DE2547548A1 - Optische spaltung von phenylglycinamid - Google Patents
Optische spaltung von phenylglycinamidInfo
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Description
Kennzeichen 2711 <U / Dr-F· ZUmetein sen. - Dr. E. Assmann 2 O 4 / O 4 b
Kennzeichen z/x± -v Dr.R.Koenlgsberger- Dipl.- Phys.R.Holzbauer
Dipl. - ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.
Patentanwälte β Mönchen 2, BräuhauastraBs 4
Optische Spaltung von Phenylglycinamid
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
optisch aktivem Phenylglycinamid, bei dem ein aus L- und D-Phenylglycinamid
bestehendes Gemisch einer optischen Spaltung unterzogen wird.
Unter einem Gemisch von L- und D-Phenylglycinamid werden hier auch
das Racemat von Phenylglycinamid und Gemische des Racemats mit dem L- und/oder.
D-Isomeren verstanden.
Phenylglycinamid kann auf einfache Weise - wie beschrieben in Journal of the Chemical Society (1966), Seite 393-397 - z.B. mit Hilfe von
Schwefelsäure zu Phenylglycin hydrolysiert werden; das vorgenannte Verfahren
ist daher wichtig für die Herstellung von optisch aktivem Phenylglycin, für das bisher nur eine ziemlich aufwendige Herstellungsmethode bekannt ist, bei
der D-Phenylglycin mit Hilfe von a-Brom(D-Campher)sulfonsäure.hergestellt
wird (siehe: Berichte _41_, Seite 2073). Dieses bekannte Verfahren ist sehr
arbeitsintensiv und hat den Nachteil, dass ziemlich teueres Trennmittel verlorengeht.
Phenylglycinamid lässt sich auf bekannte Weise aus dem Aminonitril
von Phenylglycin mit Hilfe einer sauren Hydrolyse mit z.B. Salzsäure oder
durch Behandlung mit Ammoniak von Phenylglycinalkylester herstellen, welcher
Ester sowohl aus dem Aminonitril wie aus dem Phenylglycin gewonnen werden kann.
. 609818/1101
D-Phenylglycin dient u.a. als Ausgangsstoff für die Herstellung von
<X-Aminobenzylpenicillin, L-Phenylglycin ist der Ausgangsstoff für z.B. L-Asparagin-L-phenylglycinalkylester
(SUssstoff).
Es wurde nunmehr gefunden, dass die optische Spaltung von Phenylglycinamid
erfolgreich mittels Salzbildung mit optisch aktiver 2-PyTrOUdOn-S-Ca^Onsäure
ausgeführt werden kann; dabei ist es nicht erforderlich, dass die Gesamtmenge^an
Phenylglycinamid in Salzform umgesetzt wird. Das erfindungsgemässe Verfahren ist Somit dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch von L- und
D-Phenylglycinamid ganz oder teilweise in das Salz von Phenylglycinamid und
optisch aktiver 2-Pyrrolidon-5-carbonsäure umgesetzt wird und dass ein im wesentlichen aus einem der Diastereo-Isomeren des vorgenannten Salzes bestehender
Teil aus dem anfallenden Produkt ausgeschieden wird.
Wenn die Salzbildung mit weniger als 1 Mol Pyrrolxdoncarbonsäure je
Mol Phenylglycinamid ausgeführt wird,' werden je Mol Phenylglycinamid vorzugsweise
0,5 Mol Pyrrolidoncarbonsäure verwendet, so dass das diastereo-isomere
Salz von dem nicht in die Salzform umgesetzten Phenylglycinamid getrennt werden kann. ;
Das erfindungsgemässe Verfahren kann in einem flüssigen Medium ausgeführt
werden, in dem die diastereo-isomeren Salze in ausreichendem Masse unterschiedlich
löslich sind, wie z.'B, Methanol, Äthanol, Isopropylalkohol, Aceton,
Dioxan, Wasser oder Gemische davon. In solchen Lösungsmitteln, die nicht unbedingt
wasserfrei sein mUssen, ist das Salz von D-Phenylglycinamid mit D-Pyrro-.
lidoncarbonsaure (das D-D-SaIz) nachweislich wesentlich weniger gut löslich
als das Salz von L-Phenylglycinamid mit D-Pyrrolidoncarbonsäure (das L-D-SaIz);
das Salz von L-Phenylglycinamid mit L-Pyrrolidoncarbonsäure (das L-L-SaIz)
erweist sich als wesentlich weniger gut löslich als das Salz von D-Phenylglycinamid
mit L-Pyrrolidoncarbonsäure (das D-L-SaIz).
