DE3150810A1

DE3150810A1 - Verfahren zur herstellung eines optische aktiven monoalkylesters der ss-(s)-aminoglutarsaeure

Info

Publication number: DE3150810A1
Application number: DE19813150810
Authority: DE
Inventors: Shigeki Akashi Hyogo Hamaguchi; Junzo Hasegawa; Hajime Kakogawa Hyogo Kawaharada; Masahiro Ono Hyogo Ogura; Masaji Kamakura Kanagawa Ohno; Hamao Tokyo Umezawa; Kiyoshi Akashi Hyogo Watanabe
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1980-12-30
Filing date: 1981-12-22
Publication date: 1982-08-26
Also published as: GB2090592A; US4415657A; FR2497230A1; FR2497230B1; GB2090592B; BE891632A

Description

Τ 53 094 -31 503 1

ANMELDER: KANEGAFÜCHI CHEMICAL INDUSTRY COMPANY,Limited

No. 2-4, Nakanoshima 3-chome, Kita-ku,OSAKA/JAPAN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Monoalkylestern von B-(S)-Aminoglutarsäure.

Optisch aktive Monoalkylester von ß-(S)-Aminoglutarsäure sind brauchbar als Ausgangsmaterial zur Synthese von ß-Lactam-Antibiotika vom Carbapenemtyp, wie Thienamycin, die eine optische Aktivität aufweisen müssen ; daher bestand ein Bedürfnis nach der Bereitstellung einer leicht durchführbaren und kostengünsti- *® gen Methode zur Herstellung der optisch aktiven Ester.

• M. Ohno, einer der Erfinder der vorliegenden Erfindung, und andere haben ein Verfahren zur Herstellung eines optisch aktiven Monomethylesters von ß-(S)-Aminoglutarsäure (VI) bereitgestellt, bei dem ein optisch inaktiver Dimethylester von ß-Benzyloxyoxycarbonylaminoglutarsäure (IV) asymmetrisch mit Esterase hydrolysiert,

• die sich von der Schweinelebcr ableitet, unter Herstellung eines optisch aktiven Monomethylesters von ß-(S)-Benzyloxycarbonylaminglutarsäure (V), worauf

das Produkt einer katalytischen Hydrogenolyse unterzogen wird zur Entfernung der Benzyloxycarbonylgruppe, unter Erzielung des gewünschten Produkts

HN

MeOOC

Γ²

COOMe

HN

MeOO

31GÜ810

CH„

I ²

COOH

(IV)

/y\

MeOOC

COOH

11

worin Z äie Bedeutung hat von C-OCH₂Ph und Me die Bedeutung hat von CH₃ (Ohno et al., JA-Patentanmeldung Nr. 146344/1980; Ohno et al.,J. Am. Soc. 1981, 103, 2405 bis 2406).

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde nach einem Verfahren gesucht, das geeignet ist zur Massenproduktion von optisch aktiven Monoalkylestern von B-(S)-Aminoglutarsäure, bei dem eine asymmetrische Hydrolyse mit Mikroorganismen durchgeführt wird. Im Rahmen der Erfindung wurde gefunden, daß es zahlreiche Mikroorganismen gibt, die dazu geeignet sind, nur eine der Estergruppen von ß-geschützten Bialkylestern von Aminoglutarsäure stereospezifisch zu hydrolysieren, unter Umwandlung der Diester in Monoalkylester von

ß-gcschütztor (S)-Aminoglutarsäure.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optisch aktiven Monoalkylesters von B-(S)-Aminoglutarsäure, dargestellt durch die Formel I:

CH₂ CH₂ (I)

ROOC COOH

worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, das darin besteht/ einen Dialkylester von ß-geschützter Aminoglutarsäure, dargestellt durch die Formel II

^HN x^H

Nc/-

ι · ι²

_OK ROOC COOR

worin R die gleiche Bedeutung hat, wie vorstehend definiert,und A eine Aminoschutzgruppe bedeutet, die durch katalytische Hydrogenolyse oder milde Hydrolyse

abspaltbar ist, der Einwirkung einer Kulturbrühe von Zellen oder behandelten Zellen eines Mikroorganismus unterzieht, der geeignet ist, stereoselektiv nur eine der Estergruppen in dem Dialkylester der ß-geschütztcn Aminoglutarsäure zu hydrolysieren und der dem Genus Candida, Pichia, Trichosporon, Geotrichum,

