DE10150063C2 - Process for the multi-stage production of alpha-lipoic acid, new 1,3-dithiane and their use - Google Patents
Process for the multi-stage production of alpha-lipoic acid, new 1,3-dithiane and their useInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur mehrstufigen Herstellung von α-Liponsäure unter Verwendung von 1,3, Dithianen, neue, ggf. nach diesem Verfahren hergestellte Verbindungen sowie deren Verwendung.The present invention relates to a method for multi-stage Production of α-lipoic acid using 1,3, dithians, new, any compounds produced by this process and their compounds Use.
α-Liponsäure (Thioctsäure, 1,2-Dithiolan-3-pentansäure) ist seit ca. 50 Jahren als Wachstumsfaktor in Mikroorganismen bekannt, sie kommt aber in geringen Konzentrationen auch in höheren Pflanzen und Tieren vor. Ursprünglich wurde α-Liponsäure als Protogen A oder Acetat-Ersatzfaktor bezeichnet, heute ist auch der Trivialname Thioctsäure gebräuchlich. Durch die Entdeckung neuer Eigenschaften in den letzten Jahren ist dieser Naturstoff verstärkt in das Interesse von Biologie, Biochemie, Medizin, Ernährungswissenschaft und Technik gerückt.α-Lipoic acid (thioctic acid, 1,2-dithiolan-3-pentanoic acid) has been around for about 50 Years known as a growth factor in microorganisms, but it is coming in low concentrations also in higher plants and animals. Originally, α-lipoic acid was used as Protogen A or acetate replacement factor referred to today as the common name thioctic acid. By the discovery of new properties in recent years is this Natural product strengthens in the interest of biology, biochemistry, medicine, Advanced nutrition science and technology.
α-Liponsäure wirkt physiologisch in hydrophilen und lipophilen Medien als Coenzym der oxidativen Decarboxylierung von α-Ketocarbonsäuren (z. B. Pyruvat, α-Ketoglutarat). Außerdem ist α-Liponsäure auch beim Abbau bestimmter Aminosäuren als Cofaktor beteiligt. Überdies trägt sie zur Regenerierung von Vitamin C, Vitamin E, Glutathion und Coenzym Q10 bei. Weiter haben α-Liponsäure und ihr zugehöriger Redoxpartner Dihydroliponsäure (γ-Liponsäure, 6,8-Dimercaptooctansäure) stark antioxidative und mitunter auch prooxidative Eigenschaften. Ein biologisches Antioxidans sollte unter anderem folgende Kriterien erfüllen: (i) Spezifität beim Abfangen freier Radikale, (ii) Fähigkeit zur Chelierung von Metallionen, (iii) Wechselwirkung mit anderen Antioxidantien, (iv) Absorption und biologische Verfügbarkeit sowie (v) an Membranen gebundener oder frei in der Zelle befindlicher Wirkort. Weil das Redoxpaar Liponsäure/Dihydroliponsäure obige Kriterien für Antioxidantien gut erfüllt und weil α-Liponsäure physiologisch leicht in einer Gleichgewichtsreaktion in Dihydroliponsäure umgewandelt werden kann, wird α-Liponsäure oft auch als ein "universelles Antioxidans" bezeichnet. α-Lipoic acid acts physiologically in hydrophilic and lipophilic media as Coenzyme of the oxidative decarboxylation of α-ketocarboxylic acids (e.g. Pyruvate, α-ketoglutarate). In addition, α-lipoic acid is also degrading certain amino acids involved as a cofactor. In addition, it contributes to Regeneration of vitamin C, vitamin E, glutathione and coenzyme Q10. Also have α-lipoic acid and its associated redox partner Dihydrolipoic acid (γ-lipoic acid, 6,8-dimercaptooctanoic acid) strong antioxidative and sometimes also pro-oxidative properties. A biological antioxidant should meet the following criteria, among others: (i) Specificity in trapping free radicals, (ii) Ability to chelate of metal ions, (iii) interaction with other antioxidants, (iv) Absorption and bioavailability as well as (v) on membranes active site bound or free in the cell. Because that Redox couple lipoic acid / dihydrolipoic acid above criteria for Antioxidants well fulfilled and because α-lipoic acid is physiologically easy in an equilibrium reaction can be converted into dihydrolipoic acid α-lipoic acid is often used as a "universal antioxidant" designated.
Racemische α-Liponsäure ist zur Behandlung von Leberschädigungen (durch Gifte wie z. B. Allylalkohol oder das Gift des weißen Knollenblätterpilzes) und Neuropathien (z. B. diabetische Polyneuropathie) zugelassen; ihr Einsatz als effektiver Inhibitor der Replikation von HIV-1- Viren wurde diskutiert (vgl. Klin. Wochenschr. 1991, 69 (15), 722-724). Das Racemat von α-Liponsäure weist auch zytoprotektive, antiphlogistische und antinociceptive (analgetische) Eigenschaften auf, wobei sich herausgestellt hat, dass bei den reinen optischen Isomeren der α-Liponsäure (R-α- Liponsäure bzw. S-α-Liponsäure) im Gegensatz zum Racemat das R- Enantiomer ein überwiegend antiphlogistisches und das S-Enantiomer ein überwiegend antinociceptives Wirkungsprofil zeigt (vgl. EP 812 590 A2). Des Weiteren repräsentiert α-Liponsäure einen auch in lipophilen Medien gut löslichen Radikalfänger. Nachdem α-Liponsäure nachweislich den Glucose-Transport in Muskel- und Fettzellen stimuliert (vgl. "Lipoic Acid in Health and Disease", Marcel Dekker Inc., New York 1997, S. 87 ff.), ist ihr Einsatz zur Behandlung von Erkrankungen im Zusammenhang mit Diabetes Typ II denkbar. DE 198 18 563 A1 beschreibt racemische oder enantiomerenreine α-Liponsäure auch als Appetitzügler (Anorektikum) und als Wirkstoff zur Körpergewichts-Reduzierung.Racemic α-lipoic acid is used to treat liver damage (from poisons such as allyl alcohol or the poison of the white Tuber agaric) and neuropathies (e.g. diabetic polyneuropathy) authorized; their use as an effective inhibitor of replication of HIV-1 Viruses were discussed (see Klin. Wochenschr. 1991, 69 (15), 722-724). The Racemate of α-lipoic acid also exhibits cytoprotective, anti-inflammatory and antinociceptive (analgesic) properties, whereby it turns out has that with the pure optical isomers of α-lipoic acid (R-α- Lipoic acid or S-α-lipoic acid) in contrast to the racemate the R- Enantiomer is a predominantly anti-inflammatory and the S-enantiomer shows predominantly antinociceptive activity profile (cf. EP 812 590 A2). Furthermore, α-lipoic acid also represents one in lipophilic media readily soluble radical scavenger. After α-lipoic acid demonstrably the Stimulates glucose transport in muscle and fat cells (see "Lipoic Acid in Health and Disease ", Marcel Dekker Inc., New York 1997, p. 87 ff.) Is hers Use to treat diseases related to diabetes Type II possible. DE 198 18 563 A1 describes racemic or Enantiomerically pure α-lipoic acid also as an appetite suppressant (anorectic) and as an active ingredient to reduce body weight.
Im Leistungssport ist man bemüht, den oxidativen Stress gering und damit die Leistungsfähigkeit der Zelle hoch zu halten, so dass Liponsäure nicht nur als Arzneimittel, sondern auch als Nahrungsmittelzusatz (Dietary Supplement) z. B. in "Energydrinks" im Gespräch ist (Challem, Muscle & Fitness 1997, 83).In competitive sports one tries to keep the oxidative stress low and therefore to keep cell performance high, so that lipoic acid not only as a medicine, but also as a food additive (Dietary Supplement) e.g. B. is in conversation in "energy drinks" (Challem, Muscle & Fitness 1997, 83).
Eine weitere Einsatzmöglichkeit findet sich in der kosmetischen Industrie: Die Verwendung des 2-Ethylhexyl- bzw. des Hexadecylesters von α-Liponsäure in Cremes zur Hautaufhellung wird in JP 81,120,611 beschrieben. Wie sich inzwischen gezeigt hat, kann in bestimmten Mischungen und Salzen von racemischer, enantiomerenreiner oder Enantiomeren-angereicherter α-Liponsäure die Polymerisationsneigung des labilen cyclischen Disulfids wirkungsvoll unterdrückt werden (vgl. R. C. Thomas, L. J. Reed, J. Am. Chem. Soc. 1956, 78, 6148). Die biologische Aktivität von racemischer, enantiomerenreiner oder Enantiomeren- angereicherter α-Liponsäure oder Dihydroliponsäure wird in solchen Mischungen oder Salzen erheblich gesteigert, womit eine Verbesserung der mitochondriellen Funktion sowie eine wirkungsvolle Behandlung von Komplikationen im Zusammenhang mit Diabetes Typ II, Insulin-Resistenz, Hyperglyzämie, Arteriosklerose, endothelialer Dysfunktion, oxidativem Stress, einem gestörtem Fettstoffwechsel oder Alterungserscheinungen von Zellstrukturen verbunden ist. Ebenso ist eine verbesserte Behandlung von vernarbtem Gewebe sowie von Gewebe möglich, welches bspw. in der Strahlentherapie oder bei Röntgenuntersuchungen einer ionisierender Strahlung ausgesetzt wurde.Another application is in the cosmetic industry: The use of the 2-ethylhexyl or the hexadecyl ester of α-Lipoic acid in creams for skin lightening is in JP 81,120,611 described. As has now been shown, certain Mixtures and salts of racemic, enantiomerically pure or Enantiomerically enriched α-lipoic acid the tendency to polymerize of the labile cyclic disulfide can be effectively suppressed (cf. R. C. Thomas, L. J. Reed, J. Am. Chem. Soc. 1956, 78, 6148). The biological Activity of racemic, enantiomerically pure or enantiomeric Enriched α-lipoic acid or dihydrolipoic acid is used in such Mixtures or salts increased significantly, making an improvement mitochondrial function and an effective treatment of Complications related to type II diabetes, insulin resistance, Hyperglycaemia, arteriosclerosis, endothelial dysfunction, oxidative Stress, a disturbed fat metabolism or signs of aging Cell structures is connected. Also an improved treatment for Scarred tissue as well as tissue that is, for example, in the Radiotherapy or X-ray examinations of an ionizing Has been exposed to radiation.
Schließlich sind derartige Mischungen oder Salze auch zur Behandlung von Depressionen somatogener, endogener oder psychogener Natur sowie von pharmakogenen Depressionen und zur Förderung der kognitiven Fähigkeiten im Zusammenhang mit Wahrnehmung, Erkennen, Erinnern und Denken und zur Behandlung von Denk- und Gedächtnisstörungen geeignet. Zudem lassen die verbesserten Eigenschaften dieser Liponsäure bzw. Dihydroliponsäure enthaltenden Mischungen oder Salze sie auch bei der Behandlung von Symptomen im Zusammenhang mit der Alzheimerschen Krankheit, der Parkinsonschen Krankheit und der Hutchinsonschen Krankheit (Veitstanz) besonders geeignet erscheinen.Finally, such mixtures or salts are also used to treat Depression of a somatogenic, endogenous or psychogenic nature and of pharmacogenic depression and to promote cognitive Skills related to perception, cognition, remembering and Thinking and suitable for the treatment of thinking and memory disorders. In addition, the improved properties of this lipoic acid or Mixtures or salts containing dihydrolipoic acid also include them in the Treatment of symptoms related to Alzheimer's Disease, Parkinson's disease and Hutchinson's Illness (Veitstanz) seem particularly suitable.
Als pharmazeutischer Wirkstoff oder Nahrungsmittelzusatz kommt racemische α-Liponsäure sowohl als reiner Feststoff im Gemisch mit anderen Komponenten, in festen, galenischen Formulierungen aber auch in Infusionslösungen zum Einsatz.Comes as an active pharmaceutical ingredient or food additive Racemic α-lipoic acid both as a pure solid in a mixture with other components, in solid, galenical formulations but also in Infusion solutions for use.
Die Vielzahl der existierenden und potentiellen Anwendungen setzt dabei die Verfügbarkeit großer Mengen α-Liponsäure voraus, wobei dieser Bedarf in den nächsten Jahren weiter sprunghaft ansteigen wird. Weil aber die Verfügbarkeit von α-Liponsäure aus natürlichen Quellen gering ist und überdies die Isolierung der labilen, licht- und temperaturempfindlichen Verbindung äußerst schwierig ist, muss die für pharmazeutische oder Dietary-Supplement-Anwendungen benötigte α-Liponsäure i. d. R. auf synthetischem Wege gewonnen werden.The large number of existing and potential applications is important the availability of large amounts of α-lipoic acid, this Demand will continue to skyrocket over the next few years. But because the availability of α-lipoic acid from natural sources is low and moreover, the isolation of the unstable, light and temperature sensitive Connection is extremely difficult, which must be for pharmaceutical or Dietary supplement applications required α-lipoic acid i. d. R. on can be obtained synthetically.
Synthesemöglichkeiten für rohe racemische α-Liponsäure sowie für enantiomerenreine R- oder S-α-Liponsäure sind beispielsweise in Crévisy et al., Eur. J. Org. Chem. 1998, 1949, Fadnavis et al., Tetrahedron Asym. 1998, 9, 4109, Dhar et al., J. Org. Chem. 1992, 57, 1699, Adger et al., J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1995, 1563, Dasaradhi et al., J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1990, 729, Gopalan et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans. I 1990, 1897, Yadav et al., J. Sci. Ind. Res. 1990, 49, 400, Tolstikov et. al., Bioorg. Khim. 1990, 16, 1670, Gopalan et al., Tetrahedron Lett. 1989, 5705, beschrieben oder zusammengefasst.Synthesis possibilities for crude racemic α-lipoic acid as well as for enantiomerically pure R- or S-α-lipoic acid are, for example, in Crévisy et al., Eur. J. Org. Chem. 1998, 1949, Fadnavis et al., Tetrahedron Asym. 1998, 9, 4109, Dhar et al., J. Org. Chem. 1992, 57, 1699, Adger et al., J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1995, 1563, Dasaradhi et al., J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1990, 729, Gopalan et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans. I 1990, 1897, Yadav et al., J. Sci. Ind. Res. 1990, 49, 400, Tolstikov et. al., Bioorg. Khim. 1990, 16, 1670, Gopalan et al., Tetrahedron Lett. 1989, 5705, described or summarized.
Als übliche Reinigungsmethode für so erhaltene, rohe α-Liponsäure wird auf die Umkristallisation aus Lösemitteln, wie z. B. n-Pentan, Cyclohexan, Methylcyclohexan und Ethylacetat, oder aus Gemischen von Lösemitteln, wie z. B. Ethylacetat und Hexan, zurückgegriffen, wie sie beispielsweise in Brookes et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1 1988, 9, Segre et al., J. Am. Chem. Soc. 1957, 3503, Walton et al., J. Am. Chem. Soc. 1955, 77, 5144, Acker et al., J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 6483, beschrieben ist. Als alternative zusätzliche Reinigungsmethode für Liponsäure, die zuvor aus einem Gemisch aus Cyclohexan und Ethylacetat umkristallisiert wurde, wird in DE 197 26 519 A1 eine Behandlung des rohen, mit Liponsäure angereichertem Materials mit flüssigem oder überkritischem Kohlendioxid vorgeschlagen. In PCT/EP00/07802 wird durch Auflösen von roher α-Liponsäure in verdünnter wässriger alkalischer Lösung, Abfiltrieren von vorhandenen festen Verunreinigungen und Wiederansäuern eine kristalline α-Liponsäure erhalten, die sich durch das Fehlen von Verunreinigungen, wie z. B. polymere Disulfide oder 1,2,3-Trithian-4-valeriansäure (Epiliponsäure), sowie die völlige Freiheit von organischen Lösemitteln auszeichnet.The usual cleaning method for crude α-lipoic acid thus obtained is on recrystallization from solvents such as. B. n-pentane, cyclohexane, Methylcyclohexane and ethyl acetate, or from mixtures of solvents, such as As ethyl acetate and hexane, as used for example in Brookes et al., J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1 1988, 9, Segre et al., J. Am. Chem. Soc. 1957, 3503, Walton et al., J. Am. Chem. Soc. 1955, 77, 5144, Acker et al., J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 6483. As alternative additional cleaning method for lipoic acid that previously made was recrystallized from a mixture of cyclohexane and ethyl acetate, DE 197 26 519 A1 describes a treatment of the crude with lipoic acid enriched material with liquid or supercritical carbon dioxide suggested. In PCT / EP00 / 07802 by dissolving raw α-Lipoic acid in dilute aqueous alkaline solution, filter off existing solid contaminants and re-acidifying a crystalline α-lipoic acid obtained by the lack of impurities, such as B. polymeric disulfides or 1,2,3-trithiane-4-valeric acid (Epiliponic acid), as well as the complete freedom from organic solvents distinguished.
