Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von bekannten, optisch aktiven Aminen, die als Zwischenprodukte zur Herstellung von

Pharmazeutika und Pflanzenschutzmitteln verwendet werden können

Aus der DE-A 4 332 738 ist bereits bekannt, daß sich optisch aktive, primäre und sekundäre Amine herstellen lassen, indem man zunächst racemisches Amin in Gegenwart einer Hydrolase mit einem Ester, der im Saureteil in Nachbarschaft des Carbonylkohlenstoffatoms ein elektronenreiches Heteroatom aufweist, enantio- selektiv acyliert, dann das entstehende Gemisch aus optisch aktivem (S)-Amin und optisch aktivem acylierten (R)-Amin (= Amid) trennt, dadurch das (S)-Amin erhalt und gegebenenfalls aus dem acylierten (R)-Amin durch Amid-Spaltung das andere Enantiomere gewinnt Als Hydrolasen kommen dabei Lipasen aus Pseudomonas, z.B Amano P, oder aus Pseudomonas spec DSM 8246 in Frage Der optische

Reinheitsgrad der anfallenden Enantiomeren ist sehr hoch Nachteilig an diesem Verfahren ist aber, daß bei der enzymatischen Acylierung recht lange Reaktions¬ zeiten erforderlich sind und in stark verdünnter Losung gearbeitet wird Das ver¬ bleibende (S)-Enantiomer wird erst nach relativ langen Reaktionszeiten in aus- reichend hoher optischer Ausbeute erhalten Die erzielbaren Raum -Zeit- Ausbeuten lassen daher für praktische Zwecke zu wünschen übrig Ungunstig ist auch, daß in Bezug auf das Substrat verhältnismäßig hohe Mengen an Enzym erforderlich sind Im übrigen weist das Enzym eine sehr hohe Aktivität auf, so daß ein erheblicher Aufwand für die Reinigung, die Konzentrierung und die Aufarbeitung notwendig ist Außerdem eignet sich diese Arbeitsweise nur für eine diskontinuierliche

Durchführung

Weiterhin geht aus Chimia 48, 570 (1994) hervor, daß einige wenige racemische Amine mit Essigsaureethylester in Gegenwart von Lipase aus Candida antarctica enantioselektiv zu Gemischen aus (S)-Amin und acetyliertem (R)-Amιn (= Amid) reagieren, aus denen (S)-Amιn und acetyliertes (R)-Amιn isoliert werden können, wobei das acetylierte (R)-Amin durch anschließende Amid-Spaltung freigesetzt werden kann Ungunstig an dieser Methode ist, daß wiederum recht lange Reak¬ tionszeiten benotigt werden und außerdem die Ausbeuten nicht immer befriedigend sind Weiterhin ist auch hierbei das Verhältnis von Enzym zu Substrat unvorteil-

haft, so daß eine wirtschaftliche Nutzung des Verfahrens, insbesondere auch eine kontinuierliche Durchführung, kaum möglich sind.

Es wurde nun gefunden, daß man optisch aktive (S)-Amine der Formel

in der

R ¹ und R ² verschieden sind,

R ¹ für Methyl, Ethyl oder einen Rest der Formel (II) steht

-R ³ -X-R ⁴ (II),

bei dem

R ³ für einen C^C- _Q -Alkylenrest oder einen C ₂ -C, ₀ - AI keny lernest,

R ⁴ für einen C _j -C- _Q -Alkylrest, einen C ₆ -C ₁₀ -Arylrest oder einen C ₇ -C ₁₄ -Aralkylrest und

X für O, S oder NR ⁵ (mit R ⁵ = C,-C _{] 0} -Alkyl oder Phenyl) stehen und

R ² für C--C ₁₀ -Alkyl oder gegebenenfalls substituiertes C ₆ -C _]4 -Aryl steht,

erhält, wenn man

a) in einer ersten Stufe racemische Amine der Formel

in der

R ¹ und R ² die oben angegebenen Bedeutungen haben,

mit Estern der Formel

O

(HI),

-C — OR in der

R ⁵ und R ⁶ gleich oder verschieden sind und jeweils für gegebenenfalls substituiertes C--C ₂₀ -Alkyl oder gegebenenfalls substituiertes C ₆ -C _{] 0} -Aryl stehen und R ⁵ zusatzlich auch Wasserstoff bedeuten kann,

in Gegenwart von Lipase aus Candida antarctica sowie gegebenenfalls in Gegenwart eines Verdünnungsmittels umsetzt und

b) in einer zweiten Stufe das erhaltene Gemisch enthaltend (S)-Amιn der Formel (I-S), und acyliertes (R)-Amιn der Formel

NH - C — R (IV-R),

R ¹ — CH — R ²

in der

R .1 ^J , R- und R die oben angegebenen Bedeutungen haben,

trennt

Unter (R)-Amιnen sind diejenigen optisch aktiven Verbindungen der Formel (I) und (IV-R) zu verstehen, die am asymmetrisch substituierten Kohlenstoffatom die (R)-Konfιguratιon aufweisen Entsprechend sind unter (S)- Aminen diejenigen optisch aktiven Verbindungen der Formel (I) und (I-S) zu verstehen, die am Chira- htatszentrum die (S)-Konfiguration aufweisen In den Formeln für (R)- und

(S)-Amine ist das asymmetrisch substituierte Kohlenstoffatom jeweils durch * gekennzeichnet.

