Способ получения d-(+)-биotиha

Способ получения d-(+)-биotиha

Реферат

 

Изобретение относится к гетероциклическим соединениям, в частности к способу получения d-(+)-биотина, который используется в фармакологии, животноводстве, птицеводстве. Цель - повышение выхода целевого продукта. Процесс ведут реакцией d, i-биотина с L-(+)-аргинином с образованием смеси диастереомерных солей. Затем реакционную смесь обрабатывают 80%-ным кипящим изопропанолом, охлаждают, полученный маточник упаривают досуха. После обработки HCI получают смесь d,l- и l-(-)-биотина, которую обрабатывают 46 - 48%-ной HBr в соотношении 1 : (7 - 10) при кипении в течение 14 - 16 ч. Далее реакционную смесь охлаждают до 18 - 24°С, выделяют рацемический дибромгидрат d, l-3,4-диамино-2-(4-карбоксибутил-тетрагидротиофена, который обрабатывают метиловым эфиром хлоруксусной кислоты с получением дикарбометоксильного производного, которое подвергают гидролизу гидроксидом бария. Эти условия позволяют повысить выход целевого продукта на 15% по сравнению с известным способом. 1 табл.

Изобретение относится к новому способу получения d-(+)-биотина формулы который используется в фармакологии, животноводстве, птицеводстве, биотехнологии. Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта. Согласно изобретению dl-биотин подвергают взаимодействию с L-(+)-аргинином с образованием смеси диастереомерных солей, реакционную смесь обрабатывают 80%-ным кипящим изопропиловым спиртом, охлаждают, полученный маточник упаривают досуха, после обработки соляной кислотой получают смесь dl- и l-(-)-биотина, которую обрабатывают 46-48%-ной HBr в соотношении 1: (7-10) при кипении в течение 14-16 ч, реакционную смесь охлаждают до 18-24^оС, выделяют рацемический дибромгидрат dl-3,4-диамино-2(4-карбоксибутил)-тетрагидротиофена, который обрабатывают метиловым эфиром хлоругольной кислоты с получением дикарбометоксильного производного, которое подвергают гидролизу гидроксидом бария, из полученного dl-биотина выделяют целевой продукт известным способом. Изобретение иллюстрируется следующими примерами и таблицей. П р и м е р 1. а) Получение диастереомерной соли d-(+)-биотина и L-(+)-аргинина. К 496 мл дистиллята прибавляют 42 г (170 ммоль) d-(+)-биотина, образующуюся взвесь нагревают при перемешивании до 50-60^оС, добавляют 32,8 г (190 ммоль) L-(+)-аргинина и размешивают 10-15 мин при этой температуре, далее к образующемуся раствору приливают 790 мл изопропилового спирта, подогретого до 70-72^оС в течение 5-6 мин. Раствор нагревают до кипения (80^оС) (температура бани 100-110^оС) и приливают 1192 мл изопропилового спирта, который подогрет до температуры, близкой к температуре его кипения (75-76^оС), с такой скоростью, чтобы реакционная масса не переставала кипеть. Затем прекращают нагрев, самопроизвольно охлаждают до комнатной температуры (18-29^оС) и при этой температуре выдерживают 22-24 ч. Выделившуюся диастереомерную соль d-(+)-биотина и L-(+)-аргинина [(+)-БАС] отфильтровывают, промывают два раза охлажденным 80%-ным изопропиловым спиртом, сушат при 50-60^оС. Получают 32,9 г (45,8%), [] (50-52)^о (с 2,5; вода). Фильтрат концентрируют в вакууме досуха, остаток растворяют в 200 мл дистиллята, образующийся раствор подкисляют 3 н. соляной кислотой до рН 1-2, выдерживают при 3-5^оС 18-20 ч. Выделившийся биотин отфильтровывают, промывают охлажденным дистиллятом, сушат. Получают смесь 1-(-)-биотина и dl-биотина 24 г (содержание 95%), или 100%-ного 22,8 г ( 5 4,3%), []_D²⁵ - (50-52)^о (с 2; 0,1 н. NaOH). б) Получение