HU209489B

HU209489B - Process for the preparation of n-formyl-l-aspartic anhydride

Info

Publication number: HU209489B
Application number: HU904595A
Authority: HU
Inventors: Robert Erickson; John B Hill; Hugh Ljr Dryden
Original assignee: Nutrasweet Co
Priority date: 1988-02-12
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1994-06-28
Also published as: JPH05500359A; ZA905686B; HU904595D0; HUT58046A; AU649623B2; ES2081877T3; ATE133168T1; EP0466959B1; KR0185410B1; DE69024952D1; EP0466959A1; BR9007647A; GR3018712T3; JP2611047B2; DK0466959T3; DE69024952T2; CN1058784A; AU6150690A; WO1992000949A1

Description

A találmány tárgya eljárás N-formil-L-aszparaginsavanhidrid (F-asp=O) előállítására, amelyet terminális aszparaginsav-csoportot, így a-L-aszpargil-L-fenilalanin-metil-észtert (α-APM) tartalmazó peptid édesítőszerek előállításánál alkalmaznak.

Az aszparagilcsoportot tartalmazó dipeptideket kapcsolási reakcióval állítják elő, amelyben az aszparaginsavat szekunder aminosavval vagy ennek származékával, így L-fenil-alaninnel vagy metilészterével kapcsolják. Ebben a kapcsolási reakcióban az aszparaginsav amino-védőcsoportot kell tartalmazzon, ilyen csoport például a formil-, az acetil-, az aceto-acetil-, a benzil-, a helyettesített és helyettesítetlen karbo-benzoxi-, a terc-butoxi-karbonil-csoport és a hidrogén-halogenid-sók. Az említett célra alkalmazott amino-védőcsoportokat, amelyeket gyakran N-védőcsoportoknak neveznek, a továbbiakban N-formil-csoportnak nevezzük, mivel a formilcsoport hat blokkolószerként. A formilezett aszparaginsavanhidridet széles körben alkalmazzák kiindulási vegyületként és előállítását számos helyen leírták (4173562, 3 933781 és 3 962207 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás).

A kapcsolási reakciót oldószerben folytatjuk le és ezek ismertek számos, az a-L-aszparagil-L-fenil-alanin-metil-észter (α-APM) előállítására vonatkozó szabadalmi leírásból (3 962207 és 4173 562 számú amerikai egyesült államokbeli és 127411 számú európai szabadalmi leírás).

Az N-formil-L-aszparaginsavanhidridet olyan reakcióelegyben állítják elő, amely aszparaginsavat, nagy feleslegben alkalmazott mennyiségű hangyasavat és ecetsavanhidridet tartalmaz. A hangyasav feleslegét el kell távolítani desztillálással és az ecetsavtól el kell választani, ezek a lépések a végtermék árát megdrágítják. A találmányunk szerinti eljárásban egy külön desztillálási és elválasztási lépést nem kell lefolytatni.

Végeztek kísérleteket arra, hogy a hangyasavnak és az ecetsavnak a mennyiségét csökkentsék.

A CA 100 86124m irodalmi helyen idézett 897 366 számú belga, illetve a megfelelő 2125 036 számú nagy-britanniai szabadalmi leírások olyan eljárást ismertetnek, ahol az L-aszparaginsavra számítva 1,0 és

1,1 közötti mólekvivalensnyi hangyasavat és 2,0 és 2,1 közötti mólekvivalensnyi ecetsavanhidridet használnak. Az eljárásban a hangyasavat azonban 4-8 óra alatt lehet csak beadagolni, ezután a reakcióelegyet pedig még legalább 48 órán át keverik.

A CA 706, 17902a irodalmi helyen olyan eljárást ismertetnek, ahol a reakcióidőt ultrahangos kezeléssel csökkentik, például 12 órára.

