CH699014B1 - Verfahren zum Auffangen eines L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes und Verfahren zum Auffangen einer Biphenylalaninester-Verbindung unter Verwendung desselben. - Google Patents
Verfahren zum Auffangen eines L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes und Verfahren zum Auffangen einer Biphenylalaninester-Verbindung unter Verwendung desselben. Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gewinnungsverfahren für L-Biphenylalanin-Verbindungssalze (2´), wobei eine Biphenylesterverbindung (1) unter Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zur Gattung Bacillus gehört, in einem gemischten Lösungsmittel, das ein organisches Lösungsmittel und Wasser umfasst, in einem pH-Bereich von 6 bis 13, hydrolysiert wird, die wässrige Schicht, die das L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2´) enthält und die organische Schicht, die die nicht umgesetzte D-Biphenylalaninester-Verbindung (3) enthält, getrennt werden, und ein anorganisches Salz und ein organisches Lösungsmittel zu der wässrigen Schicht, zum Extrahieren des L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes (2´) in der wässrigen Schicht, zugegeben werden.
Description
Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gewinnen eines L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes, das beim Herstellen von D-Biphenylalanin-Verbindungen, die als Zwischenprodukte für Arzneimittel und dergleichen geeignet sind, erzeugt wird, und ein Verfahren zum Gewinnen von Biphenylalaninester-Verbindungen, die dieselben einsetzen.
Stand der Technik
[0002] D-Biphenylalanin ist als Zwischenprodukt für Arzneimittel, wie Inhibitoren der neutralen Endopeptidase (siehe Patentdokument 1), geeignet.
[Patentdokument 1] Ungeprüfte Japanische Patentpublikation HEI Nr. 6-228 187.
Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
[0003] Verfahren zum Herstellen von D-Biphenylalanin schliessen Hydrolyseverfahren von Biphenylalaninestern unter Verwenden von Enzymen (nachfolgend auch als Enzymhydrolyse bezeichnet) (Herstellung von D-Biphenylalaninester und L-Biphenylalaninsalzen) ein. Die L-Biphenylalaninsalze müssen jedoch entweder verworfen werden oder als freie Säuren für eine wirksame Verwendung durch ein kompliziertes Rückgewinnungsverfahren, das die Trennung und Kristallinisierung in einer sauren Umgebung einschliesst, wiedergewonnen werden.
[0004] Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ein Rückgewinnungsverfahren und die effektive Nutzung von L-Biphenylalaninsalzen bereitzustellen, die durch Enzymhydrolyse von Biphenylalaninestern, unter Verwenden eines einfachen Verfahrens, hergestellt werden.
Mittel zum Lösen des Problems
[0005] Als Ergebnis sorgfältiger Forschung, die mit dem Ziel durchgeführt wurde, das obige Problem zu lösen, haben die Erfinder diese Erfindung vervollständigt, nachdem sie entdeckt haben, dass L-Biphenylalanin-Verbindungssalze in Form von Salzen durch ein einfaches Verfahren rückgewonnen werden können, wobei die Reaktionsmischung, die nach Enzymhydrolyse eines Biphenylalaninesters erhalten wurde, in eine wässrige und eine organische Schicht getrennt wird und ein anorganisches Salz und ein organisches Lösungsmittel zu der abgetrennten wässrigen Schicht für die Extraktion zugegeben werden. Die Erfinder haben ferner herausgefunden, dass, wenn das rückgewonnene L-Biphenylalanin-Verbindungssalz verestert und dann razemisiert wird, dieses in einen Biphenylalaninester umgewandelt werden kann, was es ermöglicht, das Ausgangsmaterial der Enzymhydrolyse durch ein einfaches Verfahren zurückzugewinnen.
[0006] Insbesondere stellt die Erfindung Folgendes bereit.
[1] Ein Rückgewinnungsverfahren für ein L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́), welches Folgendes umfasst: Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zur Gattung Bacillus gehört, für die Hydrolyse einer durch die folgende Formel (1) wiedergegebenen Biphenylalaninester-Verbindung:
[Chemische Formel 1]
(wobei R1ein Alkyl, Halogenalkyl, Alkenyl, Cycloalkyl, eine optional substituierte Aryl- oder optional substituierte Aralkylgruppe wiedergibt, und R2 eine Schutzgruppe für die Aminogruppe wiedergibt)
(nachfolgend ebenso als «Biphenylalaninester-Verbindung (1)» bezeichnet) in einem gemischten Lösungsmittel, das ein organisches Lösungsmittel und Wasser umfasst, in einem pH-Bereich von 6 bis 13, und Abtrennen der wässrigen Schicht, die das erzeugte durch die folgende Formel (2 ́) wiedergegebene L-Biphenylalanin-Verbindungssalz enthält:
[Chemische Formel 2]
(worin M ein Alkalimetallatom oder 1⁄2 Erdalkalimetallatom wiedergibt und R2 dieselbe Definition wie oben besitzt),
(nachfolgend ebenso als «L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́)» bezeichnet), aus der organischen Schicht, die die nicht umgesetzte durch die folgende Formel (3) wiedergegebene D-Biphenylalaninester-Verbindung enthält:
[Chemische Formel 3]
(wobei die Symbole dieselben Definitionen wie oben besitzen),
(nachfolgend ebenso als «D-Biphenylalaninester-Verbindung (3)» bezeichnet); und Zugabe eines anorganischen Salzes und eines organischen Lösungsmittels zu der wässrigen Schicht zum Extrahieren des L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes (2 ́) in der wässrigen Schicht.
[2] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [1], wobei das organische Lösungsmittel für die Hydrolyse wenigstens eines ist, ausgewählt aus Methyl-tert-Butylether und Toluol.
[3] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [1], wobei das organische Lösungsmittel für die Extraktion wenigstens eines ist, ausgewählt aus Methyl-tert-Butylether und Toluol.
[4] Rückgewinnungsverfahren für eine Biphenylalaninester-Verbindung (1), welches Folgendes umfasst:
Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zur Gattung Bacillus gehört, für die Hydrolyse einer Biphenylalaninester-Verbindung (1) in einem gemischten Lösungsmittel, das ein organisches Lösungsmittel und Wasser umfasst, in einem pH-Bereich von 6 bis 13, und Abtrennen der wässrigen Schicht, die das erzeugte L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́) enthält, und der organischen Schicht, die die nicht umgesetzte D-Biphenylalaninester-Verbindung (3) enthält;
Zugabe eines anorganischen Salzes und eines organischen Lösungsmittels zu der wässrigen Schicht, zum Extrahieren des L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes (2 ́) in der wässrigen Schicht;
Verestern des extrahierten L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes (2 ́) zum Erhalt einer durch die folgende Formel (2) wiedergegebenen L-Biphenylalaninester-Verbindung (nachfolgend ebenso als «L-Biphenylalaninester-Verbindung (2)» bezeichnet):
[Chemische Formel 4]
(wobei die Symbole dieselben Definitionen wie oben besitzen); und Razemisieren der L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) mit einer Base zum Erhalt der Biphenylalaninester-Verbindung (1).
[5] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [4], wobei das organische Lösungsmittel für die Hydrolyse wenigstens eines ist, ausgewählt aus Methyl-tert-Butylether und Toluol.
[6] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [4], wobei das organische Lösungsmittel für die Extraktion wenigstens eines ist, ausgewählt aus Methyl-tert-Butylether und Toluol.
[7] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [4], wobei das Verestern durch Umsetzen mit dem entsprechenden Schwefelsäureester oder -halid in der Gegenwart einer Base durchgeführt wird.
[8] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [4], wobei R1Methyl ist.
[9] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [8], wobei das Verestern durch Umsetzen mit Dimethylschwefelsäure in Gegenwart einer Base durchgeführt wird.
[10] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [4], wobei die für die Razemisierung verwendete Base ausgewählt ist aus Alkalimetall-Carbonaten und Alkalimetall-Alkoholaten.
[11] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [4], wobei die für die Razemisierung verwendete Base ein Alkalimetall-Alkoholat ist.
[12] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [4], wobei die für die Razemisierung verwendete Base Natriummethylat ist.
[13] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [4], wobei R1 eine Alkylgruppe ist und R2 eine durch die Formel -CO2R3wiedergegebene Gruppe ist, (wobei R3ein Alkyl, eine optional substituierte Aryl-, optional substituierte Aralkyl- oder eine 9-Fluorenmethylgruppe ist).
[14] Rückgewinnungsverfahren nach obigem [13], wobei die Razemisierung nach Isolieren der L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) als Feststoff durchgeführt wird.
[15] Rückgewinnungsverfahren für DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a), das Folgendes umfasst:
Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zur Gattung Bacillus gehört, für die Hydrolyse eines durch die folgende Formel (1a) wiedergegebenen DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters:
[Chemische Formel 5]
(nachfolgend ebenso als «DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a)» bezeichnet) in einem gemischten Lösungsmittel, das Methyl-tert-Butylether und Wasser umfasst, in einem pH-Bereich von 6 bis 13 mit einer wässrigen Lösung aus Taurin und Kaliumhydroxid, und Abtrennen der wässrigen Schicht, die das erzeugte durch die folgende Formel (2 ́a) wiedergegebene L-N-Boc-Biphenylalaninkaliumsalz enthält:
[Chemische Formel 6]
(nachfolgend ebenso als «L-N-Boc-Biphenylalaninkaliumsalz (2 ́a)» bezeichnet) und der organischen Schicht, die den nicht umgesetzten durch die folgende Formel (3a) wiedergegebenen D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester enthält:
[Chemische Formel 7]
(nachfolgend ebenso als «D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (3a)» bezeichnet);
Zugabe eines anorganischen Salzes und Methyl-tert-Butylether zu der wässrigen Schicht zum Extrahieren des L-N-Boc-Biphenylalaninkaliumsalzes (2 ́a) in der wässrigen Schicht;
Verestern des extrahierten L-N-Boc-Biphenylalaninkaliumsalzes (2 ́a) mit Dimethylschwefelsäure in der Gegenwart einer Base, zum Erhalt des durch die folgende Formel (2a) wiedergegebenen L-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters:
[Chemische Formel 8]
(nachfolgend ebenso als «L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a)» bezeichnet); und
Razemisieren des L-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters (2a) mit Natriummethylat nach dessen Isolierung als Feststoff, zum Erhalt des DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters (1a).
