DE3518294A1 - Verfahren zur herstellung von n-benzyloxycarbonylaminosaeuren, die eine zusaetzliche funktionalitaet enthalten - Google Patents

Description

Beschreibung

Aminosäuren werden häufig als Rohmaterialien über eine Folge von Reaktionen zur Herstellung von Verbindungen mit verschiedenen Verwendungszwecken eingesetzt. In vielen dieser Folgen ist es erforderlich, ein primäre Aminogruppe der Aminosäure oder ihres Salzes reversibel zu blockieren, so daß die blockierte Verbindung weiteren Reaktionen unterliegen kann, die andernfalls die Aminogruppe in nicht rückgängig zu machender Weise zerstören würden, und ebenfalls eine spätere Regeneration der primären Aminogruppe zulassen.

Benzyloxycarbonyl ist als Blockierungsgruppe für diese Zwecke außerordentlich geeignet, vgl. z.B. US-PS 4 293 706, Floyd et al., "Monobactams ...", Journal of Organic Chemistry, Band 47, Nr. 1, Seiten 176-178 (1982), Cimarusti et al., "Monobactams ...", Journal of Organic Chemistry, Band 47, Seiten 179-180 (1982) und Wertheim, Textbook of Organic Chemistry, 3. Auflage, Seiten 808-809 (1951). Die Benzyloxycarbonylgruppe kann eingeführt werden, indem ein Alkalimetallsalz der Aminosäure mit einem Benzylhalogenformiat, wie Benzylchlorformiat oder Benzylbromformiat^in einem Polyphasenreaktionsgemisch umgesetzt wird.

Wenn die Aminosäure zusätzlich zu einer primären Aminogruppe und mindestens einem Carboxylatanion mindestens eine funktionelle Gruppe enthält, die aus der Gruppe von Hydroxyl, zusätzlicher primärer Aminogruppe, sekundärer Aminogruppe, primärer Imidogruppe und primärer Amidogruppe ausgewählt ist, werden die Produktausbeuten aufgrund der unerwünschten Nebenreaktion des Benzylhalogenformiats mit der zusätzlichen Funktionalität verringert. Eine

Hydroxylgruppe beispielsweise kann und reagiert häufig mit dem Benzylhalogenformxat, um ein unerwünschtes Carbonat zu bilden. Es ist wichtig, zu beobachten, daß der Produktverlust durch diesen Mechanismus lediglich diejenigen Aminosäuren betrifft, die eine zusätzliche Funktionalität enthalten; er betrifft nicht diejenigen Aminosäuren, welche nicht die zusätzliche Funktionalität aufweisen.

Poly(oxyalkylen)glykole und Poly(oxyalkylen)alkohole auf Polymerträgern sind bekannte Phasentransf ermittel, die bei verschiedenen Reaktionen eingesetzt wurden, vgl. z.B. Kimura und Regen, "Poly(ethylene glycols) and Poly(ethylene glycol)-Grafted Copolymers ...", Journal of Organic Chemistry, Band 48, Nr. 2, Seiten 195-198 (1983); Gokel, GoIi und Schultz, "Binding Profiles for Oligoethylene Glycols .. . " , Journal of Organic Chemistry, Band 48, Nr. 17, Seiten 2837-2842 (1983); Kimura und Regen, "Poly(ethylene glycols) Are Extraordinary Catalysts in Liquid-Liquid Two-Phase Dehydrohalogenation" , Journal of Organic Chemistry, Band 47, Nr. 12, Seiten 2493-2494 (1982); Szabo, Aranyosi und Toke, "Polyethylene Glycol Derivatives As Complexing Agents and Phase-Transfer Catalysts, IV", Acta Chemica Scientiarum Hungaricae, Band 110, Seiten 215-224 (1982); Sawicki, "Phase Transfer Catalysts, Polyethylene Glycols Immobilized onto Metal Oxide Surfaces", Tetrahedron Letters, Band 23, Nr. 22, Seiten 2249-2252 (1982); Heffernan, MacKenzie und Sherrington, "Non-supported and Resin-supported Oligo (oxyethylenes) as Solid-Liquid Phase-transfer Catalysts. Effect of Chain Length and Head-group.", J.C.S. Perkin Transactions II, Seiten 514-517 (1981); Zupancic und Kokalj, "Aromatic, Unsaturated Nitriles via Polyethylene Glycol-Catalyzed Two-Phase Aldol-Type Condensation", Synthesis, November 1981, Seiten 913-915; Regen, Besse und McLick, "Solid-Phase Cosolvents ...", Journal of the American Chemical Society, Band 101, Nr. 1. Seiten 116-120 (1979); und Balasubramanian, Sukumar und Chandani,

"Linear ünsubstituted Polyethylene Glycols as Phase Transfer Catalysts", Tetrahedron Letters, Nr. 37, Seiten 3543-3544 (1979). Weder die Poly(oxyalkylen)glykole noch die Poly(oxyalkylen)alkohole auf einem Polymerträger wurden jedoch als Phasentransfermittel bei der Blockierung einer primären Aminogruppe einer Aminosäure mit der zuvor erörterten zusätzlichen Funktionalität eingesetzt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung,eine primäre Aminogruppe eines Alkalimetallsalzes einer Aminosäure, welches eine zuvor beschriebene zusätzliche Funktionalität besitzt, zu blockieren, während weitgehend die unerwünschte Nebenreaktion des Benzylhalogenformiats mit der zusätzlichen Funktionalität verringert wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst und die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. In anderen Worten steigert die Verwendung des Poly(oxyalkylen)glykols oder des Poly(oxyalkylen)alkohols auf einem Polymerträger in ausgeprägter Weise und überraschend die Spezifizität der Reaktion, welche das gewünschte Produkt erzeugt. Als Folge davon sind die Ausbeuten des gewünschten Produkts bemerkenswert erhöht.

Sofern nichts anderes angegeben oder aus dem Zusammenhang ersichtlich ist, wird die hierin für die verschiedenen Gruppen verwendete Nomenklatur ohne Berücksichtigung der Tatsache verwendet, ob die Gruppen protoniert, neutral oder entprotoniert sind.

Aminosäuren, deren Alkalimetallsalze als Reaktanten gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, variieren in einem breiten Bereich. Sie können Polypeptide von einer, zwei, drei, vier, fünf oder mehr fundamentalen Aminosäureeinheiten sein, wobei mindestens eine die zuvor beschrie-

bene zusätzliche Funktionalität enthält. Üblicherweise sind sie jedoch die fundamentalen Aminosäuren selbst, welche die zusätzliche Funktionalität enthalten. Beispiele umfassen Serin, Threonin, Tyrosin, Lysin, Arginin, 4-Hydroxyprolin, 5-Hydroxylysin,£ -N-Methyllysin, Homoserin, Ornithin, Canavanin, Asparagin, Glutamin, Citrullin und Djenkolsäure. Fundamentale Aminosäuren, welche eine Hydroxylfunktionalität aufweisen, sind bevorzugt. Beispiele umfassen Serin, Threonin, Tyrosin, 4-Hydroxyprolin, 5-Hydroxylysin und Homoserin.

Die Aminosäuren können individuell die L-Konfiguration oder die D-Konfiguration aufweisen, wenn auch die L-Konfiguration üblicher ist. Gemische von Aminosäuren einschließlich raceraischer Gemische können ebenfalls verwendet werden.

Die im allgemeinen eingesetzten Alkalimetallsalze von Aminosäuren sind diejenigen Salze von Lithium, Natrium oder Kalium, üblicherweise werden Natrium- oder Kaliumsalze verwendet. Natrium ist bevorzugt.

Wenn substituiertes Benzylchlorformiat oder substituiertes Benzylbromformiat als ein Reaktant verwendet werden, sind die Anzahlen und die Identität der Substituenten derart, daß sie das Benzylhalogenformiat für seinen beabsichtigten Zweck nicht ungeeignet machen. Beispiele von Substituenten, die eingesetzt werden können, umfassen Nitro, Methyl, Methoxy, Chlor und ähnliche Substituenten. Wenn auch mehr als ein Substituent am Ring sein kann und während die Substituenten gleich oder unterschiedlich sein können, ist allgemein lediglich ein Substituent vorhanden und dieser ist häufig, jedoch nicht notwendigerweise, in der 4-Position angeordnet. Bezüglich der substituierten Benzylchlorformiate und der substituierten Benzylbromformiate ist zu sagen, daß die ersteren häufiger verwendet werden.

Unsubstituiertes Benzylchlorformiat und unsubstituiertes Benzylbromformiat sind zur Verwendung in der Erfindung bevorzugt, ünsubstituiertes Benzylchlorformiat ist besonders bevorzugt.

Die Poly(oxyalkylen)glykole und die Poly(oxyalkylen)alkohole auf einem Polymerträger, die am häufigsten als Phasentransfermittel gemäß der Erfindung eingesetzt werden, sind durch die folgende allgemeine Formel I

R R

I I

R₁O CHCHO H (I)

_n

angegeben, worin

a. R₁ ein Wasserstoffatom oder ein polymeres Substrat darstellt,

b. einer der Reste R jeder individuellen -CH(R)CH(R)O-Einheit des Phasentransfermittels ein Wasserstoffatom oder ein Methylrest ist, und der andere Rest R der Einheit ein Wasserstoffatom, ein Methyl- oder Ethylrest ist, und

c. der durchschnittliche Wert von η mindestens etwa 4 beträgt.

Wenn das Phasentransfermittel nach Formel I ein Interpolymer einer Vielzahl von Alkylenoxiden ist, so unterscheiden sich die beiden Reste R einiger der Mer-Einheiten von denjenigen anderer Mer-Einheiten. Wenn das Phasentransferreagens ein Homopolymer eines unsymmetrischen Alkylenoxide ist, wie beispielsweise Propylenoxid oder 1,2-Butylenoxid, so sind die beiden Reste R jeder Mer-Einheit unterschiedlich und sie können regulär, irregulär oder im Block entlang des Polymers angeordnet sein, und zwar in Abhängigkeit von der Art, nach welcher das Polymer hergestellt wurde. Wenn das Phasentransferreagens ein Homopoly-

mer eines symmetrischen Alkylenoxids ist, wie beispielsweise Ethylenoxid oder 2,3-Butylenoxid, so sind die beiden Reste R jeder Mer-Einheit gleich.

Kleinere Mengen von anderen Mer-Einheiten als CH(R)CH(R)O-Einheiten können in dem Phasentransferreagens enthalten sein, so lange deren Identitäten und Anzahlen nicht wesentlich die Bildung des gewünschten Reaktionsprodukts bee inträchtigen.

Poly(oxyalkylen)alkohole auf Polymerträgern sind bekannt, vgl. beispielsweise Kimura und Regen (1983); Sawicki; Heffernan, MacKenzie und Sherrington; und Regen, Besse und McLick gemäß den zuvor zitierten Literaturstellen und den darin angegebenen Referenzen. Das polymere Substrat ist üblicherweise organischer Natur, obwohl es.auch anorganischer Natur sein kann, wenn das anorganische...-.Substrat und der Poly(oxyalkylen)alkohol mittels einer geeigneten Kupplungsgruppe überbrückt ist, wie beispielsweise mit einer Siloxan-Bindung oder einer Oxy-Bindung. Typischerweise ist das Polymersubstrat ein Polystyrolinterpolymer. Das Polymersubstrat dient, unabhängig davon, ob es organischer oder anorganischer Natur ist, zur Immobilisierung des Poly(oxyalkylen)alkohols. In einigen An-Wendungen führt dies zu bestimmten Nachteilen einschließlich der Leichtigkeit der Entfernung des Phasentransferreagens von flüssigen Reaktionsgemischen, wie beispielsweise durch Filtrieren oder Zentrifugieren.

