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DE19937825B4 - Process for the reduction of hydroxyketo-carboxylic acids and their esters - Google Patents

Process for the reduction of hydroxyketo-carboxylic acids and their esters Download PDF

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DE19937825B4
DE19937825B4 DE19937825A DE19937825A DE19937825B4 DE 19937825 B4 DE19937825 B4 DE 19937825B4 DE 19937825 A DE19937825 A DE 19937825A DE 19937825 A DE19937825 A DE 19937825A DE 19937825 B4 DE19937825 B4 DE 19937825B4
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Diketocarbonsäuren oder Hydroxyketocarbonsäuren oder deren Estern, bei dem in Gegenwart von Lactobacillus-Arten wenigstens eine Ketogruppe zu einer Hydroxygruppe umgesetzt wird.The present invention relates to a process for the reduction of diketocarboxylic acids or hydroxyketocarboxylic acids or their esters, in which at least one keto group is converted to a hydroxy group in the presence of Lactobacillus species.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Hydroxyketocarbonsäuren oder deren Estern zu Hydroxyverbindungen.The The present invention relates to a process for the reduction of hydroxyketocarboxylic acids or their esters to hydroxy compounds.

Optisch aktive Hydroxyverbindungen sind wertvolle chirale Bausteine. So sind chirale Diole wichtige Grundstoffe für eine Vielzahl von Wirkstoffen in der Pharmazie und im Pflanzenschutz sowie für Katalysatoren.optical active hydroxy compounds are valuable chiral building blocks. So Chiral diols are important ingredients for a variety of drugs in pharmacy and crop protection as well as for catalysts.

Zur Herstellung von chiralen Verbindungen können biotechnologische Verfahren angewendet werden, die entweder unter Verwendung ganzer Mikroorganismen-Zellen oder mittels isolierter Enzyme arbeiten.to Production of chiral compounds can be biotechnological processes be applied either using whole microorganism cells or by means of isolated enzymes work.

Geeignete Enzyme zur Synthese von Alkoholen sind u.a. Oxidoreduktasen, die in der EP 0456107 A2 (gewonnen aus Lactobacillus kefir), der EP 0796914 A2 und der PCT/DE 99/00848 (aus Lactobacillus brevis) beschrieben sind. Die Synthesen erfordern allerdings die Zugänglichkeit zu den geeigneten Enzymen, den Zusatz eines löslichen Coenzyms (NADH, NADPH) und ein Coenzym-Regenerierungssystem. Ebenso wird in der WO 97/00968 der Einsatz von Reduktasen für die Reduktion von Ketogruppen beschrieben.Suitable enzymes for the synthesis of alcohols include oxidoreductases, which are known in the EP 0456107 A2 (obtained from Lactobacillus kefir), the EP 0796914 A2 and PCT / DE 99/00848 (from Lactobacillus brevis). However, the syntheses require accessibility to the appropriate enzymes, the addition of a soluble coenzyme (NADH, NADPH) and a coenzyme regeneration system. Likewise, WO 97/00968 describes the use of reductases for the reduction of keto groups.

Ferner wird in der US-PS 5,342,767 ein Verfahren beschrieben, bei dem unter Einsatz von Alkohol-Dehydrogenase aus Lactobacillus kefir eine Reduktion durchgeführt wird.Furthermore, in the U.S. Patent 5,342,767 a method is described in which a reduction is carried out using alcohol dehydrogenase from Lactobacillus kefir.

In der DE 196 10 984 A1 wird ebenfalls ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Alkohol-Dehydrogenase zum Einsatz kommt. Neben den gereinigten Enzymen können auch ganze Zellen verwendet werden. Gegenstand dieser Erfindung ist jedoch nicht die Umsetzung von Verbindungen mit zwei oder mehr Ketogruppen. Ebenso betrifft das Verfahren nicht die Umsetzung von Keto-Carbonsäuren und. deren Estern.In the DE 196 10 984 A1 Also, a method is described in which an alcohol dehydrogenase is used. In addition to the purified enzymes, whole cells can also be used. However, the subject of this invention is not the reaction of compounds having two or more keto groups. Likewise, the method does not relate to the reaction of keto carboxylic acids and. their esters.

Mikroorganismen stellen eine kostengünstige Alternative zu Enzymen dar. Allerdings ergeben diese Verfahren häufig niedrige Ausbeuten (F. Aragazzini et al., Appl. Microbiol. Biotechnol. (1986) 24, 175–177). Außerdem treten häufig ausbeutemindernde Nebenreaktionen auf und die Produkte besitzen nicht immer eine ausreichende Enantiomerenreinheit. Die Produktausbeute und -qualität hängen stark vom verwendeten Stamm und den Anzuchtbedingungen ab.microorganisms make a cost-effective Alternative to enzymes. However, these methods often yield low Yields (F. Aragazzini et al., Appl. Microbiol. Biotechnol. (1986). 24, 175-177). Furthermore occur frequently yield-reducing side reactions and possess the products not always sufficient enantiomeric purity. The product yield and quality hang strongly depending on the strain used and the conditions of cultivation.

Aus der EP 0569 998 A2 ist schließlich ein Verfahren bekannt, bei dem verschiedene Mikroorganismen zur Reduktion von Ethergruppen enthaltenden Diketoestern eingesetzt werden. Zu den nach der Beschreibung dieser Erfindung einsetzbaren Mikroorganismen zählen zahlreiche Hefen und Bakterien, jedoch nicht Lactobacillus-Arten.From the EP 0569 998 A2 Finally, a method is known in which various microorganisms are used for the reduction of ether-containing diketo esters. The microorganisms usable in the description of this invention include many yeasts and bacteria, but not Lactobacillus species.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Reduktion von Hydroxyketocarbonsäuren oder deren Estern, das die geschilderten Nachteile nicht mehr aufweist. Unter Hydroxygruppen sind hier auch mit Schutzgruppen maskierte Hydroxygruppen zu verstehen.object The present invention accordingly provides a method of reduction of hydroxyketocarboxylic acids or their esters, which no longer has the described disadvantages. Hydroxy groups are also here masked with protective groups To understand hydroxy groups.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Verfahren zur Reduktion von Hydroxyketocarbonsäuren oder deren Estern bei dem in Gegenwart von Lactobacillus-Arten die Ketogruppe zu einer Hydroxygruppe umgesetzt wird.The The invention is characterized by a method for the reduction of Hydroxyketocarbonsäuren or their esters in the presence of Lactobacillus species the keto group is converted to a hydroxy group.

Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung beinhaltet insbesondere die katalytische Reduktion der prochiralen 3,5-Dioxocarbonsäurenderivate gemäß Formel 1:

Figure 00020001
A, B = C=O oder CHOΣ, wobei A ≠ B und Σ = H oder Schutzgruppe für die Hydroxyfunktion.
R1, R2 = H oder eine Komponente aus der Gruppe Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl, Aralkyl, Cycloalkylalkyl, wobei die Komponenten auch einfach oder mehrfach mit den Heteroatomen Si, N, P, O, S, F, Cl, Br oder I substituiert oder vollständig durch Heteroatome ersetzt sein können.
R3 = H, Metallkationen oder eine Komponente aus der Gruppe Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl, Aralkyl, Cycloalkylalkyl, wobei die Komponenten auch einfach oder mehrfach mit den Heteroatomen Si, N, P, O, S, F, Cl, Br oder I substituiert sein können.
Y = eine Komponente aus der Gruppe Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl, Aralkyl, Cycloalkylalkyl, wobei die Komponenten auch einfach oder mehrfach mit den Heteroatomen Si, N, P, O, S, F, Cl, Br oder I substituiert sein können. Ausgeschlossen wird X-CH2-O-CH2-, wobei X = Alkyl, Aryl, Cycloalkyl, Aralkyl oder Cycloalkylalkyl sein kann. Unter den Halogenen sind Fluor und Chlor besonders bevorzugt.
n = 0-10.The process according to the present invention comprises, in particular, the catalytic reduction of the prochiral 3,5-dioxocarboxylic acid derivatives according to formula 1:
Figure 00020001
A, B = C = O or CHOΣ, where A ≠ B and Σ = H or protective group for the hydroxy function.
R 1 , R 2 = H or a component from the group alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, aralkyl, cycloalkylalkyl, where the components are also monosubstituted or polysubstituted by the heteroatoms Si, N, P, O, S, F , Cl, Br or I can be substituted or completely replaced by heteroatoms.
R 3 = H, metal cations or a component from the group consisting of alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, aralkyl, cycloalkylalkyl, where the components are also mono- or polysubstituted by the heteroatoms Si, N, P, O, S, F, Cl, Br or I can be substituted.
Y = a component from the group consisting of alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, aralkyl, cycloalkylalkyl, where the components are also monosubstituted or polysubstituted by the heteroatoms Si, N, P, O, S, F, Cl, Br or I. may be substituted. Excluded is X-CH 2 -O-CH 2 -, where X = alkyl, aryl, cycloalkyl, aralkyl or cycloalkylalkyl may be. Among the halogens, fluorine and chlorine are particularly preferred.
n = 0-10.

Unter Alkyl sind sowohl geradkettige als auch verzweigte gesättigte Kohlenstoff Ketten zu verstehen. Beispielhaft können Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, t-Butyl, Pentyl, i-Pentyl, n-Hexyl, i-Hexyl genannt werden.Under Alkyl is both straight-chain and branched saturated carbon To understand chains. By way of example, methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, t-butyl, pentyl, i-pentyl, n-hexyl, i-hexyl.

Mit Alkenyl sind geradkettige und verzweigte ungesättigte Kohlenwasserstoffe bezeichnet, für die beispielhaft Vinyl, 1-Propenyl, Allyl, Butenyl, i-Butenyl genannt werden können.With Alkenyl are called straight-chain and branched unsaturated hydrocarbons, for the exemplified by vinyl, 1-propenyl, allyl, butenyl, i-butenyl can be.

Mit Alkinyl sind geradkettige und verzweigte ungesättigte Kohlenwasserstoffe bezeichnet, die wenigstens eine -C≡C- Bindung enthalten, wie beispielsweise Ethinyl oder Propinyl.With Alkynyl is called straight-chain and branched unsaturated hydrocarbons, the at least one -C≡C- Contain binding, such as ethynyl or propynyl.

Von dem Begriff Cycloalkyl werden gesättigte, ringförmige Kohlenwasserstoffketten umfaßt, die aus drei, vier, fünf, sechs oder sieben Kohlenwasserstoffatomen bestehen.From The term cycloalkyl will be saturated, annular hydrocarbon chains comprises those from three, four, five, consist of six or seven hydrocarbon atoms.

Cycloalkenyl bezeichnet ungesättigte, ringförmige Kohlenwasserstoffe, mit fünf, sechs, sieben oder acht Kohlenstoffatomen. Unter Aryl sind aromatische Systeme, eingeschlossen Heteroaromaten und substituierte aromatische Systeme, wie z. B. Phenyl, p-Methylphenyl oder Furanyl zu verstehen.cycloalkenyl denotes unsaturated, annular Hydrocarbons, with five, six, seven or eight carbon atoms. Aryl is aromatic Systems, including heteroaromatic and substituted aromatic Systems, such. As phenyl, p-methylphenyl or furanyl to understand.

Unter Aralkyl sind Arylreste zu verstehen, die über Alkylgruppen angebunden sind, z. B. ein Benzylrest.Under Aralkyl are aryl radicals linked via alkyl groups are, for. B. a benzyl radical.

Unter den Begriff Cycloalkylalkyl fallen Cycloalkylreste, die über Alkylgruppen gebunden sind.Under the term cycloalkylalkyl includes cycloalkyl radicals which are via alkyl groups are bound.

Ebenso sind Reaktionen der Verbindungen gemäß der Formeln 2 und 3 möglich.As well reactions of the compounds according to formulas 2 and 3 are possible.

Figure 00030001
Figure 00030001

Hierbei haben R1, R2, R3 und Y dieselbe Bedeutung wie in Formel 1.
Σ = H oder Schutzgruppen für die Hydroxyfunktionen.
Here, R 1 , R 2 , R 3 and Y have the same meaning as in formula 1.
Σ = H or protective groups for the hydroxy functions.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können demgemäß insbesondere 3,5-Dihydroxycarbonsäurederivate der im folgenden dargestellten Formel 4 erzeugt werden:

Figure 00040001
Hierbei haben R1, R2, R3 und Y dieselbe Bedeutung wie in Formel 1.
Σ = H oder Schutzgruppe für die Hydroxyfunktion.Accordingly, in particular 3,5-dihydroxycarboxylic acid derivatives of the formula 4 shown below can be produced by the process according to the invention:
Figure 00040001
Here, R 1 , R 2 , R 3 and Y have the same meaning as in formula 1.
Σ = H or protective group for the hydroxy function.

Insbesondere können mit den erfindungsgemäßen Verfahren, im Gegensatz zum Stand der Technik, Verbindungen gemäß den Formeln 2 und 3 als Substrate umgesetzt werden.Especially can with the method according to the invention, in contrast to the prior art, compounds according to the formulas 2 and 3 are reacted as substrates.