In vielen der genannten α-Liponsäure-Synthesen stellt die Dimercaptooctansäure die unmittelbare chemische Vorstufe für das gewünschte Produkt dar. Die literaturbekannten Synthesen für Dimercaptooctansäure gehen in der Regel von einem gemeinsamen Ausgangsmaterial, dem Adipinsäuremonomethylester, aus und bedienen sich einer Vielzahl von Verfahrensstufen, woraus jedoch nur sehr niedrige chemische Ausbeuten resultieren.In many of the α-lipoic acid syntheses mentioned, the Dimercaptooctanoic acid is the immediate chemical precursor for Desired product. The literature known syntheses for Dimercaptooctanoic acid usually go from a common one Starting material, the adipic acid monomethyl ester, and operate a variety of process stages, but only very low chemical yields result.
Aber auch die chemische Umwandlung von Dimercaptooctansäure zu α- Liponsäure sowie die anschließende Reinigung des Endprodukts bereitet erhebliche Probleme: Beispielsweise umfasst die Synthese von racemischer α-Liponsäure nach U. Schmidt, P. Grafen, Chem. Ber. 1959, 1711 die destillative Reinigung der zunächst auf synthetischem Wege erhaltenen Vorstufe Dimercaptooctansäure, deren Oxidation zu α-Liponsäure und der anschließenden Reinigung des Reaktionsprodukts durch Destillation. Anschließend wird bei -70°C aus Ethylacetat umkristallisiert, wobei diese Verfahrenstemperaturen nur mit unverhältnismäßig großem Aufwand zu erreichen sind. Überdies macht die chemische Labilität von α-Liponsäure, die unter den destillativen Bedingungen des Reinigungsschritts zu einem erheblichen Anteil in ein zähes, hochviskoses, gummiartiges Material polymerisiert, dieses Verfahren aus ökonomischer Sicht undurchführbar.But also the chemical conversion of dimercaptooctanoic acid to α- Lipoic acid and the subsequent cleaning of the end product significant problems: for example, the synthesis of racemic involves α-lipoic acid according to U. Schmidt, P. Grafen, Chem. Ber. 1959, 1711 the purification by distillation of those initially obtained synthetically Precursor dimercaptooctanoic acid, its oxidation to α-lipoic acid and subsequent purification of the reaction product by distillation. The mixture is then recrystallized from ethyl acetate at -70 ° C Process temperatures only with disproportionate effort are reachable. Furthermore, the chemical lability of α-lipoic acid, the one under the distillation conditions of the purification step considerable proportion in a tough, highly viscous, rubber-like material polymerized, this process is impracticable from an economic point of view.
Ein alternatives Verfahren zur Herstellung racemischer α-Liponsäure ist in J. Am. Chem. Soc. 1955, 77, 416, beschrieben: Hier wird die nach der Oxidation von synthetischer Dimercaptooctansäure in Lösung befindliche α-Liponsäure zunächst vom organischen Lösemittel befreit. Das erhaltene viskose Öl wird anschließend mit Skellysolve B mehrfach extrahiert, wobei nicht unerwähnt bleibt, dass wiederum erhebliche Anteile eines "polymeren Materials" in unterschiedlichen Mengen entstehen, die aufwändig abgetrennt werden müssen. Aus den vereinigten Extrakten wird auskristallisiert und schließlich, wiederum erst nach zusätzlicher Umkristallisation aus Skellysolve B - einem eher unüblichen und nicht allgemein verfügbaren Lösemittel - ein analysenreines Produkt erhalten.An alternative method for producing racemic α-lipoic acid is in J. Am. Chem. Soc. 1955, 77, 416, described here: the after the Oxidation of synthetic dimercaptooctanoic acid in solution α-Lipoic acid first freed from the organic solvent. The received Viscous oil is then extracted several times with Skellysolve B, whereby It should not go unmentioned that considerable proportions of a "polymeric material" are created in different quantities have to be separated at great expense. The combined extracts become crystallized out and finally, again only after additional Recrystallization from Skellysolve B - a rather unusual and not commonly available solvents - get an analytical grade product.
In Chem. Abs. 1965, 63, 16355e, ist ein von 2-Ethoxyethylbromid ausgehender Prozess für α-Liponsäure offengelegt. Die Gesamtausbeute beträgt jedoch lediglich 10%, was angesichts des teuren Ausgangsmaterials umso nachteiliger ist. Auch das in J. Am. Chem. Soc. 1957, 79, 3503 sowie in US 2,993,056 beschriebene und auf Cyclohexanon basierende Verfahren kommt auf eine Gesamtausbeute von nur 19%.In Chem. Abs. 1965, 63, 16355e, is one of 2-ethoxyethyl bromide outgoing process for α-lipoic acid disclosed. The total yield however, is only 10%, which is considering the expensive Starting material is the more disadvantageous. Also in J. Am. Chem. Soc. 1957, 79, 3503 and in US 2,993,056 and on cyclohexanone based process comes to a total yield of only 19%.
Das aus DE 35 12 911 A1 bekannte Verfahren geht von Adipinsäuremonomethylestermonochlorid aus und wandelt dieses in einer Vielzahl von Verfahrens- und Reinigungsstufen mit teilweise hohem Chemikalien- und Energiebedarf in α-Liponsäure um. Die Gesamtausbeute beträgt weniger als 30%, was angesichts der schon relativ kostenintensiven Ausgangsverbindung diese Verfahrensvariante noch unattraktiver macht.The method known from DE 35 12 911 A1 is based on Monomethyl chloride of adipic acid and converts this into one Variety of process and cleaning stages, some of them high Chemical and energy requirements in α-lipoic acid. The total yield is less than 30%, which is considering the already relatively expensive Initial connection makes this process variant even more unattractive.
In DE 35 12 911 A1 ist ein Verfahren für Dimercaptooctansäure beschrieben, bei dem die Ausgangsverbindung 2-(3-Alkylthiopropionyl)cyclopentanon erst durch eine mehrstufige chemische Synthese aufwändig dargestellt werden muss, wobei die Umsetzung mit Natrium in flüssigem Ammoniak bei -60 bis -10°C hohe Kosten aufgrund der notwendigen Kühlungs- und Sicherheitsvorrichtungen verursacht.DE 35 12 911 A1 describes a process for dimercaptooctanoic acid, in which the starting compound is 2- (3-alkylthiopropionyl) cyclopentanone only elaborately represented by a multi-stage chemical synthesis must be, with the reaction with sodium in liquid ammonia -60 to -10 ° C high costs due to the necessary cooling and Safety devices caused.
Gemäß US 5,489,694 wird zur Synthese von Dimercaptooctansäure und α-Liponsäure Cyclohexanon in Gegenwart eines Radikalstarters mit einem Vinylalkylether umgesetzt, das resultierende 2-Alkoxyethylcyclohexanon anschließend mit einer Persäure in einer Baeyer-Villiger-Reaktion zu einem Lacton umgesetzt, welches im Anschluss mit Thioharnstoff in Gegenwart von Bromwasserstoffsäure oder Iodwasserstoffsäure zu Dimercaptooctansäure umgesetzt wird. Die so erhaltene rohe Dihydroliponsäure wird entweder isoliert oder in Gegenwart eines Eisen-(III)-Katalysators zu α-Liponsäure oxidiert. Die rohe α-Liponsäure wird schließlich in einem Dünnschichtverdampfer durch kontinuierliche Destillation bei 0.2-0.02 mbar und 60-200°C destilliert, und das Destillat auskristallisiert. Die Nachteile dieses Syntheseweges sind in der geringen Selektivität der radikalischen Addition von Cyclohexanon an das Vinylderivat von nur etwa 70%, im Auftreten von Produktgemischen nach der Baeyer-Villiger- Oxidation und in der Notwendigkeit einer destillativen Reinigung der thermisch labilen α-Liponsäure zu sehen. According to US 5,489,694 for the synthesis of dimercaptooctanoic acid and α-Lipoic acid cyclohexanone in the presence of a radical initiator with a Implemented vinyl alkyl ether, the resulting 2-alkoxyethylcyclohexanone then with a peracid in a Baeyer-Villiger reaction to one Lactone implemented, which subsequently with thiourea in the presence of Hydrobromic acid or hydroiodic acid to dimercaptooctanoic acid is implemented. The crude dihydroliponic acid thus obtained is either isolated or in the presence of an iron (III) catalyst to α-lipoic acid oxidized. The crude α-lipoic acid is finally in one Thin film evaporator by continuous distillation at 0.2-0.02 mbar and distilled 60-200 ° C, and the distillate crystallized. The Disadvantages of this synthetic route are the low selectivity of the radical addition of cyclohexanone to the vinyl derivative of only about 70%, in the occurrence of product mixtures according to the Baeyer-Villiger Oxidation and the need for purification by distillation to see thermally labile α-lipoic acid.
Menon et al. haben in Tetrahedron Lett. 1987, 28 (44), 5313-5314 die Synthese von 1,3-Dithianen mit Aceton, (+)-Menthon und (-)-Menthon beschrieben. Die Umsetzungen der erhaltenen 1,3-Dithiane zu den entsprechenden 1,3-Dithian-1-oxiden erfolgt demgemäß mit Natriumperiodat, einem sehr teuren Reagens, bei dem überdies aufgrund der großen Molekülmasse der Mengenbedarf für diese Sulfoxidation sehr hoch ist. Die Umsetzung der 1,3-Dithian-1-oxide mit 5-Bromvaleriansäure in Gegenwart von Lithiumdiisopropylamid (LDA) sowie die anschließende Konvertierung der 1,3-Dithian-1-oxide zu 1,2-Dithiolanen unter saurer Katalyse liefert racemische oder enantiomerenreine R-(+)-α-Liponsäure oder S-(-)-α-Liponsäure. Zwar berichten die Autoren von hohen Ausbeuten von 70% für die gesamte Sequenz zu R-α-Liponsäure ausgehend von (-)-Menthon, allerdings zeigte sich eine starke Anfälligkeit der Umsetzung des Sulfoxids mit LDA gegenüber typischen Upscale-Effekten, sodass eine industrielle Anwendung nicht möglich erscheint. Überdies ist der Reaktionspartner 5-Bromvaleriansäure seinerseits nur über eine langwierige und kostspielige Synthese zugänglich.Menon et al. have Lett in Tetrahedron. 1987, 28 (44), 5313-5314 the Synthesis of 1,3-dithians with acetone, (+) - menthone and (-) - menthone described. The conversions of the 1,3-dithiane obtained to the Corresponding 1,3-dithiane-1-oxides are accordingly carried out with Sodium periodate, a very expensive reagent, which is also due to the large molecular mass, the amount required for this sulfoxidation is high. The reaction of 1,3-dithian-1-oxide with 5-bromovaleric acid in Presence of lithium diisopropylamide (LDA) and the subsequent Conversion of 1,3-dithian-1-oxide to 1,2-dithiolanes under acidic conditions Catalysis provides racemic or enantiomerically pure R - (+) - α-lipoic acid or S - (-) - α-lipoic acid. The authors report high yields from 70% for the entire sequence to R-α-lipoic acid starting from (-) - Menthon, however, the implementation was very vulnerable of sulfoxide with LDA compared to typical upscale effects, so that a industrial application seems impossible. Moreover, that is Reaction partner 5-bromovaleric acid for its part only via one lengthy and costly synthesis accessible.
Ein Verfahren zur Synthese von 1,3-Dithian-1,3-oxid-Derivaten ist gemäß Patent Abstracts of Japan aus JP 58-150588 bekannt. Dabei wird 2,2- Dimethyl-1,3-dithian-1-oxid mit Butyllithium bei Temperaturen zwischen -40 und -80°C umgesetzt und das entstehende Lithium enthaltende Produkt direkt zu einem 1,3-Dithian-1-oxid-Derivat weiterreagiert, das mit einem Carboxyalkyl-Rest oder einer 3,4-Dihydro-2H-pyran-6-yl-Gruppe substituiert ist.A method for the synthesis of 1,3-dithiane-1,3-oxide derivatives is according to Patent Abstracts of Japan known from JP 58-150588. Here, 2.2 Dimethyl-1,3-dithiane-1-oxide with butyllithium at temperatures between -40 and -80 ° C implemented and the resulting lithium-containing product directly reacted to a 1,3-dithiane-1-oxide derivative, which with a Carboxyalkyl radical or a 3,4-dihydro-2H-pyran-6-yl group is substituted.
Aus den bekannten Nachteilen des Standes der Technik hat sich für die vorliegende Erfindung somit die Aufgabe gestellt, ein leistungsfähiges und flexibles Verfahren zur Herstellung von α-Liponsäure unter Verwendung von 1,3-Dithianen bereitzustellen, das sich idealerweise wenigstens z. T. bereits erprobter Standardreaktionen zum Gerüstaufbau und zur Funktionalisierung bedient, wobei die verwendeten Reagenzien leicht verfügbar und mit geringen Beschaffungs- oder Herstellungskosten verbunden sein sollen. From the known disadvantages of the prior art has for The present invention therefore has the task of being a powerful and Flexible process for the production of α-lipoic acid using of 1,3-dithians, which ideally should be at least z. T. already tested standard reactions for scaffolding and Functionalization operated, using the reagents easily available and with low procurement or manufacturing costs should be connected.
