DE2148953C3 - Process for the preparation of L-3,4-disubstituted phenylalanines - Google Patents

Process for the preparation of L-3,4-disubstituted phenylalanines

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DE2148953C3 DE19712148953 DE2148953A DE2148953C3 DE 2148953 C3 DE2148953 C3 DE 2148953C3 DE 19712148953 DE19712148953 DE 19712148953 DE 2148953 A DE2148953 A DE 2148953A DE 2148953 C3 DE2148953 C3 DE 2148953C3
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in der die Reste R1 und R2 gleich oder verschieden voneinander sein können und je ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe mit der Maßgabe bedeuten, daß R2 keine Methylgruppe ist, wenn R1 ein Wasserstoffatom ist, durch Umsetzen einer 3,4-disubstituierten Phenylbrenztraubensäure der allgemeinen Formelin which the radicals R 1 and R 2 can be the same or different from one another and each represent a hydrogen atom or a methyl group with the proviso that R 2 is not a methyl group when R 1 is a hydrogen atom by reacting a 3,4-disubstituted phenylpyruvic acid the general formula

R1OR 1 O

R2O--f~V-CH2CHCOOHR 2 O - f ~ V - CH 2 CHCOOH

NH,NH,

R1OR 1 O

R2OR 2 O

CH2COCOOH (II)CH 2 COCOOH (II)

in der die Reste R1 und R2 die vorstehend genannte Bedeutung haben, mit einem Aminierungsmittel in Gegenwart einer von Mikroorganismen erzeugten Transaminase im Temperaturbereich von 25 bis 45°C, einem pH-Wert von 6,5 bis 10,5 und einer Reaktionszeit von 20 bis 60 Stunden, dadurch gekennzeichnet, daß man eine von Bakterien der Gattungen Alcaligenes erzeugte Transaminase einsetzt.in which the radicals R 1 and R 2 have the meaning given above, with an aminating agent in the presence of a transaminase generated by microorganisms in the temperature range from 25 to 45 ° C, a pH of 6.5 to 10.5 and a reaction time of 20 to 60 hours, characterized in that a transaminase produced by bacteria of the genera Alcaligenes is used.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von L-3,4-disubstituierten Phenylalaninen der allgemeinen FormelThe invention relates to a process for the preparation of L-3,4-disubstituted phenylalanines of the general formula

R1OR 1 O

R2OR 2 O

CH2CHCOOH
NH,
CH 2 CHCOOH
NH,

in der die Reste R1 und R2 gleich oder verschieden voneinander sein können und je ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe mit der Maßgabe bedeuten, daß R2 keine Methylgruppe ist, wenn R1 ein Wasserstoffatom ist, durch Umsetzen einer 3,4-disubstituierten Phenylbrenztraubensäure der allgemeinen Formelin which the radicals R 1 and R 2 can be the same or different from one another and each represent a hydrogen atom or a methyl group with the proviso that R 2 is not a methyl group when R 1 is a hydrogen atom by reacting a 3,4-disubstituted phenylpyruvic acid the general formula

R1OR 1 O

R2OR 2 O

CH2COCOOH (II)CH 2 COCOOH (II)

in der die Reste R1 und R2 die vorstehend genannte Bedeutung haben, mit einem Aminierungsmittel in Gegenwart einer von Mikroorganismen erzeugten Transaminase im Temperaturbereich von 25 bis 45': C, einem pH-Wert von 6,5 bis 10,5 und einer Reaktionszeit von 20 bis 60 Stunden.in which the radicals R 1 and R 2 have the meanings stated above, with an aminating agent in the presence of a transaminase produced by microorganisms in the temperature range of 25 to 45 'C, a pH value of 6.5 to 10.5 and a reaction time from 20 to 60 hours.

worin R1 und R2 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe sein können, wobei beide Substituentenwherein R 1 and R 2 can be a hydrogen atom or a methyl group, both being substituents