In der allgemeinen Formel I liegt der Wert von η allgemein im Bereich von etwa 4 bis etwa 500. Typischerweise liegt er im Bereich von etwa 4 bis etwa 80. Vorzugsweise liegt der Wert von η im Bereich von etwa 5 bis etwa 25.

In vielen Fällen ist einer der Reste R jeder individuellen -CH(R)CH(R)O-Einheit ein Wasserstoffatom und der andere Rest R der Einheit ist ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe.

Die bevorzugten Phasentransferreagentien, die in der Erfindung verwendet werden, sind die durch die allgemeine Formel II

(II)

angegebenen Verbindungen, worin R₁ und η die gleiche Bedeutung wie in der allgemeinen Formel I aufweisen.

Wenn R₁ ein Wasserstoffatom bedeutet, stellt die Formel II die Poly(ethylenglykole) dar, die ebenfalls als Poly(oxyethylen) und als Poly(ethylenoxid) bekannt sind. Die verschiedenen Poly(ethylenglykole) werden häufig in Form der "PEG-Zahl"angegeben, worin die Zahl das angenäherte Zahlenmittel des Molekulargewichts des Materials bedeutet.

Die Reaktion des Alkalimetallsalzes der Aminosäure und des Benzylhalogenformiats wird in einem Polyphasenreaktionsgemisch durchgeführt, welches eine organische Flüssigphase und eine wässrige Flüssigphase umfaßt. In einigen Fällen, insbesondere in denjenigen, in welchen das Phasentransferreagens im wesentlichen in den flüssigen Phasen unlöslich ist, ist ebenfalls eine feste Phase vorhanden.

Die Reaktion kann ansatzweise, kontinuierlich, halb-ansatzweise oder halb-kontinuierlich durchgeführt werden.

Obwohl ein extrinsisches organisches Lösungsmittel gewöhnlich nicht eingesetzt wird, kann es doch verwendet werden, wenn dies gewünscht wird. Beispiele von geeigneten extrinsischen organischen Lösungsmitteln umfassen Benzol, Toluol, Xylol, Chlorbenzol, Nitrobenzol, Pentan, Hexan, Heptan, Petrolether, Tetrahydrofuran, Diethylether, Methylenchlorid, Chloroform, Kohlenstofftetrachlorid und

1,2-Dichlorethan. Es können lediglich ein extrinsisches organisches Lösungsmittel, eine Vielfalt von extrinsischen Lösungsmitteln oder überhaupt kein extrinsisches organisches Lösungsmittel verwendet werden, üblicherweise, jedoch nicht notwendigerweise, ist das extrinsische Lösungsmittel unter den Reaktionsbedingungen inert.

Die Temperaturen, unter welchen die Reaktion geführt wird, können beträchtlich variieren, liegen jedoch üblicherweise im Bereich von etwa -10⁰C bis etwa +60⁰C. Temperaturen im Bereich von etwa +5⁰C bis etwa +30⁰C sind bevorzugt.

Die Reaktion wird normalerweise bei oder in der Nähe des Umgebungs-Atmosphärendruckes durchgeführt, wenn auch größere oder geringere Drucke angewendet werden können, falls dieses gewünscht wird.

Der pH-Wert der wässrigen Phase des Reaktionsgemisches während der Reaktion wird unter Bezugnahme des pK'-Wertes der Aminosäure, deren Alkalimetallsalz als ein Reaktant eingesetzt wird, am besten erörtert. Die pKi-Werte von Aminosäuren und deren Bestimmung sind von Lehninger, Biochemistry, 2. Auflage, Seiten 71-81 (1975) erörtert. Die gesamte Veröffentlichung wird durch den Hinweis darauf in die vorliegende Beschreibung einbezogen. Jede Aminosäure hat einen charakteristischen pK'-Wert, und die pKl-Werte der gewöhnlichen Aminosäuren sind gut bekannt, vgl. beispielsweise Lehninger, obige Literaturangabe, und The Merck Index, 9. Auflage (1976).

Der pH-Wert der wässrigen Phase des Reaktionsgemisches während der Reaktion kann beträchtlich variieren, jedoch liegt der pH-Wert im Bereich von etwa (pKl-2) bis etwa (ρΚΛ+2). Häufig liegt der pH-Wert im Bereich von etwa (pK^-1,5) bis etwa (pK^+1,5). Typischerweise liegt der pH-Wert im Bereich von etwa pK' bis etwa (pKl+1,5). Der Bereich von etwa pK' bis etwa (pK'+1) ist bevorzugt.

Die Reaktion wird durchgeführt, indem das Benzylhalogenformiat, eine wässrige Lösung des Alkalimetallsalzes der Aminosäure und das Phasentransferreagens vermischt werden, während der pH-Wert der wässrigen Phase in dem gewünschten Bereich gehalten wird. Normalerweise, jedoch nicht notwendigerweise, wird das Phasentransferreagens mit der wässrigen Lösung vermischt und sodann wird das Benzylhalogenformiat zugegeben, während der pH-Wert der wässrigen Phase durch die im allgemeinen gleichzeitig ablaufende Zugabe von wässriger Alkalimetallhydroxid-Lösung als ein getrennter Strom beibehalten wird. Nach Abschluß der Zugabe von Benzylhalogenformiat zu dem Reaktionsgemisch werden das Rühren und die Zugabe von wässrigem Alkalimetallhydroxid fortgesetzt, bis im wesentlichen die gesamte Reaktion des Benzylhalogenformiats abgelaufen ist, wie durch die Stabilisierung des pH-Wertes angezeigt wird. Die Stabilisierung des pH-Wertes wird angezeigt, wenn kein zusätzliches Alkalimetallhydroxid dem Reaktionsgemisch zugesetzt werden muß, um den pH-Wert in dem gewünschten Bereich zu halten.

Das molare Verhältnis des Benzylhalogenformiats zu dem Alkalimetallsalz der Aminosäure, welches zuletzt verwendet wird, kann beachtlich variieren, befindet sich jedoch üblicherweise im Bereich von etwa 0,9:1 bis etwa 1,3:1. Häufig ist das molare Verhältnis im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 1,2:1. Vorzugsweise liegt es im Bereich von etwa 1:1 bis etwa 1,05:1.

Das Äquivalentverhältnis des Phasentransferreagens zu dem Alkalimetallsalz der Aminosäure, das zuletzt eingesetzt wurde, kann ebenfalls beträchtlich variieren. Typischerweise liegt das Äquivalentverhältnis im Bereich von etwa 0,001:1 bis etwa 0,1:1. Häufig liegt das Äquivalentverhältnis im Bereich von etwa 0,001:1 bis etwa 0,01:1. Der Bereich von etwa 0,002:1 bis etwa 0,005:1 ist bevorzugt.

Das Reaktionsprodukt., nämlich das Alkalimetallsalz einer N-Benzyloxycarbonylaminosäure kann aus dem Reaktionsgemisch gewonnen werden, wenn dies gewünscht wird. Häufiger wird jedoch das Reaktionsgemisch angesäuert, üblicherweise unter Kühlen, um das Produkt in die freie Aminosäure umzuwandeln. Beispiele für Säuren, die für die Acidifizierung verwendet werden können, umfassen Chlorwasserstoffsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Borsäure und Essigsäure. Es ist bevorzugt, die Wasserstoffhalogensäure zu verwenden, welche dem ursprünglich eingesetzten Benzylhalogenformiat entspricht, um nicht eine weitere anionische Species in das Reaktionsgemisch einzuführen. Die Acidifizierung kann zu einem beliebigen gewünschten pH-Wert geführt werden, jedoch liegt normalerweise der abschließende pH-Wert des Reaktionsgemisches im Bereich von etwa 1 bis etwa 4. Vorzugsweise liegt der abschließende pH-Wert im Bereich von etwa 1,5 bis etwa 3. In den meisten Fällen wird mit fortschreitender Azidifizierung ein pH-Wert erreicht, bei dem die N-Benzyloxycarbonylaminosäure auszufallen beginnt. Die fortgesetzte Acidifizierung führt dann zu einem weiteren Ausfall, bis das Reaktionsgemisch fast keine Aminosäure mehr aufweist.

Die Temperaturen, bei welchen die Acidifizierung durchgeführt werden kann, können beträchtlich variieren, liegen jedoch üblicherweise im Bereich von etwa -1O⁰C bis etwa +6O⁰C. Temperaturen im Bereich von etwa +5⁰C bis etwa +20⁰C sind bevorzugt.

Die Acidifizierung wird normalerweise bei oder in der Nähe des umgebenden atmosphärischen Druckes ausgeführt, wenn auch höhere oder geringere Drucke verwendet werden können, sofern dies gewünscht wird.

Die ausgefällte Aminosäure kann von ihrer Mutterlauge durch herkömmliche Verfahren, wie Dekantieren, Filtrieren

oder Zentrifugieren abgetrennt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch der Niederschlag durch Zugabe eines organischen Lösungsmittels, wie beispielsweise Ethylacetat, Diethylether, Toluol, Tetrahydrofuran oder Bis-(2-methoxyethyl)ether zu dem Reaktionsgemisch gelöst. Nachdem die organische und die wässrige Phase voneinander getrennt wurden, kann die N-Benzyloxycarbonylaminosäure nach einem beliebigen herkömmlichen Verfahren, wie beispielsweise durch Abziehen des Lösungsmittels und Trocknen, gewonnen werden.

Die Poly(ethylenglykole) besitzen verschiedene Vorteile gegenüber den Kronenethern■und SilakronenethernT wenn sie als Phasentransferreagentien bei der Herstellung von N-blockierten Aminosäuren verwendet werden. Dazu gehören die geringeren Kosten, die größere Zugänglichkeit und die größere Wahrscheinlichkeit, daß das Poly(ethylenglykol) in der wässrigen Phase nach der Extraktion verbleibt als die Kronenether oder Silakronenether von ähnlichem MoIekulargewicht.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten N-Benzyloxycarbony!aminosäuren haben zahlreiche und verschiedene Verwendungszwecke. Sie können beispielsweise bei der Herstellung von Polypeptiden nach dem Bergman-Verfahren verwendet werden. Viele von ihnen, wie beispielsweise N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin und N-Benzyloxycarbony 1-L- serin können bei der Herstellung von cyclischen ß-Lactam-Antibiotika, die herkömmlich als Monobactame bekannt sind, verwendet werden.

Wenn weitere Reaktionsprodukte aus der N-Benzyloxycarbonylaminosäure oder dem Alkalimetallsalz davon hergestellt worden sind, kann die Benzyloxycarbonylgruppe entfernt werden, um die ursprüngliche primäre Amino-Funktionalität wieder herzustellen. Dies wird üblicherweise durch katalytische Hydrierung oder manchmal durch Hydrolyse durchgeführt.

