DE60017737T2

DE60017737T2 - Modulatoren von anregbaren aminosäurerezeptoren

Info

Publication number: DE60017737T2
Application number: DE60017737T
Authority: DE
Inventors: Ivan Collada Cano; Concepcion Pedregal Tercero; Alicia Marcos Llorente
Original assignee: Lilly SA
Current assignee: Lilly SA
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2020-05-27
Also published as: US6504052B1; ES2235894T3; DE60017737D1; EP1189874A1; AU5398300A; EP1189874B1; ATE287871T1; WO2000075102A1

Description

Im zentralen Nervensystem des Säugers (ZNS) wird die Weiterleitung der Nervenimpulse durch die Wechselwirkung zwischen einem Neurotransmitter, der vom sendenden Neuron freigesetzt wird und einem Oberflächenrezeptor auf einem empfangenden Neuron kontrolliert, das die Erregung dieses empfangenden Neurons verursacht. L-Glutamat, das der am meisten verbreitete Neurotransmitter im ZNS ist, vermittelt die Haupterregungswege bei Säugern und wird als erregende Aminosäure (EAA) bezeichnet. Die Rezeptoren, die auf Glutamat ansprechen, werden erregende Aminosäurerezeptoren (EAA Rezeptoren) genannt. Siehe Watkins und Evans, Annual Reviews in Pharmacology and Toxicology, 21: 165 (1981), Monaghan, Bridges und Cotman, Annual Reviews in Pharmacology and Toxicology, 29 365 (1989), Watkins, Krogsgaard-Larsen und Honore, Transactions in Pharmaceutical Science, 11: 25 (1990). Die erregenden Aminosäuren sind von großer physiologischer Bedeutung und spielen eine Rolle in einer Vielzahl an physiologischen Prozessen, wie Langzeitwirkung (Lernen und Gedächtnis), der Entwicklung einer synaptischen Plastizität, motorische Kontrolle, Atmung, kardiovaskuläre Regulation und sensorische Wahrnehmung.
Erregende Aminosäurerezeptoren werden in zwei allgemeine Typen klassifiziert. Rezeptoren, die direkt mit der Öffnung der Kationenkanäle in der Zellmembran der Neuronen gekoppelt sind, werden als "ionotrop" bezeichnet. Dieser Rezeptortyp wird in mindestens drei Subtypen unterteilt, die durch die depolarisierenden Wirkungen der selektiven Agonisten N-Methyl-D-aspartat (NMDA), α-Amino-3-hydroxy-5-methylisoxazol-4-propionsäure (AMPA) und Kainsäure (KA) definiert sind. Der zweite allgemeine Rezeptortyp ist der G-Protein- oder Botenstoff-verknüpfte "metabotrope erregende Aminosäurerezeptor". Dieser zweite Typ ist an mehrfache Botenstoffsysteme gekoppelt, die zu einer erhöhten Phosphoinositidhydrolyse, Aktivierung der Phospholipase D oder C, Erhöhung oder Verringerung der cAMP Bildung und Veränderungen in der Ionenkanalfunktion führen. Schoepp und Conn., Trends in Pharmacological Science, 14: 13 (1993). Beide Rezeptortypen scheinen nicht nur die normale synaptische Übertragung entlang von erregenden Wegen zu vermitteln, sondern auch bei der Modifizierung von synaptischen Verbindungen während der Entwicklung und des Lebens mitzuwirken. Schoepp, Bockaert und Sladeczek, Trends in Pharmacological Science, 11: 508 (1990), MacDonald und Johnson, Brain Research Reviews, 15:41 (1990).
Die übermäßige oder unzureichende Stimulierung der erregenden Aminosäurerezeptoren führt zur neuronalen Zellschädigung oder zu deren Verlust durch einen Mechanismus, der als Excitotoxizität bekannt ist. Dieses Verfahren dürfte die neuronale Degeneration in einer Vielzahl an Zuständen vermitteln. Die medizinischen Konsequenzen einer solchen neuronalen Degeneration machen die Linderung dieser degenerativen neurologischen Prozesse zu einem wichtigen therapeutischen Ziel.
Die metabotropen Glutamatrezeptoren sind eine hoch heterogene Familie von Glutamatrezeptoren, die mit mehrfachen Botenstoffwegen verknüpft sind. Diese Rezeptoren wirken bei der Modulation der präsynaptischen Freisetzung von Glutamat und der postsynaptischen Empfindlichkeit der neuronalen Zelle auf die Glutamaterregung. Verbindungen, die die Funktion dieser Rezeptoren modulieren, insbesondere Agonisten und Antagonisten von Glutamat sind für die Behandlung von akuten und chronischen neurodegenerativen Zuständen und als antipsychotische, antikonvulsive, analgetische, anxiolytische, antidepressive und antiemetische Mittel brauchbar.
Pellicciari et al., J. Med. Chem., 1996, 39, 2259–2269 bezieht sich auf Verbindungen, die als metabotrope Glutamatrezeptoragonisten bekannt sind, insbesondere (2S,1'S,2'S)-2-(2-Carboxycyclopropyl)glycin, auch als L-CCG-I bekannt, (2S,1'S,2'R,3'R)-2-(2'-Carboxy-3'-(methoxymethyl)cyclopropylglycin, auch als cis-MCG-I bekannt, (2S,1'S,2'R,3'S)-2-(2'-Carboxy-3'-(methoxymethyl)cyclopropylglycin, auch als trans-MCG-I bekannt und (2S,1'R,2'R,3'R)-2-(2',3'-Dicarboxycyclopropyl)glycin, auch als DCG-IV bekannt. Die Arbeit beschreibt auch die Synthese der sechzehn möglichen Stereoisomere von 2-(2'-Carboxy-3'-phenylcyclopropyl)glycin und ihre Evaluierung als erregende Aminosäurerezeptorliganden. Die Verbindung (2S,1'S,2'S,3'R)-2-(2'-Carboxy-3'-phenylcyclopropyl)glycin, auch als PCCG 4 bekannt, wird als metabotroper Glutamatrezeptorantagonist beschrieben.
Die japanische Patentanmeldung JP 06179643 beschreibt MCG und beschreibt allgemein (2S,1'S,2'R)-2-(2-Carboxy-3-alkoxymethyl- und 3-aralkoxymethylcyclopropyl)glycin als Glutamatrezeptoragonisten.
Die WO 97/19049 A beschreibt PCCG 4 und beschreibt auch allgemein verschiedene 2-Carboxy-3-arylcyclopropylglycine mit einer Affinität für metabotrope Glutamatrezeptoren.
Die WO 98/00391 A beschreibt 2-Carboxy-3,3-dihalogencyclopropylglycine, einschließlich (2S,1'S,2'S)-2-(2-Carboxy-3,3-difluor)cyclopropylglycin als metabotrope Glutamatrezeptoragonisten.
Die EP 0 870 760 A1 beschreibt, dass bestimmte 3-substituierte 2-Carboxycyclopropylglycinderivate Modulatoren der metabotropen Glutamatrezeptorfunktion sind. Die bevorzugten Verbindungen sind die, worin die Substituenten an den Positionen 1 und 2 trans zueinander stehen. Die Beispiele erläutern solche Verbindungen, worin die Substituenten an den Positionen 1 und 3 auch in trans zueinander stehen. Eine solche Verbindung ist (2S,1'S,2'S,3'S)-2'-Carboxy-3'-methylcyclopropylglycin.
Überraschenderweise wurden nun neue 3-substituierte 2-Carboxycyclopropylglycinderivate mit den Substituenten an den Positionen 1 und 2 in trans und denen an den Positionen 1 und 3 in cis entwickelt, die starke Agonisten von Glutamat an metabotropen Glutamatrezeptoren sind.
Demnach liefert die vorliegende Erfindung eine Verbindung der Formel
worin R¹ für C₁-C₁₀ Alkyl, C₂-C₁₀ Alkenyl, C₂-C₁₀ Alkinyl, Phenyl-C₂-C₁₀-alkyl oder Phenyl-C₂-C₁₀-alkenyl steht oder ein Salz oder einen Ester hiervon.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind Agonisten von Glutamat an metabotropen Glutamatrezeptoren und sind daher bei der Behandlung von Störungen des zentralen Nervensystems brauchbar, wie neurologischen Erkrankungen, beispielsweise neurodegenerativen Erkrankungen und als antipsychotische, anxiolytische, arzneimittelentziehende-, antidepressive, anticonvulsive, analgetische und antiemetische Mittel brauchbar.
Es ist ersichtlich, dass die Verbindungen der Formel (I) zumindest vier asymmetrische Kohlenstoffatome enthalten, wobei 3 im Cyclopropanring sind und einer im α-Kohlenstoff der Aminosäuregruppe ist. Demnach können die erfindungsgemäßen Verbindungen in enantiomerenreiner Form, in razemischer Form oder als Diastereomerengemisch vorkommen und isoliert werden.
Der Aminosäurerest hat vorzugsweise die natürliche Aminokonfiguration. Demnach sind bevorzugte Verbindungen gemäß der Erfindung die der Formel
In den obigen allgemeinen Formeln umfasst eine C₁-C₁₀ Alkylgruppe eine C₁-C₄ Alkylgruppe und kann gerad- oder verzweigtkettig sein, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl und Isobutyl und ist vorzugsweise Methyl oder Ethyl. Eine C₂-C₁₀ Alkenylgruppe umfasst beispielsweise Vinyl, Prop-2-enyl, But-3-enyl, Pent-4-enyl und Isopropenyl und eine Alkenylgruppe kann mehr als eine Doppelbindung enthalten und zusätzlich eine oder mehrere Dreifachbindungen. Eine bevorzugte Alkenylgruppe ist eine der Formel R'-CH=CH-(CH₂)_r- , worin R' für Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl steht und r für 0, 1 oder 2 steht. Eine C₂-C₁₀ Alkinylgruppe umfasst beispielsweise Prop-2-inyl, But-3-inyl, Pent-4-inyl und Oct-7-inyl und ist vorzugsweise eine der Formel R''C≡C-(CH₂)_S-, worin R'' für Wasserstoff oder C₁-C₄ Alkyl steht und s für 0, 1 oder 2 steht.
Innerhalb der Gruppe an Verbindungen der Formel I befinden sich Verbindungen, worin R¹ für C₁-C₁₀ Alkyl, C₂-C₁₀ Alkenyl oder C₂-C₁₀ Alkinyl steht.
Beispiele für bestimmte Bedeutungen für R¹ sind:
Für eine C₁-C₁₀ Alkylgruppe: Methyl, Ethyl, Propyl und Isopropyl,
für eine C₂-C₁₀ Alkenylgruppe: Vinyl, Prop-2-enyl und Isopropenyl,
für eine C₂-C₁₀ Alkinylgruppe: Vinyl, Prop-2-enyl und Isopropenyl,
für eine C₂-C₁₀ Alkinylgruppe: Propinyl,
für eine Phenyl-C₂-C₁₀-alkylgruppe: 2-Phenylethyl und
für eine Phenyl-C₂-C₁₀-alkenylgruppe: 2-Phenylvinyl.
Vorzugsweise ist R¹ aus Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Vinyl, Prop-2-enyl, Isopropenyl und Propinyl ausgewählt.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen, worin R¹ für Methyl oder Vinyl steht. Besonders bevorzugte Verbindungen sind:
(2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-(3'-Methyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin,
(2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-[3'-(2''-Ethyl)-2'-carboxycyclopropyl]glycin,
(2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-[3'-(3''-Propyl)-2'-carboxycyclopropyl]glycin,
(2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-(3'-Vinyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin, und
(2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-[3'-(2''-Phenylethyl)-2'-carboxycyclopropyl]glycin und pharmazeutisch annehmbare Salze und Ester hiervon.
Die vorliegende Erfindung umfasst Salze der Verbindungen der Formel (I). Diese Salze können zusammen mit dem sauren oder basischen Teil des Moleküls vorkommen und als Säureadditions-, primäre, sekundäre, tertiäre oder quarternäre Ammonium-, Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalze existieren. Im allgemeinen werden die Säureadditionssalze durch die Umsetzung einer Säure mit einer Verbindung der Formel (I) hergestellt. Die Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze werden im allgemeinen durch die Umsetzung der Hydroxidform des gewünschten Metallsalzes mit einer Verbindung der Formel (I) hergestellt.
Die Salze der Verbindungen der Formel I können pharmazeutisch annehmbare Salze sein. Jedoch sind auch andere Salze in der Erfindung enthalten. Sie können als Zwischenprodukte bei der Reinigung der Verbindungen oder bei der Herstellung von anderen Salzen dienen, beispielsweise pharmazeutisch annehmbaren Säureadditionssalzen oder sind zur Identifizierung, Charakterisierung oder Reinigung brauchbar.
Säureadditionssalze sind vorzugsweise die pharmazeutisch annehmbaren, nicht toxischen Säureadditionssalze mit geeigneten Säuren, wie die mit anorganischen Säuren, beispielsweise Chlorwasserstoff-, Bromwasserstoff-, Salpeter- Schwefel- oder Phosphorsäuren, oder mit organischen Säuren, wie organischen Carbonsäuren, beispielsweise Glycol-, Malein-, Hydroxymalein-, Fumar-, Äpfel-, Wein-, Citronen-, Salicyl-, o-Acetoxybenzoesäure oder organische Sulfon-, 2-Hydroxyethansulfon-, Toluol-p-sulfon- oder Naphthalin-2-sulfonsäuren.
Die vorliegende Erfindung umfasst Ester der Verbindungen der Formel (I), wie Ester, die beispielsweise aliphatische Ester sind, wie die Alkylester.
Die Ester der Verbindungen der Formel I können pharmazeutisch annehmbare, metabolisch labile Ester der Verbindungen der Formel I sein. Diese sind Esterderivate der Verbindungen der Formel I, welche in vivo unter Bildung der Verbindung der Formel I und eines pharmazeutisch annehmbaren Alkohols hydrolysiert werden. Beispiele für metabolisch labile Ester umfassen Ester, die mit C₁-C₆ Alkanolen gebildet werden, bei denen der Alkanolrest wahlweise mit einer C₁-C₈ Alkoxygruppe substituiert sein kann, beispielsweise Methanol, Ethanol, Propanol und Methoxyethanol. Die am meisten bevorzugten Ester sind Alkylester, die von C₁-C₄ Alkanolen stammen, speziell Methyl- und Ethylester.
Die Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel (I) oder eines Salzes oder Esters hiervon, das umfasst:
(a) Abspaltung von Schutzgruppen aus einer Verbindung der Formel
worin R² und R³ jeweils unabhängig für Wasserstoff oder eine Carboxylschutzgruppe stehen und R⁴ für Wasserstoff oder eine Aminschutzgruppe steht,
(b) Hydrolyse einer Verbindung der Formel
worin R⁵ für ein Wasserstoffatom oder eine Carboxylschutzgruppe steht, R⁶ für ein Wasserstoffatom steht und R⁷ für ein Wasserstoffatom, eine C₁-C₄-Alkylgruppe, eine Phenyl-C₁-C₄-alkylgruppe, worin die Phenylgruppe unsubstituiert oder substituiert ist durch Halogen, C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy, oder ein C₃-C₄-Alkenyl steht, oder
(c) Hydrolyse einer Verbindung der Formel
worin R⁸ für ein Wasserstoffatom oder eine Carboxylschutzgruppe steht und R⁹ für ein Wasserstoffatom oder eine Aminschutzgruppe steht, und, falls erforderlich,
eine anschließende Gewinnung eines Diastereomers oder Isomers der Verbindung, oder
eine Bildung eines Salzes oder Esters hiervon.
