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Hintergrund der Erfindung
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Diese
Erfindung liefert ein enantioselektives Verfahren zur Herstellung
von Zwischenprodukten, die zur Herstellung der chiralen tricyclischen
Verbindung mit der folgenden Formel brauchbar sind:
US 5,760,232 ,
US 5,874,442 ,
US 5,719,148 ,
US 5,998,620 , und
US 6,372,909 offenbaren Verfahren
zur Herstellung der tricyclischen Verbindung der Formel I und ihre
Verwendung als Inhibitor des Farnesylproteintransferase-Inhibitors.
US 6,307,048 offenbart ein
mehrstufiges Verfahren zur Herstellung der Verbindung mit der Formel
I. Es besteht ein Bedarf an einem kürzeren effizienteren Verfahren
für die
chirale tricyclische Verbindung der Formel I.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung liefert auch ein enantioselektives Verfahren
zur Herstellung einer Verbindung mit der Formel VI:
wobei R
1 H
oder eine Schutzgruppe ist;
bei dem eine Verbindung mit der
Formel V
in einem inerten organischen
Lösungsmittel
mit mindestens etwa einer äquivalenten
Menge von jedem von:
- (i) einem chiralen Aminoalkohol
mit der Formel XI worin R eine Aryl-, Alkylaryl-,
Alkoxyaryl-, Arylaryl-, Heteroaryl- oder polycyclischen Arylgruppe
ist, oder der Formel XII wobei die gestrichelte Linie
in Formel XII für
eine optionale zweite Bindung steht und R2 ausgewählt ist
aus Alkoxy, Alkoxyalkyloxy, Aryloxy, Arylalkoxy und NRARB, wobei RA und RB unabhängig
Alkyl oder Aryl sind, und R2 gegebenenfalls
mit einer oder mehreren Alkoxygruppen substituiert ist;
- (ii) einer Verbindung mit der Formel X worin LG eine Abgangsgruppe
ist und R1 H oder eine Schutzgruppe ist,
und
- (iii) einem organischen Ether- oder Aminadditiv oder Mischungen
davon
in Kontakt gebracht wird, um eine Reaktionsmischung zu
bilden, wobei das Amin ein Alkylamin, Arylamin, Alkylarylamin oder
Arylalkylamin ist;
danach der Reaktionsmischung mindestens
etwa eine äquivalente
Menge einer nicht-nucleophilen starken Base in einem organischen
Lösungsmittel
zugegeben wird und gegebenenfalls eine wirksame Menge Wasser oder
eines C1- bis C3-Alkohols
zugegeben wird, um die durch Formel VI wiedergegebene Verbindung zu
produzieren.
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Bei
einem Verfahren zur Herstellung einer Verbindung, die durch Formel
V wiedergegeben wird, werden beispielsweise
- (1)
eine Verbindung mit der Formel IIA oder IIB oder eine Mischung von
IIA und IIB mit mindestens etwa einer äquivalenten
Menge phosphoriger Säure
in Gegenwart von mindestens katalytisch äquivalenten Mengen eines Alkaliiodids
oder Iod und Bromwasserstoffsäure
in Wasser unter Bildung einer Reaktionsmischung kontaktiert, und
anschließend
wird mindestens etwa eine äquivalente
Menge hypophosphorige Säure
zu der Reaktionsmischung gegeben, um eine Verbindung, die durch
Formel IIIA oder IIIB wiedergegeben wird, oder eine Mischung der
durch Formel IIIA und IIIB wiedergegebenen Verbindungen zu bilden,
und
- (2) die resultierenden Verbindungen, die durch Formel IIIA und
IIIB wiedergegeben werden, oder ein einzelnes Isomer mit mindestens
etwa einer äquivalentem
Menge Brom in Gegenwart ei ner organischen Säure und einem niederen Alkanol
kontaktiert, um eine durch Formel IVA oder IVB wiedergegebene Verbindung oder
Mischung von Verbindungen, die durch Formel IVA und IVB wiedergegeben
werden, zu bilden.
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In
einem beispielhaften Verfahren zur Herstellung einer durch Formel
I wiedergegebenen Verbindung
wird eine Verbindung mit
der Formel VI, worin R
1 H ist,
mit einer äquivalenten
Menge an Natriumcyanat (NaOCN) in einem wassermischbaren organischen
Lösungsmittel
kontaktiert, das eine effektive Menge an Wasser enthält, um die
Verbindung mit der Formel I zu bilden.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Der
Begriff "Alkyl" bezeichnet hier
gerade oder verzweigte Kohlenwasserstoffkettengruppen mit 1 bis 6
Kohlenstoffatomen.
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Der
Begriff "Halo" bedeutet Fluor,
Chlor, Brom oder Iod.
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Der
Begriff "Alkoxy" bedeutet C1- bis C6-Alkoxy
einschließlich
Methoxy und Ethoxy, n-Propoxy, Isopropoxy, n-, iso- und tert.-Butoxy,
n-, iso-, sec- und Neopentyl; Methoxy und Ethoxy sind bevorzugt.
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Der
Begriff "Aryl" bezieht sich hier
auf eine carbocyclische Gruppe mit mindestens einem aromatischen
Ring. Zu typischen Arylgruppen gehören Phenyl und 1- oder 2-Naphthyl.
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Der
Begriff "Aryloxy" bezieht sich hier
auf eine Arylgruppe mit der Formel AR-O-, wobei AR Aryl ist und O
zweiwertiger Sauerstoff ist. Zu typischen Aryloxygruppen gehören Phenoxy
und 1- oder 2-Naphthoxy.
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Der
Begriff "Alkylaryl" bezieht sich hier
auf eine Arylgruppe mit einer bis fünf Alkylgruppen. Zu typischen
Alkyl- arylgruppen gehören
2-, 3- oder 4-Methylphenyl, 2-, 3- oder 4-Ethylphenyl, 2,3-, 3,5-, 2,6- und 3,6-Dimethylphenyl,
2,4,6-Trimethylphenyl.
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Der
Begriff "Arylaryl" bezieht sich hier
auf eine Arylgruppe mit mindestens einer Arylgruppe. Zu typischen
Arylarylgruppen gehören
Biphenyl und phenylsubstituiertes Naphthyl, wie 3-Phenyl [1- oder
2-Naphthyl].
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Der
Begriff "Heteroaryl" bezieht sich hier
auf eine Arylgruppe mit einem oder mehreren Heteroatomen in den
aromatischen Ringen.
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Heteroaryl
steht für
cyclische aromatische Gruppen mit 5 oder 6 Atomen oder bicyclische
Gruppen mit 11 bis 12 Atomen mit einem oder zwei Heteroatomen, die
unabhängig
ausgewählt sind
aus 0, S oder N, wobei das Heteroatom/die Heteroatome eine carbocyclische
Ringstruktur unterbricht/unterbrechen und eine ausreichende Anzahl
delokalisierter n-Elektronen hat/haben, um aromatischen Charakter
zu liefern, mit der Maßgabe,
dass die Ringe keine benachbarten Sauerstoff- und/oder Schwefelatome
enthalten. Bei sechsgliedrigen Heteroarylringen können Kohlenstoffatome
mit R9, R10 oder
R11-Gruppen substituiert sein. Stickstoffatome
können
ein N-Oxid bilden. Es kommen alle Regioisomere in Frage, z. B. 2-Pyridyl,
3-Pyridyl und 4-Pyridyl.
Typische 6-gliedrige Heteroarylgruppen sind Pyridyl, Pyrimidinyl,
Pyrazinyl, Pyridazinyl und deren N-Oxide. Für fünfgliedrige sind dies Furyl,
Thienyl, Pyrrolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, Imidazolyl, Pyrazolyl
und Isoxazolyl. Fünfgliedrige
Heteroarylringe sind Furyl, Thienyl, Pyrrolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl,
Imidazolyl, Pyrazolyl und Isoxazolyl. Fünfgliedrige Ringe mit einem
Heteroatom können über die
2- oder 3-Position
verbunden sein, fünfgliedrige
Ringe mit zwei Heteroatomen sind vorzugsweise über die 4-Position verbunden.
Bicyclische Gruppen sind in der Regel benzokondensierte Ringsysteme,
die von den oben genannten Heteroarylgruppen abgeleitet sind, z.
B. Chinolyl, Phthalazinyl, Chinazolinyl, Benzofuranyl, Benzothienyl
und Indolyl.
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Der
Begriff "polycyclische
Arylgruppe" bezieht
sich hier auf eine Arylgruppe mit mehr als zwei aromatischen Ringen,
wie Anthracen.
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Der
Begriff "ee" bedeutet hier den
Prozentsatz, der erhalten wird, indem die Menge des S-Enantiomers von
derjenigen des R-Enantiomers subtrahiert und durch die Summe der
Menge des R-Enantiomers
und des S-Enantiomers geteilt wird. ee % = 100 × (R-Enantiomer – S-Enantiomer)/(R-Enantiomer
+ S-Enantiomer). Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Verbin dung der Formel I hat ein ee > 98 %, d. h. sie enthält weniger als 1 % des S-Enantiomers.
