Способ получения гидрохлорида метилового эфира @ , L-аспартил-L-фенилаланина и способ получения N-формил аспарагинового агидрида Советский патент 1993 года по МПК C07K5/06 A23L1/236 

Изобретение относится к способу получения гидрохлорида метилового эфира а, . 1--аспартил-1 -фенилаланина и способу получения М-формил-1 -аспэрэгинового ангидрида - соединений, которые могут найти применение в пищевой промышленности.

Цель изобретения - упрощение процесса, увеличение в целевом продукте содержания а -изомера, повышение выхода продукта.

Цель достигается описываемым способом получения гидрохлорида метилового эфира а, 1 -аспартил-1--фенилаланина,

включающим взаимодействие L-аспараги- новой, муравьиновой кислот, уксусного ангидрида в присутствии катализатора при нагревании, конденсацию N-формиласпа- рагинового ангидрида с L-фенилаламином при необходимости при перемешивании, деформировании, и этерификацию с использованием водного раствора HCI в метанола, заключающимся в том, что L-аспарагиновую кислоту вводят во взаимодействие с муравьиной кислотой, взятой в количестве от 1,39 до 1,35 молярных эквивалентов, уксусным ангидридом, взятым в кооо со

00,

со ю

Јь

со

личестве по крайней мере 2 молярных.эквивалента в пересчете на L-аспарагиновую кислоту, выделяют при этом полученный N- формил-1 -аспарагиновый ангидрид, который затем вводят во взаимодействие с эквимолярным количеством L-фенилалани- на при эффективной температуре от 0 до 60°С, процесс ведут при непрерывном перемешивании в присутствии 6,0-16,9 молярных эквивалентов уксусной кислоты и по крайней мере 1,2 молярных эквивалентов в пересчете на L-фенилаланин алкилового сложного эфира или спирта с пониженной реакционной способностью, или смеси с последующим деформилированием образовавшихся изомеров а,/ -М-формил-1 - аспарагин-Ь-фенилаланина, обработкой хлористоводородной кислотой и метанолом с удалением оставшихся уксусной и муравьиной кислот из реакционной смеси и этери- фикацией деформированных изомеров добавлением к смеси метанола до общего количества в реакционной смеси от 1 до 10 мас.%, хлористоводородной кислоты до общего содержания НС от9до 18мас.%, воды в количестве от 32 до 50 мае. % с получением в осадке целевого продукта.

Предпочтительными условиями осуществления способа являются использование на стадии конденсации М-формил-L-acnapa- гинового ангидрида с L-фенилаламином сложного алкилового эфира или спирта с пониженной реакционной способностью 6 количестве 1,2-4,7 частей, проведение после конденсации вакуумной отгонки уксусной кислоты, спирта с пониженной реакционной способностью или сложных эфиров, осуществление конденсации при температуре от 6 до 40°С, в случае использования метилацетата или метилформиата их отгонки при атмосферном или пониженном давлении, использование уксусной кислоты в 11-кратном избытке (в молях) в отношении L-фенилала- нина, использование в качестве алкиловых эфиров метилацетата, этилацетата, изопро- пилацетата, бутилацетата, изопропилфор- миата, а в качестве спирта с пониженной реакционной способностью - изопропило- вого, вторичного или третичного бутилового спирта, проведение конденсации при перемешивании механической мешалкой в условиях перемешивания достаточных для получения способной к перемешиванию реакционной смеси.

Кроме того, цель достигается способом получения М-формил-Ьаспарагинового ангидрида, включающего взаимодействие L- аспарагиновой кислоты, муравьиной кислоты, уксусного ангидрида в присутствии магниевого катализатора при нагревании, заключающийся в том, что L-аспарагиновую кислоту вводят во взаимодействие с муравьиной кислотой, взятой в количестве от 1,33 до 1,35 молярных эквивалентов, уксусным ангидридом, взятым в количестве,

по крайней мере 2 молярных эквивалента

в пересчете на L-аспарагиновую кислоту в

отсутствии растворителя с последующим

выделением целевого продукта. Предпочтительными условиями осуществления этого способа являются использование в качестве катализатора окиси магния, проведение процесса при температуре до 52 С в течение 2,5-6 ч.

