HUP9904727A2

HUP9904727A2 - Eljárás nagytisztaságú N-formil-leucin előállítására

Info

Publication number: HUP9904727A2
Application number: HU9904727A
Authority: HU
Inventors: Patricia Hussenet; Philippe Le Goff; Gérard Sennyey; Charles-Henry Vincent
Original assignee: Isochem
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1999-12-29
Publication date: 2000-11-28
Also published as: KR20000048445A; FR2788056B1; FR2788056A1; ATE228497T1; ES2187127T3; EP1016652A1; PT1016652E; HU9904727D0; US6294692B1; EP1016652B1; CA2293750A1; HUP9904727A3; DE69904136T2; DE69904136D1; DK1016652T3; JP2000191611A

Abstract

NCS = (57) A találmány tárgyát egy eljárás képezi N-formil-leucinelőállítására leucin és formamid reakciójával, amelyre jellemző, hogya reakció befejeződése után az N-formil-leucint körülbelül 0 °C-40 °Chőmérsékleten kicsapják oly módon, hogy a reakcióelegyhez vizet éssavat adnak a keverék végső pH-jának 2-3 értékre való beállítására. Azeljárás lehetővé teszi legalább 98%-os tisztaságú N-formil-leucinelőállítását. Ó

Description

S.B.G. & K.

Nemzetközi

Szabadalmi Iroda H-1062 Budapest. Andrássy út 113. Telefon: 34-2«-95(>, Fax: 34-44-323

69.497/PA

ELJÁRÁS NAGYTISZTASÁGÚ N-FORMIL-LEUCIN

ELŐÁLLÍTÁSÁRA

A találmány tárgyát egy eljárás képezi nagytisztaságú N-formil-leucin előállítására.

Az N-formil-leucin - egy olyan vegyület, amelyben a leucin molekula egyik, a nitrogénatomhoz kapcsolódó hidrogénatomját formil-csoport helyettesíti - ismert vegyület, amelyet különösen a peptid-szintézis végrehajtásához alkalmaznak.

Különböző eljárások ismeretesek aminok, közelebbről aminosavak amino-csoportjai formilezésére. Üzemi léptékben az aminosavakat általában hangyasav vagy alkálitém-formiát segítségével N-formilezik. Ezekre az eljárásokra azonban hátrányos tulajdonságok érvényesek. Nehezen eltávolítható szennyezések is képződnek, különösen, mivel a reakciót ecetsav-anhidrid jelenlétében végzik. Ez ugyanis reagál az aminosavakkal és ekkor bizonyos menynyiségű N-acetilezett aminosav is képződik, amely nehezen különíthető el az N-formilezett aminosavtól.

Egy másik formilezési eljárást ismertet a 4 789 757 sz. US szabadalmi leírás. E szerint az aminosavat igen nagy feleslegű formamiddal reagáltatják. így a példák többségében a használt aminosavra vonatkoztatva tízszeres moláris mennyiségű formamidot alkalmaznak. így állítják elő az N-formil-aszparaginsavat, N-for mil-glicint, N-formi1-alanint és az N-formil-feni1-alanint. Nem tárgyalják azonban az ilyen N-formilezett származékoknak a reakcióelegyből ill. a lehetséges minimális mennyiségű szennyezés mellett való elkülönítése módját.

Egyes alkalmazási területeken - amilyen a gyógyászat és az élelmiszeripar területe - rendelkezni kell nagytisztaságú N-formil-leucinnal. Ha a leucin formilezését az előbbiekben leírt módon, formamiddal végzik, a kapott N-formil-leucin bizonyosan nem szennyeződik olyan szennyezésekkel, mint amilyenek az N-acilezett származékok, de általában még tartalmaz nemreagált leucint, izoleucint és más, a kiindulási anyagban jelenlevő szennyezést ill. ezen szennyezések formamiddal végbemenő reakciója termékeit is.

A találmány tárgya tehát eljárás nagytisztaságú /min. 98%-os/ N-formil-leucin előállítására.

A találmány szerinti reakció abban áll, hogy N-formil-leucint leucin és formamid reakciójával állítunk elő és azzal jellemezhető, hogy amikor a reakció befejeződik, az N-formil-leucin kb. 0°C-40°C hőmérsékleten kicsapódik és ekkor a reakcióelegyhez a keverék végső pH-jának beállítására vizet és savat adunk.

Ugyanakkor azt találtuk, hogy az eljárás továbbfejleszthető, ha a leucin és a formamid reakcióját hangyasav jelenlétében, különösen kb. 0,1-2 mól hangyasav/mól leucin jelenlétében hajtjuk végre.

A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi, hogy kívánt - legalább 98%-os - tisztaságú N-formil-leucint állítsunk elő jó kitermeléssel; ez általában 80-90% nagyságrendű.

