ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2019, том 55, № 5, с. 709-713
УДК 547.112.6 + 548.0
НОВЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАЛЬЦИЕВОЙ СОЛИ
N-(5-ГИДРОКСИНИКОТИНОИЛ)-L-ГЛУТАМИНОВОЙ
КИСЛОТЫ И ИЗУЧЕНИЕ ЕЕ СТРОЕНИЯ
МЕТОДОМ РСА
© 2019 г. А. В. Киселевa, *, А. А. Мачулаb, С. И. Ефимовb, **, Е. Б. Пашковаb, С. В. Стовбунa
a ФГБУН «Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН», 119991, Россия, г. Москва, ул. Косыгина 4
*e-mail: icp@chph.ras.ru
b ФГБНУ ВНИИРАЭ ООО «БИОН», 249032, Россия, Калужская область, г. Обнинск, Киевское шоссе 109 км
**e-mail: sefimov@bion-company.ru
Поступила в редакцию 11 декабря 2018 г.
После доработки 10 февраля 2019 г.
Принята к публикации 20 февраля 2019 г.
Разработан новый способ синтеза N-(5-гидpoкcиникoтинoил)-L-глyтaминoвoй кислоты через
промежуточный имидазолид 5-гидроксиникотиновой кислоты. Синтезирована его кальциевая соль
(Ампассе®) и изучено ее строение методом РСА. Оптимизированы условия реакций для всех стадий
процесса и усовершенствована методика очистки субстанции.
Ключевые слова: Ампассе®, кальциевая соль N-(5-гидpoкcиникoтинoил)-L-глутаминовой кислоты, N-(5
-гидpoкcиникoтинoил)-L-глyтaминoвoй кислоты, 5-гидроксиникотиновая кислота, диэтиловый эфир L-
глутаминовой кислоты, РСА.
DOI: 10.1134/S0514749219050070
N-(5-Гидpoкcиникoтинoил)-L-глутаминовая кис-
Недостатками данного метода являются низкий
лота, ее одно- и двухвалентные соли обладают психот-
выход соединения
1, а также необходимость
ропным (антидепрессивным и анксиолитическим),
использования неустойчивого, взрывоопасного
нейропротекторным, геропротекторным и противо-
азида
3, который даже при сушке
(40°С)
инсультным действием [1-6].
осмоляется и не приемлем в промышленном
применении.
До настоящего времени были известны два
способа получения N-(5-гидpoкcиникoтинoил)-L-
По второму способу [8] для синтеза 1 (схема 2)
глyтaминoвoй кислоты 1.
применяют взаимодействие гидрохлорида диэтило-
вого эфира L-глутаминовой кислоты 7 со смешан-
По первому способу [7] соединение 1 (схема 1)
ным ангидридом
8. Кислоту
1 обрабатывают
получают действием L-глутаминовой кислоты 2 на
метиловым эфиром хлормуравьиной кислоты 9 для
азид 5-гидроксиникотиновой кислоты 3 в присутст-
защиты гидроксигруппы. Полученную 5-метокси-
вии гидроксида натрия в водной среде при 20-23°С.
карбонилоксиникотиновую кислоту 10 в присутст-
5-Гидроксиникотиновую кислоту 4 переводят в
вии триэтиламина при температуре -8÷-16°С обра-
этиловый эфир 5 кипячением в этиловом спирте в
батывают изобутиловым эфиром хлормуравьиной
присутствии серной кислоты, который обработкой
кислоты 11. К полученному смешанному ангидриду
водным гидразингидратом переводят в гидразид 6.
12 добавляют гидрохлорид диэтилового эфира 7 в
Из последнего действием нитрита натрия в
присутствии триэтиламина. По окончании реакции
присутствии водной соляной кислоты получают
снимают защиту с гидроксильной и карбоксильной
азид 3, конденсацией которого с аминокислотой 2
групп, выделяют целевой продукт и после
в водно-щелочной среде (рН
8-10) получают
перекристаллизации из водного спирта получают 1
соединение 1 с выходом 35%, считая на кислоту 4.
с выходом 56-62%, считая на кислоту 4.
709
710
КИСЕЛЕВ и др.
Схема 1.