Gelöst wurde diese Aufgabe mit Hilfe eines entsprechenden Verfahrens,
bei dem man
This task was solved with the help of a corresponding procedure, in which one
-
a) in einer ersten Verfahrensstufe 1,3-Propandithiol mit einer Aldehyd- oder
Ketonverbindung (1) der allgemeinen Formeln
worin jeweils R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, ein C1-3-Alkyl oder Phenyl bedeuten oder worin R1 und R2 gemeinsam einen -(CH2)n-Ring mit n = 4 oder 5 bilden, R für C1-3-Alkyl, C1-3-Acyl, Trifluoracetyl, Benzyl oder Benzoyl steht, R'=H, C1-3-Alkyl oder Benzyl ist und X = O oder S bedeutet, in alkoholischer Lösung bei Temperaturen zwischen -5 und +5°C und in Gegenwart von Bortrifluorid-Etherat als Lewis-Säuren-Katalysator (2) umsetzt,a) in a first process step 1,3-propanedithiol with an aldehyde or ketone compound (1) of the general formulas
wherein R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, a C 1-3 alkyl or phenyl or where R 1 and R 2 together form a - (CH 2 ) n ring with n = 4 or 5, R is C 1 -3- alkyl, C 1-3 -acyl, trifluoroacetyl, benzyl or benzoyl, R '= H, C 1-3 -alkyl or benzyl and X = O or S, in alcoholic solution at temperatures between -5 and + 5 ° C and in the presence of boron trifluoride etherate as Lewis acid catalyst (2),
dann
then
-
a) gegebenenfalls nach erfolgter Reinigung, die aus Verfahrensstufe a)
erhaltene 1,3-Dithianverbindung (3) bei Temperaturen zwischen 0 und
25°C mit einer wässrigen Wasserstoffperoxid-Lösung als
Oxidationsmittel (4) zu einem 1,3-Dithian-1-oxid (5) der allgemeinen
Formel II)
worin R1 und R2 die genannte Bedeutung besitzen, oxidiert,a) if necessary after cleaning, the 1,3-dithiane compound (3) obtained from process stage a) at temperatures between 0 and 25 ° C. with an aqueous hydrogen peroxide solution as oxidizing agent (4) to give a 1,3-dithiane-1- oxide (5) of the general formula II)
wherein R 1 and R 2 have the meaning given, oxidized,
anschließend
subsequently
-
a) das aus b) erhaltene 1,3-Dithian-1-oxid (5) der allgemeinen Formel II in
Gegenwart von Lithiumdiisopropylamid oder n-Butyllithium als Lewis-
oder Brönstedt-Base (6) bei Temperaturen zwischen -85°C und +15°C
an absolutiertes und polymerisatfreies Acrolein zum entsprechenden
Allylalkohol (7) der allgemeinen Formel III)
worin R1 und R2 die genannte Bedeutung besitzen, addiert,a) the 1,3-dithiane-1-oxide (5) of the general formula II obtained from b) in the presence of lithium diisopropylamide or n-butyllithium as Lewis or Brönstedt base (6) at temperatures between -85 ° C. and + 15 ° C. to absolute and polymer-free acrolein to the corresponding allyl alcohol (7) of the general formula III)
where R 1 and R 2 have the meaning given, added,
nachfolgend
below
-
a) den Allylalkohol (7) der allgemeinen Formel III aus Stufe c) unter Lewis-
oder Brönstedt-Säure (8)-Katalyse mit einem Orthoester (9)
CH3C(OR3)3
zum Allylacetal (10) der allgemeinen Formel IV)
worin R1 und R2 die genannte Bedeutung besitzen und R3 jeweils C1-3-Alkyl bedeutet, umsetzt,a) the allyl alcohol (7) of the general formula III from stage c) with Lewis or Brönstedt acid (8) catalysis with an orthoester (9)
CH 3 C (OR 3 ) 3
to the allyl acetal (10) of the general formula IV)
in which R 1 and R 2 have the meaning given and R 3 each denotes C 1-3 alkyl,
dann
then
-
a) den Allylorthoester (10) der allgemeinen Formel IV bei Temperaturen
zwischen 70 und 120°C zur Octensäure-Verbindung (11) der
allgemeinen Formel V)
worin R1, R2 und R3 die genannte Bedeutung besitzen, weiterreagieren lässt, a) the allyl orthoester (10) of the general formula IV at temperatures between 70 and 120 ° C to the octenoic acid compound (11) of the general formula V)
wherein R 1 , R 2 and R 3 have the meaning given, can react further, -
b) die aus e) erhaltene Octensäure-Verbindung (11) der allgemeinen
Formel V mit Hilfe eines Diimins als Reduktionsmittel und bei
Temperaturen zwischen 80 und 110°C zu einem 1,3-Dithian-1-oxid-6-
valeriansäureester (12) der allgemeinen Formel VI)
worin R1 und R2 und R3 die genannte Bedeutung besitzen, reduziert,b) the octenic acid compound (11) of the general formula V obtained from e) using a diimine as reducing agent and at temperatures between 80 and 110 ° C. to give a 1,3-dithiane-1-oxide-6-valeric acid ester (12) of the general formula VI)
in which R 1 and R 2 and R 3 have the meaning given, reduced,
darauf
thereon
-
a) den Valeriansäureester (12) der allgemeinen Formel VI in saurer,
alkoholischer Lösung zur α-Liponsäure
solvolysiert, wobei der Solvolyse ein Hydrolyse-Schritt vor- oder nachgeschaltet wird, was insbesondere in Gegenwart von Cäsium- oder Kaliumcarbonat in wässrigem Methanol erfolgt,a) the valeric acid ester (12) of the general formula VI in acidic, alcoholic solution to α-lipoic acid
solvolysed, the solvolysis being preceded or followed by a hydrolysis step, which takes place in particular in the presence of cesium or potassium carbonate in aqueous methanol,
und abschließend
and finally
- a) das Produkt α-Liponsäure isoliert und gegebenenfalls aufreinigt.a) the product α-lipoic acid isolated and optionally purified.
Völlig überraschend hat sich bei der Umsetzung dieses Gesamtverfahrens gezeigt, dass mit Hilfe des neuartigen Konzepts für den Gerüstaufbau der acht C-Atome umfassenden Liponsäure-Struktur via Johnson-Claisen- Orthoester-Umlagerung Liponsäure-Ausbeuten von regelmäßig < 90% erzielt werden.It has been completely surprising when implementing this overall process demonstrated that with the help of the new concept for the scaffolding structure eight C-atoms containing lipoic acid structure via Johnson-Claisen- Orthoester rearrangement Lipoic acid yields of regularly <90% be achieved.
Als unerwarteter Schlüsselschritt des in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahrens hat sich die frühe Einführung des Schwefels herausgestellt: In fast allen literaturbekannten Synthesestrategien wird der Schwefel erst am Ende der Reaktionskette - und meist durch eine nucleophile Substitution an den Positionen C6 und C8 - eingeführt, wobei diese späte Einführung nicht unerhebliche Probleme hinsichtlich Reinigung und der (für die Produktqualität nachteiligen) Polymerisation bereitet. Bei dem nun vorgeschlagenen alternativen Aufbau des C8-Gerüsts von α-Liponsäure wird der Schwefel bereits zu einem sehr frühen Synthesezeitpunkt in ein Schlüssel-Intermediat gemäß dem Schema "C3 + C3 + C2 → C8" eingefügt, wodurch die sonst so problematischen Polymerisations-Ereignisse und die notwendigen Reinigungsschritte vollständig entfallen, was in dieser Ausprägung nicht zu erwarten war.The early introduction of sulfur has emerged as an unexpected key step of the process described in the present invention: in almost all synthetic strategies known from the literature, sulfur is only introduced at the end of the reaction chain - and usually by nucleophilic substitution at positions C 6 and C 8 - this late introduction poses not insignificant problems with regard to cleaning and polymerization (disadvantageous for the product quality). In the proposed alternative construction of the C 8 structure of α-lipoic acid, the sulfur is inserted into a key intermediate at a very early point in the synthesis according to the scheme "C 3 + C 3 + C 2 → C 8 ", which means that the otherwise problematic polymerization events and the necessary cleaning steps are completely eliminated, which was not to be expected in this form.
1,3-Propandithiol (1) und Acrolein (3) sind geeignete, kommerziell leicht zugängliche C3-Komponenten für ein passendes C8-Gerüst in diesem neuartigen, kurzen, effektiven und hochflexiblen Synthesekonzept für α-Liponsäure. In ähnlicher Weise stellt Triethylorthoacetat (5) ein passendes Substrat für die entsprechende C2-Komponente dar.1,3-propanedithiol (1) and acrolein (3) are suitable, commercially easily accessible C 3 components for a suitable C 8 framework in this novel, short, effective and highly flexible synthesis concept for α-lipoic acid. Similarly, triethyl orthoacetate (5) is a suitable substrate for the corresponding C 2 component.
Den ersten Schritt der erfindungsgemäßen Synthese stellt die Reaktion von 1,3-Propandithiol mit einem geeigneten Aldehyd oder Keton der Formeln (1a) und (1b) in Gegenwart eines Lewis-Säuren-Katalysators (2) dar. Da die Carbonylkomponente im Verlauf der Synthese wieder abgespalten wird und prinzipiell recycliert werden kann, können als Aldehyd- oder Ketonverbindung (1) ubiquitäre, kommerziell extrem einfach verfügbare und preislich günstige Aldehyde oder Ketone oder deren Derivate von Aldehyden oder Ketonen wie z. B. Aceton, Cyclopentanon, Cyclohexanon, 2,2-Dimethoxypropan (DMP) oder 1,3-Dithian, Aldehyde oder Ketone des sog. "chiralen Pools", vorzugsweise in enantiomerenreiner Form, wie z. B. Campher, Menthon, Fenchon, aber auch physiologisch akzeptable Aldehyde oder Ketone wie z. B. Anisaldehyd, Vanillin, o-Vanillin oder Vitamin B6 (Pyridoxal) bzw. auf die spezifischen elektronischen und/oder sterischen Bedürfnisse der nachfolgenden Verfahrensschritte b) bis e) zugeschnittene Aldehyde oder Ketone wie z. B. Benzaldehyd oder Hexafluoraceton vorzugsweise eingesetzt werden, wobei diese besonders bevorzugt auch in chiraler nichtracemischer Form verwendet werden können. The first step of the synthesis according to the invention is the reaction of 1,3-propanedithiol with a suitable aldehyde or ketone of the formulas (1a) and (1b) in the presence of a Lewis acid catalyst (2). Since the carbonyl component during the synthesis is split off again and can in principle be recycled, can be used as aldehyde or ketone compound (1) ubiquitous, commercially extremely easily available and inexpensive aldehydes or ketones or their derivatives of aldehydes or ketones such as. B. acetone, cyclopentanone, cyclohexanone, 2,2-dimethoxypropane (DMP) or 1,3-dithiane, aldehydes or ketones of the so-called "chiral pool", preferably in enantiomerically pure form, such as. B. camphor, menthone, fenchone, but also physiologically acceptable aldehydes or ketones such as. B. anisaldehyde, vanillin, o-vanillin or vitamin B 6 (pyridoxal) or tailored to the specific electronic and / or steric needs of the subsequent process steps b) to e) aldehydes or ketones such as. B. benzaldehyde or hexafluoroacetone are preferably used, which can particularly preferably also be used in chiral non-racemic form.
Als Schutzgruppe ist die Verbindungsklasse der 1,3-Dithiane (Thioacetale bzw. -ketale) ein allgemein gebräuchliches und wichtiges Werkzeug in der organischen Synthese, wobei ihr Hauptvorteil in der leichten Entfernbarkeit unter milden Bedingungen zu suchen ist und wodurch andere funktionelle Gruppen im Molekül geschont werden. Anders als O/O-Acetale, die saure Bedingungen zur Abspaltung benötigen, lassen sich S/S-Acetale auch mithilfe von Metallionen leicht entfernen. Darüber hinaus sind sie gegenüber Säuren bzw. Alkali-Verbindungen sehr stabil (Houben-Weyl; "Methoden der organischen Chemie"; G. Thieme Verlag 1992; Bd. E14a/3, 403-482; Greene, Th. W.; Wuts, P. G. M., "Protective Groups in Organic Synthesis"; John Wiley & Sons New York; 3. Auflage 1999; 490-491).The protective class is the compound class of 1,3-dithians (thioacetals or -ketale) a commonly used and important tool in the organic synthesis, its main advantage being its easy removability is to be found under mild conditions and which makes other functional Groups in the molecule are spared. Unlike O / O acetals, the acidic S / S acetals can also be used for splitting conditions Easily remove using metal ions. Furthermore, they are very stable towards acids or alkali compounds (Houben-Weyl; "Methods of Organic Chemistry"; G. Thieme Verlag 1992; Vol.E14a / 3, 403-482; Greene, Th. W .; Wuts, P.G.M., "Protective Groups in Organic Synthesis "; John Wiley & Sons New York; 3rd edition 1999; 490-491).
Zur Erzeugung der 1,3-Dithian-Verbindung (3) wurde für den Verfahrensschritt a) eine Standardvorschrift verwendet (Hoppmann, A.; Weyerstahl, P.; Zummack, W., Liebigs Ann. Chem. 1977, 1547-1556) und als Lewis-Säuren-Katalysator (2) Bortrifluorid-Etherat eingesetzt. Zwar käme auch die Umsetzung von Carbonylverbindungen mit Zinkchlorid und/oder Chlorwasserstoff (bspw. gemäß Posner, T., Chem. Ber. 1903, 36, 296-304) in Frage; diese Alternative hat jedoch den Nachteil, dass im Vergleich zum bevorzugten Bortrifluoridetherat wesentlich aggressivere Reagenzien benötigt werden. Als Lewis-Säuren (2), die entweder in katalytischen oder stöchiometrischen Mengen verwendet werden, sind auch stark saure Ionenaustauscher wie z. B. Amberlyst® denkbar.To produce the 1,3-dithiane compound (3), the Process step a) uses a standard specification (Hoppmann, A .; Weyerstahl, P .; Zummack, W., Liebigs Ann. Chem. 1977, 1547-1556) and used as Lewis acid catalyst (2) boron trifluoride etherate. It would come also the implementation of carbonyl compounds with zinc chloride and / or Hydrogen chloride (for example according to Posner, T., Chem. Ber. 1903, 36, 296-304) in question; however, this alternative has the disadvantage that compared to the preferred boron trifluoride etherate much more aggressive reagents are needed. As Lewis acids (2), either in catalytic or stoichiometric amounts used are also strongly acidic Ion exchangers such as B. Amberlyst® conceivable.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass für den Verfahrensschritt a) eine Wasserfreiheit der eingesetzten Reagenzien der Formeln (1a) und (1b) sowie des 1,3-Propandithiols hilfreich ist, weil bei dieser Reaktion ohnehin Wasser gebildet wird und bei dessen zusätzlicher Gegenwart das Reaktionsgleichgewicht ungünstig auf die Seite der Ausgangsmaterialien verlagert würde. Zusätzlich würde in Anwesenheit von Wasser die bevorzugt verwendete Lewis-Säure Bortrifluorid-Etherat hydrolysieren. Insgesamt ist es deshalb erforderlich, dass die Verfahrensstufe a) in alkoholischer Lösung und vorzugsweise in methanolischer Lösung durchgeführt wird. Eine anfängliche Kühlung auf < 20°C erwies sich ebenfalls als förderlich, wobei die Verfahrensstufe a) insgesamt bei Temperaturbereichen zwischen -5 und +5°C ausgeführt werden muss.In practice it has been shown that for step a) a Water-free reagents of formulas (1a) and (1b) used and 1,3-propanedithiol is helpful because in this reaction anyway Water is formed and in the additional presence of which Reaction balance unfavorable on the side of the starting materials would be relocated. In addition, in the presence of water hydrolyze preferably used Lewis acid boron trifluoride etherate. Overall, it is therefore necessary that process stage a) in alcoholic solution and preferably in methanolic solution is carried out. An initial cooling to <20 ° C was found also as beneficial, with process stage a) in total Temperature ranges between -5 and + 5 ° C must be carried out.
Nach Beendigung der Reaktion lässt sich evtl. nicht umgesetztes 1,3-Propandithiol durch Extraktion mit wässriger Lauge entfernen. Überschüssige Verbindung (1) kann destillativ entfernt werden. Für eine besonders ausgeprägte und gewünschte Produktreinheit ist eine Reinigung durch Destillation im Vakuum praktikabel. In der Regel ist jedoch die Reinheit des so erhaltenen Rohproduktes für die weitere Umsetzung bereits vollkommen ausreichend. Dem stark unangenehmen Eigengeruch von 1,3-Propandithiol lässt sich durch Arbeiten in geschlossenen Gefäßen, durch die Verwendung von alkalischen Wäschern sowie durch die Beachtung der in Labor und Technik üblichen Sicherheitsvorschriften begegnen. Durch die Behandlung des rohen und aus Verfahrensstufe a) erhaltenen 1,3-Dithians mit dem Oxidationsmittel (4) in der nächsten Verfahrensstufe b) wird dieser unangenehme Geruch in vorteilhafter Weise aber ohnedies eliminiert.After the reaction has ended, it may not be possible to implement anything Remove 1,3-propanedithiol by extraction with aqueous alkali. Excess compound (1) can be removed by distillation. For one Cleaning is a particularly pronounced and desired product purity practicable by vacuum distillation. As a rule, however Purity of the crude product thus obtained for further implementation perfectly adequate. The very unpleasant smell of 1,3-propanedithiol can be obtained by working in closed vessels, through the use of alkaline washers as well as through the Compliance with the safety regulations common in laboratories and technology to encounter. By treating the raw and from process step a) obtained 1,3-dithians with the oxidizing agent (4) in the next Process stage b) this unpleasant smell is advantageous but eliminated anyway.
