PROCESS FOR THE PREPARATION OF AN ALPHA-L-ASPARTYL-L-PHENYLALANINE-ALKYL ESTER

Abstract: 1. A method for preparing an Alpha-L-aspartyl-L-phenylalanine alkyl ester, characterised in a) reacting a divalent alkali salt of L-aspartic acid, having an amino-protective group, with an organic halo ester compound, to form a monovalent, alkali-salt, mixed, anhydride aspartate compound ; and b) condensing the mixed, anhydride, aspartate compound with an alkyl ester of L-phenylalanine under alkaline conditions and reducing the pH to an acidic condition after condensation to free the amino and carboxyl groups, to form a mixture consisting essentially of the alpha and beta alkyl ester of L-aspartyl-L-phenylalanine ; and c) separating the alpha isomer from the alpha and beta mixture.

Description: VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES &alpha;-L-ASPARTYL- L-PHENYLALANTN ALKYL-ESTERS Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines &alpha;-L-Aspartyl-L-Phenylalanin-Alkyl-Esters. Gemäss der US-PS 3.475.403 erfolgt die Herstellung des ss-Benzyl-N-Bensyloxycarbonyl-L-Aspartyl-L-Tyrosin-Methyl- ester anhand Reaktion von N-Benzyloxycarbonyl-L-Asparagin- säure &alpha;-p-Nitrophenol und :-Benzylester und L-Tyrosin Methylester. Laut US-Patent 3.933.781, erfolgt die Herstellung des N-Formyl-&alpha;-L-Aspartyl-L-Phenylalanin unter Verwendung von L-Phenylalanin und N-Formyl-L-Asparagin- anhydrid mit anschliessender Deformylierung und Veresterung zwecks Erhalt der Methylester-Verbindung. Die nach dem Stand der Technik vorliegenden Methoden machen üblicherweise eine Reihe von Prozessphasen sowie den Einsatz verschiedener, kostspieliger Reagenzien erforderlich, die in einem erhöhten Kostenpreis des a-E-Asp art yl-l-Phenylalanin- Dipeptid-Ester zum Ausdruck kommen. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass möglichst kostengünstig und mit möglichst hoher Ausbeute &alpha;-L-Aspartyl-L- Phenylalanin Alkylester und lnsbesondere der ents?'echene Methylester herstellbar ist und dass dabei die Racemisierung und die Bildung von nicht senden Isomer-Verbindungen ve > - mieden werden kann. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch: a) Reaktion eines Alkali-Salzes der Asparaginsäure mit Amino-Schutzgruppe, mit einer organischen Halogen-Ester Verbindung zur Bildung einer monovalenten Alkali-Salz-gemischten-Anhydrid-Aspartat-Verbindung; und b) gondensation der gemischten Anhydrid-Aspartat-Verbindung mit einem Alkylester von L-Phenylalanin unter Alkalinbedingungen und Reduzierung des pH-Wertes auf eine Säure bedingung nach der Kondensation zur Freisetzung der Aminound Carboxylgruppen zur Bildung einer Mischung, im wesentlichen bestehend aus dem Alpha- und Beta-Alkylester des d > L-Aspartyl-L-Phenylalanin. s-Dlpeptid-Alkylester und insbesondere das Methylester, welches die Süssstoff-Verbindung darstellt, können unmittelbar und in hohen Erträgen anhand Reaktion eines bivalenten Alkali-Metallsalzes der Asparaginsäure, in welchem die Amino- gruppe geschützt ist, mit einer neutralisierenden Carboxyl Verbindung, wie beispielsweise eine Halogenester-Verbindung, zwecks Erhalt einer gemischten Alkali-Ester - Anhydrid Aspartat-Verbindung, hergestellt werden. Diese Reaktion der gemischten Anhydrid-Aspartat-Verbindung mit einem Alkylester