CS261262B1 - Způsob výroby hydrochloridů nižších alkylesterů a—L-aspartyl-L-fenylalaninu - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu výroby hydrochloridů nižších alkylesterů alfa-L- -aspartyl-L-fenylalaninu, ve kterém R značí skupinu CH3 nebo C2H5. uvedené sloučeniny vynikají intensivní sladkou chutí a lze jich použít, zejména ve formě metylesteru jako výhodných nekalorlckých sladidel. Uvedené hydrochloridy se připravují ve vysokých výtěžcích a čistotě z příslušných alkylesterů N-butyloxykarbonyl-alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu působením vodného roztoku chlorovodíku v prostředí nižší karboxylové kyseliny s 1 až 3 atomy uhlíku nebo v etylacetátu, který kyselinu octovou v reakčním prostředí generuje, při teplotě 5 až 40 °C, přičemž se žádaný nižší alkylester isoluje ve formě adični soli s kyselinou chlorovodíkovou. Ve srovnání se známými postupy je postup rychlejší, ekonomičtější a výhodnější.

Description

Vynález se týká způsobu výroby hydroohloridú nižších alkylesterů alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu obecného vzorce I, h₂n

CH-CO-NH-CH —COOR ch₂-coohch₂

HCI (I) ve kterém R značí skupinu CHj nebo CjH^. Uvedené sloučeniny vynikají intensivní sladkou chutí [Mazur R. H. Schlattér J. Μ., Goldkamp A. H.: J. Amer. Chem. Soc. 91, 2 684 (1969)] a lze. jich použít, zejména metylestéru vzorce I, kde R znamená skupinu CH^, jako výhodných nekalorických sladidel.

V letech, která následovala po objevu sladiývch vlastností uvedeného dipeptidmetylesteru, byla vypracována a zveřejněna řada metod jeho přípravy umožňujících výrobu této látky v průmyslovém měřítku. Jednotlivé metody se od sebe liší volbou chránících skupin pro funkci aminovou, případně i beta-karboxylovou ve složce kyseliny L-asparagové a způsoby, jimiž se dosahuje spojení obou aminokyselinových komponent v chráněný dipeptid, z něhož se chránicí skupina za vhodných podmínek nakonec odštěpí.

Důležitým požadavkem pro volbu chránicí skupiny aminové funkce L-asparagové kyseliny je její snadná zaveditelnost a možnost jednoduchého, šetrného, rychlého a úplného odstranění ze synthetisovaných N-chráněných alkylesterů L-aspartyl-L-fenylalaninu. Rychlost eliminace chránicí skupiny z aminové funkce těchto dipeptidických alkylesterů má značný význam pro zamezení průběhu následných reakcí, jakými jsou transestirifikační a hydrolytické procesy, zvýšená tvorba L-aspartyl-L-fenylalanyl-dioxopiperazinu ap., které jinak vedou k nežádoucímu znečištění finálního produktu.

Jednou z nejvýhodnějších chránících skupin je skupina terc.butyloxykarbonylová, v odborné literatuře označována zkratkou BOC, jejíž výhody pro přechodné chránění aminových funkcí v aminokyselinách a peptidech jsou obecně velmi dobře známy. Pro synthesu esterů N-BOC-alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu a N-BOC-beta-L-aspartyl-L-fenylalaninu ji použili Yasuda N., Yamatani T., Ariyoshi Y. a Sáto N. ^Britský patenotový spis 1 339 101 (1973)].

K odstraňováni terč.butyloxykarbonylově skupiny z N-BOC-aminokyselin a N-BOC-peptidů a jejich derivátů bylo vypracováno mnoho způsobů. V chemii peptidů se běžně používá k tomu účelu bezvodé kyseliny trifluoroctové [Schwyzer R. a spolupracovníci: Angew.

Chem. 72, 915 (1960)] , roztoků suchého bromvodíku nebo chlorovodíku v ledové kyseliny octové [McKay R. C., Albertson N. F.: J. Amer. Chem. Soc. 79, 4 686 (1957)], v dietyletheru [Guttman S., Boissonnas R. A.: Helv. Chim. Acta 41, 1 852 (1958)], v 1,4-dioxanu [Guttmann S.: Helv. Chim. Acta 44, 721 (1961)] nebo v octanu etylnatém [Schwyzer R. a spolupracovnici: Helv. Chim. Acta 42, 1 702 (1959)] . Ve speciálních případech bylo použito také kyseliny p-toluensulfonové v prostředí dietyletheru [Goodracre J., Ponsdorf R. J., Stirling J.: Tetrahedron Lett. 1975'3 609J nebo jiných acidolytických činidel.