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Nicht-einschränkende Beispiele
für Abgangsgruppen
("LG") sind Sulfonate
(z. B. Mesylat, Tosylat, Closylat (para-Chlortosylat), und Brosylat
(para-Bromtosylat)), Phosphate (z. B. Alkylphosphate, wie Diethylphosphat),
Benzoate und Halogenide. Die Abgangsgruppe, LG, ist vorzugsweise
ein Sulfonat, insbesondere Mesylat oder Tosylat und am meisten bevorzugt
Mesylat.
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Die
Schutzgruppe kann jede Gruppe sein, die zum Schützen des Stickstoffatoms des
Piperidinrings geeignet ist. Zu nicht-einschränkenden Beispielen für Schutzgruppen
gehören
Sulfonate und Acylgruppen, z. B. tert.-Butoxycarbonyl (t-Boc),
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Die
Schutzgruppe ist vorzugsweise eine Acylgruppe und insbesondere tert.-Butoxycarbonyl
(t-Boc).
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Zu
Beispielen für
geeignete nicht-nucleophile starke Basen gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, die
Lithiumbasen, wie Lithiumdiisopropylamid (LDA), Lithium-N-butyl,
N-phenylamid, Lithium-N-ethyl, N-phenylamid, Lithium-2,2,6,6-tetramethylpiperidin,
1-Lithium-4-methylpiperazid, 1,4-Dilithiumpiperazid, Lithiumbis(trimethylsilyl)amid,
Natriumbis(trimethylsilyl)amid, Kaliumbis(trimethylsilyl)amid, Isopropylmagnesiumchlorid,
Phenyllithium, Phenylmagnesiumchlorid, Lithiumdiethylamid und Kalium-tert-butoxid.
Die nicht-nucleophile starke Base ist vorzugsweise Lithiumdiisopropylamid
(LDA), Lithium-N-butyl, N-phenylamid,
Lithium-N-ethyl, N-phenylamid, Lithiumbis(trimethylsilyl)amid, und
insbesondere ist die nicht-nucleophile starke Base Lithiumdiisopropylamid
oder Lithium-N-ethyl, N-phenylamid,
Lithiumbis(trimethylsilyl)amid, und am meisten bevorzugt sind die
nicht-nucleophilen starken Basen Lithiumbis(trimethylsilyl)amid
und Lithiumdiisopropylamid.
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Der
hier verwendete Begriff "organisches
Amin- oder Ether-Additiv" bedeutet einen Alkylether,
ein Alkylamin oder ein Arylamin sowie Mischungen derselben. Zu Beispielen
für geeignete
Alkylether gehören,
ohne darauf begrenzt zu sein, niedere Alkylether, z. B. Diisopropylether,
Isopropylmethylether, Isopropylethylether, Isobutylmethylether,
Isobutylethylether, tert.-Butylmnethylether und tert.-Butylethylether.
Zu Beispielen für
geeignete Alkylamine gehören,
ohne darauf beschränkt
zu sein, Mono-, Di- und Trialkylamine, wie Isopropylamin, Isobutylamin,
Diisopropylamin, Tetramethylethylendiamin ("TMEDA") und tert.-Butylamin. Zu Beispielen
für geeignete
Arylamine gehören,
ohne darauf beschränkt
zu sein, Anilin, 2,6-Dimethylanilin und 1- und 2-Naphthylamin, N-Alkylaniline,
z. B. N-Ethylanilin, N-Isopropylanilin, N-Butylanilin, N-Arylaniline,
z. B. N-Phenyl, N-benzylamin, N-Phenyl(1-naphthylamin) und 11-Phenyl(2-naphthylamin),
N,N-Dialkylaniline, z. B. Methylisopropylanilin, N,N-Dimethylanilin,
2-Isopropylanilin. Die Verwendung von 2-Isopropylanilin oder N,N-Phenyl(1-
oder 2-naphtylamin) ist bevorzugt, die Verwendung von 2-Isopropylanilin
ist besonders bevorzugt.
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Der
Begriff "chirale
organische Säuren" schließt hier
N-Acetyl-L-phenylalanin,
N-α-(tert.-Butoxycarbonyl)-L-asparagin,
Di-p-toluoyl-L-weinsäure,
N-(tert.-Butoxycarbonyl)-L-prolin, (S)-(-)-2-Hydroxy-3,3-dimethylbuttersäure und
(1 R)-(+)-Camphansäure
ein, ohne darauf begrenzt zu sein. Die Verwendung von N-Acetyl-L-phenylalanin
oder N-α-(tert.-Butoxycarbonyl)-L-asparagin ist bevorzugt,
die Verwendung von N-α(tert.-Butoxycarbonyl)-L-asparagin
ist besonders bevorzugt.
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Die
chirale organische Säure
wird zur Bildung eines Säureadditionssalzes
der Verbindung der Formel VI verwendet, wobei R
1 H
ist. Die Kristallisation des so gebildeten Säureadditionssalzes in Ethanol-Wasser-Lösungsmittel
(siehe Beispiel 6 von
US 6,307,048 )
erhöht
weiter den enantiomeren Überschuss
("ee") von VI, wobei R
1 H ist, auf mehr als 98 % ee, vorzugsweise
mehr als 99 % ee, insbesondere mehr als 99,5 % ee.
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Die
Menge an chiraler organischer Säure,
die zur Bildung eines Säureadditionssalzes
der Verbindung VI verwendet wird, beträgt etwa 0,0 bis etwa 2,0 Äquivalente,
vorzugsweise etwa 0,5 bis etwa 1,4 Äquivalente, insbesondere etwa
0,5 bis etwa 1,2 Äquivalente.
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Der
chirale Aminoalkohol ist ein Derivat auf Norephedrinbasis mit der
folgenden Formel XI.
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Der
chirale Aminoalkohol der Formel XI kann nach dem Verfahren des präparativen
Beispiels A in
US 6,307,048 hergestellt
werden. Zu nicht-einschränkenden
Beispielen für
chirale Aminoalkohole der Formel XI gehören 3-Methoxybenzylnorephedrin,
3,5-Dimethoxybenzylnorephedrin, 3,4,5-Trimethoxybenzyiriorephedrin und
2-Methoxy-1-naphthalinnorephedrin. Bevorzugt sind 3,5-Dimethoxybenzylnorephedrin,
3,4,5-Trimethoxybenzylnorephedrin. 3,4,5-trimethoxybenzyl-norephedrin,
XI, ist besonders bevorzugt,
oder eine
Verbindung mit der Formel XII
wobei die gestrichelte Linie
hier für
eine optionale zweite Bindung steht und R
2 ausgewählt ist
aus Alkoxy, Alkoxyalkyloxy, Aryloxy, Arylalkoxy und NR
AR
B, wobei R
A und R
B unabhängig Alkyl
oder Aryl sind, und R
2 gegebenenfalls mit
einer oder mehreren Alkoxygruppen substituiert ist.
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Der
Begriff "Alkoxy" bedeutet C1- bis C6-Alkoxy
einschließlich
Methoxy und Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, n-, iso- und tert-Butoxy, n-, iso-, sec- und
Neopentyl; Methoxy und Ethoxy sind bevorzugt.
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Der
Begriff "Alkoxyalkyloxy" bedeutet C1- bis C6-Alkoxy-C1-
bis C6-alkoxy einschließlich, aber nicht begrenzt
auf Ethoxymethyloxy und Methoxyethyloxy; Methoxymethyloxy und Ethoxyoxyethyloxy;
Methoxymethyloxy und Methoxyethyloxy sind bevorzugt.
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Der
Begriff "Arylalkoxy" bedeutet Aryl-C1-C6-alkoxy einschließlich, aber
nicht begrenzt auf Phenylmethoxy, d. h. Benzyl, 1- oder 2-Naphthylmethoxy,
1- oder 2-Phenylethoxy, 2[1- oder
2-Naphthyl)ethoxy, 1-[1- oder 2-Naphthyl]ethoxy, 3-, 2- oder 1-Phenylpropoxy,
3-, 2- oder 1-[1- oder 2-Naphthyl]propoxy, 4-, 3-, 2- oder 1-Phenylbutoxy,
4-, 3-, 2-, oder 1-[1-
oder 2-Naphthyl]butoxy, 5-, 4-, 3-, 2- oder 1- [1- oder 2-Naphthyl]pentyl, 5-,
4-, 3-, 2- oder 1-Phenylpentyl; Benzyl, 2-Phenylethoxy sind bevorzugt.
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Nicht
einschränkende
Beispiele für
chirale Aminoalkohole der Formel XII schließen Chinin und die Chininderivate
ein:
R
2 in Formel XII ist vorzugsweise Alkoxy.
Der chirale Aminoalkohol ist am meisten bevorzugt ausgewählt aus der
Verbindung der Formel XI oder Chinin (XIIA), Hydrochinin (XIIB),
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Besonders
bevorzugt ist Chinin (XIIA).
