WO1993011255A1 - Verfahren zur herstellung von optisch aktiven cyanhydrinen durch racemattrennung in gegenwart von oxynitrilasen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von optisch aktiven cyanhydrinen durch racemattrennung in gegenwart von oxynitrilasen Download PDF

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Uwe Niedermeyer
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    • C12P41/00—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture
    • C12P41/006—Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by reactions involving C-N bonds, e.g. nitriles, amides, hydantoins, carbamates, lactames, transamination reactions, or keto group formation from racemic mixtures

Definitions

  • Optically active cyanohydrins serve as intermediates for the synthesis of optically active ⁇ -hydroxy acids and optically active ⁇ -ethanolamines.
  • the derivatives of (S) -meta-phenoxybenzaldehyde cyanohydrin and substituted analogs are also of particular interest as building blocks for the preparation of phctostable pyrethroids.
  • optically active cyanohydrins are mostly formed from carbonyl compounds and hydrocyanic acid in the presence of oxynitrilase or other asymmetric catalysts. After V.I.
  • cyanohydrins such as e.g. Use acetone cyanohydrin as a cyanide source in enzyme-catalyzed synthesis.
  • the aim of this invention is therefore to provide a method for
  • asymmetric cyanohydrins can be expanded considerably.
  • the process according to the invention developed for this purpose is based on aliphatic, aromatic or heteroaromatic cyanohydrins and in the presence of (R) -oxynitrilase (4.1.2.10) from almonds or another oxynitrilase from rosaceae, the (S) -oxynitrilase (4.1 2. 11) from Sorghum bicolor, the oxynitrilase from Linum ussitatissimum or other oxynitrilases that are widespread in nature.
  • the process is characterized in that only one enantiomer of the mixture is split into carbonyl compound and hydrocyanic acid and the resulting one
  • the hydrocyanic acid can be particularly advantageous for reactive aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, substituted acetaldehyde analogs such as 3. Cl-acetaldehyde as well as higher heraldologists of acetaldehyde such as e.g. Transfer Propanal.
  • reactive aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, substituted acetaldehyde analogs such as 3.
  • Cl-acetaldehyde as well as higher heraldologists of acetaldehyde such as e.g. Transfer Propanal.
  • I also like bifunctional carbonyl compounds such as Glutardialdehyde and polyhydroxycarbonyl compounds such as e.g.
  • these carbonyl compounds and the cyanohydrin compounds derived therefrom have great hydrophilicity. Thus, they can easily be separated from many other cyanohydrins or aldehydes by extraction, advantageously with water or aqueous buffer, from water-immiscible organic solvents.
  • a further advantage is that the cyanohydrins formed from the cyanide scavengers e.g. can be easily saponified to the corresponding ⁇ -hydroxy acids and thus themselves valuable compounds
  • the process according to the invention is suitable for cyanohydrins which are accepted as substrates by the enzymes, but especially for those which are
  • the initial cyanohydrin concentration can be between 50 and 1000 mM.
  • Carbonyl compound is one tenth to two molar equivalents based on the initial concentration of the cyanohydrin.
  • the inventive method can be carried out at a temperature between -30 ° and 90 ° C, preferably at room temperature.
  • the process according to the invention can be carried out in all reaction media in which the synthesis reaction in the presence of oxynitrilase to chiral cyanohydrins is also described. These are aqueous, aqueous organic and organic solvents that are saturated with aqueous buffers or with water.
  • aqueous, aqueous organic and organic solvents that are saturated with aqueous buffers or with water.
  • the method according to the invention can be carried out with both the native and with modified enzymes.
  • modified enzymes is advantageous.
  • the enzymes are therefore advantageously immobilized by adsorption, by ion binding or by covalent binding on supports and by methods which are described in numerous numbers in the relevant literature.
  • the method is also particularly easy to transfer into a continuously working and technically simple method.
  • An advantageous variant consists in firstly removing the carbonyl compound used as the cyanide scavenger or the cyanohydrin formed therefrom by extraction.
