Proceso para la preparación de 3-aminopiperidina N-protegida o 3-aminopirrolidina N-protegida ópticamente activa por medio de resolución óptica de mezclas racémicas de aminas empleando una omega-transaminasa.

Un proceso para la preparación de una amina quiral ópticamente activa que comprende:

a) proporcionar una molécula que contiene un grupo ceto y una mezcla racémica de 3-aminopirrolidina

(3AP) o 3- aminopiperidina (3APi), que porta cada uno un grupo protector en el átomo de nitrógeno de anillo,

b) hacer reaccionar la molécula que contiene un grupo ceto y la mezcla racémica de la amina con una transaminasa (R)- o (S)-selectiva con el código de clasificación EC 2.6.1.18 y

c) obtener una amina quiral ópticamente activa, un producto de amina y un producto de cetona.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/007770.

Solicitante: LONZA AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: LONZASTRASSE 3930 VISP SUIZA.

Inventor/es: BORNSCHEUER, UWE, HOHNE, MATTHIAS, ROBINS, KAREN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > Preparación de compuestos heterocíclicos que contienen... > C12P17/12 (que contienen un ciclo de seis miembros)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > C12P41/00 (Procesos que utilizan enzimas o microorganismos para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > Preparación de compuestos heterocíclicos que contienen... > C12P17/10 (nitrógeno como único heteroátomo del ciclo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > Preparación de compuestos orgánicos que contienen... > C12P7/26 (Cetonas)

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Fragmento de la descripción:

Proceso para la preparaciïn de 3-aminopiperidina N-protegida o 3-aminopirrolidina N-protegida ïpticamente activa por medio de resoluciïn ïptica de mezclas racïmicas de aminas empleando una omega-transaminasa 5 La presente invenciïn se refiere a un proceso para la preparaciïn de aminas quirales ïpticamente activas.

Las aminas quirales desempeïan un importante papel en las industrias farmacïutica, agroquïmica y quïmica. Se usan frecuentemente como intermedios o sintonas para la preparaciïn de varias sustancias fisiolïgicamente, por

ejemplo farmacïuticamente activas, tales como cefalosporina o derivados de pirrolidina. En un gran nïmero de diferentes aplicaciones de aminas quirales, ïnicamente una forma particular ïpticamente activa, ya sea el enantiomero (R) o el (S) , es fisiolïgicamente activa. De este modo, existe una clara necesidad de proporcionar procesos para la preparaciïn de aminas quirales en una forma ïpticamente activa.

Estas necesidades se satisfacen parcialmente por medio de la preparaciïn de aminas quirales por medio de cristalizaciïn de sales diastereomïricas a travïs de la adiciïn de ïcidos carboxïlicos quirales (Breuer y col., Angewandte Chemie (2004) 116, 806-843) . Otros mïtodos quïmicos usan sïntesis enantioselectiva por medio de la reducciïn de precursores proquirales con dobles enlaces C=N.

Ademïs, se conoce la escisiïn estereoselectiva de racematos usando varias enzimas, tales como proteasas, amidasas o lipasas (Born-scheuer and Kazlauskas, Hidrolasas en Organic Synthesis (2005) , Wiley-VCH Weinheim) . Tambiïn se conoce que las transaminasas especïficas, concretamente las !-transaminasas, son apropiadas para la preparaciïn de amino ïcidos ïpitcamente activos (Bartsch y col., Appl. Environm. Microbiol. (1996) 62, 3794-3799, Cho y col., Biotechnol. Bioeng. (2003) 83, 226-234, el documento JP 011 53084 A2 (1998) , el documento JP 633

04986 A2 (1998) , el documento EP 0 248 357 A2 y Ziehr y col., Biotechnol, Bioeng. (1987) 29, 482-487) .

El documento SHIN, J. S. & KIM, B.G.: "Exploring the Active Site of Amine: Pyruvate Aminotransferase on the Basis of the Substrate Structure-Reactivity Relationship: How the Enzyme Controls Substrate Specificity and Stereoselectivity" (JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, vol. 67, nï. 9, mayo 2002, pïginas 2848-2853) divulga un proceso para la preparaciïn de una amina quiral que comprende:

a) proporcionar piruvato como una molïcula que contiene un grupo ceto y una mezcla racïmica de 3aminopirrolidina, b) hacer reaccionar el piruvato y la mezcla racïmica de la amina con la omega-transaminasa (S) -selectiva Vibrio fluvialis c) obtener una amina quiral, un producto de amina y un producto de cetona.

