CZ24099A3

CZ24099A3 - Způsob katalytické výroby derivátů N-acylglycinu

Info

Publication number: CZ24099A3
Application number: CZ99240A
Authority: CZ
Inventors: Holger Geissler; Sandra Bogdanovic
Original assignee: Aventis Research & Technologies Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-04-14
Also published as: CA2261853A1; CN1228078A; DE59705573D1; EP0918745A1; WO1998004518A1; NO990295L; US20010007911A1; JP2001505871A; AR007982A1; DE19629717C1; ZA976596B; NO990295D0; US20030078436A1; AU3768097A; EP0918745B1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká nového, zlepšeného způsobu výroby katalytické výroby derivátů N-acylglycinu reakcí aldehydu s amidem karboxylové kyseliny a oxidem uhelnatým za přítomnosti sloučeniny palladia, ionického halogenidu a kyseliny jako katalysátoru.

Dosavadní stav techniky

Takovýto způsob, označovaný jako amidokarbonylace, který lze znázornit následujícícm reakčním schématem,

R'

R

I .N.

co

Katalysator

R'

R

I

N

OH

R (I)

OD (lil) byl popsán nejprve Vakamatsem a kol. v Chemical Communications 1971, str. 1540 a v DE-A-2 115 985 . Reakce se prováděla za přítomnosti plynného vodíku při molárnim poměru CO : H2 =3:1. Jako katalysátor byl použit karbony1 kobaltu Co2(CO)g v koncentraci 30 mmol kovového kobaltu na jeden litr reakční směsi.

Stejný způsob, rovněž za přítomnosti plynného vodíku a za dodatečného použití sloučeniny, obsahující sulfoxidové • 9

• · 9 · 9 9 * · 9 • 9

9 · 9 skupiny, jako promotoru, popisuje EP-A-0 170 830 . Kobaltový katalysátor se zde používá v koncentraci 100 mmol kovového kobaltu na jeden litr reakční směsi.

Poměrně vysoká množství katalysátoru, která se při těchto způsobech používají, způsobují však značné těžkosti při jejich oddělování ze zreagované reakční směsi.

EP-B-0 338 330 popisuje způsob výroby derivátů

N-acylglycinu III , ve kterém R značí vodíkový atom, za použití směsi z palladiové sloučeniny a ionického halogenidu jako katalysátoru. V popisovaném způsobu se používá palladiová sloučenina, počítáno jako kovové palladium, v koncentraci 2 až 10 mmol na jeden litr reakční směsi a ionický halogenid v množství 0,05 až 0,5 mol na jeden litr reakční směsi. Reakce se provádí za tlaku 12,0 MPa a při teplotě 120 °C . Při tom docílený maximální výtěžek činí 89,9 % .

V DE-A-2 115 985 je rovněž navržen palladium obsahující katalysátor pro amldokarbonylaci. Podle toho se nechá reagovat acetaldehyd a acetamid za přítomnosti chloridu palladia a koncentrovaného chlorovodíku pod atmosférou CO/H₂ za tlaku 20,0 MPa a při teplotě 160 °C , přičemž se však odpovídající N-acylaminokyseliny získají pouze ve výtěžku asi 25 % , vztaženo na acetamid.

Zde používané poměrně vysoké teploty a tlaky však způsobují značné těžkosti při provádění tohoto způsobu ve větších zařízeních. Rovněž jsou ekologicky neatraktivní s ohledem na spotřebu energie. Existuje tedy zájem o hospodárně zlepšený způsob, který by také při nepatrných množstvích katalysátoru a relativně nízkých tlacích a teplotách poskytoval deriváty N-acylglycinu ve vysokých tt 4 4 4 4 4 4 • 44 4 4

4444 4 4 • 4 4 4 4 • · 4 ·

4444444 Μ

4« » · ♦ 4

4 4 ··<

<

4 4 4 výtěžcích a s dobrou selektivitou.

Podstata vynálezu

Předmětem předloženého vynálezu tedy je způsob výroby derivátů N-acylglycinu obecného vzorce III

(ΠΙ) ve kterém

R značí vodíkový atom, karboxyskupinu, nasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkylový zbytek s 1 až 10 uhlíkovými atomy, jednou nebo vícekrát nenasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkenylový zbytek se 2 až 10 uhlíkovými atomy, arylový zbytek se 6 až 18 uhlíkovými atomy, heteroarylový zbytek se 6 až 18 uhlíkovými atomy, alkylarylový zbytek s 1 až 10 uhlíkovými atomy v alkylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu, alkylheteroarylový zbytek s 1 až 10 uhlíkovými atomy v alkylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v heteroarylu nebo popřípadě vícekrát nenasycený alkenylarylový zbytek se 2 až 10 uhlíkovými atomy v alkenylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu, přičemž jeden nebo více zbytků -CH^- může být nahrazeno skupinou C=0 nebo -0- , značí vodíkový atom, nasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkylový zbytek s 1 až 26 uhlíkovými atomy, ·····« · · φ* 9 · t · · · « » · · · · · • · » · · · · · · · ♦ 9 · ♦ · · » 4 ······ • 9 9 9 9 9 9 ···· 999 99 999 99 99 jednou nebo několikrát nenasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkenylový zbytek se 2 až 24 uhlíkovými atomy, arylový zbytek se 6 až 18 uhlíkovými atomy, alkylarylový zbytek s 1 až 10 uhlíkovými atomy v alkylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu nebo popřípadě vícekrát nenasycený alkenylarylový zbytek se 2 až 10 uhlíkovými atomy v alkenylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu a r’’ značí vodíkový atom, nasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkylový zbytek s 1 až 26 uhlíkovými atomy, jednou nebo několikrát nenasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkenylový zbytek se 2 až 23 uhlíkovými atomy, arylový zbytek se 6 až 18 uhlíkovými atomy, alkylarylový zbytek s 1 až 10 uhlíkovými atomy v alkylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu nebo popřípadě vícekrát nenasycený alkenylarylový zbytek se 2 až 10 uhlíkovými atomy v alkenylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu, při kterém se amid karboxylové kyseliny obecného vzorce II