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Enantioselektive Alkylierungsstufe
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Die
enantioselektive Alkylierung der doppelt-benzylischen Position von
Verbindung V mit einem Mesylat X ist ein viel effizienteres Verfahren
als in
US 6,307,048 offenbart.
Das erfindungsgemäße Alkylierungsverfahren
wird vorzugsweise so durchgeführt,
dass mindestens eine der Behandlungen mit der nicht-nucleophilen
starken Base, Reaktionsmischung des chiralen Aminoalkohols, z. B.
XI oder XII, dem organischen Aminoder Ether-Additiv oder Mischungen
davon und der Piperidinverbindung der Formel X in einem inerten
Lösungsmittel
erfolgt, das vorzugsweise Wasser oder einen C
1-
bis C
3-Alkohol (z. B. Methanol) enthält, am meisten
bevorzugt Wasser. Die äquivalente
Menge an Wasser oder C
1- bis C
3-Alkohol,
falls verwendet, liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 3,0 Äquivalenten,
insbesondere 0,5 bis 1,2 Äquivalenten,
am meisten bevorzugt 0,5 bis 1,0 Äquivalenten. Das Wasser oder
der C
1- bis C
3-Alkohol können der
tricyclischen Verbindung V vor oder gleichzeitig mit der Zugabe
der Base, des chiralen Aminoalkohols XI oder XII, des organischen
Amin- oder Ether-Additivs und der Piperidinverbindung X zugegeben
werden, oder es kann zugegeben werden, nachdem beliebige oder alle
dieser Verbindungen in Kontakt mit der tricyclischen Ausgangsverbindung
V gebracht worden sind.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
werden die folgenden äquivalenten
Mengen verwendet:
- (a) etwa 1,2 bis 1,4 äquivalente
der nicht-nucleophilen starken Base, vorzugsweise etwa 1,3 Äquivalente werden
zu einer Lösung
gegeben, die
- (i) ein Äquivalent
der Verbindung der Formel V,
- (ii) etwa 1,0 bis etwa 2,0 äquivalente,
vorzugsweise etwa 1,0 bis etwa 1,5 äquivalente, insbesondere etwa 1,1
bis etwa 1,3 Äquivalente
der Verbindung der Formel X, am meisten bevorzugt etwa 1,2 Äquivalente,
und
- (iii) etwa 1,0 bis etwa 4,0 Äquivalente,
vorzugsweise etwa 1,2 bis etwa 3,5 äquivalente, insbesondere etwa 1,3
bis etwa 3,0 Äquivalente
des chiralen Aminoalkohols XI oder XII, am meisten bevorzugt etwa
1,5 bis etwa 2,5 äquivalente
des chiralen Aminoalkohols XI oder XII, und
- (iv) mindestens etwa 1,0 Äquivalente
des organischen Amins oder Ether-Additivs, vorzugsweise etwa 1,0 bis
etwa 4,0 Äquivalente,
vorzugsweise etwa 1,2 bis etwa 3,0 Äquivalente, insbesondere etwa
1,5 bis etwa 2,5 Äquivalente,
am meisten bevorzugt etwa 1,5 bis etwa 2,0 Äquivalente oder 2,0 äquivalente
des organischen Amin- oder Ether-Additivs oder Mischungen davon
enthält,
während die
Temperatur der so gebildeten Reaktionsmischung auf etwa 5°C bis etwa
50°C, vorzugsweise etwa
10°C bis
etwa 45°C,
insbesondere etwa 15 bis etwa 25°C
gehalten wird,
- (b) die Mischung aus Stufe (a) wird auf etwa 0°C bis etwa
10°C, vorzugsweise
etwa 0°C
bis etwa 5°C
gekühlt,
und es werden etwa 0,1 bis etwa 3,0 Äquivalente, vorzugsweise etwa
0,5 bis etwa 1,2 Äquivalente, am
meisten bevorzugt etwa 0,5 bis etwa 1,0 Äquivalente Wasser zugegeben;
- (c) es werden zusätzlich
etwa 0,9 bis etwa 1,1 Äquivalente,
vorzugsweise etwa 1,0 äquivalente
der nicht-nucleophilen starken Base zu der Mischung aus Stufe (b)
gegeben, während die
Temperatur auf etwa 0°C
bis etwa 10°C,
vorzugsweise etwa 0°C
bis etwa 8°C
gehalten wird, und
- (d) die Temperatur der Mischung aus Stufe (c) wird auf etwa
10°C bis
etwa 50°C,
vorzugsweise etwa 15 bis etwa 45°C,
insbesondere etwa 15 bis etwa 40°C
erhöht,
und es werden weitere etwa 1,0 bis etwa 1,5 Äquivalente der nicht-nucleophilen
starken Base, vorzugsweise etwa 1,1 bis etwa 1,4 Äquivalente,
zugefügt, während die
Temperatur auf etwa 10°C
bis etwa 50°C,
vorzugsweise etwa 15 bis etwa 45°C,
insbesondere etwa 15 bis etwa 40°C
gehalten wird.
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Das
erfindungsgemäße enantioselektive
Alkylierungsverfahren wird vorzugsweise in einem inerten organischen
Lösungsmittel
durchgeführt.
Zu geeigneten inerten organischen Lösungsmitteln gehören, ohne
darauf beschränkt
zu sein, nicht-protische organische Lösungsmittel, z. B. Toluol,
Benzol, Cyclohexan, Tetrahydrofuran, Anisol, Chlorbenzol und Mischungen
davon. Ein bevorzugtes Lösungsmittel
ist Toluol und Ethylbenzol oder eine Mischung der beiden. Falls
es die Mischung ist, liegt das Vol./Vol.-Verhältnis von Toluol zu Ethylbenzol
im Bereich von 1:5 bis 1:1, vorzugsweise 1:2.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der enantioselektiven Alkylierungsstufe zur Herstellung der Verbindung
der Formel VI ist der chirale Aminoalkohol Chinin, die nicht-nucleophile Lithiumbase
ist Lithiumdiisopropylamid (LDA), normalerweise als LDA-Mono(tetrahydrofuran)-komplex
in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel,
z. B. Cyclohexan oder Ethylbenzol, das organische Amin- oder Ether-Additiv
ist 2-Isopropylanilin (etwa 2 Äquivalente)
oder eine 3:1-Mischung von N-Phenyl,N-benzylamin
und TMEDA, das Lösungsmittel
ist Toluol, und Wasser wird nach der ersten LDA-Zugabe zugefügt, in zwei
gleichen Portionen werden etwa 2,0 bis etwa 3,0 weitere Äquivalente
LDA (als LDA·THF)
zugegeben. Siehe Tabelle in Ver gleichsbeispiel 8. Wenn eine Mischung
von zwei organischen Amin- oder organischen Ether-Additiven oder
eine Mischung eines organischen Amin- und organischen Ether-Additivs
verwendet wird, liegt das Verhältnis
der Additive in der Mischung im Bereich von etwa 1:4 bis etwa 4:1 Äquivalenten,
vorzugsweise etwa 1:3 bis etwa 3:1 Äquivalenten.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der enantioselektiven Alkylierungsstufe werden zu einer Mischung
aus 1,0 Aquivalent von Verbindung V, 1,2 Äquivalenten von Verbindung
X, 2,1 Äquivalenten
Chinin und 2,0 Äquivalenten
2-Isopropylanilin nacheinander 2,1 Äquivalente LDA·THF (1
bis 2 molar in Ethylbenzol), 0,7 Äquivalente Wasser und 0,7 Äquivalente
LDA·THF
gegeben. Die Temperatur der so gebildeten Reaktionsmischung wird
zwischen 15°C
und 40°C
eingestellt, und über
einen Zeitraum von 4 bis 10 Stunden wird eine dritte Portion von
1,3 Äquivalenten
LDA·THF
zugegeben. Die Enantioselektivität
der freien Base der Verbindung der Formel VI, die nach dem bevorzugten
Verfahren erhalten wurde, liegt im Bereich von 78 bis 89 % e.e. Die
Enantioselektivität
der freien Base VI kann ferner durch Kristallisation des Säureadditionssalzes
erhöht werden,
das durch Kontaktieren der freien Base VI mit mindestens einem Äquivalent
einer chiralen Säure
gebildet wird, wie N-α-t-Boc-L-Asparagin oder
N-Acetyl-L-phenylalanin.
