DE69006502T2 - Verbessertes verfahren zur darstellung substituierter isoflavonderivate. - Google Patents
Verbessertes verfahren zur darstellung substituierter isoflavonderivate.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung sehr reiner substituierter Isoflavon-derivate, die sich für die Herstellung pharmazeutischer Kompositionen, insbesondere für die Herstellung von Ipriflavon - Freiname von 7-Isopropoxi-isoflavon - (Osteochin ) eignen, und die zur Behandlung von Osteoporose (HU- PS 162 377) verwendet werden können.
- Gemäß Erfindung können reine Isoflavon-derivate der allgemeinen Formel:
- worin R Wasserstoff oder Isopropyl und
- R² und R³ Wasserstoff oder C&sub1;&submin;&sub2;-Alkoxi bedeuten,
- durch Umsetzung von Resorcin-derivaten der allgemeinen Formel:
- worin R² und R³ die oben angegebene Bedeutung haben, mit Orthoameisensäure-ethylester der Formel:
- (C&sub2;H&sub5;O)&sub3;CH (IV)
- in Gegenwart einer Base und, falls gewünscht, Alkylierung des erhaltenen Produktes, hergestellt werden, wobei die Verbindungen der allgemeinen Formeln III und IV, dem Ringschluß in Gegenwart einer - auf das Volumen der Resorcin-derivate der allgemeinen Formel III bezogen - 0,3-2-fachen Volumenmenge eines organischen Lösungsmittels, vorzugsweise Dimethylformamid und/oder Isopropanol, und/oder in Gegenwart von überschüssigem Ester der Formel IV bei einer Temperatur von 70-100ºC, unterworfen werden, worauf sich eine übersättigte (20-70 Gew.%ige) Lösung des Produktes der allgemeinen Formel:
- worin R² und R³ die oben angegebene Bedeutung haben, bildet, aus der das Produkt der allgemeinen Formel VII im Laufe der Reaktion kontinuierlich ausfällt. Nach dem Kühlen der Reaktionsmischung wird das Produkt der allgemeinen Formel VII ohne oder bei Zusatz eines Lösungsmittels abfiltriert, oder es wird eine nahezu äquivalente Menge wasserfreies Kaliumcarbonat zugesetzt und das auskristallisierende Doppelsalz der allgemeinen Formel:
- worin R² und R³ die oben angegebene Bedeutung haben, isoliert, während die Verunreinigung der allgemeinen Formel:
- worin R² und R³ die oben angegebene Bedeutung haben, in Lösung bleibt bzw. selektiv in Lösung geht. Danach wird das Produkt der allgemeinen Formel V oder VII mit Isopropylhalogenid umgesetzt und das reine Produkt, das bis zu 0,5 Gew.% der Verunreinigung der allgemeinen Formel VI enthält, falls gewünscht, abgetrennt.
- Es ist bekannt, daß entsprechend substituierte 7-Hydroxi- isoflavon-derivate geeignete Zwischenprodukte für die Synthese von 7-Alkoxi-isoflavonen sind, die wirksame Arzneimittel der Human- und Veterinär-medizin darstellen. Es war daher wünschenswert, die 7-Hydroxi- isoflavon-derivate der allgemeinen Formel VII in so hohem chemischen Reinheitsgrad herzustellen, daß sie für die Herstellung der 7-alkylierten Endprodukte in geeignetem Reinheitsgrad verwendet werden können; das heißt eine wichtige Forderung bestand darin, die Bildung der Verunreinigungen der allgemeinen Formel VI zu unterdrücken.
- Die 7-Hydroxi-derivate der allgemeinen Formel VII können industriell in der Weise hergestellt werden, daß die Resorcin-derivate der allgemeinen Formel III und ein Orthoameisensäure-ester der allgemeinen Formel IV einem Ringschluß unterworfen werden. Zur Durchführung dieser Synthese sind folgende Methoden bekannt:
- Eine Stunde Erhitzen zum Sieden in einer Pyridin/Piperidin- Mischung (CA. 56, 2408), 80%ige Ausbeute; mit 70%iger Perchlorsäure oder POCl&sub3;-Dimethylformamid (Zsurn. Chem. Khim. 1970 40/2459; CA 75. 201219), 33%ige Ausbeute; bei Verwendung von HCl als Katalysator (CA. 83, 193010), 70%ige Ausbeute. Nach einem analogen Verfahren wird die Mischung acht Stunden in Pyridin/Piperidin-Mischung erhitzt, wobei unsubstituiertes Isoflavon in 60%iger Ausbeute aus 2-Hydroxi-phenyl- benzyl-keton (US-PS 3 340 276) erhalten wird.