Je nach Konfiguration an den Stereozentren C-3 und C-5 können die erfindungsgemäß hergestellten 3,5-Dihydroxycarbonsäurederivate der Formel 4 zielgerichtet bei der Synthese chiraler Naturstoffe, Pharma- und Agrowirkstoffe, Katalysatoren und Hemmstoffen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind HMG-CoA-Reduktase-Inhibitoren des Mevinsäure-Typs und Lipase-Hemmer des Lipstatin-Typs.ever after configuration at the stereocenters C-3 and C-5, the 3,5-dihydroxycarboxylic acid derivatives prepared according to the invention of Formula 4 in the synthesis of chiral natural products, Pharmaceutical and agroactive agents, catalysts and inhibitors used become. Examples of this are HMG-CoA reductase inhibitors of the mevinic acid type and lipase inhibitors of the lipstatin type.

Andere Natur- oder Wirkstoffe verlangen andere Konfigurationen der stereogenen Zentren in Position C-3 und C-5. Auch dies ist mit der vorliegenden Erfindung möglich.Other Natural or active ingredients require different stereogenic configurations Centers in positions C-3 and C-5. Again, this is with the present Invention possible.

Vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Reduktion von 3,5-Dioxocarbonsäurederivaten durch regioselektive Einführung einer Hydroxygruppe in Position C-3 oder C-5 erfolgen, wobei ein Produkt mit r-Konfiguration erhalten wird. Zu dem Begriff r-Konfiguration sei beispielhaft an Formel 2 folgendes ausgeführt:
In der Formel 2 tritt die OΣ-Gruppe in 5-Position aus der Papierebene hervor, während Y und die Kohlenstoffatome des Kohlenstoffgrundgerüstes in der Papierebene liegen:

Figure 00050001
Before carrying out the process according to the invention, reduction of 3,5-dioxocarboxylic acid derivatives can be effected by regioselective introduction of a hydroxy group in position C-3 or C-5, giving a product of r-configuration. For the term r-configuration, the following is an example of formula 2:
In Formula 2, the OΣ group emerges at the 5-position from the paper plane, while Y and the carbon atoms of the carbon backbone are in the paper plane:
Figure 00050001

Diese Konfiguration wird im folgenden unabhängig von Y als r-Konfiguration bezeichnet.These Configuration will be independent of Y as r configuration below designated.

Bei der Reduktion von 3,5-Dioxocarbonsäurederivaten ist eine gezielte Festlegung der Stereozentren in den Position C-2 und C-4 möglich. Dies gilt insbesondere für den Fall, daß R1 und R2 von H verschieden sind und R1 beispielsweise eine Methylgruppe darstellt. Sowohl die Enantiomerenreinheit als auch die Diastereomerenreinheit sind hierbei sehr hoch (> 95%).In the reduction of 3,5-Dioxocarbonsäurederivaten targeted determination of the stereocenters in the position C-2 and C-4 is possible. This is especially true in the case where R 1 and R 2 are different from H and R 1 is, for example, a methyl group. Both the enantiomeric purity and the diastereomeric purity are very high (> 95%).

Erfindungsgemäß können mit dem Reduktionsverfahren auch Gemische hergestellt werden, die Verbindungen mit unterschiedlichen Hydroxygruppen-Gehalten aufweisen. Beispiele hierfür sind Gemische, die aus Verbindungen der Formeln 2, 3 und 4 bestehen, wobei R1, R2 = H; Y = -CH3 oder -CH2Cl und R3 = C(CH3)3. Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit Lactobacillus-Arten durchgeführt. In Betracht kommen grundsätzlich alle Lactobacillus-Arten. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung von Lactobacillus kefir und Lactobacillus brevis.According to the invention, the reduction process can also be used to prepare mixtures which have compounds with different hydroxyl group contents. Examples thereof are mixtures consisting of compounds of formulas 2, 3 and 4, wherein R 1 , R 2 = H; Y = -CH 3 or -CH 2 Cl and R 3 = C (CH 3 ) 3 . The method according to the invention is carried out with Lactobacillus species. In principle, all Lactobacillus species come into consideration. However, particularly preferred is the use of Lactobacillus kefir and Lactobacillus brevis.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter üblichen Fermentationsbedingungen und in den üblichen Reaktoren durchgeführt werden.The inventive method can be under usual Fermentation conditions and be carried out in the usual reactors.

Als Cosubstrat kann ein leicht metabolisierbares Kohlenstoff-haltiges Substrat, z.B. Glukose verwendet werden. Dadurch werden die bei der Umsetzung verbrauchten Reduktionsäquivalente nachgeliefert.When Cosubstrate can be an easily metabolizable carbonaceous material Substrate, e.g. Glucose can be used. This will be the case Reduction equivalents consumed in the implementation.

Die Reaktionen werden erfindungsgemäß bei Temperaturen von 10 bis 50°C, bevorzugt von 15 bis 40°C durchgeführt.The Reactions according to the invention at temperatures from 10 to 50 ° C, preferably from 15 to 40 ° C carried out.

Der pH-Wert liegt bei 2 bis 10, bevorzugt zwischen 4 und 8. Zur Sicherstellung eines geeigneten pH-Wertes kann jede in der Fermentationstechnik übliche Puffersubstanz eingesetzt werden. Dies sind z. B. Triethanolamin, Phosphat-Puffer, Phosphat-Citrat-Puffer, 2-Amino-2-(hydroxymethyl)-1,3-propandiol-Puffer, 2-[N-Morpholino]ethansulfonsäure-Puffer (MES) oder Tris-Puffer. Die Konzentrationsbereiche für die Puffer liegen vorteilhafterweise zwischen 50 und 500 mmol/l.Of the pH is 2 to 10, preferably between 4 and 8. To ensure A suitable pH can be any buffer substance customary in fermentation technology be used. These are z. Triethanolamine, phosphate buffer, phosphate citrate buffer, 2-amino-2- (hydroxymethyl) -1,3-propanediol buffer, 2- [N-morpholino] ethanesulfonic acid buffer (MES) or Tris buffer. The concentration ranges for the buffers are advantageously between 50 and 500 mmol / l.

Als Reaktoren können ebenfalls alle bekannten Reaktortypen Verwendung finden. So können sowohl herkömmliche Rührreaktoren als auch Festbettreaktoren eingesetzt werden.When Reactors can also find all known reactor types use. So both conventional stirred reactors as well as fixed bed reactors are used.

