahl von 6 bis 8 bedeutet, um eine 15-De oxyspergualin-verwandte Verbindung der Formel (VI) zu er zeugen:

worin n die oben angegebene Bedeutung hat.

Die Kondensation zwischen dem Glyoxylylspermidin der For mel (II) und dem ω-Guanidinofettsäureamid der Formel (XVI) kann durchgeführt werden wie dies im einzelnen in der japa nischen Offenlegungsschrift Nr. 62152/83 beschrieben ist.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1 (1) Synthese von N¹-(N′-Carbobenzyloxy-L-seryl)-N²-(2-cyano ethyl)-1,4-diaminobutan (VII)

47,8 g (0,2 Mol) N-Carbobenzoyloxy-L-serin werden in 200 ml Dioxan gelöst und nach Zugabe von 25,3 g (0,22 Mol) N-Hydroxysuccinimid werden 50 ml einer Dioxanlösung, die 45,4 g (0,22 Mol) Dicyclohexylcarbodiimid (DCC) enthält, tropfenweise unter Kühlung mit Eis unter Rühren zugegeben.

Nach Rühren über Nacht bei Zimmertemperatur wird der aus geschiedene Cicyclohexylharnstoff durch Filtration entfernt und das Filtrat unter vermindertem Druck konzentriert. Der erhaltene verbliebene Feststoff wird in 150 ml Ethylacetat gelöst und die erhaltene Lösung tropfenweise unter Rühren zu 300 ml einer Ethylacetatlösung gegeben, die 42,36 g (0,3 Mol) Cyanoethylputrescin enthält. Danach werden 300 ml Ethylacetat zur Reaktionslösung zugefügt und nach Rühren über Nacht werden 100 ml Ethylacetat, 100 ml einer gesättigten wäßrigen Antriumhydrogencarbonatlösung und 50 ml Wasser zugegeben, worauf eine Stunde gerührt wird.

Die Reaktionslösung wird in eine organische und eine wäßrige Schicht getrennt und die organische Schicht mit 200 ml gesättigter wäßriger Kochsalzlösung gewaschen, über wasser freiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck konzentriert. Der erhaltene Faserstoff wird in 50 ml Ethanol gelöst und die erhaltene Lösung mit konzentrierter Salzsäure angesäuert, während sie mit Eis gekühlt wird und nach Stehen über Nacht bei 5°C wird die Ausfällung abfiltriert, was 26,7 g an weißem kristallinem N¹-(N′-Carbobenzyloxy-L-seryl)-N²-(2-cyanoethyl)-1,4-di aminobutan(VII)·Monohydrochlorid ergibt. Die wäßrige Schicht wird siebenmal mit 200 ml Ethylacetat extrahiert und die Ethylacetatschicht mit 200 ml gesättigter wäßriger Kochsalz lösung gewaschen, über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und unter vermindertem Druck eingedampft. Der erhaltene Feststoff wird in 65 ml Ethanol gelöst und die Lösung mit konzentrierter Salzsäure angesäuert, während sie mit Eis gekühlt wird und nach Stehen über Nacht bei 5°C erhält man 34,5 g von (VII)·Monohydrochlorid. Somit ist die Gesamtmenge des VII·Monohydrochlorids 61,2 g (Ausbeute 76,7%). Fp. 147-149°C.

NMR(CD₃OD):

IR(KBr):
ν(cm^-1) 3290, 3060, 2940, 2870, 2240, 1700, 1640. 1540, 1475, 1365, 1300, 1240, 1140, 1100, 1020, 700.

(2) Synthese von N¹-L-Seryl-N²-(2-cyanoethyl)-1,4-diamino butan (XIV)