Aspergillus, Absidia, Actinomucor, Helincostylum, Mucor, Montierella, Paecilomyces, Zygorhynchus, Fusarium, Cricinella, Cunninghamella, Rhizopus, Penicillium, Proteus, Nocardia, Micrococcus, Hafnia, Brevibacterium, Torulopsis, Debaryomyces, Endomyces, Saccharomycopsis, Cryptococcus, Pachysolen, Sporobolomyces, Syringospora, Corynebacterium, Pseudomonas, Arthrobacter, Bacillus, Staphylococcus oder Streptococcus angehört, unter Bildung eines optisch aktiven Monoalkylesters von ß-geschützter (S)-Aminoglutarsäure, dargestellt durch die Formel III

HN H

_A

(III) ROOC CQOH

worin R und A jeweils die gleiche Bedeutung wie vorstehend definiert haben, worauf die Aminoschutzgruppe von dem Produkt III abgespalten wird.

Im folgenden wird die Erfindung genauer beschrieben. Die Aminoschutζgruppe (A) in Dialkylestern von ß-geschützter Aminoglutarsäure II, die als Ausgangsverbindung für die Erfindung verwendet werden, ist eine, die durch katalytische Hydrogenolyse oder milde Hydrolyse entfernt werden kann; sie umfaßt so beispielsweise eine Aralkylgruppe, wie Benzyl und Benzhydryl; eine Aralkyloxycarbonylgruppe, wie Benzyloxycarbonyl; eine substituierte Aralkyloxycarbonylgruppc, wie p-Nitrobenzyloxycarbonyl, p-Methoxybenzyloxy-

carbonyl, p-Chlorbonzyloxycarbonyl; und cine Alkoxycarbonylgruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie t-Butoxycarbonyl und t-Amyloxycarbonyl.

Als Ausgangsmaterial kann ein Dialkylester einer ß-geschützten Aminoglutarsäure II hergestellt werden, wie durch die folgende Reaktionsformel gezeigt, durch Reaktion eines Dialkylesters der 3-Ketoglutarsäure VII mit Ammoniumacetat, unter Bildung einer ungesättigten Aminverbindung VIII oder IX und anschließende Reduktion dieser ungesättigten Aminverbindung mit Natriumcyanborhydrid, unter Herstellung eines Dialkylesters derAminoglutarsäure III, gefolgt von dem Einführen einer Aminoschutzgruppe (A) in die Aminogruppe des Produkts (III) (Ohno et al., JA-Patentanmeldung Nr. 146343/1980; Ohno et al., J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 2405 bis 2406).

ROOC-CH.

CH COONH₄

CII₂-COOIl

(VII)

KH

2 -

	JS S	/\ ROOC-CH₉ CH	-COOR	CH₂-COOR
/X ROOC-CH₂ CH-COOR		(IX)
(VIII)	CH-COOR	A ι
		I HN X	H / S
NaBH₃CN H₂N	■■-»» U	\
^" r '	ROOC-CH₂

ROOC-CH₂

(III)

(ID

31E 0810

worin R und A jeweils die gleiche Bedeutung aufweisen wie vorstehend definiert. Alternativ kann das Ausgangsmaterial II hergestellt werden durch Synthese eines Dialkylesters der 3-Aminoglutarsäure aus einem Dialkylester der Malonsäure (H. Fever und W. A. Swarts, J.Ä.C.S., 77, 5427 (1955)), gefolgt vom Einführen der Aminoschutzgruppe in das Produkt.

Als ein Mikroorganismus, der erfindungsgemäß verwendet wird, der geeignet ist zur stereoselektiven Hydrolyse von nur einer Estergruppe in einem Dialkylester von ß-geschützter Aminoglutarsäure II können folgende genannt werden: Candida arborea IAM 4147, Candida rugosa IFO 0750, Pichia farinosa IFO 0534, Trichosporon beigelii ATCC 22310, Trichosporon brassicae IFO 1584, Geotrichum vanryiae CBS 439.64. Aspergillus niger IAM 3008, Absidia hyalospora HUT 1025, Actinomucor repens HUT 1049, Helicostylum nigricans HUT 1106, Mucor alternans HUT 1115, Mortierella isabellina HUT 1110, Paecilomyces varioti • HUT 4018, Zygorhynchus moelleri HUT 1305, Fusarium merismoides IFO 30040, Cricinella mucoroides HUT 1079, Cunninghamella elegans HUT 1098, Mucor javanicus HUT 1155, Rhizopus javanicus HUT 1252, Penicillium digi-