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens entfallen vor allem kostenintensive und umweltbelastende Racemat-, oder Diastereomerentrennungen. Die in einer diastereoselektiven Synthese erforderliche Anbindung und Abspaltung einer stöchiometrischen Menge einer homochiralen Hilfsgruppe wird vermieden. Weiterhin ist das Kohlenstoffgerüst der Dihydroxycarbonsäureester in den Ausgangsverbindungen bereits komplett, das heißt, die Stereozentren werden erst zu einem späteren Zeitpunkt in die Gesamtsynthesesequenz eingeführt. Dadurch wird der Verlust an homochiralem Material niedrig gehalten. Gleichzeitig werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sehr hohe Stereoselektivitäten erzielt. Durch die Verwendung ganzer Zellen entfällt außerdem die Notwendigkeit, zusätzlich kostenintensive Coenzyme und Coenzym-Regenerierungssysteme in die Reaktionen einzusetzen.When using the method according to the invention, especially cost-intensive and environmentally harmful racemate or diastereomer separations are eliminated. Required in a diastereoselective synthesis Connection and removal of a stoichiometric amount of a homochiral auxiliary group is avoided. Furthermore, the carbon skeleton of the Dihydroxycarbonsäureester in the starting compounds is already complete, that is, the stereocenters are introduced at a later date in the overall synthesis sequence. This keeps the loss of homochiral material low. At the same time very high stereoselectivities are achieved with the method according to the invention. The use of whole cells also eliminates the need to include additional costly coenzymes and coenzyme regeneration systems in the reactions.

Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen gemäß Formel 4 können insbesondere zur Herstellung von chiralen Naturstoffen, Pharma- und Agrowirkstoffen, Katalysatoren und Hemmstoffen eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind HMG-CoA-Reduktase Inhibitoren des Mevinsäure-Typs und Lipase-Hemmer des Lipstatin-Typs.The produced according to the invention Compounds according to formula 4 can especially for the production of chiral natural products, pharmaceuticals and agroactive agents, catalysts and inhibitors. Examples of this For example, HMG-CoA reductase inhibitors are mevinic acid-type and lipase inhibitors are lipstatin-type.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben:in the The invention is described in more detail below with reference to examples:

Beispiel 1: Herstellung von Lactobacillus-Zellen (Lactobacillus kefir)Example 1: Preparation of Lactobacillus cells (Lactobacillus kefir)

Zellen für die Reduktion können erhalten werden, indem eine Stammkultur von Lactobacillus kefir (z.B. DSM 20587) in folgendem Medium vermehrt wird:
Pro 1 L: 10 g Caseinpepton, tryptisch verdaut; 10 g Fleischextrakt; 5 g Hefeextrakt, 20 g Glucose; 1 g Tween 80; 2 g K2HPO4; 5 g Na-acetat; 2 g Diammoniumcitrat; 0,2 g MgSO4 × 7 H2O; 0,05 g MnSO4 × H2O; pH = 6,2–6,5. Nach 24 Std. Wachstum werden die Zellen durch Zentrifugation geerntet. Sie können durch Einfrieren gelagert werden.
Cells for reduction can be obtained by propagating a stock culture of Lactobacillus kefir (eg DSM 20587) in the following medium:
Per 1 L: 10 g of casein peptone, tryptically digested; 10 g meat extract; 5 g of yeast extract, 20 g of glucose; 1 g Tween 80; 2 g K 2 HPO 4 ; 5 g of Na acetate; 2 g of diammonium citrate; 0.2 g of MgSO 4 .7H 2 O; 0.05 g of MnSO 4 .H 2 O; pH = 6.2-6.5. After 24 hours of growth, the cells are harvested by centrifugation. They can be stored by freezing.

Das folgende Beispiel 2 zeigt die Herstellung von 3,5-Dihydroxycarbonsäurederivaten IV durch das erfindungsgemäße Verfahren mit der Möglichkeit einer vorgeschalteten Reduktion (nicht erfindungsgemäß) von 3,5-Diketocarbonsäurederivaten mit Lactobacillus kefir.The Example 2 below shows the preparation of 3,5-dihydroxycarboxylic acid derivatives IV by the inventive method with the possibility an upstream reduction (not according to the invention) of 3,5-Diketocarbonsäurederivaten with Lactobacillus kefir.

Beispiel 2:Example 2:

Synthese der sekundären Alkohole (S)-II, (R)-III und (3R, 5S)-IV (Formelschema I)Synthesis of secondary alcohols (S) -II, (R) -III and (3R, 5S) -IV (Scheme I)

Die im folgenden beschriebene Ganzzelltransformationen wird bei Raumtemperatur mit Zellen von Lactobacillus kefir durchgeführt, die wie unter Beispiel 1 beschrieben erhalten werden. Diketoverbindung I wird dargestellt wie beschrieben in M. Wolberg, W. Hummel, M. Müller, DE 19847302 A , 1998.The whole cell transformations described below are carried out at room temperature with cells of Lactobacillus kefir obtained as described in Example 1. Diketo compound I is prepared as described in M. Wolberg, W. Hummel, M. Müller, DE 19847302 A , 1998.

Figure 00080001
Figure 00080001

Durchführung der mikrobiellen ReduktionCarrying out the microbial reduction

In einem 50 ml Becherglas werden 0.61 g Feuchtzellmasse in 0.5 ml Phosphat-Citrat-Puffer (250 mM, pH 5.5) unter Rühren suspendiert. Von dieser Zellsuspendion werden 0.9 ml mit 1 ml Glucose-Lösung (5 M, autoklaviert), 8 ml Phosphat-Citrat-Puffer (250 mM, pH 5.5) und 50 μl 6-Chlor-3,5-dioxo-hexansäuretert-Butylester (I) versetzt. Das Reaktionsgemisch wird mit einem Magnetrührer gerührt.In To a 50 ml beaker add 0.61 g of wet cell mass in 0.5 ml of phosphate-citrate buffer (250 ml.) mM, pH 5.5) with stirring suspended. 0.9 ml of this cell suspension are mixed with 1 ml of glucose solution (5 M, autoclaved), 8 ml of phosphate-citrate buffer (250 mM, pH 5.5) and 50 μl of 6-chloro-3,5-dioxo-hexanoic acid tert-butyl ester (I) offset. The reaction mixture is stirred with a magnetic stirrer.

Reaktionskontrollereaction monitoring

Nach 1 h, 2 h, 6.5 h und 10.5 h werden Proben gezogen. Dazu gibt man 40 μl der Reaktionslösung zu 200 μl Essigsäureethylester, schüttelt aus und analysiert die organische Phase gaschromatographisch, wobei ein Quadrupol- Massenspektrometer mit Elektronenstoßionisation (70 eV) als Detektor zum Einsatz kommt (GC-MS-Kopplung).
GC-Kapillarsäule: HP-5MS (5% Phenyl-Methyl-Siloxan; 30.0 m × 250 μm × 0.25 μm nominal)
Temperaturprogramm: 1 min 60°C, dann auf 280°C (15°C/min)
Gasfluß: 1.0 ml/min Helium
Injektion: split 50 : 1 Retentionszeiten: I: 8.21 min (S)-II: 8.10 und 8.84 min (s. u.) (R)-III: 9.06 min (3R,5S)-IV: 9.26 min
After 1 h, 2 h, 6.5 h and 10.5 h, samples are taken. To this is added 40 .mu.l of the reaction solution to 200 .mu.l of ethyl acetate, shaken out and analyzed the organic phase by gas chromatography, using a quadrupole mass spectrometer with electron impact ionization (70 eV) as a detector (GC-MS coupling).
GC capillary column: HP-5MS (5% phenyl-methyl-siloxane; 30.0 m × 250 μm × 0.25 μm nominal)
Temperature program: 1 min 60 ° C, then to 280 ° C (15 ° C / min)
Gas flow: 1.0 ml / min helium
Injection: split 50: 1 retention times: I: 8.21 min (S) -II: 8.10 and 8.84 min (see below) (R) -III: 9:06 min (3R, 5S) -IV: 9:26 min