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Gemäß einer
bevorzugteren Ausführungsform
der enantioselektiven Alkylierungsstufe wird 1,0 Äquivalent
des LDA·TDF
in Ethylbenzol mit 0,5 Äquivalenten
Isopropylanilin vorgemischt. Zu einer Mischung von 1,0 Äquivalent
Verbindung V, 1,1 Äquivalenten
Verbindung X und 1,5 Äquivalenten
Chinin werden nacheinander 2,1 Äquivalente
des LDF·THF/2-Isopropylanilin-Basenkomplexes, 0,7 Äquivalente
Wasser und 0,7 Äquivalente
LDA·THF/2-Isopropylanilin-Basenkomplex
gegeben. Die Temperatur der Mischung wird auf zwischen 15° und 40°C eingestellt,
und in 3 bis 10 Stunden wird eine dritte Portion von 1,3 Äquivalenten
LDA·THF/2-Isopropylanilin-Basenkomplex
zugegeben. Die ee% der freien Base der Verbindung der Formel VI,
die nach diesem bevorzugteren Verfahren erhalten wurde, liegt im
Bereich von 88 bis 92% ee. Die Enantioselektivität der freien Base VI kann ferner
durch Kristallisation des Säureadditionssalzes
erhöht
werden, das durch Kontaktieren der freien Base VI mit mindestens
einem Äquivalent
einer chiralen Säure
gebildet wird, wie N-α-t-Boc-L-Asparagin
oder N-Acetyl-L-phenylalanin. Dies bevorzugtere Verfahren unter
Verwendung des LDA·THF/Isopropylanilin-Basenkomplexes
ist ein robusteres Verfahren, liefert eine bessere Kontrolle beim
Aufrechterhalten von weniger Verunreinigungen und verwendet geringere
Mengen der Verbindung X und des LDA·THF/Isopropylanilin-Basenkomplexes
in der dritten Zugabe.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist wirtschaftlich, weil der chirale Aminoalkohol zurückgewonnen und
zur weiteren Verwendung zurückgeführt werden
kann. Nachdem die Reaktion gemäß HPLC als
vollständig
angesehen wurde, kann die Reaktionsmischung beispielsweise gequencht
werden, indem Wasser zugegeben und bei einer Temperatur von etwa
0°C bis
etwa 5°C
gerührt
wird, um den chiralen Aminoalkohol auszufällen, der durch Filtration
zurückgewonnen
werden kann.
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Dreifache
Reduktions- und Bromierungsstufen:
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Ein
neues dreifaches Reduktionsverfahren kann die Umwandlung von Verbindung
II (normalerweise einer Mischung der Isomere IIA und IIB) zu Verbindung
III (normalerweise als Mischung der Isomere IIIA und IIIB) bewirken.
Die dreifache Reduktion bezieht sich auf die Reduktion der Nitrogruppe
von II zu der entsprechenden Aminogruppe, die Reduktion der Ketongruppe
zu Hydroxy, und die Reduktion der Hydroxygruppe zu der Methylengruppe.
Es ist noch nicht über
die Verwendung von phosphoriger Säure (H3PO3) und hypophosphoriger Säure (H3PO2) oder einer Kombination der beiden Säuren und
NaI zur Reduktion von der Nitro- zu der Aminogruppe berichtet worden.
Diese Kombination zur Reduktion von aromatischem Keton ist dem berichteten
Verfahren überlegen
(Tetrahedron Letters, 2000, 41, 7817; J. Org. Chem. 1993, 55, 7149),
bei dem gefährlicher
elementarer Phosphor als Reagenz verwendet wurde.
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Es
wurden zwei alternative Verfahren zur Umwandlung von Verbindung
II in Verbindung IV entwickelt. Das erste wird als Zweitopfverfahren
bezeichnet, wobei das dreifache Reduktionsprodukt, Verbindung III,
als Mischung der Isomere IIIA und IIIB isoliert wird und in einer
separaten Stufe eine Bromierungsreaktion durchgeführt wird,
um Verbindung IV zu ergeben, die als Mischung von Isomeren isoliert
wird, dem 9-Aminoisomer IVA und dem 7-Aminoisomer IVB. Das zweite
Verfahren kombiniert die beiden Stufen zu einer Eintopfreaktion, um
Verbindung IV (als Mischung von Isomeren IVA und IVB) direkt aus
II (als Mischung der Isomere IIA und IIB) zu erhalten, ohne III
(als Mischung der Isomere IIIA und IIIB) zu isolieren. Die Verbindung
II wurde durch Nitrierung der Verbindung XIII hergestellt, die wie
in
US 6,307,048 beschrieben
hergestellt wurde.
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In
der dreifachen Reduktionsstufe lag die verwendete Äquivalenzmenge
an phosphoriger Säure
im Bereich von etwa 2 bis etwa 8 Äquivalenten, vorzugsweise etwa
3,5 bis etwa 4,5 äquivalenten.
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Die
katalytische Menge an Alkaliiodid, z. B. NaI oder KI, vorzugsweise
NaI, oder Iod lag im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 4 Äquivalenten,
vorzugsweise etwa 0,05 bis etwa 0,15 Äquivalenten. Die Verwendung von
Alkaliiodid ist bevorzugt, die Verwendung von Natriumiodid (NaI)
ist besonders bevorzugt.
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Die äquivalente
Menge an Bromwasserstoffsäure
lag im Bereich von etwa 6 bis etwa 32 äquivalenten, vorzugsweise etwa
13 bis etwa 19 Äquivalenten.
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Die äquivalente
Menge an hypophosphoriger Säure
lag im Bereich von etwa 1 bis etwa 5 Äquivalenten, vorzugsweise etwa
2 bis etwa 3 äquivalenten.
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Die
dreifache Reduktion wird in einem Temperaturbereich von etwa 50° bis 120°C durchgeführt, vorzugsweise
einem Temperaturbereich von etwa 100° bis 110°C.
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Die
dreifache Reduktion wird unter einer inerten Atmosphäre, vorzugsweise
unter Stickstoff, in einer wässrigen
Lösungsmittelmischung
der Reagenzien durchgeführt.
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Das
Lösungsmittel
ist in der Bromierungsstufe eine Mischung aus einem C1-
bis C3-Alkohol und einer C1-
bis C6-Alkannsäure, vorzugsweise eine Mischung
aus Methanol und Essigsäure
oder von Ethanol und Essigsäure.
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In
dem Zweitopfverfahren lag die Äquivalentmenge
an Brom im Bereich von etwa 1 bis etwa 5 Äquivalenten, vorzugsweise etwa
1,5 bis etwa 2,5 Äquivalenten,
am meisten bevorzugt etwa 1,0 bis etwa 1,05 Äquivalenten.
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In
dem Eintopfverfahren lag die Äquivalentmenge
an Brom im Bereich von etwa 1 bis etwa 5 Äquivalenten, vorzugsweise etwa
1,5 bis etwa 2,5 äquivalenten,
am meisten bevorzugt etwa 1,8 bis etwa 2,5 Äquivalenten.
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Die
Bromierung wurde in einem Temperaturbereich von etwa 0° bis etwa
40°C, vorzugsweise
etwa 10° bis
etwa 40°C
durchgeführt.
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Die
Nitrierung von XIII liefert eine Mischung des Hauptisomers, des
9-Nitroisomers IIA, und des Nebenisomers, des 7-Nitroisomers IIB. Die Mischung von IIA
und IIB wurde in der Dreifachreduktionsstufe verwendet.
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Die
Aminogruppen in Verbindung IV (als Mischung der Isomere IVA und
IVB) werden mit Salpetrigsäure,
die durch die Reaktion von Natriumnitrit (NaNO2)
mit Schwefelsäure
gebildet wird, um ein Diazoniumsalz zu bilden, und Behandlung des
Diazoniumsalzes mit hypophosphoriger Säure (H3PO2) entfernt, um Verbindung V zu bilden.
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Es
wurde gefunden, dass Natriumisocyanat ein besseres Reagenz für die Harnstoffbildung
der Verbindung VI als das üblicherweise
verwendete Harnstoffreagenz war. Dieses Reagenz erfordert eine niedrigere Reaktionstemperatur
und ergibt ein besseres Verunreinigungsprofil als Harnstoff, der
in dem früheren
Verfahren verwendet wurde. Die Harnstoffbildungsstufe wurde in einem
Temperaturbereich von etwa 10° bis
etwa 60°C
in Gegenwart eines wassermischbaren organischen Lösungsmittels
durchgeführt,
wie Acetonitril oder Tetrahydrofuran, vorzugs weise Tetrahydrofuran,
das etwa 40 bis 60 Vol.% Wasser enthält.
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Die äquivalente
Menge an Natriumcyanat (NaOCN) betrug etwa 1 bis etwa 6 Äquivalente,
vorzugsweise etwa 2,2 bis 2,4 Äquivalente.
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Die äquivalente
Menge an Natriumcarbonat (Na2CO3)
betrug etwa 0 bis etwa 1 Äquivalente,
vorzugsweise etwa 0,1 bis 0,3 Äquivalente.
