CS231201B1

CS231201B1 - Způsob přípravy methylesteru N-benzyloxykarbonyl-L-aspartyl-L-fenylalaninu

Info

Publication number: CS231201B1
Application number: CS270878A
Authority: CS
Inventors: Jiri Koerbl; Fedir Jancik; Ludmila Jakesova; Milan Ferenc; Jiri Michalsky; Milan Hruby; Oldrich Nemecek
Original assignee: Jiri Koerbl; Fedir Jancik; Ludmila Jakesova; Milan Ferenc; Jiri Michalsky; Milan Hruby; Oldrich Nemecek
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1984-10-15

Abstract

Způsob přípravy metylesteru N-benzyloxykerbonyl-L-aspartyl-L-fenylalaninu reakcí anhydridu kyseliny N-benzyloxykarbonyl-L- -asparagové s metylesterem L-fenylalaninu, spočívající v tom, že se na anhydrid N-benzyloxykarbonyl-L-asparagové kyseliny působí roztokem metylesteru L-fenylalaninu v organickém rozpouštědle neutišitelném s vodou, s výhodou v etylacetátu, získaným extrakcí alkalizovaného vodného roztoku odparku surového hydrochloridu metylesteru L-fenylalaninu, připraveného esterifikací L-fenylalaninu metanolem, přičemž množství roztoku potřebného pro reakci se předem analyticky stanoví, například titrací kyselinou chloristou v prostředí kyseliny octové.

Description

Autor vynálezu OLOMOUC, NĚMECEK OLDŘICH dr. ing. DrSc., PRAHA (54) Způsob přípravy methylesteru N-benzyloxykarbonyl-L-aspartyl-L-fenylalaninu

Způsob přípravy metylesteru N-benzyloxykerbonyl-L-aspartyl-L-fenylalaninu reakcí anhydridu kyseliny N-benzyloxykarbonyl-L-asparagové s metylesterem L-fenylalaninu, spočívající v tom, že se na anhydrid N-benzyloxykarbonyl-L-asparagové kyseliny působí roztokem metylesteru L-fenylalaninu v organickém rozpouštědle neutišitelném s vodou, s výhodou v etylacetátu, získaným extrakcí alkalizovaného vodného roztoku odparku surového hydrochloridu metylesteru L-fenylalaninu, připraveného esterifikací L-fenylalaninu metanolem, přičemž množství roztoku potřebného pro reakci se předem analyticky stanoví, například titrací kyselinou chloristou v prostředí kyseliny octové.

>«

23120 1 »

Vynález se týká způsobu přípravy metylesteru N-benzyloxykarbonyl-L-aspartyl-L-fenylelaninu, v podstatě směsi alfa- a beta-derivátů vzorců I a II

COOH

Íh₂

CH₂-O-CO-NH-Íh

Óo-NH-CH-COOCH, I 3

CHg (I)

^0-NH-Cp-COOCH.j ch₂ CH, o-co-nh-Íh ÍOOH s významnou převahou alfa-derivétu. Tato směs je důležitým meziproduktem výroby metylesteru alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu vzorce III

NH₂

resp. jeho hydrochloridu, který se používá jako umělé sladidlo.

Směs elfa- a beta-derivátu (vzorců I β II) se, jak známo, připravuje výhodně reakcí anhydridu kyseliny N-benzyloxykarbonyl-L-asparagové (vzorce IV) s metylesterem L-fenylalaninu. Z reakěního schématu (1) je evidentní současná tvorba alfa- a beta-derivétu: ¹

Příprava potřebného výchozího anhydridu kyseliny N-benzyloxykarbonyl-L-asparagové vzorce IV z N-benzyloxykarbonyl-L-asparagové kyseliny vzorce VI a acetanhydridu probíhá bez problémů podle reakčního schématu (2):

COOH

CH.

<^O^-CH₂-0-C0-HH-i

CH

COI íOOH

CH₃C<

CH₃C* (IV) (2).

(VI) .3

Reakční roztok je mošno přímo bez izolace anhydridu vzorce IV použít k reakci s metylesterem L-fenylalaninu vzorce V.