des L-Phenylalanin- oder jedem anderen Amino-Säure Ester zwecks Bildung des gewünschten Dipeptid und insbesondere der Methylester-Süssstoff-Verbindung. Nach der Erfindung wird zunächst das bivalente Alkali-Salz der L-Asparaginsäure gebildet und zwar üblicherweise mittels Reaktion eines Alkali-Hydroxid, wie z.B. ein Alkali-Metall Hydroxid von Kalium, Natrium oder Lithium, in einer alkoholiscren Lösung, wie Methanol, Äthanol oder ein anderes niedrices Alkanol, mit L-Asparagin-Säure und anschliessender Er hit--a und Rektification der Mischung zur Bildung des biva lerten Alkali-Salzes der L-Asparagin-Säure. Insbesondere bevorzugt wird die Reaktion der L-Asparagin-Säure in einer MethPynol-Kalium-Hydroxid-Lösung zur Bildung des bivalenten taliu.^.salzes. Die Amino-Gruppe des bivalenten Alkali-Salzes wird ge scnützt mittels Reaktion eines Wasserstoffes der Aminogruppe, üblicherweise in situ, nach der Bildung des bivalenten Alkali-Salzes, mit einer organischen Verbindung, welche wiederum mit der Wasserstoffgruppe reagiert. FUr die Reaktion mit der Amino-Gruppe und den Schutz derselben steht eine Vielzahl organischer Verbindungen zur Verfügung. Die eingesetzte Amino Schutz-Verbindung sollte, üblicherweise in situ, mit der Aminogruppe reagiert werden, um die Amino-Ansammlung vor einer weise teren Reaktion während der Reaktion mit dem Halogen Ester zur Bildung des Anhydrid zu schützen. Die Amino-Schutzgruppe sollte im Anschluss an die Kcndensationsphase anhand Reduzierung des pH-Wertes auf einen Säure-pH-Wert oder mittels Hydrierung ausgeschieden werden, um hierdurch eine erneute Bildung der freien Amino-Gruppe und der freien Carboxyl-Gruppe des gewünschten Aspartat zu erreichen. So kann beispielsweise die Amino-Gruppe durch Reaktion mit einem Carbobenzoxyhalogenid, wie ein Carbobenzoxychlorid gemäss der verwandten Patentanmeldung, geschützt werden. Indessen verlangt die Verwendung dieser Verbindung eine getrennte Hydrierungsphase, wie bei dem verwandten Verfahren. Eine bevorzugte Verbindung zum Schutz der Amino-Gruppe besteht in einer Alkyl-Acetoacetat-Verbindung, wie z.B. Methyl-, Äthyl- und Propylacetoacetat. Das amino-geschützte bivalente Alkalisalz des Aspartat wird mit einem Halogenester in ausreichender Menge reagiert, um hierdurch eine Verdrängung einer der Di alkali-Salz-Gruppen und eine Bildung der gemischten Alkali-Halogenester-Anhydrid-Aspartat-Verbindung zu erreichen. Die gemischte Anhydrid-Aspartat-Verbindung sorgt somit für den Schutz sowohl der Carboxyl-Gruppen die eine durch das Alkali-Salz und die andere durch das Halogenester - als auch der Amino-Gruppe. Ublicherweise kann das Halogenester ein Alkyl einschliessen; z.B. C1-C6, Halogen; z.B. Chlor- oder Brom-Alkanoat, wie C1-C4 Alkanoat, wobei eine bevorzugte Verbindung in Form eines Alkylchlorkohlensäureesters, wie Methyl, Äthyl, Propyl, Chlor- oder Bromkohlensäureester, besteht. Die gemischte Anhydrid-Aspartat-Verbindung wird sodann im Rahmen einer Kondensationsreaktion unter Alkali Bedingungen reagiert; z.B. von 8 - 9 pH sowie bei niedriger Temperatur von beispielsweise unter -200C, und zwar mit einem Alkylester des Phenylalanin und insbesondere dem Methylester , zwecks verlangter Her stellung der gewünschten Süssstoff-Verbindung. Die Reaktionsmischung wird anschliessend