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Rohmaterial
I wurde gereinigt, indem es zu einer Mischung aus Tetrahydrofuran:Wasser
(im Verhältnis von
etwa 6:1, Vol:Vol) gegeben wurde, um eine Suspension zu bilden,
die auf eine Temperatur im Bereich von etwa 60° bis 65°C erwärmt wurde, bis eine Lösung von
Volumen A gebildet wurde. Die so gebildete Lösung wurde filtriert, und es
wurde ungefähr
ein gleiches Volumen Ethylacetat zugefügt. Die so gebildete Lösung wurde
durch Destillation bei atmosphärischem
Druck konzentriert. Es wurde ein ungefähr gleiches Volumen Ethylacetat
zu der heißen
organischen Lösung
gegeben, und die so gebildete Lösung
wurde durch Destillation unter atmosphärischem Druck auf ungefähr Volumen
A konzentriert. Die resultierende Lösung wurde über einen Zeitraum von etwa
1 Stunde auf eine Temperatur von etwa 20° bis 25°C abgekühlt, und die abgekühlte Lösung wurde
eine weitere Stunde bei einer Temperatur von etwa 20° bis 25°C gerührt. Der
resultierende Feststoff wurde durch Filtration gewonnen und getrocknet,
vorzugsweise in einem Vakuumofen bei etwa 55° bis 65°C, um Verbindung I in einer
im Wesentlichen chemisch reinen Form zu produzieren, d. h. die weniger
als 3 Verunreinigungen enthielt, vorzugsweise weniger als 1 Verunreinigungen.
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Schema
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Verbindungen II, III und IV sind nor malerweise als Mischung der
7- und 9-Isomere jeder Verbindung vorhanden.
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Beispiel
1 Herstellung
von Verbindung III (einer Mischung der Isomere IIIA und IIIB)
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Ein
1 L Dreihalskolben, der mit mechanischem Rührer, Thermometer und Kühler ausgestattet
war, wurde unter Stickstoff mit 50,0 g (0,14 Mol) Verbindung II
(hergestellt gemäß den Verfahren,
die in Spalte 12, Zeile 20, bis Spalte 3, Zeile 49, von
US 6,307,048 offenbart sind),
2,0 g Natriumiodid (13,3 mmol), 45,0 g phosphoriger Säure, H
3PO
3 (0,55 Mol) beschickt.
Der Mischung wurden 250 ml Bromwasserstoffsäure (48 %) und 50 ml Wasser
zugefügt.
Die resultierende Suspension wurde auf 107-111°C erwärmt und über einen Zeitraum von 4 Stunden
bei dieser Temperatur gerührt.
Dann wurde die Reaktionsmischung auf 60°C abgekühlt, und es wurden 40 ml (0,30
Mol) hypophosphorige Säure,
H
3PO
2 (50 %), zugegeben.
Die Reaktionsmischung wurde auf 100-110°C erwärmt und für einen Zeitraum von 6 Stunden
bei dieser Temperatur gerührt.
Die Reaktionsmischung wurde auf 20°C abgekühlt und langsam in eine Lösung von
200 ml Ammoniumhydroxid und 100 ml Methanol gegeben, während die
Temperatur unter 30°C
gehalten wurde. Der pH-Wert wurde mit Ammoniumhydroxid auf 5,0 eingestellt,
und die Suspension wurde bei Raumtemperatur eine Stunde gerührt. Der
Feststoff wurde fil triert und mit Wasser (50 ml) gewaschen. Trocknen
des Feststoffs in einem Vakuumofen bei 60°C für 20 Stunden ergab 46,9 g HI
als Mischung eines Paares von Isomeren im Verhältnis von etwa 70:30 von IIIA:IIIB (9-Isomer:7-Isomer)
mit 94 % HPLC-Reinheit
und 99 % Ausbeute. 9-Aminoisomer, IIIA (Hauptprodukt):
1H NMR
(DMSO-d
6) 8,34 (d, J = 2,3 Hz, 1 H), 7,77
(d, J = 2,3 Hz, 1 H), 7,00 (s, 1 H), 6,66 (s, 1 H), 5,14 (s, 2 H), 4,10
(s, 2 H), 3,05-3,02 (m, 2 H), 2,97-2,93 (m, 2 H).
13C-NMR
(DMSO-d
6) 156,5, 146,7, 143,0, 140,1, 136,9, 136,8,
129,6, 127,6, 118,2, 116,2, 115,6, 7-Aminoisomer, IIIB:
1H-NMR (DMSO-d
6) 8,35 (d,
J = 2,3 Hz, 1 H), 7,87 (d, j = 23 Hz, 1 H), 7,00 (d, J = 8,1 Hz,
1 H), 6,49 (d, J = 8,1 Hz, 1 H), 5,06, (s, 2 H), 4,18 (s, 2 H),
3,15-3,12 (m, 2 H), 2,89-2,86 (m, 2 H).
13C
NMR (DMSO-d
6) 157,8, 146,9, 142,5, 139,0,
137,1, 135,9, 126,6, 123,3, 118,9, 118,4, 116,7, 42,4, 29,4, 26,7.
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Beispiel
2 Herstellung
von Verbindung IV (einer Mischung der Isomere IVA und IVB)
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Zu
einer Suspension von 30,0 g Verbindung III (als Mischung von IIIA
und IIIB) aus Beispiel 1 (HPLC-Reinheit: 94 %, 87,1 mmol) in 90
ml Methanol und 30 ml Essigsäure
wurden 15 ml einer Lösung
von Bromwasserstoffsäure
(48 %) gegeben, während
die Temperatur zwischen 10 und 20°C
gehalten wurde. Der resultierenden Lösung wurden bei einer Temperatur
zwischen 15 und 20°C
portionsweise 4,5 ml Brom (87,1 mmol) zugefügt. Die Reaktionsmischung wurde
eine Stunde bei Umgebungstemperatur gerührt und danach bei einer Temperatur
zwischen 10 und 20°C
in eine Lösung
von 6,0 g Natriumthiosulfatpentahydrat in 150 ml Wasser und 60 ml
Ammoniumhydroxid gegossen. Die resultierende Suspension wurde auf
40°C erwärmt und eine
Stunde gerührt,
während
die Temperatur auf 20°C
zurückkehren
gelassen wurde. Der Feststoff wurde filtriert, mit 30 ml Wasser
gewaschen und in einem Vakuumofen bei 60°C getrocknet, um 33,3 g von
Verbindung IV (als Mischung der Isomere IVA und IVB) mit einer HPLC-Reinheit von 94 und
89,0 Ausbeute zu ergeben. NMR siehe Beispiel 3.
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Beispiel
3 Eintopfverfahren zur Herstellung von Verbindung IV (als Mischung
der Isomere IVA und IVB)
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Eine
Mischung von Verbindung II (als Mischung der Isomere IIIA und IIB
aus Beispiel 1) (10 g, 27,2 mmol), phosphoriger Säure, H3PO3 (9 g, 109,8
mmol), Natriumiodid (0,4 g, 2,7 mmol), Bromwasserstoffsäure (48
%) (50 ml) und Wasser (10 ml) wurde 6 Stunden gerührt und
auf 105°C
erwärmt
und auf etwa 100°C
abgekühlt.
Hypophosphorige Säure,
H3PO2, (50 %) (8
ml, 60,6 mmol) wurde zu der Lösung
gegeben, die danach etwa 6 Stunden lang auf 110°C erwärmt wurde, bis die Reaktion
gemäß HPLC als
vollständig
angesehen wurde. Die Lösung
wurde auf etwa 90°C
abgekühlt,
und es wurden Essigsäure
(20 ml) und Ethanol (50 ml) zugegeben und die Lösung weiter auf 15°C abgekühlt. Bei
einer Temperatur zwischen 15 und 20°C wurde Brom (3,3 ml, 63,9 mmol)
in die Mischung getropft, und die Mischung wurde eine weitere Stunde
gerührt.
Der Mischung wurde mit einer Geschwindigkeit, um die Temperatur
unter 50°C
zu halten, langsam Ammoniumhydroxid (25 %) (60 ml) zugefügt. Nachdem
das Ammoniumhydroxid zugefügt
worden war, wurde die Mischung eine Stunde auf 50°C gehalten.
Die Mischung wurde nach dem Abkühlen
auf 25°C
filtriert. Der Feststoff wurde aufgefangen und als Aufschlämmung in
Wasser (150 ml) bei 50°C
behandelt und erneut durch Filtration aufgefangen. Die Ausbeute
von IV betrug 10,3 g (93 % Ausbeute): 1H-NMR
(DMSO-d6): Hauptprodukt (9-Aminoisomer IVA)
8,55 (d, J = 2,3 Hz, 1 H), 7,92 (d, J = 2,3 Hz, 1 H), 7,41 (s, 1
H), 5,45 (s, 2 H), 4,70 (s, 2 H), 3,10-3,30 (m, 4 H). Nebenprodukt
(7-Aminoisomer IVB) 8,58 (d, J = 2,1,1 H), 7,99 (d, J = 2, 1, 1
H), 7,55 (s, 1 H), 5,60 (s, 2 H), 4,69 (s, 2 H), 3,10-3,30 (m, 4
H).
