EP3956282A1 - Verfahren zur herstellung von acylverkappten 3-hydroxycarbonsäuren sowie deren salzen und estern - Google Patents

Verfahren zur herstellung von acylverkappten 3-hydroxycarbonsäuren sowie deren salzen und estern

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Publication number
EP3956282A1
EP3956282A1 EP19731649.0A EP19731649A EP3956282A1 EP 3956282 A1 EP3956282 A1 EP 3956282A1 EP 19731649 A EP19731649 A EP 19731649A EP 3956282 A1 EP3956282 A1 EP 3956282A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radical
acyl
range
general formula
bar
Prior art date
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Pending
Application number
EP19731649.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk LOCHMANN
Sebastian REYER
Michael Stehr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ketolipix Therapeutics GmbH
Original Assignee
IOI Oleo GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by IOI Oleo GmbH filed Critical IOI Oleo GmbH
Publication of EP3956282A1 publication Critical patent/EP3956282A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/66—Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety
    • C07C69/67—Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety of saturated acids
    • C07C69/716—Esters of keto-carboxylic acids or aldehydo-carboxylic acids
    • C07C69/72—Acetoacetic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/66—Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety
    • C07C69/67—Esters of carboxylic acids having esterified carboxylic groups bound to acyclic carbon atoms and having any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, acyloxy, groups, groups, or in the acid moiety of saturated acids
    • C07C69/716—Esters of keto-carboxylic acids or aldehydo-carboxylic acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00—Drugs for disorders of the metabolism
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/02—Preparation of carboxylic acid esters by interreacting ester groups, i.e. transesterification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14—Hydrolases (3)
    • C12N9/16—Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
    • C12N9/18—Carboxylic ester hydrolases (3.1.1)
    • C12N9/20—Triglyceride splitting, e.g. by means of lipase
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/62—Carboxylic acid esters

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of optionally functionalized acyl-capped or acyl-blocked 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters as well as the reaction products obtainable or prepared in this way (ie optionally functionalized acyl-capped or acyl-blocked 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters) and their use, in particular in pharmaceutical compositions such as medicaments or medicaments, or in food and / or food products, and their further applications or uses.
  • the present invention further relates to pharmaceutical compositions, in particular medicaments or medicaments, which comprise the reaction products obtainable or produced by the production process according to the invention (i.e. optionally functionalized acyl-capped or acyl-blocked 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters), and their applications or uses.
  • pharmaceutical compositions in particular medicaments or medicaments, which comprise the reaction products obtainable or produced by the production process according to the invention (i.e. optionally functionalized acyl-capped or acyl-blocked 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters), and their applications or uses.
  • the present invention relates to food and / or
  • Food products in particular food supplements, functional food, novel food, food additives, food additives, dietetic foods, power snacks, appetite suppressants and strength and / or endurance sports supplements, which contain the reaction products (ie optionally functionalized acyl-capped or acyl-blocked 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters) as well as their applications or uses.
  • reaction products ie optionally functionalized acyl-capped or acyl-blocked 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters
  • the reaction products ie optionally functionalized acyl-capped or acyl-blocked 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters
  • ketone bodies also referred to synonymously as ketone bodies or also referred to as "ketone bodies”
  • ketone body is a collective term for three compounds that are mainly formed in catabolic metabolic situations (such as hunger, a reduction diet or a low-carbohydrate diet) and which may lead to ketosis.
  • keto body includes, in particular, the three compounds acetoacetate (synonymously also called acetacetate or 3-oxobutyrate) and acetone and 3-hydroxybutyric acid (hereinafter also referred to synonymously as beta-hydroxybutyric acid or BHB or 3-BHB) or their salt (ie 3-hydroxybutyrate or beta-hydroxybutyrate), the latter compound being the most important of the three aforementioned compounds.
  • 3-Hydroxybutyric acid or its salt occurs physiologically as (R) -enantiomer, ie as (R) -3-hydroxybutyric acid (also called (3R) -3-hydroxybutyric acid synonymously in order to emphasize the center of chirality in the 3-position) or its Salt.
  • keto bodies are also made available in large numbers during fasting or starvation, physiologically from lipids stored in the body through lipolysis and almost completely replace the energy carrier glucose.
  • acetyl-CoA acetyl-CoA
  • the brain and muscles first have to adapt by expressing enzymes which are required to convert keto bodies back into acetyl-coenzyme A.
  • the keto bodies make a significant contribution to energy production. For example, after a while, the brain is able to get by on only a third of the daily amount of glucose.
  • acetyl-coenzyme A the normal intermediate product of fatty acid breakdown, whereby the acetoacetyl-coenzyme A is initially formed with the help of the acetyl-coenzyme A-acetyl transferase, which is formed using a Another acetyl-coenzyme A unit and the enzyme FIMG-CoA synthase is extended to the intermediate 3-Flydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA (HMG-CoA), with the HMG-CoA lyase finally splitting off the acetoacetate.
  • HMG-CoA 3-Flydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA
  • HMG-CoA is also an end product from the breakdown of the amino acid leucine, while acetoacetate is formed from the breakdown of the amino acids phenylalanine and tyrosine.
  • Acetoacetate turns into acetone through spontaneous decarboxylation; it is occasionally noticeable in the breath of diabetics and dieters. It can no longer be used by the body. The proportion of acetone in the keto bodies is, however, low.
  • Acetoacetate is thus reductively converted into the physiologically relevant form of 3-hydroxybutyric acid or 3-hydroxybutyrate, but can also break down into the physiologically unusable acetone with the release of carbon dioxide, which is the case in severe ketosis or ketoacidosis (e.g. in diabetes mellitus type 1 -patients without insulin substitution), can be detected in the urine and in the exhaled air and is olfactory perceptible.
  • 3-Hydroxybutyric acid is currently used in the field of strength sports as a sodium, magnesium or calcium salt and is marketed.
  • 3-hydroxybutyric acid is not known to humans in evolutionary terms, or only in very small quantities, since plants do not produce 3-hydroxybutyric acid and 3-hydroxybutyric acid in the animal organism only occurs in dead emaciated animals in ketosis, so that 3-hydroxybutyric acid is administered orally Nausea.
  • 3-Hydroxybutyric acid in the form of the free acid and its salts also taste strongly bitter and can cause severe vomiting and nausea.
  • MCTs medium-chain triglycerides
  • caproic, caprylic and capric acids i.e., saturated linear Ce, Cs and Cio fatty acids
  • 3-hydroxybutyric acid and acetoacetate as physiological precursors of 3-hydroxybutyric acid represent a more effective pharmaceutical-pharmacological target molecule which, according to the findings of the prior art, is principally used for the therapy of a large number of diseases could be used, but cannot be used there due to its lack of physiological compatibility (e.g. in diseases associated with a disorder of the energy metabolism, in particular keto body metabolism, or neurodegenerative diseases such as dementia, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, etc., lipid metabolic diseases, etc. .).
  • the problem on which the present invention is based therefore lies in providing an efficient production process for physiologically suitable or physiologically compatible precursors and / or metabolites of 3-hydroxybutyric acid (ie beta-hydroxybutyric acid or BHB or 3-BHB) or their salts.
  • 3-hydroxybutyric acid ie beta-hydroxybutyric acid or BHB or 3-BHB
  • Such a method should in particular make the BHB precursors and / or BHB metabolites in question accessible in an efficient manner, in particular also in larger quantities and without significant quantities of toxic by-products.
  • the present invention therefore proposes - according to a first aspect of the present invention - a process for the production of optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid (beta-hydroxybutyric acid, BHB or 3-BHB) or salts thereof or Esters according to claim 1; further, in particular special and / or advantageous configurations of the method according to the invention are the subject matter of the related method subclaims.
  • the present invention further relates - according to a second aspect of the present invention - to a reaction product obtainable by the method according to the invention according to the relevant independent claim (claim 23) or an optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid (beta-hydroxybutyric acid, BHB or 3-BHB) or the salt or ester thereof according to the relevant claims (claims 29 to 31) or a mixture obtainable in this regard of at least two, in particular at least three optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids (beta-hydroxy butte r- acids, BHB or 3-BHB) or their salts or esters according to the related claims (claims 32 and 33); further, in particular special and / or advantageous embodiments of this aspect of the invention are the subject of the related subclaims.
  • the present invention relates - according to a third aspect of the present invention - to a pharmaceutical composition, in particular a medicament or medicament, according to the relevant independent claim (claim 34); further, in particular special and / or advantageous configurations of this aspect of the invention are the subject of the relevant sub-claim.
  • the present invention relates - according to a fourth aspect of the present invention - to a reaction product according to the invention or an optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid (beta-hydroxybutyric acid, BHB or 3-BHB) or its salt or ester or an inventive mixture of at least two, in particular at least three optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids (beta-hydroxybutyric acids, BHB or 3-BHB) or their salts or esters for prophylactic and / or therapeutic treatment or for use in the prophylactic and / or therapeutic treatment of diseases of the human or animal body according to the relevant independent claim (claim 36).
  • the present invention further relates - according to a fifth aspect of the present invention - to the use of a reaction product according to the invention or an optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid (beta-hydroxybutyric acid, BHB or 3-BHB) ) or their salt or ester or a mixture according to the invention of at least two, in particular at least three optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids (beta-hydroxybutyric acids, BHB or 3-BHB) or their salts or esters for prophylactic and / or therapeutic treatment or for the production of a medicament for the prophylactic and / or therapeutic treatment of diseases of the human or animal body according to the relevant independent claim (claim 37).
  • the present invention relates - according to a sixth aspect of the present invention - the use of a reaction product according to the invention or an optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid (beta-hydroxybutyric acid, BHB or 3-BHB) or their salt or ester or a mixture according to the invention of at least two, in particular at least three optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids (beta-hydroxybutyric acids, BHB or 3-BHB) or their salts or esters according to the relevant independent claim (Claim 38).
  • the present invention further relates - according to one aspect of the present invention - to a food and / or food product according to the related independent claim (claim 39); further, in particular special and / or advantageous embodiments of the food and / or food product according to the invention are the subject of the relevant sub-claim.
  • the present invention relates to the use of a reaction product according to the invention or an optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid (beta-hydroxybutyric acid, BHB or 3-BHB) or its salt or ester or a mixture according to the invention of at least two, in particular at least three optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids (beta-hydroxybutyric acids, BHB or 3-BHB) or their salts or esters in a food and / or food product according to the relevant independent claim (claim 41); further, in particular special and / or advantageous embodiments of the use according to the invention are the subject of the relevant sub-claim.
  • the radical R 1 is hydrogen or a Ci-C4-alkyl, in particular a Ci-C4-alkyl, preferably methyl or ethyl, particularly preferably ethyl,
  • radical R 2 is a Ci-C4-alkyl, in particular methyl or ethyl, preferably ethyl,
  • R represents an organyl radical (alkyl, aryl or a heteroaromatic group, etc.) or a hydrogen atom .
  • the acyl group is formally derived from carboxylic acids, aldehydes and
  • Carboxylic acid chlorides in which an OH group, a hydrogen atom or a chloride has been substituted by a radical R.
  • Acylation refers to the introduction of such an acyl group.
  • the production of such compounds by means of conventional organic synthesis is complex and expensive, since 3-hydroxybutyric acid has an increased tendency to polymerize and other undesirable side reactions (e.g. elimination of water, decomposition, etc.).
  • acyl-capped 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters can be broken down physiologically, in particular in the stomach and / or in the intestine, and the target molecule "3-hydroxybutyric acid” or its salts (and also acetoacetate, which in turn continues to physiologically 3-hydroxybutyric acid can be converted or reduced) as an active ingredient or active component release or generate.
  • acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters also have an acceptable taste in order to ensure compatibility even with oral administration of larger amounts over a longer period of time (e.g. administration of 50 g Daily dose or more).
  • the optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid or its salts or esters according to the invention are not only themselves efficient precursors or metabolites of free hydroxybutyric acid or its salts, but also as starting materials for the synthesis further precursors or metabolites of free hydroxybutyric acid or its salts (e.g. glycerides) can be used.
  • the production process according to the invention makes it possible to provide the acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters free from toxic impurities.
  • the optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid is converted into the keto compounds 3-hydroxybutyric acid and 3-oxobutyrate (acetoacetate or acetoacetate), which are further reduced by the body to 3-hydroxybutyrate can, split. Due to the presence of both 3-oxobutyrate residues and 3-hydroxybutyrate residues or 3-hydroxybutyric acid, the availability or release of the active ingredient 3-hydroxybutyric acid is different at a different rate. The reaction product according to the invention consequently has a retard effect. Overall, the optionally functionalized acyl-blocked (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid according to the invention thus has two keto bodies with different rates of degradation.
  • double capping ie formation of a 3-BHB dimer, which is then capped by a keto compound according to the invention
  • double capping ie formation of a 3-BHB dimer, which is then capped by a keto compound according to the invention
  • production can also be carried out enantioselectively.
  • the production method according to the invention enables the biologically relevant form, i. H. Enriching or maintaining the (R) -enantiomer in order not to burden the renal system of patients (i.e. elimination via the kidneys) when administered orally.
  • the biologically relevant form i. H. Enriching or maintaining the (R) -enantiomer in order not to burden the renal system of patients (i.e. elimination via the kidneys) when administered orally.
  • production method according to the invention including optional further processing or purification method steps, can be operated economically or economically and can also be implemented on an industrial scale.
  • the production process according to the invention uses commercially available starting materials and, in addition, enables the process to be carried out relatively simply, even with large-scale implementation.
  • the starting materials used are still themselves physiologically compatible and even pharmaceutically effective, so that any starting materials still present can remain in the reaction product and no or hardly any purification process steps are necessary.
  • the production process according to the invention manages without complex starting materials and only takes place in one stage. Nevertheless, excellent yields are achieved within the scope of the production process according to the invention, the formation of by-products being minimized or avoided in the same way.
  • the method according to the invention is simple and economical.
  • the process according to the invention is usually carried out in the absence of solvents and / or without any solvent (ie as a reaction in bulk or as a reaction in substance or as a so-called bulk reaction), consequently the reaction products obtained are not contaminated with solvent and must no solvent is removed and disposed of or recycled in a costly and energy-intensive manner after the process or the reaction has been carried out.
  • no toxic by-products are formed.
  • the production process according to the invention of acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid is illustrated in the following general reaction scheme (where the radicals R 1 and R 2 have the meaning given above and "Kat" denotes a catalyst):
  • the compound of the general formula (I) can be used either in racemic form or in the form of the (R) -enantiomer.
  • the (R) configuration refers to the chiral carbon atom in the 3-position of the compound of the general formula (I).
  • the compound of the general formula (I) can be an ester (ie in the above general formula (I) the radical R 1 represents a Ci-C4-alkyl or the radical R 1 does not represent hydrogen).
  • the radical R 1 in the above general formula (I) is ethyl.
  • the compound of the general formula (I) used can be ethyl 3-flyroxybutyrate (ethyl 3-hydroxybutyrate) of the formula CFI3 - CFI (OFI) - CFI2 - C (0) 0C 2 Fl 5 .
  • the radical R 2 in the above general formula (II) is ethyl.
  • the compound of the general formula (II) used is ethyl 3-oxobutyrate (ethyl 3-oxobutyrate) of the formula CFI3 - C (O) - CFI2 - C (0) OC2F15.
  • the present invention relates to a process for the preparation of acyl-capped (acyl-blocked) 3-flydroxybutyric acid (beta-flydroxybutyric acid, BFIB or 3-BFIB) or its salt or ester, in particular as defined above,
  • both the ethyl 3-flyroxybutyrate and the ethyl 3-oxobutyrate are commercially available in larger quantities and, moreover, can be converted in an economically efficient manner.
  • the ethyl 3-flydroxybutyrate is economically more efficient than the free acid (i.e., 3-flydroxybutyric acid).
  • the starting compounds i.e. the ethyl 3-oxobutyrate and ethyl 3-oxobutyrate
  • the reaction is carried out in the absence of solvents and / or without any solvent.
  • the reaction is therefore carried out as a reaction in bulk or as a reaction in substance or as a so-called bulk reaction.
  • This has the advantage that the reaction products obtained are not contaminated with solvents and no solvent has to be removed and disposed of or recycled in a costly and energy-intensive manner after the process or the reaction has been carried out.
  • the process or the reaction nevertheless proceeds with high conversions and yields and at least essentially without significant by-products.
  • the reaction can be carried out in the presence of a catalyst, in particular an enzyme and / or a metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst, preferably in the presence of an enzyme.
  • a catalyst in particular an enzyme and / or a metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst, preferably in the presence of an enzyme.
  • the reaction can be carried out in the presence of an enzyme as a catalyst.
  • the enzyme can in particular be selected from synthetases (ligases), catalases, esterases, lipases and combinations thereof.
  • enzymes from the class of ligases are referred to as synthetases (ligases);
  • Ligases are enzymes that catalyze the linking of two or more molecules through a covalent bond.
  • Catalases in the context of the present invention are, in particular, enzymes which are able to convert hydrogen peroxide into oxygen and hydrogen.
  • esterases denotes in particular enzymes which are able to hydrolytically split esters into alcohol and acid (saponification); they are therefore in particular hydrolases, fat-splitting esterases also being referred to as lipases.
  • lipases are in particular enzymes which are able to split off free fatty acids from lipids, such as glycerides (lipolysis).
  • the enzyme used as a catalyst can be derived in particular from Candida antarctica, Mucor miehei (Rhizomucor miehei), Thermomyces lanuginosus, Candida rugosa, Aspergillus oryzae, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas fluorescens, Rhizopus delemar and Pseudomonas sp. and combinations thereof, preferably of Candida antarctica, Mucor miehei (Rhizomucor miehei) and Thermomyces lanuginosus.
  • the enzyme can be used in immobilized form, in particular immobilized on a carrier, preferably on a polymeric carrier, preferably on a polymeric organic carrier, particularly preferably with hydrophobic properties, very particularly preferably on a poly (meth) acrylic resin-based carrier .
  • a catalyst in general, it is preferred, in the case of using an enzyme as a catalyst, to recycle the enzyme after the reaction.
  • the reaction in the production process according to the invention is carried out in the presence of an enzyme as a catalyst, it is preferred if the reaction is carried out at temperatures in the range from 10 ° C. to 80 ° C., in particular in the range from 20 ° C. to 80 ° C., preferably in the range from 25 ° C to 75 ° C, particularly preferably in the range from 45 ° C to 75 ° C, very particularly preferably in the range from 50 ° C to 70 ° C.
  • the amount of enzyme used can vary within wide ranges.
  • the enzyme can be used in amounts, based on the total amount of the starting compounds (I) and (II), in the range from 0.001% by weight to 20% by weight, in particular in the range from 0.01% by weight to 15% by weight %, preferably in the range from 0.1% by weight to 15% by weight, preferably in the range from 0.5% by weight to 10% by weight, are used. Nevertheless, depending on the individual case or application, it may be necessary to deviate from the aforementioned quantities without departing from the scope of the present invention.
  • the pressure range can also vary within wide ranges.
  • the reaction can be carried out in the presence of a metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst.
  • the catalyst can in particular be selected from (i) basic catalysts, in particular alkali metal or alkaline earth metal hydroxides and alkali metal or alkaline earth metal alcoholates , such as NaOH, KOH, LiOH, Ca (OH) 2, NaOMe, KOMe and Na (OBu-tert.), (ii) acidic catalysts, especially mineral acids, and organic acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, sulfonic acids, Methanesulfonic acid, para-toluenesulfonic acid and carboxylic acids, (iii) Lewis acids, in particular Lewis acids based on titanium, tin, zinc and aluminum
  • an alkali metal or alkaline earth metal alcoholate can in particular be used as the catalyst.
  • the catalyst based on the metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst is recycled after the reaction.
  • the temperatures can be varied within wide ranges.
  • the catalyst ie the metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst
  • the catalyst based on a metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst can be used in Amounts, based on the total amount of the starting compounds (I) and (II), in the range from 0.01% by weight to 30% by weight, in particular in the range from 0.05% by weight to 15% by weight , preferably in the range from 0.1% by weight to 15% by weight, preferably in the range from 0.2% by weight to 10% by weight.
  • the pressure range can likewise vary within wide ranges: in particular, the reaction can take place in the presence of a metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst Catalyst at a pressure in the range from 0.0001 bar to 10 bar, in particular in the range from 0.001 bar to 5 bar, preferably in the range from 0.01 bar to 2 bar, particularly preferably in the range from 0.05 bar to 1 bar, especially at about 1 bar.
  • byproduct formation in particular the formation of dimeric 3-hydroxybutyric acid and its acyl-capped derivatives, is counteracted in an efficient manner.
  • reaction product obtained can be subjected to further customary or known purification or work-up steps.