gleich oder unterschiedlich sein können, und R2 eine Methylgruppe ist, wenn R1 ein Wasserstoffatom ist, bisher mittels physikalischer, chemischer Methoden und unter Verwendung von Enzymen hergestellt. Ein Gemisch der D- und L-Form eines 3,4-disubstituierten Phenylalanin (nachfolgend als »D- bzw. L-Verbindung« bezeichnet), wie es chemisch synthetisiert wird, kann bei der Aufspaltung in die optisch reinen Verbindungen von der L-Verbindung jedoch keine höhere Ausbeute als 50% erhalten werden, wenn nicht die D-Verbindung, die als Nebenprodukt erhalten wird, in die L-Verbindung umgelagert wird. Daher besitzt das Aufspaltungsverfahren zur Auftrennung in die optischen Bestandteile große Nachteile bei einer Durchführung im industriellem Maßstab.may be the same or different, and R 2 is a methyl group when R 1 is a hydrogen atom, so far produced by physical, chemical methods and with the use of enzymes. A mixture of the D- and L-form of a 3,4-disubstituted phenylalanine (hereinafter referred to as "D- or L-compound"), as it is chemically synthesized, can be broken down into the optically pure compounds of the L- However, the yield higher than 50% of the compound cannot be obtained unless the D-compound obtained as a by-product is rearranged to the L-compound. Therefore, the decomposition method for separation into the optical components has great disadvantages when carried out on an industrial scale.

Zur Herstellung von L-Dopa mittels Fermentation ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem L-Tyrosinderivate, wie beispielsweise L-N-Formyltyrosin mit einer von Pilzen stammenden Polyphenoloxidase behandelt werden (Charles J. S i h et al.For the production of L-dopa by fermentation, a method has been proposed in which L-tyrosine derivatives such as L-N-formyl tyrosine with a fungus-derived polyphenol oxidase be treated (Charles J. S i h et al.

4o. »Journal of the American Chemical Society«, Bd. 91, S. 6204 [1969]). Bei einem anderen Verfahren wird Brenzkatechin mit einer speziellen Aminosäure kondensiert, wie beispielsweise mit Tyrosin, Serin oder Cystein. Dazu wird Tyrosinphenollyase verwendet, die aus Bakterien erhalten wird (Yamada, Ogata et al. »Biochemical and Biophysical Research Communications«, Bd. 34, S. 266 [1969]). 4 or "Journal of the American Chemical Society", Vol. 91, p. 6204 [1969]). Another method involves condensing catechol with a special amino acid, such as tyrosine, serine or cysteine. For this purpose, tyrosine phenollyase is used, which is obtained from bacteria (Yamada, Ogata et al. "Biochemical and Biophysical Research Communications", Vol. 34, p. 266 [1969]).

Aus der DT-OS 2041418 sind Mikroorganismen bekannt, die die Eigenschaft besitzen, 3,4-disubstituierte Phenylbrenztraubensäuren in L-3,4-disubstituierte Phenylalanine umzuwandeln. Dazu gehören die Bakterien Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Sarcina, Brevibacterium und die Schimmelpilzarten Aspergillus, Penicillium und Mucor, sowie die Hefearten Candida und Saccharomyces.From the DT-OS 2041418 are microorganisms known that have the property of 3,4-disubstituted phenylpyruvic acids in L-3,4-disubstituted To convert phenylalanines. These include the bacteria Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus, Sarcina, Brevibacterium and the molds Aspergillus, Penicillium and Mucor, as well as the yeasts Candida and Saccharomyces.

Es wurde nun ein vorteilhaftes und industriell durchführbares Verfahren zur Herstellung von L-3,4-disubstituierten Phenylalanin-Verbindungen (1) aus Verbindungen der allgemeinen Formel (II) gefunden. It has now become an advantageous and industrially feasible process for the production of L-3,4-disubstituted phenylalanine compounds (1) found from compounds of the general formula (II).

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von L-3,4-disubstituierten Phenylalaninen der eingangs beschriebenen Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine von Bakterien der Gattungen Alcaligenes erzeugte Transaminase einsetzt.The invention thus relates to a process for the preparation of L-3,4-disubstituted phenylalanines of the type described at the outset, which is characterized in that one of bacteria of the genera Alcaligenes uses transaminase produced.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden also Alcaligenes-Bakterien unter den genannten Bedin-In the method according to the invention, Alcaligenes bacteria are thus under the stated conditions