- Alle diese Ringschlußreaktionen werden bei 110-150ºC in Gegenwart einer Lösungsmittelmischung mit einem Siedepunkt oberhalb von 100ºC (Pyridin-homologen, Dimethylformamid etc.) und einem sekundären Amin (Piperidin, Morpholin, Pyrrolidin), vorzugsweise bei dem Siedepunkt der Mischung, durchgeführt. In einigen Fällen wird der gebildete Alkohol während der Reaktion abdestilliert, vermutlich, um die Konversion zu verbessern oder um die Temperatur zu erhöhen.
- Bei Wiederholung dieser Verfahren wurde gefunden, daß neben den 7-Hydroxi-isoflavon-derivaten der allgemeinen Formel VII eine bedeutende Menge (in einigen Fällen 2-10 Gew.%; HPLC-Messung) des 7-Ethoxi- isoflavon-derivats der allgemeinen Formel VI neben anderen Nebenprodukten gebildet wird. Durch Reduktion des molaren Überschusses an Orthoameisensäure-ethylester wird zwar die Ausbeute beträchtlich reduziert, nicht aber die 7-Ethoxi-isoflavon-verunreinigung eliminiert. Das nach diesem Verfahren erhaltene 7-Hydroxi-isoflavon-derivat der allgemeinen Formel VII, kann nur mittels einer kostspieligen Methode unter Anwendung verschiedener Lösungsmittelbehandlungen gereinigt werden.
- Es wurde gefunden, daß es - im Gegensatz zu der aus der Literatur bekannten Reaktion - möglich ist, eine moderate Ringschlußreaktion anzuwenden, so daß das gebildete 7-Hydroxi-isoflavon der allgemeinen Formel VII kurz nach Reaktionsbeginn aus der Reaktionsmischung auszukristallisieren beginnt.
- Die reinen 7-Hydroxi-isoflavon-derivate der allgemeinen Formel VII, die aus der Reaktionsmischung isoliert werden, enthalten nur sehr geringe Mengen an Verunreinigungen der allgemeinen Formel VI (etwa 0,1- 0,5 Gew.%; HPLC-Methode) und andere Nebenprodukte, die - falls gewünscht - in nur einer einzigen Reinigungsstufe entfernt werden können.
- Es wurde ferner gefunden, daß die Verunreinigung der allgemeinen Formel VI aus dem Produkt entfernt werden kann, wenn es in Form eines neuen Kaliumdoppelsalzes isoliert wird.
- Die Durchführung der Ringschlußreaktion wird vorzugsweise bei 80- 90ºC mittels einer Hitzebehandlung von 6-10 Stunden durchgeführt. Zur Steigerung der Übersättigung wird vorzugsweise der während des Ringschlusses gebildete Ethanol in der Reaktion zurückgehalten. Außerdem wird einem basischen Katalysator für den Ringschluß der Vorzug gegeben, z.B. einem sekundären Amin, vorzugsweise Morpholin, Piperidin oder Pyrrolidin.
- Bei der Ringschlußreaktion hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, ein Keton der allgemeinen Formel III mit im Überschuß von 20 Mol% angewandten Orthoameisensäureester und der 0,3-2-fachen Menge Lösungsmittel und etwa 20 Mol% eines sekundären Amins bei 80-90ºC umzusetzen. Nach etwa 30-60 Minuten beginnt 7-Hydroxi-isoflavon der allgemeinen Formel VII aus der Reaktionsmischung auszukristallisieren. Die Reaktion wird bis zur vollständigen Konversion des Ausgangsketons der allgemeinen Formel III fortgesetzt. Die Ausbeute beträgt mehr als 90%, und das erhaltene Produkt enthält weniger als 0,1-0,5 Gew. (HPLC- Methode) einer Verunreinigung der allgemeinen Formel VI.
