DE60131733T2

DE60131733T2 - Verfahren zur herstellung von (2s,3r,4s)-4-hydroxyisoleucin und analoga

Info

Publication number: DE60131733T2
Application number: DE60131733T
Authority: DE
Inventors: Jamal Ouazzani; Pierre Potier; Nobumichi Andre Sasaki; Wang Qian Zhu
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2021-03-24
Also published as: WO2001072688A3; AU4663301A; ATE380173T1; EP1268397A2; US20030219880A1; US20050079587A1; EP1268397B1; DE60131733D1; CA2404621C; US7432087B2; FR2806726B1; WO2001072688A2; CA2404621A1; FR2806726A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von α-Aminosäuren.
Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung der α-Aminosäure der folgenden allgemeinen Formel (2S)-I:
in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom, eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Sie betrifft auch die α-Aminosäuren der allgemeinen Formel (2S)-I, in der die Gruppe R₁ eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
1973 haben Fowden et al. das Vorhandensein von (2S,3R,4R)-4-Hydroxy-3-methylpentansäure (4-Hydroxyisoleucin) 1 in Bockshornklee (Trigonella foemumgraecum) mitgeteilt, bei dem es sich um ein einjähriges Kraut handelt, das in den Regionen von Asien, Afrika und Europa stark verbreitet ist (Fowden et al., Phytochemistry 1973, 12, 1707-1711). Ihre absolute Konfiguration wurde später im Jahr 1989 von Alcock et al. (Phytochemistry 1989, 28, 1835-1841) von Neuem untersucht und zu (2S,3R,4S) korrigiert. Diese α-Aminosäure der folgenden Formel 1:
hat sich auch als ein Bestandteil von γ-Amanitin erwiesen, einem tödlich toxischen cyclischen Peptid, das in Amanita phalloide produziert wird (Wieland et al., Liebigs Ann. Chem. 1970, 736, 95-99; Gieren et al., Liebigs Ann. Chem. 1974, 1561-1569 und Hasan et al., Liebigs Ann. Chem. 1976, 781-787). Es wurde gezeigt, dass (2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin I eine insulinotrope Aktivität besitzt (Travis et al. in "The Pharmacological Basis of Therapeutics", Goodman L.S. und Gilman A. Hrsg. 1970, S. 1581, MacMillan, London; Sauvaire et al., Diabetes 1998, 47, 206-210; Petit et al., Diabetologia 1995, 38, A101; Fernandez-Alvarez et al., Diabetologia 1996, 39, A234; Ribes et al., Diabetologia 1996, 39, A234; Petit et al., Diabetologia 1997, 40, A112; Broca et al., Diabetologia, 1998, 41, A239; Broca et al., Diabetologia 1999, 42, A129 und die internationale PCT-Anmeldung WO 9732577 ). Trotz dieser Entdeckung, dass 1 eine potentielle Bedeutung als neues Medikament für die Behandlung von nicht insulinabhängigem Diabetes mellitus hat, ist bis heute die asymmetrische Synthese der Diastereomere (2R,3R,4R) und (2S,3R,4R) nicht offenbart worden (Inghardt et al., Tetrahedron 1991, 47, 6469-6482). 1 wird dagegen nur durch die Extraktion aus Samen von Bockshornklee erhalten, was ein sehr arbeitsaufwändiges und teures Verfahren ist (Anpflanzung, Unterhaltung, Ernte, Transport, Extraktion usw.). In dem Extraktionsverfahren ist insbesondere die Eliminierung von Glycin, der begleitenden Aminosäure, äußerst schwierig (Sauvaire et al., Phytochemistry 1984, 23, 479-486). Es wird berichtet, dass die Gesamtausbeute an 1 ausgehend von getrocknetem Pflanzenmaterial 0,56% Gew./Gew. beträgt (Sauvaire et al., Diabetes, 1998, 47, 206-210). Der Artikel von Blank et al. (J. Agric. Food. Chem. 1996, 44, 1851-1856) beschreibt die Herstellung von (2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin durch alkalische Hydrolyse des entsprechenden (2S,3R,4S)-Aminolactons. Jedoch sind die diastereoselektive Hydrolyse der Lactone der allgemeinen Formeln VI und VII und die alkalische Hydrolyse des Lactons der Formel IX dort nicht beschrieben. Dementsprechend besteht immer noch ein Bedarf, über ein leichtes und wirtschaftliches Verfahren zum Erhalt von 1 zu verfügen. Nun erlaubt es das asymmetrische Syntheseverfahren, das in der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, auf überraschende Weise, (2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin 1 und seine Analoga der Formel (2S)-I in industrieller Menge und optisch reiner Qualität auf wirtschaftlich sehr interessante und sehr praktische Weise bereitzustellen.
Die α-Aminosäuren der folgenden allgemeinen Formel (2S)-I:
in der die Gruppe R₁ eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt und die niemals synthetisiert worden sind, sind demgemäß neu und bilden ebenfalls einen Teil der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung betrifft also ein Verfahren zur Synthese von Verbindungen der allgemeinen Formel (2S)-I, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom, eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Unter dem Ausdruck "Schutzgruppe der Amingruppe" versteht man im Sinn der vorliegenden Erfindung jede (C₁-C₆)-Alkylgruppe, jede Aryl- oder Aralkylgruppe und vor allem jede labile Gruppe, welche die Aminfunktion schützt und dem Fachmann geläufig ist, insbesondere vom Benzyl-(S)-(+)-p-toluolsulfino
(S)-1-Phenylethyl-(-CH(CH₃)Ph) und (S)-1-Phenyl-2-hydroxyethyl-(-CH(CH₂OH)-Ph) Typ.
Unter dem Ausdruck "(C₁-C₆)-Alkylgruppe" versteht man im Sinn der vorliegenden Erfindung jede lineare oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte (C₁-C₆)-Alkylgruppe, insbesondere die Methyl-, Ethyl- oder t-Butylgruppe.
Unter dem Ausdruck "Arylgruppe" versteht man im Sinn der vorliegenden Erfindung einen oder mehrere aromatische Cyclen, die 5 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisen, die zusammengefügt oder fusioniert, substituiert oder unsubstituiert sein können. Insbesondere können die Arylgruppen Phenyl- oder Naphthylgruppen sein.
Unter dem Ausdruck "Aralkylgruppe" versteht man im Sinn der vorliegenden Erfindung Arylgruppen, wie vorstehend definiert, die durch Zwischenschaltung einer Alkylgruppe, wie vorstehend definiert, gebunden sind. Insbesondere ist eine Aralkylgruppe eine Benzylgruppe.
Dieses Verfahren umfasst insbesondere die Schritte:

– a) diastereo- oder enantioselektive Reduktion von Ethyl-2-methylacetacetat der folgenden Formel 2:
um die Verbindung der folgenden Formel 3:
mit einem enantiomeren Überschuss (ee) von mindestens 85%, vorteilhaft mindestens 90%, und einem diastereomeren Überschuss (de) von mindestens 90%, vorteilhaft mindestens 95% zu erhalten. Der de wird durch gaschromatographische Analyse (GC) bestimmt, und der ee wird durch die ¹H- und ¹³C-NMR-Spektren des Ethyl-(S)-lactats von 3 bestimmt.

Vorteilhaft wird die diastereo- und enantioselektive Reduktion durch Verwendung eines Enzyms, auf noch vorteilhaftere Weise durch Verwendung eines Mikroorganismus, der dieses Enzym enthält, insbesondere von Geotrichum candidum (Buisson et al., Tetrahedron Lett. 1987, 28, 3939-3940 und Kawai et al., Tetrahedron Lett. 1994, 35, 147-148), vorgenommen.
Das verwendete Enzym kann insbesondere aus Geotrichum candidum (hinterlegt bei der Collection Nationale de Culture de Microorganismes am 8. Dezember 1999 mit der Registrierungsnummer: I-2366) isoliert und in Form von Pulver oder auf einem Träger fixiert verwendet werden.

– b) Schutz der OH-Gruppe des Alkohols der Formel 3 mit einer Gruppe Y. Im Sinn der vorliegenden Erfindung versteht man unter "Schutzgruppe der OH-Gruppe" jede dem Fachmann bekannte Gruppe, insbesondere die Benzyl-(Bn), t-Butyl- oder Tetrahydropyran-(THP)Gruppe.
– c) Reduktion der Gruppe -COOEt der in b) erhaltenen Verbindung zum Alkohol. Die Reduktion kann durch jedes dem Fachmann geläufige Verfahren vorgenommen werden, insbesondere unter Verwendung von LiAlH₄ oder Diisobutylaluminiumhydrid (DIBAL).
– d) Oxidation der in c) erhaltenen nicht geschützten OH-Gruppe, was den Aldehyd der folgenden allgemeinen Formel II ergibt:
in der die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt.

Die Oxidation kann durch jedes dem Fachmann geläufige Verfahren und insbesondere durch Behandlung mit einem Pyridin/Schwefeltrioxid-Komplex (Py·SO₃) in Dimethylsulfoxid (DMSO), durch Swern-Oxidation oder durch Behandlung mit dem radikalischen 2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy (TEMPO) unter Verwendung von NaOCl als Reduktionsmittel in Anwesenheit von NaBr/NaHCO₃/H₂O bewerkstelligt werden.
Ausgehend von der Verbindung der allgemeinen Formel II sind zwei Wege zur Synthese der Verbindungen der allgemeinen Formel (2S)-I möglich:
Der erste Syntheseweg (Verfahren A) ist ein asymmetrischer Ansatz und umfasst die folgenden Schritte e₁) bis h₁:

– e₁) Behandlung der Verbindung der allgemeinen Formel II mit einem Sulfinamid der Konfiguration (S)(+), um die Verbindung der folgenden allgemeinen Formel IV zu erhalten:
in der die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R4 eine (C₁-C₆)-Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.

Die Sulfinamide der Konfiguration (S)(+), die verwendet werden können, sind insbesondere jene, bei denen die Gruppe R4 die t-Butyl-, 2-Methoxy-1-naphthyl, 2-[1-(t-Butylcarbonylamino)ethyl]benzyl- oder p-Tolylgruppe darstellt. Das (S)-(+)-p-Toluolsulfinamid kann leicht aus (1R,2S,5R)-(–)-Menthyl-(S)-p-toluolsulfinat und Lithium-1,1,1,3,3,3-hexamethyldisiloxan (LiHMDS) hergestellt werden.

– f₁) Behandlung der Verbindung der allgemeinen Formel IV, insbesondere mit Ethylisopropyloxyaluminiumcyanid (EtAl(OiPr)CN), um das Aminonitril der folgenden allgemeinen Formel V zu erhalten:
in der die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R4 eine (C₁-C₆)-Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
g₁) Behandlung des Aminonitrils der allgemeinen Formel V mit einer Säure, insbesondere durch Refluxieren in einer Mineralsäure vom Typ HCl oder HBr, um das Salz des Lactons der folgenden Formel 9 zu erhalten:

Man versteht unter Salz des Lactons die Salze, die als Folge der Behandlung mit der Mineralsäure erhalten werden, insbesondere die Chloride oder die Bromide.
Man kann Aminonitrile im Schritt f₁) und Lactone im Schritt g₁) mit guten Konfigurationen auch mit einer anderen Verfahrensvariante durch eine asymmetrische Synthese erhalten, welche für die asymmetrische Induktion in der Position C₂ der Verbindungen der allgemeinen Formel II chirale Amine verwendet. Diese Verfahren sind dem Fachmann geläufig und verwenden als chirale Amine insbesondere (S)-α-Methylbenzylamin, (S)-α-Phenylglycinol, (S)-α-N-Benzylphenylglycinol, (S)-α-Butylbenzylamin, (S)-α-Ethylbenzylamin, (S)-α-Naphthylbenzylamin, (4S,5S)-(+)-5-Amino-2,2-dimethyl-4-phenyl-1,3-dioxan oder 2,3,4,6-Tetra-O-pivaloyl-β-D-galactopyranosylamin.

– h₁) Alkalische Hydrolyse des Salzes des Lactons der Formel 9, insbesondere mit LiOH, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom darstellt. Diese Verbindung kann, falls erforderlich, durch Ionenaustauschharz Dowex 50WX8 (H+-Form), durch Neutralisation mit einer organischen Säure, insbesondere Ameisensäure oder Essigsäure, und Kristallisation in einem Alkohol, insbesondere in Isopropanol, Propanol oder Ethanol, oder durch jedes andere dem Fachmann bekannte Verfahren gereinigt werden.

Als Variante umfasst der zweite Syntheseweg (Verfahren B) ausgehend von der Verbindung der allgemeinen Formel II die folgenden Schritte e₂) bis h₂):

– g₂) Behandlung der Verbindung der allgemeinen Formel II, um das Aminonitril der folgenden allgemeinen Formel III zu erhalten:
in der Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R₃ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt.

Insbesondere behandelt man, um die Verbindung der allgemeinen Formel III zu erhalten, in der die Gruppe R₃ die Benzylgruppe (Bn) darstellt, die Verbindung der allgemeinen Formel II vorzugsweise mit Benzylaminhydrochlorid und KCN, vorzugsweise in äquimolarer Menge, oder auf noch bevorzugtere Weise mit Benzylamin und Trimethylsilylcyanid (TMSCN). Das erhaltene Aminonitril ist eine racemische Mischung der Diastereomere (1S) und (1R), insbesondere mit einem Verhältnis (1S):(1R) von 55:45.
Vorzugsweise kann man zum Erhalt der Verbindung der allgemeinen Formel III, in der die Gruppe R₃ die Gruppe (-CH(CH₃)Ph) darstellt, die Verbindung der allgemeinen Formel II vorzugsweise mit (S)-NH₂CH(CH₃)Ph und TMSCN oder dem Salz von (S)-NH₂CH(CH₃)Ph und KCN behandeln. Das erhaltene Aminonitril ist eine Mischung von Diastereomeren insbesondere mit einem Verhältnis (1S):(1R) von 3,5:1 bis 4:1.