Das Schützen der Carbonsäuregruppen wird beschrieben in McOmie, Protecting Groups in Organic Chemistry, Plenum Press, NY, 1973 und Greene und Wuts, Protecting Groups in Organic Synthesis, 2. Ausgabe, John Wiley & Sons, NY, 1991. Beispiele für Carboxyschutzgruppen sind unter anderem C₁-C₆ Alkylgruppen, wie Methyl, Ethyl, t-Butyl und t-Amyl, Aryl-(C₁-C₄)-alkylgruppen, wie Benzyl, 4-Nitrobenzyl, 4-Methoxybenzyl, 3,4-Dimethoxybenzyl, 2,4-Dimethoxybenzyl, 2,4,6-Trimethoxybenzyl, 2,4,6-Tri methylbenzyl, Benzhydryl und Trityl, Silylgruppen, wie Trimethylsilyl und t-Butyldimethylsilyl, und Allylgruppen, wie Allyl und 1-(Trimethylsilylmethyl)prop-1-en-3-yl.
Beispiele für Aminschutzgruppen sind unter anderem Acylgruppen, wie Gruppen der Formel R¹⁰CO, worin R¹⁰ steht für C₁-C₆ Alkyl, C₃-C₁₀ Cycloalkyl, Phenyl(C₁-C₆)alkyl, Phenyl, C₁-C₆ Alkoxy, Phenyl(C₁-C₆)alkoxy oder ein C₃-C₁₀ Cycloalkoxy, worin eine Phenylgruppe wahlweise substituiert sein kann, beispielsweise durch einen oder zwei aus Halogen, C₁-C₄ Alkyl und C₁-C₄ Alkoxy. Bevorzugte Aminschutzgruppen umfassen t-Butoxycarbonyl (Boc) und Benzyl.
Beispiele für besondere Bedeutungen für R², R³, R⁵ und R⁸ sind Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, t-Butyl, Benzyl, 4-Methoxybenzyl, Phenylethyl und Phenylpropyl.
Beispiele für besondere Bedeutungen für R⁴ und R⁹ umfassen Acetyl und tert-Butoxycarbonyl. Beispiele für besondere Bedeutungen für R⁶ und R⁷ sind Wasserstoff und Benzyl.
Die Verbindungen der Formel (II) können durch herkömmliche Verfahren von den Schutzgruppen befreit werden. So kann eine Alkylcarboxylschutzgruppe durch Hydrolyse entfernt werden. Die Hydrolyse kann bequemerweise durch Erhitzen der Verbindung der Formel (II) in Gegenwart entweder einer Base, beispielsweise eines Alkalimetallhydroxids, wie Lithium-, Natrium- oder Kaliumhydroxid, oder einem Erdalkalimetallhydroxid, wie Bariumhydroxid oder einer Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, ausgeführt werden. Die Hydrolyse wird bequemerweise bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 300°C ausgeführt. Eine Aralkylcarboxylschutzgruppe kann bequemerweise durch Hydrierung entfernt werden. Die Hydrierung kann durch Umsetzung der Verbindung der Formel (II) mit Wasserstoff in Gegenwart eines Metallkatalysators der Gruppe VIII ausgeführt werden, beispielsweise einem Palladiumkatalysator, wie Palladium auf Kohle. Geeignete Lösemittel für die Reaktion umfassen Alkohole, wie Ethanol. Die Umsetzung wird bequemerweise bei einer Temperatur im Bereich von 0°C bis 100°C ausgeführt.
Eine Acylaminschutzgruppe wird auch bequemerweise durch Hydrolyse entfernt, wie dies beispielsweise für die Entfernung einer Alkylcarboxylschutzgruppe beschrieben ist. Daher kann eine tert-Butoxycarbonylaminschutzgruppe bequem in Gegenwart einer Säure entfernt werden, beispielsweise Chlorwasserstoffsäure oder Trifluoressigsäure. Die Hydrolyse wird in Gegenwart eines Lösemittels, wie Wasser, Ethylacetat oder Dichlormethan und bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 100°C ausgeführt.
Die Verbindungen der Formel III werden bequem in Gegenwart einer Base, beispielsweise einem Alkalimetallhydroxid, wie Lithium-, Natrium- oder Kaliumhydroxid, oder einem Erdalkalimetallhydroxid, wie Bariumhydroxid, hydrolysiert. Geeignete Reaktionsmedien umfassen Wasser. Die Temperatur liegt bequemerweise im Bereich von 50°C bis 150°C.
Die Verbindungen der Formel IV werden bequemerweise in Gegenwart einer Säure, wie Chlorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure, oder einer Base, wie einem Alkalimetallhydroxid, beispielsweise Natriumhydroxid hydrolysiert. Die Hydrolyse wird bequemerweise in einem wässrigen Lösemittel, wie Wasser oder in einem Alkanol, wie Methanol oder Ethanol und bei einer Temperatur im Bereich von 20°C bis 200°C ausgeführt.
Die Verbindungen der Formel (II) können durch ein Verfahren hergestellt werden, das zu dem von Y. Ohfune at al., J. Med. Chem., 1996, 39, 407–423 beschriebenen analog ist. Daher können sie durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit einem Oxidationsmittel hergestellt werden. Bequeme Oxidationsmittel umfassen das Jones-Reagenz.
Die Verbindungen der Formel (V) können durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit einer Sulfonsäure, wie Camphersulphonsäure (CSA) und einem Alkanol, wie Methanol, hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (VI) können durch die Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit einer starken Base, wie Kaliumhexamethyldisilazan, hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (VII) können durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit Acetondimethylketal in Gegenwart einer Sulfonsäure, wie Camphersulfonsäure, hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel VIII können durch selektive Schutzgruppenentfernung von einer Verbindung der Formel
hergestellt werden, worin R¹¹ für eine Hydroxylschutzgruppe steht, wie eine tert-Butyldimethylsilylgruppe (TBS). Ein bequemes Reagenz zur Entfernung einer TBS Gruppe ist Camphersulfonsäure in Methanol.
Die Verbindungen der Formel (IX) können durch die Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit einer Base, wie Lithiumhydroxid, beispielsweise in Tetrahydrofuran, gefolgt von der Einführung der Schutzgruppe R², beispielsweise durch Behandlung mit Diazomethan (unter Bildung einer Verbindung, worin R² für Methyl steht) hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (X) können durch die Behandlung einer Verbindung der Formel
mit einem Ionenaustauscherharz, wie DOWEX 50W × 8, gefolgt von der Einführung der Schutzgruppen R⁴ und R¹¹, beispielsweise durch die schrittweise Umsetzung mit Tributylsilylchlorid in Gegenwart von Imidazol, gefolgt von Boc₂O und Gegenwart von Trimethylamin und 4-Dimethylaminopyridin hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (XI) können durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit Palladium-(II)-acetat hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (XII) können durch Diazotierung einer Verbindung der Formel
beispielsweise durch Umsetzung mit Natriumnitrit hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (XIII) können durch selektive Schutzgruppenabspaltung an einer Verbindung der Formel
worin R¹² für eine Aminschutzgruppe steht, wie t-Butoxycarbonyl, hergestellt werden. Beispielsweise kann eine t-Butoxycarbonylgruppe (Boc) bequem durch die Behandlung mit Trimethylsilyltrifluormethansulfonat (TMSOTf) und 2,6-Lutidin entfernt werden.
Die Verbindungen der Formel (XIV) können durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit einem N-geschützten Glycinat, wie N-Hydroxysuccinimid-N-(tert-butoxycarbonyl)glycinat, gefolgt von einer Umsetzung mit Acetondimethylketal in Gegenwart einer Sulfonsäure, wie p-Toluolsulfonsäure hergestellt.
Die Verbindungen der Formel (XV) können durch die Umsetzung einer Verbindung der Formel
worin R¹³ für eine Aminschutzgruppe steht, wie t-Butoxycarbonyl mit einem Triphenylphosphinhalogenid der Formel Ph₃P⁺CH₂R¹A^–, worin A^– für ein Halogenidion steht, wie Bromid, in Gegenwart einer starken Base, wie Kaliumhexamethyldisilazan, gefolgt von der Entfernung der Aminschutzgruppe und der Hydrolyse des Acetonids, beispielsweise durch Umsetzung mit methanolischem HCl hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (II) können auch durch die Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit einem Wittig-Reagenz hergestellt werden. Beispielsweise kann die Verbindung der Formel (XVII) mit einem Alkyltriphenylphosphoniumbromid, wie Methyltripheylphosphoniumbromid unter Bildung einer Verbindung der Formel (II) umgesetzt werden, worin R¹ für eine Alkenylgruppe steht, wie Vinyl. Das entstehende Produkt kann dann, falls gewünscht, in eine andere Verbindung der Formel (II) beispielsweise durch katalytische Hydrierung unter Umwandlung einer Alkenylgruppe in eine Alkylgruppe umgewandelt werden.
Die Verbindungen der Formel (XVII) können hergestellt werden durch Swern-Oxidation einer
Die Verbindungen der Formel XVIII können entweder hergestellt werden durch Hydrolyse einer Verbindung der Formel XIX
beispielsweise mittels HCl in wässrigem Ethanol, gefolgt von der Schutzgruppenanbringung an der Aminogruppe, beispielsweise durch Umsetzung mit Boc₂O in Tetrahydrofuran oder Dioxan in Gegenwart von NaHCO₃,
oder durch Hydrolyse einer Verbindung der Formel XX
in Gegenwart einer Base, beispielsweise Natriumhydroxid, in einer wässrigen Lösung bei erhöhter Temperatur, beispielsweise etwa 100°C, gefolgt von der Schutzgruppenanbringung an den Carbonsäuregruppen, beispielsweise mittels HCl in wasserfreiem Ethanol und der Schutzgruppenanbringung an der Aminogruppe, beispielsweise durch Umsetzung mit Boc₂O in Tetrahydrofuran oder Dioxan in Gegenwart von NaHCO₃.
Die Verbindungen der Formel XIX können durch Umsetzung einer Verbindung der Formel XXI
mit Ammoniumchlorid und Kaliumcyanid in Gegenwart von Aluminiumoxid hergestellt werden. Ein bequemes Lösemittel ist Acetonitril.
Die Verbindungen der Formel XX können durch die Hydrolyse einer Verbindung der Formel XXI mit einem Alkalimetalllhydroxid, beispielsweise mittels Natriumhydroxid in wässrigem Ethanol, gefolgt von der Behandlung mit einem Alkalimetallcyanid, wie Lithium-, Natrium- oder Kaliumcyanid und Ammoniumcarbonat in einem wässrigen Alkohol, wie wässrigem Ethanol hergestellt werden. Bequemerweise wird die Umsetzung bei einer Temperatur von etwa 35°C bis 150°C ausgeführt.
Die Verbindungen der Formel XXI können durch die Oxidation einer Verbindung der Formel XXII
beispielsweise unter Verwendung einer Swern-Oxidation hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel XXII können durch die Umsetzung einer Verbindung der Formel
worin R¹⁴ für ein Wasserstoffatom, eine C₁-C₄ Alkylgruppe oder eine Phenylgruppe steht, mit HCl oder Camphersulfonsäure in einem Alkanol, wie Ethanol, hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel XXIII können durch die Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit N₂CHCO₂R² in Gegenwart von Rh₂(OAc)₄ hergestellt werden. Ein bequemes Lösemittel ist Pentan.
Die Verbindungen der Formel (III) können durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit einem Alkalimetallcyanid, wie Lithium-, Natrium- oder Kaliumcyanid und Ammoniumcarbonat in einem wässrigem Alkohol, wie wässrigem Ethanol hergestellt werden. Bequemerweise wird die Umsetzung bei einer Temperatur von 35°C bis 150°C ausgeführt. Falls es gewünscht wird, können die Verbindungen der Formel (III) dann alkyliert werden, beispielsweise unter Verwendung einer Verbindung der Formel R⁶Cl oder R⁷Cl. Die alkylierten Verbindungen werden leicht in ihre Diastereomere getrennt.
Die Verbindungen der Formel (IV) können durch die Umsetzung einer Verbindung der Formel (XXV), worin R⁸ wie für R⁵ definiert ist, mit einem Alkalimetallcyanid, wie Lithium-, Natrium- oder Kaliumcyanid, und einem Ammoniumhalogenid, wie Ammoniumchlorid hergestellt werden. Es wurde als vorteilhaft befunden, die Reaktion in Gegenwart von Ultraschall auszuführen. Daher werden das Ammoniumhalogenid und das Alkalimetallcyanid vorteilhafterweise mit Aluminiumoxid in Chromatographiequalität in Gegenwart eines geeigneten Verdünnungsmittels, wie Acetonitril, gemischt. Das Gemisch wird dann mit Ultraschall beschallt, wonach die Verbindung der Formel XXV zugegeben wird und das Gemisch wird erneut beschallt.
Das entstehende Gemisch aus diastereomeren Aminonitrilen kann dann mit einem Acylierungsmittel, wie Acetylchlorid in Gegenwart einer geeigneten Base, beispielsweise einem Amin, wie Diisopropylamin, und in Gegenwart eines geeigneten Lösemittels, wie Dichlormethan, unter Bildung eines Gemisches aus diastereomeren Acylaminonitrilen umgesetzt werden. Das gewünschte Stereoisomer kann bequemerweise aus diesem Gemisch abgetrennt werden, beispielsweise durch Chromatographie.
Alternativ können die Verbindungen der Formel (IV) durch Umsetzung einer Verbindung der Formel (XXV) mit einem chiralen 2-Arylglycinol, wie (R)-2-Phenylglycinol, gefolgt von Trimethylsilylcyanid hergestellt werden. Die Reaktion wird bequemerweise in Gegenwart eines Lösemittels, wie Methanol, ausgeführt. Das Reaktionsprodukt ist ein Gemisch aus Diastereomeren, die der Formel (IV) entsprechen, worin R⁹ für eine 1-Aryl-2-hydroxyethylgruppe steht. Das gewünschte Diastereomer kann aus dem Gemisch beispielsweise durch Chromatographie isoliert und dann mit einem Oxidationsmittel, wie Bleitetraacetat unter Bildung einer Verbindung der Formel (IV) umgesetzt werden.
Die Verbindungen der Formel (XXV) können durch Oxidation einer Verbindung der Formel
beispielsweise durch eine Swern-Oxidation oder durch Umsetzung mit Tetrapropylammoniumperruthenat und N-Methylmorpholin-N-oxid in Gegenwart eines Molekularsiebs (4 Å) hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (XXVI) können durch die Umsetzung einer Verbindung der Formel (XXI) mit einem Wittig-Reagenz der Formel Ph₃P⁺CH₂R¹⁵A^–, worin A^– für ein Halogenidion steht, wie Bromid und R¹⁵ für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe steht, in Gegenwart einer starken Base, wie Kaliumhexamethyldisilan hergestellt werden. Bequemerweise umfassen Lösemittel Ether, wie Dioxan. Die entstehende Alkenylverbindung kann unter Bildung einer Alkylverbindung reduziert werden, beispielsweise durch katalytische Hydrierung mittels Palladium auf Kohle als Katalysator.
Die Verbindungen der Formel (XXV) können alternativ dazu durch die Umsetzung einer Verbin dung der Formel (XXVII)
mit einem Alkalimetallhydroxid, wie Natriumhydroxid, in einem wässrigen Alkohollösemittel, wie wässrigem Methanol, gefolgt von Diazomethan hergestellt werden. Das Verfahren ergibt ein Gemisch aus einer Verbindung der Formel (XXVI) und einer Verbindung der Formel (XXV), die dann mit einem chiralen 2-Arylglycinol und Trimethylsilylcyanid wie oben beschrieben umgesetzt werden kann.
Die Verbindungen der Formel XXVII können durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
beispielsweise durch eine Swern-Oxidation oder durch Umsetzung mit Tetrapropylammoniumperruthenat und N-Methylmorpholin-N-oxid in Gegenwart eines Molekularsiebs (4 Å) hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (XXVIII) können durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit einem Alkalimetallhydroxid, wie Lithiumhydroxid, unter Bildung einer Verbindung der Formel (XXVIII), worin R⁵ für Wasserstoff steht, gefolgt von der Einführung einer Schutzgruppe R⁵ hergestellt werden, beispielsweise durch Umsetzung mit Diazomethan unter Bildung einer Verbindung, worin R⁵ für Methyl steht.
Die Verbindungen der Formel (XXIX) können durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit Dirhodium-(II)-tetrakis[methyl-2-pyrrolidon-5(R)-carboxylat] hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (XXX) können durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit einem Sulfonylazid, wie p-Acetamidobenzolsulfonylazid in Gegenwart einer Base, wie Triethylamin, gefolgt von der Umsetzung mit einem wässrigem Alkalimetallhydroxid, wie Lithiumhydroxid, hergestellt werden.
Die Verbindungen der Formel (XXXI) können durch Umsetzung einer Verbindung der Formel
mit Diketen in Gegenwart eines Aikalimetallacetats hergestellt werden, wie Natriumacetat.
Wie hierin vorher beschrieben sind die erfindungsgemäßen Verbindungen zur Behandlung von Störungen des zentralen Nervensystems brauchbar.
Gemäß einem weiteren Aspekt liefert die vorliegende Erfindung daher die Verwendung einer wie oben definierten Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch annehmbaren metabolisch labilen Esters hiervon oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung eines Patienten, der an einer Störung des zentralen Nervensystems leidet oder hierfür empfindlich ist.
Die bestimmte wirksame Menge oder Dosis der erfindungsgemäß verabreichten Verbindung wird natürlich von den einzelnen Umständen bestimmt, die den Fall umgeben, einschließlich der verabreichten Verbindung, dem Verabreichungsweg, dem im einzelnen zu behandelnden Zustand und ähnlicher Betrachtungen. Die Verbindungen können auf eine Vielzahl an Wegen verabreicht werden, einschließlich oral, rektal, transdermal, subkutan, intravenös, intramuskulär oder intranasal. Alternativ kann die Verbindung durch kontinuierliche Infusion verabreicht werden. Eine typische Tagesdosis enthält etwa 0,01 mg/kg bis etwa 100 mg/kg des erfindungsgemäßen Wirkstoffs. Bevorzugte Tagesdosen betragen etwa 0,05 mg/kg bis etwa 50 mg/kg, bevorzugter etwa 0,1 mg/kg bis etwa 25 mg/kg.
Von einer Vielzahl an physiologischen Funktionen wurde gezeigt, dass sie einem Einfluss durch übermäßige oder unpassende Stimulierung der erregenden Aminosäureübertragung unterliegen. Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I dürften in der Lage sein, eine Vielzahl an neurologischen Störungen bei Säugern zu behandeln, die mit diesem Zustand assoziiert sind, einschließlich akute neurologischen Störungen, wie cerebrale Defizite nach einer kardialen Bypassoperation und Transplantation, Schlaganfall, cerebrale Ischämie, Spinalstrangtrauma, Kopftrauma, perinatale Hypoxie, Herzstillstand und hypoglykämische neuronale Schädigungen. Die Verbindungen der Formel I dürften daher die Fähigkeit zur Behandlung einer Vielzahl von chronischen neurologischen Störungen haben, wie Alzheimersche Erkrankung, Chorea Huntington, amyotrophe Lateralsklerose, AIDS-induzierte Demenz, Augenschädigung und Retinopathie, Wahrnehmungsstörungen und idiopathische und Arzneimittel-induzierte Parkinsonsche Erkrankung. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch annehmbaren metabolisch labilen Esters oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung dieser Störungen.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel I dürften auch die Fähigkeit zur Behandlung einer Vielzahl von anderen neurologischen Störungen bei Patienten haben, die mit einer Glutamatfunktionsstörung assoziiert sind, einschließlich Muskelspasmen, Krämpfe, Migränekopfschmerzen, Harninkontinenz, Psychose (wie Schizophrenie), Drogentoleranz und Drogenentzug (wie Nikotin, Opiate und Benzodiazepine) Angst und verwandte Störungen, Übelkeit, Hirnödem, chronischer Schmerz und tardive Dyskinesie. Die Verbindungen der Formel I sind auch als antidepressive und analgetische Mittel brauchbar. Daher liefert die vorliegende Erfindung auch die Verwendung einer Verbindung der Formel (I) oder eines pharmazeutisch annehmbaren metabolisch labilen Esters hiervon oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung dieser Störungen.
Der Ausdruck "behandeln" umfasst für die Zwecke der vorliegenden Erfindung die Prophylaxe, die Linderung oder Eliminierung des genannten Zustands, wenn er einmal eingetreten ist.
Der Ausdruck "Patient" ist für die Zwecke der vorliegenden Erfindung als Warmblüter definiert, wie unter anderem eine Maus, ein Meerschweinchen, ein Hund, ein Pferd oder ein Mensch. Es ist verständlich, dass der bevorzugte Patient ein Mensch ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt liefert die vorliegende Erfindung eine wie oben definierte Verbindung der Formel I oder einen pharmazeutisch annehmbaren metabolisch labilen Ester hiervon oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz hiervon zur Verwendung als Pharmazeutikum.
Gemäß einem weiteren Aspekt liefert die vorliegende Erfindung die Verwendung einer wie oben definierten Verbindung der Formel I oder eines pharmazeutisch annehmbaren, metabolisch labilen Esters hiervon oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung einer Störung des zentralen Nervensystems.
Die Fähigkeit der Verbindungen zur Modulation der metabotropen Glutamatrezeptorfunktion kann durch die Untersuchung ihrer Fähigkeit zur Beeinflussung entweder der cAMP Bildung (mGluR 2, 3, 4, 6, 7 oder 8) oder der Phosphoinositithydrolyse (mGluR 1 oder 5) in Zellen gezeigt werden die diese einzelnen humanen, metabotropen Glutamatrezeptorsubtupen (mGluR) exprimieren. (D.D. Schoepp et al., Neuropharmacol., 1996, 35, 1661–1672 und 1997, 36, 1–11).
In diesen Tests hebt die Verbindung von Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung die Bindung von [³H]LY341495 mit einem Ki von 100,2 nM an GluR2 auf. Im Vergleich dazu hebt (2S,1'S,2'S,3'S)-2'-Carboxy-3'-methylcyclopropylglycin, wie es in EP 0 870 760 A beschrieben ist, die Bindung von [³H]LY341495 mit einem Ki von 2645 nM an GluR2 auf. (LY341495 ist in Ornstein et al., J. Med. Chem., 1998, 41, 346–357 und J. Med. Chem. 1998, 41, 358 bis 378 beschrieben).
Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden vorzugsweise vor der Verabreichung formuliert. Daher ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung eine pharmazeutische Formulierung, die eine Verbindung der Formel I, einen pharmazeutisch annehmbaren, metabolisch labilen Ester hiervon oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz hiervon und einen pharmazeutisch annehmbaren Träger, Verdünnungsmittel oder Hilfsstoff enthält. Die vorliegenden pharmazeutischen Formulierungen werden durch gut bekannte Verfahren mittels gut bekannter und leicht verfügbarer Inhaltsstoffe hergestellt. Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen wird der Wirkstoff gewöhnlich mit einem Träger gemischt oder mit einem Träger verdünnt oder in einem solchen Träger eingeschlossen und kann in Form einer Kapsel, eines Sachets, eines Papiers oder eines anderen Behälters vorliegen. Wenn der Träger als Verdünnungsmittel dient, kann dies ein festes, halbfestes oder flüssiges Material sein, das als Vehikel, Hilfsstoff oder Medium für den Wirkstoff dient. Die Zusammensetzungen können vorliegen in Form von Tabletten, Pillen, Pulvern, Lonzetten, Sachets, Cachets, Elixieren, Suspensionen, Emulsionen, Lösungen, Sirupen, Aerosolen, Salben, die beispielsweise bis zu 10 Gewichtsprozent des Wirkstoffs enthalten, Weich- und Hartgelatinekapseln, Zäpfchen, sterilen injizierbaren Lösungen und steril verpackten Pulvern.
Einige Beispiele für geeignete Träger, Hilfsstoffe und Verdünnungsmittel sind unter anderem Lactose, Glucose, Saccharose, Sorbit, Mannit, Stärkearten, Akaziengummi, Calciumphosphat, Alginate, Tracanth, Gelatine, Calciumsilicat, mikrokristalline Cellulose, Polyvinylpyrrolidon, Cellulose, Wasser, Sirup, Methylcellulose, Methyl- und Propylhydroxybenzoate, Talkum, Magnesiumstearat und Mineralöl. Die Formulierungen können zusätzlich enthalten Gleitmittel, Netzmittel, Emulgier- und Suspendiermittel, Konservierungsstoffe, Süßstoffe oder Geschmacksstoffe. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können so formuliert werden, dass sie eine schnelle, anhaltende oder verzögerte Freisetzung des Wirkstoffs nach der Verabreichung an den Patienten durch Verwendung von in der Technik bekannten Verfahren bereitstellen.
Die Zusammensetzungen werden vorzugsweise in einer Einheitsdosierungsform formuliert, wobei jede Dosierung etwa 5 mg bis etwa 500 mg, bevorzugter etwa 25 mg bis etwa 300 mg des Wirkstoffs enthält. Der Ausdruck "Einheitsdosierungsform" bezieht sich auf physikalisch getrennte Einheiten, die als einmalige Dosierungen für den Menschen oder andere Säuger geeignet sind, wobei jede Einheit eine vorbestimmte Menge an Wirkstoff, die zur Herstellung des gewünschten therapeutischen Effekts berechnet wurde, zusammen mit einem geeigneten pharmazeutischen Träger, Verdünnungsmittel oder Hilfsstoff enthält. Die folgenden Formulierungsbeispiele sind nur erläuternd und sollen den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise beschränken.
Formulierung 1
Es werden Hartgelatinekapseln mittels der folgenden Bestandteile hergestellt:
Die obigen Bestandteile werden gemischt und in 460 mg Mengen in Hartgelatinekapseln gefüllt.
Formulierung 2
Tabletten, die jeweils 60 mg des Wirkstoffs enthalten, werden folgendermaßen hergestellt:
Der Wirkstoff, die Stärke und die Cellulose werden durch ein Nr. 45 Mesh U.S. Sieb gegeben und sorgfältig vermischt. Die Lösung, die Polyvinylpyrrolidon enthält, wird mit dem entstehenden Pulver vermischt und das Gemisch wird anschließend durch ein Nr. 14 Mesh U.S. Sieb gegeben. Die so hergestellten Granula werden bei 50°C getrocknet und durch ein Nr. 18 Mesh U.S. Sieb gegeben. Die Natriumcarboxymethylstärke, das Magnesiumstearat und das Talkum werden, nachdem sie vorher durch ein Nr. 60 Mesh U.S. Sieb gegeben wurden, zu den Granula gegeben und nach dem Mischen in einer Tablettenmaschine unter Bildung von Tabletten gepresst, die jeweils 150 mg wiegen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. In den Beispielen steht der Ausdruck "Garner's Aldehyd" für 1,1-Dimethyl-(S)- oder -(R)-4-formyl-2,2-dimethyl-3-oxazolidincarboxylat, Ph₃PEtBr steht für (Ethyl)triphenylphosphoniumbromid, KHDMS und LiHDMS stehen jeweils für Kalium- und Lithiumhexamethyldisilazan, Et₂O steht für Diethylether, AcOEt steht für Ethylacetat, MeOH steht für Methanol, Boc steht für t-Butoxycarbonyl, Et₃N steht für Triethylamin, THF steht für Tetrahydrofuran, TMSOTf steht für Trimethylsilyltrifluormethansulfonat, Pd(OAc)₂ steht für Palladiumacetat, NMO steht für N-Methylmorpholin-N-oxid, TPAP steht für Tetrapropylammoniumperruthenat, TMSCN steht für Trimethylsilylcyanid, Rh₂(5R-MEPY)₄ steht für Dirhodium-(II)-tetrakis[methyl-2-pyrrolidon-5(R)-carboxylat], DMF steht für Dimethylformamid, DMAP steht für 4-Dimethylaminopyridin, Jones Reagenz steht für eine Lösung aus 1,0 g an Na₂Cr₂O₇ × 2H₂O und 1,34 g Schwefelsäure in H₂O (Gesamtvolumen 5 ml), DBU steht für 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en und DM steht für Ethylenglycoldimethylether.
Beispiel 1 (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-(3'-Methyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin
a) (4S)-3-N-(tert-Butoxycarbonyl)-4-[(1Z)-1-propenyl]-2,2-dimethyl-1,3-oxazolidin
Zu einer Suspension aus Ph₃PEtBr (4,86 g, 13,9 mmol) in wasserfreiem Dioxan (100 ml) unter Stickstoff bei Raumtemperatur wird eine 0,5 M Lösung aus KHMDS in Toluol (22,3 ml, 11,7 mmol) gegeben. Nach dem Rühren für eine Stunde wird das Gemisch tropfenweise mittels einer Spritze zu einer Lösung des Garner's Aldehyd (2,0 g, 8,7 mmol) in wasserfreiem Dioxan (40 ml) unter Stickstoff bei Raumtemperatur gegeben. Nachdem die Zugabe vollständig ist, wird das Reaktionsgemisch für 30 min gerührt und dann in ein (1:1) Gemisch aus N₂O-Et₂O (500 ml) gegossen. Die Phasen werden dann getrennt und die wässrige Phase wird mit Et₂O (2 x) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden getrocknet (Na₂SO₄), filtriert und unter Bildung eines Rückstands eingedampft, der durch Chromatographie mittels AcOEt/Hexan (1:10) als Eluent unter Bildung von 1,8 g (86 % Ausbeute) an cis-Olefin als das Hauptisomer gereinigt wird.
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,44 (s, 9H), 1,52 (s, 3H), 1,60 (s, 3H), 1,70 (d, J = 1,1 Hz, 3H), 3,65 (dd, J = 3,3, 8,8 Hz, 1H), 4,06 (dd, J = 6,0, 8,8 Hz, 1H), 4,72–4,62 (m, 1H) und 5,61–5,39 ppm (m, 2H).
b) (4S)-3-N-[(tert-Butoxycarbonyl)glycyl]-4-[(1Z)-1-propenyl]-2,2-dimethyl-1,3-oxazolidin
Zu einer Lösung des Produkts von Schritt a) (1,77 g, 4,48 mmol) in MeOH (10 ml) bei 0°C wird 1 N HCl/MeOH (30 ml) bei 0°C gegeben. Das Reaktionsgemisch wird bei 0°C für 1 Stunde und bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das Lösemittel wird im Vakuum entfernt und der Rückstand wird in H₂O (10 ml) aufgenommen. Diese Lösung wird durch die Zugabe von 1 N NaOH auf pH 7 und dann durch die Zugabe von Et₃N auf pH 9 eingestellt. Das Lösemittel wird im Vakuum entfernt und der Rückstand wird in MeOH (20 ml) und THF (30 ml) gelöst (zusätzliches Et₃N wird zugegeben, bis die Lösung pH 9 erreicht). Zu dieser Lösung wird bei 0°C N-Hydroxysuccinimid-N-(tert-butoxycarbonyl)glycinat (2,2 g, 8,06 mmol) gegeben und sie wird auf Raumtemperatur erwärmt. Nachdem das Gemisch für 1 Stunde gerührt wurde, wird das Lösemittel im Vakuum verdampft und der ölige Rückstand wird in AcOEt gelöst. Das unlösliche Material wird abfiltriert und das Filtrat wird im Vakuum unter Bildung eines Rückstands konzentriert, der einer Säulenchromatographie auf Silicagel (AcOEt) unterzogen wird. Die entstehende Boc-Glycylverbindung wird in Benzol (25 ml) gelöst und p-Toluolsulfonsäure (21 mg, 0,11 mmol) und 2,2-Dimethoxypropan (1,9 ml, 15,4 mmol) werden zugegeben. Das Gemisch wird unter Rückfluss für 24 Stunden gerührt. Zu dieser Lösung bei Raumtemperatur wird MeOH (5 ml) gegeben und das Gemisch wird für 30 Minuten gerührt. Dann wird NaHCO₃ (1–2 g) zugegeben und nach dem Rühren für 15 Minuten wird das unlösliche Material abfiltriert. Das Filtrat wird im Vakuum eingedampft und der Rückstand wird durch Säulenchromatographie (AcOEt/Hexan 1:5 und dann 1:3) unter Bildung des Boc-Glycylacetonids (1,89 g, 86 %) gereinigt.
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,43 (s, 9H), 1,56 (s, 3H), 1,66 (s, 3H), 1,76 (dd, J = 1,6, 7,2 Hz, 3H), 3,86–3,78 (m, 3H), 4,15 (dd, J = 6,1, 8,8 Hz, 1H), 4,61–4,57 (m, 1H), 5,50–5,39 (m, 2H) und 5,74–5,63 ppm (m, 1H).
c) (1R,7S,8S,9R)-3-Aza-9-methyl-4,4-dimethyl-5-oxa-tricyclo[6.1.0.0^3,7]nonan-2-on
Zu einer Lösung des Produkts von Schritt b) (2,7 g, 9,05 mmol) und 2,6-Lutidin (3,27 ml, 28,06 mmol) in CH₂Cl₂ (30 ml) bei Raumtemperatur unter Stickstoff wird TMSOTf (3,44 ml, 19,0 mmol) gegeben. Das Gemisch wird für 15 Minuten gerührt und dann auf 0°C gekühlt und mit gesättigter wässriger NH₄Cl Lösung (15 ml) gestoppt. Das Gemisch wird mit Et₂O extrahiert, über Na₂SO₄ getrocknet und das Lösemittel wird dann im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird in Et₂O (75 ml) bei Raumtemperatur aufgenommen und eine NaNO₂ Lösung (3,12 g, 45,25 mmol) in H₂O (35 ml) wird unter intensivem Rühren zugegeben. Zu dieser Suspension wird eine 5 % Zitronensäurelösung in H₂O gegeben, bis der pH auf ~3 eingestellt ist. Das Gemisch wird für 30 Minuten kräftig bei Raumtemperatur gerührt und dann dreimal mit Et₂O extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden mit NaHCO₃ und H₂O gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet und das Lösemittel wird im Vakuum entfernt. Das entstehende Diazoketon wird ohne weitere Reinigung in Benzol (200 ml) gelöst und Pd(OAc)₂ (100 mg, 0,45 mmol) wird zugegeben. Das Gemisch wird auf 70°C für 30 Minuten erhitzt und dann wird das Lösemittel im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels AcOEt/Hexan (1:2) als Eluent unter Bildung der entsprechenden tricyclischen Verbindung (570 mg, 35 %) gereinigt.
[α]_D = +57,0° (c = 0,105, CHCl₃).
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,20 (d, J = 6,6 Hz, 1H), 1,39 (s, 3H), 1,52–1,40 (m, 1H), 1,74 (s, 3H), 1,89 (dd, J = 6,1, 8,2 Hz, 1H), 2,18–2,07 (m, 1H), 3,51 (dd, J = 7,1, 9,9 Hz, 1H), 3,82–3,77 (m, 1H), 4,02 ppm (dd, J = 5,5, 7,1 Hz, 1H).
¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃): 7,8, 17,3, 21,6, 23,8, 28,6, 28,9, 58,4, 67,9, 93,7 und 172,8 ppm.
d) (1R, 4S, 5S, 6R)-3-Aza-3-N-(tert-butoxycarbonyl)-4-[(tert-butyldimethylsilyl)oxy]methyl]-6-methylbicyclo[3.1.0]hexan-2-on
Ein Gemisch des Produkts von Schritt c) (440 mg, 2,42 mmol) und Dowex 50W × 8 Harz (H⁺ Form, 200 mg) in Methanol (20 ml) wird über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Das Harz wird dann abfiltriert und das Filtrat wird im Vakuum konzentriert. Zu einer Lösung des Rückstands und Imidazols (660 mg, 9,68 mmol) in DMF (10 ml) wird eine Lösung aus tert-Butyldimethylsilylchlorid (1,10 g, 7,26 mmol) in DMF (5 ml) gegeben. Das Reaktionsgemisch wird über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und dann in kaltes Wasser gegossen und dreimal mit Et₂O extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Na₂SO₄ getrocknet und das Lösemittel wird im Vakuum entfernt (DMF wird durch azeotrope Destillation mit Toluol entfernt). Eine Lösung des entstehenden Rückstands, Et₃N (0,68 ml, 4,48 mmol), Boc₂O (790 mg, 3,63 mmol) und DMAP (60 mg, 0,48 mmol) in THF (15 ml) wird über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und dann in Wasser gegossen und dreimal mit AcOEt extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden nacheinander mit 5 % wässriger Zitronensäure und Wasser gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet. Das Lösemittel wird im Vakuum entfernt und der entstehende Rückstand wird durch Säulenchromatographie (AcOEt/Hexan 1:6) unter Bildung des bicyclischen Lactons (640 mg, 75 %) gereinigt.
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 0,04 (s, 3H), 0,05 (s, 3H), 0,87 (s, 9H), 1,05 (d, J = 6,6 Hz, 3H), 1,42–1,34 (m, 1H), 1,49 (s, 9H), 1,87 (dd, J = 6,6, 7,7 Hz, 1H), 2,05–1,99 (m, 1H), 3,91–3,76 ppm (m, 3H).
¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃): –5,5 (2C), 7,6, 16,0, 18,1, 19,5, 25,7 (3C), 25,8, 28,0 (3C), 56,7, 63,7, 82,6, 149,5 und 172,4 ppm.
e) (1R, 2S, 3R, 1'S)-2-[1'-(N-(tert-Butoxycarbonyl)amino]-2'-[(tert-butyldimethylsilyl)oxy]ethyl]-3-methylcyclopropan-1-carbonsäuremethylester
Zu einer Lösung des Produkts von Schritt d) (480 mg, 1,35 mmol) in THF (13,5 ml) wird 1 N LiOH (13,5 ml) gegeben. Das Gemisch wird über Nacht kräftig gerührt und dann durch die Zugabe von 5 % wässriger Zitronensäure auf pH ~3 eingestellt. Die wässrige Phase wird dreimal mit AcOEt extrahiert und die vereinigten organischen Phasen werden über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und das Lösemittel wird im Vakuum entfernt. Eine Lösung des Rückstands in Et₂O (25 ml) bei 0°C wird mit einer frisch hergestellten CH₂N₂ Lösung in Et₂O (bis die gelbe Farbe erhalten bleibt) bei 0°C behandelt. Nach 30 Minuten wird das Lösemittel entfernt und der Rückstand wird durch Säulenchromatographie (AcOEt/Hexan 1:6) unter Bildung des entsprechenden Cyclopropans (380 mg, 73 %) gereinigt.
[α]_D = –45,0° (c = 0,132, CHCl₃).
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 0,04 (s, 3H), 0,05 (s, 3H), 0,89 (s, 9H), 1,26–1,18 (m, 1H), 1,31 (d, J = 6,6 Hz, 3H), 1,42 (s, 9H), 1,52–1,44 (m, 1H), 1,75–1,70 (m, 1H), 3,64 (s, 3H), 3,78–3,62 (m, 2H), 3,98–3,89 (m, 1H), 4,75 ppm (br s, 1H).
¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃): –5,5 (2C), 7,8, 18,3, 19,1, 20,2, 25,7, 25,8 (3C), 28,0 (3C), 47,4, 51,2, 65,1, 78,7, 154,8 und 171,8 ppm.
f) (4S, 1'S, 2'R, 3'R)-3-N-(tert-Butoxycarbonyl)amino]-2,2-dimethyl-4-[2'-(methoxycarbonyl)-3'-methylcyclopropyl]-1,3-oxazilidon
Ein Gemisch aus Cyclopropan (380 mg, 1,0 mmol) und Camphersulfonsäure (11,4 mg, 0,05 mmol) in MeOH (50 ml) wird bei Raumtemperatur für 4 Stunden gerührt. Das Lösemittel wird dann im Vakuum entfernt und der Rückstand wird in Aceton aufgenommen. Zu dieser Lösung unter Stickstoffatmosphäre wird 2,2-Dimethoxypropan (1,2 ml, 9,8 mmol) gegeben und das Gemisch wird für 2 Stunden bei 60°C gerührt. Dann wird das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur gekühlt und NaHCO₃ (50 mg) wird zugegeben. Das Gemisch wird dann filtriert und das Filtrat wird im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie (AcOEt/Hexan 1:6) unter Bildung des entsprechenden Acetonids (300 mg, 98 %) gereinigt.
[α]_D = –38,0° (c = 0,105, CHCl₃).
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,27 (br s, 2H), 1,45 (br s, 15H), 1,60 (s, 3H), 1,87–1,81 (m, 1H), 3,71 (s, 3H), 3,85 (dd, J = 2,2, 8,8 Hz, 1H), 4,07 (dd, J = 6,0, 8,8 Hz, 1H), 4,37 ppm (br s, 1H).
¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃): 7,9, 16,6, 21,1, 24,5, 27,8, 27,9, 28,3 (3C), 51,0, 51,9, 68,6, 79,5, 93,4, 151,8 und 171,9 ppm.
g) (4S, 1'S, 2'S, 3'R)-3-N-(tert-Butoxycarbonyl)amino]-2,2-dimethyl-4-[2'-(methoxycarbonyl)-3'-methylcyclopropyl]-1,3-oxazilidon
Zu einer Lösung des Produkts von Schritt f) (300 mg, 0,96 mmol) in THF bei –78°C unter einer Stickstoffatmosphäre wird eine 0,5 M KHMDS Lösung in Toluol (5,75 ml, 2,87 mmol) gegeben. Das Gemisch kann langsam bei Raumtemperatur (über einen Zeitraum von 4 Stunden) reagieren und wird dann bei Raumtemperatur für 15 Minuten gerührt. Das Reaktionsgemisch wird wieder auf –78°C gekühlt und dann mit einer gesättigten wässrigen NH₄Cl Lösung gestoppt. Die wässrige Phase wird zweimal mit Et₂O und AcOEt extrahiert und die vereinigten organischen Phasen werden über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der entstehende Rückstand wird durch Säulenchromatographie (AcOEt/Hexan 1:6) unter Bildung des epimerisierten Produkts (250 mg, 83 %) gereinigt.
[α]_D = –15,4° (c = 0,13, CHCl₃).
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,14 (d, J = 6,1 Hz, 3H), 1,50 (br s, 15 H), 1,75–1,57 (m, 3H), 3,66–3,57 (br s, 1H), 3,67 (s, 3H), 3,85 (d, J = 8,2 Hz, 1H), 4,05–3,97 ppm (m, 1H).
¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃): 12,5, 19,8, 23,2, 27,0, 27,8, 28,3 (3C), 31,5, 51,4, 56,3, 68,6, 80,1, 94,0, 152,1 und 174,2 ppm.
h) (1S, 2S, 3R, 1'S)-2-[1'-[N-(tert-Butoxycarbonyl)amino]-2'-hydroxyethyl]-3-methylcyclopropan-1-carbonsäuremethylester
Ein Gemisch des Produkts von Schritt g) (250 mg, 0,8 mmol) und Camphersulfonsäure (9,2 mg, 0,04 mmol) in MeOH (40 ml) wird bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Am folgenden Tag wird zusätzliche Camphersulfonsäure (11,0 mg, 0,047 mmol) zugegeben und das Gemisch wird für 48 Stunden gerührt. Dann wird NaHCO₃ (50 mg) zugegeben und das Gemisch wird abfiltriert. Das Filtrat wird im Vakuum eingedampft und der Rückstand wird durch Säulenchromatographie (AcOEt/Hexan 1:1) unter Bildung des entsprechenden Alkohols (200 mg, 91 %) gereinigt.
i) (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-(3'-Methyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin
Zu einer Lösung des Produkts von Schritt H) (200 mg, 0,73 mmol) in Aceton (5 ml) bei 0°C wird Jones Reagenz (1,12 ml) gegeben das vorher auf 0°C gekühlt wurde. Das Gemisch wird für 2 Stunden gerührt und dann für 3 Stunden bei Raumtemperatur. Dann wird die Reaktion mit Isopropanol (5 ml) und H₂O (5 ml) gestoppt, für 15 Minuten gerührt und in AcOEt (75 ml) gegossen. Die organische Phase wird mehrmals mit H₂O gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird in THF (5 ml) gelöst und 2,5 N LiOH (10 ml) wird zugegeben. Das Gemisch wird kräftig über Nacht gerührt. Die organische Phase wird abgetrennt und verworfen und die wässrige Phase wird mit Et₂O gewaschen. Nachdem die wässrige Lösung durch die Zugabe von 1 N HCl bei 0°C auf pH 1 eingestellt ist, wird sie viermal mit AcOEt extrahiert und die vereinigten organischen Phasen werden über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum eingedampft. Eine Lösung des Rückstands in 1 N HCl/AcOEt (5 ml) wird über Nacht gerührt. Das Lösemittel wird im Vakuum entfernt und der entstehende Feststoff wird mit Et₂O gewaschen. Das Hydrochlorid wird in MeOH (3 ml) gelöst und Propylenoxid (5 ml) wird zugegeben. Das Gemisch wird über Nacht gerührt und der entstehende unlösliche Feststoff wird filtriert und mit Et₂O unter Bildung der Titelverbindung (75 mg, 60 %) gewaschen.
¹H NMR (300 MHz, D₂O/KOD): 1,20–1,07 (m, 4H), 1,44–1,38 (m, 2H), 2,90 ppm (d, J = 2,2, 9,8 Hz, 1 H).
¹³C NMR (75 MHz, C₂O/KOD): 13,7, 21,9, 30,9, 32,8, 56,7, 183,4 und 184,5 ppm.
Beispiel 2 (2RS, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-(3'-Vinyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin
a) Ethyl-2,3-dihydroxymethylcyclopropancarboxylat
Zu einer Lösung von cis-4,7-Dihydro-1,3-dioxepin (4,57 g, 45,6 mmol) in Pentan (25 ml) unter Stickstoff bei Raumtemperatur wird Rh₂(OAc)₄ (220 mg, 0,5 mmol) gegeben. Zu der entstehenden kräftig gerührten Suspension wird eine Lösung aus Ethyldiazoacetat (10,5 ml, 100 mmol) in Pentan (75 ml) tropfenweise bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 3–4 Stunden gegeben. Nachdem die Zugabe vollständig ist, wird das Lösemittel unter Vakuum entfernt und der Rückstand wird mittels eines Gradienten aus AcOEt/Hexan 1:10 bis 1:5 als Eluent chromatographiert. Es werden 6,75 g eines untrennbaren Gemisches des cyclopropanierten Produkts und EtO₂CCH=CHCO₂Et erhalten. Eine Lösung aus diesem Gemisch in Ethanol, das mit Chlorwasserstoff gesättigt ist (250 ml), wird über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Am folgenden Tag wird das Lösemittel unter Vakuum entfernt und der Rückstand wird in Ethanol (100 ml) aufgenommen. Diese Lösung wird mit NaHCO₃ (fest) neutralisiert, filtriert und konzentriert. Der entstehende Rückstand wird mittels eines Gradienten aus AcOEt/Hexan 1:1 bis 3:1 als Eluent unter Bildung von 4,3 g (56 % Ausbeute) eines Diols chromatographiert.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,23 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,49 (t, J = 3,5, 1H), 1,89–2,00 (m, 2H), 2,72 (br s, 2H), 3,31–3,42 (m, 2H), 4,05–4,16 (m, 2H) und 4,10 ppm (c, J = 7,1 Hz, 2H).
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 14,0, 23,8, 27,1 (2C), 60,3 (2C), 60,8 und 172,8 ppm.
b) Ethyl-(1RS, 5SR, 6RS)-2-hydroxy-3-oxabicyclo[3.1.0]-hexan-6-carboxylat
Zu einer Lösung des Oxalylchlorids (0,38 ml; 4,48 mmol) in CH₂Cl₂ (20 ml) bei –78°C unter einer Stickstoffatmosphäre wird Dimethylsulfoxid (0,66 ml, 9,33 mmol) gegeben und für 20 Minuten gerührt. Zu diesem Gemisch wird eine Lösung des Produkts von Schritt a) (650 mg, 3,73 ml) in CH₂Cl₂ gegeben und die Reaktion wird bei derselben Temperatur für 30 Minuten gerührt. Dann wird Triethylamin (2,6 ml, 18,65 mmol) zugegeben und das Gemisch kann bei Raumtemperatur reagieren. Nach 30 Minuten wird das Reaktionsgemisch mit Wasser gestoppt, die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase wird mit CH₂Cl₂ (2 x) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden getrocknet (Na₂SO₄), filtriert und unter Bildung eines Rückstands eingedampft, der mittels eines Gradienten aus AcOEt/Hexan 1:2 bis 1:1 als Eluent unter Bildung von 470 mg (73 %) an Lactol chromatographiert wird.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,23 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,43 (t, J = 3,3 Hz, 1H), 2,21–2,23 (m, 2H), 2,76 (d, J = 3,0 Hz, 1H), 3,85 (d, J = 8,7 Hz, 1H), 4,06 (d, J = 8,7 Hz, 1H), 4,10 (c, J = 7,1 Hz, 2H) und 5,32 (d, J = 3,0 Hz, 1H).
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 14,1, 22,1, 25,0, 31,2, 60,8, 67,3, 97,8 und 171,9 ppm.
c) (2SR) und (2RS)-2-(1'SR, 2'RS, 3'RS)-2'-(Ethoxycarbonyl)-3'-hydroxymethylcyclopropylglycinonitril
Eine Suspension aus Ammoniumchlorid (2,42 g, 45,3 mmol) und neutralem Aluminiumoxid (1,4 g) in Acetonitril (50 ml) wird für eine Stunde ultrabeschallt. Eine Lösung des Produkts von Schritt b) (780 mg, 4,53 mmol) in Acetonitril (20 ml) wird dann zugegeben und für eine Stunde ultrabeschallt. Nachdem fein pulverisiertes Kaliumcyanid (3,54 g, 54,36 mmol) zugegeben wurde kann das Gemisch für 15 Stunden reagieren. Dann wird zusätzliches Aluminiumoxid (3,2 g) zugegeben und das Reaktionsgemisch wird für 4 Tage ultrabeschallt. Das Gemisch wird dann durch Celite filtriert und die anorganischen Bestandteile werden mit Acetonitril unter Bildung von 710 mg (78 % Ausbeute) an vier möglichen Aminonitrilen als gelbes Öl gewaschen.
d) (Alternative 1) Ethyl-(2SR,1'SR, 2'RS, 3'RS)-N-(tert-Butoxycarbonyl)-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-hydroxymethylcyclopropyl]glycinat
Eine Lösung des Produkts von Schritt c) (380 mg, 1,92 mmol) in Ethanol, das mit Chlorwasserstoff gesättigt ist (20 ml) und H₂O (0,10 ml, 5,75 mmol) wird für eine Stunde bei 0°C und für 48 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Am folgenden Tag wird das Lösemittel im Vakuum entfernt und der Rückstand wird in Ethanol (25 ml) gelöst. Dann wird die Lösung mit NaHCO₃ (fest) neutralisiert, durch Celite filtriert und zur Trockne konzentriert. Der entstehende Rückstand wird in Dioxan (20 ml) aufgenommen und eine gesättigte wässrige Lösung an NaHCO₃ (5 ml) wird zugegeben. Dann wird eine Lösung aus Di-tert-butyldicarbonat (500 mg, 2,3 mmol) in Dioxan (5 ml) zugegeben und das Gemisch wird über Nacht gerührt. Die Phasen werden dann getrennt und die wässrige Phase wird mit Ethylacetat (AcOEt) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden getrocknet (Na₂SO₄), filtriert und zur Trockne konzentriert. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittel AcOEt/Hexan 1:2 als Eluent unter Bildung von 400 mg eines 1:2 Gemisches aus Diastereoisomeren (61 % Gesamtausbeute) gereinigt. Das gewünschte Nebenisomer (niedrigerer Rf) wird durch Säulenchromatographie mittels AcOEt/Hexan 1:3 als Eluent unter Bildung von Ethyl-(2SR, 1'SR, 2'RS, 3'RS)-N-(tert-Butoxycarbonyl)-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-hydroxymethylcyclopropyl]glycinat als Gemisch der Enantiomere abgetrennt.
d) (Alternative 2) Ethyl-(2SR, 1'SR, 2'RS, 3'RS)-N-(tert-Butoxycarbonyl)-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-hydroxymethylcyclopropyl]glycinat
Eine Lösung des Produkts von Schritt b) (1,8 g, 10,45 mmol) in EtOH (65 ml) und NaOH (1 N) (63 ml, 63,0 mmol) wird bei 60°C für 1 Stunde gerührt. Das Gemisch wird dann auf 0°C gekühlt und der pH wird durch die Zugabe von 1 N KHSO₄ auf pH ~6 eingestellt. Zu der entstehenden Lösung wird (NH₄)₂CO₃ (10,1 g, 104,5 mmol) und NaCN (1,02 g, 20,9 mmol) gegeben. Das Gemisch wird am Rückfluss über Nacht (16–17 Stunden) gerührt und dann auf Raumtemperatur gekühlt. Die Lösung wird unter Bildung eines Rückstands im Vakuum zur Trockne eingedampft, der in MeOH aufgenommen wird und abfiltriert wird. Die anorganischen Bestandteile werden mit MeOH gewaschen und die vereinigten metha nolischen Filtrate werden im Vakuum konzentriert. Der entstehende Rückstand wird in 1 N NaOH (200 ml) gelöst und das Gemisch wird unter Rückfluss für 48 Stunden gerührt und dann auf 0°C gekühlt. Der pH wird dann auf 1–2 durch die Zugabe von 1 N HCl eingestellt und das Lösemittel wird unter Vakuum entfernt.
Der entstehende Rückstand wird in einer 1 N HCl/Ethanollösung (250 ml) gelöst und das Gemisch wird über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Das Lösemittel wird unter Vakuum entfernt und der Rückstand wird in EtOH (200 ml) aufgenommen. Nach der Entfernung des Lösemittels unter Vakuum wird der Rückstand wieder in EtOH (200 ml) aufgenommen und die Lösung wird mit NaHCO₃ (fest) neutralisiert, die anorganischen Bestandteile werden abfiltriert und das Filtrat wird zur Trockne konzentriert. Der Rückstand wird in Dioxan (200 ml) bei Raumtemperatur aufgenommen und eine gesättigte wässrige Lösung an NaHCO₃ (50 ml) wird zugegeben. Dann wird eine Lösung aus Di-tert-butyldicarbonat (2,75 g, 12,54 mmol) in Dioxan (50 ml) tropfenweise zugegeben und das Gemisch wird kräftig bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das Gemisch wird dann mit AcOEt verdünnt und die Phasen werden getrennt. Die wässrige Phase wird mit AcOEt (2 x) extrahiert und die vereinigten organischen Phasen werden getrocknet (Na₂SO₄), filtriert und zur Trockne konzentriert. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels AcOEt/Hexan (1:2) als Eluent unter Bildung von 2,15 g eines 2,3:1 Gemisches der Diastereoisomere (60 % Gesamtausbeute) gereinigt. Das gewünschte Hauptisomer (niedrigerer Rf) wird durch Säulenchromatographie mittels Et₂O/Hexan 1:1 als Eluent unter Bildung von Ethyl-(2SR, 1'SR, 2'RS, 3'RS)-N-(tert-Buoxycarbonyl)-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-hydroxymethylcyclopropyl]glycinat als Gemisch der Enantiomere getrennt.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,25 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,32 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,45 (s, 9H), 1,70–1,81 (m, 2H), 1,91–2,11 (m, 1H), 3,17 (dd, J = 3,1, 10,1 Hz, 1H), 3,54–3,67 (m, 1H), 3,95–4,33 (m, 6H) und 5,20 (br d, J = 7,3 Hz, 1H).
¹³C-NMR (50 MHz, CDCl₃): 14,0, 14,1, 22,5, 28,2 (3C), 28,9, 29,2, 52,3, 60,8, 61,0, 62,5, 80,4, 155,3, 171,8 und 172,4 ppm.
e) Ethyl-(2RS, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-(tert-Butoxycarbonyl)-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-vinylcyclopropyl]glycinat
Zu einer Lösung aus Oxalylchlorid (0,38 ml, 4,41 mmol) in CH₂Cl₂ (30 ml) bei –78°C unter einer Stickstoffatmosphäre wird eine Lösung aus Dimethylsulfoxid (0,52 ml, 7,35 mmol) in CH₂Cl₂ (15 ml) gegeben und für 10 Minuten gerührt. Zu diesem Gemisch wird eine Lösung eines Gemisches aus (2RS) und (2SR)-Ethyl-(1'SR, 2'RS, 3'RS)-N-(tert-butoxycarbonyl)-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-hydroxymethylcyclopropyl]glycinat (1,01 g, 2,94 mmol) (das Gemisch der Produkte von Schritt d) in CH₂Cl₂ (5 ml) gegeben und die Reaktion wird bei derselben Temperatur für 20 Minuten gerührt. Dann wird Triethylamin (2,05 ml, 14,7 mmol) zugegeben und das Gemisch kann bei Raumtemperatur reagieren. Nach 30 Minuten wird das Reaktionsgemisch mit Wasser gestoppt, die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase wird mit CH₂Cl₂ (2 x) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden getrocknet (Na₂SO₄), filtriert und unter Bildung eines Rückstands eingedampft, der mittels AcOEt/Hexan 1:3 als Eluent unter Bildung von 1,15 g eines Gemisches an Hemiaminalen chromatographiert wird, die ohne weitere Reinigung im nächsten Schritt weiter verwendet werden.
Zu einer Suspension aus Methyltriphenylphosphoniumbromid (2,34 g, 6,55 mmol) in THF (60 ml) bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre wird eine 0,5 M Lösung aus KHMDS in Toluol (11,0 ml, 5,5 mmol) gegeben. Nach 30 Minuten wird das Gemisch mittels einer Spritze zu einer Lösung des Gemisches der Hemiaminale (900 mg, 2,62 mmol) in THF (90 ml) unter einer Stickstoffatmosphäre gegeben und die Reaktion wird für 2 Stunden gerührt. Dann wird das Gemisch in ein Gemisch aus Et₂O und H₂O gegossen und die Phasen werden getrennt. Die wässrige Phase wird mit Et₂O (2 x) extrahiert und die vereinigten organischen Phasen werden getrocknet (Na₂SO₄), filtriert und zur Trockne konzentriert. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels AcOEt/Hexan (1:2) als Eluent unter Bildung von Ethyl-(2RS, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-(tert-butoxycarbonyl)-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-vinylcyclopropyl]glycinat als Gemisch der Enantiomere gereinigt.
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,26 und 1,27 (2t, J = 7,1 Hz, 6H), 1,43 (s, 9H), 1,85–1,77 (m, 1H), 1,99 (t, J = 4,9 Hz, 1H), 2,26–2,18 (m, 1H), 3,93–3,87 (m, 1H), 4,32–4,09 (m, 4H), 5,02 (br d, J = 7,7 Hz, 1H), 5,20 (d, J = 10,4 Hz, 1H), 5,28 (d, J = 16,4 Hz, 1H), und 5,70–5,59 ppm (m, 1H).
¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃): 14,1 (2C), 26,1, 28,1 (3C), 29,1, 29,2, 52,3, 60,8, 61,3, 80,0, 118,4, 132,4, 154,8, 171,7 und 172,0 ppm.
f) (2RS, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-(3'-Vinyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin
Zu einer Lösung des Produkts von Schritt e) (140 mg, 0,41 mmol) in THF (35 ml) wird 2,5 N LiOH (6,6 ml, 16,4 mmol) gegeben. Das Gemisch wird kräftig über Nacht gerührt. Die organische Phase wird abgetrennt und verworfen und die wässrige Phase wird mit Et₂O gewaschen. Nachdem die wässrige Lösung auf pH ~1 durch die Zugabe von 1 N HCl bei 0°C eingestellt ist, wird sie viermal mit AcOEt extrahiert und die vereinigten organischen Phasen werden über Na₂SO₄ getrocknet und im Vakuum eingedampft. Eine Lösung des Rückstands in 1 N HCl in AcOEt (5 ml) wird über Nacht gerührt. Das Lösemittel wird dann im Vakuum entfernt und der entstehende Feststoff wird mit Et₂O gewaschen. Das Hydrochlorid wird in MeOH (3 ml) gelöst und Propylenoxid (10 ml) wird zugegeben. Das Gemisch wird über Nacht gerührt und der entstehende unlösliche Feststoff wird filtriert und mit Et₂O unter Bildung der Titelverbindung (40 mg, 52 %) gewaschen.
¹H NMR (200 MHz, D₂O): 1,65–1,77 (m, 1H), 1,95 (t, J = 5,0 Hz, 1H), 2,06–2,17 (m, 1H), 3,20 (d, J = 11,1 Hz, 1H), 5,20–5,05 (m, 2H) und 5,62–5,44 (m, 1H).
¹³C NMR (50 MHz, D₂O): 27,1, 28,8, 29,6, 53,8, 120,5, 132,3, 174,2 und 177,2 ppm.
Beispiel 3
(2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-(3'-Methyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin
a) trans-2-Buten-1-yl-acetoacetat
Zu einer Lösung am Rückfluss aus Crotylalkohol (21,5 ml, 252 mmol) und Natriumacetat (1,24 g, 15,12 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (70 ml) unter Stickstoff wird eine Lösung aus Diketen (21,34 ml, 277,1 mmol) in wasserfreiem Tetrahydrofuran (30 ml) tropfenweise über einen Zeitraum von 1 Stunde gegeben. Das Reaktionsgemisch wird am Rückfluss für weitere 30 min erhitzt, bis die Zugabe vollständig ist. Dann wird das Reaktionsgemisch auf Raumtemperatur gekühlt und mit Diethylether (300 ml) verdünnt. Die entstehende Lösung wird mit einer gesättigten wässrigen Natriumchloridlösung (2 × 50 ml) gewaschen und die organische Phase wird über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und das Lösemittel wird unter verringertem Druck entfernt. Der braune Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels eines Gemisches aus 5:1 Hexan und Diethylether als Eluent unter Bildung von 33,0 g (83 % Ausbeute) an trans-2-Buten-1-ylacetoacetat als farblose Flüssigkeit gereinigt.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,72 (dd, J = 6,5 und 0,9 Hz, 3H), 2,27 (s, 3H), 3,46 (s, 2H), 4,56 (d, J = 6,5 Hz, 2H), 5,65–5,50 (m, 1H), 5,88–5,74 (m, 1H) ppm.
