DE2552871B2 - Optisch aktive Di- und Monoacetylester des Cyclopent-l-en-3,5-diols, optisch aktives Cyclopent-l-en-33-diol und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Optisch aktive Di- und Monoacetylester des Cyclopent-l-en-3,5-diols, optisch aktives Cyclopent-l-en-33-diol und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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Description
OCOCH3
CH3OCO
10
15
4. 3^-Diacetoxy-(S)-trans-cyclopent-l-en der
Formel
Il
OCCH3
H3CCO
5. (SHrans-Cyclopent-l-en-SS-diol der Formel
OH
der mindestens einen Bestandteil aus der Gruppe
(1) einen Diacetylester des (R)-trans-Cyck>pent-len-3,5-diols,
(2) einen Diacetylester des (S)-trans-Cyclopent-len-3,5-diols und
(3) einen Diacetylester des cis-Cyclopent-l-en-3,5-diols,
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man den Diacetylester des Cyc!opent-l-en-3£-dioIs
der Einwirkung eines Mikroorganismus oder Enzyms mit einer Selektivität hinsichtlich seiner
Geschwindigkeit der Hydrolyse der Acetyloxygnippe mit (R)-Konfiguration und der Acetyloxygruppe
mit (S)-Konfiguration des genannten Diacetylesters unterwirft, wobei der Mikroorganismus eine Hefe
der Species Saccharomyces und das Enzym ein in den Schalen von Citrusfrüchten enthaltenes hydrolytisches Enzym, ein vom faserartigen Fungus bzw.
Pilz des Genus Aspergiilus oder dem Siofrwechseiprodukt davon erhaltenes hydrolytisches Enzym
oder ein in Weizenkeimen enthaltenes hydrolytisches Enzym sind.
2. S.S-Diacetoxy-iRHrans-cyclopent-l-en der
Formel
H3CCO
O
3. S-Acetoxy-S-hydroxy-iRJ-trans-cyclopent-1 -en
der Formel
OH
H3CCO
O
HO
6. ^SJ-Acetoxy-SiRHiydroxycyclopent-l-en der
Formel
OH
H3CCO
O
Die Diacetylester von Cyclopent-l-en-S.S-diolen der
folgenden Formel I
OCOCH3
CH3OCO
weisen die folgenden drei Klassen von Stereokonfigurationsisomeren auf, nämlich:
I-A Ein Diacetylester von (R)-trans-Cyclopent-l-en-3,5-diol (im folgenden manchmal als (R)-trans-Diester
bezeichnet) der folgenden Formel I-A
50
OCOCH3
(I-A)
55
CH3OCO
I-B Diacetylester von (S)-trans-Cyclopent-l-en-3,5-diol (im folgenden manchmal als (S)-trans-Diester
bezeichnet) der folgenden Formel I-B
OCOCH3
(I-B)
CH3OCO'
I-C Ein Diacetylester vom cis-Cyclopent-l-en-SjS-diol
(im folgenden manchmal als cis-Diester bezeichnet) der folgenden Formel I-C
OCOCH3
OCOCH
>3
(I-C)
H3COCO
H,COCO
10
15
20
Die vorstehenden (R)-trans-Diester der Formel I-A
und (S)-trans-Dieser der Formel I-B sind optisch aktive
Verbindungen, jedoch sind die cis-Diester der Formel I-C optisch inaktive Verbindungen (meso-Isomere).
Wie aus den Stereokonfigurationsisomeren der vorstehenden Diester hervorgeht, weisen die Monoester
und Diole, die beispielsweise durch Hydrolyse der vorstehenden Diester erhalten werden, ebenfalls die
folgenden Stereokonfigurationsisomeren auf.
Monoacetylester
H-A Monoacetylester von (R)-trans-Cyclopent-l-en-3,5-diol
(im folgenden manchmal als (R)-trans-Monoester bezeichnet).
H-B: Monoacetylester von (S)-trans-Cyclopent-len-3,5-diol (im folgenden manchmal als (S)-trans-Monoester bezeichnet).
H-B: Monoacetylester von (S)-trans-Cyclopent-len-3,5-diol (im folgenden manchmal als (S)-trans-Monoester bezeichnet).
H-C ^SJ-Acetoxy-^R^hydroxy-cydopent-1 -en
(im folgenden manchmal als 3(S)-cis-Monoester bezeichnet).
H-D ^RJ-Acetoxy-^SJ-hydroxy-cyclopent-1 -en
(im folgenden manchmal als 3(R)-cis-Monoester bezeichnet).
Alle vorstehenden Verbindungen H-A bis H-D sind
optisch aktiv.
IH-A (R)-trans-Cyclopent-l-en-3,5-dioI (im folgenden
manchmal als (R)-trans-Diol bezeichnet).
HI-B (S)-trans-Cyclopent-l-en-3,5-diol (im folgenden manchmal als (S)-trans-Dio! bezeichnet).
IH-C cis-Cyclopent-l-en-S^-diol (im folgenden manchmal als cis-Diol bezeichnet).
HI-B (S)-trans-Cyclopent-l-en-3,5-diol (im folgenden manchmal als (S)-trans-Dio! bezeichnet).
IH-C cis-Cyclopent-l-en-S^-diol (im folgenden manchmal als cis-Diol bezeichnet).
Darunter sind die vorstehenden trans-Diole HI-A und IH-B optisch aktive Verbindungen, jedoch wird das
vorstehende cis-Diol HI-C durch dieselbe Formel wie diejenige des vorstehenden Diesters I-C ausgedrückt
und ist eine optisch inaktive Verbindung.
Es ist bekannt, Diacylester von Cyclopent-l-en-3,5-diol
beispielsweise durch solche Methoden herzustellen, wie (i) Behandlung von l,4-Dibromcyclopent-2-en in der
Wärme mit einem Kaliumsalz einer aliphatischen Carbonsiäure, wie Kaliumacetat; (ii) Behandlung von
l,4-Dibromcyclopent-2-en in einer aliphatischen Carbonsäure mit einem Silbersalz dieser Carbonsäure unter
Erwärmung und (iii) Umsetzung von 1,4-Dibromcyclopent-2-en
mit einem Tetraäthylammoniumsalz der genannten aliphatischen Carbonsäure in Aceton (L N.
Owen und S m i t h, J. Chem. Soc. (1952) 4035].
Darüber hinaus können diese Diacylester auch nach einem Verfahren hergestellt werden, das darin besteht,
daß man eine Lösung von l,4-Dibromcyclopent-2-en in einem in Wasser schwer löslichen organischen Lösungsmittel
mit einer wäßrigen Lösung eines Metallsalzes der
30
35
40
45
50
53
60
b5 genannten aliphatischen Säure in Gegenwart einer kationischen oberflächenaktiven Verbindung umsetzt
[T.Toru, S.Kurozumi et aL, Synthesis (1974) 867.]
Wenn jedoch das l,4-Dibromcyclopent-2-en kristallisiert
und getrennt wird, ist es zwar möglich, das cis-Isomere, jedoch nicht das trans-Isomere abzutrennen.
Es ist daher nicht möglich, den trans-Diacetylester (I-A+1-B) durch die vorstehenden Verfahren direkt
herzustellen.
Obwohl es einerseits — wenn auch mit Schwierigkeiten
verbunden — möglich ist, das cis-Isomere und das trans-Isomere durch genaue fraktionierte Destillation
aus dem nach den vorstehenden verschiedenen Methoden hergestellen Diacetylester (I) zu trernen, war es
unmöglich, das optisch aktive trans-'somere des Diacetylesters (I) nach einer dieser Methoden zu
trennen.
Es ist daher Ziel der Erfindung, aus einem Diacetylester des optisch inaktiven Cyclopent-l-en-3,5-diols
[Diacetylester (I)] optisch aktive Diacetylester oder optisch aktive Monoester desselben oder optisch
aktives Cyclopent-l-en-3,5-dioI herzustellen, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus den vorstehenden Verbindungen (R)-trans-Diester (I-A), (S)-trans-Diester
(I-B), (R)-trans-Monoester (H-A), (S)-trans-Monoester
(H-B), 3(S)-cis-Monoester (H-C), (R)-trans-Diol (HI-A)
und (S)-trans-Diol (HI-B). Ein derartiges Verfahren soll auch in der Lage sein, die optische Reinheit einer Dioder
Monoes*.erzusammensetzung, die mindestens einen entweder der genannten optisch aktiven trans-Dioder
-Monoester oder cis-Monoester enthält, weiter zu erhöhen.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines optisch aktiven Diacetylesters des
Cyclopent-l-en-3,5-diols, seines optisch aktiven Monoacetylesters oder seines optisch aktiven Diols aus einem
Diacetylester des Cyclopent-l-en-3,5-diols der Formel
OCOCH3
CH3OCO
der mindestens einen Bestandteil aus der Gruppe
(1) einen Diacetylester des (R)-trans-Cyclopent-l-en-3,5-diols,
(2) einen Diacetylester des (S)-trans-CycIopent-l-en-3,5-dioIs
und
(3) einen Diacetylester des cis-Cyclopent-l-en-3,5-diols,
enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den
Diacetylester des Cyclopent-l-en-3,5-diols der Einwirkung eines Mikroorganismus oder Enzyms mit einer
Selektivität hinsichtlich seiner Geschwindigkeit der Hydrolyse der Acetyloxygruppe mit (R)-Konfiguration
und der Acetyloxygruppe mit (S)-Konfiguration des genannten Diacetylesters unterwirft, wobei der Mikroorganismus
eine Hefe der Species Saccharomyces und das Enzym ein in den Schalen von Citrusfrüchten
enthaltenes hydrolytisches Enzym, ein vom faserartigen Fungus bzw. Pilz des Genus Aspergillus oder dem
Stoffwechselprodukt davon erhaltenes hydrolytisches Enzym oder ein in Weizenkeimen enthaltenes hydrolytisches
Enzym sind.
