DE19715465A1 - Verfahren zur Gewinnung von (R)-3-Chinuclidinol durch Racematspaltung von (R.S)-3-Chinuclidinol - Google Patents

Description

Die Erfindung beinhaltet ein neues Verfahren zur Gewinnung von (R)-3-Chinuclidinol der Formel

durch Racematspaltung von (R,S)-3-Chinuclidinol. (R)-3-Chinuclidinol ist ein zentraler Baustein für Pharmazeutika für die Behandlung der Alzheimer Krankheit (Drugs of the Future 1994, 19 35) oder von Asthma (Annual Drug Data Report 1993, 809). Beschrieben ist die Gewinnung von (R)-3-Chinuclidinol durch Racematspaltung des 3- Acetoxychinuclidins mit Weinsäure und anschließender Hydrolyse (Ringdahl et al., Acta Pharm. Suec. 1979, 16, 281). Bekannt ist außerdem eine enzymkatalysierte enantioselektive Hydrolyse von (R,S)-3-Chinuclidinylbutyrat mit einer Butyrylcholinesterase (Rehavi et al., Life Science, 1977, 21, 1293) bzw. mit einer Subtilisin Protease (US 5 215 918).

Alle diese bekannten Methoden beinhalten den Nachteil, daß sie mehrstufig sind, d. h. bevor die Racematspaltung ansetzen kann, muß zunächst ein Derivat des (R,S)-3- Chinuclidinols hergestellt werden.

Die Aufgabe der Erfindung bestand folglich darin, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das den genannten Nachteil nicht beinhaltet und mit welchem man in der Lage ist, in einem Schritt, in guter Ausbeute und hoher Enantiomerenreinheit (R)-3-Chinuclidinol herzustellen.

Die Aufgabe konnte erfindungsgemäß gelöst werden mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 worin (R,S)-3-Chinuclidinol mit Vinylbutyrat in Gegenwart einer Subtilisin-Protease in das (S)-3-Chinuclidinylbutyrat überführt wird, wobei das enantiomerenreine (R)-3-Chinuclidimol angereichert und isoliert wird.

Zweckmäßig gelangen Subtilisin-Proteasen zum Einsatz welche z. B. aus den Mikroorganismen Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens oder Bacillus licheniformis gewonnen werden. Bevorzugtes Enzym ist das Subtilisin Carlsberg, welches aus dem Bacillus licheniformis gewonnen wird.

Besonders bevorzugt werden mit Glutaraldehyd vernetzte, kristalline Subtilisin- Proteasen, sogenannte CLEC′s ("cross linked enzyme crystals") verwendet, welche unter dem Warenzeichen Chiro CLEC® BL von der Firma Altus Biologics Inc. angeboten werden.

Das Enzym wird üblicherweise in einer Menge von 0,5 Gew.% bis 5 Gew.%, vorzugsweise von 2 Gew.% bis 3 Gew.% bezogen auf (R,S)-3-Chinuclidinol eingesetzt.

Das Vinylbutyrat wird zweckmäßig stöchiometrisch oder in einem leichten Überschuß bezogen auf das (R,S)-3-Chinuclidinol verwendet.

Von Vorteil wird die Reaktion in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels bei einer Temperatur zwischen -10°C und 80°C, vorzugsweise zwischen 20°C und 40°C durchgeführt.

Die Wahl des organischen Lösungsmittels ist an und für sich nicht kritisch, so daß aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe wie z. B. Hexan oder Toluol, Ether wie z. B. t-Butylmethylether oder Tetrahydroforan, Ketone wie z. B. Aceton, Nitrile wie z. B. Acetonitril, tertiäre Alkohole wie z. B. 2-Methyl-2-Butanol aber auch N,N- Dimethylformamid oder Pyridim verwendet werden können.

Das 2-Methyl-2-butanol hat sich als besonders geeignetes Lösungsmittel herausgestellt, nachdem das (R)-3-Chinuclidinol nach der Umsetzung kristallin und in bereits sehr hoher Enantiomerenreinheit dem Reaktionsgemisch entnommen werden kann.

Nach einer Umsetzungszeit von ca. 4 h bis 6 h kann auf fachmännische Weise z. B. durch Abtrennen des Enzyms, Einengen der Mutterlauge bis zur Kristallisation des Produktes und schließlich durch Abtrennung des Produktes das (R)-3-Chinuclidinol in einer Ausbeute von gegen 80% (bezogen auf ein Enantiomer) erhalten werden.

Gegebenenfalls kann eine Umkristallisation in einem geeigneten Lösungsmittel anschließen.

Beispiel

10 g (78,6 mmol) (R,S)-3-Chinuclidinol und 9,8 g (85,9 mmol) Vinylbutyrat wurden bei Raumtemperatur in 100 ml 2-Methyl-2-butanol gelöst. Parallel wurden während 20 min. 200 mg des Enzyms Chiro CLEC® BL (Altus Biologics Inc.) in 7,5 mg Wasser suspendiert und darauf filtriert. Der feuchte Filterkuchen wurde darauf in die vorbereitete Lösung eingetragen. Nach 5,5 h Rühren bei Raumtemperatur wurde das Enzym abfiltriert und das Filtrat am Rotationsverdampfer eingeengt bis das Produkt als weißer Feststoff ausfiel.

Die Suspension wurde gekühlt, filtriert und der Filterkuchen mit 10 ml kaltem 2-Methyl- 2-butanol gewaschen. Nach Trocknen am Hochvakuum erhielt man das (R)-3- Chinuclidinol in einer Ausbeute von 3,9 g (78%). Umkristallisation in 10 ml Toluol ergaben 3,43 g (68%) des Produktes mit einem Enantiomerenüberschuß von 96,2%.

[α]_D = 44,25° (C=2, 1N HCl).

Claims (5)

1. Verfahren zur Gewinnung von (R)-3-Chinuclidinol durch Racematspaltung von (R,S)- 3-Chinuclidinol dadurch gekennzeichnet, daß (R,S)-3-Chinuclidinol mit Vinylbutyrat in Gegenwart einer Subtilisin-Protease in das (S)-3-Chinuclidinylbutyrat überführt wird, wobei das enantiomerenreine (R)-3-Chinuclidinol angereichert und isoliert wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Glutaraldehyd vernetzte, kristalline Subtilisin-Protease verwendet wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Enzym in einer Menge von 0,5 Gew.% bis 5 Gew.% bezogen auf (R,S)-3-Chinuclidinol eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels bei einer Temperatur zwischen -10°C und 80°C durchgeführt wird.

5. Verfahren nach Patentanspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß 2-Methyl-2-butanol als Lösungsmittel verwendet wird.