DD294709A5 - PROCESS FOR PREPARING (R) -CARNITINE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von * aus Carnitinracematen unter Verwendung von Binaphthylphosphorsaeure.{* Racematspaltung; Binaphthylphosphorsaeure}The invention relates to a process for the preparation of carnitine racemates using binaphthylphosphoric acid. binaphthylphosphoric}
Description
(R)-Carnitin, auch Vitamin Bt genannt, ist eine physiologische Substanz, welche im Fettstoffwechsel als Acylgruppenüberfäger eine wichtige Rolle spielt.(R) carnitine, also called vitamin Bt, is a physiological substance that plays an important role in lipometabolism as an acyl group transporter.
(R)-Camitin und einige seiner Verbindungen besitzen prophylaktische und therapeutische Wirkungen unterschiedlicher Indikation und werden als Pharmaka verwendet.(R) -camitine and some of its compounds have prophylactic and therapeutic effects of various indications and are used as pharmaceuticals.
Die Racematspaltung von Carnitin mit Hilfe optisch aktiver Säuren, wie Dibenzoylweinsäure oder Camphersulfonsäure, ist bekannt und mehrfach beschrieben (DD-PS 23217, DD-PS 93347, DE-OS 3576098, EP-OS 0141408, IT-PS 2356383). Diese Arbeiten kennzeichnen die offensichtlichen Schwierigkeiten der Racematspaltung von Carnitin, die nur in aufwendigen, mehrstufigen Verfahren und mit ungünstigen chemischen und optischen Ausbeuten durchführbar ist. Binaphthylphosphorsäure (2,2'-/1,1 '-BinaphthylAphosphorsäure, BPA) ist in Form ihrer optisch aktiven (R)- und (S)-Isomeren beschrieben (Tetrahedron Letters 1971,4617,0'g. Synth. 67,1-12 [1989)).The racemate resolution of carnitine using optically active acids, such as dibenzoyltartaric acid or camphorsulfonic acid, is known and described several times (DD-PS 23217, DD-PS 93347, DE-OS 3576098, EP-OS 0141408, IT-PS 2356383). This work identifies the obvious difficulties of racemate cleavage of carnitine, which is feasible only in complex, multi-step process and with unfavorable chemical and optical yields. Binaphthylphosphoric acid (2,2 '- / 1,1'-binaphthyl-phosphoric acid, BPA) is described in the form of its optically active (R) and (S) -isomers (Tetrahedron Letters 1971, 46, 17, 20'g. Synth. 67.1 -12 [1989]).
Es ist das Ziel der Erfindung, unter Vermeidung von Mängeln bekannter Verfahren ein technisch vorteilhaftes Herstellungsverfahren von (R)-Carnitin aus Carnitinracematen zu entwickeln.It is the object of the invention, while avoiding deficiencies of known processes, to develop a technically advantageous preparation process of (R) -carnitine from carnitine racemates.
Aufgabe der Erfindung ist es, (R)-Carnitin aus Carnitinracematen unter Verwendung wohlfeiler chiraler Auxilarien in hohen chemischen und optischen Ausbeuten zu gewinnen.The object of the invention is to obtain (R) -carnitine from carnitine racemates using inexpensive chiral auxilaria in high chemical and optical yields.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von (R)-Carnitin, indem man erfindungsgemäß racemisches Carnitin mit einer optisch aktiven Form der Binaphthylphosphorsäure (BPA) in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels in die diastereomeren Salze überführt, diese durch Kristallisation trennt und aus dem entsprechenden Diastereomer (R)-Carnitin über dessen Säureadditionssalz gewinnt. Hierbei wird bevorzugt (S)-BPA als ODtisch aktive Form der BPA verwendet. Die Salzbildung erfolgt in organischen Lösungsmitteln, wie Ethanol, Methanol, Isopropanol, Aceton, Essigsäureethylester, Diethylether, Dichlormethan (gegebenenfalls in Mischung mit Wasser), aus denen im allgemeinen gut kristallisierende Salze erhalten werden.This object is achieved by a process for the preparation of (R) -carnitine by converting according to the invention racemic carnitine with an optically active form of Binaphthylphosphorsäure (BPA) in the presence of an organic solvent in the diastereomeric salts, these separated by crystallization and from the corresponding Diastereomer (R) carnitine over its acid addition salt wins. In this case, (S) -BPA is preferably used as the active form of the BPA. Salt formation takes place in organic solvents, such as ethanol, methanol, isopropanol, acetone, ethyl acetate, diethyl ether, dichloromethane (if appropriate in a mixture with water), from which salts which generally crystallize well are obtained.