Пример1.0кисьмагния(0,121 г, 0,003 моля) растворяют в 19,3г(0,4моля)95%-ной муравьиной кислоты в атмосфере азота, затем к раствору добавляют уксусный ангидрид (69,3 г, 0,655 моля) и перемешивают

10-15 мин. Температуру смеси повышают до 40°С. К смеси добавляют L-аспарагиновую кислоту (39,93 г, 0,30 моля) и полученную суспензию перемешивают при 50°С около 6 ч. К этому времени, как показывает

анализ высокопроизводительной жидкостной хроматографии, образуется ангидрид М-формил-1 -аспарагиновой кислоты. Затем смесь фильтруют и промывают 30 г уксусной кислоты для выделения ангидрида М-формил-Ь-аспарагиновой кислоты. Выход ангидрида М-формил -аспарагиновой кислоты из L-аспарагиновой кислоты составлял 80%. N- формил -аспарагиновый ангидрид содержит некоторое количество уксусной

кислоты, которая остается для использования в качестве растворителя на операции сопряжения.

К ангидриду М-формил -аспарагино- вой кислоты (41,1 г, включая 4,36 г уксусной

кислоты) добавляют метилацетат (46,35 г, 49,8 мл) и уксусную кислоту (159,8 г, 152,1 мл). К полученной смеси добавляют L-фенилаланин (39,65 г, 0,24 моля) и перемешивают при 25°С около 5 ч. Анализ высокопроизводительной жидкостной хроматографией показал образование М-формилЧ.-аспартил- L-фенилаланина, содержащего 78% «-изомера и около 22% / -изомера. Смесь отгоняют в вакууме при 508 мм рт.ст. при

температуре 60-73°С, чтобы удалить 120 мл растворителя. К М-формилЧ.-аспартил-Ь-фе- нилаланину добавляют метанол (58,5 мл) и 35% НС| (26,7 мл), смесь нагревают до 60°С и перемешивают в течение 30 мин. Смесь

дистиллируют при атмосферном давлении в интервале температур 70-75°С для удаления метилформиата и метилацетата, Достилляцию продолжают, добавляя допол- ниительные 108 мл метанола. Дистилляцию

продолжают при атмосферном давлении до тех пор, пока температура не достигнет 85°С, и затем прикладывают вакуум до тех пор, пока температура не понизится до 30°С. Добавляют хлористоводородную кис- лоту (32,4 мл), воду (21,7 мл) и метанол (9 мл) и смесь перемешивают 6 дн при комнатной температуры (22-27°С), в течение этого времени образуется и выпадает в осадок гидрохлорид метилового эфира a,L-ac- партил-1 -фенилалэнина. Для отмывания продукта используют насыщенный рассол (50 мл). Получают белый кристаллический продукт - дигидрат хлористоводородной соли метилового эфира 1 -аспартил-1 -фенилала- нина, весящий 58,8 г и содержащий 72 вес.% а,1 -аспартил-1 -фенилаланина, с 60%-ным выходом в расчете на исходное количество L-фенилаланина.

П р и м е р 2. Ангидрид М-формил-L-ac- парагиновой кислоты выделяют фильтрацией и промывают уксусной кислотой. Используют различные сложные эфиры ал- кила и спирты с пониженной реакционной способностью в качестве растворителей в различных количествах, чтобы определить влияние сложных эфиров и спиртов, отличных от метилацетата, на отношение а-изомера к ft -изомеру. Различные сложные эфиры и алкоголи перечислены в таблице в использованных количествах, там же приведены полученные отношения а и /3- изомеров при использовании каждого растворителя.

