DE102006032499B4 - Process for the preparation of enantiomerically pure flavanones - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Herstellung eines (2S)- oder (2R)-Flavanons mit den Schritten:
a)
Reduktion eines racemischen Gemisches eines Flavanons der allgemeinen
Formel rac-1: wobei R1 und
R2 ausgewählt sind aus H, Alkyl und Halogen,
wobei
R3 und R5 ausgewählt sind
aus Alkyl und Acyl,
wobei R4 ausgewählt ist
aus H, Alkyl und Acyl,
wobei Alkyl jeweils ausgewählt ist
aus unsubstituierten oder substituierten, gesättigten oder ungesättigten,
geradkettigen oder verzweigten Alkylgruppen mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen
und Acyl jeweils ausgewählt
ist aus unsubstituierten oder substituierten, gesättigten
oder ungesättigten,
geradkettigen oder verzweigten Acylgruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen,
mit
einem Gemisch aus Ameisensäure
und einer Base,
in Gegenwart eines chiralen Katalysators der
allgemeinen Formel: enthaltend:
– ein Zentralmetall
M ausgewählt
aus Rhodium (III), Ruthenium (II) oder Iridium (III),
– einen π-Liganden
A der allgemeinen Formel: wobei R5 und
R6 ausgewählt sind aus Alkyl und unsubstituiertem
oder substituiertem...Process for the preparation of a (2S) - or (2R) -flavanone with the steps:
a) Reduction of a racemic mixture of a flavanone of the general formula rac-1: wherein R 1 and R 2 are selected from H, alkyl and halogen,
wherein R 3 and R 5 are selected from alkyl and acyl,
wherein R 4 is selected from H, alkyl and acyl,
wherein each alkyl is selected from unsubstituted or substituted, saturated or unsaturated, straight-chain or branched alkyl groups having 1 to 15 carbon atoms and acyl is in each case selected from unsubstituted or substituted, saturated or unsaturated, straight-chain or branched acyl groups having 1 to 10 carbon atoms,
with a mixture of formic acid and a base,
in the presence of a chiral catalyst of the general formula: including:
A central metal M selected from rhodium (III), ruthenium (II) or iridium (III),
A π-ligand A of the general formula: wherein R 5 and R 6 are selected from alkyl and unsubstituted or substituted ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung enantiomerenreiner Flavanone, insbesondere von prenylierten Flavanonen. Derartige Flavanone zeichnen sich durch vielfältige nützliche Bioaktivitäten aus (Übersichtsartikel: "Prenylated flavonoids: pharmacology and biotechnology", Botta, B.; Vitali, A.; Menendez, P.; Misiti, D.; Delle Monache, G. Curr. Med. Chem. 2005, 12, 713–739) und sind im Bereich der Pharmazie und Kosmetik anwendbar.The The invention relates to a process for the preparation of enantiomerically pure Flavanones, in particular prenylated flavanones. Such flavanones are characterized by diverse useful bioactivity from (review article: "Prenylated flavonoids: pharmacology and biotechnology ", Botta, B .; Vitali, A .; Menendez, P .; Misiti, D .; Delle Monache, G. Curr. Med. Chem. 2005, 12, 713-739) and are in the field of Pharmacy and cosmetics applicable.
Eine Vielzahl von Flavanonen kann aus Pflanzen isoliert werden (Harborne, J. B.; Baxtor, H. (Hrsg.) The Handbook of Natural Flavonoids, Vol. 1 + 2, Wiley: New York, 1999), wobei prinzipiell nur das natürlich vorkommende Enantiomer verfügbar und die Ausbeute oftmals sehr gering ist.A Variety of flavanones can be isolated from plants (Harborne, J. B .; Baxtor, H. (ed.) The Handbook of Natural Flavonoids, Vol. 1 + 2, Wiley: New York, 1999), where in principle only the naturally occurring Enantiomer available and the yield is often very low.
Die chemische Synthese von Flavanonen führte bislang zu einer 1:1-Mischung der Enantiomere (Übersichtsartikel: "Stereoselective synthesis of monomeric flavonoids", Marais, J. P. J.; Ferreira, D.; Slade, D. Phytochemistry 2005, 66, 2145–2176).The chemical synthesis of flavanones has so far led to a 1: 1 mixture the enantiomers (review article: "Stereoselective synthesis of monomeric flavonoids ", Marais, J.P.J .; Ferreira, D .; Slade, D. Phytochemistry 2005, 66, 2145-2176).
Flavanon-Enantiomere wurden bisher durch Trennung des racemischen Gemischs mittels HPLC an chiralen Phasen erhalten. Dies Verfahren wurde z. B. für die als SERM (= selective estrogen receptor modulator) wirksame Verbindung 8-Prenylnaringenin sowohl im analytischen Maßstab ("Prenylflavonoids: A new class of non-steroidal phytoestrogen (Part 1). Isolation of 8-isopentenylnaringenin and an initial study an its structure-activity relationship", Kitaoka, M.; Kadokawa, H.; Sugano, M.; Ichikawa, K.; Taki, M.; Takaishi, S.; Iijima, Y.; Tsutsumi, S.; Boriboon, M.; Akiyama, T. Planta Med. 1998, 64, 511–515), als auch im präparativen Maßstab ("Tissue specificity of 8-prenylnaringenin: Protection from ovariectomy induced bone loss with minimal trophic effects an the uterus", Hümpel, M.; Isaksson, P.; Schaefer, O.; Kaufmann, U.; Ciana, P.; Maggi, A.; Schleuning, W. -D. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2005, 97, 299–305) durchgeführt.Flavanone enantiomers were previously by separation of the racemic mixture by HPLC obtained at chiral phases. This method was z. B. for as SERM (= selective estrogen receptor modulator) active compound 8-prenylnaringenin both on an analytical scale ("Prenylflavonoids: A new class of non-steroidal phytoestrogen (Part 1). Isolation of 8-isopentenylnaringenin and an initial study on its structure-activity relationship ", Kitaoka, M., Kadokawa, H.; Sugano, M .; Ichikawa, K .; Taki, M .; Takaishi, S .; Iijima, Y .; Tsutsumi, S .; Boriboon, M .; Akiyama, T. Planta Med. 1998, 64, 511-515), as also on a preparative scale ("tissue specificity of 8-prenylnaringenin: Protection from ovariectomy induced bone loss with minimal trophic effects on the uterus ", Hümpel, M .; Isaksson, P .; Schaefer, O .; Kaufmann, U .; Ciana, P .; Maggi, A .; Schleuning, W. -D. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2005, 97, 299-305) carried out.
Für verschiedene Flavanoide wurden auch biotechnologische Verfahren beschrieben, mit denen die natürlich vorkommenden (2S)-konfigurierten Enantiomere selektiv zugänglich gemacht werden konnten ("Efficient production of (2S)-flavanones by Escherichia coli containing an artificial biosynthetic gene cluster", Miyahisa, I.; Kaneko, M.; Funa, N.; Kawasaki, H.; Kojima, H.; Ohnishi, Y.; Horinouchi, S. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2005, 68, 498–504; "Biosynthesis of natural flavanones in Saccharomyces cerevisiae", Yan, Y.; Kohli, A.; Koffas, M. A. G. Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71, 5610–5613; "Flavanone 8-dimethylallyltransferase in Sophora flavescens cell suspension cultures", H. Yamamoto, M. Senda, K. Inoue, Phytochemistry 2000, 54, 649–655).For different Flavanoids have also been described as biotechnological processes with those of course occurring (2S) -configured enantiomers are selectively accessible ("Efficient production of (2S) flavanones by Escherichia coli containing artificial biosynthetic gene cluster ", Miyahisa, I., Kaneko, M .; Funa, N., Kawasaki, H.; Kojima, H .; Ohnishi, Y .; Horinouchi, S. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2005 68, 498-504; "Biosynthesis of natural flavanones in Saccharomyces cerevisiae ", Yan, Y. Kohli, A., Koffas, M.A. G. Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71, 5610-5613; "Flavanone 8-dimethylallyltransferase in Sophora flavescens cell suspension cultures ", H. Yamamoto, M. Senda, K. Inoue, Phytochemistry 2000, 54, 649-655).
Die Nutzung der HPLC an chiralen Phasen ist aufgrund des hohen Preises dieser Materialien insbesondere für Enantiomerentrennungen im präparativen Maßstab extrem kostenintensiv. Biotechnologische Verfahren sind bislang nur für wenige Flavanone studiert worden. Momentan ist noch unklar, ob eine präparative Darstellung reiner Flavanon-Enantiomere auf diesem Weg möglich sein wird. Eine generell einsetzbare Methode ist hier nicht in Sicht, und selbst die pharmazeutische Industrie nimmt gegenwärtig eine Trennung von Flavanon-Enantiomeren, z. B. von 8-Prenylnaringenin, mittels HPLC an chiralen Phasen vor. Zudem sind durch Verwendung der an der Flavanon-Biosynthese beteiligten Enzyme wie auch durch die direkte Isolierung der Flavanone aus natürlichen Quellen allein die (2S)-Enantiomere in reiner Form zugänglich.The Use of HPLC on chiral phases is due to the high price these materials especially for enantiomeric separations in preparative scale extremely expensive. Biotechnological processes are so far only for few flavanones have been studied. At the moment it is still unclear, if one preparative presentation pure flavanone enantiomers will be possible in this way. A general usable method is not in sight here, and even the pharmaceutical Industry is currently taking over a separation of flavanone enantiomers, z. B. of 8-prenylnaringenin, by HPLC on chiral phases. In addition, by participating in the flavanone biosynthesis involved Enzymes as well as by the direct isolation of flavanones from natural Only the (2S) -enantiomers are accessible in pure form.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, das die effiziente Herstellung der reinen (2S)- und (2R)-Enantiomere von Flavanonen erlaubt.It It is therefore an object of the invention to provide a method the efficient production of pure (2S) and (2R) enantiomers allowed by flavones.
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch ein Verfahren gelöst,
bei dem ein racemisches Gemisch eines Flavanons der allgemeinen
Formel rac-1: mit
R1 =
H, Alkyl oder Halogen
R2 = H, Alkyl
oder Halogen
R3 = Alkyl oder Acyl
R4 = H, Alkyl oder Acyl
R5 =
Alkyl oder Acyl
mit einem Gemisch aus Ameisensäure und
einer Base, vorzugsweise einem tertiären Amin, besonders bevorzugt
Triethylamin, in Gegenwart eines chiralen Katalysators selektiv
reduziert wird.According to the invention the object is achieved by a process in which a racemic mixture of a flavanone of the general formula rac-1: With
R 1 = H, alkyl or halogen
R 2 = H, alkyl or halogen
R 3 = alkyl or acyl
R 4 = H, alkyl or acyl
R 5 = alkyl or acyl
is selectively reduced with a mixture of formic acid and a base, preferably a tertiary amine, more preferably triethylamine, in the presence of a chiral catalyst.
Der chirale Katalysator ist ein Metallkomplex der allgemeinen Formel: enthaltend:
- – ein Zentralmetall M ausgewählt aus Rhodium (III), Ruthenium (II) oder Iridium (III),
- – einen π-Liganden A der allgemeinen Formel: wobei R5 und R6 ausgewählt sind aus Alkyl und Aryl, wobei R7 und R8 ausgewählt sind aus H und Alkyl,
- – einen chiralen Diamin-Liganden der allgemeinen Formel: wobei R1, R2 und R3 ausgewählt sind aus Aryl und Alkyl, wobei R4 ausgewählt ist aus H und Alkyl, wobei gegebenenfalls der chirale Diamin-Ligand und der π-Ligand A kovalent über deren Substituenten
- – R3 und R5 oder
- – R4 und R5 oder
- – R3 und R6 oder
- – R4 und R6 verbrückt sein können.
- – einen Liganden B, der in der katalytisch aktiven Spezies Wasserstoff bedeutet (B = H).
- A central metal M selected from rhodium (III), ruthenium (II) or iridium (III),
- A π-ligand A of the general formula: wherein R 5 and R 6 are selected from alkyl and aryl, wherein R 7 and R 8 are selected from H and alkyl,
- A chiral diamine ligand of the general formula: wherein R 1 , R 2 and R 3 are selected from aryl and alkyl, wherein R 4 is selected from H and alkyl, optionally wherein the chiral diamine ligand and the π-ligand A covalently via their substituents
- - R 3 and R 5 or
- - R 4 and R 5 or
- - R 3 and R 6 or
- - R 4 and R 6 can be bridged.
- A ligand B which in the catalytically active species is hydrogen (B = H).
Für die Reaktion kann auch das Chlorid oder ein anderes Derivat des chiralen Katalysators hinsichtlich des Liganden B (B = Cl oder ein anderes geeignetes Anion) eingesetzt werden, da dieses unter den Reaktionsbedingungen sofort in das katalytisch aktive Metallhydrid (B = H) überführt wird.For the reaction may also be the chloride or other derivative of the chiral catalyst with respect to the ligand B (B = Cl or another suitable Anion) are used, since this under the reaction conditions is immediately converted into the catalytically active metal hydride (B = H).
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft nur ein Enantiomer hoch selektiv transferhydriert.By the inventive method Advantageously, only one enantiomer is highly selectively transfer hydrogenated.
Wird ein (R,R)-Diamin-Ligand eingesetzt, wird das (2R)-Enantiomer des Flavanons 1 hydriert, wobei für R4 ≠ Acyl der Alkohol mit der allgemeinen Formel (2R,4R)-2 entsteht. Man erhält als Gemisch: If an (R, R) -diamine ligand is used, the (2R) -enantiomer of flavanone 1 is hydrogenated, where R 4 ≠ acyl is the alcohol having the general formula (2R, 4R) -2. The mixture is obtained as:
Wird ein (S,S)-Diamin-Ligand eingesetzt, wird das (2S)-Enantiomer des Flavanons 1 hydriert, wobei für R4 ≠ Acyl der Alkohol mit der allgemeinen Formel (2S,4S)-2 entsteht. Man erhält als Gemisch: If an (S, S) -diamine ligand is used, the (2S) -enantiomer of flavanone 1 is hydrogenated, where R 4 ≠ acyl is the alcohol having the general formula (2S, 4S) -2. The mixture is obtained as:
Vorteilhaft lässt sich das nicht umgesetzte Enantiomer 1 sehr einfach vom Reaktionsprodukt trennen. Vorzugsweise erfolgt diese Trennung an gewöhnlichem Kieselgel, vorzugsweise in einer Säulenchromatographie.Advantageous let yourself the unreacted enantiomer 1 is very simply from the reaction product separate. Preferably, this separation is done at ordinary Silica gel, preferably in a column chromatography.
Die erfindungsgemäße Transferhydrierung zeigt eine überraschend hohe Enantioselektivität – über 95% ee (Enantiomerenüberschuss) – für unterschiedlich substituierte Flavanone, womit sich dieses Verfahren durch eine große Anwendungsbreite auszeichnet.The Transfer hydrogenation according to the invention shows a surprising high enantioselectivity - over 95% ee (enantiomeric excess) - for different substituted flavanones, whereby this method by a size Application width distinguishes.
Zudem ist die Enantioselektivität der erfindungsgemäßen Transferhydrierung deutlich stärker ausgeprägt als bei den wenigen bekannten Beispielen zur kinetischen Racematspaltung β-chiraler Ketone mit anderen Methoden ("Asymmetric hydrogenation of cyclic α,β-unsaturated ketones to chiral allylic alcohols", Ohkuma, T.; Ikehira, H.; Ikariya, T.; Noyori, R. Synlett 1997, 467–468; "An efficient enantioselective synthesis of (+)-(R,Z)-5-muscenone and (–)-(R)-muscone – An example of a kinetic resolution and enantioconvergent transformation", Fehr, C.; Galindo, J.; Etter, O. Eur. J. Org. Chem. 2004, 1953–1957). Die erfindungsgemäße Transferhydrierung ist einfach zum Einsatz zu bringen. Eine Kontrolle des Umsatzes während der Reaktion ist nicht nötig, da diese nach Hydrierung eines Enantiomers vollständig stoppt.moreover is the enantioselectivity the transfer hydrogenation according to the invention much stronger pronounced as in the few known examples of the kinetic resolution of β-chiral ketones with other methods ("Asymmetric Hydrogenation of cyclic α, β-unsaturated ketones to chiral allylic alcohols ", Ohkuma, T .; Ikehira, H .; Ikariya, T .; Noyori, R. Synlett 1997, 467-468; "An efficient enantioselective synthesis of (+) - (R, Z) -5-muscenone and (-) - (R) -muscone - An example of a kinetic resolution and enantioconvergent transformation ", Fehr, C .; Galindo, J .; Etter, O. Eur. J. Org. Chem. 2004, 1953-1957). The transfer hydrogenation according to the invention is easy to use. A control of sales while the reaction is not necessary since this completely stops after hydrogenation of one enantiomer.
Nicht vollständig racemisches Ausgangsmaterial 1 kann zudem nach diesem Verfahren einfach weiter enantiomerenangereichert werden.Not Completely racemic starting material 1 can also according to this method simply continue to be enantiomerically enriched.
In den Resten R1, R2, R3, R4 und R5 der allgemeinen Formel des Flavanons rac-1 stellt Alkyl eine unsubstituierte oder substituierte, gesättigte oder ungesättigte, geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen dar. Die Alkylgruppe ist vorzugsweise ausgewählt aus CH3, C2H5, C2H3, C3H7, C3H5, C4H9, C4H7, C5H11, C5H9, C10H21, C10H17, C15H31 und C15H25, besonders bevorzugt ausgewählt aus Methyl, Ethyl, Ethenyl (Vinyl), n-Propyl, iso-Propyl, 2-Propenyl (Allyl), n-Butyl, iso-Butyl, 1-Methylpropyl, tertiär-Butyl, 3-Methylbutyl, 1,1-Dimethylpropyl, 3-Methyl-2-butenyl (Prenyl), 1,1-Dimethylallyl, Geranyl und Farnesyl sowie Diastereomere und hydrierte Derivate von Geranyl und Farnesyl, wie z. B. die hydrierten Reste 3,7-Dimethyloctyl und 3,7,11-Trimethyldodecyl.In the radicals R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 of the general formula of the flavanone rac-1, alkyl represents an unsubstituted or substituted, saturated or unsaturated, straight-chain or branched alkyl group having 1 to 15 carbon atoms preferably selected from CH 3 , C 2 H 5 , C 2 H 3 , C 3 H 7 , C 3 H 5 , C 4 H 9 , C 4 H 7 , C 5 H 11 , C 5 H 9 , C 10 H 21 , C 10 H 17 , C 15 H 31 and C 15 H 25 , particularly preferably selected from methyl, ethyl, ethenyl (vinyl), n-propyl, isopropyl, 2-propenyl (allyl), n-butyl, isobutyl, Butyl, 1-methylpropyl, tertiary-butyl, 3-methylbutyl, 1,1-dimethylpropyl, 3-methyl-2-butenyl (prenyl), 1,1-dimethylallyl, geranyl and farnesyl, as well as diastereomers and hydrogenated derivatives of geranyl and farnesyl, such as B. the hydrogenated residues 3,7-dimethyloctyl and 3,7,11-trimethyldodecyl.
In den Resten R3, R4 und R5 der allgemeinen Formel des Flavanons rac-1 stellt Acyl eine unsubstituierte oder substituierte, gesättigte oder ungesättigte, geradkettige oder verzweigte Acylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, dar. Die Acylgruppe ist vorzugsweise ausgewählt aus CnH2n+1-CO mit n = 0 bis 4, besonders bevorzugt ist Acetyl mit n = 1.In the radicals R 3 , R 4 and R 5 of the general formula of the flavanone rac-1, acyl is an unsubstituted or substituted, saturated or unsaturated, straight-chain or branched acyl group having 1 to 10 carbon atoms, particularly preferably 1 to 5 carbon atoms Acyl group is preferably selected from C n H 2n + 1 -CO with n = 0 to 4, particularly preferred is acetyl with n = 1.
In den Resten R1 und R2 der allgemeinen Formel des Flavanons 1 ist Halogen ausgewählt aus Iod, Brom, Chlor und Fluor.In the radicals R 1 and R 2 of the general formula of flavanone 1, halogen is selected from iodine, bromine, chlorine and fluorine.
Im π-Liganden A stellt Alkyl in R5, R6, R7 und R8 eine unsubstituierte oder substituierte, gesättigte oder ungesättigte, geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit einer Kettenlänge von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen dar. Bevorzugt ist Alkyl in R5, R6, R7 und R8 ausgewählt aus Methyl, Ethyl, n-Propyl oder iso-Propyl.In the π-ligand A, alkyl in R 5 , R 6 , R 7 and R 8 represents an unsubstituted or substituted, saturated or unsaturated, straight-chain or branched alkyl group having a chain length of 1 to 4 carbon atoms. Alkyl is preferably in R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are selected from methyl, ethyl, n-propyl or iso-propyl.
Im π-Liganden A stellt Aryl in R5 und R6 eine unsubstituierte oder substituierte Phenylgruppe mit vorzugsweise 6 bis 8 Kohlenstoffatomen dar.In the π-ligand A, aryl in R 5 and R 6 represents an unsubstituted or substituted phenyl group preferably having 6 to 8 carbon atoms.
Der π-Ligand A ist vorzugsweise ausgewählt aus Pentamethylcyclopentadienyl (Cp*), 1-Methyl-4-isopropylbenzol oder 1,3,5-Trimethylbenzol.The π ligand A is preferably selected from pentamethylcyclopentadienyl (Cp *), 1-methyl-4-isopropylbenzene or 1,3,5-trimethylbenzene.
Im chiralen Diamin-Liganden stellt Alkyl in R1, R2, R3 und R4 eine unsubstituierte oder substituierte, gesättigte oder ungesättigte, geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit einer Kettenlänge von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen dar. Weiter bevorzugt sind die Reste R1 und R2 im chiralen Diamin-Liganden kovalent zu einer unsubstituierten oder substituierten 3- bis 5-gliedrigen Kette verknüpft, besonders bevorzugt zu (CH2)4. In the chiral diamine ligand, alkyl in R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represents an unsubstituted or substituted, saturated or unsaturated, straight-chain or branched alkyl group having a chain length of 1 to 4 carbon atoms. More preferably, the radicals R 1 and R 2 in the chiral diamine ligand is covalently linked to an unsubstituted or substituted 3- to 5-membered chain, more preferably to (CH 2 ) 4 .
Im chiralen Diamin-Liganden stellt Aryl in R1, R2 und R3 eine unsubstituierte oder substituierte Phenylgruppe dar. Bevorzugt ist Aryl in R1, R2 und R3 im chiralen Diamin-Liganden ausgewählt aus Phenyl oder p-Tolyl.In the chiral diamine ligand, aryl in R 1 , R 2 and R 3 represents an unsubstituted or substituted phenyl Aryl in R 1 , R 2 and R 3 in the chiral diamine ligand is preferably selected from phenyl or p-tolyl.
Das chirale Diamin, das im Katalysator den Diamin-Liganden bildet, ist vorzugsweise ausgewählt aus (R,R)-N-p-Tolylsulfonyl-1,2-diphenylethylendiamin, (S,S)-N-p-Tolylsulfonyl-1,2-diphenylethylendiamin, (R,R)-N-p-Tolylsulfonyl-1,2-cyclohexandiamin oder (S,S)-N-p-Tolylsulfonyl-1,2-cyclohexandiamin.The chiral diamine, which forms the diamine ligand in the catalyst preferably selected from (R, R) -N-p-tolylsulfonyl-1,2-diphenylethylenediamine, (S, S) -N-p-tolylsulfonyl-1,2-diphenylethylenediamine, (R, R) -N-p-tolylsulfonyl-1,2-cyclohexanediamine or (S, S) -N-p-tolylsulfonyl-1,2-cyclohexanediamine.
Der π-Ligand A und der chirale Diamin-Ligand können kovalent miteinander verbunden sein. Bevorzugt sind dabei die Reste R3 und R5, oder die Reste R4 und R5, oder die Reste R3 und R6, oder die Reste R4 und R6 kovalent zu einer unsubstituierten oder substituierten 2- bis 4-gliedrigen Kette verknüpft. Besonders bevorzugt ist dabei eine kovalente Verknüpfung der Reste R4 und R5, oder der Reste R4 und R6 zu einer 3-gliedrigen Kohlenstoffkette.The π ligand A and the chiral diamine ligand may be covalently linked together. The radicals R 3 and R 5 , or the radicals R 4 and R 5 , or the radicals R 3 and R 6 , or the radicals R 4 and R 6 are preferably covalently to an unsubstituted or substituted 2- to 4-membered chain connected. Particularly preferred is a covalent linkage of the radicals R 4 and R 5 , or the radicals R 4 and R 6 to a 3-membered carbon chain.
Vorzugsweise wird ein Katalysator mit Rhodium (III) als Zentralmetall eingesetzt. Vorteilhaft wird der chirale Rhodiumkatalysator in einer Beladung von vorzugsweise bis zu 2 Mol-% bezogen auf das Flavanon verwendet.Preferably a catalyst with rhodium (III) is used as the central metal. Advantageously, the chiral rhodium catalyst in a load of preferably up to 2 mol% based on the flavanone used.
Ein Gemisch aus Ameisensäure und einer Base, vorzugsweise einem tertiären Amin, besonders bevorzugt Triethylamin, dient vorteilhaft als Reduktionsmittel. Besonders bevorzugte Reduktionsmittel sind Ameisensäure/Triethylamin und Natriumformiat.One Mixture of formic acid and a base, preferably a tertiary amine, particularly preferred Triethylamine, serves advantageously as a reducing agent. Especially preferred reducing agents are formic acid / triethylamine and sodium formate.
Vorzugsweise wird der chirale Rhodiumkatalysator 3 eingesetzt, der aus Pentamethylcyclopentadienylrhodiumchlorid-Dimer – [Cp*RhCl2]2 – und dem chiralen Diamin (R,R)- bzw. (S,S)-N-p-Tolylsulfonyl-1,2-diphenylethylendiamin – (R,R)- bzw. (S,S)-tsdpen – in Gegenwart von Ameisensäure und Triethylamin gebildet wird. mit Ph = Phenyl und Ts = p-TolylsulfonylThe chiral rhodium catalyst 3 is preferably used, which consists of pentamethylcyclopentadienylrhodium chloride dimer - [Cp * RhCl 2 ] 2 - and the chiral diamine (R, R) - or (S, S) -N-p-tolylsulfonyl-1,2-diphenylethylenediamine - (R, R) - or (S, S) -tsdpen - is formed in the presence of formic acid and triethylamine. with Ph = phenyl and Ts = p-tolylsulfonyl
Dieses Reagenzsystem hat bislang Verwendung zur enantioselektiven Reduktion prochiraler Ketone gefunden ("Rhodium versus ruthenium: contrasting behaviour in the asymmetric transfer hydrogenation of α-substituted acetophenones", Cross, D. J.; Kenny, J. A.; Houson, I.; Campbell, L.; Walsgrove, T.; Wills, M. Tetrahedron: Asymmetry 2001, 12, 1801–1806; "Practical synthesis of optically active styrene Oxides via reductive transformation of 2-chloroacetophenones with chiral rhodium catalysts", Hamada, T.; Toni, T.; Izawa, K.; Noyori, R.; Ikariya, T. Org. Lett. 2002, 4, 4373–4376).This Reagent system has hitherto been used for enantioselective reduction prochiral ketones ("rhodium versus ruthenium: contrasting behavior in the asymmetric transfer hydrogenation of α-substituted acetophenones " Cross, D.J .; Kenny, J.A .; Houson, I .; Campbell, L .; Walsgrove, T .; Wills, M. Tetrahedron: Asymmetry 2001, 12, 1801-1806; "Practical synthesis of optically active styrene oxides via reductive transformation of 2-chloroacetophenones with chiral rhodium catalysts ", Hamada, T .; Toni, T .; Izawa, K .; Noyori, R .; Ikariya, T. Org. Lett. 2002, 4, 4373-4376).
Durch Nutzung einerseits des (R,R)- und andererseits des (S,S)-Enantiomers des Diamins tsdpen kann wahlweise das (2S)- oder (2R)-Enantiomer des Flavanons 1 erhalten werden. Vorteilhaft ist dabei eine Isolierung des chiralen Rhodiumkatalysators 3 oder seiner zunächst gebildeten Vorstufe (3 mit Rh-Cl statt Rh-H) nicht erforderlich.By Utilization of the (R, R) and the (S, S) enantiomers The diamine may optionally contain the (2S) or (2R) enantiomer of flavanone 1 are obtained. An advantage is an insulation the chiral rhodium catalyst 3 or its first formed Pre-stage (3 with Rh-Cl instead of Rh-H) not required.
Die entsprechende Anwendung modifizierter Katalysatorsysteme, z. B. durch Wechsel des zentralen Metallatoms von Rhodium (III) zu Ruthenium (II) oder Iridium (III), durch Austausch des π-Liganden ohne Veränderung der Gesamtelektronenzahl, wie etwa ein Wechsel von Pentamethylcyclopentadienyl zu 1-Methyl-4-isopropylbenzol oder 1,3,5-Trimethylbenzol, oder durch Variation des chiralen Diaminliganden entspricht dem zu schützenden Verfahren.The appropriate application of modified catalyst systems, for. B. by changing the central metal atom from rhodium (III) to ruthenium (II) or iridium (III), by exchange of the π ligand without change the total electron number, such as a change of pentamethylcyclopentadienyl to 1-methyl-4-isopropylbenzene or 1,3,5-trimethylbenzene, or by variation of the chiral diamine ligand corresponds to that to be protected Method.
Der Produktalkohol (2R,4R)-2 bzw. (2S,4S)-2 kann vorteilhaft nach Abtrennung vom nicht umgesetzen Isomer (2S)-1 bzw. (2R)-1 durch Oxidation in das jeweils andere Enantiomer von 1 überführt werden.Of the Product alcohol (2R, 4R) -2 or (2S, 4S) -2 may advantageously after separation of unreacted isomer (2S) -1 or (2R) -1 by oxidation in the other enantiomer of 1 is converted.
Dies erfolgt bevorzugt mit katalytischen Mengen von Tetrapropylammoniumperruthenat (TPAP) und N-Methylmorpholin-N-Oxid (NMO) als Cooxidans. Dabei werden bevorzugt 5 Mol-% TPAP und 2 Moläquivalente NMO eingesetzt.This is preferably carried out with catalytic amounts of tetrapropylammonium peruthenate (TPAP) and N-methylmorpholine N-oxide (NMO) as a co-oxidant. It will be preferably 5 mol% TPAP and 2 molar equivalents NMO used.
Die Reaktionsgleichung der Oxidation ist beispielhaft für das (2R)-Isomer angegeben: The reaction equation of the oxidation is given as an example for the (2R) -isomer:
Vorteilhaft lassen sich durch die enantioselektive Transferhydrierung und die anschließende Oxidation des Reduktionsprodukts im Ergebnis beide Flavanon-Enantiomere in hoher Ausbeute erhalten.Advantageous can be achieved by the enantioselective transfer hydrogenation and the subsequent Oxidation of the reduction product as a result both flavanone enantiomers obtained in high yield.
Ausführungsbeispieleembodiments
Anhand nachfolgender Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.Based following embodiments the invention will be closer explained.
a) Enantioselektive Transferhydrierunga) Enantioselective transfer hydrogenation
Die
folgende Tabelle illustriert einige Anwendungen am Beispiel der
enantioselektiven Reduktion des Enantiomers (2R)-1 unter Nutzung
des Katalysators (R,R)-3 mit Rhodium (III) als Zentralmetall, Pentamethylcyclopentadienyl
(Cp*) als π-Ligand
und des (R,R)-Enantiomers
des chiralen Diamins tsdpen (N-p-Tolylsulfonyl-1,2-diphenylethylendiamin):
- a Isolierte Ausbeute. b ee = Enantiomerenreinheit. Mittels chiraler HPLC bestimmt. (2S)-1a und (2S)-1b: Daicel AD, Hexan/Isopropanol 8:2; (2S)-1c: Daicel OD, Hexan/Isopropanol 8:2; (2S)-1d: Daicel AD, Hexan/Isopropanol 95:5; (2S)-1e: Daicel AD, Hexan/Isopropanol 9:1; (2S)-1g: Daicel OD, Hexan/Isopropanol 7:3; (2S)-1h und (2R,4R)-2h: Daicel OD, Hexan/Isopropanol 1:1. c Nach Oxidation zu (2R)-1 mittels Drehwertmessung bestimmt. d Nicht bestimmt. Ac = Acetyl, Me = Methyl, Prenyl = 3-Methyl-2-butenyl.
- a Isolated yield. b ee = enantiomeric purity. Determined by chiral HPLC. (2S) -1a and (2S) -1b: Daicel AD, hexane / isopropanol 8: 2; (2S) -1c: Daicel OD, hexane / isopropanol 8: 2; (2S) -1d: Daicel AD, hexane / isopropanol 95: 5; (2S) -1e: Daicel AD, hexane / isopropanol 9: 1; (2S) -1g: Daicel OD, hexane / isopropanol 7: 3; (2S) -1h and (2R, 4R) -2h: Daicel OD, hexane / isopropanol 1: 1. c After oxidation to (2R) -1 determined by means of a rotation value measurement. d Not determined. Ac = acetyl, Me = methyl, prenyl = 3-methyl-2-butenyl.
Vorschrift zur Herstellung enantiomerenreiner Flavanone durch kinetische Racematspaltung am Beispiel der Verbindungen (2S)-1a,c-e (R1–R5 siehe Tabelle):Method for producing enantiomerically pure flavanones by kinetic resolution on the example of the compounds (2S) -1a, ce (R 1 -R 5 see Table):
Zu einer 0,08 molaren Lösung des racemischen Flavanons rac-1 in Essigsäureethylester wird eine Lösung des Katalysators (R,R)-3 gegeben, die durch Versetzen von [Cp*RhCl2]2 (1 Mol-%) und (R,R)-tsdpen (2 Mol-%) in Essigsäureethylester (6,7 mL/0,1 mmol [Cp*RhCl2]2) mit einer 3,6:1-Mischung (v/v) von NEt3/HCO2H (2,7 mL/0,1 mmol [Cp*RhCl2]2) und 30 min Rühren bei Raumtemperatur vorab bereitet wird. Das Reaktionsgemisch wird 2 h bei Raumtemperatur gerührt und mit gesättigter NaHCO3-Lösung versetzt. Nach Phasentrennung wird die organische Phase ein weiteres Mal mit gesättigter NaHCO3-Lösung gewaschen, über MgSO4 getrocknet, und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Das nicht umgesetzte Enantiomer (2S)-1 wird vom Reaktionsprodukt (2R,4R)-2 durch Säulenchromatographie an Kieselgel getrennt. Dazu wird das Kieselgel mit 1% NEt3 in Pentan/Essigsäureethylester 1:1 (v/v) desaktiviert, das Keton (2S)-1 mit Pentan/Essigsäureethylester 1:1 (v/v) eluiert und daraufhin der Alkohol (2R,4R)-2 rasch mit Essigsäureethylester von der Säule gespült.To a 0.08 molar solution of the racemic flavanone rac-1 in ethyl acetate is added a solution of the catalyst (R, R) -3 obtained by addition of [Cp * RhCl 2 ] 2 (1 mol%) and (R, R) -tsdpen (2 mol%) in ethyl acetate (6.7 mL / 0.1 mmol [Cp * RhCl 2 ] 2 ) with a 3.6: 1 (v / v) mixture of NEt 3 / HCO 2 H (2.7 mL / 0.1 mmol [Cp * RhCl 2 ] 2 ) and vortexed for 30 min at room temperature. The reaction mixture is stirred for 2 h at room temperature and treated with saturated NaHCO 3 solution. After phase separation, the organic phase is washed once more with saturated NaHCO 3 solution, dried over MgSO 4 , and the solvent removed in vacuo. The unreacted enantiomer (2S) -1 is separated from the reaction product (2R, 4R) -2 by column chromatography on silica gel. For this purpose, the silica gel is deactivated with 1% NEt 3 in pentane / ethyl acetate 1: 1 (v / v), the ketone (2S) -1 is eluted with pentane / ethyl acetate 1: 1 (v / v) and then the alcohol (2R, 4R) -2 is rapidly rinsed from the column with ethyl acetate.
Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum liefert die reinen Produkte (2S)-1 und (2R,4R)-2.distance of the solvent in vacuo, the pure products provide (2S) -1 and (2R, 4R) -2.
b) Oxidation des Alkohols 2b) oxidation of the alcohol 2
Nach
Abtrennung des nicht umgesetzen Enantiomers (2S)-1 kann der Alkohol
(2R,4R)-2 zum Flavanon (2R)-1 oxidiert werden. Die folgende Tabelle
illustriert einige Anwendungen:
- a Isolierte Ausbeute. b Mittels Drehwertmessung bestimmt. Ac = Acetyl, Me = Methyl, Prenyl = 3-Methyl-2-butenyl.
- a Isolated yield. b Determined by means of a rotation value measurement. Ac = acetyl, Me = methyl, prenyl = 3-methyl-2-butenyl.
Eine 0,02 molare Lösung des entsprechenden Alkohols (2R,4R)-2 (R1–R5 siehe Tabelle) in trockenem CH2Cl2 wird unter Argon mit Molekularsieb 4A und 2 Moläquivalenten N-Methylmorpholin-N-oxid (NMO) versetzt und 15 min bei Raumtemperatur gerührt. Nach Zugabe von 5 Mol-% Tetrapropylammoniumperruthenat (TPAP) wird weiter bei Raumtemperatur gerührt, bis die Reaktion beendet ist (ca. 30 min, dünnschichtchromatographische Kontrolle). Anschließend wird mit Essigsäureethylester über eine Kieselgelfritte filtriert und das Produkt säulenchromatographisch an Kieselgel (Elution mit Pentan/Essigsäureethylester 1:1 v/v) gereinigt. Entfernung des Lösungsmittels im Vakuum liefert das reine Produkt (2R)-1.A 0.02 molar solution of the corresponding alcohol (2R, 4R) -2 (R 1 -R 5 see Table) in dry CH 2 Cl 2 is dissolved under argon with molecular sieve 4A and 2 molar equivalents of N-methylmorpholine-N-oxide (NMO). added and stirred for 15 min at room temperature. After addition of 5 mol% of tetrapropylammonium perruthenate (TPAP) stirring is continued at room temperature until the reaction is complete (about 30 min, TLC). The mixture is then filtered through a silica gel frit with ethyl acetate and the product is purified by column chromatography on silica gel (elution with pentane / ethyl acetate 1: 1 v / v). Removal of the solvent in vacuo gives the pure product (2R) -1.
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Helv. Chim. Acta (2002), Vol. 85, S. 3473-3477 * |
J. Chem. Soc., CHEM. COMMUN. (1992), S. 823-824 * |
Organic Letters (2002), Vol. 4, No. 24, S. 4373-43 76; Tetrahedron (1997), Vol. 53, No. 41, S. 14141- 14152; Helv. Chim. Acta (2002), Vol. 85, S. 3473-3 477; J. Chem. Soc., CHEM. COMMUN. (1992), S. 823-8 24 |
Organic Letters (2002), Vol. 4, No. 24, S. 4373-4376 * |
Tetrahedron (1997), Vol. 53, No. 41, S. 14141-14152 * |
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