In
den Dokumenten WO 02/02508, WO 02/08172 und WO 01/09083 werden chirale
Octensäurederivate
der allgemeinen Formel (I) als wichtige Zwischenstufen insbesondere
bei der mehrstufigen Herstellung des Reninhemmers mit der Bezeichnung "Aliskiren" (CAN: 173334-57-1)
der Firma Novartis beschrieben. Die chiralen phenylsubstituierten
Octensäurederivate
werden danach aus zwei chiralen Blöcken aufgebaut, wobei die eine
Einheit ein chirales 3-Phenyl-2-isopropyl-propylhalogenid (bekannt
aus WO 02/02487 und WO 02/02500) und die andere Einheit eine chirale
5-Halogen-2-isopropyl-pent-4-ensäure (beschrieben
in WO 01/09079 und WO 02/092828) darstellen, welche zu dem Zielprodukt
vereinigt werden. Beide chirale Blöcke werden separat über komplexe
mehrstufige Synthesen hergestellt, wie in den obengenannten Dokumenten beschrieben.
Somit ist der gesamte Herstellungsprozeß für die chiralen phenylsubstituierten
Octensäurederivate
der allgemeinen Formel (I) sehr komplex, beinhaltet zudem einen
asymmetrischen Hydrierungsschritt, in welchem ein sehr teurer, nicht
ohne weiteres verfügbarer
homogener chiraler Rh-Katalysator
notwendig ist, was den Prozeß insgesamt
sehr kostenintensiv gestaltet.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit in der Bereitstellung
eines vereinfachten Herstellungsverfahrens für Octensäurederivate der allgemeinen
Formel (I).
Die
gestellte Aufgabe wird gelöst
mit einem Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen
Formel (I)
worin
R
1 und
R
2 unabhängig
voneinander für
Hydroxy, Alkoxy, Aryloxy, Arylalkyloxy oder Alkoxyalkoxy stehen;
R
3 für
eine Kohlenstoffheterogruppe enthaltend mindestens ein Heteroatom,
ausgewählt
aus O oder N, mit mindestens einer Kohlenstoff-Heteroatom-Mehrfachbindung
an der C-1-Position, wie COOR
6,
worin
R
6 für
Wasserstoff, Alkyl, Aryl, Arylalkyl oder Trialkylsilyl steht;
Nitril;
C(O)R
7,
worin R
7 für Wasserstoff,
Halogen, O
–,
OM,
worin M für
Alkalimetall oder ein Äquivalent
eines Erdalkalimetalls steht,
OCOR
12,
worin
R
12 für
verzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, bevorzugt
Pivaloyl steht,
OCOCF
3, OSO
2CH
3 oder OSO
2CF
3 oder für eine Schutz-
oder Aktivierungsgruppe, wie C(O)N-Alkyl-O-alkyl steht
oder C(O)NR
4R
5,
worin R
4 und R
5 unabhängig für Wasserstoff,
Alkyl, Aryl, Arylalkyl, Trialkylsilyl o.ä. stehen, oder R
4 und
R
5 zusammen mit dem Stickstoff ein fünf bis sechs-gliedriges
heterocyclisches Ringsystem bilden, welches optional 1 bis 3 zusätzliche
Heteroatome aufweisen kann;
oder deren Salze,
wobei man
eine Verbindung der allgemeinen Formel (II)
worin
R
3 jeweils
unabhängig
wie oben unter der Formel (I) definiert ist;
in einer Additionsreaktion
mit einer Verbindung der Formel (III)
worin
Y für Halogen,
Metall, Metallhalogenid, Metallalkoxid oder Metallcarboxylat steht,
R
1 und R
2 wie oben
unter der Formel (I) definiert sind,
oder
Y für Wasserstoff
steht, und
R
1 für eine geschützte Hydroxyfunktion,
wie eine Trifluormethansulfonat- oder Trifluoracetatgruppe steht;
R
2 wie oben unter der Formel (I) definiert
ist,
unter Erhalt einer Verbindung der Formel (IV)
worin
R
1,
R
2 und R
3 wie oben
unter der Formel (I) definiert sind;
die punktierte Linie eine
Einfach- oder Doppelbindung darstellt;
R
5 für O oder
NR
8 steht, worin R
8 für Wasserstoff
oder Alkyl steht, wenn die punktierte Linie eine Doppelbindung darstellt,
oder
R
5 für OH oder NR
8R
9 steht, worin R
8 und
R
9 jeweils unabhängig für Wasserstoff oder Alkyl stehen,
wenn die punktierte Linie eine Einfachbindung darstellt;
umsetzt
und die Verbindung der Formel (IV) mindestens einer Reduktionsreaktion
unter Erhalt des Zielproduktes der Formel (I) unterwirft;
oder
man
die Verbindung der allgemeinen Formel (II) mindestens einer Reduktionsreaktion
unter Erhalt der Verbindung der Formel (V)
worin
R
3 wie
oben unter Formel (I) definiert ist;
Z für eine Abgangsgruppe, wie Halogen,
Mesyl, Tosyl oder Triflat steht;
unterwirft und die Verbindung
der Formel (IV) in einer Additionsreaktion mit einer Verbindung
der Formel (III) unter Erhalt des Zielproduktes der Formel (I) umsetzt.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die Verbindung der Formel (II) als Gemisch der Stereoisomeren
eingesetzt.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
umfaßt
bevorzugt einen Isomeren-Trennschritt vor oder nach einem der Additions-
oder Reduktionsschritte. Die Auftrennung der Isomeren kann auf an
sich bekannte Weise, z.B. durch verschiedene Kristallisationstechniken,
Chromatographie, etc. in einem oder mehreren Schritten erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren
neben dem genannten Isomeren-Trennschritt zusätzlich eine Isomerisierung
oder Racemisierung der unerwünschten
Isomere.
Vorteilhaft
haben die Reste in der Formel (I) die folgenden Bedeutungen:
- R1: Hydroxy oder verzweigtes
oder unverzweigtes Niederalkoxy mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie
Methoxy, Ethoxy, n- und i-Propoxy, n-, i- und t-Butoxy oder Pentoxy, Aryloxy, wie Phenyloxy,
Naphthyloxy oder deren Derivate, oder Benzyloxy oder verzweigtes
oder unverzweigtes Alkoxyalkoxy mit jeweils 1 bis 5, bevorzugt 1
bis 2 Kohlenstoffatomen in der Alkoxygruppe, wie 1-Methoxymethoxy,
1-Methoxy-2-ethoxy, 1-Methoxy-3-propoxy,
1-Methoxy-4-butoxy, etc., besonders bevorzugt 1-Methoxymethoxy, 1-Methoxy-2-ethoxy, 1-Methoxy-3-propoxy,
1-Methoxy-4-butoxy,
insbesondere 1-Methoxy-3-propoxy,
- R2: Hydroxy oder verzweigtes oder unverzweigtes
Niederalkoxy mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie Methoxy, Ethoxy,
n- und i-Propoxy, n-, i- und t-Butoxy
oder Pentoxy, Aryloxy, wie Phenyloxy, Naphthyloxy oder deren Derivate,
oder Benzyloxy oder verzweigtes oder unverzweigtes Alkoxyalkoxy
mit jeweils 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 2 Kohlenstoffatomen in der
Alkoxygruppe, wie 1-Methoxymethoxy, 1-Methoxy-2-ethoxy, 1-Methoxy-3-propoxy, 1-Methoxy-4-butoxy,
etc., besonders bevorzugt Methoxy
und
- R3: COOR6 worin
R6 für
Wasserstoff, verzweigtes oder unverzweigtes Niederalkyl mit 1 bis
5 Kohlenstoffatomen, Aryl, Benzyl oder Trialkylsilyl steht, Nitril,
C(O)R7 worin R7 für Halogen,
OM steht, worin M für
Alkalimetall oder ein Äquivalent
eines Erdalkalimetalls steht, oder C(O)NR4R5, worin R4 und R5 unabhängig
für verzweigtes
oder unverzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, oder
Benzyl stehen.
Besonders
bevorzugt dient das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
der Verbindung der Formel (VI)
worin R
1,
R
2 und R
3 wie oben
unter Formel (I) definiert sind.
Insbesondere
dient das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung der Verbindung der Formel (VII)
worin
MOPO
für Methoxypropoxy
steht und R
6 wie oben unter Formel (I) definiert
ist.