Az F-ASP=O-t a találmány szerint úgy állítjuk elő, hogy L-aszapraginsavat hangyasavval reagáltatunk ecetsavanhidrid és adott esetben katalizátor jelenlétében. A reakcióban a) L-aszparaginsavat az L-aszparaginsavra számítva 1,20 és 1,35 mól közötti mólekvivalensnyi mennyiségű hangyasavval reagáltatjuk ecetsavanhidrid jelenlétében, majd b) a reakcióelegyhez az L-aszparaginsavra számítva 0,25 és 0,5 közötti mólekvivalensnyi mennyiségű 3-6 szénatomos szekunder alkoholt adunk, és az említett lépéseket 52 °C alatti hőmérsékleten folytatjuk le, és az ecetsavanhidridet vagy egyszerre adagoljuk be az a) lépésben az L-aszparaginsavra számított 2,3 és 2,9 közötti mólekvivalensnyi mennyiségben, vagy nagyobb részét, az L-aszparaginsavra számított 2,1 és 2,5 közötti mólekvivalensnyi mennyiséget az a) lépésben, és kisebb részét, az L-aszparaginsavra számított 0,2 és 0,4 közötti mólekvivalensnyi mennyiséget pedig a b) lépésben adagoljuk be.

A kapott, az N-formil-L-aszparaginsavanhidridet tartalmazó reakcióelegy további feldolgozás nélkül alkalmas különböző reakciókra.

A formil-L-aszparaginsavanhidridet általában úgy állítják elő, hogy aszparaginsavat ecetsavanhidriddel és hangyasavval egyesítenek ismert eljárások szerint (3993781, 3962207 és 4173562 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). A találmányunk szerinti eljárásban minimális mennyiségű hangyasavat (1,2-1,35 mól 1 mól aszparaginsavra számolva) használunk. Különösen előnyös, hogy a hangyasav feleslegét a reakcióelegyhez ecetsavanhidridnek és izopropil-alkoholnak az adagolásával izopropil-formiáttá alakítjuk.

A találmányunk szerint az L-aszparaginsavat összekeverjük minimális mennyiségű hangyasavval (az aszparaginsavra számítva legalább 1,2 mólekvivalensnyi mennyiségű) és ecetsavanhidriddel (az aszparaginsavra számítva legalább 2,1 mólekvivalensnyi mennyiségű), adott esetben katalizátor, így magnézium-oxid jelenlétében és így az N-formil-L-aszparaginsavanhidridet állítjuk elő.

Megfelelő katalizátorok a 4508912 és 4550180 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban említett fémek oxidjai, hidroxidjai és sói. A reakciót legfeljebb 52 °C hőmérsékleten folytatjuk le. A reakcióelegyet előnyösen 50 °C hőmérsékleten keverjük legalább 2,5 órán át. 2,5 óra elteltével további ecetsavanhidridet (0,2 mól) adagolunk és így a reagálatlan hangyasavat hangyasav-ecetsavanhidrid vegyes anhidriddé alakítjuk. További 2,5 óra elteltével a reakcióelegyhez 3-6 szénatomos szekunder alkoholt, így izopropil-alkoholt (a beadagolt hangyasav összes mennyiségére számítva legalább 0,3 mólekvivalensnyi mennyiségben) adunk, és így a hangyasav-ecetsavanhidridet a megfelelő észterré, azaz izopropil-formiáttá alakítjuk. A hangyasavat az aszparaginsavra számítva előnyösen 1,3-1,35 mólekvivalens mennyiségben alkalmazzuk.

Az ecetsavanhidridet adagolhatjuk a reakcióelegyhez egyszerre is (az aszparaginsavra számítva

2,3-2,9 mól mennyiségben) a reakció elején és ezután adagolhatjuk be a szekunder alkoholt, hogy a feleslegben lévő hangyasavat a vegyes anhidriddel a megfelelő észterré alakítsuk. Adagolhatunk kis menynyiségű ecetsavanhidridet a szekunder alkohollal együtt is egy lépésben. A hangyasavat, az ecetsavanhidrid nagy részét és a katalizátort előnyösen két-három órán át keverjük, majd beadagoljuk az ecetsavanhidrid kisebb részét. A reakciót ezután további két2

HU 209 489 Β három órán át folytatjuk keverés közben, majd beadagoljuk a szekunder alkoholt (izopropanolt). A kapott reakcióelegyet ezután keverjük előnyösen 50 °C hőmérsékleten további két-három órán át a reakció befejeződéséig.