d-(+)-биотина. Растворяют 32,9 г (79 ммоль) (+)-БАС в 350 мл дистиллята, образующийся раствор подкисляют 3 н. соляной кислотой до рН 1-2, выдерживают при 3-5^оС не менее 18-20 ч. Выделившийся d-(+)-биотин отфильтровывают, промывают охлажденным дистиллятом. Влажный d-(+)-биотин растворяют в 5,0 л дистиллята при кипении, прибавляют 0,3-0,4 г активированного угля, кипятят 5 мин и фильтруют. Фильтрат выдерживают при 18-20^оС 48 ч и при 3-5^оС 3-4 ч. Выделившийся осадок отфильтровывают, промывают охлажденной дистиллированной водой и сушат. Получают 16,07 г d-(+)-биотина, содержание 98%, или 15,75 г 100% -ного []_D²⁵ +(90-92)^о (с 2; 0,1 н. NaOH), т.пл. 230-232^оС. Найдено, %: С 49,4; Н 6,3. С₁₀Н₁₆N₂О₃S Вычислено, %: С 49,1; Н 6,6. Rf 0,61 (система, бутанол-амиловый спирт-вода-уксусная кислота 20:20: 12: 1, проявитель - 0,2%-ный водный раствор KMnO₄). ЯМР' Н (СF₃CООН, 34^о, м. д. J, Гц) : 4,34 ЗаН; 4,17 6аН; 2,84 4Н; 2,61 4Н''; 3,12 5Н; j _{4Н'' 4Н} 12,3, J _{4H'' , 3аН} 1,7, J _{4Н 3аН} 4,1, J _{3аН, 6аН}7,8, J _{6аН, 5Н} 4,4. Водный фильтрат концентрируют в вакууме досуха, остаток 2,34 г (содержание 95%) или 100% -ного 2,2 г (5,2%), представляет собой смесь 1-(-)-биотина и dl-биотина, []_D²⁵ - (30-36)^о. в) Получение рацемического дибромгидрата dl-4,3-диамино-2-(4-карбоксибутил)-тетрагидротиофена. К 200-300 мл 48% -ной бромистоводородной кислоты прибавляют 26,34 г (содержание 94,9% ), или 100%-ной 25 г (100 ммоль) смеси 1-(-)-биотина и dl-биотина, [] -(50-52)^о, выделенной в опытах а) и б), и нагревают при кипении 14-16 ч, охлаждают самопроизвольно до комнатной температуры 18-24^оС и выдерживают при этой температуре 22-24 ч. Выделившийся осадок отфильтровывают, растворяют в 45 мл дистиллята, добавляют 0,3 г активированного угля и фильтруют через асбестовую пластинку. Фильтрат концентрируют досуха, остаток растирают с ацетоном, отфильтровывают и промывают ацетоном. Получают 13,0 г рацемического дибромгидрата 4,3-диамино-2-(4-карбоксибутил)-тетрагидротиофена с [] _D²⁵ + (0,5-0,8)^о, выход 33,4%, т.пл. 250^оС (с разложением). Фильтрат в котором содержит оптически активный дибромгидрат d-(+)-4,3-диамино-2-(4карбоксибутил)-тетра- гидротиофена и остатки биотина в бромистоводородной кислоте, концентрируют в вакууме досуха. Остаток растворяют в 75 мл воды и выдерживают раствор при 3-5^оС в течение 24 ч. Выделившийся осадок отфильтровывают, промывают ацетоном, получают 0,5-0,7 г (2-3% ) биотина []_D²⁵ -(50-58)^о, не вступившего в реакцию. Фильтрат концентрируют досуха в вакууме, остаток растирают с 25 мл ацетона, отфильтровывают, промывают ацетоном. Выход 25,0 г (64,3%) d-(+)-диброгидрата(+)-4,3-диамино-2-4-карбокси- бутил тетрагидротиофена. г) Получение рацемического dl-биотина. К 13,0 г (34 ммоль) рацемического дибромгидрата 4,3-диамино-2-(4-карбоксибутил)-тетрагидротиофена, []_D²⁵ +(0,5-0,7) прибавляют 30 мл 10%-ного NaOH и размещают 1 ч при 40-50^оС (образуется свободный диамин). Раствор охлаждают до 0^оС и при этой температуре и хорошем перемешивании одновременно прибавляют 9,5 мл метилового эфира хлоругольной кислоты и 64 мл 20%-ного раствора карбоната натрия с такой скоростью, чтобы рН среды находился в пределах 7-8. Выдерживают при 0^оС 15 мин, а затем нагревают до 50-55^оС, при этой температуре размешивают 4 ч. Охлаждают до 0^оС, подкисляют 3 н. соляной кислотой до рН 1, экстрагируют хлороформом, хлороформные экстракты промывают водой, хлороформ удаляют в вакууме досуха. К остатку приливают 300 мл воды и добавляют 91 г Ва(ОН)₂ х 8Н₂О, нагревают до кипения, кипятят 2 ч 30 мин, фильтруют в горячем состоянии через асбестовую пластинку, промывают осадок 72 мл горячей воды, фильтрат охлаждают до 0^оС, подкисляют 6 н. соляной кислотой до рн 1, выдерживают при +3-5^оС 16 ч, выделившийся осадок отфильтровывают и промывают 17 мл охлажденной воды, сушат. Получают 8,17 г, содержание 95% , или 100%-ного 7,76 г dl-биотина, выход 92,8%, т.