Weiterhin können erfindungsgemäß die Diacetyl-
Weiterhin können erfindungsgemäß die Diacetyl-
ester, die mindestens einen Diacetylester des (R)-trans-Cyclopent-l-en-33-diols [(R)-trans-Diester (1-A)] oder
einen Diacetylester des (S)-trans-Cyclopent-l-en-3,5-diols [(S)-trans-Diester (1-B)] enthalten, in einem
Kulturmedium der Einwirkung entweder eines Mikroorganismus oder eines Enzyms, der bzw. das eine
Selektivität in der Hydrolysegeschwindigkeit zwischen der Acetoxygruppe der (R)-Konfiguration und der
Acetoxygruppe der (S)-Konfiguration aufweist unterworfen werden, um mindestens den genannten
(R)-trans-Diester (I-A) und den genannten (S)-trans-Diester (I-B) im genannten Medium als Ester oder Diole
von unterschiedlichen Acrylierungsgraden anzusammeln, wodurch der genannte (R)-trans-Diester (I-A) und
(S)-trans-Diesier (I-B) selektiv hydrolysiert werden und
gcwfinschtenfalls mindestens eines der genannten selektiv hydrolysieren (R)-trans-Isomeren und
(S)-trans-Isomeren aus dem Kulturmedium abgetrennt und gewonnen wird.
Ausgangsmateriaüen für das erfindungsgemäße Verfahren können auch diejenigen sein, die
V) den (R)-trans-Monoester (H-A) und
2') den (S)-trans-Monoe3ter (H-B) und zusätzlich
3') dencis-Diester(I-C)
enthalten.
Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Ausgangsmaterial kann das Verhältnis von (R)-trans-Diester zu
(S)-trans-Diester jeden gewünschten Wert aufweisen.
Wird als Ausgangsmaterial ein Diacetylester des cis-Cyclopent-l-en-3^-diols der Einwirkung der vorste- jo
henden Mikroorganismen oder Enzyme unterworfen, so können das cis-Cyclopent-l-en-S.S-diol (MI-C) oder
seine Monoester (H-C und/oder H-D) im Kulturmedium angereichert werden.
Als Verfahren zur Hydrolyse von Estern mit Mikroorganismen waren zwar bisher bekannt, beispielsweise die Hydrolyse der Cyclopentenonderivate mit der
Saccharomyces-Species, wie von William J. Marsheck und Musateru M i y a η ο [s. Biochimica et
Biophysica Acta, 316, 363 (1973)] angegeben, die Hydrolyse des 15-Desoxyprostaglandin-Ei-äthylesters
mit Backhefe, wie von Charles J. S i h et al. [s. Journal of Chemical Society, Chemical Communication, 240 (1970)]
beschrieben oder die Hydrolyse des Prostaglandin-Eimethylesters mit Rhizopus oryzae, wie von Charles J.
S i h et al. [s. Journal of American Chemical Society, 97, 857 (1975), 97,865 (1975)] veröffentlicht Die Hydrolyse
der Diacetylester des Cyclopent-l-en-3,5-diols mit Mikroorganismen war jedoch nicht bekannt So handelt
es sich beispielsweise auch bei den aus Helvetica Chimica Acta, Band 56/1, Seite 449, Formel I, 1973
dargestellten Verbindungen allenfalls um eine racemische Mischung der (S)-Isomeren und (R)-Isomeren.
Eine erfindungsgemäß bevorzugt verwendbare Hefe der Saccharomy-ces-Species ist die der Gattung
Saccharomyces cerevisiae, die als im Handel erhältliche Bäckerhefe bekannt ist
Besonders vorteilhaft als in den Schalen von Citrusfrüchten enthaltenes hydrolytisches Enzym ist
Citrusacetylesterase, während als hydrolytisches Enzym, das aus einem faserartigen Pilz oder Fungus bzw.
Fadenpilz erhalten wird, ein solches aus Aspergillus niger oder dessen Stoffwechselprodukt besonders
geeignet ist Weiterhin ist Weizenkeimlipase als in Weizenkeimen enthaltenes hydrolytisches Enzym besonders geeignet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind die folgenden Verbindungen:
Diacetylester von (R)-srans-Cyclopent-l -en-3,5-diol der Formel
Il
OCCH3
H3CCO
O
Monoacetylester von (RHrans-Cyclopent-1-en-3,5-diol der Formel
OH
H3CCO
O
Diacetylester von (SJ-trans-Cyclopent-l-en-3,5-diol der Formel
H3CCO
(S)-trans-Cyclopent-l-en-3,5-diol der Formel OH
HO
SiSJ-Acetoxy-SiRJ-hydroxycyclopent-l-en der
Formel
OH
Die neuen erfindungsgemäßen Verbindungen sind als Ausgangsmaterialien für Produkte wertvoll, die bei der
Herstellung von Prostaglandin oder seiner Analoga, Insbesondere von Verbindungen vom Prostaglandin
Ε-Typ, verwendet werden. Da Prostaglandin pharmakologische Aktivitäten, wie eine hypotensive Aktivität,
eine Aktivität der Kontraktion der glatten Muskulatur, eine antiinflammatorische Aktivität, eine Aktivität der
Inhibierung der Blutplättchenaggregation und eine Aktivität der Inhibierung der Magensekretion aufweist,
fand es auf dem Gebiet der Medizin und Arzneimittel große Beachtung. Darüber hinaus sind die Cyclopentendiole
und deren Derivate, die nach dem erfindungsge- r,
mäßen Verfahren erhalten werden, auch als Zwischenprodukte für Duftstoffe oder landwirtschaftliche Chemikalien
vom Pyrethroidtyp und deren Analoga wertvoll.
1. Verwendung einer Hefe, die der Saccharomyces- (()
Species angehört
Erfindungsgemäß ist es möglich, wenn ein Kulturmedium, das den Diacetylester (I) enthält, mit einer Hefe
angeimpft wird, die der Saccharomyces-Species angehört, vorzugsweise Bäckerhefe, durch Ausnutzung der ir>
Selektivität im Hinblick auf die Hydrolyse der (R)- und (S)-Stellungen des; trans-Diesters im Kulturmedium
mindestens eine Verbindung anzureichern aus der Gruppe, bestehend aus (i) dem Diacetylester des
(RJ-trans-Cyclopent-l-en-S.S-diolsßRJ-trans-Diester
(1-A)], (ii) dem Monoacetylester des (R)-trans-Cyclopent-l-en-3,5-diols
[(R)-trans-Monoester (H-A)] und (iii) dem (S)-trans-Cyciopent-l-en-3,5-diol [(S)-trans-Diol
(HI-B)}
Somit kann erfiridungsgemäß mindestens eine dieser Verbindungen I-A, H-A und III-B, die im Kulturmedium
angereichert wurden, daraus abgetrennt und gewonnen werden. Andererseits ist es auch gewünschtenfalls
möglich, die Zusammensetzung, die in einer erhöhten Konzentration mindestens eine der vorstehenden
Verbindungen I-A, H-A und III-B enthält, zu gewinnen.
Alle diese Verbindungen I-A, H-A und III-B sind optisch aktive Stereokonfigurationsisomere.
Da ferner beide Verbindungen I-A und II-A Isomere darstellen, die in das (R)-trans-Diol (IH-A) überführbar
sind, wird es möglich, durch Abtrennung der vorstehenden
Verbindungen I-A und H-A von der Verbindung HI-B schließlich das (R)-trans-Diol und das (S)-trans-Diol
zu trennen.
Als mit den vorstehenden Hefen anzuimpfendes Kulturmedium kann jegliches üblicherweise verwendetes
zur Anwendung gelangen, solange es Hefen kultivieren bzw. züchten kann.
Verwendbar sind beispielsweise diejenigen, die in Kobo no Bunrui Ivoteiho (Identification methods of
yeasts) Todai Shuppankai, S.38 und Pan Kobo (Baker's yeast), Tomotaro Sato, ed, Korinshoin,
genannt werden. Ein solches Kulturmedium ist ferner
auchinR-P.Lanzilotta, D.G.Brudley und K. M.
McDonald, Applied Microbiology, 27, 130 (1974); W.J. Marsheck und M. Miyano, Biochim,
Biophysica Acta, 316,363 (1973) erwähnt
Bei der Verwendung von ruhenden Zellen, wie Hefe, kann jegliche wäßrige Lösung, in der die Zellen ruhend
verbleiben können, wie entionisiertes Wasser oder eine Pufferlösung als Lösung, in der die Zellen dispergiert
werden, verwendet werden. Jedoch ist das Verfahren, bei dem eine wäßrige Lösung, die Glucose und
monobasisches Natriumphosphat enthält, verwendet wird, auf Grund seiner hohen Umwandlung des
Substrats bevorzugt
Als Verfahren zur Animpfung der vorstehenden Hefen können Verfahren wie die folgenden genannt
werden.
(1) Ein Verfahren der Animpfung eines das Substrat b5
enthaltenden Kulturmediums mit den Hefezellen und Durchführung der Züchtung der Zellen darin.
(2) Ein Verfahren der Durchführung der Züchtung der
Hefezellen durch stufenweise Zugabe des Substrats, während das Zellenwachstum erfolgt.
(3) Ein Verfahren, das darin besteht, daß man zunächst die Hefezellen züchtet und danach letztere als ruhende Zellen mit dem Substrat in Berührung bringt.
(3) Ein Verfahren, das darin besteht, daß man zunächst die Hefezellen züchtet und danach letztere als ruhende Zellen mit dem Substrat in Berührung bringt.
