DE2348471C3 - Process for the preparation of 4 (R) -hydroxycyclopentane-1,3-diones substituted in the 2-position - Google Patents

Process for the preparation of 4 (R) -hydroxycyclopentane-1,3-diones substituted in the 2-position

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DE2348471C3
DE2348471C3 DE19732348471 DE2348471A DE2348471C3 DE 2348471 C3 DE2348471 C3 DE 2348471C3 DE 19732348471 DE19732348471 DE 19732348471 DE 2348471 A DE2348471 A DE 2348471A DE 2348471 C3 DE2348471 C3 DE 2348471C3
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Description

in der R ein WasserstofTatom oder eine Gruppe der allgemeinen Formelin which R is a hydrogen atom or a group the general formula

-(CH2)^-COOR'- (CH 2 ) ^ - COOR '

bedeutet, wobei χ eine ganze Zahl von 2 bis 8 ist, oder eine Verbindung der allgemeinen Formel ven-, Fortpflanzungs-, Nieren- und Gastrointestinal-System von Tieren und Menschen ausüben.means, where χ is an integer from 2 to 8, or a compound of the general formula exercise venous, reproductive, kidney and gastrointestinal systems of animals and humans.

Die Verfügbarkeit natürlicher Prostaglandine ist zur Zeit ziemlich begrenzt, und Verfahren zu ihrer Herstellung sind lange und mühsam und führen nur zu äußerst geringen Mengen der Verbindungen. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren zur Herstellung von Prostaglandinen und deren Analogen sind die häufigen Auftrennverfahren, die durchgeführt ίο werden müssen, um die gewünschten optischaktiven Verbindungen zu erhalten.The availability of natural prostaglandins is currently quite limited, and methods of using them Manufacture are long and tedious and only result in extremely small amounts of the compounds. A Another disadvantage of the known processes for the production of prostaglandins and their analogs are the common separation processes that must be carried out ίο in order to obtain the desired optically active Get connections.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von wichtigen Zwischenprodukten für die Synthese von Prostaglandinen und deren Analogen zu entwickeln, die die gewünschte optische Aktivität besitzen.It is the object of the present invention to provide a process for the preparation of important intermediate products for the synthesis of prostaglandins and their analogues to develop the desired have optical activity.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von in 2-Stellung substituierten 4-Hydroxy-cyclopentan-l,3-dionen, bei dem man Verbindungen der allgemeinen FormelThe invention relates to a process for the preparation of 4-hydroxy-cyclopentane-1,3-diones substituted in the 2-position, in which one compounds of the general formula

OCH3 OCH 3

in der R ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe der allgemeinen Formelin which R is a hydrogen atom or a group of the general formula

CH2 -CH = CH- (CH2),. — COOR'CH 2 -CH = CH- (CH 2 ) ,. - COOR '

ist, in der y eine ganze Zahl von 3 bis 5 und R' den Rest eines Alkanols mit 1 bis 6, vorzugsweise 1 bis 2 C-Atomen bedeutet, in Gegenwart eines Mikroorganismus der Gruppen Endomycetales, Mucorales, Moliliales und Eurotiales aus der Klasse der Ascomycetes unter sonst üblichen Bedingungen fermentiert und das gewünschte Reaktionsprodukt in üblicher Weise, wie durch Säulenchromatographie, abtrennt.is, in which y is an integer from 3 to 5 and R 'denotes the radical of an alkanol with 1 to 6, preferably 1 to 2 carbon atoms, in the presence of a microorganism of the groups Endomycetales, Mucorales, Moliliales and Eurotiales from the class of Ascomycetes are fermented under otherwise customary conditions and the desired reaction product is separated off in the customary manner, such as by column chromatography.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von in 2-Stellung substituierten 4-Hydroxy-cyclopentan-l,3-dionen„ die wichtige Zwischenprodukte zur Herstellung von natürlichen Prostaglandinen und deren Analogen sind.The invention relates to a process for the preparation of 4-hydroxy-cyclopentane-1,3-diones substituted in the 2-position the important intermediates for the production of natural prostaglandins and whose analogs are.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von in 2-Stellung substituierten 4-Hydroxy-cyclopentan-l,3-dionen, das dadurch gekennzeichnet ist. daß man in 2-Stellung substituierte Cyclopentan-1,3,4-trione oder in 2-Stcllung substituierte 3-Alkoxy-2-cycIopcntcn-l,4-dione der fermentation enzymatischen Wirkung bestimmter Mikroorganismen aussetzt, wobei man die gewünschten optisch-aktiven Verbindungen erhält.The invention relates to a process for the preparation of 4-hydroxy-cyclopentane-1,3-diones substituted in the 2-position, which is characterized by it. that one substituted in the 2-position cyclopentane-1,3,4-triones or 3-alkoxy-2-cyclic-1, 4-diones substituted in the 2-position exposes certain microorganisms to the enzymatic action of fermentation, whereby the desired optically active compounds are obtained.

