201975. lajstromszámú szabadalom • Eljárás biciklooktándion-karbonsav-észterek mikroorganizmusokkal végzett sztereospecifikus oxoredukciójára
HU 201975B ciklo[3.3.0]oktán7-on-2-karbonsav-észtereket kapunk A kapott (lS,2R,3R,5R)-3-hidroxi-biciklo[3.3.0]oktán-7-on-2-karbonsav-észterek szokásos eljárásokkal átalakíthatok a ketálokká, amenynyiben ezeket savval vagy savanyú sókkal végzett katalízis és a reakcióban keletkező víz azeotropos desztillációval vagy vizet megkötő szerekkel való eltávolítása közben 1,2-vagy 1,3-diolokkal reagálta tjuk Etilénglikol alkalmazásakor így a karbaciklinhez szükséges Kojima által leírt kiindulási anyagot az(lS,2R,3R,5R)-7,7-etüéndioxi-biciklo[3.3.0]oktán-2-karbonsav-metüésztert kapjuk A kiindulási anyagokat az alábbiak szerint állíthatjuk elő: 1. példa ± -cisz-Biciklo[3.3.0] oktán-3,7-dion-2,6-dikarbonsav-dietü-észter (4 képlet) 25 g cisz-biciklo[3.3.0]oktán-3,7-dion-2,4,6-8- tetrakarbonsav-tetraetil-észtert adunk 14,1 g nátrium-hidroxid 68,5 ml etanollal és 175 ml dimetilszulfoxiddal készített, 50 °C-ra melegített oldatához, és 18 óra hosszat melegítjük nitrogéngáz alatt ugyanezen a hőmérsékleten. Lehűtés után 750 ml jeges vízbe öntjük, majd ecetsavval 5-6 pH-ra savanyítjuk, etü-acetáttal extraháljuk, ezt nátrium-hidrogén-karbonát oldattal és nátrium-klorid-oldattal mossuk, nátrium-szulfáttal szárítjuk, és vákuumban bepároljuk Etanolból végzett átkristályosítás után 13,37 g 98-100 'C olvadáspontú terméket kapunk. 2. példa (± )-7,7-(2,2-Dimetil-trimetiléndÍoxi) -cisz-biciklo[3.3.0]oktán-3-on-2-karbonsav-metü-észter (6 képlet) 616 ml dimetü-szulfoxidban 38,34 g 55-60%-os nátrium-hidridet szuszpendálunk, nitrogéngáz alatt 50 °C-ra melegítjük, és hozzáadunk egy keveset 49,31 g 3,3-(2,2-dimetil-trimetiléndioxi)-ciszbiciklo[3.3.0]oktán-7-on 370 ml dimetü-karbonáttal készített oldatából. A reakciót 2 ml metanol hozzáadásával beindítjuk, majd hozzáadjuk a maradék oldatot, és 50 °C-on összesen 7,5 óra hosszat keverjük. Utána jeges fürdőben lehűtjük, a feleslegben maradt nátrium-hidridet metanollal elbontjuk, vizet adunk hozzá, és ecetsavval semlegesítjük. A terméket diklór-metánnal extraháljuk, vákuumban bepároljuk, és a maradékot hexánnal megkristályosítjuk. így 53,44 g 72 *C olvadáspontú terméket kapunk. 3. példa (± )-cisz-Biciklo[3.3.0] oktán-3,7-dion-2-karbonsav-metü-észter (7 képlet) a) 15g7,7-(2,2-dimetil-trimetiléndioxi)-cisz-biciklo[3.3.0]oktán-3-on-2-karbonsav-metil-észtert oldunk 350 ml acetonban, hozzáadunk 7,23 g kálium-hidrogén-szulfátot, és 1 óra hosszat 40 °C-on melegítjük. Lehűlés után In kálium-hidroxid oldattal semlegesítjük, az acetont vákuumban ledesztüláljuk, a maradékot diklór-metánnal extraháljuk, így 10,6g terméket kapunk, amely diizopropil-éterből átkristályosítható (olvadáspont: 69 °C). b) Nitrogéngáz alatt 4 