DE102005013258B3

DE102005013258B3 - Verfahren zur Herstellung von Naringeninderivaten aus Xanthohumol

Info

Publication number: DE102005013258B3
Application number: DE102005013258A
Authority: DE
Inventors: Heike Dr. Wilhelm; Ludger A Prof. Dr. Wessjohann; Martin Dr. Biendl
Original assignee: HOPSTEINER HALLERTAUER HOPFENV; Hopsteiner-Hallertauer Hopfenveredelungsgesellschaft Mbh
Current assignee: HOPSTEINER HALLERTAUER HOPFENV; Hopsteiner-Hallertauer Hopfenveredelungsgesellschaft Mbh
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2025-03-23
Also published as: US20090227806A1; US8067622B2; WO2006099914A1; WO2006099914A8; JP2008538208A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein effizientes Verfahren zur Herstellung von Naringeninderivaten aus Xanthohumol bzw. dessen Derivaten. Insbesondere umfasst das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Herstellung von Isoxanthohumol, beispielsweise auch in enantiomerenangereicherter Form, aus Xanthohumol und anschließende Demethylierung von Isoxanthohumol gemäß spezifischen Vorgehensweisen unter Erhalten von entsprechenden Naringeninderivaten, wie insbesondere 8-Prenylnaringenin.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein effizientes Verfahren zur Herstellung von Naringeninderivaten aus Xanthohumol bzw. dessen Derivaten. Insbesondere umfasst das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Herstellung von Isoxanthohumol, beispielsweise auch in enantiomerenangereicherter Form, aus Xanthohumol und anschließende Desmethylierung von Isoxanthohumol gemäß spezifischen Vorgehensweisen unter Erhalten von entsprechenden Naringeninderivaten, wie insbesondere 8-Prenylnaringenin.

8-Prenylnaringenin ist ein starkes Phytoöstrogen (Zierau, O; Gester, S.; Schwab, P.; Metz, P.; Kolba, S.; Wulf, M.; Vollmer, G. Planta Med. 2002, 68, 449-451), das zur Zeit intensiv auf weitere biologische und pharmakologische Eigenschaften untersucht wird.

Somit wäre ein einfaches und effizientes Verfahren zur Herstellung von entsprechenden Naringeninderivaten, wie insbesondere 8-Prenylnaringenin wünschenswert.

Xanthohumol ist ein gelber Farbstoff, dessen Struktur sich vom Grundgerüst des Chalkons ableitet und der zu den in natürlichem Hopfen (Humulus lupulus) vorkommenden Flavonoiden zählt. Xanthohumol lässt sich auf einfache und wirtschaftliche Weise in hoher Ausbeute und hoher Reinheit aus Hopfen gewinnen (siehe DE 102 40 065 A1 . Xanthohumol isomerisiert unter alkalischen Bedingungen in Isoxanthohumol. Die Etherspaltung von Isoxanthohumol zu 8-Prenylnaringenin wirft jedoch erhebliche Probleme auf.

Lewis-Säuren, besonders AlCl₃, AlBr₃ und BBr₃, sind effektive Reagenzien zur Spaltung von Aryl-Methyl-Ethern (Greene, Th. W.; Wutz, P. G. M. Protective Groups in Organic Synthesis John Wiley & Sons: New York 1999, 250-257). Probleme ergeben sich insbesondere dann, wenn Lewissäure-sensitive Gruppen im Ausgangsmaterial zu finden sind. So führen OH-Gruppen zur Bildung von Säure (z.B. HX bei Einsatz von AlX₃) und binden (desaktivieren) die Lewis-Säure. Doppelbindungen können durch Umlagerung, OH- oder HX-Addition, Friedel-Crafts- oder Prins-Alkylierung reagieren, kationische Umlagerungen eingehen oder bei mehreren Doppelbindungen, z.B. der Prenylreihe, zu Cyclisierungsprodukten führen (Terpentyp-Cyclisierung). Bei der Aufarbeitung kann oft die Addition von Wasser an die Doppelbindung beobachtet werden. Auch andere Ether können ungewollt gespalten werden, z.B. cyclische Ether wie in Flavanoiden. Unter oxidierenden Bedingungen, manchmal schon mit Luft, werden auch Halogenierungen beobachtet.

Mit BBr₃ gelang zwar die Desmethylierung eines 8-Geranyl-Flavanons (Wang, Y.; Tan, W.; Li, W. Z.; Li, Y. J. Nat. Prod. 2001, 64, 196-199), die Anwendung dieser Methode auf säureempfindliche Derivate wie z.B. Isoxanthohumol führt jedoch hauptsächlich zu Cyclisierungsprodukten durch Reaktion der Prenyl-Gruppe mit der benachbarten OH-Gruppe sowie zur Addition von Wasser an die Doppelbindung der Prenyl-Gruppe. An Übergangsmetallverbindungen ist bisher nur für Cerammomiumnitrat die Desmethylierende Wirkung an einem 1,4-Dimethoxy-Aromaten zum Chinon offenbart (Kawasaki, M.; Matsuda, F.; Terashima, S. Tetrahedron 1988, 44, 5713).

