DE4430089A1 - Verfahren zur enzymatischen Herstellung von enantiomerenreinen Chroman-2-carbonsäuren und deren Derivaten - Google Patents
Verfahren zur enzymatischen Herstellung von enantiomerenreinen Chroman-2-carbonsäuren und deren DerivatenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur enzymatischen Herstellung
von enantiomerenreinen Chroman-2-carbonsäuren und deren Derivaten.
Ein enzymatisches Verfahren zur Racematspaltung von 7-Hydroxy-chroman-2-
carbonsäurethylester mit einer speziellen, aus Pseudomonas isolierten S-Ester-
spezifischen Lipase ist in der Literatur beschrieben. Mit diesem enzymatischen
Verfahren wird R-Chroman-2-carbonsäureethylester mit einer Ausbeute von 86%
und einer optischen Reinheit von ca. 97-99,6% e.e. sowie S-Chroman-2-
carbonsäure mit einem e.e. von ca. 83% e.e.erzeugt (P.Kalaritis, R.W. Regenye, J.J.
Patridge und D. Coffen, J.Org. Chem., 55 (1990) 812-815, s. auch USP 5037747).
Die Europäische Patentanmeldung 448254 offenbart die enantioselektive Racemat
spaltung von racemischen Chroman-2-carbonsäurestern mit einer aus Pseudomonas
fluorescens isolierten für die S-Ester-Spaltung spezifischen Lipase. Die gewünschte
R-Säure wird auf chemischen Wege aus dem R-Ester hergestellt.
Ebenfalls in der Literatur beschrieben ist die proteolytische Spaltung von 3,4-
Dihydroisocumarin-3-carboxymethylestern mit proteolytischen Enzymen (T.N.
Pattabiraman und W.B. Lawson, Biochem. J., 126 (1972) 659-665), die jedoch nur
zu einer sehr mäßigen optischen Reinheit des Produktes führt.
Alle in der Literatur bisher beschriebenen Verfahren haben den Nachteil, daß sie
meßtechnisch für die Arzneimittel-Synthese nicht einsetzbar sind. Entweder führen
die enzymatischen Spaltungen zu Chroman-2-carbonsäure mit zu geringer
optischer Reinheit oder es muß ein sehr teures Enzym, wie die von Pseudomonas
fluorescens gebildete Lipase, eingesetzt werden.
Gegenstand der Erfindung ist ein enzymatisches Verfahren zur Herstellung von
enantiomerenreinen Chroman-2-carbonsäuren und deren Derivaten der allgemeinen
Formel (I)
in welcher
A, D und E gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, Halogen, Cyano, Azido, Nitro, Difluormethyl, Trifluor methyl, Difluormethoxy, Trifluormethoxy, Hydroxy oder Carboxy stehen, oder
für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkenyl, Acyl oder Alkoxy caronyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen stehen, oder für eine Gruppe der Formel -NR²R³, -NR⁴-L-R⁵ oder -OR⁶ stehen, worin
R², R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, Phenyl oder Benzyl bedeuten,
L die -CO- oder -SO₂-Gruppe bedeutet,
R⁵ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoff atomen oder Benzyl bedeutet, oder Aryl mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, das gegebenenfalls durch Halogen, Hydroxy, Nitro, Cyano, Trifluormethyl, Trifluor methoxy oder durch geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen substituiert ist,
R⁶ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls durch Cycloalkyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Phenyl substituiert sind oder
A eine der oben aufgeführten Bedeutungen hat und
D und E gemeinsam einen 5- bis 7-gliedrigen gesättigten, partiell ungesättigten oder aromatischen Carbocyclus oder Heterocyclus mit bis zu 2 Heteroatomen aus der Reihe S, N oder O ausbilden, wobei diese gegebenenfalls bis zu 2 Carbonylfunktionen im Ring besitzen können und die gegebenenfalls bis zu 2-fach gleich oder verschieden durch geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen, Hydroxy, Cycloalkyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Phenyl, Halogen, Cyano, Nitro oder spiroartig durch einen Rest der Formel
A, D und E gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, Halogen, Cyano, Azido, Nitro, Difluormethyl, Trifluor methyl, Difluormethoxy, Trifluormethoxy, Hydroxy oder Carboxy stehen, oder
für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkenyl, Acyl oder Alkoxy caronyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen stehen, oder für eine Gruppe der Formel -NR²R³, -NR⁴-L-R⁵ oder -OR⁶ stehen, worin
R², R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, Phenyl oder Benzyl bedeuten,
L die -CO- oder -SO₂-Gruppe bedeutet,
R⁵ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoff atomen oder Benzyl bedeutet, oder Aryl mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, das gegebenenfalls durch Halogen, Hydroxy, Nitro, Cyano, Trifluormethyl, Trifluor methoxy oder durch geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen substituiert ist,
R⁶ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls durch Cycloalkyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Phenyl substituiert sind oder
A eine der oben aufgeführten Bedeutungen hat und
D und E gemeinsam einen 5- bis 7-gliedrigen gesättigten, partiell ungesättigten oder aromatischen Carbocyclus oder Heterocyclus mit bis zu 2 Heteroatomen aus der Reihe S, N oder O ausbilden, wobei diese gegebenenfalls bis zu 2 Carbonylfunktionen im Ring besitzen können und die gegebenenfalls bis zu 2-fach gleich oder verschieden durch geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen, Hydroxy, Cycloalkyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Phenyl, Halogen, Cyano, Nitro oder spiroartig durch einen Rest der Formel
substituiert sind,
worin
m eine Zahl 1 oder 2 bedeutet,
R¹ für Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen steht, und
worin
m eine Zahl 1 oder 2 bedeutet,
R¹ für Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen steht, und
* für das chirale Zentrum mit R- oder S-Konfiguration steht,
dadurch gekennzeichnet, daß man die racemischen Verbindungen der allgemeinen Formel (II)
dadurch gekennzeichnet, daß man die racemischen Verbindungen der allgemeinen Formel (II)
in welcher
A, D, E und R¹ die oben angegebenen Bedeutungen haben,
durch Einwirkung stereoselektiv spaltender trägergebundener und/oder freier Enzymen mit esterolytischer Aktivität, gegebenenfalls auch unter kombinierter Spaltung mit S- und anschließend R-stereoselektiven Enzymen, in Wasser oder einem zweiphasigen Medium, bestehend aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösemittel, spaltet.