óra hosszat melegítünk 5 26,0 g cisz-biciklo[3.3.0]oktán-3,7-diont 350 ml 2,15 mólos dimetü-formamidos magnézium-metükarbonát oldattal, majd lehűtjük, és az elegyet lassan hozzáadjuk 500 ml -65 “C és -50 ’C közé hűtött 8,8 mólos metanolos sósavoldathoz. Az elegyet hagyjuk éjszakán át 20 °C-ra felmelegedni, vákuumban bepároljuk, vízzel elegyítjük, és dietil-éterrel extraháljuk. Nátrium-szulfáttal végzett szárítás után vákuumban bepároljuk, és a kapott maradékot szüikagélen etü-acetáthnetanol (95:5) eleggyel eluálva kromatografáljuk. Ilymódon 21,31 g terméket kapunk, amelynek olvadáspontja 67-69 °C. A (+)-I általános képletű vegyületeket az alábbi példák szerint állíthatjuk elő: 4. példa: (+)-cisz-3a-Hidroxi-7-oxo-bidk - lo[3.3.0]oktán-2,6-dikarbonsav-dimetil-észter A Rhizopus oryzae törzs (CBS 32947) egy 4-8 napos ferde agaros tenyészetet 3 ml fiziológiás konyhasóoldattal leöblítjük, és beoltunk vele egy 2 literes Erlenmeyer-lombikot, amely 500 ml következő összetételű sterü tápoldatot tartalmaz: 3,0% glükóz, 1,0% kukoricalekvár, 0,2% nátrium-nitrát, 0,1% kálium-dihidrogén-foszfát, 0,2% dikálium-hidrogén-foszfát, 0,05% magnézium-szulfát-heptahidrát, 0,002% vas(II)-szulfát-heptahidrát, 0,05% kálium-klorid. A tenyészetet körkörös rázóasztalon 30 ‘C-on 56 óra hosszat rázatjuk, mire az legtöbbnyire túl nagy csomókba összeállva növekszik. Jobb átolthatóság céljából a csomókat oltólombikban sterü körülmények között egy Ultra-Turrax T45 keverővei sejtkímélő módon felaprítjuk. Két oltólombiknyi turraxolt mikroorganizmus - szuszpenzióval beoltunk egy 40 literes acélfermentort, amely 28 liter ugyanolyan összetételű sterüizált tápoldattal van töltve, mint amüyen az előtenyészet. Egyidejűleg hozzáadjuk a szubsztrátszuszpenziót (400 mg/liter). Szubsztrátszuszpenzió: 12 g (± )-cisz-3,7-dioxobiciklo[3.3.0]oktán-2,6-dikarbonsav-dimetü-észt ért (J-Org-Chem. 42, 3089 /1977/) szubsztrátlombikban egy Ultra-Turrax T45 keverővei 1200 ml autoklávozott 2%-os Tween 80 oldattal homogenizálunk. A beadagolt racém keton körülbelül 50%-a átalakul 52 órás reagáltatási idő után. A tenyészlevet pamutgézen átszűrjük, a szűrletet egyszer a fermentlé térfogata felének és utána kétszer a fermentlé térfogata 1/3-ának megfelelő metü-izobutü-ketonnal extraháljuk. Az extraktumokat egyesítjük, és vákuumban bepároljuk, mire a fermentáció során keletkezett fumársav (1-1,5 g/liter) kikristályosodik. A fumársav kiszűrése után a szűrletet szárazra pároljuk, és a maradékot az átalakulatlan keton elválasztása, valamint a 3a-hidroxi-vegyület tisztítása céljából szüikagéllel töltött oszlopon hexán/etü-acetát oldószergradienssel kromatografáljuk. így 4,9 g (+)cisz-3a-hidroxi-7-oxo-biciklo [3.3.0]oktán-l,6-dikarbonsav-dimetü-észtert kapunk, amelynek olva-6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
