172286. lajstromszámú szabadalom • Eljárás t-butiloxikarbonil-aminosavak előállítására
3 172286 4 létén a reakció gyorsan lejátszódik, és figyelemreméltó, hogy még 70—110 C°-on sem lép fel az optikailag aktív aminosavak racemizálódása. A találmány alapja továbbá az a felismerés, hogy a reakciókörülmények között a kívánt acilezés játszódik le, és a t-butil-fenilkarbonát nem hidrolizál jelentős mértékben. A találmány szerint úgy járunk el, hogy az aminosavak szervetlen bázissal képzett sóit vízmentes vagy vizes dimetil-szulfoxidban vagy vizes közegben reagáltatjuk a t-butil-fenilkarbonáttal szobahőfoktól 110 C°-ig terjedő hőmérsékleten, és a kapott t-butiloxikarbonil-aminosavakat a reakcióelegyből már ismert módon nyerjük ki. Szervetlen bázisként előnyösen kálium-hidroxidot vagy nátrium-hidroxidot használunk 1 mól aminosavra vonatkoztatva 1—1,5 mól mennyiségben. A reakciót előnyösen 70—110 °C hőmérsékleten hajtjuk végre. A reagensként alkalmazott t-butil-fenilkarbonátot egyszerű módon állíthatjuk elő klórhangyasav-fenilészter és tercier-butanol bázis jelenlétében szerves oldószerben való reakciójával, majd desztillációval való tisztítással. A reagens jól kezelhető, stabil folyadék. A többi felhasznált anyag: dimetilszulfoxid oldószer, bázisok stb. közismert laboratóriumi vegyszerek. A reakciót prolin esetében vizes közegben és nátriumhidroxid jelenlétében végezzük a prolin kivételesen nagy reakciókészsége miatt. A többi aminosav esetében készíthetünk száraz káliumsót, ezt dimetilszulfoxidban oldva és tercier-butil-fenilkarbonáttal reagáltatva a reakció már szobahőmérsékleten is megfelelően gyors. Még egyszerűbben járhatunk el, ha a megfelelő kálium-hidroxid mennyiséget, az adott vízmennyiséget (általában 20 ml-t 1 mól aminosavra számítva), a dimetilszulfoxid oldószert és az aminosavat egyesítve forró vízfürdőn oldódásig kevertetjük, és a teljesen homogén, éles oldathoz egyszerre hozzáadjuk a t-butil-fenilkarbonát reagenst. A reakció 70—100 °C vízfürdő hőmérséklet esetén nagyon gyors, 10—15 perc alatt nagyrészt végbemegy, 1—2 órás reakcióidőtartam után már csaknem azonos termelést értünk el, mint egy napi állás után. Az alkalmazott víz-dimetilszulfoxid arány esetén mindig homogén, éles oldatot kaptunk. A víz részarányát növelve megtörtént, hogy a tercier-butil-fenilkarbonát reagens külön fázist alkotott, ami hátrányosan befolyásolja a reakciót. A t-butil-fenilkarbonát reagenst 10% feleslegben alkalmaztuk. A BOC-aminosavak kitermelési adatai jórészt megegyeznek az azidos módszerrel laboratóriumunkban elért gyakorlati termelési értékekkel. Az általunk kipróbált minden aminosavból vagy aminosav-származékból sikerült BOC-származékot készíteni az általunk kidolgozott módszerrel. A BOC-aminosavak optikai tisztasága megfelelt az azidos módszerrel nyert származékok tisztaságának. A BOC-aminosav termékek néhány esetben fenollal szennyezettek, de megfelelő tisztítással teljesen fenolmentessé tehetők. Lúgra érzékeny aminosavak vagy aminosav-származékok esetén (pl. nitro-arginin) a kálium- vagy nátriumhidroxid helyett szerves bázisok alkalmazhatók. A BOC-aminosavak eddig ismeretes, jó hozammal menő előállítási módszereivel szemben a találmány szerinti eljárás előnye, hogy kiküszöböli az azidos módszer esetén melléktermékként jelentkező, élettanilag igen káros és biztonságtechnikai szempontból veszélyes azoimidet, a BOC-fluoridnál könnyebben hozzáférhető reagenst alkalmaz, és gyorsabban végrehajtható a reakció, mint a Ragnarsson által leírt tetrametilguanidinos módszer. Utóbbi módszerrel [Ragnarsson U.: Org. Syn. 53, 25—9 (1973)] szemben a találmány szerinti eljárás előnyeit egyértelműen igazolja az alábbi összehasonlítás, amelyben a hivatkozott irodalomban található és kiviteli példáink jellemző adatait állítjuk egymás mellé: Aminosav Org. Syn. 53, 28 (1973) találmány szerinti hnmérs. idő hozam hőmérs. idő hozam (C°) (óra) (%) (C°) (óra) (°/o) L-alanin 25 40 58 100 1 83 L-leucin 25 48 73 100 1 96 L-fenilalanin 25 40 81 80 2 78 L-treonin 25 67 66 100 1 87 L-valin 25 71 77 100 1 75 Az összehasonlításból látható, hogy általában rövidebb reakcióidő alatt jelentős (az alanin, leucin és treonin esetén 20%-ot meghaladó) hozamnövelés érhető el. Fenilalaninnál és valinnál a kitermelés lényegében azonos, de a reakció időtartama 40 ill. 71 óra helyett csupán 2 ill. 1 óra. Az S-benzil-L-cisztein esetében a kitermelési adatok azonos hőmérsékleten végzett kísérletek alapján: Org Syn. 53, 28 (1973) szerint 62% találmány szerint 73%. Bár a találmány szerinti eljárás szobahőmérsékleten is kedvezőbb az ismerteknél, magasabb hőmérséklet alkalmazása a reakcióidő csökkenése és a kitermelés egyidejű növekedése miatt előnyös. A találmány szerinti eljárást az alábbi példákkal szemléltetjük. 1. példa BOC-L-Alanin : 75 g (1,25 mól) kálium-hidroxidot elfolyósítunk 20 ml deszt. vízzel, 89 g (1 mól) L-alanint és 300 ml dimetilszulfoxidot adunk hozzá és forró vízfürdőn oldódásig kevertetjük az elegyet. Utána 90 °C belső hőmérséklet elérésekor a teljesen homogén oldathoz egyszerre 214 g (1,1 mól) t-butil-fenilkarbonátot adunk, és azt egy órán át forró vízfürdőn kevertetjük. A belső hőfok először 105 °C-ra emelkedik, majd néhány perc elteltével csökkenni kezd. Egy óra reagáltatás után a reakcióelegyet lehűtjük és 300 g jég és 300 ml víz elegyére öntjük, a pH-t 1: 1 sósavval 7,0-re állítjuk és 3 X 300 ml éterrel extraháljuk, a szerves fázist elöntjük. A vizes fázis 10 °C hőmérséklet alatt 1:1 sósáv—jég eleggyel pH 1,0-re savanyítjuk, majd 3 X 3Ö0 ml etilacetáttal extraháljuk. Az etilacetátos fázisokat egyesítve '3 X100 ml hidegen telített nátriumklorid oldattal mossuk, nátrium-szulfáton szárítjuk, á szflrletet 50 °C-on vákuumban bepároljuk. Termelés 190 g olaj. 500 ml petrol-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