Die Prostaglandine, die cyclische, oxidierte C20- Fettsäuren auf der Grundlage des Prostansäureskclettc sind, und deren Analoge haben große Bedeutung erlangt auf Grund ihres weiten physiologischen Wirkungsspektrums, das sie auf das cardiovascular (Kreislauf). Atmungs-, endocrine, hijmostalischc. Ner-The prostaglandins, which are cyclic, oxidized C 20 fatty acids on the basis of the prostate acid chain, and their analogues have achieved great importance because of the wide range of physiological effects they have on the cardiovascular system. Respiratory, endocrine, hijmostalischc. Ner-

in der R ein WasserstofTatom oder eine Gruppe der allgemeinen Formel (CH2)^ — COOR' bedeutet, in der χ eine ganze Zahl von 2 bis 8 ist, oder eine Verbindung der allgemeinen Formelin which R is a hydrogen atom or a group of the general formula (CH 2 ) ^ - COOR 'in which χ is an integer from 2 to 8, or a compound of the general formula

in der R ein WasserstofTatom oder eine Gruppe der allgemeinen Formelin which R is a hydrogen atom or a group of the general formula

CH2 — CH = CH — (CH2),. — COOR'CH 2 - CH = CH - (CH 2 ) ,. - COOR '

bedeutet, in der y eine ganze Zahl von 3 bis 5 ist, und R' jeweils der Rest eines Alkanols mit 1 bis 6, vorteilhaft 1 bis 2 Kohlenstoffatomen in Gegenwart eines Mikroorganismus der Gruppen Endomycetales, Mucorales, Moliliales und Eurotiales aus der Klasse der Ascomycetes unter sonst üblichen Bedingungen fermentiert und das gewünschte Reaktionsprodukt in üblicher Weise, wie durch Säulenchromalographie, abtrennt.means in which y is an integer from 3 to 5, and R 'is the radical of an alkanol having 1 to 6, advantageously 1 to 2 carbon atoms in the presence of a microorganism from the groups Endomycetales, Mucorales, Moliliales and Eurotiales from the Ascomycetes class fermented under otherwise customary conditions and the desired reaction product is separated off in the customary manner, such as by column chromatography.

Wenn auch die freien Säuren selbst angewandt werden können, so hat sich doch gezeigt, daß man bei Verwendung von Estern höhere Ausbeuten erhält. Die bevorzugten Ausgangsverbindungen sind solche, in denen ν = 6 und R' einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeutet.Even if the free acids themselves can be used, it has been shown that with Use of esters gives higher yields. The preferred starting compounds are those in which ν = 6 and R 'is an alkyl radical with 1 to 6 carbon atoms means.

Einige Mikroorganismen besitzen Estcraseaktivität.Some microorganisms have estcrase activity.

die die Teilhydrolysc der Estergruppe im Rest R verursachen kann. Diese Aktivität kann jedoch durch Zugabe einer kleinen Menge von Allylalkohol zu dem Fermentationsmedium vollständig gehemmt werden. which cause the partial hydrolysis of the ester group in the radical R. can. However, this activity can be increased by adding a small amount of allyl alcohol too the fermentation medium are completely inhibited.

Es ist bekannt, daß die Kctofunklion in der 4-Stellung der oben angegebenen Verbindungen durch Hydrierung in Gegenwart eines Palladium-Kohlen-Kalalysators reduziert werden kann (vgl. R. Pappo.It is known that the Kctofunklion in the 4-position of the above compounds by hydrogenation in the presence of a palladium-carbon catalyst can be reduced (see R. Pappo.

ρ Collins und C. Jung, Annals of New York Academy of Sciences, Bd. 180, 64 [1971]). Die erhaltene Hydroxyverbindung ist jedoch ein Racemat. Im Gegensatz dazu kann durch Ausnutzung der fermentativen Wirkung eines Mikroorganismus gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Hydrierung der Oxo-Gruppe in 4-Stellung stereospezifisch durchgeführt werden, wobei man die 4(R)-Konfiguration (nach der Cahn-Ingold-Prelog-Bezeichnung) erhält Diese Konfiguration ist erforderlich für die Umwandlung der hergestellten Verbindungen in die natürlichen Prostaglandine. Ein Beispiel für eine solche Umwandlung, bei der das erhaltene Endprodukt Prostaglandin PGE1 ist, ist im folgenden schematisch dargestellt:ρ Collins and C. Jung, Annals of New York Academy of Sciences, Vol. 180, 64 [1971]). However, the hydroxy compound obtained is a racemate. In contrast, the hydrogenation of the oxo group in the 4-position can be carried out stereospecifically by utilizing the fermentative action of a microorganism according to the method according to the invention, the 4 (R) configuration (according to the Cahn-Ingold-Prelog name) being obtained This configuration is necessary for the conversion of the manufactured compounds into the natural prostaglandins. An example of such a conversion, in which the final product obtained is prostaglandin PGE 1 , is shown schematically below:

(D(D

ι οι ο

erfindungsgemäßaccording to the invention

CO2CH3 CO 2 CH 3

Q1H5COCIzN(C2H5).,Q 1 H 5 COCIzN (C 2 H 5 ).,

O — CO — QH5 O - CO - QH 5

CO2CH3 CO 2 CH 3

(Uli(Uli

Na[AlH2(OCH2CH2OCH3I2]Na [AlH 2 (OCH 2 CH 2 OCH 3 I 2 ]

CO2CH3 CO 2 CH 3

(iv:(iv:

CO2CH.,CO 2 CH.,

(V)(V)

HOHO

Die Umwandlung von IV in V kann leicht nach dem von Charles J. S i h u. a. in J. Amer. Chem. Soc, 94, 3643 (1972), beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. Aus dem erfindungsgemäß hergestellten stereospezifischen 2-(6'-Carbomethoxyhexyl)-4(R)-hydroxy-cyclopentan-l,3-dion kann daher ohne Schwierigkeiten das dem natürlichen Prostaglandin E1 entsprechende Produkt unter Aufrechterhaltung der bestimmten slereospezifischen Konfiguration hergestellt werden.The conversion of IV to V can easily be carried out according to the procedure described by Charles J. S ih et al. In J. Amer. Chem. Soc, 94, 3643 (1972). From the stereospecific 2- (6'-carbomethoxyhexyl) -4 (R) -hydroxy-cyclopentane-1,3-dione produced according to the invention, the product corresponding to the natural prostaglandin E 1 can therefore be produced without difficulty while maintaining the particular slereospecific configuration.