Als Substituenten für Alkyl- und Arylreste kommen z B bis zu 3 gleiche oder ver¬ schiedene Substituenten aus der Gruppe umfassend Cι-C ₆ -Alkyl-, C--C ₆ - Alkoxy-, Halogen-, Nitro- und Cyanoreste in Frage Bei mit Alkylresten substituierten

Alkylresten handelt es sich um verzweigte Alkylreste

In den Formeln (I), (I-S), und (IV-R) sind R ¹ und R ² verschieden voneinander, wobei

R ¹ vorzugsweise für Methyl, Ethyl oder einen Rest der Formel (III) steht, bei dem R ³ für einen Methylen- oder Ethylenrest, R ⁴ für einen Methyl-, Ethyl-,

Phenyl- oder Benzylrest und X für O stehen und

R ² vorzugsweise für C _r C ₄ -Alkyl steht

Ganz besonders bevorzugt stehen in den Formeln (I), (I-S) und (IV-R) R ¹ für -CH ₂ -O-CH ₃ und R ² für Methyl

In den Formeln (III) und (IV-R) steht R ⁵ vorzugsweise für gegebenenfalls ein- bis zweimal durch C--C ₄ -Alkyl substituiertes C,-C ₆ -Alkyl oder für gegebenenfalls em- bis zweimal durch C--C ₄ -Alkyl, C _] -C ₄ -Alkoxy, Chlor, Brom, Nitro und/oder Cyano substituiertes Phenyl Besonders bevorzugt steht R ⁵ für unsubstituiertes C _r C ₄ -Alkyl In Formel (III) steht R ⁶ unabhängig von R ⁵ vorzugsweise und beson- ders bevorzugt für einen der Reste, die bei R ⁵ als bevorzugt und besonders bevor¬ zugt angegeben sind Ganz besonders bevorzugt stehen R ⁵ für Methyl und R ⁶ für Ethyl

Es ist als äußerst überraschend anzusehen, daß sich optisch aktive Amine der Formel (I-S) nach dem erfindungsgemaßen Verfahren in hoher Ausbeute und sehr guter optischer Reinheit herstellen lassen Aufgrund des bekannten Standes der

Technik konnte namlich nicht damit gerechnet werden, daß die spezielle Verwen¬ dung von Lipase aus Candida antarctica eine höhere Enantioselektivitat und eine schnellere Reaktion bei der Umsetzung zwischen dem jeweiligen Amin und je¬ weiligen Ester bewirkt als die in entsprechenden Verfahren bisher verwendeten Enzymsysteme

Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. So ermög¬ licht es die Herstellung einer Vielzahl von optisch aktiven Aminen in hoher Aus¬ beute und hervorragender optischer Reinheit. Günstig ist auch, daß bei relativ hoher Substrat-Konzentration gearbeitet werden kann, die Reaktionszeiten kurz sind und eine kontinuierliche Arbeitsweise möglich ist. Von Vorteil ist auch, daß der benötigte Biokatalysator in größerer Menge zur Verfügung steht und auch bei erhöhter Temperatur stabil ist. Der Biokatalysator kann im Verhältnis zum Substrat in relativ geringer Menge eingesetzt werden. Schließlich bereitet auch die Durch¬ führung der Umsetzung und die Isolierung der gewünschten Substanzen keine Schwierigkeiten.

Die als Ausgangsstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten racemi¬ schen Amine der Formel (I) sind bekannt oder lassen sich nach an sich bekannten Methoden herstellen. Ebenso sind die benötigten Ester der Formel (III) bekannt oder lassen sich nach an sich bekannten Methoden herstellen. Die benötigte Lipase kann sowohl nativ als auch in immobilisierter Form eingesetzt werden. Mögliche

Immobilisierungen sind beispielsweise der Einsatz der Lipase in mikroverkapselter Form oder gebunden an ein organisches oder anorganisches Trägermaterial. Als Trägermaterialien kommen z.B. Kieselgur, Ionenaustauscher, Zeolithe, Poly- saccharide, Polyamide und Polystyrolharze in Frage, insbesondere Celite ^® und Lewatit ^® - Typen. Geeignet ist beispielsweise Lipase aus Candida antarctica in

Form des im Handel erhältlichen Produktes Novozym ^® 435.