A, D, E und R¹ die oben angegebenen Bedeutungen haben,
durch Einwirkung stereoselektiv spaltender trägergebundener und/oder freier Enzymen mit esterolytischer Aktivität, gegebenenfalls auch unter kombinierter Spaltung mit S- und anschließend R-stereoselektiven Enzymen, in Wasser oder einem zweiphasigen Medium, bestehend aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösemittel, spaltet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann durch folgendes Formelschema
beispielhaft erläutert werden:
Überraschenderweise erhält man bei der Durchführung des erfindungs
gemäßen Verfahrens die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) auf
elegante Weise mit optisch hochreiner R- und/oder S-Konfiguration und
gleichzeitig mit sehr guten, im industriellen Maßstab nutzbaren, Ausbeuten.
Im Gegensatz zum oben aufgeführten Stand der Technik zeichnet sich das
erfindungsgemäße Verfahren durch viele Vorteile aus. Es zeigt, daß sehr
viele, teilweise auch lange bekannte Enzyme mit esterolytischer Aktivität
racemische Chroman-2-carbonsäureester sowohl mit R- als auch mit S-
Stereoselektivität spalten können.
Außerdem zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß
durch eine kombinierte Spaltung mit S-und anschließend R-stereoselektiven
Enzymen die optische Reinheit von Chroman-2-carbonsäuren stark gesteigert
werden kann.
Darüberhinaus wurde gefunden, daß 8-Methoxy-chroman-2-carbonsäureester
schnell und stereoselektiv spaltbar sind, wobei die Spaltungsgeschwindigkeit
von Chroman-2-carbonsäureester im Vergleich zu den 8-Methoxy-chroman-2-
carbonsäureestern von Enzym zu Enzym variiert werden kann.
Außerdem wird bei Veränderung der Alkohol-Komponente (Verlängerung der
Kohlenstoff-Kette vom Methyl- zum -2-butylester) des racemischen Chroman-
2-carbonsäureesters die optische Reinheit des erhaltenen R-Esters von ca. 82%
e.e. auf ca. 97-98% e.e. drastisch verbessert.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt, insbesondere
auch im Hinblick auf den Kostenfaktor, darin, daß kein technischer Aufwand
notwendig ist und billige Enzyme, ohne Verlust von optischer Reinheit, oder
Ausbeute eingesetzt werden können.
Nach einer enzymatischen stereoselektiven Spaltung der racemischen Ester
werden Ester und Säure nach üblichen chemischen Methoden z. B. durch
durch Extraktion mit organischen Lösungsmitteln getrennt und die nicht
gewünschten Komponenten z. B. nach üblicher chemischer Racemisierung
(z. B. mit Natriumalkoholat) dem Prozeß wieder zugeführt.
Entsprechend erfolgt die Aufarbeitung in einem zweiphasigem System aus
wäßriger und organischer Phase.
Zu der Gruppe von R-stereoselektiv spaltenden Enzymen gehören Proteasen
(wie z. B. Chymotrypsin, Trypsin, Subtilisin, Pronase, Proteinase, Proteinase
K, Savinase, Esperase und Lipasen). Die Spaltung erfolgt bei diesem
Enzymtyp, wenn z. B. R-Chroman-2-carbonsäure gewonnen werden soll,
ausgehend von einem entsprechenden Ester z. B. dem Methylester mit einer
für die Arzneimittel-Synthese nicht ausreichenden Stereoselektivität (82-92%
e.e.), so daß vor dem Ende der enzymatischen Spaltung abgebrochen werden
muß und der restliche S-Chroman-2-carbonsäureester mit einem S-
stereoselektivem Enzym gespalten werden muß.
Die Stereoselektivität der R-stereoselektiven Enzyme kann allerdings durch
den Einsatz bestimmter Estertypen wie z. B. des Chroman-2-carbonsäure-
isobutylesters stark verbessert werden (97-98% e.e.).
Zu den R-stereoselektiven Enzymen zählen auch Serin- und Sulfhydryl-
Proteasen, wie z. B. das Subtilisin, das aus Bacillus subtilis oder aus Bacillus
licheniformis isoliert wird, sowie das aus Rinder- oder Schweinepankreas
isolierte Chymotrypsin (EC 3.4.21.1) oder TLCK-Chymotrypsin sowie
Trypsin (EC 3.4.21.4).
Die aus Bacillus subtilis und Bacillus licheniformis isolierten proteolytischen
Enzyme sowie Chymotrypsin werden als technische Enzyme unter den
Firmennamen Maxatase (Hersteller: Gist-Brocades N.V., Delft/Niederlande),
Optimase (Hersteller: Solvay-Enzyme, Hannover) und Alcalase (Hersteller:
Novo Industri A/S, Kopenhagen/Dänemark) sowie Chymotrypsin S 800
(Hersteller: Novo Industri A/S, Kopenhagen/ Dänemark).
Chroman-2-carbonsäureester werden auch durch die bakteriellen Enzyme wie
z. B. die Pronase, die aus Streptomyces griseus isoliert wird und die
Proteinase K aus Tritirachium album limber sowie durch die den biologischen
Waschmitteln zugesetzten Proteasen Savinase, Esperase und Durazym der
Firma Novo Industri A/S stereoselektiv hydrolysiert.
Die S-stereoselektiven Enzyme, vornehmlich von den Mikroorganismen
Candida lipolytica, Aspergillus niger, Geotrichum candidum und Aspergillus
oryzae gebildete und nach den bekannten Methoden der Enzymchemie
gereinigte Lipasen, erzeugen überwiegend in einem Spaltungsschritt einen
optisch sehr reinen R-Chroman-2-carbonsäureester (e.e. < 97%), der entweder
in dieser Form für chemische Synthesen eingesetzt wird oder chemisch sowie
enzymatisch hydrolysiert werden kann.
Im Falle der nachfolgenden enzymatischen Hydrolyse mit einem R-
stereoselektivem Enzym, z. B. mit Chymotrypsin, wird ein optisch sehr reiner
R-Chroman-2-carbonsäureester mit einem e.e.-Wert < 99% erhalten.
Für den enzymatischen Spaltungsprozeß sind somit auch aus Mucor
javanicus, Penicillium roquefortii oder Rhizopus delemar isolierte Lipasen mit
geringerer Stereoselektivität einsetzbar.
Die Spaltungsgeschwindigkeit, nicht jedoch die Stereoselektivität der S-
stereoselektiven Lipasen bezüglich Chroman-2-carbonsäureestern ist von
Lipase zu Lipase unterschiedlich und muß empirisch ermittelt werden.
Zu den Enzymen mit S-Stereoselektivität gehören die Protease Resinase und
die Lipasen (EC 3.1.), die aus Candida lipolytica (Lipase L der Firma
Amano, Japan) Aspergillus niger (Lipase A6 der Firma Amano, Japan),
Aspergillus oryzae (Lipase 2212 F der Firma Röhm, Darmstadt) oder aus
Geotrichum candidum (Lipase GC der Firma Amano, Japan) isoliert werden.