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Beispiel
4 Deaminierungsstufe Herstellung
von Verbindung V
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Zu
einer kräftig
gerührten
Suspension von 100,0 g einer Mischung (93,0 % Reinheit, 0,231 Mol)
von Verbindung IV als Mischung der Isomere IVA und IVB von Beispiel
3 in 200 ml Wasser wurde zwischen 5 und 10°C unter einem Stickstoffspülstrom 300
ml 98 % Schwefelsäurelösung gegeben,
während
die Innentemperatur auf zwischen 60 und 65°C steigen gelassen wurde. Die
resultierende braune dicke Lösung
wurde auf zwischen 5 und 10°C
abgekühlt.
Hypophosphorige Säure
(400 ml, 50 % H3PO2 in
Wasser, 3,85 Mol) wurde zugegeben, anschließend eine Lösung von Natriumnitrit (20,3
g, 0,286 Mol) in 100 ml Wasser, während die Temperatur zwischen
10 und 20°C
gehalten wurde. Nach der Zugabe von Natriumnitrit wurden 1,25 ml
Antifoam B Silikonemulsion (J. T. Baker) zugegeben. Die Reaktionsmischung
wurde auf zwischen 20 und 25°C
erwärmt, 2
Stunden gehalten, ferner über
einen Zeitraum von 2 Stunden auf zwischen 40 und 45°C erwärmt und
4 Stunden gehalten. Am Ende der Reaktion wurde die resultierende
Aufschlämmung
auf zwischen –5
und 5°C
abgekühlt,
6 Stunden gehalten und filtriert. Der Kuchen wurde mit 200 ml 30
% wässriger
Schwefelsäurelösung gewaschen
und zwischen 50 und 60°C
in 1,5 1 einer vom Sauerstoff befreiten Methanollösung gelöst, die
1 % Wasser, 1 % Schwefelsäure
und 1,3 % hypo phosphorige Säure
enthielt. Der resultierenden braunen Lösung wurden 10 g Aktivkohle
(Nuchar SN) zugefügt.
Die Mischung wurde nach 30 Minuten zwischen 50 und 60°C durch ein
Halbzollkissen Celite filtriert. Das Filtrat wurde auf zwischen
50 und 60°C
erwärmt
und langsam mit 300 ml einer 2:1 Lösung von Triethylamin (1,42
Mol) und Methanol neutralisiert, bis der pH-Wert der Lösung höher als 9 war (mit wasserfeuchtem
pH-Papier). Die
resultierende Aufschlämmung
wurde in einem Zeitraum von einer Stunde auf zwischen 0 und 5°C abgekühlt, 2 Stunden
gehalten und filtriert. Der Kuchen wurde mit Methanol gewaschen,
bei 60 und 65°C
unter Vakuum getrocknet und ergab 73 g Verbindung V, 8-Chlor-3,10-dibrom-5,6-dihydro-11H-benzo-[5,6]cyclohepta-[1,2-b]pyridin,
als hellgelben Feststoff in 82 % Ausbeute; Schmelzpunkt 163-164°C. 1H-NMR (CDCl3): δ 8,38 (d,
J = 2,0 Hz, 1H), 7,46 (d, J = 2,0 Hz, 1H), 7,44 (d, J = 2,0 Hz,
1H), 7,14 (d, J = 2,0 Hz, 1H), 4,45 (s, 2H), 3,10-3,20 (m, 4M). 13C-NMR (CDCl3): δ 154,1, 148,5, 143,9,
141,7, 137,2, 135,8, 133,9, 131,6, 128,7, 125,5, 119,8, 41,7, 32,9,
32,7, Analyse, berechnet für C14H10Br2ClN:
C, 43,37; H, 2,58; N, 3,61; Br, 41,31; Cl, 9,17; gefunden: C, 43,33;
H, 2,66; N, 3,69; Br, 41,06; Cl, 9,11.
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Beispiel
5 Chirale
Alkylierungsstufe
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Einer
Mischung von Chinin (175,0 g, 539,4 mmol, 2,1 Moläquivalente),
8-Chlor-3,10-dibrom-6,11-dihydro-5H-benzo[5,6]cyclohepta[1,2-b]pyridin-11-yl
(Verbindung V, 100,0 g, 258,1 mmol, 1,0 Moläquivalente, erhalten von Beispiel
4) und 1-(N-[(tert.-Butyloxy)carbonyl]piperidinyl)acetyl-4-mesyloxypiperidin
(X, 125,0 g, 309,0 mmol, 1,2 Moläquivalente)
aus Beispiel 4, suspendiert in einer Mischung von Ethylbenzol (600
ml) und Toluol (400 ml) wurde 2-Isopropylanilin (73,1 ml, 70,8 g,
523,9 mmol, 2,0 Moläquivalente)
zugefügt.
Die resultierende Suspension wurde entgast und drei Mal mit Stickstoff
gespült,
um jeglichen gelösten
Sauerstoff zu entfernen. Während
die Temperatur der Mischung zwischen 15° und 25°C gehalten wurde, wurde eine
Lösung von
Lithiumdiisopropylamid-mono(tetrahydrofuran)-Komplex in entweder
Ethylbenzol, Cyclohexan oder Toluol in einer Konzentration von 1,0
bis 2,2 molar langsam zugefügt,
bis die Reaktionsmischung eine tiefrote Farbe annahm (in der Regel
539,4 mmol, 2,1 Moläquivalente).
Dann wurde Wasser (3,34 ml, 3,3 g, 185,8 mmol, 0,7 Moläquivalente)
zugefügt,
und die Reaktionsmischung wechselte von der tiefroten Farbe zu einer
gelborangen Farbe. Während
die Temperatur der Mischung zwi schen 15° und 25°C gehalten wurde, wurde eine
zweite Portion der Lösung
von Lithiumdiisopropylamid-mono(tetrahydrofuran)-Komplex in entweder Ethylbenzol, Cyclohexan
oder Toluol in einer Konzentration von 1,0 bis 2,2 molar langsam
zugefügt,
bis die Reaktionsmischung wieder eine tiefrote Farbe annahm (in
der Regel 185,8 mmol, 0,7 Moläquivalente).
Die Temperatur der Mischung wurde danach auf zwischen 15° und 40°c eingestellt,
und über
einen Zeitraum von 4 bis 10 Stunden wurde eine dritte Portion der
Lösung
von Lithiumdiisopropylamidmono(tetrahydrofuran)komplex in entweder Ethylbenzol,
Cyclohexanen oder Toluol in einer Konzentration von 1,0 bis 2,5
molar zugefügt
(335,5 mmol, 1,3 Moläquivalente).
Nachdem eine weitere Stunde zwischen 15 und 40°C gerührt wurde, wurde die Mischung zwischen
0 und 10°C
abgekühlt,
durch Zugabe von Wasser (300 ml) gequencht und weitere 4 bis 6 Stunden gerührt, um
das Chinin auszufällen.
Die Phasen wurden nach der Filtration getrennt und die organische
Phase mit Portionen von 2 N HCl gewaschen, bis der pH-Wert unter
2 lag.
-
Während die
Temperatur zwischen 15° und
25°C gehalten
wurde, wurde 6 N HCl (400 ml) zu der resultierenden organischen
Phase gegeben. Nachdem eine bis zwei Stunden gerührt wurde, wurde die Mischung
mit Wasser (300 ml) verdünnt
und zwischen 0° und
10°C gekühlt. Die
Phasen wurden getrennt, und die saure wässrige Phase, die das Produkt
enthielt, wurde zwischen 0° und
10°C gehalten.
Die organische Abfallphase wurde mit wässrigem Natriumbicarbonat neutralisiert
und verworfen.
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In
einem separaten Reaktionsgefäß wurden
frisches Toluol (1000 ml) und wässriges
Natriumhydroxid (450 ml 25.% Gew./Vol. oder 270 ml 40 % Gew./Vol.)
kombiniert. Dann wurde die saure wässrige Produktphase langsam
zugegeben, während
die Temperatur der Mischung zwischen 0° und 30°C gehalten wurde. Nachdem der
pH-Wert der Endmischung überprüft wurde,
um sicherzugehen, dass der pH-Wert über 13 lag, wurde die Mischung
eine weitere Stunde zwischen 20° und
25°C gehalten.
Die Phasen wurden getrennt, und die organische Phase, die nun das
Produkt enthielt, wurde mit verdünnter
Kaliumcarbonatlösung
(500 ml 5 % Gew./Vol.) gewaschen und getrennt. Die organische Phase
wurde unter Vakuum auf ungefähr
500 ml konzentriert. In einem separaten Reaktionsgefäß wurde
N-α-t-Boc-L-Asparagin
(56,0 g, 241,2 mmol, 0,9 Moläquivalente)
in einer Mischung aus Toluol (582 ml) und Methylalkohol (48 ml)
suspendiert. Die Aufschlämmung
wurde auf zwischen 55 und 65°C
erwärmt.