Unter diesen Verfahren ist (3) auf Grund seiner hohen Umwandlung des Substrats bevorzugt. Das Substrat
wird in einer solchen Konzentration, die das Wachstum der Hefezellen erlaubt, verwendet, wobei die bevorzugte
Konzentration etwa 0,05 bis 25 Gewichts-%, bezogen auf die Kulturflüssigkeit bzw. -brühe, beträgt. Andererseits
beträgt, wenn die ruhenden Zellen nach dem Verfahren (3) verwendet werden sollen, die Konzentration
des Substrats geeigneterweise etwa 1,0 bis 20 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der Hefezellen.
Wie vorstehend erwähnt, besitzen die Hefen, die der Saccharomyces-Species angehören, und insbesondere
Bäcker-Hefe, eine Selektivität hinsichtlich ihrer Geschwindigkeiten der Hydrolyse der Acetoxygruppen
der (R)- und (S)-Konfigurationen von insbesondere trans-Isomeren des vorstehenden Diacetylesters (I).
Jedoch wurde als Folge der durchgeführten Untersuchungen gefunden, daß die Hydrolyse-Geschwindigkeit
des cis-Isomeren die schnellste war, während die Hydrolyse-Geschwindigkeit des (S)-trans-Isomeren und
des (R)-trans-Isomeren in der angegebenen Reihenfolge langsamer waren.
Somit wird es erfindungsgemäß möglich, den vorstehend genannten optisch inaktiven Diester (I)
durch Nutzbarmachung dieses Unterschiedes in den Hydrolyse-Raten und durch geeignete Einstellung der
Reaktionszeit, beispielsweise der Inokulationszeit der genannten Hefe, und der Bedingungen der Inokulation
optisch zu spalten.
Weiterhin folgt aus dem Vorstehenden, daß das erfindungsgemäße Verfahren in seiner Anwendung
nicht auf Substrate beschränkt ist, die optisch inaktiv sind, d. h. eine Mischung bestehend aus gleichen Mengen
des trans-Isomeren und des cis-Isomeren, sondern auch auf solche angewandt werden kann, in welchen das eine
oder das andere etwas weniger beträgt, d. h. ein Substrat
von niedriger optischer Reinheit Ein Substrat dieser Art kann beispielsweise dadurch erhalten werden, daß man
den Unterschied in den Hydrolyse-Raten ausnützt durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf
einen Diacetylester des Cyclopent-l-en-33-diols, in dem
das trans-Isomere reichlich vorhanden ist, und dann dieses gewinnt
Somit kann ein optisch aktives Isomeres von hoher optischer Reinheit dadurch erhalten werden, daß man
die vorliegende Erfindung gemäß der vorstehend beschriebenen Weise wiederholt anwendet
Wenn beispielsweise ein Diacetylester des Cyclopentl-en-3,5-diols
als Substrat verwendet wird, verschwindet der cis-Diester (I-C) in 9 bis 12 Stunden
beispielsweise bei einer Züchtungstemperatur von 32° C, während die cis-Isomeren des Monoacetylesters des
genannten Diols (II-C, H-D), die gleichzeitig gebildet
werden, einen maximalen Wert innerhalb 3 bis 6 Stunden aufweisen und in 17 bis 20 Stunden
verschwinden. Andererseits verschwindet etwa eine Hälfte des trans-Isomeren des Diacetylesters des
genannten Diols (I-A und I-B) in etwa 12 Stunden, während die trans-Isomeren des Monoacetylesters des
genannten Diols (II-A und H-B), die gleichzeitig gebildet
werden, einen maximalen Wert in etwa 12 bis 15 Stunden aufweisen.
Wie vorstehend erwähnt, hydrolysiert die Hefe, die der Saccharomyces-Species angehört, und insbesondere
Bäcker-Hefe, das (S)-trans-Isomere mit einer höheren Geschwindigkeit als das (R)-trans-lsomere.
Bei der Hydrolyse der trans-Diester in der vorstehend beschriebenen Kultur ergibt sich dementsprechend, daß
beispielsweise, wenn die Kultur 17 Stdn. durchgeführt
wird, in der Zusammensetzung der im Kulturmedium anwesenden Diester und Monoester der trans-Isomeren
die (R)-trans-Isomeren beträchtlich angereicherter sind als die (S)-trans-Isomeren. Andererseits wird die
Zusammensetzung der Diole reicher an (S)-trans-Isomeren.
Wenn die Kultivierungszeit über 17 Stdn. verlängert wird, schreitet die Hydrolyse weiter fort, und
die Mengen der Diester und Monoester von trans-Isomeren nimmt nach und nach ab. Andererseits nimmt die
Menge der trans-Diole zu. In etwa 30 Stdn. beispielsweise
wird die Zusammensetzung der Diester und Monoester im Kulturmedium noch reicher an (R)-trans-Isomeren,
wobei etwa 70 bis 90% solche Isomeren sind. Im Falle der Zusammensetzung der Diole andererseits
wird das Verhältnis von (S)-trans-Isomeren zu (R)-transisomeren
noch näher als das bei 17 Stdn. Züchtung beobachtete. Dieser Trend wird bei Verlängerung der
Züchtungszeit noch ausgeprägter.
Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, wird es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, verschiedene
optisch aktive Verbindungen, beispielsweise durch Steuerung der Züchtungszeit, zu erhalten.
Als im erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Züchtungszeit werden etwa 12 bis 120 Stunden
bevorzugt, wobei etwa 24 bis 72 Stunden besonders bevorzugt sind.
Obwohl die Züchtungstemperatur jegliche sein kann, die es den Hefezellen erlaubt, zu überleben, wird eine
Temperatur von 25 bis 45° C bevorzugt
Zur Erhöhung der Umwandlungsrate ist es bevorzugt, daß das Substrat, wie beispielsweise die vorstehenden
Diester und Monoester, gleichförmiger in der Kulturflüssigkeit dispergiert ist Es ist bevorzugt, beim
gleichmäßigen Dispergieren eines wasserunlöslichen Substrats in der Kulturflüssigkeit die Kulturflüssigkeit
zu bewegen. Es ist besonders bevorzugt, entweder eine
Rührschaufel oder einen Propeller zu verwenden und die Kulturflüssigkeit heftig zu bewegen, um das Substrat
in der Kulturflüssigkeit als Teilchen kleinerer Größe gleichmäßig zu dispergieren.
Die Isolierung des Produktes kann leicht in üblicher Weise erfolgen. Beispielsweise kann das Rohprodukt
leicht dadurch erhalten werden, daß man das Produkt aus der Kulturflüssigkeit mit den üblichen organischen
Lösungsmitteln, beispielsweise Äthylacetat, Äther, Chloroform, Benzol, Hexan und Cyclohexan, extrahiert
und danach die Extrakte in üblicher Weise behandelt Bei der Durchführung der wirksamen Gewinnung des
Produktes ist es erwünscht, sich der Aussalzmethode und der kontinuierlichen Extraktionsmethode zu bedienen.
Die Säulenchromatographie-Methode oder die Dünnschichtchromatographie-Methode wird zur Reinigung
des Rohproduktes verwendet
Anderersiets kann der so isolierte trans-Diester oder
trans-Monoester, dessen optische Aktivität erhöht wurde, als Ausgangsmaterial verwendet werden, oder
das vorstehende Diol oder der Monoester, dessen optische Reinheit in einem größeren Ausmaß erhöht
wurde, kann ebenfalls nach Acylierung mit Hilfe einer geeigneten Methode und Umwandlung zu dessen
Monoester oder Diester als Ausgangsmaterial verwendet werden, und eine weitere Erhöhung der optischen
Reinheit kann dadurch erzielt werden, daß man erneut die erfindungsgemäße Züchtungsmethode anwendet,
worauf sie in üblicher Weise getrennt werden.
r) Es wird somit nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren ermöglicht, mindestens eine der Verbindungen (i) (R)-trans-Diester (I-A), (ii) (R)-trans-Monoester (H-A) und (iii) (S)-trans-Diol (HI-B) oder die genannten optisch aktiven Diester, Monoester oder Diole, in denen
r) Es wird somit nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren ermöglicht, mindestens eine der Verbindungen (i) (R)-trans-Diester (I-A), (ii) (R)-trans-Monoester (H-A) und (iii) (S)-trans-Diol (HI-B) oder die genannten optisch aktiven Diester, Monoester oder Diole, in denen
ίο wenigstens eine dieser Verbindungen in einer noch
höheren Konzentration enthalten ist, zu erhalten.
Die Verbindungen I-A, H-A und HI-B, die nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, sind nach an sich bekannten Verfahren ineinander überführbar,
wie z. B. durch alkalische Hydrolyse und Acylierung. Weiterhin kann das geschützte 4-Hydroxycyclopent-2-en-l-on
von diesen Verbindungen nach einer geeigneten Methode abgeleitet werden. Wenn anschließend
dieses geschützte 4-Hydroxycyclopent-2-en-l-on «, /3-dialkyIiert wird, kann leicht eine Verbindung vom
Prostaglandin Ε-Typ erhalten werden.