R

O (Π) » > >

ve kterém maj í R a R výše uvedený význam, karbonyluje za použití aldehydu vzorce RCHO , ve kterém má R výše uvedený význam, za přítomnosti rozpouštědla a směsi sloučeniny palladia, ionického halogenidu a kyseliny jako ·» ···· ·· · ·· 9« • · 9 9 9 9 9 9 9 · *

9 9 9 · 9 9 9 99 · • 9 9 9 9 9 « ······ • · 9 · · 9 9 ···· 999 99 ··· ·· ·· katalysátoru, při teplotě v rozmezí 20 °C až 200 °C a za tlaku oxidu uhelnatého v rozmezí 0,1 až 15,0 MPa .

Při této reakci výhodně

R značí vodíkový atom, karboxyskupinu, nasycený, rozvětvený nebo cyklický alkylový zbytek s 1 až 6 uhlíkovými atomy nebo jednou nebo vícekrát nenasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkenylový zbytek se 2 až 6 uhlíkovými atomy, přičemž jeden nebo více zbytků -CH2- může být nahrazeno skupinou C=0 nebo -0- ,

R značí nasycený, přímý nebo rozvětvený alkylový zbytek s 8 až 24 uhlíkovými atomy nebo jednou nebo několikrát nenasycený, přímý nebo rozvětvený alkenylový zbytek s 8 až 24 uhlíkovými atomy, obzvláště alkenylový zbytek s 10 až 18 uhlíkovými atomy a » »

R značí vodíkový atom, nasycený, přímý nebo rozvětvený alkylový zbytek s 1 až 12 uhlíkovými atomy, obzvláště s 1 až 4 uhlíkovými atomy, nebo jednou nebo několikrát nenasycený, přímý nebo rozvětvený alkenylový zbytek se 2 až 8 uhlíkovými atomy.

9 9

Zbytky R, R a R mohou být popřípadě substituované. Jako příklady vhodných substituentů je možno uvést hydroxyskupinu, alkoxyskupinu s 1 až 10 uhlíkovými atomy, thioalkoxyskupinu s 1 až 10 uhlíkovými atomy, dialkylaminoskupinu s 1 až 18 uhlíkovými atomy v každém alkylu, alkylaminoskupinu s 1 až 18 uhlíkovými atomy, aminoskupinu, chráněnou aminoskupinu pomocí Boc, Z-, Fmoc a podobně, nitroskupinu, acyloxyskupinu s 1 až 10 uhlíkovými atomy, atomem ·· ···· ♦ * t · · · # » · · · · · 9 · · · · • · · · ·····«· ·· • ·· 49

9 4 · · • 9 4 9 4

9 499 44 4

4 4

444 99 44 chloru, bromu nebo fluoru nebo kyanoskupinu.

Podle předloženého vynálezu je možno jako výchozí amidy použít libovolné amidy kyselin. Jako příklady vhodných amidů je možno uvést formamid, acetamid, N-methylacetamid, N-isobutylacetamid, benzamid, amid kyseliny fenyloctové, N-butylacetamid, amid kyseliny propionové, amid kyseliny máselné, akrylamid, N-methylformamid, N-methylbenzamid, benzamid a krotonamid.

Výhodné výchozí amidy pro způsob podle předloženého vynálezu jsou amidy a N-alkylamidy, obzvláště N-methylamidy, přímých nebo rozvětvených, nasycených nebo nenasycených karboxylových kyselin s 8 až 24 uhlíkovými atomy, jako je například amid kyseliny oktanové, amid kyseliny 2-ethylhexanové, amid kyseliny děkanové, amid kyseliny laurové, amid kyseliny palmitové, amid kyseliny stearové, amid kyseliny olejové, amid kyseliny linolové, amid kyseliny linolenové, amid kyseliny gadoleinové a amid kyseliny nervonové.

Z těchto jsou obzvláště výhodné N-methylamidy přírodních mastných kyselin, jako je kyselina laurová, kyselina palmitová, kyselina stearová a kyselina olejová.

Amidy obecného vzorce II se mohou používat jako čisté látky nebo jako směsi. Vhodné směsi představují přírodně se vyskytující tuky, jako jsou například tuky, popřípadě oleje z kokosových ořechů, babassu, palmových jader, oliv, ricinové, arašídové, řepkové, hovězí, vepřové a velrybí (složení těchto tuků, viz Fieser a Fieser, Organische Chemie, Verlag Chemie 1972, str. 1208).

9

9 99

9 9

9 9 ·

9 9 • 9 9 99

9 9999

9 9 • 9 99 9 9

9

99

9 9 9 • 9 9 9

999 99 9

9 • · * ·

Pro způsob podle předloženého vynálezu se mohou použít libovolné aldehydy. Jako příklady vhodných aldehydů RCHO , ve kterém má R výše uvedený význam, je možno uvést formaldehyd, acetaldehyd, propionaldehyd, butyraldehyd, isobutyraldehyd, furfural, krotonaldehyd, akrolein, benzaldehyd, fenylacetaldehyd, 2,4-dihydroxyfenylacetaldehyd, kyselinu glyoxalovou a acetoxypropionaldehyd. Mohou se také použít dialdehydové sloučeniny. Rovněž vhodné jsou látky, které mohou za daných reakčních podmínek aldehyd tvořit, například oligomery aldehydů, jako je paraformaldehyd a paraldehyd. V mnoha případech se osvědčilo použití formaldehydu ve formě paraformaldehydu.

Aldehyd se účelně používá v množství 70 až 200 % molových, výhodně 100 až 150 molových, vztaženo na amid karboxylové kyseliny.

Způsob podle předloženého vynálezu se výhodně provádí v jednom stupni. Amid karboxylové kyseliny a aldehyd se při tom nechají reagovat za přítomnosti katalysátoru s oxidem uhelnatým na konečný produkt. Překvapivě bylo zjištěno, že jako katalysátor je obzvláště účinná směs sloučeniny palladia, ionického halogenidu a kyseliny, přičemž se pro celkový proces dosahuje konverse 100 % amidu karboxylové kyseliny při selektivitě 98 % na derivát N-acylaminokyseliny, to znamená, že výtěžky cílového produktu činí 98 % .

Pokud je to požadováno, může se způsob provádět také ve dvou stupních. V prvním stupni se při tom nejprve vytvoří z aldehydu a amidu karboxylové kyseliny N-acyl-aminomethylol vzorce IV ,

ΦΦ ΦΦ

Φ Φ Φ Φ

ΦΦΦ ΦΦΦ

Φ Φ

Φ Φ Φ φ • Φ φφφφ φφ

Φ Φ ΦΦΦ

ΦΦΦΦ · · • ·ΦΦ·

Φ Φφφ

R

R'^N^O^HΟ R (IV) popřípadě za přídavku kyseliny jako katalysátoru, který se ve druhém stupni nechá za přítomnosti katalysátoru zreagovat s oxidem uhelnatým na konečný produkt, přičemž se ve druhém stupni použije směs sloučeniny palladia, ionického halogenidu a kyseliny. Kyselina, používaná v prvním stupni jako katalysátor, je při tom výhodně kyselina, přidávaná jako katalysátor ve druhém stupni.

Jako sloučeniny palladia se mohou použít palladnaté sloučeniny, palladium-O-sloučeniny nebo palladium-fosfinové komplexy.

Jako příklady palladnatých sloučenin je možno uvést octan, halogenidy, dusitan, dusičnan, uhličitan, ketonáty a acetylacetonáty palladnaté, jakož i allylpalladiové sloučeniny. Obzvláště výhodnými zástupci jsou bromid palladnatý, chlorid palladnatý, bromid lithno-palladnatý, chlorid lithno-palladnatý a octan palladnatý.

Jako příklady palladium-O-sloučenin je možno uvést palladium-fosfinové komplexy a palladium-olefinové komplexy. Obzvláště výhodnými zástupci jsou palladiumbenzylidenové komplexy a PdíPPh^)^ .

Při použití palladium-fosfinových komplexů se k tomu osvědčily obzvláště bisfosfin-palladnaté sloučeniny. Komplexy se mohou použít jako takové nebo se mohou v reakční směsi vyrobit z palladnaté sloučeniny, jako je například

ftft ftftft· • · • ftftft ftft • · • · ft ftftft • ft ft ft ft · • ftft bromid palladnatý, chlorid palladnatý nebo octan palladnatý, za přídavku fosfinů, jako je například trifenylfosfin, tritolylfosfin, bis-(difenylfosfino)-ethan, 1,4-(difenylfosfino)-butan nebo 1,3-bis-(difenylfosfino)-propan.

Použitím fosfinů s jedním nebo více centry chirality je možné v reakci dospět k k enantiomerně čistým produktům nebo k produktům, obohaceným jedním enantiomerem.

Z těchto palladiových komplexů je obzvláště výhodný bis-trifenylfosfin-palladium(II)-bromid - PdB^tPPh^^ a odpovídající chlorid. Tyto komplexy se mohou použít jako takové, nebo se mohou vyrobit v reakční směsi z bromidu nebo chloridu palladnatého a trifenylfosfinu.

Množství použité palladiové sloučeniny není obzvláště kritické. Z ekologického hlediska by však mělo být udržováno tak nepatrné, jak je jen možné. Pro způsob podle předloženého vynálezu se ukázalo, že je dostatečné množství 0,0001 až 5 % molových palladiové sloučeniny (počítáno jako kovové palladium), obzvláště 0,001 až 4 % molová a obzvláště výhodně 0,05 až 2 % molová, vztaženo na amid karboxylové kyseliny.