– f₂) Behandlung des Aminonitrils der allgemeinen Formel III mit einer Säure, insbesondere durch Refluxieren in einer Mineralsäure des Typs HCl oder HBr, um das Lacton der folgenden allgemeinen Formel VI zu erhalten:
in der die Gruppe R₃ ein Wasserstoffatom oder eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt. Die Ausbeute dieser Reaktion ist quantitativ.

Dem Schritt f₂) kann ein ergänzender Schritt f_2,1) der Behandlung des Lactons der allgemeinen Formel VI folgen, um das Lacton der folgenden allgemeinen Formel VII zu erhalten:
in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Diese Behandlung des Lactons der allgemeinen Formel VI wird auf dem Fachmann bekannte Weise und insbesondere unter Verwendung von Wasserstoff in Anwesenheit eines Katalysators, der vorteilhaft Palladium enthält, und auf noch vorteilhaftere Weise mit dem Katalysator Pd-C und einer Verbindung A bewerkstelligt, welche eine Gruppe -COOR₂ umfasst, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt. Vorteilhaft ist in dem Fall, in dem man eine Verbindung der Formel VII herstellen will, in der die Gruppe R₂ eine Methylgruppe darstellt, die Verbindung A (COOCH₃)₂O, in dem Fall, in dem die Gruppe R₂ eine t-Butylgruppe darstellt, die Verbindung A Di-tert-butylbicarbonat und in dem Fall, in dem die Gruppe R₂ die Benzylgruppe darstellt, die Verbindung A Benzoyloxycarbonylchlorid.

– g₂) diastereoselektive Hydrolyse des Lactons der allgemeinen Formel VI oder VII, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten.

Dieser Schritt g₂) kann insbesondere aus drei Varianten bestehen.
Die erste Variante g_2,1) betrifft die nur Lactone der allgemeinen Formel VII oder die Lactone der allgemeinen Formel VI, in der die Gruppe R₃ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt. Sie besteht dann in den Schritten g_2,1,1) bis g_2,1,3):

– g_2,1,1) Alkalische Hydrolyse des Lactons, insbesondere mit LiOH-Hydrat in Wasser, um eine Mischung von Diastereomeren der folgenden allgemeinen Formel I zu erhalten:
in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt. Diese Mischung umfasst vorzugsweise ein Verhältnis von 7:3 zugunsten des Isomers (2S). Diese Hydrolyse kann bis zu ihrer Beendigung mit Dünnschichtchromatographie (DSC) verfolgt werden und sie kann unter einstündigem Rühren bei Umgebungstemperatur vorgenommen werden.
– g_2,1,2) Zugabe von organischer Säure, vorzugsweise Trifluoressigsäure (TFA), in Form von Spuren, vorzugsweise 2% Vol./Vol., und Erwärmen, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen etwa 40 und etwa 80°C einschließlich, noch bevorzugter zwischen etwa 50 und etwa 60°C einschließlich, um die Verbindung der folgenden allgemeinen Formel (2R)-I:
in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, zum Lacton der folgenden allgemeinen Formel (3R)-VIII erneut zu cyclisieren:
in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt. Die erneute Cyclisierung kann durch Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) verfolgt werden.
– g_2,1,3) Extraktion des Lactons der allgemeinen Formel (3R)-VIII mit einem organischen Lösungsmittel, insbesondere mit Ethylacetat (EtOAc) und noch spezieller mit einer Mischung von EtOAc/Heptan in einem Verhältnis 1:1, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu gewinnen, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.

Die zweite Variante g₂ _, ₂) besteht aus den Schritten g_2,2,1) bis g_2,2,3).

– g_2,2,1) diastereoselektive enzymatische Hydrolyse des Lactons der allgemeinen Formel (3R)-VI oder (3R)-VII durch Hydrolasen, was die Verbindung der allgemeinen Formel (2R)-I ergibt. Diese Hydrolasen können in gereinigter Form, partiell gereinigter Form verwendet werden oder in situ durch Mikroorganismen produziert werden.

Insbesondere kann man rohe Enzympräparate oder lebende Mikrobenzellen verwenden. Vorteilhaft verwendet man zur Durchführung dieser Hydrolyse ein acetonisches Schweineleber-Pulver, das durch die Firma Sigma unter dem Bezeichnung L.8251 im Handel ist, oder den Mikrobenstamm Penicillium (hinterlegt am 29. September 1998 bei der Collection Nationale de Cultures de Microorganismes mit der Registrierungsnummer: I-2081).

– g_2,2,2) Extraktion des nicht-hydrolysierten verbleibenden Lactons der folgenden allgemeinen Formel (3S)-VIII:
in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom, eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, mit einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise EtOAc,
– g_2,2,3) nicht-selektive enzymatische Hydrolyse des Lactons der allgemeinen Formel (3S)-VIII, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom, eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.

Dem Schritt g₂) kann in dem Fall, in dem die Gruppe R₁ der Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, ein ergänzender Schritt h₂) folgen, was den Erhalt von (2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin 1 ermöglicht. Dieser ergänzende Schritt kann in einer katalytischen Hydrogenolyse, insbesondere unter Verwendung eines Katalysators auf Palladium-Basis, auf noch speziellere Weise unter Verwendung des Katalysators Pd/C, der Verbindung der Formel (2S)-I bestehen, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Die dritte Variante g₂ _, ₃) betrifft nur die Lactone der allgemeinen Formel VI, in der die Gruppe R₃ eine Schutzgruppe der Amin-Gruppe darstellt, insbesondere eine Gruppe (-CH(CH₃)Ph). Sie besteht dann in den Schritten g_2,3,1) bis g_2,3,3):

– g_2,3,1) Kristallisation des Lactons der allgemeinen Formel VI, in der die Gruppe R₃ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, in einem organischen Lösungsmittel auf solche Weise, dass man das Salz der Verbindung der Formel (3S)-VIII erhält, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt,
– g_2,3,2) katalytische Hydrogenolyse insbesondere unter Verwendung eines Katalysators auf Palladium-Basis, noch spezieller unter Verwendung des Katalysators Pd/C, des Salzes der Verbindung der Formel (3S)-VIII, in der die Gruppe R₂ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, um das Salz des Lactons der Formel 9 zu erhalten,
– g_2,3,3) alkalische Hydrolyse des Salzes des Lactons der Formel 9 insbesondere mit LiOH, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom darstellt. Diese Verbindung kann, falls erforderlich, durch Ionenaustauschharz, insbesondere Dowex 50WX8 (H+-Form), durch Neutralisation mit einer organischen Säure, insbesondere Ameisensäure oder Essigsäure, und Kristallisation in einem Alkohol, insbesondere Isopropanol, Propanol oder Ethanol, oder durch jedes andere dem Fachmann bekannte Verfahren gereinigt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf beispielhafte und nicht beschränkende Weise durch das folgende Synthese-Reaktionsschema für (2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin 1 veranschaulicht werden:

TOLUENE: = TOLUOL
rt: = Rt
Method: = Verfahren
rfx: = Rückfluss
2 étapes: = 2 Schritte
toute la nuit: = die ganze Nacht

Method: = Verfahren
rfx: = Rückfluss
(cat): = (kat.)
enzyme: = Enzym

In einer Variante kann das Verfahren B der Synthese von (2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin 1 das folgende Reaktionsschema besitzen:

rfx: = Rückfluss
(cat): = (kat.)

In einer Variante kann das Verfahren B zur Synthese von (2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin 1 auch das folgende Reaktionsschema besitzen:

to rt: = bis Rt
cristallisation: = Kristallisation
(2 étapes à partir de 6): = (2 Schritte ausgehend von 6)