In den folgenden Beispielen wurde die Stereoisomerie der 4-Hydroxylgruppe durch Zirkular-Dichroismus-Analyse bestimmt. Das R-Epimere zeigt einen negativen Cotton-Effekt ([Θ] · 10 "3 -85°) bei /·281πΐμ und einen positiven Cotton-Effekt ([θ·10~3 +87°) bei /·262πΐμ, der charakteristisch ist für ein derartiges System.In the following examples, the stereoisomerism of the 4-hydroxyl group was determined by circular dichroism analysis. The R epimer shows a negative Cotton effect ([Θ] · 10 " 3 -85 °) at / · 281πΐμ and a positive Cotton effect ([θ · 10 ~ 3 + 87 °) at / · 262πΐμ, which is characteristic is for such a system.

Die Eignung eines bestimmten Organismus für die erfindungsgemäße Reduktion kann leicht nach dem folgenden Untersuchungsverfahren bestimmt werden.The suitability of a particular organism for the reduction according to the invention can easily be determined can be determined by the following examination procedure.

Allgemeines UntersuchungsverfahrenGeneral investigation procedure

zur Bestimmung der Reduktiünswirkungto determine the reduction effect

eines speziellen Organismusof a special organism

Sabourauds Schrägagar oder andere für das Wachstum geeignete Medien auf Agarbasis wurden mit dem Mikroorganismus beimpft. Der beimpfte Schrägagar wurde in einen Inkubator gegeben, der auf 25 C gehalten wurde, und dort 1 Woche belassen. Anschließend wurde er entfernt, und 15 cm3 sieriles Wasser wurde zugegeben. Die Sporen und das pflanzliche Wachstum wurden mit einer sterilen Nadel aus dem Agar entfernt. Die Suspension wurde in einen Kolben gegeben, der 50 cm3 des unten beschriebenen Soja-Dextrosc-Mediums enthielt. Der Kolben wurde dann in einen Rotalionsschüttler in einem Inkubator gegeben, der auf 25° C gehalten wurde, und 24 Stunden mit 210 Umdrchungcn/Minute geschüttelt. Nach dieser Anfangszeit (erstes Impfmaterial) wurden 5 cm3 der submersen Kultur in jeden Doppelkolbcn mit 3 verschiedenen Medien gegeben, nämlich Soja-Dextrose, Cerelose-Edamin, und Dcxtrin-Maiswasscr, deren Zusammensetzung unten angegeben ist. Die Kolben wurden in eine Schüttelvorrichtung gegeben, und die Mikroorganismen konnten 24 bis 48 Stunden bei 25 C wachsen. Jeweils zu einem Kolben eines Paars wurden 25 mg in 2-Stellung substituiertes Cyclopentan-l,3,4-trien in 25cm3 Dimethylformamid als Substrat gegeben. Zu dem anderen Kolben jedes Paares wurden 0,25 cm3 Dimethylformamid als Vergleich gegeben. Alle Kolben wurden unter dem gleichen Bedingungen weitere 24 Stunden geschüttelt und dann aus der Schüttelvorrichtung entfernt. Die Wachstumseigenschaften und der pH-Wert wurden notiert, die gesamte Brühe wurde in jedem Kolben mit dn-HCl auf einen pH-Wert von 2,0 angesäuert und einmal mit einem Volumen Äthylacetat entsprechend dem Volumen der Fermentationsbrühe extrahiert. Das Lösungsmittel wurde von jedem Auszug durch Erwärmen in einem Wasserbad auf ungefähr 60 C entfernt. Die Reste wurden jeweils in 1 cm3 Aceton gelöst und mit Hilfe der Dünnschicht-Chromatographie analysiert.Sabouraud's agar slants or other agar-based media suitable for growth were inoculated with the microorganism. The inoculated agar slant was placed in an incubator kept at 25 C and left there for 1 week. It was then removed and 15 cm 3 of sterile water was added. The spores and plant growth were removed from the agar with a sterile needle. The suspension was placed in a flask containing 50 cm 3 of the soy dextrose medium described below. The flask was then placed on a rotary shaker in an incubator maintained at 25 ° C and shaken at 210 rpm for 24 hours. After this initial period (first inoculum) 5 cm 3 of the submerged culture were placed in each double flask with 3 different media, namely soy dextrose, cerelose edamin, and dxtrin corn water, the composition of which is given below. The flasks were placed in a shaker and the microorganisms were allowed to grow at 25 ° C for 24 to 48 hours. 25 mg of cyclopentane-1,3,4-triene, substituted in the 2-position, in 25 cm 3 of dimethylformamide were added to each of a pair of flasks as substrate. To the other flask of each pair was added 0.25 cm 3 of dimethylformamide for comparison. All flasks were shaken under the same conditions for an additional 24 hours and then removed from the shaker. The growth properties and pH were noted, the entire broth in each flask was acidified to pH 2.0 with dn-HCl and extracted once with a volume of ethyl acetate equal to the volume of the fermentation broth. The solvent was removed from each drawer by heating it in a water bath to approximately 60 ° C. The residues were each dissolved in 1 cm 3 of acetone and analyzed using thin-layer chromatography.