Als gegebenenfalls einzusetzende Verdünnungsmittel kommen, die verschiedensten organischen Lösungsmittel in Frage, insbesondere Ether wie beispielsweise Diethylether oder Methyl-tert.-butylether (= MTBE). Man kann auch ohne Zusatz eines besonderen Verdünnungsmittels arbeiten. Es ist zweckmäßig, einen Über¬ schuß des Esters der Formel (III) einzusetzen.

Bezogen auf ein mol racemisches Amin der Formel (I) kann man beispielsweise 0,5 bis 20 mol eines Esters der Formel (III) einsetzen. Bei der Arbeitsweise ohne zusätzliches Verdünnungsmittel liegt diese Estermenge vorzugsweise bei 1 bis 10 mol, insbesondere 1 bis 5 mol. Bei einer Arbeitsweise mit Zusatz eines Ver¬ dünnungsmittels liegt diese Estermenge vorzugsweise bei 1 bis 7 mol, insbeson¬ dere bei 1 bis 4 mol.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise bei Temperaturen im Be¬ reich 0 bis 90°C, insbesondere 10 bis 60°C durchgeführt werden. Üblicherweise arbeitet man bei Atmosphärendruck, gegebenenfalls unter einem Inertgas, z B Stickstoff.

Bei diskontinuierlicher Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man z B so vorgehen, daß man das jeweilige racemische Amin der Formel (I), den jeweiligen Ester der Formel (III), gegebenenfalls ein Verdünnungsmittel und Lipase aus Candida antarctica in beliebiger Reihenfolge zusammengibt und das entstehende Gemisch bei der jeweiligen Reaktionstemperatur bis zum Erreichen des gewünschten Umsatzes rührt Die Menge der Lipase bezogen auf das racemi¬ sche Amin der Formel (I) kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden Bei¬ spielsweise kann man 0,1 bis 40 Gew -% immobilisierte Lipase, z B Novozym ^® 435, bezogen auf das racemische Amin der Formel (I), einsetzen oder eine entsprechende Menge nativer Lipase Vorzugsweise betragt diese Menge 0,5 bis 30 Gew -% immobilisierte Lipase oder die entsprechende Menge nativer Lipase

Bei kontinuierlicher Durchfuhrung des erfindungsgemaßen Verfahrens kann man z B so vorgehen, daß man ein Gemisch enthaltend ein racemisches Amin der Formel (I), einen Ester der Formel (III) und gegebenenfalls ein Verdünnungsmittel bei Reaktionstemperatur über immobilisierte Lipase aus Candida antarctica leitet Dabei kann im Verhältnis zum racemischen Amin der Formel (I) die Lipase z B in einer Menge eingesetzt werden, die erforderlich ist, um einen bestimmten gewünschten Umsatz des racemischen Amins der Formel (I) zu erhalten Der gewünschte Umsatz des racemischen Amins der Formel (I) richtet sich nach dem angestrebten Enantiomerenuberschuß im hergestellten (S)-Amιn der Formel (I-S) oder dem angestrebten Enantiomerenuberschuß im erhaltlichen acylierten

(R)-Amin der Formel (IV-R) Beispielsweise kann man mindestens 0,000001 g immobilisierte Lipase, z B Novozym ^® 435, pro g racemisches Amin der Formel (I) oder eine entsprechende Menge nativer Lipase einsetzen Vorzugsweise betragt diese Menge 0,00001 bis 0,1 g immobilisierte Lipase oder eine entsprechende Menge nativer Lipase

Bei der Aufarbeitung der nach der Umsetzung des racemischen Amins der Formel (I) mit dem Ester der Formel (III) vorliegenden Gemisches ist es bei diskonti¬ nuierlicher Arbeitsweise zunächst erforderlich, die Lipase abzutrennen, was bei¬ spielsweise durch Filtration bewerkstelligt werden kann So abgetrennte Lipase

kann für den nächsten Ansatz wieder verwendet werden. Eine derartige Rück¬ führung der Lipase kann mehrfach wiederholt werden. Das nach der Abtrennung der Lipase vorliegende Gemisch entspricht dem bei kontinuierlicher Arbeitsweise erhaltenen Gemisch. Es enthält das aus der (R)-Form des racemischen Amins der Formel (I) erhaltene acylierte (R)-Amin der Formel (IV-R), das gewünschte

(S)-Amin der Formel (I-S), den aus dem eingesetzten Ester entstandenen Alkohol, gegebenenfalls nicht umgesetztes (R)-Amin der Formel (I), gegebenenfalls nicht umgesetzten Ester der Formel (III) und gegebenenfalls Verdünnungsmittel