In
einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
steht R3 unabhängig für Carboxy oder Nitril.
Vorzugsweise
wird die Additionsreaktion mit einer Verbindung der Formel (III)
durchgeführt,
worin Y für
verschiedene Metalle, wie Alkalimetalle, oder für Metallhalogenid oder Metallalkoxid
oder Metallcarboxylat steht, worin das Metall Mg, Al, B, Mn, Cu,
Cd, Zn and Sn sein kann. Besonders bevorzugt steht Y für Li, Na, CuCl,
CuBr, Cul, MgCl oder MgBr.
Die
Reduktion wird in einem oder zwei Schritten, z.B. mit Metallhydriden
oder Trialkylsilan in Gegenwart von Säuren oder mit Lewis-Säuren durchgeführt.
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird die Verbindung der Formel (VII) in einer zusätzlichen
Amidierung auf bekannte Weise zur Verbindung der Formel (VIII)
umgesetzt.
Wenn
die Addition mit einer Verbindung der Formel (III), worin Y für Wasserstoff
und R1 für
eine geschützte
Hydroxyfunktion stehen sowie R2 wie oben
unter Formel (I) definiert ist, durchgeführt wird, umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren
bevorzugt einen weiteren Alkylierungsschritt zur Umwandlung von
R1 in Alkoxy oder Alkoxyalkoxy.
Die
Erfindung betrifft weiterhin Verbindungen der Formel (IIa)
worin
R
10 für eine Kohlenstoffheterogruppe
enthaltend mindestens ein Heteroatom, ausgewählt aus O oder N, mit mindestens
einer Kohlenstoff-Heteroatom-Mehrfachbindung an der C-1-Position,
wie COOR
6,
worin R
6 für Wasserstoff,
Alkyl, Aryl, Arylalkyl oder Trialkylsilyl steht;
Nitril;
C(O)R
7,
worin R
7 für Wasserstoff,
Halogen, O
–,
OM,
worin M für
Alkalimetall oder ein Äquivalent
eines Erdalkalimetalls steht,
OCOR
12,
worin
R
12 für
verzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, bevorzugt
Pivaloyl oder
OCOCF
3, OSO
2CH
3 oder OSO
2CF
3 oder für eine Schutz- oder Aktivierungsgruppe,
wie C(O)N-Alkyl-O-alkyl
steht
oder C(O)NR
4R
5,
worin
R
4 und R
5 unabhängig für Wasserstoff,
Alkyl, Aryl, Arylalkyl, Trialkylsilyl o.ä. stehen, oder R
4 und
R
5 zusammen mit dem Stickstoff ein fünf bis sechs-gliedriges
heterocyclisches Ringsystem bilden, welches optional 1 bis 3 zusätzliche
Heteroatome aufweisen kann,
wobei R
4 und
R
5 zusammen mit dem Stickstoff nicht für ein 4(S)-substitutiertes
Oxazolidin-2-on-3-yl in jedem R
10 stehen
können,
wenn beide Reste für
C(O)NR
4R
5 stehen
oder
deren Salze.
Eine
bevorzugte Gruppe der erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel
(IIa) sind (S,S)-Enantiomere der Formel (IIb)
In
einer weiteren bevorzugten Gruppe von erfindungsgemäßen Verbindungen
der Formel (IIa) oder (IIb) steht R10 für C(O)R7, worin R7 für Wasserstoff,
Halogen, O–,
OM, worin M für
Alkalimetall, ein Äquivalent eines
Erdalkalimetalls, OCOR12, worin R12 für
verzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Pivaloyl
oder OCOCF3, OSO2CH3 oder OSO2CF3 steht, Nitril oder COOR6,
worin R6 wie oben unter Formel (I) definiert
ist, und bevorzugt für
Wasserstoff steht.
Besonders
bevorzugt steht R10 jeweils unabhängig für Nitril
oder COCl oder COBr oder COOR6, worin R6 wie oben unter Formel (I) definiert ist,
bevorzugt für
Wasserstoff steht.
Die
Erfindung betrifft weiterhin Verbindungen der Formel (IV)
worin
R
1,
R
2 und R
3 wie oben
unter der Formel (I) definiert sind;
die punktierte Linie eine
Einfach- oder Doppelbindung darstellt;
R
5 für O oder
NR
8 steht, worin R
8 für Wasserstoff
oder Alkyl steht, wenn die punktierte Linie eine Doppelbindung darstellt,
oder
R
5 für OH oder NH
2,
wenn die punktierte Linie eine Einfachbindung darstellt,
oder
deren Salze, bevorzugt die (S,S)-Enantiomeren. Unter den bevorzugten
(S,S)-Enantionmeren sollen im Sinne der vorliegenden Erfindung Verbindungen
verstanden werden, in welchen die Isopropylgruppen der Octenseitenkette
die folgende Konfiguration aufweisen:
Die
genannten (S,S)-Enantionmere lassen vorteilhaft unter Erhaltung
der beiden chiralen Centren, in Verbindungen der Formel (I) überführen.
Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck "Halogen" auf Chlor, Brom,
Jod
"Alkyl" bezieht sich, sofern
nicht anders angegeben, auf geradkettige oder verzweigte oder cyclische gesättigte Kohlenwasserstoffe
oder deren Kombinationen mit vorzugsweise 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
insbesondere 1 bis 10, besonders bevorzugt 1 bis 5 Kohlenstoffatomen.
Beispiele solcher Alkylgruppen (vorausgesetzt, die bezeichnete Länge umfasst
das spezielle Beispiel) sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, sek.-Butyl,
tert.-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Neopentyl, tert.-Pentyl, 1-Methylbutyl,
2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, Hexyl, Isohexyl, Heptyl und Octyl.
"Alkoxy" bezieht sich auf über Sauerstoff
gebundenes geradkettiges oder verzweigtes gesättigtes Alkyl mit vorzugsweise
1 bis 20 Kohlenstoffatomen, insbesondere 1 bis 10, besonders bevorzugt
1 bis 5, ganz besonders bevorzugt 1 bis 2 Kohlenstoffatomen. Beispiele
solcher Alkoxygruppen (vorausgesetzt, die bezeichnete Länge umfasst
das spezielle Beispiel) sind Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy,
Butoxy, Isobutoxy und tert.-Butoxy.
Die
Alkyl- und Alkoxygruppen können
substitiuiert sein durch eine oder mehrere der folgenden Gruppen
ausgewählt
aus Halogen, Hydroxy, Cyano, C1-C6-Alkoxy, Nitro, Amino, C1-C6-Alkylamino, Di-C1-C6-Alkylamino, Carboxy, C1-C6-Alkoxycarbonyl,
Aminocarbonyl, Halogenmethyl, Dihalogenmethyl, Trihalogenmethyl, Halogenethyl,
Dihalogenethyl, Trihalogenethyl, Tetrahalogenethyl, Pentahalogenethyl.
Der
Begriff "Cycloalkyl" steht, sofern nicht
anders angegeben, für
einen organischen Rest, der von einer monocyclischen (C3-C7)-Cycloalkylverbindung abgeleitet ist durch
Entfernen eines Wasserstoffrests von einem Ring-Kohlenstoffatom der Cycloalkylverbindung.
Beispiele von Cycloalkylgruppen sind Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl,
Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclopropenyl, Cyclobutenyl, Cyclopentenyl,
Cyclohexenyl, Cycloheptenyl, 1,3-Cyclobutadienyl, 1,3-Cyclopentadienyl,
1,3-Cyclohexadienyl, 1,4-Cyclohexadienyl, 1,3-Cycloheptadienyl, 1,4-Cycloheptadienyl,
Bicyclo[3.2.1]octan und Bicyclo[2.2.1]heptan. Der Begriff Cycloalkyl
umfaßt auch
Cycloalkenylgruppen mit ein oder zwei Doppelbindungen.
Der
Ausdruck „heterocyclisch" bedeutet ein monocyclisches,
heterocyclisches Ringsystem. Monocyclische heterocyclische Ringe
bestehen aus etwa 3 bis 7 Ringatomen mit 1 bis 5 Heteroatomen, ausgewählt aus N,
O oder S und vorzugsweise 3 bis 7 Atomen im Ring. Bicyclische Heterocyclen
bestehen aus etwa 5 bis 17 Ringatomen, bevorzugt 5 bis 12 Ringatome.
Der
Ausdruck „Aryl" bedeutet einen cyclischen
oder polycyclischen Ring, bestehend aus 6 bis 12 Kohlenstoffatomen,
der unsubstituiert sein kann oder substituiert ist durch eine oder
mehrere Substituentengruppen, die oben für die Alkyl- und Alkoxygruppen
angegeben sind. Beispiele für
Arylgruppen sind Phenyl, 2,6-Dichlorphenyl, 3-Methoxyphenyl, Naphthyl,
4-Thionaphthyl, Tetralinyl, Anthracinyl, Phenanthrenyl, Benzonaphthenyl,
Fluorenyl, 2-Acetamidofluoren-9-yl und 4'-Brombiphenyl.
Der
Ausdruck „Heteroaryl" bedeutet ein aromatisches
cyclisches oder polycyclisches Ringsystem mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen
und 1 bis 4 Heteroatomen, ausgewählt
aus N, O oder S. Typische Heteroarylgruppen sind 2- oder 3-Thienyl,
2- oder 3-Furanyl, 2- oder 3-Pyrrolyl, 2-, 4-, oder 5-Imidazolyl,
3-, 4- oder 5-Pyrazolyl, 2-, 4- oder 5-Thiazolyl, 3-, 4-, oder 5-Isothiazolyl,
2-, 4- oder 5-Oxazolyl,
3-, 4- oder 5-Isoxazolyl, 3- oder 5-1,2,4-Triazolyl, Tetrazolyl,
2-, 3- oder 4-Pyridinyl, 3-, 4- oder 5-Pyridazinyl, 2-Pyrazinyl,
2-, 4- oder 5-Pyrimidinyl. Die Heteroarylgruppen können unsubstituiert
sein oder substituiert durch 1 bis 3 der Substituentengruppen, wie
oben für
die Alkyl- und Alkoxygruppen angegeben, beispielsweise Cyanothienyl
und Formylpyrrolyl.
Der
Ausdruck "Kohlenstoffheterogruppe" bedeutet eine Gruppe
enthaltend mindestens ein Heteroatom, ausgewählt aus O oder N, mit mindestens
einer Kohlenstoff-Heteroatom-Mehrfachbindung an der C-1-Position,
wobei die Gruppe über
das C-1-Atom gebunden ist. Die Gruppe ist im wesentlichen eine Funktionalität, die über eine
Addition an ein aromatisches System gebunden werden kann oder unter
Anlagerung einer Abgangsgruppe an das C-1-Atom reduziert werden
kann. Typische Kohlenstoffheterogruppen sind Carbonsäuregruppen
und deren Derivate, wie Säurehalogenide,
-amide und Ester sowie Nitrile.
Der
Ausdruck " Salze" bezieht sich bevozugt
auf Metallsalze, insbesondere Alkalimetallsalze.
Hydrate
und Solvate der erfindungsgemäßen Verbindungen
sind ebenfalls mit eingeschlossen.
Die
erfindungsgemäßen Verbindungen
der Formel (IIa) und (IV) sowie die Verbindungen der Formel (I)
besitzen chirale Zentren und können
in jeder stereoisomeren Form vorliegen. Die vorliegende Erfindung
umfaßt
jegliche stereoisomere Formen oder deren Mischungen einer erfindungsgemäßen Verbindung
oder Zielverbindung, wobei es bekannt ist, wie die optisch aktiven
Formen (beispielsweise durch Auftrennung der racemischen Form durch
Rekristallisationsverfahren, durch Synthese aus optisch aktiven
Ausgangsmaterialien, durch chirale Synthese oder durch chromatographische
Trennung mittels einer chiralen stationären Phase) erhalten werden
können.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
basiert im wesentlichen auf der separaten Herstellung zunächst der Seitenkette
der Verbindung der allgemeinen Formel (I), welche zwei chirale Zentren
enthält,
unter Berücksichtigung
des darin enthaltenen Symmetrieelements, wodurch die Gesamtsynthese
deutlich vereinfacht und die Anzahl der Reaktionsschritte erheblich
verringert werden kann. In einer zweiten Stufe wird dieser symmetrische
chirale Seitenketten-Precursor an eine geeignete aromatische Einheit
unter Erhalt der gewünschten
chiralen Octensäure
der Formel (I) innerhalb weniger Reaktionsschritte gekuppelt.
Die
vorliegende Erfindung und zusätzliche
Ausführungsformen
der Erfindung sind im Folgenden in der ausführlichen Beschreibung näher erläutert.
Erfindungsgemäß kann die
Verbindung der allgemeinen Formel (I) ausgehend von einer Verbindung der
allgemeinen Formel (II) auf zwei alternativen Wegen erhalten werden,
d. h.
- A) entweder durch eine erste Addition
der Verbindung der Formel (III) unter Erhalt einer Verbindung der
Formel (IV) und anschließende
Reduktion der Verbindung der Formel (IV) oder
- B) durch Reduktion der Verbindung der Formel (II) unter Erhalt
einer Verbindung (V) und anschließende Addition der Verbindung
der Formel (III).
In
Schema 1 ist nachfolgend der Syntheseweg A) anhand der bevorzugten
Ausführungsform
mit einer zusätzlichen
Isomerentrennung näher
erläutert,
wodurch das Zielprodukt der Formel (I) isomerenrein erhalten wird.
Ausgehend von einer Verbindung der Formel (II) gelangt man durch
Addition einer Verbindung der Formel (IIIa) zu einer 8-Oxo-octensäure (IV),
welche in 1-Stellung, d. h. in der Benzylposition, den über eine
Einfach- oder Doppelbindung gebundenen Rest R5 aufweist.
Vorliegend steht R5 beispielhaft für eine Ketogruppe,
welche in der nachfolgenden Reaktion in einem oder mehreren Schritten
reduziert wird. R5 könnte ebenso für eine ebenfalls
reduzierbare Hydroxyl-Gruppe stehen. Wie gezeigt, kann das Zwischenprodukt
der Formel (IV) auf zwei alternativen Routen erhalten werden. So
kann ausgehend von einer Mischung der Stereoisomeren der Verbindung
der Formel (II) entweder zunächst
eine Isomerentrennung und anschließend die Addition der Verbindung
der Formel (IIIa) oder zunächst
die Addition und im Anschluß daran
eine Enantiomerentrennung vorgenommen werden. Es versteht sich,
daß die
Reaktion auch mit anderen als den angegebenen Isomeren der Verbindungen
der Formeln (II) und (IV) oder deren Mischungen durchgeführt werden
kann, was zu entsprechenden Isomeren und/oder Mischungen der Verbindung
der Formel (I) führt.
Bevorzugt
stehen R1 und R2 jeweils
unabhängig
für Hydroxy
oder verzweigtes oder unverzweigtes Niederalkoxy mit 1 bis fünf Kohlenstoffatomen,
wie Methoxy, Ethoxy, n- und i-Propoxy, n-, i- und t-Butoxy oder
Pentoxy, Aryloxy, wie Phenyloxy, Naphthyloxy oder deren Derivate,
oder Benzyloxy oder verzweigtes oder unverzweigtes Alkoxyalkoxy
mit jeweils 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 2 Kohlenstoffatomen in der
Alkoxygruppe, wie 1-Methoxymethoxy, 1-Methoxy-2-ethoxy, 1-Methoxy-3-propoxy, 1-Methoxy-4-butoxy,
etc.
Der
Rest X steht zweckmäßig für O–,
OH oder ein Salz, wie OM, worin M für Alkalimetall oder ein Äquivalent
eines Erdalkalimetalls steht. Weitere geeignete Bedeutungen für X sind
OR11, worin R11 für Alkyl,
bevorzugt unverzweigtes oder verzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5
Kohlenstoffatomen, Aryl, wie Phenyl, Naphthyl oder deren Alkoxyderivate,
Benzyl, Diphenylmethyl, Trityl oder Trialkylsilyl oder NR4R5, worin R4 und R5 jeweils unabhängig für Alkyl,
bevorzugt unverzweigtes oder verzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5
Kohlenstoffatomen oder Benzyl oder Trialkylsilyl stehen. R4 und R5 können zusammen
mit den Stickstoff ein üblicherweise
5 bis 6-gliedriges heterocyclisches Ringsystem, wie Pyrrol, Imidazol
und dergleichen bilden. X kann ebenfalls eine für Carbonsäuren übliche Schutz- oder Aktivierung
Gruppe darstellen, wie Weinreb-Amid, bevorzugt N-Alkyl-O-alkyl,
worin Alkyl bevorzugt für
unverzweigtes oder verzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen
steht oder der Stickstoff Teil eines heterocyclischen Ringsystems,
wie wie Pyrrol, Imidazol und dergleichen ist.
Die
Reduktionsstufe der Keto-Funktion kann in einem oder mehreren Schritten
durch geführt
werden. Die reduktive Entfernung der Sauerstofffunktion in Benzylposition
zu dem korrespondierenden Kohlenwasserstoff kann über verschiedene
bekannte Methoden erfolgen, welche dabei nicht gleichzeitig die
in der aliphatischen Kette vorhandene Doppelbindung reduzieren (s.
J. March, John Wiley & Sons,
NY, 1992, Advanced Organic Chemistry, S. 1209-1211). Gemäß den geeigneten
Methoden kann die Reaktion lösemittelfrei,
in polaren oder unpolaren, protischen oder aprotischen Lösungsmitteln,
bevorzugt in aprotischen Lösungsmitteln,
wie chlorierten Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffen, bevorzugt
bei Temperaturen zwischen –20°C und Rückflußtemperatur
des Lösungsmittels
durchgeführt
werden.
Vorzugsweise
können
Trialkylsilan in Gegenwart von Säuren,
bevorzugt Trifluormethansulfonsäure oder
Trifluoressigsäure
oder Lewissäuren,
bevorzugt BF3·Etherat, ZnCl2,
AlCl3, TiCl4 eingesetzt
werden.
Die
Reduktion kann auch in mehreren Schritten durchgeführt werden,
wenn die 8-Oxogruppe
der Verbindung der Formel (IV) zunächst mit z.B. Metallhydriden
zur korrespondierenden 8-Hydroxy-Verbindung reduziert wird, welche
ihrerseits im Anschluß entweder
direkt zur Zielverbindung der Formel (I) reduziert wird oder nach
vorheriger Umwandlung der Hydroxygruppe in eine geeignete Abgangsgruppe,
bevorzugt Mesylat, Tosylat, etc., und anschließende Reduktion zur Zielverbindung
der Formel (I) umgesetzt wird.
Die
Schemata 1a und 2 zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des
erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Zwischenprodukt der Formel (IV), in welchem die Reste R
1, R
2 und X die oben
angegebene Bedeutung haben, kann erhalten werden durch Addition
einer Verbindung der Formel (III)
worin R
1 und
R
2 die für
die Verbindung der Formel (IV) angebene Bedeutung haben und Y für verschiedene Metalle,
wie Alkalimetalle oder Metallhalogenid, Metallalkoxid oder Metallcarboxylat
steht, worin das Metall für Mg,
Al, B, Mn, Cu, Cd, Zn und Sn stehen kann, an
- a)
eine chirale Verbindung der Formel (IIe) worin
W jeweils unabhängig für zweckmäßig O–,
OH oder ein Salz, wie OM, worin
M für Alkalimetall, ein Äquivalent
eines Erdalkalimetalls für
Halogen, wie Cl, Br, I, bevorzugt Cl steht oder
für OCOR12, worin R12 für verzweigtes
Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Pivaloyl, oder
OCOCF3, OSO2CH3 oder OSO2CF3 oder
für OR11,
worin R11 für bevorzugt unverzweigtes oder
verzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Aryl, Benzyl
oder Trialkylsilyl steht, oder NR4R5, worin R4 und R5 jeweils unabhängig für bevorzugt unverzweigtes oder
verzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Benzyl
oder Trialkylsilyl stehen, oder R4 und R5 können
zusammen mit dem Stickstoff ein üblicherweise
5 bis 6-gliedriges heterocyclisches Ringsystem, wie Pyrrol, Imidazol
und dergleichen bilden.
W kann ebenfalls eine für Carbonsäuren übliche Schutz-
oder Aktivierung Gruppe darstellen, wie Weinreb-Amid, bevorzugt
N-Alkyl-O-alkyl, worin Alkyl bevorzugt für unverzweigtes oder verzweigtes
Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen steht oder der Stickstoff
Teil eines heterocyclischen Ringsystems, wie wie Pyrrol, Imidazol
und dergleichen ist.
oder
- b) an eine chirale Verbindung der Formel (IIf) worin
W für zweckmäßig für Wasserstoff
oder Halogen, wie Cl, Br, I, bevorzugt Cl steht oder für OCOR12, worin R12 für verzweigtes
Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Pivaloyl, oder
OCOCF3, OSO2CH3 oder OSO2CF3 oder
für eine für Carbonsäuren übliche Schutz- oder Aktivierungsgruppe
darstellt, wie Weinreb-Amid, bevorzugt N-Alkyl-O-alkyl, worin Alkyl
bevorzugt für
unverzweigtes oder verzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen
steht oder der Stickstoff Teil eines heterocyclischen Ringsystems,
wie wie Pyrrol, Imidazol und dergleichen ist, und
R13 für
verzweigtes oder unverzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen
oder für
Benzyl oder Trialkylsilyl steht,
gefolgt von einer nachgeordneten
Manipulation der funktionellen Gruppe in Abhängigkeit der Bedeutung des Restes
X der Verbindung der Formel (IV). Es versteht sich, daß die Reaktion
auch mit anderen als den angegebenen Isomeren der Verbindungen der
Formeln (IIe), (IIf) und (IV) oder deren Mischungen durchgeführt werden
kann, was zu entsprechenden Isomeren und/oder Mischungen der Verbindung
der Formel (I) führt.
Der
Precursor für
die metallorganische Verbindung der Formel (III), bevorzugt 4-Brom-2-(3-methoxy-propyl-1-oxy)-1-methoxybenzol,
kann entweder nach dem Verfahren, wie in den Dokumenten
EP 678503 , WO 03/103653 oder
WO 04/089915 beschrieben, hergestellt werden oder alternativ über ein
Verfahren, in welchem Guajacol acyliert, vorzugsweise benzoyliert,
und anschließend
bromiert wird (s. Synthesis (5), 559, 1997 oder THL 41(6), 811,
2000). Nach Entfernen der schützenden
Acyl-, bevorzugt Benzylgruppe wird das freie Phenol mit 3-Halogenpropanol,
vorzugsweise mit 3-Chlorpropanol behandelt und anschließend die
freie Hydroxylgruppe in der Seitenkette mit Mel oder Dimethylsulfat
in Gegenwart einer Base, vorzugsweise einem Alkalimetallhydrid,
-amid oder -tert.-aliphatischem
Amin, wie Triethylamin und dgl. methyliert.
Das
metallorganische Reagenz der Formel (III) kann aus dem oben erwähnten aromatischen
Halogenid, bevorzugt Bromid, entweder durch direkte Metallierung
mit Metallen, wie Alkalimetallen oder Mg, Al, B, Mn, Zn, Sn, Cd
oder Cu oder via Transmetallierung einer zunächst gebildeten Alkalimetallverbindung,
in welcher Y bevorzugt für
Li steht, durch Addition eines anderen Metallhalogenids, bevorzugt
Magnesiumhalogenide, hergestellt werden (s.
EP 678503 ).
Bevorzugt
wird ein Grignard-Reagenz der Formel (III) eingesetzt, worin Y für MgCl oder
MgBr steht, welches aus dem korrespondierenden aromatischen Bromid
durch Metallierung mit BuLi und nachfolgende Transmetallierung mit
Mg(II)-Bromid oder
Mg(II)-Chlorid z.B. in THF erhalten wird.
Die
metallorganische Verbindung der Formel (III) wird dann in aprotischem
Lösungsmittel
mit der Verbindung der Formel (IIe), in welcher W für OH oder
OM (Säure
oder deren Salze), OR (Ester), OCOR12 oder Halogen
steht, umgesetzt. Bevorzugt werden das Säurechlorid oder -bromid für die Reaktion
mit der Verbindung der Formel (III) in Abwesenheit oder in Anwesenheit
katalytischer oder stöchiometrischer
Mengen an Cu(I)- oder Cu(II)-Salzen, wie Cu(I)-Bromid oder Cu(I)-Chlorid
eingesetzt.
Die
Reaktionstemperatur kann zwischen –78°C und Rückflußtemperatur des Lösungsmittels
liegen, bevorzugt ist THF bei 0°C
oder RT. Die Auswahl des aprotischen Lösungsmittels ist unkritisch.
Das Verhältnis der
Verbindungen der Formel (III) zu (IIe) kann zwischen 0,1 bis 2,0,
bevorzugt zwischen 0,3 und stöchiometrischem
Verhältnis
liegen.
Bei
Verwendung der Verbindung der Formel (IIf), worin W für Wasserstoff
oder Halogen, bevorzugt Cl oder Br steht, kann eine höhere Ausbeute
erzielt werden, da das Aldehyd oder Säurechlorid selektiv zum Monoadditionsprodukt
der Verbindung der Formel (IV) führt.
Wie
ebenfalls in Schema 2 dargestellt, kann eine Verbindung der Formel
(I), in welcher R
1 und R
2 unabhängig voneinander
für Hydroxy,
unverzweigtes oder verzweigtes Niederalkoxy mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen,
Aryloxy, Arylalkyloxy oder Benzyloxy stehen und R
3 für COOR
13 steht, und R
13 für verzweigtes
oder unverzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder
für Benzyl
oder Trialkylsilyl steht, direkt erhalten werden durch eine Kupplungsreaktion
der chiralen Verbindung der Formel (Va)
worin
Z für Halogen,
bevorzugt Iod, oder eine andere übliche
Abgangsgruppe, wie Mesylat, Tosylat oder Triflat steht, und
R
13 für
verzweigtes oder unverzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen
oder für
Benzyl oder Trialkylsilyl steht,
mit einer Verbindung der Formel
(III)
worin R
1 und
R
2 die vorstehend für die Verbindung der Formel
(I) angebene Bedeutung haben und Y für verschiedene Metalle, wie
Alkalimetalle oder Metallhalogenide steht, worin das Metall für Mg, Al,
B, Mn, Cu und Zn stehen kann.
Die
Kupplung der Verbindungen der Formel (III) und (Va) kann vorzugsweise
durch Übergangsmetalle, wie
verschiedene Pd(0)-Komplexe oder Pd(II)-Salze, bspw. PdCl2·Acetonitril-Komplex,
Pd(II)-Acetat, Pd(PPH3)4 oder
Pd(dba), etc., in protischen oder aprotischen polaren Lösungsmitteln
bei einer Reaktionstemperatur von RT bis Rückflusstemperatur des Lösungsmittels
katalysiert werden. Die chirale Verbindung der Formel (Va) kann
leicht aus der chiralen Verbindung der Formel (IIf) durch selektive
Reduktion der freien Carbonsäure
mit, z.B. Diboran und dgl. erhalten werden.
Zwar
wird in der
EP 0678514 und
der
US 5,606,078 die
stereoselektive Alkylierung von chiralen Isovalerianimiden mit Evans-Auxiliaren
unter Erhalt von trans-1,8-Bis[4(S)-benzyl-2-oxo-oxazolidin-3-yl]-2(S)-7(S)-diisopropyl-oct-4-en-1,8-dion beschrieben.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es jedoch gerade die Verwendung
von teuren chiralen Auxiliaren zu vermeiden, welche an Isovaleriansäure gekoppelt wahrscheinlich
zu stereoselektiven chiralen Precursorn zur Herstellung von Verbindungen
der Formel (IIe) führen
würden.
Die Verbindungen der Formel (II), insbesondere der Formel (IIe)
und (IIf), worin W die oben angegebene Bedeutung hat, stellen demgemäß neue Zwischenprodukte
dar. Erfindungsgemäß können die
Verbindungen der Formel (II) als einfach erhältliche stereoisomere Mischung
eingesetzt werden, welche dann bei Bedarf einer Enantiomerentrennung
unterworfen wird.
Wie
in Schema 1a dargestellt, kann die chirale Verbindung der Formel
(IIe)
worin
W die oben angegebene
Bedeutung hat, durch die folgenden Schritte erhalten werden:
- a) Alkylierung der deprotonierten Isovaleriansäure der
Formel (X) worin
Z für OH oder
OM, worin M für
Alkalimetall, ein Äquivalent
eines Erdalkalimetalls oder -O– steht, oder für OR11, worin R11 für bevorzugt
unverzweigtes oder verzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Aryl,
Benzyl oder Trialkylsilyl steht, oder NR4R5, worin R4 und R5 jeweils unabhängig für unverzweigtes oder verzweigtes
Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder Benzyl oder Trialkylsilyl
stehen, steht,
mit einer Verbindung der Formel (XI) worin
L für eine übliche Abgangsgruppe,
wie Halogen, bevorzugt Cl oder Br, oder Mesylat, Tosylat oder Triflat steht,
- b) ggf. Hydrolyse der Ester- oder Amidgruppe, sofern der Ester
oder das Amid der Isovaleriansäure
im Alkylierungsschritt a) eingesetzt wurden,
- c) Trennung der erhaltenen diastereomeren Säuren der Formel (IIe) und anschließende Enantionmerentrennung
(Resolution) der racemischen Säure
der Formel (IIe), incl. Epimerisierung des unerwünschten Isomeren,
- d) Umwandlung der chiralen Säure
der Formel (IIe) in das korrespondierende Säurechlorid, Ester, Amid und dgl.
in Abhängigkeit
vom Rest W nach bekannten Standardmethoden.
Die
Verbindung der Formel (IIe) kann auch als anderes Enantiomer, Racemat
oder in Mesoform vorliegen.
Die
Alkylierung von Isovaleriansäure
oder deren Derivaten, wie Estern oder Amiden kann in aprotischen
Lösungsmitteln,
bevorzugt THF, Toluol oder Ether, nach einer anfänglichen Deprotonierung der
Verbindung (X) mit einer starken Base, wie Alkalimetallhydriden
oder Alkalimetallamiden, bevorzugt Lithiumdialkylamiden, wie LDA
oder LHMDS, bei –78°C bis 0°C oder sogar
bei RT durchgeführt
werden. Die deprotonierte Verbindung (X) wird dann mit 0,5-fachem Äquivalent
der Verbindung der Formel (XI) bei –78°C bis RT, bevorzugt bei 0°C behandelt.
Die unbehandelte Mischung enthält
eine im wesentlichen äquimolare
Mischung beider möglicher
Diastereomere, welche bei Verwendung des Esters oder Amids zur freien
Säure (IIe)
hydrolysiert sind.
Alternativ
kann anstelle der Isovaleriansäurederivate
das korrespondierende Isopropylmalonat oder das Isopropylderivat
der Meldrumsäure
eingesetzt werden. In diesem Falle müssen nicht nur starke Basen
verwendet werden, wodurch für
die Alkylierung der Verbindung (XI) auch übliche Phasentransferkatalysatoren oder
organische Amide einsetzbar sind. Bevorzugt werden Metallhydride
oder- amide, insbesondere
NaH, als Base in aprotischen Lösungsmitteln,
wie THF, Toluol oder Ether eingesetzt, was zu besonders hohen Ausbeuten
führt.
Nach der Alkylierung werden die Malonate hydrolysiert, gefolgt von
einer Decarboxylierung unter Erhalt einer Mischung von diastereomeren
Säuren
der Formel (IIe), worin W OH oder OM bedeutet, worin M für Alkalimetall
oder das Äquivalent
eines Erdalkalimetalls oder -O– steht.
Die
ggf. vorzunehmende Abtrennung des gewünschten Isomeren aus der Mischung
der diastereomeren Disäure
(IIe) kann in einem ein- oder zweistufigen Verfahren unter Verwendung
unterschiedlicher Trenntechniken, wie Chromatographie oder Kristallisationsverfahren
erfolgen. Bevorzugt werden die meso- und racemischen Säuren zunächst mittels
einer kinetisch kontrollierten Kristallisation aus einer übersättigten
Lösung in
einem organischen Lösungsmittel
oder einer Lösungsmittelmischung,
bevorzugt Ester, z.B. Isopropylacetat getrennt. In einem zweiten
Schritt wird das gewünschte
Enantiomer durch Enantiomerentrennung der racemischen Disäure (IIe) über ein
diastereomeres Salz mit verschiedenen chiralen Aminen oder Komplexierungsmitteln,
bevorzugt Aminosäuren
oder deren Derivate, insbesondere Phenylalaniol, oder Arylalkylamine,
wie 1-Naphthylethylamin oder Phenylethylamin-derivate, bevorzugt
1-(4-Methylphenyl)ethylamin oder Ephedrin oder Alkaloide, wie Chinchonin
oder andere chirale Amine, wie 3-Aminopentannitril oder 1,2-Diaminocyclohexan
oder 2-Amino-1-butanol oder (1R,2S)-1-Amino-2-indanol oder Benzylaminobutanol
getrennt. Die diastereomer angereicherten Kristalle oder Mutterlösungen können durch
Rekristallisation gereinigt werden unter Erhalt des reinen diastereomeren
Salzes, aus welchem die enenatiomerenreine Disäure (IIe) erhalten wird. Diese
Salzspaltung kann unter Verwendung von Standardmethoden, wie Extraktion
aus einer sauren wässrigen Lösung mit
einem organischen Lösungsmittel,
vorzugsweise Ester oder Ether, wie tert.-Butylmethylether oder unter Einsatz
von Ionentauscherharzen durchgeführt
werden. Das unerwünschte
Isomer oder Mischungen davon können
isomerisiert und in den Trennprozeß zurückgeführt werden. Die Isomerisierung
kann durch Erhitzen der Verbindung (IIe) oder deren Derivate, bevorzugt
Ester, Säurechloride
oder -anhydride unter basischen oder sauren Bedingungen erfolgen.
Beispielsweise kann die Epimerisierung der meso-Disäure (IIe)
unter Rückfluß in Essigsäureanhydrid
in Gegenwart von Kaliumacetat durchgeführt werden, was zu einer 1:1
Mischung der meso- und racemischen Disäure (IIe) führt.
Die
chirale Verbindung der Formel (IIf)
worin
W und R
13 die oben angegebene Bedeutung haben,
kann
leicht aus der chiralen Verbindung (IIe), worin W für OH steht,
erhalten werden durch die folgenden Schritte:
- a)
selektive Monoveresterung, wie in J. Chem. Soc., Perkin Trans 1,
1999, S. 3023-27 beschrieben, unter Erhalt des Halbesters; und
- b1) Umwandlung der freien Carboxylfunktion in das Säurechlorid
oder -bromid durch Thionyl- oder Oxalylchlorid oder -bromid, oder
- b2) Umwandlung der freien Carboxylfunktion in das gemischte
Anhydrid durch das korrespondierende Säurechlorid oder -anhydrid,
Trifluormethansulfonsäureanhydrid,
Trifluoressigsäureanhydrid
oder Mesylchlorid, oder
- b3) Umwandlung der freien Carboxylfunktion in Aldehyd durch
Reduktion mit Diboran oder durch Hydrierung des Säurechlorids.
Die
Verbindung der Formel (IIf) kann auch als anderes Enantiomer, Racemat
oder sofern möglich
in Mesoform oder als Isomerenmischung vorliegen.
Eine
weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft die
Herstellung der Verbindung der Formel (I) über Nitrilverbindungen der
Formel (IV), wie in Schema 3 dargestellt.
Die
Verbindung der Formel (IVa)
in welcher die Reste R
1, R
2 die oben angegebene
Bedeutung haben, kann erhalten werden durch Addition einer Verbindung
der Formel (III)
worin R
1 und
R
2 die für
die Verbindung der Formel (IVa) angebene Bedeutung haben und Y für verschiedene Metalle,
wie Alkalimetalle oder Metallhalogenid, Metallalkoxid oder Metallcarboxylat
steht, worin das Metall für Mg,
Al, B, Mn, Cu, Cd, Zn und Sn stehen kann,
an eine chirale Verbindung
der Formel (IIg)
wobei Erfindung nicht auf
die dargestelten stereochemischen Formen der Verbindungen der Formel
(IIg) und (IVa) beschränkt
ist, sondern diese auch als anderes Enantiomer, Racemat oder für (IIg)
auch in Mesoform oder als Isomerenmischung vorliegen können.
Die
chirale Verbindung der Formel (IIg) kann durch die folgenden Schritte
erhalten werden:
- a) Alkylierung der deprotonierten
Isovaleriannitrils der Formel (Xa) mit einer Verbindung der
Formel (XI) worin
L für eine übliche Abgangsgruppe,
wie Halogen, bevorzugt Cl oder Br, oder Mesylat, Tosylat oder Triflat, etc.
steht,
- b) Trennung des erhaltenen diastereomeren Nitrils und anschließende Enantiomerentrennung
des racemischen Nitrils.
Die
Verbindung der Formel (IIg) kann auch als anderes Enantiomer, Racemat
oder in Mesoform oder deren Mischung vorliegen.
Die
Alkylierung des Isovaleriannitrils kann in aprotischen Lösungsmitteln,
bevorzugt THF, Toluol oder Ether, nach einer anfänglichen Deprotonierung der
Verbindung (Xa) mit einer starken Base, wie Alkalimetallhydriden
oder Alkalimetallamiden, bevorzugt Lithiumdialkylamiden, wie LDA
oder LHMDS, bei –78°C bis 0°C oder sogar
bei RT durchgeführt
werden. Das deprotonierte Nitril (Xa) wird dann mit 0,5-fachem Äquivalent
der Verbindung der Formel (XI) bei –78°C bis RT, bevorzugt bei 0°C behandelt.
Die unbehandelte Mischung enthält eine
im wesentlichen äquimolare
Mischung beider möglicher
Diastereomere, welche anschließend
aufgetrennt werden.
Eine
weitere bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung
der Verbindung der Formel (I), in welcher
R1 für 1-Methoxy-3-propoxy,
R2 für
Methoxy und
R3 für COOR6 stehen,
worin R6 für H oder M, worin M für Alkalimetall,
ein Äquivalent
eines Erdalkalimetalls steht oder unverzweigtes oder verzweigtes
Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, Benzyl oder Trialkylsilyl steht,
ist in Schema 4 gezeigt.
Die
Verbindung der Formel (I) ist durch Alkylierung der phenolischen
Gruppe einer Verbindung der Formel (Ia)
in welcher
C(O)X die für
R
3 vorgenannte Bedeutung hat, mit 3-Methoxy-1-propylhalogenid,
bevorzugt Chlorid oder Bromid in Gegenwart einer Base erhältlich.
Die
Verbindungen der Formel (Ia) können
gemäß Schema
3 hergestellt werden durch Friedel-Crafts-Reaktion einer Verbindung
der Formel (IIe) oder (IIf), worin W für Halogen, bevorzugt Cl oder
Br, oder für
OCOR
12, worin R
12 für verzweigtes
Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Pivaloyl steht, oder
OCOCF
3, OSO
2CH
3 oder OSO
2CF
3 und R
13 für verzweigtes
oder unverzweigtes Niederalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder
für Benzyl
stehen, mit einer Verbindung der Formel (IIIb)
worin PRG für eine Schutzgruppe,
wie Trifluoracetat oder Trifluormethansulfonat, steht,
unter
Erhalt einer Verbindung der Formel (IVb)
worin
C(O)X die für
R
3 vorgenannte Bedeutung hat.
Die
hydrolytische Entfernung der Abgangsgruppe PRG unter Erhalt der
freien Hydroxyfunktion kann alternativ vor oder nach der Reduktion
der 8-Oxogruppe erfolgen.
Die
Reaktion kann in für
Friedel-Crafts-Reaktionen üblichen
aprotischen Lösungsmitteln,
bevorzugt chlorierten Kohlenwasserstoffen, wie Methylenchlorid,
Dichlorethan, oder Kohlenwasserstoffen, bevorzugt Hexan oder Heptan
durchgeführt
werden. Die als Katalysator verwendeten Lewis-Säuren können BF3-Etherat oder Metallhalogenide,
bevorzugt Al-, Zn- oder Bi-Halogenide oder triflate sein. Die Reaktionstemperatur
kann zwischen Raumtemperatur und Rückflußtemperatur des Lösungsmittels
liegen.
Die
Reduktion der 8-Oxogruppe kann nach den oben beschriebenen Verfahren
erfolgen.
Beispiele
Beispiel 1
trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure
Zu
einer gekühlten
(–78°C) Lösung von
Diisopropylamin (58,7g; 580mmol) in trockenem THF (300 ml) wurde
langsam n-BuLi (362 ml, 1,6 M in Hexan) zugegeben. Nach Rühren bei –78°C für 10 min,
wurde langsam Isovaleriansäure
(29,5g, 290mmol) zugetropft. Nach vollständiger Zugabe wurde die Reaktionsmischung auf
0°C im Verlauf
von 1h erwärmt
und trans-1,4-Dichlor-2-butene
(17,3g, 138mmol) langsam bei 0°C
zugegeben. Nach vollständiger
Addition wurde die Reaktionsmischung für 16h bei RT gerührt. Die
Reaktionsmischung wurde dann auf Wasser (400 ml) gegeben. Die Wasserschicht
wurde 3x mit t-Butylmethylether extrahiert und die wäßrige Phase
anschließend
mit konzentrierter HCl angesäuert.
Die saure Wasserschicht wurde 3x mit t-Butylmethylether extrahiert, über MgSO4 getrocknet und unter reduziertem Druck
aufkonzentriert unter Erhalt von trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-endionsäure als
weißem
Pulver (36g; meso/rac: 53:47; Reinheit (HPLC): 95%). Rekristallisation
aus Methylcyclohexan ergab trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-endionsäure (28,3g;
80%) als weiße
Kristalle.
1H-NMR (CDCl3,
400 MHz): δ =
0.95 (m, 12 H); 1.86 (m, 2 H); 2.22 (m, 6 H); 5.45/5.50 (2 m, 2
H); 10.4 (bs, 2 H).
13C-NMR (CDCl3, 100,6 MHz): δ = 19.90; 20.51; 20.56; 30.04;
30.22; 31.88; 32.32; 52.81; 52.86; 129.40; 129.44; 180.25; 180.59;
MS:
(Cl, Ammoniak): m/z = 274.2 [M+NH4 +]; 256.2 [M+].
Beispiel 2
Diastereomerentrennung:
(2R,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure (IIe worin W = OH) und (2R,7R)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure und
(2S,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure
Eine
Mischung von meso- und racemischer trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure (17,7g;
meso/rac = 49:51) wurde in heißem
Isopropylacetat (16g) gelöst
und innerhalb von 1h auf RT gekühlt.
Das spontan kristallisierte Material wurde abfiltriert und 3x mit
Hexan (10g) unter Erhalt von rac.-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-endionsäure (3,8g;
meso/rac = 4:96) gewaschen. Rekristallisation dieses Materials aus
Isopropylacetat ergab reine racemische Disäure (IIe) (Reinheit>99%). Zur Mutterlösung wurde
Aceton (20g) gegeben und die Mischung für 30 min gerührt. Die
Kristalle wurden abfiltriert und mit Aceton unter Erhalt der meso-Disäure (IIe)
(3,3g, meso/rac = 87:13) gewaschen. Abdampfen der Mutterlösung ergab
eine Mischung aus meso- und racemischer Disäure (10,3g, meso/rac = 59:41),
welche erneut für
die Trennung eingesetzt wurde.
meso: (2R,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure, Schmp.:
108°C
1H-NMR (CDCl3, 400
MHz): δ =
0.95 (m, 12 H); 1.86 (m, 2 H); 2.22 (m, 6 H); 5.55 (m, 2 H); 9.9
(bs, 2 H).
13C-NMR (CDCl3,
100,6 MHz): δ =
19.90; 20.51; 30.04; 31.88; 52.81; 129.43; 180.26.
rac.-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure, Schmp.:
108.5°C
1H-NMR (CDCl3, 400
MHz): δ =
0.95 (m, 12 H); 1.86 (m, 2 H); 2.22 (m, 6 H); 5.45 (m, 2 H); 10.4
(bs, 2 H).
13C-NMR (CDCl3,
100,6 MHz): δ =
20.04; 20.72; 30.41; 32.45; 52.99; 129.58; 180.50.
Beispiel 3
Enantiomerentrennung der
racemischen Mischung: (2R,7R)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure und (2S,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure
3a) Enantiomerentrennung
mit (+)-Ephedrin
Zu
einer Lösung
von racemischer trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure (10g,
39mmol) in Aceton (80 ml) wurde (+)-Ephedrin (10,2g, 61,7mmol) zugegeben.
Nach Rühren
der Mischung für
1h bei RT wurden die Kristalle abfiltriert und mit Hexan unter Erhalt
von (+)-Ephedrin*(-)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure mit einem Diastereomerenverhältnis von
82:18 (HPLC) gewaschen. Rekristallisation aus Aceton ergab 4,9g
der (+)-Ephedrin*(-)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure mit
einem Diastereomerenverhältnis
von 98:2 (HPLC).
Salzspaltung:
Die
(+)-Ephedrin*(-)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure (4,9g)
wurde mit tert.-Butylmethylether und wäßriger 1N-NaOH behandelt. Die
Wasserschicht wurde 3x mit tert.-Butylmethylether extrahiert und anschließend mit
konzentrierter HCl angesäuert.
Die saure Wasserschicht wurde 3x mit t-Butylmethylether extrahiert, über MgSO4 getrocknet und unter reduziertem Druck
aufkonzentriert unter Erhalt von (-)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure (2,2g,
8,4mmol) als farblosem Feststoff, der langsam kristallisierte.
(-)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure, [α]D = – 12,3
(c=1; Aceton)
Das
andere Enantionmer kann aus der Mutterlösung isoliert werden.
3b) Enantiomerentrennung
mit L-Phenylalaninol
Zu
einer Lösung
von racemischer trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure (0,5g,
2mmol) in Aceton (4 ml) wurde L-Phenylalaninol (0,46g, 3mmol) zugegeben.
Nach Rühren
der Mischung für
1,5h bei RT wurden die Kristalle abfiltriert und mit Hexan unter
Erhalt von 0,41g (0,73mmol) der L-Phenylalaninol*(-)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure gewaschen.
Rekristallisation aus Aceton ergab 0,24g (0,42mmol) der L-Phenylalaninol*(-)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure mit
einem Diastereomerenverhältnis
von 98:2 (HPLC).
Salzspaltung:
Die
L-Phenylalaninol*(-)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure (0,24g)
wurde mit tert.-Butylmethylether und wäßriger 1N-NaOH behandelt. Die
Wasserschicht wurde 3x mit tert.-Butylmethylether extrahiert, anschließend mit
konzentrierter HCl angesäuert
und erneut 3x mit tert.-Butylmethylether
extrahiert. Die organische Schicht der sauren Extraktion wurde über MgSO4 getrocknet und unter reduziertem Druck
aufkonzentriert unter Erhalt von (-)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure (0,10g,
0,39mmol) als farblosem Feststoff, der langsam kristallisierte.
Das andere Enantionmer kann aus der Mutterlösung isoliert werden.
Beispiel 4
Isomerisierung von meso-(2R,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure und/oder (2R,7R)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure
Meso-(2R,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure (1g,
3,9mmol) wurde in Essigsäureanhydrid
(10 ml) gelöst
und Kaliumacetat (40mg, 0.4mmol) zugegeben. Die Mischung wurde unter
Rückfluß für 36h erhitzt
und die Reaktionsmischung auf Wasser gegeben. Die wäßrige Schicht
wurde 3x mit tert.-Butylmethylether
extrahiert und die organische Schicht unter reduziertem Druck aufkonzentriert.
Der Rückstand
wurde in wäßriger 1N-NaOH
gelöst
und für
2h gerührt.
Die Lösung
wurde mit HCl angesäuert
und die wäßrige Schicht 3x
mit tert.-Butylmethylether extrahiert. Die organische Schicht wurde über MgSO4 getrocknet und unter reduziertem Druck
aufkonzentriert unter Erhalt von trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure (1g,
3,9mmol, HPLC: meso/rac = 1:1) als gelben Feststoff.
Analog
diesem Verfahren wurden (2R,7R)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäure oder
Mischungen von (2R,7S) und (2R,7R)-Dionsäure isomerisiert.
Beispiel 5
(2S,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäurechlorid
(IIe mit W = Cl)
Zu
einer Lösung
von (2S,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-endionsäure (2,0g; 7,8mmol) in Dichlormethan
(20 ml) wurde Oxalylchlorid (2,7mL; 31,5mmol) zugegeben und die
Lösung
für 16h
bei RT gerührt.
Die Lösung
wurde unter reduziertem Druck aufkonzentriert, 2x mit Methylcyclohexan
abgedampft und unter reduziertem Druck getrocknet unter Erhalt von
(2S,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-en-1,8-dionsäurechlorid als farblosem Öl (2,3g;
7,8mmol), welches ohne Aufreinigung in der nächsten Stufe verwendet wurde.
Beispiel 6
(2S,7S)-trans-2-Isopropyl-7-[4-methoxy-3-(3-methoxy-propoxy)-benzoyl]-8-methyl-non-4-ensäure (IV
mit R1 = 3-Methoxypropoxy und R2 =
Methoxy und X = OH)
Zu
einer gekühlten
(–78°C) Lösung von
4-Brom-1-methoxy-2-(3-methoxy-propyloxy)-benzol
(III mit R1 = 1-Methoxy-3-propoxy und R2 = Methoxy und Y = Br) (2,4g; 8,5mmol) in
trockenem THF (7 ml) wurde n-BuLi (5,9 mL; 1,6 M in Hexan) zugetropft
und die Reaktionsmischung für
30 min bei –78°C gerührt. Danach
wurde eine MgCl2-Lösung (20,1 ml; 0,505 M in THF)
zugegeben, die Reaktionsmischung für 20 min bei –78°C gerührt, auf
RT erwärmt
und für
weitere 30 min gerührt.
Diese Reaktionsmischung wurde langsam zu einer gekühlten Suspension
von (2S,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-endionsäurechlorid (2,3g; 7,8mmol)
und Cul (148mg, 0,78mmol) in trockenem THF (9 ml) zugegeben. Die
Reaktionsmischung wurde bei –78°C für 20 min
gerührt, auf
RT erwärmt
und für
weitere 45 min gerührt.
Nach Zugabe von Wasser (40 ml) wurde die Reaktionsmischung für 1h gerührt und
anschließend
mit HCl angesäuert.
Die wäßrige Schicht
wurde 3x mit tert.-Butylmethylether extrahiert und die organische
Schicht über
MgSO4 getrocknet und unter reduziertem Druck
aufkonzentriert. Der rohe Rückstand
wurde durch Säulenchromatographie
gereinigt (Eluent: Hexan, tert.-Butylmethylester 3:1 + 0.5% Essigsäure) unter
Erhalt der Titelverbindung (IV) (1,5g; 3,45mmol; 44% Ausbeute) als
ein blaßgelbem Öl. (2S,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-endionsäure (0,4g;1,6mmol;
20%) wurde ebenfalls isoliert und nochmals in einem Wiederholungsschritt
verwendet.
(2S,7S)-trans-2-Isopropyl-7-[4-methoxy-3-(3-methoxy-propoxy)-benzoyl]-8-methyl-non-4-ensäure (IV
mit R1 = 3-Methoxypropoxy und R2 =
Methoxy und X = OH)
DC: (Hexan: t-BME 1:1 + 0,5% Essigsäure): Rf
= 0.3;
1H-NMR (CDCl3,
400 MHz): δ =
0.90 (m, 12 H); 1.81 (m, 1 H); 1.98-2.29 (m, 6 H); 2.45 (m, 1 H);
3.21 (m, 1 H); 3.38 (s, 3 H); 3.59 (dd, J1=J2=7Hz, 2 H); 3.92 (s, 3 H); 4.18 (dd, J1=J2=7Hz, 2 H); 5.38
(m, 2 H); 6.89 (d, J=9Hz, 1 H); 7.04 (m, 2 H); 7.75 (bs, 1 H).
13C-NMR (CDCl3, 100,6
MHz): δ =
19.68; 19.75; 20.02; 21.19; 29.39; 29.56; 29.69; 30.49; 32.20; 32.39;
52.30; 56.01; 58.54; 66.18; 69.26; 110.46; 112.50; 122.67; 128.92;
130.10; 131.67; 148.48; 153.57; 179.60; 202.64.
Beispiel 7
s(2S,7R)-trans-2-Isopropyl-7-[4-methoxy-3-(3-methoxy-propoxy)-benzyl]-8-methyl-non-4-ensäure (I mit
R1 = 3-Methoxypropoxy und R2 =
Methoxy und X = OH)
Zu
einer Lösung
von (2S,7S)-trans-2-Isopropyl-7-[4-methoxy-3-(3-methoxy-propoxy)-benzoyl]-8-methyl-non-4-ensäure (1,4g;
3,2mmol) in 1,2-Dichlorethan wurden Triethylsilan (3,7g; 32mmol)
und Bortrifluoriddiethyletherat (2,7g; 19,2mmol) zugegeben und die
Lösung
für 3 Tage
bei 33°C
gerührt.
Die Reaktionsmischung wurde auf Wasser gegeben und die wäßrige Schicht
3x mit tert.-Butylmethylether extrahiert. Die organische Schicht
wurde über
MgSO4 getrocknet und bei reduziertem Druck
aufkonzentriert. Der verbleibende Rückstand wurde durch Flash-Chromatographie
gereinigt (Silicagel; Hexan/Aceton 4:1) unter Erhalt von (2S,7R)-trans-2-Isopropyl-7-[4-methoxy-3-(3-methoxy-propoxy)-benzyl]-8-methyl-non-4-ensäure (0,97g, 2,3mmol,
72% Ausbeute).
Die
NMR-Daten sind identisch mit den in der US2003/0149303 A1 beschriebenen
Daten.
Beispiel 8
(2S,7S)-trans-2-Isopropyl-7-[4-methoxy-3-(3-methoxy-propoxy)-benzoyl]-8-methyl-non-4-ensäure (IV
mit R1 = 3-Methoxypropoxy und R2 =
Methoxy und X = OH)
Zu
einer gekühlten
(–78°C) Lösung von
4-Brom-1-methoxy-2-(3-methoxy-propyloxy)-benzol
(III mit R1 = 1-Methoxy-3-propoxy und R2 = Methoxy und Y = Br) (1,1g; 3,9mmol) in
trockenem THF (6 ml) wurde n-BuLi (2,8 ml; 1,6 M in Hexan) zugetropft
und die Reaktionsmischung für
45 min bei –78°C gerührt. Diese
Reaktionsmischung wurde langsam zu einer gekühlten (–78°C) Suspension von (2S,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-endionsäurechlorid
(1,0g; 3,4mmol) und Cul (65mg, 0,34mmol) in trockenem THF (4 ml)
zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde bei –78°C für 45 min gerührt, auf
RT erwärmt
und für
weitere 2h gerührt.
Nach Zugabe von Wasser (20 ml) wurde die Reaktionsmischung für 1h gerührt und
anschließend
mit HCl angesäuert.
Die wäßrige Schicht
wurde 3x mit tert.-Butylmethylether
extrahiert und die organische Schicht über MgSO4 getrocknet
und unter reduziertem Druck aufkonzentriert. Der rohe Rückstand
wurde durch Flash-Chromatographie gereinigt (Hexan, tert.-Butylmethylester
3:1 + 0.5% Essigsäure)
unter Erhalt der Titelverbindung (IV) (0,2968; 0,68mmol; 20% Ausbeute)
als ein blaßgelbem Öl. (2S,7S)-trans-2,7-Diisopropyl-oct-4-endionsäure (0,21g;0,82mmol;
24% Ausbeute) wurde ebenfalls isoliert und wiederverwendet.
Beispiel 9
(2S,7R)-trans-2-Isopropyl-7-[4-methoxy-3-(3-methoxy-propoxy)-benzyl]-8-methyl-non-4-ensäure (I mit
R1 = 3-Methoxypropoxy und R2 =
Methoxy und X = OH)
Zu
einer Lösung
von (2S,7S)-trans-2-Isopropyl-7-[4-methoxy-3-(3-methoxy-propyloxy)-benzoyl]-8-methyl-non-4-ensäure (90mg;
0,21mmol) in Trifluoressigsäure
(1 ml) wurde Triethylsilan (250µl;
1,5mmol) zugegeben. Nach Rühren
der Lösung
für 1 Tag
bei RT wurde eine zweite Portion Triethylsilan (250µl; 1,5mmol) zugegeben,
die Lösung
für weitere
2 Tage bei RT gerührt
und anschließend
auf Wasser gegeben. Die wäßrige Schicht
wurde 3x mit tert.-Butylmethylether
extrahiert und die organische Schicht über MgSO4 getrocknet
und unter reduziertem Druck aufkonzentriert. Der rohe Rückstand
wurde durch Flash-Chromatographie gereinigt (Silicagel; Hexan/Aceton
4:1) unter Erhalt von (2S,7R)-trans-2-Isopropyl-7-[4-methoxy-3-(3-methoxy-propoxy)-benzyl]-8-methyl-non-4-ensäure (53mg,
0,126mmol, 61% Ausbeute).