Die vorliegende Erfindung betrifft auch Synthese-Zwischenprodukte. Diese letztgenannten sind insbesondere Lactone der folgenden allgemeinen Formel VIII:
in der die Gruppe R₁ eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Diese Verbindungen können in freier Form oder in Form von Salzen von Säuren, insbesondere Mineralsäuren vom Typ HCl oder HBr, vorliegen.
Sie können auch in Form einer insbesondere racemischen Mischung von Diastereomeren (3S) und (3R) oder in ihrer optisch reinen Form (3S) oder (3R) vorliegen. Insbesondere in dem Fall, in dem die Gruppe R₁ die Gruppe -CH(CH₃)Ph darstellt, können diese Verbindungen in Form einer Mischung von Diastereomeren im Verhältnis (3S)/(3R) von 4:1 vorliegen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Aminonitrile der folgenden allgemeinen Formel III:
in der:
die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt
und die Gruppe R₃ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt.
Sie können in Form einer insbesondere racemischen Mischung der Diastereomere (2S) und (2R) oder in ihrer optisch reinen Form (2S) oder (2R) vorliegen. Insbesondere in dem Fall, in dem die Gruppe R₃ die Gruppe -CH(CH₃)Ph darstellt, können diese Verbindungen in Form einer Mischung von Diastereomeren im Verhältnis (2S)/(2R) von 4:1 vorliegen.
Speziell können die Aminonitrile gemäß der vorliegenden Erfindung durch die folgende allgemeine Formel V dargestellt werden:
in der:
die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt
und die Gruppe R4 eine (C₁-C₆)-Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel IV:
in der:
die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt
und die Gruppe R4 eine (C₁-C₆)-Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Die vorliegende Verbindung betrifft auch die Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel I:
in der die Gruppe R₁ eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt. Sie können in Form einer insbesondere racemischen Mischung der Diastereomere (2S) und (2R) oder in ihrer optisch reinen Form (2S) oder (2R) vorliegen. Insbesondere in dem Fall, in dem die Gruppe R₁ die Gruppe -CH(CH₃)Ph darstellt, können diese Verbindungen in Form einer Mischung der Diastereomere im Verhältnis (2S)/(2R) von 4:1 vorliegen.
Die Verbindungen der allgemeinen Formel (2S)-I, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel - COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, können als Medikament, das insbesondere zur Behandlung von nicht insulinabhängigem Diabetes mellitus bestimmt ist, oder als Insulinotrop nützlich sein.
Die pharmazeutischen Zusammensetzungen, welche als Wirkstoff eine Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, und einen geeigneten Hilfsstoff umfassen, können für die Verabreichung an Säuger, einschließlich des Menschen, formuliert werden. Die Dosierung variiert gemäß der Behandlung und gemäß der zugrundeliegenden Krankheit. Diese Zusammensetzungen werden so hergestellt, dass sie auf dem Verdauungs- oder parenteralen Weg verabreicht werden können.
In den pharmazeutischen Zusammensetzungen für die orale, sublinguale, subkutane, intramuskuläre, intravenöse, transdermale, lokale oder rektale Verabreichung kann der Wirkstoff Tieren oder Menschen in Verabreichungeinheit-Formen in Mischung mit klassischen pharmazeutischen Trägern verabreicht werden. Die geeigneten Einheit-Formen der Verabreichung umfassen die Formen auf oralem Weg, wie Tabletten, Kapseln, Pulver, Granulate und orale Lösungen und Suspensionen, sublinguale und bukkale Verabreichungsformen, subkutane, intramuskuläre, intravenöse, intranasale oder intraokulare Verabreichungsformen und rektale Verabreichungsformen.
Wenn man eine feste Zusammensetzung in Form von Tabletten herstellt, mischt man den Hauptwirkstoff mit einem pharmazeutischen Vehikel, wie Gelatine, Stärke, Lactose, Magnesiumstearat, Talkum, Gummi arabicum oder Analoga. Man kann die Tabletten mit Saccharose oder anderen geeigneten Materialien überziehen oder man kann sie auch so behandeln, dass sie eine verlängerte oder retardierte Wirkung aufweisen und dass sie kontinuierlich eine vorbestimmte Menge des Wirkstoffs freisetzen.
Man erhält ein Kapsel-Präparat, indem man den Wirkstoff mit einem Verdünnungsmittel mischt und die erhaltene Mischung in weiche oder harte Kapseln gießt.
Ein Präparat in Form eines Sirups oder Elixiers kann den Wirkstoff zusammen mit einem geeigneten Süßungsmittel, Antiseptikum sowie Geschmacksmittel und Färbemittel enthalten.
Die in Wasser dispergierbaren Pulver oder Granulate können den Wirkstoff in Mischung mit Dispergiermitteln oder Netzmitteln oder mit suspendierenden Mitteln sowie mit Geschmacks- oder Süßungsmitteln enthalten.
Beschreibung der Figuren:
1 stellt die GC-Analyse der nach Inkubation der Verbindung 2 mit Geotrichum candidum erhaltenen Mischung dar. Das Trägergas ist Helium mit einem Druck von 65 kPa. Die verwendete Säule ist DB.5 mit den Abmessungen 30 m × 0,32 mm. Der Nachweis geschieht mit einem Flammenionisationsdetektor (FID) mit einer Isotherme bei 60°C. Diese Analyse ermöglicht es, den Prozentsatz der Umwandlung der Verbindung 2 in die Verbindung 3 und den diastereomeren Überschuss zu bestimmen. A, B und C entsprechen der Verbindung 2, der Verbindung 3 bzw. Ethyl-(2R,3S)-2-methyl-3-hydroxybutanoat.
Die 1a stellt die GC-Analyse der Mischung nach 30-stündiger Inkubation der Verbindung 2 mit Geotrichum candidum dar.
Die 1b stellt die GC-Analyse der Mischung dar, die nach 48-stündiger Inkubation der Verbindung 2 mit Geotrichum candidum erhalten wurde.
2 stellt die HPLC-Analysen während der enzymatischen Hydrolyse des Lactons 11 dar. A und B entsprechen (3R)-(11) bzw. (3S)-(11). Das verwendete Lösungsmittel ist eine Mischung von 35% Acetonitril und 0,2% Triethylamin in Wasser. Der Nachweis geschieht mittels UV bei 250 nm.
2a stellt die analytische HPLC-Analyse dar. Die verwendete Säule ist C₁₈ Hypersil ODS mit den Abmessungen 5 μm, 250 × 4,6 mm. Der Durchsatz beträgt 1 ml/min.
2b stellt die präparative HPLC-Analyse dar. Die verwendete Säule ist prep Nova-Pak.HR-C₁₈ mit den Abmessungen 6 μm 60 A × 2,5 cm. Der Durchsatz beträgt 6 ml/min.
3a stellt eine Halbierung dar, die mit einem acetonischen Schweinepankreas-Pulver nach 48-ständiger Inkubation erhalten wurde. A und B entsprechen (3R)-(11) bzw. (3S)-(11).
3b stellt eine Halbierung dar, die mit einem Mikrobenstamm Penicillium nach 48-ständiger Inkubation erhalten wurde. A und B entsprechen (3R)-(11) bzw. (3S)-(11).
4 stellt HPLC-Analysen der Diastereomeren-Mischung der Formel N-Bn-1 während der Behandlung mit TFA dar. A und B entsprechen (2S)-N-Bn-1 bzw. (2R)-N-Bn-1. Das verwendete Lösungsmittel ist eine Mischung von 20% Acetonitril und 0,1% TFA in Wasser. Der Nachweis geschieht mittels UV bei 250 nm.
4a stellt die analytische HPLC-Analyse bei t = 0 Stunde dar. Die verwendete Säule ist eine C₁₈ Hypersil ODS mit den Abmessungen 5 μm, 250 × 4,6 mm. Der Durchsatz beträgt 1 ml/min.
4b stellt die präparative HPLC-Analyse dar. Die verwendete Säule ist prep Nova-Pak.HR C₁₈ mit den Abmessungen 6 μm 60 A 10 × 2,5 cm. Der Durchsatz beträgt 6 ml/min.
Die folgenden Beispiele für die Herstellungsverfahren erläutern die Erfindung auf nicht beschränkende Weise.
Ethyl-(2S,3S)-2-methyl-3-hydroxybutanoat (3)
Man kultivierte den Stamm Geotrichum candidum LCM in einem sterilen Medium, das sich (pro Liter destilliertes Wasser) zusammensetzte aus: 1 g KH₂PO₄, 2 g K₂HPO₄, 0,5 g MgSO₄, 20 mg FeSO₄, 0,5 g KCl, 3 g NaNO₃, 30 g Glucose, 10 g löslichem Maisextrakt. Man gab die Kultur (6 Liter) 3 Tage lang auf einen Rotationsschüttler (200 U/min, 27°C). Nach dem Wachstum gewann man das Myzel durch Filtration, suspendierte es wieder in destilliertem Wasser (2 Liter) und schüttelte es nochmals 24 Stunden lang (200 U/min, 27°C). Man filtrierte das Myzel ab und führte es in ein Reaktionsmedium (2 Liter) ein, das Ethyl-2-methylacetat (2) (10 bis 20 g/l), 1,5% Glucose und 1% NaCl (% bezogen auf das Substrat) enthielt. Man schüttelte die Mischung (200 U/min, 27°C), man entnahm von Zeit zu Zeit 1 ml-Proben und analysierte sie mittels GC, um den Prozentsatz der Umwandlung und den diastereomeren Überschuss (de) zu bestimmen (Figur 1a: nach 30 Stunden). Als die Reaktion vollständig war (nach etwa 48 h: 1b) extrahierte man das Medium mit Ethylacetat, wodurch man Ethyl-(2S,3S)-2-methyl-3-hydroxybutanoat (3) mit einer Ausbeute von 90 bis 95% erhielt: [α]_D = 26° (c 3,0; CHCl₃); ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 4,18 (q, J = 7,1 Hz, 2H); 3,89 (Quintuplett, J = 6,5 Hz, 1H); 2,64 (s breit, 1H); 2,44 (Quintuplett, J = 7,2 Hz, 1H); 1,28 (t, J = 7,1 Hz, 3H); 1,22 (d, J = 6,4 Hz, 3H); 1,19 (d, J = 7,2 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 175,2; 68,6; 59,9; 46,7; 19,8; 13,7; 12,8; MS (IC) m/z 147 [M+H]⁺.
Ethyl-(2S,3S)-anti-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxybutanoat (4)
Herstellung mit einem Kationenaustauschharz (H+-Form): Amberlyst^® H15 (im Handel durch Rohm und Haas)
Amberlyst^® H15 (162 mg) wurde zu einer gerührten Lösung von Ethyl-(2S,3S)-2-methyl-3-hydroxybutanoat (3) (945 mg, 6,47 mMol) und Dihydropyran (600 mg, 0,65 ml, 7,12 mMol) in Heptan bei 0°C gegeben und die Mischung wurde eine Stunde bei 0°C, dann 6 Stunden bei Umgebungstemperatur gerührt. Das Harz wurde durch Filtration entfernt und das Lösungsmittel wurde unter Vakuum verdampft. Der Rückstand wurde über Kieselgel unter Verwendung von Heptan/EtOAc (20:1) als Eluent chromatographiert, was Ethyl-(2S,3S)-anti-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxybutanoat (4) (1,30 g, 87%) ergab.
Herstellung mit Pyridin-para-toluolsulfonat (PPTS)
Man rührte eine Lösung von Ethyl-(2S,3S)-2-methyl-3-hydroxybutanoat (3) (5,245 g, 35,92 mMol) und Dihydropyran (3,929 g, 4,26 ml, 46,70 mMol) in trockenem Dichlormethan, das PPTS (0,90 g, 3,59 mMol) enthielt, 24 Stunden bei Umgebungstemperatur. Man entfernte das Lösungsmittel unter Vakuum und gab Ether dazu. Man wusch die Suspension mit halbgesättigter Kochsalzlösung, um den Katalysator abzuziehen, dann wusch man sie mit gesättigtem NaHCO₃, Kochsalzlösung, trocknete sie und dampfte sie ein. Man reinigte den Rückstand mittels Chromatographie über eine Kieselgelsäule (Heptan/EtOAc = 20:1), wodurch man Ethyl-(2S,3S)-anti-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxybutanoat (4) (8,18 g, 99%) erhielt.
Herstellung mit einer katalytischen Menge an para-Toluolsulfonsäure-Monohydrat (TsOH·H₂O)
TsOH·H₂O (3,2 mg, 0,017 mMol, 0,2%) wurde bei Umgebungstemperatur zu einer gerührten Lösung von Ethyl-(2S,3S)-2-methyl-3-hydroxybutanoat (3) (1,22 g, 8,36 mMol) und Dihydropyran (773 mg, 0,48 ml, 9,19 mMol) in Toluol (17 ml) gegeben. Nach einstündigem Rühren bei derselben Temperatur wurde die Reaktion durch Zugabe einer wässrigen gesättigten NaHCO₃-Lösung gestoppt. Die Mischung wurde mit Toluol extrahiert. Die organische Phase wurde mit Kochsalzlösung gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet und eingedampft. Chromatographie über eine Kieselgelsäule (Heptan/EtOAc = 20:1) lieferte Ethyl-(2S,3S)-anti-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxybutanoat (4) (1,91 g, 99%): IR (CHCl₃) 3009, 2982, 2945, 2872, 1727, 1455, 1381, 1324, 1262, 1235, 1190 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 4,80 bis 4,77 (m, 0,5H); 4,65 bis 4,62 (m, 0,5H); 4,21 bis 3,77 (m, 4H); 3,56 bis 3,45 (m, 1H); 2,71 bis 2,53 (m, 1H); 1,81 bis 1,47 (m, 6H); 1,28 (t, J = 7,2 Hz, 1,5H); 1,26 (t, J = 7,1 Hz, 1,5H); 1,24 (d, J = 6,2 Hz, 1,5H); 1,15 (d, J = 7,1 Hz, 1,5H); 1,12 (d, J = 6,2 Hz, 1,5H); 1,10 (d, J = 7,1 Hz, 1,5H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) 174,2; 99,4; 94,4; 75,8; 71,6; 62,1; 61,2; 59,6; 45,5; 30,7; 30,5; 25,1; 19,4; 18,7; 18,1; 14,9; 13,8; 12,0; 11,9; MS (IC) m/z 231 [M+H]⁺. Analyse: Berechnet für C₁₂H₂₂O₄: C, 62,58; H, 9,63; gefunden: C, 62,71; H, 9,67.
(2R,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranoyloxybutanol (5)
In eine gerührten Suspension von LiAlH₄ (2,7 g, 71,12 mMol) in THF/Toluol (2:1) (178 ml) tropfte man bei 0°C eine Lösung von Ethyl-(2S,3S)-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxybutanoat (4) (8,18 g, 35,56 mMol). Man rührte die Reaktionsmischung 30 Minuten bei 0°C, dann 30 Minuten bei Umgebungstemperatur. Man neutralisierte die Reaktion mittels "Fieser-Behandlung"; man behandelte die Reaktion, indem man nacheinander tropfenweise 2,7 ml Eiswasser, 2,7 ml einer 15%-igen wässrigen NaOH-Lösung und 3 × 2,7 ml Eiswasser zusetzte. Nachdem man mindestens 30 Minuten gerührt hatte, filtrierte man die Mischung durch Celite. Anschließend wusch man die ausgefallenen Aluminiumsalze mit EtOAc. Man verdampfte das Lösungsmittel, reinigte das verbleibende Öl mittels Flash-Chromatographie über eine Kieselgelsäule (Heptan/EtOAc = 5:1, dann 2:1), wodurch man (2R,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranyloxybutanol (5) in Form eines farblosen Öls (6,59 g, 99%) erhielt: ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) 4,69 bis 4,67 (m, 0,5H); 4,58 bis 4,56 (m, 0,5H); 3,98 bis 3,43 (m, 5H); 1,80 bis 1,48 (m, 7H); 1,29 (d, J = 6,3 Hz, 1,5H); 1,18 (d, J = 6,1 Hz, 1,5H); 0,95 (d, J = 7,0 Hz, 1,5H); 0,94 (d, J = 7,0 Hz, 1,5H); ¹³C-NMR (50 MHz, CDCl₃) 99,9; 97,4; 78,4; 74,9; 65,2; 64,2; 62,7; 41,2; 5 40,6; 31,3; 31,0; 25,3; 25,1; 20,7; 19,8; 18,9; 17,5; 14,0; 13,0; MS (IC) m/z 189 [M+H]⁺. HR-MS, berechnet für C₁₀H₂₁O₃ (M+H), 189,14906; gefunden 189,14755.
(2S,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranyloxybutyraldehyd (6)
Oxidation durch TEMPO
In eine kalte (0°C) rasch gerührte (> 1000 U/min) Zweiphasen-Mischung, die aus (2R,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranyloxybutanol (5) (1,88 g, 10 mMol), TEMPO mit freien Radikalen (31,25 mg, 2%), Natriumbromid (1,029 g, 10 mMol), Toluol (30 ml), EtOAc (30 ml) und H₂O (5 ml) bestand, tropfte man über einen Zeitraum von 1 Stunde eine wässrige Lösung von NaOCl (11 mMol, 5,3 ml einer 12,5%-igen Lösung) und NaHCO₃ (2,43 g, 29 mMol). Die wässrige Phase wurde abgetrennt und mit Et₂O (50 ml) gewaschen. Die vereinigten organischen Phasen wurden mit einer Lösung von KI (80 mg), das in 10%-igem wässrigem KHSO₄ (20 ml) gelöst war, dann mit einer 10%-igen wässrigen Natriumthiosulfat-Lösung (10 ml), Kochsalzlösung (20 ml) gewaschen und getrocknet (MgSO₄). Die Filtration und Konzentration unter Vakuum lieferten den gewünschten Aldehyd 6 (1,72 g, 92%), der in den folgenden Reaktionen ohne weitere Reinigung verwendet wurde.
Oxidation mit Py·SO₃/DMSO
Zu einer Lösung von (2R,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranyloxybutanol (5) (1,39 g, 7,39 mMol) und wasserfreiem Et₃N (4,94 g, 6,78 ml, 48,77 mMol) in DMSO (25 ml) gab man bei 0°C portionsweise den Komplex P·SO₃ (7,06 g, 44,36 mMol). Man rührte die Reaktionsmischung 3 Stunden bei 0°C, dann 1 Stunde bei Umgebungsstemperatur, dann verteilte man sie zwischen Wasser und Ether. Man extrahierte die wässrige Schicht mit Ether. Man wusch die vereinigten Ether-Extrakte 1 M HCl, Wasser, gesättigtem NaHCO₃, Kochsalzlösung, man trocknete sie über Na₂SO₄ und dampfte sie ein, wodurch man rohen (2S,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranyloxybutyraldehyd (6) (1,39 g, 100%) erhielt, den man direkt ohne Reinigung für die folgende Reaktion verwendete: ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) 9,78 (d, J = 2,7 Hz, 0,5H); 9,74 (d, J = 2,0 Hz, 0,5H); 4,76 bis 4,62 (m, 1H); 4,15 bis 3,73 (m, 2H); 3,53 bis 3,43 (m, 1H); 2,62 bis 2,46 (m, 1H); 1,82 bis 1,51 (m, 6H); 1,29 (d, J = 6,2 Hz, 1,5H); 1,18 (d, J = 6,2 Hz, 1,5H); 1,11 (d, J = 7,2 Hz, 1,5H); 1,07 (d, J = 7,1 Hz, 1,5H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 203,5; 203,1; 99,0; 95,1; 74,4; 71,0; 62,0; 51,6; 51,1; 30,5; 25,0; 19,2; 19,1; 18,6; 16,0; 9,7; 9,1; MS (IC) m/z 187 [M+H]⁺.
(S)-(N)-[(2R,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranyloxybutyliden]-p-toluolsulfinamid (7)
In eine Mischung von (S)-(+)-p-Toluolsulfinamid (233 mg, 1,50 mMol) und (2S,3S)-2-Methyl-3-benzyloxybutyraldehyd (6) (280 mg, 1,50 mMol) in Dichlormethan (25 ml) tropfte man bei Umgebungstemperatur Ti(OEt)₄ (1,71 g, 1,57 ml, 7,5 mMol, 5 Äq.). Man refluxierte die Lösung 5,5 Stunden unter Argon. Man neutralisierte die Reaktion bei 0°C durch Zugabe von Wasser (25 ml). Man filtrierte die trübe Lösung durch Celite, man wusch den Filterkuchen mit Dichlormethan (2 × 25 ml). Man trennte die Phasen, extrahierte die wässrige Phase mit Dichlormethan und trocknete die vereinigten organischen Portionene über Na₂SO₄ und konzentrierte sie. Flash-Chromatographie über eine Kieselgelsäule (Heptan/EtOAc = 6:1) lieferte (S)-N-[(2R,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranyloxybutyliden]-p-toluolsulfinamid (7) (375 mg, 77%): IR (CHCl₃) 3010, 2976, 2946, 2878, 2854, 1620, 1598, 1494, 1455, 1443, 1380, 1354, 1214 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 8,31 (d, J = 5,8 Hz, 0,5H); 8,23 (d, J = 5,3 Hz, 0,5H); 7,55 (m, 2H); 7,29 (m, 2H); 4,79 bis 4,70 (m, 0,5H); 4,55 bis 4,51 (m, 0,5H); 4,00 bis 3,82 (m, 1,5H); 3,77 bis 3,70 (m, 0,5H); 3,48 bis 3,41 (m, 1H); 2,84 bis 2,64 (m, 1H); 2,39 (s, 3H); 1,78 bis 1,41 (m, 6H); 1,25 (d, J = 6,4 Hz, 1,5H); 1,14 (d, J = 5,7 Hz, 3H); 1,14 (d, J = 7,1 Hz, 1,5H); 1,09 (d, J = 7,0 Hz, 1,5H); ¹³C-NMR (75 MHz, CDCl₃) δ 169,2; 168,6; 141,9; 141,8; 141,2; 129,4; 124,4; 124,2; 99,6; 94,6; 76,4; 72,2; 62,3; 61,8; 45,6; 45,2; 30,6; 30,5; 25,2; 25,2; 21,1; 19,4; 19,1; 18,9; 16,3; 13,0; 12,5; MS (IC) m/z 324 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₁₇H₂₆NO₃S (M+H), 324,16333; gefunden 324,16141.
(S)-N-[(1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-totrahydropyranyloxybutyl]-p-toluolsulfinamid (8)
Zu einer Lösung von Isopropanol (56 mg, 72 ml, 0,94 mMol, 1,1 Äq.) in THF gab man Et₂AlCN (1,0 M in Toluol, 1,28 ml, 1,28 mMol, 1,6 Äq.) und rührte die Lösung 15 Minuten bei Umgebungstemperatur.
Zu einer Lösung von (S)-N-[(2R,3S)-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxybutyliden]-p-toluolsulfinamid (7) (275 mg, 0,85 mMol) in Tetrahydrofuran (THF) gab man bei –70°C eine Lösung von oben hergestelltem Et(OiPr)AlCN in THF. Nach 15 Minuten führte man die Reaktionsmischung auf Umgebungstemperatur, man rührte und überprüfte das Verschwinden des Sulfinamids (22 Stunden) mittels DSC. Man kühlte die Reaktionsmischung auf –70°C, man neutralisierte sie durch Zugabe von wässrigem NaHCO₃. Man verdünnte die Suspension mit EtOAc, filtrierte sie durch Celite und verdünnte sie mit Wasser und extrahierte die wässrige Phase mit EtOAc (2 ×). Man wusch die vereinigten organischen Phasen mit Kochsalzlösung, trocknete sie und dampfte sie ein. Flash-Chromatographie über eine Säule (SiO₂, Heptan/EtOAc = 5:1, dann 3:1) lieferte (S)-N-[(1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxybutyl]-p-toluolsulfinamid (8) (283 mg, 95%): IR (CHCl₃) 3672, 3368, 3252, 3012, 2948, 2857, 2243, 1598, 1492, 1454, 1380, 1343, 1236, 1174 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,65 bis 7,59 (m, 2H); 7,36 bis 7,27 (m, 2H); 6,16 (d, J = 9,6 Hz, 0,5H); 5,11 (m, 0,5H); 4,60 bis 4,49 (m, 1,5H); 4,16 (dd, J = 9,6, 2,6 Hz, 5H); 3,94 bis 3,85 (m, 0,5H); 3,75 bis 3,61 (m, 1H); 3,57 bis 3,34 (m, 1,5H); 2,42 (s, 3H); 2,14 bis 1,96 (m, 1H); 1,89 bis 1,37 (m, 6H); 1,33 (d, J = 6,2 Hz, 1,5H); 1,18 (d, J = 6,1 Hz, 3H); 1,07 (d, J = 6,9 Hz, 1,5H); 1,06 (d, J = 6,9 Hz, 1,5H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 141,7; 141,5; 139,8; 139,4; 129,6; 125,8; 118,5; 117,5; 100,5; 96,7; 77,6; 72,1; 64,0; 62,3; 45,5; 44,4; 43,9; 30,9; 30,6; 25,1; 24,9; 21,1; 20,4; 19,3; 19,3; 16,9; 13,3; 11,6; MS (IC) m/z 351 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₁₈H₂₇N₂O₃S (M+H), 351,17423; gefunden 351,17621.
(3S,4R,5S)-3-Amino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (9)
Man refluxierte eine Lösung von (S)-N-[(1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxybutyl]-p-toluolsulfinamid (8) (200 mg, 0,57 mMol) in 6 N HCl (14 ml) für 6 Stunden. Man wusch die Reaktionsmischung mit Dichlormethan und dampfte sie ein, wodurch man das Hydrochlorid von (3S,4R,5S)-3-Amino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (9) (94 mg, 100%) erhielt. [α]_D = –18° (c 1,4; MeOH); IR (Nujol) 3526, 2924, 2854, 1771, 1581, 1504, 1462, 1385, 1355, 1315, 1260, 1209 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 4,61 bis 4,54 (m, 2H); 2,72 (breites Quintuplett, J = 7,5 Hz, 1H); 1,40 (d, J = 6,6 Hz, 3H); 1,11 (d, J = 7,3 Hz, 3H); ¹³C-NMR (50 MHz, D₂O) δ 174,3; 85,2; 52,3; 38,1; 19,5; 13,0; MS (IC) m/z 130 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₆H₁₂NO₂ (M+H), 130,08680; gefunden 130,08604.
(2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin (1) aus (3S)-16 oder (9)
Erstes Verfahren:
Zu einer Lösung des Hydrochlorids von (3S,4R,5S)-3-Amino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (9) (28 mg, 0,18 mMol) in einer Mischung von THF/H₂O/Methanol (MeOH) (1:1:10, 3 ml) gab man LiOH·H₂O (16 mg, 0,37 mMol). Man rührte die Lösung 4 Stunden bei Umgebungstemperatur. Man verdampfte das Lösungsmittel. Man löste den Rückstand in Wasser, dann ließ man ihn über eine Ionenaustauschsäule Dowex 50WX8 (H⁺-Form) laufen. Man wusch die Säule sorgfältig mit Wasser und eluierte die Aminosäure mit 2 M NH₄OH, wodurch man (2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin (1) (16 mg, 70%) erhielt.
Zweites Verfahren:
Zu einer Lösung des Hydrochlorids von (3S,4R,5S)-3-Amino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (9) (8,30 g, 50,3 mMol) oder von (3S,4R,5S)-3-Amino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(16) in H₂O (250 ml) gab man LiOH·H₂O (4,22 g, 100,6 mMol). Man rührte die Lösung 18 Stunden bei Umgebungstemperatur. Nach Zugabe von Essigsäure (2,9 ml, 50,3 mMol) verdampfte man das Lösungsmittel bis zur vollständigen Trockne durch Rotationsverdampfung bei Umgebungstemperatur. Der Rückstand wurde aus 90%-igem Ethanol auf solche Weise kristallisiert, dass man (2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin (1) (6,65 g, 90%) erhielt: ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 3,84 (d, J = 4,4 Hz, 1H); 3,78 (m, 1H); 1,87 (m, 1H); 1,19 (d, J = 6,4 Hz, 3H); 0,91 (d, J = 7,0 Hz, 3H); ¹³C-NMR (50 MHz, D₂O) δ 174,5; 70,6; 57,7; 42,0; 21,4; 12,8; MS (IC) m/z (HCl-Salz) 184 [M+H]⁺. Mikroanalyse: Berechnet für C₆H₁₃NO₃: C, 48,97; H, 8,90; N, 9,52; gefunden C, 49,04; H, 8,83; N, 9,60.
(2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (10)
Verfahren 1
Zu einer Lösung des oben hergestellten Aldehyds 6 (500 mg, 2,69 mMol) in Dichlormethan (9 ml) gab man bei Umgebungstemperatur Benzylamin (346 mg, 353 ml, 3,23 mMol) und rührte 2 Stunden bei Umgebungstemperatur weiter. Man kühlte die Reaktionsmischung auf 0°C ab, man führte nacheinander Methanol (3 ml) und TMSCN (400 mg, 538 ml, 4,03 mMol) ein. Nach Rühren bei 0°C für 2 Stunden, dann bei Umgebungstemperatur für 22 Stunden verteilte man die Reaktionsmischung zwischen gesättigtem NaHCO₃ und Ether. Man extrahierte die wässrige Phase mit Ether, man wusch die Ether-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und filtrierte sie durch eine kurze Scheibe aus Celite und Na₂SO₄, dann dampfte man sie ein. Flash-Chromatographie über eine Kieselgelsäule mit Heptan/EtOAc = 10:1 als Eluent lieferte (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1R)-(10) und (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1S)-(10) (insgesamt 735 mg, 90%).
(1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1R)-(10)

