DE2832602B1

DE2832602B1 - Verfahren zur Herstellung von Alkoxyphenyl-2-(S)-hydroxy-propanen

Info

Publication number: DE2832602B1
Application number: DE19782832602
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Eder; Klaus Dr Kieslich
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Bayer Pharma AG
Priority date: 1978-07-21
Filing date: 1978-07-21
Publication date: 1979-08-02
Also published as: DE2832602C2

Description

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I sind wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung von pharmakologisch wirksamen Verbindungen. Beispielsweise kann nach den üblichen Methoden der entsprechende Sulfonsäureester hergestellt werden. Die folgenden Reaktionsschritte zur Herstellung der pharmakologisch wirksamen Verbindungen bestehen darin, daß man a) den Sulfonsäureester der allgemeinen Formel IV worin R1 eine niedere Alkylgruppe, Z ein Wasserstoffatom oder eine -OR1-Gruppe und R3 eine niedere Alkyl- oder eine gegebenenfalls substituierte Arylgruppe bedeuten, in Gegenwart eines Deprotonierungsmittels mit einer Verbindung der allgemeinen Formel V worin X eine freie oder funktionell geschützte Hydroxymethylengruppe und R2 eine niedere Alkylgruppe bedeutet, umsetzt, wobei eine Verbindung der allgemeinen Formel VI in welcher R1, R2, Z und X die vorstehende Bedeutung haben, erhalten wird; b) die Verbindung der allgemeinen Formel VI mit einem Edelmetallkatalysator zu einer Verbindung
der allgemeinen Formel VII in welcher R1, R2, Z und X die vorstehende Bedeutung haben, hydriert und c) das Hydrierungsprodukt der allgemeinen Formel VII, gegebenenfalls nach Zusatz eines Oxidationsmittels der Äquilibrierung und Cyclisierung unterwirft und d) die nach der Verfahrensstufe C erhaltenen Verbindungen der allgemeinen Formel VIII in welcher R1, R2, X und Z die vorstehende Bedeutung haben, reduziert zu Verbindungen der allgemeinen Formel IX in welcher Rl, R2, Z und X die obige Bedeutung haben.
Die Überführung der Verbindungen der allgemeinen Formel IX in pharmakologisch wirksame Verbindungen insbesondere mit östrogener und ovulationshemmender Wirkung erfolgt beispielsweise dadurch, daß man die funktionell geschützte 17B-Hydroxymethylengruppe X in eine freie Hydroxymethylengruppe überführt und anschließend zur 17-Keto-Verbindung oxidiert. Anschließend kann der 1,3-Diäther - wie bekannt - zu einem 7a-Methyl-A 1 3 5(10)-östratrien-l 7-on-1 ,3-diacetat umgewandelt werden, dessen Herstellung und Weiterverarbeitung in der Deutschen Patentschrift 15 93 509 beschrieben ist.
Beispiel 1 In Erlenrneyerkolben mit 2 1 Fassungsvermögen werden je 500 ml einer Nährlösung aus 5,0% Glucose, 2,0% Maisquellwasser, beschickt und bei 1200C 30 Minuten im Autoklav sterilisiert. Die Kolben werden mit einer Abschwemmung von einer dreitätigen Schrägagarkultur von Kloeckera magna (ATCC 20 109) beimpft und 48 Stunden auf einer Rotationsschüttelmaschine mit einer Frequenz von 145 U/Min. bei 30"C geschüttelt. Je 100 ml dieser Vorkultur dienen zur Beimpfung von gleichartig vorbereiteten Kolben, in die nach einer Schüttelzeit von 6 Stunden je 1 g [3',5'-Dimethoxy]-phenylpropan-2-on, gelöst in 5 ml Dimethylformamid zugegeben werden. Nach weiteren 46 Stunden Schüttelzeit werden die Kulturbrühen zweimal mit je 500 ml Essigester extrahiert und die Extrakte im Vakuum eingedampft. Aus den erhaltenen Rohprodukten wird durch präparative Dünnschichtchromatographie an Kieselgel-Fertigplatten 60 F/254 Merck AG unter Entwicklung mit Cyclohexan-Essigester 2+1 und Elution der entsprechenden Zone mit Methanol [3',5'-Dimethoxy]-phenyl-2-(S)-hydroxy-pro-RT pan isoliert o' D + 27,30 (c= 1 CHCl3): Ausbeute: 70% der Theorie.
Beispiel 2 In einem Erlenmeyerkolben mit 2 1 Fassungsvermögen werden 500 ml einer Nährlösung aus 5,0% Glucose und 2,0% Maisquellwasser beschickt und bei 1200C 30 Minuten im Autoklav sterilisiert. Der Kolben wird mit einer Abschwemmung von einer dreitätigen Schrägagarkultur von Kloeckera magna (ATCC 20 109) beimpft und 48 Stunden auf einer Rotationsschüttelmaschine mit einer Frequenz von 145 U/Min. bei 30° geschüttelt. Mit 250 ml dieser Vorkultur wird ein 20 1 Fermenter, der 15 1 eines sterilisierten Mediums gleicher Zusammensetzung enthält, beimpft und nach Zugabe einiger Tropfen Antischaummittel (Polypropylen 2000) bei 29° unter Belüftung 1 Volumteil Luft/Volumteil Fermenterbrühe/Min. und Rühren 220 U/Min. fermentiert.
Nach einer Laufzeit von 24 Stunden werden 900 ml der so erhaltenen Kultur in einen gleichartig angesetzten Fermenter steril überführt und unter gleichen Bedingungen fermentiert. Nach 6 Stunden Laufzeit wird das Kulturvolumen auf 10 1 verringert. die Belüftung auf 0,2 Volumteil Luft/Volumteil Brühe/Min. reduziert und mit einer sterilfiltrierten Substratlösung von 25 g [3',5'.Dimethoxyj-phenyl-propan-2-on in 50 ml Dimethylformamid versetzt. Nach 6 Stunden weiterer Fermentationszeit wird nochmals die gleiche Substratmenge als Lösung zugesetzt (Gesamtsubstratkonzentration 5 g/l) und unter gleichen Bedingungen weiterfermentiert. Nach beendeter Fermentation (26 Stunden Fermentationszeit) wird 3mal mit je 5 1 Essigester extrahiert. Die vereinigten Extrakte werden in einem Vakuumumlaufverdampfer bei maximal 40° eingeengt.
Das Rohprodukt dieses Ansatzes zusammen mit dem eines Parallelansatzes mit 30 g Substrateinsatz (Substratkonzentration 2 g/l) beträgt 122,5 g.
Dieses Rohprodukt wird an Kieselsäuregel chromatographiert und mit einem Gradientensystem Methylenchlorid + Methylenchlorid/Aceton (4/1) + 1 eluiert.
Die Fraktionen 95-165 ergeben nach Eindampfen 65 g [3',5'-Dimethoxyl-phenyl-2(S)-hydroxypropan [x]RT= +26° (c=l CHCl3). Nach gaschromatographi-D scher Analyse ist die Reinheit 95,3%. (Ausbeute ca. 75% d.Th.) Bei einer Probedestillation siedet die Substanz Kp 0,35 Torr bei 120 - 124" C.
Beispiel 3 67 g 1-(3-Methoxyphenyl)-2-propanon (Z. Harii et al., J. Chem. Soc. (London) 1963,3994) werden nach Beispiel 1 mikrobiologisch reduziert. Man erhält nach Extraktion+Aufarbeitung 49,7 g (S)-l -(3-Methoxyphenyl)-2-propanol als farbloses Ö1, Siedepunkt: 117-119"C/0,05 Torr j RT = + 24,3° (c= I CHO3).
D