Die Diketoverbindung I wird als Furanon nachgewiesen, ebenso der Hydroxyketoester (R)III (HCl-Abspaltung im Injektor, siehe auch Formelschema IV). Der Hydroxyketoester (S)-II erzeugt durch partielle thermische Lactonbildung im GC-Injektor zwei Signale.The Diketo compound I is detected as furanone, as is the hydroxyketoester (R) III (HCl elimination in the injector, see also formula scheme IV). The hydroxyketoester (S) -II is produced by partial thermal lactone formation in the GC injector two signals.

Anhand der Chromatogramme kann der Verlauf der mikrobiellen Reduktion verfolgt werden: In den ersten beiden Proben lassen sich wachsende Anteile der Hydroxyketone (S)-II und (R)-III erkennen, während in den zu späteren Zeitpunkten entnommenen Proben das Signal für die Dihydroxyverbindung (3R,5S)-IV an Intensität gewinnt. Da gleichzeitig die Signale für die Hydroxyketone (S)-II und (R)-III wieder an Intensität verlieren, kann davon ausgegangen werden, daß die Dihydroxyverbindung (3R,5S)-IV durch mikrobielle Reduktion der intermediär auftretenden Hydroxyketone (S)-II und (R)-III gebildet wird.Based The chromatograms can be followed by the course of the microbial reduction become: In the first two samples can be growing proportions of the hydroxyketones (S) -II and (R) -III, while in the later stages taken samples the signal for the dihydroxy compound (3R, 5S) -IV gains in intensity. At the same time the signals for the hydroxyketones (S) -II and (R) -III lose intensity again, it can be assumed that the dihydroxy compound (3R, 5S) -IV by microbial reduction of the intermediately occurring hydroxyketones (S) -II and (R) -III is formed.

Aufarbeitung:Work-up:

Nach 12.5 h wird die Reaktion durch Abzentrifugieren der Zellen abgebrochen. Die Zellpellets und der Zentrifugationsüberstand werden getrennt voneinander je zweimal mit Essigsäureethylester extrahiert. Nach Trocknen der vereinigten organischen Phasen mit Natriumsulfat und Einengen am Rotationsverdampfer werden 44 mg Rohprodukt erhalten.To 12.5 h, the reaction is stopped by centrifuging the cells. The cell pellets and the centrifugation supernatant are separated twice with ethyl acetate extracted. After drying the combined organic phases with Sodium sulfate and concentration on a rotary evaporator are 44 mg of crude product receive.

Produktanalytikproduct analysis

a) Bestimmung der Anteile der Reaktionsprodukte im Rohprodukta) Determination of shares the reaction products in the crude product

Für eine zerfallsfreie gaschromatographische Analyse (GC-MS, Methode s. o.) werden in einem 1.5 ml GC-Glasvial 1.5 mg des Rohproduktes der mikrobiellen Reduktion in 0.5 ml Dichlormethan aufgenommen und mit 10 μl Trifluoressigsäureanhydrid (TFAA) und 10 μl Pyridin versetzt. Anschließend wird das Glasvial mit einem Septum verschlossen und 30 min bei 40°C aufbewahrt (Wasserbad).For a decay-free Gas chromatographic analysis (GC-MS, method s o.) Are in one 1.5 ml of GC glass vial 1.5 mg of the crude product of the microbial reduction taken up in 0.5 ml dichloromethane and with 10 ul trifluoroacetic anhydride (TFAA) and 10 μl Pyridine added. Subsequently the glass vial is sealed with a septum and stored at 40 ° C for 30 min (Water bath).

Die nachfolgende GC-MS-Analyse ergibt vier Hauptsignale, die anhand der zugehörigen Massenspektren den Derivatisierungsprodukten (3R,5S)-V, (S)-VI, (S)-VII, und VIII zugeordnet werden können (Formelschema II).The subsequent GC-MS analysis gives four main signals, which are based on the associated Mass spectra of the derivatization products (3R, 5S) -V, (S) -VI, (S) -VII, and VIII can be assigned (formula scheme II).

Figure 00100001
Figure 00100001

Derivat (3R,5S)-V wird aus dem mikrobiellen Reduktionsprodukt (3R,5S)-IV gebildet, während das Hydroxyketon (S)-II zu den zwei stereoisomeren Bisacylierungsprodukten (S)-VI und (S)-VII reagiert. Das cyclische Derivat VIII bildet sich aus dem Furanon IX, dessen Formierung aus der Diketoverbindung I während der mikrobiellen Reaktion bekannt ist (Nebenprodukt durch intramolekulare Alkylierung, siehe M. Wolberg, W. Hummel, M. Müller, DE 19857302 A , 1998). Ein Derivat des Hydroxyketoesters (R)-III kann im Rohprodukt nicht gefunden werden. Diese intermediär auftretende Verbindung wird bei der hier gewählten Reaktionsführung (Abbruch der Reaktion nach 12.5 h) komplett zur Dihydroxyverbindung (3R,5S)-IV umgesetzt.Derivative (3R, 5S) -V is formed from the microbial reduction product (3R, 5S) -IV, while the hydroxyketone (S) -II reacts to the two stereoisomeric bisacylation products (S) -VI and (S) -VII. The cyclic derivative VIII is formed from the furanone IX, whose formation from the diketo compound I during the microbial reaction is known (by-product by intramolecular alkylation, see M. Wolberg, W. Hummel, M. Müller, DE 19857302 A , 1998). A derivative of the hydroxyketoester (R) -III can not be found in the crude product. This intermediately occurring compound is completely converted to the dihydroxy compound (3R, 5S) -IV in the reaction procedure chosen here (termination of the reaction after 12.5 h).

Die Integration der vier Hauptsingnale im Gaschromatogramm ergibt folgende relative Intensitäten ((S)-VI und (S)-VII zusammengefaßt, Retentionszeiten in Klammern): (3R,5S)-V: 34% (8.14 min) (S)-VI/(S)-VII: 61% (8.30/7.84 min) VIII: 5% (6.85 min) The integration of the four main sinals in the gas chromatogram yields the following relative intensities ((S) -VI and (S) -VII summarized, retention times in parentheses): (3R, 5S) -V: 34% (8.14 min) (S) -VI / (S) -VII: 61% (8.30 / 7.84 min) VIII: 5% (6.85 min)

Bei der hier beschriebenen Reaktionsführung der mikrobiellen Reduktion erhält man somit ein Rohprodukt, das hauptsächlich aus dem Hydroxyketon (S)-II besteht. Dieses Ergebnis wird durch NMR-Spektroskopie bestätigt (s. u.).at the reaction of microbial reduction described here receives one thus a crude product, mainly from the hydroxy ketone (S) -II exists. This result is confirmed by NMR spectroscopy (s. u.).