Die untersuchten Proben wurden dann alle auf Platten mit Silikagel G unter Anwendung eines geeigneten Systems Chromatographien, wobei ein bevorzugtes Lösungsmittclsystem Älhylacetat-Essigsäu-The samples examined were then all placed on plates with silica gel G using an appropriate Systems chromatography, with a preferred solvent system ethyl acetate-acetic acid

re-Isooctan-Η,Ο (110:20:50:100) war. Nach der Entwicklung wurden die Platten unter ultraviolettem Licht betrachtet. Man erhielt die folgenden Rf-Werte für die interessierenden Verbindungen.re-isooctane-Η, Ο (110: 20: 50: 100) was. After During development, the plates were viewed under ultraviolet light. The following Rf values were obtained for the compounds of interest.

CO2CH2CH,CO 2 CH 2 CH,

Rf = 0,57Rf = 0.57

CO2CH3 CO 2 CH 3

O O Rf = 0.48O O Rf = 0.48

CO2HCO 2 H

O O Rf = 0,32O O Rf = 0.32

CO2CH7CHCO 2 CH 7 CH

'2<~J I2^n,' 2 <~ JI 2 ^ n,

HO O Rf = 0,18HO O Rf = 0.18

HO O Rf =r 0,09HO O Rf = r 0.09

Dextrin-MaiswasserDextrin corn water

Dextrin I(i ü Dextrin I (i ü

Maiswasaer SO gCorn Wasaer SO g

KH7PO4 1 gKH 7 PO 4 1 g

NaCl 5 gNaCl 5 g

Wasser 11Water 11

pH-Wert 7,0pH 7.0

Autoklav 30 Minuten bei 1,1 kg cm3.Autoclave 30 minutes at 1.1 kg cm 3 .

IO Das oben angegebene allgemeine Untersuchungsverfahren, die Nährmedien sowie das Fermentationsverfahren in den folgenden Beispielen sind nur beispielhaft und können in verschiedener Weise variier! IO The general test method given above, the nutrient media and the fermentation method in the following examples are only exemplary and can vary in different ways!

v/erden. So können andere Stickstoff- und Kohlenstoffquellen in den Nährmedien (z. B. Maismehl. Hafermehl, Fleischextrakt) oder andere Proteinhydrolysate oder Sacharose, Glukose. Maltose. Stärke. Molasse an Stelle von Dextrin angewandt werden.v / earth. So can other nitrogen and carbon sources in the nutrient media (e.g. corn flour, oat flour, meat extract) or other protein hydrolysates or sucrose, glucose. Maltose. Strength. Molasses can be used instead of dextrin.

Auch können andere bei Fermentationen übliche Modifikationen durchgeführt werden die Zugabezeit des Substrats nach der Zugabe des Mediums kann variiert werden, der Anfangs-pH-Wert für die Zugabe und die Umwandlung des Substrats kann von ungefähr 5,0 bis ungefähr 7,5 variiert werden, die Menge des Substrats und die Rührgeschwindigkeit können verändert werden.Other modifications customary in fermentations can also be carried out - the addition time of the substrate after the addition of the medium can be varied, the initial pH value for the addition and the conversion of the substrate can be varied from about 5.0 to about 7.5, the amount of the substrate and the stirring speed can be changed.

Die in den folgenden Beispielen erhaltenen Produkte wurden mit Hilfe der Ultraviolett-, Infrarot- und kcrnmagnetischen Resonanzspektren und durch Dünnschicht-Chromalographie charakterisiert.The products obtained in the following examples were determined using the ultraviolet, infrared and nuclear magnetic Resonance spectra and characterized by thin-layer chromalography.

Beispiel 1example 1

2 - (6' - Carbomethoxyhexyl) - 4(R) - hydroxy - cyclopentan-1.3-dion (II) wurde folgendermaßen hergestellt:2 - (6 '- carbomethoxyhexyl) - 4 (R) - hydroxy - cyclopentane-1,3-dione (II) was made as follows:

CO2CH,CO 2 CH,

CO7HCO 7 H

4040

Die Zusammensetzung typischer Nährmedien, die Tür das oben angegebene Untersuchungsverfahren und die ansatzweise Fermentation in den folgenden Bei- »pielen geeignet sind, sind die folgenden:The composition of typical nutrient media, the door to the above-mentioned examination method and The batch fermentation in the following examples are suitable are the following:

Soja-DexiroseSoy dexirose

Sojabohnenmehl 5 gSoybean meal 5 g

Dextrose 20 tiDextrose 20 ti

NaCl 5 gNaCl 5 g

K2HPO4 5gK 2 HPO 4 5g

Hefe 5 gYeast 5 g

Wasser 11Water 11

pH-Wert 7,0pH 7.0

Autoklav bei 1,1 kg/cm1 15 Minuten.Autoclave at 1.1 kg / cm 1 for 15 minutes.

S5S5

CO2CH.,CO 2 CH.,

Ccielosc-IidaminCcielosc-iidamine

Cerelose 'rohe Dextrose) 50 gCerelose 'raw dextrose) 50 g

Edamin*) Edamin *)

Maiswasser Corn water

Wasser water

pH-Wert 7.0pH value 7.0

*) Enzymalischcs Hydrolysat von Milchprolein.*) Enzymal hydrolyzate of milk prolein.