in pH auf einen Säure-pH-Wert von 2,0 oder darunter - üblicherweise 1,5 und weniger - reduziert, um eine Freisetzung der Amino- und Carboxylgruppen zu erlangen. In diesem Zusammenhang kommt es zur Bildung einer Alpha-Beta Mischung des gewünschten Alkyl-Esters des L-Aspartyl L-Phenylalanin. Die Methode ermöglicht eine direkte Bildung der Alpha-Beta-Mischung der Dipeptid-Verbindung in angemessenen Erträgen, ohne störende Nebenprodukte, sowie zu einem niedrigen Kostenpreis durch die Verwendung preiswerter Reagenzien. Somit bietet die Erfindung die Möglichkeit der direkten Herstellung des gewünschten -Dipeptid-Esters in guten Erträgen mittels Reaktion des Alkali-Salzes der Asparaginsäure mit der geschützten Aminogruppe, in situ, sowie Reaktion des gemischten Anhydrid mit dem L-Phenylalanin-Methylester und nachfolgender Freigabe anhand Reduzierung des pH-Wertes, zwecks Freisetzung des Amins. Dieses Verfahren liefert gleichzeitig sowohl Alpha- als auch Beta-Dipeptid-Ester. Das gewünschte, aus dem Dipeptid-Ester gebildete Isomer wird vorzugsweise in einer grösseren Menge gebildet und zwar abhängig von den angewandten Reaktionsbedingungen. Ublicher- weise schliessen solche Reaktionsbedingungen die Durch führung einer Kondensationsreaktion bei Temperaturen von -200C bis -600C; z.B. -300C bis -400C, und einem pH-Wert von 8 bis 9, üblicherweise 8,5 bis 8,9, ein mit anschliessender Regenerierung der freien Amino- und Carboxylgruppen durch Herabsetzung des pH-Wertes. Bei der Reaktionsmischung handelt es sich im wesentlichen um ein vollständiges Alpha- und Beta-Dipeptid, wobei das Alpha-Isomer in grösserer Menge vorliegt. Das unerwünschte Beta-Dipeptid-Ester kann mühelos von dem Alpha-Isomer anhand der bekannten Verfahren getrennt werden. Die Erfindung mach keine erhöhte Anzahl von vorzunehmenden Schritten und keine kostspieligen Reagenzien erforderlich und kann ohne weiteres für die industrielle Anwendung eingesetzt werden. Die Verfahrensbedingungen eines jeden Schrittes der Methode können unterschiedlich sein. Bei der Bildung des Alkali-Esters der Asparaginsäure sollte indessen eine ausreichende stöchiometrische Konzentration für die Herstellung des bivalenten Alkali-Ester-Aspartat, sowie ausreichende Mengen der Amino-Schutz-Verbindung angewandt werden, um einen Schutz der Amino-Gruppe der Alkali-Aspartat-Verbindung zu erreichen. Danach sollte eine ausreichende stöchiometrische Menge des Halogenesters vorgesehen werden im Hinblick auf die Reaktion und die Verdrängung einer der Alkali-Salzgruppe zur Bildung der Mono- lkali-Monohalogen-Ester-Anhydrid- gemischten Verbindung. Im Anschluss daran erfolgt die Kondensationsreaktion unter Verwendung einer stöchiometrischen Konzentration des L-Phenylalanin unter Alkalin-Bedingungen sowie bei niedrigen Temperaturen, und die anschliessende Reduzierung zur Freisetzung der Aminogruppe wie auch der Carboxylgruppe zwecks Bildung des Dipeptid. Die Erfindung ist nachstehend in Form eines allgemeinen schematischen Ablaufs dargestellt: EMI6.1 R ist hierbei ein monovalentes Metall-Alkali; Rt eine reaktive Amino-Verbindung; R" eine Ester-Gruppe des Halogenesters; X eine Halogengruppe und R''' eine Alkyl-Gruppe. Eine bevorzugte, spezifische Reaktionsfolge, mit Verwendung einer spezifischen Verbindung, ist wie folgt dargestellt: EMI8.1 Die Methode gemäss der Erfindung soll in Verbindung mit bestimmten, bevorzugten Durchführungen beschrieben werden. Die im Fachbereich qualifizierten Personen können indessen verschiedene Änderungen und Umstellungen im Hinblick auf die aufgezeigten Durchführungen im Sinne und entsprechend dem Zweck der Erfindung vornehmen. Beispiel 1 Herstellung des Dikalium-L-Aspartyl N-3-Ketobutenoat In einen Dreihalskolben wurden 360 ml Methanol (über Molekularsieben destilliert) sowie 44,8 g Kalium Hydroxid gegeben. Der Kolben wurde mit einem Kondensator und einem angetriebenen Rührwerk verbunden. Der Inhalt wurde unter Rühren bis auf 45 C erhitzt, bis eine klare Lösung erlangt wurde. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wurden langsam und unter ständigem Rühren 45,2 g L.Asparaginsäure hinzugegeben. Der Inhalt wurde erneut 15 Minuten lang einem Rücklauf ausgesetzt. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur wurden langsam 40,1 ml Methylacetoacetat in 197 ml wasserfreiem Methanol hinzugefügt und ein 1/2-stündiger Rücklauf vorgenommen. Das Methanol wurde vollständig unter Vakuum abgestreift und der Inhalt zu 500 ml 2-Propanol hinzugegeben. Der gebildete weisse Niederschlag wurde abgefiltert und über Kalium-Hydrpxid in einem Vakuumtrockner getrocknet. Der Gesamtertrag dieses Produktes lag bei 97 bis 98%. Beispiel 2 Kondensation des Kaliumsalzes des L-Aspartyl mit dem Phenylalanin-Ester 4,6 g Dikalium-L-Aspartyl N-3-Ketobutenoat wurden in einen 500 ml Dreihalskolben, ausgerüstet mit Rührwerk, Thermometer und einem Kalziumchlorid-Rohr, gefüllt. Azeton (40 ml) wurde hinzugefügt und bei -550C 10 Minuten lang gerührt. Bei weiterem Rühren wurde Äthyl-Chlorkohlensäure- ester (2,0 ml) hinzugegeben mit anschliessender Hinzufügung von 5 Tropfen N-Methyl-Morpholine. Nach Unterbrechung der Abkühlung wurde die Temperatur auf -300C angehoben und die Mischung bei -300C bis -400C 30 bis 60 Minuten lang, vorzugsweise 45 Minuten, gerührt. Nach Ablauf dieser Zeit wurde sie auf -70 C abgekühlt und durch ein Kieselgur-Tuch gefiltert. Das Filtrat wurde bei -550C belassen. Zu dem gemischten, bei -55 C belassenen Anhydrid wurde Phenylalanin-Methylester-Hydrochlorid (4,2 g) in 10 ml, mit Triäthylamin neutralisiertem Wasser hinzugefügt und der pH-Wert auf 8,5 bis 8,9 ausgerichtet. Der Inhalt wurde bei -400C bis -300C 1 1/2 Stunden lang gerührt. Nach Ablauf dieser Reaktionszeit, wurden zunächst 25 ml Wasser und anschliessend konzentrierter Chlorwasserstoff hinzugegeben und hierdurch der pH-Wert auf 1,5 gebracht. Die Mischung wurde erneut bei 0 C 10 Minuten lang gerührt. Sie wurde anschliessend mit Dichlormethan extrahiert (2 x 70 ml) und die wasserhaltige Schicht auf einen pH-Wert von 4,1 ausgerichtet. Von der hierbei entstandenen wässerigen Lösung wurde auf einer Silikagel-Säule eine Chromatographie angefertigt im Hinblick auf den Erhalt eines reinen A-L-Aspartyl- L-Phenylalanin-Methylesters. Ein Teil der wässerigen Lösung wurde kristallisiert bei OOC, um hierdurch das cC-L-Aspartyl-L-Phenylalanin-Methylester zu erreichen. Das Produkt wurde mittels Schmelzpunkt (2350C bis 36 0C) m. mpt und TLC Vergleich mit einer authentischen, handelsüblichen Probe ermittelt. Die Erträge der oC- und ss-Isomere lagen qualitativ bei 60: 3'5%.

Claims: PatentansprAche: 1. Verfahren zur Herstellung eines #¯L-Aspartyl-L- Phenylalanin-Alkyl-Esters, gekennzeichnet durch: a) Reaktion eines Alkali-Salzes der Asparaginsäure mit Amino-Schutzgruppe, mit einer organischen Halogen-Ester Verbindung zur Bildung einer monovalenten Alkali-Salz-gemischten-Anhydrid-Aspartat-Verbindung; und b) Kondensation der gemischten Anhydrid-Aspartat-Verbin- dung mit einem Alkylester von L-Phenylalanin unter Alkalin- bedingungen und Reduzierung des pH-Wertes auf eine Säurebedingung nach der Kondensation zur Freisetzung der Aminound Carboxylgruppen zur Bildung einer Mischung, im wesentlichen bestehend aus dem Alpha- und Beta-Alkylester des cC-L-Aspartyl-L-Phenylalanin. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Alkali-Salz ein Kaliumsalz ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Reaktion eines Alkyl-Acetoacetats mit der Amino-Gruppe, in situ, zum Schutz der Amino-Gruppe vor der Reaktion mit der Halogen-Ester-Verbindung. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogen-Ester-Verbindung ein Alkyl-Halogenformiat ist. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Halogenester ein Alkyl-Chlorkohlensäureester ist. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkyl-Ester des L-Phenylalanin Methylester ist. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensation bei einem pH-Wert von 8 bis 9 und einer Temperatur von -200C bis -600C erfolgt. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert im Anschluss an die Kondensation auf 1,5 oder weniger gesenkt wird. 9. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Trennung des d-Isomers von der Alpha- und Beta-Mischung. 10. Verfahren zur Herstellung eineso(-L-Aspartyl-L- Phenylalanin-Methylesters gekennzeichnet durch: a) Reaktion von L-Asparagin-Säure mit einem alkoholischen Metall-Alkali-Hydroxid zur Bildung des bivalenten Alkali Salzes der Asparagin-Säure; b) Reaktion der freien Amino-Gruppe des Alkali-Salzes, in situ, mit einem Alkyl-Acetoacetat zum Schutz der Amino Gruppe; c) Reaktion des amino-geschützten, bivalenten Alkali-Salzes der Asparaginsäure mit einem Alkyl-Halogenformiat zur Bildung einer monovalenten, gemischten Anhydrid-Aspartat Verbindung; d) Kondensation der gemischten Anhydrid-Aspartat-Verbindung mit einem Methylester des L-Phenylalanin bei einem pH-Wert von etwa 8 bis 9 und einer Temperatur von unter -200C; e) Senkung des pH-Wertes der Reaktionsmischung von Schritt d) auf eine Säurebedingung zur Freisetzung der Amino- und Carboxylgruppen und Bildung einer Mischung von Alpha- und Beta Methylester; und f) Trennung des Alpha- und Beta-Methylesters zur Rück- gewinnung des &alpha;-L-Aspartyl-L-Phenylalanin-Methylesters.

Inventors: DWIVEDI, BASANT K., SAMPATHKUMAR, PRATHIVADIBHAYANKARAM S.
Applicants: CHIMICASA GMBH
Application year: 1981
Main classification: C07C103
IPC codes: C07K5, C07C231