Insofern ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein neues Syntheseverfahren zur Desmethylierung von Aryl-Methyl-Ethern mit säurelabilen Gruppen, insbesondere mit vinylischen oder allylischen und Hydroxygruppen in ortho-Stellung, die leicht säurekatalysiert cyclieren, wie sie im Fall von Isoxanthohumol und dessen Derivaten vorliegen können, erforderlich, um entsprechende Naringeninderivate, wie insbesondere 8-Prenylnaringenin herzustellen.

Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung ein effizientes Verfahren zur Herstellung von Naringeninderivaten, wie insbesondere 8-Prenylnaringenin, aus Xanthohumol bzw. Derivaten davon bereit, umfassend die Schritte:

(1) das Umsetzen von Xanthohumol bzw. dessen Derivaten gemäß nachstehender Formel (I) zu Isoxanthohumol bzw. davon abgeleiteten Derivaten gemäß nachstehender Formel (II) in bekannter Weise:
wobei R₁ für einen Allyl-, Crotyl-, Prenyl-, Geranyl- oder Nerylrest steht und R₂ aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, einem geradkettigen oder verzweigtkettigen (C₁-C₆)-Alkylrest, einem (C₃-C₇)-Cycloalkylrest, einem un-, mono- oder disubstituierten Phenyl- oder Benzylrest, wobei die Substituenten aus geradkettigen oder verzweigtkettigen (C₁-C₆)-Alkylresten und (C₁-C₆)-Alkoxyresten ausgewählt sein können, einer (-C(O)-R_a) Gruppe, wobei R_a aus Wasserstoff oder geradkettigen oder verzweigtkettigen (C₁-C₆)-Alkylresten ausgewählt ist, und Silylschutzgruppen ausgewählt ist, und anschließend
(2) das Desmethylieren der Verbindungen gemäß Formel (II) unter Erhalten von Naringeninderivaten gemäß nachstehender Formel (III)
wobei die Desmethylierung entweder
(A) als basengepufferte lewissaure Desmethylierung durchgeführt wird, worin eine Verbindung gemäß Formel (II) mit einer Verbindung der allgemeinen Formel MX₃, wobei M ein lewissaures Metallion und X ein Halogen ist, unter Zugabe einer Base, ausgewählt aus Alkalialkoxiden oder tertiären Aminen, umgesetzt wird, oder
(B) als Schutzgruppen gestützte, lewissaure Desmethylierung durchgeführt wird, worin eine Verbindung gemäß Formel (II), in welcher dann die Reste R₂ unabhängig voneinander für eine (-C(O)-R_a) Gruppe, wobei R_a aus Wasserstoff oder geradkettigen oder verzweigtkettigen (C₁-C₆)-Alkylresten ausgewählt ist, oder eine Silylschutzgruppe stehen, mit einer Verbindung der allgemeinen Formel MX₃, wobei M ein lewissaures Metallion und X ein Halogen ist, umgesetzt wird, oder
(C) als Desmethylierung mittels Lanthanidionen durchgeführt wird, worin eine Verbindung gemäß Formel (II) mit einer Verbindung der allgemeinen Formel LY_z, wobei L für ein Lanthanidion oder Scandiumion steht, Y für Hal, OTs, OTf, OTfa, OMs, ClO₄, BF₄ oder PHal₆ steht und z in Abhängigkeit von der Wertigkeit des Lanthanidions eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, zur Reaktion gebracht wird.

Üblicherweise wird bei der Desmethylierung im Rahmen der Schritte (A), (B) bzw. (C) als Zusatz zur Erleichterung der Reaktion ein Nukeophil wie beispielsweise ein Halogenid wie insbesondere Iodid, ein Sulfid wie z.B. ein Alkylsulfid, ein Arylsulfid oder Thioacetat, ein Selenid oder ein Disulfid zugegeben, wie es einem Fachmann wohlbekannt ist.

Unter Silylschutzgruppen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung übliche silylierte OH-Schutzgruppen verstanden, wie sie beispielsweise in Greene, Th. W.; Wutz, P. G. M. Protective Groups in Organic Synthesis John Wiley & Sons: New York 1999 angegeben sind. Beispielhaft können hier solche auf Basis von -SiHal₃, -SiAlkyl₃, -Si(OAlkyl)₃, wobei Hal Cl oder Br ist und Alkyl unabhängig voneinander ein geradkettiger oder verzweigtkettiger (C₁-C₆)-Alkylrest ist, oder gemischt substituierte Silylschutzgruppen wie tert.-Butyldimethylsilyl (TBS) oder tert.-Butyldiphenylsilyl, insbesondere TMS, TES, TIPS und TBS, genannt werden.

Unter Halogen wird F, Cl, Br und I verstanden. Ts steht für Tosylat, Tf für Triflat, Tfa für Trifluoracetat und Ms für Mesylat.

Überraschend wurden nach längeren vergeblichen Versuchen mit bekannten Verfahren drei alternative Verfahren (A, B und C) zur Desmethylierung von empfindlichen Aryl-Methyl-Ethern wie den hier eingesetzten Isoxanthohumolderivaten gefunden.

Desmethylierungsverfahren (A) ist eine basengepufferte lewissaure Desmethylierung. Üblicherweise wird die Ausgangsverbindung gemäß Formel (II) mit 1 bis 5 Äquivalenten einer Verbindung der allgemeinen Formel MX₃ umgesetzt, wobei M vorzugsweise Bor oder ein Metall der 3. Hauptgruppe und X ein Halogen ist. Besonders bevorzugt sind die Verbindungen BX₃ und AlX₃, am meisten bevorzugt sind BBr₃ und AlBr₃. Des weiteren werden dem Reaktionsansatz 0,5 bis 10 Äquivalente einer Base, ausgewählt aus Alkalialkoxiden oder tertiären Aminen, vorzugsweise ein tertiäres Amin wie insbesondere Collidin zugesetzt. Vorzugsweise beträgt der Anteil der Base 1 bis 6 Äquivalente. Sowohl Lewissäure als auch die Base können durch Ionenaustauscher oder Festphasen auch in Kombination gebunden sein. Gegebenenfalls können auch noch Hilfssubstanzen wie ein entsprechendes Nukleophil, wie vorstehend bereits erwähnt, und/oder Trimethylsilylchlorid in den Reaktionsansatz zugegeben werden. Erfindungsgemäß wird in dem Verfahren A in einem geeigneten organischen Lösungsmittel üblicherweise unter 100 °C gearbeitet. Vorzugsweise wird die Reaktion zwischen 0 und 50°C in einem getrockneten inerten Lösungmittel durchgeführt. Besonders bevorzugt ist die Reaktion bei Raumtemperatur in trockenem Dichlormethan.

Desmethylierungsverfahren (B) ist eine Schutzgruppen gestützte, lewissaure Desmethylierung. Zum Schutz der phenolischen OH-Gruppen der Verbindungen gemäß Formel (II) wird die Ausgangsverbindung mit 1 bis 5 Äquivalenten (pro OH-Gruppe) einer geeigneten Acyl- oder Silyl-Verbindung zur Reaktion gebracht (vgl. auch Greene, Th. W.; Wutz, P. G. M. Protective Groups in Organic Synthesis John Wiley & Sons: New York 1999). Vorzugsweise werden pro OH-Gruppe 1 bis 2 Äquivalente TMSCI, TESCI, TIPSCI, TBSCI oder Acetanhydrid eingesetzt. Besonders bevorzugt ist die Umsetzung mit 2,5 Moläquivalenten Chlortriisopropylsilan. Gegebenenfalls können zur Erleichterung der Reaktion noch ein Nukleophil, wie vorstehend bereits erwähnt, z.B. Iodid, oder ein Zusatz wie beispielsweise Imidazol zugegeben werden. Üblicherweise wird dann die geschützte Ausgangsverbindung gemäß Formel (II) mit 1 bis 2 Äquivalenten einer Verbindung der allgemeinen Formel MX₃ umgesetzt, wobei M vorzugsweise Bor oder ein Metall der 3. Hauptgruppe und X ein Halogen ist. Besonders bevorzugt sind die Verbindungen BX₃ und AlX₃, am meisten bevorzugt sind BBr₃ und AlBr₃. Erfindungsgemäß wird in dem Verfahren (B) in einem geeigneten organischen Lösungsmittel üblicherweise unter 100°C gearbeitet. Vorzugsweise wird die Reaktion zwischen 0 und 50°C in einem getrockneten inerten Lösungmittel durchgeführt. Besonders bevorzugt ist die Reaktion bei Raumtemperatur in trockenem Dichlormethan. Geeignete Reaktionen zur Abspaltung der Schutzgruppe im Verfahren (B) sind aus Greene, Th. W.; Wutz, P. G. M. Protective Groups in organic Synthesis John Wiley & Sons: New York 1999 bekannt. Besonders bevorzugt ist die Abspaltung der Silyl-Schutzgruppe mit HF oder Tetra-n-butylammoniumfluorid in einem geeigneten organischen Lösungsmittel.

Im Desmethylierungsverfahren (C) (Lanthanidionen bzw. Scandiumionen gestützte Desmethylierung) wird die Ausgangsverbindung gemäß Formel (II) in einem getrockneten organischen Lösungsmittel mit einer Verbindung der allgemeinen Formel LY_z, wobei L für ein Lanthanidion oder Scandium, steht, Y für Hal, OTs, OTf, OTfa, OMs, ClO₄, BF₄ oder PHal₆ steht und z in Abhängigkeit von der Wertigkeit des Lanthanidions eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, zur Reaktion gebracht. Vorzugsweise wird mit einem Iodid als weitere Hilfssubstanz und einem Scandiumsalz gearbeitet. Besonders bevorzugt ist die Ausführungsform mit Kaliumiodid und Scandiumtrifluoromethansulfonat in Tetrahydrofuran bei ca. 70°C.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird in Schritt (1) zunächst Xanthohumol in Isoxanthohumol überführt. Dies kann in bekannter Weise durch Isomerisierung unter alkalischen Bedingungen erfolgen. Insbesondere kann jedoch in Schritt (1) Isoxanthohumol in enantiomerenangereicherter Form hergestellt werden, indem Xanthohumol mit Spartein unter basischen Bedingungen (Verfahren (I)) oder mit einem chiralen Phasentransferkatalysator wie z.B. dem O'Donnell-Phasentransferkatalysator O-Allyl-N-(9-anthracenylmethyl)-cinchonidiniumbromid (Verfahren (II)) umgesetzt wird, wodurch nach abschließender HPLC-Aufarbeitung enantiomerenangereichertes Isoxanthohumol bzw. Derivate davon erhalten werden. Diese Vorgehensweise weist den Vorteil auf, daß dann im weiteren Desmethylierungsschritt auch enantiomerenangereicherte Naringeninderivate, wie beispielsweise (–) oder (+)-8-Prenylnaringenin, erhalten werden. Alternativ können zur Trennung der Racemate oder zur weiteren Anreicherung eines Enantiomers chirale Chromatographiesäulen verwendet werden. Dabei ist jedoch zu beachten, daß die Verbindungen leicht racemisieren.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht R₁ insbesondere für Prenyl. Die vorliegende Erfindung umfasst somit ein äußerst effizientes Verfahren zur Herstellung von 8-Prenylnaringenin, beispielsweise auch in enantiomerenangereicherter Form, ausgehend von Xanthohumol, welches wiederum aus Hopfenextrakt erhältlich ist.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert.

Alle Reaktionen wurden unter Argon und in getrockneten Lösungsmitteln durchgeführt. ¹H- und ¹³C-NMR Spektren wurden mit einem Varian Mercury 300 MHz Spektrometer aufgenommen. Die chemischen Verschiebungen sind in δ-Werten (ppm) mit Tetramethylsilan als internem Standard angegeben. ESI-MS Spektren wurden mit einem API 150 EX Spektrometer (Applied Biosystems) erhalten. Die präperative HPLC wurde an einem Merck Hitachi Gerät mit einer YMC-Pack ODS AA12S05-1520WT Säule bei einer Wellenlänge von 210 nm mit Acetonitril/Wasser durchgeführt. Für die Flashchromatographie wurde Silicagel 60 (0,040-0,063 nm) genutzt.
Synthese von Isoxanthohumol in racemischer Form
Xanthohumol (500mg, 1,4 mmol) wird in 500ml 1% NaOH gelöst und bei 0°C 2h gerührt. Ansäuern mit 50% H₂SO₄ ergibt einen hellgelben Niederschlag. Nach Filtration und sorgfältigem Waschen mit H₂O wird das getrocknete Produkt in Methanol gelöst und nochmals filtriert. Nach Zugabe von H₂O wird das Methanol abgezogen. Lyophylisation ergibt Isoxanthohumol in racemischer Form als hellgelbes Pulver von > 95% Reinheit.
Spektroskopische Daten: UV:λ_max 288 nm, ¹H-NMR: δ 1,60 (s, 3H), 1,61 (s, 3H), 2,62 (dd, 1H, J = 16,3, J = 2,9 Hz), 2,93 (dd, 1H, J = 16,3, J = 12,6), 3,26 (d, 1H, J = 7,1), 3,73 (s, 3H), 5,20 (t, 1H, J = 7,1), 5.36 (dd, 1H, J = 12,6, J = 2,9), 6,22 (s, 1H), 6,89 (d, 2H, J = 8,6), 7,39 (d, 1H, J = 8,6); ¹³C-NMR: δ 17,87, 22,50, 25,87, 46,12, 55,73, 79,37, 93,49, 106,04, 108,79, 115,85, 123,63, 128,45, 130,83, 131,31, 158,10, 160,84, 161,81, 162,57, 188,49; ESI-MS: 353,3 [M-H]^–
Synthese von enantiomerenangereichertem Isoxanthohumol
Verfahren (I)
Zur Lösung von (–)-Spartein (20 mg, 0,084 mmol) in Toluol wird bei –78°C n-Butyllithium (0,052 ml 1,6 M Lösung in Hexan) zugetropft. Nach 15 min wird bei –78°C eine Lösung von Xanthohumol (2 OH-Gruppen TBMS-geschützt) (33 mg, 0,056 mmmol) langsam zugetropft. Anschließend lässt man auf Raumtemperatur erwärmen. Nach 24 h wird das Toluol im Vakuum entfernt, der Rückstand in Petrolether/Ethylacetat = 5:1 aufgenommen und über eine Kieselgel-Säule mit Petrolether/Ethylacetat eluiert.
Verfahren (II)
Zur Suspension des O'Donnell-Phasentransferkatalysators O-Allyl-N-(9-anthracenylmethyl)-cinchonidiniumbromid (34 mg, 0,056 mmol) in 1 ml Toluol wird Xanthohumol (2 OH-Gruppen geschützt) (partiell TIPS-geschützt: 37 mg, 0,056 mmol) in 1 ml Toluol gegeben. Anschließend wird 0,5 ml 25% NaOH zugegeben und 24 h bei Raumtemperatur gerührt. Zur Aufarbeitung werden 20 ml H₂O und 20 ml Ethylacetat zugegeben. Die wässrige Phase wird mit H₂SO₄ angesäuert und zweimal mit Ethylacetat extrahiert. Die organische Phase wird mit NH₄Cl-Lösung und H₂O gewaschen, getrocknet und über eine Kieselgelsäule mit CHCl₃/Methanol eluiert. Das Abspalten der Schutzgruppe erfolgt in literaturbekannter Weise.
HPLC-Daten der Enantiomere:

Enantiomerentrennung an Chiralpak AD-H 4.6 × 250 mm, LM = n-Hexan:2-Propanol, R_t [min] für die beiden Enantiomeren

Isoxanthohumol:

LM 95:5 R_t = 107.03 und R_t = 115.64

TIPS-geschütztes Isoxanthohumol:

LM 98 : 2 R_t = 5.34 und R_t = 6.00

8-Prenylnaringenin:

LM 90 : 10 R_t = 26.31 und R_t = 41.06

Desmethylierung gemäß Verfahren A
1. Reaktion von Isoxanthohumol (Formel (II) mit R₁ = Prenyl, R₂ = H) mit AlBr₃ in Gegenwart von Collidin
Zur gerührten Suspension von Isoxanthohumol (50 mg, 0,14 mmol) in 4 ml CH₂Cl₂ wird langsam soviel sym. Collidin (ca. 100 mg, 0,83 mmol) getropft, bis eine gelbe Lösung entsteht. Bei Raumtemperatur werden tropfenweise 0,28 ml (0,28 mmol) einer 1 M Lösung von AlBr₃ in CH₂Br₂ zugegeben und das Gemisch über Nacht gerührt. Der orange-rote Niederschlag wird filtriert, mit CH₂Cl₂ gewaschen und im Vakuum getrocknet. Anschließend wird der Niederschlag in 10 ml 0,5 M NaOH gelöst und 1,5 h bei 0°C gerührt. Nach Ansäuern mit 50% H₂SO₄ wird filtriert und der gelbe Niederschlag sorgfältig mit Wasser gewaschen. Nach Auftrennung des Gemisches mittels HPLC (40% bis 70% Acetonitril in 20 min.) und anschließender Lyophylisierung erhält man 12 mg (25%) 8-Prenylnaringenin (Formel (III) mit R₁ = Prenyl, R₂ = H), (R_T = 14,4 min) neben 0,5 mg (1%) Xanthohumol (R_T = 21,1 min) und 27 mg (54%) Ausgangsstoff (R_T = 9,6 min). Letzterer kann in die Reaktion zurückgeführt werden.
8-Prenylnaringenin (Formel (III) mit R₁ = Prenyl, R₂ = H): UV: λ_max 293, 335 nm; ¹H-NMR (Aceton-d₆): δ 1,60 (s, 3H), 1,61 (s, 3H), 2,76 (dd, 1H, J = 17.2 Hz, J = 3.1 Hz), 3,14 (dd, 1H, J = 17,2 Hz, J = 12,8 Hz), 3,22 (d, 2H, J = 7,3 Hz), 5,19 (t, 1H, J = 7,3), 5,45 (dd, 1H, J = 12,8 Hz, J = 3,1 Hz), 6,03 (s, 1H), 6,90 (d, 2H, J = 8,6), 7,41 (d, 2H, J = 8,6), 12,14 (s, 1H); ¹³C-NMR (CDCl₃): δ 17,93, 21,88, 25,91, 43,17, 78,69, 96,80, 103,11, 106,01, 115,46, 121,42, 127,62, 130,78, 134,96, 155,72, 159,51, 162,03, 163,50, 196,19; ESI-MS: 339,3 [M-H]^–
2. Reaktion von Isoxanthohumol (Formel (II) mit R₁ = Prenyl, R₂ = H) mit AlBr₃ in Gegenwart von Me₃SiCl und Collidin
Zur gerührten Suspension von Isoxanthohumol (52 mg, 0,15 mmol) in 5 ml CH₂Cl₂ wird langsam soviel sym. Collidin (ca. 100 mg, 0,83 mmol) getropft, bis eine gelbe Lösung entsteht. Bei Raumtemperatur werden 35 mg (0,322 mmol) Me₃SiCl zugegeben. Man lässt 1 h rühren, tropft anschließend 0,2 ml (0,2 mmol) einer 1 M Lösung von AlBr₃ in CH₂Br₂ zu und lässt das Gemisch über Nacht rühren. Das Lösungmittel wird im Vakuum abgezogen und der Rückstand in 10 ml eiskalter 0,5 M NaOH aufgelöst. Nachdem 1,5 h bei 0°C gerührt wurde, wird mit 50% H₂SO₄ angesäuert, der gelbe Niederschlag filtriert und sorgfältig mit Wasser gewaschen. Nach Auftrennung des Gemisches mittels HPLC (40% bis 70% Acetonitril in 20 min.) und anschließender Lyophylisierung erhält man 15 mg (30%) 8-Prenylnaringenin (Formel (III) mit R₁ = Prenyl, R₂ = H) (R_T = 14,4 min) neben 2,5 mg (5%) Xanthohumol (R_T = 21,1 min) und 18 mg (35%) Ausgangsstoff (R_T = 9,6 min), der wiederum in die Reaktion zurückgeführt werden kann.
3. Reaktion von Isoxanthohumol (Formel (II) mit R₁ = Prenyl, R₂ = H) mit BBr₃ in Gegenwart von Collidin
Zur gerührten Suspension von Isoxanthohumol (51 mg, 0,14 mmol) in 4 ml CH₂Cl₂ wird langsam soviel sym. Collidin (ca. 100 mg, 0,83 mmol) getropft, bis eine gelbe Lösung entsteht. Bei –80°C werden tropfenweise 0,5 ml (0,5 mmol) einer 1 M Lösung von BBr₃ in CH₂Cl₂ zugegeben und das Gemisch 3 h bei –80°C gerührt. Das Lösungsmittel wird im Vakuum abgezogen und der Rückstand in 10 ml eiskalter 0,5 M NaOH gelöst und 1,5 h bei 0°C gerührt. Nach Ansäuern mit 50% H₂SO₄ wird filtriert und der gelbe Niederschlag sorgfältig mit Wasser gewaschen. Nach Auftrennung des Gemisches mittels HPLC (40% bis 70% Acetonitril in 20 min.) und anschließender Lyophylisierung erhält man 9 mg (18%) 8-Prenylnaringenin (Formel (III) mit R₁ = Prenyl, R₂ = H) (R_T = 14,4 min) neben 5 mg (10%) cyclisiertem 8-Prenylnaringenin (R_T = 20,8 min) und 9 mg (18%) Ausgangsstoff (R_T = 9,6 min), der wiederum in die Reaktion zurückgeführt werden kann.
Desmethylierung gemäß Verfahren B
Synthese von 7,4''-Di-triisopropylsiloxy-isoxanthohumol (Formel (II) mit R₁ = Prenyl, R₂ = ((CH₃)₂CH)₃Si))
Zur gerührten Suspension von Isoxanthohumol (302 mg, 0,85 mmol) in CH₂Cl₂ (10 ml) wird Imidazol (290 mg, 4,26 mmol) gegeben und anschließend bei 0°C langsam Chlortriisopropylsilan (394 mg, 2,04 mmol) zugetropft. Das Reaktionsgemisch lässt man langsam auf Raumtemperatur erwärmen und über Nacht rühren. Nachdem das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen wurde, wird Pentan (10 ml) zugegeben, filtriert und der weiße Niederschlag mit Pentan gewaschen. Die organische Lösung wird mit (2 × 10 ml) 5% HCl und (3 × 10 ml) H₂O gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet. Das Lösungsmittel wird im Vakuum abgezogen und der Rückstand in wenig Ethylacetat aufgenommen und mittels Flash-Chromatographie über eine Kieselgel-Säule mit Pentan/Ethylacetat = 5:1 eluiert. Man erhält 7,4''-Di-triisopropylsiloxy-isoxanthohumol als hellgelben Feststoff in der zweiten Fraktion (R_f = 0,16).
¹H-NMR (CDCl₃): δ 1,12 (m, 36H), 1,29 (m, 6H), 1,49 (s, 3H), 1,62 (s, 3H), 2,75 (dd, 1H, J = 16,5, J = 2,9), 2,99 (dd, 2H, J = 16,5, J = 13,2), 3,26 (d, 2H, J = 6,8), 3,84 (s, 3H), 5,12 (t, 1H, J = 6,8), 5,28 (dd, 1H, J = 13,2, J = 2,9), 6,05 (s, 1H), 6,89 (d, 2H, J = 8,6), 7,28 (d, 2H, J = 8,4); ¹³C-NMR (CDCl₃): δ 12,74, 13,23, 17,91, 17,99, 18,09, 22,55, 25,86, 45,50, 55,95, 78,62, 95,75, 106,23, 112,53, 119,78, 122,58, 127,43, 130,97, 131,49, 156,02, 159,67, 160,28, 162,04, 190,18; ESI-MS: m/z 667,3 [M⁺]
Reaktion von 7,4''-Di-triisopropylsiloxy-isoxanthohumol mit AlBr₃
Zur Lösung von 7,4''-Di-triisopropylsiloxy-isoxanthohumol (100 mg, 0,15 mmol) in CH₂Cl₂ wird bei 0°C langsam eine 1 M Lösung von AlBr₃ in CH₂Br₂ (0,15 ml, 0,15 mmol) zugetropft. Nachdem das Reaktionsgemisch 30 min bei 0°C gerührt wurde, lässt man langsam auf Raumtemperatur erwärmen und über Nacht rühren. Anschließend werden 10 ml 0,1 M NaOH zugegeben und 15 min intensiv gerührt. Nach Ansäuern (50% H₂SO₄) wird die organische Phase abgetrennt mit gesättigter NH₄Cl-Lösung (2 × 30 ml) und H₂O (1 × 30 ml) gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet. Nach Abziehen des Lösungsmittels erhält man das entsprechend silylierte 8-Prenylnaringeninderivat (Formel (III) mit R₁ = Prenyl, R₂ = ((CH₃)₂CH)₃Si)) als Rohprodukt in guter Reinheit – keine Signale für Nebenprodukte im ¹H-NMR.
¹H-NMR (CDCl₃): δ 1,12 (m 36H), 1,29 (m, 6H), 1,50 (s, 3H), 1,62 (s, 3H), 2,76 (dd, 1H, J = 17,1, J = 3,0), 3,06 (dd, 1H, J = 17,1, J = 13,1), 3,22 (d, 2H, J = 7,0), 5,11 (t, 1H, J = 7,0), 5,31 (dd, 1H, J = 13,1, J = 3,0), 6,00 (s, 1H), 6,91 (d, 2H, J = 8,6), 7,28 (d, 2H, J = 8,4), 11,97 (s, 1H)
Entfernung der Schutzgruppe
1. mit Tetra-n-butyl-ammoniumfluorid
Zu einer Lösung des entsprechend silylierten 8-Prenylnaringeninderivats (Formel (III) mit R₁ = Prenyl, R₂ = ((CH₃)₂CH)₃Si)) (98 mg, 0,15 mmol) in THF (3 ml) wird bei 0°C langsam eine 1 M Lösung von Tetra-n-butyl-ammoniumfluorid in THF (0,36 ml, 0,36 mmol) zugetropft. Man lässt das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur erwärmen und noch 1 h rühren. Nach Zugabe von Toluol (5 ml) wird das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen, der Rückstand in wenig CHCl₃ gelöst und über eine Kieselgel-Säule mit CHCl₃/Methanol = 100:1 zur Entfernung des n-Bu₄N⁺ und polymerer Siliciumverbindungen eluiert. Man erhält 8-Prenylnaringenin (Formel (III) mit R₁ = Prenyl, R₂ = H) (43 mg, 84%) als gelblichen Feststoff.
2. mit Pyridin*HF
Zu einer Lösung des entsprechend silylierten 8-Prenylnaringeninderivats (Formel (III) mit R₁ = Prenyl, R₂ = ((CH₃)₂CH)₃Si)) (95 mg, 0,15 mmol) in THF (5 ml) wird Pyridin*HF (0,3 ml) gegeben und 3 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wird mit 5 ml gesättigter MgCl₂-Lösung und soviel 1 M NaOH versetzt, dass ca. pH 3 erreicht wird. Anschließend wird mit CH₂Cl₂ (2 × 30 ml) ausgeschüttelt und die vereinigten organischen Phasen mit gesättigter NH₄Cl-Lösung (2 × 30 ml) und H₂O (1 × 30 ml) gewaschen. Die organische Phase wird eingeengt und über eine Kieselgel-Säule mit CHCl₃/Methanol = 100:1 eluiert. Man erhält 8-Prenylnaringenin (Formel (III) mit R₁ = Prenyl, R₂ = H) (25 mg, 50%) als gelblichen Feststoff.
Desmethylierung gemäß Verfahren C
Reaktion von Isoxanthohumol (Formel (II) mit R₁ = Prenyl, R₂ = H) mit Scandiumtrifluormethansulfonat
Zu einem Gemisch aus Isoxanthohumol (50 mg, 0,14 mmol), KI (34 mg, 0,21 mmol) und Sc(OTf)₃ (105 mg, 0,21 mmol) werden 10 ml THF gegeben und die Lösung 2,5 h am Rückfluss erhitzt. Man lässt über Nacht bei Raumtemperatur rühren und engt im Vakuum ein. Über eine kurze Kieselgel-Säule (eluiert mit CHCl₃/Methanol = 100:1) wird das Scandiumsalz abgetrennt. Die erhaltene Lösung wird im Vakuum bis zur Trockene eingeengt, der Rückstand wird in CHCl₃ aufgenommen und über eine Kieselgel-Säule mit CHCl₃/Methanol = 100:1 eluiert. Man erhält 8-Prenylnaringenin (Formel (III) mit R₁ = Prenyl, R₂ = H) (44 mg, 92%) als leicht gelblichen Feststoff.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Naringeninderivaten aus Xanthohumol bzw. Derivaten davon, umfassend die Schritte: (1) das Umsetzen von Xanthohumol bzw. dessen Derivaten gemäß nachstehender Formel (I) zu Isoxanthohumol bzw. davon abgeleiteten Derivaten gemäß nachstehender Formel (II) in bekannter Weise:
wobei R₁ für einen Allyl-, Crotyl-, Prenyl-, Geranyl- oder Nerylrest steht und R₂ aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, einem geradkettigen oder verzweigtkettigen (C₁-C₆)-Alkylrest, einem (C₃-C₇)-Cycloalkylrest, einem un-, mono- oder disubstituierten Phenyl- oder Benzylrest, wobei die Substituenten aus geradkettigen oder verzweigtkettigen (C₁-C₆)-Alkylresten und (C₁-C₆)-Alkoxyresten ausgewählt sein können, einer (-C(O)-R_a) Gruppe, wobei R_a aus Wasserstoff oder geradkettigen oder verzweigtkettigen (C₁-C₆)-Alkylresten ausgewählt ist, und Silylschutzgruppen ausgewählt ist, und anschließend (2) das Desmethylieren der Verbindungen gemäß Formel (II) unter Erhalten von Naringeninderivaten gemäß nachstehender Formel (III)
wobei die Desmethylierung entweder (A) als basengepufferte lewissaure Desmethylierung durchgeführt wird, worin eine Verbindung gemäß Formel (II) mit einer Verbindung der allgemeinen Formel MX₃, wobei M ein lewissaures Metallion und X ein Halogen ist, unter Zugabe einer Base, ausgewählt aus Alkalialkoxiden oder tertiären Aminen, umgesetzt wird, oder (B) als Schutzgruppen gestützte, lewissaure Desmethylierung durchgeführt wird, worin eine Verbindung gemäß Formel (II), in welcher dann die Reste R₂ unabhängig voneinander für eine (-C(O)-R_a) Gruppe, wobei R_a aus Wasserstoff oder geradkettigen oder verzweigtkettigen (C₁-C₆)-Alkylresten ausgewählt ist, oder eine Silylschutzgruppe stehen, mit einer Verbindung der allgemeinen Formel MX₃, wobei M ein lewissaures Metallion und X ein Halogen ist, umgesetzt wird, oder (C) als Desmethylierung mittels Lanthanidionen durchgeführt wird, worin eine Verbindung gemäß Formel (II) mit einer Verbindung der allgemeinen Formel LY_z, wobei L für ein Lanthanidion oder Scandiumion steht, Y für Hal, OTs, OTf, OTfa, OMs, ClO₄, BF₄ oder PHal₆ steht und z in Abhängigkeit von der Wertigkeit des Lanthanidions eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, zur Reaktion gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt (1) Xanthohumol bzw. ein Derivat davon mit Spartein unter basischen Bedingungen oder mit einem chiralen Phasentransferkatalysator umgesetzt wird, wodurch nach abschließender HPLC-Aufarbeitung enantiomerenreines Isoxanthohumol bzw. ein Derivat davon erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei als der chirale Phasentransferkatalysator O-Allyl-N-(9-anthracenylmethyl)-cinchonidiniumbromid gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Desmethylierungsverfahren (A) die Verbindung der allgemeinen Formel MX₃ BBr₃ oder AlBr₃ ist und als Base Collidin eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Desmethylierungsverfahren (B) die Ausgangsverbindung gemäß Formel (II) pro OH-Gruppe mit 1 bis 2 Äquivalenten TMSCI, TESCI, TIPSCI, TBSCI oder Acetanhydrid umgesetzt wird und dann die geschützte Ausgangsverbindung mit 1 bis 2 Äquivalenten BBr₃ oder AlBr₃ umgesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Desmethylierungsverfahren (C) die Ausgangsverbindung gemäß Formel (II) mit einem Scandiumsalz umgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Scandiumsalz Scandiumtrifluoromethansulfonat ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei R₁ für Prenyl steht.