CS263987B1 - Process for producing chiral highly pure N-acetyl-L-a-amine or N-acetyl-D-a-alanine - Google Patents

Process for producing chiral highly pure N-acetyl-L-a-amine or N-acetyl-D-a-alanine Download PDF

Info

Publication number
CS263987B1
CS263987B1 CS881322A CS132288A CS263987B1 CS 263987 B1 CS263987 B1 CS 263987B1 CS 881322 A CS881322 A CS 881322A CS 132288 A CS132288 A CS 132288A CS 263987 B1 CS263987 B1 CS 263987B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
alanine
acetyl
reaction mixture
sodium hydroxide
acetic anhydride
Prior art date
Application number
CS881322A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS132288A1 (en
Inventor
Jiri Rndr Csc Vanzura
Evzen Ing Csc Kasafirek
Alexandr Phdr Hrabalek
Jarmila Rndr Csc Vinsova
Jiri Ing Csc Krepelka
Original Assignee
Jiri Rndr Csc Vanzura
Kasafirek Evzen
Alexandr Phdr Hrabalek
Jarmila Rndr Csc Vinsova
Krepelka Jiri
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiri Rndr Csc Vanzura, Kasafirek Evzen, Alexandr Phdr Hrabalek, Jarmila Rndr Csc Vinsova, Krepelka Jiri filed Critical Jiri Rndr Csc Vanzura
Priority to CS881322A priority Critical patent/CS263987B1/en
Publication of CS132288A1 publication Critical patent/CS132288A1/en
Publication of CS263987B1 publication Critical patent/CS263987B1/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Řešení se týká způsobu výroby chirálně vysoce čistého N-acetyl-L-a-alaninu nebo N-acetyl-D-a-alaninu acetylací L- nebo D-a-alaninu acetanhydridem ve vodné alkalickém prostředí. Princip zdokonaleného způsobu spočívá v tom, že se acetylace provádí ve vodném roztoku obsahujícím ste- chiometrické množství anorganické báze jako hydroxidu sodného, vztaženo na volné karboxylové skupiny, acetanhydridem v přebytku 1,1 až 1,5 molu, přidávaným současně s vodným roztokem, při teplotě —10· až —25 °C a hodnotě pH 9,0 až 11,5. Popsaný způsob je jednoduchý a hospodárný, vhodný pro výrobu v průmyslovém měřítku, přičemž racemizace výchozího L- nebo D-a-alaninu je minimální. N-acetyl-L-a-alanin, respektive jeho antipod, je významným meziproduktem syntézy peptidů.The present invention relates to a process for the preparation of chiral highly pure N-acetyl-L-α-alanine or N-acetyl-D-α-alanine by acetylation of L- or D-α-alanine with acetic anhydride in an aqueous alkaline medium. The principle of the improved process is that the acetylation is carried out in an aqueous solution containing a stoichiometric amount of an inorganic base such as sodium hydroxide, based on free carboxyl groups, with acetic anhydride in an excess of 1.1 to 1.5 moles added simultaneously with the aqueous solution at at a temperature of -10 to -25 ° C and a pH of 9.0 to 11.5. The process described is simple and economical, suitable for industrial scale production, where the racemization of the starting L- or D-α-alanine is minimal. N-acetyl-L-α-alanine and its antipodes, respectively, is an important intermediate in peptide synthesis.

Description

iVynález se týká způsobu výroby chirálně vysoce čistého N-acetyl-L-a-alaninu nebo N-acetyl-D-a-alaninu vzorceThe invention relates to a process for the preparation of chiral highly pure N-acetyl-L-α-alanine or N-acetyl-D-α-alanine of the formula

H3'C—CH—COOHH3'C — CH — COOH

NHNH

HsC—COHsC — CO

Chirálně čistý acetyl-L-alanin s charakteristickými konstantami:Chirally pure acetyl-L-alanine with characteristic constants:

{· t — 125 °C* [a-]D 2n = —66,2 °C (c = 2; voda) byl připraven štěpením racemického a-cetyl-D,L-alaninu acylázou z vepřových ledvin (S. M. Birnbaum, L. Levintow, R. B. Kingsley, J. P. Greenstein: J. Biol. Chem. 194, 455 až 470 /1952/). Dříve provedené pokusy o syntézu vycházející z chirálně čistých reaktantů vedly k částečně racemickým produktům. Tak acetylací L-alaninu acetanhydridem ve vodném roztoku hydroxidu sodného byl získán produkt o t. t. 116 °C, [a]D ie = -45,6 °'C (c = 5; voda] (P. Karrer, K. Escher, R. Widmer: Helv. Chim. Acta 9, 301 až 323 /1926/.) Tyto závěry byly potvrzeny Wolfromem a spol. (M. L. Wolfrom, R. U. Lemieux, S. M. Olin: J. Am. Chem. Soc. 71, 2 870 až 2 873 /1949/), kteří připravili chirálně čistší acetyl-L-alanin lbez udání výtěžku o- t. t. 122 až 123 °'C, [α·]π23 = —62° (c = 3; voda) náročným čištěním produktu s t. t. 112 až 128 CC, [a]D = —36° (c = 2; voda), získaného rovněž acetylací acetanhydridem, a to na základě zjištění, že racemát je hůře rozpustný v ethylacetátu než opticky čistý izomer.[Α] -125 ° C * [α-] D 2n = -66.2 ° C (c = 2; water) was prepared by resolution of racemic α-cetyl-D, L-alanine by porcine kidney acylase (SM Birnbaum, L). Levintow, RB Kingsley, JP Greenstein, J. Biol. Chem., 194, 455-470 (1952). Previously attempted synthesis starting from chirally pure reactants resulted in partially racemic products. Thus, acetylation of L-alanine with acetic anhydride in aqueous sodium hydroxide solution, a product was obtained of mp 116 ° C, [a] D = -45.6 ° IE '(c = 5; water] (P. Karrer and K. Escher, R Widmer: Helv. Chim. Acta 9, 301-323 (1926). These conclusions have been confirmed by Wolfrom et al. (ML Wolfrom, RU Lemieux, SM Olin: J. Am. Chem. Soc. 71, 2 870-2). 873 (1949)), which prepared chiral purely acetyl-L-alanine without yielding a yield of 122-123 ° C, [α] π 23 = -62 ° (c = 3; water) by demanding purification of the product with tt 112 DEG -128 DEG C., [ .alpha. ] D = -36 DEG (c = 2; water), also obtained by acetylation with acetic anhydride, on the basis of the finding that the racemate is less soluble in ethyl acetate than the optically pure isomer.

Tendence k racemizaci N-acetyl-aminokyselin včetně N-acetyl-L-a-alaninu v přítomnosti 0,1 až 2,0 % volného -acetanhydridu je tak značná, že byla využita k totální racemizaci acetylaminokyselin za zvýšené teploty v průběhu 21 minut s 93% výtěžkem. (M. Karrenbauer, A. Kleemann: Ger. Offen. DE č. 3 435 095 /1986/; Ref. Chem. Abstr. 105, 227 290e /1986/.)The tendency to racemize N-acetyl-amino acids including N-acetyl-La-alanine in the presence of 0.1-2.0% free-acetic anhydride is so significant that it has been used to totally racemize acetylamino acids at elevated temperature within 93 minutes with 93% yield. (M. Karrenbauer, A. Kleemann: Ger. Offen. DE No. 3,435,095 (1986); Ref. Chem. Abstr. 105,227,290e (1986).)

Pokusy o acetylaci zahříváním v. prostředí kyseliny octové vedly k 44% až 61!% výtěžku acetylderivátu s totální ztrátou optické aktivity (E. A. Bell.: J. Chem. Soc. 1958, 2 423 až 2 425).Attempts to acetylate by heating in acetic acid resulted in 44% to 61% . % yield of acetylderivative with total loss of optical activity (EA Bell .: J. Chem. Soc. 1958, 2,423-2,425).