O
O
O
HO
HO
HO
OH
H2SO4
OEt
NH2NH2 H2O
NHNH2
EtOH
N
N
N
4
5
6
O OH
O OH
O
OH
H2N
O
O
NaNO2
HO
2
N3
HO
OH
HCl
NaOH/H2O
N
H
N
O
N
3
1
Недостатками данного способа являются слож-
завершения второй стадии подвергают концентри-
ность контроля полноты образования смешанного
рованию. На третьей стадии осуществляют гидролиз
ангидрида 8 и использование в синтезе дорогос-
сложноэфирных групп с одновременной двукрат-
тоящих хлорформиатов.
ной очисткой продукта через промежуточную
динатриевую соль N-(5-гидpoкcиникoтинoил)-L-
Нами разработан новый способ получения
1
глутаминовой кислоты. Для выделения целевого
(схема 3), при котором кислота 4 переводится в
продукта используют подкисление реакционной
соответствующий имидазолид A действием 1,1'-
массы концентрированной соляной кислотой до рН 4.
карбонилдиимидазола (CDI) 13 в толуоле. Имида-
золид A без выделения реагирует с диэтиловым
Первоначально в реакционной массе обра-
эфиром L-глутаминовой кислоты 14. На заключи-
зуются целевой диэтиловый эфир 15 (М 324.34) и
тельной стадии снимают защиту с карбоксильных
побочный продукт 16 (М 445.43), содержащий в
групп, и целевой продукт
1 получают после
своей структуре второй фрагмент 5-гидроксинико-
очистки с выходом 65-70%, считая на кислоту 4.
тиновой кислоты.
Первая и вторая стадии проходят в одном
Побочный продукт 16 (схема 4) в ходе нагре-
реакционном сосуде без выделения промежуточ-
вания до 70-80°С самопроизвольно переходит в
ного имидазолида A. Реакционную массу после
целевой продукт 15. Избыток эфира аминокислоты
Схема 2.
O
O
1.
O
O
O
Cl
O
H3CO
Cl
O O
O
O
11
9
4
OH
O
O
4N NaOH
TEA, CH2Cl2
OCH3
OCH3
2. HCl
N
N
10
8
O O
O
O
HCl
O
H2N
O
O
7
1. HCl
O
O
O
1
2. NaHCO3
N
H
3. NaOH/EtOH
OCH3
O
N
12
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 5 2019
НОВЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАЛЬЦИЕВОЙ СОЛИ
711
Схема 3.
O O
O
O
O
O
N N
O
H2N
N
N
O
O
13
HO
14
1. NaOH
4
N
N
HO
O
1
2. HCl
N
H
N
O
N
A
15
14 спо-собствует этому процессу. Варьированием
растворителя (метанол, этанол либо ацетон). Осадок
соотношения эфира аминокислоты:исходная
отфильтровывали, промывали растворителем и
кислота от 1.1:1 до 1.5:1 было установлено, что
сушили, получая чистую кальциевую соль N-(5-
соотношение
1.5:1 является оптимальным для
гидрокcиникoтинoил)-L-глутаминовой кислоты 17.
прохождения целевой реакции. Длительность
С целью изучения структуры были выращены
выдержки при
80°С составляет
2 ч (контроль
кристаллы кальциевой соли 17 и проведен их РСА.
ВЭЖХ-МС).
В кристалле кальциевой соли
17 (рис.
1)
Кальциевую соль N-(5-гидpoкcиникoтинoил)-L-
содержатся две молекулы воды. Одна молекула
глутаминовой кислоты (Ампассе®) 17 (схема 5) гото-
входит в полиэдр кальция, другая нет. «Дальняя»
вили из кислоты 1. Для этого к суспензии кислоты
от ароматического кольца карбоксильная группа
1 порциями прибавляли порошок оксида кальция и
координируется одним кислородом на 2 кальция, а
перемешивали при комнатной температуре.
вторым на один. В «ближней» один кислород
Суспензия при этом разжижается. Не растворив-
координируется на один атом кальция, а второй
шуюся взвесь отфильтровывали. Прозрачный фильт-
образует связь с кальцием и водородную связь с
рат нагревали для надежного образования кальцие-
NH-группой. Фенольная OH-группа образует
вой соли. Продукт выделяли высаживанием из
водородную связь с азотом в ароматическом
водного раствора при добавлении органического
кольце (рис. 2).
Схема 4.
O O
to
O
HO
O
N
14
O
A
15
+
N
O
N
HO
16
Схема 5.