A. FermentationA. Fermentation

Das Oberflächenwachstum von 1 Woche altem Schrägagar von Dipodascus uninucleatus wurde in 5 cm3 Salzlösung (0,85%) suspendiert. 2 cm3 Anteile dieser Suspension wurden angewandt, um 50 cm3 des oben angegebenen Sojabohnen-Dextrosc-Mcdiums in 250-cm3-ErIcnmeyerkolben zu beimpfen (F-I-Stufe). Die Kolben wurden 24 Stunden bei 25 C auf einem Rotationsschüttler (250 Umdrehungen Minute. Radius 5,1 cm) inkubiert und anschließend 10 Volumprozent davon zu jedem von vier 2-1-Frlenmcyerkolben (F-2-Stufe). enthaltend 500 cm3 des Sojabohnen-Dextrose-Mediums, gegeben. Nach 24stündiger Inkubation auf einem Rotationsschüttler wurdenThe surface growth of 1 week old Dipodascus uninucleatus agar slant was suspended in 5 cm 3 of saline (0.85%). 2 cm 3 portions of this suspension were used to inoculate 50 cm 3 of the above soybean dextrose medium in 250 cm 3 ErIcnmeyer flasks (FI stage). The flasks were incubated for 24 hours at 25 ° C. on a rotary shaker (250 revolutions minute, radius 5.1 cm) and then 10 percent by volume of this with each of four 2-1 Frlency flasks (F-2 stage). containing 500 cm 3 of the soybean dextrose medium. After incubation for 24 hours on a rotary shaker,

250 mg 2 - (6' - Carbomethoxyhexyl) - cyclopentan-1,3,4-trion (I) (J.Katsube und M.Matsui, J. Agr. Biol. Chem., 33, 1078 [1969]) in 2 cm3 Dimethylformamid zu jedem Kolben gegeben. Die F-2-Kolben wurden dann weitere 24 Stunden unter den für die Inkubation der F-I-Stufe angegebenen Bedingungen inkubiert.250 mg of 2 - (6 '- carbomethoxyhexyl) - cyclopentane-1,3,4-trione (I) (J. Katsube and M. Matsui, J. Agr. Biol. Chem., 33, 1078 [1969]) in 2 cm 3 of dimethylformamide was added to each flask. The F-2 flasks were then incubated for an additional 24 hours under the conditions indicated for the incubation of the FI stage.

B. IsolierungB. Isolation

24 Stunden nach der Zugabe des 2-Carbomethoxyhexyl-cyclopentan-l,3,4-trions(I) wurden die Zellen abzentrifugiert. Die überstehende Flüssigkeit wurde mit 6n-HCl auf einen pH-Wert von 2,0 gebracht und erschöpfend mit 1,51 Äthylacetat dreimal extrahiert. Das Äthylacetat wurde über Na2SO4 getrocknet und zu einem öl eingedampft. Dieser Rückstand wurde in 5 cm3 Benzol-Äthylacetat (1:1) gelöst und auf eine Säule (32 χ 2,5 cm) gegeben, die mit Kieselsäure-Diatomeenerde (85:15) beschickt war. Die Säule wurde mit einem Gradientensystem, bestehend aus 500 cm3 50% Äthylacetat-Benzol in der Mischkammer und 50 cm3 reinem Äthylacetat in dem Vorratsbehälter eluiert und das Eluat in 7 cm3-Fraktionen gesammelt. Die Fraktionen 25 bis 104, die das gewünschte Produkt enthielten, wurden zusammengegeben und zur Trockne eingeengt, wobei man 1,2 g eines kristallinen Rückstandes erhielt. Beim Umkristallisieren aus Äthylacetat-Petroläther erhielt man 750 mg 2 - Carbomethoxyhexyl - 4(R) - hydroxy - cyclopentan-l,3-dion(ll),Fp.90bis92°C;[ <0" = +19,93" (C1 = 1,02CHCl3); /.[„■
[0] · 10~3 = -85° bei
+ 87° bei /. 262 πΐμ).
24 hours after the addition of the 2-carbomethoxyhexyl-cyclopentane-1,3,4-trione (I), the cells were centrifuged off. The supernatant liquid was brought to a pH of 2.0 with 6N HCl and extracted three times with 1.51 ethyl acetate. The ethyl acetate was dried over Na 2 SO 4 and evaporated to an oil. This residue was dissolved in 5 cm 3 of benzene-ethyl acetate (1: 1) and applied to a column (32 × 2.5 cm) which had been charged with silica-diatomaceous earth (85:15). The column was eluted with a gradient system consisting of 500 cm 3 of 50% ethyl acetate-benzene in the mixing chamber and 50 cm 3 of pure ethyl acetate in the storage container and the eluate was collected in 7 cm 3 fractions. Fractions 25 to 104, which contained the desired product, were combined and concentrated to dryness, 1.2 g of a crystalline residue being obtained. Recrystallization from ethyl acetate-petroleum ether gave 750 mg of 2-carbomethoxyhexyl-4 (R) -hydroxy-cyclopentane-1,3-dione (II), melting point 90 to 92 ° C; [<0 "= +19.93" (C 1 = 1.02CHCl 3 ); /.[ “■
[0] x 10 -3 = -85 ° at
+ 87 ° at /. 262 πΐμ).