Die aus Geotrichum candidum isolierte Lipase (EC 3.1.1.3) wird in
Gegenwart von Lipiden fermentiert (M.Iwai, Y.Tsujika, Y.Okamoto und
J.Fukumoto, Agr. Biol. Chem., 37 (1973) und als Enzym bis zur
Homogentität gereinigt (Y.Tsujika, M.Iwai und Y.Tomonaga, Agr.
Biol.chem., 37 (1973)1459-1464).
Die Kristallisation des Enzyms sowie einige Eigenschaften des reinen Enzyms
sind ebenfalls beschrieben (Y.Hata, Y.Matsumura, N.Tanaka, M.Kakudo,
A.Sugahara, M.Iwai und Y.Tsujisaka, J. Biochem., 86 (1979)1821-1827).
Die aus Geotrichum candidum isolierte Lipase hat ein Molekulargewicht von
ca. 55.000 Daltons und unterscheidet sich damit eindeutig von der in der EP-
Patentanmeldung 448254 A 2 verwendeten aus Pseudomonas fluorescens
isolierten Lipase, die ein Molekulargewicht von ca. 25.000 Daltons hat.
(H.C.Hedrich, F.Spener, U.Menge, H.-J.Hecht und R.D.Schmid, Enzyme
Microb. Technol., 13 (1991) 840-847).
Die Isolierung, Reinigung und Charakterisierung von Lipase-Isoenzymen aus
Aspergillus niger wurde in der Literatur ebenfalls beschrieben (M.Höfelmann,
J.Hartmann, A.Zink und P.Schreiber, Journal of Food Science, 50 (1985)
1721-1731).
Die nicht benötigte S- bzw. R-Chroman-2-carbonsäure wird nach Veresterung
und Racemisierung dem Spaltungsprozeß wieder zugeführt.
Lipasen und Proteasen werden z. B. zum Einsatz in der Nahrungsmittel
industrie in großen Mengen preiswert hergestellt.
Die freien Enzyme werden bezogen auf die racemischen Chroman-2-
carbonsäurester gewichtsmäßig im Verhältnis von 0,1-20 Gew.% eingesetzt,
wobei bei dem geringeren Enzymeinsatz nur die Spaltungsgeschwindigkeit
reduziert ist, so daß entsprechende Spaltungsansätze länger dauern. Die
Stereoselektivität der Spaltung ist jedoch unabhängig vom Verhältnis Enzym
zum racemischen Chroman-2-carbonsäureester.
Die enzymatische Spaltung kann in einem wäßrigen Spaltungssystem durch
Einsatz eines Rotor-Stator-Mischers (z. B.Ultraturrax der Firma Jahnke und
Kunkel bzw. eines Leitstrahlmischers der Firma Ystral) stark beschleunigt
werden, da sich Chroman-2-carbonsäureester in wäßrigen Systemen nur
begrenzt lösen und Lipasen an der Grenzschicht Wasser-Chroman-2-
carbonsäureester ihre enzymatische Aktivität entfalten (K-E. Jäger und S.
Wohlfahrt, BioEngeneering 2/93, 39-45).
Wird die Tröpfchengröße des Chroman-2-carbonsäureesters in Wasser
verkleinert, so steigt deren Oberfläche und damit die Geschwindigkeit der
enzymatischen Reaktion.
Die Geschwindigkeit der enzymatischen Spaltung von Chroman-2-
carbonsäureestern in einem zweiphasigen System aus Wasser und
organischem Lösungsmittel hängt ebenfalls von dem Stoffaustausch zwischen
organischer und wäßriger Phase und damit von der Rührgeschwindigkeit ab.
Die vorher beschriebenen Enzyme können in einer Suspension aus Chroman-
2-carbonsäureester und Wasser eingesetzt werden, wobei bestimmte Nachteile
zu beobachten sind. Dazu gehören außer einer schwierigen Wiedergewinnung
der eingesetzten Enzyme eine mögliche Kontamination des erhaltenen
Chroman-2-carbonsäureesters durch die eingesetzten Enzyme bzw. durch
Begleitstoffe aus den eingesetzten Enzymen.
Enzyme können durch eine kovalente Bindung über einen zur enzymatischen
Katalyse nicht essentiellen Aminosäurerest, z. B. über einen Lysinrest, an
einen polymeren Träger gekuppelt werden.
Im Falle einer Kupplung von Lipasen an polymere Träger gibt es aufgrund
des hydrophoben Charakters der Lipasen auch die zusätzliche Möglichkeit,
Lipasen adsorptiv sehr fest an hydrophobe Trägermaterialien zu binden, ohne
daß die Lipasen während der enzymatischen Reaktion von Träger abgelöst
werden. Die Fixierung der Lipasen auf dem Träger kann z. B. durch eine
Quervernetzung des Lipase-Proteins mit bifunktionellen Reagentien verbessert
werden, so daß dadurch die Lebensdauer des Biokatalysators verlängert wird.
In der wissenschaftlichen und Patent-Literatur gibt es zahlreiche Methoden
zur Herstellung trägergebundener Biokatalysatoren.
Zur kovalenten Bindung von Enzymen an polymere Träger kann z. B. auf die
Patente DE-OS 22 15 539 und 2215687 verwiesen werden.
Gleiches gilt für die Herstellung aktivierter Träger zur Enzymbindung nach
z. B. GB-PS 1302706, N.L. Smith und H.M. Lehnhoff, Arch. Biochem., 61
(1974) 392-415, T.h. Finlay et. al., Arch. Biochem., 87 (1978) 77-90, DE-OS
26 19 521 bzw. DE-OS 26 19 451.
Als Enzymträger kommen auch makroporöse, mit Divinylbenzol querver
netzte Polymere in Kugelform in Frage, die unterschiedlich derivatisiert sind.
Das Harz Lewatit R-258-K trägt Benzylamin-Gruppen, die mit
Glutardialdehyd aktiviert werden müssen. Die beiden Harztypen Lewatit R
260-K und Lewatit R-259-K haben ein chemisch ähnliches Grundgerüst, sind
aber durch Glycidester-Gruppen aktiviert und binden bei einem leicht
alkalischen pH-Wert Enzyme kovalent über deren Aminogruppen.
