DE2138121B2 - Verfahren zur Racematspaltung von d, i 1-Phenyl-2-amino-l -propanol - Google Patents

Verfahren zur Racematspaltung von d, i 1-Phenyl-2-amino-l -propanol

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DE2138121B2 DE19712138121 DE2138121A DE2138121B2 DE 2138121 B2 DE2138121 B2 DE 2138121B2 DE 19712138121 DE19712138121 DE 19712138121 DE 2138121 A DE2138121 A DE 2138121A DE 2138121 B2 DE2138121 B2 DE 2138121B2
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Description

l-l-Phenyl-2-amino-l-propanol (oder 1-Norephedrin), im folgenden der Kürze halber als 1-Phenylpropanolamin bezeichnet, ist ein wichtiges Ausgangsprodukt für die Synthese von Arzneimitteln. Es wird auf fermentativem Wege aus Melasse gewonnen. Es ist aber auch bekannt, 1-Phenylpropanolamin durch Racematspaltung aus d,l-Phenylpropanolamin mit Hilfe von optisch aktiver Weinsäure herzustellen (Liebigs Ann. Chem. 470,157). Dieses Verfahren ist aber wenig befriedigend, da die Löslichkeitsunterschiede der diastereomeren Salze zu gering sind, wodurch mehrfaches Umkristallisieren der Salze notwendig wird. Infolgedessen sind die Ausbeuten sehr unbefriedigend.
Es wurde nun ein Verfahren zur Racematspaltung von d,l-l-Phenyl-2-amino-l-propanol mit optisch aktiven Säuren gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine optisch aktive Form der 3-Formyl-2,2,5,5-tetramethyl-thiazolidin-4-carbonsäure einsetzt
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Gewinnung des 1-Phenylpropanolamins. Hierzu wird die D-Form der Thiazolidin-4-carbonsäure angewendet. Entsprechend dient zur Gewinnung des d-Phenylpropanolamins die L-Form der Thiazolidin-4-carbonsäure.
Aus der US-PS 24 50 784 ist die Racematspaltung der Thiazolidin-carbonsäuren bekannt Hierzu wird 1-Ephedrin oder d-Pseudoephedrin eingesetzt. Jedoch wird in der US-PS nicht erwähnt, daß umgekehrt mit optisch aktiver Thiazolidin-carbonsäure die Racemate d,l-Ephedrin oder d,l-Pseudoephedrin gespalten werden können. Grundsätzlich ist nicht vorhersehbar, ob und mit welchem Erfolg eine Racematspaltung umkehrbar ist (vgl. Topics in Stereochemistry Band 6 [1971], Herausg. N. Allinger und E. Eliel, Seite 113, Absatz 3). Hinzu kommt daß in der US-PS von Ephedrin und Pseudoephedrin, also von anderen Aminbasen als im vorliegenden Fall, die Rede ist Zwar haben Ephedrin und Norephedrin eine ähnliche Struktur — die Verbindungen unterscheiden sich dadurch, daß im Falle des Ephedrins das Stickstoffatom methyliert ist — es hat sich jedoch gezeigt daß sie sich bei Racematspaltungen grundsätzlich verschieden verhalten. Bei der Spaltung der Racemate der Thiazolidincarbonsäuren bildet das. 1-Ephedrin mit der L-Form der Säure das schwerer lösliche diastereomere Salz, das I-Norephedrin überraschenderweise mit der D-Form der Säure. Dies zeigt, wie wenig bsi Racematspaltungen Voraussagen möglich sind.
Als organische Lösungsmittel können bei der erfindungsgeraäBen Racematspaltung Alkohole, aliphatische Kohlenwasserstoffe, halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, Äther, Ketone, Ester oder aromatische Kohlenwasserstoffe verwendet werden. Vorzugsweise werden Benzol, Toluol, Isopropylalkohol, Dioxan und niedere Carbonsäureester eingesetzt
Zweckmäßigerweise kann man so vorgehen, daß man d,l-Phenylpropanolamin in Wasser oder vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel löst und diese Lösung gegebenenfalls unter Erwärmen mit der optisch aktiven Thiazolidin-4-carbonsäure, gegebenenfalls gelöst in einem organischen Lösungsmittel, versetzt, wobei häufig sofort, u.U. aber erst nach längerem Stehen, gegebenenfalls bei tiefer Temperatur und nach Animpfen, das schwerer lösliche Salz aus optisch aktivem Amin und optisch aktiver Thiazolidin-4-carbonsäure ausfällt während je nach Stöchiometrie diastereomeres Salz, der optische Antipode, überschüssige optisch aktive Säure oder racemisches Gemisch bzw. Gemische dieser Komponenten in der Mutterlauge verbleiben.
Man kann aber auch umgekehrt vorgehen und die Lösung der optisch aktiven Thiazolidin-4-carbonsäure in Wasser oder vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel mit dem racemischen Gemisch, das vorzugsweise in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist, versetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung von 0,1 bis 3 Mol, vorzugsweise 0,5 bis 1,1 Mol, der optisch aktiven Thiazolidin-4-carbonsäure je Mol Racemat durchgeführt werden. In allen Bereichen fällt das schwerer lösliche Salz aus optisch aktivem Phenylpropanolamin und optisch aktiver Thiazolidin-4-carbonsäure aus. Diese Fällung ist bei Einhaltung etwa stöchiometrischer Mengen nahezu quantitativ. Bei Anwendung von weniger als 0,5 Mol bleiben in der Mutterlauge Racemat und optischer Antipode zurück. Verwendet man je Mol Racemat 0,5 bis < 1 Mol optisch aktive Thiazolidin-4-carbonsäure, enthält die Mutterlauge außer dem optischen Antipoden noch diastereomeres Salz. Setzt man pro Mol Racemat mehr als 1 Mol Thiazolidin-4-carbonsäure ein, so verbleibt in der Mutterlauge neben dem diastereomeren Salz noch optisch aktive Thiazolidin-4-carbonsäure.
Die bei der Umsetzung anfallenden Salze aus optisch aktivem Phenylpropanolamin und optisch aktiver Thiazolidin-4-carbonsäure können aufgrund ihrer sehr günstigen Löslichkeitsunterschiede in an sich bekannter Weise, zum Beispiel durch Filtration, Eindampfen der Mutterlauge, Reinigung durch Umkristallisieren, in reiner Form gewonnen werden. Die Spaltung der Salze wird in an sich bekannter Weise durch Behandeln mit vorzugsweise wäßrigen Mineralsäuren, zum Beispiel Salzsäure, durchgeführt, wobei die mineralsauren Salze der optisch aktiven Basen gebildet werden und die optisch aktive Thiazolidin-4-carbonsäure in hoher Ausbeute zurückgewonnen werden kann. Verwendet man nichtstöchiometrische Mengen an optisch aktiver Thiazolidin-4-carbonsäure, ist eine Abtrennung des schwerer löslichen Salzes aus optisch aktivem Amin und optisch aktiver Thiazolidin-4-carbonsäure von dem diastereomeren Salz, dem racemischen Amingemfsch und dem optischen Antipoden bzw. deren Gemischen, aufgrund der günstigen Löslichkeitsunterschiede ebenfalls in an sich bekannter Weise möglich.
Die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfah-
rens benotigte optisch reine Thiazolidin-4-carbonsäure kann in an sich bekannter Weise, zum Beispiel unter Verwendung von Brucin (GB-PS 5 85 413), vorzugsweise jedoch unter Verwendung von zum Beispiel fermentativ herstellbarem 1-Phenylpropanolamin, aus > den racemischen Säuregemischen gewonnen werden. Die Thiazolidin-4-carbonsäure kann zum Beispiel nach dem in der BE-PS 7 38 520 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
In den folgenden Beispielen ist unter Drehung das m optische Drehvermögen der Substanzen zu verstehen. Es ist als spezifische Drehung [α] g" in Grad · cm3/ dm · g angegeben.
B e i s ρ i e 1 1
21,7 g (0.11 Mol) D-3-Formyl-2,2,5,5-tetramethyi-thiazolidin-4-carbonsäure wurden unter Erwärmen in 150 ml Essijtsäureätnylester gelöst und bei etwa 70° C mit der Lösung von 15,1 g (0,1 Mol) dJ-Phenylpropanolamin in 45 ml Essigsäureäthylester versetzt Nach jo kurzer Zeit fiel das Salz aus 1-Phenylpropanolamin und
D-S-Formyl^ÄS-tetrarnethyl-thiazolidin^-carbonsäure aus. Dann wurde 30 Minuten unter Rückfluß erwärmt, auf Raumtemperatur abgekühlt und scharf abgesaugt Der Rückstand wurde mit 20 ml Essigsäure- :, äthylester nachgewaschen und bei 45° C unter vermindertem Druck getrocknet Es ergaben sich 17,5 g (95%) Salz vom Schmelzpunkt 198—1990C und der Drehung +36°. Das Salz wurde bei Raumtemperatur mit 80 ml verdünnter Salzsäure (1 :10) behandelt Der in der ;n Säure ungelöst verbliebene Anteil wurde abgesaugt. Es ergaben sich 9,7 g (90%) D-3-Formyl-2^,5,5-tetramethyl-thiazolidin-4-carbonsäure mit der Drehung +51°. Aus der Mutterlauge wurden 9,2 g (98%) 1-Phenylpropanolamin-hydrochlorid gewonnen. Dieses hatte nach r> einmaligem Umkristallisieren aus Isopropylalkohol einen Schmelzpunkt von 165°C und eine Drehung von -36°. Nach Abdampfen der Mutterlauge der Racematspaltung zur Trockne fielen 18 g (96%) Salz aus d-Phenylpropanolamin und D-3-Formyl-2,2,5,5 tetra- ·4<> methyl-thia2:olidin-4-carbonsäure an. Durch Spaltung des Salzes, die in gleicher Weise wie zuvor beschrieben durchgeführt wurde, wurden 6,2 g (66,5%) d-Phenylpropanolamin-hydrochlorid gewonnen. Dieses hatte nach Umkristallisieren aus Isopropylalkohol einen Schmelz- r> punktvon 158° C und eine Drehung von +35,4°.
Beispiel 2
21,7 g (0,1 Mol) D-S-Formyl-^AS-tetramethyl-thiazolidin-4-carbonsäure wurden in 150 ml Essigsäure- vt äthylester unter Erwärmen auf 50°C gelöst und bei dieser Temperatur mit der Lösung von 30,2 g (0,2 Mol) d,l-Phenylpropanolamin in 150 ml Essigsäureäthylester versetzt. Die Mischung wurde 20 Minuten unter Rückfluß erwärmt und anschließend auf Raumtempera- v, tür abgekühlt Dann wurde scharf abgesaugt und mit 30 ml Essigsäureäthylester nachgewaschen. Es wurden 34,7 g (95%) Salz aus 1-Phenylpropanolamin und
D-3-Formyl-2,2^,5-tetramethy!thiazolidin-4-carbonsäure vom Schmelzpunkt 193°C und der Drehung mi +35,8° erhalten. Die Spaltung des Salzes, die wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt wurde, ergab 15,4 g (71 Vo) D-3-iOrmyl-2,2,5,5-tetramethyl-thiazolidin-4-carbonsäure sowie 15 g (82%) l-Phenylpropanolamin-hydrochlorid vom Schmelzpunkt 165°C und der Drehung w> -32°. Aus der Mutterlauge der Racematspaltung wurden nach Abdampfen zur Trockne und Behandeln mit Chlorwasserstoff in Isopropylalkohol 12 g (65%) d-Phenylpropanolamin-hydrochlorid mit der Drehung +353° erhalten.
Beispiel 3
60,4 g (0,4 Mol) dJ-Phenylpropanolamin wurden in 500 ml Essigsäureäthylester unter Erwärmen gelöst Zu dieser Lösung wurde innerhalb von 20 Minuten eine Lösung von 43,4 g (0,2MoI) L-3-Formyl-2A5,5-tetramethyl-thiazolidin-4-carbonsäure, gelöst in 100 ml Essigsäureäthylester, getropft Die Mischung wurde 30 Minuten lang unter Rückfluß erhitzt anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt und dann abgesaugt Es wurden 70 g (95%) Salz aus d-Phenylpropanolamin und
L-3-Formyl-2A5,5-tetramethyl-thiazolidin-4-carbonsäure gewonnen. Dieses hatte nach einmaligem Umkristallisieren aus Isopropylalkohol einen Schmelzpunkt von 203° C und eine Drehung von —343°. Zur Spaltung dieses Salzes wurde wie nach Beispiel 1 verfahren. Aus 61g des Salzes ergaben sich 33 g
L-S-Formyl^AS-tetramethyl-thiazoliduM-carbonsäure vom Schmelzpunkt 179—180° C und der Drehung -54,4° sowie 264 g d-PhenylpropanoIamin-hydrochlorid vom Schmelzpunkt 173° C und der Drehung +33°. Aus der Mutterlauge der Racematspaltung wurden nach Abdampfen zur Trockne und Behandeln mit Chlorwasserstoff in Isopropylalkohol 28 g (77%) 1-Phenylpropanolamin-hydrochlorid erhalten. Schmelzpunkt 179° C; Drehung-31,4°.
Beispiel 4
Es wurde wie nach Beispiel 1 verfahren, jedoch wurde Aceton als Lösungsmittel für die Racematspaltung verwendet Das Salz aus 1-Phenylpropanolamin und
D-S-Formyl-^.S.S-tetramethyl-thiazolidin^-carbonsäure fiel mit 84% Ausbeute an. Schmelzpunkt 201 "C; Drehung +32,8°.
Beispiel 5
Es wurde wie nach Beispiel 1 verfahren, jedoch wurde Isopropylalkohol als Lösungsmittel verwendet. Das Salz aus 1-Phenylpropanolamin und D-3-Formyl-2,2,5,5-tetiramethyl-thiazolidin-4-carbonsäure fiel mit 81% Ausbeute an. Schmelzpunkt 20Γ C; Drehung + 34,1°.
Beispiel 6
Es wurde wie nach Beispiel 1 verfahren, jedoch wurde Dioxan als Lösungsmittel verwendet Das Salz aus 1· Phenylpropanolamin und D-3-Formyl-2Ä5,5-tetramethyl-thiazolidin-4-carbonsäure fiel mit 72% Ausbeute an. Schmelzpunkt 1970C; Drehung +32,8°.
Beispiel 7
43,5 g (0,2 Mol)
thiazolidin-4-carbonsäure wurden in 300 ml Essigsäureäthylester unter Erwärmen gelöst und mit einer Lösung von 33,3 g (0,22 Mol) 1-Phenylpropanolamin (gewonnen aus Melasse durch Gärung), gelöst in 100 ml Essigsäureäthylester, versetzt. Die Mischung wurde 30 Minuten unter Rückfluß erhitzt und anschließend abgekühlt. Dann wurde abgesaugt und mit 100 ml Essigsäureäthylester nachgewaschen. Es ergaben sich 34,6 g (94%) Salz aus 1-Phenylpropanolamin und D-3-Formyl-2,2,5,5-tetramethyl-thiazolidin-4-carbonsäure vom Schmelzpunkt 197—2000C und der Drehung +30°. Bei der Spaltung dieses Salzes wurde wie nach Beispiel 1 verfahren. Es wurden 19,4 g (89%) D-3-Formyl-2,2,5,5-tetramethyl-thiazolidin-4-carbonsäure vom Schmelzpunkt 179—181°C und der Drehung +54° gewonnen.
Aus der Mutterlauge der Spaltung des Salzes wurde das l-Phenylpropanolamin zurückgewonnen. Nach Abdampfen der Mutterlauge der Racematspaltung zur Trockne und Versetzen des Rückstandes mit Isopropylalkohol wurden 353 g (96%) Salz aus L-3-Formyl-2Ä5,5-tetramethyl-tniazoIidin-4-carbonsäure und 1-Phenylpropanolamin gewonnen, das in gleicher Weise wie das andere diastereomere Salz gespalten wurde. Es ergaben sich 20,4 g (97%) L-3-Formyl-2£5,5-tetramethyl-thiazolidin-4-carbonsäure vom Schmelzpunkt 179—180°Cund der Drehung -54°.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Racematspaltung von dJ-l-Phenyl-2-amino-l-propanol mit optisch aktiven Säuren, dadurch gekennzeichnet, daß man eine optisch aktive Form der 3-FormyI-2Ä5,5-tetrameihyl-thiazolidin-4-carbonsäure einsetzt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu spaltende racemische Amin und die optisch aktive Thiazolidin-4-carbonsäure jeweils in einem organischen Lösungsmittel gelöst einsetzt
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man je Mol Racemat 0,5 bis 1,1 Mol der optisch aktiven Thiazolidin-4-carbonsäure einsetzt
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