Die Erfindung wird weiter im Zusammenhang mit den nachfolgenden Beispielen beschrieben, welche als erläuternd und als nicht beschränkend gedacht sind, und in welchen alle Teile als Gewichtsteile und alle Prozentangaben als Gewichtsprozente zu verstehen sind, sofern keine anderen
Angaben vorhanden sind.

Beispiel I

Dieses Beispiel ist ein Vergleichsbeispiel, welches den Effekt der Nicht-Verwendung eines Phasentransferkatalysators bei der Herstellung von N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin zeigt.

Ein 2 Liter fassender 5-Halskolben, der mit einem Thermometer, einem mechanischen Rührwerk, einer pH-Elektrode
und zwei Zugabetrichtern für konstante Volumina ausgerüstet war, wurde mit 119,2 g L-Threonin (98 %) und 600 g Wasser beschickt. 80 g einer 50 %-igen wässrigen Natriumhydroxidlösung wurden sodann zugegeben, um die Aminosäure in das Natriumsalz zu überführen. Das Reaktionsgemisch
besaß sodann einen pH-Wert von etwa 11,3. Die Zugaben von 174,0 g Benzylchlorformiat (99 %; hiernach als "BCF"
angegeben), 80 g einer 50 %-igen wässrigen Natriumhydroxidlösung (hiernach als "kaustische Lösung" angegeben) und
konzentrierter Chlorwasserstoffsäure (nachfolgend als
"HCl-Säure" angegeben) als getrennte Ströme wurden gemäß Tabelle 1 durchgeführt.

10

20

3518294	16	1	". ,
yj \S I ·/ mm W ~	TABELLE	pH
	Temperatur, 0C	11,3
Zeit, Stunden:Minuten	14	11,1	Anmerkungen
0:00	16	10,9	Beginn der BCF-Zu gabe
0:05	17	10,8	Beginn der Zugabe kaustischer Lösung
0:15	18	10,9	Etwa 1/4 BCF zuge geben
0:25	18	11,2
0:34	15	11,4	Etwa 1/2 BCF zuge geben
0:45	14	11,2
0:50	17	11,3	Etwa 3/4 BCF zuge geben
1:00	16	11,0
1:10	15	11,0	BCF-Zugabe abge schlossen
1:27	16	11,0	Zugabe kaustischer Lösung abgeschlossen
1:29	16	1,7	pH-Wert stabilisiert
1:40	13	Beginn der HCl-Säure- Zugabe
2:03		Intermittierende HCl- Säure-Zugabe fortge setzt

2:25

14

1,7 HCl-Säure-Zugabe abgeschlossen; pH-Wert stabilisiert

Die Menge an eingesetzter Chlorwasserstoffsäure entsprach derjenigen, die erforderlich war, um den pH-Wert auf einen stabilisierten Wert von 1,7 zu verringern. Während der Zugabe von Chlorwasserstoffsäure begann sich plötzlich bei einem pH-Wert von etwa 4,0 ein Niederschlag zu bilden, der zu einem fast festen Gemisch erstarrte und die Rührvorrichtung stoppte. Etwa 600 cm³ Ethylacetat wurden zugegeben und das Rührwerk wurde von Hand gedreht bis es unter seiner eigenen Kraft sich langsam bewegen konnte.

Beim Rühren des Reaktionsgemisches wurde der Niederschlag gelöst und die freie Bewegung des Rührwerkes wurde ermöglicht. Nach der Stabilisierung des pH-Wertes bei 1,7 wurde das Rühren für etwa 15 Minuten fortgesetzt und sodann unterbrochen. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend in einen 2 Liter fassenden Trenntrichter eingegeben und die Phasentrennung wurde abgewartet. Die am Boden befindliche wässrige Phase wurde abgelassen und mit weiteren 300 cm³ Ethylacetat erneut extrahiert. Die Phasen wurden getrennt und die organischen Phasen aus beiden Extraktionen wurden vereint und über Nacht über wasserfreiem Magnesiumsulfat gelagert. Die feste Phase wurde sodann durch Filtrieren entfernt und das Filtrat wurde in einem Buchi-Rotationsverdampfer bei etwa 40⁰C und unter einem von einer Wasser-Absaugvorrichtung geliefertem Unterdruck abgezogen. Die Feststoffe wurden 4 Stunden in einem Vakuumofen bei etwa 45⁰C und absoluten Drucken im Bereich von etwa 3 bis 17 Kilopascal getrocknet und sodann in einen Vakuumexsikkator über Phosphorpentoxid für 16 Stunden bei Umgebungstemperatur und einem absoluten Druck von etwa 13 bis 27 Pascal eingegeben. Das erhaltene Produkt wog 210,20 g und schmolz im Bereich von 93 bis 95°C. Die Ausbeute des Produktes betrug 83,0 %, bezogen auf L-Threonin. Die nuklearmagnetische Resonanzspektrokopie zeigte, daß keine Feuchtigkeit vorhanden war. Die Analyse auf die Reinheit wurde mittels Titration durchgeführt. Gefundene Reinheit: 99,6 %. Das Produkt wurde auf NaCl analysiert. Gefunden: 0,27 % NaCl. Das Produkt wurde auf Feuchtigkeit untersucht. Gefunden: 0,31 % H₂O. Vier Zehntel Gramm des Produktes wurden in 10 ml Essigsäure gelöst und die spezifische Drehung [JX~]q wurde ermittelt. Gefunden: -3,67°. Flüssigkeitschromatographie zeigte, daß das Produkt 99,9 Flächenprozent Benzyloxycarbonyl-L-threonin bei einer Messung bei 254 nm und 96,3 Flächenprozent N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin bei Messung unter 210 nm enthielt.

Das Infrarotspektrum des Produktes entsprach dem Standard-

ORiGiNAL !NP"F£C~£D

spektrum für N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin. Das nuklearmagnetische Resonanzspektrum (NMR) des Produktes entsprach dem Standardspektrum für N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin mit der Ausnahme, daß das erstere ebenfalls das Vorhandensein von Spuren einer nicht definierten Verunreinigung anzeigte. Die Ergebnisse der Elementaranalyse sind in Tabelle 2 angegeben.

TABELLE 2
10

	% C	% H	% N	% 0
Gefunden	56,83	6,03	5,44	31 ,56
	56,78	6,10	5,49	31 ,45
Gefunden
(Durchschnitt)	56,81	6,07	5,47	31 ,51
Theorie	56,91	5,97	5,53	31 ,59

Das Produkt erwies sich als ein Produkt von analytischer Reinheit, wobei alle Werte in guter Übereinstimmung stan^den·

Beispiel II

Dieses Beispiel zeigt den Effekt der Verwendung von PEG-6 00 als einem Phasentransferkatalysator bei der Herstellung von N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin.

Ein 1 Liter fassender 5-Hals-Reaktionskolben, der wie in Beispiel I ausgerüstet war, wurde mit 59,56 g L-Threonin (98 %) und 300 g Wasser beschickt. 40 g einer 50 %-igen wässrigen Natriumhydroxidlösung wurden sodann zugegeben, um die Aminosäure in das Natriumsalz zu überführen. Das Reaktionsgemisch besaß dann einen pH-Wert von etwa 11,0. Zum Reaktionsgemisch wurden 1,5 g PEG-600 zugesetzt; es wurde keine Änderung des pH-Wertes beobachtet. Die Zugaben von 87,0 g Benzylchlorformiat ("BCF") und 40 g 50 %-iger wässriger Natriumhydroxidlösung ("kaustisch") als separate Ströme wurden gemäß Tabelle 3 durchgeführt.

0:55

1:17

19

TABELLE

	Tempe	pH-Wert	Volumen BCF	70	Volumen kausti	Anmerkungen
	ratur,	11,0	im Zugabe		scher Lösung im	Beginn der
Zeit,	0C		trichter, cm3,	67	Zugabetrichter,	BCF-Zugabe
Stunden:	16	11,0	angenäherter		cm3, angenäher	Leichter pH-
Minuten			Wert		ter Wert	Abfall; Be
0:00	15			27	ginn der Zu
					gabe der kau
0:02				27	stischen Lö
			62		sung
		10,9			Beginn der
					Kühlung des
	15				Behälters mit
				einem Eisbad
0:05		26,5

0:10	16	10,8
0:15	15	10,7
0:25	14	10,8
0:32	12	10,9
0:40	14	10,7
0:45	15	11,2
0:50	18	11,0

11,3

0:57	15	10,9
1:00	16	10,8
1:05	16	11,1
1:15	15	11,0

11,0

58 54 43 35

30 26 23

20

17 14

9 0

25 24 20 16

12

10

6,5 5

Entfernung des Eisbades

Beginn d.Kühlung d. Gefäßes mit

einem Eisbad

Entfernung des Eisbades

Beginn cL Kühlung d.Gefäßes mit einem Eisbad

Beide Zugaben werden innerhalb der gleichen Minute abgeschlossen; Eisbad wird entfernt

pH-Wert im wesentlichen stabil;zwei Tropfen kaustischer Lösung zugesetzt

Zeit, Tempe-Stunden: ratur, 5 Minuten ⁰C

1:20

1:50

16

17

3 (Fortsetzung)

Volumen BCF Volumen kausti-

im Zugabe- scher Lösung im

trichter, cm³, Zugabetrichter,

angenäherter cm³, angenäher-

pH-Wert Wert ter Wert

11,1

11,1

Anmerkungen

pH-Wert stabil

pH-^Wert stabil

10

Konzentrierte Chlorwasserstoffsäure wurde in den Zugabetrichter gegeben, der das Benzylchlorformiat enthalten hatte. Nach dem Abkühlen des Reaktionsgemisches auf etwa 1O⁰C mittels eines Eisbades wurde der pH-Wert auf etwa 1,5 durch tropfenweise Zugabe einer konzentrierten Chlorwasserstoffsäure unter Kühlung über eine Zeit von ungefähr 20 Minuten eingestellt. Bei Erreichen des pH-Wertes von etwa 4,5 begann sich ein milchig-weißer Niederschlag zu bilden. Nachdem der pH-Wert etwa 1,5 erreicht hatte, wurde die Zugabe beendet. Der pH-Wert stieg langsam auf etwa 2,2 über einen Zeitraum von etwa 15 Minuten und stabilisierte sich bei diesem Wert. Der Niederschlag blieb nach der Stabilisierung des pH-Wertes des Reaktionsgemisches bei etwa 2,2. Trotz des milchigen Aussehens waren keine Festteile sichtbar, selbst nachdem das Reaktionsgemisch ruhig für eine Zeit stehengelassen worden war. Das Rühren wurde wieder aufgenommen und konzentrierte Chlorwasserstoffsäure wurde tropfenweise zugesetzt bis der pH-Wert des Reaktionsgemisches etwa 1,5 erreicht hatte.

Das Reaktionsgemisch wurde sodann etwa 20 Minuten gerührt, wobei während dieser Zeit der pH-Wert bei etwa 1,5 verblieb. Am Ende dieser Zeit wurden 200 cm³ Ethylacetat zugegeben, worauf der gesamte Feststoff aufgelöst wurde.