Lipasen können auch adsorptiv an hydrophobe Träger gebunden werden,
wobei die Gegenwart von Salzen die Bindung des Enzyms an den polymeren
Träger fördert. (W.Warmuth, E.Wenzig und A.Mersmann, Bioforum 9/92,
282-283 sowie A.Mustranta, P.Forsell und K.Poutanen, Enzyme Microb.
Technol., 15 (1993)133-139 und UK-Patent 1577933).
Voraussetzung zur Eignung eines Enzymträgers für das erfindungsgemäße
Verfahren ist ein vorheriger Test zur eventuellen Adsorption der Ausgangs-
und Endprodukte. Geeignete Träger dürfen die Ausgangs- und Endprodukte
nur in ganz geringem Umfang adsorbieren.
Der polymere Enzymträger kann bei Einsatz im Batch-Verfahren leicht durch
Sedimentation oder Filtration von der Reaktionslösung abgetrennt und
mehrfach eingesetzt werden. Der Enzymträger kann ferner in Säulen gefüllt
und von einer Pufferlösung durchströmt zur enzymatischen Spaltung
eingesetzt werden.
Wird die stereoselektive enzymatische Spaltung in einem rein wäßrigen
System durchgeführt, so werden die Chroman-2-carbonsäureester, die in
Wasser nur in geringem Umfang löslich sind (Chroman-2-carbonsäuremethyl-
bzw.-isobutylester zu ca. 0,05%), als Suspensionen aus Chroman-2-
carbonsäureestern und Wasser zur Spaltung eingesetzt. Diese Suspensionen
können je nach eingesetztem Estertyp bis zu ca. 50 Vol% an Ester enthalten.
Die enzymatische Umsetzung der Chroman-2-carbonsäureester mit Lipasen
erfolgt an der Wasser-Ester-Grenzschicht (Z.S.Derwenda und A.M. Sharp,
TIBS, 18 (1993) 20-25).
Chroman-2-carbonsäure ist als Salz bei dem in Frage kommenden pH-Bereich
der enzymatischen Spaltung sehr gut in Wasser löslich (<200 g/l).
Werden die Ester in organischen nicht mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln
gelöst und in einem zweiphasigen Gemisch aus Wasser und einem
organischen Lösungsmittel zur Spaltung eingesetzt, so wird als organische
Phase Methylenchlorid, Chloroform, Toluol, Benzol, Essigsäureethylester,
Petrolether, Hexan, Heptan, Methylisobutylketon oder Isobutanol verwendet.
Der Lösungsmittels-Anteil kann bezogen auf das Gesamtvolumen bis auf
maximal 75 bis 80 Vol % steigen, wobei der Wasseranteil für die
enzymatische Spaltung als Reaktionspartner und zum Lösen des bei der
Spaltung entstehenden Salzes der Chroman-2-carbonsäure benötigt wird.
Zur enzymatischen Spaltung können Chroman-2-carbonsäure- bzw. 8-
Methoxy-chroman-2-carbonsäureester mit längerkettigen, verzweigten oder
mit Heteroatomen substituierten Alkoholkomponenten eingesetzt werden.
Für die technische Anwendung werden einfache Ester der Chroman-2-
carbonsäure wie z. B. der Methylester eingesetzt; jedoch ist der Einsatz z. B.
von Isobutylestern dann interessant, wenn höhere optische Reinheiten der
Chroman-2-carbonsäure benötigt werden.
Die enzymatische Spaltung erfolgt in einem Temperaturbereich von ca. 20°C
bis ca. 70°C je nach der Temperatur-Stabilität des zur Spaltung eingesetzten
Enzyms. Bevorzugt ist der Bereich zwischen 20°C und 40°C.
Die stereoselektive enzymatische Reaktion verläuft in einem pH-Bereich
zwischen pH 5-10 wobei der pH-Wert durch Zugabe einer starken
anorganischen oder organischen Base konstant gehalten wird.
Beispielhaft können als Basen Ammoniak, Natronlauge, Trimethylamin,
Ethanolamin, Pyridin, Diisopropylamin oder Dimethylamin in verschiedenen
Konzentrationen eingesetzt werden.
Bevorzugt sind Ammoniak und Natronlauge.
Bevorzugt werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren optisch hochreine
Verbindungen der allgemeinen Formel (I) hergestellt,
in welcher
A, D und E gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, Fluor, Chlor, Brom, Cyano, Trifluormethyl, Difluormethoxy, Trifluormethoxy oder Hydroxy stehen, oder für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkenyl, Acyl oder Alkoxy caronyl mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen stehen, oder für eine Gruppe der Formel -NR²R³, -NR⁴-L-R⁵ oder -OR⁶ stehen, worin
R², R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeuten,
L die -CO- oder -SO₂-Gruppe bedeutet,
R⁵ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen oder Benzyl bedeutet, oder Phenyl bedeutet, das gegebenenfalls durch Fluor, Chlor, Brom, Trifluormethyl, Trifluormethoxy, Hydroxy oder durch geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy mit jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatomen substituiert ist,
R⁶ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls durch Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Phenyl substituiert sind oder
A eine der oben aufgeführten Bedeutungen hat und
D und E gemeinsam einen Rest der Formel
in welcher
A, D und E gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, Fluor, Chlor, Brom, Cyano, Trifluormethyl, Difluormethoxy, Trifluormethoxy oder Hydroxy stehen, oder für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkenyl, Acyl oder Alkoxy caronyl mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen stehen, oder für eine Gruppe der Formel -NR²R³, -NR⁴-L-R⁵ oder -OR⁶ stehen, worin
R², R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeuten,
L die -CO- oder -SO₂-Gruppe bedeutet,
R⁵ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen oder Benzyl bedeutet, oder Phenyl bedeutet, das gegebenenfalls durch Fluor, Chlor, Brom, Trifluormethyl, Trifluormethoxy, Hydroxy oder durch geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy mit jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatomen substituiert ist,
R⁶ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls durch Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Phenyl substituiert sind oder
A eine der oben aufgeführten Bedeutungen hat und
D und E gemeinsam einen Rest der Formel
bilden
und
R¹ für Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen steht.
R¹ für Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen steht.
Besonders bevorzugt werden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren optisch
hochreine Verbindungen der allgemeinen Formel (I) hergestellt,
in welcher
A, D und E gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, Fluor, Chlor, Brom, Cyano, Trifluormethyl, Trifluormethoxy oder Hydroxy stehen, oder für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkenyl, Acyl oder Alkoxy caronyl mit jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatomen stehen, oder für eine Gruppe der Formel -NR²R³ oder -OR⁶ stehen, worin
R² und R³ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeuten,
R⁶ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls durch Cyclopropyl oder Phenyl substituiert sind und
R¹ für Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen steht.