- Das Doppelsalz der allgemeinen Formel V wird in der Reaktionsmischung unter Verwendug eines apolaren Lösungsmittels, vorzugsweise Toluol, mit einem wasserfreien Kaliumcarbonat bei 40-80ºC, vorzugsweise bei 60ºC, gebildet. Bei der Isolierung des Doppelsalzes kann eine weitere Reinigung bzw. Abtrennung durchgeführt werden. Das Doppelsalz kann direkt mit Alkylhalogenid ohne Anwendung eines Säurebinders in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Dimethylformamid oder Keton, alkyliert werden. Auf diese Weise können 7-Isoproproxiisoflavon-derivate in reinem Zustand erhalten werden.
- Die letzte Stufe des Verfahrens gemäß Erfindung ist die gewünschtenfalls durchführbare Alkylierung des reinen 7-Hydroxi- isoflavons. Die Alkylierung wird vorzugsweise in Gegenwart eines Säurebinders für Kaliumcarbonat in einem Aceton- oder Dimethylformamidmedium mit Alkylbromid durchgeführt. Unter geeigneten Bedingungen enthält das nach dem Ringschluß erhaltene Produkt weniger als 0,1 Gew.% 7-Ethoxi-isoflavon, und dieses Produkt kann für die Herstellung pharmazeutischer Kompositionen verwendet werden.
- Weitere Vorteile des Verfahrens gemäß Erfindung sind: daß das Verfahren eine um mehr als 10% gesteigerte Ausbeute - auf das aus der Literatur bekannte Verfahren bezogen - sichert; daß es eine besonders reine chemische Verbindung liefert, die pharmazeutische Qualität hat.
- Weitere Einzelheiten der Erfindung veranschaulichen die folgenden Beispiele.
- Beispiel 1: 62,5 g (0,274 Mol) 2,4 Dihydroxi-phenyl-benzyl-keton, 105 ml Isopropanol, 5 ml Morpholin und 49,7 g (0,33 Mol) Orthoameisensäure-ethylester werden 7 Stunden bei 80-90ºC gerührt. In der ersten halben Stunde der Reaktion beginnen die Kristalle auszufallen. Nach Beendigung der Reaktion wird die Kristallsuspension auf -5ºC gekühlt und filtriert, wobei man nach dem Trocknen 59,1 g 7-Hydroxi-isoflavon erhält.
- Ausbeute: 90,6%.
- Wirkstoffgehalt des Produktes: mehr als 98% (Spektroskopie).
- 7-Ethoxi-isoflavon-verunreinigung (HPLC-Methode): 0,2-0,4 Gew.%.
- Beispiel 2: Es wird wie in Beispiel 1 vorgegangen. Nach Beendigung der Reaktion werden aus der Kristallsuspension 50 ml Lösungsmittel abdestilliert und 160 ml Methanol unter Rühren zugefügt. Die Mischung rührt man 20 Minuten bei 58-60ºC, danach läßt man sie bei -5ºC kristallisieren. Die ausgefallene Substanz wird abfiltriert und getrocknet, wobei man 58,8 g 7-Hydroxi-isoflavon erhält.
- Ausbeute: 90,1%.
- Wirkstoffgehalt: mehr als 98% (Spektroskopie).
- 7-Ethoxi-isoflavon-verunreinigung (HPLC-Methode): 0,2-0,3 Gew.%
- Beispiel 3: 90 ml Lösungsmittel werden aus der Reaktionsmischung, wie sie gemäß Beispiel 1 erhalten wird, abdestilliert, danach 37,8 g (0,274 Mol) wasserfreies Kaliumcarbonat und 200 ml Toluol zugesetzt und die Reaktionsmischung zunächst 30 Minuten bei 60-65ºC und danach bei 0ºC bis -5ºC 2 Stunden gerührt. Das Doppelsalz, das das 7-Hydroxi-isoflavon- Kaliumsalz und Kalium-hydrogencarbonat enthält, wird abfiltriert und getrocknet. Man erhält 98,5 g eines Doppelsalzes.
