Verfahren zur Trennung von DL-threo-N-Acyl-ss-p-nitrophenyl-serinen in ihre optischen Antipoden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von DL-threo-N Aeyl-ss-p-nitrophenyl-serinen in ihre optischen Antipoden.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man auf das aufzutrennende DL-threo-N-Acyl-4¯ p-nitrophenyl- serin eine optisch aktive Base einwirken lässt, die entstandenen diastereomeren Salze aus einem Lösungsmittel fraktioniert kristallisiert, das zuerst auskristallisierende diastereomere Salz zerlegt, den entstandenen threo-N-Acyl- , 8-p-nitrophenyl-serin-antipoden isoliert, und dass man ferner das nach Ausseheidung des ersten Diastereoisomeren in der Mutterlauge verbliebene zweite diastereoisomere Salz durch Verdampfen der Mutterlauge isoliert und durch Umkristallisieren reinigt,
das gereinigte Salz in die Komponenten zerlegt und den freigesetzten zweiten threo-N-Acyl-ss-p-nitro- phenyl-serin-antipoden isoliert.
Das erfindungsgemässe Verfahren kommt vor allem für DL-threo-N-Acetyl-ss-p-nitro- phenyl-serin in Betracht, welches vorteilhaft wie folgt hergestellt wird : Man verestert DL- tlireo-ss-p-nitrophenyl-serin z.
B. mit Äthyl- alkohol, setzt dann diesen Ester z. B. mit einem Acetylimidoäthyläther zum DL-threo- 2-AIethyl-4-carbäthoxy-5-p-nitrophenyl-oxazo- lin um, verseift dasselbe mit Alkali zur entsprechenden Oxazolincarbonsäure, öffnet den Ring zwischen C2 und N mit Mineralsäure, bewirkt dureh Zusatz von Alkali eine Acyl- wanderung und seheidet durch Zugabe einer Säure das DL-threo-N-Acetyl-, B-p-nitrophenyl- serin ab.
Als optisch aktive Base verwendet man in der Regel ein Alkaloid, vorteilhaft Brucin.
Zur Überführung des DL-threo-N-Acyl- ss-p-nitrophenyl-serins in die diastereomeren Salze verwendet man am besten Lösungen dieses Acylderivates und des Alkaloids in einem Lösungsmittel, in welchem die Löslichkeits- differenz der entstehenden diastereomeren Salze möglichst gross ist, um durch einmalige Kristallisation das zuerst auskristallisierende diastereomere Salz 1 möglichst vollständig und optisch rein zu gewinnen.
Ausgehend von DL-threo-N-Acetyl-, ss-p-nitrophenyl-serin verwendet man als Alkaloid mit Vorteil Brucin und als Lösungsmittel Methanol, wobei das Brucinsalz von L (+)-threo-N-Aeetyl-B-p- nitrophenyl-serin durch eine einzige Fraktio- nierung mit einer Ausbeute von etwa 90 /o erhalten werden kann. Dieses Salz besteht aus zitronengelben Prismen mit einem Zersetzungs- punkt von etwa 215-220 ; [a] D18 = 0 # 1 (c = 1 in Wasser).
Das schwerer lösliche diastereomere Salz 1 kann in der Weise in die Komponenten zerlegt werden, dass man es in Wasser und Chloroform suspendiert, mit konzentriertem Alkali auf PH 9 stellt und gut durchschüttelt, wobei der threo-N-Acyl-ss-p-nitrophenyl-serin-Anti- pode als Natriumsalz in die wässerige Phase und das Brucin in die Chloroformphase über geht, so dass die beiden Substanzen bequem voneinander getrennt werden können. Nach Ansäuern der wässerigen Lösung kristallisiert der acylierte Antipode meistens aus, andernfalls muss mit einem organischen Lösungs- mittel extrahiert werden.
Beim Zerlegen des in Methanol schwer lösliehen Brucinsalzes von L (l)-threo-N-Acetyl- 3-p-nitrophenyl-serin fällt letzteres direkt in farblosen Prismen an, welche bei 165 braun werden und bei etwa 175 Zersetzung erleiden.
[a] D18 = + 32 2 (c = 1 in Wasser).
Das aus dem in der beschriebenen Weise vom D-Antipoden abgetrennte L (+)-threo-N- Aeetyl-ss-p-nitrophenyl-serin kann nach an sieh bekannten Methoden in L (-)-threo-ss-p Nitrophenyl-serin übergeführt werden, welches farblose Nadeln bildet. Nach einmaligem Umkristallisieren aus Wasser-beträgt der Drehwert [a] D =-33, 9 1 (c = 2, 004 in 20, 24"/piger Salzsäure). Die Aminosäure besitzt keinen charakteristischen Schmelzpunkt ; bei etwa 170 werden die Kristalle braun und verkohlen langsam oberhalb 190 .