A, D und E gleich oder verschieden sind und für Wasserstoff, Fluor, Chlor, Brom, Cyano, Trifluormethyl, Trifluormethoxy oder Hydroxy stehen, oder für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkenyl, Acyl oder Alkoxy caronyl mit jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatomen stehen, oder für eine Gruppe der Formel -NR²R³ oder -OR⁶ stehen, worin
R² und R³ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeuten,
R⁶ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls durch Cyclopropyl oder Phenyl substituiert sind und
R¹ für Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 4 Kohlenstoffatomen steht.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (II) sind an sich bekannt [vgl. EP
0352 613, EP 539 803, EP 540 914, EP 546 388 oder EP 546 389].
Chroman-2-carbonsäure = CCS
8-Methoxy-chroman-2-carbonsäure = 8 MCCS.
8-Methoxy-chroman-2-carbonsäure = 8 MCCS.
Die Drehwerte von Chroman-2-carbonsäure bzw. die Drehwerte ihrer Ester
ergeben sehr kleine Meßwerte und sind daher zur Bestimmung der optischen
Reinheit von beiden Verbindungen nur begrenzt brauchbar.
Zuverlässig kann die optische Reinheit der erhaltenen Säuren und Ester durch
Chromatographie auf einer chiralen HPLC-Säule bestimmt werden.
HPLC-Säule: Chiracel OD (Daicel), 250 mm × 4 mm (Fa. Baker)
Fluß: 1-2 ml/Min.
Für isokratische Chromatographie Laufmittel 1 : 1 mischen
Temperatur: 25 °C
Detektionswellenlänge: 230 nm
Konzentration: ca. 1 g/Ltr.
Temperatur: 25 °C
Detektionswellenlänge: 230 nm
Konzentration: ca. 1 g/Ltr.
Laufmittel:
A: 7 g Natriumperchlorat auf 1 Ltr. Wasser, mit Perchlorsäure auf 2,0 einstellen
B: Acetonitril.
A: 7 g Natriumperchlorat auf 1 Ltr. Wasser, mit Perchlorsäure auf 2,0 einstellen
B: Acetonitril.
Retentionszeiten | |
S-(+)-CCS|2,5 Min. | |
R-(-)-CCS | 3,7 Min. |
S-(+)-CCS-methylester | 4,3 Min. |
R-(-)-CCS-methylester | 7,4 Min. |
S-(+)-CCS-ethylester | 5,3 Min. |
R-(-)-CCS-ethylester | 8,2 Min. |
S-(+)-CCS-propylester | 7,0 Min. |
R-(-)-CCS-propylester | 9,9 Min. |
S-(+)-CCS-n-butylester | 10,0 Min. |
R-(-)-CCS-n-butylester | 15,3 Min. |
S-(+)CCS-isobutylester | 9,0 Min. |
R-(-)-CCS-isobutylester | 11,5 Min. |
S-(+)-8-MCCS | 2,1 Min. |
R-(-)-8-MCCS | 2,8 Min. |
S-(+)-8-MCCS-n-butylester | 8,4 Min. |
R-(-)-8-MCCS-n-butylester | 11,8 Min. |
S-(+)-8-MCCS-isobutylester | 7,8 Min. |
R-(-)-8-MCCS-isobutylester | 9,5 Min. |
Der Verlauf der enzymatischen Spaltung bzw. deren Ende kann entweder
durch die zur Neutralisation der gebildeten Chroman-2-carbonsäure benötigten
Alkali-Menge oder besser durch die vorstehend beschriebene HLPC auf einer
chiralen Phase verfolgt und hiermit der Zeitpunkt für die Aufarbeitung der
chiralen enzymatischen Spaltungsprodukte festgelegt werden.
356 g Chroman-2-carbonsäure wurden in 2 Ltr. Methanol unter Zusatz von 10
ml konzentrierter Schwefelsäure 4 Stunden auf Siedetemperatur erhitzt. Nach
Abkühlung auf Raumtemperatur wurde am Rotationsverdampfer das
Lösungsmittel entfernt und der Rückstand mit 200 ml Wasser ausgeschüttelt.
Anschließend wurde der Rückstand noch dreimal mit je 300 ml
halbgesättigter Natriumhydrogencarbonat-Lösung extrahiert.
Es wurde mit Wasser nachgewaschen und der Rückstand einer fraktionierten
Vakuumdestillation unterworfen. Bei 35 mbar destillierte der Hauptlauf bei
165°C.
Ausbeute: 272 g (66%).
Ausbeute: 272 g (66%).
250 g Chroman-2-carbonsäure wurden in 1 Ltr. 2-Butanol unter Zusatz von
45 ml konzentrierter Schwefelsäure drei Stunden auf Rückfluß erhitzt. Danach
wurden 400 ml 2-Butanol abdestilliert. Die verbleibende Lösung wurde noch
1,5 Stunden bei Siedetemperatur gehalten. Nach Abkühlung auf Raumtem
peratur wurde mit 250 ml Wasser ausgeschüttelt und anschließend 3 × mit je
100 ml halbgesättigter und mit 100 ml gesättigter Natriumhydrogen-carbonat-
Lösung ausgeschüttelt. Die organische Phase wurde mit Wasser gewaschen,
über Natriumsulfat getrocknet und am Rotationsverdampfer vom Lösungs
mittel befreit.
Ausbeute: 251 g (76,4%).
Ausbeute: 251 g (76,4%).
8-Methoxy-chroman-2-carbonsäureethylester wurde in Analogie zu M.
Shiratsuchi et.al., Chem Pharm.Bull, 35 632 ff (1987) durch Umsetzung von
1-Hydroxy-2-methoxyacetophenon mit Oxalsäurediethylester gefolgt von einer
Hydrierung in saurem Milieu mit 10% Palladium-Kohle in Form eines
schwach gelben Öls erhalten.
15 g (0,072 Mol) 8-Methoxy-chroman-2-carbonsäure (die Herstellung von 8-
Methoxy-chroman-2-carbonsäure (CAS Reg. Nr. 144980-41-6) ist in EP
352613, Beispiel 93 A beschrieben) in 75 ml Isobutanol werden mit 3 ml
Schwefelsäure versetzt und über Nacht zum Rückfluß erhitzt. Nach Abkühlen
auf 0°C wird mit 40 ml Wasser versetzt und mit 13,5 g festem
Natriumhydrogencarbonat neutralisiert. Nach Einengen im Hochvakuum wird
mit Toluol aufgenommen und mehrmals mit Wasser gewaschen. Nach
Filtration über Kieselgel K 60 (Elutionsmittel: Toluol/Essigester 100 : 0 bis
10 : 1) erhält man 15,1 g (80%) 8-Methoxy-chroman-2-carbonsäureisobutyl
ester als Öl.