Für die eben angesprochene Oxidation eines Sulfids zum Sulfoxid kennt die chemische Literatur zahlreiche Vorschriften (z. B. Houben-Weyl; "Methoden der organischen Chemie"; G. Thieme Verlag 1985; Bd. E11, 671-866). Eine damit verbundene mögliche Nebenreaktion, nämlich die Weiteroxidation zum Sulfon, zeigte sich im erfindungsgemäßen Verfahren allerdings als völlig unkritisch. Durch die Wahl der Temperatur und der Menge des Oxidationsmittels (4) lässt sich im vorliegenden Fall praktisch ausschließlich das Sulfoxid (5) erhalten. Die Oxidation des zweiten Schwefelatoms in der 1,3-Dithanverbindung (3) findet, wenn überhaupt, nur in nicht feststellbarem Umfang statt. Das in der Verfahrensstufe b) eingesetzte Oxidationsmittel (4) (wässrige Wasserstoffperoxidlösung) stellt eine leicht verfügbare und billige Standardchemikalien dar (Janssen, J. W. A. M.; Kwart, H., J. Org. Chem. 1977, 42, 1530-1533; Ogura, K.; Tuchihashi, G., Bull Chem. Soc. Jap. 1972, 45, 2203-2204). Dieser Reaktionsschritt kann auch mit Perameisensäure oder über die intermediäre Ausbildung von Peressigsäure verlaufen, wofür die Lösemittelabhängigkeit der Reaktivität: Essigsäure < Wasser < D2O < Methanol < Isopropanol < tert.-Butanol spricht, sowie der Befund, dass Sulfane mit einer Carboxylgruppe im Molekül schnell oxidiert werden, wobei das Lösemittel eine geringere Rolle spielt (Dankleff, M. A. P.; Curci, R.; Edwards, J. O.; Pyun, H. J., J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 3209-3218). Die Reaktion selbst verläuft dabei sehr rasch.The chemical literature knows numerous regulations for the oxidation of a sulfide to sulfoxide just mentioned (e.g. Houben-Weyl; "Methods of Organic Chemistry"; G. Thieme Verlag 1985; Vol. E11, 671-866). A possible side reaction associated with this, namely further oxidation to the sulfone, was, however, completely uncritical in the process according to the invention. In the present case, the choice of the temperature and the amount of the oxidizing agent (4) means that the sulfoxide (5) can be obtained practically exclusively. The oxidation of the second sulfur atom in the 1,3-dithane compound (3) takes place, if at all, only to an undetectable extent. The oxidizing agent (4) (aqueous hydrogen peroxide solution) used in process step b) is an easily available and inexpensive standard chemical (Janssen, JWAM; Kwart, H., J. Org. Chem. 1977, 42, 1530-1533; Ogura, K .; Tuchihashi, G., Bull Chem. Soc. Jap. 1972, 45, 2203-2204). This reaction step can also proceed with performic acid or via the intermediate formation of peracetic acid, which is supported by the solvent dependence of the reactivity: acetic acid <water <D 2 O <methanol <isopropanol <tert-butanol, as well as the finding that sulfanes have a carboxyl group in the molecule are rapidly oxidized, the solvent playing a minor role (Dankleff, MAP; Curci, R .; Edwards, JO; Pyun, HJ, J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 3209-3218). The reaction itself is very quick.
Die Erfindung sieht zwingend vor, dass die Verfahrensstufe b) bei Temperaturen zwischen 0 und 25°C durchgeführt wird, wobei es günstig sein kann, wenn nach 10 Minuten Rühren bei 0°C 20 Minuten bei Raumtemperatur weitergerührt wird. Nach konventioneller Aufarbeitung ist ein Reinigungsschritt erforderlich, da sonst die Ausbeute der nächsten Verfahrensstufe c) verringert wird. Erklärbar ist dies durch die im Rohprodukt noch vorhandenen Säurespuren, die mit der eingesetzten Base reagieren. Diese evtl. erforderliche Reinigung kann üblicherweise entweder destillativ oder chromatografisch erfolgen.The invention provides that the process step b) Temperatures between 0 and 25 ° C is carried out, being favorable can be if after 10 minutes stirring at 0 ° C for 20 minutes Room temperature is stirred further. After conventional workup is one cleaning step is required, otherwise the yield of the next Process stage c) is reduced. This can be explained by the im Raw product traces of acid still present with the base used react. This possibly necessary cleaning can usually either by distillation or by chromatography.
Es sollte insgesamt beachtet werden, dass bei achiraler Reaktionsführung und Verwendung einer nichtchiralen Aldehyd- oder Ketonverbindung (1) aufgrund der Chiralität des oxidierten Schwefels racemische Sulfoxide entstehen. Dabei ist allerdings die Barriere für die Umwandlung der optischen Isomere bei Raumtemperatur ausreichend hoch, so dass Enantiomere prinzipiell getrennt werden können. Im vorliegenden Fall konnte tatsächlich mittels Hochleistungschromatographie (HPLC) über eine chirale Säule bspw. eine Basislinientrennung von R-2,2-Dimethyl-1,3- dithian-1-oxid und der entsprechenden S-konfigurierten Verbindung erreicht werden. Nach den beiden nächsten Verfahrensschritten c) und d) kann prinzipiell eine Trennung der entstehenden Diastereomere durch Chromatographie, Kristallisation oder mit Hilfe chemischer Methoden durchgeführt werden, so dass mit dem vorliegenden Verfahren auch enantiomerenreine Liponsäure (oder deren Derivate) hergestellt werden kann.Overall, it should be noted that with achiral reaction management and use of a non-chiral aldehyde or ketone compound (1) due to the chirality of the oxidized sulfur, racemic sulfoxides arise. However, this is the barrier to the conversion of optical isomers sufficiently high at room temperature so that In principle, enantiomers can be separated. In the present case was actually able to use high performance chromatography (HPLC) over a chiral column, for example a baseline separation of R-2,2-dimethyl-1,3- dithian-1-oxide and the corresponding S-configured compound can be achieved. After the next two process steps c) and d) can in principle be separated by the resulting diastereomers Chromatography, crystallization or using chemical methods be carried out so that with the present method too enantiomerically pure lipoic acid (or its derivatives) can be produced can.
Bei der Verwendung von enantiomerenreinen Aldehyden oder Ketonen der Formeln (1a) und (1b) entstehen Diastereomere, bei asymmetrischer Reaktionsführung bspw. mittels chiraler Katalysatoren oder Mikroorganismen würde dagegen überwiegend ein Enantiomer des Sulfoxids gebildet (vgl. Samuel, O.; Ronan, B.; Kagan, H. B., J. Organometall. Chem. 1989, 370, 43-50; Bortoloni, O.; Furia, F. D.; Licini, G.; Modena, G.; Rossi, M., Tetrahedr. Lett. 1986, 51, 6257-6260).When using enantiomerically pure aldehydes or ketones Formulas (1a) and (1b) result in diastereomers, with asymmetric ones Carrying out the reaction, for example, using chiral catalysts or In contrast, microorganisms would predominantly be an enantiomer of Sulfoxide formed (see Samuel, O .; Ronan, B .; Kagan, H. B., J. Organometall. Chem. 1989, 370, 43-50; Bortoloni, O .; Furia, F. D .; Licini, G .; Modena, G .; Rossi, M., Tetrahedr. Lett. 1986, 51, 6257-6260).
Die Monooxidation der Verfahrensstufe b) dient vorrangig dazu, die Acidität der beiden Protonen in α-Position zum Sulfoxid zu erhöhen und das durch Deprotonierung im Rahmen der Verfahrensstufe c) entstehende Carbanion zu stabilisieren. Es zeigte sich nun, dass für die Deprotonierung als Lewis-Base (6) stärkere Basen wie Lithiumdiisopropylamid (LDA) und n-Butyllithium (n-BuLi) besonders geeignet sind, das eingesetzte Substrat 1,3-Dithian-1-oxid (5) ausreichend zu deprotonierten. Natriumhydrid, Natriumamid und Kalium-tert.-Butoxid bspw. sind weniger geeignet.The monooxidation of process stage b) serves primarily to: To increase the acidity of the two protons in the α position to the sulfoxide and that resulting from deprotonation in process step c) Stabilize carbanion. It has now been shown that for deprotonation as Lewis base (6) stronger bases such as lithium diisopropylamide (LDA) and n-Butyllithium (n-BuLi) are particularly suitable, the substrate used 1,3-Dithian-1-oxide (5) sufficient to deprotonate. Sodium hydride, Sodium amide and potassium tert-butoxide, for example, are less suitable.
Die vorliegende Erfindung sieht vor, im Rahmen der Verfahrensstufe c) an das durch Deprotonierung entstandene Carbanion des zugehörigen 1,3- Dithian-1-oxids (5) Acrolein (Propenal) zu addieren. Dies kann durch 1,4- Addition an die Doppelbindung (konjugierte Addition, Michael-Addition) unter Erhaltung der Aldehydgruppe oder alternativ durch 1,2-Addition an die Carbonylgruppe erfolgen, wobei der entsprechende Allyalkohol (7) entsteht (vgl. Goldmann, S.; Hoffmann, R. W.; Maak, N.; Geueke, K.-J., Chem. Ber. 1980, 831-844). Durch die geeignete Wahl der Reaktionsbedingungen lässt sich die Produktverteilung sehr gut beeinflussen: Günstige Faktoren für eine 1,2-Addition sind z. B. der Einsatz starker Basen von bspw. Lithium als Gegenion, tiefe Temperaturen sowie kurze Reaktionszeiten, was insgesamt auf eine kinetische Reaktionskontrolle hindeutet.The present invention provides for process step c) the carbanion of the associated 1,3- Add Dithian-1-oxides (5) acrolein (propenal). This can be Addition to the double bond (conjugate addition, Michael addition) while maintaining the aldehyde group or alternatively by 1,2-addition the carbonyl group take place, the corresponding ally alcohol (7) emerges (cf.Goldmann, S .; Hoffmann, R. W .; Maak, N .; Geueke, K.-J., Chem. Ber. 1980, 831-844). By the appropriate choice of Product distribution can be very good reaction conditions influence: Favorable factors for a 1,2-addition are e.g. B. use strong bases of e.g. lithium as counter ion, low temperatures as well short reaction times, all in all on a kinetic reaction control indicates.
Da es hilfreich sein kann, für diesen Verfahrensschritt c) die Reagenzien und Lösemittel frisch zu reinigen bzw. absolutiert einzusetzen, sieht die Erfindung vor, absolutiertes und Polymerisat-freies Acrolein einzusetzen, da Acrolein zur Polymerisation neigt. Wie schon erwähnt, sollte das Sulfoxid (5) keine Säurespuren enthalten, um die Effizienz der Deprotonierung durch die starke Base zu gewährleisten. As it can be helpful for this process step c) the reagents and to clean solvents or to use them in absolute form Invention to use absolute and polymer-free acrolein, because Acrolein tends to polymerize. As already mentioned, the sulfoxide should (5) contain no traces of acid to reduce the efficiency of deprotonation to ensure the strong base.
Die Reaktion der Verfahrensstufe c) läuft bei Temperaturen zwischen -85 und +15°C ab und ist in der Regel nach ca. 1 Stunde abgeschlossen. Zunächst sollten das Sulfoxid (1,3-Dithian-1-oxid (5)) und die Lewis- oder Brönstedt-Base (6) ca. 30 Minuten miteinander reagieren, damit sich das Carbanion ausbilden kann. Danach gibt man Acrolein zu und lässt die Reaktionsmischung noch ca. 30 Minuten bei dieser Temperatur rühren. Die Beendigung der Reaktion erfolgt dann üblicherweise durch Zugabe einer wässrigen Ammoniumchloridlösung, wodurch das Produkt, der Allylalkohol (7), aus dem entsprechenden Anion durch Protonierung freigesetzt wird.The reaction of process step c) takes place at temperatures between -85 and + 15 ° C and is usually complete after about 1 hour. First, the sulfoxide (1,3-dithiane-1-oxide (5)) and the Lewis or Brönstedt base (6) react with each other for approx. 30 minutes so that the Can form carbanion. Then you add acrolein and leave the Stir the reaction mixture for a further 30 minutes at this temperature. The The reaction is then usually ended by adding a aqueous ammonium chloride solution, creating the product, the allyl alcohol (7), from which the corresponding anion is released by protonation.
Durch 1,2-Addition von Acrolein an das Sulfoxid (5) werden somit zwei zusätzliche Stereozentren generiert: Ein Stereozentrum in α-Position zur Sulfoxidgruppe und ein weiteres am benachbarten Kohlenstoffatom, das eine Hydroxylgruppe trägt. Damit enthält das aus Verfahrensstufe c) erhaltene Produkt - ohne Berücksichtigung einer möglichen chiralen Natur der eingeführten Reste R1 und R2 - drei stereogene Zentren und kann somit insgesamt drei zueinander enantiomere Diastereomerenpaare ausbilden.The 1,2-addition of acrolein to the sulfoxide (5) thus generates two additional stereo centers: one stereo center in the α position to the sulfoxide group and another on the neighboring carbon atom, which carries a hydroxyl group. The product obtained from process step c) thus contains three stereogenic centers, without taking into account a possible chiral nature of the introduced radicals R 1 and R 2 , and can thus form a total of three mutually enantiomeric diastereomer pairs.
Die vorliegende Erfindung sieht in diesem Zusammenhang wie bereits erwähnt die Option vor, im Anschluss an die Verfahrensstufe b) und/oder c) eine Diastereomerentrennung durchzuführen, was vorzugsweise durch Chromatographie oder Kristallisation erfolgen sollte.In this context, the present invention sees as already mentions the option following process stage b) and / or c) perform a diastereomer separation, which is preferably done by Chromatography or crystallization should be done.
Mit der Aldoladdition von Acrolein an das 1,3-Dithian-1-oxid (5) ist im Verlauf der Verfahrensstufe c) zunächst ein C6-Gerüst aufgebaut worden. Die für die Liponsäure-Synthese nötige Kettenverlängerung um zwei weitere Kohlenstoffeinheiten wird nachfolgend durch eine Gerüstumlagerung im Rahmen einer Variante der Claisen-Umlagerung, der Johnson-Orthoesterumlagerung, durchgeführt.With the aldol addition of acrolein to the 1,3-dithiane-1-oxide (5), a C 6 framework was first built up in the course of process step c). The chain extension necessary for the lipoic acid synthesis by two further carbon units is subsequently carried out by means of a framework rearrangement as part of a variant of the Claisen rearrangement, the Johnson orthoester rearrangement.
Um aus dem Allylalkohol (7) den Allylorthoester (10) zu erhalten, muss zunächst eine Alkylierung der Allylalkoholfunktion im Allylalkohol (7) durch den eingesetzten Orthoester (9) stattfinden. Dieser Schritt erfolgt gemäß Verfahrensstufe d) unter Säurekatalyse. Zu diesem Zweck wird der Reaktionsmischung als Lewis- oder Brönstedt-Säure (8) eine schwache Säure, vorzugsweise Propion- oder Hexansäure zugesetzt (vgl. Jones, G. B.; Huber, R. S.; Chau, S., Tetrahedron 1983, 49, 369-380). Der so entstandene eigentliche Allylorthoester eliminiert unter Säurekatalyse eine Alkoholeinheit, so dass vor der eigentlichen Umlagerung zur Octensäure- Verbindung (11) ein gemischtes Ketenacetal gemäß Formel (10) vorliegt. Das Vorliegen einer Mischung von diastereomeren Ketenacetalen ist dabei bezüglich der Effektivität völlig unkritisch, weil sämtliche Isomere am Ende der Reaktionssequenz zur racemischen α-Liponsäure führen.In order to obtain the allyl orthoester (10) from the allyl alcohol (7), first an alkylation of the allyl alcohol function in the allyl alcohol (7) the orthoester (9) used. This step is done according to Process stage d) under acid catalysis. For this purpose the Reaction mixture as Lewis or Brönstedt acid (8) a weak one Acid, preferably propionic or hexanoic acid added (see Jones, G.B .; Huber, R. S .; Chau, S., Tetrahedron 1983, 49, 369-380). The resulting one the actual allyl orthoester eliminates one under acid catalysis Alcohol unit, so that before the actual rearrangement to the octenoic acid Compound (11) is a mixed ketene acetal according to formula (10). A mixture of diastereomeric ketene acetals is present completely uncritical in terms of effectiveness, because all isomers end up the reaction sequence lead to racemic α-lipoic acid.
Generell kann es für das beanspruchte Verfahren günstig sein, die Verfahrensstufen c) und/oder d) mit Toluol, Xylol, isomeren Xylolen und/oder isomeren Mesitylen als geeignete Lösemittel durchzuführen.In general, it can be favorable for the claimed process, the Process steps c) and / or d) with toluene, xylene, isomeric xylenes and / or to carry out isomeric mesitylene as suitable solvents.