No obstante, estos procesos de la tïcnica anterior experimentan varias desventajas. Aunque los procesos enzimïticos normalmente emplean, en contraste con los mïtodos clïsicos, condiciones suaves favorables y logran una estereoselectividad apropiada, usan enzimas de forma regular, cuya especificidad por el sustrato, enantioselectividad y/o conversiïn no son suficientemente elevadas para los procesos aplicables desde el punto de vista industrial. Ademïs, uno de los inconvenientes mïs prominentes del uso de transaminasas para la preparaciïn de aminas ïpticamente activas viene representado por el sustrato frecuentemente observado y el fenïmeno de la inhibiciïn de producto. Por tanto, es uno de los objetivos de la presente invenciïn proporcionar un proceso mejorado 45 para la preparaciïn de aminas quirales ïpticamente activas, en particular un proceso con una conversiïn mejorada y/o una enantioselectividad mejorada.

La presente invenciïn soluciona el problema tïcnico subyacente proporcionando un proceso para la preparaciïn de una amina quiral ïpticamente activa, comprendiendo dicho proceso hacer reaccionar un compuesto aceptor de 50 amina que comprende un grupo ceto y una mezcla racïmica de 3-aminopirrolidina (3AP) o 3-aminopiperidina (3APi) , que porta cada uno un grupo protector en el ïtomo de nitrïgeno del anillo en presencia de una transaminasa (R) -o (S) -selectiva con un cïdigo de clasificaciïn EC 2.6.1.18, para obtener un enantiomero de 3AP o 2APi, correspondiendo el compuesto amino a dicho compuesto receptor de aminas, y pirrolidin-3-ona N-protegina o piperidi-3-ona N-protegida como producto de cetona.

El proceso de la presente invenciïn comprende (a) proporcionar una molïcula que contiene un grupo cetona y una mezcla racïmica de 3AP 1-N-protegida o 3APi 1-N-protegida, es decir, una mezcla de dos enantiomeros de la amina respectiva, (b) hacer reaccionar la molïcula que contiene un grupo ceto y la mezcla racïmica de la amina respectiva con una transaminasa (R) -o (S) -selectiva con el cïdigo de clasificaciïn EC 2.6.1.18 y (c) obtener una amina quiral

ïpticamente activa, un producto de amina y un producto de cetona.

De acuerdo con una realizaciïn preferida de la presente invenciïn, en una etapa de proceso opcional adicional posterior, la amina quiral ïpticamente activa obtenida en la etapa c) se aïsla y purifica a partir de la mezcla de reacciïn obtenida en la etapa c) .

La reacciïn de la presente invenciïn sigue en principio el siguiente esquema:

De acuerdo con la presente invenciïn, la mezcla racïmica de 3-aminopirrolidina (3AP) o la mezcla racïmica de 3aminopiperidina (3APi) porta un grupo protector en el ïtomo de nitrïgeno secundario del anillo, es decir, en la posiciïn 1 mientras que el grupo amino en el centro quiral de la amina, es decir la posiciïn 3, que participa en la transaminaciïn, no estï protegido.

La presencia del grupo protector provoca que la amina protegida, es decir la 3AP 1-N-protegida o 3APi 1-Nprotegida, se convierta mïs eficazmente en la amina quiral ïpticamente activa deseada. De este modo, la presencia del grupo protector provoca que se obtengan rendimientos mïs elevados de la amina quiral ïpticamente activa deseada. En comparaciïn con la conversiïn de la amina de partida sin un grupo protector en el ïtomo de nitrïgeno de anillo, es menos eficaz.