[16] Verfahren zum Herstellen einer D-Biphenylalaninester-Verbindung (3), welches Folgendes umfasst:
Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zu der Gattung Bacillus gehört, für die Hydrolyse einer Biphenylalaninester-Verbindung (1), die durch ein Rückgewinnungsverfahren gemäss obigem [4] in einem gemischten Lösungsmittel erhalten wurde, welches ein organisches Lösungsmittel und Wasser umfasst, in einem pH-Bereich von 6 bis 13, und Abtrennen der organischen Schicht, die die nicht umgesetzte D-Biphenylalaninester-Verbindung (3) enthält; und Reinigen der D-Biphenylalaninester-Verbindung (3).
[17] Verfahren zum Herstellen von D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (3a), welches Folgendes umfasst:
Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zur Gattung Bacillus gehört, für die Hydrolyse von DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a), der durch ein Rückgewinnungsverfahren gemäss obigem [15] in einem gemischten Lösungsmittel erhalten wird, das ein organisches Lösungsmittel und Wasser umfasst, in einem pH-Bereich von 6 bis 13, und Abtrennen der organischen Schicht, die den nicht umgesetzten D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (3a) enthält; und
Reinigen des D-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters (3a).
Auswirkung der Erfindung
[0007] Gemäss dem Verfahren der Erfindung ist es möglich, L-Biphenylalanin-Verbindungssalze in der Form von Salzen aus Reaktionsmischungen zurückzugewinnen, die nach einer Enzymhydrolyse von Biphenylalaninester-Verbindungen unter Verwenden eines einfachen Verfahrens erhalten wurden. Zusätzlich können, da die Umwandlung zu Biphenylalaninester-Verbindungen durch Verestern und Razemisieren der rückgewonnenen L-Biphenylalanin-Verbindungssalze möglich ist, die Ausgangsmaterialien der Enzymhydrolyse durch ein einfaches Verfahren rückgewonnen werden. Daher können die L-Biphenylalanin-Verbindungen, die nicht das Ziel der Enzymhydrolyse sind, wirksam für eine effizientere Herstellung von D-Biphenylalaninester-Verbindungen verwendet werden, und daher ist das Verfahren der Erfindung wirtschaftlich vorteilhaft.
Beste Art zum Ausführen der Erfindung
[0008] Die Definitionen der in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Substituenten wird jetzt erklärt.
Als «Alkylgruppen» können C1–C6, geradkettige oder verzweigte Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Neopentyl und Hexyl angeführt werden, wobei Methyl oder Ethyl bevorzugt sind und Methyl stärker bevorzugt ist.
[0009] Als «Alkenylgruppen» können C2–C6 geradkettige oder verzweigte Alkenylgruppen angeführt werden, wie Allyl, 1-Propenyl, Isopropenyl, 1-Butenyl, 2-Butenyl und 3-Butenyl, wobei Allyl bevorzugt ist.
[0010] Als «Cycloalkylgruppen» können C3–C8 Cycloalkylgruppen angeführt werden, wie Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl, wobei Cyclopentyl oder Cyclohexyl bevorzugt sind.
[0011] Als «Halogenatome» können Fluor, Chlor, Brom und Jod angeführt werden, wobei Fluor, Chlor oder Brom bevorzugt sind.
Als «Halogenalkylgruppen» können «Alkylgruppen» gemäss der vorher genannten Definition angeführt werden, die mit Halogenatomen substituiert sind. Die Anzahl der Halogenatom-Substituenten ist nicht besonders beschränkt, beträgt aber bevorzugt 1 bis 3. Als Beispiele für «Halogenalkylgruppen» können Chlormethyl, Brommethyl, Fluormethyl, Dichlormethyl, Dibrommethyl, Difluormethyl, Trichlormethyl, Tribrommethyl, Trifluormethyl, 2,2-Dichlorethyl und 2,2,2-Trichlorethyl angeführt werden, wobei Trifluormethyl bevorzugt ist.
[0012] Als «Alkoxygruppen» können C1–C6 geradkettige oder verzweigte Alkoxygruppen angeführt werden, wie Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, Butoxy, Isobutoxy, sec-Butoxy, tert-Butoxy, Pentyloxy, Isopentyloxy, Neopentyloxy und Hexyloxy, wobei Methoxy oder Ethoxy bevorzugt sind.
[0013] Als «Arylgruppen» für die «optional substituierte Arylgruppe» können C6–C14 Arylgruppen angeführt werden, wie Phenyl, 1-Naphthyl und 2-Naphthyl, wobei Phenyl bevorzugt ist.
[0014] Solche Arylgruppen können Substituenten an substituierbaren Positionen aufweisen, an denen die Substituenten Halogenatome (Beispiele derselben sind oben erwähnt), Alkylgruppen (Beispiele derselben sind oben erwähnt), Halogenalkylgruppen (Beispiele derselben sind oben erwähnt), Hydroxy-, Alkoxygruppen (Beispiele derselben sind oben erwähnt), Cyano, Nitro und dergleichen sein können. Die Anzahl der Substituenten ist nicht besonders beschränkt, beträgt aber bevorzugt 1 bis 3. Wenn die Anzahl der Substituenten zwei oder mehr ist, können die Substituenten gleich oder unterschiedlich sein.
[0015] Die «Aralkylgruppen» für die «optional substituierte Aralkylgruppe» können die vorher genannten «Alkylgruppen» sein, die mit den vorher genannten «Arylgruppen» substituiert sind. Die Anzahl der Arylgruppen-Substituenten ist nicht besonders beschränkt, beträgt aber bevorzugt 1 bis 3. Als Beispiele für «Aralkylgruppen» können Benzyl, Phenethyl, 1-Phenylethyl, 1-Phenylpropyl, 2-Phenylpropyl, 3-Phenylpropyl, 1-Naphthylmethyl, 2-Naphthylmethyl, Benzhydril und Trityl angeführt werden, wobei Benzyl bevorzugt ist.
[0016] Solche Aralkylgruppen können Substituenten an substituierbaren Positionen aufweisen, an denen die Substituenten Halogenatome (Beispiele derselben sind oben erwähnt), Alkylgruppen (Beispiele derselben sind oben erwähnt), Halogenalkylgruppen (Beispiele derselben sind oben erwähnt), Hydroxy-, Alkoxygruppen (Beispiele derselben sind oben erwähnt), Cyano, Nitro und dergleichen sein. Die Anzahl der Substituenten ist nicht besonders beschränkt, beträgt jedoch bevorzugt 1 bis 3. Wenn die Anzahl der Substituenten zwei oder mehr ist, können die Substituenten gleich oder verschieden sein.
[0017] Die durch R2 wiedergegebene «Schutzgruppe für die Aminogruppe» kann eine beliebige Schutzgruppe sein, die als Schutzgruppe für Aminogruppen bekannt ist, ohne irgendwelche besonderen Beschränkungen. Als solche Schutzgruppen können -CO2R3 (wobei R3 ein Alkyl, eine optional substituierte Aryl-, optional substituierte Aralkyl- oder eine 9-Fluorenmethylgruppe wiedergibt), -COR4(wobei R4 ein Alkyl, Halogenalkyl, Alkenyl, eine optional substituierte Arylgruppe oder optional substituierte Aralkylgruppe wiedergibt), und optional substituierte Aralkylgruppen angeführt werden. Als Beispiele für die «Schutzgruppe für die Aminogruppe» können Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Isobutoxycarbonyl, tert-Butoxycarbonyl (Boc), Allyloxycarbonyl, Benzyloxycarbonyl, p-Methoxybenzyloxycarbonyl, p-Nitrobenzyloxycarbonyl, 9-Fluorenmethyloxycarbonyl, Benzoyl, Benzyl, Benzhydril und Trityl angeführt werden.
[0018] R1ist bevorzugt eine Alkylgruppe, stärker bevorzugt eine C1–C4 Alkylgruppe, noch stärker bevorzugt Methyl oder Ethyl, und am stärksten bevorzugt Methyl. R2 ist bevorzugt -CO2R3(wobei R3 dieselbe Definition wie oben besitzt), und stärker bevorzugt tert-Butoxycarbonyl (Boc).
[0019] Als «Alkali-Metallatome» können Kalium, Natrium und Lithium angeführt werden.
Als «Erdalkali-Metallatome» können Calcium und Magnesium angeführt werden.
M ist bevorzugt ein Alkali-Metallatom, stärker bevorzugt Kalium oder Natrium, und am stärksten bevorzugt Kalium.
Die Biphenylalaninester-Verbindung (1), die als Ausgangsmaterial in dem Verfahren der Erfindung verwendet wird, kann zum Beispiel durch das folgende Verfahren hergestellt werden.
[0020] [Chemische Formel 9]
[0021] (Die Symbole in den Formeln besitzen die gleichen Definitionen wie oben).
[0022] Schritt 1
Die Verbindung (4) und Hydantoin können in Gegenwart einer Base zum Erhalt der Verbindung (5) umgesetzt werden.
Schritt 2
Die Verbindung (5) kann zum Erhalt der Verbindung (6) reduziert werden. Die Reduktion wird bevorzugt durch katalytische Hydrierung durchgeführt.
Schritt 3
Die Verbindung (6) kann zum Erhalt der Verbindung (7) hydrolysiert werden.