A kapott N-formil-L-aszparaginsavanhidridet ezután reagáltatjuk, azaz másik aminosavval, így L-fenilalaninnal vagy L-fenil-alanin-metil-észterrel kapcsoljuk in situ és így a költséges és időigényes elválasztási lépést kiküszöböljük.

A reakció melléktermékei kioldószerként szolgálnak az aminosavval végzett kapcsolási reakcióban. A kapott dipeptidek intermedierek aszpargátok előállításánál,

A következő példákkal találmányunkat mutatjuk be. Ezeket csak illusztrálás céljából írjuk le, nem korlátozzák találmányunk oltalmi körét.

1. példa

0,12 g (0,003 mól) magnézium-oxidot katalizátorként feloldunk 16 ml (0,405 mól) 95 t%-os hangyasavban. A kapott oldathoz 60,2 ml ecetsavanhidridet adunk, majd a reakcióelegyet 10-15 percig 35-40 °C hőmérsékleten melegítjük. Ezután beadagolunk 39,93 g (0,3 mól) L-aszparaginsavat és a reakcióelegyet 2,5 órán át keverjük 50 ± 2 °C hőmérsékleten. Ekkor további 8,6 ml ecetsavanhidridet adagolunk be és a reakciót további 2,5 órán át folytatjuk 50 ± 2 °C hőmérsékleten. Az így kapott reakcióelegyhez 9,2 ml (0,120 mól) izopropil-alkoholt adunk és a melegítést további 2 órán át folytatjuk. Ekkor a nagyteljesítményű folyadékkromatográfiás vizsgálat alapján N-formil-Laszparaginsavanhidrid keletkezett.

2. példa

Magnézium-oxidot (0,121 g, 0,003 mól) feloldunk

16,4 ml (0,406 mól) 93,4 t%-os hangyasavban nitrogén légkörben. A kapott oldathoz keverés közben hozzáadunk 62,5 ml (0,655 mól) ecetsavanhidridet, ekkor fehér csapadék válik ki. A reakcióelegy hőmérsékletét a következő 30 percben 37-38 °C-ra emeljük. Ezután beadagolunk L-aszparaginsavat (39,93 g; 0,30 mól) és a reakcióelegyet 2,5 órán át 48-50 °C hőmérsékletre melegítjük. Ezután további ecetsavanhidridet (8,6 ml, 0,09 mól) adagolunk be és a melegítést további

2,5 órán át folytatjuk. A kapott reakcióelegyhez 9,2 ml (0,120 mól) izopropil-alkoholt adunk. A melegítést további 2 órán át folytatjuk 50 ± 2 °C hőmérsékleten. A kapott reakcióelegyet lehűtjük szobahőmérsékletre (22-27 °C).

3. példa

Magnézium-oxidot (0,4 g, 0,01 mól) feloldunk 53,3 ml (1,35 mól) 95 t%-os hangyasavban és 200 ml (2,10 mól) ecetsavanhidridben. Ekkor a reakcióelegy hőmérséklete 40 °C-ra emelkedik (20-22 °C-ról) a reakció megindulása következtében 15 perc alatt. A kapott reakcióelegyhez L-aszparaginsavat (133,1 g, 1,0 mól) adunk és a kapott iszapos anyagot 2,5 órán át 48-50 °C hőmérsékleten melegítjük, ekkor további

28,9 ml (0,303 mól) ecetsavanhidridet adagolunk be. A melegítést további 2,5 órán át folytatjuk, majd bekeverünk 30,7 ml (0,4 mól) izopropil-alkoholt. A kapott reakcióelegyet 1,5 órán át keverjük 48-50 ’C hőmérsékleten, majd hagyjuk szobahőmérsékletre (25 ± 2 °C) lehűlni. A kapott reakcióelegy közvetlenül felhasználható további feldolgozás nélkül.