Ангидрид №-формил-1 -аспарагиновой кислоты (28,6 г, 0,20 моля) суспендируют в 100 мл уксусной кислоты и 0,90 моля конкретного сорастворителя в атмосфере азота. В каждую соответствующую реакционную смесь добавляют L-фенилаланин (33,04 г, 0,20 моля) и орошают дополнительно 20 мл уксусной кислоты. Каждую смесь перемешивают при комнатной температуре (22-27°С) примерно 5 ч. Когда реакция сопряжения близится к завершению, суслен- зия уплотняется и увеличивается в объеме. Каждую суспензию нагревают затем до 50°С в течение 1 ч и добавляют смесь метанол - вода в соотношении 10:1 до полного растворения всех твердых веществ. Каждую смесь взвешивают и отбирают эликвотные пробы в 1 г для анализа методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Пол- ученные отношения изомеров при использовании каждого растворителя пред- ставлены в таблице.

Примерз. Ангидрид М-формил-L-ac- ларагиновой кислоты получают способом, изложенным в примере 1, выделяют их исходной реакционной смеси фильтрованием и промывают уксусной кислотой. 13,3 г (0,1 моля) ангидрида М-формил-Ь-асларагино- вой кислоты смешивают с 34,41 г (0,405 моля) метилацетата с последующим добавлением 14,57 г (0,09 моля) L-фенилаланина к смеси. После перемешивания примерно в течение 3 ч суспензию оставляют на ночь при комнатной температуре (20-25°С). Полученную смесь растворяют в смеси метанол - вода в соотношении 9:1. Отношение а-изомера к /3 -изомеру М-формил-L-acnap- тил-Ьфенилаланина составляет 80:20 по результатам анализа методом высокопроизводительной жидкостной хроматографии. Осуществление описываемого способа позволяет упростить процесс получения N-формил-Ь-ас- парагиновой кислоты, повысить выход целевого продукта до 60%, снизить в нем содержание Ј -изомера до 19-22%.

Формула изобретения

1. Способ получения гидрохлорида метилового эфира а,1 -аспартил-1 -фенилала- нина, включающий взаимодействие L-аспарагиновой, муравьиной кислот, уксусного ангидрида в присутствии катализатора при нагревании, конденсацию N-формиласпарагинового ангидрида с L- фенилаланином, при необходимости, при перемешивании деформилирование и эте- рификацию с использованием водного раствора HCI и метанола, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса повышения выхода целевого продукта и увеличения в нем содержания а-изомера, L-аспарагиновую кислоту вводят во взаимодействие с муравьиной кислотой, взятой в количестве 1,33-1,35 молярных эквивалентов, уксусным ангидридом, взятым в количестве по крайней мере 2,0 молярных эквивалентов в пересчете на L-аспарагино- вую кислоту, выделяют при этом полученный Г -формил- -аспарагиновый ангидрид, который затем вводят во взаимодействие с эквивалентным количеством L-фенилаланина при эффективной температуре 0-60°С, процесс ведут при непрерывном перемешивании в присутствии 6,0-16,9 молярных эквивалентов уксусной кислоты и по крайней мере 1,2 молярных эквивалентов в пересчете на L-фенилаланин, алкилового сложного эфира или спирта с пониженной реакционной способностью или смеси с последующим деформированием образовавшихся изомеров а, / -М-формилЧ.-аспарагинфе- нилаланина обработкой хлористоводородной кислотой и метанолом с удалением

оставшихся уксусной и муравьиной кислот из реакционной смеси и этерйфикацией деформированных изомеров, добавлением к смеси метанола до общего количества в реакционной смеси 1-10мас.% хлористоводородной кислоты до общего содержания HCI 0-18 мае. %, воды - в количестве 32-50 мае. % с получением гидрохлорида метилового эфира Ьаспартил-Ьфенияаланина, который выпадает в осадок.

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что процесс конденсации М-формил-L- аспарагинового ангидрида с L-фенилалани- ном проводят в присутствии 1,2-4,7 частей сложного алкилового эфира или спирта с пониженной реакционной способностью.