tatum IFO 9370, Proteus mirabilis IFO 3849, Nocardia corallina IFO 3338, Micrococcus luteus IFO 12708, Hafnia alvei IFO 3731, Brevibacterium linens IFO 12142, Torulopsis Candida IFO 0380, Torulopsis inconspicua IFO 0621, Torulopsis pinus IFO 0741, Debaryomyces marama IFO 0668, Debaryomyces hansenii IFO 0794, Endomyces tetrasperma CBS 765.70, Saccharomycopsis lipolytica IFO 0746, Cryptococcus albidus IFO 0378, Pachysolen tannophilus IFO 1007, Sporobolomyccs salmonicolor IAM 12249, Syringospora claussonii IFO

0759, Corynobactorium sepcdonicum IFO 137G3, Cory nc··-

3150310

bacterium xerosis IFO 12684, Pseudomonas riboflavina IFO 13584, Pseudomonas aeruginosa IFO 13130, Arthrobacter paraffineus ATCC 21218, Bacillus megaterium ATCC 10778, Staphylococcus aureus IFO 3060, Streptococcus faecalis IFO 12964.

IAM: Insitute of applied Microbiology, Universität Tokyo, Tokyo, Japan

iFO: Institute for Fermentation, Osaka, Japan

HUT: the Faculty of Engineering, the,University of Hiroshima, Hiroshima, Japan

ATCC: American Type Culture Collection,.USA

CBS: Centraalbureau voor Schimmelcultures, Baarn, s

Niederlande. |

Die Kultivierung dieser Mikroorganismen wird gewöhn- ί

lieh in einem flüssigen Medium durchgeführt, kann jedoch auch durch eine feste Oberflächenkultur erfolgen. Als Kulturmedium wird eines verwendet, in das organische Kohlenstoffquellen, Stickstoffquellen, Vitamine und Mineralquellen in geeigneter Weise eingearbeitet sind. Die Kultur wird bei einer Temperatur von 20 bis 50 C und bei einem pH-Wert von 3 bis 11 durchgeführt. Das Wachstum der Mikroorganismen kann durch Belüften und Rühren gefördert werden.

Die stereoselektive Hydrolyse des Substrats, der Dialky!ester von ß-geschützter Aminoglutarsäure, durch Einwirken von Mikroorganismen kann"durchgeführt werden entweder 1. nach einer Methode, bei der 35

die Hydrolyse parallel zur Kultur des Mikroorganismus

31 FO81 Λ-

durchgeführt wird, durch Zusatz des Substrats zu dem Kulturmedium zu Beginn der Kultur oder 2. nach einem Verfahren, bei dem die Hydrolyse durchgeführt wird durch Inkontaktbringen des Substrats mit einer KuI-turbrühe mit Zellen oder behandelten Zellen von Mikroorganismen, die durch vorhergehende Kultur der Mikroorganismen erhalten wurden. Vom Gesichtspunkt der Gewinnung des Produkts nach der beendeten Reaktion ist es günstig, das Substrat zu einer hochkonzentrierten Zellsuspension zu fügen, die erhalten wurde durch Konzentrieren einer Kulturbrühe von Mikroorganismen mittels Zentrifugieren usw. Zur Erleichterung der Behandlung können auch Zellen von Mikroorganismen in ihrem lyophilisierten Zustand verwendet werden; sie können darüberhinaus als Homogenisat oder als ein zellfreier Extrakt verwendet werden.

Die Konzentration des Substrats, eines Bialkylesters von ß-geschützter Aminoglutarsäure, in dem Reaktions-2-0 medium kann 0,01 % bis so hoch wie etwa 50 % betragen.