Dabei können die genannten Verfahrensschritte für sich oder beide gemeinsam auch in Gegenwart von n-Propansäure durchgeführt werden, die dann vorzugsweise in katalytischen Mengen verwendet werden soll, was die vorliegende Erfindung ebenfalls vorsieht.The process steps mentioned can be used for themselves or for both can also be carried out together in the presence of n-propanoic acid, which should then preferably be used in catalytic amounts, which the present invention also provides.
Nach der Eliminierung findet die eigentliche Umlagerung statt, wobei aus
stereochemischer Sicht generell zwei Punkte zu beachten sind:
After the elimination, the actual rearrangement takes place, whereby there are generally two points to be considered from a stereochemical perspective:
- 1. Beim Einsatz von Orthoestern von Carbonsäuren, die länger als zwei Kohlenstoffeinheiten sind, kann das resultierende Ketenacetal in zwei verschiedenen Konfigurationen bezüglich der Doppelbindung vorliegen. Es wurde gezeigt, dass bei diesem Schritt bei der Johnson- Orthoester-Umlagerung keine Stereoselektivität gegeben ist (Bolton, I. J.; Harrison, R. G.; Lythgoe, B., J. Chem. Soc. 1971, 2950).1. When using orthoesters of carboxylic acids that are longer than two Are carbon units, the resulting ketene acetal can be divided into two different configurations regarding the double bond are available. It has been shown that this step in Johnson Orthoester rearrangement no stereoselectivity is given (Bolton, I. J .; Harrison, R. G .; Lythgoe, B., J. Chem. Soc. 1971, 2950).
- 2. Die Stereochemie bei der eigentlichen Umlagerung wird als hoch selektiv beschrieben (Johnson, W. S.; Werthemann, L.; Bartlett, W. R.; Brocksom, T. J.; Li, T.-T.; Faulkner, D. J.; Petersen, M. R., J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 741-743; Carey, F. A.; Sundberg, R. J., "Advanced Organic Chemistry"; VCH Weinheim 1995, 1056-1069) und verläuft über einen sesselartigen Übergangszustand, wenn die Substituenten in der Nähe des beteiligten π-Systems nicht zu groß sind. Bei der beschriebenen Reaktion wird praktisch ausschließlich das trans- konfigurierte Produkt erhalten.2. The stereochemistry in the actual rearrangement is considered high selectively described (Johnson, W. S .; Werthemann, L .; Bartlett, W. R .; Brocksom, T. J .; Li, T.-T .; Faulkner, D. J .; Petersen, M.R., J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 741-743; Carey, F.A .; Sundberg, R.J., "Advanced Organic Chemistry "; VCH Weinheim 1995, 1056-1069) and runs about a chair-like transition state if the substituents in the proximity of the π system involved are not too large. In the described reaction is practically exclusively the trans configured product received.
Für die Umsetzung sind in Verfahrensstufe e) relativ drastische Bedingungen nötig (vgl. Gonzalez, F. B.; Bartlett, P. A., Org. Synthesis 1986, 64, 175-181). Diese umfassen in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Temperaturen zwischen 100- 110°C, wobei in der Regel eine Reaktionsdauer von 24 Stunden ausreicht. Als Lösemittel kann Toluol eingesetzt werden; auch kann es günstig sein, während der Reaktion ein bis zweimal Katalysator zuzugeben, um so die Reaktion zu beschleunigen. Nach Beendigung der Reaktion kann das Lösemittel zusammen mit nicht umgesetztem Orthoester (9) auf einem Rotationsverdampfer im Vakuum entfernt werden. Mehrfache Koevaporation mit Toluol beseitigt den Großteil von noch vorhandenem Orthoester (9). Danach kann direkt eine Reinigung der Octensäure- Verbindung (11) bspw. mittels Flashchromatographie erfolgen, wobei sich zwei Diastereomere isolieren lassen. Bei der Verwendung von bspw. enantiomerenreinem 2,2-Dimethyl-1,3-dithian-1-oxid lässt sich damit prinzipiell enantiomerenreine Liponsäure herstellen, weil bei den nachfolgenden Schritten das Stereozentrum in Position 6 nicht mehr angegriffen wird.In process stage e), the implementation is relatively drastic Conditions necessary (see Gonzalez, F. B .; Bartlett, P. A., Org. Synthesis 1986, 64, 175-181). These include in a particularly preferred one Embodiment of the present invention temperatures between 100- 110 ° C, a reaction time of 24 hours is usually sufficient. Toluene can be used as solvent; it can also be cheap to add catalyst once or twice during the reaction so as to Speed up reaction. After the reaction has ended, this can Solvent together with unreacted orthoester (9) on one Rotary evaporators are removed in vacuo. Multiple Coevaporation with toluene removes most of what is still present Orthoester (9). After that, the octenic acid Compound (11) takes place, for example, by means of flash chromatography, where isolate two diastereomers. When using e.g. Enantiomerically pure 2,2-dimethyl-1,3-dithiane-1-oxide can thus be used principally produce enantiomerically pure lipoic acid, because with the following steps, the stereo center in position 6 no longer is attacked.
Die Reihenfolge der Reduktion der Doppelbindung und die Generierung des Dithiolanringes sind prinzipiell vertauschbar. So kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung zunächst die Reduktion durchgeführt werden, und im Anschluss daran die säurekatalysierte Ringkontraktion.The order of reduction of the double bond and the generation of the dithiolane ring are in principle interchangeable. So in the context of present invention, the reduction can be carried out first, and followed by acid-catalyzed ring contraction.
Schwefel ist bei katalytischen Hydrierungsanwendungen verschiedener Metallkatalysatoren als "Katalysatorgift" bekannt. Eine katalytische Hydrierung mit molekularem Wasserstoff ist daher eher von Nachteil, obwohl inzwischen auch spezielle Katalysatoren, die Schwefel tolerieren, bekannt sind (vgl. Mashkina, A., Russ. Chem. Rev. 1997, 66, 417-441).Sulfur is more diverse in catalytic hydrogenation applications Metal catalysts known as "catalyst poison". A catalytic one Hydrogenation with molecular hydrogen is therefore rather disadvantageous, although now special catalysts that tolerate sulfur, are known (see Mashkina, A., Russ. Chem. Rev. 1997, 66, 417-441).
Als brauchbare Alternative hat sich deshalb für Verfahrensstufe f) eine Reduktion mit Diimin herausgestellt, bei der dieses bevorzugt in situ aus geeigneten Quellen hergestellt werden kann. Diimin eignet sich für die selektive Reduktion von Doppelbindungen mit relativ symmetrischer Elektronenverteilung. Carbonyl-, Nitro-, Cyanogruppen o. ä. werden nicht angegriffen (vgl. Van Tamelen, E. E.; Davis, M.; Deen, M. F., J. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 71-72). Tabelle 1 zeigt eine Zusammenstellung ausgewählter Reagenzien, die sich zur Diiminherstellung eignen.A useful alternative has therefore been found for process stage f) Reduction with diimine highlighted, in which this preferably from in situ suitable sources can be produced. Diimin is suitable for that selective reduction of double bonds with relatively symmetrical Electron distribution. Carbonyl, nitro, cyano groups or the like are not attacked (see Van Tamelen, E.E .; Davis, M .; Deen, M.F., J. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 71-72). Table 1 shows a compilation of selected ones Reagents that are suitable for the production of diimine.
Aus der Reihe geeigneter Vorläuferverbindungen des Diimins haben sich insbesondere Hydrazin, Chloramin, Aminosulfonat, Kaliumazodicarboxylat, p-Toluolsulfonhydrazid und 2,4,6-Triisopropylbenzosulfonsäure-hydrazin gezeigt, aus denen das Diimin freigesetzt wird. Kaliumazodicarboxylat kann durch Umsetzen von kommerziell erhältlichem Azodicarbonamid mit Kalilauge gewonnen werden (Heck, R. F.; Dieck, H. A., J. Org. Chem. 1975, 40, 1083-1090).From the series of suitable precursor compounds of diimine in particular hydrazine, chloramine, aminosulfonate, potassium azodicarboxylate, p-toluenesulfone hydrazide and 2,4,6-triisopropylbenzenesulfonic acid hydrazine shown from which the diimine is released. Potassium azodicarboxylate can by reacting commercially available azodicarbonamide with Potassium hydroxide solution can be obtained (Heck, R. F .; Dieck, H. A., J. Org. Chem. 1975, 40, 1083-1090).
Als weitere Diiminquelle kann Hydrazin eingesetzt werden, das mit Sauerstoff oder anderen Oxidationsmitteln oxidiert werden kann, um Diimin zu liefern (Abul-Hajj, Y., J. Org. Chem. 1971, 36, 2730-2731).Hydrazine can also be used as a further diimine source Oxygen or other oxidizing agents can be oxidized to diimine to deliver (Abul-Hajj, Y., J. Org. Chem. 1971, 36, 2730-2731).
Sehr gute Resultate können auch mit 2,4,6-Triisopropylbenzolsulfonsäure hydrazid erzielt werden. Der Feststoff ist kommerziell erhältlich, bei Raumtemperatur gut lagerfähig und zerfällt beim Erwärmen zum Reduktionsmittel Diimin. Zweckmäßigerweise wird dazu das Substrat, der ungesättigte Octensäureester (11), in Tetrahydrofuran gelöst und mit dem 2,4,6-Triisopropylbenzolsulfonsäurehydrazid versetzt. Nach sechs Stunden Erwärmen unter Rückflussbedingungen ist die Reaktion im allgemeinen abgeschlossen und der Valeriansäureester (12) kann nach Aufarbeitung und chromatographischer Reinigung isoliert werden.Very good results can also be obtained with 2,4,6-triisopropylbenzenesulfonic acid hydrazide can be achieved. The solid is commercially available at Can be stored at room temperature and disintegrates when heated to Reducing agent diimine. For this purpose, the substrate, which unsaturated octenic acid esters (11), dissolved in tetrahydrofuran and mixed with the 2,4,6-Triisopropylbenzenesulfonsäurehydrazid added. After six hours The reaction is generally heating under reflux conditions completed and the valeric acid ester (12) can be worked up and chromatographic purification can be isolated.
Nachdem das Gerüst der α-Liponsäure nun prinzipiell aufgebaut ist, fehlen nur noch zwei Transformationen: Der Aufbau des 1,2-Dithiolanringes und die Solvolyse der Estergruppe der Verbindung (12). Letztere Reaktion lässt sich leicht nach Standardbedingungen durchführen, weil keine basenempfindlichen funktionellen Gruppen vorhanden sind und deswegen auf spezielle Maßnahmen verzichtet werden kann. Anders verhält es sich bei der sog. Kollabierung, also der Ringkontraktion eines 1,3-Dithian-1- oxids (5) zu dem korrespondierenden 1,2-Dithiolan, einer Reaktion, die seit ca. 40 Jahren aus der Zuckerchemie bekannt ist (Kuhn, R.; Baschang-Bister, W.; Dafeldecker, W., Liebigs Ann. Chem. 1960, 641, 160-176). In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Verfahrensstufe g) in einer methanolischen Salzsäure-Lösung mit pH-Werten zwischen 2,5 und 6,5 durchgeführt wird. Die benötigte methanolische Chlorwasserstofflösung wird dafür in der Regel nicht durch Einleiten von Chlorwasserstoffgas in Methanol hergestellt, sondern einfacher, nämlich gemäß Erfindung bevorzugt in-situ, durch langsames Zutropfen von Acetylchlorid zu wasserfreiem Methanol und ggf. unter Eiskühlung. Eine so hergestellte Lösung ist aber nicht über einen längeren Zeitraum haltbar und sollte daher unmittelbar vor der Umsetzung frisch angesetzt werden.Now that the structure of α-lipoic acid has been built up in principle, it is missing only two transformations: the structure of the 1,2-dithiolane ring and the solvolysis of the ester group of compound (12). The latter reaction leaves easily perform according to standard conditions because none base-sensitive functional groups are present and therefore special measures can be dispensed with. It is different in the so-called collapse, i.e. the ring contraction of a 1,3-dithian-1- oxides (5) to the corresponding 1,2-dithiolane, a reaction that has is known from sugar chemistry for about 40 years (Kuhn, R .; Baschang-Bister, W .; Dafeldecker, W., Liebigs Ann. Chem. 1960, 641, 160-176). In a preferred embodiment of the present invention has proven to be proven to be particularly favorable when process stage g) is carried out in a methanolic hydrochloric acid solution with pH values between 2.5 and 6.5 is carried out. The required methanolic hydrogen chloride solution is usually not done by introducing hydrogen chloride gas into Made methanol, but simpler, namely according to the invention preferably in-situ, by slowly adding acetyl chloride dropwise anhydrous methanol and possibly with ice cooling. A so made However, the solution is not stable over a longer period of time and should therefore freshly prepared immediately before implementation.
Zur abschließenden Solvolyse des entstandenen Valeriansäureesters (12) erwiesen sich im Rahmen einer Hydrolyse Cäsium- und Kaliumcarbonat im wässrigen Methanol als besonders geeignet (vgl. Paterson, I.; Yeung, K.-S.; Ward, R. A; Smith, J. D.; Cumming, J. G.; Lanboley, S., Tetrahedron 1995, 51, 9467-9486; Ricca, J.-M.; Crout D. H. G., J. Chem. Soc. Perkin Trans. I 1993, 1225-1233; Kaestle, K. L.; Anwer, M. K.; Tapan, K. A.; Goldstein, G., Tetrahedr. Lett. 1991, 32, 327-330; Ishizuka, T.; Kunieda, T., Tetrahedr. Lett. 1987, 28, 4185-4188), wobei die Erfindung vorsieht, im Verfahrensschritt g) der Solvolyse einen Hydrolyseschritt vor- oder nachzuschalten. For the final solvolysis of the resulting valeric acid ester (12) proved in a hydrolysis cesium and potassium carbonate in the aqueous methanol as particularly suitable (cf. Paterson, I .; Yeung, K.-S .; Ward, R. A; Smith, J. D .; Cumming, J.G .; Lanboley, S., Tetrahedron 1995, 51, 9467-9486; Ricca, J.-M .; Crout D.H.G., J. Chem. Soc. Perkin Trans. I 1993, 1225-1233; Kaestle, K. L .; Anwer, M. K .; Tapan, K.A .; Goldstein, G., Tetrahedr. Lett. 1991, 32, 327-330; Ishizuka, T .; Kunieda, T., Tetrahedr. Lett. 1987, 28, 4185-4188), the invention providing in the process step g) upstream or downstream of the hydrolysis step of the solvolysis.
Zur Hydrolyse des Valeriansäureesters (12) löst man das Edukt in Methanol und gibt so lange Wasser zu, bis eine Trübung eintritt. Danach wird die Base zugegeben und bei Raumtemperatur gerührt. Die weitere Aufarbeitung erfolgt extraktiv und liefert praktisch quantitative Ausbeuten.For the hydrolysis of the valeric acid ester (12), the starting material is dissolved in methanol and continues to add water until it becomes cloudy. After that the Base added and stirred at room temperature. The further one Working up is extractive and provides practically quantitative yields.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die entstandene rohe α-Liponsäure in wässriger Lösung, vorzugsweise mit einem pH-Wert zwischen 7,5 und 16,0, oder deren Salz in Wasser gelöst und dann ein alkalischer pH-Wert eingestellt; daraufhin werden gegebenenfalls vorhandene feste Verunreinigungen abgetrennt, die erhaltene wässrige Lösung wird im Anschluss mit Hilfe einer geeigneten Säure auf einen pH-Wert von -1,0 bis 5,0 eingestellt und die ausgefällte Liponsäure nach bekannten Methoden isoliert und getrocknet.In a further preferred embodiment of the present Invention is the resulting crude α-lipoic acid in aqueous solution, preferably with a pH between 7.5 and 16.0, or their salt in Dissolved water and then adjusted an alkaline pH; then any solid impurities present are separated off, the aqueous solution obtained is then with the aid of a suitable Acid adjusted to a pH of -1.0 to 5.0 and the precipitated Lipoic acid isolated and dried by known methods.
Die derart erhaltene α-Liponsäure zeichnet sich dadurch aus, dass sie frei von typischen Verunreinigungen wie polymeren Disulfiden oder 1,2,3-Trithian-4-valerian (Epiliponsäure) ist und darüber hinaus keine organischen Solventien enthält, d. h. eine lösemittelfreie α-Liponsäure darstellt.The α-lipoic acid obtained in this way is characterized in that it is free of typical impurities such as polymeric disulfides or 1,2,3-Trithian-4-valerian (epiliponic acid) is and no more contains organic solvents, d. H. a solvent-free α-lipoic acid represents.