28,03 kg racemischer Chroman-2-carbonsäuremethylester hergestellt nach
Beispiel 1 werden in 225 Ltr. Wasser emulgiert und und mit 850 g
Chymotrypsin S 800 oral grade (Novo, Dänemark) bei einem pH-Wert von
7,0 und einer Temperatur von 37°C in 19,5 Stunden gespalten.
Nach einem Verbrauch von 70,0 Ltr. 1 N NaOH wird die enzymatische
Spaltungslösung durch Zufügen von 3 × 110 kg Methylisobutylketon unter
Rühren extrahiert.
Das Lösungsmittel wird im Vakuum abgezogen und 14 kg S-(+)-Chroman-2-
carbonsäuremethylester (49,9% d.Th.) mit einem e.e.-Wert von 65,4%
verbleiben als Rückstand.
Nach Einstellen der wäßrigen Phase mit Säuren auf eine pH-Wert von ca. 1
wird die R-(-)-Chroman-2-carbonsäure durch eine gleiche Menge an
Lösungsmittel wie vorher extrahiert.
Es werden 11,70 kg (48,7% d.Th.) R-Chroman-2-carbonsäure mit einem e.e.-
Wert von 86,4% erhalten.
12 g Ester werden in 100 ml Wasser suspendiert und 1,0 g Chymotrypsin
oral grade S 800, Novo, Dänemark) zur Spaltung zugesetzt. Der pH-Wert
wurde mit 15,8 ml 1 N NaOH bei 7,0 gehalten.
Die Temperatur betrug 22°C, die Spaltungszeit betrug 141 Stunden.
Bei pH 7 wurde nach Beendigung der Spaltung der S-(-)-Chroman-2-
carbonsäure-S-(+)-2-butylester 3 × mal mit je 100 ml Ethylacetat extrahiert
und zur Trockene eingedampft.
Ausbeute: 7,64 g (80,6% e.e.).
Ausbeute: 7,64 g (80,6% e.e.).
Zur Gewinnung der R-Chroman-2-carbonsäure wurde die restliche Lösung
mit 1 N HCl auf eine pH-Wert von 2 eingestellt und 3 × mal mit je 100 ml
Ethylacetat extrahiert und ebenfalls zur Trockene eingedampft.
Ausbeute: 2,99 g (65,4% d.Th.)
e.e.-Wert. 97-98%
Ausbeute: 2,99 g (65,4% d.Th.)
e.e.-Wert. 97-98%
12 g Ester werden wie in Beispiel 5 beschrieben mit 1 g Chymotrypsin
gespalten.
Die entsprechenden Daten sind:
Temperatur: 22°C
Zeit: 68 Stunden
Verbrauch an 1 N NaOH: 26,4 ml (100% d.Th.)
Ausbeute an S-Chroman-2-carbonsäure-R-(-)-2-butylester: 3,2 g
Ausbeute an R-Chroman-2-carbonsäure: 3,2 g (82,5% d.Th.)
e.e.-Wert: 92%.
Die entsprechenden Daten sind:
Temperatur: 22°C
Zeit: 68 Stunden
Verbrauch an 1 N NaOH: 26,4 ml (100% d.Th.)
Ausbeute an S-Chroman-2-carbonsäure-R-(-)-2-butylester: 3,2 g
Ausbeute an R-Chroman-2-carbonsäure: 3,2 g (82,5% d.Th.)
e.e.-Wert: 92%.
1 g Chymotrypsin werden in 200 ml Wasser gelöst, 10 g Eupergit C (Oxiran-
Acylharz-Perlen, Röhm, Darmstadt, Deutschland) zugefügt und bei
Raumtemperatur für ca. 24 Stunden gerührt. Es werden 83880 ATEE-
Einheiten an den Träger gebunden.
6 g Chroman-2-carbonsäuremethylester werden in 120 ml Wasser suspendiert, 60 ml Methylisobutylketon und das oben hergestellte Chymotrypsin-Eupergit C-Harz zugesetzt und die Suspension 28 Stunden bei Raumtemperatur und konstantem pH-Wert von 7,0 gespalten.
Die organische und die wäßrige Phase wurden getrennt und die wäßrige Phase mit dreimal je 100 ml Methylisobutylketon extrahiert. Nach Abdampfen des organischen Lösungsmittels werden 2,6 g R-Chroman- 2-carbonsäure (e.e.: 82%) erhalten.
Vergleichbare Ergebnisse werden mit einem an Lewatit R 260 K kovalent gebundenem Chymotrypsin erzielt.
6 g Chroman-2-carbonsäuremethylester werden in 120 ml Wasser suspendiert, 60 ml Methylisobutylketon und das oben hergestellte Chymotrypsin-Eupergit C-Harz zugesetzt und die Suspension 28 Stunden bei Raumtemperatur und konstantem pH-Wert von 7,0 gespalten.
Die organische und die wäßrige Phase wurden getrennt und die wäßrige Phase mit dreimal je 100 ml Methylisobutylketon extrahiert. Nach Abdampfen des organischen Lösungsmittels werden 2,6 g R-Chroman- 2-carbonsäure (e.e.: 82%) erhalten.
Vergleichbare Ergebnisse werden mit einem an Lewatit R 260 K kovalent gebundenem Chymotrypsin erzielt.
Wie in den vorherigen Beispielen werden 10 g racemischer Chroman-2-
carbonsäure-methylester in Wasser emulgiert und mit ca. 10 g an Avicel
gebundener Lipase aus Candida lipolytica (EP 22492) gespalten.
Es werden nach Lösungsmittel-Extraktion 4,0 g R-Chroman-2-
carbonsäuremethylester mit einem e.e.-Wert von 99% erhalten.
20 g Chroman-2-carbonsäureisobutylester werden in Wasser emulgiert und
wie vorher beschrieben mit 2 g Lipase aus Candida lipolytica für 13 Stunden
gespalten.
Nach Lösungsmittel-Extraktion und Abdampfen werden 7,0 g R-Chroman-2-
carbonsäureisobutylester mit einem e.e.-Wert von 99,4% erhalten.
51 kg R,S-Chroman-2-carbonsaure-isobutylester wurden in einem 1250 Ltr.
Rührwerkskessel in 400 kg Wasser emulgiert. Die Emulsion wurde auf 25°C
temperiert. Unter Rühren wurden 5 kg Lipase L (aus Candida lipolytica,
Amano Pharmaceuticals, Japan) am Start zugegeben, gefolgt von je 0,5 kg
nach 3 und 5 Stunden wobei der pH-Wert der Emulsion mit 5 N NaOH im
Bereich 6,0 bis 6,3 gehalten.