Eine Portion der konzentrierten Produkt- (VI)-lösung (7 bis 20 %) wurde über 30 Minuten
in die warme N-α-t-Boc-L-Asparaginaufschlämmung überführt. In
einem separaten Gefäß wurde
eine Aufschlämmung
einer früheren
Probe des Produkts (VI, N-α-t-Boc-L-Asparagin)
(1,8 g, 2,17 mmol, 0,008 Moläquivalente)
in Toluol (20 ml) hergestellt, danach in die warme N-α-t-Boc-L-Asparaginaufschlämmung überführt. Der
Rest der konzentrierten Produkt- (VI)-lösung (80 bis 93 %) wurde über 2 Stunden
zu der Kristallisationsmischung gegeben, während die Temperatur zwischen
55 und 65°C
gehalten wurde, während
dieser Zeit kristallisierte das Produkt aus der Mischung. Der konzentrierten
Produkt- (VI)-lösung
folgte eine Toluolspülung (50
ml). Die Mischung wurde weitere 30 Minuten auf 55 bis 65°C gehalten,
danach eine Stunde auf zwischen 20° und 25°C abgekühlt. Das Produkt (VI, N-α-t-Boc-L-Asparagin) wurde
durch Filtration isoliert und mit Toluol (600 ml) gewaschen. Typische
Ausbeuten nach dem Trocknen waren 75 bis 82 % mit ee-Werten von
98,0 bis 99,5 % ee. 1H-NMR (400 MHz, CDCl3): δ (ppm)
9,58 (bs, 1H), 8,41 (s, 1H), 7,52 (t, j = 2,8 Hz, 1 H), 7,47 (t,
j = 2,0 Hz, 1H), 7,11 (t, J = 2,6 Hz, 1 H), 6,81 (bs, 1H), 6,30
(bs, 1H), 5,92 (d, J = 6,4 Hz, 1H), 4,86 (dd, J1 =
5,5 Hz, J2 = 10,3 Hz, 1H), 4,53 (m, 1H),
4,18 (m, 1H), 3,80 (t, J = 13,8 Hz, 1H), 3,59 (tt, J1 =
4,6 Hz, J2 = 13,8 Hz, 1H), 3,37 (m, 2H),
3,24 (dt, J1 = 4,2 Hz, J2 = 17,6 Hz, 1H),
2,95 (t, J = 15,8 Hz, 1H), 2,79 (m, 5H), 2,66 (dd, J1 =
4,1 Hz; J2 = 14,7 Hz, 1H), 2,36 (m, 2H), 2,25 (t, J = 6,2 Hz, 2H),
2,07 (bs, 1H), 1,85 (m, 2H), 1,39 (m, 16H)
-
Beispiel
6. Herstellung von I (Rohmaterial):
-
Einer
Mischung von VI N-t-Boc-L-Asparaginsalz (10 g, 12,1 mmol) aus Beispiel
5, NaOCN (1,8 g, 27,7 mmol), Na2CO3 (0,3 g, 2,4 mmol) und Tetrahydrofuran (THF)
(40 ml) wurde bei 20 bis 25°C
Wasser zugefügt. Die
resultierende Suspension wurde 4 Stunden bei 40 bis 50°C gerührt, bis
die Reaktion abgeschlossen war. Der Lösung wurden n-Butanol (n-BuOH)(50
ml) und Wasser (50 ml) zugefügt,
und die Mischung wurde auf 20 bis 25°C abgekühlt. Die Mischung wurde 10
Minuten gerührt.
Die wässrige
Phase wurde abgetrennt und erneut mit n-BuOH (30 ml) extrahiert.
Die kombinierte organische Phase wurde zwei Mal mit Wasser gewaschen.
Die organische Phase wurde bei 40°C
mit Darco behandelt. Die organische Lösung wurde nach der Filtration
unter Vakuum auf 30 ml konzentriert, und es wurde Methyl-t-butylether
(70 ml) zugefügt
und die Mischung zur Kristallisation auf 0 bis 5°C abgekühlt. Der Feststoff wurde durch
Filtration aufgefangen und getrocknet, um 7,3 g Rohmaterial I (95
Ausbeute) zu ergeben. Schmelzpunkt: 222-223 °C.
-
Beispiel
7. Kristallisation von Rohmaterial I:
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In
einen 2 L Kolben, der mit mechanischem Rührer und Kühler ausgestattet war, wurden
50,0 g Rohmaterial I aus Beispiel 6 und 250 ml Tetrahydrofuran eingebracht.
Unter Durchmischen wurden 40 ml Wasser zugefügt. Die Suspension wurde auf
60° bis
65°C erwärmt, bis
eine vollständige
Lösung
erhalten wurde. Die Lösung
wurde bei 50° bis
60°C filtriert
und mit 25 ml Tetrahydrofuran gespült. Es wurden 250 ml Ethylacetat zugefügt, und
die Lösung
wurde unter atmosphärischer
Destillation auf ein Volumen von 250 ml konzentriert. Es wurden
200 ml Ethylacetat zugefügt,
und die Mischung wurde unter atmosphärischer Destillation auf ein Volumen
von 250 ml konzentriert. Die Mischung wurde über einen Zeitraum von einer
Stunde auf 20 bis 25°C erwärmt, danach
eine Stunde bei 20° bis
25°C gerührt. Der
resultierende Feststoff wurde filtriert, mit 25 ml Ethylacetat gewaschen
und in einem Vakuumofen bei 55° bis
65°C getrocknet,
um 48,0 g (96 % Ausbeute, > 99
% chemisch rein und > 98
% ee) Verbindung I zu ergeben. 1H-NMR (CDCl3) δ 8,38
(d, J = 2,2 Hz, 1H), 7,48 (dd, J = 4,8, 2,0 Hz, 1H), 7,43 (d, J
= 2,0 Hz, 1H), 7,08 (d, J = 2,2 Hz, 1H), 4,82, (dd, J = 10,3, 4,2
Hz, 1H), 4, 53, (t, J = 7,4 Hz, 1H), 4,34 (s, 2H), 3,90-3,70 (m,
3H), 3,55 (tt, J = 13,8, 4,3 Hz, 1H), 3,20 (dt, J = 17,6, 4,2 Hz, 1H),
2,95-2,82 (m, 1H), 2,80-2,70 (m, 4H), 2,37-2,30 (m, 2H), 2,20-2,15
(m, 2H), 2,00-1,95 (m, 1H), 1,70 (d, J = 12,8 Hz, 2H), 1,48-1,00
(m, 6H). 13C-NMR (CDCl3 zwei
Rotamere) 169,5, 158,3, 155,1, 155,0, 146,8, 144,1, 144,1, 137,8,
137,7, 136,3, 136,2, 132,4, 130,4, 129,8, 129,7, 126,7, 126,7, 118,8,
58,3, 58,2, 45,4, 45,3, 43,9, 41,4, 41,2, 40,8, 39,0, 38,9, 33,1,
32,7, 32,0, 31,8, 31,4, 31,3, 30,8, 30,6. Analyse berechnet für C27H31Br2ClN4O2: C, 50,76; H,
4,89; N, 8,77, gefunden C, 50,84; H, 4,77; N, 8,73.
-
Vergleichsbeispiel 8
-
Es
wurde das Verfahren von Beispiel 6 von
US 6,307,048 verwendet, außer dass
die Base variiert und während
der enantioselektiven Alkylierungsstufe ein in der folgenden Tabelle
aufgeführte
Amino- oder Ether-Additiv zugefügt
wurde. Einer Mischung von 1,0 Äquivalenten
V, 1,2 Äquivalenten
X, 2,1 Äquivalenten Chinin
und dem in der Tabelle für
Vergleichsbeispiel 8 aufgeführten
organischen Amin- oder Ether-Additiv wurden nacheinander 2,1 Äquivalente
LDA·THF
(1-2 molar in Ethylbenzol), 0,7 Äquivalente
Wasser und 0,7 Äquivalente
LDA·THF
(1-2 molar in Ethylbenzol) zugefügt.
Die Temperatur wurde zwischen 15° und
40°C eingestellt.
Die t-Boc-Verbindung von Formel VI wurde isoliert und der % ee-Wert
gemessen. Die Menge des organischen Additivs wurde von 1 bis 3 Äquivalenten
variiert. Die t-Boc-Schutzgruppe konnte durch Säurehydrolyse mit beispielsweise
20 % H
2SO
4 wie in
Beispiel 6 von
US 6,307,048 beschrieben
ist, entfernt werden, um die freie Base zu bilden, d. h. die Verbindung
der Formel VI, in der R
1 Wasserstoff war.
Die Enantioselektivität
der freien Base VI (in der folgenden Tabelle angegeben) kann ferner
durch Kristallisation des Säureadditionssalzes erhöht werden,
das durch Kontaktieren der freien Base VI mit mindestens einem Äquivalent
einer chiralen Säure
gebildet wird, wie N-α-t-Boc-L-Asparagin
oder N-Acetyl-L-phenylalanin.