Neben dem beschriebenen Verfahren beansprucht die vorliegende Erfindung auch noch die folgenden Verbindungen:In addition to the described method, the present claims Invention also the following compounds:
in racemischer oder diastereomerenreiner Form, worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, ein C1-3-Alkyl oder Phenyl bedeuten oder worin R1 und R2 gemeinsam einen -(CH2)n-Ring mit n = 4 oder 5 bilden, sowie beliebige Mischungen aus deren Diastereomeren. in racemic or diastereomerically pure form, in which R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, a C 1-3 alkyl or phenyl or in which R 1 and R 2 together form a - (CH 2 ) n ring with n = 4 or 5 form, as well as any mixtures of their diastereomers.
in racemischer oder diastereomerenreiner Form, worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, ein C1-3-Alkyl oder Phenyl bedeuten, oder in denen R1 und R2 gemeinsam einen -(CH2)n-Ring mit n = 4 oder 5 bilden und in denen R3 Wasserstoff, ein C1-6-Alkyl oder Benzyl darstellt, sowie beliebige Mischungen aus deren Diastereomeren.in racemic or diastereomerically pure form, in which R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, a C 1-3 alkyl or phenyl, or in which R 1 and R 2 together form a - (CH 2 ) n ring with n = 4 or 5 form and in which R 3 represents hydrogen, a C 1-6 alkyl or benzyl, and any mixtures of their diastereomers.
in racemischer oder diastereomerenreiner Form, worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, ein C1-3-Alkyl oder ein Phenyl bedeuten oder in denen R1 und R2 gemeinsam einen -(CH2)n-Ring mit n = 5 bilden und R3 Wasserstoff, ein C1-6-Alkyl oder Benzyl darstellt, sowie beliebige Mischungen aus deren Diastereomeren und/oder deren zur C=C- Doppelbindung cis- oder trans-ständigen Isomeren.in racemic or diastereomerically pure form, in which R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, a C 1-3 alkyl or a phenyl or in which R 1 and R 2 together form a - (CH 2 ) n ring with n = 5 form and R 3 represents hydrogen, a C 1-6 alkyl or benzyl, and any mixtures of their diastereomers and / or their isomers which are cis or trans to the C = C double bond.
in racemischer oder diastereomerenreiner Form, worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, ein C1-3-Alkyl oder Phenyl bedeuten oder in denen R1 und R2 gemeinsam einen -(CH2)n-Ring mit n = 4 oder 5 bilden und R3 Wasserstoff, C1-6-Alkyl oder Benzyl darstellt, sowie beliebige Mischungen aus deren Diastereomeren.in racemic or diastereomerically pure form, in which R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, a C 1-3 alkyl or phenyl or in which R 1 and R 2 together form a - (CH 2 ) n ring with n = 4 or Form 5 and R 3 represents hydrogen, C 1-6 alkyl or benzyl, and any mixtures of their diastereomers.
Besonders berücksichtigt die vorliegende Erfindung Verbindungen der genannten Formeln A bis D, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oder einer seiner Varianten hergestellt wurden.The present invention particularly takes into account compounds of the mentioned formulas A to D, with the inventive method or one of its variants were manufactured.
Die vorliegende Erfindung umfasst schließlich auch noch die Verwendung der Verbindungen mit den Formeln A bis D und deren Varianten zur Synthese von racemischer (±)-α-Liponsäure oder enantiomerenreiner R-(+)- oder S-(-)-α-Liponsäure oder deren beliebiger Mischungen, die Verwendung einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren α-Liponsäure als Nahrungsergänzungsmittel, in Arzneien und/oder in Kosmetika, und insbesondere für perorale, dermale, parenterale, rektale, vaginale oder topische Applikationszwecke. Besonders interessant in diesem Zusammenhang ist die Verwendung der erfindungsgemäß herstellbaren α-Liponsäure in Gelen, halbfesten Darreichungsformen oder festen Lösungen.Finally, the present invention also includes the use of the compounds with the formulas A to D and their variants for Synthesis of racemic (±) -α-lipoic acid or enantiomerically pure R - (+) - or S - (-) - α-lipoic acid or any mixtures thereof that Use of a producible according to the inventive method α-Lipoic acid as a food supplement, in medicines and / or in Cosmetics, and especially for oral, dermal, parenteral, rectal, vaginal or topical application purposes. Particularly interesting in in this connection is the use of the invention producible α-lipoic acid in gels, semi-solid dosage forms or solid solutions.
Von der vorliegenden Erfindung ist aber auch die Verwendung von Verbindungen der Formeln B, C und D zur in-vivo-Freisetzung von physiologisch wirksamen 3-substituierten 1,2-Dithiolanen und einem neutralen oder physiologisch wirksamen Aldehyd oder Keton umfasst, wobei diese bevorzugt als Nahrungsergänzungsmittel, in Arzneimitteln und/oder in Kosmetika, und besonders bevorzugt für perorale, dermale, parenterale, rektale, vaginale oder topische Applikationszwecke, insbesondere in Gelen, halbfesten Darreichungsformen oder festen Lösungen verwendet werden.However, the use of Compounds of formulas B, C and D for the in vivo release of physiologically active 3-substituted 1,2-dithiolanes and one includes neutral or physiologically active aldehyde or ketone, preferably as a dietary supplement, in medicinal products and / or in cosmetics, and particularly preferably for oral, dermal, parenteral, rectal, vaginal or topical application purposes, especially in gels, semi-solid dosage forms or solid Solutions are used.
Insgesamt schlägt die vorliegende Erfindung somit ein Verfahren vor, mit dessen Hilfe α-Liponsäure aus leicht verfügbaren und preiswerten Ausgangsverbindungen und Umsetzungspartnern mit großer Reinheit und in hohen Ausbeuten erhalten wird, mit dem aber auch neue Verbindungen zugänglich wurden, die insbesondere im Gesundheitsbereich einsetzbar sind.Overall, the present invention thus proposes a method with whose help α-lipoic acid from readily available and inexpensive Starting compounds and implementation partners with great purity and is obtained in high yields, but also with the new compounds accessible, which can be used particularly in the health sector are.
Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur mehrstufigen Herstellung von α-Liponsäure unter Verwendung von 1,3-Dithianen. The following examples illustrate the advantages of the Method according to the invention for the multistage production of α-lipoic acid using 1,3-dithians.
Die eingesetzten Lösemittel wurden vor ihrer Verwendung destilliert. Wasserfreie (absolute) Lösemittel wurden über Molekularsieb 4 Å auf bewahrt.The solvents used were distilled before use. Anhydrous (absolute) solvents were added to 4 Å molecular sieve on preserved.
Für die Dünnschichtchromatographie (DC) wurden Fertigplatten mit Kieselgel 60 F254-Beschichtung und für die Flashchromatographie Kieselgel 60, jeweils von der Firma Merck, verwendet. Die Detektion erfolgte durch Beobachtung der Fluoreszenzlöschung unter einer UV-Lampe bei einer Wellenlänge von 254 nm, wobei als Tauchreagenzien 2% Ce(SO4)2.4H2O in 2N H2SO4 und 5% (NH4)6Mo7O24 in 10% H2SO4 verwendet wurden; nach dem Eintauchen in diese Lösungen wurden die Platten mit einem Heißluftfön erwärmt.Ready-made plates with silica gel 60 F 254 coating were used for thin-layer chromatography (TLC) and silica gel 60, each from Merck, was used for flash chromatography. The detection was carried out by observing the quenching of fluorescence under a UV lamp at a wavelength of 254 nm, using 2% Ce (SO 4 ) 2 .4H 2 O in 2N H 2 SO 4 and 5% (NH 4 ) 6 Mo 7 as immersion reagents O 24 in 10% H 2 SO 4 was used; after immersion in these solutions, the plates were heated with a hot air gun.
IR-Spektren wurden mit einem Perkin Elmer 1600 FT-IR-Spektrometer von Filmen auf einer Siliziumscheibe erstellt.IR spectra were obtained using a Perkin Elmer 1600 FT-IR spectrometer from Films created on a silicon wafer.
NMR-Spektren wurden mit einem DPX-250 bzw. DPX-400 NMR- Spektrometer der Firma Bruker aufgenommen. Die Kalibrierung der Spektren erfolgte durch Restsignale der Lösemittel (CDCl3: 1H-NMR: 7,24 ppm; 13C-NMR: 77,0 ppm).NMR spectra were recorded with a DPX-250 or DPX-400 NMR spectrometer from Bruker. The spectra were calibrated using residual signals from the solvents (CDCl 3 : 1 H-NMR: 7.24 ppm; 13 C-NMR: 77.0 ppm).
Grundchemikalien wurden von den Firmen Fluka und Aldrich bezogen.Basic chemicals were purchased from Fluka and Aldrich.
Verwendete Abkürzungen: Dihydroliponsäure (DHLS), Dünnschichtchromatographie (DC), Raumtemperatur (RT) und Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC).Abbreviations used: dihydrolipoic acid (DHLS), Thin layer chromatography (TLC), room temperature (RT) and High performance liquid chromatography (HPLC).
12 ml 1,3-Propandithiol (0,12 mol) wurden in 250 ml wasserfreiem Methanol gelöst und auf 0°C abgekühlt. Dann wurden 10 ml wasserfreies Aceton (1) (0,14 mol) und 15 ml Bortrifluoridetherat in Ether zugegeben. Die Reaktionsmischung blieb über Nacht stehen, wobei das Kältebad auftaute. Nach 19 Stunden wurde der ausgefallene weiße Niederschlag abfiltriert und das Lösemittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wurde in 40 ml 7% KOH- Lösung aufgenommen und 2 mal mit je 100 ml Ether extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden 2 mal mit je 30 ml Wasser gewaschen und über Kaliumcarbonat getrocknet. Das Lösemittel wurde im Vakuum abdestilliert.12 ml of 1,3-propanedithiol (0.12 mol) was placed in 250 ml of anhydrous methanol dissolved and cooled to 0 ° C. Then 10 ml of anhydrous acetone (1) (0.14 mol) and 15 ml of boron trifluoride etherate in ether were added. The The reaction mixture remained overnight, with the cold bath thawing. After 19 hours the precipitated white precipitate was filtered off and the solvent removed in vacuo. The residue was dissolved in 40 ml of 7% KOH Solution taken up and extracted 2 times with 100 ml of ether. The combined organic phases were 2 times with 30 ml of water washed and dried over potassium carbonate. The solvent was in Vacuum distilled off.
Das Produkt kann mittels Kugelrohrdestillation gereinigt werden
(Literatursiedepunkt: 80°C, 2 Torr), wurde aber roh weiterverwendet.
Ausbeute: 12,55 g (76% d. Theorie) 2,2-Dimethyl-1,3-Dithian (3).The product can be purified by means of Kugelrohr distillation (literature boiling point: 80 ° C, 2 Torr), but was used raw.
Yield: 12.55 g (76% of theory) of 2,2-dimethyl-1,3-dithiane (3).
12,55 g (0,09 mol) 2,2-Dimethyl-1,3-dithian (3) aus Beispiel 1 wurden in
20 ml Eisessig gelöst und auf 0°C abgekühlt. Dann wurden 10,3 ml
Wasserstoffperoxidlösung (30%) (4) zugegeben. Nach 10 Minuten Rühren
bei dieser Temperatur wurde die Kühlung entfernt und noch 20 Minuten bei
Raumtemperatur gerührt. Zur Reaktionsmischung wurden 120 ml
Dichlormethan gegeben und mit Kaliumcarbonat (ca. 25 g) neutralisiert, bis
keine Gasentwicklung mehr stattfand. Vom entstandenen Niederschlag
wurde abfiltriert, die organische Phase wurde über Natriumsulfat
getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt.
Ausbeute: 12.59 g (84% d. Theorie) 2,2-Dimethyl-1,3-dithian-1-oxid (5).12.55 g (0.09 mol) of 2,2-dimethyl-1,3-dithiane (3) from Example 1 were dissolved in 20 ml of glacial acetic acid and cooled to 0 ° C. Then 10.3 ml of hydrogen peroxide solution (30%) (4) was added. After stirring for 10 minutes at this temperature, the cooling was removed and stirring was continued for 20 minutes at room temperature. 120 ml of dichloromethane were added to the reaction mixture and neutralized with potassium carbonate (approx. 25 g) until gas evolution ceased. The resulting precipitate was filtered off, the organic phase was dried over sodium sulfate and the solvent was removed in vacuo.
Yield: 12.59 g (84% of theory) of 2,2-dimethyl-1,3-dithiane-1-oxide (5).
Das Produkt kann mittels Destillation im Hochvakuum gereinigt werden
(Literatursiedepunkt: 109°C, 0.9 Torr) oder aber mittels Flash-
Chromatographie: Stationäre Phase: Kieselgel 60 (ca. 50-80 g/g Substanz),
mobile Phase: Chloroform/Methanol 25 : 1. Wird die Verbindung roh
weiterverwendet, verringert sich die Ausbeute bei der weiteren Umsetzung
nur unwesentlich.
Physikalische Eigenschaften: farbloses Öl, erstarrt bei Temperaturen
< 8°C.
DC:
(Hexan/Ethylacetat 1 : 7)
Rf = 0.15
HPLC-Bedingungen zur Enantiomerentrennung:
Stationäre Phase: Chiracel OD-H
Mobile Phase: 20% Isopropanol in Hexan
Bedingungen: Temperatur: 5°C, Fluß: 0,5 ml/min
Detektoren: UV (λ = 254 nm) und
Brechungsindexdifferentialdetektor (RI)
Retentionszeiten der Enantiomeren: 15,7 bzw. 18,9 min
(Basislinientrennung)
1H NMR:
(CDCl3, 250 MHz, CDCl3: δ = 7.24)
δ = 1.41 (s, 3H), 1.47 (s, 3H), 1.96-2.15 (m, 1H), 2.20-2.31
(m, 2H), 2.46-2.62 (m, 2H), 2.83-2.90 (m, 1H)
13C NMR:
(CDCl3, 250 MHz, CDCl3: δ = 77.0)
δ = 16.6, 25.8, 25.8, 28.5, 46.7, 57.7
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
HR: (ber./gef.): 164.0329/164.0332
m/z = 164 (M+), 147, 123, 106, 90, 74, 59
IR:
(Film, cm-1)
3456, 2965, 2924, 1654, 1458, 1444, 1424, 1378, 1362, 1293, 1228,
1167, 1120, 1049, 1035, 908, 868, 827, 701, 668, 577, 435
The product can be purified by distillation in a high vacuum (literature boiling point: 109 ° C, 0.9 Torr) or by means of flash chromatography: stationary phase: silica gel 60 (approx. 50-80 g / g substance), mobile phase: chloroform / methanol 25 : 1. If the compound is used raw, the yield in the further reaction is only slightly reduced.
Physical properties: colorless oil, solidifies at temperatures <8 ° C.