  • reaction of the at least one compound of the general formula (I) with at least one compound of the general formula (II) can be followed by purification, in particular by means of distillation and / or chromatography, preferably by means of distillation.
  • Formula (IV) are separated off, in particular are distilled off.
  • any starting materials still present in particular starting materials of the general formulas (I) and (II), can be recycled after they have been separated off.
  • the procedure can in particular be such that, after the reaction has taken place, the reaction product (III) is at least partially, preferably completely, functionalized on its radical R 1 , preferably by esterification or transesterification.
  • reaction can be followed by a partial, in particular complete, functionalization of the reaction product (III) at its radical R 1 , preferably by esterification or transesterification.
  • Carboxylic acid is present. This carboxylic acid is reacted with an alcohol during the esterification, so that an ester is formed with elimination of water. If, however, the radical R 1 in the reaction product (III) is a Ci-C 4 -alkyl, transesterification takes place. In a transesterification, one ester is converted into another. The alcohol residue of an ester (ie in this case containing the Ci-C 4 -alkyl residue) is replaced by another alcohol residue.
  • Reaction product (III) is reacted with at least one fatty alcohol (V), preferably selected from C 6 -C 30 fatty alcohols, preferably Cio-C 3 o-fatty alcohols, in particular Cio-C 24 fatty alcohols.
  • V fatty alcohol
  • the fatty alcohol (V) corresponds to the general formula (V)
  • radical R 4 is a linear or branched, saturated or mono- or polyunsaturated aliphatic C 6 -C 3 o-alkyl radical, preferably C 10 -C 30 -alkyl radical, preferably Cio-C 24 -alkyl radical, in particular where the
  • Hydroxyl function is primary and / or terminal.
  • the radical R 4 is a linear, saturated or mono- or polyunsaturated aliphatic Cio-C24-alkyl radical, in particular where the hydroxyl function (OH function) is primary and / or terminal.
  • R 4 radical is a 1 -decanyl radical, a 1 -dodecanyl radical (lauryl radical), a 1-tetradecanyl radical (myristyl radical), a
  • 1-hexadecanyl radical cetyl radical
  • 1-heptadecanyl radical margaryl radical
  • a 1-hexadecanyl radical cetyl radical
  • a 1-heptadecanyl radical margaryl radical
  • 1-octadecanyl radical (stearyl radical), a 1-eicosanyl radical (arachidyl radical), a 1-docosanyl radical (behenyl radical), a 1-tetracosanyl radical (ligoceryl radical), a
  • 1-tricontanyl radical (melissyl radical), a cis-9-hexadecen-1 -yl radical (palmitoleyl radical), a cis-9-octadecen-1 -yl radical (oleyl radical), a trans-9-octadecen-1 -yl radical (elaidyl radical), a c / s-11-octadecen-1 -yl radical, a cis, cis-9,12-octadecadien-1 -yl radical (linoleyl radical) or a 6,9,12-octadecatrien-1 -yl radical
  • g-linolenyl radical preferably a cis-9-octadecen-1 -yl radical (oleyl radical).
  • the fatty alcohol (V) is selected from linear or branched, saturated or mono- or polyunsaturated aliphatic
  • the C6-C30 fatty alcohols preferably Cio-C3o fatty alcohols, in particular C10-C24 fatty alcohols, preferably with a primary and / or terminal flydroxyl function (OFI function).
  • the fatty alcohol (V) which can be used in the process according to the invention can be selected from linear, saturated or mono- or polyunsaturated, aliphatic monohydric and preferably primary C6-C30 fatty alcohols, preferably linear, saturated or mono- or polyunsaturated, aliphatic monohydric alcohols and preferably primary C10-C30 fatty alcohols, in particular linear, saturated or mono- or polyunsaturated, aliphatic monohydric and preferably primary C10-C24 fatty alcohols.
  • the fatty alcohol (V) can be selected from the group of 1-decanol,
  • 1 -dodecanol (lauryl alcohol), 1-tetradecanol (myristyl alcohol), 1-hexadecanol (cetyl alcohol), 1 -leptadecanol (margaryl alcohol), 1-octadecanol (stearyl alcohol), 1 -eicosanol (arachidyl alcohol), 1 -docosanol (behenyl alcohol), 1-tetracosanol (ligoceryl alcohol), 1-hexacosanol (ceryl alcohol), 1-octacosanol (montanyl alcohol), 1-tricontanol (melissyl alcohol), cis- 9-hexadecene-1 - ol (palmitoleyl alcohol), cis- 9-octadecen-1 -ol (oleyl alcohol), trans- 9-octadecen-1 -ol (elaidyl alcohol), c / s-1 1-oc
  • 6,9,12-octadecatrien-1-ol g-linolenyl alcohol
  • mixtures thereof preferably cis-9-octadecen-1-ol (oleyl alcohol).
  • the abovementioned fatty alcohols (V) are commercially available chemical products or easily accessible elsewhere.
  • reaction product (III) at its R 1 radical it is particularly preferred if the functionalization is carried out in the absence of solvents and / or without any solvent becomes.
  • This has the advantage that the reaction products obtained are not contaminated with solvents and no solvent has to be removed and disposed of or recycled in a costly and energy-intensive manner after the process or the reaction has been carried out.
  • the process or the reaction nevertheless proceeds with high conversions and yields and at least essentially without any significant formation of by-products.
  • the functionalization is carried out in the presence of a catalyst, in particular an enzyme and / or a metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst, preferably in the presence of an enzyme.
  • a catalyst in particular an enzyme and / or a metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst, preferably in the presence of an enzyme.
  • the catalyst is recycled after the functionalization.
  • the enzyme can be selected from synthetases (ligases), catalases, esterases, lipases and combinations thereof.
  • the enzyme used as a catalyst can be derived in particular from Candida antarctica, Mucor miehei (Rhizomucor miehei), Thermomyces lanuginosus, Candida rugosa, Aspergillus oryzae, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas fluorescens, Rhizopus delemar and Pseudomonas sp. and combinations thereof, preferably of Candida antarctica, Mucor miehei (Rhizomucor miehei) and Thermomyces lanuginosus.
  • the enzyme can be used in immobilized form, in particular immobilized on a carrier, preferably on a polymeric carrier, preferably on a polymeric organic carrier, particularly preferably with hydrophobic properties, very particularly preferably on a poly (meth) acrylic resin-based carrier .
  • the functionalization is carried out in the presence of an enzyme as a catalyst at temperatures in the range from 10 ° C to 80 ° C, in particular in the range from 20 ° C to 80 ° C, preferably in the range from 25 ° C to 75 ° C , particularly preferably in the range from 45 ° C. to 75 ° C., very particularly preferably in the range from 50 ° C. to 70 ° C.
  • the functionalization is carried out in the context of the production process according to the invention in the presence of an enzyme as a catalyst, it is preferred if the enzyme in amounts, based on the total amount of compounds (III) and (V), in the range from 0.001% by weight to 20% by weight, in particular in the range from 0.01% by weight to 15% by weight, preferably in the range from 0.1% by weight to 15% by weight, preferably in the range from 0.5% by weight .-% to 10 wt .-%, is used.
  • the pressure range can also vary within wide ranges.
  • the functionalization in the case of functionalization in the presence of an enzyme as a catalyst, can be carried out at a pressure in the range from 0.0001 bar to 10 bar, in particular in the range from 0.001 bar to 5 bar, preferably in the range from 0.01 bar to 2 bar, particularly preferably in the range from 0.05 bar to 1 bar, very particularly at about 1 bar.
  • the functionalization can be carried out in the presence of a metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst.
  • the catalyst in the context of the functionalization can be selected from (i) basic catalysts, in particular alkali or alkaline earth hydroxides and alkali or alkaline earth alcoholates, such as NaOH, KOH, LiOH, Ca (OH) 2 , NaOMe, KOMe and Na (OBu-tert.), (ii) acid catalysts, especially mineral acids, and organic acids, such as sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, nitric acid, sulfonic acids, methanesulfonic acid, para-toluenesulfonic acid and carboxylic acids, (iii) Lewis acids, especially Lewis - Acids based on titanium, tin, zinc and aluminum compounds, such as titanium tetrabutylate, tin acids, zinc acetate, aluminum trichloride and aluminum triisopropyl and (iv) heterogeneous catalysts, in particular based on mineral silicates, germanates, carbonates and aluminum
  • an alkali or alkaline earth metal alcoholate can be used as the catalyst.
  • the catalyst is particularly preferred if the catalyst is recycled after the functionalization.
  • the functionalization in the presence of a metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst at temperatures in the range from 20 ° C to 150 ° C, in particular in the range from 50 ° C to 140 ° C, preferably in the range from 70 ° C to 130 ° C, particularly preferably in the range from 80 ° C to 125 ° C, very particularly preferably in the range from 100 ° C to 120 ° C.
  • the functionalization is carried out in the context of the production process according to the invention in the presence of a metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst, it is preferred if the catalyst in amounts based on the total amount of the compounds (III) and (V) in Range from 0.01 wt% to 30 wt%, especially in the range of
  • 0.05 wt% to 15 wt% preferably in the range from 0.1 wt% to 15 wt%, preferably in the range from 0.2 wt% to 10 wt%, is used.
  • the pressure range can also vary within wide ranges.
  • the pressure range can also vary within wide ranges.
  • the pressure range in the case of functionalization in the presence of a metal-containing and / or metal-based, acidic or basic catalyst at a pressure in the range from 0.0001 bar to 10 bar, in particular in the range from 0.001 bar to 5 bar, preferably in the range from 0.01 bar to 2 bar, particularly preferably in the range from 0.05 bar to 1 bar, very particularly at about 1 bar.
  • the radical R 1 is hydrogen or a Ci-C 4 alkyl, in particular a Ci-C 4 alkyl, preferably methyl or ethyl, particularly preferably ethyl.
  • the compound according to the general formula (VI) is withdrawn from the functionalization, in particular continuously withdrawn, in particular by means of preferably continuous distillative removal. In this way, the reaction equilibrium is efficiently shifted to the side of the reaction products (ie functionalization products). Also in this way the radical R 1 is hydrogen or a Ci-C 4 alkyl, in particular a Ci-C 4 alkyl, preferably methyl or ethyl, particularly preferably ethyl.
  • the compound according to the general formula (VI) is withdrawn from the functionalization, in particular continuously withdrawn, in particular by means of preferably continuous distillative removal. In this way, the reaction equilibrium is efficiently shifted to the side of the reaction products (ie functionalization products). Also in this way the radical R 1 is hydrogen or a Ci-C 4 alkyl, in particular a Ci
  • one or more optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids and / or their salts and / or esters of the general formula (IIG) are used as the reaction product
  • radical R 3 represents a radical CH3 - C (O) - CFI2 - C (O) - and the radical R 5 represents a radical R 1 , as defined above, or a
  • R 4 is as previously defined. According to a particular embodiment of the present invention, one or more acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids and / or their salts and / or esters of the general formula (III) are used as the reaction product
  • radical R 1 is hydrogen or a Ci-C4-alkyl, in particular a Ci-C4-alkyl, preferably methyl or ethyl, particularly preferably ethyl
  • radical R 3 is a radical CFI 3 -C (O) - CFI 2 - C (O) - represents.
  • one or more functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-flyroxybutyric acids and / or their salts and / or esters of the general formula (III ") are used as the reaction product in the context of the preparation process according to the invention.
  • radical R 3 represents a radical CFI 3 - C (O) - CFI 2 - C (O) - and the radical R 4 represents a linear or branched, saturated or mono- or polyunsaturated aliphatic C 6 -C 3 o-alkyl radical, preferably Cio-C 3 o-alkyl radical, preferably Cio-C 2 4-alkyl radical.
  • a further subject - according to a second aspect of the present invention - is the reaction product obtainable by the process according to the invention (i.e. a (chemical) product or product mixture).
  • reaction product i.e. a (chemical) product or product mixture
  • acyl-capped (acyl-blocked) 3-flydroxy butyric acids and / or their salts and / or esters of the general formula (IIG)
  • radical R 3 represents a radical CH 3 - C (O) - CH 2 - C (O) - and
  • the radical R 5 is a radical R 1 , where the radical R 1 is hydrogen or a Ci-C 4 -alkyl, in particular a Ci-C 4 -alkyl, preferably methyl or ethyl, particularly preferably ethyl, or a radical R 4 , where the radical R 4 represents a linear or branched, saturated or mono- or polyunsaturated aliphatic C 6 -C 3 o-alkyl radical, preferably Cio-C 3 o -alkyl radical, preferably Cio-C 24 -alkyl radical.
  • the reaction product can contain one or more acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids and / or their salts and / or esters of the general formula (III)
  • radical R 1 is hydrogen or a Ci-C 4 alkyl, in particular a Ci-C 4 alkyl, preferably methyl or ethyl, particularly preferably ethyl
  • radical R 3 is a radical CFI 3 - represents C (O) - CFI 2 - C (O) -.
  • reaction product can be one or more functionalized acyl-capped
  • the radical R 3 represents a radical CFI 3 - C (O) - CFI 2 - C (O) - and the radical R 4 represents a linear or branched, saturated or mono- or polyunsaturated aliphatic C 6 -C 3 o-alkyl radical, preferably Cio-C 3 o-alkyl radical, preferably Cio-C 24 -alkyl radical.
  • the reaction product can in particular be a mixture of at least two different, optionally functionalized, acyl-capped (acyl-blocked) 3-Flydroxybutyric acids, in particular as defined above.
  • the reaction product can in particular comprise a mixture of at least three different, optionally functionalized, acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids, in particular as defined above.
  • the present invention also relates to an optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid and / or its salt and / or ester of the general formula (IIG)
  • radical R 3 represents a radical CFI 3 - C (O) - CFI 2 - C (O) - and
  • the radical R 5 is a radical R 1 , where the radical R 1 is hydrogen or a Ci-C 4 alkyl, in particular a Ci-C 4 alkyl, preferably methyl or ethyl, particularly preferably ethyl, or a radical R 4 , where the radical R 4 represents a linear or branched, saturated or mono- or polyunsaturated aliphatic C 6 -C 3 o-alkyl radical, preferably Cio-C 3 o -alkyl radical, preferably Cio-C 24 -alkyl radical.
  • the present invention also relates to an acyl-capped (acyl-blocked) 3-flydroxybutyric acid and / or its salt and / or ester, in particular as described above,
  • the radical R 1 is hydrogen or a Ci-C 4 alkyl, in particular a Ci-C 4 alkyl, preferably methyl or ethyl, particularly preferably ethyl
  • the radical R 3 is a radical CFI 3 - represents C (O) - CFI 2 -C (O) -.
  • the present invention again further provides a functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid and / or its salt and / or ester, in particular as defined above,
  • radical R 3 is a radical CH 3 - C (O) - CH 2 - C (O) - and the radical R 4 is a linear or branched, saturated or mono- or polyunsaturated aliphatic C 6 -C 3 o-alkyl radical, preferably Cio-C 3 o-alkyl radical, preferably Cio-C 2 4-alkyl radical.
  • Another object of the present invention according to this aspect of the invention is a mixture which comprises at least two different, optionally functionalized, acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids and / or their salts and / or esters, as defined above.
  • the present invention in turn further provides a mixture according to this aspect of the invention which comprises at least three different, optionally functionalized, acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids and / or their salts and / or esters, as defined above.
  • reaction product obtainable by the process according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or the acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid obtainable or optionally functionalized according to the invention by the production process according to the invention, as defined above and / or the obtainable or according to the invention according to the production process .
  • the delayed release of the physiologically active substance in the gastrointestinal tract is advantageous in the medical field, since the active substance 3-hydroxybutyric acid can thus be made available over a longer period of time, thus enabling ketosis therapy.
  • the reaction product obtainable by the process according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or the optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid obtainable by the production process according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or according to the invention are suitable Mixtures according to the invention obtainable or according to the invention, as defined above, as effective precursors or metabolites which physiologically enable direct or indirect access to 3-hydroxybutyric acid or its salts and to acetoacetate (and thus physiologically in turn to 3-hydroxybutyric acid or its salts) , especially in the physiological metabolism of the human or animal body.
  • the reaction product obtainable by the process according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or the acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid obtainable or optionally functionalized according to the invention according to the production process, as defined above, and / or that according to the production method according to the invention obtainable or inventive mixture, as defined above, split into the keto compounds 3-hydroxybutyric acid and 3-oxobutyrate (acetoacetate or acetoacetate), which can be further reduced by the body to 3-hydroxybutyrate.
  • the reaction product according to the invention consequently has an intrinsic, further differentiated retard effect.
  • the optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid or its salt or ester according to the invention thus has two keto bodies with different rates of degradation.
  • the process according to the invention thus makes it possible for the first time to provide non-toxic, optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters from commercially available and, above all, physiologically harmless components or starting materials (starting compounds) which are known per se.
  • the resulting optionally functionalized acyl-capped 3-hydroxybutyric acids and their salts and esters can be broken down physiologically, in particular in the stomach and / or in the intestine, and the target molecule "3-hydroxybutyric acid” or its salts (and also acetoacetate, which in turn continues to physiologically 3-hydroxybutyric acid can be converted or reduced) as an active ingredient or active component release or generate.
  • reaction product obtainable by the process according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or the optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid obtainable by the production process according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or the Mixtures according to the invention obtainable or available according to the production process according to the invention, as defined above, are readily accessible or available synthetically even on an industrial scale, namely also with the required pharmaceutical or pharmacological quality.
  • reaction product obtainable by the process according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or the optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid, as defined above, and / or the mixture obtainable by the production process according to the invention or according to the invention , as defined above, are provided in an enantiomerically pure or enantiomerically enriched form.
  • reaction product obtainable by the process according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or the acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid obtainable or optionally functionalized according to the invention by the production process according to the invention, as defined above, and / or that obtainable by the production process according to the invention or mixture according to the invention, as defined above, thus represents an efficient pharmacological active ingredient target in the context of a keto body therapy of the human or animal body.
  • a pharmaceutical composition in particular a medicament or medicament, which (s) a reaction product obtainable according to the production method according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or according to Acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid or its salt or ester, as defined above, obtainable or optionally functionalized according to the invention, as defined above, and / or a mixture obtainable by the production method according to the invention or according to the invention, as defined above.
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition for prophylactic and / or therapeutic treatment or for use in prophylactic and / or therapeutic treatment of diseases of the human or animal body.
  • This can in particular be diseases in connection with a disorder of the energy metabolism, in particular keto body metabolism, such as in particular traumatic brain injury, stroke, Hypoxia, cardiovascular diseases such as myocardial infarction, refeeding syndrome, anorexia, epilepsy, neurodegenerative diseases such as dementia, Alzheimer's disease, Parkinson’s disease, multiple sclerosis and amyotrophic lateral sclerosis, lipid metabolic diseases such as glucose transporter defect (GLUT1 -De Stammialien), such as mitochondrial defects Thiolase defect, Huntington's disease, cancers such as T-cell lymphomas, astrocytomas and glioblastomas, HIV, rheumatic diseases such as rheumatoid arthritis and arthritis urica, diseases of the gastrointestinal tract such as inflammatory bowel diseases, especially ulcerative
  • a reaction product obtainable by the production process according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or an acyl-capped (optionally functionalized) acyl-capped product obtainable or optionally functionalized according to the invention by the production process according to the invention ( acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid or its salt or ester, as defined above, and / or a mixture according to the invention obtainable or according to the invention according to the manufacturing process according to the invention, as defined above, for prophylactic and / or therapeutic treatment or for use in prophylactic and / or therapeutic treatment of diseases of the human or animal body, in particular diseases in connection with a disruption of the energy metabolism, in particular keto body metabolism, such as in particular head and brain trauma, stroke, hypoxia, kar vascular diseases such as myocardial infarction, refeeding syndrome, anorexia, epilepsy, neurodegenerative diseases such as dementia, Alzheimer's disease, Parkinson
  • a further subject matter of the present invention - according to a fifth aspect of the present invention - is the use of a reaction product as defined above and / or use of at least one acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid and / or its salt and / or ester, as defined above, and / or use of a mixture as defined above for prophylactic and / or therapeutic treatment or for the production of a medicament for prophylactic and / or therapeutic treatment of diseases of the human or animal body, in particular diseases in connection with a disorder of energy metabolism, in particular keto body metabolism, such as in particular head trauma, stroke, hypoxia, cardiovascular diseases such as myocardial infarction, refeeding syndrome, anorexia, epilepsy, neurodegenerative diseases such as dementia, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis and amyotrophic lateral sclerosis, lipid metabolic diseases such as glucose transporter defect (GLUT1 defect), VL-FAOD and mitochondrial diseases such as mitochondrial thiolase
  • a further subject of the present invention - according to a sixth aspect of the present invention - is the use of a reaction product obtainable by the production process according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or use of an optionally functionalized one obtainable by the production process according to the invention or functionalized according to the invention acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid or its salt or ester, as defined above, and / or use of a mixture obtainable by the production process according to the invention or according to the invention, as defined above, for prophylactic and / or therapeutic treatment or for the production of a medicament for prophylactic and / or therapeutic treatment or for the use of / in catabolic metabolic situations, such as hunger, diets or a low-carbohydrate diet.