A kiindulási anyagként használt leucin ismert vegyület, amely a kereskedelemben D, L és DL alakban kapható. Fő szennyezésként általában izoleucint tartalmaz.

Az N-formilezési reakció az US 4 789 757 szerint végezhető, jelentős formamid felesleggel, általában kb. 10 mól formamid/mól aminosav arány mellett.

Most azt találtuk azonban, hogy előnyösebb a formamid nem igen nagy feleslegben való alkalmazása és teljesen megfelelő a 4 mól/leucin értéknél kisebb mennyiségű, előnyösen kb. 1,5-3,5 mól leucin alkalmazása.

Ugyancsak előnyös, ha az N-formilezési reakciót hangyasav jelenlétében végezzük; előnyösen kb. 0,5-1 mól/mól leucin menynyiségű hangyasavat használunk fel.

A reakciót úgy hajtjuk végre, hogy a formamidból, leucinból és adott esetben hangyasavból álló elegyet kb. 80-110°C - előnyösen kb. 90-100°C - hőmérsékleten tartjuk, előnyösen közömbös atmoszférában, pl. nitrogén alatt. Időtartama általában 1-től néhány óráig terjed.

A reakció befejeződése után, ha a kitüntetettnél nagyobb mennyiségű formamidot használtunk, előnyösen úgy járhatunk el, hogy a reakció után az elegyben visszamaradt formamid egy részét desztilláljuk annak érdekében, hogy ez a reagens felesleg ne nehezítse meg a kicsapási műveletet.

Ezt követően kicsapjuk az N-formil-leucint. E célból nagy mennyiségű - előnyösen a kiindulási formamid 1 tömegrészére vonatkoztatva kb. 1,5-5 tömegrész - vizet és egy savat (különösen egy szervetlen savat, pl. sósavat vagy kénsavat) használunk fel úgy, hogy a kicsapás végén a pH kb. 2-3, előnyösen kb. 2-2,5 értékre álljon be.

Egy másik megvalósítási mód szerint a kicsapási művelet végzése során a savat először a kicsapáshoz használt vízhez adjuk hozzá a pH savas értékre - ez előnyösen 2-3 - való beállítása érdekében, majd összekeverjük a reakcióelegyet és a savas vizet, előnyösen oly módon, hogy a reakcióelegybe öntjük a savas vizet vagy egyidejűleg töltjük be a reakcióelegyet és a savas vizet a reaktorba. Ά kicsapás közben a keverék pH-ját előnyösen kb. 2-3, különösen kb. 2-2,5 értéken tartjuk úgy, hogy szükség esetén savat adunk az elegyhez. Ezen megvalósítási mód esetében ugyancsak előnyös, ha a kicsapási művelet végrehajtása előtt a reakcióelegyet vízzel hígítjuk, pl. kb. 0,2-0,4 tömegrész/formamid tömegrész mértékben.

Egy másik megvalósítási mód szerint a reakcióelegyet mindenekelőtt vízzel keverjük össze, majd a keverék pH-ját kb. 2-3 értékre - előnyösen kb. 2-2,5 értékre - állítjuk be sav hozzáadásával .

A leginkább alkalmazott sav a kénsav.

Ugyancsak fontos, hogy a kicsapás közben a hőmérsékletet kb. 0°C és 40°C között, előnyösen kb. 5°C és 20°C között tartsuk.

Az N-formil-leucin spontán kristályosodik, de oltókristályt is alkalmazhatunk a kristályosodás elősegítésére.

A kristályosodás befejeződésekor az N-formil-leucin kristályokat a szokásos módszerek valamelyikével nyerjük ki. A kapott kristályok jellemzője, hogy elég nagyok ahhoz, hogy könnyen szűrhetők, moshatók és száríthatok legyenek.

A száraz N-formil-leucin kitermelése általában 80%-nál nagyobb .

Az N-formil-leucin tisztasága 98%-nál, gyakran pedig 99%-nál nagyobb.

A találmány szerinti eljárással előállított N-formil-leucin közvetlenül használható köztitermékként peptid szintézisekben vagy gyógyászati termékek előállítására.

A következő példák szemléltetik a találmányt anélkül, hogy korlátoznák azt. 1 Hgmm 133,32 Pa-lal egyenlő.

1. példa

165,2 g L-leucint és 821,7 g formamidot adagolunk nitrogén atmoszférában egy keverőrendszerrel felszerelt reaktorba. A keveréket kb. 6 órán át 100°C-on tartjuk. Ezután kb. 513 g formamidot távolítunk el desztillációval 20-30 Hgmm nyomáson és 50-60°C üsthőmérsékleten. Ezután 1082 g vizet adunk az elegyhez, majd lehűtjük 20-25°C-ra. Ekkor kénsavval pH 2,5-re állítjuk be. 2 órán át kb. 20°C-on, majd 1 órán át 5°C-on keverjük. A keveréket szűrjük és a szűrőlepényt 100 g pH 2 vízzel öblítjük át. Vákuumban szárítjuk. így 180,3 g N-formil-L-leucint kapunk /kitermelés 90%/, amelynek optikai forgatóképessége /a/_D ²⁰ = -17,7° /c=l etanolban/, azaz tisztasága 98,3%.