пл. 229-231^оС R_f 0,60-0,62 (система: бутанол-амиловый спирт-вода-уксусная кислота, 20:20:12:1, проявитель - 0,2%-ный водный раствор КMnO₄). Выделение дополнительного количества d-(+)-биотина из полученного рацемата dl-биотина. а) Получение диастереомерной соли d-(+)-биотина и L-(+)-аргинина. К 91,5 мл дистиллята прибавляют 8,17 г (содержание 95%), или 7,76 г (31,8 ммоль) (содержание 100%) dl-(+)-биотина, образующуюся взвесь нагревают при перемешивании до 50^оС, добавляют 6,1 г (35,0 ммоль) L-(+)-аргинина и размешивают 10 мин при этой температуре. Далее к образующемуся раствору приливают 146 мл изопропилового спирта, подогретого до 70^оС в течение 3-4 мин, раствор нагревают до кипения (80^оС) (температура бани 100^оС) и приливают 220 мл изопропилового спирта, который подогрет до температуры, близкой к температуре его кипения (76^оС), с такой скоростью, чтобы реакционная масса не переставала кипеть. Затем прекращают нагрев, самопроизвольно охлаждают до комнатной температуры и при этой температуре выдерживают 22 ч. Выделившуюся диастереомерную соль d-(+)-биотина и L-(+)-аргинина [(+)-БАС] отфильтровывают, промывают два раза охлажденным 80%-ным изопропиловым спиртом, сушат при 50^оС. Получают 6,27 г (45,8%), []_D²⁵ + 50^оС (с 2,5; вода). Фильтрат концентрируют в вакууме досуха, остаток растворяют в 37,0 мл дистиллята, образующийся раствор подкисляют 3 н. соляной кислотой до рН 1-2; выдерживают при 3-5^оС 18-20 ч. Выделившийся биотин отфильтровывают, промывают охлажденным дистиллятом, сушат. Получают смесь 1-(-)-биотина и dl-биотина 4,45 г, содержание 97%, или 100%-ного 4,31 г (55,5%), []_D²⁶ -45^о (с 2; 0,1 ч. NаОН). б) Получение d-(+)-биотина. Растворяют 6,27 г (14,5 ммоль) (+)-БАС в 69,0 мл дистиллята, образующийся раствор подкисляют 3 н. соляной кислотой до рН 1, выдерживают при 3-5^оС не менее 18-20 ч. Выделившийся d-(+)-биотин отфильтровывают, промывают охлажденным дистиллятом. Влажный d-(+)-биотин растворяют в 0,95 л дистиллята при кипении, прибавляют 0,05 г активированного угля, кипятят 5 мин и фильтруют. Фильтрат выдерживают при 18^оС 48 ч и при 3^оС 3 ч. Выделившийся осадок отфильтровывают, промывают охлажденной дистиллированной водой и сушат. Получают 3,9 г d-(+)-биотина содержание 98% или 100%-ного 2,84 г (36,6%), выход на dl-биотин; []_D²⁵ + 92^о (с 2; 0,1 н. NaOH), т.пл. 230-232^оС. Найдено, %: С 49,5; Н 6,4. С₁₀Н₁₆N₂О₃S Вычислено, %: C 49,1; Н 6,6. R_f 0,61-0,62 (система: бутанол-амиловый спирт-вода-уксусная кислота, 20: 20: 12: 1, проявитель - 0,2%-ный водный раствор KMnO₄). ЯМР Н (СF₃COOH, 34^o, , м.д.; J, Гц): 4,34 3аН; 4,17 6аН; 2,84 4Н; 2,61 4Н ; 3,12 5Н; J_{4Н, 4Н''} 12,3, J_{4Н'' 3аН} 1,7, J _{4Н 3аН} 4,1, J _{3аН, 6аН}7,8, J _{6аН, 5Н} 4,4. Водный фильтрат концентрируют в вакууме досуха, остаток 0,45 г (содержание 93%), или 0,42 г 100%-ного представляет собой смесь 1-(-)-биотина и dl-биотина, []_D²⁵-30^o. в) Получение рацемического дибромгидрата dl-4,3-диамино-2-(4-карбоксибутил)-тетрагидротиофена. К 40 мл 48%-ной бромистоводородной кислоты прибавляют 4,7 г (содержание 94,5%), или 100%-ной 4,6 г (12 ммоль) смеси 1-(-)-биотина и dl-биотина, [] _D²⁵-45^о, выделенной в опытах а) и б), и нагревают при кипении 16 ч, охлаждают самопроизвольно до комнатной температуры и выдерживают при этой температуре 24 ч. Выделившийся осадок отфильтровывают, растворяют в 8,5 мл дистиллята, добавляют 0,01 г активированного угля и фильтруют через асбестовую пластину. Фильтрат концентрируют досуха, остаток растирают с ацетоном, отфильтровывают и промывают ацетоном. Получают 3,0 г рацемического дибромгидрата 4,3-диамино-3-(4-карбоксибутил)-тетрагидротио- фена с [] _D²⁵ + 0,5, выход 39,3%, т.пл. 250^оС (с разложением). г) Получение рацемического dl-биотина. К 3,00 г (7,9 ммоль) рацемического дибромгидрата 4,3-диамино-2-(4-карбоксибутил)-тетрагидротиофена, []_D²⁵ + 0,5^оприбавляют 7,0 мл 10%-ного NaOH и размешивают 1 ч при 50^оС (образуется свободный диамин). Раствор охлаждают до 0^оС и при этой температуре и хорошем перемешивании одновременно прибавляют 2,2 мл [2,72 г (28,8 ммоль)] метилового эфира хлоругольной кислоты и 30 мл 20% -ного раствора карбоната натрия с такой скоростью, чтобы рН среды находился в пределах 7-8. Выдерживают при 0^оС 15 мин, затем нагревают до 50^оС и при этой температуре размешивают 4 ч. Охлаждают до 0^оС, подкисляют 3 н. соляной кислотой до рН 1, экстрагируют хлороформом, хлороформные экстракты промывают водой, хлороформ удаляют в вакууме досуха. К остатку приливают 138 мл воды и добавляют 42,5 г (134 ммоль) Ва(ОН) х 8Н₂О и нагревают до кипения, кипятят 2 ч 30 мин, фильтруют в горячем состоянии через асбестовую пластину, промывают осадок 30 мл горячей воды, фильтрат охлаждают до 0^оС, подкисляют 6 н. соляной кислотой до рН 1, выдерживают при +3^оС 16 ч, выделившийся осадок отфильтровывают и промывают 17 мл охлажденной воды, сушат. Получают 1,78 г (содержание 90%) или 100%-ного 1,6 г биотина, выход 82,9%, т. пл. 229-230^оС, []_D²⁵ - (0,5-2)^о R_f0,60-0,63 (система : бутанол-амиловый спирт - вода - уксусная кислота, 20 : 20 : 12 : 1, проявитель - 0,2%-ный водный раствор KMnO₄). Найдено, %: С 49,4; Н 6,5; С₁₀Н₁₆N₂О₃S Вычислено, %: C 49,1; Н 6,6. ЯМР 'Н (СF₃СООН, 34^о, , м.д.; J Гц): 4,34, 3аН; 4,17 6аН; 2,84 4Н''; 2,61 4Н''; 3,12 5Н; J _{4Н, 4Н} 12,3, J_{4Н 3аН} 1,7, J_{4Н, 3aH} 4,1, J _{3аН, 6аН} 7,8, J _{6аН, 5Н} 4,4. Общий выход d-(+)-биотина из dl-биотина 46%. Таким образом, предлагаемый способ получения d-(+)-биотина из dl-биотина дает возможность повышения выхода до 46% вместо 32% по известному способу.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ D-(+)-БИOTИHA", включающий взаимодействие dl(+)-биотина с L-(+)-аргинином с образованием смеси диастереомерных солей с последующим выделением соли d-(+)-биотина и L-(+)-аргинина изопропиловым спиртом и разложением соли соляной кислотой, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, выделение соли d-(+)-биотина и L-(+)-аргинина проводят из кипящего раствора 80%-ного изопропилового спирта с последующим охлаждением, полученный маточник упаривают досуха и после обработки соляной кислотой получают смесь dl- и l-(-)-биотина, которую обрабатывают 46 - 68% -ной бромистоводородной кислотой в соотношении 1 : (7 - 10) при кипении в течение 14 - 16 ч, затем реакционную смесь охлаждают до 18 - 24^oС, выделяют рацемический дибромгидрат dl-4,3-диамино-2-(4-карбоксибутил)-тетрагидротиофена, который обрабатывают метиловым эфиром хлоругольной кислоты с получением дикарбометоксильного производного, которое подвергают гидролизу гидроксидом бария.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000