O OH
O
CaO
1
HO
OCaOH
H2O
N
H
O
N
17
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 5 2019
712
КИСЕЛЕВ и др.
Рис.
1. Независимая часть элементарной ячейки
Рис. 2. Октаэдрическое окружение Ca2+ в кристалле
соединения
17. Атомы представлены тепловыми
соединения
17. Атомы представлены тепловыми
эллипсоидами (p = 50%).
эллипсоидами (p = 50%).
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
водой. Сырец суспендировали в 750 мл воды,
подкислили 65 мл конц. соляной кислоты до рН 4 и
Контроль реакций и чистоту соединений
сразу подщелочили 90 мл 40% раствором гидроксида
осуществляли методом ВЭЖХ-МС. Прибор Acella
натрия до рН 8. К раствору добавили 13 г активиро-
600 с масс-спектрометрическим детектором LCQ
ванного угля и перемешивали 30 мин. Отфильтро-
Fleet. Колонка Luna C18(2) размером 4.6×250 мм в
вали от угля, промыли водой. Маточный раствор под-
градиентном режиме (фаза А 0.1% раствор TFA в
кислили конц. соляной кислотой до рН 4. Осадок
воде, фаза Б 0.1% раствор TFA в ацетонитриле).
отфильтровали и промыли на фильтре водой
(3×500 мл). После сушки при 55°С и вакууме 40 мм
Диэтиловый эфир N-(5-гидpoкcиникoтинo-
рт.ст. в течение 12 ч. вес продукта составил 129 г
ил)-L-глутаминовой кислоты (15). В 2-х л колбе,
(выход 70%). Чистота по ВЭЖХ 99.61%. Содержание
снабженной механическим перемешиванием и
основного вещества по титрованию 80%, воды 21%.
обратным холодильником с хлоркальциевой
трубкой, приготовили суспензию 81 г (0.583 моль)
Кальциевая соль N-(5-гидpoкcиникoтинoил)-
кислоты 4 и 89.1 г (0.550 моль) CDI 13 в 600 мл
L-глутаминовой кислоты (17). В 2-х л стакане
толуола. Реакционную массу нагрели до 60-65°С
при комнатной температуре приготовили
(температура бани) и перемешивали при этой
суспензию 109 г (содержание основного вещества
температуре
30 минут, подогрели до
80-85°С
83.93 г, 0.313 моль) кислоты 1 в 800 мл воды и
(температура бани), одной порцией
прилили
порциями добавили 16.7 г (0.297 моль) порошок
раствор 176 г (0.867 моль) диэтилового эфира L-
СаО. Перемешивали 20 минут. Отфильтровали от
глутаминовой кислоты 14 в 200 мл толуола и
взвеси на Шотте № 4. Маточный раствор перелили
перемешивали при этой температуре 1 ч. После
в 4-х л колбу и перемешивали при 75-80°С в
концентрирования при 60°С и 20 мм рт.ст. вес
течение 1 ч. В колбу прилили 2400 мл этанола и
продукта-сырца составил 345 г.
перемешивали еще
30 минут при
50-60°С.
Реакционную смесь охладили до комнатной темпе-
N-(5-гидpoкcиникoтинoил)-L-глутаминовая
ратуры в течение 30 минут и отфильтровали осадок
кислота (1). В 3-х л одногорлой колбе к 345 г
на Шотте № 3, промыли 2×200 мл этанолом. После
сырца диэтилового эфира
15 добавили при
сушки при 60°С и вакууме 20 мм рт.ст. в течение
комнатной температуре раствор 233 г (5.83 моль)
12 ч. вес продукта составил 77 г (выход 80%).
гидроксида натрия в 930 мл воды и перемешивали
2 ч., добавили
30 г активированного угля и
Данные по кристаллу соединения
17 для
перемешивали еще 30 минут. Профильтровали от
C11H14CaN2O8 (M 342.32): сингония орторомбичес-
угля на воронке Бюхнера (фильтровальная бумага).