  • a further subject of the present invention - according to a seventh aspect of the present invention - is a food and / or food product which is a reaction product obtainable or inventive according to the production process according to the invention, as defined above, and / or one obtainable by the production process according to the invention or optionally functionalized acyl-capped (acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid or its salt or ester, as defined above, and / or a mixture according to the invention obtainable or according to the invention, as defined above, which can be obtained by the production process according to the invention or according to the invention.
  • the food and / or food product can in particular be a food supplement, a functional food, a novel food
  • Food additive a nutritional additive, a dietetic food, a power snack, an appetite suppressant or a strength and / or endurance sport
  • the present invention in turn further provides - according to an eighth aspect of the present invention - the use of a reaction product obtainable by the production process according to the invention or according to the invention, as defined above, and / or an acyl-capped acyl-capped product obtainable or optionally functionalized according to the invention by the production process according to the invention (Acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid or its salt or ester, as defined above, and / or a mixture obtainable by the production process according to the invention or according to the invention, as defined above, in a food and / or food product.
  • a reaction product obtainable by the production process according to the invention or according to the invention, as defined above
  • an acyl-capped acyl-capped product obtainable or optionally functionalized according to the invention by the production process according to the invention (Acyl-blocked) 3-hydroxybutyric acid or its salt or ester, as defined above, and / or a mixture obtainable by the production process according to the invention or according to the invention, as
  • the food and / or food product can in particular be a dietary supplement, a functional food, a novel food, a food additive, a food additive, a dietetic food, a power snack, an appetite suppressant or a power and / or be an endurance sports supplement.
  • Acetylaceto-BHB2-ethyl ester dimer of the capped with ethyl acetoacetate
  • ethyl 3-oxobutyrate ethyl acetoacetate or acetoacetate
  • 26 g of ethyl 3-hydroxybutyrate 3-BHB-ethyl ester
  • Enzyme (CALB lipase on polymer carrier, derived from Candida antarctica, e.g. Novozym ® 435) was added. The reaction mixture is reacted with stirring for 6 hours. The ethanol formed during the reaction is continuously distilled off. The enzyme is then filtered off and excess ethyl 3-oxobutyrate and excess ethyl 3-hydroxyl butyrate are distilled off under vacuum and recycled.
  • the reaction product obtained is an ethyl 3-acetylaceto-butyrate (3-acetylaceto-BHB-ethyl ester) and, according to analytical analysis, has the following composition:> 90% 3-acetylaceto-BHB-ethyl ester (reaction by-products: 3-BHB-dimer-ethyl ester ⁇ 5% and acetylaceto-BHB dimer ethyl ester ⁇ 5%).
  • the characterization takes place by means of gas chromatography (GC) and GC-MS analysis (gas chromatography with mass spectrometry coupling).
  • GC gas chromatography
  • MS analysis gas chromatography with mass spectrometry coupling
  • Cleavage tests with 3-acetylaceto-BHB-ethyl ester in a gastric or intestinal medium (FaSSGF medium, which simulates the stomach, or FaSSIF medium, which simulates the intestinal tract), in each case in the presence or in the absence of pancreatin, prove the Cleavage to 3-BFIB in free form.
  • FaSSGF medium which simulates the stomach
  • FaSSIF medium which simulates the intestinal tract
  • ethyl 3-oxobutyrate ethyl acetoacetate or acetoacetate
  • 15.25 g of ethyl 3-flydroxybutyrate 3-BFIB ethyl ester
  • Enzyme (CALB lipase on polymer carrier, derived from Candida antarctica, e.g. Novozym ® 435) was added. The reaction mixture is reacted with stirring for 6 hours. The ethanol formed during the reaction is continuously distilled off. The enzyme is then filtered off and excess ethyl 3-oxobutyrate and excess ethyl 3-oxobutyrate are distilled off under vacuum and then recycled.
  • the characterization takes place by means of gas chromatography (GC) and GC-MS analysis (gas chromatography with mass spectrometry coupling).
  • GC gas chromatography
  • MS gas chromatography with mass spectrometry coupling
  • the conversion / time course is determined by means of GC.
  • a conversion to the desired product here: 3-acetylaceto-BFIB-ethyl ester
  • the resulting 3-BFIB dimer ethyl ester is converted with ethyl acetoacetate to give acetylaceto BFIB2 ethyl ester (acyl-capped 3-BFIB dimer ethyl ester) as a by-product ( ⁇ 1%).
  • an acetoacetic ester / 3-BHB-ethyl ester molar ratio in the range from 1.5: 1 to 9: 1 is found to be particularly efficient in terms of by-product formation and is also process-economical. Particularly good results are observed in a second series of tests for an acetoacetic ester / 3-BHB-ethyl ester molar ratio in the range from 2: 1 to 8: 1.
  • the reaction mixture is reacted with stirring at 70 ° C. and under reduced pressure ( ⁇ 500 mbar) for 7 h.
  • the ethanol formed during the reaction is continuously distilled off.
  • the enzyme is then filtered off and the excess 3-acetylaceto-BHB-ethyl ester or the excess 1-decanol is distilled off under vacuum.
  • the residue obtained is steamed for 2 to 4 h in a high vacuum (steam temperature 160 ° C.). Pure 3-acetylaceto-BHB-decyl ester is obtained. Further functionalization
  • the reaction mixture is reacted with stirring at 70 ° C. and under reduced pressure ( ⁇ 500 mbar) for 7 h.
  • the ethanol formed during the reaction is continuously distilled off.
  • the enzyme is then filtered off and the product 3-acetylaceto-BFIB-oleyl ester is obtained in vacuo by multiple distillation. If necessary, the residue obtained is steamed for 2 to 4 hours in a floch vacuum (steam temperature 160 ° C.). Pure 3-acetylaceto-BHB-oleyl ester is obtained.
  • test substance used is in each case purified 3-acetylaceto-BHB-ethyl esters obtained by the method according to the invention and the functionalized ones
  • Derivatives i.e. 3-acetylaceto-BHB fatty alcohol ester are used.
  • pancreatin 2 g each of the 3-acetoacetate-BHB ethyl ester prepared as described above and the 3-acetoacetate BHB fatty alcohol ester prepared as described above are each dissolved in 50 g of water and treated with 0.5 g (1% by weight) of pancreatin .
  • the pancreatin is used in the form of the commercially available product ® 40,000 Panzytrat from the Fa. Allergan. The whole is stirred on a hot plate at 50 ° C; the course of the reaction is monitored continuously by means of the
  • Acid number determined and tracked over time The acid number rises over the observation period (cleavage of the 3-acetylaceto-BHB ester to give the free 3-hydroxybutyric acid and acetoacetate, which can be reduced physiologically to 3-BHB or to 3-hydroxybutyrate).
  • the conversion / time profile of the aqueous cleavage of the esters according to the invention by means of pancreatin, including the increase in the acid number over time confirms the desired decomposition of the starting material or starting material mixture to form the free acid. This is confirmed by appropriate analysis.
  • the experiment shows that both the 3-acetylaceto-BHB-ethyl ester according to the invention and the functionalized derivatives (i.e.
  • 3-acetylaceto-BHB fatty alcohol ester are suitable physiological precursors for 3-hydroxybutyric acid for the corresponding keto body therapies. The tests are repeated and verified on the basis of the individual esters in their pure form. Similar results are obtained; H. Both the 3-acetylaceto-BHB-ethyl ester and the functionalized derivatives are each split by pancreatin.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäuren und deren Salzen und Estern sowie die auf diese Weise erhältlichen Produkte und deren Verwendung.

Description

Verfahren zur Herstellung von acylverkappten
3-Hydroxycarbonsäuren sowie deren Salzen und Estern
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Ketokörper und des damit zusammenhängenden Stoffwechsels sowie die Therapie von damit im
Zusammenhang stehenden Erkrankungen.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten oder acylblockierten 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salzen und Estern sowie die auf diese Weise erhältlichen bzw. hergestellten Reaktionsprodukte (d. h. gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte oder acylblockierte 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salze und Ester) und deren Verwendung, insbesondere in pharmazeutischen Zusammensetzungen, wie Arzneimitteln oder Medikamenten, oder in Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnissen, sowie deren weitere Anwendungen bzw. Verwendungen.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung pharmazeutische Zusammensetzungen, insbesondere Arzneimittel oder Medikamente, welche die nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältlichen bzw. hergestellten Reaktionsprodukte (d. h. gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte oder acylblockierte 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salze und Ester) umfassen, sowie deren Anwendungen bzw. Verwendungen. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung Nahrungsmittel- und/oder
Lebensmittelerzeugnisse, insbesondere Nahrungsergänzungsmittel, funktionelle Lebensmittel ( Functional Food), Novel Food, Lebensmittelzusatzstoffe, Nahrungszusätze, diätetische Lebensmittel, Power-Snacks, Appetitzügler und Kraft- und/oder Ausdauersport-Supplements, welche die nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältlichen bzw. hergestellten Reaktionsprodukte (d. h. gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte oder acylblockierte 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salze und Ester) umfassen, sowie deren Anwendungen bzw. Verwendungen. Im menschlichen Energiestoffwechsel ist Glucose der kurzfristig zur Verfügung stehende Energieträger, welcher in den Mitochondrien unter Freisetzung von Wasser und Kohlendioxid zu Energie verstoffwechselt wird. Bereits durch die Schlafperiode während der Nacht sind aber die Glycogenspeicher der Leber geleert. Jedoch benötigen vor allem das menschliche zentrale Nervensystem (ZNS) und das Herz eine permanente Energieversorgung. Die physiologische Alternative zu Glucose, welche vor allem dem zentralen Nervensystem zur Verfügung steht, sind die sogenannten Ketokörper (synonym auch als Ketonkörper bezeichnet oder Englisch auch als "Keton Bodies" bezeichnet). Der Begriff der Ketokörper ist insbesondere eine Sammelbezeichnung für drei Verbindungen, welche vor allem in katabolen Stoffwechsellagen (wie z. B. bei Hunger, Reduktionsdiät oder kohlenhydratarmer Ernährung) gebildet werden und unter Umständen zu einer Ketose führen. Unter dem Begriff der Ketokörper fasst man insbesondere die drei Verbindungen Acetoacetat (synonym auch Acetacetat oder 3-Oxobutyrat genannt) und Aceton sowie 3-Hydroxybuttersäure (nachfolgend synonym auch als beta-Hydroxybuttersäure oder BHB oder 3-BHB bezeichnet) bzw. deren Salz (d. h. 3-Hydroxybutyrat oder beta-Hydroxybutyrat) zusammen, wobei letztere Verbindung die bedeutendste der drei vorgenannten Verbindungen ist. 3-Hydroxybuttersäure bzw. deren Salz kommt physiologisch als (R)-Enantiomer vor, d. h. als (R)-3-Hydroxybuttersäure (synonym auch (3R)-3-Hydroxybuttersäure genannt, um das Chiralitätszentrum in 3-Position hervorzuheben) bzw. deren Salz.
Diese Ketokörper werden auch in großer Zahl beim Fasten oder Hungern physiologisch aus im Körper eingelagerten Lipiden durch Lipolyse bereitgestellt und ersetzen den Energieträger Glucose fast vollständig.
Die Ketokörper werden in der Leber aus Acetyl-Coenzym A (= Acetyl-CoA) gebildet, welches aus der beta-Oxidation stammt; sie stellen eine transportable Form des Acetyl-Coenzyms A im menschliche Körper dar. Zur Verwertung der Ketokörper müssen sich Gehirn und Muskeln aber zunächst umstellen, indem sie Enzyme exprimieren, welche zur Rückwandlung von Ketokörpern in Acetyl- Coenzym A benötigt werden. Insbesondere in Hungerzeiten tragen die Ketokörper einen beträchtlichen Anteil zur Energiegewinnung bei. So ist es beispielsweise dem Gehirn nach einiger Zeit möglich, mit nur einem Drittel der Tagesmenge an Glucose auszukommen. Physiologisch erfolgt die Synthese der Ketokörper aus zwei Molekülen aktivierter Essigsäure in Form von Acetyl-Coenzym A, dem normalen Zwischenprodukt des Fettsäureabbaus, wobei zunächst mit Hilfe der Acetyl-Coenzym A-Acetyl- transferase das Acetoacetyl-Coenzym A gebildet wird, welches unter Verwendung einer weiteren Acetyl-Coenzym A-Einheit und des Enzyms FIMG-CoA-Synthase zum Zwischenprodukt 3-Flydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA (HMG-CoA) verlängert wird, wobei schließlich die HMG-CoA-Lyase das Acetoacetat abspaltet. Diese drei Schritte finden ausschließlich in den Mitochondrien der Leber statt (Lynenzyklus), wobei 3-Flydroxybutyrat schließlich im Zytosol durch die D-beta-Hydroxybutyrat- Dehydrogenase entsteht. HMG-CoA ist außerdem ein Endprodukt beim Abbau der Aminosäure Leucin, während Acetoacetat beim Abbau der Aminosäuren Phenylalanin und Tyrosin entsteht.
Durch spontane Decarboxylierung entsteht aus Acetoacetat Aceton; es ist gelegentlich im Atem von Diabetikern und Diäthaltenden wahrzunehmen. Es kann vom Körper nicht weiterverwendet werden. Der Anteil von Aceton an den Ketokörpern ist allerdings gering.
Acetoacetat wird also reduktiv in die physiologisch relevante Form der 3-Hydroxybuttersäure bzw. des 3-Hydroxybutyrats überführt, kann aber auch unter Kohlenstoffdioxidfreisetzung in das physiologisch unbrauchbare Aceton zerfallen, was bei einer schweren Ketose, einer Ketoacidose (z. B. bei Diabetes mellitus Typ 1 -Patienten ohne Insulinsubstitution), im Urin und in der Ausatemluft nachweisbar und olfaktorisch wahrnehmbar ist.
3-Hydroxybuttersäure wird derzeit im Bereich des Kraftsports als Natrium-, Magnesium- oder Calcium-Salz eingesetzt und in den Handel gebracht.
Jedoch ist 3-Hydroxybuttersäure für den Menschen evolutionär nicht oder in nur sehr geringer Menge bekannt, da Pflanzen keine 3-Hydroxybuttersäure produzieren und 3-Hydroxybuttersäure im tierischen Organismus nur bei toten ausgezehrten Tieren in der Ketose vorkommt, so dass 3-Hydroxybuttersäure bei peroraler Verabreichung Brechreiz auslöst. 3-Hydroxybuttersäure in Form der freien Säure sowie deren Salzen schmeckt zudem stark bitter und kann schweres Erbrechen und Übelkeit hervorrufen. Zudem können Patienten, vor allem Neugeborene, aber auch Erwachsene größere Mengen an Salzen der 3-Hydroxybuttersäure nicht permanent verkraften, da diese Verbindungen nierenschädigend wirken können. Außerdem ist die Plasmahalbwertszeit von 3-Hydroxybuttersäure und deren Salzen derart gering, dass selbst bei Einnahme von mehreren Gramm die Ketose nur für ca. drei bis vier Stunden vorhält, d. h. Patienten können insbesondere während der Nacht daher nicht von einer Therapie mit 3-Hydroxybuttersäure oder deren Salzen kontinuierlich profitieren. Bei Stoffwechselerkrankungen kann dies zu lebensbedrohlichen Situationen führen.
Daher werden im Fall der Therapie derartiger Stoffwechselerkrankungen heute sogenannte mittelkettige Triglyceride, sogenannte MCTs, für die ketogene Therapie eingesetzt, d. h. es wird die metabolische Umwandlung von Capron-, Capryl- und Caprinsäure (d. h. von gesättigten linearen Ce-, Cs- und Cio-Fettsäuren) aus den korrespondierenden Triglyceriden beabsichtigt.
Grundsätzlich stellt aber aus pharmazeutischer und klinischer Hinsicht 3-Hydroxy- buttersäure sowie Acetoacetat als physiologischer Vorläufer der 3-Hydroxy- buttesäure demgegenüber ein wirksameres pharmazeutisch-pharmakologisches Zielmolekül dar, welches nach den Erkenntnissen des Standes der Technik prinzipiell für die Therapie einer Vielzahl von Erkrankungen zum Einsatz kommen könnte, aber aufgrund seiner mangelnden physiologischen Kompatibilität dort nicht zum Einsatz kommen kann (z. B. bei Erkrankungen im Zusammenhang mit einer Störung des Energiestoffwechsels, insbesondere Ketokörperstoffwechsels, oder neurodegenerativen Erkrankungen wie Demenz, Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson etc., Fettstoffwechselerkrankungen usw.).
Die nachfolgende Tabelle veranschaulicht rein beispielhaft, aber keinesfalls beschränkend potentielle Therapiemöglichkeiten bzw. mögliche Indikationen für den Wirkstoff 3-Hydroxybuttersäure sowie für Acetoacetat (und damit für die physiologisch durch Reduktion von Acetoacetat erhältliche 3-Hydroxybuttersäure oder dessen Salz).
Daher ist es aus pharmazeutischer und klinischer Hinsicht wünschenswert, wirksame Präkursoren oder Metabolite auffinden zu können, welche physiologisch einen direkten oder indirekten Zugang zu 3-Hydroxybuttersäure oder deren Salzen sowie zu Acetoacetat (und damit physiologisch zu 3-Hydroxybuttersäure oder deren Salzen) ermöglichen, insbesondere im physiologischen Stoffwechsel des menschlichen oder tierischen Körpers. Folglich hat es im Stand der Technik nicht an Versuchen gefehlt, physiologisch geeignete Präkursoren oder Metaboliten für 3-Hydroxybuttersäure bzw. deren Salze aufzufinden. Bislang wurden im Stand der Technik jedoch keine effizienten diesbezüglichen Verbindungen aufgefunden. Auch ist ein diesbezüglicher Zugang zu solchen Verbindungen nach dem Stand der Technik bislang nicht bzw. nicht ohne Weiteres möglich. Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem liegt also in der Bereitstellung eines effizienten Herstellungsverfahrens von physiologisch geeigneten bzw. physiologisch kompatiblen Präkursoren und/oder Metaboliten von 3-Hydroxybuttersäure (d. h. beta-Hydroxybuttersäure bzw. BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salzen.
Ein solches Verfahren soll insbesondere die betreffenden BHB-Präkursoren und/oder BHB-Metaboliten in effizienter Weise zugänglich machen, insbesondere auch in größeren Mengen und ohne nennenswerte Mengen an toxischen Nebenprodukten.
In vollkommen überraschender Weise hat die Anmelderin nunmehr heraus gefunden, dass gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte oder acylblockierte 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salze und Ester, insbesondere die Ester der gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten oder acylblockierten 3-Hydroxy- buttersäuren, einen effizienten und physiologisch wirksamen bzw. physiologisch kompatiblen Präkursor und/oder Metaboliten für den Ketokörper 3-Hydroxy- buttersäure bzw. deren Salze darstellen, und hat in diesem Zusammenhang ein effizientes Herstellungsverfahren für diese Verbindungen auffinden bzw. entwickeln können, welches einen direkten und wirksamen, insbesondere ökonomischen wie auch großtechnisch umsetzbaren Zugang zu diesen Verbindungen ermöglicht.
Zur Lösung des zuvor geschilderten Problems schlägt die vorliegende Erfindung daher - gemäß einem e r s t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Verfahren zur Herstellung von gegebenenfalls funktionalisierter acylverkappter (acylblockierter) 3-Hydroxybuttersäure (beta-Hydroxybuttersäure, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salzen oder Estern gemäß Anspruch 1 vor; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der diesbezüglichen Verfahrensunteransprüche. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem z w e i t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliches Reaktionsprodukt gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Anspruch (Anspruch 23) bzw. eine gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure (beta-Hydroxybuttersäure, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salz oder Ester gemäß den diesbezüglichen Ansprüchen (Ansprüche 29 bis 31 ) bzw. ein diesbezüglich erhältliches Gemisch von mindestens zwei, insbesondere mindestens drei gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäuren ( beta-H yd roxy butte r- säuren, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salzen oder Estern gemäß den diesbezüglichen Ansprüchen (Ansprüche 32 und 33); weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Erfindungsaspekts sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche. Gleichermaßen betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem d r i t t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - eine pharmazeutische Zusammensetzung, insbesondere Arzneimittel oder Medikament, gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Anspruch (Anspruch 34); weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Erfindungsaspekts sind Gegenstand des diesbezüglichen Unteranspruchs.
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem v i e r t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein erfindungsgemäßes Reaktionsprodukt bzw. eine erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure (beta-Hydroxybuttersäure, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salz oder Ester bzw. ein erfindungsgemäßes Gemisch von mindestens zwei, insbesondere mindestens drei gegebenenfalls funktionalisierten acylver kappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäuren (beta-Hydroxybuttersäuren, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salzen oder Estern zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Verwendung bei der prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung von Erkrankungen des menschlichen oder tierischen Körpers gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Anspruch (Anspruch 36). Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem f ü n f t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendung eines erfindungsgemäßen Reaktionsprodukts bzw. einer erfindungsgemäßen gegebenenfalls funktionali- sierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäure (beta-Hydroxy- buttersäure, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salz oder Ester bzw. eines erfindungs gemäßen Gemischs von mindestens zwei, insbesondere mindestens drei gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybutter- säuren (beta-Hydroxybuttersäuren, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salzen oder Estern zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Herstellung eines Arzneimittels zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung von Erkrankungen des menschlichen oder tierischen Körpers gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Anspruch (Anspruch 37).
Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem s e c h s t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendung eines erfindungsgemäßen Reaktionsprodukts bzw. einer erfindungsgemäßen gegebenenfalls funktionali- sierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäure (beta-Hydroxy- buttersäure, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salz oder Ester bzw. eines erfindungs gemäßen Gemischs von mindestens zwei, insbesondere mindestens drei gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxy- buttersäuren (beta-Hydroxybuttersäuren, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salzen oder Estern gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Anspruch (Anspruch 38).
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem s i e b t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Nahrungsmittel und/oder Lebensmittelerzeugnis gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Anspruch (Anspruch 39); weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnisses sind Gegenstand des diesbezüglichen Unteranspruchs.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem a c h t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendung eines erfindungsgemäßen Reaktions produkts bzw. einer erfindungsgemäßen gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäure (beta-Hydroxybuttersäure, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salz oder Ester bzw. eines erfindungsgemäßen Gemischs von mindestens zwei, insbesondere mindestens drei gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäuren (beta-Hydroxybuttersäuren, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salzen oder Estern in einem Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnis gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Anspruch (Anspruch 41 ); weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verwendung sind Gegenstand des diesbezüglichen Verwendungsunteranspruchs.
Es versteht sich bei den nachfolgenden Ausführungen von selbst, dass Ausgestaltungen, Ausführungsformen, Vorteile und dergleichen, welche nachfolgend zu Zwecken der Vermeidung von Wiederholungen nur zu einem Erfindungsaspekt ausgeführt sind, selbstverständlich auch in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte entsprechend gelten, ohne dass dies einer gesonderten Erwähnung bedarf.
Des Weiteren versteht es sich von selbst, dass einzelne Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch in beliebiger Kombination mit anderen Aspekten und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als offenbart gelten und insbesondere auch eine beliebige Kombination von Merkmalen und Ausführungsformen, wie sie sich aus den Rückbezügen aller Patentansprüche ergibt, umfangreich als offenbart gilt, und zwar im Hinblick auf alle sich ergebenden Kombinationsmöglichkeiten.
Bei allen nachstehend genannten relativen bzw. prozentualen gewichtsbezogenen Angaben, insbesondere relativen Mengen- oder Gewichtsangaben, ist weiterhin zu beachten, dass diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung vom Fachmann derart auszuwählen sind, dass sie sich in der Summe unter Einbeziehung aller Komponenten bzw. Inhaltsstoffe, insbesondere wie nachfolgend definiert, stets zu 100 % bzw. 100 Gew.-% ergänzen bzw. addieren; dies versteht sich aber für den Fachmann von selbst. Im Übrigen gilt, dass der Fachmann - anwendungsbezogen oder aber einzelfall bedingt - von den nachfolgend angeführten Bereichsangaben erforderlichenfalls abweichen kann, ohne dass er den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt. Zudem gilt, dass alle im Folgenden genannten Werte- bzw. Parameterangaben oder dergleichen grundsätzlich mit genormten bzw. standardisierten oder explizit angegebenen Bestimmungsverfahren oder andernfalls mit dem Fachmann auf diesem Gebiet an sich geläufigen Bestimmungs- bzw. Messmethoden ermittelt bzw. bestimmt werden können.
Dies vorausgeschickt, wird die vorliegende Erfindung nunmehr nachfolgend im Detail erläutert. Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem e r s t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist ein Verfahren zur Herstellung von acyl verkappter (= acylblockierter) 3-Hydroxybuttersäure (= beta-Hydroxybuttersäure, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salz oder Ester,
wobei mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I)
CH3 - CH(0H) - CH2 - C(0)0R1 (I)
wobei in der allgemeinen Formel (I) der Rest R1 Wasserstoff oder ein Ci-C4-Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt,
mit mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (II)
CH3 - C(0) - CH2 - C(0)0R2 (II)
wobei in der in der allgemeinen Formel (II) der Rest R2 ein Ci-C4-Alkyl, insbesondere Methyl oder Ethyl, bevorzugt Ethyl, darstellt,
umgesetzt wird,
so dass als Reaktionsprodukt mindestens eine acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure oder deren Salz oder Ester der allgemeinen Formel (III)
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R1 (III) wobei in der allgemeinen Formel (III) der Rest R1 die zuvor angegebene Bedeutung hat und der Rest R3 einen Rest CH3 - C(O) - CH2 - C(O) - darstellt,
erhalten wird. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren resultiert also eine in 3-Position (= Hydroxylgruppen-Position) mit einer Acylgruppe verkappte bzw. blockierte 3-Hydroxybuttersäure bzw. deren Salz oder Ester. Bei einer Acylgruppe handelt es sich um eine funktionelle Gruppe in der organischen Chemie mit der allgemeinen Struktur R - (C = O) wobei der Rest R einen Organyl-Rest (Alkyl-, Aryl- oder eine heteroaromatische Gruppe etc.) oder ein Wasserstoffatom darstellt. Die Acylgruppe leitet sich formal von Carbonsäuren, Aldehyden und
Carbonsäurechloriden ab, in denen eine OH-Gruppe, ein Wasserstoffatom bzw. ein Chlorid durch einen Rest R substituiert wurde. Eine Acylierung bezeichnet die Einführung einer solchen Acylgruppe.
Für den Fall, dass (wie im Fall der Erfindung) die Acylierung an einer Flydroxylgruppe (OH-Gruppe) stattfindet (nämlich an der in 3-Position der 3-Hydroxybuttersäure befindlichen OH-Gruppe), wird insgesamt eine Acyloxygruppe gebildet, welche die allgemeine Struktur R - (C = 0) - 0 - hat.
Erfindungsgemäß ist eine acylverkappte (= acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure also eine in 3-Position acylierte Buttersäure bzw. eine in 3-Position acyloxylierte Butansäure.
Wie zuvor ausgeführt, hat die Anmelderin nämlich vollkommen überraschend herausgefunden, dass die auf diese Weise hergestellten acylverkappten (= acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäuren oder deren Salze oder Ester (welche gegebenenfalls zusätzlich auch noch funktionalisiert sein können, wie nachfolgend noch im Detail beschrieben) effiziente, da physiologisch verträgliche Präkursoren und/oder Metabolite der freien 3-Hydroxybuttersäure bzw. deren Salzen oder Ester darstellen, welche pharmazeutisch bzw. klinisch auch in größeren Mengen zum Einsatz kommen können, da sie physiologisch kompatibel sind. Die vorgenannten, gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (= acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäuren oder deren Salze oder Ester, welche durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren erstmals in effizienter Weise zugänglich sind, stellen also eine physiologisch und pharmakologisch relevante Alternative zu der freien 3-Hydroxybuttersäure bzw. deren Salzen oder Ester dar. Die Herstellung derartiger Verbindungen mittels herkömmlicher organischer Synthese ist komplex und aufwendig, da 3-Hydroxybuttersäure verstärkt zur Polymerisation und anderen unerwünschten Nebenreaktionen (z. B. Wasserabspaltung, Zersetzung etc.) neigt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung konnte erstmals ein effizient arbeitendes Herstellungsverfahren bereitgestellt werden, mit welchem sich gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salze und Ester ohne unerwünschte Nebenreaktionen hersteilen lassen, insbesondere einstufig. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit erstmalig die Bereitstellung untoxischer, gegebenenfalls funktionalisierter acylverkappter (acylblockierter) 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salzen und Estern aus an sich bekannten, kommerziell verfügbaren und vor allem physiologisch unbedenklichen Komponenten bzw. Edukten (Ausgangsverbindungen). Die resultierenden gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salze und Ester können physiologisch, insbesondere im Magen und/oder im Darm, aufgespalten werden und das Zielmolekül "3-Hydroxybuttersäure" bzw. deren Salze (und daneben auch Acetoacetat, welches physiologisch wiederum weiter zu 3-Hydroxybuttersäure umgesetzt bzw. reduziert werden kann) als Wirk- stoff bzw. Wirkkomponente freisetzen bzw. generieren.
Darüber hinaus weisen die vorgenannten, gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salze und Ester auch einen akzeptablen Geschmack auf, um eine Kompatibilität auch bei oraler Verabreichung größerer Mengen über einen längeren Zeitraum zu gewährleisten (z. B. Verabreichung von 50 g Tagesdosis oder mehr).
Weiterhin zeigen Untersuchungen der Anmelderin, dass die erfindungsgemäßen gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybutter- säure bzw. deren Salze oder Ester nicht nur selbst effiziente Präkursoren bzw. Metabolite der freien Hydroxybuttersäure bzw. deren Salze darstellen, sondern auch als Edukte für die Synthese weiterer Präkursoren bzw. Metabolite der freien Hydroxybuttersäure bzw. deren Salze (z. B. Glyceride) verwendet werden können. Gleichermaßen ermöglicht es das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren, die acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salze und Ester frei von toxischen Verunreinigungen bereitzustellen. Bei der physiologischen Spaltung im Magen und/oder Darm wird die gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxy- buttersäure in die Ketoverbindungen 3-Hydroxybuttersäure und 3-Oxobutyrat (Acetoacetat bzw. Acetacetat), welches vom Körper weiter zu 3-Hydroxybutyrat reduziert werden kann, gespalten. Durch die Anwesenheit von sowohl 3-Oxobutyratresten und 3-Hydroxybutyratresten bzw. 3-Hydroxybuttersäure liegt eine unterschiedlich schnelle Verfügbarkeit bzw. Freisetzung des Wirkstoffs 3-Hydroxybuttersäure vor. Das erfindungsgemäße Reaktionsprodukt weist folglich einen Retard-Effekt auf. Insgesamt weist die erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure somit zwei Ketokörper mit unterschiedlich schnellem Abbau auf.
Weiterhin kann durch eine gezielte Steuerung der Reaktionsbedingungen, insbesondere der Eduktmengen und/oder Verhältnisse, eine doppelte Verkappung (d. h. Bildung eines 3-BHB-Dimers, welches anschließend durch eine erfindungs gemäße Ketoverbindung verkappt wird) erfolgen, wodurch eine wiederum längerfristige Verfügbarkeit des Wirkstoffs 3-Hydroxybuttersäure ermöglicht wird.
Darüber hinaus kann bei entsprechender Auswahl der Ausgangsmaterialien die Herstellung auch enantioselektiv durchgeführt werden. So ermöglicht es beispielsweise das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren, die biologisch relevante Form, d. h. das (R)-Enantiomer anzureichern bzw. zu erhalten, um bei oraler Verabreichung das renale System von Patienten nicht zu belasten (d. h. Elimination über die Nieren). Grundsätzlich ist es aber auch möglich und kann es unter bestimmten Voraussetzungen zweckdienlich sein, das (S)-Enantiomer anzureichern bzw. zu erhalten.
Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren, einschließlich optionaler Weiterverarbeitungs- bzw. Aufreinigungsverfahrensschritte, wirtschaftlich bzw. ökonomisch betreibbar und auch großtechnisch umsetzbar.
Insbesondere verwendet das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren kommerziell verfügbare Edukte und ermöglicht darüber hinaus eine relativ einfache Verfahrensführung auch bei großtechnischer Umsetzung. Die eingesetzten Edukte sind weiterhin selbst physiologisch kompatibel und sogar pharmazeutisch wirksam, sodass gegebenenfalls noch vorhandene Edukte im Reaktionsprodukt verbleiben können und keine bzw. kaum Aufreinigungsverfahrensschritte notwendig sind. Grundsätzlich ist es aber möglich und kann unter bestimmten Voraussetzungen, insbesondere im Hinblick auf die organoleptischen Eigenschaften, zweckdienlich sein, die Edukte aus dem Reaktionsprodukt zu entfernen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Herstellungsverfahren des Standes der Technik kommt das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ohne komplexe Edukte aus und verläuft nur einstufig. Dennoch werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens exzellente Ausbeuten erzielt, wobei in gleicher Weise die Bildung von Nebenprodukten minimiert bzw. vermieden wird.
Darüber hinaus ist das erfindungsgemäßen Verfahren einfach und wirtschaftlich. Insbesondere wird üblicherweise das erfindungsgemäße Verfahren in Abwesenheit von Lösemitteln und/oder ohne jedwedes Lösemittel durchgeführt (d. h. also als Reaktion in Masse bzw. als Reaktion in Substanz bzw. als sogenannte Bulk Reaction), folglich sind die erhaltenen Reaktionsprodukte nicht mit Lösemittel verunreinigt und es muss kein Lösemittel nach Durchführung des Verfahrens bzw. der Reaktion aufwendig und energieträchtig entfernt und entsorgt bzw. rezykliert werden. Es werden zudem auch keine toxischen Nebenprodukte gebildet. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren von acylverkappter (acylblockierter) 3-Hydroxybuttersäure wird im nachfolgenden allgemeinen Reaktionsschema veranschaulicht (wobei die Reste R1 und R2 die zuvor angegebene Bedeutung haben und "Kat" einen Katalysator bezeichnet):
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Verbindung der allgemeinen Formel (I) entweder in racemischer Form oder in Form des (R)-Enantiomers eingesetzt werden. Die (R)-Konfiguration bezieht sich auf das chirale Kohlenstoffatom in 3-Position der Verbindung der allgemeinen Formel (I). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Verbindung der allgemeinen Formel (I) einen Ester sein (d. h. in der obigen allgemeinen Formel (I) stellt der Rest R1 ein Ci-C4-Alkyl dar bzw. stellt der Rest R1 keinen Wasserstoff dar). Insbesondere kann es im Rahmen des erfindungsgemäßen Flerstellungsverfahrens bevorzugt sein, wenn in der obigen allgemeinen Formel (I) der Rest R1 Ethyl darstellt. Mit anderen Worten kann als Verbindung der allgemeinen Formel (I) 3-Flydroxybuttersäureethylester (Ethyl-3-hydroxybutyrat) der Formel CFI3 - CFI(OFI) - CFI2 - C(0)0C2Fl5 eingesetzt werden.
Darüber hinaus kann es gemäß des erfindungsgemäßen Flerstellungsverfahren bevorzugt sein, wenn in der obigen allgemeinen Formel (II) der Rest R2 Ethyl darstellen. Mit anderen Worten wird bei dieser Ausführungsform als Verbindung der allgemeinen Formel (II) 3-Oxobuttersäureethylester (Ethyl-3-oxobutyrat) der Formel CFI3 - C(O) - CFI2 - C(0)0C2Fl5 eingesetzt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Flerstellung von acyl verkappter (acylblockierter) 3-Flydroxybuttersäure (beta-Flydroxybuttersäure, BFIB bzw. 3-BFIB) oder deren Salz oder Ester, insbesondere wie zuvor definiert,
wobei mindestens eine Verbindung der Formel (la)
CH3 - CH(0H) - CH2 - C(0)0C2H5 (la) mit mindestens einer Verbindung der Formel (lla)
CH3 - C(0) - CH2 - C(0)0C2H5 (lla) umgesetzt wird,
so dass als Reaktionsprodukt mindestens eine acylverkappte (acylblockierte) 3-Flydroxybuttersäure oder deren Salz oder Ester der Formel (lila)
CH3 - CH[0 - C(O) - CH2 - C(O) - CH3] - CH2 - C(0)0C2H5 (lila) erhalten wird. Die erfindungsgemäß besonders bevorzugte Ausführungsform, wonach die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und (II) Ethylester sind, wird durch das folgende Reaktionsschema veranschaulicht:
Diese besondere Ausführungsform, wonach die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) und (II) Ethylester sind, ermöglicht eine besonders effiziente Verfahrensführung und hohe Ausbeuten mit minimierter bzw. unterdrückter Nebenproduktbildung. Zudem sind sowohl der 3-Flydroxybuttersäureethylester als auch der 3-Oxobuttersäureethylester in größeren Mengen kommerziell verfügbar und zudem ökonomisch effizient umsetzbar. Insbesondere ist der 3-Flydroxybutter- säureethylester ökonomisch effizienter als die freie Säure (d. h. 3-Flydroxybutter- säure). Darüber hinaus können die Ausgangsverbindungen (d. h. der 3-Flydroxy- buttersäureethylester und der 3-Oxobuttersäureethylester) großtechnisch z. B. durch Claisen-Kondensation von Ethylacetat gewonnen werden.
Insbesondere wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Umsetzung in Abwesenheit von Lösemitteln und/oder ohne jedwedes Lösemittel durchgeführt. D. h. die Umsetzung wird also als Reaktion in Masse bzw. als Reaktion in Substanz bzw. als sogenannte Bulk Reaction durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass die erhaltenen Reaktionsprodukte nicht mit Lösemittel verunreinigt sind und kein Lösemittel nach Durchführung des Verfahrens bzw. der Reaktion aufwendig und energieträchtig entfernt und entsorgt bzw. rezykliert werden muss. Überraschenderweise verläuft das Verfahren bzw. die Reaktion dennoch mit hohen Umsätzen und Ausbeuten und zumindest im Wesentlichen ohne signifikante Nebenprodukte. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Umsetzung in Gegenwart eines Katalysators, insbesondere eines Enzyms und/oder eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators, vorzugsweise in Gegenwart eines Enzyms, durchgeführt werden. Bei dieser besonderen Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn der Katalysator nach der Umsetzung rezykliert wird.
Wie zuvor ausgeführt, kann gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens die Umsetzung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator durchgeführt werden.
Dabei kann das Enzym insbesondere ausgewählt sein aus Synthetasen (Ligasen), Katalasen, Esterasen, Lipasen und deren Kombinationen. Erfindungsgemäß werden als Synthetasen (Ligasen) insbesondere Enzyme aus der Klasse der Ligasen bezeichnet; Ligasen sind Enzyme, welche das Verknüpfen zweier oder mehrerer Moleküle durch eine kovalente Bindung katalysieren. Katalasen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Enzyme, welche Wasserstoffperoxid zu Sauerstoff und Wasserstoff umzusetzen imstande sind. Der Begriff der Esterasen bezeichnet insbesondere Enzyme, welche imstande sind, Ester hydrolytisch in Alkohol und Säure aufzuspalten (Verseifung); es handelt sich somit insbesondere um Hydrolasen, wobei fettspaltende Esterasen auch als Lipasen bezeichnet werden. Lipasen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Enzyme, welche von Lipiden, wie Glyceriden, freie Fettsäuren abzuspalten imstande sind (Lipolyse).
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann sich das als Katalysator eingesetzte Enzym insbesondere ableiten von Candida antarctica, Mucor miehei ( Rhizomucor miehei), Thermomyces lanuginosus, Candida rugosa, Aspergillus oryzae, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas fluorescens, Rhizopus delemar und Pseudomonas sp. sowie deren Kombinationen, vorzugsweise von Candida antarctica, Mucor miehei (Rhizomucor miehei) und Thermomyces lanuginosus.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann das Enzym in immobilisierter Form, insbesondere immobilisiert auf einem Träger, vorzugsweise auf einem polymeren Träger, bevorzugt auf einem polymeren organischen Träger, besonders bevorzugt mit hydrophoben Eigenschaften, ganz besonders bevorzugt auf einem poly(meth)acrylharzbasierten Träger, eingesetzt werden. Wie zuvor im Zusammenhang mit der Verwendung eines Katalysators im Allgemeinen dargelegt, ist es bevorzugt, im Fall der Verwendung eines Enzyms als Katalysator das Enzym nach der Umsetzung zu rezyklieren. Sofern die Umsetzung im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator durchgeführt wird, ist es bevorzugt, wenn die Umsetzung bei Temperaturen im Bereich von 10 °C bis 80 °C, insbesondere im Bereich von 20 °C bis 80 °C, vorzugsweise im Bereich von 25 °C bis 75 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 45 °C bis 75 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 50 °C bis 70 °C, durchgeführt wird.