Schritt 4
Die Verbindung (7) kann zum Schutz der Aminogruppe und der Veresterungsreaktion mit der Carboxylgruppe zugeführt werden, um die Biphenylalaninester-Verbindung (1) zu erhalten. Das Schützen der Aminogruppe und das Verestern der Carboxylgruppe kann durch herkömmliche Verfahren durchgeführt werden. Es besteht keine besondere Beschränkung in der Reihenfolge des Schützens der Aminogruppe und des Veresterns mit der Carboxylgruppe, und diese können in einer beliebigen gewünschten Reihenfolge durchgeführt werden.
[0023] Die Biphenylalaninester-Verbindung (1) schliesst zwei optische Isomere (L- und D-Isomere) mit einem asymmetrischen Zentrum am Kohlenstoffatom an der α-Position ein, und die in dem Verfahren der Erfindung verwendete Biphenylalaninester-Verbindung (1) kann eine razemische Mischung sein, die gleiche Mengen der optischen Isomere enthält, oder eine Mischung, die eines der beiden optischen Isomere im Überschuss (in einem beliebigen gewünschten Anteil) enthält. Es ist bevorzugt eine razemische Mischung.
[0024] Die auf die oben beschriebene Weise erhaltene Biphenylalaninester-Verbindung (1) wird unter Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zu der Gattung Bacillus gehört, hydrolisiert. Das Verwenden der Protease für die Hydrolyse resultiert in einer bevorzugten Hydrolyse des L-Isomers.
[0025] Die Proteasen aus den Mikroorganismen, die zu der Gattung Bacillus gehören, sind bevorzugt Proteasen aus Bacillus licheniformis, aufgrund ihrer ausgezeichneten Enantioselektivität. Als spezifische Beispiele für Proteasen aus Bacillus licheniformis können eine Protease aus Bacillus licheniformis, die Subtilisin enthält, angeführt werden, unter der ALCALASE (eingetragenes Warenzeichen von Novozymes) bevorzugt ist, und ALCALASE 2.4 L (eingetragenes Warenzeichen von Novozymes) besonders bevorzugt ist.
[0026] Es bestehen keine besonderen Beschränkungen bezüglich der Reinheit und Form der Protease, und verschiedene Formen können verwendet werden, einschliesslich gereinigte Enzyme, Rohenzyme, mikrobielle Kulturen, Zellen oder behandelte Produkte der vorhergehenden. Ein behandeltes Produkt kann zum Beispiel lyophilisierte Zellen, zerkleinerte Zellen oder ein Zellextrakt sein. Ein Enzym mit beliebiger Reinheit und in einer beliebigen der verschiedenen oben erwähnten Formen, das auf einem anorganischen Trägermaterial, wie Kieselgel oder Keramik oder auf Zellulose, einem Ionenaustauschharz oder dergleichen immobilisiert ist, kann verwendet werden.
[0027] Die Menge der verwendeten Protease ist nicht besonders beschränkt, liegt jedoch normalerweise bei 0,001–0,5 g und bevorzugt bei 0,001–0,1 g, wie gereinigtes Enzym pro einem Gramm der Biphenylalaninester-Verbindung (1).
[0028] Die Hydrolyse mit der Protease wird in einem pH-Bereich von 6 bis 13 durchgeführt, bevorzugt pH 6 bis 10, und stärker bevorzugt 6,0 bis 9,5, abhängig vom Typ der Protease. Die Hydrolyse innerhalb dieses pH-Bereichs kann ein Produkt mit hoher optischer Reinheit ergeben.
[0029] Der pH kann innerhalb des vorher genannten Bereichs durch entsprechende Verwendung eines alkalischen und/oder Puffermittels gehalten werden.
Als Beispiele für Puffermittel können Phosphatpuffer, Acetatpuffer, Aminosäurepuffer, Aminosulfonatpuffer und dergleichen angeführt werden.
[0030] Als Phosphatpuffer können Dinatriumhydrogenphosphat, Natriumdihydrogenphosphat, Dikaliumhydrogenphosphat, Kaliumdihydrogenphosphat und dergleichen angeführt werden.
Als Acetatpuffer können Natriumacetat, Kaliumacetat und dergleichen angeführt werden.
[0031] Die Aminosäuren in den Aminosäurepuffern sind organische Verbindungen, die sowohl eine Aminogruppe (einschliesslich substituierter Aminogruppen und cyclisch substituierter Aminogruppen) als auch eine Carboxylgruppe in einem Molekül (diese schliessen Iminosäuren ein, wobei ein Wasserstoff der Aminogruppe eine cyclische Struktur mit einem Teil der Seitenkette bildet) aufweisen, und sie schliessen nicht nur α-Aminosäuren, sondern auch β-Aminosäuren, γ-Aminosäuren und δ-Aminosäuren ein. Als spezifische Beispiele von α-Aminosäuren können neutrale Aminosäuren, wie Glycin, Alanin, α-Aminobuttersäure, Leucin, Isoleucin, Valin, Phenylalanin, Tryptophan, Tyrosin, Methionin, Cystein, Threonin, Serin, Prolin, Hydroxyprolin, Asparagin und Glutamin angeführt werden; saure Aminosäuren wie Asparaginsäure und Glutaminsäure; und basische Aminosäuren wie Lysin, Tryptophan, Arginin, Ornithin, Histidin und Hydroxylysin. Als spezifische Beispiele für β-Aminosäuren können β-Alanin und β-Aminobuttersäure angeführt werden. Als spezifisches Beispiel für eine γ-Aminosäure kann γ-Aminobuttersäure angeführt werden. Als spezifisches Beispiel einer δ-Aminosäure kann 5-Aminovaleriansäure angeführt werden. Glycin ist als Aminosäure bevorzugt.
[0032] Eine Aminosulfonsäure für einen Aminosulfonatpuffer ist eine organische Verbindung, die eine Schwefelgruppe anstelle der Carboxylgruppe in einer beliebigen der vorher genannten Aminosäuren aufweist, und als spezifische Beispiele können Taurin, N-Methyltaurin und 2-(4-Morpholinyl)Ethansulfonsäure angeführt werden, wobei Taurin bevorzugt ist.
[0033] Taurin oder Phosphatpuffer sind als Puffermittel bevorzugt, wobei Taurin besonders bevorzugt ist.
[0034] Die Konzentration des Puffermittels liegt gewöhnlich bei 0,05–0,8 M und bevorzugt bei 0,1–0,8 M, und stärker bevorzugt bei 0,1–0,5 M. Eine Konzentration der Pufferlösung innerhalb dieses Bereichs kann ein Produkt mit hoher optischer Reinheit ergeben.
[0035] Die Menge des verwendeten Puffermittels hängt von der Konzentration ab, beträgt aber gewöhnlich 0,1–100 ml und bevorzugt 0,4–10 ml, bezogen auf 1 g der Biphenylalaninester-Verbindung (1). Das Verwenden der Pufferlösung innerhalb dieses Bereichs trägt zu einer gleichmässigen Umsetzung bei.
[0036] Wenn eine Base verwendet wird, kann diese als Feststoff oder als wässrige Lösung verwendet werden, obwohl eine wässrige Lösung wegen der Handhabbarkeit bevorzugt ist. Als wässrige basische Lösungen können wässrige Lösungen von Alkalimetallhydroxid (Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid), wässrige Lösungen von Erdalkalimetallhydroxid (Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid), wässrige Lösungen von Alkalimetallcarbonat (Natriumcarbonat, Kaliumcarbonat), wässrige Lösungen von Erdalkalimetallcarbonat (Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat), wässrige Lösungen von Alkalimetallhydrogencarbonaten (Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat), wässrige Lösungen von Erdalkalimetallhydrogencarbonat (Calciumhydrogencarbonat, Magnesiumhydrogencarbonat) und dergleichen angeführt werden. Bevorzugt unter diesen sind wässrige Lösungen von Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, wobei eine wässrige Lösung mit Kaliumhydroxid besonders bevorzugt ist.
[0037] Die Menge an eingesetzter Base kann eine Menge zum Einstellen des pH-Werts auf 6 bis 13 sein.
[0038] Die pH-Einstellung wird bevorzugt unter Verwendung von Taurin und einer wässrigen Lösung von Kaliumhydroxid oder eines Phosphatpuffers und einer wässrigen Lösung von Kaliumhydroxid durchgeführt, und am stärksten bevorzugt wird sie unter Verwenden von Taurin und einer wässrigen Lösung von Kaliumhydroxid durchgeführt.
[0039] Die Hydrolyse wird in einem gemischten Lösungsmittel durchgeführt, das ein organisches Lösungsmittel und Wasser umfasst.
Als organisches Lösungsmittel für die Hydrolyse können hydrophobe organische Lösungsmittel und hydrophile organische Lösungsmittel angeführt werden.
Als hydrophobe organische Lösungsmittel können Ether, wie Methyl-tert-Butylether (MTBE) und Diisopropylether und Kohlenwasserstoffe wie Toluol, Hexan, Cyclohexan und Heptan angeführt werden. Als hydrophile organische Lösungsmittel können Ether wie Tetrahydrofuran (THF); Alkohole wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, n-Butanol und tert-Butanol; Sulfoxide wie Dimethylsulfoxid; Ketone wie Aceton; und Nitrile wie Acetonitril angeführt werden. Diese organischen Lösungsmittel können allein oder in Kombinationen von zwei oder mehreren eingesetzt werden.
MTBE und Toluol sind als organische Lösungsmittel bevorzugt, wobei MTBE besonders bevorzugt ist.
[0040] Die Menge an verwendetem organischem Lösungsmittel beträgt gewöhnlich 1–50 ml und bevorzugt 1–5 ml bezogen auf 1 g der Biphenylalaninester-Verbindung (1). Das Verwenden des organischen Lösungsmittels innerhalb dieses Bereichs trägt zu einer gleichmässigen Umsetzung bei.
[0041] Das Wasser in dem Puffermittel und in der wässrigen alkalischen Lösung kann ebenso als Lösungsmittel dienen.
[0042] Die Hydrolyse wird durch Mischen der Biphenylalaninester-Verbindung (1), der Protease aus einem Mikroorganismus, der zur Gattung Bacillus gehört, eines Lösungsmittels, der Base oder deren wässriger Lösung und/oder eines Puffermittels durchgeführt.