IR (CHCl₃) 3510, 3338, 3013, 2946, 2854, 1605, 1496, 1455, 1386, 1355, 1276, 1232 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,39 bis 7,26 (m, 5H); 4,66 bis 4,64 (m, 0,5H); 4,58 bis 4,55 (m, 0,5H); 4,05 (d, J = 12,5 Hz, 1H); 3,99 bis 3,65 (m, 4H); 3,51 bis 3,43 (m, 1H); 2,06 bis 1,92 (m, 1H); 1,78 bis 1,38 (m, 6H); 1,28 (d, J = 6,2 Hz, 1,5H); 1,14 (d, J = 6,2 Hz ,1,5H); 1,07 (d, J = 7,1 Hz, 1,5H); 1,04 (d, J = 6,8 Hz, 1,5H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 138,8, 138,3; 128,4; 128,3; 128,2; 127,2; 127,0; 119,8; 119,7; 100,8; 95,9; 77,6; 71,8; 63,4; 62,4; 52,4; 52,1; 51,7; 42,8; 42,2; 31,0; 30,7; 25,1; 20,2; 19,8; 19,6; 16,8; 12,8; 12,7; MS (IC) m/z 303 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₁₈H₂₇N₂O₂ (M+H), 303,20724; gefunden 303,20621.

(1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1S)-(10)

IR (CHCl₃) 3504, 3340, 3013, 2947, 2854, 1605, 1497, 1455, 1384, 1354, 1262, 1231 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,35 bis 7,26 (m, 5H); 4,60 (m, 1H); 4,12 bis 4,05 (m, 1H); 3,94 bis 3,58 (m, 4H); 3,52 bis 3,40 (m, 1H); 2,03 bis 1,89 (m, 1H); 1,79 bis 1,46 (m, 6H), 1,25 (d, J = 6,2 Hz, 1,5H); 1,11 (d, J = 6,2 Hz, 1,5H); 1,05 (d, J = 6,7 Hz, 1,5H); 1,03 (d, J = 6,8 Hz, 1,5H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 138,6; 138,2; 128,3; 127,4; 127,2; 119,6; 119,1; 100,4; 96,2; 76,6; 71,7; 63,4; 62,9; 51,8; 51,5; 42,5; 42,3; 31,0; 30,9; 25,2; 20,1; 19,8; 18,7; 16,3; 12,7; 11,6; MS (IC) m/z 303 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₁₈H₂₇N₂O₂ (M+H), 303,20724; gefunden 303,20876.