Es ist zweifellos möglich durch Variationen der Reaktionsführung die Zusammensetzung des Rohproduktes zu beeinflussen.It is undoubtedly possible by variations of the reaction regime to influence the composition of the crude product.

Die soeben beschriebene Derivatisierung und GC-MS-Analyse wurde mit dem racemischen Hydroxyketoester rac-II und dem Diastereomerengemisch der Dihydroxyverbindungen syn-/anti-IV, welche durch eine unabhängige Synthese erhalten wurden (Formelschema III), überprüft.The just described derivatization and GC-MS analysis was with the racemic hydroxyketoester rac-II and the diastereomeric mixture the dihydroxy compounds syn- / anti-IV, which by an independent synthesis were obtained (formula scheme III), checked.

Figure 00120001
Figure 00120001

Die Retentionszeiten und Massenspektren dieser racemischen Proben stimmen mit den Retentionszeiten und Massenspektren der Produkte der mikrobiellen Reduktion überein. Gleiches gilt für die jeweiligen TFA-Derivate (Formelschema II).The Retention times and mass spectra of these racemic samples are correct with the retention times and mass spectra of the products of the microbial Reduction match. The same applies to the respective TFA derivatives (formula scheme II).

Das Furanon IX wurde ebenfalls in einer unabhängigen Synthese dargestellt (Formelschema IV).The Furanone IX was also synthesized in an independent synthesis (Formula scheme IV).

Figure 00120002
Figure 00120002

Auch hier stimmen die Retentionszeiten und Massenspektren mit den analogen Signalen in den Spektren des Rohproduktes der mikrobiellen Reduktion überein.Also Here, the retention times and mass spectra agree with the analog Signals in the spectra of the crude product of the microbial reduction match.

b) Bestimmung des Diastereomerenverhältnissesb) Determination of the Diastereomeric Ratio

Die Diastereomere syn-IV und anti-IV werden mit der verwendeten gaschromatographischen Methode nicht getrennt. Eine Grundlinientrennung kann allerdings nach Derivatisierung mit TFAA/Pyridin erreicht werden (Formelschema V).The Diastereomers syn-IV and anti-IV are used with the gas chromatographic Method not separated. A baseline separation, however, can can be achieved after derivatization with TFAA / pyridine (formula scheme V).

Figure 00130001
Figure 00130001

Das polarere Isomer anti-V weist gegenüber dem syn-Isomer eine längere Retentionszeit auf. Beide Signale zeigen identische Massenspektren.The more polar isomer anti-V has a longer retention time compared to the syn isomer on. Both signals show identical mass spectra.

Angewendet auf das Rohprodukt der mikrobiellen Reduktion ergibt diese Methode für die Diastereomere syn-V und anti-V ein Verhältnis von 135 : 1. Die mikrobielle Reduktion liefert somit das syn-Isomer in sehr hohem Überschuß. Dieses Ergebnis wird durch NMR-Spektroskopie bestätigt (s. u.). Für die TFA-Derivate der Produkte der nahezu unselektiven NaBH4-Reduktion (Formelschem III) ergibt die Integration der GC-Signale ein Verhältnis von 1.4 : 1.0.Applied to the crude product of the microbial reduction, this method gives a ratio of 135: 1 for the diastereomers syn-V and anti-V. The microbial reduction thus gives the syn isomer in very high excess. This result is confirmed by NMR spectroscopy (see below). For the TFA derivatives of the products of the almost unselective NaBH 4 reduction (formula scheme III), the integration of the GC signals gives a ratio of 1.4: 1.0.

c) NMR-Spektroskopiec) NMR spectroscopy

Die NMR-Spektren des Rohprodukts der mikrobiellen Reduktion bestätigen die Ergebnisse der GC-MS-Analysen. Das 1H-NMR-Spektrum zeigt eine Überlagerung der einzelnen Spektren der Verbindungen (S)-II, (3R,5S)-IV- und IX, wobei die Signale des Hydroxyketons (S)-II eindeutig dominieren, während die Signale des Furanons IX nur schwach zu sehen sind.The NMR spectra of the crude microbial reduction product confirm the results of the GC-MS analyzes. The 1 H NMR spectrum shows a superposition of the individual spectra of the compounds (S) -II, (3R, 5S) -IV- and IX, with the signals of the hydroxyketone (S) -II clearly dominating, while the signals of furanone IX are only weak to see.

Hydroxyketoester (S)-II:Hydroxyketoester (S) -II:

1H-NMR (300 MHz, CDCl3, 22°C, es werden nur die Signale der Ketoform angegeben) δ: 4.31 (m, 1H, CHOH), 3.6 (m, Feinstruktur nicht erkennbar durch Überlagerung mit Multiplett von Verbindung (3R,5S)-IV; 2 × H6), 3.41 (s, 2H, H2), 2.90 (dd, J = 17.5, 5.0 Hz, 1H, H4), 2.83 (dd, J = 17.5, 7.3 Hz, 1H, H4), 1.46 (s, 3 × CH3, Überlagerung mit analogem Signal der Verbindungen (3R,5S)-IV und IX). Keto: Enol = ca. 95:5. 13C-NMR (75.5 MHz, CDCl3, es werden nur die Signale der Ketoform angegeben) δ: 28.13 (OC(CH3)3), 46.57, 48.43, (C4, C6), 51.31 (C2), 67.58 (C5), 82.73 (OC(CH3)3), 166.22 (COOtBu), 202.93 (C3). 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 , 22 ° C, only the signals of the keto form are given) δ: 4.31 (m, 1H, CHOH), 3.6 (m, fine structure not detectable by overlay with multiplet of compound (3R , 5S) -IV, 2 × H6), 3.41 (s, 2H, H2), 2.90 (dd, J = 17.5, 5.0 Hz, 1H, H4), 2.83 (dd, J = 17.5, 7.3 Hz, 1H, H4 ), 1.46 (s, 3 × CH 3 , overlay with analog signal of compounds (3R, 5S) -IV and IX). Keto: Enol = approx. 95: 5. 13 C-NMR (75.5 MHz, CDCl 3 , only the signals of the ketoform are given) δ: 28.13 (OC (CH 3 ) 3 ), 46.57, 48.43, (C4, C6), 51.31 (C2), 67.58 (C5 ), 82.73 (OC (CH 3 ) 3 ), 166.22 (COOtBu), 202.93 (C3).