Überraschenderweise kristallisiert bei Verwendung von (S)-BPA bevorzugt das Diastereomere mit (R)-Carnitin als Basenkomponente aus, während unter Verwendung von (R)-BPA bevorzugt (S)-Carnitin-Binaphthylphosphat kristallisiert. Im ersten Fall kann das gewünschte (R)-Carnitin-Binaphthylphosphat direkt abfiltriert und entsprechend weiterverarbeitet werden. Aus der Mutterlauge der Umsetzung von Carnitin mit (S)-BPA kann nach Einengen, Zerlegen mittels Säure, Freisetzen des Camitins und erneuter Umsetzung mit (S)-BPA weiteres (R)-Carnitin-Binaphthylphosphat gewonnen werden. Bei Verwendung von (R)-BPA macht sich eine Zerlegung des aus der Mutterlauge, nach Abtrennung von (S)-Cai nitin-Binaphthylphosphat erhaltenen (R)-Carnitin-Binaphthylphosphates mit anschließender Freiset; ung des angereicherten (R)-Carnitins erforderlich. Dieses Produkt wird einer nochmaligen Umsetzung mit BPA unterwürfen. Die das (R)-Isomere des Carnitins enthaltenden Diastereomere werden bis zum konstanten Drehwert umkristallisiert und anschließend mit Säure, bevorzugt Salzsäure, zerlegt. Dabei ausfallende BPA kann nahezu quantitativ zurückgewonnen werden. Aus der wäßrigen Lösung ist nach Einengen das entsprechende Säureadditionssalz des (R)-Carnitins isolierbar, welches durch anschließendes Behandeln mit einem basischen Ionenaustauscher in an sich bekannter Weise in das Betain überführt wird. Nach der erfindungsgemäßen Behandlung wird (R)-Carnitin in hoher chemischer und optischer Ausbeute erhalten. Das angewandte Verfahren ist sehr effektiv.Surprisingly, when using (S) -BPA, the diastereomer preferentially crystallizes with (R) -carnitine as the base component, while using (R) -BPA, preferably (S) -carnitine-binaphthyl phosphate crystallizes. In the first case, the desired (R) carnitine binaphthyl phosphate can be filtered off directly and further processed accordingly. From the mother liquor of the reaction of carnitine with (S) -BPA can after concentration, decomposition by means of acid, release of the camitin and re-reaction with (S) -BPA further (R) -Carnitin binaphthylphosphate be obtained. When (R) -BPA is used, decomposition of the (R) -carnitine-binaphthylphosphate obtained from the mother liquor after separation of (S) -casanitin-binaphthylphosphate followed by liberation; The enriched (R) carnitine required. This product will be subject to a second implementation with BPA. The diastereomers containing the (R) isomer of carnitine are recrystallized to constant rotation and subsequently decomposed with acid, preferably hydrochloric acid. Failed BPA can be recovered almost quantitatively. After concentration, the corresponding acid addition salt of (R) -carnitin can be isolated from the aqueous solution, which is converted into the betaine by subsequent treatment with a basic ion exchanger in a manner known per se. After the treatment according to the invention, (R) -carnitin is obtained in high chemical and optical yield. The method used is very effective.
2g (0,012mol) Carnitin und 4,3g (0,012mol) (S)-BPA werden unter Rühren und Erwärmen in 25ml Ethanol in Lösung gebracht.2 g (0.012 mol) of carnitine and 4.3 g (0.012 mol) of (S) -BPA are brought into solution with stirring and heating in 25 ml of ethanol.
Nach 24 Stunden werden die erhaltenen Kristalle abgesaugt, mit eiskaltem Ethanol gewaschen und zweimal aus Ethanol umkristallisiert. Man erhält 1,1 g (Rl-Carnitin-Binaphthylphoophat. Dieses wird mit 15 ml halbkonzentrierter Salzsäure versetzt und 6 Stunden bei 25-3O0C intensiv gerührt. Man filtriert, engt das Filtrat im Vakuum ein und versetzt den Rückstand mit Aceton.After 24 hours, the resulting crystals are filtered off, washed with ice-cold ethanol and recrystallized twice from ethanol. 1.1 g (RI-carnitine Binaphthylphoophat. This is admixed with 15 ml of half-concentrated hydrochloric acid, and vigorously stirred at 25-3O 0 C for 6 hours. The mixture is filtered, the filtrate is concentrated in vacuo and the residue treated with acetone.
Nach Absaugen und Trocknen im Vakuum erhält man 0,42g (34% d.Th.) (R)-Carnitin · HCI, [alpha)£6 = -20,7° (c = 2, H2O), entsprechend 89% ee.After vacuuming and drying in vacuo, 0.42 g (34% of theory) of (R) -carnitine.HCl, [alpha] δ 6 = -20.7 ° (c = 2, H 2 O), corresponding to % ee.
Nach Behandlung mit einem basischen Ionenaustauscher (SPW 200) erhalt man 0,33g (R)-Carnitin, [alphajg6 = -26,8° (c = 5,After treatment with a basic ion exchanger (SPW 200), 0.33 g of (R) -carnitine, [alphajg 6 = -26.8 ° (c = 5,
2g Carnitin und 4,3g (S)-BPA werden unter Rühren und Erwärmen in 40ml n-Propanol in Lösung gebracht. Nach 24 Stunden werden die erhaltenen Kristalle abgesaugt und einmal aus Propanol umkristallisiert.2 g of carnitine and 4.3 g of (S) -BPA are brought into solution with stirring and heating in 40 ml of n-propanol. After 24 hours, the resulting crystals are filtered off with suction and recrystallized once from propanol.