B e i s ρ i c 1 c 2 bis 67B e i s ρ i c 1 c 2 to 67

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jeweils der in der folgenden Tabelle angegebene Mikroorganismus angewandt wurde. Dabei erhielt man das gewünschte Produkt 2-Carbomethoxyhexyl-4(R)-hydroxy-cyclopentan-l,3-dion jeweils in der in der Tabelle angegebenen Ausbeute.The procedure of Example 1 was repeated using that given in the following table Microorganism was applied. The desired product 2-carbomethoxyhexyl-4 (R) -hydroxy-cyclopentane-1,3-dione was obtained in each case in the yield given in the table.

Die in der Tabelle angegebenen Abkürzungen Tür die Hinterlegungsstelle bedeuten:The abbreviations Door the depository given in the table mean:

WB = Professor Kenneth B.R a per, Dept. ofWB = Professor Kenneth B.R a per, Dept. of

Bacterology, University of Wisconsin, 4S Madison, Wis. 53 706 USA. ATCC = American Type Culture Collection, 12 301Bacterology, University of Wisconsin, 4S Madison, Wis. 53 706 USA. ATCC = American Type Culture Collection, 12 301

Parklawn Dr., Rockville, Md. USA. CBS = Centraalbureau voor Schimmelcultures, Baarn, Holland.Parklawn Dr., Rockville, Md. USA. CBS = Centraalbureau voor Schimmelcultures, Baarn, Holland.

NRRL = Nothein Regional Research Labs, U. S. D. A., Peoria, III. USA.NRRL = Nothein Regional Research Labs, U.S. D.A., Peoria, III. USA.

Beispiet Example

Hinlerlegungs-Nr. Introductory no.

Organismusorganism

Ordnung - - EndomycetalesOrder - - Endomycetales

Ausbeute yield

WB 1125 Byssoclamys fulva 57%WB 1125 Byssoclamys fulva 57%

WB 1629 Dipodascus 70%WB 1629 Dipodascus 70%

uninucleatusuninucleatus

ATCC 14625 Dipodascus aggrcgatus 17%ATCC 14625 Dipodascus aggrcgatus 17%

ATCC 12934 Dipodascus albidus 11 %ATCC 12934 Dipodascus albidus 11%

WB Y 22 Zygosaccharomyces 50%WB Y 22 Zygosaccharomyces 50%

priorianuspriorianus

WBYl 598 Zygosaccharomyces 19 % ashbyaWBYl 598 Zygosaccharomyces 19% ashbya

Beispiel example

16 1716 17

1818th

272 ™μ (' 23 500); CD, /. 281 π\μ und [fi>] · 10"3 = 272 ™ µ (23,500); CD, /. 281 π \ μ and [fi>] · 10 " 3 =

19 20 2119 20 21

2525th

5555

32 33 34 35 36 3732 33 34 35 36 37

60 Hinlcrlegungs- Organismus
Nr.
60 Laying-down organism
No.

Ordnung hndomvecialesOrder hndomveciales

38 39 WB 1304
WB X196
WB 1839
WB 1489
38 39 WB 1304
WB X196
WB 1839
WB 1489

WB 1593
WB 1554
WB 1593
WB 1554

CBS 317CBS 317

CBS 320
ATCC 4798
WBY87
WBY301
WB 1828
CBS 320
ATCC 4798
WBY87
WBY301
WB 1828

WB 1752WB 1752

WB1118
WB 1695
WB 10045
WB 1982
WB 1085
WB 5057
WB1118
WB 1695
WB 10045
WB 1982
WB 1085
WB 5057

WB 5058
WB 4896
WB 5058
WB 4896

Ausbeute yield

WBY24 SaccharomyccsWBY24 Saccharomyccs

cerevisiae
ATCC 10607 Saccharomyces
cerevisiae
ATCC 10607 Saccharomyces

cerevisiae var. odessa WBY610 Saccharomyces ■-cerevisiae var. odessa WBY610 Saccharomyces ■ -

cerevisiae fragilis
WBYlOIl Saccharomyces —
cerevisiae fragilis
WBYlOIl Saccharomyces -

cerevisiae acidifaciens WB Y1140 Saccharomyces —cerevisiae acidifaciens WB Y1140 Saccharomyces -

cerevisiae lactiscerevisiae lactis

WB Y1974 SaccharomycesWB Y1974 Saccharomyces

cerevisiae dobzanskiicerevisiae dobzanskii

WB Y 25 Endomycopsis fibuliger 44% WB Y1483 Endomycopsis 38%WB Y 25 Endomycopsis fibuliger 44% WB Y1483 Endomycopsis 38%

javaanesisjavaanesis

WB Y 37 Hansenula anomala 38% CSS 352 Schizosaccharomyces 31% pombeWB Y 37 Hansenula anomala 38% CSS 352 Schizosaccharomyces 31% pombe

WBY854 Schizosaccharomyces 27% octosporumWBY854 Schizosaccharomyces 27% octosporum

Bei- Hinterlegungs- Organismus Ausspiel Nr. beuteWith- deposit organism Ausspiel Nr. Booty

Ordnung MucoralesOrder Mucorales

Absidia blakesleeana Absidia regnieri
Mucor rammannianus Zygorhynchus
heterogamus (±)
Phascolomyces
articulosus
Phycomyces
blakesleeanus
Absidia blakesleeana Absidia regnieri
Mucor rammannianus Zygorhynchus
heterogamus (±)
Phascolomyces
articulosus
Phycomyces
blakesleeanus

Ordnung-MolilialcsOrder Molilialcs

Rhodotorula
aurantiaca
Rhodotorula pallida Geotrichum candidum Torulopsis pulcherrima Candida krusei
Gliocladium
fimbriatum
Gliocladium
vermoeseni
Paecilomyces varioti Stachybotrys lobulata Trichoderma viride Memnoniella echinata Gliocladium roseum Fusarium
decemcellulare
Alternaria tenuis
Gliocladium
catenulatum
Rhodotorula
aurantiaca
Rhodotorula pallida Geotrichum candidum Torulopsis pulcherrima Candida krusei
Gliocladium
fimbriatum
Gliocladium
vermoeseni
Paecilomyces varioti Stachybotrys lobulata Trichoderma viride Memnoniella echinata Gliocladium roseum Fusarium
decemcellulare
Alternaria tenuis
Gliocladium
catenulatum

609 616/300609 616/300

IoIo

Beiat Hinterlcgungs-Backing Organismusorganism AusOut spielgame Nr.No. beuteprey Ordnung BurotialcsOrder burotialcs 4040 WB717WB717 Pcnicillium striatumPcnicillium striatum 37%37% 4141 WB 2031WB 2031 P. claviformeP. claviforme 21",,21 ",, 4242 WB 5680WB 5680 P. pseudostromaticuinP. pseudostromaticuin 19':,,19 ': ,, 4343 WB 4717WB 4717 P. roquefortiP. roqueforti 22%22% 4444 WB 874WB 874 P. cascicolumP. cascicolum 3%3% 4545 WB 973WB 973 P. expansumP. expansum 17%17% 4646 WB 1061WB 1061 P. purpurogenumP. purpurogenum 4747 WB1115WB1115 P. variotiP. varioti

20"/,,20 "/ ,,

15%15%

16% 38% 26"/,, 15% 25"/,, 7% 14%16% 38% 26 "/" 15% 25 "/ ,, 7% 14%

I II I

40",, oxy-2-cyclopcntcn-l,4-dion als Substrat für die Umwandlung in das gewünschte Produkt angewandt wurde. 40 ",, oxy-2-cyclopcntcn-1,4-dione was used as a substrate for the conversion into the desired product.

Beispiel 69Example 69

2 - (6' - Carboäthoxyhexyl) - 4(R) - hydroxy - cyclopentan-l,3-dion (IV) wurde folgendermaßen hergestellt: 2 - (6 '- Carboethoxyhexyl) - 4 (R) - hydroxy - cyclopentane-1,3-dione (IV) was made as follows:

ISIS

48 NRRL 2033 P. frequenlans48 NRRL 2033 P. frequenlans

49 WB 2020 P. duclauxi49 WB 2020 P. duclauxi

50 WB 2059 P. multicolor50 WB 2059 P. multicolor

51 WB 2074 P. sclerotiorum51 WB 2074 P. sclerotiorum

52 WB 2036 P. granulatum52 WB 2036 P. granulatum

53 WB 2099 P. vermiculatum53 WB 2099 P. vermiculatum

54 NRRL 2067 P. terlikowskii54 NRRL 2067 P. terlikowskii

55 WB1900 P. italicum55 WB1900 P. italicum

56 WB 1974 Aspergillus ustus56 WB 1974 Aspergillus ustus

57 WB 154 A. restriclus57 WB 154 A. restriclus

58 WB 216 A. ungins58 WB 216 A. ungins

59 WB 265 A. terreus59 WB 265 A. terreus

60 WB 356 A. luchensis60 WB 356 A. luchensis

61 WB 2254 A. clavatus61 WB 2254 A. clavatus

62 WB 2256 A. ornaHis62 WB 2256 A. ornaHis

63 WB 2276 A. miyakoensis63 WB 2276 A. miyakoensis

64 WB 2292 A. citrisporus64 WB 2292 A. citrisporus

65 WB 1787 A. janua65 WB 1787 A. janua

66 WBA952 Dactylomyces66 WBA952 Dactylomyces

thermophilusthermophilus

67 WB 1697 Thiclavia67 WB 1697 Thiclavia

sependoniumsependonium

Beispiel 68Example 68

2 - (6' - Carbomcthoxyhcxyl) - 4(R) - hydroxy - cyclopenlan-1.3-dion wurde entsprechend dem im Beispiel 1 angegebenen Verfahren hergestellt, mit der Ausnahme, daß 2-(6'-Carbomethoxyhcxyl)-3-meth-2 - (6 '- Carbomethoxyhxyl) - 4 (R) - hydroxy - cyclopenlan-1,3-dione was prepared according to the procedure given in Example 1, with the exception that 2- (6'-Carbomethoxyhcxyl) -3-meth-

4040

CO2C2H5 CO 2 C 2 H 5

(III)(III)

CO2C2H5 CO 2 C 2 H 5

(IV)(IV)

A. FermentationA. Fermentation

Das Oberflächenwachstum von einer Woche alten Agarschragen von Sehizosaccharomyces pombe (CBS 352) wurde in 5 cm3 0,85%iger Kochsalzlösung suspendiert. 2 cm3 Anteile dieser Suspension wurden angewandt, um 50 cm3 des oben angegebenen Sojabohnen-Dextrose-Mediums in 250 cm3 Erlenmeyerkolbcn (F-I) zu beimpfen. Die Kolben wurden 24 Stunden bei 25 C in einem Rotationsschüttler (250 Umdrehungen/Minute. Radius 5,1 cm) geschüttelt und anschließend 10 Volumprozent in einen 2-1-Erlenmeycrkolben (F-2) gegeben, der 500 cm3 des Sojabohnen-Dextrose-Mediums enthielt. Nach 24stündiger Inkubation auf einem Rolationsschüttler wurden 250 mg 2 - (6' - Carboäthoxyhexyl) - cyclopenian -1.3. 4-trion (111) (J. K a t su be und M. M a t s u i. J. Anr. Biol. Chem. [Japan] 33, 1078, [1969]) in 2 cm3 Dimethylformamid zu dem Kolben gegeben. Der F-2-Kolben wurde dann weitere 24 Stunden unter den für die Inkubation des F-1-Kolbens angegebener Bedingungen inkubiert.The surface growth of one week old agar dishes of Sehizosaccharomyces pombe (CBS 352) was suspended in 5 cm 3 of 0.85% saline. 2 cm 3 portions of this suspension were used to inoculate 50 cm 3 of the above soybean dextrose medium in 250 cm 3 Erlenmeyer flasks (FI). The flasks were shaken for 24 hours at 25 ° C. in a rotary shaker (250 revolutions / minute, radius 5.1 cm) and then 10 percent by volume in a 2-1 Erlenmeyer flask (F-2) containing 500 cm 3 of the soybean dextrose -Medium contained. After 24 hours of incubation on a rolatory shaker, 250 mg of 2 - (6 '- carboethoxyhexyl) - cyclopenian -1.3. 4-trione (111) (J. K at su be and M. M atsu, J. Anr. Biol. Chem. [Japan] 33, 1078, [1969]) in 2 cm 3 of dimethylformamide was added to the flask. The F-2 flask was then incubated for an additional 24 hours under the conditions specified for incubation of the F-1 flask.

B. Isolieruni;B. Isolieruni;

24 Stunden nach der Zugabc des Trionsubstrais(lll) wurden die Hefezellen abzentrifugiert. Die überstehende Flüssigkeit wurde mit 6n-HCl auf einen pH-Wert von 2 gebracht, erschöpfend mit 500 cm3 Älhylacetal dreimal extrahiert. DieÄthylaeetatschichl wurde über Na2SO4 getrocknet und eingedampft, wobei man einen öligen Rückstand erhielt. Der Rückstand wurde in 2 cm3 Benzol-Älhylacetat (1 : 1) gelöst und auf eine Säule von 2,5 χ 25 cm gegeben, die mit Kieselsäure-Dialomcencrde (85:15) beschickt war. Die Säule wurde mit einem Gradicnlensystcm eluiert.24 hours after the addition of the Trion substrate (III), the yeast cells were centrifuged off. The supernatant liquid was brought to a pH value of 2 with 6N HCl and extracted three times with 500 cm 3 of ethyl acetal. The ethyl acetate layer was dried over Na 2 SO 4 and evaporated to give an oily residue. The residue was dissolved in 2 cm 3 of benzene-ethyl acetate (1: 1) and placed on a column of 2.5 × 25 cm which was charged with silica-dialomene crude (85:15). The column was eluted with a gradient system.

bestehend aus 300 cm3 Äthylacctat-Benzol (1:1) ii der Mischkammer und 300 cm3 Äthylacetat in den Vorratsbehälter, und es wurden 7-cm3-Fraktionei aufgefangen. Die Fraktionen 19 bis 31 wurden zu sammenaeceben und einceensit. Man erhielt 39 mi IV: Fp. iLVbis 85 C: [«]'? +14 (C1 = 0.47. CHCl3J >.^OH 272 mal.· 20 000).consisting of 300 cm 3 of ethyl acetate-benzene (1: 1) in the mixing chamber and 300 cm 3 of ethyl acetate in the storage container, and 7 cm 3 fraction were collected. Fractions 19 to 31 were brought together and unified. 39 ml IV: mp. ILV to 85 C: [«] '? +14 (C 1 = 0.47. CHCl 3 J>. ^ OH 272 times. X 20,000).

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält ma die optischaktiven, in 2-Stellung substituierten 4-H> droxy-cyclopentan-l,3-dione in hohen Ausbeuten, wc bei eine 70- bis 80%ige Umwandlung möglich isIn the process according to the invention, the optically active 4-H> substituted in the 2-position is obtained Droxy-cyclopentane-1,3-diones in high yields, where a 70-80% conversion is possible

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von in 2-Stellung substituierten 4(R) - Hydroxy - cyclopentani,3-dionen, dadurch gekennzeichnet, daß man in 2-Stellung substituierte Cyclopentan-1,3,4-trione der allgemeinen FormelProcess for the preparation of 4 (R) - hydroxy - cyclopentani, 3-dione, substituted in the 2-position, characterized in that cyclopentane-1,3,4-triones which are substituted in the 2-position the general formula
DE19732348471 1972-09-29 1973-09-26 Process for the preparation of 4 (R) -hydroxycyclopentane-1,3-diones substituted in the 2-position Expired DE2348471C3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US29345772A 1972-09-29 1972-09-29
US29345772 1972-09-29

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2348471A1 DE2348471A1 (en) 1974-04-18
DE2348471B2 DE2348471B2 (en) 1975-08-28
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