Jako ionické halogenidy se mohou použít například fosfoniumbromidy a fosfoniumjodidy, například tetrabutylfosfoniumbromid nebo tetrabutylfosfoniumjodid, jakož i bromid a jodid amonný, lithný, sodný a draselný. Výhodné halogenidy jsou bromidy. Výhodně se ionický halogenid v množství 1 až 50 % molových, obzvláště 2 až 40 % molových a zcela obzvláště 5 až 30 % molových, vztaženo na amid karboxylové kyseliny.

·· 0000

0 0

0 0 0

0 0 0 0

Jako kyseliny se mohou použít organické a anorganické sloučeniny s hodnotou pKa<5 (relativně k vodě). Tak se mohou vedle organických kyselin, jako je kyselina p-toluensulfonová, kyselina hexafluorpropanová nebo kyselina trifluoroctová a anorganických kyselin, jako je kyselina sírová nebo kyselina fosforečná, použít také iontoměničové pryskyřice, jako je amberlyst nebo nafion. Z kyselin je obzvláště výhodná kyselina sírová.

Účelně se kyselina používá v množství 0,1 až 20 % molových, výhodně 0,2 až 10 % molových a obzvláště výhodně 0,5 až 5 % molových, vztaženo na amid karboxylové kyseliny .

Jako rozpouštědla jsou použitelné dipolární aprotické sloučeniny. Jako příklady je možno uvést dioxan, tetrahydrofuran, N-methylpyrrolidon, ethylenglykoldimethylether, ethyiester kyseliny octové, kyselinu octovou, acetonitril, terč.-butyImethylether, dibutylether, sulfolan a N,N-dimethylacetamid nebo jejich směsi. Rozpouštědla se mohou používat v čisté formě nebo ve formě obsahující produkt, popřípadě nasycené produktem.

N-acyl-a-aminokyseliny, získané reakcí, se mohou převést na opticky čisté aminokyseliny. Pro stereoselektivní enzymatickou hydrolysu se takto získané racemické N-acyl-a-aminokyseliny obvykle rozpustí ve vodném reakčním mediu a smísí se s aminoacylásami, jinými acylásami, popřípadě amidásami nebo karboxypeptidásami (viz Enzyme Catalysis in Organic Synthesis Ed.: K. Drauz, H. Valdmann, VCH, 1995, Vol. 1, str. 393 a další ; M. Vinitz, Chemistry of the Amino Acids; Viley, New York, 1961, Vol. 2, str. 1753 a další) . Vždy podle specifity použitého enzymu se získá po • · φ φφ φ φ

φ φφφ φφφφ φ φ

proběhnutí reakce buď nechráněná L-aminokyselina a D-N-acylaminokyselina, nebo se získá D-aminokyselina a L-N-acylaminokyselina. Opticky čisté N-acylaminokyseliny se mohou pomocí známých metod buď převést na opticky čisté aminokyseliny, například reakcí s kyselinou chlorovodíkovou, nebo na opět použitelné racemické N-acyl-a-aminokyseliny, například pomocí směsi acetanhydrid/ledová kyselina octová nebo přídavkem racemásy (viz Takeda Chemical Industries, EP-A0 304 021; 1989).

Reakce se všeobecně provádí za tlaku v rozmezí 0,1 až 15,0 MPa, výhodně 2,0 až 10,0 MPa a při teplotě v rozmezí 20 °C až 200 °C , výhodně 50 °C až 150 °C .

Vedle již uvedených výhod, jako jsou vysoké výtěžky a selektivita a jednodušší technická proveditelnost, má způsob podle předloženého vynálezu další výhodu v tom, že není potřebný přídavek vody.

Následující příklady provedení slouží k bližšímu objasnění vynálezu bez toho, že by tento byl na ně omezen.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1 (srovnávací)

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,092 g bis-(trifenylfosfin)-palladium(II)-chloridu a 0,76 g bromidu lithného se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 12,0 MPa a při teplotě 120 °C . Po reakční době 60 minut se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromato12

0000 ·· 0 ·· 00 0·· 0000 0000

0000 0 0 0 0 00 0 0 000 0 0 0 000 000 • 0 0 0 0 0 0 grafie (HPLC) , přičemž se nalezne 3,9 g N-acetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 89 % teorie.

Příklad 2

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,017 g bromidu palladnatého, 0,033 g trifenylfosfanu, 0,025 g kyseliny sírové a 0,76 g bromidu lithného se nechá reagovat v autokíávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 120 °C . Po reakční době 60 minut se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC) , přičemž se nalezne

4,1 g N-acetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 94 % teorie.

Příklad 3 (srovnávací)

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,017 g bromidu palladnatého, 0,033 g trifenylfosfanu a 0,76 g bromidu lithného se nechá reagovat v autokíávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC) , přičemž se nalezne 2,4 g N-acetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 55,4 % teorie.

Příklad 4

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,017 g bromidu palladnatého, 0,033 g trifenylfosfanu, 0,76 g bromidu lithného a 0,025 g kyseliny sírové se nechá reagovat v autokíávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakčni době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké

4 44 · • 4

4 4 4

4444 · ·

4 4 4 4

4 4 4 •44444 44

44 44

4 4 4 4

4 4 4 4 • 4 ·4· ··· • 4 4

444 44 44 kapalinové chromatografie (HPLC) , přičemž se nalezne 4,0 g N-acetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 92,4 % teorie.