Man erhält 1,7g Salz, welches nach Zerlegen mit HCI 0,63g (51 % d.Th.) (R)-Carnitin · HCI, [alphalg5 = -15,7° (c = 2, H2O), ergibt.This gives 1.7 g of salt which, after separation with HCl, gives 0.63 g (51% of theory) of (R) -carnitin.HCl, [alphalg 5 = -15.7 ° (c = 2, H 2 O), results.
Nach Umkristallisieren aus Methanol/Isopropanol erhält man aus der eingeengten Mutterlauge 0,38g (31 % d.Th.) (R)-Carnitin · HCi, [alphajg6 = -22,2° (96% ee).After recrystallization from methanol / isopropanol is obtained from the concentrated mother liquor 0.38 g (31% of theory) of (R) -Carnitin · HCl, [alphajg 6 = -22.2 ° (96% ee).
Daraus werden 0,3g (R)-Carnitin, [alphaß6 = -28,9° freigesetzt.From this, 0.3 g of (R) -carnitine, [alphass 6 = -28.9 ° is liberated.
2g Carnitin und 4,3g (S)-BPA werden unter Rühren und Erwärmen in 25ml Ethanol in Lösung gebracht. Nach Hinzufügen von 50ml Aceton läßt man 24 Stunden stehen. Man saugt die Kristalle ab, wäscht mit Aceton und erhält nach Trocknen 2,7 g Salz.2 g of carnitine and 4.3 g (S) -BPA are brought into solution with stirring and heating in 25 ml of ethanol. After adding 50 ml of acetone, it is allowed to stand for 24 hours. The crystals are filtered off with suction, washed with acetone and, after drying, 2.7 g of salt are obtained.
Nach einmaligem Umkristallisieren aus Ethanol, Zerlegen des Salzes und Freisetzen des Carnitine aus dem Hydrochloric! erhält man 0,585g (R)-Carnitin mit einem Drehwert von [alphalS6= -15,7° (c = 5, H2O), entsprechend 52% ee.After a single recrystallization from ethanol, disassembly of the salt and release of the carnitine from the Hydrochloric! 0.585 g of (R) -carnitine is obtained with a rotation of [alphalS 6 = -15.7 ° (c = 5, H 2 O), corresponding to 52% ee.
Aus diesem Produkt können nach erneuter Spaltung mit (S)-BPA in Ethanol 0,45g (37% d.Th.) (R)-Carnitin HCI, [alpha!" = -21,0° (c = 5, H2O), 90% ee, erhalten werden. Daraus lassen sich 0,36g (R)-Carnitin, [alpha]" = -27,1° (c = 5, H2O), darstellen.From this product, after renewed cleavage with (S) -BPA in ethanol, 0.45 g (37% of theory) of (R) -carnitine HCl, [α! "= -21.0 ° (c = 5, H 2 O), 90% ee, from which 0.36 g of (R) -carnitine, [alpha] "= -27.1 ° (c = 5, H 2 O), can be obtained.
2g Carnitin und 4,3g (R)-BPA werden unter Rühren und Erwärmen in Lösung gebracht. Nach 24 Stunden saugt man das ausgefallene (S)-Carnitin-Binaphthylphosphat ab, engt die Mutterlauge ein und zerlegt den Rückstand mit halbkonzentrierter Salzsäure. Man erhält 1,45g (R)-Carnitin · HCI, [alphaß6 = 7,7° (33% ee). Nach Freisetzen des Carnitine und Spalten mit (S)-BPA in Ethanol erhält man 1,1 g (R)-Carnitin · HCI, [aipha]?5 = -15,0° (65% ee).2 g of carnitine and 4.3 g of (R) -BPA are brought into solution with stirring and heating. After 24 hours, the precipitated (S) carnitine binaphthyl phosphate is filtered off with suction, the mother liquor is concentrated and the residue is decomposed with half-concentrated hydrochloric acid. 1.45 g of (R) -carnitine.HCl are obtained, [alpha 6 = 7.7 ° (33% ee). After release of carnitine and cleavage with (S) -BPA in ethanol, 1.1 g of (R) -carnitine · HCl, [aipha] are obtained. 5 = -15.0 ° (65% ee).
Man kristallisiert aus Methanol/Isopropanol um und erhält aus der Mutterlauge 0,6g (R)-Carnitin · HCI, [alphaß6 = -22,0° (95% ee), was einer Endausbeute von 49% d.Th. entspricht. Nach Behandeln mit basischem Ionenaustauscher werden 0,43g (R)-Carnitin, [alpha)" = -28,6°, erhalten.It is recrystallized from methanol / isopropanol and obtained from the mother liquor 0.6 g of (R) -Carnitin · HCl, [alphaß 6 = -22.0 ° (95% ee), resulting in a final yield of 49% of theory equivalent. After treatment with basic ion exchanger, 0.43 g of (R) -carnitine, [alpha] "= -28.6 °, are obtained.
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