Das nach Ausscheiden des schwerer lösliehen diastereomeren Salzes I noch in Lösung verbliebene diastereomere Salz II ist naturgemäss mit grösseren oder kleineren Mengen des diastereomeren Salzes I verunreinigt und liefert ohne vorherige Reinigung bei direkter Zersetzung in die Komponenten eine teilweise racemisehe Aminosäure, was unerwünscht ist.
Das optisch unreine diastereomere Salz II wird infolgedessen durch Umkristallisation aus einem Lösungsmittel, in dem das diastereomere Salz II schwerer löslieh ist als das diastereomere Salz I, gereinigt. Dies kann im Falle des in Methanol leicht löslichen Brueinsalzes von D (-)-threo-N-Acetyl-ss-p-nitrophenyl- serin durch einmalige Kristallisation aus Wasser geschehen, wobei dieses Salz in orangegelben Tafeln mit einem Zersetzungspunkt von etwa 120 erhalten wird. [a] =-31, 8 2 (c = 1, 002 in Wasser).
Das Zerlegen des diastereomeren Salzes II kann analog der für das diastereomere Salz I beschriebenen Methode bewerkstelligt werden.
Im Falle des Brucinsalzes von D (-,)- threo-N-Acetyl-ss-p-nitrophenyl-serin wird letzteres in Form farbloser Prismen gewonnen, welche nach Umkristallisieren aus Wasser ein [a] D8 =-32 # 2 (c = 1 in Wasser) auf- weisen.
Das daraus durch Entaeetylieren erhältliche D (+)-threo-ss-p-Nitrophenyl-serin entspricht in seinen physikalischen Konstan- ten, mit Ausnahme des Drehungsvorzeichens ; genau dem beschriebenen L-Antipoden.
[a] D18 = + 33,8 # 2 (c = 2 in 20, 24%iger Salzsäure).
Die threo-N-Acyl-ss-p-Nitrophenyl-serin- Antipoden sind wertvolle Zwischenprodukte für den Aufbau von Chloramphenieol bzw.
Analogen desselben.
Beispiel :
26, 8 Gewiehtsteile DL-threo-N-Acetyl-ss-p- nitrophenyl-serin und 39, 5 Gewichtsteile was serfreies Brucin werden in je 470 Raumteilen Methanol auf dem Dampfbad gelöst und die Lösungen noch heiss zusammengeschüttet.
Nach 24stündigem Stehenlassen bei Zimmertemperatur werden die Kristalle des Bruein- salzes von L (+)-threo-N-Aeetyl-ss-p-nitro- phenyl-serin abgesaugt und getrocknet. Aus beute etwa 30 Gewiehtsteile (90 /o der Theorie). [a] D18 = 0 # 1 (e = 1 in Wasser).
Zersetzungspunkt etwa 215-220 unter star ker Braunfärbung.
20 Gewiehtsteile dieses Brucinsalzes werden in einem Scheidetrichter in 20 Raumteiler Wasser und 30 Raumteilen Chloroform suspen- diert und, nach Zugabe von konzentriertem Alkali, bis die wässerige Phase ein PH von etwa 9 aufweist, gut durchgeschüttelt. Dann wird die wässerige Phase von der Chloroform- phase, die das Brucin enthält, abgetrennt und mit konzentrierter Salzsäure angesäuert, worauf das L (+)-threo-N-Acetyl-ss-p-nitrophenylserin nach kurzer Zeit kristallisiert. Rohausbeute : 7, 5 Gewiehtsteile (93 /o der Theorie).
Nach einmaligem Umkristallisieren aus Wasser schmilzt die gewonnene L-Acethylaminosäure bei 175 unter Braunfärbung und Zersetzung. [a] D18 = + 32 # 2 (c = 1 in Wasser).
Das in der methanolischen Mutterlauge verbleibende leicht lösliche Brucinsalz von D (-)-threo-N-Acetyl-ss-p-nitrophenyl-serin, welches noch etwa 10 /o des Brucinsalzes von L (+)-threo-N-Acetyl-ss-p-nitrophenyl-serin enthält, wird durch Eindampfen unter ver mindertem Druck isoliert und mit etwa 400 Raumteilen siedendem Wasser gelöst. Nach etwa 24 Stunden wird das reine Brucinsalz von D (-)-threo-N-Acetyl-ss-p-nitrophenyl- serin abgesaugt. Ausbeute : etwa 30 Gewichts- teile (90 /o der Theorie). Orangegelbe Tafeln.
Zersetzungspunkt etwa 120 ; [a]"=-31, 80 + 2 (c = 1, 008 in Wasser).
Das Zerlegen dieses Salzes in die Kom ponenten geschieht genau nach der für das Brucinsalz von L (+)-threo-N-Acetyl-ss-p-nitro- phenyl-serin beschriebenen Methode. Das reine D ()-threo-N-Acetyl-ss-p-nitrophenyl-serin zersetzt sich bei etwa 175 . [a] D =-32 2 (c = 1, 005 in Wasser).