Es besteht keine besondere Beschränkung bei der Reihenfolge der Zugabe, und das Verfahren kann zum Beispiel Folgendes umfassen:
(i) Zugabe der in einem organischen Lösungsmittel gelösten Biphenylalaninester-Verbindung (1) zu einer Base und/oder einem Puffermittel und dann Zugabe der Protease,
(ii) Zugabe einer Base und/oder eines Pufferungsmittels zu der in einem organischen Lösungsmittel gelösten Biphenylalaninester-Verbindung (1) und dann Zugabe der Protease,
(iii) Zugabe der Protease (wenn nötig mit Wasser) zu der in einem organischen Lösungsmittel gelösten Biphenylalaninester-Verbindung (1) und dann Zugabe einer Base und/oder eines Pufferungsmittels (bevorzugt durch tropfenweise Zugabe), oder
(iv) Zugabe der Protease und des Pufferungsmittels (wenn nötig mit Wasser) zu der in einem organischen Lösungsmittel gelösten Biphenylalaninester-Verbindung (1) und dann Zugabe einer Base (bevorzugt durch tropfenweise Zugabe).
[0043] Zusätzliche Protease kann, wenn nötig, während der Umsetzung zugegeben werden. Wenn der pH der Reaktionsmischung während der Umsetzung unter den vorher genannten Bereich fällt, wird eine Base oder deren wässrige Lösung zum Einstellen des pH-Werts der Reaktionsmischung zurück in den Bereich verwendet.
[0044] Die Reaktionstemperatur für die Hydrolyse beträgt, hinsichtlich der Enzymstabilität und der Umsetzungsrate, bevorzugt 30–60 °C, stärker bevorzugt 35–55 °C und am stärksten bevorzugt 40–45 °C.
Die Reaktionszeit für die Hydrolyse beträgt normalerweise 3–24 Stunden und bevorzugt 4–15 Stunden.
[0045] Die flüssige Auftrennung der Reaktionsmischung in eine wässrige und eine organische Schicht nach der Hydrolyse erlaubt das Abtrennen des durch die Hydrolyse erzeugten L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes (2 ́) und der nicht umgesetzten D-Biphenylalaninester-Verbindung (3). Das L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́) ist in der wässrigen Schicht enthalten, und die D-Biphenylalaninester-Verbindung (3) ist in der organischen Schicht enthalten. Die D-Biphenylalaninester-Verbindung kann aus der organischen Schicht durch ein bekanntes Verfahren aufgereinigt werden.
[0046] Gemäss der Erfindung werden ein anorganisches Salz und ein organisches Lösungsmittel zu der wässrigen Schicht, die das L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́) enthält, zum Extrahieren des L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes (2 ́) mit dem organischen Lösungsmittel zugegeben. Dies ermöglicht, dass das L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́) aus der wässrigen Schicht direkt in Form eines Salzes gewonnen wird.
[0047] Als anorganische Salze für diesen Schritt können Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Ammoniumchlorid und dergleichen angeführt werden, von denen Kaliumchlorid und Natriumchlorid vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit und Löslichkeit des L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes (2 ́) bevorzugt sind. Die Menge an verwendetem anorganischem Salz beträgt normalerweise hinsichtlich einer zufriedenstellenden Extraktionsrate 6 g oder mehr und bevorzugt 6–9 g, bezogen auf 100 g der das L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́) enthaltenden wässrigen Lösung. Das anorganische Salz kann der wässrigen Schicht ebenso in einer Übersättigungsmenge zugegeben werden.
[0048] Das organische Lösungsmittel für die Extraktion kann ein Lösungsmittel wie MTBE, Toluol, Ethylacetat oder dergleichen sein, von denen MTBE oder Toluol bevorzugt sind, und MTBE besonders bevorzugt ist.
Die Menge an verwendetem organischem Lösungsmittel beträgt normalerweise 20–100 g und bevorzugt 25–50 g, bezogen auf 100 g der das L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2A) enthaltenden wässrigen Lösung.
Die Extraktion kann, wenn nötig, zweimal oder mehrfach durchgeführt werden.
Die Extraktion wird gewöhnlich bei 10–50 °C durchgeführt.
[0049] Der das L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́) enthaltende Extrakt kann mit einer wässrigen alkalischen Lösung gewaschen werden. Die wässrige alkalische Lösung kann eine wässrige Lösung von Kaliumhydroxid sein, eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid oder dergleichen, gewöhnlich bei einer Konzentration von 5–15% (w/w). Die Menge an verwendeter wässriger alkalischer Lösung beträgt 0,95–1,01 Mol, bezogen auf 1 Mol des L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes (2 ́). Wenn der Extrakt mit der wässrigen alkalischen Lösung gewaschen wird, kann ein anorganisches Salz, wie Kaliumchlorid, Kaliumbromid oder Natriumchlorid, zu der wässrigen Lösung für eine verbesserte Ausbeute zugegeben werden. Die Menge an verwendetem anorganischem Salz kann eine Menge für eine anorganische Salzkonzentration von wenigstens 5% (w/w) in der wässrigen alkalischen Lösung sein.
[0050] Daher kann gemäss dem Verfahren der Erfindung das L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́) direkt in Salzform ohne Umwandlung in eine freie Säure rückgewonnen werden.
[0051] Das rückgewonnene L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́) kann verestert und dann für die Umwandlung in die Biphenylalaninester-Verbindung (1) für die Rückgewinnung des Ausgangsmaterials der Enzymhydrolyse, razemisiert werden.
[0052] Andererseits ist die D-Biphenylalaninester-Verbindung (3) als Zwischenprodukt zum Herstellen von Arzneimitteln, wie Inhibitoren der neutralen Endopeptidase, geeignet. Zum Beispiel kann das in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung HEI Nr. 6-228 187 beschriebene Verfahren zum Herstellen des in derselben Veröffentlichung beschriebenen N-Phosphonomethylbiphenyl substituierten Dipeptidderivats aus der D-Biphenylalaninester-Verbindung (3) verwendet werden.
[0053] Nun wird ein Verfahren zum Verestern und Razemisieren des L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes (2 ́), für die Umwandlung in die Biphenylalaninester-Verbindung (1), beschrieben.
[0054] Zunächst wird das L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́) zum Erhalt einer L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) verestert.
Die Veresterung wird gewöhnlich in einem Lösungsmittel durchgeführt, bevorzugt wird jedoch der das L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2 ́) enthaltende Extrakt direkt verwendet. Wenn nötig, kann ebenso ein Lösungsmittel zugegeben werden. MTBE und Toluol sind als organische Lösungsmittel bevorzugt, wobei MTBE stärker bevorzugt ist.
[0055] Die Veresterung kann durch ein herkömmliches Verfahren durchgeführt werden, wie ein Verfahren, in dem eine Säure und ein Alkohol, wie Methanol oder Ethanol, verwendet werden, ein Verfahren, in dem eine Base und ein Schwefelsäureester ((R1O)2SO2), wie Dimethylschwefelsäure oder Diethylschwefelsäure; ein Verfahren, in dem R1OH und ein Kondensierungsmittel wie DCC verwendet werden; oder ein Verfahren, in dem eine Base und ein Halid (R1X, X: Halogenatom), wie Methyljodid, Bromethan oder Benzylchlorid verwendet werden; wobei bei diesen Verfahren das Verwenden von Basen und Schwefelsäureestern hinsichtlich der geringeren Nebenprodukte und grösseren Zweckmässigkeit bevorzugt ist.
[0056] Nun wird ein Verfahren, in dem eine Base und ein Schwefelsäureester verwendet werden, erklärt.
Als Basen können anorganische Basen wie Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, Kaliumcarbonat, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, und organische Basen wie Diisopropylethylamin, 2,6-Dimethylpyridin, Triethylamin und Pyridin angeführt werden, wobei Natriumhydrogencarbonat bevorzugt ist.
Die Menge an verwendeter Base beträgt üblicherweise 0,3–1,2 Mol und bevorzugt 0,8–1,2 Mol, bezogen auf 1 Mol des L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes (2 ́).
[0057] Der Schwefelsäureester wird gemäss des gewünschten L-Biphenylalaninester-Verbindungs(2)-Produkts ausgewählt, ist jedoch gemäss der Erfindung bevorzugt ein Methylester, und daher wird Dimethylschwefelsäure bevorzugt verwendet.
Die Menge an verwendetem Schwefelsäureester beträgt gewöhnlich 1,2–2,5 Mol und bevorzugt 1,6–2,0 Mol, bezogen auf 1 Mol des L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes (2 ́).
[0058] Hinsichtlich der Reaktivität schliesst das Verfahren zum Verestern bevorzugt die tropfenweise Zugabe des Schwefelsäureesters zu einer Lösung ein, die die Base und das L-Biphenylalanin-Verbindungssalz (2%) enthält.
[0059] Die Temperatur für die Veresterung beträgt normalerweise 30–50 °C. Die Reaktionszeit variiert abhängig von der Menge an Reagenzien und der Reaktionstemperatur, beträgt jedoch gewöhnlich 1–10 Stunden. Die Beendigung der Reaktion kann durch HPLC-Analyse bestätigt werden.
[0060] Nach Beendigung der Reaktion kann ein Amin, wie Triethylamin, zugegeben werden und die Mischung bei einer Temperatur von 30–50 °C für 2 bis 5 Stunden gerührt werden, um den verbleibenden Schwefelsäureester abzubauen. Die Menge an verwendetem Amin kann ungefähr 10 Mol-%, bezogen auf den Schwefelsäureester, betragen.