Das Reaktionsgemisch wurde für etwa 10 Minuten heftig gerührt und anschließend wurde das Rühren unterbrochen. Die

1 obere organische Schicht wurde sehr sauber von der unteren wässrigen Schicht nach etwa 2 bis 3 Minuten abgetrennt. Das Reaktionsgemisch wurde sodann in einen 1 Liter fassenden Trenntrichter eingegeben und die Phasen wurden sich trennen gelassen. Die untere wässrige Phase wurde abgezogen und mit 100 cm³ frischem Ethylacetat erneut extrahiert. Nach Entfernung der wässrigen Phase wurden die beiden organischen Phasen vereint. Das Lösungsmittel wurde in einem Buchi-Rotationsverdampfer unter einem vermindertem Druck, der durch eine Wasseransaugvorrichtung zur Verfügung gestellt wurde (absoluter Druck: etwa 9 bis 10 kPa) zuerst unter Verwendung eines 50° bis 55⁰C warmen Wasserbades abgezogen, bis alle Festteile sich ausgebildet hatten, und sodann wurde ein 60⁰C warmes Wasserbad für eine Stunde unter langsamer Umdrehung verwendet. Der Unterdruck wurde abgenommen und die Feststoffe wurden in eine Trockenschale gegeben und in einem Konvektionsofen bei 50⁰C bis 55⁰C über Nacht erhitzt. Die Feststoffe wurden durch Emaziation in einer Mischvorrichtung, die in einer Trockenschale angeordnet war, pulverisiert und in einem Konvektionsofen für etwa 6 1/4 Stunden getrocknet. Das erhaltene Produkt wog 120,5 g und stellte eine Ausbeute von 95,16 % bezogen auf L-Threonin dar. Die Analyse auf die Reinheit wurde durchgeführt, indem eine Probe des Produkts in Wasser gelöst wurde und mit einer Lösung von Natriumhydroxid/ Methanol titriert wurde. Der gefundene Reinheitsgrad: 96,89 %, 97,23 %, 97,15 %. Durchschnittliche gefundene Reinheit: 97,09 %. Das Produkt wurde auf NaCl untersucht. Gefunden: 0,14 %, 0,14 % NaCl. Durchschnittswert: 0,14 % NaCl. Das Produkt wurde auf Feuchtigkeit nach dem Karl Fischer-Verfahren untersucht. Gefunden: 0,046 %, 0,053 % H₂O. Durchschnittswert: 0,050 % H₂O. Vier Zehntel Gramm des Produkts wurden in 10 ml Essigsäure gelöst und die spezifische Drehung wurde ermittelt. Gefunden: -3,80°, -3,88°. Durchschnittswert: -3,84°. Die Flüssigkeitschromatographie zeigte, daß das Produkt 98,843 Flächenprozent

N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin und 0,102 Flächenprozent L-Threonin bei Messung unter 210 nm enthielt. Das nuklearmagnetische Resonanzspektrum des Produktes entsprach genau dem Literaturspektrum von N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin. Die Ergebnisse der Elementaranalyse sind in Tabelle 4 dargestellt.

	Gefunden	%	C	TABELLE 4	H	5	N	31	O
10		56	,95	%	,91	5	,49	31	,60
	Gefunden	57	,09	5	,07		,58		,27
	(Durchschnitts			6		5		31
	wert)	57	,02		,99		,54		,44
				5
15

Dieses Beispiel zeigt eine Steigerung um etwa 14 1/2 % bezüglich der Ausbeute im Vergleich mit der Ausbeute nach Beispiel I, und es zeigt ferner, daß PEG-600 in wirksamer Weise die Reaktion katalysierte.

Beispiel III

Dieses Beispiel zeigt den Effekt der Verwendung von PEG-300 als ein Phasentransferkatalysator bei der Herstellung von N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin.

Ein 1 Liter fassender 5-Hals-Reaktionskolben, der gemäß der Beschreibung in Beispiel I ausgerüstet war, wurde mit 59,56 g L-Threonin und 300 g Wasser beschickt. 40 g einer 50 %-igen wässrigen Natriumhydroxidlösung wurden sodann zugesetzt, um die Aminosäure in das Natriumsalz zu überführen. Das Reaktionsgemisch besaß sodann einen pH-Wert von 11,1. Zu dem Reaktionsgemisch wurden 0,75 g PEG-300 zugesetzt; Es wurde keine Änderung des pH-Wertes beobachtet. Die Zugaben von 87,0 g Benzylchlorformiat ("BCF") und

40 g 50 %-iger wässriger Natriumhydroxidlösung ("kautische Lösung") als separate Ströme wurde gemäß Tabelle 5 durchgeführt.

TABELLE 5

Zeit, Stunden: Minuten	Tempe ratur, eC	pHHWert	Volumen BCF im Zugabe trichter, cm3, angenäherter Wert	Volumen kausti scher Lösung im Zugabetrichter, cm3, angenäher ter Wert	Anmerkungen
0:00	15	11,1	71	27	Beginn der BCF- Zugabe
0:03	15	11,05	70	27	Beginn eines leichten Abfalls des pH-Wertes
0:05	15	11,0	68	27	Beginn der Zuga be kaustischer Lösung
0:11	16	11,0	52	25	Beginn d. Kühlung 11. Gefäßes mit einen Eisbad; geringe Verringerung der BCF-Zugabege schwindigkeit
0:18	17	10,8	47	23,5
0:22	15	10,9	45	22,5
0:27	14	10,9	41	20,5	Entfernung des Eisbades
0:32	17	10,9	38	18	Beginn der Küh lung des Gefäs- ses mit einem Eisbad
0:35	16	10,9	35,5	17
0:42	16	11,1	30	12
0:47	16	11,0	25	10
0:52	15	10,7	19	8
0:57	15	11,0	15	7
1:02	15	10,9	9	4,5
1:07	15	10,9	5	2

TABELLE 5 (Fortsetzung)

	Tempe	pH-Vfert	Volumen BCF	0	Volumen kausti	Anmerkungen
	ratur,	11,1	im Zugabe		scher Lösung im	Beide Zugaben
Zeit,	0C		trichter, cm3,		Zugabetrichter,	abgeschlos
Stunden:	15		angenäherter		cm3, angenäher	sen; zwei zu
Minuten			Wert		ter Wert	sätzliche
1:12				0	Tropfen kau
					stischer Lö
					sung wurden
					zugesetzt;
					Eisbad wurde
			0		entfernt
		11,2	0
		11,2			pH-Wert ist
	17		0		stabil
	17	11,2			pH-Wert ist
1:17			0	0	stabil
1:19	18	11,2		0	pH-Wert ist
				stabil
1:27	23	0
2:27		0

Konzentrierte Chlorwasserstoffsäure (Salzsäure) wurde in den Zugabetrichter gegeben, der das Benzylchlorformiat enthalten hatte. Unter Kühlung des Reaktionsgefäßes mit einem Eisbad, so daß die Temperatur der Reaktion im Bereich von 5⁰C bis 10⁰C gehalten wurde, wurde der pH-Wert durch tropfenweise Zugabe konzentrierter Chlorwasserstoffsäure über eine Zeitdauer von etwa 20 Minuten auf einen Wert von 1,5 verringert. Wenn der pH-Wert etwa 4,5 erreichte, so begann sich ein milchiger weißer Niederschlag zu bilden. Nach Erreichen des pH-Wertes von etwa 1,5 wurde die Zugabe gestoppt. Der pH-Wert stieg langsam auf etwa 2,1 über eine Zeitdauer von etwa 15 Minuten. Einige Tropfen konzentrierter Salzsäure (Chlorwasserstoffsäure) wurden zugegeben, um den pH-Wert wieder auf etwa 1,5 einzustellen. Der Niederschlag verblieb nach der erneuten Einstellung des pH-Wertes auf einem Wert von etwa 1,5. Obwohl das Reaktionsgemisch eine etwas viskose Aufschlämmung war, waren keine einzelnen

Kristalle sichtbar. Das Reaktionsgemisch wurde weitere 30 Minuten gerührt, wobei es auf Umgebungstemperatur zurückkehren konnte. Zum Abschluß dieser Zeit wurden 200 cm³ Ethylacetat zugegeben, worauf alle Feststoffe gelöst wurden. Das Reaktionsgemisch wurde 5 Minuten gerührt und sodann in einen 1 Liter fassenden Trenntrichter gegeben, worin die Phasen sich trennen konnten. Nach 2 oder 3 Minuten hatten sich die Phasen deutlich in zwei sehr gute definierte Schichten getrennt. Die untere wässrige Schicht wurde abgezogen und erneut mit 100 cm³ frischem Ethylacetat extrahiert. Nach der Entfernung der unteren wässrigen Phase wurden die beiden organischen Phasen vereint. Das Lösungsmittel wurde über eine Zeit von etwa 2 Stunden in einem Buchi-Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck, der durch eine Wasser-Absaugvorrichtung (absoluter Druck: etwa 9 bis 10 kPa) zur Verfügung gestellt wurde, wobei ein Wasserbad verwendet wurde, welches höchstens 6 0⁰C erreichte, abgezogen. Der verringerte Druck wurde aufgegeben und die Feststoffe wurden von der Seite des Kolbens abgekratzt. Sobald die Feststoffe gelöst waren und schüttfähig waren, wurde die Verdampfung in dem Buchi-Verdampfer für 1 Stunde unter dem vermindertem Druck, der durch eine Wasser-Absaugvorrichtung und unter Verwendung eines 55⁰C warmen Wasserbades zur Verfügung gestellt wurde, fortgeführt. Das Vakuum wurde aufgegeben und die Feststoffe wurden in eine Trockenschale eingegeben. Die Feststoffe wurden sodann über Nacht in einem Konvektionsofen bei 50⁰C bis 55°C getrocknet. Die Feststoffe wurden in einer Mischvorrichtung pulverisiert, in eine Trockenschale eingegeben und in dem Konvektionsofen über das Wochenende getrocknet. Das erhaltene Produkt wog 120,0 g und stellte eine Ausbeute von 94,76 % bezogen auf L-Threoni'n dar. Die Reinheitsanalyse wurde unter Auflösen einer Probe des Produktes in Wasser und Titrieren mit einer Natriumhydroxid/Methanol-Lösung durchgeführt. Gefundene Reinheit: 96,95 %, 97,38 %. Durchschnittswert: 97,16 %. Das

Produkt wurde auf NaCl analysiert. Gefunden: 0,074 %, 0,099 % NaCl. Durchschnittswert: 0,087 % NaCl. Das Produkt wurde auf Feuchtigkeit nach dem Karl Fischer-Verfahren untersucht. Gefunden 0,12 %, 0,08 % H-O. Durchschnittswert: 0,10 % H-O. Vier Zehntel Gramm des Produktes wurden in 10 ml Essigsäure gelöst und die spezifische Drehung wurde bestimmt. Gefunden: -3,82°, -3,46°. Durchschnittswert: -3,64°. Das Produkt schmolz in einem Bereich von 97⁰C bis 99⁰C. Die Flüssigkeitschromatographie zeigte, daß das Produkt 100 Flächenprozent N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin bei Messung unter 254 nm aufwies. Bei Messung unter 210 nm zeigte die Flüssigkeitschromatographie, daß das Produkt 96,824 Flächenprozent N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin, 0,897 Flächenprozent Benzylalkohol und 0,283 Flächenprozent L-Threonin aufwies. Das nuklearmagnetische Resonanzspektrum des Produktes entsprach dem Standardspektrum von N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin. Die Ergebnisse der Elementaranalyse sind in Tabelle 6 angegeben.