Dihydroxyverbindung (3R,5S)-IV:Dihydroxy compound (3R, 5S) -IV:

1H-NMR (300 MHz, CDCl3, 22°C) δ: 4.22 (m, 1H, H5), 4.05 (m, 1H, H3), 3.6 (m, Feinstruktur nicht erkennbar durch Überlagerung mit Multiplett von Verbindung (S)-II; 2 × H6), 2.43 (d, J = 6.3 Hz, 2H, H2), 1.70 (m, 2H, H4), 1.46 (s, 3 × CH3, Überlagerung mit analogem Signal der Verbindungen (S)-II und IX). 13C-NMR (75.5 MHz, CDCl3) δ: 28.27 (OC(CH3)3), 39.45, 42.47 (C2, C4), 49.17 (C6), 68.35 (C3), 71.57 (C5), 81.90 (OC(CH3)3), 172.21 (COOtBu). 1 H-NMR (300 MHz, CDCl3, 22 ° C) δ: 4.22 (m, 1H, H5), 4:05 (m, 1H, H3), 3.6 (m, fine structure not recognized by superimposing a multiplet of compound (S ) -II; 2 x H6), 2:43 (d, J = 6.3 Hz, 2H, H2), 1.70 (m, 2H, H4), 1:46 (s, 3 x CH 3, superimposed on the analog signal of the compounds (S) -II and IX). 13 C-NMR (75.5 MHz, CDCl 3) δ: 28.27 (OC (CH 3) 3), 39.45, 42.47 (C2, C4), 49.17 (C6), 68.35 (C3), 71.57 (C5), 81.90 (OC (CH 3 ) 3 ), 172.21 (COOtBu).

Furanon IX:Furanone IX:

1H-NMR (300 MHz, CDCl3, 22°C) δ: 5.69 (s, 1H, H3), 4.54 (s, 2H, H5), 3.48 (s. 2H, H6), 1.47 (s, 3 × CH3, Überlagerung mit analogem Signal der Verbindungen (S)-II und (3R,5S)-IV). 1 H-NMR (300 MHz, CDCl3, 22 ° C) δ: 5.69 (s, 1H, H3), 4:54 (s, 2H, H5), 3:48 (s 2H, H6.), 1:47 (s, 3 x CH 3 , overlay with analog signal of compounds (S) -II and (3R, 5S) -IV).

Die angegebenen Verschiebungen beziehen sich auf CHCl3 in CDCl3 (1H-NMR: δ = 7.27; 13C-NMR: δ= 77.23) und stimmen mit den Daten der auf unabhängigem Wege synthetisierten Vergleichsverbindungen rac-II, syn/anti-IV und IX (Formelschema III) überein.The displacements given refer to CHCl 3 in CDCl 3 ( 1 H NMR: δ = 7.27, 13 C NMR: δ = 77.23) and agree with the data for the independently synthesized comparative compounds rac-II, syn / anti-IV and IX (formula scheme III).

Die Signale der Dihydroxyverbindung anti-IV, die sich von denen der stereoisomeren Verbindung syn-IV unterscheiden, können im 13C-NMR-Spektrum des Rohproduktes der mikrobiellen Reduktion nicht beobachtet werden. Dies ist ein weiterer Beweis für den sehr hohen Anteil des syn-Isomers (s.o.).The signals of the dihydroxy compound anti-IV, which differ from those of the stereoisomeric compound syn-IV, can not be observed in the 13 C-NMR spectrum of the crude product of the microbial reduction. This is further proof of the very high proportion of the syn isomer (see above).

Dihydroxyverbindung anti-IV (aus unabhängiger Synthese, siehe Formelschem III): 13C-NMR (75.5 MHz, CDCl3) δ: 28.27 (OC(CH3)3), 39.33, 42.22 (C2, C4), 49.60 (C6), 65.46 (C3), 68.94 (C5), 81.87 (OC(CH3)3), 172.54 (COOtBu).Dihydroxy anti-IV (from an independent synthesis, see Formelschem III): 13 C-NMR (75.5 MHz, CDCl 3) δ: 28.27 (OC (CH 3) 3), 39.33, 42.22 (C2, C4), 49.60 (C6) , 65.46 (C3), 68.94 (C5), 81.87 (OC (CH 3) 3), 172.54 (COOtBu).

Die Zuordnung der Signalsätze im 13C-NMR-Spektrum des Isomerengemisches syn-/anti-IV zu den Diastereomeren erfolgt anhand der charakteristischen chemischen Verschiebung der Kohlenstoffatome C-3 und C-5 (Formelschema VI).The assignment of the signal sets in the 13 C-NMR spectrum of the isomeric mixture syn- / anti-IV to the diastereomers is based on the characteristic chemical shift of the carbon atoms C-3 and C-5 (formula scheme VI).

Figure 00150001
Figure 00150001

Bei der vorliegenden Verbindungsklasse (1,3-Diole) weisen die Signale der hydroxyltragenden Kohlenstoffatome des syn-Isomers relativ zu den analogen Signalen des anti-Isomers für gewöhnlich eine Tieffeldverschiebung auf. Vergleiche hierzu:

  • a) F. G. Kathawala et al., Helv. Chim. Acta 1986, 69, 803–805
  • b) K.-M. Chen et al., Tetrahedron Lett. 1987, 28, 155–158
  • c) C. Bonini et al., Gazz. Chem. Ital. 1991, 121, 75–80
In the present class of compounds (1,3-diols), the signals of the hydroxyl-bearing carbon atoms of the syn isomer relative to the analog signals of the anti-isomer usually have a downfield shift. Compare:
  • a) FG Kathawala et al., Helv. Chim. Acta 1986, 69, 803-805
  • b) K.-M. Chen et al., Tetrahedron Lett. 1987, 28, 155-158
  • c) C. Bonini et al., Gazz. Chem. Ital. 1991, 121, 75-80

Das 13C-NMR-Spektrum des Rohproduktes belegt demnach, daß in der hier beschriebenen mikrobiellen Reduktion das syn-Isomer gebildet wird.The 13 C NMR spectrum of the crude product thus shows that the syn isomer is formed in the microbial reduction described here.

d) Bestimmung der absoluten Konfiguration und der Enantiomerenreinheitd) Determination of absolute Configuration and enantiomeric purity

Da die Konfiguration des Stereozentrums C-3 relativ zum Stereozentrum C-5 bereits durch die 13C-NMR-Spektroskopie aufgeklärt ist, beschränkt sich die weitere Analytik auf die Ermittlung der Konfiguration des Stereozentrums C-5. Hierfür wird das Rohprodukt der mikrobiellen Reduktion in das cyclische Derivat (S)-X überführt (Formelschema VII).Since the stereochemistry of the C-3 stereocenter relative to the stereocenter C-5 has already been clarified by 13 C NMR spectroscopy, further analysis is confined to determining the configuration of the stereocenter C-5. For this purpose, the crude product of the microbial reduction is converted into the cyclic derivative (S) -X (formula scheme VII).