[0061] Die abgetrennte wässrige Schicht wird dann durch flüssige Abtrennung entfernt und die organische Schicht wird dehydriert. Das Dehydrieren kann unter Verwenden eines Dehydrierungsmittels, wie wasserfreies Magnesiumsulfat, wasserfreies Natriumsulfat, oder molekulares Sieben durchgeführt werden, aber hinsichtlich der Handhabbarkeit schliesst das Verfahren bevorzugt die azeotrope Dehydrierung mit einem Lösungsmittel ein, das mit Wasser azeotrop ist (zum Beispiel Toluol).
Das mit Wasser azeotrope Lösungsmittel kann in einer Menge verwendet werden, die eine ausreichende Dehydrierung ermöglicht, und beträgt normalerweise 50–100 Gewichts-% bezüglich der Lösung.
[0062] Die nachfolgende Razemisierung kann mit der dehydrierten Lösung ohne die Isolierung der L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) durchgeführt werden, oder die Razemisierung kann durchgeführt werden, nachdem sie zunächst als Feststoff, wie in kristalliner Form, oder als Öl isoliert wurde.
[0063] Im ersten Fall ist der Wassergehalt der Lösung bevorzugt nicht höher als 500 ppm, und daher ist eine ausreichende Dehydrierung bevorzugt.
[0064] Im letzten Fall kann, wenn die L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) zum Beispiel eine ist, in der R1 eine Alkylgruppe und R2 -CO2R3 ist, die dehydrierte Lösung konzentriert werden und eine Kristallinisierung aus Methanol und Wasser durchgeführt werden. Die Isolierung in der Form eines Feststoffs, wie eines Kristalls, oder eines Öls auf diese Weise kann den Verbrauch der Base durch den Veresterungsreaktionsrest (zum Beispiel Schwefelsäureester abgeleitete Verbindungen) verhindern, was ermöglicht, dass die Razemisierung mit einer kleineren Menge an Base durchgeführt wird und ebenso die Hydrolyse der L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) verhindert.
[0065] Ein spezifisches bevorzugtes Beispiel der Kristallinisierung aus Methanol und Wasser wird nun beschrieben.
Die Menge an verwendetem Methanol beträgt normalerweise 380–520 g und bevorzugt 450–490 g, bezogen auf 100 g der L-Biphenylalaninester-Verbindung (2).
[0066] Wasser wird tropfenweise zu einer Methanol-gelösten Lösung bei einer Temperatur von ungefähr 45–55 °C zugegeben. Die Menge an zugegebenem Wasser beträgt normalerweise 160–220 g und bevorzugt 190–210 g, bezogen auf 100 g der L-Biphenylalaninester-Verbindung (2). Nach Zugabe des Wassers wird eine kleine Menge eines Impfkristalls zugegeben und die Mischung bei derselben Temperatur gerührt. Nach Bestätigung der Ablagerung von Kristallen wird Wasser bei derselben Temperatur für eine ausreichende Kristallablagerung zugegeben. Die Menge an Wasser bei diesem Schritt beträgt normalerweise 0–60 g und bevorzugt 40–60 g, bezogen auf 100 g der L-Biphenylalaninester-Verbindung (2). Die Mischung wird dann auf ungefähr 5 °C abgekühlt, und die Kristalle werden gefiltert und mit einer ungefähr 70%igen wässrigen Methanollösung gewaschen. Die Kristalle der L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) können durch Trocknen unter verringertem Druck erhalten werden.
[0067] Die durch die Veresterung erhaltene L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) wird dann zur Umwandlung in eine Biphenylalaninester-Verbindung (1) razemisiert.
[0068] In diesem Razemisierungsschritt kann die L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) direkt als dehydrierte Lösung, die in dem Veresterungsschritt erhalten wurde, verwendet werden, oder die L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) kann zuerst isoliert werden. Im letzteren Fall wird die L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) in einem Lösungsmittel gelöst. MTBE und Toluol sind in diesem Fall als Lösungsmittel bevorzugt, wobei MTBE stärker bevorzugt ist. Die Menge des verwendeten Lösungsmittels beträgt normalerweise 150–230 g und bevorzugt 180–220 g, bezogen auf 100 g der L-Biphenylalaninester-Verbindung (2).
[0069] Die Razemisierung wird unter Verwenden einer Base durchgeführt.
Als Basen können organische Basen, wie Triethylamin, angeführt werden; Alkalimetall-Hydrogencarbonate, wie Kaliumhydrogencarbonat und Natriumhydrogencarbonat; Alkalimetall-Carbonate, wie Kaliumcarbonat und Natriumcarbonat; Alkalimetall-Alkoholate wie Natriummethylat, Natriumethylat und Kalium-tert-Butyrat; Alkalimetall-Hydride wie Natriumhydrid und Kaliumhydrid; und Mischungen der vorhergehenden, unter denen Alkalimetall-Alkoholate, Alkalimetall-Carbonate und deren Mischungen bevorzugt sind, wobei Alkalimetall-Alkoholate hinsichtlich der Handhabbarkeit am stärksten bevorzugt sind, und Natriummethylat hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit besonders bevorzugt ist. Die Base kann tropfenweise als Lösung zugegeben werden.
[0070] Wenn die L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) direkt als dehydrierte Lösung, die aus dem Veresterungsschritt erhalten wurde, verwendet wird, beträgt die Menge der verwendeten Base normalerweise 20–120 Mol-% und bevorzugt 50–100 Mol-%, bezogen auf die L-Biphenylalaninester-Verbindung (2).
[0071] Wenn die L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) verwendet wird, nachdem sie isoliert wurde, beträgt die Menge normalerweise 5–50 Mol-% und bevorzugt 10–50 Mol-% für ein Alkalimetall-Carbonat. Für ein Alkalimetall-Alkoholat beträgt die Menge gewöhnlich 1–5 Mol-% und bevorzugt 2–4 Mol-%.
[0072] Wie oben erwähnt, kann die Verwendung der isolierten L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) den Verbrauch der Base durch den Veresterungsrest vermeiden, was ermöglicht, dass die Razemisierung mit einer geringeren Menge der Base durchgeführt wird. Dies kann ebenso die Hydrolyse der L-Biphenylalaninester-Verbindung (2) verhindern.
[0073] Unter dem Gesichtspunkt der Förderung der Razemisierung ist es bevorzugt einen Alkohol wie Methanol, Ethanol oder Isopropanol zuzugeben.
Die Menge an verwendetem Alkohol beträgt normalerweise 10–120 Gew.-% und bevorzugt 10–30 Gew.-%, bezogen auf die L-Biphenylalaninester-Verbindung (2).
[0074] Die Reaktionstemperatur für die Razemisierung beträgt normalerweise 30–70 °C, bevorzugt 30–60 °C und stärker bevorzugt 30–40 °C. Die Reaktionszeit hängt von der Menge der verwendeten Reagenzien und der Temperatur ab, beträgt jedoch gewöhnlich 10 Minuten bis 25 Stunden und bevorzugt 10 Minuten bis 6 Stunden. Die Beendigung der Razemisierungsreaktion kann durch HPLC bestätigt werden.
[0075] Nach Beendigung der Razemisierung ist es bevorzugt, der Reaktionsmischung eine Säure, wie Essigsäure, zuzugeben, um den Abbau des Esters zu minimieren. Die Menge an verwendeter Säure beträgt gewöhnlich 1,1–1,3 molare Äquivalente, bezogen auf die für die Razemisierung verwendete Base.
Die Nachbehandlung nach Beendigung der Razemisierung kann gemäss herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden.
[0076] Die Lösung der auf die oben beschriebene Weise erhaltenen Biphenylalaninester-Verbindung (1) kann direkt für die Enzymhydrolyse zugeführt werden, oder sie kann für die Enzymhydrolyse nach Konzentrieren und Lösen in einem anderen organischen Lösungsmittel zugeführt werden.
Beispiele
[0077] Die vorliegende Erfindung wird jetzt ausführlicher unter Verwenden der folgenden Herstellungsbeispiele und Arbeitsbeispiele erläutert, unter der Voraussetzung, dass die Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.
[0078] Die optischen Reinheiten (enantiomere Überschussraten) und die Razemisierung der optisch aktiven Verbindungen wurden durch Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC)-Analyse bestimmt.
HPLC-Analysebedingungen:
Säule: CHIRALPAK AD-RH (Produkt von Daicel Chemical Industries, Ltd) (4,5 mm ϕ × 15 cm, 5 µm)
Mobile Phase:
Lösung A: 0,1%ige wässrige Phosphorsäurelösung
Lösung B: Acetonitril
Elutionsbedingungen: Lösung B 40% (15 min.)–30 min. –80% (0 min) Gradient
Säulentemperatur: 40 °C
Flussrate: 1,0 ml/min
Detektor: UV (254 nm) Retentionszeit: L-N-Boc-Biphenylalanin:<sep>10 Minuten D-N-Boc-Biphenylalanin:<sep>13 Minuten L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester:<sep>27 Minuten D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester:<sep>30 Minuten (Boc ist die Abkürzung für tert-Butoxycarbonyl)<sep>
[0079] Die Veresterung wurde unter den folgenden Bedingungen analysiert.
HPLC-Analysebedingungen:
Säule: SUMIPAX A212 ODS (Produkt von Sumika Chemical Analysis Service, Ltd) (ϕ: 6 mm × L: 15 cm)
Mobile Phase:
Lösung A: 25 mM wässrige Dikaliumhydrogenphosphatlösung (hergestellt mit einem pH von 6,8 mit Phosphorsäure)
Lösung B: Acetonitril
Elutionsbedingungen: Lösung B 40% (15 min.)–20 min. –80% (5 min) Gradient
Säulentemperatur: 40 °C
Flussrate: 1,0 ml/min
Detektor: UV (254 nm)
Retentionszeit: L-N-Boc-Biphenylalanin: 7 Minuten
L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester: 24 Minuten
[0080] [Chemische Formel 10]
[0081] Herstellungsbeispiel 1 (Herstellung von DL-Biphenylalanin (7)
Eine Mischung von 4-Biphenylaldehyd (1) (100,0 g, 0,549 Mol), Hydantoin (82,4 g, 0,823 Mol) und Ammoniumacetat (63,5 g, 0,824 Mol) wurde bis zum Rückfluss für 5 Stunden in Essigsäure (360 ml) erwärmt. Nach Zugabe von Wasser (360 ml) wurde die Mischung auf Raumtemperatur abgekühlt und die präzipitierten Kristalle wurden herausgefiltert und mit Isopropanol-Wasser (1:1, 400 ml), zum Erhalt der Hydantoinverbindung (5) (143,14 g, 98,7% Ausbeute) gewaschen.