Gefunden

25 Gefundener Wert

(Durchschnitt) 56,89 6,00 5,48 31,33

Dieses Beispiel zeigt eine etwa 14 %-ige Ausbeutesteigerung im Vergleich zur Ausbeute nach Beispiel I, und es zeigt, daß PEG-300 effektiv die Reaktion katalysierte.

	C	TABELLE	6	H	%	N	%	O
%	,87	%	,94	5	,34	31	,37
56	,91	5	,06	5	,61	31	,28
56	6

Beispiel IV

Dieses Beispiel zeigt den Effekt der Verwendung von etwa der Hälfte der Menge an PEG-300, die in Beispiel III verwendet wurde.

Ein 1 Liter fassender 5-Hals-Reaktionskolben, der gemäß der Beschreibung in Beispiel I ausgerüstet war, wurde mit 59,56 g L-Threonin und 300 g Wasser beschickt. 40 g 50 %-iger wässriger Natriumhydroxidlosung wurden sodann zugesetzt, um die Aminosäure in das Natriumsalz zu überführen. Das Reaktionsgemisch besaß dann einen pH-Wert von 11,2. Dem Reaktionsgemisch wurden 0,38 g PEG-300 zugesetzt; es wurde keine Änderung des pH-Wertes beobachtet.

Die Zugaben von 87,0 g Benzylchlorformiat ("BCF") und 40 g 50 %-iger wässriger Natriumhydroxidlösung ("kaustische Lösung") als separate Ströme wurde gemäß Tabelle 7 durchgeführt.

20 25 30 35

TABELLE 7

Volumen BCF Volumen kausti-

im Zugabe- scherLösung im

Zeit, Tempe- trichter ,cm³, Zugabetrichter, Stunden: ratur, angenäherter cm³, angenäher-Minuten ⁰C pH-Wert Wert ter Wert Anmerkungen

0:14

0:00	16	11,2	71	27	Beginn der BCF-Zugabe
0:01	16	11,15	70,5	27	Beginn eines leichten pH-Abfalls
0:04	16	11,0	68	27	Beginn der Zugabe kau stischer Lösung
0:09	17	10,9	63	26	Beginn der Kühlung des Gefäßes mit einem Eisbad

10,8

TABELLE 7 (Fortsetzung)

Zeit, Stunden: Minuten	Tempe ratur, 0C	pH-Wert	Volumen BCF im Zugabe trichter ,cm3, angenäherter Wert	Volumen kausti scher Lösung im Zugabetrichter, cm3, angenäher ter Wert	Anmerkungen
0:19	16	11,0	54	22
0:24	15	10,8	49	20
0:29	14	10,8	45	18
0:34	13	11,1	41	16	Eisbad teilweise entfernt
0:39	15	10,9	36	14
0:44	16	11,2	31	12
0:49	17	11,0	25	9
0:54	16	10,8	20	7	Verstärkte Küh lung
0:59	15	10,7	15	6
1:04	15	10,9	9	4
1:09	16	11,1	4	2
1:14	16	11,0	0	0	Beide Zugaben abgeschlossen
1:15	16	10,8	0	0	Einige Tropfen kaustischer Lö sung zugesetzt; Eisbad entfernt
1:21	17	11,0	0	0	pH wird im we sentlichen sta bil
2:39	20	10,9	.0	0	pH wird im we sentlichen sta bil

Konzentrierte Salzsäure wurde in den Zugabetrichter gegeben, der das Benzylchlorformiat enthalten hatte. Nach Abkühlen des Reaktionsgemisches auf etwa 10⁰C unter Verwendung eines Eisbades wurde der pH-Wert auf etwa 1,5 mittels tropfenweiser Zugabe konzentrierter Salzsäure über eine Zeitdauer von etwa 20 Minuten unter Kühlung mit einem Eisbad, um die Temperatur im Bereich von etwa 5°C bis etwa 10⁰C zu halten, verringert. Wenn der pH-Wert etwa 4,5 erreichte, so begann sich ein milchiger weißer Niederschlag zu bilden. Nach Erreichen eines pH-Wertes von etwa 1,5 wurde die Zugabe abgebrochen. Der pH-Wert stieg langsam auf etwa 2,1. Einige Tropfen konzentrierter Salzsäure wurden zugegeben, um den pH-Wert auf etwa 1,5 zu bringen. Das Reaktionsgemisch wurde sodann gerührt, während es auf Umgebungstemperatur zurückkehren konnte. Etwa 200 cm³ Ethylacetat wurden sodann zugesetzt, worauf sich alle Feststoffe lösten. Das Reaktionsgemisch wurde gerührt und sodann in einen 1 Liter fassenden Trenntrichter eingegeben, in dem sich die Phasen trennen konnten. Die untere wässrige Schicht wurde abgezogen und mit etwa 100 cm³ frischem Ethylacetat erneut extrahiert. Nach der Entfernung der unteren wässrigen Phase wurden die beiden organischen Phasen vereint. Das Lösungsmittel wurde in einem Buchi-Rotationsverdampfer unter einem vermindertem Druck, der durch eine Wasserstrahlpumpe zur Verfügung gestellt wurde (absoluter Druck: etwa 9 bis 10 kPa) abgezogen, wobei ein warmes Wasserbad verwendet wurde, welches höchstens etwa 55°C erreichte. Wenn das Ethylacetat entfernt war, bildete sich ein viskoser klarer Sirup, der Sirup wurde weiß und ein Niederschlag fiel aus, der den Kolben bedeckte. Das Vakuum wurde freigesetzt und die Peststoffe wurden von der Seite des Kolbens abgekratzt. Sobald die Feststoffe abgelöst und schüttfähig waren, wurde die Verdampfung in dem Buchi-Verdampfer für eine Stunde unter dem Vakuum fortgesetzt, welches durch eine Wasserstrahlpumpe zur Verfügung gestellt wurde, wobei ein warmes Was-

serbad verwendet wurde. Das Vakuum wurde entfernt und die Feststoffe wurden in eine Trockenschale gegeben. Die Feststoffe wurden in einem Konvektionsofen bei 55⁰C über das Wochenende getrocknet. Sodann wurden die Feststoffe zu einem feinen Pulver in einer Mischvorrichtung pulverisiert, auf eine Trockenschale gegeben und in einem Konvektionsofen für 3 Stunden bei 50⁰C bis 55⁰C getrocknet. Das erhaltene Produkt wog 114,09 g und stellte eine Ausbeute von 90,1 % bezogen auf L-Threonin dar. Die Reinheitsanalyse wurde durchgeführt, indem eine Probe des Produkts in Wasser gelöst wurde und mit einer Natriumhydroxid/Methanol-Lösung titriert wurde. Gefundener Reinheitsgrad: 94,47 %, 94,15 %. Durchschnittliche gefundene Reinheit: 94,31 %. Das Produkt wurde auf NaCl analysiert. Gefunden: 0,33 %, 0,36 % NaCl. Durchschnittswert: 0,34 % NaCl. Das Produkt wurde auf Feuchtigkeit nach dem Karl Fischer-Verfahren untersucht. Gefunden: 0,21 %, 0,18 % H₂O. Durchschnittswert: 0,20 % H₂O. Vier Zehntel Gramm des Produktes wurden in 10 ml Essigsäure gelöst und die spezifische Drehung wurde bestimmt. Gefunden: -3,69°, -3,04°. Gefundener Durchschnittswert: -3,36°. Die Flüssigkeitschromatographie zeigte, daß das Produkt 97,7 Flächenprozent N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin bei Messung unter 210 nm und 97,92 Flächenprozent N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin bei Messung unter 254 nm aufweist. Das NMR-Spektrum des Produktes entsprach dem Standardspektrum von N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin.

Dieses Beispiel zeigt eine etwa 8 1/2 %-ige Steigerung der Ausbeute im Vergleich zur Ausbeute nach Beispiel I, und zeigt ferner an, daß PEG-300 die Reaktion effektiv katalysiert.

Dieses Betspiel zeigt den Effekt der Verwendung von Tetra-(ethylenglykol) als einem Phasentransferkatalysator bei der Herstellung von N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin.

Ein 1 Liter fassender 5-Hals-Reaktionskolben, der gemäß Beispiel I ausgerüstet war, wurde mit 59,56 g L-Threonin und 300 g Wasser beschickt. 40 g 50 %-iger wässriger Natriumhydroxidlösung wurden sodann zugegeben, um die Aminosäure in das Natriumsalz zu überführen. Das Reaktionsgemisch hesaß dann einen pH-Wert von 11,18. Dem Reaktionsgemisch wurden 0,49 g Tetra(ethylenglykol) zugesetzt; es wurde keine Änderung des pH-Wertes beobachtet. Die Zugaben von 87,0 g Benzylchlorformiat ("BCF") und 40 g 50 %-iger wässriger Natriumhydroxidlösung ("kaustisch") als separate Ströme wurden gemäß Tabelle 8 durchgeführt.

TABELLE

Zeit, Stunden: Minuten	Tempe ratur, 0C	pH-Wert	Volumen BCP Im Zugabe trichter ,cm3, angenäher ter Wert	Volumen kausti scher Lösung im Zugabetrichter, cm3, angenäher ter Wert	Anmerkungen
0:00	13	11,2	71	28	Beginn der BCF-Zugabe
0:01	13	11,15	70	28	Beginn eines leichten Ab falls des pH-Wertes
0:03	14	11,1	68,5	28	Beginn der Zugabe kau stischer Lösung
0:10	14	11,0	62,5	27,5
0:15	16	10,8	59,5	26,5	Beginn des Kühlens des Gefäßes mit einem Eis bad

TABKTIF. 8 (Fortsetzung)

Zeit, Stunden: Minuten	Tempe ratur, 0C	pH-Wert	Volumen BCF im Zugabe trichter ,cm3, angenäherter Wert	Volumen kausti scher Lösung im Zugabetrichter, cm3, angenäher ter Wert	Anmerkungen
0:20	14	11,2	57	25,5	Zugabegeschwin digkeiten leicht erhöht
0:27	14	11,1	53	24	Eisbad entfernt
0:32	15	10,9	48	23
0:37	16	11,1	44	20	Beginn des Küh- lens des Gefäßes mit einem Eisbad
0:42	13	10,8	39	18	Eisbad teilweise entfernt
0:47	15	10,9	35	16
0:52	15	11,2	29	14
1:07	15	11,0	19	8
1:12	17	11,1	12	6	Kontakt des Ge fäßes mit dem Eisbad verstärkt
1:17	16	11,1	5	2,5
1:21	14	11,2	0	0	Beide Zugaben abgeschlossen
1:23	13	11,2	0	0	pH-Wert im we sentlichen stabi lisiert; zwei Tropfen kausti scher Lösung zu gesetzt
1:26	14	11,2	0	0	pH-Wert im we sentlichen sta bil; Eisbad ent fernt
1:42	16	11,2	0	0	pH-Wert stabil
2:32	21	11,2	0	0	pH-Wert stabil

