173065. lajstromszámú szabadalom • Eljárás N-védett aminosavak extrakciójára
7 173065 8 példákat ismertetjük: klórozott szénhidrogének, így metilénklorid, kloroform és klórbenzol; alifás és aromás észterek, így etilacetát, butilacetát vagy etilbenzoát; vízzel nem elegyedő ketonok, így metiletilketon vagy metilizobutilketon; alifás és aromás szénhidrogének, így benzol; alkoholok, így vízzel nem elegyedő rövid szénláncú alkanolok, például n-butanol. Adott esetben a fenti oldószerek keverékét is alkalmazhatjuk. A találmány tárgyát képező extraktiv észterezést előnyösen úgy valósíthatjuk meg, hogy a diazoalkán alkalmas szerves oldószerben készített oldatát hozzáadjuk az N-védett aminosav vizes oldatához. Ilyen módon lényegileg egyidejűleg játszódik le az N-védett aminosav észterének képződése és az észter átoldódása a szerves fázisba. A két folyamat egyidejű lezajlása megnöveli a találmány szerinti eljárás hatásfokát. Adott esetben más adagolási módokat is alkalmazhatunk, bár ezekben az esetekben esetleg csökken az N-védett aminosav-észter hozama. így például megtehetjük, hogy a vizes oldatot először vízzel nem elegyedő szerves oldószerrel kezeljük és így az N-védett aminosavat legalább részben extraháljuk, majd az elegyhez az észterezés gyorsítására diazoalkánt adunk. Az N-védett aminosavak extraktiv észterezését adott esetben egy vagy több további sav jelenlétében valósíthatjuk meg. Az N-védett aminosavnál kisebb pKa-értékű erős savak, például ásványi savak (kénsav, ortofoszforsav vagy perklórsav) jelenléte nem zavarja az extraktiv észterezés folyamatát. A diazoalkán az esetek nagy részében a jelenlévő gyengébb savval, azaz az N-védett aminosavval reagál észterképződés közben. A reakcióelegyhez adható erős sav mennyiségét általában az elegyben lévő komponensek stabilitása korlátozza. A reakcióelegy pH-ját például azért nem célszerű 1,5 alá csökkenteni, mivel ennyire savas közegben a diazoalkánok többnyire bomlanak. Általában a találmány szerinti eljárást 1,7-nél nagyobb pH-n, például 2,0-4,0 pH-tartományban valósítjuk meg. Az extraktiv észterezést bizonyos esetekben az N- védett aminosavaknál gyengébb savak jelenlétében is megvalósíthatjuk. így például a penicillin V és az N-védett cefalosporin C szelektíven észterezhető a gyengébb fenoxiecetsav és ecetsav jelenlétében. Feltételezzük, hogy ennek a jelenségnek az a magyarázata, hogy az N-védett aminosavak oldhatósága a vízzel nem elegyedő oldószerben az extraktiv észterezés fontos tényezője; az észterezés sebessége és az eljárás szelektivitása javul, ha az N-védett aminosav oldhatósága a szerves oldószerben növekszik. Mint említettük, meglepő, hogy a diazoalkán észterezőszerrel eredményesen lehet az extraktiv és z terezést megvalósítani, ismeretes ugyanis, hogy a diazoalkánok savas közegben viszonylag labilisak. A diazoalkán, a szerves oldószer és — esetleg — az erős sav adagolási sorrendje általában függ az aminosav-szubsztrátum természetétől. Az adagolási sorrendnek nincsen döntő jelentősége, ha az N-védett aminosav savas körülmények között stabilis. Ha azonban az aminosavban savérzékeny szubsztrátum van jelen (mint például a penicillin G vagy az N-védett cefalosporin C esetében) az erős savat előnyösen a diazoalkán és a szerves oldószer útján adjuk az elegyhez. Az találtuk ugyanis, hogy ilyen körülmények között az N-védett aminosav diazoalkánnal történő észterezése és az aminosav észterformában történő stabilizálódása rendkívül gyorsan lejátszódik és az aminosav a sav és egyéb reagensek hatására csak igen kevéssé bomlik el. A találmány tárgyát képező eljárás e foganatosítási módja szerint a savérzékeny N-védett aminosav oldatát az extraktiv észterezés megvalósításáig olyan pH- értéken tartjuk, amelyen az N-védett aminosav egyáltalán nem, vagy csak minimálisan bomlik; ilyen pH- érték például a semleges vagy bázikus pH-tartomány számos értéke. Az oldat pHrját a diazoalkán és a szerves oldószer hozzáadása után lecsökkentve a diazoalkán gyorsan észterezi az N-védett aminosavat. Az extraktiv észterezés során sokszor célszerű a diazoalkánból felesleget alkalmazni; a reagens mennyisége függ az alkalmazott diazoalkántól és az észterezni kívánt aminosavtól. A diazoalkánból általában a savra vonatkoztatva 1,0-1,5 ekvivalensnyi mennyiséget alkalmazunk. Ha például kétbázisú karbonsavat, például cefalosporin-di-karbonsavat kívánunk észterezni, akkor 2-3 mól diazoalkánt, például a kétbázisú sav 1 móljára vonatkoztatva 2,1 mmól diazoalkánt célszerű alkalmazni. A találmány szerinti extraktiv észterezést —10—+100 °C hőmérsékleten, előnyösen 0-50 °C közötti hőfokon, így szobahőmérsékleten valósíthatjuk meg. A reakció előrehaladását például a fejlődő nitrogén térfogatának mérésével követhetjük (a nitrogén térfogata elméletileg kvantitatívan jelzi a diazoalkán bomlásának mértékét). A reakció végpontjának jelzésére adott esetben más módszereket is alkalmazhatunk, így spektroszkópiai eljárásokat: infravörös spektroszkópiai módszerekkel követhetjük az észtercsoportok keletkezését vagy az infravörös, illetve látható tartománybeli abszorpció csökkenéséből következtethetünk a diazocsoport bomlására. Az extraktiv észterezés befejeződtével az N-védett aminosavésztert tetszés szerinti ismert eljárással elkülöníthetjük. így például a szerves fázist a vizestől elválasztjuk, mosással tisztítjuk és az oldószert bepárlással eltávolítjuk. Párlási maradékként a keresett észtert kapjuk. Adott esetben azt is megtehetjük, hogy a szerves oldatot az N-védett aminosavészter elkülönítése nélkül további reakciónak vetjük alá. így például valamely extrahált penicillinésztert közvetlenül átalakíthatunk szulfoxiddá, majd a szulfoxiddal gyűrűtágítási reakciót hajthatunk végre. Mint említettük, a találmány szerinti eljárás különösen előnyösen használható természetes úton előállított aminosavak és N-védett aminosavak elkülönítésére, így penicillin- és cefalosporin-származékok előállítására fermentléből. A találmány szerinti eljárás segítségével a fenti antibiotikumok legkülönfélébb származékait különíthetjük el a szabad aminocsoportok megvédése után; így természetes penicillin-származékokat, például penicillin G-t vagy penicillin V-t, ezek hidroxilezett vagy 6a-metoxilezett származékait; természetes cefalosporin-származékokat, például cefalosporin C-t, dezacetil-cefalosporin C-t, dezacetoxi-cefalosporin C-t, 3-karbamoiloximetil-cefalosporinszármazékokat és e vegyületek 7a-metoxilezett származékait. A találmány tárgyát képező eljárást előnyösen alkalmazhatjuk továbbá enzimkatalizált reakciók segítségével N-védett aminosavak elkülönítésére, így a cefalosporin C enzimatikus oxidációjával előállítható 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