Zu der Mischung der Hydantoinverbindung (5), (60,2 g), THF (540 ml) und Wasser (60 ml) wurden 5% Palladium-Kohlenstoff (50% Wassergehalt, 2,7 g) zugegeben und die erhaltene Mischung wurde bei 60 °C für 3 Stunden unter Wasserstoffatmosphäre bei 0,5 MPa gerührt. Nach Entfernen des Katalysators durch Filtrieren wurde das Filtrat konzentriert, um die reduzierte Form (6) (60,63 g, 100% Ausbeute) zu erhalten.
Zu der Mischung der reduzierten Form (6) (59,7 g, 0,224 Mol), Ethylenglycol (300 ml) und Wasser (10 ml) wurde Natriumhydroxid (36,65 g) gegeben, und die Mischung wurde bei 130–140 °C für 5 Stunden gerührt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde Wasser (130 ml) zugegeben, eine wässrige Salzsäurelösung, die konzentrierte Salzsäure (85 g) und Wasser (99 g) umfasst, wurde ferner zugegeben, und der pH der Mischung wurde auf 6,9 eingestellt. Die präzipitierten Kristalle wurden abgefiltert und mit Wasser (300 ml) und dann mit Methanol (300 ml) gewaschen. Die Kristalle wurden zum Erhalt von DL-Biphenylalanin (7) (53,25 g, 98,4% Ausbeute) getrocknet.
[0082] Herstellungsbeispiel 2 (Herstellung von DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a))
DL-Biphenylalanin (7) (20,0 g, 0,0829 Mol) wurde zu einer 10%igen wässrigen Natriumhydroxidlösung (116 g, 0,29 Mol) gegeben. Nachdem dann THF (50 ml) zugegeben wurde, wurde eine THF-Lösung (20 ml), die Di-tert-Butyldicarbonat (23,5 ml, 0,108 Mol) enthält, tropfenweise über eine Dauer von einer Stunde bei 30 °C zugegeben. Nach weiterer Zugabe von Tetrabutylammoniumbromid (0,20 g, 0,62 mMol) wurde Dimethylschwefelsäure (12,5 g, 0,099 Mol) tropfenweise bei 30 °C zugegeben. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur für 16 Stunden gerührt, und dann wurde Dimethylschwefelsäure (5,4 g, 0,0428 Mol) zugegeben und das Rühren wurde bei 35 °C für 4,5 Stunden fortgesetzt. Dimethylschwefelsäure (2,93 g, 0,0232 Mol) wurde ferner zugegeben, und das Rühren wurde bei 35 °C für 2,5 Stunden fortgesetzt.
Nachdem dann MTBE (40 ml) und Wasser (100 ml) zugegeben wurden, wurde die Mischung aufgetrennt und die wässrige Schicht wurde entfernt, um 104,1 g einer DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a) enthaltender MTBE-Lösung zu erhalten.
Als Ergebnis der Quantifizierung durch HPLC betrug der DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a)-Gehalt 29,4 g, was eine Ausbeute von 99,8% an DL-Biphenylalanin (7) ergab.
Ein 78,1-g-Anteil der MTBE-Lösung des DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters (1a), die auf diese Weise erhalten wurde, wurde konzentriert und getrocknet. Der Rückstand wurde aus Isopropanol (9 ml) und Heptan (80 ml) zum Erhalt von DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a) (19,1 g) als farblose Kristalle rekristallisiert.
(Rekristallinisierungs-Ausbeute: 86,6%)
<1>H-NMR (DCDl3); 1,42 (9H, s), 3,09 (1H, dd, J=5, 14 Hz), 3,16 (1H, dd, J=5, 14 Hz), 3,74 (3H, s), 4,55–4,70 (1H, m), 4,90–5,08 (1H, m), 7,20 (2H, d, J=8Hz), 7,33 (1H, t, J=8 Hz), 7,43 (2H, t, J=8Hz), 7,52 (2H, d, J=8Hz), 7,57 (2H, d, J=8Hz).
[0083] Herstellungsbeispiel 3 (Enzymhydrolyse von DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a))
Zu einer Lösung aus 25,0 g (70,3 mMol) DL-N-Biphenylalaninmethylester (1a) in 41,14 g MTBE wurden 11,25 g Wasser, 1,76 g (14,1 mMol) Taurin und 4,50 g ALCALASE 2.4 L FG (von Bacillus licheniformis) (Novozymes) gegeben, und die Mischung wurde bei 40°C gerührt. Die Mischung wurde bei 40 °C für 17 Stunden gerührt, während tropfenweise 47,28 g (40,67 mMol) einer 5%igen wässrigen Kaliumhydroxidlösung zugegeben wurden. Der pH der Reaktionsmischung wurde auf einen Bereich von 6,30–8,16 eingestellt.
Die Analyse der Reaktionsmischung ergab eine optische Reinheit von 99,4% ee (Enantiomeren-Überschuss) für den D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (3a) und eine optische Reinheit von 99,9% ee für das L-N-Boc-Biphenylalanin-Kaliumsalz (2 ́a).
Die Reaktionsmischung wurde für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um 35,72 g der organischen Schicht A und 83,46 g der wässrigen Schicht A zu erhalten. Nach Zugabe von 37,5 g Toluol zu der wässrigen Schicht wurde die Mischung bei 40 °C für 30 Minuten gerührt. Sie wurde dann für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um 42,80 g der organischen Schicht B und 76,80 g der wässrigen Schicht B zu erhalten. Die organische Schicht A und die organische Schicht B wurden vereinigt, 58 g Wasser und 1,49 g Natriumcarbonat wurden zugegeben, und die Mischung wurde bei 40 °C für 30 Minuten gerührt. Sie wurde dann für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um 76,07 g der organischen Schicht C zu erhalten. Die 76,06 g der organischen Schicht C wurden konzentriert, während auf 50 °C erwärmt wurde, und 63,2 g wurden abdestilliert.
Zu den 12,87 g des Konzentrationsrückstands wurden 75 ml Methanol und 18,75 g Wasser zugegeben, während auf 40 °C erwärmt wurde. Als Nächstes wurden 2 mg D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (3a)-Impfkristalle zugegeben, und die Mischung wurde bei 40 °C für 30 Minuten gerührt. Dann wurden tropfenweise 12,5 g Wasser über eine Dauer von 30 Minuten zugegeben, und die Mischung wurde auf 40 °C für eine Stunde erwärmt. Sie wurde dann auf 20 °C abgekühlt und gefiltert. Die Kristalle wurden mit einer gemischten Lösung, die 8,75 g Methanol und 3,75 g Wasser enthält, gewaschen.
Die Kristalle wurden unter reduziertem Druck getrocknet, um 10,94 g D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (3a) als weisse Kristalle zu erhalten. Die D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester-(3a)-Ausbeute betrug 43,8%, bezogen auf den DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a).
Beispiel 1
(i) Gewinnung von L-N-Boc-Biphenylalanin-Kaliumsalz (2 ́a)
[0084] Zu 328,54 g einer wässrigen Lösung, die 55,4 g (0,146 Mol) L-N-Boc-Biphenylalanin-Kaliumsalz (2 ́a) enthält, die auf dieselbe Weise wie im Herstellungsbeispiel 3 (wässrige Schicht B) erhalten wurde, wurden 50 g Toluol und 37,5 g Natriumchlorid gegeben, und die Mischung wurde bei 40 °C für 20 Minuten gerührt. Sie wurde dann für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um 156,23 g einer organischen Schicht zu erhalten.
(ii) Herstellung von L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a)
[0085] Zu der vorher genannten organischen Schicht wurden 12,27 g (0,146 Mol) Natriumhydrogencarbonat gegeben, und die Mischung wurde bei 40°C gerührt. Nach tropfenweiser Zugabe von 33,15 g (0,263 Mol) Dimethylschwefelsäure über einen Zeitraum von zwei Stunden wurde die Mischung bei 40°C für eine Stunde gerührt. Nach Analysieren der Reaktionsmischung durch HPLC wurde herausgefunden, dass die Ausgangsmaterialien unter der Detektionsgrenze liegen.
Als Nächstes wurden 2,95 g (0,029 Mol) Triethylamin zu der Reaktionsmischung gegeben, und die Mischung wurde bei 40°C für drei Stunden gerührt. Sie wurde dann für 5 Minuten stehen gelassen, worauf die wässrige Schicht abgetrennt und entfernt wurde, um 114,04 g einer organischen Schicht zu erhalten. Zu dieser wurden 86,72 g Toluol zum Konzentrieren gegeben, während sie auf 50 °C erwärmt wurde, und 57,92 g Toluol wurden abdestilliert. Ferner wurden 7,39 g Toluol zugegeben, um 150,23 g einer Toluollösung zu erhalten. Die Quantifizierung der erhaltenen Toluollösung ergab eine L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester-(2a)-Ausbeute von 96,2%, bezogen auf das L-N-Boc-Biphenylalanin-Kaliumsalz (2 ́a). Nach Messung mit einem Karl-Fischer-Feuchtigkeits-Messgerät wurde der Feuchtigkeitsgehalt der erhaltenen Toluollösung auf 204 ppm bestimmt.