(2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (10)
Verfahren 2
Zu einer Lösung des oben hergestellten Aldehyds 6 (1,58 g, 8,49 mMol) und von Benzylaminhydrochlorid (1,21 g, 8,49 mMol) in Methanol (20 ml) und Wasser (20 ml) gab man bei Umgebungstemperatur KCN (553 mg, 8,49 mMol). Nach 24-stündigem Rühren bei Umgebungstemperatur verteilte man die Reaktionsmischung zwischen gesättigtem NaHCO₃ und Ether. Man extrahierte die wässrige Phase mit Ether, wusch die Ether-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete und filtrierte sie durch eine kurze Scheibe aus Celite und Na₂SO₄, dann dampfte man sie ein. Flash-Chromatographie über eine Kieselgelsäule mit Heptan/EtOAc = 10:1 als Eluent lieferte (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N- benzylbutylamin (1R)-(10) und (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1S)-(10) (insgesamt 2,097 g, 82%).
(3R,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-3-oxotetrahydrofuran (3R)-(11) und (3S,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(11) aus (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1R)-(10) und (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1S)-(10)
Man refluxierte eine Lösung von (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1R)-(10) und (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1S)-(10) (375 mg, 1,24 mMol) in 6 N HCl (25 ml) für 6 Stunden. Man wusch die Reaktionsmischung mit Dichlormethan und dampfte sie ein, wodurch man das Hydrochlorid von (3R,4R,5S)-3-N-Benzylamaino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(11) und das Hydrochlorid von (3S,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(11) (316 mg, 100%) im Verhältnis 45:55 erhielt.
(35,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(11) aus (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1S)-(10)
Man refluxierte eine Lösung von (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1S)-10 (34 mg, 0,11 mMol) in 6 N HCl (2 ml) für 6 Stunden. Man wusch die Reaktionsmischung mit Dichlormethan, machte sie mit gesättigtem wässrigem NaHCO₃ basisch, extrahierte sie mit EtOAc. Man wusch die EtOAc-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und dampft sie ein, wodurch man (3S,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (ein γ-Lacton) (3S)-(11) (24 mg, 100%) erhielt: [α]_D = –14° (c 2,2, CHCl₃); IR (CHCl₃) 3528, 3333, 3088, 3066, 3029, 2981, 2935, 2875, 2822, 1770, 1605, 1496, 1455, 1384, 1361, 1300, 1229, 1178 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,38 bis 7,18 (m, 5H); 4,31 (qd, J = 6,5, 3,5 Hz, 1H); 3,93 (d, J = 13,2 Hz, 1H); 3,86 (d, J = 13,2 Hz, 1H); 3,61 (d, J = 7,3 Hz, 1H); 2,26 (Quintuplett-d, J = 7,1, 3,4 Hz, 1H); 1,75 (s breit, 1H, NH), 1,36 (d, J = 6,5 Hz, 3H); 1,07 (d, J = 7,1 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 176,5; 139,3; 128,4; 128,1; 127,2; 81,5; 58,1; 52,1; 40,1; 19,6; 12,6; MS (IC) m/z (HCl-Salz) 220 [M+H]⁺. HCl-Salz: ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 7,52 (m, 5H); 4,70 (d, J = 7,7 Hz, 1H); 4,64 (m, 1H); 4,60 (d, J = 13,1 Hz, 1H); 4,42 (d, J = 13,1 Hz, 1H); 2,84 (Quintuplett, J = 7,2, 1H); 1,42 (d, J = 6,7 Hz, 3H), 1,18 (d, J = 7,2 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, D₂O + CD₃OD) δ 173,1; 131,2; 131,0; 130,3; 84,9; 58,1; 52,0; 38,3; 19,5; 13,8; HR-MS: Berechnet für C₁₃H₁₈NO₂ (M+H), 220,13374; gefunden 220,13562.
(3R,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(11) aus (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1R)-(10)
Man refluxierte eine Lösung von (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1R)-10 (20 mg, 0,066 mMol) in 6 N HCl (1,5 ml) für 6 Stunden. Man wusch die Reaktionsmischung mit Dichlormethan, machte sie mit wässrigem gesättigtem NaHCO₃ basisch, extrahierte sie mit EtOAc. Man wusch die EtOAc-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und dampfte sie ein, wodurch man (3R,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (ein γ-Lacton) (3R)-(11) (13,5 mg, 93%) erhielt: [α]_D = +48° (c 2,4, CHCl₃); IR (CHCl₃) 3528, 3327, 3030, 2980, 2934, 2913, 2877, 1770, 1604, 1455, 1389, 1328, 1231, 1224, 1211, 1187 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,39 bis 7,23 (m, 5H); 4,06 bis 3,94 (m, 3H); 3,18 (d, J = 11,4 Hz, 1H); 2,01 bis 1,85 (m, 2H); 1,39 5 (d, J = 6,1 Hz, 3H); 1,14 (d, J = 6,5 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 177,0; 139,6; 128,3; 128,0; 127,0; 79,5; 63,4; 51,3; 45,4; 18,4; 14,3; MS (IC) m/z (HCl-Salz) 220 [M+H]⁺. HCl-Salz: ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 7,50 (m, 5H); 4,56 (d, J = 12,9 Hz, 1H); 4,45 bis 4,34 (m, 1H); 4,39 (d, J = 12,9 Hz, 1H); 4,26 (d, J = 11,5 Hz, 1H); 2,58 bis 2,41 (m, 1H); 1,46 (d, J = 6,2 Hz, 3H), 1,25 (d, J = 6,5 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, D₂O) δ 173,0; 130,6; 130,4; 129,9; 82,6; 67,0; 61,4; 50,3; 42,0; 17,9; 13,6; HR-MS: Berechnet für C₁₃H₁₈NO₂ (M+H), 220,13374; gefunden 220,13195.
(2S,3R,4S)-N-Benzol-4-hydroxyisoleucin (2S)-N-Bn-1 durch alkalische Hydrolyse von (3S)-11
Eine Lösung des Lactons (3S)-11 (55 mg, 0,25 mMol) in H₂O (2 ml), die LiOH·H₂O (12 mg, 0,27 mMol) enthielt, wurde 2 Stunden bei Umgebungstemperatur gerührt. Nach Zugabe von AcOH (16 μl, 0,27 mMol) wurde die Lösung mit EtOAc (3 × 5 ml) extrahiert, über Na₂SO₄ getrocknet und das Lösungsmittel wurde verdampft, was (2S,3R,4S)-N-Bn-4-hydroxyisoleucin (2S)-N-Bn-1 (55 mg, 93%) ergab: [α]_D = –5° (c 0,9, H₂O); ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 7,31 (5H); 4,13 (d, J = 13,0 Hz, 1H); 3,95 (d, J = 13,0 Hz, 1H); 3,53 (m, 2H); 1,68 (m, 1H); 1,01 (d, J = 6,3 Hz, 3H); 0,95 (d, J = 7,0 Hz, 3H); ¹³C-NMR (50 MHz, D₂O) δ 174,2; 131,2; 130,6; 130,3; 129,9; 71,3; 65,0; 51,2; 41,6; 21,4; 12,7.
(2R,3R,4S)-N-Benzyl-4-hydroxyisoleucin (2R)-N-Bn-1 durch alkalische Hydrolyse von (3R)-11
(3R)-11 (197 mg, 0,9 mMol) wurde auf die gleiche Weise hydrolysiert, wie es vorstehend beschrieben ist, was (2R,3R,4S)-N-Benzyl-4-hydroxyisoleucin (2R)-N-Bn-1 (205 mg, 96%) ergab: Schmelzpunkt = 193–194°C (Zersetzung); [α]_D = +24° (c 1, H₂O); ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 7,48 (5H); 4,35 (d, J = 13,1 Hz, 1H); 4,07 (d, J = 13,1 Hz, 1H); 3,82 (m, 2H); 2,02 (m, 1H); 1,00 (d, J = 6,1 Hz, 3H); 0,99 (d, J = 7,1 Hz, 3H); ¹³C-NMR (50 MHz, D₂O) δ 174,7; 131,7; 130,8; 130,3; 129,9; 70,9; 62,2; 51,4; 40,1; 20,8; 12,7.
Cyclisierung von (2R)-N-Bn-1 zum Lacton (3R)-11
Man gab Trifluoressigsäure (200 μl) zu einer Lösung von (2R)-N-Bn-1 (40 mg) in H₂O (10 ml) und erwärmte sie 5 Minuten bei 45°C. Das Lösungsmittel wurde am Rotationsverdampfer bei 45°C verdampft. Der Rückstand wurde in EtOAc (10 ml) gelöst, mit einer gesättigten NaHCO₃-Lösung, Kochsalzlösung gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet, was das Lacton (3R)-11 (33 mg, 89%) ergab.
(2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin (1) aus (11)
Man rührte eine Lösung von 11 (500 mg, 2,28 mMol) in H₂O (20 ml), die LiOH·H₂O (100 mg) enthielt, 2 Stunden bei Umgebungstemperatur. Das Ende der Hydrolyse wurde durch DSC (EtOAc/Heptan = 1:3) bestätigt. Man gab TFA (0,4 ml) zu dieser Lösung und das Lösungsmittel wurde am Rotationsverdampfer bei 50°C verdampft. Der Rückstand wurde in H₂O gelöst. Die HPLC-Analyse zeigte das vollständige Verschwinden des Peaks, der (2R)-N-Bn-1 entsprach, und das Wiederauftauchen von (3R)-11. Die obige Lösung wurde mit EtOAc extrahiert, um das Lacton (3R)-11 (63 mg, 38%) zu entfernen, und die wässrige Phase wurde mit H₂ in Anwesenheit von 10% Palladium auf Kohle (10 mg) 6 Stunden bei Umgebungstemperatur behandelt. Nach Abfiltrieren des Katalysators wurde die Lösung konzentriert und mit einer 2 M Ammoniak-Lösung über ein Ionenaustauschharz Dowex 50WX8 (H+-Form) geleitet. Die Ninhydrin-positiven Fraktionen wurden gesammelt und das Lösungsmittel wurde entfernt. Der Rückstand wurde mit H₂O/Ethanol umkristallisiert, was (2S,3R,4S)-4-Hydroxyisoleucin (1) (142 mg, 42%) ergab.
Katalytische Hydrogenolyse von (2S)-N-Bn-1
Man behandelte eine Lösung von (2S)-N-Bn-1 (85 mg, 0,36 mMol) in H₂O (10 ml) mit H₂ in Anwesenheit von 10% Palladium auf Kohle (5 mg) 6 h bei Umgebungstemperatur. Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt und das Lösungsmittel wurde verdampft. Der Rückstand wurde aus H₂O/MeOH umkristallisiert, was (1) (50 mg, 93%) ergab: Schmelzpunkt = 224°C; [α]_D = +31,5° (c 1, H₂O); ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 3,88 (d, J = 4,4 Hz, 1H); 3,78 (m, 1H); 1,91 (m, 1H); 1,23 (d, J = 6,4 Hz, 3H); 0,95 (d, J = 7,0 Hz, 3H); ¹³C-NMR (50 MHz, D₂O) δ 174,2; 70,4; 57,5; 41,9; 21,3; 12,7; MS (SE) m/z 148 [M+H]⁺.
Ethyl-(2S,3S)-anti-2-methyl-3-benzyloxybutanoat (12)
Zu einer Lösung von Ethyl-(2S,3S)-anti-2-methyl-3-hydroxybutanoat (3) (1,0 g, 6,85 mMol) und Benzyl-2,2,2-trichloracetimidat (4,32 g, 17,12 mMol) in Cyclohexan (20 ml) und Dichlormethan (10 ml) tropfte man Trifluormethansulfonsäure (0,09 ml). Man rührte die Reaktionsmischung 24 Stunden bei Umgebungstemperatur. Man gab gesättigtes NaOHCO₃ dazu. Man extrahierte die organische Schicht mit Dichlormethan. Man vereinigte die organischen Extrakte, man trocknete und konzentrierte sie. Man filtrierte den resultierenden Festkörper ab und wusch ihn mit Heptan. Man konzentrierte das Filtrat unter Vakuum und chromatographierte das resultierende Öl über eine Kieselgelsäule unter Elution mit Heptan/Ether = 50:1, dann mit Heptan/EtOAc = 20:1, wodurch man Ethyl-(2S,3S)-anti-2-methyl-3-benzyloxybutanoat (12) (1,305 g, 81%) erhielt.
(2R,3S)-2-Methyl-3-benzyloxybutanol (13)
In eine gerührte Suspension von LiAlH₄ (360 mg, 9,50 mMol) in Ether (48 ml) tropfte man bei 0°C eine Lösung von Ethyl-(2S,3S)-anti-2-methyl-3-benzyloxybutanoat (1,12 g, 4,75 mMol). Man rührte die Reaktionsmischung 30 min bei 0°C, dann 4 Stunden bei Umgebungstemperatur. Man neutralisierte die Reaktion mittels "Fieser-Behandlung": Man behandelte die Reaktion durch aufeinanderfolgendes Zutropfen von 0,36 ml Eiswasser, 0,36 ml einer wässrigen 15%-igen NaOH-Lösung und 3 × 0,36 ml Eiswasser. Nach mindestens 30-minütigem Rühren filtrierte man die Mischung durch Celite. Anschließend wusch man die ausgefallenen Aluminiumsalze mit EtOAc. Man verdampfte das Lösungsmittel, man reinigte das verbleibende Öl über Kieselgel (Heptan/EtOAc = 5:1, dann 2:1), wodurch man (2R,3S)-2-Methyl-3-benzyloxybutanol (13) in Form eines farblosen Öls (673 mg, 73%) erhielt: [α]_D = +65° (c 3,0; CHCl₃); IR (CHCl₃) 3501, 3011, 2978, 2934, 2880, 1497, 1455, 1423, 1376, 1350, 1236 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,39 bis 7,25 (m, 5H); 4,66 (d, J = 11,5 Hz, 1H); 4,46 (d, J = 11,5 Hz ,1H); 3,65 (dd, J = 10,9, 3,9 Hz, 1H); 3,57 (dd, J = 10,9, 6,7 Hz, 1H); 3,49 (dq, J = 6,8, 6,2 Hz, 1H); 2,85 (s breit, 1H, OH); 1,79 (Sextuplett-d, J = 7,0, 3,9 Hz, 1H); 1,25 (d, J = 6,2 Hz, 3H); 0,90 (d, J = 7,0 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 138,3; 128,2; 127,5; 127,4; 79,0; 70,5; 66,0; 40,7; 16,7; 13,3; MS (IC) m/z 195 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₁₂H₁₉O₂ (M+H), 195,13849; gefunden 195,13830.
(2S,3S)-2-Methyl-3-benzyloxybutyraldehyd (14)
Zu einer Lösung von (2R,3S)-2-Methyl-3-benzyloxybutanol (13) (830 mg, 4,28 mMol) und Et₃N (2,86 g, 3,93 ml, 28,25 mMol, 6,6 Äq.) in DMSO (14 ml) gab man bei 0°C portionsweise den Komplex Py·SO₃ (4,09 g, 25,67 mMol, 6,0 Äq.). Man rührte die Reaktionsmischung 3,5 Stunden bei 0°C, dann 2 Stunden bei Umgebungstemperatur, dann verteilte man sie zwischen Wasser und Ether. Man extrahierte die wässrige Schicht mit Ether. Man wusch die vereinigten Ether-Extrakte mit 1 M HCl, Wasser, gesättigtem NaHCO₃, Kochsalzlösung, trocknete sie über Na₂SO₄ und dampfte sie ein, wodurch man rohen (2S,3S)-2-Methyl-3-benzyloxybutyraldehyd erhielt, den man direkt ohne Reinigung für die nachfolgende Reaktion verwendete. ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 9,73 (d, J = 2,4 Hz, 1H); 4,63 (d, J = 11,7 Hz, 1H); 4,44 (d, J = 11,7 Hz, 1H); 3,81 (Quintuplett, J = 6,4 Hz, 1H); 2,57 (Quintuplett-d, J = 7,0; 2,4 Hz, 1H); 1,25 (d, J = 6,2 Hz, 3H); 1,09 (d, J = 7,1 Hz, 3H).
(2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-benzyloxy-N-benzylbutylamin (15)
Zu einer Lösung des oben hergestellten Aldehyds in Dichlormethan (21 ml) in Anwesenheit von MgSO₄ gab man bei Umgebungstemperatur Benzylamin (550 mg, 561 μl, 5,14 mMol) und rührte eine Nacht bei Umgebungstemperatur weiter. Man filtrierte die Reaktionsmischung durch Celite und dampfte das Filtrat ein, wodurch man rohes Imin erhielt. Zu einer Lösung des Imins in Dichlormethan (15 ml) und Methanol (5 ml) bei 0°C gab man TMSCN (637 mg, 856 μl, 6,42 mMol). Nach einstündigem Rühren bei 0°C, dann für eine Nacht bei Umgebungstemperatur verteilte man die Reaktionsmischung zwischen gesättigtem NaHCO₃ und Ether. Man extrahierte die wässrige Phase mit Ether, wusch die Ether-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete und filtrierte sie durch eine kurze Scheibe aus Celite und Na₂SO₄ und dampfte sie ein. Flash-Chromatographie über eine Kieselgelsäule unter Elution mit Heptan/EtOAc = 10:1 lieferte (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-benzyloxy-N-benzylbutylamin (1R)-(15) (705 mg, 53%) und (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-benzyloxy-N-benzylbutylamin (1S)-(15) (400 mg, 30%) [(1R)/(1S) = 1,76:1].
(1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-benzyloxy-N-benzylbutylamin (1R)-(15)

[α]_D = +114° (c 4,4; CHCl₃); IR (CHCl₃) 3338, 3089, 3067, 3030, 3013, 2979, 2936, 2905, 2882, 2226, 1605, 1587, 1497, 1455, 1386, 1377, 1363, 1340, 1231, 1222, 1216 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,32 bis 7,18 (m, 10H); 4,58 (d, J = 10,6 Hz, 1H); 4,34 (d, J = 10,6 Hz, 1H); 3,95 (d, J = 12,7 Hz, 1H); 3,63 (d, J = 12,7 Hz, 1H); 3,74 bis 3,62 (m, 2H); 2,22 (s breit, 1H, NH); 2,07 bis 1,94 (m, 1H); 1,24 (d, J = 6,1 Hz, 3H); 1,05 (d, J = 7,1 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 138,4; 137,9; 128,2; 127,9; 127,5; 127,1; 119,6; 77,1; 71,0; 53,4; 51,7; 42,7; 17,0; 13,7; MS (IC) m/z 309 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₂₀H₂₅N₂O (M+H), 309,19668; gefunden 309,19396.