Podle známého postupu se pří. přípravě výchozího roztoku metylesteru- Lofenylalaninu vychází z L-fenylslanlnu, který se esterifikuje tak, že se nejprve vytvoří za hlubokého chlazení > přebytku metanolu jeho edukt s thionylehlorldem, ke kterému se zvolna, rovnéž za stálého chlazení, přidává L~fenylelanin. Reakční srnče ae zpracuje odpařením a rekryetalizací odparku na hydrochlorid metylesteru L-fenylelaninu, který pro další zpracování musí odpovídat analytickým kritériím,· jinak ae znovu krystaluje.

Z potřebného množství vyhovujícího hydrochloridů metylesteru L-fenylalaninu se uvolní metylester L-fenylalaninu, který ce ve formě etylacetétového roztoku použije pro reakci s anhydridem kyseliny N-besizyloxykarbonyl-I— asparagové podle schématu Ct). Dávkování ae tedy řídí vážením hydrochloridů metylesteru L-fenylalaninu vyhovující kvality.

Dále se předpokládá, že během přípravy báze nedojde prakticky ke ztrátám, al již nedokonalým převedením do etylacetétového extraktu nebo vedlejšími reakcemi, tj. zejména zmýdelnéním metylesteru nebo tvorbou dloxopiperazinu vzorce ΓζΙ

mstu (1 ).

Podstatného zlepšení přípravy metylesteru H-benzyloxykarbonyl-L-espartyl-L-fenylslaninu reakcí anhydridu kyseliny K-benzyloxykarbonyl-L-asparagové a metylesterem L-fenylalaninu bez nutnosti izolace a čištění hydrochloridů metylesteru L-fenyleleninu, bylo dosaženo způsobem podle tohoto vynélezu, jehož podstata spočívá v tom, Se se na anhydrid kyseliny K-benzyloxykarbonyl-L-asparagová působí roztokem' metylesteru L-fenylalaninu v organickém rozpouštědle nemísitelaém a vodou, s výhodou v etylacetátu, získaným extrakcí alkalizoveného vodného roztoku odparku surového hydrochloridů metylesteru L-fenylalaninu, připraveného esterifikací L-fenylalaninu metanolem, přičemž množství roztoku potřebného pro reakci ae předem analyticky stanoví, například titraci kyselinou ehloristou v prostředí kyseliny octové.

Jako zdroje metylesteru L-fenylalaninu se účelně používá odparku surového hydrochloridu metylesteru L-fenylalaninu, rezultujíeího po esterifikací L-fenylalaninu metanolem v prostředí metanolického roztoku chloiOvodíku pří teploté varu reakční směsi a po částečném nebo úplném odpaření těkavých podílů, přičemž se tato operace popřípadě ještě jednou opakuje, aby ss dosáhlo úplnější konverze L-fenylelanlnu v metylester.

Pří provedení spůsobu podle vynálezu se zpravidla postupuje tak, že se ze surového odparku nebo ze zahuštěného koncentrátu hydrochloridů metylesteru L-fenylalaninu uvolní slabou bézi, s výhodou hydrogenuhličitanem sodným, metylester L-fenylalaninu, který se vytřepe do etylacetátu a tento roztok se použije k reakci s anhydridem kyseliny N-benzyloxykarbonyl-L-aoparagové podle schématu (l). Využívá se přitom poznatku, že jak L-fenylalanin, tak i dioxopiperazln zůstávají ve vodné fézi.

Důležitou součástí způsobu podle vynélezu je analytické stanovení obsahu metylesteru L-fenylalaninu v etylacetátovéa roztoku, sloužící k určení správného množství potřebného k reakci, podle schématu (i ). Toto stanoveni lze s výhodou uskutečnit titraci vzorku roztoku zředěného kyselinou octovou odměmým roztokem kyseliny chloristé v kyselině octové, s po užitím vhodného indikátoru, například krystalové violeti, popřípadě potenciometrického indikačního systému, například dvojice wolframové a uhlíkové elektrody.

Stejným analytickým postupem je možno u starších roztoků kontrolovat, zda nedošlo k poklesu obsahu následkem tvorby dioxopiperazinu, nebot dioxopiperazin se za těchto podmínek netitruje. Analytická kontrola dovoluje realizovat optimální poměr reakčních složek při reakci podle schématu (1), čímž se dosahuje standardních vysokých výtěžků.