De este modo, la presente invenciïn proporciona un proceso para la escisiïn enzimïtica de aminas 1-N-protegidas por medio del uso de al menos una transaminasa (R) -o (S) -selectiva para la transaminaciïn de un grupo amino a partir de un enantiomero especïfico de la mezcla de enantiomeros de amina quiral 1-N-protegida hasta un aceptor de amina, formïndose de este modo el producto ïpticamente activo deseado. En el contexto de la presente invenciïn, las expresiones "escisiïn enzimïtica de aminas" o "escisiïn enzimïtica de una mezcla racïmica" significan la resoluciïn ïptica de una mezcla racïmica por medio de transformaciïn enzimïtica estereoselectiva de un enantiomero. Dependiendo de la enantiopreferencia de la transaminasa (R) -o (S) -selectiva usada, se obtiene una amina quiral ïpticamente activa de la configuraciïn ïptica deseada, es decir un enantiomero bien (R) o bien (S) . De este modo, por medio del uso de una transaminasa (S) -selectiva en una realizaciïn de la presente invenciïn para la sïntesis de escisiïn enzimïtica, se elimina el enantiomero (S) de la mezcla racïmica y se genera el enantiomero (R) ïpticamente activo deseado de la amina quiral, al tiempo que por medio del uso en otra realizaciïn de la presente invenciïn, una transaminasa (R) -selectiva elimina el enantiomero (R) de la mezcla racïmica y genera el enantiomero (S) ïpticamente activo deseado. Ademïs de la amina quiral ïpticamente activa deseada, la reacciïn genera un producto de cetona a partir de la transaminaciïn de la mezcla racïmica, un producto de amina a partir del aceptor de amina y un enantiomero no deseado parcialmente no escindido asï como tambiïn un aceptor de amina no... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un proceso para la preparaciïn de una amina quiral ïpticamente activa que comprende:

a) proporcionar una molïcula que contiene un grupo ceto y una mezcla racïmica de 3-aminopirrolidina (3AP) o 3aminopiperidina (3APi) , que porta cada uno un grupo protector en el ïtomo de nitrïgeno de anillo, b) hacer reaccionar la molïcula que contiene un grupo ceto y la mezcla racïmica de la amina con una transaminasa (R) -o (S) -selectiva con el cïdigo de clasificaciïn EC 2.6.1.18 y c) obtener una amina quiral ïpticamente activa, un producto de amina y un producto de cetona.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 1, en el que el grupo protector es bencilo, tert-butoxicarbonilo (Boc) o carbobenzoxi (Cbz) .

3. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que la molïcula que contiene un grupo ceto estï

seleccionada entre el grupo que consiste en ïcido fenilpirïvico, una de sus sales, ïcido pirïvico, una de sus sales, ïcido glioxïlico, una de sus sales, acetofenona, ïcido 2-cetoglutïrico, una de sus sales, acetona, ïcido 3-oxobutïrico, una de sus sales, 2-butanona, 3-oxopirrolidina (3OP) , (3-piridil) metilcetona (3-PMK) , ïster etïlico de ïcido 3ºxobutïrico (3-OBEE) y ïster metïlico de ïcido 3-oxopentanoico (3-OPME) .

4. El proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que el producto de amina obtenido es una amina primaria o un aminoïcido.

5. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la transaminasa (R) -o (S)

selectiva es una transaminasa (R) -o (S) -selectiva de Vibrio fluvialis, Alcaligenes denitrificans, Klebsiella pneumoniae 25 o Bacillus thuringiensis.

6. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el producto de amina y/o el producto de cetona obtenidos en la etapa c) se retira, en una etapa de proceso adicional d) , de la mezcla de reacciïn por medio de reacciïn con una enzima, por medio de descarboxilaciïn espontïnea, por medio de extracciïn o por medio de evaporaciïn.

7. El proceso de acuerdo con la reivindicaciïn 6, en el que la enzima usada en la etapa d) es una descarboxilasa, una sintasa o una deshidrogenasa.

8. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, en el que la enzima es una alcohol deshidrogenasa (ADH) .

9. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la amina quiral

ïpticamente activa obtenida en las etapas c) o d) se retira de la mezcla de reacciïn obtenida en las etapas c) o d) . 40

10. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grupo protector de 3AP 1-N-protegida o 3APi 1-N-protegida obtenido en las etapas c) o d) se retira por medio de un mïtodo de desprotecciïn.

11. Un proceso para la preparaciïn de un compuesto fisiolïgicamente activo seleccionado entre el grupo de derivados de 3-aminopirrolidona, cefalosporina, derivados de cefalosporina, ïcidos borïnicos heterocïclicos, Ldihidroxifenilalanina (L-Dopa) , !-metildopa, D-fenilglicina, %-hidroxifenilglicina, fosfinotricina, derivados piramido y derivados pirrolidona, en el que se usa el proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.