  • Suitable are aqueous buffers with an acidic pH in which the auxiliary compounds used accumulate, and organic non-water-miscible solvents in which the cyanohydrin and the carbonyl compound formed during the cleavage accumulate.
  • Suitable organic solvents are, for example, chlorinated hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and also aliphatic and aromatic ethers, esters and alcohols.
  • the cyanohydrin and the carbonyl compound formed during the cleavage can be separated via the bisulfite adduct of the carbonyl compounds, as described in
  • Another way to separate cyanohydrin and cabonyl compound is to mix the mixture with solvents such as. B. pentane, hexane, isooctane or similar solvents. Since the cyanohydrin compounds in these solvents are almost insoluble, whereas the carbonyl compounds are soluble, the cyanohydrin can also be isolated using this variant.
  • solvents such as. B. pentane, hexane, isooctane or similar solvents. Since the cyanohydrin compounds in these solvents are almost insoluble, whereas the carbonyl compounds are soluble, the cyanohydrin can also be isolated using this variant.
  • the catalyst was filtered off, the organic phase was extracted three times with 50 ml of 10 mM citrate buffer pH 4.0, the organic phase was dried with sodium sulfate and then the solvent was evaporated off under reduced pressure. The remaining light brown oily substance was washed three times with 50 ml of ice-cold pentane and then taken up again with 20 ml of pentane.
  • the (S) -mandelic acid nitrile crystallized from this mixture at -18 ° C in the freezer.
  • optical purity of the (S) -mandelic acid nitrile was determined by gas chromatography both from the reaction solution and from the purified (S) -mandelic acid nitrile. Enantiomeric excess of the crude solution: 94.2%
  • Trifluoroacetyl derivatives of almond acid nitrile on one Lipodex B separation phase 25 m * 0.32 mm from Macherey-Nagel.
  • the derivatization was carried out as follows:
  • Example 2 1.3 g (10 mmol) of (R / S) mandelonitrile were dissolved in 100 ml of 25% methanolic citrate buffer of pH 4.5, with 0.44 g (10 mmol) of acetaldehyde and 5 ml of (R) - Oxynitrilase (8.5 mg protein / ml) added. The mixture was then stirred at room temperature until a constant rotary value was established, the (S) -mandelic acid nitrile and the benzaldehyde were then extracted from the aqueous phase with chloroform and the latter was separated off with saturated sodium bisulfite solution (pH 3.5). After drying with sodium sulfate and evaporation of the solvent, the residue was mixed with 10 ml of pentane. The (S) -mandelic acid nitrile crystallized from this mixture at -18 ° C in the freezer.
  • Example 2 74 mg (0.5 mmol) (R / S) - para-hydroxy-mandelonitrile with 22 mg (0.5 mmol) acetaldehyde in 10 ml citrate buffer of pH. 4.5 dissolved and mixed with (S) -oxynitrilase from Sorghum bicolor immobilized on Eupergit C. The reaction was complete after about 45 minutes.
  • the derivatization was carried out as follows:
  • Example 4 200 ml of 200 mM (R / S) -meta- methoxy-mandelonitrile and 125 mM acetaldehyde were reacted. The reaction was complete after 6 hours.
  • Example 4 100 ml of 200 mM (R / S) -meta-phenoxy-mandelonitrile and 125 mM acetaldehyde
  • optical purity was determined by correlating the specific rotation with literature data from F. Effenberger et al. OS 37 01 383, which is a 98% ee of (R) -meta-phenoxy-mandelonitrile

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven Cyanhydrinen durch Spaltung eines enantiomeren Cyanhydringemisches. Nur ein Enantiomer des Gemisches wird in Gegenwart von Oxynitrilasen in die entsprechende Carbonylverbindung und Blausäure gespalten. Die dabei entstehende Blausäure wird auf eine andere Carbonylverbindung übertragen, die eine höhere Affinität zur Blausäure aufweist als die bei der Spaltung entstehende Carbonylverbindung. Dadurch wird eine Racematspaltung bis zum Halbumsatz auch bei höheren Konzentrationen ermöglicht, obwohl das chemische Gleichgewicht in der Regel weit auf Seiten der Cyanhydrine liegt.

Description

B e s c h r e i b u n g
Verfahren zur Herstellung von optisch aktiven
Cyanhydrinen durch Racemattrennung in Gegenwart von
Oxynitrilasen
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Optisch aktive Cyanhydrine dienen als Zwischenprodukte für die Synthese von optisch aktiven α-Hydroxysäuren und optisch aktiven ß-Ethanolaminen. Besonderes Interesse besitzen auch die Abkömmlinge des (S)-meta-Phenoxybenzaldehydcyanhydrins und substituierter Analoge als Bausteine zur Darstellung von phctostabilen Pyrethroiden.
Der wirtschaftlichen Bedeutung optisch aktiver Cyanhydrine entsprechend sind mehrere Verfahren zur ihrer Darstellung bekannt. Bei diesen Verfahren werden zumeist aus Carbonylverbindungen und Blausäure in Gegenwart von Oxynitrilase oder anderen asymmetrischen Katalysatoren optisch aktive Cyanhydrine gebildet. Nach V. I.
Oganyanov et al. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6992-6996, lassen sich auch Cyanhydrine wie z.B. Acetoncyanhydrin als Cyanidguelle in der enzymkatalysierten Synthese nutzen.
Da die Oxynitrilasen aber jeweils nur ein begrenztes
Substratspektrum aufweisen und nur für eine enantiomere Form spezifisch sind, würde sich in Ergänzung dazu die Racematspaltung als eine alternative Vorgehensweise anbieten. Hierbei wird bekanntermaßen in Gegenwart von Oxynitrilase dasjenige Enantiomer in Carbonylverbindung und Blausäure gespalten, das in Gegenwart des gleichen Enzyms bei inverser Reaktionsführung aus den Spaltprodukten entsteht.
Grundsätzlich gilt dabei, daß man nur dann Cyanhydrine mit hoher optischer Reinheit erhält, wenn die Racematspaltung vollständig verläuft. Da das chemische
Gleichgewicht in den meisten Fällen aber weitgehend auf Seiten der Cyanhydrine liegt, verläuft die Racematspaltung, wenn überhaupt, nur bei sehr geringen Konzentrationen bis zum Halbumsatz, falls nicht eines der Spaltprodukte aus dem Reaktionsgemisch entfernr wird.
Entsprechend dieser Problematik wurde schon von W.
Becker und E. Pfeil ein Verfahren zur Racemattrennung in Gegenwart von Oxynitrilase in DOS 15 93 260 von 1969 beschrieben. In dem beschriebenen Verfahren wird die entstehende Blausäure alternativ mit einem Inertgas oder mit Schwermetallionen unter Komplexbildung aus dem
Gleichgewicht entfernt. Obwohl mit diesen Techniken auch bei hohen Konzentrationen eine Spaltung bis zum Halbumsatz erfolgt, weisen die resultierenden Cyanhydrine nur eine Enantiomerenreinheit von ca. 50% auf. Wegen dieser vergleichbar geringen optischen Reinheit der Produkte haben die genannten Verfahren in der Folgezeit wenig Bedeutung gewonnen.
Ziel dieser Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur
Cyanhydrin-Racemattrennung in Gegenwart von Oxynitrilase vorzuschlagen, bei dem die Blausäure aus dem Gleichgewicht entfernt wird und gleichzeitig Cyanhydrine mit hoher optischer Reinheit erhalten werden können. Durch das hier beschriebene neue Verfahren wird es möglich, je nach Verfügbarkeit der Enzyme und je nach den vorliegenden Enzym-Substrat-Beziehungen auf das eine oder andere Verfahren (direkte Synthese oder Racematspaltung) bzw. auf nur eine der (R)- oder (S)- spezifischen Oxynitrilasen zurückzugreifen, wodurch sich das Spektrum der auf ökonomischem Wege darstellbaren
asymmetrischen Cyanhydrine erheblich erweitern läßt. Bei dem zu diesem Zweck entwickelten erfindungsgemäßen Verfahren wird von aliphatischen, aromatischen oder heteroaromatischen Cyanhydrinen ausgegangen und in Gegenwart von (R) -Oxynitrilase (4.1.2.10) aus Mandeln oder einer anderen Oxynitrilase aus Rosaceengewächsen, der (S) -Oxynitrilase ( 4 . 1 . 2 . 11) aus Sorghum bicolor, der Oxynitrilase aus Linum ussitatissimum oder anderen in der Natur weit verbreiteten Oxynitrilasen gearbeitet. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man jeweils nur ein Enantiomer des Gemisches in Carbonyl- Verbindung und Blausäure spaltet und die entstehende
Blausäure auf eine weitere Carbonylverbindung überträgt, somit also aus dem Gleichgewicht entzieht. Damit erreicht man auch bei hohen Ausgangskonzentrationen eine Spaltung bis zum Halbumsatz, was für eine hohe optische Reinheit der Produkte von besonderer Bedeutung ist.
Die Blausäure läßt sich dabei besonders vorteilhaft auf reaktionsfähige Aldehyde wie etwa Formaldehyd, Acetaldehyd, substituierte Acetaldehyd-Analoge wie z.3. Cl- Acetaldehyd sowie höhere Her. ologe des Acetaldehyds wie z.B. Propanal übertragen. Ebenso eignen s ich dazu bifunktionelle Carbonylverbindungen wie z.B. Glutardialdehyd und Polyhydroxycarbonylverbindungen wie z.B.
Glycerinaldehyd sowie davon abgeleitete homologe
Verbindungen. Diese Carbonylverbindungen und die daraus abgeleiteten Cyanhydrinverbindungen besitzen neben einer hohen Affinität zur Blausäure bzw. zu Cyanid eine große Hydrophilie. So können sie ohne weiteres von vielen anderen Cyanhydrinen bzw. Aldehyden durch Extraktion, vorteilhaft mit Wasser oder wässerigem Puffer aus nicht wassermischbaren organischen Lösungsmitteln abgetrennt werden.
Ein Vorzug ist weiterhin, daß die aus den Cyanidfängern gebildeten Cyanhydrine z.B. ohne weiteres zu den entsprechenden α-Hydroxysäuren verseift werden können und somit ihrerseits selbst wertvolle Verbindungen
darstellen. Das erfindungsgemäße Verfahren eigner sich für Cyanhydrine, die von den Enzymen als Substrat akzeptiert werden, besonders aber für solche, die sich durch
Hydrophobie und/oder andere physikalisch-chemische
Eigenschaften von den als Cyanidfängern eingesetzten Carbonylverbindungen bzw. Cyanhydrinen unterscheiden, so daß eine Trennung von diesen besonders leicht erfolgen kann.
Gemäß der Erfindung kann die Cyanhydrinausgangskonzentration zwischen 50 und 1000 mM liegen.
Die Konzentration der als Cyanidfänger fungierenden
Carbonylverbindung beträgt ein Zehntel bis zu zwei Moläquivalente in bezug auf die Ausgangskonzentration des Cyanhydrins.
Von Vorteil ist es jedoch, in entsprechenden Vorversuchen die optimale Konzentration der Cyanidfänger zu ermitteln, die für einen Halbumsatz benötigt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einer Temperatur zwischen -30° und 90° C durchgeführt werden, vorzugsweise bei Raumtemperatur. Das erfindungsgemaße Verfahren läßt sich in allen Reaktionsmedien durchführen, in denen auch die Synthesereaktion in Gegenwart von Oxynitrilase zu chiralen Cyanhydrinen beschrieben ist. Dies sind wässerige, wässerigorganische und organische Lösungsmittel, die mit wässerigen Puffern oder mit Wasser gesättigt sind. Neben anderen sind hierzu die Arbeiten von Becker und Pfeil in der Biochemischen Zeitschrift 346,301-321(1966) und OS 15 93 260(1969), von F. Effenberger et al., Angew. Chem. 95 (1987), 491-492 sowie von U. Niedermeyer et al. in EP 0 326 063 A2 zu nennen.
Das erfindungsgemaße Verfahren läßt sich sowohl mit den nativen als auch mit modifizierten Enzymen durchführen. Vorteilhaft ist die Anwendung von modifizierten Enzymen. überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß die desaktivierende WirKung von Aldehyden auf die Oxynitrilasen, von der U. Niedermeyer in seiner Dissertation Uni. Düsseldorf 1989 berichtet, äußerst gering ist, wenn die Enzyme immobilisiert sind. Vorteilhafterweise immobilisiert man deshalb die Enzyme adsorbtiv, durch Ionenbindung oder durch kovalente Bindung auf Trägern und mit Methoden, die in der einschlägigen Literatur zahlreich beschrieben sind. Die Verfahren ist darüber hinaus besonders einfach in ein kontinuierlich arbeitendes und technisch einfaches Verfahren übertragbar.
Zur Isolierung des Cyanhydrins eignen sich gängige
Standardverfahren der chemischen Aufarbeitung zur Trennung von Substanzgemischen. Eine vorteilhafte Variante besteht darin, daß man zunächst die als Cyanidfänger eingesetzte Carbonylverbindung bzw. das daraus gebildete Cyanhydrin durch Extraktion abtrennt. Geeignet sind wässerige Puffer mit einem aciden pH-Wert, in denen sich die eingesetzten Hilfsverbindungen anreichern, und organische nicht-wassermischbare Solventien, in denen sich das Cyanhydrin und die bei der Spaltung entstandene Carbonylverbindung anreichern. Geeignete organische Solventien sind z.B. chlorierte Kohlenwasserstoffe, aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, sowie aliphatische und aromatische Ether, Ester und Alkohole.
Die Trennung des Cyanhydrins und der bei der Spaltung entstandenen Carbonylverbindung kann über das Bisulfit- Addukt der Carbonylverbindungen erfolgen, wie es in
OS 15 93 260 von W. Becker beschrieben worden ist.
Eine andere Möglichkeit zur Trennung von Cyanhydrin und Cabonylverbindung besteht darin, das Gemisch mit Solventien wie z. B. Pentan, Hexan, Isooctan oder ähnlichen Lösungsmitteln zu mischen. Da die Cyanhydrinverbindungen in diesen Solventien nahezu unlöslich sind, die Carbonylverbindungen im Gegensatz dazu löslich, kann die Isolierung des Cyanhydrins auch über diese Variante erfolgen.
Je nach Carbonylverbindung und Cyanhydrin erhält man sowohl mit der einen als auch mit der anderen Methode der Aufreinigung - oder auch mit beiden - chemisch reine und hoch optisch aktive Cyanhydrine.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Beispiel 1
6,7 g (50 mmol) (R/S) Mandelsäurenitril wurden in 75 ml mit 10 mM Acetatpuffer pH 5,4 gesättigtem Diisopropylether gelöst und mit 3,3 g (75 mmol) Acetaldehyd in wassergesättigtem Diisopropylether versetzt. Hierzu gab man 5 g Eupergit C mit immobilisierter (R)- Oxynitrilase (3,8 mg Protein/ g Träger) und rührte den Reaktionsansatz bei Raumtemperatur. Der Reaktionsumsatz wurde photometrisch erfaßt, indem man in regelmäßigen Zeitabständen ein Aliquot des Reaktionsgemisches entnahm und bei 280 nm spektroskopisch den Reaktionsverlauf über die Konzentrationsbestimmung des Benzaldehyds erfaßte. Nach Einstellung eines konstanten Wertes filtrierte man den Katalysator ab, extrahierte die organische Phase dreimal mit je 50 ml 10 mM Citratpuffer pH 4,0, trocknete die organische Phase mit Natriumsulfat und dampfte dann das Lösungsmittel unter vermindertem Druck ab. Die zurückbleibende hellbraune ölige Substanz wurde dreimal mit 50 ml eiskaltem Pentan gründlich gewaschen und dann nochmals mit 20 ml Pentan aufgenommen. Aus diesem Gemisch kristallisierte bei -18° C im Tiefkühlschrank das (S) -Mandelsäurenitril aus.
Die optische Reinheit des (S) -Mandelsaurenitrils wurde sowohl von der Reaktionslösung als auch vom aufgereinigten (S) -Mandelsäurenitril gaschromatographisch bestimmt. Enantiomerenüberschuß der Rohlösung: 94,2 %
Enantiomerenüberschuß der Reinsubstanz: 93,8 %
Chemische Ausbeute: 2,5 g (75 % d. Theorie)
Die Bestimmung der optischen Reinheit erfolgte als
Trifluoracetyl-Derivate des Mandelsaurenitrils auf einer Lipodex B Trennphase (25 m * 0,32 mm) von der Firma Macherey-Nagel.
Die Derivatisierung wurde wie folgt vorgenommen:
Ca. 1 mg des Mandelsaurenitrils wurde mit 20 μl Trifluoressigsäureanhydrid in Methylenchlorid in 15 Min. acyliert. Schließlich wurde überschüssiges Anhydrid am Rotationsverdampfer abgezogen, der Rückstand in
Methylenchlorid wieder aufgenommen und gaschromatographisch analysiert.
Beispiel 2 1,3 g (10 mmol) (R/S ) -Mandelsäurenitril wurden in 100 ml 25%igem methanolischem Citratpuffer von pH 4,5 gelöst, mit 0,44 g (10 mmol) Acetaldehyd und 5 ml (R) -Oxynitrilase (8,5 mg Protein/ml) versetzt. Bei Raumtemperatur wurde dann gerührt bis sich ein konstanter Drehwert einstellte, man extrahierte dann mit Chloroform das (S)- Mandelsäurenitril und den Benzaldehyd aus der wässerigen Phase aus und trennte letzteren mit gesättigter Natriumbisulfitlösung (pH 3,5) ab. Nach Trocknen mit Natriumsulfat und Abdampfen des Lösungsmittels wurde der Rückstand mit 10 ml Pentan versetzt. Aus diesem Gemisch kristallisierte das (S) -Mandelsäurenitril bei -18° C im Tiefkühlsehrank aus.
Enantiomerenüberschuß der Rohlösung: 94,2 %
Enantiomerenüberschuß der Reinsubstanz: 93,8 %
Chemische Ausbeute: 0,49 g (74 % d. Theorie)
Die Bestimmung der optischen Reinheit erfolgte gemäß Beispiel 1. Beispiel 3
Entsprechend Beispiel 2 wurden 74 mg (0,5 mmol) (R/S)- para-Hydroxy-Mandelsäurenitril mit 22 mg (0,5 mmol) Acetaldehyd in 10 ml Citratpuffer von pH. 4,5 gelöst und mit an Eupergit C immobilisierter (S) -Oxynitrilase aus Sorghum bicolor versetzt. Die Reaktion war nach ca. 45 Minuten beendet.
Enantiomerenüberschuß der Rohlösung: 96,8 %
Enantiomerenüberschuß der Reinsubstanz: 94,2 %
Chemische Ausbeute: 21 mg (56 % d. Theorie) Die Bestimmung der optischen Reinheit erfolgte als N,O- Bis-(Pentafluorpropionyl)-2-amino-1-phenylethanol-De- rivat des (R)- bzw. (S)-Mandelsaurenitrils nach H. Frank et al. (J. Chromatogr. 146, (1987), 197-206) auf einer chiralen Trennphase (FS-Chirasil-Val, 25 m * 0,32 mm).
Die Derivatisierung wurde wie folgt vorgenommen:
Ca. 1 mg des Mandelsäurenitrilderivats wurde mit 250 μl einer 1 M Diboranlösung in Tetrahydrofuran in Diisopropylether bei Zimmertemperatur in 30 Min. reduziert. Nach Hydrolyse des überschüssigen Diborans mit einigen Tropfen Methanol und Abziehen des Lösungsmittels wurde der erhaltene Aminoalkohol direkt mit 20 μl Pentafluor- propionsäureanhydrid in Methylenchlorid in 15 Min. acyliert. Schließlich wurde überschüssiges Anhydrid am Rotationsverdampfer abgezogen, der Rückstand in
Methylenchlorid wieder aufgenommen und gaschromatographisch analysiert. Beispiel 4
75 g Avicell Cellulose wurden nach der Arbeitsanleitung von F. Effenberger et al. OS 37 01 383 mit (R)-Oxynitriläse imprägniert und in eine Säule gefüllt. Durch diese wurden 500 ml 65,5 g (500 mmol) (R/S)-Mandelsäurenitril und 13,2 g (300 mol) Acetaldehyd in Diisopropylether, der mit 10 mM Acetatpuffer pH 5,2 gesättigt war, gepumpt. Nach ca. 3 Std. war die Reaktion beendet. Der Ansatz wurde wie in Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet.
Enantiomerenüberschuß der Rohlösung: 94,2 %
Enantiomerenüberschuß der Reinsubstanz: 94,8 %
Chemische Ausbeute: 26,9 g (81 % d. Theorie)
Die Bestimmung der optischen Reinheit erfolgte gemäß Beispiel 1.
Beispiel 5
Entsprechend Beispiel 4 wurden 200 ml 200 mM (R/S)-meta- Methoxy-Mandelsäurenitril und 125 mM Acetaldehyd um- gesetzt. Nach 6 Stunden war die Reaktion beendet.
Enantiomerenüberschuß der Rohlösung: 91,2 %
Enantiomerenüberschuß der Reinsubstanz: 98 %
Chemische Ausbeute: 2,9 g (92 % d. Theorie)
Die Bestimmung der optischen Reinheit erfolgte gemäß Beispiel 3. Beispiel 6
Entsprechend Beispiel 4 wurden 100 ml 200 mM (R/S)-meta- Phenoxy-Mandeleäurenitril und 125 mM Acetaldehyd
umgesetzt. Nach ca. 18 Stunden war die Reaktion beendet.
Enantiomerenüberschuß : 96, 6 %
Chemische Ausbeute: 2, 05 g (91 % d. Theorie)
Figure imgf000013_0001
= -5,8° (c=5, CHCl3)
Die Bestimmung der optischen Reinheit erfolgte über Korrelation der spezifischen Drehung mit Literaturdaten von F. Effenberger et al. OS 37 01 383, die für einen 98 % igen ee des (R)-meta-Phenoxy-Mandelsäurenitrils einen
Drehwert von
= +6 , 0° (c=5, CHCI3) angeben.
Figure imgf000013_0002

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung von (S)- und/oder (R) - Cyanhydrinen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion in Gegenwart von Oxynitrilasen durchführt und jeweils nur eines der Enantiomere eines
enantiomeren Cyanhydringemisches in Carbonylverbindung und Blausäure spaltet und das zurückbleibende Enantiomer in optisch aktiver Form erhält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die bei der Spaltung der Cyanhydrine anfallende Blausäure auf eine andere als Cyanidfänger fungierende Carbonylverbindung überträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Carbonylverbindung als Cyanidfänger verwendet, die eine vergleichsweise größere
Affinität zur Blausäure besitzt als die bei der
Cyanhydrinspaltung anfallende Carbonylverbindung.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Carbonylverbindung Formaldehyd, Acetaldehyd, substituierte Acetaldehyd-Analoge oder höhere Homologe des Acetaldehyds verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Cyanidfänger 0,1 bis 2 Moläquivalente einer Carbonylverbindung in bezug auf die Gesamtcyanhydrinkonzentration verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion sowohl in Gegenwart der nativen als auch der modifizierten Oxynitrilasen durchführt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion in wäßrigem, in einem mit
Wasser mischbaren oder in einem mit Wasser nicht mischbaren, aber mit Wasser oder wässerigem Puffer zwischen pH 3 und pH 7 gesättigten organischen
Lösungsmittel durchführt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion bei einer Temperatur zwischen -30° C und +80° C durchführt.
PCT/DE1992/001018 1991-12-04 1992-12-03 Verfahren zur herstellung von optisch aktiven cyanhydrinen durch racemattrennung in gegenwart von oxynitrilasen WO1993011255A1 (de)

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