Dalšího podstatného zlepSení přípravy metylesteru N-benzyloxykarbonyl-L-aspertyl-L-fenylelaninu bylo dosaženo změnou způsobu esterifikace L-fenyleleninu. Nevýhodou dosavadního postupu, popsaného nahoře, projevujíví se zejména v provozním měřítku, je nutnost hlubokého chlazení, které je technicky velmi náročné. Jinou nevýhodou jsou exhalace kysličníku siřičitého z použitého thionylchlorldu, jejichž likvidace vyžaduje delší náročná opatřeni. Bylo zjištěno, že tento složitý a obtížný způsob je možno obejít za současného zvýšení výtěžku.

Podkladem pro toto významné zlepšení syntézy metylesteru ří-benzyloxykerbonyl-L-aspartyl-L-fenylalaninu byla pečlivé studie kinetlky kysele katalyzované eaterlfikoce L-fenylelaninu metanolem za velkého přebytku metanolu a variabilního množství chlorovodíku, při teplotě varu směsi. Kinetika byla sledována alkalimetrickou potenciometrickou titrací a argentcmetrickou titrací. Současné vyhodnocování obou titrací ukazuje nárůst vznikajícího metylesteru. Kinetická studie vedla k závěru, že existují technologicky přijatelné podmínky, za kterých vzniká vice než 90 % a v optimu více než 95 % teorie žádaného metylesteru, vedla však také k delšímu poznatku, Že způsob izolace může silně nepříznivě ovlivnit výtěžek, takže poklesne na 70 % teorie i níže, byt i reakce proběhla optimálně.

Z těchto poznatků vyplynul způsob přípravy roztoku metylesteru L-fenylalaninu, jenž se vyhýbá izolaci hydrochloridu a jeho čištění, takže roztok metylesteru je přímo použitelný pro dalěí syntézu. To ovšem neznamená, že by příprava substance hydrochloridu metylesteru L-fenylalaninu nebyle možná. Naopak je proti metodě pracující a thionylchloridem výhodnější.

Bližší podrobnosti způsobu podle vynálezu vyplývají z příkladů provedení, které tento způsob pouze ilustrují, ale nijak neomezují.

Příklady provedení

Příklad 1

Příprava anhydridu kyseliny N-benzyloxykarbonyl-L-aaparegové

Do roztoku 76 g kyseliny N-benzyloxykarbonyl-L-asparagové ve 160 ml bezvodého etylace tátu, ochlazeného na 5 až 10 °C, se ze míchání připustí asi za 30 minut 31,2 ml anhydridu kyseliny octové. Při uvedené teplotě se reakční směs míchá dalších 30 minut a pak ae nechá v klidu při teplotě místnosti po dobu 30 hodin,

Příklad 2

Příprava metylesteru L-fenylalaninu

Alternativní postup 1: Do 112 ml metanolu vychlazeného na -15 až -20 °C se opatrně přikape 25 ml čerstvě předestilovaného thionylchlorldu. Rychlost přikapéváni se řídi tak, aby teplota reakční směsi nepřestoupila -5 °C. Po přidání celého množství thionylchlorldu se za stálého míchání a udržování teploty pod -5 °C vnáěi do reakční směsi v průběhu asi 30 minut 52 g L-fenylalaninu. Potom se chlazení odstaví a po dosažení teploty 0 °C se reakční směs zvolna ohřeje na 40 °C a při této teplotě se udržuje 2 hodiny. Po 1 hodině zahřívání se vytvoří čirý roztok hydrochloridu metylesteru L-fenylalaninu. Po ukončeném zahřívání se ze sníženého tlaku oddestiluje při teplotě lázně 50 až 60 °C nadbytečný metanol (asi 50 ml) s částí nadbytečného chlorovodíku a kysličníku siřičitého.

Pevný odparek hydrochloridu metylesteru L-fanylalaninu ae ochladí -studenou vodou,

Claims

Pevný odparek hydrochloridu metylesteru L-fanylalaninu ae ochladí -studenou vodou, za míchání se rozpustí ve 450 ml vody, vodný roztok se převrství 750 ial etylacetátu a do mměai se sa intenzivního míchání přidává po částech během asi 30 minut 40 g hydrogenUhličiíenu sodného. Saěs se raíchá dalších 30 minut a pak ea fáze oddělí. Vodná fáze ae extrahuje znovu dalšími 2g0 ml etylacetátu za míchání po dobu 30 minut. Po oddělení se etylaceté-tové fáze spojíj vysuší 20 g síranu hořečnatého (nejméně 2 hodiny) a zřlltrují. Filtrát obsahuje metylester L-fenylalaninu.