Příklad 5

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,017 g bromidu palladnatého,

0,76 g bromidu lithného a 0,025 g kyseliny sírové se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC) , přičemž se nalezne 3,9 g N-acetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 89 % teorie.

Příklad 6

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,007 g bromidu palladnatého, 0,014 g trifenylfosfanu, 0,76 g bromidu lithného a 0,025 g kyseliny sírové se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC), přičemž se nalezne 3,25 g N-acetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 75,0 % teorie.

Příklad 7

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,007 g bromidu palladnatého, 0,011 g 1,4-bis-(difenylfosfino)-butanu, 0,76 g bromidu lithného a 0,025 g kyseliny sírové se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje ·· ·*·· • · • · · · ·· ·· » · · « pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC), přičemž se nalezne 3,5 g N-acetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku

80,8 % teorie.

Přiklad 8

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,007 g bromidu palladnatého, 0,011 g 1,4-bis-(difenylfosfino)-butanu, 1,31 g jodidu sodného a 0,025 g kyseliny sírové se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC), přičemž se nalezne 3,6 g N-acetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku

83,1 % teorie.

Příklad 9

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 2,2 g amidu kyseliny máselné, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,007 g bromidu palladnatého, 0,011 g trifenylfosfanu, 0,76 g bromidu lithného a 0,025 g kyseliny sírové se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC), přičemž se nalezne 2,7 g N-butanoyl-leucinu, což odpovídá výtěžku

53,7 % teorie.

Příklad 10

2,7 g benzaldehydu, 1,5 g acetamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,007 g bromidu palladnatého, 0,014 g trifenylfosfanu, 0,76 g bromidu lithného a 0,025 g kyseliny sírové

9··· •

• ··· 9 · • 9 · 9 · • 9 9 9

9999999 9 9 • 9 · 9 • 9 9 9

999 999

9

9 99 se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC), přičemž se nalezne 3,2 g N-acetyl-fenylglycinu, což odpovídá výtěžku 66,2 % teorie.

Příklad 11

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml dioxanu, 0,007 g bromidu palladnatého, 0,014 g trifenylfosfanu, 2,9 g tetrabutylfosfoniumbromidu a 0,025 g kyseliny sírové se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC), přičemž se nalezne 1,4 g N-acetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 32,3 % teorie.

Příklad 12

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g benzamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,007 g bromidu palladnatého, 0,014 g trifenylfosfanu, 0,76 g bromidu lithného a 0,025 g ky- seliny sírové se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC), přičemž se nalezne 3,3 g N-benzoyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 56,2 % teorie.

Příklad 13

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,033 g trifenylfosfanu, 0,017 g bromidu palladnatého 0,76 g bromidu lithného a 0,029 g ky16

• ·♦· AAA • A

A · A A • A A A seliny trifluoroctové se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC), přičemž se nalezne 3,3 g N-benzoyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 71,6 % teorie.

Příklad 14

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml N,N-dimethylformamidu, 0,013 g trifenylfosfanu,

0,017 g bromidu palladnatého 0,76 g bromidu lithného a 0,025 g kyseliny sírové se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C .

Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC), přičemž se nalezne 1,75 g N-acetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 40,0 % teorie.

Příklad 15

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové, 1,5 g acetamidu, 25 ml N-methylpyrrolidonu, 0,033 g trifenylfosfanu, 0,029 g tris-(dibenzylidenaceton)-palladia(O), 0,76 g bromidu lithného a 0,025 g kyseliny sírové se nechá reagovat v autoklávu o objemu 300 ml za tlaku 6,0 MPa a při teplotě 80 °C . Po reakční době 12 hodin se reakční směs analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC), přičemž se nalezne 2,62 g N-acetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 60,0 % teorie.

···· · · · · · · 6) • · · · ♦ · · ·····* * ··».’·> · Φ

ΦΦΦ <·« β« ··· ·· ··

Všeobecný pracovní předpis I pro příklady 16 až 20

Nechá se reagovat 25,0 ml 1 M N-methylpyrrolidonového roztoku aldehydu a amidu se 16,6 mg bromidu palladnatého, 33,1 mg trifenylfosfanu, 0,76 g bromidu lithného a 25 mg kyseliny sírové za tlaku oxidu uhelnatého 6,0 MPa v autoklávu o objemu 300 ml při teplotě 120 °C po dobu 12 hodin. Reakční směs se analysuje pomocí vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC) .

Příklad 16

Podle všeobecného předpisu I se nechá reagovat

3.1 g p-fluorbenzaldehydu a 1,5 g acetamidu. Získá se takto 4,7 g N-acetyl-p-methoxyfenylglycinu, což odpovídá výtěžku 89 % . Zvolená NMR-data : ¹H-NMR (400 MHz, DMSOdg, 25 °C) : δ = 8,6 (d, IH, NH), 5,3 (d, IH, α-CH), 1,9 (s, 3H, COCH₃).