DC:
(Hexane / ethyl acetate 1: 7)
R f = 0.15
HPLC conditions for enantiomer separation:
Stationary phase: Chiracel OD-H
Mobile phase: 20% isopropanol in hexane
Conditions: temperature: 5 ° C, flow: 0.5 ml / min
Detectors: UV (λ = 254 nm) and
Refractive index differential detector (RI)
Retention times of the enantiomers: 15.7 and 18.9 min (baseline separation)
1 H NMR:
(CDCl 3 , 250 MHz, CDCl 3 : δ = 7.24)
δ = 1.41 (s, 3H), 1.47 (s, 3H), 1.96-2.15 (m, 1H), 2.20-2.31 (m, 2H), 2.46-2.62 (m, 2H), 2.83-2.90 (m, 1H )
13 C NMR:
(CDCl 3 , 250 MHz, CDCl 3 : δ = 77.0)
δ = 16.6, 25.8, 25.8, 28.5, 46.7, 57.7
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
HR: (ber./gef.): 164.0329 / 164.0332
m / z = 164 (M + ), 147, 123, 106, 90, 74, 59
IR:
(Film, cm -1 )
3456, 2965, 2924, 1654, 1458, 1444, 1424, 1378, 1362, 1293, 1228, 1167, 1120, 1049, 1035, 908, 868, 827, 701, 668, 577, 435
492 mg (3 mmol) des mit Beispiel 2 erhaltenen Sulfoxids (5) wurden in 5 ml
wasserfreiem Tetrahydrofuran (THF) in einer Stickstoffatmosphäre gelöst
und auf -78°C abgekühlt. Dann wurden 2,24 ml einer 1,6 M Lösung von
Butyllithium (6) in Hexan (3.6 mmol) zugegeben und 15 Minuten
stehengelassen. Danach wurden 0,2 ml Acrolein (frisch destilliert) langsam
zugegeben. Nach 45 Minuten wurde die Reaktion mit 0,5 ml einer 10%
NH4Cl-Lösung beendet. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur
gebracht, mit 15 ml Wasser versetzt und 3 mal mit je 15 ml Dichlormethan
extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden 2 mal mit je 10 ml
Wasser gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Das Lösemittel
wurde im Vakuum entfernt. Die Reinigung erfolgte mittels Flash-
Chromatographie (44 g Kieselgel, Laufmittel: CHCl3/MeOH 35 : 1).
Ausbeute: 551 mg (83% d. Theorie) Allylalkohol (7).492 mg (3 mmol) of the sulfoxide (5) obtained with Example 2 were dissolved in 5 ml of anhydrous tetrahydrofuran (THF) in a nitrogen atmosphere and cooled to -78 ° C. Then 2.24 ml of a 1.6 M solution of butyllithium (6) in hexane (3.6 mmol) were added and the mixture was left to stand for 15 minutes. Then 0.2 ml of acrolein (freshly distilled) was slowly added. After 45 minutes, the reaction was terminated with 0.5 ml of a 10% NH 4 Cl solution. The reaction mixture was brought to room temperature, 15 ml of water were added and the mixture was extracted 3 times with 15 ml of dichloromethane each time. The combined organic phases were washed twice with 10 ml of water each time and dried over sodium sulfate. The solvent was removed in vacuo. The purification was carried out by means of flash chromatography (44 g of silica gel, mobile phase: CHCl 3 / MeOH 35: 1).
Yield: 551 mg (83% of theory) of allyl alcohol (7).
577 mg Diisopropylamin (5,7 mmol, frisch destilliert) wurden in einer
Stickstoffatmosphäre in 15 ml wasserfreiem THF vorgelegt und auf -78°C
abgekühlt. Dann wurden innerhalb von 5 Minuten 3,5 ml einer 1,6 M Lösung
von Butyllithium (6) in Hexan zugegeben. Nach 10 Minuten Rühren wurde
die Kühlung durch ein Eisbad ersetzt und weitere 20 Minuten gerührt.
Danach wurde wieder auf -78°C abgekühlt. Nach 15 Minuten wurden
812 mg des gemäß Beispiel 2 erhaltenen Sulfoxids (5) (5,0 mmol), gelöst in
4,5 ml THF, zugegeben; nach weiteren 15 Minuten Rühren wurden 0,8 ml
Acrolein (frisch destilliert) zugetropft. Die Reaktion wurde durch Zugabe
von 2,5 ml einer gesättigten Ammoniumchloridlösung beendet. Das
Lösemittel wurde im Vakuum entfernt, zum Rückstand wurden Wasser und
Dichlormethan gegeben, nicht gelöster Niederschlag wurde abfiltriert und
mit Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden
über Natriumsulfat getrocknet und das Lösemittel durch Vakuumdestillation
entfernt. Die Reinigung des Rohprodukts erfolgte wieder mittels Flash-
Chromatographie: 80 g Kieselgel, Hexan/Essigester 1 : 3, dann 1 : 5 und
schließlich 1 : 10.
Ausbeute: 486 mg (45% der Theorie) Allylalkohol (7).
Physikalische Eigenschaften: farbloses Öl
DC:
(Hexan/Ethylacetat 1 : 7)
Rf = 0.23
(Chloroform/Methanol 35 : 1)
Rf = 0.22
1H NMR:
(CDCl3, 250 MHz, CDCl3: δ = 7.24)
δ = 1.44 (s, 3H), 1.50 (s, 3H), 1.61-1.69 (m, 1H), 2.02-2.19 (m,
1H), 2.44-2.54 (m, 2H), 2.76-2.87 (m, 1H), 4.14-4.25 (br m,
2H), 5.22-5.40 (m, 2H), 5.75-5.90 (m, 1H)
13C NMR:
(CDCl3, 250 MHz, CDCl3: δ = 77.0)
δ = 17.6, 22.5, 25.2, 26.0, 56.8, 58.6, 72.5, 118.2, 137.5
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
HR: (ber./gef.): 220.0592/220.0601
m/z = 220 (M+), 205, 179, 148, 107, 89, 74, 57
IR:
(Film, cm-1)
3356, 2960, 2920, 2361, 2344, 1719, 1639, 1438,1423, 1382, 1364,
1294, 1258, 1158, 1116, 1032, 993, 925, 847, 688, 585, 545
577 mg of diisopropylamine (5.7 mmol, freshly distilled) were placed in 15 ml of anhydrous THF in a nitrogen atmosphere and cooled to -78 ° C. Then 3.5 ml of a 1.6 M solution of butyllithium (6) in hexane were added within 5 minutes. After stirring for 10 minutes, the cooling was replaced by an ice bath and stirred for a further 20 minutes. The mixture was then cooled back to -78 ° C. After 15 minutes, 812 mg of the sulfoxide (5) (5.0 mmol) obtained according to Example 2, dissolved in 4.5 ml of THF, were added; After stirring for a further 15 minutes, 0.8 ml of acrolein (freshly distilled) was added dropwise. The reaction was stopped by adding 2.5 ml of a saturated ammonium chloride solution. The solvent was removed in vacuo, water and dichloromethane were added to the residue, undissolved precipitate was filtered off and extracted with dichloromethane. The combined organic phases were dried over sodium sulfate and the solvent was removed by vacuum distillation. The crude product was again purified by means of flash chromatography: 80 g of silica gel, hexane / ethyl acetate 1: 3, then 1: 5 and finally 1:10.
Yield: 486 mg (45% of theory) of allyl alcohol (7).
Physical properties: colorless oil
DC:
(Hexane / ethyl acetate 1: 7)
R f = 0.23
(Chloroform / methanol 35: 1)
R f = 0.22
1 H NMR:
(CDCl 3 , 250 MHz, CDCl 3 : δ = 7.24)
δ = 1.44 (s, 3H), 1.50 (s, 3H), 1.61-1.69 (m, 1H), 2.02-2.19 (m, 1H), 2.44-2.54 (m, 2H), 2.76-2.87 (m, 1H ), 4.14-4.25 (br m, 2H), 5.22-5.40 (m, 2H), 5.75-5.90 (m, 1H)
13 C NMR:
(CDCl 3 , 250 MHz, CDCl 3 : δ = 77.0)
δ = 17.6, 22.5, 25.2, 26.0, 56.8, 58.6, 72.5, 118.2, 137.5
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
HR: (ber./gef.): 220.0592 / 220.0601
m / z = 220 (M + ), 205, 179, 148, 107, 89, 74, 57
IR:
(Film, cm -1 )
3356, 2960, 2920, 2361, 2344, 1719, 1639, 1438, 1423, 1382, 1364, 1294, 1258, 1158, 1116, 1032, 993, 925, 847, 688, 585, 545
220 mg Allylalkohol (7) (1 mmol) aus Beispiel 3.1 wurden in 2 ml
wasserfreiem Toluol gelöst, 2,5 ml Triethylorthoacetat (9) und 3 Tropfen
Propionsäure zugegeben und auf 75-80°C erwärmt. Die Reaktion wurde in
einer Rückflußapparatur in einer Argonatmosphäre durchgeführt. Nach 18
Stunden wurden nochmals 3 Tropfen Propionsäure zugetropft und noch 2
Stunden gerührt. Danach wurde das Lösemittel mittels Vakuumdestillation
entfernt. Das Rohprodukt wurde mittels Flash-Chromatographie gereinigt:
30 g Kieselgel, Hexan/Ethylacetat 3 : 1, dann 1 : 3.
Ausbeute: 197 mg (68% d. Theorie) Octensäureester (11).
Physikalische Eigenschaften: farbloses Öl
DC:
(Hexan/Ethylacetat 1 : 3)
Rf = 0.34
1H NMR:
(CDCl3, 250 MHz, CDCl3: δ = 7.24)
δ = 1.22 (t, 3H, J = 7.2 Hz), 1.45 (s, 3H), 1.54 (s, 3H), 1.61-1.71
(m, 1H), 2.18-2.45 (m, 5H), 2.48-2.57 (m, 1H), 2.77-2.88
(m, 1H), 3.05-3.14 (m, 1H), 4.10 (q, 2H, J = 7.2 Hz), 5.40-5.62
(m, 1H), 5.69-5.80 (m, 1H)
13C NMR:
(CDCl3, 250 MHz, CDCl3: δ = 77.0)
δ = 14.2, 20.5, 22.9, 25.2, 25.7, 27.8, 33.6, 54.9, 60.4, 127.0, 134.4
(2 Signale fehlen)
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
HR: (ber./gef.): 290.1010/290.1021
m/z = 290 (M+), 276, 248, 220, 200, 185, 155, 139, 113, 79, 57
IR:
(Film, cm-1)
3339, 3061, 2922, 2361, 1732, 1584, 1424, 1341, 1160, 1088, 1036,
953, 927, 870220 mg of allyl alcohol (7) (1 mmol) from Example 3.1 were dissolved in 2 ml of anhydrous toluene, 2.5 ml of triethyl orthoacetate (9) and 3 drops of propionic acid were added and the mixture was heated to 75-80 ° C. The reaction was carried out in a reflux apparatus in an argon atmosphere. After 18 hours, 3 drops of propionic acid were added dropwise and the mixture was stirred for a further 2 hours. The solvent was then removed by vacuum distillation. The crude product was purified by means of flash chromatography: 30 g of silica gel, hexane / ethyl acetate 3: 1, then 1: 3.
Yield: 197 mg (68% of theory) of octenic acid ester (11).
Physical properties: colorless oil
DC:
(Hexane / ethyl acetate 1: 3)
R f = 0.34
1 H NMR:
(CDCl 3 , 250 MHz, CDCl 3 : δ = 7.24)
δ = 1.22 (t, 3H, J = 7.2 Hz), 1.45 (s, 3H), 1.54 (s, 3H), 1.61-1.71 (m, 1H), 2.18-2.45 (m, 5H), 2.48-2.57 ( m, 1H), 2.77-2.88 (m, 1H), 3.05-3.14 (m, 1H), 4.10 (q, 2H, J = 7.2 Hz), 5.40-5.62 (m, 1H), 5.69-5.80 (m, 1H)
13 C NMR:
(CDCl 3 , 250 MHz, CDCl 3 : δ = 77.0)
δ = 14.2, 20.5, 22.9, 25.2, 25.7, 27.8, 33.6, 54.9, 60.4, 127.0, 134.4 (2 signals missing)
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
HR: (ber./gef.): 290.1010 / 290.1021
m / z = 290 (M + ), 276, 248, 220, 200, 185, 155, 139, 113, 79, 57
IR:
(Film, cm -1 )
3339, 3061, 2922, 2361, 1732, 1584, 1424, 1341, 1160, 1088, 1036, 953, 927, 870
90 mg (0,31 mmol) des gemäß Beispiel 4 erhaltenen ungesättigten Esters
(11) wurden in 10 ml Tetrahydrofuran (THF) gelöst und 400 mg (4,3
Äquivalente) Triisopropylbenzolsulfonsäurehydrazid (TPSH) zugegeben.
Das THF wurde unter Rückflußbedingungen zum Sieden erhitzt. Nach 6
Stunden wurde die Reaktion beendet. Die Reaktionsmischung wurde mit 30 ml
Diethylether verdünnt und mit 10 ml gesättigter Natriumcarbonatlösung
ausgeschüttelt. Die wässrige Phase wurde noch 2 mal mit je 20 ml Ether
extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit 10 ml
gesättigter Natriumchloridlösung gewaschen und über Natriumsulfat
getrocknet. Das Lösemittel wurde im Vakuum abdestilliert und das
Rohprodukt durch Flash-Chromatographie gereinigt: Stationäre Phase: 20 g
Kieselgel 60, mobile Phase: Hexan/Ethylacetat 1 : 5.
Ausbeute: 16 mg des reduzierten Esters (12) (18% d. Theorie, bezogen auf
Verbindung (9)), daneben noch 22 mg (24%) der Ausgangsverbindung
(11) und 11 mg (ca. 12%) eines Gemisches der beiden Verbindungen.
Physikalische Eigenschaften: farbloses Öl
DC:
(Hexan/Ethylacetat 1 : 3)
Rf = 0.34
1H NMR:
(CDCl3, 250 MHz, CDCl3: δ = 7.24)
δ = 1.22 (t, 3H, J = 7.1 Hz), 1.45 (s, 3H), 1.52 (s, 3H), 1.40-1.73 (m,
6H), 1.76-1.88 (m, 1H), 1.99-2.16 (m, 1H), 2.29 (t, 2H, J = 7.0 Hz),
2.37-2.51 (m, 2H), 2.78-2.90 (m, 1H), 4.09 (q, 2H, J = 7.1 Hz)
13C NMR:
(CDCl3, 250 MHz, CDCl3: δ = 77.0)
δ = 14.2, 20.7, 22.7, 24.5, 25.5, 25.6, 26.1, 31.6, 33.9, 51.8, 58.5,
60.3, 173.3
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
HR: (ber./gef.): 292.1167/292.1152
m/z = 292 (M+), 247, 201, 165, 149, 123, 81, 55
IR:
(Film, cm-1)
3401, 3104, 2930, 2360, 1734, 1556, 1459, 1404, 1376, 1338, 1183,
1105, 1045, 869, 442, 41890 mg (0.31 mmol) of the unsaturated ester (11) obtained according to Example 4 were dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran (THF) and 400 mg (4.3 equivalents) of triisopropylbenzenesulfonic acid hydrazide (TPSH) were added. The THF was heated to boiling under reflux conditions. The reaction was terminated after 6 hours. The reaction mixture was diluted with 30 ml of diethyl ether and shaken with 10 ml of saturated sodium carbonate solution. The aqueous phase was extracted twice with 20 ml ether. The combined organic phases were washed with 10 ml of saturated sodium chloride solution and dried over sodium sulfate. The solvent was distilled off in vacuo and the crude product was purified by flash chromatography: stationary phase: 20 g of silica gel 60, mobile phase: hexane / ethyl acetate 1: 5.
Yield: 16 mg of the reduced ester (12) (18% of theory, based on compound (9)), in addition 22 mg (24%) of the starting compound (11) and 11 mg (approx. 12%) of a mixture of two connections.
Physical properties: colorless oil
DC:
(Hexane / ethyl acetate 1: 3)
R f = 0.34
1 H NMR:
(CDCl 3 , 250 MHz, CDCl 3 : δ = 7.24)
δ = 1.22 (t, 3H, J = 7.1 Hz), 1.45 (s, 3H), 1.52 (s, 3H), 1.40-1.73 (m, 6H), 1.76-1.88 (m, 1H), 1.99-2.16 ( m, 1H), 2.29 (t, 2H, J = 7.0 Hz), 2.37-2.51 (m, 2H), 2.78-2.90 (m, 1H), 4.09 (q, 2H, J = 7.1 Hz)
13 C NMR:
(CDCl 3 , 250 MHz, CDCl 3 : δ = 77.0)
δ = 14.2, 20.7, 22.7, 24.5, 25.5, 25.6, 26.1, 31.6, 33.9, 51.8, 58.5, 60.3, 173.3
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
HR: (ber./gef.): 292.1167 / 292.1152
m / z = 292 (M + ), 247, 201, 165, 149, 123, 81, 55
IR:
(Film, cm -1 )
3401, 3104, 2930, 2360, 1734, 1556, 1459, 1404, 1376, 1338, 1183, 1105, 1045, 869, 442, 418
Zu 3 ml wasserfreiem Methanol wurden 0,42 ml Acetylchlorid unter Eiskühlung zugetropft. Die Lösung wurde dabei nur langsam gerührt und war mit einer Durchstichkappe verschlossen. Nach der Zugabe des Acetylchlorids wurde noch einige Minuten bei Raumtemperatur gerührt und die hergestellte Lösung sofort weiterverwendet.0.42 ml of acetyl chloride was added to 3 ml of anhydrous methanol Dropped ice cooling. The solution was stirred slowly and was closed with a piercing cap. After adding the Acetyl chloride was stirred for a few more minutes at room temperature and immediately use the manufactured solution.