2121

gungen in einem Kulturmedium kultiviert, das eines oder mehrere der folgenden Stoffe enthält: Glucose, Saccharose, Maltose, Lactose oder Stärkehydrolysat als Kohlenstoffquelle, Fleischextrakt, Pepton, PoIypepton, Casaminosäure, Maiswasser, Ammoniumsalze oder Proteinhydrolysate als Stickstoffquelle sowie Natriumchlorid, Phosphate, Metallionen, Vitamine und Wuchsstoffe. So wird ein Enzym erhalten, das die in der allgemeinen Formel (II) dargestellten Verbindungen in die durch die allgemeine Formel (I) ,0 dargestellten Verbindungen umwandeln kann, und zwar in der Bakterienzclle oder in ihren Fermentationsbrühen. Das Verfahren der Erfindung ergibt die Verbindungen der Formel (I) in sehr hohen Ausbeuten. cultured in a culture medium that contains one or more of the following substances: glucose, sucrose, maltose, lactose or starch hydrolyzate as a carbon source, meat extract, peptone, polypeptone, casamino acid, corn water, ammonium salts or protein hydrolysates as a nitrogen source and sodium chloride, phosphates, metal ions, vitamins and growth substances. Thus, there is obtained an enzyme capable of converting the compounds represented by the general formula (II) into the compounds represented by the general formula (I), 0 in the bacterial cell or in their fermentation broths. The process of the invention gives the compounds of formula (I) in very high yields.

Obgleich diese optimalen Fermentationsbedingungen entsprechend dem gewählten Mikroorganismus variiert werden können, wurden bei den Untersuchungen folgende Produktivitätsergebnisse für die Produkte dieser Mikroorganismen erhalten:Although these optimal fermentation conditions according to the selected microorganism can be varied, the following productivity results for the Products of these microorganisms receive:

Die Bakterien werden in das Kulturmedium okuliert, das aus 0,5 Gew.-% Fleischextrakt, 1,0 Gew.-% Pepton und 0,5 Gew.-% Natriumchlorid besteht. Es wird bei einer Temperatur von 30" C 48 Stunden kultiviert. In Gegenwart der erhaltenen nassen ZeI-len werden die Verbindungen entsprechend der allgemeinen Formel (II) bei einer Temperatur von 37'1C 1 Stunde mit der Aminosäure zur Reaktion gebracht.The bacteria are inoculated into the culture medium, which consists of 0.5% by weight meat extract, 1.0% by weight peptone and 0.5% by weight sodium chloride. It is cultured for 48 hours at a temperature of 30 "C., The compounds of the general formula (II) in the presence of the wet obtained ZEI brought len 1 hour with the amino acid to the reaction at a temperature of 37 'C 1.

Die so hergestellten und durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Verbindungen werden quantitativ nach folgenden Methoden bestimmt.The compounds thus prepared and represented by the general formula (I) become quantitative determined by the following methods.

Das L-3,4-Dihydroxyphenyl-alanin wird durch die Trihydroxyindol-Methode bestimmt (E u 1 e r, U. S. von: Hormones in Blood, Academic Press [1969]).The L-3,4-dihydroxyphenylalanine is determined by the trihydroxyindole method (E u 1 e r, U. S. by: Hormones in Blood, Academic Press [1969]).

Das L - 3,4 - Dimethoxyphenyl - alanin und das L-3-Methoxy-4-hydroxyphenyl-alanin werden in den N-Trifluoracetyl-n-butylester nach dem in der folgenden Literaturstelle beschriebenen Verfahren umgewandelt: Charles W. Grehek et al., »Analytical Chemistry«, Bd. 37, S. 383 (1965). Der so hergestellte N-Trifluoracetyl-n-butylester wird durch Gas-Flüssigkeitschromatographie quantitativ bestimmt. Aus diesen analytischen Ergebnissen werden die enzymatischen Aktivitäten der Mikroorganismen bestimmt. Die Einheit der Enzymaktivitäten ist ausgedruckt durch die Menge des Enzyms, die 1 mg der durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Verbindung bei einer Temperatur von 370C über einen Zeitraum von 1 Stunde bildet. Als enzymatisches Reaktionssystem wurde ein System verwendet, in dem die Enzymlösung, die aus einem ml der Kulturlösung resultiert, mit einer Lösung der folgenden Zusammensetzung versetzt ist:The L-3,4-dimethoxyphenyl-alanine and the L-3-methoxy-4-hydroxyphenyl-alanine are converted to the N-trifluoroacetyl-n-butyl ester according to the procedure described in the following reference: Charles W. Grehek et al. , "Analytical Chemistry", Vol. 37, p. 383 (1965). The N-trifluoroacetyl-n-butyl ester thus prepared is quantitatively determined by gas-liquid chromatography. The enzymatic activities of the microorganisms are determined from these analytical results. The unit of the enzyme activities is expressed by the amount of the enzyme which forms 1 mg of the compound represented by the general formula (I) at a temperature of 37 ° C. over a period of 1 hour. As the enzymatic reaction system, a system was used in which the enzyme solution resulting from one ml of the culture solution is added with a solution of the following composition:

0,5 m Phosphatpufferlösung 0,5 ml0.5 m phosphate buffer solution 0.5 ml

0,01 % (Gew./Vol.) Pyridoxal-0.01% (w / v) pyridoxal

phosphat 0,5 mlphosphate 0.5 ml

V16In Kalium-L-glutamat 0,5 mlV 16 In potassium L-glutamate 0.5 ml

V16 m Kalium-L-asparaginat 0,5 mlV 16 m potassium L-asparaginate 0.5 ml

V8m Verbindungen der allgemeinenV 8 m connections of general

Formel (II) 1,0 ml ^Formula (II) 1.0 ml ^

Die Gesamtmenge wurde auf 5 ml aufgefüllt.The total amount was made up to 5 ml.

In der folgenden Übersicht zeigen die Verbindungen (A), (B) und (C) die Ergebnisse Tür L-3,4-Dihydroxyphenyl-alanin, L-3-Methoxy-4-hydroxy-phenyl-alanin bzw. L-S^-Dimethoxyphenyl-alanin.In the following overview, the compounds (A), (B) and (C) show the results for L-3,4-dihydroxyphenylalanine, L-3-methoxy-4-hydroxyphenyl-alanine or L-S ^ -dimethoxyphenyl-alanine.

Die Enzymmenge, die, in 100 ml der Fermentationsfür verschiedene Bakterien gebildet wurde, 953The amount of enzyme produced in 100 ml of fermentation for different bacteria 953

wird durch die oben definierte Einheitenanzahl ausgedrückt. is expressed by the number of units defined above.

Enzymmenge des aus Bakterien erhaltenen ProduktsAmount of enzyme in the product obtained from bacteria

BukleriumBucclerium

Klassi- Enzym- (Einheiten/100 ml)
fikations- menge
Classic Enzyme (units / 100 ml)
fication amount

nummer Ver- Ver- Verbindung bindung bindungnumber connection connection connection connection

(A)(A)

(B)(B)

(C)(C)

Alcaligenes 1015 98 53 69Alcaligenes 1015 98 53 69

IAM*)I AM*)

faecalisfaecalis

*) Institute of Applied Microbiology, University of Tokyo, Tokyo, Japan.*) Institute of Applied Microbiology, University of Tokyo, Tokyo, Japan.

Bei der so erhaltenen Transaminase, die die durch die allgemeine Formel (II) dargestellten Verbindungen in die durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Verbindungen mittels einer Transaminierungsreaktion umwandeln kann, ist es sehr von Vorteil, daß die Transaminase rür ein im industriellem Ausmaß durchgeführtes Verfahren zur Herstellung der L-3,4-disubstituierten Phenylalanin-Verbindungen nach der Formel (I) verwendet werden kann. Es können die vermahlene Zellflüssigkeit, die getrockneten oder nassen Zellen oder die Fermentationsbrühen dieser Mikroorganismen für die Transaminierung als Transaminase eingesetzt werden.In the thus obtained transaminase which can convert the compounds represented by the general formula (II) in the compounds represented by the general formula (I) compounds by means of a transamination reaction, it is very advantageous that the transaminase r ÜR a method performed in an industrial scale Process for the preparation of the L-3,4-disubstituted phenylalanine compounds according to the formula (I) can be used. The ground cell fluid, the dried or wet cells or the fermentation broths of these microorganisms can be used as transaminase for the transamination.

Als Aminierungsmittel können bei dem Verfahren nach der Erfindung L-Glutaminsäure, L-Alanin, L-Asparaginsäure, Glycin oder Mischungen davon, Pepton oder Proteinhydrolysate, wie beispielsweise Weizenproteinhydrolysate, verwendet werden.As aminating agents in the process according to the invention, L-glutamic acid, L-alanine, L-aspartic acid, glycine or mixtures thereof, peptone or protein hydrolysates such as, for example Wheat protein hydrolyzates can be used.

Die Verbindungen nach der allgemeinen Formel (I) können leicht isoliert werden, indem man die Reaktionslösung mit einer Mineralsäure ansäuert, die Zellen oder das Mycel und das lösliche Protein von der Reaktionslösung abtrennt, die nichtumgesetzte Ketosäure mit organischen Lösungsmitteln, wie beispielsweise Äthylacetat, extrahiert und man anschließend die so hergestellte gereinigte Lösung konzentriert. Dann wird durch Fällung beim isoelektrischen Punkt, mit Ionenaustauscherharzen oder mit Adsorptionsmitteln weitergearbeitet. The compounds represented by the general formula (I) can be easily isolated by using the reaction solution acidified with a mineral acid, the cells or the mycelium and the soluble protein of the Separating the reaction solution, the unreacted keto acid with organic solvents, such as Ethyl acetate, and then the purified solution thus prepared is concentrated. Then work is continued by precipitation at the isoelectric point, with ion exchange resins or with adsorbents.

Von den erhaltenen Verbindungen nach Formel (I) können L-3-Methoxy-4-hydroxyphenyl-alanin oder L-3,4-Dimethoxyphenyl-alanin durch Entmethylierung in L-Dopa umgewandelt werden, das in einer hohen Ausbeute erhalten wird und einen optischen Reinheitsgrad von 100% besitzt.Of the compounds of formula (I) obtained, L-3-methoxy-4-hydroxyphenylalanine or L-3,4-dimethoxyphenylalanine by demethylation can be converted into L-dopa obtained in a high yield and an optical 100% purity.

Das Verfahren nach der Erfindung wird in den folgenden Beispielen erläutert.The method according to the invention is illustrated in the following examples.

Beispiel 1example 1

Alcaligenes faecalis IAM 1015 wurde in 5 1 eines Kulturmediums okuliert, das aus 0,5% Glucose, 0,5% Casaminsäure, 0,5% Hefeextrakt, 0,1% Natriumchlorid, 0,1% Monokaliumphosphat und 0,05% Magnesiumsulfat bestand. Unter Bewegung und Belüftung wurde bei einem Ausgangs-pH-Wert von 7,0 und bei einer Temperatur von 300C 64 Stunden kultiviert. Die bakteriellen Zellen wurden mittels Zentrifugieren aus der Kulturflüssigkeit entfernt. 35 g der so erhaltenen nassen Zellen wurden in 300 ml einer Lösung suspendiert, die durch Auflösen vonAlcaligenes faecalis IAM 1015 was inoculated into 5 liters of a culture medium which consisted of 0.5% glucose, 0.5% casamic acid, 0.5% yeast extract, 0.1% sodium chloride, 0.1% monopotassium phosphate and 0.05% magnesium sulfate . Cultivation was carried out with movement and ventilation at an initial pH of 7.0 and at a temperature of 30 ° C. for 64 hours. The bacterial cells were removed from the culture fluid by centrifugation. 35 g of the wet cells thus obtained were suspended in 300 ml of a solution obtained by dissolving

3 g 3,4 - Dihydroxyphenylbrenztraubensäure, 3 g L-Glutaminsäure und 3 g L-Asparaginsäure in wäßrigem Ammoniak auf einen pH-Wert von 7,5 eingestellt worden war. Diese Flüssigkeit wurde unter Bewegung beziehungsweise Rühren auf einer Temperatur von 30° C gehalten.3 g of 3,4 - dihydroxyphenylpyruvic acid, 3 g of L-glutamic acid and 3 g of L-aspartic acid in aqueous Ammonia had been adjusted to a pH of 7.5. This liquid was taking Movement or stirring kept at a temperature of 30 ° C.

Nach 18 Stunden wurden die Zellen und das Protein von der Reaktionsflüssigkeit entfernt und die Reaktionsflüssigkeit auf Aktivkohle gegeben. Das adsorbierte L-Dopa wurde mit Wasser eluiert, und das Eluat wurde dann konzentriert und in der Kälte stehengelassen. Man erhielt 1,4 g roher Kristalle von L-3,4-Dihydroxyphenyl-alanin. 1,0 g reines L-Dopa wurde erhalten, indem das rohe L-Dopa aus Wasser umkristallisiert wurde. Mittels IR-Analyse und Dünnschichtchromatografie wurde festgestellt, daß das L-Dopa einem Standardprodukt entsprach.After 18 hours, the cells and the protein removed from the reaction liquid and added the reaction liquid to activated carbon. The adsorbed L-dopa was eluted with water, and the eluate was then concentrated and in the cold ditched. 1.4 g of crude crystals of L-3,4-dihydroxyphenylalanine were obtained. 1.0 g of pure L-dopa was obtained by recrystallizing the crude L-dopa from water. Using IR analysis and thin layer chromatography the L-dopa was found to be a standard product.

Mi = -13,2° (c = 3,86 in In-HCl, 1=1).Mi = -13.2 ° (c = 3.86 in In-HCl, 1 = 1).

B e i s ρ i e ! 2B e i s ρ i e! 2

rr

Alcaligenes faecalis IAM 1015 wurde in 400 ml eines Nährbodens okuliert, der aus 1,0% Glukose, 3,0% Polypepton, 0,3% Natriumchlorid, 0,15% Kaliumphosphat und 0,01% Magnesiumsulfat bestand. Unter Schütteln wurde bei einem Ausgangs-pH-Wert von 7,0 bei einer Temperatur von 300C 48 Stunden kultiviert. Die Kulturflüssigkeit wurde mit 2 1 einer Lösung zusammengegeben, in der 12,0 g 3,4-Dimethoxyphenylbrenztraubensäure, 6,5 g L-Glutaminsäure und 6,5 g L-Asparaginsäure in einer 1 -n wäßrigen Kaliumhydroxydlösung aufgelöst worden waren, um den pH-Wert auf 8,3 einzustellen. Die so erhaltene Lösung wurde unter Bewegung 40 Stunden bei einer Temperatur von 30° C gehalten. Anschließend wurde der pH-Wert der Lösung mit 10%iger wäßriger Salzsäure auf einen pH-Wert von 2,5 eingestellt und zentrifugiert. Die erhaltene überstehende Flüssigkeit wurde unter reduziertem Druck konzentriert, bis das gesamte Volumen auf etwa 600 ml eingeengt worden war. Die so erhaltene Lösung wurde zweimal mit etwa 300 ml Äthylacetatlösung gewaschen, um die nichtumgesetzte 3,4-Dimethoxyphenylbrenztraubensäure zu extrahieren und abzutrennen. Die wäßrige Lösung wurde auf etwa 300 ml konzentriert, und anschließend wurde der pH-Wert auf 4,5 eingestellt. Man ließ über Nacht stehen und erhielt 7,5 g rohe Kristalle von L-3,4-Dimethoxyphenyl-alanin. Das in der Mutterlauge verbleibende L-3,4-Dimethoxyphenyl-alanin wurde an Aktivkohle adsorbiert, und das Adsorbat wurde mit Wasser eluiert. Das Eluat wurde konzentriert, und man ließ in einem kalten Raum stehen. Dadurch erhielt man 1,8 g rohe Kristalle.Alcaligenes faecalis IAM 1015 was inoculated into 400 ml of a nutrient medium consisting of 1.0% glucose, 3.0% polypeptone, 0.3% sodium chloride, 0.15% potassium phosphate and 0.01% magnesium sulfate. Cultivation was carried out with shaking at an initial pH of 7.0 at a temperature of 30 ° C. for 48 hours. The culture liquid was combined with 2 liters of a solution in which 12.0 g of 3,4-dimethoxyphenylpyruvic acid, 6.5 g of L-glutamic acid and 6.5 g of L-aspartic acid had been dissolved in a 1 -N aqueous potassium hydroxide solution Adjust the pH to 8.3. The solution thus obtained was kept at a temperature of 30 ° C. with agitation for 40 hours. The pH of the solution was then adjusted to a pH of 2.5 with 10% strength aqueous hydrochloric acid and centrifuged. The resulting supernatant liquid was concentrated under reduced pressure until the entire volume was concentrated to about 600 ml. The solution thus obtained was washed twice with about 300 ml of ethyl acetate solution to extract and separate the unreacted 3,4-dimethoxyphenylpyruvic acid. The aqueous solution was concentrated to about 300 ml and then the pH was adjusted to 4.5. It was allowed to stand overnight and 7.5 g of crude crystals of L-3,4-dimethoxyphenylalanine were obtained. The L-3,4-dimethoxyphenylalanine remaining in the mother liquor was adsorbed on activated carbon, and the adsorbate was eluted with water. The eluate was concentrated and left in a cold room. This gave 1.8 g of crude crystals.

Die Reinheit dieser rohen Kristalle lag bei 89 und 94%, wie durch Gaschromatographie festgestellt werden konnte. Die rohen Kristalle wurden in 100 ml einer etwa 2%igen wäßrigen Salzsäurelösung aufgelöst und mit Äthylacetat gewaschen, wobei weiße Kristalle erhalten wurden. Diese weißen Kristalle wurden zweimal durch Fällung beim isoelektrischen Punkt umkristallisiert. Die danach erhaltenen weißen Kristalle wurden weiter aus Wasser umkristallisiert, und man erhielt 5,5 g reine L-3,4-Dimethoxyphenylalaninkristaiie, die mittels Dünnschicht- und Gas-Chromatographie untersucht wurden.The purities of these crude crystals were 89 and 94% as determined by gas chromatography could. The crude crystals were dissolved in 100 ml of an about 2% aqueous solution of hydrochloric acid and washed with ethyl acetate to obtain white crystals. Those white crystals were recrystallized twice by precipitation at the isoelectric point. The white ones obtained afterwards Crystals were further recrystallized from water, and 5.5 g of pure L-3,4-dimethoxyphenylalanine crystals were obtained. which were examined by means of thin-layer and gas chromatography.

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Kristalle waren wie folgt:The physical and chemical properties of these crystals were as follows:

Schmelzpunkt: 203,0 bis 209,9"C (Zersetzung).Melting point: 203.0 to 209.9 "C (decomposition).

Optische Drehung: M" = -5,75" ic = 3,30, in In-HClJ = 1).Optical rotation: M "= -5.75" ic = 3.30, in In-HClJ = 1).

lR-Absorptionsspektrum (Nujol Mull) 3230 (NH3 +), 2150—2800, 1610 (COCT) [cm"1],IR absorption spectrum (Nujol Mull) 3230 (NH 3 + ), 2150-2800, 1610 (COCT) [cm " 1 ],

Die Kristalle wurden mit Bromwasserstoffsäure zu L-Dopa entmethyliert, das eine optische Reinheit von 100% besaß.The crystals were demethylated with hydrobromic acid to L-dopa, which is of optical purity owned by 100%.

[«]? = -12,7" (c = 3,56, in In-HCl, 1 = 1).[«]? = -12.7 "(c = 3.56, in In-HCl, 1 = 1).

Beispiel 3Example 3

Alcaligenes faecalis IAM 1015 wurde in 500 ml eines Nährbodens okuliert, der aus 1,0% Glukose, 3,0% Polypepton, 0,3% Natriumchlorid, 0,15% Kaliumphosphat und 0,01% Magnesiumsulfat bestand. Es wurde unter Bewegung bei einem AusgangspH-Wert von 7,0 und bei einer Temperatur von 300C 48 Stunden kultiviert. Die Kulturflüssigkeit wurde mit 2 1 einer Lösung zusammengegeben, in der 15,0 g 3 - Methoxy - 4 - hydroxyphenylbrenztraubensäure, 15,0 g L-Glutaminsäure und 15,0 g L-Asparaginsäure in 1-n wäßriger Kaliumhydroxydlösung aufgelöst worden waren, um den pH-Wert auf 8,5 einzustellen. Die so hergestellte Lösung wurde 20 Stunden unter Bewegung bei 300C gehalten, und anschließend wurde der pH-Wert der Lösung mit 10%iger wäßriger Salzsäurelösung auf 2,5 eingestellt und zentrifugiert. Die dabei erhaltene überstehende Flüssigkeit wurde unter reduziertem Druck konzentriert, bis das gesamte Volumen etwa 300 ml betrug. E>iese Lösung wurde abfiltriert, und das Filtrat wurde zweimal mit der gleichen Menge Äthylacetat gewaschen wie bei der Extraktion und Gewinnung von 3-Methoxy-4-hydroxyphenylbrenztraubensäure aus dem Filtrat. Der pH-Wert der wäßrigen Schicht wurde auf 4,5 eingestellt, und die wäßrige Schicht wurde über Nacht in einem kalten Raum stehengelassen. Man erhielt 5,2 g roher Kristalle von L-3-Methoxy-4-hydroxyphenylalanin. Die Reinheit der Kristalle betrug 90% und wurde mittels Gas-Chromatographie bestimmt. Die Kristalle wurden in 100 ml einer etwa 2% igen wäßrigen Salzsäurelösung aufgelöst und dann mit Äthylacetat gewaschen. Die so behandelten Kristalle wurden zweimal durch Ausfällen beim isoelektrischen Punkt gereinigt, und man erhielt reinweiße Kristalle. Diese Kristalle wurden nochmals aus Wasser umkristallisiert, und man erhielt 3,6 g reine Kristalle von, L-3-Methoxy-4-hydroxyphenyl-alanin. Das Produkt wurde mittels Dünnschicht- und Gas-Chromatographie untersucht.Alcaligenes faecalis IAM 1015 was inoculated into 500 ml of a nutrient medium consisting of 1.0% glucose, 3.0% polypeptone, 0.3% sodium chloride, 0.15% potassium phosphate and 0.01% magnesium sulfate. It was cultivated with agitation at an initial pH of 7.0 and at a temperature of 30 ° C. for 48 hours. The culture liquid was combined with 2 liters of a solution in which 15.0 g of 3-methoxy-4-hydroxyphenylpyruvic acid, 15.0 g of L-glutamic acid and 15.0 g of L-aspartic acid had been dissolved in 1N aqueous potassium hydroxide solution adjust the pH to 8.5. The thus prepared solution was held for 20 hours under agitation at 30 0 C, and then the pH value of the solution with 10% aqueous hydrochloric acid solution was adjusted to 2.5 and centrifuged. The resulting supernatant liquid was concentrated under reduced pressure until the total volume became about 300 ml. This solution was filtered off, and the filtrate was washed twice with the same amount of ethyl acetate as in the extraction and recovery of 3-methoxy-4-hydroxyphenylpyruvic acid from the filtrate. The pH of the aqueous layer was adjusted to 4.5, and the aqueous layer was left to stand in a cold room overnight. 5.2 g of crude crystals of L-3-methoxy-4-hydroxyphenylalanine were obtained. The purity of the crystals was 90% and was determined by gas chromatography. The crystals were dissolved in 100 ml of an about 2% aqueous solution of hydrochloric acid and then washed with ethyl acetate. The crystals thus treated were purified twice by precipitation at the isoelectric point, and pure white crystals were obtained. These crystals were recrystallized again from water, and 3.6 g of pure crystals of L-3-methoxy-4-hydroxyphenylalanine were obtained. The product was examined by means of thin layer and gas chromatography.

Die physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Kristalle waren wie folgt:The physical and chemical properties of these crystals were as follows:

Schmelzpunkt: 208 bis 2120C (Zersetzung).Melting point: 208 to 212 ° C. (decomposition).

Optische Drehung: [«]!? = -5,60° (c = 3,05, 1 n-HCl, 1 = 1).Optical rotation: [«] !? = -5.60 ° (c = 3.05, 1 n-HCl, 1 = 1).

IR-Absorplionsspektrum (Nujol Mull) 3280 (NH3 +), 1627 (COO-) [cm-1].IR absorption spectrum (Nujol Mull) 3280 (NH 3 + ), 1627 (COO-) [cm- 1 ].

Diese Kristalle wurden mit Bromwasserstoffsäure entmethyliert. Man erhielt L-Dopa mit einer optischen Reinheit von 100%.These crystals were demethylated with hydrobromic acid. L-dopa was obtained with an optical 100% purity.

Mi? = -12,3° (c = 3,56, In-HCl, 1-1).Wed? = -12.3 ° (c = 3.56, In-HCl, 1-1).

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von L-3,4-disubstituierten Phenylalaninen der allgemeinen FormelProcess for the preparation of L-3,4-disubstituted Phenylalanines of the general formula R1OR 1 O R2OR 2 O CH2CHCOOH
NH-,
CH 2 CHCOOH
NH-,
Es ist bekannt, daß L-3,4-Dihydroxyphenyl-alanin (nachfolgend als »L-Dopa« bezeichnet) ein spezifisches pharmazeutisches Mittel gegen die Parkinsonsche Krankheit ist. L-3-Methoxy-4-hydroxyphenyl-alanin und L-3,4-Dimethoxyphenyl-alanin sind wichtige industrielle Ausgangsmaterialien für die Herstellung von L-Dopa.It is known that L-3,4-dihydroxyphenylalanine (hereinafter referred to as "L-Dopa") is a specific is a pharmaceutical agent for Parkinson's disease. L-3-methoxy-4-hydroxyphenylalanine and L-3,4-dimethoxyphenyl-alanine are important industrial starting materials for the production of L-Dopa. Bekanntlich wurde L-3,4-disubstituiertes Phenylalanin der folgenden allgemeinen FormelAs is known, L-3,4-disubstituted phenylalanine became the following general formula
DE19712148953 1970-09-03 1971-09-30 Process for the preparation of L-3,4-disubstituted phenylalanines Expired DE2148953C3 (en)

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