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 16,9, 29,2, 49,2, 65,0, 124,2, 130,8, 166,3 und 199,7 ppm.
b) trans-2-Buten-1-yl-diazoacetat
Zu einer Lösung aus trans-2-Buten-1-yl-acetoacetat (40,0 g, 256 mmol) und Triethylamin (46,0 ml, 330 mmol) in wasserfreiem Acetonitril (250 ml) wird eine Lösung aus p-Acetamidobenzolsulfonylazid (80,0 g, 333 mmol) in wasserfreiem Acetonitril (250 ml) tropfenweise über einen Zeitraum von 30 Minuten gegeben. Ein weißer Niederschlag wird nach 15–20 Minuten beobachtet und zusätzliches Acetonitril (300 ml) wird zur Erleichterung des Rührens zugegeben. Das entstehende Gemisch wird bei Raumtemperatur für eine weitere Stunde gerührt. Dann wird eine Lösung aus Lithiumhydroxid (35,5 g, 845 mmol) in Wasser (300 ml) zu dem Reaktionsgemisch gegeben. Nach dem Rühren für eine Stunde wird das entstehende Gemisch in 2:1 Diethylether : Ethylacetat (500 ml) gegossen und die Phasen werden getrennt. Die wässrige Phase wird mit 2:1 Diethylether : Ethylacetat (500 ml) extrahiert und die vereinigten organischen Phasen werden mit einer gesättigten wässrigen Natriumchloridlösung (200 ml) gewaschen. Die entstehende organische Lösung wird über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und das Lösemittel wird unter verringertem Druck entfernt. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels eines Gemisches aus 9:1 Hexan und Ethylacetat als Eluent unter Bildung von 32,2 g (90 % Ausbeute) an trans-2-Buten-1-yl-diazoacetat als gelbes Öl gereinigt.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,72 (dd, J = 6,3 und 1,3 Hz, 3H), 4,58 (dt, J = 5,7 und 1,0 Hz, 2H), 5,09 (s, 1H), 5,66–5,50 (m, 1H), 5,89–5,72 (m, 1H) ppm.
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 17,1, 45,5, 64,8, 124,8, 130,8, 166,1 ppm.
c) (1 S, 5R, 6R)-(–)-6-Methyl-3-oxabicyclo[3.1.0]hexan-2-on
Zu einer Lösung aus Rh₂(5R-MEPY)₄ (63,5 mg, 0,082 mmol) in wasserfreiem Dichlormethan (250 ml), die am Rückfluss erhitzt ist, wird eine Lösung aus trans-2-Buten-1-yl-diazoacetat (5,0 g, 35,7 mmol) in wasserfreiem Dichlormethan (500 ml) tropfenweise über einen Zeitraum von 30 Stunden gegeben. Nachdem die Zugabe vollständig ist, kann das Gemisch unter Rückfluss über Nacht reagieren und wird dann auf Raumtemperatur gekühlt. Das Lösemittel wird unter verringertem Druck entfernt und der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels eines Gradientengemisches aus Hexan und Ethylacetat von 5:1 bis 2:1 als Eluent gereinigt. Es werden 3,1 g (77 % Ausbeute) an (1R,5S, 6R)-(–)-6-Methyl-3-oxabicyclo[3.1.0] -hexan-2-on als blassgelbes Öl mit einem enantiomeren Überschuss von 64 %* erhalten. (*Enantiomerenüberschuss wird durch beschriebenes Verfahren bestimmt: J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5763).
[α]_D = –68,5° (c = 1,0, CH₂Cl₂).
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,16 (d, J = 4,8 Hz, 3H), 1,29–1,18 (m, 1H), 1,80–1,84 (m, 1H), 1,96–2,04 (m, 1H), 4,34–4,20 (m, 2H) ppm.
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 14,9, 19,9, 24,0, 24,2, 68,6, 174,9 ppm.
d) Methyl-(1S, 2R, 3R)-2-hydroxymethyl-3-methyl-cyclopropropan-1-carboxylat
Zu einer Lösung aus (1R, 5S, 6R)-(–)-6-Methyl-3-oxabicyclo-[3.1.0]hexan-2-on (3,9 g, 34,7 mmol) in Tetrahydrofuran (350 ml) bei Raumtemperatur wird eine Lösung aus Lithiumhydroxid (7,29 g, 174 mmol) in Wasser (174 ml) gegeben. Das Gemisch wird über Nacht bei Raumtemperatur gerührt und am folgenden Tag wird die organische Phase unter Vakuum entfernt. Die entstehende wässrige Phase wird mit Diethylether (2 × 50 ml) gewaschen und dann auf 0°C gekühlt. Der pH wird dann auf 2–3 durch die Zugabe von 1 N HCl eingestellt und die wässrige Phase wird mit Ethylacetat (6 × 200 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und das Lösemittel wird unter verringertem Druck entfernt. Die entstehende (1S,2R, 3R)-2-Hydroxymethyl-3-methylcyclopropan-1-carbonsäure wird in Diethylether (150 ml) aufgenommen und auf 0°C gekühlt und eine Lösung aus Diazomethan in Diethylether wird in kleinen Portionen zugegeben, bis die TLC anzeigt, dass kein Ausgangsmaterial mehr vorhanden ist. Das Lösemittel wird unter verringertem Druck unter Bildung des entsprechenden Methyl-(1S, 2R, 3R)-2-Hydroxymethyl-3-methylcyclopropropan-1-carboxylats (5,0 g) entfernt. Dieses rohe Produkt wird im nächsten Schritt ohne weitere Reinigung verwendet.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,16 (d, J = 6,5 Hz, 3H), 1,60–1,38 (m, 3H), 3,69 (s, 3H), 3,78 (dd, J = 7,5 und 12,0 Hz, 1H), 3,96 (dd, J = 5,5 und 12,0 Hz, 1H) ppm.
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 16,8, 20,3, 24,7, 31,5, 50,9, 58,8, 172,8 ppm.
d) Methyl-(1S, 2R, 3R)-2-formyl-3-methylcyclopropropan-1-carboxylat
Zu einer Lösung aus ungereinigtem Methyl-(1S, 2R, 3R)-2-Hydroxymethyl-3-methylcyclopropropan-1-carboxylat (5,0 g, 34,7 mmol) in wasserfreiem Dichlormethan (350 ml) bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre wird ein Molekularsieb (4Å) (3,5 g) gegeben. Nach dem Rühren für 15 min wird das Gemisch auf 0°C gekühlt und eine Lösung aus N-Methylmorpholin-N-oxid (6,1 g, 52,1 mmol) wird zugegeben. Nach 10 min wird Tetrapropylammoniumperruthenat (490 mg, 1,39 mmol) in kleinen Portionen zugegeben und das Gemisch kann bei Raumtemperatur reagieren. Am folgenden Tag wird das Lösemittel unter Vakuum entfernt und der Rückstand wird in Ethylacetat (200 ml) aufgenommen. Die entstehende Suspension wird durch ein Kissen aus Celite filtriert und die organische Phase wird zur Trockne entfernt. Nach der Reinigung des rohen Produkts durch Säulenchromatographie mittels eines Gradienten eines Gemisches aus Ethylacetat und Hexan von 1:6 bis 1:4 als Eluent werden 3,2 g (66 % Ausbeute) an Methyl-(1S,2R,3R)-2-formyl-3-methylcyclopropropan-1-carboxylat erhalten.
[α]_D = +22,0° (c = 0,75, CH₂Cl₂).
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,23 (d, J = 6,1 Hz, 3H), 1,89–1,78 (m, 1H), 2,00 (dd, J = 6,1 und 8,7 Hz, 1H), 2,27 (sx, J = 6,1 Hz, 1H), 3,69 (s, 3H), 9,32 (d, J = 6,6 Hz, 1H) ppm.
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 16,3, 22,3, 30,2, 38,4, 52,0, 170,8, 199,0 ppm.
f) Methyl-(1S,2S,3R)-2-formyl-3-methylcyclopropropan-1-carboxylat
Eine Lösung aus Natriumhydroxid (26,0 g, 650 mmol) in Wasser (260 ml) wird zu einer Lösung aus Methyl-(1S,2R,3R)-2-formyl-3-methylcyclopropropan-1-carboxylat (3,2 g, 22,5 mmol) in Methanol (315 ml) gegeben und das Gemisch wird bei Raumtemperatur für 3 Tage gerührt. Das Methanol wird dann unter verringertem Druck entfernt und die entstehende wässrige Phase wird mit Diethylether (2 × 50 ml) gewaschen und auf 0°C gekühlt. Der pH wird dann auf 3–4 durch die Zugabe einer wässrigen Lösung aus Zitronensäure (10–25 %) eingestellt und die wässrige Phase wird mit Ethylacetat (6 × 250 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und das Lösemittel wird unter verringertem Druck entfernt. Die entstehende Carbonsäure wird in Diethylether (150 ml) aufgenommen und auf 0°C gekühlt und eine Lösung aus Diazomethan in Diethylether wird in kleinen Portionen zugegeben, bis die TLC anzeigt, dass kein Ausgangsmaterial mehr vorhanden ist. Das Lösemittel wird unter verringertem Druck entfernt und der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels Hexan und Ethylacetat 4:1 als Eluent unter Bildung von 2,77 g (83 % Ausbeute) eines untrennbaren 5:1 Gemisches des entsprechenden Methyl-(1S,2S,3R)-2-formyl-3-methylcyclopropropan-1-carboxylats und des Ausgangsmaterials gereinigt. Dieses Gemisch wird im nächsten Schritt ohne weitere Reinigung verwendet.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,26 (d, J = 6,4 Hz, 3H), 2,06–1,97 (m, 1H), 2,31 (dd, J = 4,6 und 5,0 Hz, 1H), 2,53 (ddd, J = 9,4, 4,6 und 3,6 Hz, 1H), 3,69 (s, 3H), 9,60 (d, J = 3,7 Hz, 1H) ppm.
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 11,0, 24,3, 27,6, 28,7, 52,2, 175,5, 198,0 ppm.
g) (2S, 1'S, 2'S, 3'R, 1"R)-N-[(2"-Hydroxy-1"-phenyl)ethyl]-2-(2'-methoxycarbonyl-3'-methylcyclopropyl)glycinonitril
Zu einer Lösung eines 5:1 Gemisches aus jeweils Methyl-(1S,2S,3R)-2-formyl-3-methylcyclopropropan-1-carboxylat und Methyl-(1S,2R,3R)-2-formyl-3-methylcyclopropropan-1-carboxylat (1,9 g, 13,3 mmol) in Methanol (135 ml) wird (R)-(–)-2-Phenylglycinol (2,0 g, 14,7 mmol) gegeben. Das Gemisch wird bei Raumtemperatur für zwei Stunden gerührt und dann auf 0°C gekühlt. Trimethylsilylcyanid (3,56 ml, 26,7 mmol) wird zu dem Gemisch gegeben und kann bei Raumtemperatur über Nacht reagieren. Am folgenden Tag wird das Lösemittel unter verringertem Druck entfernt und der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels eines Gradienten aus einem Gemisch aus Ethylacetat und Hexan von 1:2 bis 1:1 als Eluent unter Bildung von 4,8 g (88 % Ausbeute) eines Gemisches an Aminonitrilen gereinigt. (2S, 1'S, 2'S, 3'R, 1"R)-N-[(2"-Hydroxy-1"-phenyl)ethyl]-2-(2'-methoxycarbonyl-3'-methylcyclopropyl)glycinonitril wird als das Hauptdiastereoisomer in dem Gemisch gefunden und wird durch Säulenchromatographie mittels Hexan und Aceton 7:2 als Eluent gereinigt und abgetrennt.
[α]_D = –60,5° (c = 0,39, CH₂Cl₂).
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,09 (d, J = 6,4 Hz, 3H), 1,35 (t, J = 4,7 Hz, 1H), 1,70–1,56 (m, 1H), 1,88 (dt, J = 4,4 und 9,4 Hz, 1H), 2,99 (br d, J = 9,1 Hz, 1H), 3,58 (dd, J = 9,3 und 10,8 Hz, 1H), 3,70 (s, 3H), 3,79 (dd, J = 4,0 und 10,8 Hz, 1H), 4,10 (dd, J = 4,0 und 9,3 Hz, 1H), 7,38–7,24 (m, 5H) ppm.
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 12,5, 21,3, 27,5, 29,3, 46,9, 52,5, 63,3, 67,6, 119,3, 127,9 (2C), 128,8 (2C), 129,4, 138,4, 173,7 ppm.
h) (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-3'-Methyl-2'-carboxycyclopropylglycin
Bleitetraacetat (5,16 g, 11,6 mmol) wird zu einer Lösung aus (2S, 1'S, 2'S, 3'R, 1''R)-N-[(2''-Hydroxy-1''-phenyl)ethyl]-2-(2'-methoxycarbonyl-3'-methylcyclopropyl)glycinonitril (2,8 g, 9,7 mmol) in einem 1:1 Gemisch aus Methanol und Dichlormethan (100 ml) bei 0°C gegeben. Nach 10 Minuten wird Wasser (60 ml) zugegeben und das Gemisch wird durch Celite filtriert. Das Lösemittel wird unter verringertem Druck entfernt und der Rückstand wird in 6 N HCl (50 ml) aufgenommen und über Nacht am Rückfluss erhitzt. Am folgenden Tag wird das Lösemittel unter Vakuum zur Trockne entfernt und ergibt das entsprechende Hydrochloridsalz aus (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-3'-Methyl-2'-carboxycyclopropylglycin. Nach der Reinigung durch Ionenaustauschchromatographie werden 1,5 g (89 % Ausbeute) an (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-3'-Methyl-2'-carboxycyclopropylglycin als weißer Feststoff erhalten.
Beispiel 4
(2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-[3'-(2''-Phenylethyl)-2'-carboxycyclopropyl]glycin
a) Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-[(2'-Z und E-phenylvinyl)cyclopropancarboxylat]
Zu einer Suspension aus Benzyltriphenylphosphoniumchlorid (11,2 g, 20,03 mmol) in THF (80 ml) wird 0,5 M KHMDS in Toluol (48,76 ml, 24,38 mmol) gegeben. Die entstehende Suspension wird bei Raumtemperatur und unter Argon für 1 Stunde kräftig gerührt. Dann wird sie tropfenweise mittels einer Spritze zu einer Lösung aus Ethyl-(1RS, 5SR, 6RS)-2-hydroxy-3-oxabicyclo[3.1.0]-hexan-6-carboxylat (2 g, 11,6 mmol) in THF (30 ml) gegeben. Das Gemisch wird für eine Stunde bei Raumtemperatur gerührt und dann in ein Gemisch aus Ether – H₂O 1:1 gegossen. Die organische Phase wird getrocknet (MgSO₄), filtriert und im Vakuum eingedampft. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels AcOEt / Hexan (1:2) als Eluent unter Bildung von 2,2 g (78 % Ausbeute) eines untrennbaren Gemisches aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-Hydroxymethyl-3-[(2'-Z und E-Phenylvinyl)cyclopropancarboxylat als gelbes Öl gereinigt, das im nächsten Schritt ohne weitere Reinigung verwendet wird.
b) Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-(2'-phenylethyl)cyclopropancarboxylat
Zu einer Lösung aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-[(2-Z und E-phenylvinyl)cyclopropancarboxylat (1,6 g, 6,8 mmol) in MeOH (50 ml) wird Pd (C) 5 % (0,32 g, 20 % des Olefingewichts) gegeben. Das Gemisch wird mit einem Ballon, der mit Wasserstoff gefüllt ist, bei Raumtemperatur über Nacht hydriert. Dann wird das Gemisch durch Celite filtriert und das Lösemittel wird im Vakuum unter Bildung von 1,39 g (83 % Ausbeute) an Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-(2'-phenylethyl)cyclopropancarboxylat als farbloses Öl eingedampft. Das Öl wird ohne weitere Reinigung verwendet.
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,24 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,53–1,60 (m, 1H), 1,69–1,81 (m, 4H), 2,74 (t, J = 7,7 Hz, 2H), 3,47–3,54 (m, 1H), 3,58–3,65 (m, 1H), 4,09 (q, J = 7,1 Hz, 2H) und 7,15–7,31 (m, 5H).
¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃): 14,1, 24,9, 26,6, 27,8, 29,2, 35,7, 60,5, 60,6, 125,9, 128,3, 128,4, 141,4 und 173,6 ppm.
c) Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-formyl-3-(2'-phenylethyl)-cyclopropancarboxylat
Zu einer Lösung aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-(2'-phenylethyl)cyclopropancarboxylat (1,15 g, 4,6 mmol) in CH₂Cl₂ (40 ml) bei Raumtemperatur und unter Argon wird ein Molekularsieb (4Å) (2,2 g) gegeben. Nach dem Rühren für 5 Minuten werden NMO (0,54 g, 4,6 mmol) und TPAP (0,03 g, 0,09 mmol) zugegeben und das Gemisch wird über Nacht gerührt. Dann wird das Reaktionsgemisch durch Celite filtriert und das Lösemittel wird zur Trockne entfernt. Nach der Reinigung des rohen Produkts durch Säulenchromatographie mittels AcOEt/Hexan 1:6 als Eluent werden 0,7 g (63 % Ausbeute) an Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-formyl-3-(2'-phenylethyl)-cyclopropancarboxylat als gelbes Öl erhalten.