Auch kann man ein flüssiges Medium verwenden, in. dem sämtliche vorhandenen
Komponenten völlig löslich sind, das Lösungsmittel nach dem Auflösen entfernen und den zurückbleibenden Feststoff einer selektiven Extraktion mit
z.B. einem der obengenannten Lösungsmitteln unterziehen.
Die Behandlung des Phenylglycinamidracemats mit optisch aktiver 2-Pyrrolidon-5-carbonsäure wird bei einer Temperatur von 30 bis 90 C ausgeführt.
Das beim erfindungsgemässen Verfahren erhaltene Salz kann z.B. mit
Hilfe von Ionenaustauschern in seine Komponenten getrennt werden. Vorzugsweise werden der Reihe nach ein schwachbasischer und ein starksaurer Ionenaustauscher
verwendet, z.B. Lewatit als schwachbasischer und Dowex 50 als starksauerer
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Ionenaustauscher.
Aus der nach der Isolierung des am wenigsten löslichen diastereoisomeren
Salzes zurückbleibenden Lösung kann auf verschiedene bekannte Weise das andere Isomere gewonnen werden.
Wenn nur eine der Antipoden des Phenylglycinamids erwünscht ist,
kann das unerwünschte optisch aktive Phenylglycinamid mittels Erhitzung in einem inerten Lösungsmittel racemisiert werden. Beispiele für solche Lösungsmittel
sind Wasser, Eisessig und Diäthylenglycoldimethyläther. Als Racemisierungstemperatur
wird man im allgemeinen die Siedetemperatur der Lösung bei atmosphärischem Druck wählen. Wenn Wasser als Lösungsmittel bei der Racemisierung
verwendet wird, wird man Temperaturen über 150 C anwenden, da die Reaktionszeit bei niedrigeren Temperaturen zu lang wird, wodurch das Amid
unter Bildung von Saure hydrolysiert. In diesem Fall muss selbstverständlich
bei Uberatmosphärischem Druck gearbeitet werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren, das auf verschiedene Weise unter
Anwendung an sich bekannter Methoden zur optischen Spaltung eines aus optischen Antipoden bestehenden Gemisches mittels Salzbildung und anschliessender Racemisierung
der unerwünschten Komponente ausgeführt werden kann, wird in den nachstehenden Beispielen näher erläutert werden, ohne dass diese die Erfindung
irgendwie einschränken.
Einem mit einem Rührwerk versehenen Kolben wird eine Lösung von
9,0 g DL-Phenylglycinamid (0,06 gMol) in 150 ml 100 % Äthanol zugeführt;
ansehliessend gibt man der Lösung bei 70 C 3,9 g D-Pyrrolidoncarbonsäure
(0,03 gMol) bei. Darauf lässt man das Gemisch unter ständigem Rühren abkühlen, wobei sich eine nadeiförmige Kristallmasse bildet. Diese Kristallmasse wird'
filtriert, auf dem Filter mit 2-mal 12 ml 100 % Äthanol gewaschen und ansehliessend
bei 50 C und einem Druck von 12 mm Hg getrocknet. Es fallen 7,0 g D-Phenylglycinamid-D-pyrrolidoncarbonsäure an. Ausbeute: 83,3 %. Die
spezifische Drehung dieses Salzes beträgt [ Ot] = -52 (c = 2; Wasser).
Eine Aminosäure-Analyse zeigt, dass das Salz 1 Mol Pyrrolidoncarbonsäure je Mol Phenylglycinamid enthält.
