PL209583B1

PL209583B1 - Sposób rozdzielania racemicznego 3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-olu

Info

Publication number: PL209583B1
Application number: PL383632A
Authority: PL
Inventors: Katarzyna Wińska; Czesław Wawrzeńczyk
Original assignee: Univ Przyrodniczy We Wrocławiu
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2011-09-30
Also published as: PL383632A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozdzielania racemicznego 3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-olu, na optycznie czyste: S-(-)-3,5,5-trimetylocykloheksen-1-ol, o wzorze 1, i R-(+)-3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-ol, o wzorze 2, przedstawionych na rysunku.

Związki te mogą znaleźć zastosowanie jako substancje wyjściowe w syntezie związków biologicznie aktywnych, w tym zapachowych.

Znane jest otrzymywanie enancjomerów 3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-oli jedynie na drodze chemicznej syntezy: (S)-(-)-3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-olu, z 83% nadmiarem enancjomerycznym, uzyskano w wyniku asymetrycznej redukcji izoforonu za pomocą chlorku [(1S, 2R)-6,6-dimetylobicyklo[3.1.1]heptan-2-ylo]metyloglinu (G. Giacomelli, L. Lardicci, F. Palla, J. Org. Chem., 1984, 49, ss. 310313). Enancjomer (R)-(+)-3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-olu, z 14,5% nadmiarem enancjomerycznym, otrzymano w wyniku redukcji izoforonu za pomocą dietylowego eteratu tris[(S)-2-metylobotylo]glinu (G. Giacomelli, A. M. Caporusso, L. Lardicci, Tetrahedron Letters, 1981, 22,37, ss. 3663-3666).

Inną znaną metodą otrzymywania optycznie czynnych izoforoli jest enancjoselektywna hydroboronylacja 1,5,5-trimetylo-1,3-cykloheksadienu. W wyniku reakcji tego dienu z di-(2-izokaranylo)boranem otrzymano R-(+) enancjomer o nadmiarze enancjomerycznym 84%, a S-(-) enancjomer, z nadmiarem enancjomerycznym 50%, w wyniku reakcji dienu z di-(4-izokaranylo)boranem (M. Zaidlewicz, Z. Walasek, Polish J. Chem., 1994, 68, ss. 2489-2496).

Opisane metody pozwalają na otrzymanie enancjomerycznych alkoholi z co najwyżej 84% nadmiarem enancjomerycznym.

Istota wynalazku polega na tym, że w wyniku dwukrotnej estryfikacji, znanego racemicznego 3,5,5-trimetylo-2-cykloheksen-1-olu, z octanem winylu w obecności lipazy z Candida cylindracea, jako biokatalizatora, uzyskuje się nieprzereagowany S-(-)-3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-ol, wzór 1, z nadmiarem enancjomerycznym 98%. Enancjomer (R)-(+)-3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-ol uzyskuje się w ten sposób, że powstały w reakcji estryfikacji, w obecności lipazy z Candida cylindracea, octan poddaje się reakcji hydrolizy chemicznej w 1 molowym roztworze NaOH z dodatkiem metanolu. Otrzymane w ten sposób alkohole estryfikuje się dwukrotnie octanem winylu w obecności lipazy Amano PS, jako biokatalizatora, aż do momentu gdy w mieszaninie reakcyjnej pozostaje prawie czysty optycznie (nadmiar enancjomeryczny powyżej 98%) R-(+)-3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-ol, wzór 2.

Korzystne jest, gdy reakcję estryfikacji racemicznego alkoholu wykonuje się w heksanie, a estryfikacje mieszaniny alkoholi z nadmiarem enancjomeru R-(+) - w eterze diizopropylowym.

Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie optycznie czystych - nadmiar enancjomeryczny powyżej 98% - 3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-oli w łagodnych warunkach i bez stosowania skomplikowanych i drogich odczynników chemicznych.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania:

P r z y k ł a d 1

Do kolby z heksanem (17,5 cm³) umieszczonej na mieszadle magnetycznym dodaje się racemicznego 3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-olu (5,0 g, 35,7 mola) i octan winylu (6,5 cm³, 70,5 mmola). Całość intensywnie miesza się z 1 g lipazy z Candida cylindracea. Reakcje kontroluje się za pomocą GC. Po 3 dniach mieszaninę reakcyjną przesącza się przez celit i odparowuje rozpuszczalnik. Pozostałość rozdziela się na kolumnie chromatograficznej (żel krzemionkowy, heksan:aceton, 9:1). Otrzymuje się w ten sposób 2,80 g mieszaniny izomerów alkoholi o składzie alkoholi 73,7% izomeru S-(-) i 26,3% izomeru R-(+) i 2,34 g octanów o składzie: 13,9% izomeru S-(-) i 86,1% izomeru R-(+). Uzyskane alkohole (2,80 g, 20,0 mmola) poddaje się ponownej estryfikacji z octanem winylu (4,7 cm³, 51,0 mmola) w heksanie (10 cm³) i w obecności 0,68 g lipazy Candida cylindracea. Po 6 dniach mieszaninę reakcyjną sączy się przez celit, odparowuje rozpuszczalnik i rozdziela na kolumnie chromatograficznej (żel krzemionkowy, heksan:aceton, 9:1). Otrzymuje się w ten sposób 0,82 g mieszaniny izomerycznych alkoholi o składzie: 99% izomeru S-(-) i 1% izomeru R-(+) oraz frakcję izomerycznych estrów ( 0,99 g) o składzie: 51% izomeru (-)-S oraz 49% izomeru (+)-R.

Uzyskany enancjomer S, o nadmiarze enancjomerycznym 98%, charakteryzuje się skręcalnością właściwą: [_a]— = -31,03 (c = 2,61, heksan). Następnie do 26 cm³ 1 molowego roztworu NaOH z do^{L J} D datkiem 1,0 cm³ MeOH dodaje się 2,34 g, uzyskanych w pierwszej estryfikacji, octanów i całość miesza się w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnie mieszaninę reakcyjną ekstrahuje się chlorkiem metylenu i suszy. Otrzymuje się 1,61 g alkoholi o składzie 14% izomeru S-(-) i 86% izomeru

PL 209 583 B1 ₃

R-(+). Mieszaninę alkoholi poddaje się estryfikacji z octanem winylu (3,1 cm³, 33,6 mmola) w eterze diizopropylowym ( 5 cm³) w obecności lipazy Amano PS. Po 14 dniach mieszaninę reakcyjną sączy się przez celit, odparowuje rozpuszczalnik i rozdziela na kolumnie chromatograficznej (żel krzemionkowy, heksan:aceton, 9:1). Otrzymuje się w ten sposób 0,93 g mieszaniny alkoholi o składzie: 8% izomeru S-(-) i 92% izomeru R-(+) oraz 0,22 g octanów o składzie: 61% izomeru S-(-) i 39% izomeru R-(+). Mieszaninę alkoholi (0,93 g) poddaje się ponownej estryfikacji z 1,8 cm³ octanu winylu w 2 cm³eteru diizopropylowego i w obecności 0,19 g lipazy Amano PS. Po 5 dniach mieszaninę reakcyjną sączy się przez celit, odparowuje rozpuszczalnik i rozdziela na kolumnie chromatograficznej (żel krzemionkowy, heksan:aceton, 9.1). Otrzymuje się w ten sposób 0,74 g alkoholi o składzie: 99% izomeru R-(+) i 1% izomeru S-(-) oraz 0,14 g estrów o składzie: 75% izomeru S-(-) i 25% izomeru R-(+). Uzyskany w ten sposób R-(+)-3,5,5-trimetylo-2-cykloheksen-1-olu, o nadmiarze enancjomerycznym 98%, charakteryzuje się następującą skręcalnością właściwą: LI²⁰ = 30,23 (c = 2,59 heksan).

^{L J}D

Całkowita wydajność, przeliczona w stosunku do 5 g wyjściowego racemicznego alkoholu, wynosi 15% izomeru (-S)-(-) i 16% izomeru (R)-(+).

Claims

1. Sposób rozdzielania racemicznego 3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-olu, znamienny tym, że nieprzereagowany enancjomer S-(-)-3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-olu, wzór 1, z nadmiarem enancjomerycznym 98% uzyskuje się w wyniku dwukrotnej estryfikacji znanego racemicznego 3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-olu z octanem winylu w obecności lipazy z Candida cylindracea jako biokatalizatora i rozpuszczalnika organicznego, a enancjomer (R)-(+)-3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-olu, wzór 2, uzyskuje się w ten sposób, że powstały octan, w wyniku pierwszej reakcji estryfikacji w obecności lipazy z Candida cylindracea, poddaje się reakcji hydrolizy chemicznej w 1 molowym roztworze NaOH z dodatkiem metanolu, a otrzymaną w ten sposób mieszaninę alkoholi estryfikuje się dwukrotnie octanem winylu w rozpuszczalniku organicznym w obecności lipazy Amano PS, jako biokatalizatora, do momentu uzyskania czystego optycznie, z nadmiarem enancjomerycznym powyżej 98%, alkoholu R-(+)-3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-olu (wzór 2).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję estryfikacji racemicznego 3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-olu prowadzi się w heksanie.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję estryfikacji 3,5,5-trimetylocykloheks-2-en-1-oli z nadmiarem enancjomeru R-(+) prowadzi się w eterze diizopropylowym.