PL192436B1

PL192436B1 - Method of obtaining Nα-benzyloxycarbonyl-L-lysine

Info

Publication number: PL192436B1
Application number: PL333032A
Authority: PL
Inventors: Barbara Rzeszotarska; Elżbieta Masiukiewicz; Stanisław Wiejak
Original assignee: Politechnika Opolska; Univ Opolski
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 1999-05-06
Publication date: 2006-10-31
Also published as: PL333032A1

Abstract

Sposób wytwarzania Na-benzyloksykarbonylo-L-lizyny z soli Na-benzyloksykarbonylo-L-lizyny, znamienny tym, że jednorodny tosylan Na-benzyloksykarbonylo-L-lizyny w postaci krystalicznego osadu rozpuszcza się w mieszaninie acetonu i wody, a następnie dodaje trietyloaminę z 10% nadmiarem.Method for the production of Na-benzyloxycarbonyl-L-lysine from the salt of Na-benzyloxycarbonyl-L-lysine, characterized in that the homogeneous Na-benzyloxycarbonyl-L-lysine tosylate in the form of crystalline the precipitate is dissolved in a mixture of acetone and water, and then added with triethylamine with 10% excess.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizyny przeznaczonej szczególnie do budowy łańcucha e-peptydowego niektórych antybiotyków, fragmentów bakteryjnych ścian komórkowych i białka klawicepaminy.The subject of the invention is a process for the preparation of N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine, intended especially for the construction of the β-peptide chain of some antibiotics, fragments of bacterial cell walls and the clavicepamine protein.

Znany z publikacji J.W. Scott, D. Parker, D.R. Parrish „Improved syntheses of N^a-tert-butoxycarbonyl-L-lysine and N^a-benzyloxycarbonyl-N^e-tert-butoxycarbonyl-L-lysine, Synthetic Communications,11(4), 1981, 303 jest sposób wytwarzania N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizyny z chlorowodorku N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizyny. Do mieszanej mieszaniny 1 M roztworu wodorotlenku sodu z etanolem, oziębionej do temperatury wewnętrznej -20°C w łaźni o temperaturze -30°C, dodaje się jedną porcją N^e-benzylideno-L-lizynę. Następnie równocześnie przez 17:18 minut wkrapla się oddzielnie chlorek benzyloksykarbonylowy o temperaturze -20°C : -10°C i mieszaninę 1 M wodorotlenku sodu z etanolem ochłodzoną do -20°C. Reakcja jest egzotermiczna i temperatura mieszaniny szybko podnosi się do -15°C i potem wolniej do -10,5°C. Mieszaninę miesza się i chłodzi przez około 3 minuty, aż do momentu, gdy temperatura wewnątrz reaktora zacznie się obniżać, a następnie miesza się przez około 35 minut, aż do uzyskania temperatury -5,5°C w reaktorze. Wówczas dodaje się stężony kwas solny ochłodzony do 0°C i oddestylowuje lotne rozpuszczalniki. Pozostałość przemywa się eterem, który odrzuca się, a warstwę wodną doprowadza od pH 1 do pH 6,2 przez dodanie 2 M wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Mieszaninę pozostawia się na kilkanaście godzin w temperaturze 3 : 5°C, a następnie odsącza niewielką ilość zanieczyszczeń w postaci brązowego osadu. Przesącz zatęża się na wyparce próżniowej i pozostawia na kilkanaście godzin w temperaturze 3°C, po czym odsącza się wydzielony osad, przemywa kilkakrotnie zimną wodą i wysusza w eksykatorze próżniowym. N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizynę otrzymuje sięw postaci białego proszku.Known from the publication of JW Scott, D. Parker, DR Parrish "Improved syntheses of N ^a -tert-butoxycarbonyl-L-lysine and N ^a -benzyloxycarbonyl-N ^e -tert-butoxycarbonyl-L-lysine, Synthetic Communications, 11 (4) , 1981,303 is a method for the preparation of N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine from N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine hydrochloride. To a stirred mixture of 1 M sodium hydroxide solution with ethanol cooled to an internal temperature of -20 ° C in a bath temperature of -30 ° C, N ^e -benzylidene-L-lysine is added one portion. Then simultaneously, during 17:18 minutes, benzyloxycarbonyl chloride having a temperature of -20 ° C: -10 ° C and a mixture of 1 M sodium hydroxide with ethanol cooled to -20 ° C are added dropwise separately. The reaction is exothermic and the temperature of the mixture rises quickly to -15 ° C and then more slowly to -10.5 ° C. The mixture is stirred and cooled for about 3 minutes until the temperature inside the reactor begins to decrease, and then stirred for about 35 minutes until the temperature is -5.5 ° C in the reactor. Then concentrated hydrochloric acid cooled to 0 ° C is added and volatile solvents are distilled off. The residue was washed with ether which was discarded and the aqueous layer was adjusted from pH 1 to pH 6.2 by the addition of a 2 M aqueous sodium hydroxide solution. The mixture is left for several hours at 3: 5 ° C, and then a small amount of impurities in the form of a brown precipitate is filtered off. The filtrate is concentrated on a vacuum evaporator and left for several hours at 3 ° C, then the separated precipitate is filtered off, washed several times with cold water and dried in a vacuum desiccator. N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine is obtained as a white powder.