Kromatográfiával /TLC vagy GC/ kimutattuk, hogy a leucin tömegének kisebb, mint 0,1%-a és az izoleucin tömegének kisebb, mint 0,01%-a marad vissza.

2. példa

500 kg /3,81 kmol/ L-leucint és 520 kg /11,55 kmol/ formamidot adagolunk nitrogén atmoszférában egy keverőrendszerrel felszerelt reaktorba. A keveréket 96-101°C hőmérsékletre melegítjük és 10 órán át ezen a hőmérsékleten tartjuk. így tiszta, narancssárga oldatot kapunk. Kb. 20°C-on 150 liter ioncserélt vizet adunk az elegyhez. Ezután kicsapjuk az N-formil-L-leucint oly módon, hogy a keveréket kb. 1 óra alatt 1500 liter vízbe öntjük, amelyet 55%-os kénsavval pH 2-3 értékre állítottuk be. A művelet során ezt a pH-t tartjuk fenn 55%-os kénsav adagolásával, és a hőmérsékletet 0-35°C-on tartjuk.

Az N-formil-L-leucin fokozatosan kristályosodik ki. Miután a teljes mennyiségű keveréket beöntöttük a vízbe, a keveréket további 4 órán át pH 2-2,5 értéken és 15°C-on tartjuk.

A keletkezett kristályokat centrifuga segítségével összegyűjtjük, többször mossuk semleges vízzel és kemencében szárítjuk .

így 490 kg N-formil-L-leucint kapunk /kitermelés 81%/, amelynek jellemzői a következők: víztartalom: 0,08 t% o.p.: 139°C tisztasága 98,3% /nagynyomású folyadékkromatográfiával, HPLC-vel vagy titrálással meghatározva/.

3. példa kg L-leucint, 0,68 kg formamidot és 0,35 kg hangyasavat adagolunk nitrogén atmoszférában egy keverőrendszerrel felszerelt reaktorba.

A keveréket kb. 90°C hőmérsékletre melegítjük és 3-4 órán át ezen a hőmérsékleten tartjuk. Ezután 2 liter vizet adunk az elegyhez és 15°C-ra hűtjük le.

Ezután 0,62 kg 55%-os kénsavat adunk az elegyhez és a pH így 2,3-re áll be. A keverést 30 percen át 15°C-on folytatjuk. A keletkezett kristályokat centrifuga segítségével összegyűjtjük, többször mossuk vízzel és szárítjuk.

így 1,05 kg N-formil-L-leucint kapunk /kitermelés 86%/, amelynek tisztasága 98% /HPLC-vel meghatározva/.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Eljárás N-formil-leucin előállítására leucin és formamid reakciójával, azzal jellemezve, hogy amikor a reakció befejeződik, az N-formil-leucint kb. 0°C-40°C hőmérsékleten kicsapjuk oly módon, hogy a reakcióelegyhez vizet és a keverék végső pH-jának 2-3 értékre való beállítására savat adunk.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a leucin és a formamid reakcióját hangyasav jelenlétében végezzük.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a leucint 4 mól/mól leucinnál kisebb mennyiségű formamiddal reagálhatjuk.
4. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kicsapáshoz kb. 1,5-5 tömegrész/tömegrész kiindulási formamid mennyiségű vizet alkalmazunk.
5. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kicsapás során az alkalmazott vizet a reakció eleggyel való összekeverés előtt sav hozzáadásával megsavanyítj uk.
6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kicsapás végrehajtása előtt a reakcióelegyet vízzel hígítjuk.
7. Az 1.-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kicsapás végrehajtása során először a vizet adjuk a reakció elegyhez, majd a keverék pH-ját sav hozzáadásával kb. 2-3-ra állítjuk be.
8. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kicsapás alatt, legalábbis a művelet végén, kb. 2-3 pH értéket tartunk fenn.
9. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kicsapási lépésben a hőmérsékletet kb. 5-20°C értéken tartjuk.
10. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a leucint és a formamidot kb. 80-110°C hőmérsékleten reagáltatjuk.
11. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a reakciót kb. 0,1-2 mól/mól leucin mennyiségű hangyasav jelenlétében végezzük.

A meghatalmazott:

Parragh Gáborn szabadalmi ügyvrv az S.B.G. & K, Nemzetközi

Szabadalmi Iroda tagja H-1062 Budapest, Andrássy út 113. Telefon: 34-24-950, Fax: 34-24-323