Zjistili jsme nyní, že uváděná bezvodost reakčního prostředí a činidel není vždy nutnou podmínkou pro zdárný průběh reakce a že lze při vhodném složeni reakční směsi provést odštěpení N-BOC skupiny z takto chráněných nižších esterů alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu i vodným roztokem kyseliny chlorovodíkové. Způsob podle vynálezu současně umožňuje využít příznivé okolnosti, že finální hydrochloridy těchto nižších esterů, především metylesteru, ochotně krystalují ve formě hydrátů z rozpouštědel obsahujících vodu.

Podstata způsobu výroby podle vynálezu spočívá v tom, že se nižší alkylestery N-BOC-alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu obecného vzorce II,

BOC-NH -CH-CO -NH- CH—COOR čh₂-cooh-ch₂ -Ό - „ ve kterém R značí skupinu CH^ nebo C2H5, převádějí na hydrochloridy nižších alkylesterů alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu obecného vzorce I, v němž R má shora uvedený význam, působením koncentrovaného vodného roztoku chlorovodíku v prostředí vhodného rozpouštědla, např. jednosytné karboxylové kyseliny s 1 až 3 atomy uhlíku, s výhodou v kyselině octové, nebo etylacetátu, který kyselinu octovou v reakčním prostředí generuje. V uvedeném prostředí dochází rychle k úplnému odštěpeni chránicí BOC skupiny z aminové funkce. Vedlejšími produkty štěpení jsou jako v jiných analogických případech oxid uhličitý a 2-metylpropen.

Při způsobu podle vynálezu se k míchané suspensi esteru Ň-BOC-alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu obecného vzorce II, v němž R má shora uvedený význam, v nižší jednosytné karboxylové kyselině C₃ až C₃ nebo v etylacetátu přidá při teplotě 5 až 40 °C, výhodně při 20 až 25 °C vodný roztok kyseliny chlorovodíkové o koncentraci 30 až 40 % hmotnostních. Reakční směs se míchá do odeznění vývoje plynů, naředí octanem etylnatým a vyloučené krystaly hydrochloridu esteru alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu obecného vzorce I, v němž R má shora uvedený význam, se odsaji.

Způsob podle vynálezu je rychlý, jednoduchý a produktivní. Jeho významnou výhodou je zvláště to, že je možno jej použít i pro zpracování technických směsí esterů N-BOC-alfa-L-aspartyl—1-fenylalaninu obecného vzorce II, ve kterém má R shora uvedený význam, s isomerními estery N-BOC-beta-L-aspartyl-L-fenylalaninu obecného vzorce III, boc-nh-ch-ch₂-co-nh-ch-ch₂

III

COOH COOR v němž R značí skupinu CH^ nebo CjH^, protože z reakčního prostředí krystaluje po ukončení reakce podle vynálezu přednostně alfa-isomer obecného vzorce I, kde R má shora uvedený význam, ve vysokém výtěžku a vysokém stupni čistoty a popřípadě přítomný nežádoucí beta-isomer s odštěpenou chránicí N-BOC skupinou zůstává v roztoku. Způsob podle vynálezu umožňuje tedy eliminovat následné dělicí a čisticí operace.

Bližší podrobnosti podstaty vynálezu jsou patrny z následujících příkladů provedení, které ilustrují, ale nikterak neomezují obecnost postupu podle vynálezu.

Přikladl

K míchané suspensi 15,6 g (0.04 mol) metylesteru N-terc.butyloxykarbonyl-alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu t.t. 153 až 154 °C; (α/Ιθ^Ο= ⁺⁵'⁶° <^{c x}·⁰'· ^CH3 C°°^H) ^{v 45 ml} kyseliny octové se přidá najednou 7,8 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové (34 %). Po 20 až 30 minutách míchání se· vytvoří čirý homogenní roztok, který se zředí 35 ml octanu etylnatého a rychle se zfiltruje. K filtrátu se za míchání přidá dalších 200 ml octanu etylnatého. Krystalická suspense se ochladí na 5 až 3 °C a na uvedené teplotě se udržuje za stálého míchání 10 hodin. Produkt se odsaje, promyje 2x20 ml octanu etylnatého a vysuší při 50 °C do konstantní hmotnosti.

Získá se 13,6 g (93.8 %) dihydrátu hydrochloridu metylesteru alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu v chromatografický vyhovující kvalitě a s obsahem 99 až 100 %.

Příklad 2

Analogicky jak uvedeno v příkladu 1 byla provedena rovněž eliminace terč.-butyloxykarbonylové skupiny z etylesteru N-terc.butyloxykarbonyl-alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu [t.t. 131 až 133 °C; faj ^°= +2,5 (c 1,0; CHjCOOH)] . Hydroxyd etylesteru alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu byl získán v nehydrátové formě o t.t. 164 až 166 ^UC.

Příklad 3

K míchané suspensi 20 g (0,050 7 mol) jemně rozetřeného metylesteru N-terc.butyloxykarbonyl-L-aspartyl-L-fenylalaninu (směs alfa- a beta- isomerů) v 58 ml ledové kyseliny octové se při teplotě 20 až 25 °C připustí 10 ml konc. kyseliny chlorovodíkové (34 %).

Reakční směs se při uvedené teplotě míchá až do odezněni vývinu plynů (CO^; 2-metylpropen) a vzniku čirého roztoku. Roztok se rozmíchá s 0,1 g aktivního uhlí a směs se přesaje přes fritovou nálevku č. 4. Uhlí na filtru se promyje 2 ml ledové kyseliny octové.

K spojeným filtrátům se přidá po částech za míchání celkem 300 ml octanu etylnatého.

Krystalická suspense se vychladí za míchání na 3 až 5 °C a produkt se po 3 až 6 hodin krystalizace odsaje, promyje 2x30ml vychlazeného (5 °C) octanu etylnatého a po důkladném odsátí vysuší při 50 °C do konstantní hmotnosti.

Získá se 16 g (86 %) dihydrátu hydrochloridu metylesteru alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu v chromatografický vyhovující kvalitě s obsahem 99 až 100 %.

Přikládá

K míchané suspensi 20 g jemně rozetřeného metylesteru N-terc.butyloxykarbonyl-L-aspartyl -L-fenylalaninu (směs alfa- a beta- isomerů) v 60 ml octanu etylnatého se při teplotě 20 až 25 °C připustí 20 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové (34 %). Směsí se míchá při laboratorní teplotě až do odeznění vývinu plynů (45 až 60 minut), pak se ke krystalické suspensi přidá 240 ml octanu etylnatého, směs se, ochladí na 3 až 5 °C. Po 3 h chlazehí se produkt odsaje, promyje 2x30 ml vychlazeného octanu etylnatého (5 °C) a vysuší při 50 °C do konstantní hmotnosti.

Výtěžek 15,8 g (84,85 %) dihydrátu hydrochloridu metylesteru alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu s obsahem 98 až 100 %.

Příklad 5 g (0,050 7 mol) jemně rozetřeného metylesteru N-terc.butyloxykarbony1-L-aspartyl-L-fenylalaninu (směs alfa- a beta- isomerů) se suspenduje v 58 ml kyseliny propionové (98 až 99 %). K suspensi se připustí za míchání při laboratorní teplotě 10 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové (34 %). Reakční směs se míohá při laboratorní teplotě až do odezněni vývinu plynů. Dalěí postup, včetně event. filtrace roztoku s aktivním uhlím a přidá 300 ml octanu etylnatého je stejný jako v příkladu č. 3.

Získá se 15,8 g (84,85 %) dihydrátu hydrochloridu metylesteru alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu s obsahem 98 až 100 %.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob výroby hydrochloridů nižších alkylesterů obecného vzorce I, alfa-L-aspartyl-L-fenylalanínu h₂n- CH-CO-NH-CH - COOR

   CHj-COOH CH₂

   -O •HCI (i) ve kterém R značí skupinu CHj nebo C₂H,., reakcí nižších alkylesterů N-butyloxykarbonyl-alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu obecného vzorce II,

   BOC-NH -CH-CO -NH- CH-COOR

   I

   CH₂-COOH-CH₂

   -Ό (II) ve kterém R značí skupinu CH^ nebo nebo reakcí směsi těchto esterů s nižšími alkylestery

   N-butyloxykarbonyl-beta-L-aspartyl-L-fenylalaninu obecného vzorce III,

   BOC-NH-CH-CH₂-CO-NH-CH-CH₂—ů ň | | ^í (III)

   COOH COOR v němž R značí skupinu CH₃ nebo C₂H₅, s přebytkem vodného roztoku kyseliny chlorovodíkové o koncentraci 30 až 40 % hmotnostních, vyznačený tím, že se eliminace butyloxykarbonylové skupiny provede v prostředí jednosytné karboxylové kyseliny s 1 až 3 atomy uhlíku nebo jejich alkylesterů s alkylem až při teplotě 5 až 40 °C, načež se žádaný nižší alkylester alfa-L-aspartyl-L-fenylalaninu isoluje ve formě adiční soli s kyselinou chlorovodíkovou a popřípadě přítomný beta-isomer zůstává zcela v matečných louzích.
2. 2. Postup podle bodu 1 vyznačený tím, že se reakce provádí při teplotě 20 až 25 °C.
3. 3. Postup podle bodu 1 a 2 vyznačený tím, že se jako rozpouštědlo použije kyselina octová nebo etylacetát.