Tabelle für Vergleichsbeispiel 8
Versuch | Base | organisches
Amin- oder Ether-Additiv | Menge des
Additivs (Äq.) | ee%3 | Aus-
beute |
1 | LDA1 | keines | 0 | 60-83 | 90% |
2 | LDA | t-BuOMe | 1 | 90 | 95% |
3 | Li
N-Butyl,N-phenylamid | TMEDA2 | 1 | 90 | 88% |
4 | LDA | Isopropylamin | 3 | 89 | 98% |
5 | LDA | 2-Isopropylanilin | 2 | 88 | 97% |
6 | LDA | N-Ethylanilin | 1 | 88 | 98% |
7 | LDA | N-Phenyl,
N-benzylamin /TMEDA | 3:1 | 91 | 93% |
8 | Li
N-Ethyl-phenylamid | N-Phenyl,N-naphthylamin | 1 | 96 | 86% |
-
Anmerkung:
-
- 1. LDA = Lithiumdiisopropylamid
- 2. TMEDA = Tetramethylethylendiamin
- 3. ee%, gemessen mit der freien Base von Formel VI, worin R1 H ist.
-
Beispiel
9 Enantioselektive
Alkylierung mit dem LDA-Mono(tetrahydrofuran)-2-Isopropylanilin-Basenkomplex
-
Herstellung des LDA-MonoTHF/2-Isopropylanilin-Basenkomplexes:
-
Einer
Lösung
von LDA (Lithiumdiisopropylamidmono(tetrahydrofuran)komplex in Toluol
oder Cyclohexanen oder Ethylbenzol in einer Konzentration von 1,0
bis 2,2 Mol) (169 ml in 2 M Konzentration) wurde bei 0° bis 10°C tropfenweise
2-Isopropylanilin (23,4 ml, 180 mmol) zugefügt. Die Temperatur wurde während der
Zugabe auf 20 bis 25°C
kontrolliert. Nachdem die Mischung 10 Minuten lang bewegt worden
war, war sie bereit für
die folgende Alkylierungsreaktion.
-
Alkylierungsreaktion:
-
Zu
einer Mischung von Chinin (42,0 g, 129,5 mmol, 2,1 Moläquivalenten),
8-Chlor-3,10-dibrom-6,11-dihydro-5H-benzo[5,6]cyclohepta[1,2-b]pyridin-11-yl
(V, 24,0 g, 61,9 mmol, 1,0 Moläquivalenten) (Verbindung
V) und 1-{N-[(tert.-Butyloxy)carbonyl]-4-piperidinyl)acetyl-4-mesyloxy-piperidin
(X, 30,0 g, 74,2 mmol, 1,2 Moläquivalenten)
wurden Ethylbenzol (144 ml) und Toluol (96 ml) gegeben. Die resultierende
Suspension wurde entgast und drei Mal mit Stickstoff gespült, um jeglichen
gelösten
Sauerstoff zu entfernen. Während
die Temperatur der Mischung zwischen 15° und 25°C gehalten wurde, wurde eine
oben hergestellte LDA-Lösung
langsam zugegeben, bis die Reaktionsmischung eine tiefrote Farbe
(74 ml, 2,1 Moläquivalente) annahm.
Dann wurde Wasser (0,8 ml, 44,4 mmol, 0,7 Moläquivalente) zugefügt, und
die Reaktionsmischung wechselte von der tiefroten Farbe zu einer
gelborangen Farbe. Während
die Temperatur der Reaktionsmischung wiederum zwischen 15°C und 25°C gehalten
wurde, wurde eine zweite Portion der oben hergestellten LDA-Lösung langsam
zugefügt,
bis die Reaktionsmischung wieder eine tiefrote Farbe annahm (24
ml, 0,7 Moläquivalente).
Die Temperatur der Mischung wurde danach zwischen 15° und 40°C eingestellt,
und über
einen Zeitraum von 2 bis 10 Stunden wurde eine dritte Portion der
oben hergestellten LDA-Lösung zugefügt (46 ml, 1,3
Moläquivalente).
Nachdem eine weitere Stunde zwischen 15 und 40°C gerührt wurde, wurde die Mischung zwischen
0 und 10°C
abgekühlt,
durch Zugabe von Wasser (75 ml) gequencht und weitere 4 bis 6 Stunden gerührt, um
das Chinin auszufällen.
Die Phasen wurden nach der Filtration getrennt und die organische
Phase mit Portionen von 2 N HCl gewaschen, bis der pH-Wert unter
2 lag.
-
Während die
Temperatur zwischen 15° und
25°C gehalten
wurde, wurde 6 N HCl (96 ml) zu der resultierenden organischen Phase
gegeben. Nachdem eine bis zwei Stunden gerührt wurde, wurde die Mischung mit
Wasser (72 ml) verdünnt
und zwischen 0° und
10°C gekühlt. Die
Phasen wurden getrennt, und die saure wässrige Phase, die das Produkt
enthielt, wurde zwischen 0° und
10°C gehalten.
Die organische Abfallphase wurde mit wässrigem Natriumbicarbonat neutralisiert
und verworfen.
-
In
einem separaten Reaktionsgefäß wurden
frisches Toluol (240 ml) und wässriges
Natriumhydroxid (108 ml 25 Gew./Vol. oder 65 ml 40 Gew./Vol.) kombiniert.
Dann wurde die saure wässrige
Produktphase langsam zugegeben, während die Temperatur der Mischung
zwischen 0° und
30°C gehalten
wurde. Nachdem der pH-Wert der Endmischung überprüft wurde, um sicherzugehen,
dass der pH-Wert über
13 lag, wurde die Mischung eine weitere Stunde zwischen 20° und 25°C gehalten.
Die Phasen wurden getrennt, und die organische Phase, die nun das
Produkt enthielt, wurde mit verdünnter
Kaliumcarbonatlösung
(120 ml 5 % Gew./Vol.) gewaschen und getrennt. Die organische Phase
wurde im Vakuum auf ungefähr
120 ml einer konzentrierten Produkt- (VI)-Lösung konzentriert. Eine Probe
der freien Base (VI) wurde aus der konzentrierten Produktlösung isoliert
und getrocknet. Die Selektivität
der freien Base (VI) vor der Salzbildung liegt im Bereich von 84 bis
87 % ee. In einem separaten Reaktionsgefäß wurde N-α-t-Boc-L-Asparagin (13,2 g,
57,9 mmol, 0,9 Moläquivalente)
in einer Mischung aus Toluol (155 ml) und Methylalkohol (8,7 ml)
suspendiert. Die Lösung
wurde zwischen 55 und 65°C
erwärmt.
Eine Portion der konzentrierten Produkt- (VI)-lösung (7 bis 20 %) wurde über 30 Minuten
in die warme N-α-t-Boc-L-Asparaginaufschlämmung überführt. In
einem separaten Gefäß wurde eine
Aufschlämmung
einer früheren
Probe des Produkts (VI, N-α-t-Boc-L-Asparagin)
(0,4 g, 0,5 mmol, 0,008 Moläquivalente)
in Toluol (5 ml) hergestellt, danach in die warme N-α-t-Boc-L-Asparaginaufschlämmung überführt. Der
Rest der konzentrierten Produkt- (VI)-lösung (80 bis 93 %) wurde über 2 Stunden
zu der Kristallisationsmischung gegeben, während die Temperatur zwischen
55 und 65°C
gehalten wurde, während
dieser Zeit kristallisierte das Produkt aus der Mischung. Der konzentrierte
Produkt- (VI)-lösung
folgte eine Toluolspülung (50
ml). Die Mischung wurde weitere 30 Minuten auf 55 bis 65°C gehalten,
danach eine Stunde auf zwischen 20° und 25°C abgekühlt. Das Produkt (VI, N-α-t-Boc-L-Asparagin)
wurde durch Filtration isoliert und mit Toluol (144 ml) gewaschen.
Typische Ausbeuten nach dem Trocknen waren 75 bis 82 %, und die
Selektivitäten
lagen im Bereich von 98,0 bis 99,5 % ee, 1H-NMR
(400 MHz, CDCl3): δ (ppm) 9,58 (1 H, bs); 8,41
(1 H, s); 7,52 (1 H, t, J = 2,8 Hz); 7,47 (1 H, t, J = 2;0 Hz);
7,11 (1 H, t, J = 2,6 Hz); 6,81 (1 H, bs); 6,30 (1 H, bs); 5,92
(1 H, d, J = 6,4 Hz); 4,86 (1, dd, J1 =
5,5 Hz, J2 = 10,3 Hz); 4,-53 (1 H, m); 4,18 (1 H, m); 3,80 (1 H,
t, J = 13,8 Hz); 3,59 (1 H, tt, J1 = 4,6
Hz, J2 = 13,8 Hz); 3,37 (2 H, m); 3,24 (1
H, dt, J1 = 4,2 Hz, J2 =
17,6 Hz); 2,95 (1 H, t, J = 15,8 Hz); 2,79 (5 H, m); 2,66 (1 H,
dd, J1 = 4 1 Hz; J2 =
14,7 Hz); 2,36 (2 H, m); 2,25 (2 H, t, J = 6,2 Hz); 2,07 (1 H, bs);
1,85 (2 H, m); 1,39 (16 H, m).