кая, пространственная группа P212121
(№
19),
К фильтрату прибавили 545 мл конц. соляной
a 5.1174(9) Å, b 8.0140(13) Å, c 33.969(6) Å, V
кислоты до рН 4. Перемешивали еще 1 ч. Осадок
1393.1(4) Å3, Z 4, T 100 K, μ(MoKα) 0.495 мм-1,
отфильтровали на Шотте № 3, промыли 3×600 мл
Dcalc 1.632 г/мм3,
13909 измеренных отражений
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 5 2019
НОВЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАЛЬЦИЕВОЙ СОЛИ
713
(2.4 ≤ 2Θ ≤ 64.06), 4820 независимых отражений
Троицкая В.С., Смирнова Л.Д. Хим.-фарм. ж. 1989,
(Rint 0.0670), использованных для всех расчетов.
12, 1425.
Конечный R1 0.0437 [I > 2σ(I)] и wR2 0.1086.
2. Воронина Т.А., Гарибова Т.Л., Хромова И.В.,
Кузнецова Е.А., Смирнов Л.Д. Фармакол. и
Спектр ЯМР 1Н (D2O), δ, м.д.: 2.05-2.20 м (4H,
токсикол. 1990, 53, 13.
Hb2, глут.), 2.34 м (2H, Hg2, глут.), 4.37 м (1H, Ha, глут.),
3. Фирсов А.А., Портной Ю.А., Довженко С.А.,
7.68 с (1H, H4, пир.), 8.25 с (1H, H6, пир.), 8.43 с
Кобрин М.Б., Киселев А.В., Стовбун С.В.,
(1H, H2, пир.), 8.64 с (1H, HN, глут.). Спектр ЯМР
Долгова Г.В., Померанцева Т.Я. Экспер. и клин.
13С (D2O), δ, м.д.: 31 (Cb, глут.), 36.7 (Cg, глут.), 58.9
фармакол. 2010, 73, 31.
(Ca, глут.), 126 (C4, пир.), 133.7 (C3, пир.), 139.9 (С2,
4. Киселев А.В., Стовбун С.В., Сергиенко В.И. Вест.
пир.), 142 (C6, пир.), 156.6 (C5, пир.), 170 (C3, пир.-
МГОУ. Сер. естест. н. 2011, 2, 47.
C=O), 178.5 (Ca, карб.-глут.), 182.1 (Cg, карб.-глут.).
5. Киселев А.В., Стовбун С.В., Сергиенко В.И. Вест.
МГОУ. Сер. естест. н. 2011, 2, 83.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
6. Киселев А.В., Стовбун С.В., Танирбергенов Т.Б.,
Малиновская К.И. Токсиколог. вест. 2012, 2, 5.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта
7. Смирнов Л.Д., Воронина Т.А., Столярова Л.Г.,
интересов.
Гарибова Т.Л., Ахундов Р.А., Кузнецова Е.А.,
Дюмаев К.М., Вальдман А.В., Руденко Г.М. Пат.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1368314 (1988). СССР.
1. Кузнецова Е.А., Воронина Т.А., Хромова И.В.,
8. Пикалов В.Е., Фрыгина В.А., Смирнов Л.Д. Пат.
Гарибова Т.Л., Тосина Е.К., Столярова Л.Г.,
2051908 (1996). Россия.
A New Method of Obtaining the Calcium salt
of N-(5-Hydroxynicotinoyl)-L-glutamic acid and Studying
Its Structure Using the XRD
A. V. Kiseleva, *, A. A. Machulab, S. I. Efimovb, **, E. B. Pashkovab, and S. V. Stovbuna
a Semenov Institute of Chemical Physics, 119991, Russia, Moscow, ul. Kosygina 4
*e-mail: icp@chph.ras.ru
b LLC Bion, RIRAE, 249032, Russia, Kaluzhskaya obl., Obninsk, Kievskoe shosse 109 km
**e-mail: sefimov@bion-company.ru
Received December 11, 2018; revised February 10, 2019; accepted February 20, 2019
A new method has been developed for the synthesis of N-(5-hydroxynicotinoyl)-L-glutamic acid via the
intermediate 5-hydroxynicotinic acid imidazolide. Its calcium salt (Ampasse®) was synthesized and its structure
was studied by XRD. The reaction conditions for all stages of the process were optimised, and the method of
purification of the substance was improved.
Keywords: Ampasse®, calcium salt of N-(5-hydroxynicotinoyl)-L-glutamic acid, N-(5-hydroxynicotinoyl)-L-
glutamic acid, 5-hydroxynicotinic acid, L-glutamic acid diethyl ester, XRD
ЖУРНАЛ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ том 55 № 5 2019