Úspěšná příprava chirálně čistého- acetyl-L-alaninu vychází z L-alaninu, který za podmínek Schotten-Baumannov-y reakce dává s trojnásobným přebytkem acetylchloridu produkt o t. t. 126 °C a [a]DZ0 = —65,6° (voda, 5,5 mg/ml) (H. Krebs, W. Schumacher: Chem. Ber. 99, 1341 až 1346 /1966/j nebo z L-alaninu acetylovaného lsetenem ve vodně alkalickém prostředí (G. Franzmann, H. L. Huelsmann: Ger. Offen. 2 741 081 /1979/; Ref. Chem. Abstr. 91, 103 22-9z /1979/).Successful preparation of chirally čistého- acetyl-L-alanine starting from L-alanine, which under Schotten-Baumann-yl, the reaction gives three-fold excess of acetyl chloride with a product of mp 126 ° C, [a] D = -65.6 ° Z0 (water , 5.5 mg / ml) (H. Krebs, W. Schumacher: Chem. Ber. 99, 1341-1346 (1966)) or from L-alanine acetylated with lsetene in an aqueous alkaline medium (G. Franzmann, HL Huelsmann: Ger. Offen 2 741 081 (1979); Ref. Chem. Abstr. 91, 103 22-9z (1979)).

Rada dalších přístupů k získání acetyl-L-alani-nu s různou chirální čistotou, jakonapř. rezoluce racemické směsi pomocí 1-amfetaminu (J. M. Gillingham: US číslo 3 028 395 /1962/; Ref. Chem. Abstr. 57, 16 742-d /1962/), využití asymetrických iontoměničových sorbentů (S. V. Rogozhin, V. A. Davankov, V. V. Korshak, V. Vesa, A. L. Belchich: Izv. Acad. Nauk. SSSR Ser. Khim. 1971 /3/, 502 až 508; Ref. Chem. Abstr. 75, 21 557a /1971/), nebo vznik acetyl-L-alaninu ve směsi dalších látek z glukózy působením Candida tro-picalis OH23 (M. Okuhara, T. Harada: Bi-ochem. Biophys. Acta 244, 16 až 18 /1971/) nemá z hlediska průmyslového využití praktický význam.A number of other approaches to obtain acetyl L-alanine of varying chiral purity, such as e.g. resolution of the racemic mixture using 1-amphetamine (JM Gillingham: US No. 3,028,395 (1962); Ref. Chem. Abstr. 57, 16,742-d / 1962), utilizing asymmetric ion-exchange sorbents (SV Rogozhin, VA Davankov, VV Korshak , V. Vesa, AL Belchich: Izv. Acad, Nauk, USSR Ser. Khim., 1971 (3), 502-508, Ref. Chem., 75, 21, 557a (1971), or the formation of acetyl-L-alanine in a mixture of other glucose substances by Candida troicalis OH23 (M. Okuhara, T. Harada: Biochem. Biophys. Acta 244, 16-18 (1971)) has no practical significance for industrial use.

Některé z výše uvedených způsobů přípravy acetyl-L-alaninu vedou více či méně k částečné racemizaci, jiné jsou technicky nebo výrobně náročné. Výjimku tvoří technicky jednoduchá acetylace acetylchloridem, jejíž nevýhodou je však nutnost použití značného- přebytku ekonomicky i zdravotně nevýhodného acetylchloridu.Some of the above processes for the preparation of acetyl-L-alanine result in more or less partial racemization, others are technically or industrially demanding. An exception is technically simple acetylation with acetyl chloride, but the disadvantage of this is the necessity of using a considerable excess of economically and physically disadvantageous acetyl chloride.

Zmíněné nevýhody odstraňuje způsob výroby chirálně vysoce čistého N-acetyl-L-a-alaninu nebo N-acetyl-D-a-alaninu uvedeného- vzorce, a to acetylací L- nebo- D-a-alaninu acetanhydridem ve vodně alkalickém prostředí, podle vynálezu. Podstata tohoto způsobu spočívá v tom, že se acetylace provádí ve vodném roztoku, obsahujícím stechi-ometrické množství anorganické báze, například hydroxidu sodného, vztaženo na volné karboxylové skupiny, s výhodou v koncentraci 3,5 až 4,5 M, acetanhydridem, přidávaným v přebytku 1,1 až 1,5 molu současně s vodným roztokem -anorganické báze, například hydroxidu sodného, s výhodou v- koncentraci 3,5 až 4,5 M, za udržování teploty reakční směsi —10 až — 25 “C a hodnoty pH 9,0 až 11,5, načež se po ukončení reakce reakční směs okyselí minerální kyselinou, například sírovou, a reakční produkt se izoluje extrakcí organickým, s vodou omezeně mísitelným rozpouštědlem, například ethylacetátem, odpařením rozpouštědla a krystalizací odparku.The aforementioned drawbacks are eliminated by the process for the preparation of chiral highly pure N-acetyl-L-α-alanine or N-acetyl-D-α-alanine of the formula by acetylating L- or-D-α-alanine with acetic anhydride in an aqueous alkaline medium according to the invention. The process is characterized in that the acetylation is carried out in an aqueous solution containing a stoichiometric amount of an inorganic base, for example sodium hydroxide, based on the free carboxyl groups, preferably at a concentration of 3.5 to 4.5 M, with acetic anhydride added in the of an excess of 1.1 to 1.5 moles simultaneously with an aqueous solution of an inorganic base, for example sodium hydroxide, preferably at a concentration of 3.5 to 4.5 M, maintaining the temperature of the reaction mixture at -10 to - 25 ° C and the pH 9.0 to 11.5, after which the reaction mixture is acidified with a mineral acid such as sulfuric acid and the reaction product is isolated by extraction with an organic, water-miscible solvent such as ethyl acetate, evaporation of the solvent and crystallization of the residue.

iPři provedení způsobu podle vynálezu se roztok výchozí látky v ekvimolárním množství 4 až 6 M roztoku hydroxidu sodného, s hodnotou pH nastavenou na 9,0 až 11,5, nechá při teplotě —10 až —25 °C reagovat s '1,1 až l,5molárním přebytkem acetanhydridu, přidávaného postupně, za současnéh-o přidávání roztoku hydroxidu sodného v uvedené koncentraci, a to takovou rychlostí, aby původně nastavené reakční podmínky zůstaly zachovány.To carry out the process according to the invention, a solution of the starting material in an equimolar amount of 4 to 6 M sodium hydroxide solution, having a pH value of 9.0 to 11.5, is reacted at a temperature of from -10 to -25 ° C with from 1.1 to with a 1.5 molar excess of acetic anhydride added sequentially while adding the sodium hydroxide solution at the indicated concentration at such a rate that the initially set reaction conditions were maintained.

'Při popsaném uspořádání acetanhydrid přednostně reaguje s elektronovým párem dusíku aminoskupiny a racemizace na chirálním a-uhlíku aminoskupiny nastává jen minimálně.In the described arrangement, the acetic anhydride preferably reacts with the electron pair of the nitrogen of the amino group, and racemization on the chiral α-carbon of the amino group occurs only minimally.

Po' ukončení acetylace se reakční směs za chlazení na 0 °C okyselí minerální kyselinou, nejlépe sírovou, a žádaný produkt se vyjme do organického rozpouštědla, omezeně mísitelného s vodou, například ethylacetátu. Spojené extrakty se zahustí ve vakuu a získaný odparek snadno krystalizuje ze směsi ethylacetátu s petroletherem. Získá se produkt ve vysoké chemické i optické čistotě, s vysokým výtěžkem 85 až 88 % teorie, s t. t. 125 až 126 °C a [«]d20 = -64,5 + 0,5° (c = 1; voda).Upon completion of the acetylation, the reaction mixture is acidified with a mineral acid, preferably sulfuric acid, while cooling to 0 ° C, and the desired product is taken up in a water-miscible organic solvent, for example ethyl acetate. The combined extracts were concentrated in vacuo and the residue was crystallized easily from ethyl acetate / petroleum ether. The product is obtained in high chemical and optical purity, with a high yield of 85-88% of theory, mp 125-126 ° C and [α] D 20 = -64.5 + 0.5 ° (c = 1; water).

Způsob podle vynálezu je výrobně i časově nenáročný, ekonomicky výhodný a dosahuje překvapivě dobrých výsledků, při menších požadavcích na hygienická opatření při manipulaci s acetylačním činidlem.The process according to the invention is time-consuming, economically advantageous and economically advantageous and achieves surprisingly good results, with less hygiene requirements when handling the acetylating agent.

Bližší podrobnosti způsobu podle vynálezu jsou uvedeny v následujícím příkladu provedení, který tento způsob pouze ilustruje, ale nijak neomezuje.Further details of the process according to the invention are given in the following exemplary embodiment, which only illustrates but does not limit it.

Claims (1)

Způsob výroby chirálně vysoce čistého N-acetyl-L-a-alaninu nebo N-acetyl-D-a-alaninu vzorceA method for producing chirally highly pure N-acetyl-L-α-alanine or N-acetyl-D-α-alanine of the formula H3C—CH—COOHH3C—CH—COOH NHNH H3C—co acetylací L- nebo D-a-alaninu acetanhydridem ve vodně alkalickém prostředí, vyznačující se tím, že se acetylace provádí ve vodném roztoku, obsahujícím stechiometric89,1 g L-alaninu suspendovaného v 50 ml vody je za intenzivního míchání smíseno s 250 ml 4 M roztoku hydroxidu sodného při teplotě 1 až 5 °C. Reakční směs je ochlazena na —15 až —20 °C a do reakční směsi je za intenzivního míchání souěasně přikapáváno 153 g acetanhydridu a 375 ml 4 M vodného roztoku hydroxidu sodného takovou rychlostí, aby se teplota udržela v nastavených mezích a v takovém poměru, aby se pH udrželo v rozmezí 9,5 až 11,5. Po ukončení reakce je reakční směs okyselena kyselinou sírovou a vytřepávána postupně ethylacetátem tak dlouho, dokud je v ethylacetátové vrstvě dokazatelný acetyl-L-alanin. Spojené ethylacetátové podíly jsou po vysušení vakuově zahuštěny při teplotě do 45 °C, zbývající nažloutlý olej rozpuštěn za varu v 600 ml ethylacetátu a po horké filtraci přiveden petroletherem ke krystalizaci. Výtěžek 116 g (88 % teorie) bezbarvých krystalů, t. t. 125 až 126 °C, [a]D 20 = —64,8° (c = 1; voda).H3C—co by acetylation of L- or Da-alanine with acetic anhydride in an aqueous alkaline medium, characterized in that the acetylation is carried out in an aqueous solution containing stoichiometric 89.1 g of L-alanine suspended in 50 ml of water is mixed with 250 ml of 4 M sodium hydroxide solution at a temperature of 1 to 5 °C under vigorous stirring. The reaction mixture is cooled to -15 to -20 °C and 153 g of acetic anhydride and 375 ml of 4 M aqueous sodium hydroxide solution are simultaneously added dropwise to the reaction mixture under vigorous stirring at such a rate that the temperature is maintained within the set limits and in such a ratio that the pH is maintained in the range of 9.5 to 11.5. After completion of the reaction, the reaction mixture is acidified with sulfuric acid and shaken gradually with ethyl acetate until acetyl-L-alanine is detectable in the ethyl acetate layer. The combined ethyl acetate fractions are dried and concentrated in vacuo at a temperature of up to 45 °C, the remaining yellowish oil is dissolved in boiling 600 ml of ethyl acetate and, after hot filtration, crystallized with petroleum ether. Yield 116 g (88% of theory) of colorless crystals, mp 125-126 °C, [α] D 20 = -64.8° (c = 1; water). Zcela stejně se postupuje při výrobě N-acetyl-D-a-alaninu.The same procedure is used to produce N-acetyl-D-α-alanine. ké množství anorganické báze, například hydroxidu sodného, vztaženo na volné karboxylové skupiny, acetanhydridem, přidávaným v přebytku 1,1 až 1,5 molu současně s vodným roztokem anorganické báze, například hydroxidu sodného, za udržování teploty reakční směsi —TO až —25 °C a hodnoty pH 9,0 až 11,5, načež se po ukončení reakce reakční směs okyselí minerální kyselinou, a reakční produkt se izoluje extrakcí organickým, s vodou omezeně mísitelným rozpouštědlem, odpařením rozpouštědla a krystalizaci odparku.a certain amount of an inorganic base, for example sodium hydroxide, based on free carboxyl groups, with acetic anhydride, added in an excess of 1.1 to 1.5 moles simultaneously with an aqueous solution of an inorganic base, for example sodium hydroxide, while maintaining the temperature of the reaction mixture at -TO to -25 °C and the pH value at 9.0 to 11.5, after which the reaction mixture is acidified with a mineral acid after completion of the reaction, and the reaction product is isolated by extraction with an organic solvent that is partially miscible with water, evaporation of the solvent and crystallization of the residue.
CS881322A 1988-03-01 1988-03-01 Process for producing chiral highly pure N-acetyl-L-a-amine or N-acetyl-D-a-alanine CS263987B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS881322A CS263987B1 (en) 1988-03-01 1988-03-01 Process for producing chiral highly pure N-acetyl-L-a-amine or N-acetyl-D-a-alanine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS881322A CS263987B1 (en) 1988-03-01 1988-03-01 Process for producing chiral highly pure N-acetyl-L-a-amine or N-acetyl-D-a-alanine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS132288A1 CS132288A1 (en) 1988-09-16
CS263987B1 true CS263987B1 (en) 1989-05-12

Family

ID=5347308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS881322A CS263987B1 (en) 1988-03-01 1988-03-01 Process for producing chiral highly pure N-acetyl-L-a-amine or N-acetyl-D-a-alanine

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS263987B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS132288A1 (en) 1988-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4144397A (en) Preparation of 2-aryl-propionic acids by direct coupling utilizing a mixed magnesium halide complex
EP0950664B1 (en) Process for producing N-glycyltyrosine
US4005088A (en) Process for the chemical separation of racemic modifications of α-aminocarboxylic acid derivatives, and cinchonidine salt intermediates
US3462485A (en) Process for the preparation of l- and d-carnitine chlorides
US4305887A (en) Process for obtaining the enantiomeric forms of 4-cyano-1-[N-methyl-N-(2'-{3",4"-dimethoxyphenyl}-ethyl)-amino]-5-methyl-4-(3',4',5'-trimethoxyphenyl)-hexane and of salts thereof
CS263987B1 (en) Process for producing chiral highly pure N-acetyl-L-a-amine or N-acetyl-D-a-alanine
US5055588A (en) Process for preparing N-substituted amino acid esters
SU584774A3 (en) Method of preparing azoxazole derivatives
HU212878B (en) Process for producing (substituted phenyl)-glycines and their derivatives
HU196052B (en) Process for optical resolving raceme mixtures of alpha-naphtyl-propionic acids
US4943679A (en) Process for the N-ω-trifluoroacetylation of saturated aliphatic monocarboxylic α,ω-diamino acids
EP0353350B1 (en) A process for preparing n-substituted amino acid esters
US4709075A (en) Preparation of alkyl N-maleylphenylalanate
EP0437566B1 (en) Phenyl-glycine derivatives
US3828049A (en) Diastereomers of alpha-hydrazino-beta-(3,4-disubstituted phenyl)alkanoic acid derivatives
EP0048001B1 (en) Method for preparing n-(4-(((2,4-diamino-6-pteridinyl)-methyl)methylamino)benzoyl)glutamic acid
JPS63139179A (en) Optical resolution of dl-pantolactone
EP0239063A2 (en) Process for preparing N-omega-trifluoroacetyl amino acid
US5530159A (en) Preparation of α-alaninediacetic acid or its alkali metal or ammonium salts
JPH021446A (en) Process for producing N-hydroxy-α-amino acids and derivatives thereof, and compounds thus obtained
KR890000194B1 (en) Process for the preparation of l-phenyl alaine ester
EP0853077B1 (en) Process for producing alkyl 3-amino-4-substituted benzoates
US3651138A (en) Resolution of dl-diacetyllysine
US3718674A (en) Diastereomers of {60 -hydrazino-{62 -(phenyl)propionitriles
JPH02145564A (en) Production of propionic acid derivative