- Ausbeute: 95%
- Analyse für: C&sub1;&sub5;H&sub9;O&sub3;K.KHCO&sub3;; MG: 376
- berechnet gefunden
- C% 51,06 51,9
- H% 2,66 2,76
- K% 20,7 21,8
- NMR mit BRUKER WP-80 Spektrophotometer in DMSO-d&sub6;&submin;Lösungsmittel unter Verwendung eines TMS Inert-Standards "Doppelsalz" 7-Hydroxi-isoflavon
- Das erhaltene Doppelsalz wird in der dreifachen Menge von Methanol und Wasser bei 50-60ºC gelöst, die erhaltene Lösung geklärt und filtriert. Der pH-Wert des Filtrats wird mit einer 1:1-Verdünnung von wäßriger Chlorwasserstoffsäure auf 1 eingestellt, das ausgefallene Material abfiltriert, neutral gewaschen und getrocknet. Es werden 58,7 g 7-Hydroxi-isoflavon erhalten. Das Produkt enthält 98 Gew.% reinen Wirkstoff (Spektroskopie). Der 7-Ethoxi-isoflavon-gehalt beträgt nach der HPLC-Methode: 0,1 Gew.%.
- Ausbeute: 90 %.
- Beispiel 4: 50 g (0,219 Mol) einer Mischung von 2,4-Dihydroxiphenyl-benzyl-keton, 20 ml Dimethylformamid, 2,6 ml Morpholin und 39,06 g (0,26 Mol) Orthoameisensäure-ethylester werden 7 Stunden bei 80- 90ºC gerührt. Nach 25 Minuten ist Kristallisation zu beobachten. Nach Beendigung der Reaktion wird die Kristallsuspension mit 120 ml Chloroform verdünnt und bei 0ºC 2 Stunden auskristallisieren gelassen. Nach der Filtration wird das Produkt zweimal mit je 45 ml Chloroform bedeckt und getrocknet. Es werden 47,9 g 7-Hydroxi-isoflavon erhalten.
- Ausbeute:91,9 %.
- 7-Ethoxi-isoflavon-verunreinigung (HPLC-Methode): 0,1-0,3 Gew.%.
- Beispiel 5: 25 g (0,1096 Mol) einer Mischung von 2,4 Dihydroxiphenyl-benzyl-keton, 12,5 ml Dimethylformamid, 2 ml Piperidin und 19,7 g (0,133 Mol) Orthoameisensäure-ethylester rührt man 16 Stunden bei 80- 90ºC und verdünnt dann mit 65 ml Chloroform. Die ausgefallene Substanz wird isoliert, mit einer 8:1 Mischung von Chloroform:Methanol zum Sieden erhitzt, abfiltriert und getrocknet. Man erhäLt 23,5 g 7-Hydroxiisoflavon.
- Ausbeute: 90 %.
- Wirkstoffgehalt (Spektroskopie): 98,5 Gew.%.
- 7-Ethoxi-isoflavon-gehalt: 0,2-0,4 Gew.% (HPLC).
- Beispiel 6: Eine Mischung von 20 g (0,0877 Mol), 2,4 Dihydroxiphenyl-benzyl-keton, 20,7 g (0,14 Mol) Orthoameisensäure-ethylester und 1 ml Morpholin wird auf einem heißen Wasserbad gerührt. Die Kristallisation beginnt nach 25 Minuten Erhitzen. Die Anfangstemperatur fällt während der Reaktion von 96ºC auf 87ºC ab. Nach 5 Stunden Rühren wird die Reaktionsmischung mit 48 ml Chloroform verdünnt. Dann kann in der in Beispiel 5 beschriebenem Weise weiter fortgefahren werden. Es werden 18,9 g 7-Hydroxi-isoflavon erhalten.
- Ausbeute: 90,6 %.
- Wirkstoffgehalt (Spektroskopie): 99 Gew.%.
- 7-Ethoxi-isoflavon-gehalt: 0,1-0,2 Gew.% (HPLC).