Příklad 17

Podle všeobecného předpisu I se nechá reagovat 3,0 g fenylacetaldehydu a 1,5 g acetamidu. Získá se takto

2,6 g N-acetylfenylalaninu, což odpovídá výtěžku 48,3 % . Zvolená NMR-data ; ¹H-NMR (400 MHz, DMSO-dg, 25 °C) : δ =

8.2 (d, IH, NH), 4,4 (dt, IH, α-CH), 1,8 (s, 3H, C0CH₃).

Příklad 18 se nechá reagovat

1,5 g acetamidu. Získá

Podle všeobecného předpisu I

2,6 g 3-methylthiopropionaldehydu a se takto 3,6 g N-acetylmethioninu, což odpovídá výtěžku

75,3 % . Zvolená NMR-data : ¹H-NMR (400 MHz, DMSO-dg, 25 • φ · φ • « φ φ φφφ φφφφ φ φ · · • φ φ φ · φ φ · φφ φ φ «φφ φ φ φ φφφφφφ φ φφφφ φ φ φφφφφφφ φ φ φφφ ‘f> β φφ °C) ; δ = 8,2 (d, 1Η, ΝΗ), 4,1 (dt, 1Η, α-CH), 1,8 (s, 3Η, coch₃).

Příklad 19

Podle všeobecného předpisu I se nechá reagovat

3.5 g o-chlorbenzaldehydu a 1,5 g acetamidu. Získá se takto 4,7 g N-acetyl-o-chlorfenylglycinu, což odpovídá výtěžku 82,6 % . Zvolená NMR-data : ^H-NMR (400 MHz,

DMSO-dg, 25 °C) : δ = 8,7 (d, IH, NH), 5,8 (d, IH, α-CH),

1.9 (s, 3H, COCH₃).

Příklad 20

Podle všeobecného předpisu I se nechá reagovat

3.9 g 2-naftaldehydu a 1,5 g acetamidu. Získá se takto

4.6 g N-acetyl-2-naftylglycinu, což odpovídá výtěžku 75,7 % . Zvolená NMR-data : ¹H-NMR (400 MHz, DMSO-dg, 25 °C) :

δ = 8,8 (d, IH, NH), 5,6 (d, IH, α-CH), 2,0 (s, 3H, C0CH₃).

Všeobecný pracovní předpis II pro příklady 21 až 28

Nechá se reagovat 25,0 ml 1 M N-methylpyrrolidonového roztoku aldehydu a amidu se 16,6 mg bromidu palladnatého, 33,1 mg trifenyifosfanu, 0,76 g bromidu lithného a mg kyseliny sírové za tlaku oxidu uhelnatého 6,0 MPa v autoklávu o objemu 300 ml při teplotě 120 °C podobu 12 hodin. Potom se těkavé součásti za vysokého vakua oddělí, získaný zbytek se vyjme do nasyceného roztoku hydrogenuhličitanu sodného a promyje se chloroformem a ethylesterem kyseliny octové. Hodnota pH se upraví pomocí kyseliny fosforečné na 2 a extrahuje seethylesterem kyseliny octové. Spojené organické fáze se vysuší pomocí bezvodého síranu • 9

Μ 99 » 9 9 » » 9 9 · • · · 9 9 9

9 • 9 9 9 horečnatého a rozpouštědlo se ve vakuu odstraní. Produkt se překrystalisuje ze vhodného rozpouštědla.

Příklad 21

Podle všeobecného předpisu II se nechá reagovat

2.8 g cyklohexankarbaldehydu a 1,5 g acetamidu. Získá se takto 4,9 g N-acetyl-cyklohexylglycinu, což odpovídá výtěžku 99 % . Zvolená NMR-data : ^H-NMR (400 MHz,

DMSO-d₆, 25 °C) : δ = 7,9 (d, IH, NH), 4,1 (dd, IH, α-CH),

1.8 (s, 3H, COCH₃).

Příklad 22

Podle všeobecného předpisu II se nechá reagovat

2,2 g pivalylaldehydu a 1,5 g acetamidu. Získá se takto 4,0 g N-acetyl-terc.-leucinu, což odpovídá výtěžku 92 % . Zvolená NMR-data : ¹H-NMR (400 MHz, DMSO-dg, 25 °C) : δ =

7,7 (d, IH, NH), 3,9 (d, IH, α-CH), 1,8 (s, 3H, COCH₃).

Příklad 23

Podle všeobecného předpisu II se nechá reagovat 0,8 g formaldehydu a 3,7 g ftalimidu. Získá se takto 3,1 g N-ftaloylglycinu, což odpovídá výtěžku 60 % . Zvolená NMR-data : ¹H-NMR (400 MHz, DMSO-dg, 25 °C) : δ = 4,3 (s,

2H, a-CH₂).

Příklad 24

Podle všeobecného předpisu II se nechá reagovat

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové a 2,2 g methoxyacetamidu. Ziská se takto 3,0 g N-methoxyacetyl-leucinu, což • ft ·♦·* ft* ft ·· ftft • ftft ft··· · · · · • · ftft ft ft · · ftft ft ft « · · · · ft ······ ft ftft·· ftft • ftftftftftft Ή ··· ·· ft· odpovídá výtěžku 59 % . Zvolená NMR-data : ^H-NMR (400 MHz, DMSO-d₆, 25 °C) : δ = 7,9 (d, IH, NH), 4,3 (dt, IH, α-CH), 3,8 (s, 2H, -COCH₂-), 3,3 (s, 3H, COCH₃).