Figure 00160001
Figure 00160001

Das racemische Derivat rac-X (Formelschema VIII), welches mit der gleichen Methode aus dem Hydroxyketoester rac-II erhalten wird, läßt sich durch HPLC mit chiraler stationärer Phase trennen.The racemic derivative rac-X (formula scheme VIII), which bears the same Method is obtained from the hydroxyketoester rac-II, can be by HPLC with chiral stationary Separate phase.

HPLC-Bedingungen: Chiracel OB (DAISO); 25°C; 1 ml/min i-Hexan/i-Propanol (80 20); Detektion bei 210 nm. Retentionszeiten: (S)-X: 24.7 min (R)-X: 21.5 min HPLC conditions: Chiracel OB (DAISO); 25 ° C; 1 ml / min i-hexane / i-propanol (80-20); Detection at 210 nm. Retention times: (S) -X: 24.7 min (R) -X: 21.5 min

Die Zuordnung der absoluten Konfiguration der getrennten Enantiomere erfolgt durch Vergleich mit der Retentionszeit einer authentischen Probe des Lactons (S)-X, das analog zum racemischen Derivat rac-X aus dem Hydroxyketon (S)-II (>99% ee) hergestellt wird (Formelschema VIII). Das enantiomerenreine Hydroxyketon (S)-II wird nach einer bekannten Vorschrift erhalten (M. Wolberg, W. Hummel, M. Müller, DE 19857302 A , 1998).The assignment of the absolute configuration of the separated enantiomers is made by comparison with the retention time of an authentic sample of the lactone (S) -X, which is prepared analogously to the racemic derivative rac-X from the hydroxyketone (S) -II (> 99% ee) ( Formula scheme VIII). The enantiomerically pure hydroxyketone (S) -II is obtained according to a known procedure (M. Wolberg, W. Hummel, M. Müller, DE 19857302 A , 1998).

Figure 00170001
Figure 00170001

Durch Integration der Signale des Derivats (S)-X, welches aus dem Rohprodukt der mikrobiellen Reduktion hergestellt wurde (Formelschema VII), berechnet sich ein Enantiomerenüberschuß von 99.4%.By Integration of the signals of the derivative (S) -X, which consists of the crude product the microbial reduction was prepared (formula scheme VII), calculates an enantiomeric excess of 99.4%.

Claims (7)

Verfahren zur Reduktion von Hydroxyketocarbonsäuren oder deren Estern mit ganzen Zellen von Lactobacillus, wobei die Ketogruppe zu einer Hydroxygruppe umgesetzt wird.Process for the reduction of hydroxyketocarboxylic acids or their esters with whole cells of Lactobacillus, with the keto group is converted to a hydroxy group. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der Formel 1
Figure 00180001
umgesetzt werden, wobei A = C=O, CHOΣ, B = C=O, CHOΣ, mit A ≠ B und Σ = H oder Schutzgruppe für die Hydroxyfunktion, R1, R2 = H oder eine Komponente aus der Gruppe Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl, Aralkyl, Cycloalkylalkyl, wobei die Komponenten auch einfach oder mehrfach mit den Heteroatomen Si, N, P, O, S, F, Cl, Br oder I substituiert oder vollständig durch Heteroatome ersetzt sein können. R3 = H, Metallkationen oder eine Komponente aus der Gruppe Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl, Aralkyl, Cycloalkylalkyl, wobei die Komponenten auch einfach oder mehrfach mit den Heteroatomen Si, N, P, O, S, F, Cl, Br oder I substituiert sein können. Y = eine Komponente aus der Gruppe Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl, Cycloalkenyl, Aryl, Aralkyl, Cycloalkylalkyl, wobei die Komponenten auch einfach oder mehrfach mit den Heteroatomen Si, N, P, O, S, F, Cl, Br oder I substituiert sein können. Ausgeschlossen wird X-CH2-O-CH2-, wobei X = Alkyl, Aryl, Cycloalkyl, Aralkyl oder Cycloalkylalkyl sein kann. n = 0–10.
Process according to Claim 1, characterized in that compounds of the formula 1
Figure 00180001
where A = C =O, CHOΣ, B =C = O, CHOΣ, with A≠B and Σ =H or protecting group for the hydroxy function, R 1, R 2 = H or a component from the group consisting of alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, aralkyl, cycloalkylalkyl, where the components are also monosubstituted or polysubstituted by the heteroatoms Si, N, P, O, S, F, Cl , Br or I can be substituted or completely replaced by heteroatoms. R3 = H, metal cations or a component from the group consisting of alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, aralkyl, cycloalkylalkyl, where the components are also mono- or polysubstituted by the heteroatoms Si, N, P, O, S, F, Cl , Br or I can be substituted. Y = a component from the group consisting of alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, aralkyl, cycloalkylalkyl, where the components are also monosubstituted or polysubstituted by the heteroatoms Si, N, P, O, S, F, Cl, Br or I. may be substituted. Excluded is X-CH 2 -O-CH 2 -, where X = alkyl, aryl, cycloalkyl, aralkyl or cycloalkylalkyl may be. n = 0-10.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der Formel 2
Figure 00190001
oder deren Entantiomere eingesetzt werden, wobei R1, R2, R3 und Y dieselbe Bedeutung wie in Formel 1 haben. Σ = H oder Schutzgruppen für die Hydroxyfunktionen.
Process according to Claim 1, characterized in that compounds of the formula 2
Figure 00190001
or their enantiomers are used, wherein R1, R2, R3 and Y have the same meaning as in formula 1. Σ = H or protective groups for the hydroxy functions.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der Formel 3
Figure 00190002
oder deren Enantiomere eingesetzt werden, wobei R1, R2, R3 und Y dieselbe Bedeutung wie in Formel 1 haben. Σ = H oder Schutzgruppen für die Hydroxyfunktionen.
Process according to Claim 1, characterized in that compounds of the formula 3
Figure 00190002
or their enantiomers are used, wherein R1, R2, R3 and Y have the same meaning as in formula 1. Σ = H or protective groups for the hydroxy functions.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß Lactobacillus kefir oder Lactobacillus brevis oder eine Mischkultur dieser Mikroorganismen eingesetzt wird.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized that Lactobacillus kefir or Lactobacillus brevis or a mixed culture of these microorganisms is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß es bei einem pH-Wert von 2 bis 10 durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that it is carried out at a pH of 2 to 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß es bei einem pH-Wert von 4 bis 8 durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized that it at a pH of 4 to 8 is performed.
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Citations (6)

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