WO2007079871A1 - Verbessertes verfahren zur herstellung von ramipril - Google Patents

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Holger Berk
Frank Zocher
Hans-Wolfram Flemming
Rainer Gauler
Rudolf Lehnert
Wolfgang Laux
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Sanofi-Aventis Deutschland Gmbh
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    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C233/46—Carboxylic acid amides having carbon atoms of carboxamide groups bound to hydrogen atoms or to acyclic carbon atoms having the nitrogen atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a hydrocarbon radical substituted by carboxyl groups with the substituted hydrocarbon radical bound to the nitrogen atom of the carboxamide group by an acyclic carbon atom
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    • 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
    • C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/10—Nitrogen as only ring hetero atom

Definitions

  • the present invention relates to an improved process for producing ramipril, as well as intermediates used in the process and their use.
  • Ramipril is a commonly used in pharmacy ACE inhibitor.
  • the previously published methods of producing ramipril are very cumbersome.
  • Specific methods for the preparation of ACE inhibitors are known (see, for example, European patent applications EP 0215335 and EP 0967221), but lead to other ACE inhibitors or do not offer solutions with respect to enantiomer-specific synthesis.
  • EP 0215335 and EP 0967221 European patent applications
  • the invention accordingly relates to a process for the preparation of ramipril, a compound of the formula (I)
  • (C 1 -C 4) -Alkyl means methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl or tert-butyl. !
  • Particularly advantageous partial steps of the method according to the invention consist in the steps (B) and (BA '), in which the use of penicillin G amidase converts a compound having a racemic structural element into a reaction product with a corresponding isomerically pure structural element.
  • steps (B) and (BA ') in which the use of penicillin G amidase converts a compound having a racemic structural element into a reaction product with a corresponding isomerically pure structural element.
  • Another object of the present invention is a process for the preparation of the compound (I) starting from the compound (III) comprising the substeps (B), (C) and either (DA) or alternatively (DB.1), (DB.2.1 ) or (DB.2.2) and (DB.3) as defined above.
  • Another object of the present invention is the intermediate of the formula (II)
  • R is (C 1 -C 4) -alkyl.
  • R represents CH3.
  • the preparation of the compound of formula (II), in R is methyl can be carried out, for example, by (1) reaction of methyl ester hydrochloride with phenylacetyl chloride in the presence of a base, for example Na 2 CO 3, in a suitable solvent, for example ethyl acetate and / or
  • the compound of formula (II) wherein R is methyl can be prepared, for example, by (1) chlorinating methyl ester hydrochloride with, for example, PCI5 in a suitable solvent, e.g. CH 2 Cl 2, (2) Reaction of the thus-obtained 2-amino-3-chloropropionic acid methyl ester hydrochloride with phenylacetyl chloride in a suitable solvent, e.g. Toluene, and (3.) reacting the thus-obtained 3-chloro-2-phenylacetylamino-propionic acid methyl ester with 1-cyclopent-1-enyl-pyrrolidine (CAS Registry No. 7148-07-4) in the presence of a base, e.g. NEtß, in a suitable
  • Solvent e.g. Ethyl acetate and subsequent acidic work-up with e.g. HCl in ethyl acetate, for example according to Teetz et al., Tetrahedron Lett. 1984, 25 (40), 4479-4482.
  • the remaining esters can be prepared analogously to the abovementioned instructions or can be obtained by transesterification of the methyl ester.
  • compound (II) is present as a mixture of two diastereomeric racemates.
  • Another object of the present invention is the intermediate of the formula (III)
  • the compound of formula (III) is prepared in step (A) by saponification of a compound of formula (II).
  • This can be carried out by methods known to the person skilled in the art, for example by initially charging one or more bases, for example NaOH and / or KOH, preferably NaOH, by adding the compound of the formula (II) and then adding it by adding acid, preferably HCl, a pH in the range of 6 to 7 is set.
  • acid preferably HCl
  • Suitable solvents are water or water mixed with an organic solvent such as THF or dioxane. It is possible to isolate the compound of formula (III). However, in the process according to the invention for the preparation of the compound of the formula (I), further processing of the compound of the formula (III) in situ is preferred. Preferably, compound (III) is present as a mixture of two diastereomeric racemates.
  • Step (B) of the process according to the invention can be carried out by initially introducing the compound of the formula (III) in aqueous solution and adding penicillin G amidase (EC 3.5.1.11).
  • penicillin G amidase is used for the industrial production of semisynthetic penicillin antibiotics, catalyzing the hydrolysis of penicillin G to 6-aminopenicillanic acid (6-APA) and phenylacetic acid.
  • Penicillin G amidase is also used in the production of cephalosporin antibiotics, where it catalyzes the hydrolysis of cephalosporin G to 7-amino-dodecoxy-cephalosporanic acid (7-ADCA) and phenylacetic acid.
  • the enzyme can be used immobilized or non-immobilized, preferably an immobilized on a support enzyme is used.
  • carrier materials are known to the person skilled in the art, for example amino-activated silicates (Burteau et al., FEBS Letters (1989), 258 (2), 185-189), DEAE-cellulose (Warburton et al., Biochimica et Biophysica Acta , Enzymology (1972), 284 (1), 278-84), polyurethane (French Patent Application FR 2371470), macroporous carriers (German Patent Application DE 3515252) or "amino-functional organosiloxane polymers" (US Patent No.
  • the ratio of compound of formula (III) to immobilized penicillin G amidase should be in the ratio of 5: 1 to 3: 1 (eg PGA 450 from Roche Diagnostics, order number 1414208; likewise possible are, for example, PGA beads from Record ⁇ iti or Fermase PA 1500 or Fermase PA 750 from Fermenta Biotech Ltd. (India)), where the Ge the amidase relates to the enzyme in polymer-bound form.
  • a penicillin G amidase from FLUKA can be used (order number 76428: penicillin G amidase, immobilized by E.
  • Process step (B) can be carried out at different temperatures. Preferred is a temperature of 20 to 45 0 C, more preferably a temperature of 26 to 30 0 C, in particular of about 28 0 C.
  • the reaction can be carried out at pH values between 5 and 9.5.
  • a pH of between 6 and 7 is preferred, and a pH of 6.4 is particularly preferred.
  • water or water in admixture with a (Cj -C3) alkanol preferably water mixed with methanol, ethanol or iso-propanol, or acetone, or DMSO.
  • a (Cj -C3) alkanol preferably water mixed with methanol, ethanol or iso-propanol, or acetone, or DMSO.
  • the aqueous phase preferably has a pH which is less than or equal to the isoelectric point of the salt of the compound (IV) or (V) to be purified.
  • Suitable solvents for the extraction are those which are known to the person skilled in the art and which are difficult or immiscible with water.
  • Water-immiscible or immiscible solvents include, for example, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, C-4-C- 0 "alkanols, for example n-butanol, methyl ethyl ketone, toluene, diisopropyl ether or heptane.)
  • a particularly suitable solvent is ethyl acetate
  • the extraction of the undesired isomer preferably takes place after the addition of acid, preferably hydrochloric acid , 5 and 5, preferably 1 and 4, is particularly suitable is a pH in the range of 2.2 After phase separation, it may be appropriate to extract the aqueous phase one or more times with the relevant organic solvent immobilized enzyme can be reused after completion of the reaction or after extraction.
  • the compound (II) can be used, after subsequent saponification also a mixture of compounds of formula (IV) and (V) or a mixture of salts of the compounds of formula (IV) and (V) and wherein the pH is between 6.5 and 9.5, preferably 7.5 to 8.5, and the other conditions correspond to those mentioned for process step (B).
  • the resulting desired esterified diastereomer is saponified, the conditions corresponding to those mentioned for process step (A). This process step will be summarized below (BA 1 ).
  • Another object of the present invention is therefore a process for the preparation of the compound (I) starting from the compound (II) comprising the substeps (BA '), (C) and either (DA) or alternatively (DB.1), (DB .2.1) or (DB.2.2) and (DB.3) as defined above.
  • aqueous buffer systems with the corresponding pH ranges known to those skilled in the art may optionally be used in process step (B) or (BA '), for example, for a pH of 8.0, a phosphate buffer.
  • a further subject of the present invention is a mixture of the compounds of the formulas (IV) and (V)
  • the mixture of compounds (IV) and (V) is isolated in the form of an acid addition salt, for example as a salt of HCl, HBr, H2SO4, methanesulfonic acid, toluenesulfonic acid or
  • Phenylsulfonsä ⁇ re Water-immiscible solvents such as, for example, (C 2 -C 3) are preferably suitable for isolating and stirring out the crystals obtained in the work-up of the mixture of salts of compounds (IV) and (V).