Konzentrierte Salzsäure wurde in den Zugabetrichter eingegeben, der das Benzylchlorformiat enthalten hatte. Nach dem Kühlen des Reaktionsgemisches auf etwa 10⁰C unter Verwendung eines Eisbades wurde der pH-Wert durch tropfenweise Zugabe konzentrierter Salzsäure über eine Zeit von etwa 20 Minuten auf etwa 1,5 verringert, während mit einem Eisbad gekühlt wurde, um die Temperatur im Bereich von etwa 5⁰C bis etwa 1O⁰C zu halten. Wenn der pH-Wert etwa 4,5 erreichte, begann die Bildung eines milchig weißen Nieder-Schlages. Nach Erreichen eines pH-Wertes von etwa 1,5 wurde die Zugabe gestoppt. Der pH-Wert stieg langsam auf etwa 2,1 über einen Zeitraum von etwa 15 Minuten an. Einige Tropfen konzentrierter Salzsäure wurden zugesetzt, um den pH-Wert auf etwa 1,5 zurückzuführen. Das Reaktionsgemisch wurde sodann etwa 20 Minuten gerührt, wobei während dieser Zeit ein Tropfen oder zwei Tropfen konzentrierter Salzsäure zugegeben wurden, wie es gerade erforderlich war, um den pH-Wert unterhalb von etwa 1 ,8 zu halten. Der pH-Wert stabilisierte sich bei etwa 1,7. Das Kühlen und Rühren wurde für etwa 20 Minuten fortgesetzt,worauf das gesamte Reaktionsgemisch plötzlich zu einer festen Masse kristallisierte. Die Temperatur lag bei etwa 7⁰C, als die plötzliche Kristallisation auftrat. Das Rühren wurde abgebrochen und etwa 200 cm³ Ethylacetat wurden zugesetzt. Der Rührer wurde manuell bewegt, bis sich ein hinreichender Teil der Feststoffe gelöst hatte, um die Umdrehung des Rührers zu erlauben. Einige Minuten des Rührens waren hinreichend, um den gesamten Feststoff aufzulösen. Das Reaktionsgemisch wurde sodann für 5 Minuten heftig gerührt und anschließend in einen 1 Liter fassenden Trenntrichter eingegeben, in dem die Phasen getrennt wurden. Nach 2 oder 3 Minuten hatten sich die Phasen in zwei gut definierte Schichten getrennt. Die niedrige wässrige Phase wurde abgezogen und mit etwa 100 cm³ frischem Ethylacetat erneut extrahiert. Nach der Entfernung der unteren wässrigen Phase wurden die beiden organischen Phasen vereint. Das Lösungsmittel wurde in

einem Buchi-Rotationsverdampfer unter dem Vakuum, welches durch eine Wasserstrahlpumpe zur Verfügung gestellt wurde (absoluter Druck: etwa 9 bis 10 kPa) abgezogen, wobei ein Wasserbad verwendet wurde, welches eine Temperatur von höchstens 60⁰C erreichte. Wenn das Ethylacetat entfernt war, so bildete sich ein viskoser klarer Sirup, der Sirup wurde weiß und ein Niederschlag bildete sich, der den Kolben bedeckte. Das Vakuum wurde weggenommen und die Feststoffe wurden von der Seite des Kolbens abgekratzt. Sobald die Feststoffe abgelöst waren und sich in schüttfähigem Zustand befanden, wurde die Verdampfung in dem Buchi-Verdampfer für 1 Stunde unter dem Vakuum fortgesetzt, welches durch eine Wasserstrahlpumpe zur Verfügung gestellt wurde, wobei ein warmes Wasserbad verwendet wurde. Das Vakuum wurde abgenommen und die Feststoffe wurden in eine Trockenschale gegeben. Die Feststoffe wurden sodann über Nacht in einem Konvektionsofen bei 55⁰C getrocknet. Sodann wurden die Feststoffe in einer Mischvorrichtung zu einem Pulver pulverisiert, auf eine Trockenschale gegeben und in einem Konvektionsofen für 6 Stunden getrocknet. Das erhaltene Produkt wog 119,0 g und stellte eine Ausbeute von 94,0 % bezogen auf L-Threonin dar. Die Reinheitsanalyse wurde durchgeführt, indem eine Probe des Produkts in Wasser gelöst wurde und mit einer Lösung von Natriumhydroxid/Methanol titriert wurde. Gefundener Reinheitsgrad: 9 5,90 %, 95,65 %. Durchschnittswert: 95,78 %. Das Produkt wurde auf NaCl analysiert. Gefunden: 0,41 %, 0,40 % NaCl. Durchschnittswert: 0,41 % NaCl. Das Produkt wurde auf Feuchtigkeit nach dem Karl Fischer-Verfahren analysiert. Gefunden:

0,03 %, 0,06 % H₂O. Durchschnittswert: 0,05 % H₂O. Vier Zehntel Gramm des Produktes wurden in 10 ml Essigsäure gelöst und die spezifische Drehung wurde ermittelt. Gefunden: -3,90°, -3,71°. Durchschnittswert: -3,80°. Die Flüssigkeitschromatographie zeigte, daß das Produkt 97,8 Flächenprozent N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin bei Messung unter 210 nm und 98,53 Flächenprozent N-Benzyloxycarbonyl-

L-threonin bei Messung unter 254 nm enthielt. Das NMR-Spektrum des Produktes entsprach dem Standardspektrum von N-Benzyloxycarbonyl-L-threonin.

Dieses Beispiel zeigt eine etwa 13 %-ige Steigerung der Ausbeute im Vergleich mit der Ausbeute nach Beispiel I, und es zeigt, daß Tetra(ethylenglykol) wirksam die Reaktion katalysiert.

Beispiel VJE

Dies ist ein Vergleichsbeispiel, welches den Einfluß zeigt, wenn kein Phasentransferkatalysator bei der Herstellung von N-Benzyloxycarbonyl-L-serin verwendet wird.

Ein 1 Liter fassender 5-Hals-Reaktionskolben, der gemäß Beispiel I ausgerüstet war, wurde mit 42,04 g L-Serin und 211 cm³ Wasser beschickt. 32 g einer 50 %-igen wässrigen Natriumhydroxidlösung wurden sodann tropfenweise über einen Zeitraum von etwa 10 Minuten zugegeben, um die Aminosäure in das Natriumsalz zu überführen. Das Reaktionsgemisch hatte sodann einen pH-Wert von etwa 11,1. Die Zugaben von 69,43 g Benzylchlorformiat (nachstehend als "BCF" bezeichnet) und von etwa 32 g einer 50 %-igen wässrigen Natriumhydroxidlösung (nachstehend als "kaustische Lösung" bezeichnet) als separate Ströme wurde gemäß der nachstehenden Tabelle 9 durchgeführt.

20

0:50

1:05

13

13

	Temperatur 0C	36	Anmerkungen
	12	TABELLE 9	Beginn der BCF-Zugabe
7,fit, 6t\ <nden :Minuten	13	pH-Wert	Beginn der Zugabe kausti scher Lösung
0:00	16	11,1
0:03	17	10,9
0:10	21	10,8	Anlegen einer Kühlung
0:15	18	10,7
0:20	17	11,5
0:25	15	11,1
0:30	14	11,2
0:35	14	11,1	BCF-Zugabe abgeschlossen Fortgesetzte Zugabe eini ger cm3 kaustischer Lö sung und anschließender Abbruch der Zugabe
0:40	10,8
0:45	10,9

9,8 Etwa 2 cm³ kaustischer Lösung wurden zugegeben, um den pH-Wert auf 11,0 zu erhöhen.

11,1 pH-Wert im wesentlichen stabilisiert

Das Real·tionsgemisch wurde sodann bei einem pH-Wert von etwa 11,0 für eine Zeit von 30 Minuten gerührt. Nach dem Kühlen des Reaktionsgemisches auf etwa 10⁰C wurde der pH-Wert auf etwa 1,5 durch tropfenweise Zugabe konzentrierter Salzsäure eingestellt, wobei über einen Zeitraum von etwa 15 Minuten gekühlt wurde. Ein Niederschlag begann sich zwisehen dem pH-Wert 6,1 und dem pH-Wert 5,5 zu bilden. Nach Beendigung der Salzsäure-Zugabe wurde das Reaktionsgemisch 30 Minuten gerührt und sodann über Nacht stehengelassen. Anschließend wurden 175 cm³ Ethylacetat zugegeben, während das Reaktionsgemisch gerührt wurde. Nachdem der gesamte Feststoff aufgelöst war, wurde das Reaktionsgemisch in einen Trenntrichter gegeben. Wenn das Reaktionsgemisch sich

in zwei flüssige Phasen getrennt hatte, wurde die wässrige Phase am Boden abgelassen, mit weiteren 100 cm³ Ethylacetat erneut extrahiert und die Phasen wurden getrennt. Die beiden organischen Phasen, die sich aus den zwei Extraktionen ergaben, wurden jeweils über wasserfreiem Magnesiumsulfat in getrennten Behältern für einige Stunden stehengelassen. Jeder Extrakt wurde sodann getrennt filtriert und vom Lösungsmittel in einem Rotationsverdampfer über einem warmen Wasserbad und unter einem Vakuum, welches durch eine Wasserstrahlpumpe zur Verfügung gestellt wurde, befreit. Die beiden Feststoff-Ansätze, die sich aus dem Abziehen ergaben, wurden jeweils über Nacht in einem Konvektionsofen bei 50⁰C bis 55⁰C getrocknet. Der erste getrocknete Ansatz wog 75,4 g, während der zweite getrocknete Ansatz 2,0 g wog.

Die Gesamtausbeute betrug 80,9 % bezogen auf auf L-Serin. Die NMR-Spektroskopie zeigte, daß Wasserspuren vorhanden waren. Beide Ansätze wurden für zusätzliche 18 Stunden über Phosphorpentoxid getrocknet. Die NMR-Spektroskopie nach der zusätzlichen Trocknung ermittelte kein Wasser mehr.

Die Spektren standen in Übereinstimmung mit dem Standardspektrum für N-Benzyloxycarbonyl-L-serin. Die Ergebnisse der verschiedenen Analysen sind in Tabelle 10 dargestellt.

TABELLE 10

Analyse Erstes Produkt Zweites Produkt

Untersuchung durch
Titration

Gefunden: 94,67 %, 94,59 % 98,77 %, 98,93 %

Mittelwert: 94,63 % 98,85 %

Natriumchlorid

Gefunden: 0,19 %, 0,19 % 0,19 %, 0,18 %

Durchschnitt: 0,19 % 0,19 %

Wasser

Gefunden: 0,26 %, 0,21 %, 0,26% 0,24 %, 0,24

Durchschnitt: 0,24 % 0,24 %

38
1 TABELLE 10 (Fortsetzung)

Analyse Erstes Produkt Zweites Produkt

Spezifische Drehung 5 (0,4 g/10 ml Essigsäure)

Gefunden: +5,71°, +5,56° Nicht gemessen

Durchschnitt: +5,64°

Die Ergebnisse der Flüssigkeitschromatographie, die in 10 Flächenprozent angegeben sind, sind in Tabelle 11 dargestellt.