(1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-benzyloxy-N-benzylbutylamin (1S)-(15)

[α]_D = –12° (c 3,6; CHCl₃); IR (CHCl₃) 3343, 3090, 3068, 3031, 3013, 2979, 2935, 2880, 2226, 1605, 1587, 1497, 1455, 1386, 1378, 1359, 1333, 1232 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,34 bis 7,22 (m, 10H); 4,59 (d, J = 11,2 Hz, 1H); 4,37 (d, J = 11,2 Hz, 1H); 4,04 (d, J = 12,8 Hz, 1H); 3,97 (d, J = 4,7 Hz, 1H); 3,79 (d, J = 12,8 Hz, 1H); 3,50 (dq, J = 8,8; 6,1 Hz, 1H); 2,07 bis 1,93 (m, 1H); 1,62 (s breit, 1H, NH); 1,22 (d, J = 6,0 Hz, 3H); 1,04 (d, J = 6,9 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 138,3; 138,0; 128,4; 128,3; 127,6; 127,5; 127,4; 119,1; 76,0; 70,8; 51,9; 51,5; 42,4; 16,4; 11,7; MS (IC) m/z 309 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₂₀H₂₅N₂O (M + H), 309,19668; gefunden 309,19321.

(3R,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(11)
Man refluxierte eine Lösung von (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-benzyloxy-N-benzylbutylamin (1R)-(15) (220 mg, 0,71 mMol) in 6 N HCl (7 ml) für 6 Stunden. Man wusch die Reaktionsmischung mit Dichlormethan, machte sie mit gesättigtem wässrigem NaHCO₃ basisch, extrahierte sie mit EtOAc. Man wusch die EtOAc-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und dampfte sie ein. Eine präparative DSC auf Kieselgel (Heptan/Et₂O = 1:1) lieferte (3R,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran in Form eines farblosen Öls (124 mg, 80%): [α]_D = +48° (c 2,4; CHCl₃); IR (CHCl₃) 3528, 3327, 3030, 2980, 2934, 2913, 2877, 1770, 1604, 1455,1389, 1328, 1231, 1224, 1211, 1187 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,39 bis 7,23 (m, 5H); 4,06 bis 3,94 (m, 3H); 3,18 (d, J = 11,4 Hz, 1H); 2,01 bis 1,85 (m, 2H); 1,39 (d, J = 6,1 Hz, 3H); 1,14 (d, J = 6,5 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 177,0; 139,6; 128,3; 128,0; 127,0; 79,5; 63,4; 51,3; 45,4; 18,4; 14,3; Ms (IC) m/z (HCl-Salz) 220 [M+H]⁺. HCl-Salz: ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 7,50 (m, 5H); 4,56 (d, J = 12,9 Hz, 1H); 4,45 bis 4,34 (m, 1H); 4,39 (d, J = 12,9 Hz, 1H); 4,26 (d, J = 11,5 Hz, 1H); 2,58 bis 2,41 (m, 1H); 1,46 (d, J = 6,2 Hz, 3H); 1,25 (d, J = 6,5 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, D₂O) δ 173,0; 130,6; 130,4; 129,9; 82,6; 67,0; 61,4; 50,3; 42,0; 17,9; 13,6. HR-MS: Berechnet für C₁₃H₁₈NO₂ (M + H), 220,13374; gefunden 220,13195.
(3S,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(11)
Man refluxierte eine Lösung von (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-benzyloxy-N-benzylbutylamin (1S)-(15) (300 mg, 0,97 mMol) in 6 N HCl (10 ml) für 6 Stunden. Man wusch die Reaktionsmischung mit Dichlormethan, machte sie mit gesättigtem wässrigem NaHCO₃ basisch, extrahierte sie mit EtOAc. Man wusch die EtOAc-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und dampfte sie ein. Eine präparative DSC auf Kieselgel (Dichlormethan/Aceton = 25:1) lieferte (3S,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran in Form eines farblosen Öls (117 mg, 55%): [α]_D = –14° (c 2,2; CHCl₃); IR (CHCl₃) 3528, 3333, 3088, 3066, 3029, 2981, 2935, 2875, 2822, 1770, 1605, 1496, 1455, 1384, 1361, 1300, 1229, 1178 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) 7,38 bis 7,18 (m, 5H); 4,31 (qd, J = 6,5, 3,5 Hz, 1H); 3,93 (d, J = 13,2 Hz, 1H); 3,86 (d, J = 13,2 Hz, 1H); 3,61 (d, J = 7,3 Hz, 1H); 2,26 (Quintuplett-d, J = 7,1, 3,4 Hz, 1H); 1,75 (s breit, 1H, NH); 1,36 (d, J = 6,5 Hz, 3H); 1,07 (d, J = 7,1 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 176,5; 139,3; 128,4; 128,1; 127,2; 81,5; 58,1; 52,1; 40,1; 19,6; 12,6; MS (IC) m/z (HCl-Salz) 220 [M+H]⁺. HCl-Salz: ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 7,52 (m, 5H); 4,70 (d, J = 7,7 Hz, 1H); 4,64 (m, 1H); 4,60 (d, J = 13,1 Hz, 1H); 4,42 (d, J = 13,1 Hz); 2,84 (Quintuplett, J = 7,2 Hz, 1H); 1,42 (d, J = 6,7 Hz, 3H); 1,18 (d, J = 7,2 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, D₂O + CD₃OD) δ 173,1; 131,2; 131,0; 130,3; 84,9; 58,1; 52,0; 38,3; 19,5; 13,8. HR-MS: Berechnet für C₁₃H₁₈NO₂ (M+H), 220,13374; gefunden 220,13562.
(3R,4R,5S)-3-Amino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(16)
Man hydrierte eine Suspension des Hydrochlorids von (3R,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (120 mg, 0,47 mMol) und von 10% Pd-C (24 mg) in Methanol (10 ml) eine Nacht bei Umgebungstemperatur unter Atmosphärendruck. Man entferne den Katalysator durch Filtration, verdampfte das Lösungsmittel, wodurch man (3R,4R,5S)-3-Amino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (78 mg, 100%) erhielt: [α]_D = –3,4° (c 1,6, MeOH); IR (Nujol) 3411, 2923, 2853, 1783, 1762, 1588, 1557, 1491, 1457, 1390, 1340, 1300, 1207 cm^–1; ¹H-NMR (300 MHz, D₂O) δ 4,47 (dq, J = 9,7; 6,2 Hz, 1H); 4,19 (d, J = 11,7 Hz, 1H); 2,46 bis 2,32 (m, 1H); 1,49 (d, J = 6,2 Hz, 3H); 1,29 (d, J = 6,6 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, D₂O) δ 174,1; 83,1; 56,5; 43,5; 18,1; 13,2; MS (IC) m/z 130 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₆H₁₂NO₂ (M+H), 130,08680; gefunden 130,08625.
(3S,4R,5S)-3-Amino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(16)
Man hydrierte eine Suspension des Hydrochlorids von (3S,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (110 mg, 0,43 mMol) und von 10% Pd-C (22 mg) in Methanol (9 ml) eine Nacht bei Umgebungstemperatur unter Atmosphärendruck. Man entfernte den Katalysator durch Filtration. Man verdampfte das Lösungsmittel, wodurch man (3S,4R,5S)-3-Amino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (71 mg, 100%) erhielt: [α]_D = –18° (c 1,4, MeOH); IR (Nujol) 3526, 2924, 2854, 1771, 1581, 1504, 1462, 1385, 1355, 1315, 1260, 1209 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 4,61 bis 4,54 (m, 2H); 2,72 (breites Quintuplett, J = 7,5 Hz, 1H); 1,40 (d, J = 6,6 Hz, 3H); 1,11 (d, J = 7,3 Hz, 3H); ¹³C-NMR (50 MHz, D₂O) δ 174,3; 85,2; 52,3; 38,1; 19,5; 13,0; MS (IC) m/z 130 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₆H₁₂NO₂ (M+H), 130,08680; gefunden 130,08604.
(3R,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(11) aus (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1R)-(10)
Man refluxierte eine Lösung von (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (1R)-(10) (25 mg, 0,083 mMol) in 6 N HCl (2 ml) für 6 Stunden. Man wusch die Reaktionsmischung mit Dichlormethan und dampfte sie ein, wodurch man das Hydrochlorid von (3R,4R,5S)-3-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(11) (21 mg, 100%) erhielt.
(3S,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(11) aus (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxoy-N-benzylbutylamin (1S)-(10)
Man refluxierte eine Lösung von (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-benzylbutylamin (34 mg, 0,11 mMol) in 6 N HCl (2 ml) für 6 Stunden. Man wusch die Reaktionsmischung mit Dichlormethan, machte sie mit gesättigtem wässrigem NaHCO₃ basisch, extrahierte sie mit EtOAc. Man wusch die EtOAc-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und dampfte sie ein, wodurch man (3S,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (ein Lacton) (24 mg, 100%) erhielt.
(2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (17)
Zu einer Lösung von (28,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranyloxybutyraldehyd (6) (270 mg, 1,45 mMol) in Dichlormethan (6 ml) gab man (S)-(–)-1-Phenylethylamin (211 mg, 225 μl, 1,74 mMol) bei Umgebungstemperatur und man setzte das Rühren 2 Stunden bei Umgebungstemperatur fort. Man kühlte die Reaktionsmischung auf 0°C ab, man führte nacheinander Methanol (2 ml) und TMSCN (216 mg, 290 μl, 2,18 mMol) ein. Nach Rühren bei 0°C für 2 Stunden, dann bei Umgebungstemperatur für 22 Stunden verteilte man die Reaktionsmischung zwischen gesättigtem NaHCO₃ und Ether. Man extrahierte die wässrige Phase mit Ether, wusch die Ether-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und filtrierte sie durch eine kurze Scheibe aus Celite und Na₂SO₄, dann dampfte man sie ein. Flash-Chromatographie über eine Kieselgelsäule unter Elution mit einer Mischung von Heptan/EtOAc = 10:1, dann 8:1 lieferte (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (1R)-(17) und (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (1S)-(17) (insgesamt 414 mg, 90%) in einem Verhältnis von etwa 1:3.
(1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (1R)-17 und (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (1S)-17
Erstes Verfahren:
Zu einer Suspension von (2S,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranyloxybutyraldehyd (6) (1,23 g, 6,61 mMol) in Methanol (33 ml) und Wasser (33 ml) gab man bei Umgebungstemperatur (S)-(–)-Phenylethylamin-Hydrochlorid (1,038 g, 6,61 mMol) und KCN (432 mg, 6,61 mMol). Nach weiterem 24-stündigem Rühren bei Umgebungstemperatur verteilte man die Reaktionsmischung zwischen gesättigtem NaHCO₃ und Ethylacetat. Man extrahierte die wässrige Phase mit Ethylacetat, wusch die organischen Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und filtrierte sie durch eine kurze Scheibe aus Celite und Na₂SO₄, dann dampfte man sie ein. Flash-Chromatographie über eine Kieselgelsäule unter Elution mit einer Mischung von Heptan/EtOAc = 10:1, dann 8:1 lieferte eine Mischung von (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (1R)-(17) und (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (1S)-(17) (1,73 g, 83%).
Zweites Verfahren:
Zu einer Suspension von (2S,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranyloxybutyraldehyd (6) (1,23 g, 6,61 mMol) in Methanol (33 ml) und Wasser (33 ml) gab man bei 0°C (S)-(–)-Phenylethylamin-Hydrochlorid (1,038 g, 6,61 mMol) und KCN (432 mg, 6,61 mMol). Nach weiterem Rühren bei 0°C für 30 Minuten, dann bei Umgebungstemperatur für 48 Stunden verteilte man die Reaktionsmischung zwischen Wasser und Ethylacetat. Man extrahierte die wässrige Phase mit Ethylacetat, wusch die organischen Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und filtrierte sie durch eine kurze Scheibe aus Celite und Na₂SO₄, dann dampfte man sie ein. Flash-Chromatographie über eine Kieselgelsäule unter Elution mit einer Mischung von Heptan/EtOAc = 10:1, dann 8:1 lieferte eine Mischung von (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (1R)-(17) und (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (1S)-(17) (1,73 g, 83%).
(1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (1S)-(17)

IR (CHCl₃) 3500, 3316, 3028, 3012, 2968, 2947, 2854, 2226, 1494, 1453, 1376, 1356, 1275, 1260, 1234, 1186, 1132 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,39 bis 7,23 (m, 5H); 4,59 (m, 0,5H); 4,50 bis 4,47 (m, 0,5H); 4,11 bis 4,03 (m, 1H); 3,88 bis 3,74 (m, 1H); 3,68 bis 3,55 (m, 1H); 3,46 bis 3,40 (m, 2H); 1,92 bis 1,34 (m, 7H); 1,40 (d, J = 6,5 Hz, 1,5H); 1,38 (d, J = 6,4 Hz, 1,5H); 1,15 (d, J = 6,2 Hz, 1,5H); 1,06 (d, J = 6,1 Hz, 1,5H); 1,02 (d, J = 6,9 Hz, 1,5H); 1,00 (d, J = 6,9 Hz, 1,5H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 143,6; 143,1; 128,6; 128,5; 127,5; 127,4; 127,0; 126,9; 120,1; 119,5; 100,2; 96,0; 76,4; 71,4; 63,2; 62,7; 56,6; 56,4; 50,5; 50,4; 42,7; 31,0; 30,7; 25,3; 24,7; 24,6; 19,9; 19,7; 18,5; 16,4; 13,1; 11,7; MS (IC) m/z 317 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₁₉H₂₉N₂O₂ (M+H), 317,22289; gefunden 317,22647.