Im Fall der Verwendung eines Enzyms als Katalysator kann die Menge des eingesetzten Enzyms in weiten Bereichen variieren. Insbesondere kann das Enzym in Mengen, bezogen auf die Gesamtmenge der Ausgangsverbindungen (I) und (II), im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,01 Gew. -% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew. -% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,5 Gew. -% bis 10 Gew.-%, eingesetzt werden. Dennoch kann es einzelfallbedingt oder anwendungsbezogen erforderlich sein, von den vorgenannten Mengen abzuweichen, ohne dass der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Wenn gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Umsetzung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator durchgeführt wird, kann auch der Druckbereich in weiten Bereichen variieren. Insbesondere kann bei Umsetzung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator die Umsetzung bei einem Druck im Bereich von 0,0001 bar bis 10 bar, insbesondere im Bereich von 0,001 bar bis 5 bar, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bar bis 2 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bar bis 1 bar, ganz besonders bei etwa 1 bar, durchgeführt werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Umsetzung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators durchgeführt werden. Gemäß dieser alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wonach die Umsetzung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators durchgeführt wird, kann der Katalysator insbesondere ausgewählt sein aus (i) basischen Katalysatoren, insbesondere Alkali- oder Erdalkalihydroxyden und Alkali- oder Erdalkalialkoholaten, wie NaOH, KOH, LiOH, Ca(OH)2, NaOMe, KOMe und Na(OBu-tert.), (ii) sauren Katalysatoren, insbesondere Mineralsäuren, und organischen Säuren, wie Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Sulfonsäuren, Methansulfonsäure, para- Toluolsulfonsäure und Carbonsäuren, (iii) Lewis-Säuren, insbesondere Lewis- Säuren auf der Basis von Titan-, Zinn-, Zink- und Aluminiumverbindungen, wie Titantetrabutylat, Zinnsäuren, Zinkacetat, Aluminiumtrichlorid und Aluminiumtri- isopropyl und (iv) heterogenen Katalysatoren, insbesondere auf der Basis von mineralischen Silikaten, Germanaten, Carbonaten und Aluminiumoxiden, wie Zeolithen, Montmorilloniten, Mordeniten, Hydrotalciten und Tonerden, sowie deren Kombinationen.
Bei dieser Ausführungsform kann als Katalysator insbesondere ein Alkali- oder Erdalkalialkoholat eingesetzt werden. Insbesondere ist es auch bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn der Katalysator auf Basis des metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators nach der Umsetzung rezykliert wird.
Wenn gemäß dieser besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Umsetzung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators erfolgt, können die Temperaturen in weiten Bereichen variiert werden. Insbesondere kann die Umsetzung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators bei Temperaturen im Bereich von 20 °C bis 150 °C, insbesondere im Bereich von 50 °C bis 140 °C, vorzugsweise im Bereich von 70 °C bis 130 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 80 °C bis 125 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 100 °C bis 120 °C, durchgeführt werden.
Weiterhin kann auch bei dieser Ausführungsform der Katalysator (d. h. der metallhaltige und/oder metallbasierte, saure oder basische Katalysator) in weiten Mengenbereichen variiert werden: So kann der Katalysator auf Basis eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators in Mengen, bezogen auf die Gesamtmenge der Ausgangsverbindungen (I) und (II), im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,05 Gew. -% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew. -% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew. -% bis 10 Gew.-%, eingesetzt werden. Dennoch ist es anwendungsbezogen oder einzelfallbedingt möglich, von den genannten Mengen abzuweichen, ohne dass der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen ist.
Wenn gemäß dieser besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Umsetzung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators erfolgt, kann der Druckbereich gleichermaßen in weiten Bereichen variieren: Insbesondere kann die Umsetzung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators bei einem Druck im Bereich von 0,0001 bar bis 10 bar, insbesondere im Bereich von 0,001 bar bis 5 bar, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bar bis 2 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bar bis 1 bar, ganz besonders bei etwa 1 bar, durchgeführt werden.
Was die Menge an Edukten bzw. Ausgangsverbindungen anbelangt, so kann auch diese in weiten Bereichen variiert werden.
Unter Berücksichtigung von Verfahrensökonomie und Optimierung des Verfahrensablaufs, insbesondere im Hinblick auf die Minimierung von Nebenprodukten, ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung der allgemeinen Formel (II), bezogen auf die Verbindung der allgemeinen Formel (I), in molaren Mengen in einem Bereich von äquimolarer Menge bis zu einem molaren Überschuss von 200 Mol-%, insbesondere in einem Bereich von äquimolarer Menge bis zu einem molaren Überschuss von 150 Mol-%, vorzugsweise in einem Bereich von äquimolarer Menge bis zu einem molaren Überschuss von 100 Mol-%, eingesetzt wird.
Gleichermaßen unter Berücksichtigung von Verfahrensökonomie und Optimierung des Verfahrensablaufs, insbesondere im Hinblick auf die Minimierung von Nebenprodukten, ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung der allgemeinen Formel (II) und die Verbindung der allgemeinen Formel (I) in einem Molverhältnis von Verbindung der allgemeinen Formel (II) / Verbindung der allgemeinen
Formel (I) in einem Bereich von 1 ,1 : 1 bis 10 : 1 , bevorzugt in einem Bereich von 1 ,5 : 1 bis 9 : 1 , insbesondere in einem Bereich von 2 : 1 bis 8 : 1 , vorzugsweise in einem Bereich von 3 : 1 bis 6 : 1 , eingesetzt werden. Auf diese Weise wird einer Nebenproduktbildung, insbesondere der Bildung von dimerer 3-Hydroxybuttersäure und deren acylverkappten Derivaten, in effizienter Weise entgegengewirkt.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird bei der Umsetzung der mindestens einen Verbindung der allgemeinen Formel (I) mit mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (II) gleichzeitig eine Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (IV)
R2 - OH (IV)
wobei der Rest R2 die zuvor angegebene Bedeutung hat, gebildet. Daher kann es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen sein, dass die Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (IV) der Umsetzung insbesondere kontinuierlich entzogen wird, insbesondere mittels vorzugsweise kontinuierlicher destillativer Entfernung. Auf diese Weise wird das Reaktionsgleichgewicht in effizienter Weise auf die Seite der Reaktionsprodukte (d. h. der acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxy- buttersäure oder deren Salz oder Ester der allgemeinen Formel (III)) verlagert. Auch wird auf diese Weise die Bildung von Nebenprodukten minimiert bzw. verhindert.
Im Anschluss an die Umsetzung kann das erhaltene Reaktionsprodukt weiteren üblichen bzw. an sich bekannten Aufreinigungs- bzw. Aufarbeitungsschritten unterzogen werden.
In diesem Zusammenhang kann sich der Umsetzung der mindestens einen Verbindung der allgemeinen Formel (I) mit mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (II) eine Aufreinigung anschließen, insbesondere mittels Destillation und/oder Chromatographie, vorzugsweise mittels Destillation.
Auch können nicht umgesetzte bzw. noch vorhandene Edukte und Reaktionsnebenprodukte, insbesondere Verbindungen gemäß der allgemeinen
Formel (IV), abgetrennt werden, insbesondere abdestilliert werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können insbesondere gegebenenfalls noch vorhandene Edukte, insbesondere Edukte der allgemeinen Formeln (I) und (II), nach deren Abtrennung rezykliert werden. Gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungs verfahrens kann insbesondere derart vorgegangen werden, dass nach erfolgter Umsetzung das Reaktionsprodukt (III) an dessen Rest R1 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, funktionalisiert wird, vorzugsweise durch Veresterung oder Umesterung.
Insbesondere kann sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Umsetzung eine teilweise, insbesondere vollständige, Funktionalisierung des Reaktions produkts (III) an dessen Rest R1 anschließen, vorzugsweise durch Veresterung oder Umesterung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Funktionalisierung der Austausch bzw. das Einführen bestimmter Seitengruppen bzw. funktioneller Gruppen verstanden werden. Eine Veresterung findet statt, wenn der Rest R1 ein Wasserstoff darstellt und somit das Reaktionsprodukt (III) in Form einer
Carbonsäure vorliegt. Diese Carbonsäure wird im Rahmen der Veresterung mit einem Alkohol umgesetzt, sodass ein Ester unter Wasserabspaltung gebildet wird. Wenn jedoch der Rest R1 im Reaktionsprodukt (III) ein Ci-C4-Alkyl darstellt, findet eine Umesterung statt. Bei einer Umesterung wird ein Ester in einen anderen Überführt. Dabei wird der Alkoholrest eines Ester (d. h. in diesem Fall enthaltend den Ci-C4-Alkylrest) durch einen anderen Alkoholrest ersetzt.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere bevorzugt, wenn das
Reaktionsprodukt (III) mit mindestens einem Fettalkohol (V), vorzugsweise ausgewählt aus C6-C30-Fettalkoholen, bevorzugt Cio-C3o-Fettalkoholen, insbesondere Cio-C24-Fettalkoholen, umgesetzt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, entspricht der Fettalkohol (V) der allgemeinen Formel (V)
R4 - OH (V)
wobei der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C3o-Alkylrest, vorzugsweise C10-C30- Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt, insbesondere wobei die
Hydroxylfunktion (OH-Funktion) primär und/oder endständig ist. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es insbesondere bevorzugt, wenn der Rest R4 einen linearen, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen Cio-C24-Alkylrest darstellt, insbesondere wobei die Hydroxylfunktion (OH-Funktion) primär und/oder endständig ist.
Insbesondere ist es bevorzugt, wenn der Rest R4 einen 1 -Decanylrest, einen 1 -Dodecanylrest (Laurylrest), einen 1 -Tetradecanylrest (Myristylrest), einen
1 -Hexadecanylrest (Cetylrest), einen 1 -Heptadecanylrest (Margarylrest), einen
1 -Octadecanylrest (Stearylrest), einen 1 -Eicosanylrest (Arachidylrest), einen 1 -Docosanylrest (Behenylrest), einen 1 -Tetracosanylrest (Ligocerylrest), einen
1 -Hexacosanylrest (Cerylrest), einen 1 -Octacosanylrest (Montanylrest), einen
1 -Tricontanylrest (Melissylrest), einen cis- 9-Hexadecen-1 -ylrest (Palmitoleylrest), einen cis- 9-Octadecen-1 -ylrest (Oleylrest), einen trans- 9-Octadecen-1 -ylrest (Elaidylrest), einen c/s-11 -0ctadecen-1 -ylrest, einen cis, cis- 9,12-Octa- decadien-1 -ylrest (Linoleylrest) oder einen 6,9,12-Octadecatrien-1 -ylrest
(g-Linolenylrest), bevorzugt einen cis- 9-Octadecen-1 -ylrest (Oleylrest), darstellt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, ist es bevorzugt, wenn der Fettalkohol (V) ausgewählt ist aus linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen
C6-C30-Fettalkoholen, vorzugsweise Cio-C3o-Fettalkoholen, insbesondere C10-C24- Fettalkoholen, bevorzugt mit primärer und/oder endständiger Flydroxylfunktion (OFI- Funktion). Insbesondere kann der im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbare Fettalkohol (V) ausgewählt sein aus linearen, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten, aliphatischen einwertigen und bevorzugt primären C6-C30-Fettalkoholen, vorzugsweise linearen, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten, aliphatischen einwertigen und bevorzugt primären C10-C30- Fettalkoholen, insbesondere linearen, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten, aliphatischen einwertigen und bevorzugt primären C10-C24- Fettalkoholen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Fettalkohol (V) ausgewählt sein aus der Gruppe von 1 -Decanol,
1 -Dodecanol (Laurylalkohol), 1 -Tetradecanol (Myristylalkohol), 1 -Hexadecanol (Cetylalkohol), 1 -Fleptadecanol (Margarylalkohol), 1 -Octadecanol (Stearylalkohol), 1 -Eicosanol (Arachidylalkohol), 1 -Docosanol (Behenylalkohol), 1 -Tetracosanol (Ligocerylalkohol), 1 -Hexacosanol (Cerylalkohol), 1 -Octacosanol (Montanylalkohol), 1 -Tricontanol (Melissylalkohol), cis- 9-Hexadecen-1 -ol (Palmitoleylalkohol), cis- 9-Octadecen-1 -ol (Oleylalkohol), trans- 9-Octadecen-1 -ol (Elaidylalkohol), c/s-1 1 -Octadecen-1 -ol, c/s,c/'s-9,12-Octadecadien-1 -ol (Linoleylalkohol),
6,9,12-Octadecatrien-1 -ol (g-Linolenylalkohol), und deren Mischungen, bevorzugt cis- 9-Octadecen-1 -ol (Oleylalkohol).
Die vorgenannten Fettalkohole (V) sind kommerziell verfügbare chemische Erzeugnisse bzw. ohne Weiteres anderweitig zugänglich.
Im Rahmen der besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wonach sich der Umsetzung eine teilweise, insbesondere vollständige Funktionalisierung des Reaktionsprodukts (III) an dessen Rest R1 anschließt, ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Funktionalisierung in Abwesenheit von Lösemitteln und/oder ohne jedwedes Lösemittel durchgeführt wird. Dies hat den Vorteil, dass die erhaltenen Reaktionsprodukte nicht mit Lösemittel verunreinigt sind und kein Lösemittel nach Durchführung des Verfahrens bzw. der Reaktion aufwendig und energieträchtig entfernt und entsorgt bzw. rezykliert werden muss. Überraschenderweise verläuft das Verfahren bzw. die Reaktion dennoch mit hohen Umsätzen und Ausbeuten und zumindest im Wesentlichen ohne signifikante Nebenproduktbildung.
Insbesondere ist es gemäß dieser besonderen Ausführungsform bevorzugt, wenn die Funktionalisierung in Gegenwart eines Katalysators, insbesondere eines Enzyms und/oder eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators, vorzugsweise in Gegenwart eines Enzyms, durchgeführt wird. Bei dieser besonderen Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn der Katalysator nach der Funktionalisierung rezykliert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die
Funktionalisierung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator durchgeführt.
In diesem Zusammenhang kann das Enzym ausgewählt werden aus Synthetasen (Ligasen), Katalasen, Esterasen, Lipasen und deren Kombinationen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann sich das als Katalysator eingesetzte Enzym insbesondere ableiten von Candida antarctica, Mucor miehei ( Rhizomucor miehei), Thermomyces lanuginosus, Candida rugosa, Aspergillus oryzae, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas fluorescens, Rhizopus delemar und Pseudomonas sp. sowie deren Kombinationen, vorzugsweise von Candida antarctica, Mucor miehei (Rhizomucor miehei) und Thermomyces lanuginosus.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann das Enzym in immobilisierter Form, insbesondere immobilisiert auf einem Träger, vorzugsweise auf einem polymeren Träger, bevorzugt auf einem polymeren organischen Träger, besonders bevorzugt mit hydrophoben Eigenschaften, ganz besonders bevorzugt auf einem poly(meth)acrylharzbasierten Träger, eingesetzt werden.
Wie zuvor im Zusammenhang mit der Verwendung eines Katalysators im Allgemeinen dargelegt, ist es bevorzugt, das Enzym nach der Funktionalisierung zu rezyklieren.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird die Funktionalisierung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator bei Temperaturen im Bereich von 10 °C bis 80 °C, insbesondere im Bereich von 20 °C bis 80 °C, vorzugsweise im Bereich von 25 °C bis 75 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 45 °C bis 75 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 50 °C bis 70 °C, durchgeführt.
Sofern die Funktionalisierung im Rahmen des erfindungsgemäßen Flerstellungsverfahrens in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator durchgeführt wird, ist es bevorzugt, wenn das Enzym in Mengen, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen (III) und (V), im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,01 Gew. -% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew.-% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, eingesetzt wird.
Wenn gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Funktionalisierung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator durchgeführt wird, kann auch der Druckbereich in weiten Bereichen variieren. Insbesondere kann bei Funktionalisierung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator die Funktionalisierung bei einem Druck im Bereich von 0,0001 bar bis 10 bar, insbesondere im Bereich von 0,001 bar bis 5 bar, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bar bis 2 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bar bis 1 bar, ganz besonders bei etwa 1 bar, durchgeführt werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Funktionalisierung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators durchgeführt werden.
Gemäß dieser alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Katalysator im Rahmen der Funktionalisierung ausgewählt sein aus (i) basischen Katalysatoren, insbesondere Alkali- oder Erdalkalihydroxyden und Alkali- oder Erdalkalialkoholaten, wie NaOH, KOH, LiOH, Ca(OH)2, NaOMe, KOMe und Na(OBu-tert.), (ii) sauren Katalysatoren, insbesondere Mineralsäuren, und organischen Säuren, wie Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Sulfonsäuren, Methansulfonsäure, para-Toluolsulfonsäure und Carbonsäuren, (iii) Lewis-Säuren, insbesondere Lewis-Säuren auf der Basis von Titan-, Zinn-, Zink- und Aluminiumverbindungen, wie Titantetrabutylat, Zinnsäuren, Zinkacetat, Aluminiumtrichlorid und Aluminiumtriisopropyl und (iv) heterogenen Katalysatoren, insbesondere auf der Basis von mineralischen Silikaten, Germanaten, Carbonaten und Aluminiumoxiden, wie Zeolithen, Montmorilloniten, Mordeniten, Fl yd rota leiten und Tonerden, sowie deren Kombinationen.
Insbesondere kann als Katalysator ein Alkali- oder Erdalkalialkoholat eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere bevorzugt, wenn der Katalysator nach der Funktionalisierung rezykliert wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, wenn die Funktionalisierung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators bei Temperaturen im Bereich von 20 °C bis 150 °C, insbesondere im Bereich von 50 °C bis 140 °C, vorzugsweise im Bereich von 70 °C bis 130 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 80 °C bis 125 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 100 °C bis 120 °C, durchgeführt wird. Sofern die Funktionalisierung im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungs verfahrens in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators durchgeführt wird, ist es bevorzugt, wenn der Katalysator in Mengen, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen (III) und (V), im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von
0,05 Gew. -% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew. -% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 10 Gew.-%, eingesetzt wird.
Wenn gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Funktionalisierung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators durch geführt wird, kann auch der Druckbereich in weiten Bereichen variieren. Insbesondere kann bei Funktionalisierung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators bei einem Druck im Bereich von 0,0001 bar bis 10 bar, insbesondere im Bereich von 0,001 bar bis 5 bar, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bar bis 2 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bar bis 1 bar, ganz besonders bei etwa 1 bar, durchgeführt werden.
Im Rahmen der erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform, wonach sich der Umsetzung eine teilweise, insbesondere vollständige Funktionalisierung des Reaktionsprodukts (III) an dessen Rest R1 anschließt, wird insbesondere bei der Funktionalisierung gleichzeitig eine Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (VI)
R1 - OH (VI)
gebildet, wobei in der allgemeinen Formel (VI) der Rest R1 Wasserstoff oder ein Ci-C4-Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt. In diesem Zusammenhang ist es insbesondere bevorzugt, wenn die Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (VI) der Funktionalisierung entzogen wird, insbesondere kontinuierlich entzogen wird, insbesondere mittels vorzugsweise kontinuierlicher destillativer Entfernung. Auf diese Weise wird das Reaktionsgleichgewicht in effizienter Weise auf die Seite der Reaktionsprodukte (d. h. Funktionalisierungsprodukte) verlagert. Auch wird auf diese Weise die
Bildung von Nebenprodukten minimiert bzw. verhindert. Eine erfindungsgemäß besonders bevorzugte Vorgehensweise, welche eine Funktionalisierung des Reaktionsprodukts (III) an dessen Rest R1 im Anschluss an die Umsetzung vorsieht, wird durch das nachfolgende Reaktions- bzw. Syntheseschema mit dem Ethylester der acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäure veranschaulicht (wobei der Rest R4 die zuvor angegebene Bedeutung hat):
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden als Reaktionsprodukt ein oder mehrere gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (IIG)
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R5 (IN·) gebildet,
wobei in der allgemeinen Formel (IIG) der Rest R3 einen Rest CH3 - C(O) - CFI2 - C(O) - darstellt und der Rest R5 einen Rest R1, wie zuvor definiert, oder einen
Rest R4, wie zuvor definiert, darstellt. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Reaktionsprodukt ein oder mehrere acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxy- buttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (III)
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R1 (III) gebildet,
wobei in der allgemeinen Formel (III) der Rest R1 Wasserstoff oder ein Ci-C4-Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt und der Rest R3 einen Rest CFI3 - C(O) - CFI2 - C(O) - darstellt.
Gemäß einer wiederum besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Flerstellungsverfahrens als Reaktionsprodukt ein oder mehrere funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Flydroxybuttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (III")
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R4 (III") gebildet,
wobei in der allgemeinen Formel (III") der Rest R3 einen Rest CFI3- C(O) - CFI2 - C(O) - darstellt und der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C3o-Alkylrest, vorzugsweise Cio-C3o-Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt.
Weiterer Gegenstand - gemäß einem z w e i t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche Reaktionsprodukt (d. h. ein (chemisches) Produkt oder Produktgemisch).