TABELLE 11

15	Verbindung	254 nm:	210 nm:
	N-Benzyloxycarbonyl-L-serin Bei 210 nm:	Benzylalkohol	254 nm:
20	Bei	Bei	210 nm:
	Bei	254 nm:
	Andere Bei
	Bei
25

Erstes Produkt, Flächenprozent	Zweites Produkt, Flächenprozent
97,7	97,3
99,7	99,3
0,1	0,1
0,1	0,1
2,3	2,7
0,3	0,7

30 Beispiel VII

Dieses Beispiel zeigt die Wirkung der Verwendung von PEG-600 als ein Phasentransferkatalysator bei der Herstellung von N-Benzyloxycarbonyl-L-serin.
35

Ein 1 Liter fassender 5-Hals-Reaktionskolben, der gemäß Beispiel I ausgerüstet war, wurde mit 52,55 g L-Serin und

315 cm³ Wasser beschickt. 40 g einer 50 %-igen wässrigen
Natriumhydroxidlösung wurden sodann zugesetzt, um die
Aminosäure in das Natriumsalz zu überführen. Das Reaktionsgemisch besaß sodann einen pH-Wert von etwa 10,6. Dem Reak- tionsgemisch wurden sodann 1,50 g PEG-600 zugesetzt, woran sich ein 5 Minuten dauerndes Rühren anschloß. Die Zugaben
von 87,85 g Benzylchlorformiat ("BCF") und 40 g einer
50 %-igen wässrigen Natriumhydroxidlösung ("kaustische Lösung") als getrennte Ströme wurden gemäß Tabelle 12 durchgeführt.

	Tempe ratur, 0C	pH-Wert	TABELLE	12	Anmerkungen
15 Zeit, Stunden: Minuten	16	10,7	Volumen BCF im Zugabe trichter ,cm3, angenäherter Wert	Volumen kausti scher Lösung im Zugabetrichter, cm3, angenäher ter Wert	Beginn der BCF-Zugabe
0:00	16	10,65	73	27	Reaktionsge misch wurde wolkig. Be ginn des pH-Abfalls.
20 0:03	17	10,59	69	27	Beginn der Kühlung des Gefäßes mit einem Eisbad
0:06 25	15	10,49	66	27	Beginn der Zugabe kau stischer Lösung
0:11	14	10,43	61	26,5	Eisbad wurde teilweise entfernt
30 0:16	15	10,42	57	25
0:21	15	10,42	53	23
0:26	14	10,44	49	21
0:31	16	10,46	44	19	Gesteigerte Kühlung
35 0:36		40	16

0:41

10,41

36

TABELLE 12 (Fortsetzung)

1:29 1:34 1:36

1:46

2:01

Zeit, Stunden: Minuten	Tempe ratur, 0C	pH-Wert	Volumen BCF im Zugabe trichter ,cm3 angenäherter Wert	Volumen kausti scher Lösung im Zugabetrichter, cm3, angenäher ter Wert	Anmerkungen
0:46	16	10,47	32	12	Gesteigerte Kühlung
0:51	15	10,41	29	11
0:56	16	10,51	26	10	Leicht erhöhte Geschwindigkeit der BCF-Zugabe. Erhöhte Kühlung
1:01	14,5	10,48	23	8
1:06	15,5	10,43	19	6
1:11	15	10,42	14	4
1:16	15	10,41	9	2,5
1:21	16	10,46	5	1
1:26	16	10,44	2	0,5
1:28	16	10,43	0	0	Beide Zugaben

16

10,4

16 10,6

17 10,54

18 10,5

20 10,45

abgeschlossen

Kaustische Lösung tropfenweise zugesetzt um einen pH-Wert >10,4 aufrechtzuerhalten

Tropfenweise Zugabe abgebrochen. pH-Wert ist etwa gleichbleibend bei 1,35

pH-Wert etwa stabil. Eisbad entfernt.

pH-Wert etwa stabil

pH-*fert etwa stabil. Zwei Tropfen kaustischer Lösung wurden zugesetzt; der pH-wert stieg auf 10,58 an.

ORIGINAL li

TABELLE 12 (Fortsetzung)

Volumen BCF Volumen kausti-

im Zugabe- scher Lösung im

Zeit, Tempe- trichter ,cm³ Zugabetrichter,

Stunden: ratur, angenäherter cm³, angenäher-

Minuten ⁰C pH-Wert Wert ter Wert Anmerkungen

2:16

2:46

4:11

22 10,52

24 10,43

24 10,39

Ein Tropfen kaustischer Lösung wurden zugesetzt;der pH-Wert stieg auf 10,59 an.

Zwei Tropfen kaustischer Lösung wurden zugesetzt;der pH-Wert stieg auf 10,56.

Zwei Tropfen kaustischer Lösung wurden zugesetzt;der pH-Wert stieg auf 10,6.

Konzentrierte Salzsäure wurde in den Zugabetrichter gegeben, der das Benzylchlorformiat enthalten hatte. Das Reaktionsgefäß wurde mit einem Eisbad gekühlt, bis die Temperatür des Reaktionsgemisches bei etwa 12⁰C lag und sodann wurde die tropfenweise Zugabe konzentrierter Salzsäure begonnen. Wenn der pH-Wert etwa 5,0 erreicht hatte, begann sich ein weißer Niederschlag zu bilden. Das Reaktionsgemisch begann sich beträchtlich zu verdicken, wenn der pH-Wert etwa 4,8 erreicht hatte. Wenn der pH-Wert etwa 4,7 erreicht hatte, wurde der pH-Wert, der durch das pH-Meter angezeigt wurde, in seinem Abfall gestoppt, obwohl die tropfenweise Säurezugabe und das Kühlen fortgesetzt wurden. Es wurde bemerkt, daß ein Feststoff sich an dem pH-Meßkopf abgesetzt hatte. Die Zugabe von 53 g Wasser verdünnte das Reaktionsgemisch leicht, jedoch war der pH-Meßkopf noch mit dem Fest-

stoff bedeckt, der eine genaue pH-Ablesung verhinderte. Der pH-Meßkopf wurde entfernt und mit destilliertem Wasser sorgfältig gewaschen, um alle anhaftenden Rückstände zu entfernen. Nach erneutem Eintauchen des Meßkopfes in das Reaktionsgemisch wurde dieser jedoch rasch mit einem Feststoff überzogen, der genaue pH-Ablesungen verhinderte. Nach Wiederholung der Wäsche des Meßkopfes, wobei sich erneut kein Erfolg einstellte (die Meßvorrichtung zeigte einen pH-Wert von etwa 4,6), wurde die Ansäuerung mit pH-Papier verfolgt. An diesem Punkt ergab das pH-Papier eine Ablesung von etwa 4. Das Ansäuern und Kühlen wurden fortgesetzt und von Zeit zu Zeit durchgeführte pH-Papierablesungen zeigten Werte von 3,3, etwas weniger als 3 und plötzlich von etwa 1 an. An diesem Punkt zeigte das pH-Meter plötzlich einen Wert von etwa 0,8 und der pH-Meßkopf begann erneut zu funktionieren. Das Ansäuern wurde unterbrochen und einige Kubikzentimeter kaustischer Lösung wurden tropfenweise zugesetzt, bis ein pH-Wert von etwa 1,6 erreicht worden war. Das Reaktionsgemisch wurde etwa 30 Minuten gerührt, wonach der pH-Wert bei etwa 1,8 lag.

Das Reaktionsgemisch wurde zusätzliche 30 Minuten gerührt und sodann wurden 200 cm³ Ethylacetat zugefügt, worauf sich alle Feststoffe lösten. Das Reaktionsgemisch wurde etwa 15 Minuten gerührt und sodann in einen 1 Liter fassenden Trenntrichter gegeben, wo die Phasen sich trennten. Die untere wässrige Schicht wurde abgezogen, und erneut mit 50 cm³ frischem Ethylacetat extrahiert. Nach der Entfernung der unteren wässrigen Phase wurden die beiden organischen Phasen vereint. Das Lösungsmittel wurde in einem Buchi-Rotationsverdampfer bei einem absoluten Druck von etwa 10 Kilopascal abgezogen, wobei ein Wasserbad verwendet wurde, welches höchstens etwa 45⁰C erreichte. Das Vakuum wurde abgenommen und die Feststoffe wurden von der Seite des Kolbens abgekratzt. Sobald die Feststoffe locker und in schüttfähiger Form vorlagen, wurde die Verdampfung in dem Buchi-Verdampfer für etwa 2 Stunden

bei einem absoluten Druck von etwa 10 Kilopascal und unter Verwendung eines 45°C warmen Wasserbades fortgesetzt. Das Vakuum wurde entfernt und die Feststoffe wurden in eine Trockenschale gegeben. Die Feststoffe wurden sodann für 1 Stunde und anschließend über Nacht in einem Konvektionsofen bei 47°C getrocknet. Die Feststoffe wurden anschließend pulverisiert und sodann für zusätzliche 2 Stunden in dem Konvektionsofen getrocknet. Das erhaltene Produkt wog 115,8 g und bedeutete eine Ausbeute von 96,8 % bezogen auf L-Serin. Die Reinheitsanalyse wurde durchgeführt, indem eine Probe des Produktes in Wasser gelöst wurde und mit einer Natriumhydroxid/Methanol-Lösung ■

titriert wurde. Gefundener Reinheitsgrad: 98,43 %, 97,91 %. j

Durchschnittswert: 98,17 %. Das Produkt wurde auf NaCl analysiert. Gefunden: 0,36 %, 0,38 % NaCl. Durchschnittswert: 0,37 % NaCl. Das Produkt wurde auf Feuchtigkeit nach dem Karl Fischer-Verfahren untersucht. Gefunden: 0,50 %, 0,28 % H₂O. Durchschnittswert: 0,39 % H₂O. Vier Zehntel Gramm des Produktes wurden in 10 ml Essigsäure gelöst und die spezifische Drehung wurde bestimmt. Gefunden: +5,11°, +5,19°. Durchschnittswert: +5,15°. Das Produkt schmolz im Bereich von 115°C bis 117°C. Die Flüssigkeitschromatographie zeigte, daß das Produkt 99,37 Flächenprozent N-Benzyloxycarbonyl-L-serin bei Messung unter 210 nm enthielt. Bei Messung unter 254 nm zeigte die Flüssigkeitschromatographie, daß das Produkt 99,49 Flächenprozent N-Benzyloxycarbonyl-L-serin enthielt. Die NMR-Spektroskopie bestätigte die Struktur des Produktes als diejenige von N-Benzyloxycarbonyl-L-serin. 30

Dieses Beispiel zeigt eine etwa 19 1/2 %-ige Steigerung der Ausbeute im Vergleich mit der Ausbeute von Beispiel VI, und daß PEG-600 die Reaktion wirksam katalysiert.

Beispiel VIII

Dieses Beispiel zeigt den Effekt der Verwendung von PEG-900 als ein Phasentransferkatalysator bei der Herstellung von N-Benzyloxycarbonyl-L-serin.