(3S,4R,5S)-3-N-[(S)-1'-Phenylethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(18) und (3R,4R,5S)-3-N-[(S)-1'-Phenylethylaminol-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(18)
Man refluxierte 6 Stunden lang eine Lösung von (2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-pyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (17) (180 mg, 0,57 mMol) in 6 N HCl (11 ml). Man wusch die Reaktionsmischung mit EtOAc/Heptan. Davon ausgehend ermöglichten es zwei Verfahren, entweder eine Mischung der Verbindungen (3S)-18 und (3R)-18 oder die Verbindung (3S)-18 allein zu erhalten.
Das erste Verfahren ist das folgende: Man machte die gewaschene Reaktionsmischung mit wässrigem gesättigtem NaHCO₃ basisch und extrahierte sie mit EtOAc. Man wusch die EtOAc-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und dampfte sie ein. Flash-Chromatographie über eine Kieselgelsäule (Heptan/EtOAc = 6:1) lieferte (3S,4R,5S)-3-N-[(S)-1'-Phenylethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(18) (57 mg, 43%) und (3R,4R,5S)-3-N-[(S)-1'-Phenylethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(18) (16 mg, 12%) [(3S)/(3R) = 3,5:1].
Das zweite Verfahren ist das folgende: Das Wasser, das in der gewaschenen Reaktionsmischung enthalten war, wurde durch vollständiges Eindampfen beseitigt. Anschließend wird auf solche Weise eine Kristallisation aus Isopropanol durchgeführt, dass man (3S,4R,5S)-3-N-[(S)-1'-Phenylethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(18) mit einer Ausbeute von 53%, ausgehend von der Verbindung (6), erhielt.
(3R,4R,5S)-3-N-[(S)-1'-Phenylethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(18)

[α]_D = –39° (c 0,7, CHCl₃); IR (CHCl₃) 3693, 3329, 3030, 2967, 2933, 2877, 1765, 1603, 1494, 1453, 1388, 1329, 1247, 1175 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,38 bis 7,24 (m, 5H); 4,01 (q, J = 6,6 Hz, 1H); 3,89 (qd, J = 6,1, 9,7 Hz, 1H); 3,08 (d, J = 11,1 Hz, 1H); 2,05 (s breit, 1H, NH); 1,91 (m, 1H); 1,38 (d, J = 6,6 Hz, 3H); 1,35 (d, J = 6,1 Hz, 3H); 1,12 (d, J = 6,5 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 177,2; 144,7; 128,7; 127,2; 126,4; 79,5; 61,9; 56,5; 46,9; 24,7; 18,4; 14,8; MS (IC) m/z 234 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₁₄H₂₀NO₂ (M+H), 234,14939; gefunden 234,15006.

(3S,4R,5S)-3-N-[(S)-1'-Phenylethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(18)

[α]_D = –94° (c 1,7, CHCl₃); IR (CHCl₃) 3568, 3330, 3028, 2980, 2933, 2875, 1769, 1494, 1453, 1383, 1354, 1301, 1224, 1220, 1172, 1146 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,39 bis 7,22 (m, 5H); 4,23 (qd, J = 6,5, 3,7 Hz, 1H); 4,17 (q, J = 6,6 Hz, 1H); 3,38 (d, J = 7,4 Hz, 1H); 1,89 (Quintuplett-d, J = 7,2, 3,7 Hz, 1H); 1,61 (s breit, 1H, NH); 1,38 (d, J = 6,6 Hz, 3H); 1,27 (d, J = 6,5 Hz, 3H); 0,99 (d, J = 7,1 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 117,5; 144,8; 128,5; 127,3; 127,1; 81,3; 57,4; 57,0; 40,6; 24,6; 19,6; 12,7; MS (IC) m/z 234 [M+H]⁺. HCl-Salz: ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 7,54 (s, 5H); 4,88 (q, J = 6,9 Hz, 1H); 4,53 (q, J = 6,6 Hz, 1H); 4,27 (d, J = 7,7 Hz, 1H); 2,60 (Quintuplett, J = 7,3 Hz, 1H); 1,72 (d, J = 6,9 Hz, 3H); 1,26 (d, J = 6,7 Hz, 3H); 1,12 (d, J = 7,2 Hz, 3H); ¹³C-NMR (62,5 MHz, CD₃OD) δ 171,6; 136,6; 130,9; 130,5; 129,3; 83,9; 59,3; 56,2; 39,0; 20,0; 19,8; 14,5. HR-MS: Berechnet für C₁₄H₂₀NO₂ (M+H), 234,14939; gefunden 234,15075. Schmelzpunkt: 228–229°C.

(3S_'4R,5S)-3-Amino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(16) aus (3S,4R,5S)-3-N-((S)-1'-Phenylethylaminol-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(18), HCl
Man hydrierte eine Nacht bei Umgebungstemperatur unter Atmosphärendruck eine Suspension des Hydrochlorids von (3S,4R,5S)-2-N-[(S)-1'-Phenylethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (1,20 g, 4,46 mMol) und von 10% Pd-C (237 mg) in Methanol (45 ml). Man entfernt den Katalysator durch Filtration. Man verdampft das Lösungsmittel, wodurch man das Hydrochlorid von (3S,4R,5S)-3-Amino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(16) (734 mg, 100%) erhält.
(2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(R)-1'-phenyl-2'-hydroxyethyl]butylamin (19)
Zu einer Lösung von (2S,3S)-2-Methyl-3-tetrahydropyranyloxybutyraldehyd (6) (130 mg, 0,7 mMol) in Dichlormethan (6 ml) gab man (R)-Phenylglycinol (115 mg, 0,84 mMol) bei Umgebungstemperatur und rührte 2 Stunden bei Umgebungstemperatur weiter. Man kühlte die Reaktionsmischung auf 0°C ab und führte nacheinander Methanol (2 ml) und TMSCN (104 mg, 140 μl, 1,05 mMol) ein. Nach 2-stündigem Rühren bei 0°C, dann 22 Stunden bei Umgebungstemperatur verteilte man die Reaktionsmischung zwischen gesättigtem NaHCO₃ und Ether. Man extrahierte die wässrige Phase mit Ether, wusch die Ether-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und filtrierte sie durch eine kurze Scheibe aus Celite und Na₂SO₄, dann dampfte man sie ein. Flash-Chromatographie über eine Kieselgelsäule unter Elution mit einer Mischung von Heptan/EtOAc = 3:1, dann 2:1 lieferte eine Mischung von (1R,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(R)-1'-phenyl-2'-hydroxyethyl]butylamin (1R)-(19) und (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(R)-1'-phenyl-2'-hydroxyethyl]butylamin (1S)-(19) (insgesamt 225 mg, 97%): IR (CHCl₃) 3630, 3442, 3347, 3012, 2947, 2856, 1493, 1455, 1385, 1356, 1231, 1173 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,37 bis 7,27 (m, 5H); 4,72 bis 4,39 (m, 1H); 4,14 bis 3,39 (m, 7H); 2,30 (s breit, 2H, OH + NH); 2,05 bis 1,20 (m, 7H); [1,17 (d, J = 6,3 Hz), 1,08 (d, J = 7,7 Hz), 1,05 (d, J = 7,0 Hz), 6H]; ¹³C-NMR (62,5 MHz, CDCl₃) δ 140,6; 140,0; 138,7; 138,4; 128,6; 128,0; 127,8; 127,7; 127,3; 120,4; 119,8; 119,6; 119,2; 101,0; 100,1; 97,5; 95,6; 78,9; 76,3; 71,4; 71,2; 67,1; 66,9; 66,0; 65,6; 65,5; 63,2; 63,0; 62,8; 62,7; 53,0; 50,5; 50,1; 49,9; 42,7; 42,5; 42,3; 31,0; 30,8; 30,6; 25,2; 25,0; 21,6; 20,0; 19,6; 19,4; 18,3; 17,0; 16,1; 14,0; 12,7; 12,0; 11,7. MS (IC) m/z 333 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₁₉H₂₉N₂O₃ (M+H), 333,21780; gefunden 333,21668.
(3S,4R,5S)-3-N-[(R)-1'-phenyl-2'-hydroxyethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(20) und (3R,4R,5S)-3-N-[(R)-1'-phenyl-2'-hydroxyethylamino]-4-methyl-5-methyl-3-oxotetrahydrofuran (3R)-(20)
Man refluxierte 6 Stunden lang eine Lösung von (2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-tetrahydropyranyloxy-N-[(R)-1'-phenyl-2'-hydroxyethyl]butylamin (168 mg, 0,51 mMol) in 6 N HCl (10 ml). Man wusch die Reaktionsmischung mit Dichlormethan, machte sie mit wässrigem gesättigtem NaHCO₃ basisch und extrahierte sie mit EtOAc. Man wusch die EtOAc-Extrakte mit Kochsalzlösung, trocknete sie und dampfte sie ein. Eine präparative Chromatographie auf einer Kieselgel- Dünnschicht (Heptan/EtOAc = 1:3) lieferte (3S,4R,5S)-3-N-[(R)-1'-Phenyl-2'-hydroxyethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(20) (62 mg, 49%) und (3R,4R,5S)-3-N-[(R)-1'-Phenyl-2'-hydroxyethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(20) (32 mg, 25%) [(3S)/(3R) = 2:1].
(3S,4R,5S)-3-N-[(R)-1'-Phenyl-2'-hydroxyethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(20)

[α]_D = –112° (c 1,4, CHCl₃); IR (CHCl₃) 3596, 3463, 3029, 3014, 2981, 2935, 2877, 1767, 1654, 1493, 1455, 1384, 1356, 1225, 1216, 1176 cm^–1; ¹H-NMR (250 MHz, CDCl₃) δ 7,40 bis 7,27 (m, 5H); 4,33 bis 4,24 (m, 2H); 3,78 (dd, J = 11,1, 4,1 Hz, 1H); 3,59 (dd, J = 11,1; 8,8 Hz, 1H); 3,44 (d, J = 7,4 Hz, 1H); 2,37 (s breit, 2H, OH + NH); 2,10 a 1,97 (m, 1H); 1,31 (d, J = 6,4 Hz, 3H); 1,06 (d, J = 7,1 Hz, 3H); ¹³C-NMR (50 MHz, CDCl₃) δ 177,8; 140,1; 128,5; 127,7; 81,4; 67,3; 63,3; 57,1; 40,7; 19,4; 12,3; MS (IC) m/z 250 [M+H]⁺. HR-MS: Berechnet für C₁₄H₂₀NO₃ (M+H), 250,14431; gefunden 250,14316.