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von Alkoxyphenyl-2-(S)-hydroxy-propanen der allgemeinen Formel I worin Z ein Wasserstoffatom oder den -OR1-Rest bedeutet und R1 einen niederen Alkylrest darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Alkoxyphenyl-aceton der allgemeinen Formel II worin Z und R1 die vorstehende Bedeutung haben, mit einer Kultur des Ilefestammes Kloeckera magna (ATCC 20 109) fermentiert.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Alkoxyphenyl-2-(S)-hydroxy-propanen gemäß dem vorstehenden Patentanspruch.

Die Stereospezifität mikrobiologischer Reduktionen von Ketonen hängt nach Prelog von den der Ketogruppe benachbarten Substituenten ab (V. Prelog, Helv. Chim. Acta 42 2624 (1959)). Bei Reduktionen von unterschiedlich substituierten Ketonen wie Acetophenon, Propiophenon, Butyrophenon mit Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) wurden Reduktionsausbeuten von 5-12,7% erhalten (R. Mac Leod et. al.

Biochemistry 6 838, 1964).

Überraschenderweise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in hoher Ausbeute eine weitgehend stereospezifische Reduktion des substituierten Phenylacetons erzielt. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Reduktion liegen darin, daß man die Verbindungen der allgemeinen Formel II in hoher Substratkonzentration fermentieren kann und darin, daß die Fermentation in überraschend kurzer Reaktionszeit abläuft.

Unter einem niederen Alkylrest R1 ist ein Alkylrest mit 1-4 C-Atomen zu verstehen, wobei der Methyl-und Äthylrest bevorzugt ist.

Die Reduktion wird unter den für Mikroorganismen üblichen Bedingungen nach dem Fachmann bekannten Methoden durchgeführt.

Beispielsweise werden in einem geeigneten Nährmedium unter Belüften Submerskulturen angezüchtet.

Dann setzt man den Kulturen das Substrat in einem geeigneten Lösungsmittel zu und fermentiert, bis eine maximale Substratumwandlung erreicht ist.

Geeignete Substratlösungsmittel sind beispielsweise Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, Methanol, Äthanol, Glykolmonomethyläther.

Selbstverständlich können auch die dem Fachmann bekannten Methoden zur Steigerung des Substratdurchsatzes angewandt werden.

Die optimale Substratkonzentration, Substratzugabezeit und Fermentationsdauer ist von der Struktur des verwendeten Substrates abhängig.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Verbindungen der allgemeinen Formel II in einer Substratkonzentration von 5 g bis 15 g je Liter Nährlösung innerhalb von 24 h bis 60 h reduziert werden.

Diese hohe Substratkonzentration bei kurzer Fermentationszeit und bei bis zu 75%iger Ausbeute an Alkohol mit einer Stereospezifizität von ca. 96% ermöglicht erst die ökonomische Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel 1.