20 g (0,05 Mol) N²-(N′-Carbobenzyloxy-L-seryl)-N²-(2-cyano ethyl)-1,4-diaminobutan(VII)·Monohydrochlorid werden in 400 ml Methanol unter Erwärmen gelöst und nach Zugabe von 1 g 10%iger Palladiumkohle wird die hydrierende Spaltung durchgeführt, während Wasserstoffgas bei 40°C 3 Stunden lang durchgeleitet wird. Nach der Umsetzung wird Stick stoffgas 30 Minuten lang durchgeleitet und der Katalysator durch Filtrieren entfernt. Nach Konzentrieren des Filtrats unter vermindertem Druck wird der erhaltene Feststoff in 100 ml Wasser gelöst, durch eine Säule geführt, die mit 250 ml Dowex® 50W×8 gepackt ist (H⁺-Form, hergestellt von Dow Chemical Co.) und nach Waschen mit 1 l Wasser wird mit 2N wäßriger Amoniak eluiert. Die aktiven Fraktionen werden gesammelt und unter vermindertem Druck konzentriert, was 9,18 g von sirupartigem N¹-L-Seryl-N²- (2-cyanoethyl)- 1,4-diaminobutan (XIV) ergibt (Ausbeute 80,4%).

NMR(CD₃OD):
δ 1.4-1.8(CH₂×2), 2.5-3.5(CH₂N×2, CH₂CN), 3.2-3.5(CONHCH₂, CHNH₂), 3.65(CH₂OH, d)
IR(KBr):
ν(cm^-1) 3280, 3060, 2930, 2850, 2230, 1650, 1540, 1460, 1360, 1265, 1120, 1050.

(3) Synthese von N-Serylspermidin(I)

8,82 g (38,6 mMol) von N¹-L-Seryl-N²-(2-cyanoethyl)-1,4- diaminobutan (XIV) werden in 200 ml Methanol gelöst und nach Zugabe von 11,04 g (46,4 mMol) CoCl₂ · 6 H₂O werden all mählich 8,77 g (231,8 mMol) NaBH₄ unter Kühlen mit Eis zugesetzt. Nach dieser Zugabe wird die Reaktions lösung bei Zimmertemperatur 2 Stunden lang gerührt und nach Zugabe von 200 ml Wasser mit 2N Salzsäure auf pH 6,0 ein gestellt. Das schwarze ausgefallene Produkt wird abfiltriert und das Filtrat unter vermindertem Druck konzen triert. Die erhaltene Festsubstanz wird in 200 ml Wasser gelöst, durch eine Säule geführt, die mit 2 l CM-Sephadex® gepackt ist (von Pharmacia Co.) und nach Waschen mit 2 l Wasser wird eine Gradientenelution mit 3 l Wasser und 3 l 1M wäßriger NaCl-Lösung durchgeführt. Die aktiven Fraktionen werden gesammelt und unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft. Die erhaltene Festsubstanz wird mit Methanol extrahiert und der Methanolextrakt durch eine Säule geleitet, die mit 500 ml Sephadex® LH-20 gepackt ist und mit Methanol eluiert. Dann werden die aktiven Fraktionen gesammelt und unter vermindertem Druck konzentriert, was 5,759 g von sirupartigem N-Serylspermidin(I)-Trihydro chlorid ergibt (Ausbeute 43,63%).

NMR(CD₃OD):
δ 1.5-2.5(CH₂×3), 2.9-3.5(CH₂N×4), 3.95(CH₂OH), 4.1(CHNH₂)
IR(KBr):
ν(cm^-1) 3410, 3030, 1670, 1620, 1560, 1460, 1270, 1160, 1060.

(4) Synthese von Glyoxylylspermidin (II)

5,55 g (16,26 mMol) N-Seryl-spermidin(I)-Trihydrochlorid werden in 40 ml Wasser gelöst und 10 ml einer wäßrigen Lösung, die 3,55 g (16,58 mMol) Natriummetaperjodat enthält, wird tropfenweise unter Rühren bei Zimmertemperatur zu gefügt. Nach 45minütigem Rühren wird die Reaktionslösung mit 2N Salzsäure auf pH 1 eingestellt, 20 Minuten gerührt, mit 2N NaOH wieder auf pH 4 eingestellt und durch eine Säule geführt, die mit 500 ml CM-Sephades® gepackt ist. Dann wurde eine Gradientenelution mit 2,5 l Wasser und 2,5 l 1M wäßriger NaCl-Lösung durchgeführt und die aktiven Fraktionen wurden gesammelt und unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft. Der erhaltene feste Rückstand wurde mit Methanol extrahiert und der Methanolextrakt durch eine Säule geführt, die mit 500 ml Sephadex ®LH-20 gepackt war und mit Methanol eluiert. Die aktiven Fraktionen werden gesammelt und unter vermindertem Druck konzentriert, was 1,583 g von sirupförmigem Glyoxylyl sperimidin(II)·Dihydrochlorid ergibt (Ausbeute 33,3%).