Insbesondere ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Reaktionsprodukt (d. h. ein (chemisches) Produkt oder Produktgemisch), welches eine oder mehrere gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Flydroxy- buttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (IIG)
CH3 - CH(OR3) - CH2 - C(0)0R5 (lll1) umfasst, wobei in der allgemeinen Formel (IIG)
• der Rest R3 einen Rest CH3- C(O) - CH2 - C(O) - darstellt und
• der Rest R5 einen Rest R1, wobei Rest R1 Wasserstoff oder ein Ci-C4-Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt, oder einen Rest R4, wobei der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C3o-Alkylrest, vorzugsweise Cio-C3o-Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt, bezeichnet. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Reaktionsprodukt eine oder mehrere acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (III)
CH3- CH(0R3) - CH2 - C(0)0R1 (III) umfassen,
wobei in der allgemeinen Formel (III) der Rest R1 Wasserstoff oder ein Ci-C4-Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt und der Rest R3 einen Rest CFI3- C(O) - CFI2 - C(O) - darstellt.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Reaktionsprodukt eine oder mehrere funktionalisierte acylverkappte
(acylblockierte) 3-Flydroxybuttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (IN")
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R4 (III") umfassen,
wobei in der allgemeinen Formel (IN") der Rest R3 einen Rest CFI3- C(O) - CFI2 - C(O) - darstellt und der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C3o-Alkylrest, vorzugsweise Cio-C3o-Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt. Gemäß einer wiederum besonderen Ausführungsform kann das Reaktionsprodukt insbesondere ein Gemisch von mindestens zwei voneinander verschiedenen gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Flydroxybutter- säuren, insbesondere wie zuvor definiert, umfassen. Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform kann das Reaktionsprodukt insbesondere ein Gemisch von mindestens drei voneinander verschiedenen gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybutter- säuren, insbesondere wie zuvor definiert, umfassen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester der allgemeinen Formel (IIG)
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R5 (III') wobei in der allgemeinen Formel (IIG)
der Rest R3 einen Rest CFI3 - C(O) - CFI2 - C(O) - darstellt und
der Rest R5 einen Rest R1, wobei der Rest R1 Wasserstoff oder ein Ci-C4-Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt, oder einen Rest R4, wobei der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C3o-Alkylrest, vorzugsweise Cio-C3o-Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt, bezeichnet.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls eine acylverkappte (acylblockierte) 3-Flydroxybuttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester, insbesondere wie zuvor beschrieben,
wobei die acylverkappte (acylblockierte) 3-Flydroxybuttersäure und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (III)
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R1 (III) entspricht,
wobei in der allgemeinen Formel (III) der Rest R1 Wasserstoff oder ein Ci-C4-Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt und der Rest R3 einen Rest CFI3- C(O) - CFI2 -C(O) - darstellt. Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester, insbesondere wie zuvor definiert,
wobei die funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (III")
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R4 (III") entspricht,
wobei in der allgemeinen Formel (III") der Rest R3 einen Rest CH3- C(O) - CH2 - C(O) - darstellt und der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C3o-Alkylrest, vorzugsweise Cio-C3o-Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß diesem Erfindungsaspekt ist ein Gemisch, welches mindestens zwei voneinander verschiedene gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxy- buttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester, wie zuvor definiert, umfasst.
Insbesondere ist wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß diesem Erfindungsaspekt ein Gemisch, welches mindestens drei voneinander verschiedene gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester, wie zuvor definiert, umfasst.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Reaktionsprodukt, wie zuvor definiert, und/oder die nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure, wie zuvor definiert und/oder das nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Gemisch, wie zuvor definiert, weist gegenüber dem Stand der Technik eine Vielzahl von Vorteilen und Besonderheiten auf: Wie die Anmelderin überraschend herausgefunden hat, eignet sich das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Reaktions produkt, wie zuvor definiert, und/oder die nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure, wie zuvor definiert, und/oder das nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Gemisch, wie zuvor definiert, insbesondere als Präkursor bzw. Metabolit von 3-Hydroxybuttersäure bzw. deren Salzen, da dieses bzw. diese einerseits physiologisch, insbesondere im Magen/Darm-Trakt, zu den Ketokörpern 3-Hydroxybuttersäure und 3-Oxobutyrat (= Acetoacetat bzw. Acetacetat), welches physiologisch letztlich zu 3-Hydroxybuttersäure bzw. deren Salzen umgesetzt bzw. reduziert wird, gespalten wird und andererseits gleichzeitig eine gute physiologische Kompatibilität bzw. Verträglichkeit aufweist, insbesondere im Hinblick auf Nichttoxizität und akzeptable organoleptische Eigenschaften. Insbesondere die retardierte Freisetzung des physiologisch wirksamen Stoffes im Magen/Darm-Trakt ist im medizinischen Bereich vorteilhaft, da der Wirkstoff 3-Hydroxybuttersäure so über einen längeren Zeitraum zur Verfügung gestellt werden kann und somit eine Ketose-Therapie ermöglicht wird. Daher eignen sich das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Reaktionsprodukt, wie zuvor definiert, und/oder die nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybutter säure, wie zuvor definiert, und/oder das nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Gemisch, wie zuvor definiert, als wirksame Präkursoren oder Metabolite, welche physiologisch einen direkten oder indirekten Zugang zu 3-Hydroxybuttersäure oder deren Salzen sowie zu Acetoacetat (und damit physiologisch wiederum zu 3-Hydroxybuttersäure oder deren Salzen) ermöglichen, insbesondere im physiologischen Stoffwechsel des menschlichen oder tierischen Körpers.
Bei der physiologischen Spaltung im Magen und/oder Darm wird also das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Reaktions produkt, wie zuvor definiert, und/oder die nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure, wie zuvor definiert, und/oder das nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Gemisch, wie zuvor definiert, in die Ketoverbindungen 3-Hydroxybuttersäure und 3-Oxobutyrat (Acetoacetat bzw. Acetacetat), welches vom Körper weiter zu 3-Hydroxybutyrat reduziert werden kann, gespalten.
Durch die Anwesenheit von sowohl 3-Oxobutyratresten und 3-Hydroxybutyratresten bzw. 3-Hydroxybuttersäure liegt eine unterschiedlich schnelle Verfügbarkeit bzw. Freisetzung des Wirkstoffs 3-Hydroxybuttersäure vor. Das erfindungsgemäße Reaktionsprodukt weist folglich einen intrinsischen, in sich nochmals differenzierten Retard-Effekt auf. Denn insgesamt weist die erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure bzw. deren Salz oder Ester somit zwei Ketokörper mit unterschiedlich schnellem Abbau auf. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit erstmalig die Bereitstellung untoxischer, gegebenenfalls funktionalisierter acylverkappter (acylblockierter) 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salzen und Estern aus an sich bekannten, kommerziell verfügbaren und vor allem physiologisch unbedenklichen Komponenten bzw. Edukten (Ausgangsverbindungen). Die resultierenden gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten 3-Hydroxybuttersäuren sowie deren Salze und Ester können physiologisch, insbesondere im Magen und/oder im Darm, aufgespalten werden und das Zielmolekül "3-Hydroxybuttersäure" bzw. deren Salze (und daneben auch Acetoacetat, welches physiologisch wiederum weiter zu 3-Hydroxybuttersäure umgesetzt bzw. reduziert werden kann) als Wirk- stoff bzw. Wirkkomponente freisetzen bzw. generieren.
Darüber hinaus ist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Reaktionsprodukt, wie zuvor definiert, und/oder die nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxy- buttersäure, wie zuvor definiert, und/oder das nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Gemisch, wie zuvor definiert, ohne Weiteres auf synthetischem Wege auch im großtechnischen Maßstab zugänglich bzw. verfügbar, und zwar auch mit der erforderlichen pharmazeutischen bzw. pharmakologischen Qualität. Zudem kann das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Reaktionsprodukt, wie zuvor definiert, und/oder die gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxy- buttersäure, wie zuvor definiert, und/oder das nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Gemisch, wie zuvor definiert, in einer enantiomerenreiner bzw. enantiomerenangereicherten Form bereitgestellt werden.
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Reaktionsprodukt, wie zuvor definiert, und/oder die nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure, wie zuvor definiert, und/oder das nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße Gemisch, wie zuvor definiert, stellt somit ein effizientes pharmakologisches Wirkstoff-Target im Rahmen einer Ketokörper- Therapie des menschlichen oder tierischen Körpers dar.
Nachfolgend werden noch die übrigen Erfindungsaspekte weiterführend erläutert und im Detail beschrieben.
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem d r i t t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine pharmazeutische Zusammensetzung, insbesondere ein Arzneimittel oder Medikament, welche(s) ein nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliches bzw. erfindungsgemäßes Reaktionsprodukt, wie zuvor definiert, und/oder eine nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxy- buttersäure oder deren Salz oder Ester, wie zuvor definiert, und/oder ein nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliches bzw. erfindungsgemäßes Gemisch, wie zuvor definiert, umfasst.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung gemäß diesem Erfindungsaspekt eine pharmazeutische Zusammensetzung zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Verwendung bei der prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung von Erkrankungen des menschlichen oder tierischen Körpers. Hierbei kann es sich insbesondere um Erkrankungen im Zusammenhang mit einer Störung des Energiestoffwechsels, insbesondere Ketokörperstoffwechsels, wie insbesondere Schädel-Hirn-Trauma, Schlaganfall, Hypoxien, kardiovaskuläre Erkrankungen wie Myokardinfarkt, Refeeding-Syndrom, Anorexien, Epilepsie, neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz, Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson, Multiple Sklerose und Amyotrophe Lateralsklerose, Fettstoffwechselerkrankungen wie Glucosetransporter-Defekt (GLUT1 -Defekt), VL-FAOD und Mitochondriopathien wie mitochondrialer Thiolase-Defekt, Chorea Huntington, Krebserkrankungen wie T-Zell-Lymphome, Astrozytome und Glioblastome, HIV, rheumatische Erkrankungen wie rheumatoide Arthritis und Arthritis urica, Erkrankungen des Gastrointestinaltrakts wie chronisch entzündliche Darmerkrankungen, insbesondere Colitis ulcerosa und Morbus Crohn, lyosomale Speicherkrankheiten wie Sphingolipidosen, insbesondere Niemann-Pick- Erkrankung, Diabetes mellitus und Auswirkungen oder Nebenwirkungen von Chemotherapien, handeln.
Wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem v i e r t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist ein nach dem erfindungs gemäßen Herstellungsverfahren erhältliches bzw. erfindungsgemäßes Reaktions produkt, wie zuvor definiert, und/oder eine nach dem erfindungsgemäßen Herstel lungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure oder deren Salz oder Ester, wie zuvor definiert, und/oder ein nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfah ren erhältliches bzw. erfindungsgemäßes Gemisch, wie zuvor definiert, zur prophy laktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Verwendung bei der prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung von Erkrankungen des menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere Erkrankungen im Zusammen- hang mit einer Störung des Energiestoffwechsels, insbesondere Ketokörperstoff- wechsels, wie insbesondere Schädel-Hirn-Trauma, Schlaganfall, Hypoxien, kardio vaskuläre Erkrankungen wie Myokardinfarkt, Refeeding-Syndrom, Anorexien, Epi lepsie, neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz, Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson, Multiple Sklerose und Amyotrophe Lateralsklerose, Fettstoffwechsel- erkrankungen wie Glucosetransporter-Defekt (GLUT1 -Defekt), VL-FAOD und Mito chondriopathien wie mitochondrialer Thiolase-Defekt, Chorea Huntington, Krebs erkrankungen wie T-Zell-Lymphome, Astrozytome und Glioblastome, HIV, rheuma tische Erkrankungen wie rheumatoide Arthritis und Arthritis urica, Erkrankungen des Gastrointestinaltrakts wie chronisch entzündliche Darmerkrankungen, insbesondere Colitis ulcerosa und Morbus Crohn, lyosomale Speicherkrankheiten wie Sphingolipidosen, insbesondere Niemann-Pick-Erkrankung, Diabetes mellitus und Auswirkungen oder Nebenwirkungen von Chemotherapien. Gleichermaßen weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem f ü n f t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist die Verwendung eines Reaktionsprodukts, wie zuvor definiert, und/oder Verwendung mindestens einer acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester, wie zuvor definiert, und/oder Verwendung eines Gemischs, wie zuvor definiert, zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Herstellung eines Arzneimittels zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung von Erkrankungen des menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere Erkrankungen im Zusammenhang mit einer Störung des Energiestoffwechsels, insbesondere Ketokörperstoffwechsels, wie insbesondere Schädel-Hirn-Trauma, Schlaganfall, Hypoxien, kardiovaskuläre Erkrankungen wie Myokardinfarkt, Refeeding-Syndrom, Anorexien, Epilepsie, neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz, Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson, Multiple Sklerose und Amyotrophe Lateralsklerose, Fettstoffwechselerkrankungen wie Glucosetransporter-Defekt (GLUT1 -Defekt), VL-FAOD und Mitochondriopathien wie mitochondrialer Thiolase-Defekt, Chorea Huntington, Krebserkrankungen wie T-Zell-Lymphome, Astrozytome und Glioblastome, HIV, rheumatische Erkrankungen wie rheumatoide Arthritis und Arthritis urica, Erkrankungen des Gastrointestinaltrakts wie chronisch entzündliche Darmerkrankungen, insbesondere Colitis ulcerosa und Morbus Crohn, lyosomale Speicherkrankheiten wie Sphingolipidosen, insbesondere Niemann-Pick-Erkrankung, Diabetes mellitus und Auswirkungen oder Nebenwirkungen von Chemotherapien.
Gleichermaßen weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem s e c h s t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist die Verwendung eines nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältlichen bzw. erfindungs gemäßen Reaktionsprodukts, wie zuvor definiert, und/oder Verwendung einer nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältlichen bzw. erfindungs gemäßen gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxybuttersäure oder deren Salz oder Ester, wie zuvor definiert, und/oder Verwendung eines nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältlichen bzw. erfindungsgemäßen Gemischs, wie zuvor definiert, zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Herstellung eines Arzneimittels zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Anwendung von/bei katabolen Stoffwechsellagen, wie Hunger, Diäten oder kohlenhydratarmer Ernährung. Gleichermaßen weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem s i e b t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist ein Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnis, welches ein nach dem erfindungsgemäßen Herstellungs verfahren erhältliches bzw. erfindungsgemäßes Reaktionsprodukt, wie zuvor definiert, und/oder eine nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliche bzw. erfindungsgemäße gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure oder deren Salz oder Ester, wie zuvor definiert, und/oder ein nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältliches bzw. erfindungsgemäßes Gemisch, wie zuvor definiert, umfasst.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann das Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnis insbesondere ein Nahrungsergänzungsmittel, ein funktionelles Lebensmittel ( Functional Food), ein Novel Food, ein
Lebensmittelzusatzstoff, ein Nahrungszusatz, ein diätetisches Lebensmittel, ein Power-Snack, ein Appetitzügler oder ein Kraft- und/oder Ausdauersport-
Supplement sein.
Schließlich ist wiederum weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem a c h t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendung eines nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältlichen bzw. erfindungs gemäßen Reaktionsprodukts, wie zuvor definiert, und/oder einer nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältlichen bzw. erfindungsgemäßen gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Hydroxy- buttersäure oder deren Salz oder Ester, wie zuvor definiert, und/oder eines nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren erhältlichen bzw. erfindungs gemäßen Gemischs, wie zuvor definiert, in einem Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnis.
Gemäß diesem Erfindungsaspekt kann das Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnis insbesondere ein Nahrungsergänzungsmittel, ein funktionelles Lebensmittel ( Functional Food), ein Novel Food, ein Lebensmittel zusatzstoff, ein Nahrungszusatz, ein diätetisches Lebensmittel, ein Power-Snack, ein Appetitzügler oder ein Kraft- und/oder Ausdauersport-Supplement sein. Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne Weiteres erkennbar oder realisierbar, ohne dass er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht, welche die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls beschränken sollen, sondern lediglich die beispielhafte und nichtlimitierende Durchführungs weise und Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erläutern sollen.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE:
Verwendete Abkürzungen
• 3-BHB = 3-Hydroxybuttersäure bzw. 3-Hydroxybuttersäure-Rest (3-Hydroxy- butyrat-Rest)
• 3-BHB-FS = 3-Hydroxybuttersäure (freie Säure)
• 3-BHB-Dimer-Ethylester = Dimer des 3-BHB-Ethylesters
• 3-Acetylaceto-BHB-FS = 3-Acetylacetobuttersäure (freie Säure)
• Acetylaceto-BHB2-Ethylester = mit Ethylacetoacetat verkapptes Dimer des
3-BHB-Ethylesters
Herstellunqsbeispiele
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Die diesbezüglichen Reaktionsschemata sind im allgemeinen Beschreibungsteil dargestellt und erläutert.
Herstellung von 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester und Anwendunqsversuche
In einem 100-ml-Mehrhalskolben mit Dephlegmator (Partialkondensator) und Destillationsbrücke werden 52 g 3-Oxobuttersäureethylester (Ethylacetoacetat bzw. Acetessigester) und 26 g 3-Hydroxybuttersäureethylester (3-BHB-Ethylester) vorgelegt.
Bei einer Temperatur von 50 °C und unter Vakuum werden 0,8 g immobilisiertes
Enzym (CALB-Lipase auf Polymerträger, abgeleitet von Candida antarctica, z. B. Novozym® 435) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird unter Rühren für 6 h zur Reaktion gebracht. Das während der Reaktion entstehende Ethanol wird kontinuierlich abdestilliert. Anschließend wird das Enzym abfiltriert und überschüssiger 3-Oxobuttersäureethylester sowie überschüssiger 3-Hydroxy- buttersäureethylester unter Vakuum abdestilliert und rezykliert.
Das erhaltene Reaktionsprodukt ist ein 3-Acetylacetobuttersäureethylester (3-Acetylaceto-BHB-Ethylester) und besteht nach analytischer Untersuchung aus folgender Zusammensetzung: > 90 % 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester (Reaktions nebenprodukte: 3-BHB-Dimer-Ethylester < 5 % und Acetylaceto-BHB-Dimer- Ethylester < 5 %).
Die Charakterisierung erfolgt mittels Gaschromatographie (GC) und GC-MS- Analyse (Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung). Der Geschmack des 3-Acetylaceto-BHB-Ethylesters ist deutlich weniger unangenehm und bitter als der des reinen 3-BHB-Ethylesters oder gar von reiner 3-Hydroxybuttersäure.
Spaltungsversuche (Spaltversuche) mit 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester in einem Magen- oder Darmmedium (FaSSGF-Medium, welches den Magen simuliert, oder FaSSIF-Medium, welches den Darmtrakt simuliert), jeweils in Anwesenheit oder in Abwesenheit von Pankreatin, belegen die Spaltung zu 3-BFIB in freier Form. Diese Spaltungsversuche belegen, dass acylverkappte (acylblockierte) 3-Flydroxy- buttersäure bzw. deren Salze oder Ester, hier konkret 3-Acetylaceto-BFIB- Ethylester, effiziente Präkursoren bzw. Metabolite der freien 3-Flydroxybuttersäure bzw. deren Salze und weiterer Ketokörper (hier: Acetoacetat) darstellen, insbesondere im Hinblick auf ihre beabsichtigte Wirkung, wobei diese Verbindungen zudem in physiologisch verträglicher bzw. physiologisch kompatibler Form vorliegen.
Weitere Herstellung von 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester
In einem 100-ml-Mehrhalskolben mit Dephlegmator (Partialkondensator) und Destillationsbrücke werden 30 g 3-Oxobuttersäureethylester (Ethylacetoacetat bzw. Acetessigester) und 15,25 g 3-Flydroxybuttersäureethylester (3-BFIB-Ethylester) vorgelegt.
Bei einer Temperatur von 50 °C und unter Vakuum werden 0,46 g immobilisiertem
Enzym (CALB-Lipase auf Polymerträger, abgeleitet von Candida antarctica, z. B. Novozym® 435) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird unter Rühren für 6 h zur Reaktion gebracht. Das während der Reaktion entstehende Ethanol wird kontinuierlich abdestilliert. Anschließend wird das Enzym abfiltriert und überschüssiger 3-Oxobuttersäureethylester sowie überschüssiger 3-Flydroxy- buttersäureethylester unter Vakuum abdestilliert und anschließend rezykliert.
Die Charakterisierung erfolgt mittels Gaschromatographie (GC) und GC-MS- Analyse (Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung).