Zwar lösen sich in der Regel Dialkylester von ß-geschützter Aminoglutarsäure kaum in Wasser, jedoch

-⁵⁰ hindert dies nicht die erfindungsgemäße Reaktion, wenn der Kontakt des Substrats mit einer Kulturbrühe, Zellen oder behandelten Zellen eines Mikroorganismus ausreichend unter Rühren gehalten wird. Jedoch werden bessere Ergebnisse erzielt durch Zusatz eines

mit Wasser mischbaren Lösungsmittels, wie Aceton, oder eines oberflächenaktiven Mittel, wie Triton X-100 (Polyäthylenglykolalkyl-aryläther) und Tween 80 (Sorbitanmonooleat-polyoxyalkylen) zu dem Medium in

einem derartigen Ausmaß, daß die Reaktion nicht be-35

hindert wird.

Der pH-Wert zum Zeitpunkt der stereoselektiven Hydrolysereaktion mit Mikroorganismen beträgt 3 bis 11, vorzugsweise 6 bis 8. Wird die Reaktion bei hohen Zellkonzentrationen durchgeführt, so ist es jedoch günstig, den pH-Wert bei einem optimalen Wert zu halten, durch Zusatz eines geeigneten Neutralisationsreagens, da der pH-Wert verringert wird, wenn sich das Produkt, ein Monoalkylester von ß-geschützter (S)-Aminoglutarsäure III, allmählich in dem Reaktionsmedium ansammelt. Die Temperatur der stereoselektiven Hydrolysereaktion wird so eingestellt, daß sie dem verwendeten Mikroorganismus entspricht, und liegt·gewöhnlich bei 15 bis 5O°C.

Monoalkylester von ß-geschützter (S)-Aminoglutarsäure (III), die durch die stereoselektive Hydrolysereaktion hergestellt werden, können aus dem Reaktionsgemisch in üblicher Verfahrensweise isoliert werden. Beispielsweise wird nach der Entfernung von unlöslichen Sub- stanzen,wie Zellen, durch Zentrifugieren, das Reaktionsgemisch auf den pH-Wert 1 eingestellt und mit Äthylacetat extrahiert. Der Äthylacetatextrakt, getrocknet über wasserfreiem Natriumsulfat, wird konzentriert, unter Bildung eines öligen Monoalkylesters von .ß-geschützter (S)-Aminoglutarsäure III. Das Produkt wird durch Siliciumdioxid-Gel-Säulenchromatographie, entwickelt mit einem geeigneten Lösungsmittel, gereinigt. Durch Entfernen des Lösungsmittels aus dem Eluat hinterbleiben Kristalle eines Monoalkylesters

^ow von ß-geschützter (S)-Aminoglutarsäure III.

Anschließend wird die Aminoschutζgruppe (A) des Produkts III durch katalytisch^ Hydrogenolyse oder milde Hydrolyse entfernt, unter Bildung der gewünschten Verbindung I.

311.0810

Ist die Aminoschutzgruppe (A) eine Aralkyl-, Aralkyloxycarbonyl- oder substituierte Aralkyloxycarbonylgruppe, so kann sie durch katalytische Hydrogenolyse entfernt werden, während, wenn es<:sich um eine Alkoxycarbonylgruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen handelt, sie durch milde Hydrolyse entfernt werden kann.

Die katalytische Hydrogenolyse wird durchgeführt
durch Kontakt der Verbindung III mit Wasserstoffgasen in einem Lösungsmittel, wie einem niedrigen aliphatischen Alkohol, z.B. Methanol und Äthanol, und einem Gemisch des niedrigen aliphatischen Alkohols mit
Wasser in Anwesenheit eines Katalysators, wie Palladium-Kohle (5 bis 20 %) und Palladium-Ruß (5 bis 20 %)

*5 bei Umgebungs- bzw. Raumtemperatur und Umgebungsdruck während 30 min bis 2 h. Nach beendeter katalytischer Hydrogenolyse kann das Produkt I als Pulver durch
Filtrieren des Reaktionsgemischs isoliert werden,

worauf das Filtrat konzentriert wird.
20

Die milde Hydrolyse wird andererseits durchgeführt,
entweder durch Reaktion der Verbindung III mit Chlorwasserstoff in einem organischen Lösungsmittel, wie

Äthylacetat, Äthanol, Essigsäure und Dioxan bei Raum-

temperatur während 30 min bis 1 h oder durch Reaktion der.Verbindung III mit Trifluoressigsäure in Anisol
oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels bei Raumtemperatur während 30 min bis 2 h. Nach beendeter Hydrolyse kann das Produkt I isoliert werden durch Entfer-

nen des Lösungsmittels und die Säure durch Konzentration, gefolgt von einer Ionenaustausch-Chromatographie.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu bor.chränken.