Nach einer Spaltungszeit von ca. 13 Stunden waren 22,7 Ltr. 5 N NaOH
(113,5 mol = 104,4% der Th.) verbraucht und der S-Chroman-2-
carbonsäureisobutylester-Peak war auf ca. < 2% des Ausgangswertes
abgesunken, so daß die Spaltung beendet und die Aufarbeitung begonnen
wurde.
Zur Extraktion von R-Chroman-2-carbonsäureisobutylester wurden 585 Ltr.
Methyliso-butylketon zugegeben und 30 Minuten lang gerührt. Die Emulsion
wurde zur Phasentrennung mit ca. 500 Ltr./h (Sihi-Pumpe) in einen Westfalia
Extraktor TA 35-01506 gepumpt.
Die organische Phase wird in einem 1000 Ltr. Container aufgefangen. Die
wäßrige Phase wird mit frischem Methylisobutylketon über den Mischer
ZmA 4006 in einen zweiten Extraktor TA 35-01-506 gefahren und die
organischen Phasen anschließend vereinigt. Es wurden insgesamt 1006 Ltr.
organische Phase erhalten, die bei 50°C in einer Blasendestillation auf ca. 155
Ltr. vorkonzentriert wurden. Das restliche Lösungsmittel wurde am
Rotationsverdampfer RTV 50 bei 50°C im Vakuum abgedampft. Es wurden
22,3 kg R-Chroman-2-carbonsäureisobutylester als rötliches Öl erhalten. Die
optische Reinheit des Esters wurde durch HPLC-Analyse nach saurer
Hydrolyse auf der Stufe der R-Chroman-2-carbonsäure zu 99% e.e. bestimmt.
Zur Aufarbeitung der S-Chroman-2-carbonsäure wurde die wäßrige Phase
(150 Ltr.) mit 37 Ltr. 37%iger Salzsäure auf pH 1 eingestellt und mit drei
Portionen Methylisobutylketon (1000 Ltr., 550 Ltr. und nocheinmal 150 Ltr.)
in 2 Extraktoren TA 35-01-506 und einem Mischer ZmA 4006 extrahiert.
Ca. 1850 Ltr. wäßrige Phase wurden verworfen. Ca. 1700 Ltr. der
Methylisobutylketon-Phase wurden zweistufig, am Ende bis zur Trockene,
destilliert.
Ausbeute an S-Chroman-2-carbonsäure: 21,85 kg (e.e.-Wert 69,3%).
Ausbeute an S-Chroman-2-carbonsäure: 21,85 kg (e.e.-Wert 69,3%).
5 g racemischer Chroman-2-carbonsäuremethylester werden wie vorher
beschrieben mit ca. 1 g Lipase aus Aspergillus oryzae gespalten und der R-
Chroman-2-carbonsänremethylester durch Lösungsmittel-Extraktion isoliert.
Der R-Chroman-2-carbonsäuremethylester wird in einer zweiten
Spaltungsstufe mit ca. 0,7 g des R-stereoselektiv spaltenden Enzyms
Chymotrypsin hydrolysiert, so daß nach Lösungsmittel-Extraktion ca. 2,3 g R-
Chroman-2-carbonsäure sehr hoher optischer Reinheit erhalten werden (e.e. <
99,5%).
Wie in Beispiel 10 beschrieben werden 20 g racemischer Chroman-2-
carbonsäuremethylester mit 2 g Lipase aus Geotrichum candidum (Lipase GC
der Firma Amano, Japan) gespalten.
Nach Ausarbeitung werden 8,4 g R-Chroman-2-carbonsäuremethylester mit
einem e.e.-Wert von 93% erhalten.
Wie in Beispiel 10 beschrieben werden 20 g racemischer Chroman-2-
carbonsäuremethylester mit 15g trägergebundener Lipase L hergestellt nach
der Vorschrift aus dem Patent UK 1577933 gespalten.
Nach Aufarbeitung werden 9,4 g R-Chroman-2-carbonsäuremethylester mit
einem e.e.-Wert von 99% erhalten.
10 g 8-Methoxy-chroman-2-carbonsäureethylester werden wie vorher
beschrieben mit 2 g Lipase aus Candida lipolytica (Lipase L der Firma
Amano, Japan) gespalten und der entsprechende R-8-Methoxy-chroman-2-
carbonsäureethylester erhalten.
Es werden 4,1 g R-8-Methoxy-chroman-2-carbonsäureethylester mit einem
e.e.-Wert
< 99% erhalten.
2,5 g racemischer 8-Methoxy-chroman-2-carbonsäure-n-butylester werden in
50 ml Wasser emulgiert und bei 25°C unter Rühren bei einem konstanten pH-
Wert von 6 mit 1 g Lipase aus Candida lipolytica (Lipase L, Amano, Japan)
über 8-10 Stunden gespalten. Bei einem Verbrauch von ca. 5 ml 1 NaOH und
nach HPLC-Analyse wird die enzymatische Spaltung abgebrochen, das
Enzym abzentrifugiert und die Lösung mit je 3 × 100 ml Methylisobutylketon
extrahiert, die Phasen in einer Zentrifuge getrennt und der Extrakt zur
Trockene eingedampft.
Ausbeute an R-(-)-8-Methoxy-chroman-2-carbonsäure-n-butylester:
0,66 g (52,8% d.Th.)
e.e.-Wert (nach HPLC): ca. 100%
(apha) 589 nm: 34,30 (c= 1, Methanol).
Ausbeute an R-(-)-8-Methoxy-chroman-2-carbonsäure-n-butylester:
0,66 g (52,8% d.Th.)
e.e.-Wert (nach HPLC): ca. 100%
(apha) 589 nm: 34,30 (c= 1, Methanol).
Die S-(+)-8-Methoxy-chroman-2-carbonsäure kann bei einem sauren pH-Wert
in gleicher Weise wie oben beschrieben isoliert werden.
Die Spaltung wird wie in Beispiel 16 beschrieben durchgeführt und der R-(-)-
8-Methoxy-chroman-2-carbonsäureisobutylester aufgearbeitet und isoliert.
Die nach HPLC bestimmte optische Reinheit des R-Esters beträgt bei einer
Ausbeute von ca. 70%, 100% e.e.
Die Spaltung wird wie in Beispiel 16 beschrieben durchgeführt und der R-(-)-
8-Methoxy-chroman-2-carbonsäure-n-butylester aufgearbeitet und isoliert.