2-1. Verwendung von (A) dem hydrolytischen Enzym,
das in der Schale von Citrusfrüchten enthalten ist,
oder (B) dem hydrolytischen Enzym, erhalten vom
faserartigen Fungus, der dem Genus Aspergillus
angehört, oder seinem Stoffwechselprodukt
oder (B) dem hydrolytischen Enzym, erhalten vom
faserartigen Fungus, der dem Genus Aspergillus
angehört, oder seinem Stoffwechselprodukt
Wenn erfindungsgemäß ein Kulturmedium, enthaltend den vorstehenden Diacetylester (I), angeimpft wird
jo mit (A) dem hydrolytischen Enzym, das in der Schale
von Citrusfrüchten enthalten ist oder (B) dem hydrolytischen Enzym, das vom faserartigen Fungus, der
dem Genus Aspergillus angehört, oder seinem Stoffwechselprodukt
erhalten wird, ist es möglich, unter Nutzbarmachung der Unterschiede in den Hydrolysegeschwindigkeiten
dieser Enzyme (A) und (B) bei der Hydrolyse der Acetoxygruppen der (R)- und (S)-Konfigurationen
des Diacetylesters (I), insbesondere seiner trans-Isomeren, im genannten Kulturmedium mindestens
eine der Verbindungen anzureichern aus der Gruppe bestehend aus (i) dem (S)-trans-Diester (I-B), (ii)
dem (R)-trans-Monoester (H-A) und (iii) dem 3(S)-Acetoxy-5(R)-hydroxycyclopent-l-en,
d.h. dem vorstehenden 3(S)-cis-Monoester (H-C).
Somit ist es erfindungsgemäß möglich, auch unter Verwendung der vorstehenden Enzyme (A) oder (B) und
indem man in derselben Weise arbeitet wie in dem Fall, bei dem die vorstehenden Hefen, die der Species
Saccharomyces angehören, verwendet werden, mindestens
eine der vorstehenden Verbindungen I-B, II-A und H-C abzutrennen und zu gewinnen. Es ist ferner
auch möglich, gewünschtenfalls die genannte Diesterzusammensetzung
oder Monoesterzusammensetzung, die mindestens eine dieser Verbindungen in einer höheren
Konzentration enthält, zu gewinnen.
Als das vorstehende hydrolytische Enzym (A) wird vorteilhafterweise das als Citrusacetylesterase bekannte
Enzym verwendet [vergL »Archiv. Biochem.«, 15, 415
(1947)].
Das in der enzymatischen Reaktion verwendete Enzym kann in Form eines Enzyms, erhalten durch die
übliche Enzym-Reinigungsmethode, eines roh gereinigten Enzyms, erhalten durch Fraktionierung mit Ammoniumsulfat
oder einem organischen Lösungsmittel, oder eines rohen Enzyms, wie ein zerstoßenes Produkt der
Schalen von Citrusfrüchten oder ein Extrakt davon, verwendet werden.
Andererseits ist mit Vorteil als das vorstehende
Andererseits ist mit Vorteil als das vorstehende
hydrolytische Enzym (B) das hydrolytische Enzym, hergestellt aus Aspergillus niger ATTCC 9142 (Hinterlegungsinstitut:
American Type Culture Collection, Maryland, USA), verwendbar. Somit können die in
diesen enzymatischen Reaktionen verwendeten hydrolytischen Enzyme in jeglicher von solchen Formen
vorliegen, wie das Enzym, erhalten durch die übliche Enzym-Reinigungsmethode, das roh gereinigte Enzym,
erhalten beispielsweise durch Fraktionierung mit Ammoniumsulfat oder einem organischen Lösungsmittel,
oder ein Rohenzym, wie eine Kultur, Kulturflüssigkeit oder Zellen oder Mikroorganismen, sowie deren
Extrakte.
2-2. Verwendung des hydrolytischen Enzyms (C),
das in Weizenkeimen enthalten ist
das in Weizenkeimen enthalten ist
Erfinclungsgemäß ist es auch möglich, ein Kulturmedium,
das den Diacetylester (I) enthält, mit einem hydrolytischen Enzym (C) anzuimpfen, das in Weizenkeimen
enthalten ist, und unter Ausnutzung in gleicher Weise, wie vorstehend beschrieben, der Selektivität in
den hydrolytischen Raten im Kulturmedium mindestens eine der Verbindungen von (i) (R)-trans-Diester (I-A), (ii)
(R)-trans-Monoester (H-A) und (iii) 3(S)-cis-Monoester (H-C) anzuhäufen.
Demnach können die vorstehenden optisch aktiven Verbindungen I-A, H-A und H-C unter Verwendung des
Enzyms (C) isoliert werden, indem man in derselben Wjise, wie vorstehend beschrieben, arbeitet. Die
Diester- oder Monoester-Zusammensetzungen, die diese Verbindungen in einer höheren Konzentration
enthalten, können ebenfalls hergestellt werden.
Als solches Enzym (C) ist mit Vorteil beispielsweise Weizenkeimlipase (Glycerinester-Hydrolase EC Nr.
3.1.1.3) verwendbar. Es kann auch ein Enzym jeglicher Form, hergestellt wie im Falle des vorstehenden
Aspergillus niger, verwendet werden.
3. Es ist somit erfindungsgemäß möglich, einen Diester, Monoester oder ein Diol, enthaltend mindestens
eines der vorstehenden optischen Isomeren, in einer höheren Konzentration herzustellen durch Animpfen
des vorstehenden Diacylesters (I) mit entweder den vorstehend unter 1 beschriebenen Hefen der
Saccharomyces-Species oder den vorstehend unter 2-1 und 2-2 beschriebenen hydrolytischen Enzymen (A), (B)
und (C), wonach diese hergestellten Diester, Monoester oder Diole aus dem Kulturmedium abgetrennt werden.
Im Falle des Diols kann dieses nach einer wie vorstehend beschriebenen geeigneten Methode in einen
Diester oder Monoester überführt werden, und der Monoester kann gegebenenfalls in den Diester überführt
werden, der dann erneut mit den vorstehenden Hefen oder dem hydrolytischen Enzym (A), (B) oder (C)
angeimpft werden kaiüj, um eine Zusammensetzung von
noch höherer optischer Reinheit herzustellen. Dies bedeutet, daß es erfindungsgemäß möglich ist, das
erfindungsgemäße Verfahren durch geeignete Kombination der vorstehenden Hefen oder Enzyme und
Durchführung des Arbeitsganges so oft als möglich durchzufahren.
Als Reaktionslösung, mit der das Enzym (A), (B) oder (C) angeimpft wird, kann jegliche verwendet werden,
die die Aktivität des Enzyms beibehalten kann, wie entionisiertes Wasser oder eine Pufferlösung. Verwendbare
Pufferlösungen sind beispielsweise diejenigen, die in »Data for Biochemical Research« von R. M. C.
Dawson, D.CElliott, W.H.EIliott und K. M. Gones, Oxford, Clarendon Press, 1969, Seite 475
genannt sind. Obwohl als lonenkonzentration der Pufferlösung diejenige, die eine wesentliche enzymatische
Aktivität erlaubt, zufriedenstellend ist, ist eine molare Konzentration von 1 χ 10~5 bis 5,0 bevorzugt.
-, Andererseits ist der ρκ-Wert zufriedenstellend, der eine
wesentliche enzymatische Aktivität erlaubt. Besonders bevorzugt ist jedoch ein pH-Wert im Bereich von ±2,0
um den optimalen pH- Wert des verwendeten Enzyms.
Obwohl andererseits die Konzentration des Sub-
Ki strats, wie beispielsweise des Diacetylesters (I) oder des
vorstehenden Monoesters, jegliche sein kann, die eine wesentliche enzymatische Aktivität ermöglicht, ist eine
Konzentration bevorzugt in der Größenordnung von 1 χ 10-4 bis 25,0 Gewichts-%, bezogen auf die Reak-
Γ) tionsflüssigkeit, wobei eine Konzentration in der
Größenordnung von lxlO~3 bis 5,0 Gewichts-%
besonders bevorzugt ist.
Die Reaktionszeit, während der diese Enzyme verwendet werden, ist vorzugsweise eine von beispielsweise
etwa 6 bis 120 Stunden, jedoch ist eine Zeit von 12
bis 48 Stunden besonders bevorzugt. Als Reaktionstemperatur ist diejenige zufriedenstellend, die das Fortschreiten
der enzymatischen Reaktion ermöglicht, jedoch ist eine Temperatur von 25 bis 45° C bevorzugt.
2r> Zur Erhöhung der Hydrolyse-Rate des Ausgangsmaterials
zum gewünschten Produkt ist es erfindungsgemäß erwünscht, daß das Substrat möglichst gleichmäßig in
der Reaktionsflüssigkeit dispergiert ist, und somit wird vorzugsweise die Reaktionsflüssigkeit bewegt bzw.
jo gerührt, um das Substrat, welches eine wasserunlösliche
Verbindung ist, gleichmäßig zu dispergieren. Es ist besonders bevorzugt, eine Rührschaufel oder einen
Propeller zu verwenden und heftig zu rühren bzw. zu bewegen, um eine gleichmäßige Dispersion des
Substrats in der Reaktionsflüssigkeit als Teilchen von kleinstmöglicher Größe zu erzielen.
Wie im Falle der Verwendung von Hefe (vorstehend unter 1) beschrieben, kann die Isolierung des gewünschten
Produktes in üblicher Weise leicht erfolgen durch eine Methode der Extraktion mit einem organischen
Lösungsmittel oder eine Methode der Abtrennung des Produktes durch Säulenchromatographie unter Verwendung
eines Ionenaustauscherharzes oder eines synthetischen Absorbens. Beispielsweise kann das
Rohprodukt des gewünschten Cyclopentenderivats dadurch erhalten werden, daß man das Produkt aus der
Reaktionsflüssigkeit mit einem üblichen organischen Lösungsmittel, beispielsweise Äthylacetat, Äther, Chloroform,
Benzol, Hexan und Cyclohexan, extrahiert,
so wonach die Extrakte in üblicher Weise, wie Entfernung des Lösungsmittels durch Verdampfung, behandelt
werden.
Um die Gewinnung des Produktes wirksam durchzuführen, ist die Anwendung des Aussalzens und der
kontinuierlichen Extraktionsmethode noch bevorzugter. Die Reinigung des Rohproduktes erfolgt mit Hilfe
solcher Methoden, wie Säulenchromatographie, präparative Dünnschichtchromatographie und präparative
Gaschromatographie.
Die Hefen, wie die vorstehende Bäcker-Hefe, besitzen das Merkmal, daß, obwohl die Ausbeute des
gewünschten optisch aktiven Produktes im allgemeinen niedrig ist, wenn diese Hefen verwendet werden, das
erhaltene Produkt in sehr hoher optischer Reinheit erhalten werden kann. Andererseits ist ein Merkmal des
Verfahrens unter Verwendung der vorstehenden Enzyme (A), (B) und (C), daß, obwohl die optische
Reinheit des gewünschten Produktes niedriger ist, als
anwesend waren. Dies zeigt die Anwesenheit eines Enantiomeren in einer Menge von 90% e.e. [enantiomerem
Überschuß] an. Somit beträgt die maximale wenn Bäcker-Hefe verwendet wird, die Monoester, in
denen die vorstehende optische Aktivität erhöht wurde, in einer außerordentlich hohen Ausbeute erhalten
werden können. Darüber hinaus bestehen derartige Vorteile, wie beispielsweise, daß, da im Falle der
Methode unter Verwendung dieser Enzyme die Reinheit des Enzyms erhöht werden kann, Nebenreaktionen
außer der gewünschten Hydrolyse aufgehalten bzw. verhindert werden können. Darüber hinaus ist es
möglich, diese Enzyme auf einem Trägermaterial, d. h. als immobilisierte Enzyme, zu verwenden.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung. Wenn nicht anders
angegeben, beziehen sich die Teile auf das Gewicht.
Verfahren zur Bestimmung der absoluten Konfiguration
(a) Bestimmung der absoluten Konfiguration von Cyclopent-1 -en-3,5-dioI
Es wurde Bäcker-Hefe verwendet, und die Züchtung des Substrats 3,5-Diacetoxycyclopent-l-en (Molverhältnis
von cis-Isomerem zu trans-Isomerem = 54:46) wurde 17 Stunden durchgeführt, um ein Produkt zu
erhalten, welches durch Säulenchromatographie getrennt wurde, um Cyclopent-1-en-3,5-diol (Molverhältnis
von cis-Isomerem zu trans-Isomerem = 55 :63) mit [«]■„"= — 44° zu erhalten. Die vorstehenden cis/trans-Verhältnisse
wurden durch Gaschromatographie und NMR bestimmt. Die Bestimmung der absoluten Konfiguration des so erhaltenen Diols wurde wie folgt
durchgeführt
Dieses Diol wurde zunächst in an sich bekannter Weise in das Dibenzoat überführt, welches dann durch
alkalische Hydrolyse in das Monobenzoat überführt wurde. Dieses wurde dann in 4-BenzoyIoxycyclopent-2-en-l-on
durch Oxydation mit Chromsäure unter Verwendung von Aceton als Lösungsmittel überführt
(es wurde vorab bestätigt, daß keine Veränderungen in der absoluten Konfiguration der Substituent-tragenden
Kohlenstoffatome als Foige der vorstehenden verschiedenen Reaktionsstufen auftraten).
Bei der Untersuchung des Zirkulardichroismus des erhaltenen Produktes wurde ein negativer Cotton-Effekt
([θ]226= -47 900°, c=3,2xlO-5) beobachtet Es
wurde somit gefunden, daß dieses Produkt, von dem bekannt ist, daß es eine negative Chiralität nach der
Exciton-Chiralitäts-Methode [H. H ar ad a und K. Nakanishi, »Accounts Chem. Res.«, 5, 257 (1972)
und dort genannte Literatur] aufweist, eine S-Konfiguration besitzt.
D. h, es wurde gefunden, daß das trans-Isomere von Cydopent-l-en-3,5-diol, das einen negativen Wert für
den [α]™-Wert aufweist, S-Konfiguration besitzt Es ist
klar, daß das cis-Isomere desselben Diols optisch inaktiv ist
(b) Bestimmung der absoluten Konfiguration
von 3,5-Acetoxycyclopent-l-en und
trans-3-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1 -en
Es wurde Bäcker-Hefe verwendet, und die Züchtung des Substrats, 3,5-Diacetoxycyclopent-l-en (Molverhältnis
von eis- zu trans-lsomerem = 54 :46), wurde 30 Stunden durchgeführt, um ein Produkt zu erhalten, das
durch Säulenchromatographie getrennt wurde, um trans-S.S-Diacetoxycyclopent-l-en mit [«]?= +199°
■-) und trans-S-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-l-en mit
[«]?= +199° zu erhalten. Unter Verwendung dieser Verbindungen wurde deren absolute Konfiguration wie
folgt bestimmt.
Wenn das vorstehende trans-S.S-Diacetoxycyclopent-1-en
in an sich bekannter Weise alkalisch hydrolysiert wurde und in trans-Cyclopent-l-en-3,5-diol
überführt wurde, wies es einen [«]?= +186° auf. Es
wurde somit gefunden, daß das trans-Cyclopent-1-en-3,5-diol
mit einer positiven spezifischen Drehung eine
r, absolute Konfiguration aufweist, die derjenigen des
trans-lsomeren entgegengesetzt ist, welches eine
negative spezifische Drehung aufweist [Daß keine Veränderung in der absoluten Konfiguration des
Substituent-tragenden Kohlenstoffs während der vor-
2(i stehenden Stufe der alkalischen Hydrolyse auftritt, geht
aus »Helv. Chim. Acta«,53,739 (1970) hervor.]
Es wurde daher gefunden, daß das vorstehende trans- Isomere von S^-diacetoxycyclopent- l-en,daseine
positive spezifische Drehung aufweist, R-Konfiguration
2") besitzt
Indem man in ähnlicher Weise mit dem vorstehenden trans-3-Acetoxy-5-hydroxycyclopent-1 -en vorging,
wurde das entsprechende Diol mit einer positiven spezifischen Drehnung erhalten. Somit wurde gefunden,
ja daß diese Verbindung R-Konfiguration besitzt
(c) Bestimmung der absoluten Konfiguration von
cis-3-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1 -en
cis-3-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1 -en
Das trans-S-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-l-en, erhalten
unter Verwendung von Bäcker-Hefe, und dessen absolute Konfiguration als R-Konfiguration bestimmt
wurde, wurde durch Oxydation mit Chromsäure in
4(i 4-Acetoxycyclopent-2-en-l-on überführt Die spezifische
Drehung dieser Verbindung wurde zu +74° ermittelt.
Getrennt wurde die Züchtung des Substrats 3,5-Diacetoxycyclopent-l-en
(Molverhältnis des cis-Isomeren 5 zu trans-Isomerem=54 :46) 22 Stunden unter Verwendung
von Citmsacetylesterase durchgeführt, um ein Produkt zu erhalten, welches durch Säulenchromatographie
getrennt wurde, um S-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1-en
zu erhalten. Dieses wurde weiter der
so Gaschromatographie unterworfen, um das cis-lsomere
allein zu erhalten. Dieses cis-3-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1-en
wurde ähnlich wie vorstehend beschrieben oxydiert, um 4-Acetoxycyclopent-2-en-l-on, dessen
spezifische Drehung —15° betrug, zu erhalten.
Wenn somit die vorstehenden zwei Verfahrensweisen
. verglichen werden, ergibt sich, daß die 3-Stellung des
vorstehenden cis-3-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1 -ens,
d.h. der Kohlenstoff, an dem die Acetoxygruppe gebunden ist, S-Konfiguration aufweist, und somit
to wurde die Verbindung als das cis-3(S)-Acetoxy-5-(R)-hydroxycyclopeiit-1-en
ermittelt
Methode zur Bestimmung der optischen Reinheit
Das NMR-Spektrum von trans-3-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-l-en
mit [a]^=+229°, erhalten unter
Verwendung einer Kultur von 3,5-Diacetoxycyclopentl-en mit Bäcker-Hefe, wurde in Gegenwart von
Tris-(3-trifluonnethylhydroxymethylen-d-camphorato)-europium (III) [vergL C C H i η c k 1 e y, »J. Am. Chem.
Soc.«,91,5160(1969)undG.M.Whitesides, D.W.
Lcwis, ibidem, 92, 697? (1970)] gemessen. Als Folge
davon wurde gefunden, daß zwei Klassen von optisch aktiven Verbindungen in einem Verhältnis von 95:5
anwesend waren. Dies zeigt die Anwesenheit eines Enantiomereo in einer Menge von 90% e.e. [enantiomerem Überschuß] aa Somit beträgt die maximale
spezifische Drehung des trans-Acetats 255°.
Andererseits wurde das vorstehende trans-Monoacetat mit [α]?= +229° (90% e.e.) acetyliert und in das
trans-a^-Diacetoxycyclopent-1 -en mit [«] f = + 208°
Oberführt Somit wird die maximale spezifische Drehung
des trans-Diacetats 231 °.
Darüber hinaus wurde das CycIopent-l-en-3,5-diol
(cis-Isomeres zu trans-Isomerem=34:66) mit
[«]"= —81° (bezogen auf das trans-Isomere), das bei
der Züchtung von 3^-Diacetoxycyclopent-l-en mit
Bäcker-Hefe abgetrennt wurde, in ähnlicher Weise in ein diacetyliertes Produkt in üblicher Weise überführt
Dieses wies einen [<x]" = — 73° auf. Somit wird die
maximale spezifische Drehung des trans-Diols 237°.
Unter Verwendung der maximalen spezifischen Drehung vom erhaltenen Diacetat, Monoacetat und
Diol, die wie vorstehend beschrieben berechnet wurde, können die optischen Reinheiten (% e.e.) der verschiedenen, in den verschiedenen Fällen getrennten Verbindungen durch Messung ihrer spezifischen Drehungen
([«] 1S) berechnet werden.
(Verwendung von Bäcker-Hefe)
(1) Kultur (48stündiger Züchtung)
(2) Trennung und Reinigung des Produktes
Nach Beendigung der Züchtung wurden die Zellen aus der Kulturflüssigkeit unter Verwendung einer
Zentrifuge abgetrennt Nach der Zugabe von Ammoniumsulfat zu der überstehenden Flüssigkeit wurde sie
einer Aussalzbehandlung unterworfen und dann fünfmal
unter Verwendung von je 21 Äthylacetat extrahiert Die
so erhaltenen Extrakte wurden mit dem durch getrennte Extraktion der Zellen mit Äthylacetat erhaltenen
Extrakt vereinigt, wonach die vereinigten Extrakte mit Glaubersalz getrocknet wurden. Das Lösungsmittel
wurde dann abdestilliert, wobei 7,23 g eines Rohproduktes erhalten wurden.
Als dieses Produkt der Dünnschichtchromatographie unterworfen wurde (Entwicklungslösungsmittel: eine
Mischung aus 50 Teilen Äthylacetat und 50 Teilen Benzol), wurden Flecken hauptsächlich bei einem
RrWert von 0,58, 0,25 und 0,04 als Folge der Kultur
erhalten.
Als dieses Rohprodukt durch trockene Säulenchromatographie gereinigt und gesammelt wurde, wurden
132 mg (Ausbeute 0,6%) einer Flüssigkeit entsprechend
einem Rf-Wert von 0,58,520 mg (Ausbeute 3,2%) einer
Flüssigkeit entsprechend dem Rf-Wert von 0,25 und 2,62 g (Ausbeute 25,2%) einer Flüssigkeit entsprechend
dem Rf-Wert von 0,04 erhalten.
to
15
20
25
30
35
27Og handelsübliche Bäcker-Hefe, 90 g Glucose,
67,5 g monobasisches Natriumphosphat und 1,81 entionisiertes Wasser wurden in einen abtrennbaren
5-l-Rundkolben eingebracht, und nach der Herstellung einer homogenen Lösung wurde 1 Stunde bei
Raumtemperatur belassen. Zu dieser Lösung wurden dann 18 g 3,5-Diacetoxycyclopent-l-en (Verhältnis von
cis-Isomerem zu trans-Isomerem = 54 :46) als Substrat
gefügt wonach 48 Stunden bei 32" C unter heftigem Rühren mit einem Rührpropeller gezüchtet wurde.
50
55
(3) Identifizierung des Produktes
Die Eigenschaften der Flüssigkeit, die dem Rf-Wert
von 0,58 entsprach, waren wie folgt:
IR-Spektrum (Flüssigkeitsfilm, cm-1):
1735,1240,1035
NMR-Spektrum (60 MHz, CCl4, ppm):
2,00 (6H, s), 2^1 (2H, t, J=6Hz),
5,73 (2H, t j=6Hz), 6,06 (2H, s)
141 (M+-COCH3.2), 125(73), 124(65),
99 (27), 82 (100) 43(80)
[«]«= +215° (C=0,023,CH3OH)
Diese Eigenschaften bestätigen, daß dieses Produkt das (RJ-trans-S^-Diacetoxycyclopent-l-en (93% e.e.) ist.
Die Eigenschaften der Flüssigkeit, die dem Rf-Wert
von 0,25 entspricht, sind die folgenden:
3350,1730,1430,1375,1355,1250,1150,1120
NMR-Spektrum (60 MHz, CCl4, ppm):
2,00 (3H, s), 2,10 (2H, m\ 4,35 (1H, s),
430(lH,m),5,75(lH,m),6>00(2H,m)
99 (M+-COCH3,3), 82 (100), 43 (80)
[«] g> = + 258° (C=0,032, CH3OH)
Diese Eigenschaften bestätigen, daß dieses Produkt SiRJ-Acetoxy-SiRJ-hydroxycyclopent-l-en (100% e.e.)
ist
Die IR-, NMR- und Massen-spektroskopischen Daten der Flüssigkeit die dem Rf-Wert von 0,04 entspricht
waren in Übereinstimmung mit denjenigen eines authentischen Cyclopent-l-en-3^-diols, einer bekannten Verbindung. Somit wurde diese Flüssigkeit als
Cyclopent-l-en-3,5-diol identifiziert Darüber hinaus wurde gefunden, daß dieses Cyclopent-l-en-3,5-diol ein
Verhältnis von cis-Isomerem zu trans-Isomerem von 17 :9 und [«]S>
= -15° (C-0,072, CH3OH) aufwies und
seine optische Reinheit 10% e.e. betrug.
60
65
Beispiele 2 bis 5
(Verwendung von Bäcker-Hefe)
Das Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die
Inkubationszeiten 30,17,10 und 5 Stünden betrugen. Die
Abtrennung und Reinigung des Produktes und seine Identifizierung wurden in genau derselben Weise
durchgeführt
809 545/308
Incuba- | 17 | 25 | W]1S | 52 871 | (% e. e.) | 18 | (% e. e.) | |
Tabelle I | tionszeit | (% e. e.) | +199° | -37° | ||||
Beispiel Nr. | S.S-Diacetoxycyclopent-l-en | +199° | (78) | (19) | ||||
(SUL) | (86) | +143° | 3,5-Dihydroxycyclopent-l-en | -44° | ||||
30 | Ausbeute | +185° | S-Acetoxy-S-hydroxycyclo- | (56) | (32) | |||
(%) | (80) | pent-1-en | + 0° | Ausbeute | -24° | |||
2 | 17 | t 2,5 | +45° | Ausbeute | (%) | (28) | ||
c. 0 | (21) | (%) | -17° | t 8,2 | - | |||
3 | 10 | t 9,1 | +8° | t 5,4 | c. 2,1 | |||
c. 0 | (6) | c. 0 | t 6,3 | |||||
4 | 5 | L 14,9 | t 11,5 | c. 5,5 | ||||
c. 1,1 | c. 0 | L 3,9 | ||||||
5 | t 16,8 | t 6,2 | c. 6,7 | |||||
c. 10,8 | c. 4,7 | Spur | ||||||
t 1,7 | ||||||||
c. 7,0 | ||||||||
»t« = trans-Isomeres, »c« = cis-Isomeres
Beispiel 6
(Verwendung von Bäcker-Hefe)
In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurden 300 g derselben handelsüblichen Bäcker-Hefe, 100 g Glucose,
75 g monobasisches Natriumphosphat und 2,01 entionisiertes Wasser in einen 51-Rundkolben eingebracht,
wonach nach der Herstellung einer homogenen Lösung 1 Stunde bei Raumtemperatur belassen wurde. Zu dieser
Lösung wurden dann 20 g 3,5-Diacetoxycyclopent-l-en (Verhältnis von cis-Isomerem zu trans-Isomerem =54:46) als Substrat zugegeben, wonach die
Kultivierung bzw. Züchtung 30 Stunden bei 32° C unter heftigem Rühren unter Verwendung eines Rührpropellers durchgeführt wurde. Nach Beendigung der Züchtung wurden die Zellen aus der Kulturflüssigkeit durch
Zentrifugieren abgetrennt, wonach die Kulturflüssigkeit mit Äthylacetat wie in Beispiel 1 extrahiert wurde, um
9,13 g eines Rohproduktes zu erhalten.
Als dieses Rohprodukt durch Säulenchromatographie gereinigt wurde, wurden 932 mg 3(R)-Acetoxy-5(R]hhydroxycyclopent-1-en (80% e.e.) mit [<x]if- +208°
(C=0,062, CH3OH) und 1,62 g Cyclopent-l-en-3,5-diol
(31% e.e.) mit einem Verhältnis von cis-Isomerem zu trans-Isomerem von 3:7 mit [<x]!?=-46° (C=0,065,
CH3OH) erhalten.
Beispiel 7
(Verwendung von Bäcker-Hefe)
In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurden 300 g derselben im Handel erhältlichen Bäcker-Hefe, 100 g
Glucose, 75 g monobasisches Natriumphosphat und 2,01
entionisiertes Wasser in einen abtrennbaren 5-!-Rundkolben eingebracht, wonach nach Herstellung einer
homogenen Lösung 1 Stunde bei Raumtemperatur belassen wurde. Zu dieser Lösung wurden dann 20 g
3,5-Diacetoxycyclopent-l-en (Verhältnis von cis-Isomerem zu trans-Isomerem=54 :46) als Substrat gefügt,
wonach die Züchtung 17 Stunden bei 32° C unter heftigem Rühren unter Verwendung eines Rührpropellers erfolgte. Nach Beendigung der Züchtung wurde in
derselben Weise wie in Beispiel 1 mit Äthylacetat extrahiert, wobei 10,23 g eines Rohproduktes erhalten
wurden.
gereinigt wurde, wurden 1,93 g (R)-trans-3,5-Diacetoxycyclopent-1-en (86% ce.) mit [«]?"= +201° (C=0,081,
CH3OH), 2,08 g SiRyAcetoxy-SiRHiydroxycyclopent-1-en (73% e.e.) mit [α]?=+192° (C=0,069, CH3OH)
und 133 g Cyclopent-l-en-3,5-diol mit einem Verhältnis
von cis-Isomerem zu trans-Isomerem von 5:6 (37% e.e.)mit[«]g>- -53° (C=0,061,CH3OH)erhaltea
Beispiel 8
(Verwendung von Bäcker-Hefe)
In derselben Weise wie in Beispiel 1 wurden 30 g derselben im Handel erhältlichen Bäcker-Hefe, 10 g
Glucose, 7,5 g monobasisches Natriumphosphat, 200 ml
entionisiertes Wasser und 3,0 g 3,5-Diacetoxycyclopentl-en als Substrat in ein gläsernes Minigefäß eingebracht,
wonach 24 Stunden bei 32° C unter Rühren mit einem Rührpropeller gezüchtet wurde. Nach Beendigung der
Züchtung wurde die Kulturflüssigkeit mit Äthylacetat extrahiert und mit Glaubersalz getrocknet Bei der
Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation wurden 2,1 g des Rohproduktes erhalten.
Dieses Rohprodukt wurde wie in Beispiel 1 der Dünnschichtchromatographie unterworfen [Entwicklungslösungsmittel: Äthylacetat/Benzol-Mischung
(50/50)], und der Teil mit dem Rf-Wert=0,25 wurde
abgekratzt, um 95 mg SiR^Acetoxy-SfRHdl
pent-1-en zu erhalten.
(Verwendung von Citrusacetylesterase)
(1) Herstellung der Citrusacetylesterase
Die Schalen von Mandarinenorangen bzw. Mandarinen wurden in einem Mixer zerkleinert, mit einer
0,2-prozentigen wäßrigen Natriumchloridlösung extrahiert und zur Abtrennung und Entfernung des
Schalenrückstands zentrifugiert Die überstehende Flüssigkeit wurde mit Ammoniumsulfat gesättigt, um eine
Proteinfraktion auszufällen, die durch Zentrifugieren
isoliert wurde. Diese Proteinfraktion wurde gegen entionisiertes Wasser dialysiert Die erhaltene Enzymlösung wurde so, wie sie erhalten wurde, als Citrusacetylesteraselösung in der folgenden Züchtungsreaktion
verwendet.
(2) Züchtung
20 ml der vorstehenden Enzymlösung, 3,0 g 3,5-Diacetoxycyclopsnt-l-en
als Substrat und 180 ml einer 0,05-molaren Natriumphosphat-Pufferlösung mit einem
PH-Wert von 7,0 wurden in einem 1-1-Erlenmeyer-Kolben
suspendiert und 22 Stunden bei 32° C unter heftigem Rühren unter Verwendung einer Rührschaufel umgesetzt
- (3) Abtrennung und Reinigung des Produktes
Nach Beendigung der Reaktion wurde die Reaktionsflüssigkeit mit etwa 200 ml Äthylacetat extrahiert und
mit Glaubersalz getrocknet Das Lösungsmitte! wurde abdestilliert, wobei 237 g eines Rohproduktes erhalten
wurden. Eine sehr kleine Menge dieses Produktes wurde der Dünnnschjchtchromatographie unterworfen [Entwicklungslösungsmittel:
Äthylacetat/Benzol-Mischung (50/5O)J wobei Flecken bei Rf=0,54 und Rf=0,27
erhalten wurden.
Dieses Rohprodukt wurde dann der Säulenchromatographie unter Verwendung von Siliciumdioxydgel
unterworfen. Unter Eluierung nach der Methode des Konzentrationsgradienten unter Verwendung von 50
Teilen Benzol und 50 Teilen Äthylacetat wurden 1,49 g eines Produktes, das dem Rf-Wert von 0,54 entsprach,
und 0^1 g eines Produktes, das dem Rf-Wert von 0,27
entsprach, erhalten.
(4) Identifizierung des Produktes
Da das Produkt mit dem Rt-Wert von 0,54 in Übereinstimmung mit getrennt hergestelltem authetischen
3,5-Diacetoxycyclopent-l-en hinsichtlich IR-,
NMR- und Massen-Spektrum war, wurde es als das 3,5-Diacetoxycyclopent-l-en identifiziert [«] f = -7,4°.
Da das Produkt mit dem Rf-Wert von 0,27 hinsichtlich
seiner IR-, NMR- und Massen-Spektren mit dem Produkt mit dem Rf-Wert von 03, erhalten nach der
Methode von Beispiel 1, in Übereinstimmung war, wurde es als das S-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-l-en
identifiziert, [λ] » = + 7,7°.
Da gaschromatographisch gefunden wurde, daß beide Produkte Mischungen des cis-Isomeren und des
trans-Isomeren darstellten, wurde zur Bestimmung der
absoluten Konfiguration das 3-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1-en
gaschromatographisch getrennt (Verhältnis von cis-Isomerem zu trans-Isomerem=56 :44). Da
es klar ist, daß das cis-3,5-Diacetoxycyclopent-l-en
optisch inaktiv ist, wurde die Trennung des vorstehend erhaltenen 3,5-Diacetoxycyclopent-l-ens (Verhältnis
von cis-Isomerem zu trans-Isomerem=54 :46) nicht durchgeführt jedoch wurde aus dem vorstehenden
[α]?-Wert die Konfiguration des trans-Isomeren als
S-Konfiguration ermittelt, und seine optische Reinheit betrug 7% e.e.
Andererseits wiesen das trans-S-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1-en
und das cis-S-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1-en,
die durch Trennung erhalten wurden, die Werte [«]!?= +21° bzw. [«] g7= -15° auf. Es wurde so
gefunden, daß das trans-Isomere R-Konfiguration aufwies und seine optische Reinheit 8% e.e. betrug und
daß das cis-Isomere SfSJ-Acetoxy-SiRJ-hydroxycyclopent-1-enwar.
Beispiel 10
(Verwendung von Citrusacetylesterase)
(Verwendung von Citrusacetylesterase)
2,0 ml der nach der Methode (1) von Beispiel 9 erhaltenen Enzymlösung, 101 mg 3,5-Diacetoxycyclopent-1-en
als Substrat und 2,0 ml einer 0,05-molaren Natriumphosphat-Pufferlösung mit einem pH-Wert von
7,0 wurden suspendiert und über Nacht bei 32° C unter heftigem Rühren unter Verwendung einer Ruhrschaufel
umgesetzt Nach Beendigung der Reaktion wurde wie unter (3) von Beispiel 9 beschrieben extrahiert, wonach
der Extrakt mit Glaubersalz getrocknet wurde und das Lösungsmittel durch Destillation entfernt wurde, um
89 mg eines Rohproduktes zu erhalten. Dieses Produkt wurde durch präparative Dünnschichtchromatographie
to unter Verwendung einer Äthylacetat/Benzol-Mischung
(50/50) gereinigt um 40 mg einer Flüssigkeit vom
Rf-Wert =0,54 und 35 mg einer Flüssigkeit vom Rf-Wert=0,27 zu erhalten.
Da für beide Verbindungen deren IR- NMR- und
Massen-Spektren in Übereinstimmung waren mit denjenigen mit denselben Rf-Werten, die nach dem
Verfahren von Beispiel 9 erhalten wurden, wurde die Verbindung mit dem Rf-Wert von 0,54 als das
3,5-Diacetoxycyclopent-l-en und die Verbindung mit dem Rf-Wert von 0,27 als das S-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1-en
identifiziert
Der [oi\*$- Wert des vorstehenden 3,5-Diacetoxycyclopent-1-ens
betrug etwa -6°, während der [ix]!?-Wert
des vorstehenden Monoacetats etwa +4° betrug.
Beispiel 11
(Verwendung von Zellen des Genus Aspergilbs niger) (1) Herstellung der rohen Enzymlösung
Fünf Platinösen voll von Aspergillus niger ATCC 9142 wurden 72 Stunden bei 30°C in 2£1 einer
Kühlflüssigkeit gezüchtet die folgende Zusammensetzung
(pro 1) aufwies: 20 g Glucose, 1,5 g Monokaliumphosphat 1,5 g Magnesiumsulfat-heptahydrat 1,0 g
Ammoniumnitrat 1,0 g Lactoalbumin, 2,0 g Maiswasser (flüssig), 0,5 g Hefeextraktpulver, 0,5 g L-Glutaminsäure
und 10 mg Zinksulfat-heptahydrat Der pH-Wert wurde jnit 30%-iger NaOH-Lösung auf 7 eingestellt Die Brühe
"wurde anschließend einer Schallbehandlung unterworfen. Die mit 035 bis 0,6 g Ammoniumsulfat ausgesalzene
Fraktion wurde gemäß dem Verfahren von Fukuraoto et al. [»J. Gen. Appln. MicrobioU, 9, 353 (1973)]
erhalten, und sie wurde als rohe Enzymlösung bei der folgenden Züchtung verwendet
(2) Züchtung
3 ml der vorstehenden rohen Enzymlösung und 200 mg 3,5-Diacetoxycyclopent-l-en als Substrat wurden
in 6,0 ml einer Phosphorsäure-Pufferlösung mit einer Konzentration von 0,1 Mol (ph=5,6) suspendiert
und 24 Stunden bei 320C unter heftigem Rühren unter
Verwendung einer Rührschaufei umgesetzt
(3) Abtrennung und Reinigung des Produktes
Nach Beendigung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung fünfmal unter Verwendung von je 10 ml
Äthylacetat extrahiert wonach die Extrakte vereinigt und mit Glaubersalz getrocknet wurden. Durch
Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation wurden 100 mg eines Rohproduktes erhalten. Bei der
dünnschichtchromatographischen Analyse eines sehr kleinen Teils davon [Entwicklungslösungsmittel: Äthylacetat/Benzol-Mischung
(50/50)] wurden Flecken bei einem Rf-Wert von 0,58 und 0,25 sichtbar.
Als dieses Rohprodukt der präparativen Dünnschichtchromatographie
unterworfen wurde [Entwick-
lungslösungsmittel: Äthylacetat/Benzol-Mischung
(50/5O)J wurden 63 mg einer Verbindung, die dem RrWert von 0,58 entsprach, und 38 mg einer Verbindung, die dem Rf-Wert von 0,25 entsprach, erhalten.
(4) Identifizierung des Produktes
Die IR-, NMR- und Massen-Spektren der Verbindung, die dem Rf-Wert von 0,58 entsprach, und der
Verbindung, die dem Rf-Wert von 0,25 entsprach, waren
in Übereinstimmung mit denjenigen von 3,5-Diacetoxycydopent-1-en bzw. S-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1-en.
Das vorstehende Diacetat und Monoacetat wiesen einen [a]f=-30° bzw. [<x]l°= +107° auf, und beide
Verbindungen waren gemäß gaschromatographischer Analyse eine Mischung aus dem eis- und dem
trans-Isomeren. Somit wurde zur Bestimmung der absoluten Konfigurationen das Monoacetat gaschromatographisch abgetrennt (Verhältnis von cis-Isomerem
zu trans-Isomerem=47 :53).
Da offensichtlich das cis-Diacetat optisch inaktiv ist, wurde die Trennung des Diacetats (Verhältnis von
cis-Isomerem zu trans-Isomerem=62 :38) nicht durchgeführt, und es wurde aus seinem vorstehenden
[*]g-Wert gefunden, daß das trans-Isomere, das darin
enthalten war, S-Konfiguration aufwies und daß seine optische Reinheit 34% e.e. war.
Da die trans-Monoacyl-Verbindung und die cis-Monoacyl-Verbindung, die durch Abtrennung erhalten
wurden, einen [«]!?= +210° bzw. [<x]f=- 9" aufwiesen,
wurde die Konfiguration der trans-Monoacyl-Verbindung als R-Konfiguration und ihre optische Reinheit zu
81% e.e. ermittelt, während die cis-Monoacyl-Verbindung als das ^SJ-Acetoxy-^RJ-hydroxycyclopent-l-en
ermittelt wurde.
Beispiel 12
(Verwendung von Aspergillus niger)
3,0 ml einer rohen Enzymlösung von Aspergillus niger, hergestellt gemäß (1) von Beispiel 11, und 213 mg
3-Acetoxycyclopent-l-en als Substrat wurden in 6,0 ml
einer 0,05-molaren Essigsäure-Pufferlösung mit einem
PH-Wert von 5,6 suspendiert Die Reaktion wurde dann 24 Stunden bei 32° C unter heftigem Rühren unter
Verwendung einer RUhrschaufel durchgeführt. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung
mit Äthylacetat wie in Beispiel 11 beschrieben extrahiert, wonach der Extrakt mit Glaubersalz
getrocknet wurde. Bei der Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation wurden 65 mg des Rohproduktes
erhalten.
Dieses Rohprodukt wurde dünnschichtchromatographisch, wie unter (3) von Beispiel 11 beschrieben,
analysiert, wobei 35 mg einer Verbindung, die dem Rf-Wert von 0,58 entsprach, und 23 mg einer Verbindung, die dem Rf-Wert von 0,25 entsprach, erhalten
wurden.
Aus den jeweiligen Rf-Werten dieser Verbindungen
wurde erstere" als das 3,5-Diacetoxycyclopent-l-en und
letztere als das S-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-l-en
identifiziert.
Der [θί]ί°-Wert der ersteren Verbindung betrug etwa
— 25° und derjenige der letzteren etwa + 87°.
(Verwendung von Weizenkeimlipase)
(1) Züchtung
50 mg einer im Handel erhältlichen Weizenkeimlipase Typ 1 (Glycerinesterhydrolase) EC Nr. 3.1.13 und
300 mg 3,5-Diacetoxycyclopent-l-en als Substrat wurden in 100 ml einer O,lm-Essigsäui-e-Pufferlösung mit
ίο einem pH-Wert von 5,0 suspendiert und die Reaktion wurde 24 Stunden bei 320C unter heftigem Rühren
unter Verwendung einer Rührschaufel durchgeführt.
(2) Abtrennung und Reinigung des Produktes
Nach Beendigung der Reaktion wurde das Reaktionsprodukt fünfmal unter Verwendung von jeweils 100 ml
Äthylacetat extrahiert, wonach der Extrakt mit Glaubersalz getrocknet wurde. Das Lösungsmittel wurde
dann abdestilliert, wobei 270 mg eines Rohproduktes
erhalten wurden.
Eine sehr kleine Menge dieses Produktes wurde dünnschichtchromatographisch analysiert [Entwicklungslösungsmittel : Äthylacetat/Benzol-Mischung
(50/50)], wobei Flecken bei Rf-Werten von 0,58 und 0,25
erhalten wurden.
Als dieses Rohprodukt durch präparative Dünnschichtchromatographie unter Verwendung desselben
Entwicklungslösungsmittels wie vorstehend getrennt wurde, wurden 190 mg einer Verbindung, die dem
jo Rf-Wert von 0,58 entsprach, und 70 mg einer Verbindung, die dem Rf-Wert von 0,25 entsprach, erhalten.
(3) Identifizierung des Produktes
Die Verbindung, die dem Rf-Wert von 0,58 entsprach, und diejenige, die dem Rf-Wert von 0,25 entsprach,
wurden gemäß ihren IR-, NMR- und Massenspektren als das 3,5-Diacetoxycyclopent-l-en bzw. das 3-Acetoxy-5-hydroxycyclopent-1 -en identifiziert
Die spezifischen Drehwerte [«] ! D° des vorstehenden
Diacetats und des Monoacetats betrugen +49° bzw. + 3°, und gemäß der gaschromatographischen Analyse
wurde gefunden, daß sie Mischungen der eis- und trans-Isomeren darstellten.
Das heißt, aus der Tatsache, daß das Verhältnis von cis-Isomerem zu trans-Isomerem des Diacetats 28 :12
betrug und daß das cis-Isomere optisch inaktiv ist, wurde aus dem vorstehenden [«]??-Wert gefunden, daß
das im Diacetat enthaltene trans-Isomere /?-Konfigura
tion und 70% e. e. aufwies.
Andererseits betrug das Verhältnis von cis-Isomerem zu trans-Isomerem des Monoacetats 88:70. Diese:,
Monoacetat wurde in an sich bekannter Weise acetyliert und in das Diacetat überführt Aus der Tatsache, daß
dieses einen [α] 'S-Wert von +9° aufwies, wurde das
trans-Monoacetat des vorstehenden Monoacetats als die R-Konfiguration und 4% e. e. aufweisend befunden.
Ferner wurde das vorstehende Monoacetat mit Chromsäure in Aceton oxydiert und in 4-Acetoxycyclo
pent-2-en-l-on überführt. Aus der Tatsache, daß der
[λ] !,"-Wert -1° für diese Verbindung betrug, wurde
berechnet, daß die folgende Ungleichheit zwischen den optischen Isomeren des cis-Isomeren und des trans-Isomeren des vorstehenden Monoacetats besteht d. h.:
(SJ-trans-Monoacetat-SiSJ-Acetoxy-SiRJ-hydroxycyclopent-1-en
> (R)-trans-Monoacetat + 3(R)-Acetoxy-SiSVhydroxycyclopent-1 -en.
Wenn man ferner berücksichtigt, daß, wie vorstehend angezeigt, (R)-trans-Monoacetat
> (S)-trans-Monoacetat, dann gilt:
SiSVAcetoxy^RJ-hydroxycyclopent-l-en
> 3(R)-Acetoxy-SiSJ-hydroxycyclopent-1
-en.
Demzufolge wurde gefunden, daß das cis-Monoacetat SfSJ-Acetoxy-SfRJ-hydroxycyclopent-1 -en ist.
Beispiel 14
(Verwendung von Weizenkeimlipase)
Unter Verwendung von 1,0 g 3,5-Diacetoxycyclopent-1-en
vom [λ]?1=—7,4°, erhalten in Beispiel 9, als
Substrat wurde die Züchtung und Trennung und Reinigung des Produktes, wie unter (1) von Beispiel 13
angegeben, durchgeführt, um 250 mg einer Verbindung, die dem Rf-Wert von 0,58 entsprach, d. h. 3,5-Diacetoxycyclopent-1-en,
und 325 mg einer Verbindung, die dem Rf-Wert von 0,25 entsprach, d. h. 3-Acetoxy-S-hydroxycyclopent-1-en,
zu erhalten.
Der [λ] -Wert des Diacetats betrug +26°, während derjenige des Monoacetats +5° betrug. Andererseits
war das Verhältnis von cis-isomerem zu trans-Isomerem
im Falle des Diacetats 72:25 und im Falle des Monoacetats 60 :40. Es wurde somit gefunden, daß die
optische Reinheit des ersteren 45% e. e. betrug.
Aus den vorstehenden Ergebnissen folgt, daß wenn ein optisch inaktives 3,5-Diacetoxycyclopent-l-en als
Substrat verwendet wird und ein wiederholtes Züchtungsverfahren durchgeführt wird, bei dem das Substrat
zunächst der Einwirkung von Citnisacetylesterase und danach das erhaltene Diacetat von erhöhter optischer
Aktivität der Einwirkung von Weizenkeimlipase unterworfen wird, es möglich wird, ein Diacetat und
Monoacetat mit viel höheren optischen Aktivitäten zu erhalten.
Claims (1)
1. Verfahren zur Herstellung eines optisch aktiven Diacetylesters des Cyclopent-l-ena^-diols, seines
optisch aktiven Mon jacetylesters oder seines
optisch aktiven Diols aus einem Diacetylester des Cyclopent-l-en-S^-diols der Formel
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