Beispiel 1

Es wurde ein wässriges Nährmedium folgender Zusammensetzung hergestellt:

(Zusammensetzung des Mediums)

Glucose 4 %, Schwefelextrakt 0,3 %, Fleischextrakt 0,3 %, Pepton 0,3 %, (NH₄J₂PO₄ 0,2 %, KH₃PO₄ 0,1 %, pH 7,0.

Jeweils 400 ml" des Mediums wurden in einen 21-Schüttelkolben gegossen und 15 min bei 120°C sterilisiert.

Das Kulturmedium in dem Schüttelkolben wurde mit

jeweils 10 ml Animpfkultüren von Mikroorganismen beimpft, die in der Tabelle I gezeigt sind und die vorher in einem Medium mit der gleichen Zusammensetzung wie vorstehend beschrieben kultiviert worden waren. Das angeimpfte Kulturmedium wurde unter Schütteln ο

24 h bei 30 C inkubiert. Die Kulturen wurden für

jeden Stamm durchgeführt, unter Erzielung von je-■ weils 4 1 Kulturbrühe. Die Zellen wurden aus der '. Kulturbrühe durch Zentrifugieren geerntet. Zu einer

Suspension von Zellen in T 1 m/15 Phosphatpuffer 25

(pH 7,0) wurde eine Lösung von 3 g Dimethylester der ß-Benzyloxycarbonylaminoglutarsäure in 30 ml Aceton gefügt. Das Gemisch wurde in einen "3 1-Minigefäß-Fermentor eingeführt, und die Reaktion wurde 6 h

bei 30°C durchgeführt.

Nach beendeter Reaktion wurde eine durch Zentrifugieren erhaltene überstehende Flüssigkeit auf den pH-Wert 1 eingestellt und mit 2 1 Äthylacetat extrahiert. Nach dem Trocknen des Extrakts über wasserfreiem Natriumsulfat wurde das Lösungsmittel unter verringer-

tem Druck verdampft. Der Rückstand wurde auf eine Siliciumdioxidgelsäule beschickt, die hergestellt worden war durch Suspension von Siliciumdioxidgel in Benzol und eluiert wurde mit einem Gemisch von Benzol/Aceton (10:1). Fraktionen des Monomethylesters der ß-Benzyloxycarbonylaminoglutarsäure wurden gesammelt, und das Lösungsmittel wurde unter verringertem Druck verdampft, unter Bildung von weißen Kristallen des Monomethylesters der ß-Benzyloxycarbonylaminoglutarsaure. Das NMR-Spektrum und der RF-Wert im Siliciumdioxidgel-Dünnschichtchromatogramm (Äthylacetat:Äthanol:Wasser = 5:1:1) standen im Einklang mit dem einer authentischen Probe, die i'

hergestellt worden war nach der Methode von Ohno, \

unter Verwendung von Esterase, die sich von Schweineleber herleitete (JA-Patentanmeldung 146344/1980). Die spezifische Drehung aller Produkte für jeden

— —25

Mikroorganismus lag im Bereich von / ^α_/η ^{= +} ^'55 bis

0,71° (C=6, CHCl₂), was anzeigt, daß sie alle Monomethylester von ß-(S)-Benzyloxycarbonylaminoglutarsäure sind.

In 20 ml Methanol wurden 200 mg des vorstehend erhaltenen Monomethylesters gelöst. Die Lösung wurde nach Zugabe von 40 mg 10 % Palladium-Kohle in einer Wasserstoffatmosphäre während 30 min gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und konzentriert, unter Bildung von 75 bis 97 mg weißer Kristalle von Monomethy!ester der ß-(S)-Aminoglutarsäure, dessen

®° NMR-Spektrum im Einklang mit dem einer authentischen

- -25

Probe stand und dessen spezifische Drehung I ^α_/η ~

5,40 bis 5,61° (C = 3, H₉O) betrug.