Alternativní postup 2: 52 g L-fenylalaninu se^přelije 100 ml metanolu β 100 ml 25% roztoku chlorovodíku v metanolu. Po krátkém zamíchání přejde L-fenylalanin do roztoku. Reakční směs se uvede do mírného věru a za míchání se věří 3 hodiny. Nadbytečný metanol se pak co nejrychleji oddestiluje za sníženého tlaku. Dále se postupuje jako při alternativ ním postupu 1. Pro dosažení úplnější konverze je možno odparek znovu rozpustit ve 100 ml metanolu a 100 ml 25% roztoku chlorovodíku v metanolu a ještě jednou zahřívat 3 hodiny k varu, oddeetilovet metanol a pak teprve odparek dálo zpracovat.

Příklad 3

Stanovení obsahu aetyleotera L-fenylalaninu v etylacetétovéa roztoku

Fipetuje se 1 ml etylacetátového rozteku wetyleeteru L-fenylalaninu, získaného alternativním postupem í nebo 2 z přikladu 2, přidá se 30 ml bezvodé kyseliny octové a roztok se titruje 0,05 H kyselinou chloristou poteaciograficky na wolframovou a uhlíkovou elektrodu. 1 ml 0,05 K kyseliny chloristé odpovídá 8,96? ag metylesteru L-fenylalaninu. Z výsledku ee vypočítá množství roztoku potřebné, k reakci podle příkladu 4.

Příklad 4

Příprava metylesteru H-benzyloxykarbonyl-L-aapertyl~L-řenylalaninu (alfa- a beta-derivátů)

Vypočtené množství etylacetátového roztoku metylesteru L-fenylalaninu (viz příklad 3), odpovídající 51 až 53 g látky, ae za míchání v průběhu 3 až 4 hodin přikape do roztoku anhydridu M-benzyloxykarbonyl-L-aaparagové kyseliny, připraveného podle přikladu 1. Po úkon čení přikapávání se směs míchá 30 minut a pak se ponechá v klidu pří teplotě místnosti po dobu nejméně 12 hodin. Poté se z reakční směsi oddestiluje za sníženého tlaku při teplotě 55 až 60 °C etylacetát spolu β částí octové kyseliny (asi 750 ml). Jto teplého olejovitého odparku se sa intenzivního míchání přilije 1 800 ml vody. Směs se míchá 2 hodiny, vyloučený krystalický produkt se'odsaje, promyje 400 ml vody a vysuší pří teplotě nejvýše 60 °C do konstantní hmotnosti. Výtěžek 106 g, tj. 87 % teorie, vztaženo na výchozí N-benzyl oxykarbonyl-L-asparegovou kyselinu.

Příklad 5 ^Příprava hydrochloridu metylesteru L-fenylelsninu

Směs 2 g fenylalaninu, 13,7 ml 3,3 N chlorovodíku v metanolu a 30,3 al metanolu se vaří pod zpětným chladičem 3 hodiny. Roztok se odpaří na rotační odparce do sucha a odparek ee vysuší nad tuhým hydroxidem sodným. Získaný hydrochlorid metylesteru L-fenylalaninu (výtěžek 100 % teorie) mé teplotu tání 150 až 161 °C a obsah 95,1 % hmot., stanoveno titračně.

P Ě Ε ϊ H Ě T VYNÁLEZU

1. Způsob přípravy me tylesteru N-benzyloxykarboriyl-L-sspartyl-L-fenylaleninu reakci anhydridu kyseliny M-benzyloxykarbonyl-L -asparagové s metyleeterem L-fenylalaninu, vyznačující se tis, že se na anhydrid N-benzyloxykarbonyl-L-asparagové kyseliny působí roztokem ffietylesteru L-fenyloleninu v organickém rozpouštědle neutišitelném s vodou, s výhodou v etylacetátu, získaným extrakcí slkalizovaného vodného roztoku odparku surového hydrochloridu aetylesteru L-fenylalaninu, připraveného esterifikací L-fenylalaninu metanolem, přičemž množství roztoku potřebného pro reakci ee předem analyticky titanoví, například titrací kyselinou chloristou v prostředí kyseliny octové.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se používá odparku surového hydrochloridu ae.tylesteru L-fenylalaninu, rezultujícího po esterifikací L-fenylalaninu metanolem