Vom so erhaltenen Salz werden 3,0 g in 50 ml destilliertem Wasser
gelöst und ansehliessend über 75 ml Lewatit Ionenaustauscher in der Aminform
geleitet. Darauf wird der Ionenaustauscher mit 100 ml destilliertem Wasser gewaschen. Nachdem das dabei erhaltene Eluat bei 30 C und 12 ml Hg eingedampft
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worden ist, fallen 1,55 g kristallines Produkt an (Ausbeute 97 %). Die
DUnnschichtchromatographie weist aus, dass es sich bei diesem Produkt um
reines D-Phenylglycinamid handelt. Die spezifische Drehung dieses Produktes
beträgt [et] ° = -90° (c = 1; Wasser).
Nach Umsetzung des so erhaltenen D-Phenylglycinamids in das salzsaure
Salz beträgt die spezifische Drehung [α] = -97 (c = 0,8; Wasser)..
Aus der Literatur (Beilstein 14, III, Seite 1189) ist bekannt, das die
spezifische Drehung dieses Salzes [et] = -100,8° (c = 0,8; Wasser) betragt.
Ein Vergleich der beiden Werte für die spezifische Drehung ergibt, dass das erfindungsgemägs erhaltene optisch aktive D-Phenylglycinamid eine optische
Reinheit von 98 % (98 % D und 2 % L) hat.
Wenn aus dem erhaltenen D-D-SaIz unmittelbar das salzsaure Salz von
D-Phenylglycinamid gewonnen wird, so beträgt die spezifische Drehung des
salzsauren Salzes L C ] = -100° (c ·= 0,8; Wasser), entsprechend einer
optischen Reinheit von 99,5 %. Hieraus geht hervor, dass die spezifische
Drehung bei der Umsetzung des obenerwähnten D-Phenylglycinamids in Salzsäure nur geringfügig beeinflusst wurde.
Das salzsaure Salz von D-Phenylglycinamid kann auf unmittelbarem
Wege dadurch gewonnen werden, dass man 1 g D-D-SaIz in 5 ml Wasser löst und
anschliessend 5 ml konzentriertes HCl beigibt; dabei fallt ein kristalliner
Niederschlag von D-Phenylglycinamid.HCl an. Nach Filtrierung wird der Reihe
nach mit zweimal 3 ml 100 % Äthanol und 10 ml Äther gewaschen. Nach Trocknung
bei 40 °C und 12 ml Hg fallen 0,6 g D-Phenylglycinamid.HCl an. Eine DUnnschichtehromatographie
ergibt, dass es sich um ein reines Produkt handelt (Ausbeute 90 %).
Auf die in Beispiel I beschriebene Weise werden einer Lösung von
3,0 g (0,02 gMol) DL-Phenylglycinamid in 50 ml Äthanol bei 60 °C unter ständigem
Rühren 1,3 g (0,01 gMol) L-Pyrrolidoncarbonsäure beigegeben. Nach ·
Abkühlung auf Zimmertemperatur entsteht eine nadeiförmige Kristallmasse,
die filtriert, auf dem Filter mit 10 ml Äthanol gewaschen und anschliessend
bei 50 C und 12 mm Hg getrocknet wird. Es fallen 2,2 g L-Phenylglycinamid-L-pyrrolidoncarbonsäure
an (Ausbeute 80 %).
Dieses Salz wird auf die in Beispiel I beschriebene Weise in
L-Phenylglycinamid.HCl umgesetzt. Die spezifische Drehung des erhaltenen
salzsauren Salzes betragt: [α] = +102,6° (c = 0,8; Wasser).
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In einem Kolben werden einer Lösung von 6,0 g (0,04 gMol) DL-Phenylglycinamid
in 100 ml Isopropanol bei 70 C unter ständigem Rühren 2,6 g (0,02- gMol) D-PyrrolidoncarbonsSure beigegeben. Anschliessend werden noch
30 ml Isopropanol zugesetzt und lässt man das Reaktionsgemisch unter ständigem Rühren auf Zimmertemperatur abkühlen. Die anfallende Kristallmasse wird
filtriert, auf dem Filter mit zweimal 20 ml Isopropanol gewaschen und bei 50 C und 12 mm Hg getrocknet. Das Gewicht der getrockneten Kristalle beträgt
5,2 g (Ausbeute 92 %).
Die spezifische Drehung des aus dem Salz gewonnenen D-Phenylglycinamid.HCl
beträgt: [α] = -100° (c = 0,8; Wasser). Die bei der obenbeschriebenen
Filtration erhaltene Mutterlauge wird bei 40 C und 12 mm Hg eingedampft,
wobei 3,3 g EindampfrUckstand anfallen.
. ' Von diesem EindampfrUckstand werden 0,5 g in 5 ml Wasser gelöst;
anschliessend setzt man 5 ml konzentrierte Salzsäure zu. Nach Filtrierung und Waschen mit 2-mal 3 ml Äthanol und 10 ml Äther fallen 0,6 g Phenylglycinamid.HCl
an; eine DUnnschichtchromatographie zeigt, dass es sich um ein reines Produkt handelt. Die spezifische Drehung dieses Phenylglycinamid.HCl beträgt:
[a]p° = +78° (c = 0,8; Wasser).
Aus diesem Wert geht hervor, dass der EindampfrUckstand hauptsächlich
aus L-Phenylglycinamid besteht.
2,8 g des Eindampfrückstandes werden auf die in Beispiel I beschriebene
Weise mit Hilfe von Le,watit Ionenaustauscher in L-Phenylglycinamid
umgesetzt. Von diesem L-Phenylglycinamid werden 0,5 g in 15 ml Wasser gelöst; die so erhaltene Lösung wird in einem kleinen Autoklav 45 Minuten lang mit
" ο
Hilfe eines Ölbades auf 160-170 C erhitzt. Das L-Phenylglycinamid racemisiert
unter diesen Bedingungen nahezu vollständig. Nach Abkühlung und Verdünnung mit
Wasser bis c = 0,8, wird die spezifische Drehung bestimmt: [ α] = +1,1°
(c = 0,8, Wasser).
Das Ergebnis der Aminosäure-Analyse des racemisierten Produktes ist:
92,5 % Phenylglycinamid und 7,5 % Phenylglycin.
In einem Kolben wird ein aus 3,0 g (0,02 gMol) DL-Phenylglycinamid
und 2,6 g (0,02 gMol) L-Pyrrolidoncarbonsäure bestehendes Gemisch bei 100 °C
in 10 ml Wasser gelöst. Nach Abkühlung werden die gebildeten Kristalle filtriert
und auf dem Filter mit 5 ml Äthanol gewaschen. Nach Trocknung bei 50 °c und
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12 mm Hg fallen 1,5 g L-Phenylglycinamidkristalle an (Ausbeute 53 %).
Die spezifische Drehung des aus der Kristallmasse gewonnenen L-Phenylglycinamid.HCl betragt: [oc] = +101,9 (c = 0,8; Wasser).
Beispiel III wird wiederholt, die Racemisierung wird diesmal jedoch
in Eisessig durchgeführt.
In einem mit einem Rückflusskühler versehenen Kolben werden in
50 ml Eisessig 0,5 g L-Phenylglycinamid eingeleitet; anschliessend wird die
Lösung auf den Siedepunkt erhitzt (120 C). Diese Temperatur wird 35 Minuten
beibehalten.
Die spezifische Drehung des ursprünglichen L-Phenylglycinamids
beträgt: [ot]D = +175 (c = 1, Eisessig).
Nach Abkühlung wird die spezifische Drehung des Phenylglycinamids bestimmt. Diese betragt: [ α ] = +12,5 (c = 1; Eisessig).
Aus diesem Wert geht hervor, dass das L-Phenylglycinamid nahezu völlig racemisiert wurde.
Eine Lösung von 0,3 g L-Phenylglycinamid, erhalten mit Hilfe des in
Beispiel III beschriebenen Verfahrens, in 18 ml Diäthylenglycoldimethyläther
ο
wird eine Stunde bei 162 C gesiedet.
wird eine Stunde bei 162 C gesiedet.
Die spezifische Drehung des L-Phenylglycinamids beträgt vor der Racemisierung: [ α Ί = +90° (c = 1,66; Diäthylenglycoldimethyläther).
Nach Abkühlung beträgt die spezifische Drehung des Phenylglycinamids:
[a]„ = +0,5° = +0,5° (c = 1,66; Diäthylenglycoldimethyläther).