Stamm

Ausbeute an Monomethylester der B-(S )-Benzyloxycarbonylglu- tarsäure (mg)

Ausbeute an Monomethylester von ß-(S)-Aminoglutarsäure (mg)

I Candida arborea IAM 4147	2150	93
Candida rugosa IFO 0750	457	85
Pichia farinosa IFO 0534	1940	97
Trichosporon beigelli . ATCC. .223LO	415	75
Trichosporon brassicae IFO 1584	383	79
Geotrichum vanryiae CBS 439.64	970	82
Aspergillus niger IAM 3008	230	76
Absidia hyalospora HUT 1025	421	95
Actinoimicor repens , HUT 1049	290:	75
Helicostylum nigricans HUT 1106	301	83
Mucor alterrians KÜT 1115	246	89
Mor Licrella in abc Hin a. HUT 111-0	532	91
Paecilomyces varioti -HUT 4018	279	83
Zygorhynchus moelleri • ■ HUT 1305	296	78
Fusarium merismoides IFO 30040	252	87 ■
Cricinclla imicoroiders HUT 1079	209	85
Cunninghamel3.a elegans HUT 1098	754	89

Stamm

31: fin

+ ) 1 Ausbeute an Ausbeute an Monomethylestor Monomethylester der ß-(S)-Benzyl- von ß-(S)-Amioxycarbonylglunoglutarsäure tarsäure (mg) (mg)

Mucor javanicus HUT 1155	773	93
Rhizopus javanicus HUT 1252	319	77
Penicillium digitatum IFO 9370	630	81 ·
Proteus mirabilis IFO 3849	•212.	76
Nocardia corallina IFO 3338	711 .	91
Micrococcus luteus IFO 12708	320	79
Eafnia alvei IFO 3731	430	91
Brevibacteriura linens- IFO 12142	315	;89
Torulopsis Candida ■ . IFO 0380	450	89
Torulopsis inconspicua IFO 062L	521	95
Torulopsis pinus IFO 0741	1930	91
Debaryomyces marama IFO 0668	1930	90
Debaryomyces hansenii IFO 0794	1785	9.2
Endomyces tetrosperma CBS 765.70	389 ·	86
Saccharomycopsis lipolytica IFO 0746	534	91
Cryptococcus albidus IFO 0378	295	85

31503-10

•ΊΤ-,

Stamm

Ausbeute an Ausbeute an Monomethylester Monomethylester der ß-(S)-Benzyl- von ß-(S)-Amioxycarbonylglunöglutarsäure tarsäure (mg) (mg)

Packysolen tannophilus IFO 1007	369	96
Sporobolomyces salmonicolor IAM 12249	568	92
Syringospora claussenii IFO 0759	492	87
Corynebacterium spedonicum IFO 13763	396	92
Cory neb act er ium. xerosis IFO 126 84	563.	91
Pseudoiaonas riboflavina IFO 13584	1956	.96
Pseudomoiias aeruginosa IFO 13130	1150	95
Arthrobacter paraffineus ATCC 21218	976 '	93
Bacillus megatorium ATCC 10778 -	^: 286	87
Staphylococcus aureus IFO 3060	315	94
Streptococcus faecalis IFO 129 64	425	87

: Die Abspaltung der Schutzgruppe erfolgte durch

katalytische Hydrogenolyse von jeweils 200 mg des Monomethylesters der ß-(S)-Benzyloxycarbonylaminoglutarsäure, erhalten durch Reaktion mit jedem Mikroorganismus. Die Mengen des Monomethylesters der ß-(S)-Aminoglutarsäure, die so erhalten wurden, sind angegeben.

-T6--

Beispiel 2

Es wurden Zellsuspensionen hergestellt durch jeweils Kultur von Candida arborea IAM 4147, Pichia farinosa IPO 0534, Geotrichum vanryias CBS 439.64, Torulopsis pinus IFO 0741, Debaryomyces marama IFO 0668 und Pseudomonas riboflavina IFO 13584 in gleicher Weise wie im Beispiel 1. Zu jeweils 11 der Zellsuspension wurden 3 g des Dimethylesters der.ß-t-Butoxycarbonyl- ί

aminoglutarsäure gefügt, und die Reaktion wurde in einem 3 1-Minigefäß-Fermentor unter Rühren während 6h bei 30°C durchgeführt. Nach beendeter Reaktion ■

wurde das Produkt, der Monomethylester von (S)-t-Butoxycarbonylaminoglutarsäure extrahiert und gereinigt in gleicher Weise wie in Beispiel 1. Das