Die Abtrennung des gewünschten (S)-Amins der Formel (I-S) kann beispielsweise durch Destillation oder Extraktion erfolgen. Bevorzugt ist die Destillation

Der nach dieser Abtrennung verbleibende Rückstand kann verworfen oder auf beliebige Weise verwertet werden. Beispielsweise kann man das darin enthaltene acylierte (R)-Amin der Formel (IV) isolieren, z.B durch Destillation, und es als solches gewinnen oder nach dessen Isolierung aus dem acylierten (R)-Amin der Formel (IV) auf an sich bekannte Weise die Acylgruppe abspalten und so das dem hergestellten (S)-Amin der Formel (I-S) entsprechende (R)-Amin gewinnen oder das erhaltene acylierte (R)-Amin racemisieren und nach Entfernung der Acylgruppe erneut in das erfindungsgemäße Verfahren einsetzen

Die nach dem erfmdungsgemäßen Verfahren herstellbaren Amine der Formel (I-S) sind wertvolle Zwischenprodukte zur Herstellung von Pharmazeutika oder von

Wirkstoffen mit insektiziden, fungiziden oder herbiziden Eigenschaften Insbeson¬ dere eignen sie sich zur Herstellung von herbizid wirksamen N-Thienylchloracet- amiden (siehe z.B. EP-A 296 463 und EP-A 210 320)

Beispiele

Beispiel 1

1 g immobilisierte Candida antarctica Lipase (Novozym ^® 435) wurden in 50 ml MTBE suspendiert und mit 10 g (+)-2-Amino-l-methoxypropan versetzt und 38,8 g Ethylacetat zugesetzt Nach 22-stundigem Ruhren bei 30°C wurde die

Reaktion abgebrochen. Bei einer Ausbeute von 40 % betrug der ee-Wert für (S)-2- Amino- 1-m eth oxypropan über 96 % (GC)

Beispiel 2

In einem auf 40°C beheizten Glasrohr von 22 cm Lange und 1 cm Innendurch- messer, das unten mit einer Fritte verschlossen war, wurden 3,77 g immobilisierte

Candida antarctica Lipase (Novozym ^® 435) als Suspension in MTBE eingefüllt Das Bettvolumen betrug 17 ml Dann wurde über die Fritte eine Losung von 10 g (±)-2-Amino-l-methoxypropan in 100 ml MTBE und 38,8 g Ethylacetat mit einer Rate von 10 ml/h eingepumpt Es stellte sich ein konstanter Umsatz von 60 %, bezogen auf Racemat, ein Der ee-Wert für das (S)-2-Amino-l-methoxypropan betrug über 97 % (GC)

Beispiel 3

Aus dem gemäß Beispiel 1 erhaltenen Reaktionsgemisch wurde die immobilisierte Candida antarctica Lipase durch Filtration abgetrennt und das Filtrat destillativ aufgearbeitet Bei Normaldruck gingen zunächst Ethylacetat, Ethanol und MTBE über, dann bei 99°C (S)-2-Amino-l-methoxypropan und schließlich bei 13 mbar und 105 bis 1 10°C (R)-N-Acetyl-2-amino-l-methoxypropan

Beispiel 4

Es wurde verfahren wie bei Beispiel 1 , jedoch wurde nicht frische immobilisierte antarctica Lipase eingesetzt, sondern diejenige, die gemäß Beispiel 3 wiedergewonnen worden war Die Ausbeute und der ee-Wert für (S)-2-Amιno- l- methoxypropan waren wie in Beispiel 1

Beispiel 5

3 g immobilisierte Candida antarctica Lipase (Novozym ^® 435) wurden in 100 ml MTBE suspendiert und mit 10 g (±)-2-Amino-l-benzyloxypropan und 20,8 g Ethylacetat versetzt. Es wurde bei 40°C gerührt und nach 50 % Umsatz unter- brachen. Die Reaktionslösung wurde filtriert und über eine Kolonne destilliert

Man erhielt 3,5 g (S)-2-Amino-l-benzyloxypropan (Kp. = 73°C bei 1,8 mbar) mit einem ee von 95 %.

Beispiel 6

3 g immobilisierte Candida antarctica Lipase (Novozym ^® 435) wurden in 100 ml MTBE suspendiert und mit 10 g (±)-2-Amino-l -benzyl oxybutan und 19,3 g

Ethylacetat versetzt. Es wurde bei 40°C gerührt und nach 50 % Umsatz unter¬ brochen. Die Reaktionslösung wurde filtriert und über eine Kolonne destilliert Man erhielt 3,5 g (S)-2-Amino-l -benzyl oxypropan (Kp. = 1 1 1 ⁰ C-1 13°C bei 7,6 mbar) mit einem ee von 95 %.