3. Способ по пп.1 или 2, о т л и ч а ю- щ и и с я .тем, что операция конденсации М-формип-1 -аспарагинового ангидрида с L- фенилаланином заканчивается вакуумной отгонкой уксусной кислоты, спирта, с пониженной реакционной способностью и сложных эфиров, которые были введены в реакционную смесь до проведения реакции деформилирования., .

4. Способ по п.З, отличающийся тем, что взаимодействие М-формил-1 -аспа- рагинового ангидрида с L-фенилаланином осуществляют при 6-40°С.

5. Способ по п.З, отличающийся тем, что сложным алкиловым эфиром является метилацетат, этилацетат, изопропила- цетат, бутилацетат и изопропилформиат.

6. Способ по пп.1-3, отличающий- с я тем, что в случае использования метила- цетата и метилформиата их отгоняют при атмосферном давлении.

7. Способ по пп.1-3, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что в случае использования метилацетата и- метилформиата их отгоняют при пониженном давлении.

8. Способ по пп.1-7, отличающийся тем, что общее молярное количество присут- ствующей в реакционной смеси уксусной кислоты в 11 раз больше L-фенилаланина.

9. Способ по п.З, отличающийся тем, что спиртом с пониженной реакционной способностью является изопропило- вый, вторичный бутиловый, третичный бутиловый.

10. Способ nonn.lH), от л ича ю щи и с я тем, что операцию «юыденсации проводят в условиях перемешивания, достаточных для получения способной к перемешиванию реакционной смеси.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют механической мешалкой.

12. Способ получения М-формил-L-acna- рагинового ангидрида, включающий взаимодействие L-аспарагиновой, муравьиной кислоты, уксусного ангидрида в присутствии магниевого катализатора при нагревании, отличающийся тем, что L-аспарагиновую кислоту вводят во взаимодействие с муравьиной кислотой, взятой в количестве от 1,33-1,35 молярных эквивалентов, уксусным ангидридом, взятым в количестве по крайней мере 2,0 молярных эквивалентов в пересчете на L-аспарагиновую кислоту с последующим выделением целевого продукта.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что катализатором является окись магния.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что процесс осуществляют при темпе- ратуре до 52°С в течение 2,5-6 ч.

Использование: в пищевой промышлен: ности и для синтеза подслащивающих средств. Сущность изобретения: способ получения гидрохлорида метилового эфира а, -аспартил-1 -фенилалзлина и способ получения М-формил-Ь-аспарагинового ангидрида. Реагент 1: М-формил-1 -аспарагиновый ангидрид, полученный взаимодействием L- аспарагиновой и муравьиной кислот, взятых в количестве от 1,33 до 1,33 молярных эквивалентов, с уксусным ангидридом, взятым в количестве, по крайней мере 2 молярных эквивалента в пересчете на L-аспарагино- вую кислоту. Реагент 2: L-фенилалалин (метиловый эфир). Процесс ведут при температуре от 0 до 60°С при непрерывном перемешивании в присутствии 6,0-16,9 молярных эквивалентов уксусной кислоты и по крайней мере 1,2 мольных эквивалентов в пересчете на реагент 2 алкилового сложного эфира или.спирта с пониженной реакционной способностью или смеси с последующим деформилированием образовавшихся изомеров а,/ -Ы-формил-1 -аспарагин-1 - фенилаланина обработкой хлористоводородной кислотой и метанолом с удалением оставшихся уксусной и муравьиной кислот на реакционной смеси и этерификацией де- формилированных изомеров путем добавления к смеси метанола до общего количества в реакционной смеси от 1 до 10 мас.% хлористоводородной кислоты до общего содержания Н С от 9 до 18 мае. % воды в количестве от 32 до 50 мас.%. Выход 60%. Содержание а-изомера до 81%. 2 с. и 12 з.п.ф-лы, 1 табл. W