RU2020135580A

RU2020135580A - Дегидратация и аминирование альфа-, бета-дигидроксикарбонильных соединений до альфа-аминокислот

Info

Publication number: RU2020135580A
Application number: RU2020135580A
Authority: RU
Inventors: Джеймс БРАЗДИЛ; Дональд РОГНЕСС; Чи Чен МА
Original assignee: Арчер Дэниелс Мидлэнд Компани
Priority date: 2018-04-13
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2022-05-16

Claims

1. Способ синтеза α-аминокислоты или производного α-аминокислоты, при этом способ предусматривает:

(a) дегидратацию исходного соединения, содержащего альфа-гидроксигруппу, замещенную по альфа-атому углерода относительно первой карбонильной группы, и бета-гидроксигруппу, замещенную по бета-атому углерода относительно первой карбонильной группы, с образованием дикарбонильного промежуточного соединения путем преобразования альфа-гидроксигруппы во вторую карбонильную группу и удаления бета-гидроксигруппы;

(b) необязательно расщепление дикарбонильного промежуточного соединения с образованием расщепленного дикарбонильного промежуточного соединения, содержащего меньшее количество атомов углерода относительно дикарбонильного промежуточного соединения, но в котором сохранены первая и вторая карбонильные группы; и

(c) восстановительное аминирование дикарбонильного промежуточного соединения, образованного на стадии (а), или расщепленного дикарбонильного промежуточного соединения, образованного на стадии (b), для превращения второй карбонильной группы с амино- или замещенной аминогруппой с получением α-аминокислоты или производного α-аминокислоты,

где способ осуществляют неферментативно.

2. Способ по п. 1, где исходное соединение и дикарбонильное промежуточное соединение характеризуются соответственно общей формулой I и формулой IIA,

где R¹ выбран из группы, состоящей из алкила, алкокси, алкоксиалкила, гидрокси и гидроксиалкила, где алкил и алкильные части алкокси, алкоксиалкила и гидроксиалкила содержат 1-5 атомов углерода, которые необязательно могут быть замещены одним или несколькими заместителями, выбранными из группы, состоящей из -ОН, -СН₃ и =O, и

где R^2A выбран из группы, состоящей из заместителя водорода, алкила, алкокси, алкоксиалкила, гидрокси, гидроксиалкила, карбокси, карбоксиалкила, алканоила и алканоилалкила, где алкил и алкильные части алкокси, алкоксиалкила, гидроксиалкила, карбоксиалкила, алканоила и алканоилалкила содержат 1-5 атомов углерода, которые необязательно могут быть замещены одним или несколькими заместителями, выбранными из группы, состоящей из -ОН, -СН₃ и =O.

3. Способ по п. 2, где стадия (с) предусматривает восстановительное аминирование расщепленного дикарбонильного промежуточного соединения, образованного на стадии (b), и где α-аминокислота или производное α-аминокислоты характеризуется общей формулой IIIB,

где R¹ является таким, как определено в п. 2;

где R^2B выбран из группы, состоящей из заместителя водорода, алкила, алкокси, алкоксиалкила, гидрокси, гидроксиалкила, карбокси, карбоксиалкила, алканоила и алканоилалкила, где алкил и алкильные части алкокси, алкоксиалкила, гидроксиалкила, карбоксиалкила, алканоила и алканоилалкила содержат 1-4 атома углерода, которые необязательно могут быть замещены одним или несколькими заместителями, выбранными из группы, состоящей из -ОН, -СН₃ и =O, и

где R^3' и R^3'' независимо представляют собой заместитель водорода или алкил, где алкил содержит 1-5 атомов углерода, которые могут быть необязательно замещены одним или несколькими заместителями, выбранными из группы, состоящей из -ОН, -СН₃ и =O.

4. Способ по п. 3, где каждый из R^3' и R^3'' представляет собой заместители водорода.

5. Способ по п. 1, где исходное соединение выбрано из группы, состоящей из 2,3-дигидроксипропаноата; эритроната; 2,3-дигидрокси-4-оксобутаноата; тартрата; 2,3,4,5-тетрагидроксипентаноата; 2,3,4-тригидрокси-5-оксопентаноата; 2,3,4-тригидроксипентандиоата; глюконата; 2,3,4,5-тетрагидрокси-6-оксогексаноата и глюкарата.

6. Способ по п. 2, где R¹ представляет собой гидрокси, при этом исходное соединение и дикарбонильное промежуточное соединение представляют собой карбоновые кислоты.

7. Способ по п. 6, где исходное соединение и дикарбонильное промежуточное соединение находятся в форме карбоксилатов.

8. Способ синтеза α-аминокислоты или производного α-аминокислоты, при этом способ предусматривает:

осуществление реакции α-, β-дигидроксикарбоксилатного исходного соединения в реакционной смеси под давлением водорода и в присутствии аминирующего средства и катализатора расщепления с образованием α-аминокислоты или производного α-аминокислоты,

где α-аминокислота или производное α-аминокислоты содержат меньшее количество атомов углерода по сравнению с исходным соединением.

9. Способ по п. 8, где аминирующее средство представляет собой газообразный или водный аммиак или соль аммония.

10. Способ по любому из пп. 8 или 9, где катализатор расщепления содержит вольфрам, молибден или ванадий.

11. Способ по п. 10, где реакционная смесь дополнительно содержит катализатор гидрирования.

12. Способ по п. 11, где катализатор гидрирования содержит рутений и твердую подложку.

13. Способ по любому из пп. 8 или 9, где реакционная смесь дополнительно содержит катализатор гидрирования.

14. Способ по п. 13, где катализатор гидрирования содержит рутений и твердую подложку.

15. Способ синтеза гомосерина, при этом способ предусматривает:

осуществление реакции α-, β-дигидроксикарбоксилатного исходного соединения в реакционной смеси под давлением водорода и в присутствии аминирующего средства с образованием гомосерина,

где α-, β-дигидроксикарбоксилатное исходное соединение представляет собой эритроновую кислоту.

16. Способ по п. 15, дополнительно предусматривающий осуществление реакции гомосерина с меркаптановым соединением с получением метионина.