CZ191698A3 - Způsob přípravy meziproduktů pro syntézu činidel účinných proti houbám - Google Patents

Description

Způsob přípravy meziproduktů pro syntézu činidel účinných prot i houbám

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přípravy meziproduktů pro syntézu činidel účinných proti houbám.

Dosavadní stav techniky

US patent 5 403 937, vydaný 4.IV.1995, a WO/94/25452, zveřejněná 10.XI.1994, popisují způsob výroby meziproduktů pro syntézu protihoubových činidel obecného vzorce

Uvádí se, že sloučenina

alkenyl), enzymu, nebo C2-6 přítomnosti se může uvádět v reakcí s mírným acylačním činidlem, výhodně s esterem obecného vzorce R¹-C(0)-0R³ (v němž R¹ je Ci-6 alkyl, aryl nebo -(CH2)nC03H, kde n je 1, 2, 3 nebo 4, a R³ je trifluormethyl, Ct-6 alkyl nejvýhodněji s viny1acetátem, v nejvýhodněji přípravku Novo SP435, ve jako je toluen nebo CH3CN, při O až 35 °C, s výhodou při asi 25 °C, za vzniku chirálního hydroxyesteru obecného vzorce R³ vhodném rozpouštědle,

přičemž X¹ a X² v obou shora uvedených vzorcích značí jednotlivě F nebo Cl.

• · · ·

Vzhledea k zájmu získávat chirální hydroxyestery ve velkém enantiomernim nadbytku, byl by způsob získávání takových esterů vítaným příspěvkem k dosavadnímu stavu techniky. Popisovaný vynález posktuje takový způsob.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je způsob přípravy krystalických chirálních hydroxyesterů obecného vzorce 1.0 stereoselektivní acylací diolu obecného vzorce 2.0 isobutyranhydridem. Způsob zahrnuje reakci diolu obecného vzorce 2.0 s isobutyranhydridem a lipázovým enzymem ve vhodném organickém rozpouštědle (např. acetonitrilu) za nízké teploty. Používají se dostatečná množství enzymu a isobutyranhydrIdu, aby reakce probíhala v přiměřeném poměru k tvorbě chirálního hydroxyesterů, zatímco vznik diesterů se udržoval na minimu.

Tento vynález je proto řízen na způsob přípravy krystalického chirálního hydroxyesterů obecného vzorce 1.0

vyznačuj ící se Lita, že se diol obecného vzorce 2.O

(2.0) a X² znač í kde v obou vzorcích X¹ jednotlivě F nebo Cl, uvede v reakci s účinným množstvím isobutyranhydridu a • · · * • · účinným katalytickým množstvím lipásového enzymu ve vhodném organickém rozpouštědle, přičemž se uvedená reakce provádí při nízké teplotě.

Reakce diolu vzorce 2.0 s isobutyanhydridem a lipázovým enzymem se s výhodou provádí pod inertní atmosférou, jako je dusík. Je rovněž vhodné provádět reakci za bezvodých podm í nek.

V obecných vzorcích 1.0 a 2.0 značí X¹ a X² s výhodou F.

Diol vzorce 2.0 se může připravovat způsoby popsanými v US patentu 5 403 937, vyšlém 4.IV.1995 a W0/94Z25452, zveřejněné

10.XI.1994.

Isobutyranhydrid, dále označovaný jako anhydrid”, se používá v účinném množství, tj. v množství, jež účinně poskytuje monochirální hydroxyester vzorce 1.0 za potlačení tvorby diesteru. Použije-li se nedostačující množství anhydridů, nezíská se požadovaný nadbytek enantiomerů. Použije-li se mírný přebytek anhydridů, vznikají větší množství diesteru.

Obecně řečeno, používá se alespoň jeden molekvivalent (mekv) anhydridů, s výhodou asi 1 až 1,1 mekv, výhodněji asi 1,05 až 1,1 mekv a nejvýhodněji 1,1 mekv.

Nadbytek anhydridů, tj. množství větší než 1,1 mekv, se může používat za předpokladu, že se do reakční směsi přidává vhodné mírnící činidlo, jakmile se dosáhne požadovaného enantiomerního nadbytku. Mírnící činidlo zastavuje reakci tak, že reaguje se zbylým anhydridem. Anhydrid lze tudíž používat v množství asi 1 mekv až 3 mekv, za předpokladu, že jsou-li používaná množství větší než 1,1 mekv, přidává se do reakční směsi vhodné mírnící činidlo, jakmile se dosáhne požadovaného enantiomerního nadbytku, tj. jakmile se dosáhne enantiomerního nadbytku asi 97 až asi 100 % hmotn. Mírnící činidlo se přidává v dostatečném množství, aby reagovalo se zbylým anhydridem (tj.aby jej spotřebovávalo) a zastavilo reakci. Vhodná mírnící činidla zahrnují, bez jakéhokoliv omezení, vodu a alkoholy < např. C1-3 alkanol, jako je methanol, ethanol, propanol nebo isopropanol).

Používaný lipázový enzym je jedním z prostředků, který může • · · · • · katalyzovat esterifikaci symetrického prochirálního diolu tvoří jediný chirální ve vysokém enantiomerním př i výrobě přípravkem (např. vzorce 2.0), takže se hydroxyester (např. vzorce 1.0) nadbytku. Výhodným enzymatickým

S-monoesteru je komerčně získatelný produkt pod obchodním označením NOVO SP435 (Candida antartica, Novozym 435 od fy Novo Nordisk). Odborník v tomto oboru sezná, še se jedná o immobi1izovanou formu Candida antartica. O tomto enzymu se uvádí, še se jedná o triacylglycerolhydrolasu (E.C. č. 3.1.1.3), která současně působí jako účinná karboxylesterasa. Enzym se používá v katalyticky katalyžuje, účinném množství, tj. v při přiměřené rychlosti diol vzorce 2.0 esterifikuje na Odborník v tomto oboru vyhodnotí, že v množstvích asi 1 až 100 y

'O množství, které účinně reakce, při níž se hydroxyester vzorce 1.0 se enzym muže používat hmotnostních v poměru k vsázce diolu vzorce 2.0. Oběcně, enzym se používá v množstvích asi 1 až 25 % hmotnostních, s výhodou asi 1 až 10 % hmotnostních, výhodněji asi 3 až % hmotnostních a nejvýhodněji asi 5 % hmotnostních.

Mezi vhodná organická rozpouštědla patří, bez jakéhokoliv omezení, tetrahydrofuran (THF), ethylacetát, acetonitril, toluen a a methylenchlorid. Používá se především acetonitril. Odborník v daném oboru sezná, že se rozpouštědlo používá v množství, které účinně rozpouští reaktanty (reakční složky) a umožňuje průběh reakce rozpouštědlo, jako je v množství alespoň asi 5 hmotnostních který je v přebytku alespoň přiměřenou rychlostí. Například, acetonitril, se může používat objemů (tj. objem, pětkrát (5x) větším než množství diolu vzorce 2.0), s výhodou asi 5 hmotnostních objemů.

Acetonitril muže obsahovat zbytkovou vodu, např. asi 0,03 až 0,05 % hmotn., která muže reagovat s anhydridem.U množství používaného anhydridu se neuvažuje žádná voda, která může být přítomna v acetonitrilu. Například, při použití 1,1 mekv anhydridu se uvažuje reakce asi 0,05 mekv anhydridu se zbytkovou vodou v acetonitrilu a reakce asi 1,05 mekv anhydridu s diolem 2.0.

Reakce se provádí při dostatečně nízké teplotě, aby se • · • · ·· ·· zabránilo vzniku nežádoucích vedlejších produktů, avšak ne při tak nízké, aby to vyžadovalo reakční dobu nepřiměřené dlouhou. Vhodná teplota je asi -15 až +5 °C, s výhodou asi

-15 až O °C.

Je-1 i to technickými Například, b ikarbonátu žádoucí, může se hydroxyester 1.0 izolovat postupy, jež jsou odborníkovi dobře známy, izolaci lze uskutečňovat použitím vodného a odstraněním vody s následným nahražením rozpouštědlem, ve vakuu, pomocí heptanu.

Vynález je dále podrobněji objasňován na podkladě následujících příkladů jeho konkrétních provedení, aniž by byl omezován pouze na uvedené příklady.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Pod dusíkem se rozpustí 80 g diolu vzorce 2.1 ve 400 ml (5 objemech) suchého acetonitrilu. K tomuto roztoku se přidá

58,9 g bikarbonátu sodného a 4,O g přípravku Novozym SP 435 a směs se ochladí na teplotu mezi -10 a -15 °C. Když je směs ochlazena, přidá se k míchanému roztoku 62,88 g 97%ního čistého isobutyranhydridů za udržování dané teploty. Po isotermálním míchání po asi 20 hodin získá se požadovaný enantiomerní nadbytek současně s množstvím diesteru asi 4 % hmotn. Reakční směs se zfiltruje skrze celit a filtrační koláč se promyje dvěma 25ml dávkami acetonitrilu. Roztok se zředí 800 ml (10 objemy) methyl-t-butyletheru a potom promyje třemi postupnými 6OOml dávkami 5?íního vodného b i karbonátu a dvakrát postupnými 600ml dávkami deionizované vody, až konečné pH je mezi 6,5 a 7. Roztok se zahustí ve vakuu, načež se rozpouštědlo nahradí heptanei ve vakuu. Získá se kaše bílého tuhého produktu v heptanu. Objem se zvětší na 750 ml (9 objemů) přidáním heptanu. Vzniklá směs se zahřívá na 50 až 60 °C za vzniku roztoku. Pomalým ochlazováním na teplotu místnosti se získá hustá kaše, která se potom ochladí v lázni led/aceton na -12 °C. Po míchání po dobu 30 minut se produkt izoluje vakuovou filtrací a promyje 80 ml (1 objemem) heptanu -10 °C chladným. Po vakuovém vysušení za teploty místnosti se teorie) hydroxyesteru vzorce 1.1 v podobě které mají 99% čistotu a získá 95.3 g (91 % bílých jehliček, korigovaný enantiomerní nadbytek v procentech = 99,4 % hmotn. Korigovaný procentech + R-ester se z (S-ester diol vzorce 2.1). matečného louhu získá dalších teorie, korigovaný enantimérní nadbytek - R-ester)/(S-ester %

Zahuštěním a filtrací g hydroxyesteru vzorce 1.1 (5 % enantiomerní nadbytek = 97,9 % hmotn.).

¹H-NMR (400 MHZ, CDC1₃>^: «5 7,53-7,47 (m, 1H) , 6,91-6,86 (m,

1H), 6,83-6,78 (m, 1H) , 4,17-4,13 (dd, 1H) , 4,09-4,04 (m, 2H) , 3.87-3,84 (dd, 1H) , 3,69 (s, 2H) , 2,59-2,53 (m, 3H) , 2,19-2,12 (dd, 1H) , 1,17 (s, 3H) , 1,15 (s, 3H) .

Příklad 2

Pod dusíkem se rozpustí 8 kg diolu vzorce 2.0 ve 40 litrech (5násobku) acetonitrilu. Ve výsledné směsi se analýzou Karl

Fischer zjistí 0,9 % hmotn vody. To odpovídá 8 mol % vody. Přidá se 5 kg bikarbonátu USP a roztok se ochladí na asi -10 • ·

°C. K ochlazenému roztoku se přidá 400 g přípravku Novozyme SP 435. Přidá se 5,92 g (1,1 ekvivalentu) isobutyranhydridu a reakční směs se míchá přes noc při asi -IO °C. Po 16 hodinách se enzymatickou acylací získá směs obsahující enantiomérní nadbytek 98,3 % hmotn a obsahující 4 % hmotn diesteru a 0,6 % hmotn diolu vzorce 2.1.

HPLC analýzou uskutečněnou za použití sloupce Chiralpak AS (4,6 mm x 250 mm), 5^ního ethanolu v heptanu jako rozpouštědla, při rychlosti i ml za minutu a detektoru nastavenému na vlnovou délku 215 nm se získají následující výsledky pro vzorky odebrané po 16 hodinách: 0,4 % hmotnostních výchozího materiálu, 3,9 % hmotnostních diesteru, 94,8 % hmotnostních S-esteru a 0,8 % hmotnostních R-esteru.

Příklad 3

Srovnávací příklad

acetonitrilu rozpustí 33 kg se př i dá 1,65 kg př í pravku

Pod dusíkem se ve 165 litrech diolu vzorce 2.1. Do roztoku Novozyme SP 435 a reakční směs se ochladí na asi O až 5 °C. K míchanému roztoku se přidá 19,8 kg vinylacetátu. Po 4,5 hodinách se enzym odstraní z reakční směsi filtrací pomocí sparkleru.

Reakce se monitoruje vysokotlakou kapalnou chromatografií (HPLC) za použití sloupce Chiralpak AS (4,6 mm x 250 mm), 5% ethanolu v heptanu jako rozpouštědla, při rychlosti toku 1 ml za minutu a detektoru nastaveném na vlnovou délku 215 nm. Po

4,5 hodinách se HPLC získají následující výsledky: 0,4 % hmotnostního výchozího materiálu, 31,0 % hmotnostních

• · · diesteru, 68,0 % hmotnostních S-esteru, 0,5 % hmotnostního R-esteru a enantiomerní nadbytek je 98,4 % hmotnostních.

I když tento vynález byl popsán ve spojení se specifickými shora ugvvedenými provedeními, bude mnoho jeho obměn, úprav a změn pro odborníka zcela samozřejmých. Všechny tyto obměny, úpravy a změny je nutno považovat za takové, že spadají pod myšlenku vynálezu a do jeho rozsahu.

Claims (17)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby krystalického chirálního hydroxyesteru obecného vzorce 1.O (1.0) v němž X¹ a X² značí jednotlivě F nebo Cl, vyznačující se tím, že se diol obecného vzorce 2.0 v němž X¹ a X² maj í shora uvedené významy, uvede v reakci s účinným množstvím isobutyranhydridu a katalyticky účinným množstvím lipázového enzymu ve vhodném rozpouštědle, přičemž se uvedená reakce provádí za nízké teploty.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se uvádí v reakci diol vzorce 2.0, v němž X¹ a X² jsou F.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se uvedený isobutyranhydrid používá v množstvích přibližně 1,05 až 1,1 molekvivalent.
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako enzym používá přípravek NOVO SP435.
5. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že se uvedený enzym používá v množstvích přibližně 3 až 5 % hmotnostních vztaženo na vsázku diolu vzorce 2.0.
6. 6. Způsob podle nároku 1, ι/yznačuj ící se tím organické rozpouštědlo používá acetonitril.
7. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se reakce provádí při teplotě přibližně -15 až +5 °C.
8. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se reakce provádí při teplotě přibližně -15 až 0 °C.

   vyznačující se tím, že se jako že se jako
9. 9. Způsob podle nároku 1, enzym používá přípravek NOVO SP435 a reakce se přibližně -15 až +5 ^PC.
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, provádí pří že se enzym používá v množstvích přibližně 3 až 7 % hmotnostních vztaženo na vsázku diolu vzorce 2.0 a isobutyranhydrid se používá v množstvích přibližně 1,05 až 1,1 molekvivalent.
11. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že se jako organické rozpouštědlo používá acetonitril.
12. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačuj ící se tím, že se enzym používá v množství přibližně 5 % hmotnostních vztaženo na vsázku diolu vzorce 2.0.
13. 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že se reakce provádí při teplotě přibližně -15 až 0 °C.
14. 14. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že se v reakci uvádí diol obecného vzorce 2.0, v němž X¹ a X² jsou F.
15. 15. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že se v reakci uvádí diol obecného vzorce 2.0, v němž X¹ a X² jsou F.
16. 16. Způsob podle nároku 12, vyznačuj ící se tím, že se v reakci uvádí diol obecného vzorce 2.0, v němž X¹ a X² jsou F.
17. 17. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že se v reakci uvádí diol obecného vzorce 2.0, v němž X¹ a X² jsou F.