Příklad 25

Podle všeobecného předpisu II se nechá reagovat

2,8 g cyklohexankarbaldehydu a 2,2 g methoxyacetamidu.

Získá se takto 4,9 g N-methoxyacetyl-cyklohexylglycinu, což odpovídá výtěžku 85 % . Zvolená NMR-data : •'H-NMR (400 MHz, DMSO-d₆, 25 °C) : δ = 7,6 (d, IH, NH), 4,2 (dd, IH, α-CH), 3,9 (s, 2H, -C0CH₂-), 3,2 (s, 3H, COCH₃).

Příklad 26

Podle všeobecného předpisu II se nechá reagovat

2,2 g aldehydu kyseliny isovalerové a 3,4 g fenacetamidu. Získá se takto 5,1 g N-fenacetyl-leucinu, což odpovídá výtěžku 82 % . Zvolená NMR-data : ^H-NMR (400 MHz,

DMSO-dg, 25 °C) : δ = 8,3 (d, IH, NH), 4,2 (dt, IH, α-CH), 3,5 (s, 2H, -COCH₂-).

Příklad 27

Podle všeobecného předpisu II se nechá reagovat

2.7 g benzaldehydu a 3,4 g fenacetamidu. Získá se takto 4,4 g N-fenacetyl-fenylglycinu, což odpovídá výtěžku 65 %. Zvolená NMR-data : ¹H-NMR (400 MHz, DMSO-d₆, 25 °C) : δ =

8.8 (d, IH, NH), 5,3 (d, IH, α-CH), 3,6 (s, 2H, -COCH₂-).

Příklad 28

Podle všeobecného předpisu II se nechá reagovat • ·· 99

9999 · 9 9 9 · ··9 999

9 9

999 99 99 ·· ·*·· « * · • · · · • ♦ · • A

2,8 g cyklohexankarbaldehydu a 1,2 g formamidu. Získá se takto 1,1 g N-formyl-cyklohexylglycinu, což odpovídá výtěžku 25 %. Zvolená NMR-data : ^H-NMR (400 MHz, DMSO-dg, 25 °C) : δ = 8,2 (d, IH, NH), 7,8 (s, IH, -CHO), 4,1 (dd, IH, α-CH).

·« * ·· ·· • · ♦· · · · · • · · · · · · asfe4 vštrr/ύΛ sdvofc&'

W ffi} PRAHA 2, Kátova 3

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby derivátů N-acylglycinu obecného vzorce III

R O

O R (IH) , ve kterém

R značí vodíkový atom, karboxyskupinu, nasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkylový zbytek s 1 až 10 uhlíkovými atomy, jednou nebo vícekrát nenasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkenylový zbytek se 2 až 10 uhlíkovými atomy, arylový zbytek se 6 až 18 uhlíkovými atomy, heteroarylový zbytek se 6 až 18 uhlíkovými atomy, alkylarylový zbytek s 1 až 10 uhlíkovými atomy v alkylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu, alkylheteroarylový zbytek s 1 až 10 uhlíkovými atomy v alkylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v heteroarylu nebo popřípadě vícekrát nenasycený alkenylarylový zbytek se 2 až 10 uhlíkovými atomy v alkenylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu, přičemž jeden nebo více zbytků -Cl·^- může být nahrazeno skupinou C=0 nebo -0- , »

R značí vodíkový atom, nasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkylový zbytek s 1 až 26 uhlíkovými atomy, jednou nebo několikrát nenasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkenylový zbytek se 2 až 24 uhlíkovými atomy, arylový zbytek se 6 až 18 uhlíkovými atomy, alkylarylový zbytek s 1 až 10 uhlíkovými atomy v alkylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu nebo popřípadě vícekrát nenasycený alkenylarylový zbytek se 2 až 10 uhlíkovými atomy v alkenylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu a

R značí vodíkový atom, nasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkylový zbytek s 1 až 26 uhlíkovými atomy, jednou nebo několikrát nenasycený, přímý, rozvětvený nebo cyklický alkenylový zbytek se 2 až 23 uhlíkovými atomy, arylový zbytek se 6 až 18 uhlíkovými atomy, alkylarylový zbytek s 1 až 10 uhlíkovými atomy v alkylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu nebo popřípadě vícekrát nenasycený alkenylarylový zbytek se 2 až 10 uhlíkovými atomy v alkenylu a se 6 až 18 uhlíkovými atomy v arylu, přičemž R, R a R mohou být popřípadě substituované, vyznačující se tím, že se amid karboxylové kyseliny obecného vzorce II

R”

H

O (II) ve kterém mají R a R výše uvedený význam, karbonyluje za použití aldehydu vzorce RCHO , ve kterém má R výše uvedený význam, za přítomnosti rozpouštědla, slouče44 9 999

9 9 9 99 •4 4 44 4

4 4 4 4 4

4 4 « 4 · 444 • · 4

444 44 44 niny palladia, ionického halogenidu a kyseliny jako katalysátoru, při teplotě v rozmezí 20 °C až 200 °C a za tlaku oxidu uhelnatého v rozmezí 0,1 až 15,0 MPa .
2. Způsob podle nároku 1 , vyznačující se tím, že amid karboxylové kyseliny obecného vzorce II je zvolený ze skupiny amidů a N-methylamidů přírodních mastných kyselin, benzamidu, amidu kyseliny fenyloctové a 2-ethylhexanamidu.
3. Způsob podle nároku 1 , » 9 vyznačující se tím, že R značí vodíkový atom nebo alkylovou skupinu s 1 až 12 uhlíkovými atomy.
4. Způsob podle nároku 3 ,