L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a)
<1>H-NMR (CDCI3); 1,42 (9H, s), 3,09 (1H, dd, J=6, 12 Hz), 3,17 (1H, dd, J=6, 12 Hz), 3,73 (3H, s), 4,60–4,65 (1H, m), 5,01 (1H, d, J=8 Hz), 7,20 (2H, d, J=8Hz), 7,33 (1H, t, J=8 Hz), 7,43 (2H, t, J=8Hz), 7,52 (2H, d, J=8Hz), 7,57 (2H, d, J=8Hz).
(iii) Razemisierung von L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a)
[0086] Zu 150,23 g einer Toluollösung, die 50 g (0,141 Mol) L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a) enthält, wurden 50 g Methanol zugegeben, und die Mischung wurde bei 40°C gerührt. Nach weiterer tropfenweiser Zugabe von 27,20 g (0,141 Mol) einer 28%igen Natriummethylat-Methanollösung über eine Dauer von einer Stunde wurde die Mischung bei 40 °C für eine Stunde gerührt.
Die Analyse der Reaktionsmischung ergab eine optische Reinheit von 0,02% ee für den L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a) und einen HPLC-Flächenprozentsatz von 89,3% für den DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a).
Nach tropfenweiser Zugabe von 10,16 g (0,169 Mol) Essigsäure zu der Reaktionsmischung über eine Dauer von 15 Minuten wurde die Mischung bei 40 °C für 30 Minuten gerührt.
Als Nächstes wurden 50 g Wasser zugegeben, und das Rühren wurde bei 40 °C für 5 Minuten fortgesetzt. Die Mischung wurde für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um 151,90 g einer organischen Schicht zu erhalten. Nachdem 45 g Wasser und 2,37 g (0,028 Mol) Natriumhydrogencarbonat zu der organischen Schicht gegeben wurden, wurde die Mischung bei 40 °C für 50 Minuten gerührt. Sie wurde dann für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um 147,67 g einer organischen Schicht zu erhalten. Die Quantifizierung der erhaltenen Lösung durch HPLC ergab eine DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester-(1a)-Ausbeute von 89,7%, bezogen auf den L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a).
Die Lösung wurde konzentriert, während sie auf 54–56 °C erwärmt wurde, und 62,67 g wurden abdestilliert. Als Nächstes wurden 75 g MTBE zugegeben, die Mischung wurde konzentriert, während sie auf 52 °C erwärmt wurde, und 74,23 g wurden abdestilliert. Nach weiterer Zugabe von 75 g MTBE wurde die Mischung konzentriert, während sie auf 52 °C erwärmt wurde, und 84,71 g wurden abdestilliert. Zu dem Rückstand wurden 51,46 g MTBE zugegeben, um 127,52 g einer Lösung zu erhalten. Die Quantifizierung der erhaltenen Lösung durch HPLC ergab eine DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester-(1a)-Ausbeute von 89,5%, bezogen auf den L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a). Der Toluolgehalt der MBTE-Lösung betrug 18,5%.
[Beispiel 2
(i) Rückgewinnung von L-N-Boc-Biphenylalanin-Kaliumsalz (2 ́a)
[0087] Zu 227,19 g einer wässrigen Lösung, die 50,0 g (0,132 Mol) L-N-Boc-Biphenylalanin-Kaliumsalz (2 ́a) enthält, wurden 70,0 g MTBE und 25,0 g Kaliumchlorid gegeben, und die Mischung wurde bei 40°C für 30 Minuten gerührt. Die Mischung wurde für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um 204,97 g einer organischen Schicht zu erhalten. Nach weiterer Zugabe von 73,9 g (0,132 Mol) einer 10%igen wässrigen Kaliumhydroxidlösung und 10 g Kaliumchlorid zu der organischen Schicht wurde die Mischung für 15 Minuten bei 40 °C stehen gelassen. Sie wurde dann für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um 190,18 g einer organischen Schicht zu erhalten.
(ii) Herstellung von L-N-Boc-Biphenylalaninester (2a)
[0088] Zu 95,1 g der erhaltenen organischen Schicht (entspricht 22,5 g L-N-Boc-Bi-phenylalanin-Kaliumsalz) wurden dann 5,55 g (0,066 Mol) Natriumhydrogencarbonat gegeben, und die Mischung wurde bei 35 °C gerührt. Als Nächstes wurden 15,0 g (0,119 Mol) Dimethylschwefelsäure tropfenweise über eine Dauer von 30 Minuten zugegeben und die Mischung wurde bei 35 °C für 5 Stunden gerührt. Nach Analyse der Reaktionsmischung durch HPLC wurde das nicht umgesetzte L-N-Boc-Biphenylalanin-Kaliumsalz (2 ́a) auf 0,19% bestimmt.
Als Nächstes wurden 1,33 g (0,013 Mol) Triethylamin und 35 g Wasser zu der Reaktionsmischung gegeben, und die Mischung wurde bei 35 °C für drei Stunden gerührt. Sie wurde dann für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um eine wässrige Schicht (78,16 g) zu erhalten. Zu der organischen Schicht wurden 41,9 g (0,010 Mol) einer 2,5 Gew.-%igen wässrigen Natriumcarbonatlösung gegeben, und die Mischung wurde für 1 Stunde und 20 Minuten gerührt. Sie wurde dann für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um 60,74 g einer organischen Schicht zu erhalten. Die Quantifizierung der organischen Schicht ergab eine L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester-(2a)-Ausbeute von 92,3%, bezogen auf das L-N-Boc-Biphenylalanin-Kaliumsalz (2 ́a).
(iii) Kristallinisierung des L-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters (2a)
[0089] Ein 408,12-g-Anteil der MTBE-Lösung, die den L-N-Boc-Diphenylalaninmethylester (2a) enthält, der durch das oben beschriebene Verfahren erhalten wurde, wurde unter reduziertem Druck zum Erhalt von 130,3 g eines öligen Konzentrats reduziert. Zu diesem wurden 617,4 g Methanol gegeben, und die Mischung wurde bei 40 °C gerührt, um 747,65 g einer Methanollösung (entspricht 130,3 g L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a)) zu erhalten.
Ein 373,82-g-Anteil der erhaltenen Methanollösung (entspricht 65,1 g L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a)) wurde auf 50 °C erwärmt, während 130,3 g Wasser zugegeben wurden. Als Nächstes wurde 1 mg L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester-Impfkristalle zugegeben, und die Mischung wurde für eine Stunde gerührt. Dann wurden 32,6 g Wasser tropfenweise über eine Dauer von 30 Minuten zugegeben, und die Mischung wurde auf 50 °C für eine Stunde erwärmt. Sie wurde dann auf 5 °C abgekühlt und die präzipitierten Kristalle wurden gefiltert. Die Kristalle wurden mit einer gemischten Lösung gewaschen, die 45,6 g Methanol und 19,5 g Wasser enthält.
Die Kristalle wurden unter reduziertem Druck zum Erhalt von 60,77 g weissen L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester-(2a)-Kristallen getrocknet. Die L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester-(2a)-Ausbeute betrug 93,3%, bezogen auf das L-N-Boc-Biphenylalanin-Kaliumsalz (2 ́a).
Beispiel 3
(Razemisierung des L-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters (2a))
[0090] 20 g (56,3 mMol) L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a) wurden in 40 g MTBE gelöst, und die Mischung wurde auf 30 °C erwärmt. Hierzu wurde eine gemischte Lösung, die 4,0 g Methanol und 0,22 g (1,1 mMol) einer 28%igen Natriummethylat-Methanollösung enthält, gegeben, und die resultierende Mischung wurde bei 30 °C für zwei Stunden gerührt.
Die Analyse der Reaktionsmischung ergab eine optische Reinheit von 0,44% ee für den L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a) und einen HPLC-Flächenprozentsatz von 98,9% für den DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a).
Nach Zugabe von 0,07 g (1,2 mMol) Essigsäure zu der Reaktionsmischung wurde die Mischung bei 30 °C für 5 Minuten gerührt. Als Nächstes wurden 20 g Wasser zugegeben, und das Rühren wurde bei 30 °C für 5 Minuten fortgesetzt. Die Mischung wurde dann für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um 61,56 g einer organischen Schicht (obere Schicht) zu erhalten. Hierzu wurden 18 g Wasser und 0,94 g (11,3 mMol) Natriumhydrogencarbonat gegeben, und die Mischung wurde bei 30 °C für 30 Minuten gerührt. Die Mischung wurde dann für 5 Minuten für die flüssige Abtrennung stehen gelassen, um 58,80 g einer organischen Schicht zu erhalten. Die Quantifizierung der erhaltenen organischen Schicht durch HPLC ergab eine DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester-(2a)-Ausbeute von 100%, bezogen auf den L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a). Der Wert durch HPLC-Quantifizierung betrug 101,6%.
Beispiel 4
(Razemisierung des L-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters (2a))
[0091] 2,0 g (5,63 mMol, 81,25% ee) L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a) wurden in 2,0 g MTBE und 12,0 g Methanol gelöst und die Mischung wurde auf 60 °C erwärmt.
Hierzu wurden 0,15 g (1,13 mMol) Kaliumcarbonat gegeben, und das Rühren wurde bei 60 °C für 8 Stunden fortgesetzt.
Die Analyse der Reaktionsmischung ergab eine optische Reinheit von 2,25% ee für den L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a) und einen HPLC-Flächenprozentsatz von 81,3% für den DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a).
Beispiel 5
(Razemisierung des L-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters (2a))
[0092] 2,0 g (5,63 mMol, 81,25% ee) L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a) wurden in 2,0 g MTBE und 12,0 g Methanol gelöst, und die Mischung wurde auf 60 °C erwärmt.
Hierzu wurden 0,12 g (1,13 mMol) Natriumcarbonat gegeben, und das Rühren wurde bei 60 °C für 25 Stunden fortgesetzt.
Die Analyse der Reaktionsmischung ergab eine optische Reinheit von 6,02% ee für den L-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (2a) und einen HPLC-Flächenprozentsatz von 90,0% für den DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester (1a).