- Beispiel 7: Eine Mischung von 100 kg (438,5 Mol) 2,4 Dihydroxiphenyl-benzyl-keton, 38 kg Dimethylformamid, 5,2 kg Morpholin und 75 kg (506 Mol) Orthoameisensäure-ethylester wird bei 80-90ºC gerührt, während innerhalb einer Stunde die Kristallisation einsetzt. 360 kg Chloroform werden der Suspension nach 7 Stunden bei 60ºC zugesetzt. Nach dem Kühlen wird die kristalline Substanz abzentrifugiert, mit Chloroform bedeckt, abfiltriert und getrocknet. Man erhält 94,5 kg 7-Hydroxi-isoflavon. 7-Ethoxi-isoflavon-gehalt: 0,1 Gew.%,
- Ausbeute: 90,5 .
- Beispiel 8: 98,5 g Doppelsalz werden in 100 ml Dimenthylformamid suspendiert, 44 g (0,36 Mol Isopropylbromld zugesetzt, die erhaltene Reaktionsmischung bei 75-80ºC 2 Stunden gerührt und dann in 250 ml Wasser gegossen. Die ausgefallene Substanz wird abfiltriert, mit Wasser neutral gewaschen und bei 60ºC getrocknet. Man erhält 66 g 7-Isopropoxiisoflavon, Wirkstoffgehalt: 99,5%, Trocknungsverlust: 0,1%, 7-Ethoxiisoflavon-gehalt: 0,1%.
- Ausbeute 86,1 %, berechnet auf 2,4-Dihydroxi-phenyl-benzyl-keton.
- Beispiel 9: 14,4 g (0,05 Mol) 2,4 Dihydroxi-phenyl-(3',4'- dimethoxi-benzyl)-keton werden mit 10,5 g (0,07 Mol) Orthoameisensäureethylester in 10 ml Dimethylformamid in Gegenwart von 1 ml Morpholin umgesetzt. Die Reaktionsmischung wird auf 80-85ºC gehalten, wobei in der zweiten Stunde ein fester Niederschlag ausfällt. Nach 6 Stunden gibt man 100 ml Chloroform zu der Mischung, filtriert die ausgefallene Substanz ab und trocknet sie. Man erhält 7-Hydroxi-3',4'-dimethoxi-isoflavon.
- Schmp.: 259-262ºC. Nach Umkristallisation aus Dimethyl-formamid schmilzt das Produkt bei 263-264ºC.
- Analyse für: C&sub1;&sub7;H&sub1;&sub4;O&sub5; MG: 298
- berechnet: C % = 68,46 H % = 4,69;
- gefunden: C % = 68,30 H % = 4,72
- Das Produkt ist nach dem NMR-Test identisch.
- Dünnschichtchromatographie:
- Entwicklungssystem: Toluol:n-Butylacetat:Essigsäure = 8:2:1
- Adsorbens: Kieselgel 60 F254 (Merck)
- Anwendung: 0,2 g (10 ml Dimethylformamid 100 ug)
- Front: 16 cm
- Entwicklung: im UV Licht bei 254 nm
- Rf = 0,4
- Beispiel 10: 47,4 g (0,15 Mol) 2,4 Dihydroxi-phenyl-3,4-ethoxibenzyl-keton werden mit 31,5 g (0,21 Mol) Orthoameisensäure-ethylester in 20 ml Dimethylformamid in Gegenwart von 3 ml Morpholin umgesetzt. Die Reaktionsmischung wird 6 Stunden auf 80-85ºC gehalten. Nach dem Kühlen auf 60ºC setzt man 100 ml Chloroform zu, filtriert die ausgefallene Substanz ab und trocknet sie.
- Produkt 7-Hydroxi-3',4'-diethoxi-isoflavon.
- Schmp. : 189-191ºC.
- Nach Umkristallisation aus Dimenthylformamid:
- Schmp.: 192-193ºC
- Analyse für: C&sub1;&sub9;H&sub1;&sub8;O&sub5; MG: 326
- berechnet: C % = 69,93 H % = 5,52;
- gefunden: C % = 69,31 H % = 5,63
- Identisch nach NMR-Analyse.