4. példa

Hangyasavat (95,7 t%-os, 16 ml, 0,405 mól) hozzácsepegtetünk 5 perc alatt 60,2 ml (0,631 mól) ecetsavanhidridhez, ekkor a reakcióelegy hőmérséklete 40 °Cra emelkedik. A kapott reakcióelegyet 55 percig keverjük és hozzáadunk 0,43 g (0,003 mól) magnézium-acetátot és 39,93 g (0,3 mól) L-aszparaginsavat. A kapott iszapos anyagot 2,5 órán át 47-48 °C hőmérsékleten melegítjük. A reakcióelegyhez ezután ecetsavanhidridet (7,1 ml, 0,0744 mól) adunk és a melegítést

2.5 órán át folytatjuk. A reakcióelegyhez izopropil-alkoholt (7,21 g, 0,120 mól) adunk és a melegítést

1.5 órán át folytatjuk.

5. példa

Hangyasavat (16,0 ml, 0,405 mól) hozzáadunk nitrogén-légkörben 0,121 g (0,003 mól) magnéziumoxidhoz és a keverést addig folytatjuk, míg a szilárd anyag feloldódik. Ezután a reakcióelegyhez ecetsavanhidridet (60,2 ml, 0,631 mól) adunk, így azonnal csapadék válik ki és a hőmérséklet 40 °C-ra emelkedik 15 perc alatt. A kapott reakcióelegyhez L-aszparaginsavat (39,93 g, 0,3 mól) adunk és a kapott iszapos anyagot 2,5 órán át 48-50 °C hőmérsékleten melegítjük. A reakcióelegyhez ezután további ecetsavanhidridet (9,3 ml, 0,0974 mól) adunk és a melegítést

2.5 órán át folytatjuk és beadagolunk izopropil-alkoholt (11,9 ml, 0,155 mól) és a reakcióelegyet 1,5 órán át melegítjük.

Hasonló módon alkalmazhatunk az eljárásban különböző szekunder alkoholokat és leírt reakciókörülményeket és állíthatjuk így elő az N-formil-Laszparaginsavanhidridet. A reakció végén kapott reakcióelegy további feldolgozás nélkül feldolgozható.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás N-formil-L-aszparaginsavanhidrid előállítására L-aszparaginsavnak hangyasavval ecetsavanhidrid jelenlétében és adott esetben katalizátor jelenlétében történő reagáltatása útján, azzal jellemezve, hogy a) L-aszparaginsavat az L-aszparaginsavra számítva 1,20 és 1,35 mól közötti mólekvivalensnyi mennyiségű hangyasavval reagáltatunk ecetsavanhidrid jelenlétében, majd b) a reakcióelegyhez az L-aszparaginsavra számítva 0,25 és 0,5 közötti mólekvivalensnyi mennyiségű 3-6 szénatomos szekunder alkoholt adunk, és az említett lépéseket 52 °C alatti hőmérsékleten folytatjuk le, és az ecetsavanhidridet vagy egyszerre adagoljuk be az a) lépésben az L-aszparaginsavra számított 2,3 és 2,9 közötti mól3

HU 209 489 Β ekvivalensnyi mennyiségben, vagy nagyobb részét, az L-aszparaginsavra számított 2,1 és 2,5 közötti mólekvivalensnyi mennyiséget az a) lépésben, és kisebb részét, az L-aszparaginsavra számított 0,2 és 0,4 közötti mólekvivalensnyi mennyiséget pedig a b) lépésben 5 adagoljuk be.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy szekunder alkoholként izopropanolt alkalmazunk és a reakciót katalizátor jelenlétében folytatjuk le.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 10 hogy az a) lépésben az L-aszparaginsavra számított 2,1 és 2,5 közötti mólekvivalensnyi mennyiségű ecetsavanhidridet és 1,25 és 1,35 közötti mólekvivalensnyi mennyiségű hangyasavat adagolunk be, és a b) lépésben kisebb, az L-aszparaginsavra számított 0,2 és 0,4 közötti mólekvivalensnyi mennyiségű ecetsavanhidridet adagolunk be.
4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a b) lépésben az ecetsavanhidridet a 3-6 szénatomos szekunder alkohol adagolása eló'tt adagoljuk be.
5. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a b) lépésben az ecetsavanhidridet a 3-6 szénatomos szekunder alkohollal együtt adagoljuk be.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reakciót 50 °C hőmérsékleten folytatjuk le.

Kiadja az Országos Találmányi Hivatal, Budapest A kiadásért felel: dr. Szvoboda-Dománszky Gabriella osztályvezető ARCANUM Databases - BUDAPEST