16 mg (0,055 mmol) des Esters (12) aus Beispiel 5 wurden in 3 ml 2 molarer
methanolischer HCl-Lösung gelöst und 2,5 Stunden bei Raumtemperatur
langsam gerührt. Das Reaktionsgefäß war dabei mit einer Durchstichkappe
verschlossen, um ein Entweichen von HCl-Gas zu verhindern. Die
Reaktionsmischung wurde mit 5 ml Wasser versetzt und 20 ml Ether
zugegeben. Es wurde mit 8 ml gesättigter Natriumcarbonatlösung
neutralisiert und noch mit 10 und 5 ml Ether extrahiert. Die vereinigten
organischen Phasen wurden mit 7 ml gesättigter Natriumchloridlösung
gewaschen und über Natriumsulfat getrocknet. Das Lösemittel wurde im
Vakuum entfernt.
Ausbeute: 12 mg (ca. 100% d. Theorie) Liponsäuremethylester.
Physikalische Eigenschaften: gelbes Öl
DC:
(Hexan/Ethylacetat 6 : 1)
Rf = 0.53
1H NMR:
(CDCl3, 250 MHz, CDCl3: δ = 7.24)
δ = 1.38-1.73 (m, 6H), 1.82-1.95 (m, 1H), 2.30 (t, 2H, J = 7.3 Hz),
2.38-2.50 (m, 1H), 3.04-3.21 (m, 2H), 3.49-3.60 (m, 1H),
3.65 (s, 3H, OCH 3)
13C NMR:
(CDCl3, 250 MHz, CDCl3: δ = 77.0)
δ = 24.7, 28.7, 33.8, 34.6, 38.5, 40.2, 51.5, 56.3, 173.8
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
HR: (ber./gef.): 220.0592/220.0599
m/z = 220 (M+), 189 (M+ - OCH3), 155, 123, 81, 55
IR:
(Film, cm-1)
2930, 1735, 1654, 1559, 1437, 1201, 448, 419, 40216 mg (0.055 mmol) of the ester (12) from Example 5 were dissolved in 3 ml of 2 molar methanolic HCl solution and slowly stirred at room temperature for 2.5 hours. The reaction vessel was sealed with a piercing cap to prevent the escape of HCl gas. 5 ml of water were added to the reaction mixture, and 20 ml of ether were added. It was neutralized with 8 ml of saturated sodium carbonate solution and extracted with 10 and 5 ml of ether. The combined organic phases were washed with 7 ml of saturated sodium chloride solution and dried over sodium sulfate. The solvent was removed in vacuo.
Yield: 12 mg (approx. 100% of theory) of methyl lipoate.
Physical properties: yellow oil
DC:
(Hexane / ethyl acetate 6: 1)
R f = 0.53
1 H NMR:
(CDCl 3 , 250 MHz, CDCl 3 : δ = 7.24)
δ = 1.38-1.73 (m, 6H), 1.82-1.95 (m, 1H), 2.30 (t, 2H, J = 7.3 Hz), 2.38-2.50 (m, 1H), 3.04-3.21 (m, 2H), 3.49-3.60 (m, 1H), 3.65 (s, 3H, OC H 3 )
13 C NMR:
(CDCl 3 , 250 MHz, CDCl 3 : δ = 77.0)
δ = 24.7, 28.7, 33.8, 34.6, 38.5, 40.2, 51.5, 56.3, 173.8
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
HR: (ber./gef.): 220.0592 / 220.0599
m / z = 220 (M + ), 189 (M + - OCH 3 ), 155, 123, 81, 55
IR:
(Film, cm -1 )
2930, 1735, 1654, 1559, 1437, 1201, 448, 419, 402
118 mg (0,54 mmol) Liponsäuremethylester, die entsprechend Beispiel 6 erhalten wurden, wurden in 15 ml Methanol gelöst und soviel Wasser zugegeben, bis eine leichte Trübung eintrat (ca. 15 ml); danach wurden 155 mg (1,1 mmol) Kaliumcarbonat zugegeben und 5 Stunden gerührt.118 mg (0.54 mmol) of methyl lipoate corresponding to Example 6 were obtained, were dissolved in 15 ml of methanol and as much water added until a slight turbidity occurred (approx. 15 ml); thereafter 155 mg (1.1 mmol) potassium carbonate added and stirred for 5 hours.
Danach wurden 35 ml Wasser und 35 ml Dichlormethan zugesetzt und mit
halbkonzentrierter Salzsäure angesäuert (pH ca. 2-3). Die Phasen wurden
getrennt, und die wässrige Phase noch 2 mal mit je 35 ml Dichlormethan
extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden über Natriumsulfat
getrocknet und das Lösemittel mit einem Rotationsverdampfer entfernt.
Ausbeute: 107 mg (97% d. Theorie) Liponsäure.
Physikalische Eigenschaften: gelb-kristalliner Feststoff
Schmelzpunkt: 60-62°C
DC:
(Hexan/Ethylacetat 3 : 1)
Rf = 0.32
1H NMR:
(CDCl3, 300 MHz, CDCl3: δ = 7.24)
δ = 1.38-1.55 (m, 2H), 1.56-1.74 (m, 4H), 1.89 (m, 1H), 2.36 (t,
2H, J = 7.3 Hz), 2.44 (m, 1H), 3.04-3.22 (m, 2H), 3.55 (br m,
1H), 11,2-11,8 (br s, 1H, COOH)
13C NMR:
(CDCl3, 250 MHz, CDCl3: δ = 77.0)
δ = 24.2, 28.4, 33.6, 34.4, 38.3, 40.0, 56.1, 179.8
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
m/z = 206 (M+), 173 (M+ - HS), 155, 141, 123, 81
IR:
(Film, cm-1)
2928, 2865, 1693, 1466, 1429, 1323, 1285, 1079, 947, 734, 422Then 35 ml of water and 35 ml of dichloromethane were added and acidified with half-concentrated hydrochloric acid (pH approx. 2-3). The phases were separated and the aqueous phase was extracted twice with 35 ml dichloromethane each time. The combined organic phases were dried over sodium sulfate and the solvent was removed on a rotary evaporator.
Yield: 107 mg (97% of theory) of lipoic acid.
Physical properties: yellow crystalline solid
Melting point: 60-62 ° C
DC:
(Hexane / ethyl acetate 3: 1)
R f = 0.32
1 H NMR:
(CDCl 3 , 300 MHz, CDCl 3 : δ = 7.24)
δ = 1.38-1.55 (m, 2H), 1.56-1.74 (m, 4H), 1.89 (m, 1H), 2.36 (t, 2H, J = 7.3 Hz), 2.44 (m, 1H), 3.04-3.22 ( m, 2H), 3.55 (br m, 1H), 11.2-11.8 (br s, 1H, COOH)
13 C NMR:
(CDCl 3 , 250 MHz, CDCl 3 : δ = 77.0)
δ = 24.2, 28.4, 33.6, 34.4, 38.3, 40.0, 56.1, 179.8
MS:
(EI, 70 eV, 600 µA)
m / z = 206 (M + ), 173 (M + - HS), 155, 141, 123, 81
IR:
(Film, cm -1 )
2928, 2865, 1693, 1466, 1429, 1323, 1285, 1079, 947, 734, 422
Claims (21)
- a) in einer ersten Verfahrensstufe 1,3-Propandithiol mit einer Aldehyd-
oder Ketonverbindung (1) der allgemeinen Formeln
worin jeweils R1 und R2 unabhängig voneinander Wasserstoff, ein C1-3-Alkyl oder Phenyl bedeuten oder worin R1 und R2 gemeinsam einen -(CH2)n--Ring mit n = 4 oder 5 bilden, R für C1-3-Alkyl, C1-3- Acyl, Trifluoracetyl, Benzyl oder Benzoyl steht, R' = H, C1-3-Alkyl oder Benzyl ist und X = O oder S bedeutet, in alkoholischer Lösung bei Temperaturen zwischen -5 und +5°C und in Gegenwart von Bortrifluorid-Etherat als Lewis-Säuren-Katalysator (2) umsetzt,
- a) gegebenenfalls nach erfolgter Reinigung, die aus Verfahrensstufe a)
erhaltene 1,3-Dithianverbindung (3) bei Temperaturen zwischen 0
und 25°C mit einer wässrigen Wasserstoffperoxid-Lösung als
Oxidationsmittel (4) zu einem 1,3-Dithian-1-oxid (5) der allgemeinen
Formel II)
worin R1 und R2 die genannte Bedeutung besitzen, oxidiert,
- a) das aus b) erhaltene 1,3-Dithian-1-oxid (5) der allgemeinen Formel
II in Gegenwart von Lithiumdiisopropylamid oder n-Butyllithium als
Lewis- oder Brönstedt-Base (6) bei Temperaturen zwischen -85°C
und +15°C an absolutiertes und polymerisatfreies Acrolein zum
entsprechenden Allylalkohol (7) der allgemeinen Formel III)
worin R1 und R2 die genannte Bedeutung besitzen, addiert,
- a) den Allylalkohol (7) der allgemeinen Formel III aus Stufe c) unter
Lewis- oder Brönstedt-Säure (8)-Katalyse mit einem Orthoester (9)
CH3C(OR3)3
zum Allylacetal (10) der allgemeinen Formel IV)
worin R1 und R2 die genannte Bedeutung besitzen und R3 jeweils C1-3-Alkyl bedeutet, umsetzt,
- a) den Allylorthoester (10) der allgemeinen Formel IV bei
Temperaturen zwischen 70 und 120°C zur Octensäure-Verbindung
(11) der allgemeinen Formel V)
worin R1, R2 und R3 die genannte Bedeutung besitzen, weiterreagieren lässt, - b) die aus e) erhaltene Octensäure-Verbindung (11) der allgemeinen
Formel V mit Hilfe eines Diimins als Reduktionsmittel und bei
Temperaturen zwischen 80 und 110°C zu einem 1,3-Dithian-1-oxid-
6-valeriansäureester (12) der allgemeinen Formel VI)
worin R1 und R2 und R3 die genannte Bedeutung besitzen, reduziert,
- a) den Valeriansäureester (12) der allgemeinen Formel VI in saurer,
alkoholischer Lösung zur
α-Liponsäure
solvolysiert, wobei der Solvolyse ein Hydrolyse-Schritt vor- oder nachgeschaltet wird, was insbesondere in Gegenwart von Cäsium- oder Kaliumcarbonat in wässrigem Methanol erfolgt,
- a) das Produkt α-Liponsäure isoliert und gegebenenfalls aufreinigt.
- a) in a first process step 1,3-propanedithiol with an aldehyde or ketone compound (1) of the general formulas
wherein each R 1 and R 2 independently of one another are hydrogen, a C 1-3 alkyl or phenyl or where R 1 and R 2 together form a - (CH 2 ) n - ring with n = 4 or 5, R is C 1-3 alkyl, C 1-3 acyl, trifluoroacetyl, benzyl or benzoyl, R '= H, C 1-3 alkyl or benzyl and X = O or S, in alcoholic solution at temperatures between -5 and + 5 ° C and in the presence of boron trifluoride etherate as a Lewis acid catalyst (2),
- a) if necessary after cleaning, the 1,3-dithiane compound (3) obtained from process stage a) at temperatures between 0 and 25 ° C. with an aqueous hydrogen peroxide solution as oxidizing agent (4) to give a 1,3-dithiane-1- oxide (5) of the general formula II)
wherein R 1 and R 2 have the meaning given, oxidized,
- a) the 1,3-dithiane-1-oxide (5) of the general formula II obtained from b) in the presence of lithium diisopropylamide or n-butyllithium as Lewis or Brönstedt base (6) at temperatures between -85 ° C. and + 15 ° C. to absolute and polymer-free acrolein to the corresponding allyl alcohol (7) of the general formula III)
where R 1 and R 2 have the meaning given, added,
- a) the allyl alcohol (7) of the general formula III from stage c) with Lewis or Brönstedt acid (8) catalysis with an orthoester (9)
CH 3 C (OR 3 ) 3
to the allyl acetal (10) of the general formula IV)
in which R 1 and R 2 have the meaning given and R 3 each denotes C 1-3 alkyl,
- a) the allyl orthoester (10) of the general formula IV at temperatures between 70 and 120 ° C to the octenoic acid compound (11) of the general formula V)
wherein R 1 , R 2 and R 3 have the meaning given, can react further, - b) the octenic acid compound (11) of the general formula V obtained from e) using a diimine as reducing agent and at temperatures between 80 and 110 ° C. to give a 1,3-dithiane-1-oxide-6-valeric acid ester (12) of the general formula VI)
in which R 1 and R 2 and R 3 have the meaning given, reduced,
- a) the valeric acid ester (12) of the general formula VI in acidic, alcoholic solution
α-lipoic acid
solvolysed, the solvolysis being preceded or followed by a hydrolysis step, which takes place in particular in the presence of cesium or potassium carbonate in aqueous methanol,
- a) the product α-lipoic acid isolated and optionally purified.
in racemischer oder diastereomerenreiner Form, worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, ein C1-3-Alkyl oder Phenyl bedeuten oder worin R1 und R2 gemeinsam einen -(CH2)n-Ring mit n = 4 oder 5 bilden, sowie beliebige Mischungen aus deren Diastereomeren.14. Compound of the general formula A
in racemic or diastereomerically pure form, in which R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, a C 1-3 alkyl or phenyl or in which R 1 and R 2 together form a - (CH 2 ) n ring with n = 4 or 5 form, as well as any mixtures of their diastereomers.
in racemischer oder diastereomerenreiner Form, worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, ein C1-3-Alkyl oder Phenyl bedeuten, oder in denen R1 und R2 gemeinsam einen -(CH2)n-Ring mit n = 4 oder 5 bilden und in denen R3 Wasserstoff, ein C1-6-Alkyl oder Benzyl darstellt, sowie beliebige Mischungen aus deren Diastereomeren.15. Compound of the general formula B
in racemic or diastereomerically pure form, in which R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, a C 1-3 alkyl or phenyl, or in which R 1 and R 2 together form a - (CH 2 ) n ring with n = 4 or 5 form and in which R 3 represents hydrogen, a C 1-6 alkyl or benzyl, and any mixtures of their diastereomers.
in racemischer oder diastereomerenreiner Form, worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, ein C1-3-Alkyl oder Phenyl bedeuten oder in denen R1 und R2 gemeinsam einen -(CH2)n-Ring mit n = 5 bilden und R3 Wasserstoff, ein C1-6-Alkyl oder Benzyl darstellt, sowie beliebige Mischungen aus deren Diastereomeren und/oder deren zur C=C-Doppelbindung cis- oder trans-ständigen Isomeren. 16. Compound of the general formula C
in racemic or diastereomerically pure form, in which R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, a C 1-3 alkyl or phenyl or in which R 1 and R 2 together form a - (CH 2 ) n ring with n = 5 and R 3 represents hydrogen, a C 1-6 alkyl or benzyl, and any mixtures of their diastereomers and / or their isomers which are cis or trans to the C = C double bond.
in racemischer oder diastereomerenreiner Form, worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, ein C1-3-Alkyl oder Phenyl bedeuten oder in denen R1 und R2 gemeinsam einen -(CH2)n-Ring mit n = 4 oder 5 bilden und R3 Wasserstoff, C1-6-Alkyl oder Benzyl darstellt, sowie beliebige Mischungen aus deren Diastereomeren.17. Compound of the general formula D
in racemic or diastereomerically pure form, in which R 1 and R 2 each independently represent hydrogen, a C 1-3 alkyl or phenyl or in which R 1 and R 2 together form a - (CH 2 ) n ring with n = 4 or Form 5 and R 3 represents hydrogen, C 1-6 alkyl or benzyl, and any mixtures of their diastereomers.
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