W znanym sposobie wytwarza się najpierw chlorowodorek N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizyny, którego wyizolowanie z mieszaniny reakcyjnej nie jest możliwe z powodu jego właściwości fizyko-chemicznych i obecności wielu zanieczyszczeń w mieszaninie reakcyjnej. Nadto wytworzenie chlorowodorku wymaga zachowania szczególnych warunków reakcji, a zwłaszcza przestrzegania ściśle określonych temperatur, często ujemnych, co w skali produkcyjnej jest praktycznie nie do osiągnięcia. Dalszy etap polegający na wprowadzeniu wodnego roztworu wodorotlenku sodowego do mieszaniny reakcyjnej i wytworzeniu N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizyny jest także skomplikowany, czasochłonny i energochłonny, a przy tym bardzo niebezpieczny, ponieważ aż dwukrotnie oddestylowuje się znaczne ilości rozpuszczalników, oddziela wiele produktów ubocznych od mieszaniny reakcyjnej przez ekstrakcję łatwopalnym eterem dietylowym, a potem odsącza stałe zanieczyszczenia. N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizynę otrzymuje się z wydajnością 82%.The known process first produces N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine hydrochloride, which cannot be isolated from the reaction mixture due to its physico-chemical properties and the presence of many impurities in the reaction mixture. Moreover, the preparation of the hydrochloride requires the observance of specific reaction conditions, and in particular the observance of strictly defined temperatures, often negative, which is practically impossible to achieve on a production scale. The further step of introducing an aqueous sodium hydroxide solution into the reaction mixture and producing N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine is also complicated, time-consuming and energy-consuming, and at the same time very dangerous, as considerable amounts of solvents are distilled off twice, separating many by-products from the reaction mixture by extraction with flammable diethyl ether and then filtering off the solid impurities. The ^{yield of N α} -benzyloxycarbonyl-L-lysine is 82%.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że jednorodny tosylan N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizyny w postaci krystalicznego osadu rozpuszcza się w mieszaninie acetonu i wody, a następnie dodaje trietyloaminę z 10% nadmiarem.The essence of the process according to the invention is that the homogeneous N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine tosylate in the form of a crystalline precipitate is dissolved in a mixture of acetone and water, and then triethylamine is added with a 10% excess.

Sposób według wynalazku jest bezpieczny i bardzo prosty w wykonaniu. N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizynę otrzymuje się w postaci krystalicznego osadu łatwego do odsączenia o wysokiej jednorodności chemicznej, dzięki zastosowaniu tosylanu jednorodnego chemicznie oraz trietyloaminy, która z kwasem p-toluenosulfonowym tworzy sól bardzo dobrze rozpuszczalną w środowisku wodno-acetonowym. Środowisko reakcji nie rozpuszcza N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizyny, dzięki czemu wydziela się ona z wysoką 95% wydajnością w postaci krystalicznego osadu.The method according to the invention is safe and very simple to carry out. N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine is obtained in the form of an easily filterable crystalline precipitate with high chemical homogeneity, thanks to the use of chemically homogeneous tosylate and triethylamine, which forms a salt with p-toluenesulfonic acid very soluble in a water-acetonic environment. The reaction medium does not dissolve N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine, thanks to which it separates in a high 95% yield in the form of a crystalline precipitate.

P rz y k ł a d.Example

78,5 g tosylanu N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizyny w postaci krystalicznego osadu zawiesza się w 120 ml acetonu i 63 ml wody i po chwili dodaje 29 ml trietyloaminy. Następnie po upływie około 1 godziny dodaje się 670 ml acetonu i pozostawia na kilkanaście godzin w temperaturze pokojowej, po czym odsącza się krystaliczny produkt, przemywa acetonem i suszy. N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizynę otrzymuje się w ilości 46,2 g, co stanowi 95% wydajności. Temperatura topnienia produktu wynosi 228 : 230°C, a skręcalność optyczna [a]D²⁰ =-13,0° dla stężenia c = 2 w 0,2 M roztworze wodnym kwasu solnego. Otrzymany produkt jest jednorodny chromatograficznie w układach rozpuszczalników: octan etylu : kwas octanu : n-butanol : woda =1:1:1:1, Rf = 0,70; octan etylu : pirydyna : kwas octowy : woda = 30 : 20 : 6 : 11, Rf = 0,50 na płytkach DC Alufolien Kieselgel Merck nr 5553.78.5 g of N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine tosylate in the form of a crystalline solid are suspended in 120 ml of acetone and 63 ml of water, and after a while 29 ml of triethylamine are added. Then, after about 1 hour, 670 ml of acetone are added and left for several hours at room temperature, then the crystalline product is filtered off, washed with acetone and dried. N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine was obtained in 46.2 g, which is 95% yield. The melting point of the product is 228: 230 ° C, and the optical rotation [a] D ²⁰ = -13.0 ° for a concentration of c = 2 in a 0.2 M aqueous solution of hydrochloric acid. The obtained product is homogeneous by chromatography in solvent systems: ethyl acetate: acetate acid: n-butanol: water = 1: 1: 1: 1, Rf = 0.70; ethyl acetate: pyridine: acetic acid: water = 30: 20: 6: 11, Rf = 0.50 on DC plates Alufolien Kieselgel Merck No. 5553.

HPLC: kolumna Alltech Alltima C 18,5 mm, 150 x 4,6 mm, faza ruchoma: A - 0,1% TFA, B-acetonitryl; A : B = 80 : 20, czas retencji - 7,69 min, detekcja - 210 nm, 265 mm, jednorodność - 99,8%.HPLC: Alltech Alltima C 18.5 mm column, 150 x 4.6 mm, mobile phase: A - 0.1% TFA, B-acetonitrile; A: B = 80: 20, retention time - 7.69 min, detection - 210 nm, 265 mm, homogeneity - 99.8%.

PL 192 436B1PL 192 436B1

N^a-benzyloksykarbonylo-L-lizyna jest substancją o wzorze C14H20N2O4 i masie molowej równej 280,32, która zawiera z oznaczenia: 59,99% węgla, 7,32% wodoru i 10,04% azotu, a z obliczeń: 59,98% węgla, 7,19% wodoru i 9,99% azotu.N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine is a substance with the formula C14H20N2O4 and a molecular weight of 280.32, which contains from the assay: 59.99% carbon, 7.32% hydrogen and 10.04% nitrogen, and from the calculation: 59.98 % carbon, 7.19% hydrogen and 9.99% nitrogen.

Claims

A method for the preparation of N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine from the salt of N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine, characterized in that homogeneous N ^α -benzyloxycarbonyl-L-lysine tosylate in the form of a crystalline precipitate is dissolved in a mixture of acetone and water, and then added triethylamine with a 10% excess.