9 9 vyznačující se tím, že R značí methylovou skupinu.
5. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se sloučeniny obecného vzorce II použijí jako směsi, získatelné z přírodních produktů.
6. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že aldehyd obecného vzorce I je zvolený ze skupiny zahrnující formaldehyd, acetaldehyd, benzaldehyd, furfural, propionaldehyd, butyraldehyd, kyselinu glyoxalovou a isobutyraldehyd.
7. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se aldehyd používá ve formě svých trimerů nebo oligomerů.

•0 0000 0 » 0 00 00 • 00 0,000 0 00 0

0000 0 · 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 · 000 000

0 0 0 0 0 0 0
8. Způsob podle nároku 7 , vyznačující se tím, že se formaldehyd používá ve formě paraformaldehydu.
9. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se aldehyd používá V množství 70 až 200 % molových, vztaženo na amid karboxylové kyseliny.
10. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že sloučenina palladia je zvolená ze skupiny palladium-0-sloučenin, palladnatých sloučenin a palladiumfosfinových komplexů.
11. Způsob podle nároku 10 , vyznačující se tím, že sloučenina palladia je zvolená ze skupiny zahrnující bromid palladnatý, chlorid palladnatý, octan palladnatý, Li₂PdBr4 , Li₂PdCl4 , jakož i komplexy trifenylfosfin-palladium(II), tritolylfosfin-palladium(II), bis-(difenylfosfino)-ethan-palladium(II),

1,4-bis-(difenylfosfino)-butan-palladium(II) a l,3-bis-(difenylfosfino)-propan-palladium(II).
12. Způsob podle nároku 11 , vyznačující se tím, že se jako sloučenina palladia použije bis-trifenylfosfin-palladium(II)-chlorid (PdCl₂[PPhj]₂), bis-trifenylfosfin-palladium(II)-bromid (PdBr₂[PPh^]₂) nebo bis-trifenylfosfin-palladium(II)-jodid (PdJ₂[PPh₃]₂).
13. Způsob podle nároku 10 , vyznačující se tím, že použitý fosfin má jedno nebo více center chirality.

00 000 · • 0 0

00 0 00*0 000 · 00 0 • 0 0 0 0 0 0 0 · 000 0 0 0 0 0 0 0 • 0 · 0 » · 0 00
14. Způsob podle některého z nároků 10 až 13 , vyznačující se tím, že se sloučenina palladia, počítáno jako kovové palladium, používá v množství 0,0001 až 5 % molových, vztaženo na amid karboxylové kyseliny.
15. Způsob podle nároku 1 , vyznačující se tím, že ionický halogenid je zvolený ze skupiny zahrnující tetrabutylfosfoniumbromid, tetrabutylfosfoniumjodid, bromid amonný, bromid lithný, bromid sodný, bromid draselný, jodid amonný, jodid lithný, jodid sodný a jodod draselný.
16. Způsob podle nároku 1 , vyznačující se tím, že ionický halogenid j e bromid.
17. Způsob podle nároku 1 vyznačující se se používá v množství 1 až karboxylové kyseliny.

ΐ í m , že ionický halogenid 50 % molových, vztaženo na amid
18. Způsob podle nároku 1 , vyznačující se tím, že se jako kyselina použije organická nebo anorganická kyselina s hodnotou pK < 5 , relativně k vodě.

cl
19. Způsob podle nároku 18 , vyznačující se tím, že se použije kyselina, vybraná ze skupiny zahrnující kyselinu sírovou, kyselinu trifluoroctovou, kyselinu octovou, kyselinu hexafluorpropanovou, kyselinu p-toluensulfonovou, kyselinu fosforečnou a

44 4444 44

4 4 4 4 4 ·

4444 · *

4 · · · ·

4 4 · ·

44 44 • 4 4 4

4 4 4 4

444 444

4 4

44 4 4 iontoměničovou pryskyřici s hodnotou pK^a < 5 , relativně k vodě.
20. Způsob podle některého z nároků 18 a 19 , vyznačující se tím, že se kyselina používá v množství 0,1 až 20 % molových, vztaženo na amid karboxylové kyseliny.
21. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že použité rozpouštědlo obsahuje produkt až do hranice nasycení.
22. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se reakce provádí za tlaku 0,1 až 15,0 MPa a při teplotě v rozmezí 20 °C až 200 °C .
23. Způsob výroby opticky čistých aminokyselin, vyznačující se tím, že se pomocí způsobu podle některého z nároků 1 až 22 vyrobené racemické deriváty N-acyl-glycinu nechají reagovat stereoselektivní enzymatickou hydrolysou na odpovídající opticky čisté aminokyseliny.
24. Způsob podle nároku 23 , vyznačující se tím, že se stereoselektivní hydrolysa provádí pomocí enzymu, zvoleného^ze skupiny zahrnující acylásy, amidásy nebo karboxypeptidásy.