3 Produkt wurde anschließend mit 5 cm Trifluoressigsäure ohne ein Lösungsmittel bei Raumtemperatur während 1 h umgesetzt. Das Reciktionsgemisch wurde

unter verringertem Druck konzentriert und anschlie-20

ßend wurde das Produkt isoliert und gereinigt durch Ionenaustausch-Chromatographie, unter Bildung von weißen Kristallen des Monomethylesters von ß-(S)-Aminoglutarsäure/ jeweils in den in der Tabelle II ange-

gegebenen Mengen. Das NMR-Spektrum jedes der Pro-25

dukte stand im Einklang mit dem einer authentischen

— —25 Probe und die spezifische Drehung betrug /oc_/_D =

-5,50 bis 5,61 (C=3, HO), wodurch sich die Produkte jeweils als die Monomethylester der ß-(S)-Aminoglutar-„_n säure bestätigten.

Tabelle II

Stamm

10 15 20 25 30 35

Ausbeute an Monomethylester der ß- (S) -Aininoglutarsäure

Candida arborea IAM	4147'	•
Pichia farinosa IFO	0534
Geotrichum vanryiae CBS	439.64
Toriilopsis pinus IFO	0741.
Debaryornyc.es maraina
IFO	066S
Eseudomonas riboflavina IFO 13584

.1020 mg S75 rag 867 mg

880 mg 830 mg

958 mg

Beispiel 3

Candida arborea IAM 4147, Pichia farinosa IFO 0534,
Geotrichum vanryiae CBS 439.64, Torulopsis pinus IFO 0741, Debaryomyces marama IFO 0668 und Pseudomonas
riboflavina IFO 13584 wurden jeweils in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 kultiviert, unter Herstellung von jeweils 2 1 Zellsuspension für jeden Stamm. Jede der Zellsuspensionen wurde in 2 Teile aufgeteilt.
Zu einem Teil der Zellsuspensionen wurden 3 g Diäthylester der ß-Benzyloxycarbonylglutarsäure gefügt und
zu dem anderen Teil wurden 3 g des Diäthylesters der ß-t-Butoxycarbonylaminoglutarsäure gefügt. Die
Reaktion wurde jeweils unter Rühren in einem Minigefäß beim pH-Wert 7,0 und bei einer Temperatur von

30 C während 24 h durchgeführt. Nach beendeter Reaktion wurde die Extraktion und Reinigung des Produkts in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 und 2 durchgeführt, unter Erzielung von jeweils dem Monoäthylester der ß-Benzyloxycarbonylglutarsäure und dem Monoäthylester der ß-t-Butoxycarbonylaminoglutarsäure. Die Abspaltung der Schutzgruppe jedes Monoäthylesters wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 1 und 2 durchgeführt, wobei jeweils, eine ölige Substanz in den in der Tabelle III gezeigten Mengen erzielt wurde. Das NMR-Spektrum der Substanz stand im Einklang mit dem einer authentischen Probe des Monoäthylesters der ß-(S)-Aminoglutarsäure.Die spezifische

?² D

Drehung der Substanz betrug /~a_/_n = -3,80 bis -3,85° (C=4, H₂O). Die Substanz bestätigte sich somit als der Monoäthylester der ß-(S)-Aminoglutarsäure.

Tabelle

III

Substrat

Ausbeute an Monomethylester der ß-(S)-Aminoglutarsäure

Candida arborca ΙΛΜ 4147 Pichia farinosa IFO 0534 Geotrichura vanryiae

CBS 439.64

Torulopsis pinus IFO 0741 Debaryomyces narania

IFO 0663

Pseudomonas riboflavina

• -IFO 13584

Candida arborea IAM 41.47 Pichia farinosa IFO 0534 Gestrichum vanryiae

CBS 439.64

Torulopsis pinus

IFO 0741

Debaryomyces marama

IFO 0668

Pseudomonas riboflavina

IFO 13584 Diäthylester der ß-Benzyloxycarbonylaminoglutarsäure

Diäthylester der ß-t-Butoxycärbonylaminoglutarsäure

970	mg
850	mg
742	mg
620	mg
590	mg
710	mg
732	mg
690	mg
703	mg
523	mg
465	mg
550	mg