Enzymatische Enantiomerentrennung von (3SR,4R,5S)-3-N-Benzylamino-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3RS)-(11)
Man erhielt (2R,3R,4S)-N-Benzyl-4-hydroxyisoleucin mittels einer diastereoselektiven enzymatischen Hydrolyse des Lactons (11). Diese Reaktion wurde entweder durch ein rohes Enzympräparat oder mit Hilfe von lebenden Mikrobenzellen katalysiert. In einem typischen Experiment löste man das Lacton (11) in einem Phosphatpuffer (40 mM, pH 7,4) und rührte es bei 27°C in einem Rotationsschüttler. Man analysierte die Proben mittels HPLC (2) bei 00 Stunden, wobei A und B (3R)-(11) bzw. (3S)-(11) entsprechen. Wie es in 3 angegeben ist, hat man (3R)-(11) fortschreitend hydrolysiert, während (3S)-(11) intakt blieb. Man extrahierte das Letztgenannte mit Ethylacetat und unterzog es einer enzymatischen Hydrolyse (nicht stereospezifisch), wodurch man (2R,3R,4S)-N-Benzyl-4-hydroxyisoleucin erhielt. Eine katalytische Hydrogenolyse dieser N-geschützten Aminosäure ergab (1).
Synthese von (1) aus (17)
a) Synthese von (3S,4R,5S)-3-N-[(S)-1'-Phenylethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(18) und (3R,4R,5S)-3-N-[(S)-1'-Phenylethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(18) aus (17)
Eine Lösung einer Mischung von (1R,2R,3S)- und (1S,2R,3S)-1-Cyano-2-methyl-3-pyranyloxy-N-[(S)-1'-phenylethyl]butylamin (1,73 g, 5,47 mMol), (1R)-17 bzw. (1S)-17, in 6 N HCl (110 ml) wurde 6 Stunden lang refluxiert. Die Reaktionsmischung wurde 3-mal mit EtOAc/Heptan (1:1) gewaschen. Die wässrige Phase wurde eingedampft, was eine Mischung von (3S,4R,5S)-3-N-[(S)-1'-Phenylethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3S)-(18) und (3R,4R,5S)-3-N-[(S)-1'-Phenylethylamino]-4-methyl-5-methyl-2-oxotetrahydrofuran (3R)-(18) ((2S)/(2R) = 4,5:1) ergab. Der so erhaltene Rückstand wurde direkt im folgenden Schritt in Form des HCl-Salzes verwendet.
b) Synthese von (1) aus (18)
Eine oben hergestellte Mischung von (3S)- und (3R)-18 wurde in Wasser (110 ml) gelöst, dann 24 Stunden bei Umgebungstemperatur mit LiOH·H₂O (459 mg, 10,94 mMol) behandelt. TFA (2,2 ml) wurde zu der Reaktionsmischung gegeben und das Lösungsmittel wurde sofort unter Vakuum bei 40–45°C verdampft. Der Rückstand wurde in Wasser gelöst und mit EtOAc extrahiert. Die wässrige Phase wurde in Anwesenheit von 10% Pd-C die ganze Nacht bei Umgebungstemperatur und unter Atmosphärendruck hydriert. Der Katalysator wurde durch Filtration entfernt. Das Lösungsmittel wurde verdampft und der Rückstand wurde in Wasser gelöst und über eine Ionenaustauschsäule Dowex 50WX8 (H+-Form) geleitet. Die Säule wurde sorgfältig mit Wasser gewaschen und die Aminosäure wurde mit 2 M NH₄OH eluiert, wodurch man die Verbindung (1) (423 mg, 59% über drei Schritte) erhielt. Schmelzpunkt = 224°C; [α]_D ²⁰ = +31,5° (c 1, H₂O); ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 3,88 (d, J = 4,4 Hz, 1H); 3,78 (m, 1H); 1,91 (m, 1H); 1,23 (d, J = 6,4 Hz, 3H); 0,95 (d, J = 7 Hz, 3H); ¹³C-NMR (50 MHz, D₂O) δ 174,2; 70,4; 57,5; 41,9; 21,3; 12,7; MS (SE) m/z 148 [M+H]⁺. Mikroanalyse: Berechnet für C₆H₁₃NO₃: C, 48,97; H, 8,90; N, 9,52; gefunden C, 49,04; H, 8,83; N, 9,60.
(2R)-N-(1'-Phenylethyl)-1

¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 7,44 bis 7,37 (m, 5H); 4,10 (q, J = 6,8 Hz, 1H); 3,85 (Quintett, J = 6,2 Hz, 1H); 3,72 (d, J = 3,2 Hz, 1H); 1,95 (m, 1H); 1,52 (d, J = 6,8 Hz, 3H); 1,25 (d, J = 6,4 Hz, 3H); 0,91 (d, J = 7,3 Hz, 3H); ¹³C-NMR (50 MHz, D₂O + CD₃OD) δ 172,9; 137,5; 130,6; 130,3; 128,7; 71,3; 63,4; 59,3; 40,7; 22,1; 18,5; 13,7.

(2S)-N-(1'-Phenylethyl)-1

Schmelzpunkt = 155–157°C (Zersetzung); [α]_D = –25° (c 1,0, H₂O); ¹H-NMR (250 MHz, D₂O) δ 7,42 bis 7,32 (m, 5H); 4,23 (q, J = 6,8 Hz, 1H); 3,48 (m, 1H); 3,34 (d, J = 5,8 Hz, 1H); 1,64 (m, 1H); 1,60 (d, J = 6,8 Hz, 3H); 1,00 (d, J = 6,2 Hz, 3H); 0,76 (d, J = 6,9 Hz, 3H); ¹³C-NMR (50 MHz, D₂O) δ 172,0; 135,1; 129,5; 129,2; 127,5; 70,6; 63,4; 58,3; 40,7; 20,5; 18,9; 11,9.

Claims

Verfahren zur Synthese von Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel (2S)-I:
in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom, eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, umfassend den Schritt (a) der diastereo- und enantioselektiven Reduktion der Verbindung der folgenden Formel 2:
um die folgende Verbindung der Formel 3:
mit einem enantiomeren Überschuss von mindestens 85%, bevorzugt mindestens 90%, und einem diastereomeren Überschuss von mindestens 90%, bevorzugt mindestens 95% zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die diastereo- und enantioselektive Reduktion unter Verwendung eines Enzyms vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Mikroorganismus, der dieses Enzym enthält, insbesondere Geotrichum candidum, verwendet.
Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es die zusätzlichen Schritte umfasst: b) Schützen der OH-Gruppe des Alkohols der Formel 3 durch eine Gruppe Y, c) Reduktion der Gruppe -COOEt zu einem Alkohol und d) Oxidation der nicht geschützten OH-Gruppe, die in c) erhalten wird, um den Aldehyd der folgenden allgemeinen Formel II zu erhalten:
in der die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt e₁) der Behandlung der Verbindung der allgemeinen Formel II mit einem Sulfinamid mit (S)(+)-Konfiguration umfasst, um die Verbindung der folgenden allgemeinen Formel IV zu erhalten,
in der die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R4 eine (C₁-C₆)-Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt f₁) der Behandlung der Verbindung der allgemeinen Formel IV umfasst, um das Aminonitril der folgenden allgemeinen Formel V zu erhalten:
in der die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R4 eine (C1-C6)-Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt g₁) der Behandlung des Aminonitrils der allgemeinen Formel V mit einer Säure umfasst, um das Salz des Lactons der folgenden Formel 9 zu erhalten:
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt h₁) der alkalischen Hydrolyse des Salzes des Lactons der Formel 9 umfasst, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom darstellt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt e₂) der Behandlung der Verbindung der allgemeinen Formel II umfasst, um das Aminonitril der folgenden allgemeinen Formel III zu erhalten:
in der die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R₃ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt f₂) der Behandlung des Aminonitrils der allgemeinen Formel III mit einer Säure umfasst, um das Lacton der folgenden allgemeinen Formel VI zu erhalten:
in der die Gruppe R₃ ein Wasserstoffatom oder eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, gefolgt, falls erforderlich, von einem zusätzlichen Schritt f_2,1) der Behandlung des Lactons der allgemeinen Formel VI, um das Lacton der folgenden allgemeinen Formel VII zu erhalten:
in der die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt g₂) der diastereoselektiven Hydrolyse des Lactons der allgemeinen Formel VI oder VII umfasst, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 11 für den Fall, in dem die Gruppe R₃ die Schutzgruppe der Amingruppe darstellt und die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die diastereoselektive Hydrolyse besteht aus: – der alkalischen Hydrolyse des Lactons der allgemeinen Formel VI, in der die Gruppe R₃ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, oder der allgemeinen Formel VII, um eine Mischung von Diastereomeren der folgenden allgemeinen Formel I zu erhalten:
in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, – der Zugabe von organischer Säure, bevorzugt TFA, in Form von Spuren und Erwärmen, um die Verbindung der folgenden allgemeinen Formel (2R)-I:
in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, zum Lacton der folgenden allgemeinen Formel (3R)-VIII zu recyclisieren:
in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, – der Extraktion des Lactons der allgemeinen Formel (3R)-VIII mit einem organischen Lösungsmittel, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu gewinnen, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die diastereoselektive Hydrolyse besteht aus: – der diastereoselektiven enzymatischen Hydrolyse des Lactons der allgemeinen Formel (3R)-VI oder (3R)-VII, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2R)-I zu ergeben, – der Extraktion des verbleibenden nicht hydrolysierten Lactons der folgenden allgemeinen Formel (3S)-VIII mit einem organischen Lösungsmittel:
in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom, eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, – der nicht-selektiven enzymatischen Hydrolyse des Lactons der allgemeinen Formel (3S)-VIII, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-1 zu erhalten, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom, eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Verfahren nach Anspruch 11 für den Fall, in dem R₃ die Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die diastereoselektive Hydrolyse besteht aus: – der Kristallisation in einem Alkohol des Lactons der allgemeinen Formel VI in einem organischen Lösungsmittel auf solche Weise, dass man das Salz der Verbindung der Formel (3S)-VIII erhält, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, – der katalytischen Hydrogenolyse des Salzes der Verbindung der Formel (3S)-VIII, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, um das Salz des Lactons der Formel 9 zu erhalten, – der alkalischen Hydrolyse des Salzes des Lactons der Formel 9, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom darstellt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13 für den Fall, in dem die Gruppe R₃ eine Schutzgruppe des Amins darstellt und die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt h₂) der katalytischen Hydrogenolyse der Verbindung der Formel (2S)-I umfasst, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom darstellt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 8, 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt der Reinigung der Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I umfasst, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom darstellt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsschritt aus der Neutralisation der Verbindung allgemeinen Formel (2S)-I, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom darstellt, mit einer organischen Säure und ihrer Kristallisation in einem Alkohol besteht, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten, in der die Gruppe R₁ ein reines Wasserstoffatom darstellt.
Verfahren zur Synthese von Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel (2S)-I:
in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom, eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, durch diastereoselektive Hydrolyse des Lactons der folgenden allgemeinen Formel VI oder VII:
worin die Gruppe R₃ ein Wasserstoffatom oder eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt und die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, wobei das Lacton der allgemeinen Formel VII durch Behandlung des Lactons der allgemeinen Formel VI erhalten wird, oder durch alkalische Hydrolyse des Salzes des Lactons der folgenden Formel 9:
dadurch gekennzeichnet, dass das Lacton der allgemeinen Formel VI durch Behandlung des Aminonitrils der folgenden allgemeinen Formel III mit einer Säure erhalten wird:
in der: die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R₃ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, und das Salz des Lactons der Formel 9 durch Behandlung des Aminonitrils der folgenden allgemeinen Formel V mit einer Säure erhalten wird:
in der: die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R₄ eine (C₁-C₆)-Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Verfahren nach Anspruch 18 für den Fall, in dem die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die diastereoselektive Hydrolyse besteht aus: – der alkalischen Hydrolyse des Lactons der allgemeinen Formel VII oder VI, worin R₃ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, um eine Mischung von Diastereomeren der folgenden allgemeinen Formel I zu erhalten:
in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, – der Zugabe von organischer Säure, bevorzugt von TFA in Form von Spuren und Erwärmen, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2R)-I:
in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, zum Lacton der folgenden allgemeinen Formel (3R)-VIII zu recyclisieren:
in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, – der Extraktion des Lactons der allgemeinen Formel (3R)-VIII mit einem organischen Lösungsmittel, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu gewinnen, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Akylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die diastereoselektive Hydrolyse besteht aus: – der diastereoselektiven enzymatischen Hydrolyse des Lactons der allgemeinen Formel (3R)-VI oder (3R)-VII, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2R)-I zu ergeben, – der Extraktion des verbleibenden nicht hydrolysierten Lactons der folgenden allgemeinen Formel (3S)-VIII mit einem organischen Lösungsmittel:
in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom, eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, – der nicht-selektiven enzymatischen Hydrolyse des Lactons der allgemeinen Formel (3S)-VIII, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 18 für den Fall, in dem die Gruppe R₃ die Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die diastereoselektive Hydrolyse besteht aus: – der Kristallisation in einem Alkohol des Lactons der allgemeinen Formel VI in einem organischen Lösungsmittel auf solche Weise, dass man das Salz der Verbindung der Formel (3S)-VIII erhält, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, – der katalytischen Hydrogenolyse des Salzes der Verbindung der Formel (3S)-VIII, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt, auf solche Weise, dass man das Salz des Lactons der Formel 9 erhält, – der alkalischen Hydrolyse des Salzes des Lactons der Formel 9, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom darstellt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 20 für den Fall, in dem die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass es einen zusätzlichen Schritt der katalytischen Hydrogenolyse der Verbindung der Formel (2S)-I umfasst, in der die Gruppe R₁ eine Schutzgruppe der Amingruppe oder eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, um die Verbindung der allgemeinen Formel (2S)-I zu erhalten, in der die Gruppe R₁ ein Wasserstoffatom darstellt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Aminonitril der allgemeinen Formel III durch Behandlung des Aldehyds der folgenden allgemeinen Formel II erhalten wird:
in der die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Aminonitril der allgemeinen Formel V durch Behandlung der Verbindung der folgenden allgemeinen Formel IV erhalten wird:
in der: die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R4 eine (C₁-C₆)-Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der allgemeinen Formel IV durch Behandlung des Aldehyds der allgemeinen Formel II mit einem Sulfinamid der Konfiguration (S)-(+) erhalten wird.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 23 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Aldehyd der allgemeinen Formel II erhalten wird durch die Schritte: – Schützen der OH-Gruppe des Alkohols der folgenden Formel 3:
mit einer Gruppe Y, – Reduktion der Gruppe -COOEt zum Alkohol und – Oxidation der nicht geschützten OH-Gruppe, die im vorstehenden Schritt erhalten wurde.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkohol der Formel 3 mit einem enantiomeren Überschuss von mindestens 85%, vorzugsweise mindestens 90%, und einem diastereomeren Überschuss von mindestens 90%, vorzugsweise mindestens 95%, durch die diastereo- und enantioselektive Reduktion der Verbindung der folgenden Formel 2:
erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die diastereo- und enantioselektive Reduktion unter Verwendung eines Enzyms vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Mikroorganismus, der dieses Enzym enthält, insbesondere Geotrichum candidum verwendet.
Lacton der folgenden allgemeinen Formel VIII:
in der die Gruppe R₁ eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, in freier Form oder in Form von Salzen.
Aminonitril der folgenden allgemeinen Formel III:
in der: die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R₃ eine Schutzgruppe der Amingruppe darstellt.
Aminonitril nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass es durch die folgende allgemeine Formel V dargestellt wird:
in der: die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R4 eine (C₁-C₆)-Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Verbindung der folgenden allgemeinen Formel IV:
in der die Gruppe Y eine Schutzgruppe der OH-Gruppe darstellt und die Gruppe R₄ eine (C₁-C₆)-Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.
Verbindung der folgenden allgemeinen Formel I:
in der die Gruppe R₁ eine Gruppe der Formel -COOR₂ darstellt, worin die Gruppe R₂ eine (C₁-C₆)-Alkylgruppe, eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt.