DD290663A5 - PROCESS FOR PREPARING (1S, 4R) -1-ACYLOXY-4-HYDROXY-CYCLOPENT-2-ENENE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von * der allgemeinen Formel * in der R1 Wasserstoff; Alkyl oder Aryl bedeutet. Diese Verbindungen dienen als Ausgangsmaterial fuer die Synthese optisch aktiver Prostaglandine und Prostaglandinderivate sowie fuer die Synthese cyclopentanoider Naturstoffe und deren Abkoemmlinge. Erfindungsgemaesz werden * durch enzymkatalysierte Veresterung von * (II) mit Carbonsaeureanhydriden der allgemeinen Formel (III) in organischen Loesungsmitteln hergestellt, wobei trotz Verzicht auf einen basischen Zusatzkatalysator die Reaktionsgeschwindigkeit der Veresterung unter ansonsten gleichen Bedingungen hoeher liegt als bei bekannten Verfahren zur enzymatischen Veresterung. Die gewuenschten Produkte liegen in hohem Enantiomerenueberschusz vor. Formel (I){Herstellung; stereoselektive Synthese; enzymkatalysierte Veresterung; * * Carbonsaeureanhydrid; organische Loesungsmittel; optisch aktive Prostaglandine; Lipase; Schweinepankreas-Lipase; Pankreatin; Enantiomerenreinheit}The invention relates to a process for preparing * the general formula * in which R1 is hydrogen; Alkyl or aryl. These compounds serve as starting material for the synthesis of optically active prostaglandins and prostaglandin derivatives as well as for the synthesis of cyclopentanoid natural products and their Abkoemmlinge. According to the invention, the esterification of * (II) with carboxylic anhydrides of the general formula (III) in organic solvents is produced by enzyme-catalyzed, although the reaction rate of the esterification is higher than otherwise known methods for enzymatic esterification under otherwise identical conditions despite the omission of a basic additional catalyst. The desired products are present in high enantiomeric excess. Formula (I) {production; stereoselective synthesis; enzyme-catalyzed esterification; * * Carboxylic anhydride; organic solvents; optically active prostaglandins; lipase; Porcine pancreatic lipase; pancreatin; enantiomeric purity}
Description
zur Verhütung und Behandlung von Magen- und Darmgeschwüren in der Humanmedizin sowie zur Geburten- undfor the prevention and treatment of gastric and intestinal ulcers in human medicine and for birth and
(1 S,4 RJ-i-Acyloxy^-hydroxycyclopent^-ene der allgemeinen Formel (I) waren bisher zugänglich durch asymmetrischeenzymkatalysierte Hydrolyse der meso-Verbindungen cis-1,4-Diacyloxycyclopent-2-ene mittels Mikroorganismen bzw. isolierter(1 S, 4 RJ-i-Acyloxy ^ -hydroxycyclopent ^ -enes of the general formula (I) were previously accessible by asymmetric enzyme-catalyzed hydrolysis of the meso compounds cis-1,4-diacyloxycyclopent-2-ene by means of microorganisms or isolated
189; JP 78/005140; S.Miura, S.Kurozumi, T.Toru.T.Tanaka, M.Kobayashi, S.Matsubara, S.lshimoto; Tetrahedron 32,1893(1976); DE-OS 3439598; K.Laumen, M.Schneider; Tetrahedron Lett. 25,5875 [1984]; Y.-F.Wang, C-S.Chen, G.Girdaukas,189; JP 78/005140; S.Miura, S.Kurozumi, T.Toru.T.Tanaka, M.Kobayashi, S.Matsubara, S.lshimoto; Tetrahedron 32, 1893 (1976); DE-OS 3439598; K. Laumen, M. Schneider; Tetrahedron Lett. 25, 5875 [1984]; Y.-F. Wang, C-S.Chen, G.Girdaukas,
erheblichen. Substanzverlust verbunden ist.considerable. Substance loss is associated.
hydroxycyclopent-2-ene (D.R. Deardorff, A.J. Matthews, D.S. McMeekin, CL. Craney; Tetrahedron Lett. 27,1255 (1986]:hydroxycyclopent-2-ene (D.R. Deardorff, A.J. Matthews, D.S. McMeekin, CL Craney, Tetrahedron Lett 27,1255 (1986):
en, eine Verbindung, die analog der Verbindung der allgemeinen Formel (I) in die Reihe der natürlichen Prostaglandine führt,sind dann noch zwei weitere Synthesestufen erforderlich.en, a compound which leads analogously to the compound of the general formula (I) in the series of natural prostaglandins, then two more synthetic steps are required.
1987 wurde die Synthese von (1 S,4R)-1-Acylox.'-4-hydroxycyclopent-2-enen der allgemeinen Formel (I) durchenzymkatalysierte Umesterung von cis-i^-Dihydroxycyclopent^-enen mit Carbonsäureestern in Gegenwart einer Base inorganischen Lösungsmitteln beschrieben (Theil, F.; Ballschuh, S.; Schick, H.; Hafner, B.; Haupt, M.; Palme, H.-J.; Schwarz, S.;In 1987, the synthesis of (1S, 4R) -1-acyloxo-4-hydroxycyclopent-2-enes of the general formula (I) was accomplished by enzyme-catalyzed transesterification of cis-1-dihydroxycyclopentenes with carboxylic acid esters in the presence of an inorganic base Solids, (Theil, F., Ballschuh, S., Schick, H., Hafner, B., Haupt, M .; Palm, H.-J., Schwarz, S .;
1987, DD-WP 264707). Dieses Verfahren liefert die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) in befriedigender chemischer Ausbeute und mit einem hohen Enantiomerenüberschuß.1987, DD-WP 264707). This process gives the compounds of the general formula (I) in a satisfactory chemical yield and with a high enantiomeric excess.
kritikwürdig.criticism.
wegen zu geringer Aktivität bzw. zu geringer Enantioselektivität als ungeeignet beschriebenen (Bianchi, D., Cesti, P., Battistel, E.,because of too little activity or too little enantioselectivity described as unsuitable (Bianchi, D., Cesti, P., Battistel, E.,
1988, J. Org. Chem. 53,5531).1988, J. Org. Chem. 53, 5531).
Betreffs des Lösungsmittels wird in der Fachliteratur die Aussage getroffen, daß die unpolareren bzw. wasserunmischbaren Lösungsmittel fürenzymatische Reaktionen im organischen Milieu besser geeignet sind (Yu. L. Khmelnitsky,A.Levashov, N. Klyach'"> Enzyme Microb. Technol. 10,1988,710 und ebenda dazu zitierte Literatur). Beim Einsatz von Carbonsäureanhydriden als Acylierungsmittel für esterasekatalysierte Acylierungen in organischen Lösungsmitteln werden ebenfalls die wasserunmischbaren Lösungsmittel als die günstigeren beschrieben (T.Suzuki, K. Ohta, F. Kikumoto, EP 0269453).With regard to the solvent, it is stated in the literature that the less polar or water-immiscible solvents are more suitable for enzymatic reactions in the organic medium (Yu L. Khmelnitsky, A. Levashov, N. Klyac h "'> Enzymes Microb Technol The use of carboxylic anhydrides as acylating agents for esterase-catalyzed acylations in organic solvents also describes the water-immiscible solvents as the more favorable ones (T. Suzuki, K. Ohta, F. Kikumoto, EP 0269453).
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die enantioselektive Synthese von (1 S,4 RM-Acyloxy^-hydroxycyclopent^-enen der allgemeinen Formel (I) aus cis-1,4-Dihydroxycyclopent~2-en in einem ökonomischen Verfahren, das eine befriedigende chemische Ausbeute und einen hohen Enantiomerenüberschuß garantiert, ? jszuführen.The aim of the invention is the enantioselective synthesis of (1 S, 4 RM-acyloxy) -hydroxycyclopentylenes of the general formula (I) from cis-1,4-dihydroxycyclopent-2-enes in an economical process comprising a satisfactory chemical yield and high enantiomeric excess guaranteed? jszuführen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von (1 S^RM-Acyloxy^-hydroxycyclopent^-enen der allgemeinen Formel (I)The object of the invention is to provide a process for the preparation of (1S) -NH-acyloxy-hydroxycyclopent-1-enes of the general formula (I)
(I)(I)
in der R1 Wasserstoff, Alkyl oder Aryl bedeutet,in which R 1 denotes hydrogen, alkyl or aryl,
durch enzymkatalysierte Veresterung in organischen Lösungsmitteln mit einem ökonomischen Acylierungsmittel nichtesterischen Charakters und ohne den Einsatz einer Base als katalytischen Zusatz zu finden, in dem die enzymatische Veresterung des cis-'M-Dihydroxycyclopent^-ens zu entsprechenden (1 S^RM-Acyloxy^-hydroxycyclopent-Z-enen der allgemeinen Formel (I) bei ansonsten analogen Bedingungen schneller verläuft als bei bekannten Verfahren. Diese Aufgabe wird gelöst, indem erfindungsgemäß die meso-Verbindung cis-IADihydroxycyclopsnt^-en der Formel (II)by enzyme-catalyzed esterification in organic solvents with an economical acylating agent of non-esteric character and without the use of a base as a catalytic additive in which the enzymatic esterification of the cis-'M-dihydroxycyclopent ^ -ene to corresponding (1 S ^ RM-Acyloxy ^ - hydroxycyclopentene-Z-enes of the general formula (I) proceeds under otherwise analogous conditions faster than in known processes.This object is achieved by according to the invention the meso-compound cis-IADihydroxycyclopsnt ^ -en of the formula (II)
(II)(II)
(G.O. Schenck,D.E. Dunlap; Angew.Chemie68,248 [1956]; C.Kaneko,A.Sugimoto,S.Tanaka; Synthesis 1974,876)mit Carbonsäureanhydriden der allgemeinen Formel (III)(G.O. Schenck, D.E. Dunlap; Angeww.Chemie68,248 [1956]; C.Kaneko, A.Sugimoto, S.Tanaka; Synthesis 1974,876) with carboxylic acid anhydrides of the general formula (III)
O (lll> O (lll>
R2-c'R 2 -c '
in der R1 und R2 gleich oder verschieden Wasserstoff, Alkyl oder Aryl bedeuten, vorzugsweise mit aliphatischen Carbonsäureanhydriden mit R1 und R2 It. allgemeiner Formol (III) gleich Wasserstoff oder gleich C1 bis C5, in einem organischen Lösungsmittel mit einem Wassergehalt zwischen C und 20Vol.-%, vorzugsweise zwischen 0 und 5 Vol.-%, insbesondere einem wassermischbaren organischen Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran oder 1,4-Dicxan, aber auch Diethylether oder Toluen inin which R 1 and R 2 are identical or different hydrogen, alkyl or aryl, preferably with aliphatic carboxylic anhydrides with R 1 and R 2 It. General formol (III) is hydrogen or C 1 to C 5 , in an organic solvent with a Water content between C and 20 vol .-%, preferably between 0 and 5 vol .-%, in particular a water-miscible organic solvent such as tetrahydrofuran or 1,4-dicxane, but also diethyl ether or toluene in
pflanzlichen oder mikrowellen Ursprunges in freier oder immobilisierter Form, vorzugsweise von roher Schweinepankreas-vegetable or microwave origin in free or immobilized form, preferably of crude porcine pancreatic
10,1988,710 und ebenda dazu zitierte Literatur), erwiesen sich für die Umsetzung besonders solche wassermischbaren10,1988,710 and cited in the literature), especially those water-miscible proved for the implementation
als ungeeignet beschriebenen wurde (D. Bianchi, P. Cesti, E. Battistel; 1988, J. Org. Chem. 53,5531), war besonders überraschend.Bianchi, P. Cesti, E. Battistel, 1988, J. Org. Chem., 53, 5531) was particularly surprising.
erfindungsgemäß nicht eingesetzt wird und daß die Reaktionsgeschwindigkeit der Umsetzung von cis-1,4-Dihydroxycyclopent-2-en der Formel (II) zu (1 S,4 R)-1 -Acyloxy-4-hydroxycyclopent-2-enen der allgemeinen Formel (I)In der erfindungsgemäßenis not used according to the invention and that the reaction rate of the reaction of cis-1,4-dihydroxycyclopent-2-enes of the formula (II) to (1 S, 4 R) -1 acyloxy-4-hydroxycyclopent-2-enes of the general formula (I) In the invention
ot al., DD-WP 264707) mit Basenzusatz.ot al., DD-WP 264707) with base addition.
Eine Lösung von 1 g (lOmmol) cis-1,4-Dihydroxycyclopent-2-en II, 5ml Essigsäureanhydrid in 25ml absolutem Tetrahydrofuran wird bei 20X mit 5 g roher Schweinepankreas-Lipase in Form des Präparates Pankreatin versetzt und bis zum Erreichen eines Enantiomerenüberschusses von 96% bei diner Temperatur von 20°C gerührt. Danach wird die Suspension filtriert und der Filterrückstand mit Ethylacetat gewaschen. Das Filtrat wird im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wird in wäßriger Natriumhydrogencarbonatfösung aufgenommen, aus der durch mehrfache oder kontinuierliche Extraktion in Ethylacetat oder ein anderes geeignetes Lösungsmittel die Produkte extrahiert werden. Die Ethylacetatlösung der Produkte wird im Vakuum eingeengt. Der Rückstand wird durch Flash-Chromatographie oder einfache Filtration über Kieselgel gereinigt. Man erhält 620 mg (44%) (1 S^RM-Acetoxy^-hydroxycyclopent^-en der Formel I mit R' gleich CH3 als farblose Kristalle vom Schmelzpunkt 460C bis 480CA solution of 1 g (10 mmol) of cis-1,4-dihydroxycyclopent-2-ene II, 5 ml of acetic anhydride in 25 ml of absolute tetrahydrofuran is added at 20X with 5 g of crude porcine pancreatic lipase in the form of the preparation pancreatin and until reaching an enantiomeric excess of 96% stirred at diner temperature of 20 ° C. Thereafter, the suspension is filtered and the filter residue washed with ethyl acetate. The filtrate is concentrated in vacuo. The residue is taken up in aqueous sodium bicarbonate solution from which the products are extracted by multiple or continuous extraction in ethyl acetate or other suitable solvent. The ethyl acetate solution of the products is concentrated in vacuo. The residue is purified by flash chromatography or simple filtration through silica gel. This gives 620 mg (44%) (1 S ^ RM-acetoxy ^ -hydroxycyclopent ^ -en of the formula I with R 'is CH 3 as colorless crystals of melting point 46 0 C to 48 0 C.
Enantiomerenüberschuß: e.e. 96% Enantiomeric excess: e.e. 96%
Man erhält außerdem 850 mg (46%) cis-1 ADiacetoxycyclopent^-en, die nach Entacetylierung erneut zur Veresterung eingesetzt werden können.In addition, 850 mg (46%) of cis-1 ADiacetoxycyclopent ^ -en are obtained, which can be re-esterified after deacetylation.
Betspiel 2Bet game 2
Eine Lösung von 0,1 g (1 mmol) cis-1,4-Dihydroxycyclopent-2-en II, 0,5ml Essigsäureanhydrid in 2,5ml absolutem Tetrahydrofuran wird bei 2OX mit 0,1 g Schweinepankreas-Lipase (SERVA) versetzt und 8 Stunden bei einer Temperatur von 2O0C gerührt. Eine Aufarbeitung analog Beispiel 1 liefert 54mg (38%) (1 S^RH-Acetoxy^-hydroxycyclopent^-en der Formel I. Enantiomerenüberschuß: e.e. 94%A solution of 0.1 g (1 mmol) of cis-1,4-dihydroxycyclopent-2-ene II, 0.5 ml of acetic anhydride in 2.5 ml of absolute tetrahydrofuran is added in 2OX with 0.1 g of porcine pancreatic lipase (SERVA) and Stirred at a temperature of 2O 0 C for 8 hours. A work-up analogous to Example 1 gives 54 mg (38%) of (1S) -H-acetoxy-hydroxycyclopentene-1 of the formula I. Enantiomeric excess: ee 94%
(Wassergehalt: 5%) wird bei 20X mit 100mg Pseudomonas sp. Lipase versetzt und 24 Stunden bei einer Temperatur von 20Xgerührt.(Water content: 5%) at 20X with 100mg Pseudomonas sp. Lipase is added and stirred for 24 hours at a temperature of 20X.
bei 20°C mit 400mg roher Schweinepankreas-Lipase in Form des Präparates Pankreatin versetzt und 10 Stunden bei einerat 20 ° C with 400mg crude porcine pancreatic lipase in the form of the preparation pancreatin and 10 hours at a
(Wassergehalt: 10%) wird bei 20X mit 200mg roher Schweinepankreas-Lipase in Form des Präparates Pankreatin versetzt und10 Stunden bei einer Temperatur von 2O0C gerührt.(Water content: 10%) is added at 20X with 200mg crude porcine pancreatic lipase in the form of the preparation pancreatin and stirred for 10 hours at a temperature of 2O 0 C.
bei 7°C mit 200mg roher Schweinepankreas-Lipase in Form des Präparates Pankreatin versetzt und 30 Stunden bei einerat 7 ° C with 200mg crude porcine pancreatic lipase in the form of the preparation pancreatin and 30 hours in a
18 Stunden bei einer Temperatur von 35"C gerührt.Stirred for 18 hours at a temperature of 35 "C.
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DD33625289A DD290663A5 (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | PROCESS FOR PREPARING (1S, 4R) -1-ACYLOXY-4-HYDROXY-CYCLOPENT-2-ENENE |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1428888A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-06-16 | Clariant GmbH | Method for the production of (1S,4R)-(-)-4-Hydroxycyclopent-2-enyl esters |
WO2004063384A1 (en) * | 2003-01-14 | 2004-07-29 | Pharmacia & Upjohn Company Llc | Process for preparing enantiomerically enriched (1s,4r) 1-acetoxy-4-hydroxycyclopent-2-ene |
-
1989
- 1989-12-22 DD DD33625289A patent/DD290663A5/en unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1428888A1 (en) * | 2002-12-13 | 2004-06-16 | Clariant GmbH | Method for the production of (1S,4R)-(-)-4-Hydroxycyclopent-2-enyl esters |
WO2004063384A1 (en) * | 2003-01-14 | 2004-07-29 | Pharmacia & Upjohn Company Llc | Process for preparing enantiomerically enriched (1s,4r) 1-acetoxy-4-hydroxycyclopent-2-ene |
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