Der Umsatz/Zeit-Verlauf wird mittels GC ermittelt. Anhand der mittels GC ermittelten Mengen lässt sich ein Umsatz zum gewünschten Produkt (hier: 3-Acetylaceto-BFIB-Ethylester) erkennen. Mit fortschreitender Reaktionszeit findet zudem ein Umsatz des entstandenen 3-BFIB-Dimer-Ethylesters mit Ethylacetoacetat zu Acetylaceto-BFIB2-Ethylester (acylverkappter 3-BFIB-Dimer- Ethylester) als Nebenprodukt statt (< 1 %). Weitere Herstellunqsbeispiele
Die Versuche werden mit Natriummethanolat (NaOMe) als Katalysator anstelle des Enzyms und bei Temperaturen zwischen 100 und 120 °C wiederholt. Es werden vergleichbare Ergebnisse erhalten. Aufreinigung und Analyse erfolgen in gleicher Weise.
Wiederum weitere Herstellunqsbeispiele
In einer weiteren Versuchsreihe wird jeweils der Einfluss des Molverhältnisses der Ausgangsverbindungen im Hinblick auf die Bildung von Nebenprodukten (analytisch untersucht anhand der beiden Nebenprodukte "3-BHB-Dimer- Ethylester" und "Acetylaceto-BHB2-Ethylester") untersucht.
Es zeig sich, dass ein molarer Überschuss an 3-Oxobuttersäureethylester (Ethylacetoacetat bzw. Acetessigester) in Bezug auf das weitere Edukt 3-Hydroxy- buttersäureethylester (3-BHB-Ethylester) einer Nebenproduktbildung entgegen wirkt.
In einer ersten Untersuchungsreihe zeigt sich ein Acetessigester / 3-BHB- Ethylester-Molverhältnis im Bereich von 1 ,5 : 1 bis 9 : 1 besonders effizient in Bezug auf eine Nebenproduktbildung und ist auch noch verfahrensökonomisch. Besonders gute Ergebnisse werden in einer zweiten Untersuchungsreihe für ein Acetessigester / 3-BHB-Ethylester-Molverhältnis im Bereich von 2 : 1 bis 8 : 1 beobachtet. Funktionalisierunq
In einem 500-ml-Mehrhalskolben mit Dephlegmator (Partialkondensator) und Destillationsbrücke werden 150 g 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester, 158 g 1 -Decanol und 2,9 g immobilisiertem Enzym (CALB-Lipase auf Polymerträger, abgeleitet von Candida antarctica, z. B. Novozym®435 von der Fa. Sigma-Aldrich bzw. Merck oder Lipozym®435 von der Fa. Strem Chemicals, Inc.) vorgelegt.
Das Reaktionsgemisch wird unter Rühren bei 70 °C und unter Vakuum (< 500 mbar) für 7 h zur Reaktion gebracht. Das während der Reaktion entstehende Ethanol wird kontinuierlich abdestilliert. Anschließend wird das Enzym abfiltriert und der überschüssige 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester bzw. das überschüssige 1 -Decanol unter Vakuum abdestilliert. Der erhaltene Rückstand wird für 2 bis 4 h im Hochvakuum gedämpft (Dampftemperatur 160 °C). Es wird reiner 3-Acetylaceto-BHB-Decylester erhalten. Weitere Funktionalisierunq
In einem 500-ml-Mehrhalskolben mit Dephlegmator (Partialkondensator) und Destillationsbrücke werden 150 g 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester, 270 g Oleylalkohol (Reinheit: 85 %) und 4,0 g immobilisiertem Enzym (CALB-Lipase auf Polymerträger, abgeleitet von Candida antarctica, z. B. Novozym®435 von der Fa. Sigma-Aldrich bzw. Merck oder Lipozym®435 von der Fa. Strem Chemicals, Inc.) vorgelegt.
Das Reaktionsgemisch wird unter Rühren bei 70 °C und unter Vakuum (< 500 mbar) für 7 h zur Reaktion gebracht. Das während der Reaktion entstehende Ethanol wird kontinuierlich abdestilliert. Anschließend wird das Enzym abfiltriert und das Produkt 3-Acetylaceto-BFIB-Oleylester im Vakuum durch mehrfache Destillation erhalten. Der erhaltene Rückstand wird bei Bedarf für 2 bis 4 h im Flochvakuum gedämpft (Dampftemperatur 160 °C). Es wird reiner 3-Acetylaceto-BHB-Oleylester erhalten.
Wiederum weitere Funktionalisierunqsversuche
Die vorstehenden enzymkatalysierten Funktionalisierungen werden entsprechend auch mit weiteren Fettalkoholen durchgeführt (nämlich jeweils mit Cetylalkohol, Margarylalkohol, Stearylalkohol, Behenylalkohol, Melissylalkohol, Palmitoleyl- alkohol und Linoleylalkohol). Es werden die entsprechenden 3-Acetylaceto-BHB- Fettalkoholester jeweils als Reinstoffe erhalten. Nochmals weitere Funktionalisierunqsversuche
Die vorangehenden Versuche werden wiederholt, jedoch mit Natriummethanolat (NaOMe) als Katalysator (1 Gew.-%) anstelle des Enzyms und bei Temperaturen zwischen 100 und 120 °C. Es werden vergleichbare Ergebnisse erhalten. Aufreinigung und Trennung erfolgen in gleicher weise.
Physiologische Anwendunasversuche: /n-v/fro-Verdauversuche
Verdauversuche (Spalt- bzw. Soaltunasversuchel von erfindunasaemäften
3-Acetylaceto-BHB-Estern Id. h. Ethylester und Fettalkoholestern der 3-Acetylacetobuttersäurel
Mittels Spaltungsversuchen wird gezeigt, dass erfindungsgemäß hergestellte 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester als auch die funktionalisierten Derivate (d. h. 3-Acetylaceto-BHB-Fettalkoholester), einschließlich der Reaktionsnebenprodukte, wie Dimere etc., im menschlichen gastrointestinalen Trakt gespalten werden können.
Als Testsubstanz werden jeweils aufgereinigte, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester sowie die funktionalisierten
Derivate (d.h. 3-Acetylaceto-BHB-Fettalkoholester) eingesetzt.
Getestete Ester:
• 3-Acetylaceto-BFIB-Ethylester
• 3-Acetylaceto-BFIB-Decylester
• 3-Acetylaceto-BFIB-Oleylester
· 3-Acetylaceto-BFIB-Cetylester
• 3-Acetylaceto-BFIB-Margarylester
• 3-Acetylaceto-BFIB-Stearylester
• 3-Acetylaceto-BFIB-Behenylester
• 3-Acetylaceto-BFIB-Melissylester
· 3-Acetylaceto-BFIB-Palmitoleylester
• 3-Acetylaceto-BFIB-Linoleylester
Für die Spaltungsversuche unter köpernahen Bedingungen werden zwei Medien untersucht:
· FaSSGF, welches den Magen simuliert
• FaSSIF, welches den Darmtrakt simuliert
Beide Medien stammen von der Firma Biorelevant®, Ltd., Großbritannien. Zusätzlich wird in einigen Experimenten beiden Medien jeweils Schweine- Pankrease zugesetzt (Panzytrat® 40.000, Fa. Allergan).
Die Ergebnisse der Spaltungsversuche in einem FaSSGF- bzw. FaSSIF-Medium mit Panzytrat® und ohne Panzytrat® (jeweils 35 °C, 24 h) zeigen, dass die Proben unter FaSSGF-Bedingungen mit Panzytrat® und ohne Panzytrat® hydrolysieren; dies liegt hauptsächlich am niedrigen phl-Wert (pH = 1 ,6) des Mediums. Bei FaSSIF-Bedingungen findet eine geringere Umsetzung unter Verwendung von Panzytrat® statt. Die Versuche belegen, dass der 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester sowie deren fettalkoholfunktionalisierte Derivate jeweils einen geeigneten physiologischen Präkursor für die Ketokörper 3-Hydroxybuttersäure sowie Acetoacetat (und dadurch letztendlich wieder 3-Hydroxybuttersäure) zur Verwendung in den entsprechenden Ketokörpertherapien darstellen.
Weitere Verdauversuche fSpaltunasversuchel von erfindunasaemäften
3-Acetylaceto-BHB-Ethylestern sowie deren funktionalisierte Derivate
Spaltunqsversuche mit Pankreatin
Jeweils 2 g der wie zuvor beschrieben hergestellten 3-Acetoacetat-BHB-Ethylester sowie der wie zuvor beschrieben hergestellten 3-Acetoacetat-BHB-Fettalkoholester werden jeweils in 50 g Wasser gelöst und mit 0,5 g (1 Gew.-%) Pankreatin versetzt. Das Pankreatin wird in Form des kommerziell verfügbaren Produkts Panzytrat® 40.000 von der Fa. Allergan eingesetzt. Das Ganze wird auf einer Heizplatte bei 50 °C gerührt; der Reaktionsverlauf wird mittels kontinuierlicher Erfassung der
Säurezahl über die Zeit ermittelt und verfolgt. Die Säurezahl steigt über den Beobachtungszeitraum an (Spaltung des 3-Acetylaceto-BHB-Esters zu der freien 3-Hydroxybuttersäure und Acetoacetat, welches physiologisch wiederum zu 3-BHB bzw. zu 3-Hydroxybutyrat reduziert werden kann). Der Umsatz/Zeit-Verlauf der wässrigen Spaltung der erfindungsgemäßen Ester mittels Pankreatin, einschließlich Zunahme der Säurezahl über die Zeit, belegt die gewünschte Zersetzung des Edukts bzw. Eduktgemischs zu der freien Säure. Dies wird durch entsprechende Analytik bestätigt. Der Versuch belegt, dass sowohl der erfindungsgemäße 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester als auch die funktionalisierten Derivate (d.h. 3-Acetylaceto-BHB-Fettalkoholester) geeignete physiologische Präkursoren für 3-Hydroxybuttersäure für die entsprechenden Ketokörpertherapien darstellen. Die Versuche werden jeweils anhand der einzelnen Ester in Reinform wiederholt und verifiziert. Es werden vergleichbare Ergebnisse erhalten, d. h. sowohl die 3-Acetylaceto-BHB-Ethylester als auch die funktionalisierten Derivate werden jeweils durch Pankreatin gespalten.
Die zuvor geschilderten Spaltungsversuche belegen, dass 3-Acetylaceto-BHB- Ethylester, als auch die funktionalisierten Derivate (d.h. 3-Acetylaceto-BHB- Fettalkoholester) effiziente Präkursoren bzw. Metabolite der freien 3-Hydroxybuttersäure bzw. deren Salzen darstellen, insbesondere im Hinblick auf ihre beabsichtigte Wirkung, welche zudem in physiologisch verträglicher bzw. physiologisch kompatibler Form vorliegen.

Claims

Patentansprüche:
Verfahren zur Herstellung von acylverkappter (acylblockierter) 3-Hydroxy- buttersäure (beta-Hydroxybuttersäure, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salz oder Ester,
wobei mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel (I)
CH3 - CH(0H) - CH2 - C(0)0R1 (I) wobei in der allgemeinen Formel (I) der Rest R1 Wasserstoff oder ein C1-C4- Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt,
mit mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (II)
CH3 - C(0) - CH2 - C(0)0R2 (II) wobei in der in der allgemeinen Formel (II) der Rest R2 ein Ci-C4-Alkyl, insbesondere Methyl oder Ethyl, bevorzugt Ethyl, darstellt,
umgesetzt wird,
so dass als Reaktionsprodukt mindestens eine acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure oder deren Salz oder Ester der allgemeinen Formel (III)
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R1 (III) wobei in der allgemeinen Formel (III) der Rest R1 die zuvor angegebenen Bedeutung hat und der Rest R3 einen Rest CH3 - C(O) - CH2 - C(O) - darstellt,
erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
wobei die Verbindung der allgemeinen Formel (I) in racemischer Form oder in Form des (R)-Enantiomers eingesetzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
wobei in der allgemeinen Formel (I) der Rest R1 Ethyl darstellt und/oder wobei als Verbindung der allgemeinen Formel (I) 3-Flydroxybuttersäureethylester (Ethyl-3-hydroxybutyrat) der Formel CFI3 - CFI(OFI) - CFI2 - C(0)0C2Fl5 eingesetzt wird; und/oder
wobei in der allgemeinen Formel (II) der Rest R2 Ethyl darstellt und/oder wobei als Verbindung der allgemeinen Formel (II) 3-Oxobuttersäureethylester (Ethyl-3-oxobutyrat) der Formel CFI3 - C(O) - CFI2 - C(0)0C2Fl5 eingesetzt wird.
4. Verfahren zur Herstellung von acylverkappter (acylblockierter) 3-Hydroxy- buttersäure (beta-Hydroxybuttersäure, BHB bzw. 3-BHB) oder deren Salz oder Ester, insbesondere Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens eine Verbindung der Formel (la)
CH3 - CH(0H) - CH2 - C(0)0C2H5 (la)
mit mindestens einer Verbindung der Formel (lla)
CH3 - C(0) - CH2 - C(0)0C2H5 (lla)
umgesetzt wird,
so dass als Reaktionsprodukt mindestens eine acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure oder deren Salz oder Ester der Formel (lila)
CH3 - CH[0 - C(0) - CH2 - C(0) - CH3] - CH2 - C(0)0C2H5 (lila) erhalten wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Umsetzung in Abwesenheit von Lösemitteln und/oder ohne jedwedes Lösemittel durchgeführt wird; und/oder
wobei die Umsetzung in Gegenwart eines Katalysators, insbesondere eines Enzyms und/oder eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators, vorzugsweise in Gegenwart eines Enzyms, durchgeführt wird; insbesondere wobei der Katalysators nach der Umsetzung rezykliert wird. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Umsetzung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator durchgeführt wird;
insbesondere wobei das Enzym ausgewählt wird aus Synthetasen (Ligasen), Katalasen, Esterasen, Lipasen und deren Kombinationen; und/oder insbesondere wobei das Enzym sich ableitet von Candida antarctica, Mucor miehei ( Rhizomucor miehei), Thermomyces lanuginosus, Candida rugosa,
Aspergillus oryzae, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas fluorescens, Rhizopus delemar und Pseudomonas sp. sowie deren Kombinationen, vorzugsweise von Candida antarctica, Mucor miehei ( Rhizomucor miehei) und Thermomyces lanuginosus, und/oder
insbesondere wobei das Enzym in immobilisierter Form, insbesondere immobilisiert auf einem Träger, vorzugsweise auf einem polymeren Träger, bevorzugt auf einem polymeren organischen Träger, besonders bevorzugt mit hydrophoben Eigenschaften, ganz besonders bevorzugt auf einem poly(meth)acrylharzbasierten Träger, eingesetzt wird; und/oder
insbesondere wobei das Enzym nach der Umsetzung rezykliert wird; und/oder
insbesondere wobei die Umsetzung in Gegenwart eines Enzyms als
Katalysator bei Temperaturen im Bereich von 10 °C bis 80 °C, insbesondere im Bereich von 20 °C bis 80 °C, vorzugsweise im Bereich von 25 °C bis 75 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 45 °C bis 75 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 50 °C bis 70 °C, durchgeführt wird; und/oder insbesondere wobei das Enzym in Mengen, bezogen auf die Gesamtmenge der Ausgangsverbindungen (I) und (II), im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,01 Gew. -% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew. -% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, eingesetzt wird; und/oder
insbesondere wobei die Umsetzung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator bei einem Druck im Bereich von 0,0001 bar bis 10 bar, insbesondere im Bereich von 0,001 bar bis 5 bar, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bar bis 2 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bar bis
1 bar, ganz besonders bei etwa 1 bar, durchgeführt wird. 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Umsetzung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators durchgeführt wird;
insbesondere wobei der Katalysator ausgewählt ist aus (i) basischen Katalysatoren, insbesondere Alkali- oder Erdalkalihydroxyden und Alkali- oder Erdalkalialkoholaten, wie NaOH, KOH, LiOH, Ca(OH)2, NaOMe, KOMe und Na(OBu-tert.), (ii) sauren Katalysatoren, insbesondere Mineralsäuren, und organischen Säuren, wie Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure,
Salpetersäure, Sulfonsäuren, Methansulfonsäure, para-Toluolsulfonsäure und Carbonsäuren, (iii) Lewis-Säuren, insbesondere Lewis-Säuren auf der Basis von Titan-, Zinn-, Zink- und Aluminiumverbindungen, wie Titantetrabutylat, Zinnsäuren, Zinkacetat, Aluminiumtrichlorid und Aluminiumtriisopropyl und (iv) heterogenen Katalysatoren, insbesondere auf der Basis von mineralischen Silikaten, Germanaten, Carbonaten und Aluminiumoxiden, wie Zeolithen, Montmorilloniten, Mordeniten, Hydrotalciten und Tonerden, sowie deren Kombinationen; und/oder
insbesondere wobei als Katalysator ein Alkali- oder Erdalkalialkoholat eingesetzt wird; und/oder
insbesondere wobei der Katalysator nach der Umsetzung rezykliert wird; und/oder
insbesondere wobei die Umsetzung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators bei Temperaturen im Bereich von 20 °C bis 150 °C, insbesondere im Bereich von 50 °C bis 140 °C, vorzugsweise im Bereich von 70 °C bis 130 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 80 °C bis 125 °C, ganz besonders bevorzugt im
Bereich von 100 °C bis 120 °C, durchgeführt wird; und/oder
insbesondere wobei der Katalysator in Mengen, bezogen auf die Gesamtmenge der Ausgangsverbindungen (I) und (II), im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,05 Gew.-% bis
15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew. -% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew. -% bis 10 Gew.-%, eingesetzt wird; und/oder insbesondere wobei die Umsetzung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators bei einem Druck im Bereich von 0,0001 bar bis 10 bar, insbesondere im Bereich von 0,001 bar bis 5 bar, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bar bis 2 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bar bis 1 bar, ganz besonders bei etwa 1 bar, durch geführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei die Verbindung der allgemeinen Formel (II), bezogen auf die
Verbindung der allgemeinen Formel (I), in molaren Mengen in einem Bereich von äquimolarer Menge bis zu einem molaren Überschuss von 200 Mol-%, insbesondere in einem Bereich von äquimolarer Menge bis zu einem molaren Überschuss von 150 Mol-%, vorzugsweise in einem Bereich von äquimolarer Menge bis zu einem molaren Überschuss von 100 Mol-%, eingesetzt wird; und/oder
wobei die Verbindung der allgemeinen Formel (II) und die Verbindung der allgemeinen Formel (I) in einem Molverhältnis von Verbindung der allgemeinen Formel (II) / Verbindung der allgemeinen Formel (I) in einem
Bereich von 1 ,1 : 1 bis 10 : 1 , bevorzugt in einem Bereich von 1 ,5 : 1 bis 9 : 1 , insbesondere in einem Bereich von 2 : 1 bis 8 : 1 , vorzugsweise in einem Bereich von 3 : 1 bis 6 : 1 , eingesetzt werden. 9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei bei der Umsetzung der mindestens einen Verbindung der allgemeinen
Formel (I) mit mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (II) gleichzeitig eine Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (IV)
R2 - OH (IV)
wobei der Rest R2 die zuvor angegebene Bedeutung hat, gebildet wird;
insbesondere wobei die Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (IV) der
Umsetzung insbesondere kontinuierlich entzogen wird, insbesondere mittels vorzugsweise kontinuierlicher destillativer Entfernung. 10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei sich der Umsetzung der mindestens einen Verbindung der allgemeinen Formel (I) mit mindestens einer Verbindung der allgemeinen Formel (II) eine Aufreinigung anschließt, insbesondere mittels Destillation und/oder
Chromatographie, vorzugsweise mittels Destillation;
insbesondere wobei gegebenenfalls noch vorhandene Edukte und Reaktionsnebenprodukte, insbesondere Verbindungen gemäß der allgemeinen Formel (IV), abgetrennt werden, insbesondere abdestilliert werden; und/oder
insbesondere wobei gegebenenfalls noch vorhandene Edukte, insbesondere Edukte der allgemeinen Formeln (I) und (II), nach deren Abtrennung rezykliert werden.