Beispiel 2 (1) Synthese von N-(4-Aminobutyl)-weinsäuremonoamid (IX)

13,225 g (150 mMol) Putrescin (VI) werden in 75 ml Tetrahydro furan (THF) gelöst und eine Lösung von 10,8 g (50 mMol) Diacetyl-L-weinsäureanhydrid (VIII) in 50 ml THF wird allmählich tropfenweise unter Eiskühlung und Rühren zu gegeben. Nach der Zugabe wird das Rühren 2 Stunden lang bei Zimmertemperatur fortgesetzt und nach beendeter Um setzung wird das Lösungsmittel durch Verdampfen unter ver mindertem Druck entfernt. Danach werden 50 ml Wasser zu gesetzt und die Reaktionslösung wird mit 2N NaOH auf pH 13 eingestellt und 2 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt, um die Hydrolyse der Acetylgruppe zu bewirken.

Die erhaltene Reaktionslösung wird durch eine Säule geleitet, die mit 450 ml Dowex® 1×4 (OH) gepackt ist und nach Waschen mit 1,8 l Wasser wird mit 0,5N wäßriger Essig säurelösung eluiert. Die erhaltenen Fraktionen der gesuchten Verbindung werden gesammelt und unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft, was 4,03 g von weißem kristallinem N-(4-Aminobutyl)-weinsäuremonoamid (IX) er gibt (Ausbeute 36,6%).

NMR(D₂O):
δ 1.4-1.9 (CH₂×2), 2.98 (CH₂NHCO, t, J=8 Hz), 3.26 (CH₂NH, t, J=7.5Hz), 4.35 (CHOH, d, J=2Hz), 4.49 (CHOH, d, J=2Hz)
IR(KBr):
ν(cm^-1) 3320, 2910, 2850, 1655, 1630, 1550, 1430, 1370, 1330, 1280, 1225, 1130, 1070, 980.

(2) Synthese von N[4-(2-Cyanoethyl)-aminobutyl]-weinsäure monoamid (XI)

2,01 g (9,127 mMol) N-(4-Aminobutyl)-weinsäuremonoamid (IX), die in Stufe 1. erhalten wurden, in 40 ml Wasser gelöst und nach Zugabe von 1,273 ml Triethylamin und 0,726 ml Acrylnitril wird das erhaltene Gemisch 27 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt. Dann wird die Reaktionslösung unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft. Nach Zu gabe von 20 ml Wasser zum erhaltenen Feststoff wird die er haltene Lösung durch eine Säule geleitet, die mit 300 ml Dowex® 1×4 (OH^-) gepackt ist und nach Waschen mit 1,2 l Wasser wird mit 0,5N wäßriger Essigsäure eluiert. Die die gesuchte Verbindung enthaltenen Fraktionen werden gesammelt und unter vermindertem Druck konzentriert, was 2,235 g an sirupartigem N[4-(2-Cyanoethyl)-aminobutyl]- weinsäuremonoamid (XI) ergibt (Ausbeute 89,6%).

NMR(DMSO-d_s):
δ 1.3-1.8 (CH₂×2), 2.4-3.3 (NCH₂×3, CH₂CN), 4.20(CHOH×2), 7.7 (CONH)
IR(KBr):
ν(cm^-1) 3390, 2930, 2230, 1650, 1630, 1540, 1400, 1120, 1070, 600.

(3) Synthese von N[4-(2-Aminopropyl)-aminobutyl]-weinsäure monoamid (I)

2,101 g (7,688 mMol) N[4-(2-Cyanoethyl-aminobutyl]-wein säuremonoamid (XI), die in Stufe 2. erhalten sind, werden in 50 ml Methanol gelöst und nach Zugabe von 2,195 g (9,226 mMol) CoCl₂ · 6 H₂O werden allmählich unter Kühlen mit Eis und unter Rühren 1,746 (46,13 mMol) NaBH₄, zugesetzt. Nach der Zugabe wird weitere 3 Stunden bei Zim mertemperatur gerührt. Nach beendeter Umsetzung werden 100 ml Wasser zugesetzt und die Reaktionslösung wird mit 2 N HCl auf pH 5,8 eingestellt. Die abgeschiedenen schwarzen Kristalle werden abfiltriert und das Filtrat unter vermindertem Druck konzentriert, um Methanol zu entfernen. Die konzentrierte Lösung wird mit 50 ml Wasser verdünnt und durch eine Säule geleitet, die mit 500 ml CM-Sephadex® C-25 (Na⁺) gepackt ist. Nach Waschen mit 1,5 l Wasser wird eine Gradientenelution mit 2 l Wasser und 2 l 1M wäßriger NaCl-Lösung durchgeführt.

Die die gesuchte Verbindung enthaltenden Fraktionen werden gesammelt, durch eine Säule geführt, die mit 500 ml Dowex® 1×4 (OH^-) gepackt ist und nach Waschen mit 2 l Wasser wird mit 0,5 N wäßriger Essigsäure eluiert. Die die gesuchte Verbindung enthaltenden Fraktionen werden gesammelt und unter vermindertem Druck konzentriert, was 1,225 g von rotem, sirupartigem N[4-(3-Aminopropyl)-aminobutyl]- weinsäuremonoamid (I)·Acetat ergibt (Ausbeute 39,8%).

NMR(D₂O):
δ 1.4-2.3 (CH₂×3), 2.8-3.4 (NCH₂×4), 4.25 (CHOH, d, J=2Hz), 4.4 (CHOH, d, J=2Hz)
IR(KBr):
ν(cm^-1) 3400, 3040, 2950, 1640, 1400, 1120, 1070.

(4) Synthese von Glyoxylylspermidin (II)

1,007 g (2,985 mMol) N[4-(3-Aminopropyl)-aminobutyl]-wein säuremonoamid (I)·Acetat, erhalten in Stufe 3., werden in 80 ml Wasser gelöst und eine Lösung von 650 mg (3,04 mMol) Natriummetaperjodat in 20 ml Wasser wird tropfenweise unter Rühren bei Zimmertemperatur zugesetzt. Nach der tropfenweisen Zugabe wird das Rühren 30 Minuten fortgeführt und die Reaktionslösung durch eine Säule geleitet, die mit 300 ml CM-Sephadex® C-25 (Na⁺) gepackt ist und nach Waschen mit 1 l Wasser wird eine Gradientenelution mit 1,5 l Wasser und 1,5 l 1M wäßriger NaCl-Lösung durchgeführt.

Die die gesuchte Verbindung enthaltenden Fraktionen werden gesammelt, zur Trockene unter vermindertem Druck eingedampft, mit Methanol extrahiert und der Methanolextrakt wird durch eine Säule geführt, die mit 300 ml Sephadex® LH-20 gepackt ist, und mit Methanol eluiert. Die die gesuchte Verbindung enthaltenden Fraktionen werden gesammelt und unter vermindertem Druck eingeengt, was 681 mg von sirupösem Glyoxylylspermidin (II)·-Dihydrochlorid ergibt (Ausbeute 78,1%).

Beispiel 3 (1) Synthese von N,N′-Bis[4-(2-cyanoethyl)aminobutyl]- weinsäureamid (XIII)

Zu 15,45 g (0,075 mMol) Diethyl-L-tartrat (XII) wurden tropfen weise 23,31 g (0,165 Mol) Cyanoethylputrescin (VI) zugegeben, und nach der tropfenweisen Zugabe wurde das so erhaltene Gemisch 2 Stunden auf 80°C erwärmt. Nach Abkühlen der Reaktionslösung mit Eis wurde das Festprodukt mit Aceton gewaschen, was 29,64 g N,N′-Bis[4-(2-cyanoethyl)- aminobutyl]-weinsäureamid (XIII) als blaßgelbe rohe Kristalle ergab (Ausbeute 99,8%).

5 g dieser Kristalle wurden in 20 ml 0,5 M wäßriger NaCl- Lösung gelöst und die erhaltene Lösung durch eine Säule gegeben, die 1,5 l DIAION® HP-20 enthielt (hergestellt von Mitsubishi Chemical Industries, Ltd.) mit 0,5 M wäßriger NaCl-Lösung ins Gleichgewicht gebracht und nacheinander mit 10 l Wasser, 5 l 5%igem wäßrigen Methanol und 5 l 20%igem wäßrigen Methanol eluiert. Die die gesuchte Verbindung enthaltenden Fraktionen wurden gesammelt und unter vermindertem Druck konzentriert, was 3,1 g von weißem kirstallinem N,N′-Bis[4-(2-cyanoethyl)-aminobutyl]- weinsäureamid (XIII) ergab (Ausbeute 61,9%).

NMR(DMSO-d_s):
δ 1.3-1.7 (CH₂×4), 2.4-2.9 (CH₂N×6, CH₂CN×2), 3.3-3.7 (NH×2, OH×2), 4.20 (CH×2), 7.60 (CONH 2)
IR(KBr):
ν(cm^-1) 3370, 2905, 2220 (CN), 1640, 1520, 1455, 1125.

(2) Synthese von N,N′-Bis[4-(3-Aminopropyl)-aminobutyl]- weinsäureamid (I)

19,8 g (50 mMol) N,N′-Bis[4-(2-cyanoethyl)-aminobutyl]- weinsäureamid (XIII) in Form der in Stufe 1. erhaltenen rohen Kristalle, wurde in einer Mischlösung von 450 ml Methanol und 33 ml Wasser gelöst, und nach Zugabe von 28,55 g (120 mMol) CoCl₂ · 6 H₂O wurden 22,71 g (600 mMol) NaBH₄ nach und nach unter Kühlung mit Eis zugefügt. Nach Zugabe des NaBH₄ wurde die Reaktionslösung 1,5 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt und nach Zugabe von 200 ml Wasser mit 6H Salzsäure auf pH 6,5 eingestellt. Der aus gefallene schwarze Feststoff wurde abfiltriert, das Filtrat unter vermindertem Druck zur Entfernung von Methanol konzen triert. Die konzentrierte Restlösung wurde mit Wasser auf ein Gesamtvolumen von 400 ml verdünnt. Dann wurden 40 ml der so erhaltenen Lösung durch eine Säule gegeben, die mit 500 ml CM-Sephadex® C-25 (Na⁺) gepackt war, und es wurde eine Gradientenelution mit 3 l Wasser und 3 l 1,5 M wäßriger NaCl-Lösung durchgeführt. Die die gesuchte Ver bindung enthaltenden Fraktionen wurden gesammelt, zur Trockene unter vermindertem Druck eingedampft und mit Methanol extrahiert und der Methanolextrakt wurde durch eine Säule gegeben, die mit 500 ml Sephadex® LH-20 gepackt war und mit Methanol eluiert. Die die gesuchte Verbindung enthaltenden Fraktionen wurden gesammelt und zur Trockene unter vermindertem Druck eingedampft, was 1,65 g von sirupösem N,N′-Bis[4-(3-Aminopropyl)-aminobutyl]- weinsäureamid (I)·Tetrahydrochlorid ergab. (Ausbeute 60,0%).

NMR(CD₃OD):
δ 1.5-2.4 (CH₂×6), 2.9-3.4 (NCH₂×8), 4.45 (CH×2),
IR(KBr):
ν(cm^-1) 3380, 2950, 2800, 1640, 1540, 1460, 1125, 1070, 750.

(3) Synthese von Glyoxylylspermidin (II)

Eine wäßrige Lösung mit 16,04 g (75 mMol) Natriummetaper jodat wurde tropfenweise zu 360 ml einer wäßrigen Lösung mit 45 mMol des ungereinigten N,N′-Bis[4-3-aminopropyl)- aminobutyl]-weinsäureamid (I)·Tetrahydrochlorid, wie in Stufe 2. erhalten, zugegeben, und das erhaltene Gemisch wurde 2 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt. Nach beendeter Umsetzung wurden 4,5 g (30 mMol) L-Weinsäure zugegeben, dann wurde 15 Minuten gerührt und dann das abgeschiedene gelblich-grüne Produkt abfiltriert. Das Filtrat wurde mit 2N NaOH auf pH 5,0 eingestellt, durch eine Säule geführt, die mit 1000 ml CM-Sephadex® C-25 (Na⁺) gepackt war und nach Waschen mit 3 l Wasser wurde eine Gradientenelution mit 3 l Wasser und 3 l 0,6 M wäßriger NaCl-Lösung durch geführt. Die die gesuchte Verbindung enthaltenden Fraktionen wurden gesammelt, unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft und mit Methanol extrahiert. Der Methanol extrakt wurde durch eine Säule geführt, die mit 1000 ml Sephadex® LH-20 gepackt war und mit Methanol eluiert. Die die gesuchte Verbindung enthaltenden Fraktionen wurden gesammelt und unter vermindertem Druck konzentriert, was 8,23 g von sirupartigem Glykoxylylspermidin (II)·Dihydro chlorid ergab (Ausbeute 31,3%).

NMR(CD₃OD):

IR(KBr):
ν(cm^-1) 3370, 2950. 1660, 1540, 1460, 1100, 1070.

Beispiel 4

300 g (1,45 Mol) Diethyl-L-tartrat (XII) wurden zu 450 g (3,19 Mol) Cyanoethylputrescin (V) gegeben und das erhaltene Gemisch 3 Stunden bei 80°C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wurde in 4 l Methanol gelöst und die erhaltene Lösung mit Ammoniakgas gesättigt, indem das Gas unter Kühlen durch die Lösung geperlt wurde. Anschließend wurden 180 g Raney-Nickel zugesetzt und die Hydrierung bei 40°C 24 Stunden unter einem Wasserstoffdruck von 10,8 bar durch geführt. Nach der Umsetzung wurde der Katalysator abfiltiert und das Filtrat unter vermindertem Druck konzen triert. Der erhaltene Sirup wurde in 3 l Wasser gelöst und mit 6N Salzsäure auf pH 5,0 eingestellt. Zu dieser Lösung wurde in einer Portion eine Lösung von 397 g (1,66 Mol) Natriummetaperjodat in 5 l Wasser gegeben, und das Gemisch 3 Stunden bei Zimmertemperatur gerührt. Nach beendeter Umsetzung wurden 10 ml Ethylenglykol zum Reaktions gemisch zugegeben, um restliche Reagentien zu verbrauchen. Die Lösung wurde dann mit 6N NaOH auf pH 5,0 eingestellt, mit dem dreifachen seines Volumens an Wasser verdünnt, durch eine Säule gegeben, die mit 12 l CM-Sephadex® C-25 (Na⁺) gepackt war, und stufenweise mit 40 l 0,1M NaCl und 50 l 0,25M NaCl eluiert, um die Fraktion zu sammeln, welche die gesuchte Verbindung enthielt. Diese Fraktion wurde auf das vierfache mit Wasser verdünnt, durch eine Säule geführt, die mit 7,5 l CM-Sephadex® C-25 (Na⁺) gepackt war und mit 0,8M NaCl eluiert. Die die gesuchte Verbindung enthaltendne Fraktionen wurden gesammelt und gefrier getrocknet. Das gefriergetrocknete Produkt wurde mit 4 l Methanol extrahiert, und der Methanolextrakt unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft, was 400,4 g von sirupösem Glyoxylylspermidin (II)·Dihydrochlorid er gab (Gesamtausbeute aus Diethyltartrat (XII) 43,8%).

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von N[4-(3-Aminopropyl)-amino butyl]-2,2-dihydroxyethanamid der folgenden Formel (II) dadurch gekennzeichnet, daß man die C-C-Bindung zwischen den die Reste R¹ tragenden Kohlenstoffatomen einer Verbindung der folgenden allgemeinen Formel (I) worin R¹ eine Hydroxyl- oder Aminogruppe bedeutet, jedoch nicht gleichzeitig beide Reste R¹ Aminogruppen sein können, und R² ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe, eine Car boxylgruppe, Alkoxycarbonylgrupe oder Carbamoylgruppe, die gegebenenfalls substituiert sein können, bedeutet, selektiv mit einem zur Bildung einer Aldehyd- oder Ketogruppe durch oxidative Spaltung der C-C-Bindung eines 1,2-Diols befähigten Oxidationsmittel umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Verbindung der allgemeinen Formel (I) eine Verbindung folgender Formel einsetzt: