201355. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kinin, kinidin és dihidro-származékaik mikrobiológiai hidroxilezésére
1 HU 201355 B 2 A találmány tárgya eljárás eine hona-alkaloidok hidroxilezésére, közelebbről kinin, kinidin és dihidro-származékaik mikrobiológiai hidroxilezésére. A találmány szerinti eljárással (II) általános képletű vegyületeket állítunk elő - a képletben R jelentése etil- vagy vinilcsoport - regiospecifikus és sztereospecifikus 3S-hidroxilezéssel. A találmány szerinti eljárást úgy végezzük, hogy egy (I) általános képletű kinint, kinidint vagy dihidro-származékukat - ahol az (I) általános képletben R jelentése a fentiekben meghatározott - Cunninghamella echinulata-, Mucor circinelloides-, Mucor plumbeus- vagy Streptomyces rimosus-tenyészettel hozunk kölcsönhatásba és a keletkezett terméket kinyerjük azzal a feltétellel, hogy a kinidin hidroxilezéséhez Cunninghamella echinulata-tól eltérő mikroorganizmus-tenyészetet alkalmazunk. A májmikroszómákban végbemenő hidroxilezés gyakran az első lépések egyike emlősállatok gyomor-bélcsatornájába vagy keringési rendszerébe juttatott testidegen anyagok metabolizmusa sorén. E hidroxilezések rendeltetése - melyeket egyéb reakciók, így O-metilezés vagy konjugálódás (kapcsolódás) követnek - a testidegen vegyületek vízoldékonyságának a növelése, és ezáltal kiürülésük meggyorsítása. Egyes esetekben azonban a hidroxilezett vegyületek hatásosabbak vagy toxikusabbak, mint az eredeti molekulák; ezért figyelmet érdemel azonosításuk és ennek alapján előállításuk hatásuk felderítése céljából. A szerves szintetikus módszerek egyszerű molekulák metabolitjainak az előállítására nyilvánvalóan alkalmasak; bonyolultabb (és optikailag aktív) molekulák kémiai előállítása sok munkával és időráfordítással járhat. A mikrobiológiai úton végzett hidroxilezések végrehajtására jó néhány éven át számos eljárást dolgoztak ki, s igy ipari méretben állitottak elő olyan regio- és sztereoszelektíven hidroxilezett termékeket, amelyek funkciós csoportot nem viselő szénatomok specifikus oxidációjából eredtek. Az ilyen molekulák előállítása jelentős szintetikus munkát kívánt volna kémiai módszerek alkalmazásával. A szteroidok területén elért eredmények után a mikrobiológiai módszert más molekulatipusokra is alkalmazták, és egyes esetekben e módszer új vegyületek előállításának a legelőnyösebb módja, amely - klaszszikus fermentációs módszerek alkalmazásával - ipari méretekre is átvihető. Úgy látszik továbbá, hogy a mikrobiológiai hidroxilezés minden egyes molekulatípus esetében kevesebb metabolitot eredményez, mint amennyi az emlősök szervezetében képződik, s ennek következtében egyes elválasztási problémák kiküszöbölhetők. Több mikroorganizmus előnyösen felhasználható a májban képződő metabolitok különféle típusainak előállitására. A kinidin hidroxilezését Cunninghamella echinulata tenyészetével - bár igen csekély hozammal - ismerteti a J. Natural Product 47(5) 882-884. oldalán 1984-ben közölt, Echenrode F.M.-től származó tanulmány. Ebből azonban nem lehet következtetni más mikroorganizmusok reakcióképességére, különösen a dihidroszármazékok esetén. Az alkaloidok területén nagyon kevés mikrobiológiai hidroxilezési reakciót Írtak le, s ezek legnagyobb része az aromás vagy nem-szteroid molekulák nitrogént nem tartalmazó részét érinti. Kívánatos és érdekes tehát olyan, nitrogént tartalmazó alkaloid-molekulaegységek hidroxilezésének végrehajtása kedvező körülmények között, amelyek aktiv metabolitokként ismertek. igy például a 2 506 302 számú francia szabadalmi leírás ismerteti a kinidin hidroxi származékait, így a 3-hidroxi-10,ll-dihidrokinidint és annak 3R és 3S epimerjeit, amelyeket a megfelelő 3- -hidroxi-kinidin-származékból katalitikus hidrogénezéssel állitottak elő és szivarritmiák terápiás kezelésére alkalmazhatók. Ismert másrészt, hogy a kinin - amelynek farmakológiái tulajdonságai ismertek - és a kinidin két izomer, amelyek a 8-as és 9-es helyzetű szénatomok konfigurációjában különböznek. Ezeknek az aktív, optikailag tiszta vegyületeknek olyan mikrobiológiai előállítása, amely léptéknővelés útján ipari méretre vihető át, figyelemre méltó, mivel a kémiai hidroxilezés mindeddig csekély hozamot és diasztereomer keverékeket eredményezett. A fentiek alapján a találmány célja új eljárás kidolgozása kinin, kinidin és hidrogénezett származékaik - mikrobiológiai hidroxilezésére regio- és sztereospecifikus módon, optikailag tiszta vegyületek előállítása céljából. A találmány további célja a kinin, kinidin és származékaik mikrobiológiai hidroxilezésére olyan eljárás kidolgozása, amely ipari méretre alkalmas, és amelynek segítségével a szokásos tipusú berendezésekben kielégítő hozamokkal optikailag tiszta vegyületek állíthatók elő. A találmány szerint a kinin, kinidin és dihidro-származékaik (II) általános képletű - ahol R jelentése etil- vagy vinilcsoport - 3S hidroxilezett származékait regiospecifikus és sztereospecifikus mikrobiológiai hidroxilezéssel úgy állítjuk elő, hogy egy (I) általános képletű vegyületet - ahol R jelentése a fentiekben meghatározott - egy alacsonyabb rendű, gomba típusú mikroorganizmus tenyészetével, igy Cunninghamella echinulata-, Mucor circinelloides-, Mucor plumbeus- illetve baktérium tipusú Streptomyces rimosus-tenyészettel hozunk kölcsönhatásba. Az (I) általános képletben a kinin és kinidin esetében R jelentése vinilcsoport, a különbség a 8-as és 9-es helyzetű szénato-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