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,25 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,73–1,82 (m, 1H), 1,93–1,98 (m, 2H), 2,27 (t, J = 5,5 Hz, 1H), 2,45–2,51 (m, 1H), 2,58–2,74 (m, 2H), 4,11 (q, J = 7,1 Hz, 2H), 7,12–7,29 (m, 5H) und 9,38 (d, J = 3,3 Hz, 1H).
¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃): 14,1, 27,7, 27,7, 31,2, 35,3, 35,5, 61,0, 126,0, 128,3, 128,4, 140,4, 171,2 und 197,4 ppm.
d) (2S, 1'S, 2'S, 3'R, 1''R)-N-[(2''Hydroxy-1''-phenyl)ethyl]-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-(2-phenylethyl)cyclopropyl]glycinonitril
Zu einer Lösung aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-formyl-3-(2'-phenylethyl)-cyclopropancarboxylat (0,78 g, 3,2 mmol) in MeOH (50 ml) wird (R)-α-Phenylglycinol (0,48 g, 3,5 mmol) gegeben. Die entstehende Lösung wird bei Raumtemperatur für 2 Stunden gerührt. Nach dem Kühlen auf 0°C wird TMSCN (0,63 g, 6,4 mmol) zugegeben und das entstehende Gemisch wird für 12 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Eine Eindampfung des Lösemittels ergibt 1,2 g (96 %) eines Gemisches der zwei Diastereoisomere. Das Gemisch wird durch Säulenchromatographie mittels Aceton/Hexan 2:7 als Eluent unter Bildung von 0,28 g des reinen Isomers A und 0,22 g des reinen Isomers B getrennt.
Isomer A: (2S, 1'S, 2'S, 3'R, 1''R)-N-[(2''-Hydroxy-1''-phenyl)ethyl]-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-(2-phenylethyl)cyclopropyl]glycinonitril
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,20 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,26 (t, J = 4,9 Hz, 1H), 1,30–1,39 (m, 1H), 1,44–1,54 (m, 1H), 1,66–1,77 (m, 1H), 1,84 (t-d, J₁ = 9,4 Hz, J₂ = 4,4 Hz, 1H), 2,37 (s-breit, 1H), 2,59–2,65 (m, 2H), 2,92 (d, J = 9,4 Hz, 1H), 3,48 (t, J = 10,4 Hz, 1H), 3,67 (d-d, J₁ = 10,4 Hz, J₂ = 3,9 Hz, 1H), 3,98–4,09 (m, 3H) und 6,99 (d, J = 6,6 Hz, 2H), 7,08–7,27 (m, 8H).
¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃): 14,1, 26,1, 26,2, 28,6, 29,2, 35,4, 46,4, 60,9 62,8, 67,1, 118,9, 126,0, 127,4, 128,2, 128,3, 128,3, 128,9, 137,8, 140,7 und 172,5 ppm.
Isomer B: (2S, 1'R, 2'R, 3'S, 1''R)-N-[(2''-Hydroxy-1''-phenyl)ethyl]-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-(2-phenylethyl)-cyclopropyl]glycinonitril
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,24 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,26–1,32 (m, 2H), 1,54–1,64 (m, 1H), 1,74–1,84 (m, 1H), 1,91 (t-d, J₁ = 9,4 Hz, J₂ = 4,4 Hz, 1H), 2,48 (s-breit, 1H), 2,65–2,82 (m, 2H), 2,88 (d, J = 9,9 Hz, 1H), 3,61 (t, J = 10,9 Hz, 1H), 3,77 (d-d, J₁ = 10,9 Hz, J₂ = 3,9 Hz, 1H), 4,06 (t, J = 4,9 Hz, 1H), 4,10 (q, J = 7,1 Hz, 2H) und 7,09 (d, J = 6,6 Hz, 2H), 7,23–7,34 (m, 8H).
¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃): 14,1, 25,0, 27,0, 28,5, 28,6, 35,2, 47,1, 60,9, 63,1, 67,0, 118,9, 126,0, 127,8, 128,2, 128,3, 128,4, 128,8, 137,6, 140,9 und 172,3 ppm.
e) (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-[3'-(2''-Phenylethyl)-2'-carboxycyclopropyl]glycin
Blei(IV)acetat (0,34 g, 0,76 mmol) wird zu einer kalten (0°C) gerührten Lösung aus (2S, 1'S, 2'S, 3'R, 1''R)-N-[(2''-Hydroxy-1''-phenyl)ethyl]-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-(2-phenylethyl)cyclopropyl]glycinonitril (0,28 g, 0,69 mmol) in 6 ml wasserfreiem 1:1 CH₂Cl₂-MeOH Gemisch (0,12 M) gegeben und für 10 Minuten gerührt. Dann wird Wasser (6 ml) zugegeben und das entstehende Gemisch wird durch Celite filtriert. Nach der Eindampfung des Lösemittels wird der Rückstand in 6 N HCl (16 ml) für 18 Stunden am Rückfluss erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird mit CH₂Cl₂ gewaschen und zur Trockne eingedampft. Der ent stehende Rückstand wird durch Ionenaustauschchromatographie unter Bildung von (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-[3'-(2''-Phenylethyl)-2'-carboxycyclopropyl]glycin als weißer Feststoff erhalten.
¹³C NMR (50 MHz, D₂O): 25,5, 26,1, 27,7, 28,8, 34,0, 54,1, 124,7, 127,3 (2C), 127,5 (2C), 141,1, 172,4, 179,6 ppm.
Beispiel 5 (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-[3'-Vinyl-2'-carboxycyclopropyl]glycin
a) Ethyl-(1 SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-vinylcyclopropancarboxylat
Zu einer Suspension aus Methyltriphenylphosphoniumbromid (5,2 g, 14,5 mmol) in wasserfreiem Dioxan (75 ml) bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre wird eine 0,5 M Lösung aus Kaliumbis(trimethylsilyl)amid in Toluol (24,4 ml, 12,2 mmol) gegeben. Nach 1 Stunde wird das Gemisch mittels einer Spritze zu einer Lösung aus Ethyl-(1RS, 5SR, 6RS)-2-hydroxy-3-oxabicyclo[3.1.0]hexan-6-carboxylat (1,0 g, 2,62 mmol) in wasserfreiem Dioxan (25 ml) unter einer Stickstoffatmosphäre gegeben und das Reaktionsgemisch wird für 1 Stunde gerührt. Dann wird das Gemisch in ein 2:1 Gemisch aus Diethylether und Wasser (300 ml) gegossen und die Phasen werden getrennt. Die wässrige Phase wird mit Diethylether (2 × 100 ml) extrahiert und die vereinigten organischen Phasen werden über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und zur Trockne konzentriert. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels Ethylacetat und Hexan 1:2 als Eluent unter Bildung von 840 mg (85 % Ausbeute) an Ethyl-(1 SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-vinylcyclopropancarboxylat hergestellt.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,25 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,71 (t, J = 4,7 Hz, 1H), 1,88–2,02 (m, 1H), 2,16–2,29 (m, 1H), 3,53–3,65 (m, 1H), 3,71–3,83 (m, 1H), 4,11 (c, J = 7,1 Hz, 2H), 5,11–5,32 (m, 2H), 5,52–5,69 ppm (m, 1H).
b) Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-formyl-3-vinylcyclopropancarboxylat
Zu einer Lösung aus Oxalylchlorid (0,30 ml, 3,5 mmol) in wasserfreiem Dichlormethan (30 ml) bei –78°C unter einer Stickstoffatmosphäre wird Dimethylsulfoxid (0,51 ml, 7,2 mmol) gegeben und für 30 Minuten gerührt. Zu diesem Gemisch wird eine Lösung aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-vinylcyclopropancarboxylat (490 mg, 2,9 mmol) in wasserfreiem Dichlormethan (20 ml) gegeben und die Reaktion wird bei derselben Temperatur für 45 Minuten gerührt. Dann wird Triethylamin (2,0 ml, 14,4 mmol) zugegeben und das Gemisch kann bei Raumtemperatur reagieren. Nach 30 Minuten wird die Reaktion mit Wasser (30 ml) gestoppt, die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase wird mit Dichlormethan (2 × 30 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und eingedampft. Der entstehende Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels Ethylacetat und Hexan 1:4 als Eluent unter Bildung von 460 mg (95 % Ausbeute) an Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-formyl-3-vinylcyclopropancarboxylat gereinigt.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,26 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 2,61–2,77 (m, 3H), 4,16 (c, J = 7,1 Hz, 2H), 5,13–5,37 (m, 2H), 5,63–5,82 (m, 1H) und 9,56 ppm (d, J = 4,0 Hz, 1H).
c) (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-Acetyl-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-vinylcyclopropyl]glycinonitril
Eine Suspension aus Ammoniumchlorid (1,94 g, 36,3 mmol) und neutralem Aluminiumoxid (3,65 g) in wasserfreiem Acetonitril (18 ml) wird für eine Stunde ultrabeschallt. Eine Lösung aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-formyl-3-vinylcyclopropancarboxylat (615 mg, 3,66 mmol) in wasserfreiem Acetonitril (18 ml) wird zugegeben und für eine Stunde ultrabeschallt. Dann wird fein pulverisiertes Kaliumcyanid (2,8 g, 44,0 mmol) zugegeben und das Gemisch kann für 17 Stunden reagieren. Das Gemisch wird durch Celite filtriert und das Lösemittel wird verdampft. Der entstehende Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels Ethylacetat und Hexan 3:1 unter Bildung von 780 mg (90 % Ausbeute) als razemisches Gemisch aus (2SR) und (2RS, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-[2'-(Ethoxycarbonyl)-3'-vinylcyclopropyl]glycinonitril gereinigt. Beide Isomere werden durch Säulenchromatographie mittels Ethylacetat und Hexan 3:2 getrennt.
Zu einer Lösung aus (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-[2'-(Ethoxycarbonyl)-3'-vinylcyclopropyl]glycinonitril (190 mg, 0,96 mmol) in wasserfreiem Dichlormethan (10 ml) bei 0°C unter einer Stickstoffatmosphäre wird N,N-Diisopropylethylamin (0,21 ml, 1,20 mmol) gegeben und für 15 Minuten gerührt. Dann wird Acetylchlorid (0,08 ml, 1,10 mmol) zugegeben und das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur gerührt. Nach 3 Stunden wird die Reaktion mit Wasser (5 ml) gestoppt, die Phasen werden getrennt und die wässrige Phase wird mit Dichlormethan (2 × 10 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und unter Bildung eines Rückstands eingedampft, der durch Säulenchromatographie mittels Ethylacetat und Hexan 1,5:1 als Eluent unter Bildung von 225 mg (90 % Ausbeute) an (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-Acetyl-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-vinylcyclopropyl]glycinonitril gereinigt wird.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,24 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,92–2,21 (m, 3H), 2,01 (s, 3H), 2,25–2,34 (m, 1H), 4,11 (dc, J = 1,8 und 7,1 Hz, 2H), 4,59 (dd, J = 8,2 und 10,3, 2H), 5,27–5,40 (m, 2H), 5,72 (ddd, J = 7,4, 10,3 und 17,0, 1H), 6,94 (d, J = 8,2 Hz, 1H).
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 171,5, 169,6, 130,5, 120,5, 117,3, 61,3, 39,2, 29,2, 28,6, 25,7, 22,7, 14,0.
d) (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-(3'-Vinyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin
Eine Lösung aus (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-Acetyl-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-vinylcyclopropyl]glycinonitril (200 mg, 0,84 mmol) in 1 N HCl (6 ml) wird für 21 Stunden am Rückfluss erhitzt und dann wird das Lösemittel im Vakuum entfernt. Der Rückstand wird durch Ionenaustauschchromatographie unter Bildung von 90 mg (60 % Ausbeute) an (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-(3'-Vinyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin gereinigt.
¹³C NMR (50 MHz, D₂O): 175,5, 173,4, 133,0, 119,7, 54,6, 31,6, 28,9, 25,7.
Beispiel 6 (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-[3'-Ethyl-2'-carboxycyclopropyl]glycin
a) Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-3-ethyl-2-hydroxymethylcyclopropancarboxylat
Eine Suspension aus einem Gemisch aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-vinylcyclopropancarboxylat (500 mg, 2,94 mmol) und 5 % Palladium auf Kohle (70 mg) in Methanol (25 ml) wird unter einer Wasserstoffatmosphäre über Nacht gerührt. Der Katalysator wird dann durch Celite abfiltriert und das Lösemittel wird unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels Ethylacetat und Hexan 1:2 als Eluent unter Bildung von 380 mg (80 % Ausbeute) an Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-3-ethyl-2-hydroxymethylcyclopropancarboxylat gereinigt.
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,07 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,30 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,35 (t, J = 4,4 Hz, 1H), 1,43-1,59 (m, 3H), 1,80–1,89 (m, 2H), 3,71 (d, J = 7,1 Hz, 2H) und 4,15 ppm (c, J = 7,1 Hz, 2H).
¹C NMR (75 MHz, CDCl₃): 13,9, 14,2, 20,7, 25,1, 28,8, 29,1, 60,5, 60,9 und 173,8 ppm.
d) Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-formyl-3-ethylcyclopropancarboxylat
Zu einer Lösung aus Oxalylchlorid (0,21 ml, 2,4 mmol) in wasserfreiem Dichlormethan (30 ml) bei –78°C unter einer Stickstoffatmosphäre wird Dimethylsulfoxid (0,36 ml, 5,0 mmol) gegeben und für 30 Minuten gerührt. Zu diesem Gemisch wird eine Lösung aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-ethylcyclopropancarboxylat (350 mg, 2,0 mmol) in wasserfreiem Dichlormethan (20 ml) gegeben und die Reaktion wird bei derselben Temperatur für 45 Minuten gerührt. Dann wird Triethylamin (1,4 ml, 10,0 mmol) zugegeben und das Gemisch kann bei Rautemperatur reagieren. Nach 30 Minuten wird die Reaktion mit Wasser (30 ml) gestoppt, die Phasen werden getrennt und die wässrige wird mit Dichlormethan (2 × 50 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Natriumanhydrid getrocknet, filtriert und zur Trockne eingedampft. Der entstehende Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels Ethylacetat und Hexan 1:4 als Eluent unter Bildung von 310 mg (90 % Ausbeute) an Ethyl-(1 SR, 2SR, 3RS)-2-formyl-3-ethylcyclopropancarboxylat gereinigt.
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 0,98 (t, J = 7,7 Hz, 3H), 1,27 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,43–1,58 (m, 1H), 1,62–1,74 (m, 1H), 1,92–2,02 (m, 1H), 2,33–2,37 (m, 1H), 2,49–2,55 (m, 1H), 4,15 (c, J = 7,1 Hz, 2H) und 9,59 ppm (d, J = 3,8 Hz, 1H).
¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃): 13,7, 14,0, 19,7, 28,0, 33,4, 35,6, 61,0, 171,2 und 197,7 ppm.
c) (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-Acetyl-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-ethylcyclopropyl]glycinonitril
Eine Suspension aus Ammoniumchlorid (5,53 g, 103,5 mmol) und neutralem Aluminiumoxid (10,35 g) in wasserfreiem Acetonitril (70 ml) wird für eine Stunde ultrabeschallt. Eine Lösung aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-formyl-3-ethylcyclopropancarboxylat (1,76 g, 10,3 mmol) in wasserfreiem Acetonitril (70 ml) wird zugegeben. und für eine Stunde ultrabeschallt. Dann wird fein pulverisiertes Kaliumcyanid (8,10 g, 124,3 mmol) zugegeben und das Gemisch kann für 2 Tage reagieren. Das Gemisch wird durch Celite filtriert und das Lösemittel wird verdampft. Der entstehende Rückstand (1,92 g) wird in wasserfreiem Dichlormethan (100 ml) aufgenommen und das Gemisch wird auf 0°C gekühlt. Dann wird N,N-Di-isopropylethylamin (2,23 ml, 12,7 mmol) zu dem Gemisch unter einer Stickstoffatmosphäre gegeben und für 15 Minuten gerührt. Dann wird Acetylchlorid (0,84 ml, 11,8 mmol) zugegeben und das Reaktionsgemisch wird bei Rautemperatur gerührt. Nach 3 Stunden wird die Reaktion mit Wasser (40 ml) gestoppt, die Phasen werden getrennt und die wässrige wird mit Dichlormethan (2 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und eingedampft. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels Hexan und Ethylacetat 1:1 als Eluent unter Bildung von 1,73 g (70 % Ausbeute) eines 1:1 Gemisches der entsprechenden razemischen acetylierten Aminonitrile gereinigt. Beide Isomere werden durch Umkristallisation getrennt. Das Isomer A wird durch Umkristallisation in Diethylether ausgefällt, während das Isomer B im Lösemittel verbleibt.
Isomer A: (2RS, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-Acetyl-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-ethylcyclopropyl]glycinonitril
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,00 (t, J = 7,1 Hz, 3H); 1,29 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,37–1,59 (m, 4H), 1,91–1,99 (m, 1H), 2,06 (s, 3H), 4,15 (q, J = 7,1 Hz, 2H), 4,62 (d, J₁ = 10,4 Hz, J₂ = 8,3 Hz, 1H), 6,08 (dd, J₁ = 8,3 Hz, J₂ = 1,1 Hz, 1H).
¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃): 13,6, 14,0, 20,3, 22,5, 25,1, 28,4, 29,6, 39,0, 61,3, 118,1, 169,3, 172,7 ppm. Isomer B: (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-Acetyl-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-ethylcyclopropyl]glycinonitril
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): 1,12 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,27 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,45–1,72 (m, 4H), 1,92–2,00 (m, 1H), 2,07 (s, 3H), 4,07–4,18 (m, 2H), 4,60 (dd, J₁ = 10,4 Hz, J₂ = 8,3 Hz, 1H), 6,05 (d, J₁ = 7,6 Hz, 1H).
¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃): 13,8, 14,1, 20,9, 22,8, 25,8, 28,6, 29,0, 38,9, 61,1, 117,7, 169,4, 172,5 ppm.
d) (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-[3'-Ethyl-2'-carboxycyclopropyl]glycin
Eine Lösung aus (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-Acetyl-2-[2'-(ethoxycarbonyl)-3'-ethylcyclopropyl]glycinonitril (300 mg, 1,3 mmol) in 6 N HCl (13 ml) wird über Nacht am Rückfluss erhitzt. Das Lösemittel wird im Vakuum entfernt und der Rückstand wird mit Diethylether gewaschen und in Methanol (4 ml) aufgenommen. Zu dieser Lösung wird Propylenoxid (9 ml) gegeben und das Gemisch wird über Nacht gerührt. Der entstehende weiße Feststoff wird filtriert, mit Diethylether gewaschen und unter Vakuum unter Bildung von 160 mg (65 % Ausbeute) an (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-[3'-Ethyl-2'-carboxycyclopropyl]glycin getrocknet.
¹H NMR (300 MHz, D₂O): 0,83 (t, J = 7,1 Hz, 3H), 1,01–1,03 (m, 1H), 1,13–1,14 (m, 1H), 1,28–1,31 (m, 1H), 1,41–1,44 (m, 1H), 1,55–1,59 (m, 1H), 3,20 (d, J = 11,0 Hz, 1H).
¹³C NMR (75 MHz, D₂O): 15,6, 23,8, 29,9, 30,5, 31,9, 57,3, 176,4, 183,9 ppm.
Beispiel 7 (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-[3'-Propyl-2'-carboxycyclopropyl]glycin
a) Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-(1-propenyl)cyclopropancarboxylat
Zu einer Suspension aus Ethyltriphenylphosphoniumbromid (5,38 g, 14,5 mmol) in wasserfreiem Dioxan (75 ml) bei Raumtemperatur unter einer Stickstoffatmosphäre wird eine 0,5 M Lösung aus KHMDS in Toluol (24,4 ml, 12,2 mmol) gegeben. Nach 1 Stunde wird das Gemisch mittels einer Spritze zu einer Lösung aus Ethyl-(1RS, 5SR, 6RS)-2-Hydroxy-3-oxabicyclo[3.1.0]-hexan-6-carboxylat (1 g, 5,81 mmol) in Dioxan (25 ml) unter einer Stickstoffatmosphäre gegeben und das Reaktionsgemisch wird für 1 Stunde gerührt. Dann wird das Gemisch in ein Gemisch aus Et₂O und H₂O gegossen und die Phasen werden getrennt. Die wässrige Phase wird mit Et₂O (2 x) extrahiert und die vereinigten organischen Phasen werden getrocknet (Na₂SO₄), filtriert und zur Trockne konzentriert. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie mittels AcOEt/Hexan (1:2) als Eluent unter Bildung von 748 mg (70 % Ausbeute) an Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-(1'-propenyl)cyclopropancarboxylat als Gemisch der Enantiomere gereinigt.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 1,25 (t, 3H), 1,5–1,7 (m, 4H), 1,9–2,0 (m, 1H), 2,3 (m, 1H), 3,6 (t, 1H), 3,7 (s, 1H), 4,1 (m, 2H), 5,1 (m, 1H), 5,7 (m, 1H).
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 13,3, 14,1, 18,0, 24,3, 25,8, 27,0, 28,7, 29,3, 29,4, 32,4, 60,7, 61,0, 61,2, 125,1, 125,4, 128,4, 129,0, 173,0.
b) Ethyl-(1 SR, 2SR, 3RS)-3-propyl-2-hydroxymethyl-cyclopropancarboxylat
Eine Suspension eines Gemisches aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-hydroxymethyl-3-(1'-propenyl)cyclopropancarboxylat (680 mg, 3,69 mmol) und 10 % Palladium auf Kohle (88 mg) in MeOH (31 ml) wird unter einer Wasserstoffatmosphäre über Nacht gerührt. Der Katalysator wird dann durch Celite abfiltriert und das Lösemittel wird unter Vakuum entfernt. Der Rückstand wird mittels AcOEt/Hexan 1:2 als Eluent unter Bildung von 446 mg (65 % Ausbeute) des entsprechenden Alkohols chromatographiert.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 0,89 (t, 3H), 1,18–1,49 (m, 11H), 3,64 (m, 2H), 4,06 (c, 2H).
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 13,7, 14,1, 22,7, 25,3, 26,9, 28,8, 29,3, 60,5, 60,8, 173,9.
c) Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-formyl-3-propylcyclopropancarboxylat
Zu einer Lösung aus Oxalylchlorid (0,5 ml, 5,76 mmol) in CH₂Cl₂ (71 ml) bei –78°C unter einer Stickstoffatmosphäre wird Dimethylsulfoxid (0,85 ml, 12,0 mmol) gegeben und für 30 Minuten gerührt. Zu diesem Gemisch wird eine Lösung aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-Hydroxymethyl-3-propylcyclopropan carboxylat (783 mg, 4,2 mmol) in CH₂Cl₂ (10 ml) gegeben und das Reaktionsgemisch wird bei derselben Temperatur für 45 Minuten gerührt. Dann wird Triethylamin (3,33 ml, 24 mmol) zugegeben und das Gemisch kann bei Raumtemperatur reagieren. Nach 30 Minuten wird die Reaktion mit Wasser gestoppt, die Phasen werden getrennt und die wässrige wird mit CH₂Cl₂ (2 x) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden getrocknet (Na₂SO₄), filtriert und unter Bildung eines Rückstands eingedampft, der mittels AcOEt/Hexan 3:7 als Eluent unter Bildung von 697 mg (90 % Ausbeute) eine Aldehyds chromatographiert wird.
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 0,93 (t, 3H), 1,21–1,6 (m, 7H), 1,97 (m, 1H), 2,32 (t, 1H), 2,48 (m, 1H), 4,12 (c, 2H), 9,55 (d, 1H).
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 13,5, 14,2, 22,7, 28,1, 28,3, 31,7, 35,6, 61,1, 171,4, 198,0.
d) (2SR) und (2RS)-N-Acetyl-(1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-(2'-(ethoxycarbonyl)-3'-propylcyclopropyl)-glycinonitril
Eine Suspension aus Ammoniumchlorid (1,99 g, 37,2 mmol) und neutralem Aluminiumoxid (3,74 g) in Acetonitril (18 ml) wird für eine Stunde ultrabeschallt. Eine Lösung aus Ethyl-(1SR, 2SR, 3RS)-2-formyl-3-propylcyclopropancarboxylat (687 mg, 3,73 mmol) in Acetonitril (18 ml) wird zugegeben und für eine Stunde ultrabeschallt. Fein pulverisiertes Kaliumcyanid (2,87 g, 44,0 mmol) wird dann zugegeben und das Gemisch kann für 17 Stunden reagieren. Das Gemisch wird durch Celite filtriert und das Lösemittel wird unter Bildung von Aminonitril als Gemisch der Diastereoisomere eingedampft.
Zu einer Lösung des Gemisches der Aminonitrile (757 mg, 3,6 mmol) in CH₂Cl₂ (33 ml) bei 0°C unter Stickstoffatmosphäre wird N,N-Diisopropylethylamin (0,75 ml) gegeben und für 15 Minuten gerührt. Dann wird Acetylchlorid (0,31 ml) zugegeben und das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur gerührt. Nach 3 Stunden wird die Reaktion mit Wasser gestoppt, die Phasen werden getrennt und die wässrige wird mit CH₂Cl₂ (2 x) extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden getrocknet (Na₂SO₄), filtriert und unter Bildung eines Rückstand eingedampft, der durch Blitzchromatographie mittels Hexan und Ethylacetat 1:2 unter Bildung von 826 mg (88 % Ausbeute) eines razemischen 1:1 Gemisches der entsprechenden acetylierten Glycinonitrile gereinigt wird. Beide Diastereoisomere werden durch Säulenchromatographie mittels Hexan und Ethylacetat 1:1,5 getrennt.
Diastereoisomer 1: (2RS, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-Acetyl-2-(2'-(ethoxycarbonyl)-3'-propylcyclopropyl)glycinonitril
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 0,8 (t, 3H), 1,2–1,6 (m, 9H), 1,8–2,0 (m, 1H), 2,1 (s, 3H), 4,1 (c, 2H), 4,5 (dd, 1H), 6,8 (d, 1H).
¹³C NMR (200 MHz, CDCl₃): 13,6, 14,1, 22,5, 22,6, 27,7, 28,1, 28,2, 28,7, 39,1, 61,3, 118,1, 169,1, 172,6.
Diastereoisomer 2: (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-Acetyl-2-(2'-(ethoxycarbonyl)-3'-propylcyclopropyl)glycinonitril
¹H NMR (200 MHz, CDCl₃): 0,9 (t, 3H), 1,2–1,6 (m, 9H), 1,8–2,0 (m, 1H), 2,1 (s, 3H), 4,1 (c, 2H), 4,5 (dd, 1H), 6,5 (d, 1H).
¹³C NMR (50 MHz, CDCl₃): 13,6, 14,1, 22,6, 22,7, 26,0, 27,1, 28,2, 29,3, 39,1, 61,1, 117,7, 169,4, 172,5.
e) (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-2-(3'-Propyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin
Eine Lösung aus (2SR, 1'SR, 2'SR, 3'RS)-N-Acetyl-2-(2'-(ethoxycarbonyl)-3'-propylcyclopropyl)glycinonitril (249 mg, 1,0 mmol) in 6 N HCl (10 ml) wird für 16 Stunden am Rückfluss erhitzt. Das Lösemittel wird dann im Vakuum entfernt und der entstehende Feststoff wird mit Diethylether gewaschen. Das Hydrochlorid wird in Methanol (3 ml) gelöst und Propylenoxid (10 ml) wird zugegeben. Das Gemisch wird über Nacht gerührt und der entstehende unlösliche Feststoff wird filtriert und mit Diethylether unter Bildung von 185 mg (93 % Ausbeute) der Titelverbindung gewaschen.
¹³C NMR (50 MHz, D₂O): 14,3, 23,5, 27,8, 30,0, 30,8, 32,5, 57,1, 182,9, 184,2.

Claims

Verbindung der Formel
worin R¹ für C₁-C₁₀-Alkyl, C₂-C₁₀-Alkenyl, C₂-C₁₀-Alkinyl, Phenyl-C₂-C₁₀-alkyl oder Phenyl-C₂-C₁₀-alkenyl steht, oder ein Salz oder Ester hiervon.
Verbindung nach Anspruch 1, welche die folgende Konfiguration hat
Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, worin R¹ für C₁-C₁₀-Alkyl, C₂-C₁₀-Alkenyl oder C₂-C₁₀-Alkinyl steht.
Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, worin R¹ ausgewählt ist aus Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Vinyl, Prop-2-enyl und Propinyl.
Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin R¹ für Methyl oder Vinyl steht.
Verbindung nach Anspruch 1, die ausgewählt ist aus (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-(3'-Methyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin, (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-[3'-(2''-Ethyl)-2'-carboxycyclopropyl]glycin, (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-[3'-(3''-Propyl)-2'-carboxycyclopropyl]glycin, (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-(3'-Vinyl-2'-carboxycyclopropyl)glycin, (2S, 1'S, 2'S, 3'R)-2-[3'-(2''-Phenylethyl)-2'-carboxycyclopropyl]glycin und pharmazeutisch annehmbaren Salzen und Estern hiervon.
Pharmazeutische Formulierung, umfassend eine Verbindung der Formel I nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder einen pharmazeutisch annehmbaren metabolisch labilen Ester hiervon oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz hiervon zusammen mit einem pharmazeutisch annehmbaren Träger, Verdünnungsmittel oder Hilfsstoff.
Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel I nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder eines Salzes oder Esters hiervon, umfassend eine (a) Abspaltung von Schutzgruppen aus einer Verbindung der Formel
worin R² und R³ jeweils unabhängig für Wasserstoff oder eine Carboxylschutzgruppe stehen und R" für Wasserstoff oder eine Aminschutzgruppe steht, (b) Hydrolyse einer Verbindung der Formel
worin R⁵ für ein Wasserstoffatom oder eine Carboxylschutzgruppe steht, R⁶ für ein Wasserstoffatom steht und R⁷ für ein Wasserstoffatom, eine C₁-C₄-Alkylgruppe, eine Phenyl-C₁-C₄-alkylgruppe, worin die Phenylgruppe unsubstituiert oder substituiert ist durch Halogen, C₁-C₄-Alkyl oder C₁-C₄-Alkoxy, oder ein C₃-C₄-Alkenyl steht, oder (c) Hydrolyse einer Verbindung der Formel
worin R⁸ für ein Wasserstoffatom oder eine Carboxylschutzgruppe steht und R⁹ für ein Wasserstoffatom oder eine Aminschutzgruppe steht, und, falls erforderlich, eine anschließende Gewinnung eines Diastereomers oder Isomers der Verbindung, oder eine Bildung eines Salzes oder Esters hiervon.
Verbindung der Formel I nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder ein pharmazeutisch annehmbarer metabolisch labiler Ester hiervon oder ein pharmazeutisch annehmbares Salz hiervon zur Verwendung als Pharmazeutikum.
Verwendung einer Verbindung der Formel I nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder eines pharmazeutisch annehmbaren metabolisch labilen Esters hiervon oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon zur Herstellung eines Arzneimittels für die Behandlung einer Störung des Zentralnervensystems.