Die nach HPLC bestimmte optische Reinheit beträgt bei einer Ausbeute von
ca. 80%, 100% e.e.
Die Spaltung wird wie in Beispiel 16 beschrieben durchgeführt und der R-(-)-
8-Methoxy-chroman-2-carbonsäureisobutylester aufgearbeitet und isoliert.
Die nach HPLC bestimmte optische Reinheit beträgt bei einer Ausbeute von
ca. 60% 100% e.e.
192 g (1 Mol) gereinigter Chroman-2-carbonsäuremethylester aus einer
enzymatischen Spaltung (78% S-(+)-Ester, 22% R-(-)-Ester) wurden in 500
ml absolutem Methanol gelöst. Um eine Verseifung zu vermeiden, wurde auf
Wasserausschluß geachtet. Nach Zugabe von 10,8 g (0,2 Mol)
Natriummethylat wurde eine Stunde auf Rückfluß erhitzt. Dann wurde auf
20°C abgekühlt und mit 13,2 g (0,22 Mol) Eisessig versetzt. Am
Rotationsverdampfer wurde das Methanol entfernt. Der Rückstand wurde
analog der Estersynthese im Vakuum destilliert.
Ausbeute: 165 g (86%, Enantiomerenverhältnis: 1 : 1)
Ausbeute: 165 g (86%, Enantiomerenverhältnis: 1 : 1)
Wird im Falle einer S-stereoselektiven enzymatischen Spaltung mit einer
Lipase zur Extraktion der angereichten S-Chroman-2-carbonsäure Isobutanol
eingesetzt, so kann die Racemisierung und Veresterung zum racemischen
Chroman-2-carbonsäureisobutylester durch Erhitzen der Isobutanol-Phase
erfolgen. Das überschüssige Isobutanol wird abdestilliert.
Claims (1)
- Enzymatisches Verfahren zur Herstellung von enantiomerenreinen Chroman- 2-carbonsäuren und deren Derivaten der allgemeinen Formel (I) in welcher
A, D und E gleich oder verschieden sind und
für Wasserstoff, Halogen, Cyano, Azido, Nitro, Difluormethyl, Trifluormethyl, Difluormethoxy, Trifluormethoxy, Hydroxy oder Carboxy stehen, oder
für geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkenyl, Acyl oder Alkoxy caronyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen stehen, oder für eine Gruppe der Formel -NR²R³, -NR⁴-L-R⁵ oder -OR⁶ stehen, worin
R², R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, Phenyl oder Benzyl bedeuten,
L die -CO- oder -SO₂-Gruppe bedeutet,
R⁵ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 8 Kohlenstoff atomen oder Benzyl bedeutet, oder Aryl mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, das gegebenen falls durch Halogen, Hydroxy, Nitro, Cyano, Trifluormethyl, Trifluormethoxy oder durch geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen substituiert ist,
R⁶ geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, die gegebenenfalls durch Cycloalkyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Phenyl substituiert sind oder
A eine der oben aufgeführten Bedeutungen hat und
D und E gemeinsam einen 5- bis 7-gliedrigen gesättigten, partiell ungesättigten oder aromatischen Carbocyclus oder Heterocyclus mit bis zu 2 Heteroatomen aus der Reihe S, N oder O ausbilden, wobei diese gegebenenfalls bis zu 2 Carbonylfunktionen im Ring besitzen können und die gegebenenfalls bis zu 2-fach gleich oder verschieden durch geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy mit jeweils bis zu 6 Kohlenstoffatomen, Hydroxy, Cycloalkyl mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, Phenyl, Halogen, Cyano, Nitro oder spiroartig durch einen Rest der Formel substituiert sind,
worin
m eine Zahl 1 oder 2 bedeutet,
R¹ für Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen steht, und
* für das chirale Zentrum mit R- oder S-Konfiguration steht,
dadurch gekennzeichnet, daß man
die racemischen Verbindungen der allgemeinen Formel (II) in welcher
A, D, E und R¹ die oben angegebenen Bedeutungen haben, durch Einwirkung stereoselektiv spaltender trägergebundener und/oder freier Enzymen mit esterolytischer Aktivität, gegebenenfalls auch unter kombinierter Spaltung mit S- und anschließend R-stereoselektiven Enzymen, in Wasser oder einem zweiphasigen Medium, bestehend aus Wasser und einem mit Wasser nicht mischbaren organischen Lösemittel, spaltet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944430089 DE4430089A1 (de) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Verfahren zur enzymatischen Herstellung von enantiomerenreinen Chroman-2-carbonsäuren und deren Derivaten |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944430089 DE4430089A1 (de) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Verfahren zur enzymatischen Herstellung von enantiomerenreinen Chroman-2-carbonsäuren und deren Derivaten |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4430089A1 true DE4430089A1 (de) | 1996-02-29 |
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ID=6526494
Family Applications (1)
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DE19944430089 Withdrawn DE4430089A1 (de) | 1994-08-25 | 1994-08-25 | Verfahren zur enzymatischen Herstellung von enantiomerenreinen Chroman-2-carbonsäuren und deren Derivaten |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4430089A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996040975A1 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Seprachem, Inc. | Optical resolution of alkyl chroman-2-carboxylates |
EP0892044A2 (de) * | 1997-07-18 | 1999-01-20 | Mitsui Chemicals, Inc. | Esterase und seine verwendung zur Herstellung von optisch aktiver Chroman-Verbindungen |
US7365095B2 (en) | 2005-04-22 | 2008-04-29 | Wyeth | Chromane and chromene derivatives and uses thereof |
WO2012095707A1 (en) | 2010-11-30 | 2012-07-19 | Menarini International Operations Luxembourg S.A. | Process for the preparation of nebivolol |
-
1994
- 1994-08-25 DE DE19944430089 patent/DE4430089A1/de not_active Withdrawn
Cited By (6)
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WO1996040975A1 (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Seprachem, Inc. | Optical resolution of alkyl chroman-2-carboxylates |
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EP0892044A3 (de) * | 1997-07-18 | 2001-05-02 | Mitsui Chemicals, Inc. | Esterase und seine verwendung zur Herstellung von optisch aktiver Chroman-Verbindungen |
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WO2012095707A1 (en) | 2010-11-30 | 2012-07-19 | Menarini International Operations Luxembourg S.A. | Process for the preparation of nebivolol |
JP2014503509A (ja) * | 2010-11-30 | 2014-02-13 | メナリーニ インターナショナル オペレーションズ ルクセンブルク エス.エー. | ネビボロールの調製のための方法 |
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8130 | Withdrawal |