- Dünnschichtchromatographie: vgl. Beispiel 9
- Rf = 0,5.
- Beispiel 11: Eine Mischung von 75 kg Dimenthylformamid, 100 kg (420 Mol) 7-Hydroxi-isoflavon und 76 g (550,7 Mol) wasserfreiem Kaliumcarbonat und 73 kg (598,3 Mol) Isopropylbromid werden bei 75-95ºC 2 Stunden umgesetzt, und die erhaltene Mischung 10 Minuten auf 100ºC gehalten. In die Reaktionsmischung werden 45 kg Isopropanol und 350 kg Wasser unter Kühlung gegeben, die Kristallsuspension filtriert und der Niederschlag bei 25ºC neutral gewaschen. Das feuchte Produkt wird in der 4,4-fachen Menge wasserfreiem Ethanol, berechnet auf die Trockensubstanz, umkristallisiert, sodann mit Ethanol filtriert und bei 60ºC getrocknet. 112,9 kg 7-Isopropoxi-isoflavon werden erhalten.
- Schmp. : 118-119ºC.
- Wirkstoffgehalt mehr als 99,08% (HPLC), 7-Ethoxi-isoflavon-gehalt: weniger als 0,1%, das heißt praktisch keine Verunreinigungen.
- Ausbeute: 96 %.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von reinen Isoflavon-derivaten der
allgemeinen Formel:
worin
R Wasserstoff oder Isopropyl und
R² und R³ Wasserstoff oder C&sub1;&submin;&sub2;-Alkoxi bedeuten,
durch Umsetzung von einem Resorcin-derivat der allgemeinen Formel:
worin R² und R³ die oben angegebene Bedeutung haben,
mit Orthoameisensäure-ethylester der Formel:
(C&sub2;H&sub5;O)&sub3;CH (IV)
in Gegenwart einer Base und, falls gewünscht, Alkylierung des erhaltenen
Produktes,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Verbindungen der allgemeinen Formel
III und IV, in denen R² und R³ die oben angegebene Bedeutung haben, dem
Ringschluß bei 70-100 ºC,
in Gegenwart einer - auf das Volumen des Resorcin-derivats bezogen
- 0,3-2-fachen Volumenmenge eines organischen Lösungsmittels, vorzugsweise
Dimethylformamid und/oder Isopropanol und/oder
in Gegenwart von überschüssigem Ester der Formel IV, unterwirft,
wobei sich eine 20-70 Gew.%ige (übersättigte) Lösung des Produktes der
allgemeinen Formel:
worin R² und R³ die oben angegebene Bedeutung haben,
bildet, aus der das Produkt der allgemeinen Formel VII kontinuierlich
ausfällt,
das erhaltene Produkt der allgemeinen Formel VII, nach Kühlen der
Reaktionsmischung, und/oder nach Zusatz eines polaren oder apolaren
Lösungsmittels, um selektiv das Nebenprodukt in Lösung zu bringen, aus
der Reaktionsmischung abfiltriert, und/oder
der Reaktionsmischung wasserfreies Kaliumcarbonat in nahezu äquivalenter
Menge zusetzt, und das auskristallisierte Doppelsalz der allgemeinen
Formel:
worin R² und R³ die oben angegebene Bedeutung haben,
isoliert, danach die Produkte der allgemeinen Formeln V oder VII mit
Isopropylhalogenid umsetzt, und - falls gewünscht - das reine Produkt
das höchstens 0,5 Gew.% der Verunreinigung der allgemeinen Formel
worin R² und R³ die oben angegebene Bedeutung haben,
enthält, abtrennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den
Ringschluß durch 4-10 Stunden Erhitzen auf 80-90 ºC durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
während der Ringschluß-Reaktion gebildete Ethanol in der Reaktion
zurückgehalten wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Doppelsalz der allgemeinen Formel V nach Zusatz eines apolaren
Lösungsmittels, vorzugsweise Toluol, zu der Reaktionsmischung durch
Zugabe von wasserfreiem Kaliumcarbonat bei 40-80 ºC, vorzugsweise bei
60 ºC, erhalten wird.
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