Nach Eindampfung
amid an (Ausbeute 100 %).
amid an (Ausbeute 100 %).
Nach Eindampfung bei 50 C und 1 mm Hg fallen 0,3 g DL-Phenylglycin-
In einen mit einem Rührwerk versehenen Kolben werden eine Lösung von
3,0 g DL-Phenylglycinamid (0,02 gMol) in 45 ml Aceton und 5 ml Wasser eingeleitet;
anschliessend werden der Lösung 1,3 g D-Pyrrolidoncarbonsäure (0,01 gMol) zugesetzt. Unter Rühren wird die Temperatur auf 50 C gebracht und
wird noch 15 Minuten lang bei dieser Temperatur gerührt.
Nach Abkühlung wird noch eine halbe Stunde gerührt, wobei eine
Kristallmasse entsteht. Diese Kristallmasse wird filtriert und mit zweimal
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10 ml Aceton gewaschen; anschliessend wird bei 50 C und einem Druck von
12 mm Hg getrocknet. Es fallen 2,7 g D-Phenylglycinamid-D-Pyrrolidoncarbonsäure
an; Ausbeute 96,4 %.
Das so erhaltene D-Phenylglycinamid-D-Pyrrolidoncarbonsäure-Salz
wird auf die in Beispiel I beschriebene Weise in D-Phenylglycinamid.HCl
umgesetzt. Die spezifische Drehung beträgt: [ OC ] = -101,2° (c = 0,8;
Wasser).
Ein Gemisch von 4,5 g DL-Phenylglycinamid (0,03 gMol), 2,0 g
L-Pyrrolidoncarbonsäure (0,015 gMol), 22 ml Aceton und 3 ml Wasser wird in
einem Kolben eine halbe Stunde bei 50 C gerührt. Anschliessend wird bei
Zimmertemperatur noch 3 Stunden lang gerührt.
Das so erhaltene L-Phenylglycinamid-L-Pyrrolidonsäure-Salz wird
filtriert, mit 10 ml Aceton gewaschen und getrocknet. Es fallen 4,5 g an.
Das Filtrat wird mit 2 ml HCl angesäuert, das anfallende D-Phenylglycinamid.HCl
wird filtriert. Nach Waschen mit 3 χ 15 ml Aceton wird die Kristallmasse getrocknet. Es fallen 2,4 g D-Phenylglycinamid an; Ausbeute
86 %. Die spezifische Drehung betragt [ot] = -84 (c = 0,8; Wasser).
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Claims (8)
- PATENTANSPRÜCHEVerfahren zur Herstellung von optisch aktivem Phenylglycinamid, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus L- und D-Phenylglycinamid bestehendes Gemisch völlig oder teilweise in das Salz von Phenylglycinamid und optisch aktiver 2-Pyrrolidon-5-carbonsäure umgesetzt und ein im wesentlichen aus einem der Diastereo-Isomeren des vorgenannten Salzes bestehender Teil, aus dem anfallenden Produkt ausgeschieden wird.
- 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzbildung in einem flüssigen Medium erfolgt, in dem die betreffenden diastereoisomeren Salze unterschiedlich löslich sind.
- 3. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als flüssiges Medium Methanol, Äthanol, Isopropylalkohol, Aceton, Dioxan, Wasser oder ein Gemisch davon verwendet wird.'
- 4. Verfahren gemSss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je Mol DL-Phenylglycinamid 1 Mol 2-Pyrrolidon-5-Carbonsäure verwendet wird.
- 5. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je Mol DL-Phenylglycinamid \ Mol 2-Pyrrolidon-5-Carbonsäure verwendet wird.
- 6. Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das eventuell unerwünschte optisch aktive Phenylglycinamid mittels Erhitzung in einem Lösungsmittel racemisiert wird.
- 7. Optisch aktives Phenylglycinamid, erhalten unter Anwendung des Verfahrens ■ gemäss einem der Ansprüche 1-6.
- 8. D- und-L-2-Pyrrolidon-S-carbonsaure Salze von optisch aktivem Phenylglycinamid.609818/1101
Applications Claiming Priority (1)
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