1 1. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei nach erfolgter Umsetzung das Reaktionsprodukt (III) an dessen Rest R1 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, funktionalisiert wird, vorzugsweise durch Veresterung oder Umesterung; und/oder
wobei sich der Umsetzung eine teilweise, insbesondere vollständige, Funktionalisierung des Reaktionsprodukts (III) an dessen Rest R1 anschließt, vorzugsweise durch Veresterung oder Umesterung.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 ,
wobei das Reaktionsprodukt (III) mit mindestens einem Fettalkohol (V), vorzugsweise ausgewählt aus C6-C30-Fettalkoholen, bevorzugt C10-C30- Fettalkoholen, insbesondere Cio-C24-Fettalkoholen, funktionalisiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder Anspruch 12,
wobei der Fettalkohol (V) der allgemeinen Formel (V)
R4 - OH (V)
entspricht, wobei der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C3o-Alkylrest, vorzugsweise Cio-C3o-Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt, insbesondere wobei die Hydroxylfunktion (OH-Funktion) primär und/oder endständig ist. 14. Verfahren nach Anspruch 13,
wobei der Rest R4 einen linearen, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen Cio-C24-Alkylrest darstellt, insbesondere wobei die Hydroxylfunktion (OH-Funktion) primär und/oder endständig ist; und/oder wobei der Rest R4 einen 1 -Decanylrest, einen 1 -Dodecanylrest (Laurylrest), einen 1 -Tetradecanylrest (Myristylrest), einen 1 -Hexadecanylrest (Cetylrest), einen 1 -Heptadecanylrest (Margarylrest), einen 1 -Octadecanylrest (Stearylrest), einen 1 -Eicosanylrest (Arachidylrest), einen 1 -Docosanylrest
(Behenylrest), einen 1 -Tetracosanylrest (Ligocerylrest), einen 1 -Hexacosanyl- rest (Cerylrest), einen 1 -Octacosanylrest (Montanylrest), einen 1 -Tricontanyl- rest (Melissylrest), einen cis- 9-Hexadecen-1 -ylrest (Palmitoleylrest), einen cis- 9-Octadecen-1 -ylrest (Oleylrest), einen trans- 9-Octadecen-1 -ylrest (Elaidylrest), einen c/s-11 -0ctadecen-1 -ylrest, einen cis, cis- 9,12-Octa- decadien-1 -ylrest (Linoleylrest) oder einen 6,9,12-Octadecatrien-1-ylrest (g-Linolenylrest), bevorzugt einen cis- 9-Octadecen-1 -ylrest (Oleylrest), darstellt. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
wobei der Fettalkohol (V) ausgewählt ist aus linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C30- Fettalkoholen, vorzugsweise Cio-C3o-Fettalkoholen, insbesondere C10-C24- Fettalkoholen, bevorzugt mit primärer und/oder endständiger
Flydroxylfunktion (OH-Funktion); und/oder
wobei der Fettalkohol (V) ausgewählt ist aus linearen, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten, aliphatischen einwertigen und bevorzugt primären C6-C30-Fettalkoholen, vorzugweise linearen, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten, aliphatischen einwertigen und bevorzugt primären Cio-C3o-Fettalkoholen insbesondere linearen, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten, aliphatischen einwertigen und bevorzugt primären Cio-C24-Fettalkoholen; und/oder
wobei der Fettalkohol (V) ausgewählt ist aus der Gruppe von 1 -Decanol, 1 -Dodecanol (Laurylalkohol), 1 -Tetradecanol (Myristylalkohol), 1 -Hexa- decanol (Cetylalkohol), 1 -Heptadecanol (Margarylalkohol), 1 -Octadecanol (Stearylalkohol), 1 -Eicosanol (Arachidylalkohol), 1 -Docosanol (Behenyl- alkohol), 1 -Tetracosanol (Ligocerylalkohol), 1-Hexacosanol (Cerylalkohol), 1 -Octacosanol (Montanylalkohol), 1 -Tricontanol (Melissylalkohol), cis- 9-Hexa- decen-1 -ol (Palmitoleylalkohol), cis- 9-Octadecen-1 -ol (Oleylalkohol), trans- 9- Octadecen-1 -ol (Elaidylalkohol), cis- 11 -Octadecen-1 -ol, cis, cis- 9,12-Octa- decadien-1 -ol (Linoleylalkohol), 6,9,12-Octadecatrien-1 -ol (y-Linolenyl- alkohol), und deren Mischungen, bevorzugt cis- 9-Octadecen-1 -ol (Oleyl alkohol).
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 15,
wobei die Funktionalisierung in Abwesenheit von Lösemitteln und/oder ohne jedwedes Lösemittel durchgeführt wird; und/oder
wobei die Funktionalisierung in Gegenwart eines Katalysators, insbesondere eines Enzyms und/oder eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators, vorzugsweise in Gegenwart eines Enzyms, durchgeführt wird; insbesondere wobei der Katalysators nach der Funktionalisierung rezykliert wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 16,
wobei die Funktionalisierung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator durchgeführt wird;
insbesondere wobei das Enzym ausgewählt wird aus Synthetasen (Ligasen), Katalasen, Esterasen, Lipasen und deren Kombinationen; und/oder insbesondere wobei das Enzym sich ableitet von Candida antarctica, Mucor miehei ( Rhizomucor miehei), Thermomyces lanuginosus, Candida rugosa, Aspergillus oryzae, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas fluorescens, Rhizopus delemar und Pseudomonas sp. sowie deren Kombinationen, vorzugsweise von Candida antarctica, Mucor miehei ( Rhizomucor miehei) und Thermomyces lanuginosus, und/oder
insbesondere wobei das Enzym in immobilisierter Form, insbesondere immobilisiert auf einem Träger, vorzugsweise auf einem polymeren Träger, bevorzugt auf einem polymeren organischen Träger, besonders bevorzugt mit hydrophoben Eigenschaften, ganz besonders bevorzugt auf einem poly(meth)acrylharzbasierten Träger, eingesetzt wird; und/oder
insbesondere wobei das Enzym nach der Funktionalisierung rezykliert wird; und/oder insbesondere wobei die Funktionalisierung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator bei Temperaturen im Bereich von 10 °C bis 80 °C, insbesondere im Bereich von 20 °C bis 80 °C, vorzugsweise im Bereich von 25 °C bis 75 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 45 °C bis 75 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 50 °C bis 70 °C, durchgeführt wird; und/oder insbesondere wobei das Enzym in Mengen, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen (III) und (V), im Bereich von 0,001 Gew.-% bis 20 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew. -% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von
0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, eingesetzt wird; und/oder
insbesondere wobei die Funktionalisierung in Gegenwart eines Enzyms als Katalysator bei einem Druck im Bereich von 0,0001 bar bis 10 bar, insbesondere im Bereich von 0,001 bar bis 5 bar, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bar bis 2 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bar bis 1 bar, ganz besonders bei etwa 1 bar, durchgeführt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 17,
wobei die Funktionalisierung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators durchgeführt wird;
insbesondere wobei der Katalysator ausgewählt ist aus (i) basischen Katalysatoren, insbesondere Alkali- oder Erdalkalihydroxyden und Alkali- oder
Erdalkalialkoholaten, wie NaOH, KOH, LiOH, Ca(OH)2, NaOMe, KOMe und Na(OBu-tert.), (ii) sauren Katalysatoren, insbesondere Mineralsäuren, und organischen Säuren, wie Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Salpetersäure, Sulfonsäuren, Methansulfonsäure, para-Toluolsulfonsäure und Carbonsäuren, (iii) Lewis-Säuren, insbesondere Lewis-Säuren auf der Basis von Titan-, Zinn-, Zink- und Aluminiumverbindungen, wie Titantetrabutylat, Zinnsäuren, Zinkacetat, Aluminiumtrichlorid und Aluminiumtriisopropyl und (iv) heterogenen Katalysatoren, insbesondere auf der Basis von mineralischen Silikaten, Germanaten, Carbonaten und Aluminiumoxiden, wie Zeolithen, Montmorilloniten, Mordeniten, Fl yd rota leiten und Tonerden, sowie deren Kombinationen; und/oder
insbesondere wobei als Katalysator ein Alkali- oder Erdalkalialkoholat eingesetzt wird; und/oder insbesondere wobei der Katalysator nach der Funktionalisierung rezykliert wird; und/oder
insbesondere wobei die Funktionalisierung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators bei
Temperaturen im Bereich von 20 °C bis 150 °C, insbesondere im Bereich von 50 °C bis 140 °C, vorzugsweise im Bereich von 70 °C bis 130 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 80 °C bis 125 °C, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 100 °C bis 120 °C, durchgeführt wird; und/oder
insbesondere wobei der Katalysator in Mengen, bezogen auf die Gesamtmenge der Verbindungen (III) und (V), im Bereich von 0,01 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 0,05 Gew. -% bis 15 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,1 Gew. -% bis 15 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 0,2 Gew.-% bis 10 Gew.-%, eingesetzt wird; und/oder
insbesondere wobei die Funktionalisierung in Gegenwart eines metallhaltigen und/oder metallbasierten, sauren oder basischen Katalysators bei einem Druck im Bereich von 0,0001 bar bis 10 bar, insbesondere im Bereich von 0,001 bar bis 5 bar, vorzugsweise im Bereich von 0,01 bar bis 2 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bar bis 1 bar, ganz besonders bei etwa 1 bar, durch geführt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 18,
wobei bei der Funktionalisierung gleichzeitig eine Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (VI)
R1 - OH (VI)
gebildet wird, wobei in der allgemeinen Formel (VI) der Rest R1 Wasserstoff oder ein Ci-C4-Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt;
insbesondere wobei die Verbindung gemäß der allgemeinen Formel (VI) der
Funktionalisierung entzogen wird, insbesondere kontinuierlich entzogen wird, insbesondere mittels vorzugsweise kontinuierlicher destillativer Entfernung. 20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei als Reaktionsprodukt ein oder mehrere gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (IIG)
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R5 (III')
gebildet werden,
wobei in der allgemeinen Formel (IIG) der Rest R3 einen Rest CFI3- C(0) - Chl2 - C(0) - darstellt und der Rest R5 einen Rest R1, wie zuvor definiert, und/oder einen Rest R4, wie zuvor definiert, darstellt. 21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei als Reaktionsprodukt ein oder mehrere acylverkappte (acylblockierte) 3-Flydroxybuttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (III)
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R1 (III)
gebildet werden,
wobei in der allgemeinen Formel (III) der Rest R1 Wasserstoff oder ein C1-C4-
Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt und der Rest R3 einen Rest CFI3- C(O) - CFI2 - C(O) - darstellt. 22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei als Reaktionsprodukt ein oder mehrere funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Flydroxybuttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (III")
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R4 (III")
gebildet werden,
wobei in der allgemeinen Formel (III") der Rest R3 einen Rest CFI3- C(0) -
CFI2 - C(0) - darstellt und der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C30- Alkylrest, vorzugsweise Cio-C3o-Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt. 23. Reaktionsprodukt, erhältlich gemäß dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.
24. Reaktionsprodukt, insbesondere (chemisches) Produkt oder Produktgemisch, insbesondere Reaktionsprodukt nach Anspruch 23,
wobei das Reaktionsprodukt eine oder mehrere gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (IIG)
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R5 (III')
umfasst,
wobei in der allgemeinen Formel (IIG)
• der Rest R3 einen Rest CFI3 - C(O) - CFI2 - C(O) - darstellt und
• der Rest R5 einen Rest R1, wobei Rest R1 Wasserstoff oder ein C1-C4- Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt, oder einen Rest R4, wobei der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C3o-Alkylrest, vorzugsweise C10-C30- Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt, bezeichnet.
25. Reaktionsprodukt nach Anspruch 23 oder 24,
wobei das Reaktionsprodukt eine oder mehrere acylverkappte (acylblockierte) 3-Flydroxybuttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (III)
CH3- CH(0R3) - CH2 - C(0)0R1 (III)
umfasst,
wobei in der allgemeinen Formel (III) der Rest R1 Wasserstoff oder ein C1-C4- Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt und der Rest R3 einen Rest CFI3 - C(O) - CFI2 - C(O) - darstellt. 26. Reaktionsprodukt nach Anspruch 23 oder 24,
wobei das Reaktionsprodukt eine oder mehrere funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (III")
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R4 (III")
umfasst,
wobei in der allgemeinen Formel (III") der Rest R3 einen Rest Chl3- C(0) - Chl2 - C(0) - darstellt und der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C30- Alkylrest, vorzugsweise Cio-C3o-Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt.
27. Reaktionsprodukt nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Reaktionsprodukt ein Gemisch von mindestens zwei voneinander verschiedenen gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten
(acylblockierten) 3-Flydroxybuttersäuren, insbesondere wie zuvor definiert, umfasst.
28. Reaktionsprodukt nach einem der vorangehenden Ansprüche,
wobei das Reaktionsprodukt ein Gemisch von mindestens drei voneinander verschiedenen gegebenenfalls funktionalisierten acylverkappten (acylblockierten) 3-Flydroxybuttersäuren, insbesondere wie zuvor definiert, umfasst. 29. Gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Flydroxy- buttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester der allgemeinen Formel (IIG)
CH3 - CH(0R3) - CH2 - C(0)0R5 (IN·)
wobei in der allgemeinen Formel (IIG)
der Rest R3 einen Rest CFI3 - C(O) - CFI2 - C(O) - darstellt und
der Rest R5 einen Rest R1, wobei der Rest R1 Wasserstoff oder ein C1-C4-
Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt, oder einen Rest R4, wobei der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C3o-Alkylrest, vorzugsweise Cio-C3o-Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt, bezeichnet. 30. Acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester, insbesondere nach Anspruch 29,
wobei die acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen Formel (III)
CH3- CH(0R3) - CH2 - C(0)0R1 (III)
entspricht,
wobei in der allgemeinen Formel (III) der Rest R1 Wasserstoff oder ein C1-C4- Alkyl, insbesondere ein Ci-C4-Alkyl, bevorzugt Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt Ethyl, darstellt und der Rest R3 einen Rest CH3- C(O) - CH2 - C(O) - darstellt.
31. Funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester, insbesondere nach Anspruch 29, wobei die funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salze und/oder Ester der allgemeinen
Formel (III")
CH3 - CH(OR3) - CH2 - C(0)OR4 (III")
entspricht,
wobei in der allgemeinen Formel (III") der Rest R3 einen Rest CH3- C(0) - CH2 - C(0) - darstellt und der Rest R4 einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ein- oder mehrfach ungesättigten aliphatischen C6-C3o- Alkylrest, vorzugsweise Cio-C3o-Alkylrest, bevorzugt Cio-C24-Alkylrest, darstellt.
32. Gemisch, umfassend mindestens zwei voneinander verschiedene gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxy- buttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester, wie zuvor definiert.
33. Gemisch, umfassend mindestens drei voneinander verschiedene gegebenenfalls funktionalisierte acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxy- buttersäuren und/oder deren Salze und/oder Ester, wie zuvor definiert. 34. Pharmazeutische Zusammensetzung, insbesondere Arzneimittel oder Medikament, umfassend ein Reaktionsprodukt gemäß einem der Ansprüche 23 bis 28 und/oder mindestens eine acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31 und/oder ein Gemisch gemäß Anspruch 32 oder
Anspruch 33.
35. Pharmazeutische Zusammensetzung nach Anspruch 34 zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Verwendung bei der prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung von Erkrankungen des menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere Erkrankungen im Zusammenhang mit einer Störung des Energiestoffwechsels, insbesondere Ketokörperstoffwechsels, wie insbesondere Schädel-Hirn-Trauma, Schlaganfall, Hypoxien, kardiovaskuläre Erkrankungen wie Myokardinfarkt, Refeeding-Syndrom, Anorexien, Epilepsie, neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz, Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson, Multiple Sklerose und Amyotrophe Lateralsklerose, Fettstoffwechselerkrankungen wie Glucose transporter-Defekt (GLUT1 -Defekt), VL-FAOD und Mitochondriopathien wie mitochondrialer Thiolase-Defekt, Chorea Huntington, Krebserkrankungen wie T-Zell-Lymphome, Astrozytome und Glioblastome, HIV, rheumatische
Erkrankungen wie rheumatoide Arthritis und Arthritis urica, Erkrankungen des Gastrointestinaltrakts wie chronisch entzündliche Darmerkrankungen, insbesondere Colitis ulcerosa und Morbus Crohn, lyosomale Speicherkrankheiten wie Sphingolipidosen, insbesondere Niemann-Pick- Erkrankung, Diabetes mellitus und Auswirkungen oder Nebenwirkungen von
Chemotherapien.
36. Reaktionsprodukt gemäß einem der Ansprüche 23 bis 28 und/oder mindestens eine acylverkappte (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31 und/oder ein Gemisch gemäß Anspruch 32 oder Anspruch 33 zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Verwendung bei der prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung von Erkrankungen des menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere Erkrankungen im Zusammenhang mit einer Störung des Energiestoffwech sels, insbesondere Ketokörperstoffwechsels, wie insbesondere Schädel-Hirn- Trauma, Schlaganfall, Hypoxien, kardiovaskuläre Erkrankungen wie Myokardinfarkt, Refeeding-Syndrom, Anorexien, Epilepsie, neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz, Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson, Multiple Sklerose und Amyotrophe Lateralsklerose, Fettstoffwechselerkrankungen wie Glucosetransporter-Defekt (GLUT1 - Defekt), VL-FAOD und Mitochondriopathien wie mitochondrialer Thiolase-
Defekt, Chorea Fluntington, Krebserkrankungen wie T-Zell-Lymphome, Astrozytome und Glioblastome, HIV, rheumatische Erkrankungen wie rheumatoide Arthritis und Arthritis urica, Erkrankungen des Gastrointestinaltrakts wie chronisch entzündliche Darmerkrankungen, insbesondere Colitis ulcerosa und Morbus Crohn, lyosomale
Speicherkrankheiten wie Sphingolipidosen, insbesondere Niemann-Pick- Erkrankung, Diabetes mellitus und Auswirkungen oder Nebenwirkungen von Chemotherapien. 37. Verwendung eines Reaktionsprodukts gemäß einem der Ansprüche 23 bis 28 und/oder Verwendung mindestens einer acyl verkappten (acylblockierten) 3-Flydroxybuttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31 und/oder Verwendung eines Gemischs gemäß Anspruch 32 oder Anspruch 33 zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Fierstellung eines Arzneimittels zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung von Erkrankungen des menschlichen oder tierischen Körpers, insbesondere Erkrankungen im Zusammenhang mit einer Störung des Energiestoffwechsels, insbesondere Ketokörperstoffwechsels, wie insbesondere Schädel-Flirn-Trauma, Schlaganfall, Flypoxien, kardiovaskuläre Erkrankungen wie Myokardinfarkt,
Refeeding-Syndrom, Anorexien, Epilepsie, neurodegenerative Erkrankungen wie Demenz, Morbus Alzheimer, Morbus Parkinson, Multiple Sklerose und Amyotrophe Lateralsklerose, Fettstoffwechselerkrankungen wie Glucosetransporter-Defekt (GLUT1 -Defekt), VL-FAOD und Mitochondrio- pathien wie mitochondrialer Thiolase-Defekt, Chorea Fluntington, Krebs erkrankungen wie T-Zell-Lymphome, Astrozytome und Glioblastome, HIV, rheumatische Erkrankungen wie rheumatoide Arthritis und Arthritis urica, Erkrankungen des Gastrointestinaltrakts wie chronisch entzündliche Darmerkrankungen, insbesondere Colitis ulcerosa und Morbus Crohn, lyosomale Speicherkrankheiten wie Sphingolipidosen, insbesondere
Niemann-Pick-Erkrankung, Diabetes mellitus und Auswirkungen oder Nebenwirkungen von Chemotherapien. 38. Verwendung eines Reaktionsprodukts gemäß einem der Ansprüche 23 bis 28 und/oder Verwendung mindestens einer acylverkappten (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31 und/oder Verwendung eines Gemischs gemäß Anspruch 32 oder Anspruch 33 zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Herstellung eines Arzneimittels zur prophylaktischen und/oder therapeutischen Behandlung bzw. zur Anwendung von/bei katabolen Stoffwechsellagen, wie Hunger, Diäten oder kohlenhydratarmer Ernährung.
39. Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnis, umfassend ein Reaktionsprodukt gemäß einem der Ansprüche 23 bis 28 und/oder mindestens eine gegebenenfalls (acylblockierte) 3-Hydroxybuttersäure und/oder deren Salz und/oder Ester gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31 und/oder ein Gemisch gemäß Anspruch 32 oder Anspruch 33.
40. Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnis nach Anspruch 39, wobei das Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnis ein Nahrungs ergänzungsmittel, ein funktionelles Lebensmittel (Functional Food), ein Novel Food, ein Lebensmittelzusatzstoff, ein Nahrungszusatz, ein diätetisches
Lebensmittel, ein Power-Snack, ein Appetitzügler oder ein Kraft- und/oder Ausdauersport-Supplement ist.
41. Verwendung eines Reaktionsprodukts gemäß einem der Ansprüche 23 bis 28 und/oder mindestens einer acylverkappten (acylblockierte) 3-Hydroxybutter säure und/oder deren Salz und/oder Ester gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31 und/oder eines Gemischs gemäß Anspruch 32 oder Anspruch 33 in einem Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnis. 42. Verwendung nach Anspruch 41 , wobei das Nahrungsmittel- und/oder Lebensmittelerzeugnis ein Nahrungsergänzungsmittel, ein funktionelles Lebensmittel ( Functional Food), ein Novel Food, ein Lebensmittelzusatzstoff, ein Nahrungszusatz, ein diätetisches Lebensmittel, ein Power-Snack, ein Appetitzügler oder ein Kraft- und/oder Ausdauersport-Supplement ist.
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