Industrielle Anwendbarkeit
[0093] Gemäss dem Verfahren der Erfindung ist es möglich, L-Biphenylalanin-Verbindungssalze in Form von Salzen aus Reaktionsmischungen zurückzugewinnen, die nach Enzymhydrolyse von Biphenylalaninester-Verbindungen unter Verwenden eines einfachen Verfahrens erhalten wurden. Zusätzlich können, da die Umwandlung in Biphenylalaninester-Verbindungen durch Verestern und Razemisieren der rückgewonnenen L-Biphenylalanin-Verbindungssalze möglich ist, die Ausgangsmaterialien der Enzymhydrolyse rückgewonnen werden. Daher können L-Biphenylalanin-Verbindungen, die nicht Ziel der Enzymhydrolyse sind, wirksam verwendet werden, und das Verfahren der Erfindung ist daher wirtschaftlich vorteilhaft.
Claims (17)
1. Rückgewinnungsverfahren für ein durch Formel (2 ́) wiedergegebenes L-Biphenylalanin-Verbindungssalz, welches Folgendes umfasst: Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zur Gattung Bacillus gehört, für die Hydrolyse einer durch folgende Formel (1) wiedergegebenen Biphenylalaninester-Verbindung:
[Chemische Formel 1]
wobei R1 ein Alkyl, Halogenalkyl, Alkenyl, Cykloalkyl, eine optional substituierte Aryl- oder optional substituierte Aralkylgruppe wiedergibt, und R2 eine Schutzgruppe für die Aminogruppe wiedergibt
in einem gemischten Lösungsmittel, das ein organisches Lösungsmittel und Wasser umfasst, in einem pH-Bereich von 6 bis 13, und Abtrennen der wässrigen Schicht, die das erzeugte durch folgende Formel (2 ́) wiedergegebene L-Biphenylalanin-Verbindungssalz enthält:
[Chemische Formel 2]
worin M ein Alkalimetallatom oder 1⁄2 Erdalkalimetallatom wiedergibt und R2 dieselbe Definition wie oben besitzt,
aus der organischen Schicht, die die nicht umgesetzte durch folgende Formel (3) wiedergegebene D-Biphenylalaninester-Verbindung enthält:
[Chemische Formel 3]
wobei die Symbole dieselben Definitionen wie oben besitzen; und Zugabe eines anorganischen Salzes und eines organischen Lösungsmittels zu der wässrigen Schicht zum Extrahieren des durch Formel (2 ́) wiedergegebenen L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes in der wässrigen Schicht.
2. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das organische Lösungsmittel für die Hydrolyse wenigstens eines ist, ausgewählt aus Methyl-tert-Butylether und Toluol.
3. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das organische Lösungsmittel für die Extraktion wenigstens eines ist, ausgewählt aus Methyl-tert-Butylether und Toluol.
4. Rückgewinnungsverfahren für eine durch Formel (1) wiedergegebene Biphenylalaninester-Verbindung, welches Folgendes umfasst:
Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zur Gattung Bacillus gehört, für die Hydrolyse einer durch die folgende Formel (1) wiedergegebenen Biphenylalaninester-Verbindung:
[Chemische Formel 4]
wobei R1 ein Alkyl, Halogenalkyl, Alkenyl, Cykloalkyl, eine optional substituierte Aryl- oder optional substituierte Aralkylgruppe wiedergibt, und R2eine Schutzgruppe für die Aminogruppe wiedergibt,
in einem gemischten Lösungsmittel, das ein organisches Lösungsmittel und Wasser umfasst, in einem pH-Bereich von 6 bis 13, und Abtrennen der wässrigen Schicht, die das erzeugte durch folgende Formel (2 ́) wiedergegebene L-Biphenylalanin-Verbindungssalz enthält:
[Chemische Formel 5]
worin M ein Alkalimetallatom oder 1⁄2 Erdalkalimetallatom wiedergibt und R2 dieselbe Definition wie oben besitzt,
aus der organischen Schicht, die die nicht umgesetzte durch folgende Formel (3) wiedergegebene D-Biphenylalaninester-Verbindung enthält:
[Chemische Formel 6]
wobei die Symbole dieselben Definitionen wie oben besitzen;
Zugabe eines anorganischen Salzes und eines organischen Lösungsmittels zu der wässrigen Schicht, zum Extrahieren des durch Formel (2 ́) wiedergegebenen L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes in der wässrigen Schicht;
Verestern des extrahierten durch Formel (2 ́) wiedergegebenen L-Biphenylalanin-Verbindungssalzes, zum Erhalt einer durch die folgende Formel (2) wiedergegebenen L-Biphenylalaninester-Verbindung:
[Chemische Formel 7]
wobei die Symbole dieselben Definitionen wie oben besitzen; und
Razemisieren der durch Formel (2) wiedergegebenen L-Biphenylalaninester-Verbindung mit einer Base zum Erhalt der durch Formel (1) wiedergegebenen Biphenylalaninester-Verbindung.
5. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 4, wobei das organische Lösungsmittel für die Hydrolyse wenigstens eines ist, ausgewählt aus Methyl-tert-Butylether und Toluol.
6. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 4, wobei das organische Lösungsmittel für die Extraktion wenigstens eines ist, ausgewählt aus Methyl-tert-Butylether und Toluol.
7. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 4, wobei das Verestern durch Umsetzen mit dem entsprechenden Schwefelsäureester oder -halid in der Gegenwart einer Base durchgeführt wird.
8. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 4, wobei R1Methyl ist.
9. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 8, wobei das Verestern durch Umsetzen mit Dimethylschwefelsäure in Gegenwart einer Base durchgeführt wird.
10. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 4, wobei die für die Razemisierung verwendete Base ausgewählt ist aus Alkalimetall-Carbonaten und Alkalimetall-Alkoholaten.
11. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 4, wobei die für die Razemisierung verwendete Base ein Alkalimetall-Alkoholat ist.
12. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 4, wobei die für die Razemisierung verwendete Base Natriummethylat ist.
13. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 4, wobei R1eine Alkylgruppe ist und R2 eine durch die Formel -CO2R3 wiedergegebene Gruppe ist, wobei R3 ein Alkyl, eine optional substituierte Aryl-, optional substituierte Aralkyl- oder eine 9-Fluorenmethylgruppe ist.
14. Rückgewinnungsverfahren nach Anspruch 13, wobei die Razemisierung nach Isolieren der durch Formel (2) wiedergegebenen L-Biphenylalaninester-Verbindung als Feststoff durchgeführt wird.
15. Rückgewinnungsverfahren für einen durch Formel (1a) wiedergegebenen DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylester, das Folgendes umfasst:
Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zur Gattung Bacillus gehört, für die Hydrolyse eines durch die folgende Formel (1a) wiedergegebenen DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters:
[Chemische Formel 8]
in einem gemischten Lösungsmittel, das Methyl-tert-Butylether und Wasser umfasst, in einem pH-Bereich von 6 bis 13 mit einer wässrigen Lösung aus Taurin und Kaliumhydroxid, und Abtrennen der wässrigen Schicht, die das erzeugte durch die folgende Formel (2 ́a) wiedergegebene L-N-Boc-Biphenylalaninkaliumsalz enthält:
[Chemische Formel 9]
und der organischen Schicht, die den nicht umgesetzten durch die folgende Formel (3a) wiedergegebenen D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester enthält:
[Chemische Formel 10]
Zugabe eines anorganischen Salzes und Methyl-tert-Butylether zu der wässrigen Schicht zum Extrahieren des durch die Formel (2 ́a) wiedergegebenen L-N-Boc-Biphenylalaninkaliumsalzes in der wässrigen Schicht;
Verestern des extrahierten durch die Formel (2 ́a) wiedergegebenen L-N-Boc-Biphenylalaninkaliumsalzes mit Dimethylschwefelsäure in der Gegenwart einer Base, zum Erhalt des durch die folgende Formel (2a) wiedergegebenen L-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters:
[Chemische Formel 11]
Razemisieren des durch die Formel (2 ́a) wiedergegebenen L-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters mit Natriummethylat nach dessen Isolierung als Feststoff, zum Erhalt des durch die Formel (1a) wiedergegebenen DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters.
16. Verfahren zum Herstellen einer durch die Formel (3) wiedergegebenen D-Biphenylalaninester-Verbindung, welches Folgendes umfasst:
Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zu der Gattung Bacillus gehört, für die Hydrolyse einer durch die folgende Formel (1) wiedergegebenen Biphenylalaninester-Verbindung:
[Chemische Formel 12]
wobei die Symbole dieselben Definitionen wie oben besitzen;
die durch ein Rückgewinnungsverfahren gemäss Anspruch 4 in einem gemischten Lösungsmittel, welches ein organisches Lösungsmittel und Wasser umfasst, in einem pH-Bereich von 6 bis 13, und Abtrennen der organischen Schicht, die die nicht umgesetzte durch die folgende Formel (3) wiedergegebene D-Biphenylalaninester-Verbindung enthält:
[Chemische Formel 13]
wobei die Symbole dieselben Definitionen wie oben besitzen;
und Reinigen der D-Biphenylalaninester-Verbindung.
17. Verfahren zum Herstellen von D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester, welches Folgendes umfasst:
Verwenden einer Protease aus einem Mikroorganismus, der zur Gattung Bacillus gehört, für die Hydrolyse eines durch die folgende Formel (1a) wiedergegebenen DL-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters:
[Chemische Formel 14]
der durch ein Rückgewinnungsverfahren gemäss Anspruch 15 in einem gemischten Lösungsmittel erhalten wurde, das ein organisches Lösungsmittel und Wasser umfasst, in einem pH-Bereich von 6 bis 13, und Abtrennen der organischen Schicht, die den nicht umgesetzten durch folgende Formel (3a) wiedergegebenen D-N-Boc-Biphenylalaninmethylester enthält:
[Chemische Formel 15]
Reinigen des D-N-Boc-Biphenylalaninmethylesters.
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