Ein 1 Liter fassender 5-Hals-Reaktionskolben/ der gemäß der Beschreibung in Beispiel I ausgerüstet war, wurde mit 52,55 g L-Serin und 265 cm³ Wasser beschickt. 30 g einer 50 %-igen wässrigen Natriumhydroxidlösung wurden sodann zugegeben, um die Aminosäure in das Natriumsalz zu überführen. Das Reaktionsgemisch besaß dann einen pH-Wert von etwa 9,62. Dem Reaktionsgemisch wurden sodann 2,25 g PEG-900 zugesetzt, woran sich ein 5-minütiges Rühren anschloß. Die Zugaben von 87,4 g Benzylchlorformiat ("BCF") und 50 g einer 50 %-igen wässrigen Natriumhydroxidlösung ("kaustische Lösung") als separate Ströme wurde gemäß der nachstehenden Tabelle 13 durchgeführt.

	Tempe ratur, 0C	pH-Wert	,64	TABELLE	13	Anmerkungen
Zeit, Stunden: Minuten	15	9	,61	Volumen BCF im Zugabe trichter ,cm3 angenäherter Wert	Volumen kausti scher Lösung im Zugabetrichter, cm3, angenäher ter Wert	Beide Zugaben langsam be gonnen
0:00	14	9	,7	73	33	Erhöhte Ge schwindig keit der BCF- Zugabe
0:02	14	9	,1	71	32,5	Beginn des Kühlens des Gefäßes mit einem Eisbad
0:07	13	9	,1	66	32	Eisbad ent fernt
0:12	14	9	,1	61	31
0:22	15	9	50	27
0:32		41	23

3518294	Tempe ratur/ 0C	ptWfert	45	Volumen kausti scher Lösung im Zugabetrichter, cm3, angenäher ter Wert	Anmerkungen
	17	9,75		18,5	Beginn der Küh lung des Ge fäßes mit einem Eisbad
Zeit, Stunden: Minuten	15	9,9	TABELLE 13 (Fortsetzung)	15
0:37	14	9,7	Volumen BCF im Zugabe trichter ,CCT^ angenäherter Wert	14
0:42	13	9,7	36	12
0:47	13	9,8	32	10	Eisbad teilwei se entfernt
0:52	15	9,7	28	5
0:57	14	9,6	26	2
1:12	13	9,6	22	0	Beide Zugaben beendet. Das Eisbad wurde entfernt. Eini ge Tropfen einer kausti schen Lösung wurden über einen Zeitraum von 6 Minuten zugesetzt.
1:17	14	9,8	10	0	pH-Wert hatte sich im we sentlichen stabilisiert
1:22		5
1:32		0
	0

2:42

9,8

Konzentrierte Salzsäure wurde in den Zugabetrichter eingegeben, der das Benzylchlorformiat enthalten hatte. Das Reaktionsgefäß wurde mit einem Eisbad gekühlt, bis die Temperatur des Reaktionsgemisches etwa 12⁰C betrug und sodann wurde konzentrierte Salzsäure tropfenweise über eine Zeit von etwa 20 Minuten zugesetzt. Wenn der pH etwa den Wert 5,1 erreicht

hatte, wurde das Reaktionsgemisch recht dick, wenn der pH-Wert auf etwa 2,7 verringert wurde. Der pH-Meßkopf wurde mit einem weißen Niederschlag überzogen, wodurch das pH-Meter etwa fluktuierte. Einige Male wurde der Meßkopf entfernt, mit Wasser gewaschen und erneut in das Reaktionsgemisch eingetaucht. Der pH-Wert wurde ebenfalls mit pH-Papier festgestellt, welches pH-Werte zwischen 2 und 3 anzeigte. Das Rühren wurde abgebrochen und die Feststoffe wurden über Nacht absetzen gelassen. Am nächsten Tag war der pH-Wert der gleiche. Das Rühren wurde wieder aufgenommen und 200 cm³ Ethylacetat wurden zugegeben. Es lösten sich anscheinend keine Peststoffe auf. Konzentrierte Salzsäure wurde tropfenweise zugesetzt, bis ein pH-Wert von etwa 1,5 erreicht war, worauf ein großer Teil der Feststoffe sich auflöste. Der pH-Wert verschob sich auf etwa 1,9. Einige Tropfen konzentrierter Salzsäure wurden zugegeben, um den pH-Wert auf 1,7 abzusenken, wo er verblieb. Alle Feststoffe hatten sich aufgelöst. Das Reaktionsgemisch wurde für etwa 5 Minuten rasch gerührt und sodann in einen 1 Liter fassenden Trenntrichter gefüllt, wo die Phasen getrennt wurden. Die untere wässrige Phase wurde abgezogen und mit 100 cm³ frischem Ethylacetat erneut extrahiert. Nach der Entfernung der unteren wässrigen Phase wurden die beiden organischen Phasen vereint. Das Lösungsmittel wurde in einem Buchi-Rotationsverdampfer unter dem von einer Wasserstrahlpumpe zur Verfügung gestellten Vakuum (absoluter Druck: etwa 7 bis 10 kPa) unter Verwendung eines Wasserbades, welches höchstens etwa 50⁰C erreichte, abgezogen. Das Vakuum wurde abgenommen und die Feststoffe wurden von der Seite des Kolbens abgekratzt. Sobald die Feststoffe befreit und schüttfähig vorlagen, wurde die Verdampfung in dem Buchi-Verdampfer unter Vakuum für 1 Stunde fortgesetzt. Das Vakuum wurde abgenommen und die Feststoffe wurden in eine Trockenschale gegeben. Die Feststoffe wurden sodann über Nacht in einem Konvektionsofen bei etwa 40⁰C getrocknet. Die Temperatur des Ofens wurde

auf etwa 55⁰C erhöht, wobei die Peststoffe bis zum nächsten Tag weiter getrocknet wurden. Das erhaltene Produkt wog 117,5 g und stellte eine Ausbeute von 98,2 % bezogen auf L-Serin dar. Die Reinheitsanalyse wurde durchgeführt, indem eine Probe des Produktes in Wasser gelöst wurde und mit einer Natriumhydroxid/Methanol-Lösung titriert wurde. Gefundene Reinheit: 97,47 %, 97,17 %. Durchschnittswert: 97,32 %. Das Produkt wurde auf NaCl analysiert. Gefunden: 0,58 %, 0,54 % NaCl. Durchschnittswert: 0,56 % NaCl. Das Produkt wurde auf Feuchtigkeit nach dem Karl Fischer-Verfahren analysiert. Gefunden: 0,37 %, 0,51 % H₂O. Durchschnittswert: 0,44 % H₃O. Vier Zehntel Gramm des Produktes wurden in 10 ml Essigsäure gelöst und die spezifische Drehung wurde bestimmt. Gefunden: +4,90°, +4,18°. Durchschnittswert: +4,54°. Das Produkt schmolz im Bereich von 115°C bis 117°C. Das Produkt wurde hinsichtlich seiner Reinheit unter Verwendung von Flüssigkeitschromatographie bei 254 nm gemessen. Gefundene Reinheit: 100 % (Fläche), 100 % (Fläche). Durchschnittliche Reinheit: 100 Flächen-Prozent. Das Produkt wurde auf die Reinheit unter Verwendung von Flüssigkeitschromatographie unter Messung bei 210 nm analysiert. Gefundene Reinheit: 96,96 % (Fläche), 96,63 % (Fläche). Durchschnittswert der gefundenen Reinheit: 96,80 Flächenprozent. Die Ergebnisse der Elementaranalyse sind in Tabelle 14 dargestellt.

TABELLE 14

%C %H %N %0

30	Gefunden	54,87	5,61	5,72	33,05
		54,92	5,67	5,76	32,97
	Durchschnittswert	54,90	5,64	5,79	33,01
	Theorie	55,23	5,48	5,86	33,44

Das Produkt war N-Benzyloxycarbonyl-L-serin.

1 Dieses Beispiel zeigt eine etwa 21 %-ige Steigerung der Ausbeute im Vergleich mit der Ausbeute nach Beispiel VI, und daß PEG-900 in wirksamer Weise die Reaktion katalysiert.

Claims (9)

1. Patentanwälte (1919) St/Is

   Dr. Michael Hann
   Dr. H.-G. Sternagel

   Marburger Str. 38
   63 Giessen 1

   Anmelder: PPG Industries Inc., One PPG Place, Pittsburgh, PA 15272, U.S.A.

   Verfahren zur Herstellung von N-Benzyloxycarbonylaminosäuren, die eine zusätzliche Funktionalität enthalten

   Priorität: U.S.A., Serial No. 613,136

   vom 23. Mai 1984
   10

   Patentansprüche

   (/I ♦ Ä Verfahren, in dem ein Alkalimetallsalz einer Aminosäure, das keine tertiären Aminogruppen und quaternären Ammoniumgruppen enthält, und welches zusätzlich zu einer primären Aminogruppe und mindestens einem Carboxylatanion mindestens eine funktionelle Gruppe enthält, die aus der Klasse von Hydroxyl, zusätzlicher primärer Aminogruppe, sekundärer Aminogruppe, primärer Imidogruppe und primärer Amidogruppe ausgewählt ist, mit Benzylhalogenformiat, welches aus der Gruppe von ringsubstituiertem Benzylchlorformiat, nicht ringsubstituiertem Benzylchlorformiat, ringsubstituiertem Benzylbromformiat und nicht ringsubstituiertem Benzylbromformiat ausgewählt ist, in einem Polyphasen-Reaktionsgemisch, welches eine organische Flüssigphase und eine wässrige Flüssigphase enthält, umgesetzt wird,

   um ein Alkalimetallsalz einer N-Benzyloxycarbonylaminosäure, in welchem der Benzylrest substituiert oder unsubstituiert ist, und welchesdie genannte funktioneile Gruppe enthält, herzustellen,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in Gegenwart eines Phasentransferreagens, welches Poly(oxyalkylen)glykol, Poly(oxyalkylen)alkohol auf einem Polymerträger oder ein Gemisch davon umfaßt, durchgeführt wird.
   10
2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Phasentransferreagens durch die allgemeine Formel

   15

   R₁CH—CHCHC

   H
   η

   / angegeben ist, worin

   * 20 a. R.. ein Wasserstoffatom oder ein polymeres Substrat

   darstellt,

   b. einer der Reste R jeder einzelnen -CH(R)CH(R)O-Einheit des Phasentransferreagens ein Wasserstoffatom oder ein Methylrest ist, und der andere Rest R der angegebenen Einheit ein Wasserstoffatom, eine Methyl- oder Ethylgruppe darstellt, und

   c. der durchschnittliche Wert von η mindestens etwa 4 beträgt.
3. 3.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß einer der Reste R jeder einzelnen -CH(R)CH(R)O-Einheit des Phasentransferreagens ein Wasserstoffatom ist, und der andere Rest R der Einheit ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe bedeutet.

   35
4. 4.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Phasentransferreaqens durch die allgemeine Formel

   R₁CH—CH ₂ CH ₂O——H

   angegeben ist.
5. 5.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e kennzeichnet, daß der Rest R₁ ein Wasserstoff atom ist.
6. 6.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Wert von η im Bereich von etwa 4 bis etwa 500 liegt.
7. 7.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der durchschnittliche Wert von η im Bereich von etwa 4 bis etwa 80 liegt.
8. 8.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der durchschnittliche Wert von η im Bereich von etwa 5 bis etwa 25 liegt.
9. 9.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Phasentransferreaaens durch die allgemeine Formel

   HO-E-CH₂CH₂O-]—H

   angegeben ist, worin der durchschnittliche Wert von η im Bereich von etwa 4 bis etwa 80 liegt.