Claims

Anmelder: KANEGAFUCHI CHEMICAL INDUSTRY COMPANY,Limited No. 2-4, Nakanoshima 3-chome, Kita-ku, OSAKA/Japan

Verfahren zur Herstellung eines optisch

aktiven Monoalkylesters der ß-(S)-Amino-

glutarsäure ' ^:

Patentansprüche

' 1) Verfahren zur Herstellung eines optisch aktiven Monoalkylesters der ß-(S)-Aminoglutarsäure, dargestellt durch die Formel I

. CH₀

\ ROOC COOII

worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Dialkylester der ß-geschützten Aminoglutarsäure, dargestellt durch die Formel II

3150310

HN H

X'

ch (ii)

I ² i ²

ROOC COOR

worin R die gleiche Bedeutung hat wie vorstehend aufgezeigt und A eine Aminoschutzgruppe darstellt, die durch katalytische Hydrogenolyse bzw. Hydrierung oder milde Hydrolyse entfernbar ist, der Ein- wirkung einer Kulturbrühe, von Zellen oder behandelten Zellen eines Mikroorganismus unterzieht, der geeignet ist, nur eine der Estergruppen in dem Dialkylester der ß-geschützten Aminoglutarsäure II stereoselektiv zu hydrolysieren, und der dem Genus Candida, Pichia, Trichosporon, Geotrichum, Aspergillus, Absidia, Actinomucor, Hilicostylum, Mucor, Mortierella, Paecilomyces, Zygorhynchus, Fusarium, Cricinella, Cunninghamella, Rhizopus, Penicillium, Proteus, Nocardia, Micrococcus, Hafnia, Brevibacterium, Torulopsis, Debaryomyces, Endomyces, Saccharomycopsis, Cryptococcus, Pachysolen, Sporobolomyces, Syringospora, Corynebacterium,Pseudomonas, Arthrobacter, Bacillus,' Staphylococcus oder. Streptococcus, angehört,: unter Bildung eines optisch aktiven Monoalkylesters .der. ß-geschützten (S)-Aminoglutarsäure, dargestellt durch die Formel III:

HN

<j

/V

^H2

ROOC COOK

worin R und A jeweils die gleiche Bedeutung wie vorstehend aufgezeigt haben, und anschließend die Aminoschutzgruppe von dem Produkt III entfernt .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A die Bedeutung hat von Aralkyl, Aralkyl- oxycarbonyl, substituiertem Aralkyloxycarbonyl,

oder Alkoxycarbonyl mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aralkyl Benzyl oder Benzhydryl ist.
■14. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aralkyloxycarbonyl Benzyloxycarbonyl ist.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-

net, daß das substituierte Aralkyloxycarbonyl 30

p-Nitrobenzyloxycarbonyl, p-Methoxybenzyloxycarbonyl oder p-Chlorbenzyloxycarbonyl ist.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich-

_o_ net, daß das Alkoxycarbonyl mit 4 bis 8 Kohlenob

stoffatomen t-Butoxycarbonyl oder t-Amyloxycar-

bonyl ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R die Bedeutung von Methyl oder Äthyl hat.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung von A durch katalytische Hydrogenolyse oder milde Hydrolyse durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A Aralkyl, Aralkyloxycarbonyl oder substituiertes Aralkyloxycarbonyl darstellt und

*° die Entfernung von A durch katalytische Hydrogenolyse erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Hydrogenolyse in An-Wesenheit von Palladium-Kohle oder Palladium-Ruß als Katalysator durchgeführt wi±d.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A Alkoxycarbonyl mit 4 bis 8 Kohlen-

Stoffatomen darstellt und die Entfernung von A durch milde Hydrolyse durchgeführt wird.
12.■Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die milde Hydrolyse mit Chlorwasser-30

stoff in einem organischen Lösungsmittel durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die milde Hydrolyse mit Trifluoressig-35

säure durchgeführt wird.

1
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung einer Kulturbrühe, von Zellen oder behandelten Zellen des Mikroorganismus auf die Verbindung II bei einem pH-Wert von 6 bis

5 durchgeführt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung einer Kulturbrühe, von Zellen oder behandelten Zellen des Mikroorganismus auf 10 die Verbindung II bei einer Temperatur von bis 50⁰C durchgeführt wird.