  • the catalytic hydrogenation in reaction step (C) can be carried out according to conditions known to the person skilled in the art.
  • the process may be carried out under the following conditions:
  • the aqueous phase of the workup of step (B) or (BA ') containing the compound of formula (V) or a salt thereof in admixture with the compound (IV) or a salt thereof are submitted and a suitable catalyst is added.
  • a catalyst for example, platinum on activated carbon or palladium on activated carbon, is particularly suitable palladium on activated carbon.
  • Preferred is a weight ratio of palladium to activated carbon of 5:95 to 10:90).
  • Per gram of aqueous solution is preferably used a catalyst amount of 1-10 mg, more preferably of 3 mg.
  • Further activated carbon may be added to the reaction mixture, preferably 5 to 20 weight units per Weight unit of catalyst, more preferably 9-13 weight units.
  • the hydrogenation is carried out at a hydrogen pressure of 5 to 15 bar, preferably from 8 to 12, particularly preferably about 10 bar.
  • the reaction temperature can be between 40 0 C and the boiling temperature of the reaction mixture and is preferably 60-100 0 C. A preferred reaction temperature is about 80 ° C.
  • the compound (VI) can be optionally isolated.
  • the compound (VI) can be isolated in free form or in the form of an acid addition salt, for example as the salt of HCl, HBr, H2SO4,
  • Methanesulfonic acid toluenesulfonic acid or phenylsulfonic acid.
  • Water-immiscible solvents such as, for example, (C 2 -C 3) -alkanols or methyl ethyl ketone are preferably suitable for isolating and stirring in the work-up of compound (VI) or salts of compound (VI).
  • the compound (VI) can be released from the acid addition salt by the addition of base, for example NaOH or KOH, before the following step (D-A) or (D-B.1) and then optionally desalted by electrodialysis.
  • base for example NaOH or KOH
  • the compound (IV) is present with the stereochemistry (2S.3RS).
  • the undesired (3R) -isomer of compound (V) can only be hydrogenated very slowly because of the steric hinderance on the catalyst surface, so that it can be introduced into the atmosphere via the open-chain compound (3R) - (IV) with which it is in equilibrium (3S) - (IV) isomer is re-isomerized, which is then further hydrogenated to the all-S-bicyclic (VI).
  • Process step (DA) can be carried out according to conditions known to the person skilled in the art, for example as described in US Pat. No. 4,496,541, Example 1.
  • the compound (VI) is mixed in a suitable solvent, for example dichloromethane or water at a pH of 8-12, preferably 10-11, with the compound (VII) and at for example 10-40 0 C, preferably 20-25 0 C stirred.
  • esterification of compound (VI) with benzyl alcohol in process step (DB.1) can be carried out by methods known to the person skilled in the art, for example as described in European patent application EP 79022 A2, Example I (3): compound (VI) is optionally activated, by first reacting with methanesulfonic acid or thionyl chloride in a suitable solvent, for example n-hexane, n-heptane, toluene or a mixture thereof; Subsequently, the optionally activated compound (VI) is treated with benzyl alcohol, wherein the reaction is preferably carried out under reflux.
  • a suitable solvent for example n-hexane, n-heptane, toluene or a mixture thereof.
  • the compound (VIII), benzyl (2S, 3aS, 6aS) octahydrocyclopenta [b] pyrrole-2-carboxylate thus obtained can be optionally isolated.
  • the compound (VIII) is isolated in the form of an acid addition salt, for example as salts of HCl, HBr, H 2 SO 4, oxalic acid, phosphoric acid,
  • Methanesulfonic acid, toluenesulfonic acid or phenylsulfonic acid is preferably liberated from the acid addition salt by the addition of base, for example NaOH or KOH, before the following step (D-B.2.1) or (D-B.2.2).
  • Process step (DB.2.1) can be carried out by adding compound (VIII) in a suitable solvent with compound (VII).
  • Suitable solvents are generally aprotic and non-water-miscible solvents, for example butyl acetate, ethyl acetate, dichloromethane and toluene.
  • the temperature of the reaction of (VIII) with (VII) is 5-30 0 C, preferably 10-15 0 C.
  • the reaction mixture with an aqueous base preferably sodium hydroxide or potassium hydroxide solution of a pH of 10-13, are added to extract excess compound (IX), which is formed by hydrolysis of (VII), aqueous.
  • the resulting compound (X) can optionally be isolated.
  • the amide formation in process step (DB.2.2) can be carried out by methods known to the person skilled in the art, for example as described in European Patent Application EP 79022 A2, Example I (4): The compound of the formula
  • the catalytic hydrogenation in process step (DB.3) can be carried out by methods known to the person skilled in the art, for example as described in European patent application EP 79022 A2,
  • 0-20 0 C preferably 5-10 0 C and a pressure of 0.5 to 3 bar, preferably at 1, 0-2,0 bar with the addition of a suitable catalyst, for example Pd / C (10 wt .-%) is hydrogenated catalytically.
  • the compound of the formula (I) can optionally be further purified by standard methods, for example by chromatographic methods or by recrystallization from a suitable solvent.
  • a suitable solvent is, for example, a mixture of methanol and diisopropyl ether, or alternatively acetone, or ethyl acetate.
  • Example 1 Preparation of the compound of formula (II) wherein R is methyl, (3- (2-oxo-cyclopentyl) phenylacetylamino-propionic acid methyl ester) starting from 3-chloro-N-phenylacetylalanine methyl ester
  • the organic phase was distilled in vacuo up to a residual volume of about 50 ml. It was cooled to 0-5 0 C, then inoculated with about 0.1 -0.2 g of 3- (2-oxo-cyclopentyl) -2-phenylacetylamino-propionate. It formed after about 10 minutes, a suspension, then stirred for 20 minutes. Subsequently, 45 g of diisopropyl ether were added. It formed a good stirrable suspension.
  • reaction mixture was cooled to 20-30 ° C, then 15.0 L of ethyl acetate was added.
  • Into the reaction vessel 18.9 kg of triethylamine were then added at 20-30 0 C within 15-30 minutes and washed with 5.0 L of ethyl acetate.
  • the reaction mixture was stirred at 20-30 0 C for at least 3 hours. For workup, 25 L of water were added.
  • the reaction mixture was heated to 10-15 0 C.
  • the pH of the reaction mixture was adjusted to 2.0-2.5 by addition of 30% hydrochloric acid.
  • the reaction mixture was stirred for 10-20 minutes.
  • the phases were separated and the ethyl acetate phase at 20-25 0 C with 15 L of water and stirred for 10-20 minutes.
  • the phases were separated again.
  • the combined aqueous phases were treated at 20-25 0 C with 15 L of ethyl acetate and extracted for 10-20 minutes.
  • the organic phase is dried under vacuum at a max. 70 0 C concentrated to a residual volume of 18-23 L.
  • Example 4 the reactions of Example 4 and as hereinbefore in Example 5 with the penicillin G amidases from Fermenta Biotech Ltd. can be carried out. or the company Fluka or with other suitable penicillin G amidases.
  • the aqueous phase of the work-up from Example 4 was admixed with the addition of 140 g of palladium (5% on activated carbon) and 540 g of activated carbon. It was applied a pressure of 10 bar. Then the temperature was raised to 80 0 C. At this temperature, the reaction mixture was hydrogenated for 5 hours. For workup, the reaction mixture was filtered. The aqueous phase was adjusted to pH 2 with hydrochloric acid and any by-products were removed by extraction. The aqueous phase contained compound (VI), (2S, 3aS, 6aS) octahydrocyclopenta [b] pyrrole-2-carboxylic acid, as the hydrochloride.
  • aqueous desalted solution of compound (VI) was concentrated on a rotary evaporator at 40-50 0 C in vacuo to 140 g residual mass. This solution was added at 20 to a maximum of 3O 0 C slowly under ice cooling with 45 g of methanesulfonic acid and stirred for 30 minutes.
  • the aqueous (Vl) -Mesylat solution was concentrated on a rotary evaporator at 40-50 0 C in vacuo to 140 g residual mass.
  • 140 ml of n-heptane was added to this solution.
  • 39 g of benzyl alcohol were added.
  • the reaction mixture was heated to reflux under normal pressure and water was removed until the outlet velocity was about 0.3 g / hour.
  • 40.8 g of benzyl alcohol were metered in within 40 minutes with the removal of water. It was stirred under reflux for 2 hours until no more water was separated.
  • the reaction mixture was cooled to about 1 0 0 C and added dropwise 187 ml of water. The phases were separated.
  • the upper, organic phase was extracted again with 10 ml of water.
  • the combined aqueous phases were treated with 136 g of ethyl acetate and cooled to 0-10 0 C. Subsequently, a pH of 10-10.5 was adjusted with 33 ml of NaOH 33%. It was stirred for 15 minutes at 0-1 0 0 C and then the phases were separated.
  • the organic phase was washed with 15 ml of water.
  • the combined aqueous phases were washed with 20 ml of ethyl acetate.
  • the organic phases containing the compound (VIII) were combined and diluted to 250 g with ethyl acetate.
  • the oil-remaining compound (VIII) was taken up in 45 ml of butyl acetate and 10.6 g of ethyl (2S) -2 - [(4S) -4-methyl-2,5-dioxo-oxazolidin-3-yl] -4-phenylbutyrate (cf. VII) at 20-25 0 C registered within 30 minutes.
  • the reaction mixture was stirred for 60 minutes. 25 ml of water were added, stirring was continued for 10 minutes and the phases were separated.
  • the organic phase was concentrated completely at Rotati ⁇ nsverdampfer at 5O 0 C in vacuum to constant weight.
  • the filtrate was concentrated on a rotary evaporator at 20 0 C bath temperature in vacuo to 25 g and treated with 75 ml of diisopropyl ether. It was cooled to 0-3 0 C, stirred for 1 hour, the crystallized product was filtered off with suction and washed twice with 15 ml of cold diisopropyl ether. The compound (I) thus obtained was dried at ⁇ 30 0 C in vacuo.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Ramipril, in dem Verfahren verwendete Zwischenprodukte und deren Verwendung.

Description

Verbessertes Verfahren zur Herstellung von Ramipril
Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Ramipril, sowie in dem Verfahren verwendete Zwischenprodukte und deren Verwendung.
Ramipril ist ein häufig in der Pharmazie eingesetzter ACE-Inhibitor. Die bisher publizierten Verfahren zur Herstellung von Ramipril (siehe z.B. US-Patent Nr. 5,061 ,722) sind sehr aufwändig. Spezielle Verfahren zur Herstellung von ACE- Inhibitoren sind bekannt (siehe z.B. europäische Patentanmeldungen EP 0215335 und EP 0967221), führen aber zu anderen ACE-Inhibitoren oder bieten keine Lösungen hinsichtlich enantiomeren-spezifischer Synthese. In der Absicht, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Ramipril bereitzustellen, wurde nun überraschenderweise ein Verfahren gefunden, bei dem mit einfachen Mitteln die Herstellung von Ramipril verbessert werden kann.
Die Erfindung betrifft demzufolge ein Verfahren zur Herstellung von Ramipril, einer Verbindung der Formel (I)
Figure imgf000002_0001
dadurch gekennzeichnet, dass
(A) eine Verbindung der Formel (II)
Figure imgf000003_0001
in der R (C-) -C4)-Alkyl bedeutet, in einem geeigneten Lösungsmittel unter Zusatz von einer oder mehreren Basen oder Säuren zu einer Verbindung der Formel (III)
Figure imgf000003_0002
verseift wird, und anschließend
(B) die Verbindung der Formel (III) unter Einfluss von Penicillin-G-Amidase zu einem Gemisch der Verbindungen der Formeln (IV) und (V)
Figure imgf000003_0003
oder einem Gemisch von Salzen der Verbindungen der Formel (IV) und (V) umgesetzt wird, welche miteinander im Gleichgewicht stehen, und anschließend
(C) die Verbindung (V) oder ein Salz der Verbindung (V) aus dem Gemisch der Verbindungen (IV) und (V) oder deren Salzen durch katalytische Hydrierung zu einer Verbindung der Formel (VI)
Figure imgf000003_0004
oder einem Salz davon umgesetzt wird, und anschließend entweder (D-A) die Verbindung der Formel (VI) mit einer Verbindung der Formel (VII)
Figure imgf000004_0001
zur Verbindung der Formel (I) umgesetzt wird,
oder alternativ
(D-B.1) Verbindung (VI) mit Benzylalkohol zu einer Verbindung der (VIII)
Figure imgf000004_0002
oder einem Salz davon umgesetzt wird, und anschließend
(D-B.2.1) Verbindung (VIII) entweder mit einer Verbindung der Formel (VII) zu einer Verbindung der Formel (X)
Figure imgf000004_0003
umgesetzt wird, oder alternativ
(D-B.2.2) die Verbindung (VIII) mit einer Verbindung der Formel (IX)
Figure imgf000005_0001
zur Verbindung (X) umgesetzt wird, und anschließend
(D-B.3) aus der Verbindung (X) durch katalytische Hydrierung die Verbindung der Formel (I) gebildet wird.
(C-| -C4)-Alkyl bedeutet Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl oder tert- Butyl. !
Besonders vorteilhafte Teilschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen in den Schritten (B) und (BA'), in denen durch den Einsatz von Penicillin-G-Amidase eine Verbindung mit einem racemischen Strukturelement in ein Reaktionsprodukt mit einem entsprechenden isomerenreinen Strukturelement umgewandelt wird. Diese Teilschritte sind jeweils ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der Verbindung (I) ausgehend von der Verbindung (III) umfassend die Teilschritte (B), (C) und entweder (D-A) oder alternativ (D-B.1 ), (D-B.2.1) oder (D-B.2.2) und (D-B.3) wie oben definiert.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Zwischenprodukt der Formel (II)
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wobei R (Ci -C4)-Alkyl bedeutet. Von besonderer Bedeutung ist die Verbindung der Formel (II), in der R CH3 bedeutet. Die Herstellung der Verbindung der Formel (II), in der R Methyl bedeutet, kann beispielsweise erfolgen durch (1.) Umsetzung von Serin- methylester-hydrochlorid mit Phenylacetylchlorid in Gegenwart einer Base, z.B. Na2CO3, in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Essigester und/oder
Diisopropylether, zu N-Phenylacetyl-serin-methylester, beispielsweise nach Couloigner et al. (Bioorg. & Med. Chem. Lett. 1999, 9, 2205-2206), (2.) Chlorierung der so erhaltenen Verbindung unter Standardbedingungen, beispielsweise mit PCI3 oder
Thionylchlorid in, einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Essigester, beispielsweise nach Anderson et al. (Synthesis 1976, 398-399), und (3.) Umsetzung des so erhaltenen 3-Chlor-2-phenylacetylamino-propionsäuremethylesters mit 1 -Cyclopent-1 - enyl-pyrrolidin (CAS Registry Nr. 7148-07-4) in Gegenwart einer Base, z.B. NEtß, in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Essigester und anschließender saurer Aufarbeitung mit z.B. HCl in Essigester, beispielsweise nach Teetz et al., Tetrahedron Lett. 1984, 25(40), 4479-4482. Alternativ kann die Verbindung der Formel (II), in der R Methyl bedeutet, beispielsweise herstellen durch (1.) Chlorierung von Serin- methylester-hydrochlorid mit beispielsweise PCI5 in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. CH2CI2, (2.) Umsetzung des so erhaltenen 2-Amino-3-chloro- propionsäuremethylester-hydrochlorids mit Phenylacetylchlorid in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Toluen, und (3.) Umsetzung des so erhaltenen 3-Chloro-2- phenylacetylamino-propionsäure-methyesters mit 1 -Cyclopent-1 -enyl-pyrrolidin (CAS Registry Nr. 7148-07-4) in Gegenwart einer Base, z.B. NEtß, in einem geeigneten
Lösungsmittel, z.B. Essigester und anschließender saurer Aufarbeitung mit z.B. HCl in Essigester, beispielsweise nach Teetz et al., Tetrahedron Lett. 1984, 25(40), 4479- 4482. Die übrigen Ester lassen sich analog zu den oben genannten Vorschriften herstellen oder sind durch Umesterung des Methylesters erhältlich. Vorzugsweise liegt Verbindung (II) als Gemisch von zwei diasteomeren Racematen vor.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Zwischenprodukt der Formel (III)
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Die Verbindung der Formel (III) wird in Schritt (A) durch Verseifung einer Verbindung der Formel (II) hergestellt. Dies kann nach dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen, beispielsweise indem die Verbindung der Formel (II) in einem geeigneten Lösungsmittel vorgelegt wird und zunächst eine oder mehrere Basen, beispielsweise NaOH und/oder KOH, vorzugsweise NaOH hinzugefügt wird und anschließend durch Zugabe von Säure, vorzugsweise HCl, ein pH-Wert im Bereich von 6 bis 7 eingestellt wird. Alternativ kann zunächst mittels einer oder mehrerer Säuren, beispielsweise Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure oder Methansulfonsäure, vorzugsweise Salzsäure verseift, und anschließend durch Zugabe von Lauge ein pH-
Wert von 6-7 eingestellt werden. Geeignete Lösungsmittel sind Wasser oder Wasser im Gemisch mit einem organischen Lösungsmitteln wie beispielsweise THF oder Dioxan. Es ist möglich, die Verbindung der Formel (III) zu isolieren. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Verbindung der Formel (I) ist jedoch eine Weiterverarbeitung der Verbindung der Formel (III) in situ bevorzugt. Vorzugsweise liegt Verbindung (III) als Gemisch von zwei diasteomeren Racematen vor.
Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahren kann erfolgen, indem die Verbindung der Formel (III) in wässriger Lösung vorgelegt wird und Penicillin-G-Amidase (E. C. 3.5.1.11) zugegeben wird. Das Enzym Penicillin-G-Amidase wird zur industriellen Herstellung von semisynthetischen Penicillin-Antibiotioka verwendet, wobei es die Hydrolyse von Penicillin G zum 6-Aminopenicillansäure (6-APA) und Phenylessigsäure katalysiert. Penicillin-G-Amidase wird ferner bei der Herstellung von Cephalosporin- Antibiotika verwendet, wobei es die Hydrolyse von Cephalosporin G zu 7- Aminodeacetoxycephalosporansäure (7-ADCA) und Phenylessigsäure katalysiert. Das Enzym kann immobilisiert oder nicht-immobilisiert eingesetzt werden, vorzugsweise wird ein auf einem Trägermaterial immobilisiertes Enzym eingesetzt. Dem Fachmann sind eine Vielzahl von möglichen Trägermaterialien bekannt, beispielsweise amino- aktivierte Silikate (Burteau et al., FEBS Letters (1989), 258(2), 185-189), DEAE- Cellulose (Warburton et al., Biochimica et Biophysica Acta, Enzymology (1972), 284(1 ), 278-84), Polyurethan (französische Patentanmeldung FR 2371470), makroporöse Träger (deutsche Patentanmeldung DE 3515252) oder „aminofunktionelle Organosiloxanpolymere" (US-Patent Nr. 5,780,260). Vorzugsweise wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren die laut US 5,780,260 hergestellte, auf aminofunktionellen Organosiloxanpolymeren immobilisierte Penicillin-G-Amidase verwendet. Das Gewichtsverhältnis von Verbindung der Formel (III) zu immobilisierter Penicillin-G-Amidase sollte dabei im Verhältnis 5:1 bis 3:1 liegen (z.B. PGA 450 von Roche Diagnostics, Bestellnummer 1414208; ebenfalls möglich sind z.B. PGA Beads von Recordεiti oder Fermase PA 1500 bzw. Fermase PA 750 von Fermenta Biotech Ltd. (Indien)), wobei sich das Gewicht der Amidase auf das Enzym in polymer- gebundener Form bezieht. Alternativ kann auch eine Penicillin-G-Amidase der Firma FLUKA verwendet werden (Bestellnummer 76428: Penicillin G Amidase, immobilisiert von E. coli, -150 U/g als feuchtes Material, wobei 1 U der Menge an Enzym entspricht, die 1 μmol Benzylpenicillin pro Minute bei pH 7,6 und 37°C hydrolysiert). Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis bei 4:1. Die Penicillin-G-Amidase kann dabei auch in Lösung bzw. Suspension (z.B. von Roche Diagnostics, Bestellnummer 1290959) oder in quervernetzten Zellen (z.B. Fermase PA 250 von Fermenta Biotech Ltd. (Indien)) vorliegen. Verfahrensschritt (B) kann bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt werden. Bevorzugt ist eine Temperatur von 20 bis 45 0C, besonders bevorzugt eine Temperatur vom 26 bis 30 0C, insbesondere von ca. 28 0C. Die Reaktion kann bei pH-Werten zwischen 5 und 9.5 durchgeführt werden. Bevorzugt ist ein pH-Wert zwischen 6 und 7, besonders bevorzugt ist ein pH-Wert von 6,4. Als Lösungsmittel eignet sich Wasser oder Wasser im Gemisch mit einem (C-j -C3)Alkanol, vorzugsweise Wasser im Gemisch mit Methanol, Ethanol oder iso-Propanol, oder Aceton, oder DMSO. Bevorzugt sind Gemische von Wasser mit iso-Propanol (50 % w/v), Aceton (35 % w/v), Ethanol (30 % w/v), Methanol (40 % w/v) oder DMSO (50 % w/v), jeweils bezogen auf die Endkonzentration. Nach Beendigung der Reaktion wird dem Reaktionsgemisch ein organisches Lösungsmittel zugefügt, mit dem die ungewünschten Diastereomere extrahiert werden, wobei die gewünschten Diastereomere in der wässrigen Phase verbleiben. Die wässrige Phase hat vorzugsweise einen pH-Wert, der kleiner als oder gleich dem isoelektrischen Punkt des Salzes der aufzureinigenden Verbindung (IV) bzw. (V) ist. Als Lösungsmittel für die Extraktion eignen sich dem Fachmann bekannte mit Wasser schwer oder nicht mischbare Lösungsmittel. Mit Wasser schwer oder nicht mischbare Lösungsmittel sind zum Beispiel Ethylacetat, Propylacetat, Butylacetat, C-4-C-| 0"Alkanole, z.B. n-Butanol, Methylethylketon, Toluen, Diisopropylether oder Heptan. Ein besonders geeignetes Lösungsmittel ist Ethylacetat. Die Extraktion des ungewünschten Isomers erfolgt vorzugsweise nach Zugabe von Säure, vorzugsweise Salzsäure. Der pH-Wert kann dabei auf einen Wert zwischen 0,5 und 5, vorzugsweise 1 und 4 eingestellt werden, besonders geeignet ist ein pH-Wert im Bereich von 2,2. Nach der Phasentrennung kann es zweckmäßig sein, die wässrige Phase noch ein oder mehrmals mit dem betreffenden organischen Lösungsmittel zu extrahieren. Das immobilisierte Enzym kann nach Abschluss der Reaktion bzw. nach der Extraktion wiederverwendet werden.
Alternativ kann als Startmaterial der enzymatischen Umsetzung die Verbindung (II) eingesetzt werden, wobei nach anschließender Verseifung ebenfalls ein Gemisch der Verbindungen der Formel (IV) und (V) oder ein Gemisch von Salzen der Verbindungen der Formel (IV) und (V) erhalten wird, und wobei der pH-Wert zwischen 6,5 und 9,5, bevorzugt 7,5 bis 8,5 ist, und die übrigen Bedingungen den für Verfahrensschritt (B) genannten entsprechen. Im Anschluß an die enzymatische Reaktion der Verbindung (II) wird das entstandene, gewünschte, veresterte Diastereomer verseift, wobei die Bedingungen den für Verfahrensschritt (A) genannten entsprechen. Dieser Verfahrensschritt wird im folgenden zusammenfassend (BA1) genannt. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung der Verbindung (I) ausgehend von der Verbindung (II) umfassend die Teilschritte (BA'), (C) und entweder (D-A) oder alternativ (D-B.1), (D-B.2.1 ) oder (D-B.2.2) und (D-B.3) wie oben definiert. Als wässrige Phase können in Verfahrensschritt (B) bzw. (BA') optional wässrige Puffersysteme mit den entsprechenden, dem Fachmann bekanten pH-Bereichen eingesetzt werden, beispielsweise für einen pH-Wert von 8,0 ein Phosphatpuffer.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gemisch der Verbindungen der Formeln (IV) und (V)
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oder ein Gemisch von Salzen der Verbindungen (IV) und (V), vorzugsweise ein Gemisch der Verbindungen (IV)-HCI und (V)-HCI. Das Gemisch der Verbindungen (IV) und (V) kann optional isoliert werden. Vorzugsweise wird das Gemisch der Verbindungen (VI) und (V) in Form eines Säureadditionssalzes isoliert, beispielsweise als Salz von HCl, HBr, H2SO4, Methansulfonsäure, Toluensulfonsäure oder
Phenylsulfonsäύre. Zur Isolierung und zum Ausrühren des in der Aufarbeitung des Gemisches von Salzen der Verbindungen (IV) und (V) erhaltenen Kristallisats eignen sich vorzugsweise wassermischbare Lösungsmittel wie beispielsweise (C2-C3)-
Alkanole oder Methylethylketon.
Die katalytische Hydrierung in Reaktionsschritt (C) kann nach dem Fachmann bekannten Bedingungen durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Verfahren unter den folgenden Bedingungen erfolgen: Die wässrige Phase der Aufarbeitung von Verfahrensschritt (B) oder (BA') enthaltend die Verbindung der Formel (V) oder ein Salz davon im Gemisch mit der Verbindung (IV) oder einem Salz davon wird vorgelegt und ein geeigneter Katalysator wird hinzugefügt. Als Katalysator eignet sich z.B. Platin auf Aktivkohle oder Palladium auf Aktivkohle, besonders geeignet ist Palladium auf Aktivkohle. Bevorzugt ist ein Gewichtsverhältnis von Palladium zu Aktivkohle von 5:95 bis 10:90). Pro Gramm wässriger Lösung wird vorzugsweise eine Katalysatormenge von 1-10 mg, besonders bevorzugt von 3 mg eingesetzt. Dem Reaktionsgemisch kann weitere Aktivkohle hinzugefügt werden, bevorzugt 5 bis 20 Gewichtseinheiten pro Gewichtseinheit Katalysator, besonders bevorzugt 9-13 Gewichtseinheiten. Die Hydrierung wird bei einem Wasserstoffdruck von 5 bis 15 bar, vorzugsweise von 8 bis 12, besonders bevorzugt von ca. 10 bar durchgeführt. Die Reaktionstemperatur kann zwischen 40 0C und der Siedetemperatur des Reaktionsgemisches betragen und liegt vorzugsweise bei 60-100 0C. Eine bevorzugte Reaktionstemperatur liegt bei ca. 80 °C.
Durch die Hydrierung der Verbindung (V) oder einem Salz davon aus dem Gemisch der Verbindungen (IV) und (V) wird das Gleichgewicht zwischen den Verbindungen (IV) und (V) zugunsten der Verbindung (V) verschoben, da ausschließlich die Verbindung (V) hydriert werden kann. Die Verbindung (VI) kann optional isoliert werden. Die Verbindung (VI) kann in freier Form oder in Form eines Säureadditionssalzes isoliert werden, beispielsweise als Salz von HCl, HBr, H2SO4,
Methansulfonsäure, Toluensulfonsäure oder Phenylsulfonsäure. Zur Isolierung und zum Ausrühren des in der Aufarbeitung der Verbindung (VI) oder Salzen der Verbindung (VI) eignen sich vorzugsweise wassermischbare Lösungsmittel wie beispielsweise (C2-C3)-Alkanole oder Methylethylketon.
Die Verbindung (VI) kann vor dem folgenden Schritt (D-A) oder (D-B.1 ) durch Zugabe von Base, beispielsweise NaOH oder KOH, aus dem Säureadditionssalz freigesetzt werden und anschließend optional durch Elektrodialyse entsalzt werden.
Nach der enzymatischen Racematspaltung in Verfahrensschritt (B) oder (BA') liegt die Verbindung (IV) mit der Stereochemie (2S.3RS) vor. Bei der Hydrierung wird über das vorgelagerte Gleichgewicht der cyclischen Form (V) mit der offenkettigen Form (IV) und die mögliche Racemisierung an Position 3 (wegen einer Keto-Enol-Tautomerie im Sauren) gewährleistet, dass sich ausschließlich die Verbindung (VI) bildet, nicht aber das Diastereomer davon. Das ungewünschte (3R)-lsomer der Verbindung (V) kann wegen der sterischen Hinderung an der Katalysatoroberfläche nur sehr langsam hydriert werden, so dass es über die offenkettige Verbindung (3R)-(IV), mit der es im Gleichgewicht steht, in das (3S)-(IV)-lsomer re-isomerisiert, welches dann weiter zum all-S-Bicyclus (VI) hydriert wird. Verfahrensschritt (D-A) kann nach dem Fachmann bekannten Bedingungen durchgeführt werden, beispielsweise wie im US-Patent 4,496,541 , Beispiel 1 , beschrieben. Die Verbindung (VI) wird in einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise Dichlormethan oder Wasser bei einem pH-Wert von 8-12, vorzugsweise 10-11 , mit der Verbindung (VII) vermischt und bei beispielsweise 10-40 0C, vorzugsweise 20-25 0C gerührt.
Die Veresterung der Verbindung (VI) mit Benzylalkohol in Verfahrensschritt (D-B.1 ) kann nach dem Fachmann bekannten Methoden durchgeführt werden, beispielsweise wie in der europäischen Patentanmeldung EP 79022 A2, Beispiel I (3) beschrieben: Verbindung (VI) wird optional aktiviert, indem sie zunächst mit Methansulfonsäure oder Thionylchlorid in einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise n-Hexan, n-Heptan, Toluen oder einem Gemisch davon umgesetzt wird; anschließend wird die optional aktivierte Verbindung (VI) mit Benzylalkohol versetzt, wobei die Reaktion vorzugsweise unter Rückfluß durchgeführt wird. Die so erhaltene Verbindung (VIII), Benzyl- (2S, 3aS, 6aS)octahydrocyclopenta[b]pyrrol-2-carboxylat, kann optional isoliert werden. Vorzugsweise wird die Verbindung (VIII) in Form eines Säureadditionssalzes isoliert, beispielsweise als Salze von HCl, HBr, H2SO4, Oxalsäure, Phosphorsäure,
Methansulfonsäure, Toluensulfonsäure oder Phenylsulfonsäure. Die Verbindung (VIII) wird vorzugsweise vor dem folgenden Schritt (D-B.2.1) oder (D-B.2.2) durch Zugabe von Base, beispielsweise NaOH oder KOH, aus dem Säureadditionssalz freigesetzt.
Verfahrensschritt (D-B.2.1) kann durchgeführt werden, indem Verbindung (VIII) in einem geeigneten Lösungsmittel mit Verbindung (VII) versetzt wird. Geeignete Lösungsmittel sind generell aprotische und nicht-wassermischbare Lösungsmittel, beispielsweise Butylacetat, Ethylacetat, Dichlormethan und Toluol. Die Temperatur der Umsetzung von (VIII) mit (VII) beträgt 5-30 0C, vorzugsweise 10-15 0C. Zur Aufarbeitung kann das Reaktionsgemisch mit einer wässrigen Base, vorzugsweise Natronlauge oder Kalilauge von einem pH-Wert von 10-13, versetzt werden, um überschüssige Verbindung (IX), die durch Hydrolyse aus (VII) entsteht, wässrig zu extrahieren. Die entstandene Verbindung (X) kann optional isoliert werden. Die Amidbildung in Verfahrensschritt (D-B.2.2) kann nach dem Fachmann bekannten Methoden durchgeführt werden, beispielsweise wie in der europäischen Patentanmeldung EP 79022 A2, Beispiel I (4) beschrieben: Die Verbindung der Formel
(VIII) wird in einem geeigneten inerten Lösungsmittel, beispielsweise Ethylacetat, Butylacetat, Dichlormethan oder Dimethylformamid, mit der Verbindung der Formel
(IX) bei einer Temperatur von 5-20 0C, vorzugsweise 10-15 0C, in Gegenwart von einem oder mehreren Standard-Amidkupplungsreagenzien, beispielsweise Dicyclohexylcarbodiimid, HOBt, Propanphosphonsäureanhydrid oder Methanphosphonsäureanhydrid gekuppelt, wobei der pH-Wert vorzugsweise zwischen 8 und 9 gehalten wird, beispielsweise mittels Natronlauge. Die so erhaltene Verbindung (X), Benzyl(2S, 3aS, 6aS)-1 -2-[[(1 S)-1 -(Ethoxycarbonyl)-3- phenylpropyl]amino]-(2S)-propanoyl)octahydrocyclopenta[b]pyrrol-2-carboxylat, wird optional isoliert.
Die katalytische Hydrierung in Verfahrensschritt (D-B.3) kann nach dem Fachmann bekannten Methoden durchgeführt werden, beispielsweise wie in der europäischen Patentanmeldung EP 79022 A2, Beispiel I (5) beschrieben: Der Benzylester der Formel (X) wird beispielsweise durch katalytische Hydrierung gespalten, wobei die Hydrierung vorzugsweise in einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. einem (C-) -C-3)Alkanol, vorzugsweise Methanol oder Ethanol, bei einer Temperatur von
0-20 0C, bevorzugt 5-10 0C und einem Druck von 0,5 - 3 bar, bevorzugt bei 1 ,0-2,0 bar unter Zugabe eines geeigneten Katalysators, z.B. Pd/C (10 Gew.-%), katalytisch hydriert wird.
Die Verbindung der Formel (I) kann im Anschluss an die Verfahrensschritte (D-A) oder (D-B.3) mittels Standardmethoden optional weiter aufgereinigt werden, beispielsweise durch chromatographische Methoden oder durch Umkristallisation aus einem geeigneten Lösungsmittel. Ein geeignetes Lösungsmittel ist beispielsweise ein Gemisch aus Methanol und Diisopropylether, oder alternativ Aceton, oder Ethylacetat.
Durch die nachfolgenden Ausführungsbeispiele soll die vorliegende Erfindung erläutert aber nicht beschränkt werden. Beispiel 1 - Herstellung der Verbindung der Formel (II) mit R gleich Methyl, (3-(2- Oxo-cyclopentyl^-phenylacetylamino-propionsäuremethylester), ausgehend von 3- Chlor-N-phenylacetylalaninmethylester
16 g 3-Chlor-N-phenylacetylalaninmethylester wurden in 100 ml Ethylacetat suspendiert. Bei 20-250C wurden 20 ml Triethylamin zugegeben und gleich im Anschluss 18 g 1-Cyclopent-1 -enyl-pyrrolidin bei 20-300C innerhalb 20 Minuten zugetropft. Es wurde auf 40-450C erhitzt und anschließend 2 Stunden bei dieser Temperatur nachgerührt. Es wurden 20 ml Wasser zugegeben und mit ca. 20 ml Salzsäure (30 %) bei 10-13 0C auf pH zwischen 1 und 3 eingestellt. Es wurde 5 Minuten nachgerührt und anschließend die Phasen getrennt. Die organische Phase wurde mit 10 ml Wasser extrahiert. Die organische Phase wurde bei bis zu einem Restvolumen von ca. 50 ml im Vakuum eindestilliert. Es wurde auf 0-5 0C abgekühlt, dann mit ca. 0,1 -0,2 g 3-(2-Oxo-cyclopentyl)-2-phenylacetylamino-propionsäuremethyl ester angeimpft. Es bildete sich nach ca. 10 Minuten eine Suspension, dann wurde 20 Minuten nachgerührt. Anschließend wurden 45 g Diisopropylether zugegeben. Es bildete sich eine gut rührbare Suspension. Es wurde 30 Minuten bei 0-5 0C nachgerührt, dann abgesaugt, mit 2 x 20 ml Diisopropylether (vorgekühlt auf 5-10 0C) gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 500C getrocknet. Es wurden 15,95 g (86,8 %) Produkt erhalten.
Beispiel 2 - Herstellung der Verbindung der Formel (II) mit R gleich Methyl ausgehend von N-Phenylacetylserinmethylester
In einen Kessel wurden 20,0 kg N-Phenylacetylserinmethylester eingetragen.
Anschließend wurden in den Kessel 120,0 L Ethylacetat vorgelegt. Die Suspension wurde unter Rühren auf 40-45 0C erwärmt. Anschließend wurde in den Kessel ein Gemisch aus 4,0 kg Phosphortrichlorid und 6,0 L Ethylacetat aus einer Vorlage bei 40- 45 0C innerhalb von 30 - 45 Minuten zugegeben und mit 6,0 L Ethylacetat in den Kessel nachgewaschen. Das Reaktionsgemisch wurde bei 40-45 0C für 45-60 Minuten nachgerührt. Bei einer maximalen Manteltemperatur von 45 0C wurden aus dem Reaktionsgemisch unter Vakuum 20-25 L Ethylacetat abdestilliert, wobei der Überschuß an Phophortrichlorid entfernt wurde. Das Reaktionsgemisch wurde auf 20- 30 0C abgekühlt, dann wurden 15,0 L Ethylacetat zugegeben. In den Reaktionskessel wurden dann bei 20-30 0C innerhalb von 15-30 Minuten 18,9 kg Triethylamin zugegeben und mit 5,0 L Ethylacetat nachgewaschen. Anschließend wurden in den Kessel 20,1 kg 1-Cyclopent-1-enyl-pyrrolidin innerhalb von 20-30 Minuten bei 20-30 0C zugegeben. Es wurde mit 5,0 L Ethylacetat nachgewaschen. Das Reaktionsgemisch wurde bei 20-30 0C für mindestens 3 Stunden nachgerührt. Zur Aufarbeitung wurden 25 L Wasser zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde auf 10-15 0C temperiert. Anschließend wurde der pH-Wert des Reaktionsgemisches durch Zugabe von 30 % Salzsäure auf 2,0-2,5 eingestellt. Das Reaktionsgemisch wurde 10-20 Minuten nachgerührt. Dann wurden die Phasen getrennt und die Ethylacetatphase bei 20-25 0C mit 15 L Wasser versetzt und 10-20 Minuten nachgerührt. Die Phasen wurden erneut getrennt. Die vereinigten Wasserphasen wurden bei 20-25 0C mit 15 L Ethylacetat versetzt und 10-20 Minuten extrahiert. Die organische Phase wird unter Vakuum bei einer max. 70 0C auf ein Restvolumen von 18-23 L eingeengt. Der
Destillationsrückstand wurde auf -3 0C bis +3 0C abgekühlt und dann mit 20 g 3-(2- Oxo-cyclopentyl^-phenylacetylamino-propionsäuremethyl ester angeimpft. Es wurde 60-120 Minuten bei -3 0C bis +3 0C nachgerührt. Dann wurde die Produktsuspension mit 80,0 L Diisopropylether versetzt und nochmals 60-90 Minuten bei -3 0C bis +3 0C nachgerührt. Die Suspension wurde auf einem Drucktrichter isoliert. Das Isolat wurde zweimal mit jeweils 10,0 L Diisopropylether gewaschen. Das Material wurde bei 30-40 0C getrocknet. Es wurden 13,7 kg Produkt (Reinheit 95,7 %, Ausbeute 51 ,2 %) erhalten.
Beispiel 3 - Verseifung der Verbindung der Formel (II) mit R gleich Methyl zur Verbindung der Formel (III) [Schritt (A)]
In einen Kessel wurden 10,8 kg Verbindung (II) mit R = CH3, 3-(2-Oxo-cyclopentyl)-2- phenylacetylamino-propionsäuremethylester, 23,7 L Wasser und 5,5 kg Natronlauge (33 %) vorgelegt. Das Reaktionsgemisch wurde auf 45 0C erwärmt und bei dieser Temperatur 5 Stunden gerührt. Es wurde auf 20 0C abgekühlt und der pH-Wert bei dieser Temperatur mit Salzsäure (30 %) auf pH 6,4 eingestellt. Das Reaktionsgemisch wurde mit 30 L Wasser verdünnt. Die in der Reaktion entstehende, als Gemisch von 2 diastereomeren Racematen vorliegende Verbindung 3-(2-Oxo-cyclopentyl)-2- phenylacetylamino-propionsäure (III) wurde im folgenden Schritt ohne weitere Aufreinigung als, wässrige Lösung weiterverarbeitet. :
Beispiel 4 - Enzymatische Racematspaltung mittels Penicillin-G-amidase (Herstellung deriVerbindung der Formel (V)) [Schritt (B)]
Zum Reaktionsgemisch aus Beispiel 3 enthaltend [2RS, 3RS]-3-(2-Oxo-cyclopentyl)-2- phenylacetylamino-propionsäure der Formel (III) wurden 2,5 kg polymergebundene Penicillin-G-amidase (PGA450, Firma Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Deutschland, Bestellnummer 1414208) zugegeben. Es wurde mit 7,7 L Wasser nachgespült. Das Reaktionsgemisch wurde auf 28 0C erwärmt und bei dieser Temperatur 5 Stunden bei einem pH-Wert von 6,4 nachgerührt. Das Reaktionsgemisch wurde anschließend filtriert.
Zum Reaktionsgemisch wurden 16,2 L Ethylacetat zugegeben, und der pH-Wert des Gemisches wurde mit Salzsäure (30 %) auf pH 2,2 eingestellt. Nach Phasentrennung wurde die wässrige Phase noch dreimal mit jeweils 16,2 L Ethylacetat extrahiert. Die wässrige Phase enthaltend das gewünschte Produkt (2S,3RS)-2-Amino-3-(2-oxo- cyclopentyl)-propionsäure-hydrochlorid (IV)-HCI, das unter Wasserabspaltung im Gleichgewicht mit 2,3,3a,4,5,6-Hexahydro-cyclopenta[b]pyrrol-2-carbonsäure- hydrochlorid (V)-HCI steht, wurde ohne weitere Aufarbeitung in der folgenden Reaktion umgesetzt.
Beispiel 5 - Umsetzung der Verbindung (II) mit Penicillin-G-Amidase [Schritt (BA')]
Verbindung (II) wurde in einem Gemisch von iso-Propanol und Wasser (50 % w/v) gelöst und 0.2 M Kaliumphosphatbuffer pH 8.0 zugegeben, bis eine Endkonzentration von (II) von 60 g/L einstellt war. Die Reaktionsmischung wurde mit 0.8 kU pro g der Verbindung (II) polymergebundene Penicillin-G-amidase (PGA450, Firma Roche Diagnostics GmbH, Mannheim, Deutschland, Bestellnummer 1414208) versetzt und bei 28° C inkubiert. Die Reaktion wurde nach 24 Stunden beendet, indem 85%ige Phosphorsäure bis zu einem pH-Wert von 2 zugegeben wurde. Die unerwünschten Enantiomeren wurden durch Extraktion mit Essigsäureethylester extrahiert, das gewünschte Produkt befand sich in der wässrigen Phase.
In analoger Weise können die Reaktionen aus Beispiel 4 und wie hier vorstehend in Beispiel 5 mit den Penicillin-G-Amidasen von der Firma Fermenta Biotech Ltd. oder der Firma Fluka oder mit anderen geeigneten Penicillin-G-Amidasen durchgeführt werden.
Beispiel 6 - Isolierung des Gemisches der Verbindungen (IV)-HCI und (V)-HCI
400 g einer Lösung eines Gemisches von (IV)-HCI und (V)-HCI laut Beispiel 4 wurden bei 5O0C und einem Druck von 30-50 mbar bis zu einem öligen Rückstand eindestilliert, der beim Stehen kristallisiert. Das Kristallisat wurde bei 5O0C mit 700 ml
Aceton 1 Stunde verrührt, auf 0-3 0C abgekühlt, 1 Stunde nachgerührt, abgesaugt und mit 100 ml Aceton gewaschen. Das Produkt wurde bei 30 0C im Vakuum getrocknet.
Das Gemisch der Verbindungen (IV)-HCI und (V)-HCI wurde als hellbraunes Pulver erhalten, Auswage: 46,9 g hellbraunes Pulver.
Beispiel 7 - Hydrierung der Verbindung (V) zur Verbindung der Formel (VI)
[Schritt (C)]
Die wässrige Phase der Aufarbeitung aus Beispiel 4 wurde unter Zusatz von 140 g Palladium (5 % auf Aktivkohle) und 540 g Aktivkohle versetzt. Es wurde ein Druck von 10 bar angewendet. Dann wurde die Temperatur auf 80 0C erhöht. Bei dieser Temperatur wurde das Reaktionsgemisch 5 Stunden hydriert. Zur Aufarbeitung wurde das Reaktionsgemisch filtriert. Die wässrige Phase wurde mit Salzsäure auf pH 2 eingestellt und etwaige Nebenprodukte durch Extraktion mit entfernt. Die wässrige Phase enthielt Verbindung (VI), (2S, 3aS, 6aS)Octahydrocyclopenta[b]pyrrol-2- carbonsäure, als Hydrochlorid. Beispiel 8 - Isolierung der Verbindung (VI)
206 g einer durch Elektrodialyse entsalzten Lösung der Verbindung (VI) wurden am Rotationsverdampfer bei 50 0C im Vakuum innerhalb 2 Stunden auf 110 g Restgewicht eindestilliert. Zu der Suspension wurden 500 ml Aceton gegeben und auf 0-3 0C abgekühlt und 2 Stunden nachgerührt. Nach Absaugen wurde mit 50 ml kaltem Aceton gewaschen und bei 50 0C im Vakuum getrocknet. Man erhielt 32,6 g Verbindung (VI) als weißliches Pulver.
Beispiel 9 - Benzylierung des Hydrochlorids der Verbindung (VI) zum Hydrochlorid der Verbindung (VIII) [Schritt (D-B.1 )]
Die wässrige Phase der Aufarbeitung der in Beispiel 7 beschriebenen Hydrierung enthaltend 1 ,76 kg der Verbindung der Formel (VI) wurden mit 56,5 g 33%iger NaOH auf pH 6,3 gestellt. Diese Lösung wurde filtriert, mit wenig Wasser gewaschen und in eine Elektrodialyseanlage überführt. Die Lösung wurde bei 14 V, 180-200 L/h Umlaufgeschwindigkeit 62 Minuten dialysiert, bis der Stromstärkewert nicht mehr fiel.
Die wässrige entsalzte Lösung der Verbindung (VI) wurde am Rotationsverdampfer bei 40-500C im Vakuum auf 140g Restmasse eingeengt. Diese Lösung wurde bei 20 bis maximal 3O0C langsam unter Eiskühlung mit 45 g Methansulfonsäure versetzt und 30 Minuten nachgerührt.
Die wässrige (Vl)-Mesylat Lösung wurde am Rotationsverdampfer bei 40-50 0C im Vakuum auf 140 g Restmasse eingeengt. Zu dieser Lösung wurden 140 ml n-Heptan zugegeben. Unter Rühren wurden 39 g Benzylalkohol zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde unter Normaldruck zum Rückfluss erhitzt und so lange Wasser ausgekreist, bis die Auskreisgeschwindigkeit etwa 0,3 g/Stunde liegt. Anschließend wurden unter Wasserabscheidung 40,8 g Benzylalkohol innerhalb von 40 Minuten zudosiert. Es wurde 2 Stunden unter Rückfluss nachgerührt bis kein Wasser mehr abgeschieden wurde. Das Reaktionsgemisch wurde auf etwa 1 O0C abgekühlt und 187 ml Wasser zugetropft. Die Phasen wurden getrennt. Die obere, organische Phase wurde erneut mit 10 ml Wasser extrahiert. Die vereinigten Wasserphasen wurden mit 136 g Ethylacetat versetzt und auf 0-100C gekühlt. Anschließend wurde mit 25 ml NaOH 33%ig ein pH von 10-10,5 eingestellt. Es wurde 15 Minuten bei 0-1 O0C gerührt und anschließend die Phasen getrennt. Die organische Phase wurde mit 15 ml Wasser gewaschen. Die vereinigten Wasserphasen wurden mit 20 ml Ethylacetat gewaschen. Die organischen Phasen enthaltend die Verbindung (VIII) wurden vereinigt und mit Ethylacetat auf 250 g verdünnt. Mit 23 ml HCl 30%ig wurde bei 5-100C ein pH-Wert von 1 eingestellt, wobei die Verbindung (VIII), Benzyl- (2S, 3aS, 6aS)octahydrocyclopenta[b]pyrrol-2-carboxylat, als Hydrochlorid kristallisierte. Es wurde 1 Stunde bei 0-50C nachgerührt, das Produkt abgesaugt und mit 50 ml kaltem Ethylacetat gewaschen. Das Produkt wurde bei 4O0C im Vakuum getrocknet.
Beispiel 10 - Herstellung der Verbindung (I) [Schritte (D-B.2.1 ) und (D-B.3)]
10,0 g (Vlll)-Hydrochlorid aus Beispiel 9 wurden zusammen mit 40 ml Butylacetat und 87 ml Wasser in einem 250 ml-Kolben vorgelegt. Bei 20-25 0C wurde unter Rühren mit 33%iger NaOH der pH-Wert auf 10,5 eingestellt und gehalten. Es wurde 30 Minuten gerührt bis der pH-Wert nicht mehr fällt. Die Phasen wurden getrennt und die wässrige Phase mit 5 ml Butylacetat nachextrahiert. Die organischen Phasen wurden vereinigt und am Rotationsverdampfer bei 5O0C im Vakuum vollständig bis zur Gewichtskonstanz eingeengt.
Die als Öl verbleibende Verbindung (VIII) wurde mit 45ml Butylacetat aufgenommen und 10,6 g (2S)-2-[(4S)-4-Methyl-2,5-dioxo-oxazolidin-3-yl]-4- phenylbuttersäureethylester (VII) bei 20-250C innerhalb von 30 Minuten eingetragen. Das Reaktionsgemisch wurde 60 Minuten nachgerührt. Es wurden 25ml Wasser zugegeben, 10 Minuten nachgerührt und die Phasen getrennt. Die organische Phase wurde am Rotatiόnsverdampfer bei 5O0C im Vakuum vollständig bis zur Gewichtskonstanz eingeengt. Die verbliebene ölige Verbindung (X), (2S, 3aS, 6aS)-1 - [2-[(1 S)-1-Ethoxycarbonyl-3-phenyl-propylamino]-(2S)-propionyl]-octahydro- cyclopenta[b]pyrrol-2-carbonsäure-benzylester, wurde mit 200 ml Methanol aufgenommen. Es wurden 0,7 g Pd/C (5 Gewichts-%) feucht zugegeben und das Reaktionsgemisch bei 10 °C bei 3 bar H2-Druck 1 ,5 Stunden hydriert. Nach Abfiltrieren des Katalysators wurde das Filtrat am Rotationsverdampfer bei 20 0C Badtemperatur im Vakuum auf 25 g eingeengt und mit 75 ml Diisopropylether versetzt. Es wurde auf 0-3 0C abgekühlt, 1 Stunde nachgerührt, das kristallisierte Produkt abgesaugt und zweimal mit jeweils 15 ml kaltem Diisopropylether gewaschen. Die so erhaltene Verbindung (I) wurde bei < 30 0C im Vakuum getrocknet.
Beispiel 11 - Herstellung der Verbindung (X)
9,62 g der Verbindung (VIII) wurden in 20 ml Butylacetat gelöst. Bei 10-15 0C wurden innerhalb von 30 Minuten 89,76 g der Verbindung (VII) als 13,9%ige (1 ,06 M) Lösung von Verbindung (VII) zugetropft. Es wurde 60 Minuten nachgerührt. Zur Aufarbeitung wurden 30 ml Wasser zugegeben und mit 33,2 ml NaOH (11 %ig) auf pH 11 gestellt und 30 Minuten nachgerührt. Nach Phasentrennung wurde die organische Phase am Rotationsverdampfer bei 50 0C im Vakuum vollständig bis zur Gewichtskonstanz eingeengt. 19,0 g der Verbindung (X) wurden als zähes Öl isoliert.
Beispiel 12 - Herstellung der Verbindung (I) [Schritt (D-A)]
Das Reaktionsgemisch aus der Hydrierung der Verbindung (V) enthaltend (VI)-HCI (Beispiel 7) wurde nach Filtration des Hydrierkatalysators bei 20-25 0C mit Natronlauge (33 %) auf pH 10,0-11 ,0 eingestellt. Dann wurden 5,1 kg 2-(4-Methyl-2,5-dioxo- oxazolidin-3-yl)-4-phenyl-buttersäureethylester (VII) eingetragen. Das Gemisch wurde bei 20-25 0C 3-4 Stunden nachgerührt. Dabei wurde der pH-Wert bei 10,0-11 ,0 durch Zugabe von Natronlauge konstant gehalten. Zu dem Reaktionsgemisch wurden 2,7 L Aceton zugegeben. Dann wurde der pH-Wert bei 15-20 0C mit Salzsäure (30 %) auf 5,0-5,2 eingestellt. Es wurde mit 50 g Ramipril (I) angeimpft und 30-45 Minuten nachgerührt. Der pH-Wert wurde mit Salzsäure (30 %) auf einem pH-Wert von 4,4-4,6 eingestellt und mindestens 2 Stunden bei 15-20 0C nachgerührt. Das Produkt wurde auf einem Druckfilter isoliert. Der Filterkuchen wurde mit 11 L Wasser nachgewaschen. Wasserfeuchtes Ramipril (roh) wurde in einem Trockenschrank bei < 30 0C getrocknet. Es wurde auf einen Wassergehalt von weniger als 5 % getrocknet.
Beispiel 13 - Aufreinigung der Verbindung (I) durch Umkristallisation
Es wurden 5,42 kg Verbindung (I) aus Beispiel 12 mit einem Wassergehalt von weniger als 5 % wurden vorgelegt. Anschließend wurden 10,0 L Methanol zugegeben. Das Gemisch wurde unter Rühren auf 25-28 0C erwärmt und bei dieser Temperatur 60-120 Minuten gerührt. Dann wurde der Kesselinhalt über einen Druckfilter filtriert und mit 5,0 L Methanol nachgewaschen. Die Lösung wurde bei einer Manteltemperatur von max. 30 0C im Vakuum eingeengt, wobei ca. 8-10 L Methanol abdestilliert wurden. Anschließend 27,1 L Diisopropylether zum Fällen des Produktes zugegeben. Die Suspension wurde auf 0-5 0C abgekühlt und mindestens 3 Stunden bei dieser Temperatur nachgerührt Die Suspension wurde auf einem Druckfilter isoliert. Das Produkt wurde zweimal mit jeweils 5,4 L Diisopropylether von 20-25 0C gewaschen und anschließend trockengeblasen. Die so aufgereinigte, feuchte Verbindung (I) wurde in einem Trockenschrank bei < 30 0C getrocknet.
Durch die nachfolgenden Patentsprüche, die auch Gegenstand der Beschreibung sein sollen, wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.

Claims

Patentansprüche:
Verfahren zur Herstellung von Ramipril der Formel (I)
Figure imgf000022_0001
dadurch gekennzeichnet, dass
(A) eine Verbindung der Formel (II)
Figure imgf000022_0002
in der R (Ci -C4)-Alkyl bedeutet, in einem geeigneten Lösungsmittel unter Zusatz einer oder mehreren Basen oder Säuren zu einer Verbindung der Formel (III)
Figure imgf000022_0003
verseift wird, und anschließend
(B) die Verbindung der Formel (III) unter Zugabe von Penicillin-G-Amidase zu einem Gemisch der Verbindungen der Formeln (IV) und (V) <IV> / VcOOH (V)
Figure imgf000023_0001
oder einem Gemisch von Salzen der Verbindungen der Formel (IV) und (V) umgesetzt wird,
oder alternativ
(BA') die Verbindung der Formel (II) mit Penicillin-G-Amidase umgesetzt und anschließend unter Zusatz von einer oder mehreren Basen oder Säuren zu einem Gemisch der Verbindungen der Formeln (IV) und (V) oder einem Gemisch von Salzen der Verbindungen der Formel (IV) und (V) verseift wird,
und anschließend
(C) die Verbindung (V) oder ein Salz der Verbindung (V) aus dem Gemisch der Verbindungen (IV) und (V) oder deren Salzen durch katalytische Hydrierung zu einer Verbindung der Formel (VI)
Figure imgf000023_0002
oder einem Salz davon umgesetzt wird, und anschließend entweder
(D-A) die Verbindung der Formel (VI) mit einer Verbindung der Formel (VII)
Figure imgf000023_0003
zur Verbindung der Formel (I) umgesetzt wird, oder alternativ
(D-B.1) die Verbindung der Formel (VI) mit Benzylalkohol zu einer Verbindung der Formel (VIII)
Figure imgf000024_0001
oder einem Salz davon umgesetzt wird, und anschließend entweder
(D-B.2.1 ) die Verbindung der Formel (VIII) entweder mit der Verbindung der Formel (VII) zu einer Verbindung der Formel (X)
Figure imgf000024_0002
umgesetzt wird, oder alternativ
(D-B.2.2) die Verbindung der Formel (VIII) mit einer Verbindung der Formel (IX)
Figure imgf000024_0003
zu einer Verbindung der Formel (X) umgesetzt wird, und anschließend
(D-B.3) aus der Verbindung der Formel (X) durch katalytische Hydrierung die Verbindung der Formel (I) gebildet wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Gemisches der Verbindungen der Formeln (IV) und (V) oder eines Gemisches von Salzen der Verbindungen der Formel (IV) und (V)
Figure imgf000025_0001
dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel (II)
Figure imgf000025_0002
in der R (C-|-C4)-Alkyl bedeutet, mit Penicillin-G-Amidase behandelt wird, und anschließend mit einer oder mehreren Basen oder Säuren verseift wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Gemisches der Verbindungen der Formeln (IV) und (V) oder eines Gemisches von Salzen der Verbindungen der Formel (IV) und (V)
Figure imgf000025_0003
dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung der Formel (III)
Figure imgf000025_0004
mit Penicillin-G-Amidase behandelt wird.
4. Verbindung der Formel (II)
Figure imgf000026_0001
in der R (Ci -C^Alkyl bedeutet.
5. Verwendung einer Verbindung der Formel (II) gemäß Anspruch 4 zur Herstellung von Ramipril.
6. Verbindung der Formel (III)
Figure imgf000026_0002
7. Verwendung einer Verbindung der Formel (III) gemäß Anspruch 6 zur Herstellung von Ramipril.
8. Gemisch enthaltend eine Verbindung der Formel (IV)
Figure imgf000026_0003
und eine Verbindung der Formel (V)
Figure imgf000026_0004
oder enthaltend ein Gemisch von Salzen der Verbindungen der Formel (IV) und (V).
9. Verwendung des Gemisches der Verbindungen der Formeln (IV) und (V) oder eines Gemisches von Salzen der Verbindungen der Formel (IV) und (V) gemäß Anspruch 8 zur Herstellung von Ramipril.
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