Wie aus EP-A-696 575 und EP-A-717 023 bekannt, lassen sich optisch aktive 2-Aminocarbonsäuren und 2-Hydroxycarbonsäuren in Gegenwart von Rutheniumkatalysatoren wie elementarem Ruthenium, Rutheniumoxiden und-hydroxiden oder Ruthenium auf Trägern zu optisch aktiven 2-Amino-l-Alkanolen und 1,2-Alkandiolen hydrieren. Bei einer Reaktionsführung zwischen 80 und 100°C bleibt dabei ein Enantiomerenüberschuss von bis zu 98,5 % e. e. erhalten.

Die Ausbeuten und Enantiomerenüberschüsse an 2-Amino-l-alkanolen lassen sich nach WO 99/38838 noch dadurch steigern, dass man die entsprechenden 2-Aminocarbonsäuren in Gegenwart von Mineralsäuren und solchen Rutheniumkatalysatoren hydriert, die ein bis zwei weitere Elemente der Ordnungszahl 23 bis 82 enthalten. Besonders bevorzugt sind dabei Ruthenium/Rhenium-Katalysatoren, bei deren Nutzung Enantiomerenüberschüsse von bis zu 99, 9 % e. e. erhalten bleiben.

Nach WO 99/38824 lassen sich auch die Ausbeuten und Enantio- merenüberschüsse an 1, 2-Alkandiolen dadurch steigern, dass man Ruthenium-Katalysatoren verwendet, die ein oder zwei weitere Elemente der Ordnungszahlen 23 bis 82 enthalten. Der Zusatz von Rhenium ist dabei besonders bevorzugt.

WO 99/38613 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von be- sonders vorteilhaften Katalysatoren, die Ruthenium und mindestens ein weiteres Element der Ordnungszahl 23 bis 82 enthalten und deren Verwendung für Hydrierungen. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Aufschlämmung einer Ruthenium- verbindung, die eine spezifische Oberfläche von 50 bis 300 m2/g aufweist, mit einer Lösung von mindestens einer Metallverbindung zusammenbringt. Besonders bevorzugt sind dabei trägerfreie Ruthenium/Rhenium-Katalysatoren, die für die Herstellung optisch aktiver 2-Aminoalkohole oder 1,2-Diole verwendet werden.

Weiterhin ist bekannt, dass sich optisch aktive 2-Amino-und 2-Hydroxycarbonsäureester bei 25°C und 100 bar Wasserstoffdruck in Gegenwart von aus Rhodium und Platin bestehenden Katalysatoren und einem Lösungsmittel zu entsprechenden optisch aktiven 2-Aminoalkoholen bzw. 1,2-Diolen mit Enantiomerenüberschüssen von über 99 % e. e. hydrieren lassen (M. Studer et al., Adv.

Synth. Catal. 2001,343, Seiten 802-808).

Aus WO 98/52891 ist bekannt, aliphatische Carbonsäuren, Anhydride, Ester oder Lactone in Gegenwart von Platin/Rhenium- Katalysatoren, die ein weiteres Element wie Molybdän, Silber oder Palladium enthalten, zu den entsprechenden Alkoholen zu hydrieren. Dadurch lassen sich Korrosionsprobleme vermeiden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens für die Hydrierung optisch aktiver 2-Amino-, 2-Chlor-, 2-Hydroxy-und 2-Alkoxycarbonsäuren und ihrer Säurederivate zu den entsprechenden optisch aktiven Alkoholen.

Die für die Hydrierung zu verwendenden Katalysatoren sollen leicht herstellbar sein, eine hohe Aktivität besitzen und zu hohen Wertproduktausbeuten und Enantiomerenüberschüssen führen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst in einem Verfahren zur Herstellung optisch aktiver 2-Amino-, 2-Chlor-, 2-Hydroxy-oder 2-Alkoxy-l-Alkanole durch katalytische Hydrierung entsprechender optisch aktiver 2-Amino-, 2-Chlor-, 2-Hydroxy-und 2-Alkoxy- carbonsäuren oder ihrer Säurederivate, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Hydrierung in Gegenwart von Palladium und Rhenium oder Platin und Rhenium enthaltenden Katalysatoren durch- führt.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man z. B. optisch aktive Carbonsäuren oder deren Derivate der Formel I, in der die Reste folgende Bedeutung haben : R1 : Geradkettiges oder verzweigtes Cl-C12-Alkyl, C7-C12-Aralkyl oder C6-Clo-Aryl, wobei die genannten Reste durch NR3R4, OH, COOH und/oder weitere, unter den Reaktion- bedingungen stabile Gruppen substituiert sein können,

R2 : Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Cl-C12-Alkyl oder C3-C8-Cycloalkyl, X : Chlor, NR5R6 oder OR7, R3, R4, R5 und R6 : Unabhängig voneinander jeweils Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Cl-C12-Alkyl, C7-C12-Aralkyl, C6-C1o-Aryl, C3-Cg-Cycloalkyl oder C3-Cg-Cycloalkyl, in dem eine CH2-Gruppe durch O oder NR8 ersetzt ist, R3 und R4 sowie R5 und R6 : Unabhängig voneinander jeweils gemeinsam auch- (CH2) m-, wobei m eine ganze Zahl von 4 bis 7 bedeutet, R1 und R5 : Gemeinsam auch- (CH2) n-, wobei n einer ganzen Zahl von 2 bis 6 entspricht, R7 : Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Cl-Cl2-Alkyl oder C3-Cg-Cycloalkyl, R1 und R7 : Gemeinsam auch-(CH2) n-, wobei n einer ganzen Zahl von 2 bis 6 entspricht und R8 : Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Cl-C12-Alkyl, C7-C12-Aralkyl oder C6-Clo-Aryl, oder deren Säureanhydride einsetzen und zu den entsprechenden optisch aktiven Alkoholen hydrieren.

Die Reste R1 können breit variiert werden und auch mehrere, z. B.

1 bis 3 unter den Reaktionsbedingungen stabile Substituenten wie NR3R4, OH und/oder COOH tragen.

Beispielhaft seien folgende Reste für R1 genannt : Cl-C6-Alkyl wie Methyl, Ethyl, Propyl, 1-Methylethyl, Butyl, 1-Methyl-propyl, 2-Methylpropyl, 1, 1-Dimethylethyl, Pentyl, 1-Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 2, 2-Di-methylpropyl, 1-Ethylpropyl, Hexyl, 1, 1-Dimethylpropyl, 1,2-Dimethylpropyl, 1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 1, 1-Dimethylbutyl, 1, 2-Dimethylbutyl, 1, 3-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1-Ethyl- butyl, 2-Ethylbutyl, 1,1, 2-Trimethylpropyl, 1,2, 2-Trimethyl- propyl, 1-Ethyl-l-methylpropyl oder 1-Ethyl-2-methylpropyl,

Cl-C12-Alkyl wie Cl-C6-Alkyl (vorstehend genannt) oder unverzweigtes oder verzweigtes Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl oder Dodecyl, C7-C12-Aralkyl wie Phenylmethyl, 1-Phenylethyl 2-Phenylethyl, 1-Phenylpropyl, 2-Phenylpropyl oder 3-Phenylpropyl, C6-Clo-Aryl wie Phenyl, Naphthyl oder Anthracenyl, wobei die aromatischen Reste Substituenten wie NR9R10, OH und/oder COOH tragen können.

Für R2 seien beispielhaft folgende Bedeutungen genannt : Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Cl-Cl2-Alkyl (wie vorstehend genannt) oder C3-C8-Cycloalkyl wie z. B. Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl und Cyclooctyl.

Anstelle der Carbonsäureester können auch die Säureanhydride als Carbonsäurederivate eingesetzt werden.

Der Rest X steht für Chlor, NR5R6 oder oR7, wobei R5 und R6, genauso wie R3 und R4, bzw. R9 und R10 unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff, geradkettiges oder verzweigtes Cl-Cl2-Alkyl, insbesondere Cl-C6-Alkyl, C7-C12-Aralkyl oder C6-Clo-Aryl, insbesondere Phenyl, oder für C3-C8-Cycloalkyl (jeweils wie vorstehend für die Reste R1 und R2 genannt) stehen.

Die Reste R3 und R4, R5 und R6 sowie R9 und RIC) können unabhängig voneinander jeweils gemeinsam auch für- (CH2) m- stehen, wobei m eine ganze Zahl von 4 bis 7, insbesondere 4 oder 5 bedeutet.

Dabei kann eine CH2-Gruppe durch 0 oder NR8 ersetzt sein.

Die Reste R1 und R5 können auch gemeinsam für- (CH2) n- stehen, wobei n einer ganzen Zahl von 2 bis 6 entspricht.

Der Rest R7 steht vorzugsweise für Wasserstoff oder für gerad- kettiges oder verzweigtes Cl-Cl2-Alkyl oder C3-C8-Cycloalkyl, besonders bevorzugt für Methyl, Ethyl, 1-Methylethyl, 1, 1-Di- methylethyl, Hexyl, Cyclohexyl oder Dodecyl. Er kann auch gemein- sam mit R1 für-(CH2) n-stehen, wobei n einer ganzen Zahl von 2 bis 6 entspricht.

Durch die erfindungsgemäße Hydrierung werden daraus die ent- sprechenden optisch aktiven Alkohole der Formel II, in der R1 und X die oben genannten Bedeutungen besitzen, erhalten.

Als Ausgangsstoffe kommen beispielsweise 2-Amino-, 2-Chlor-, 2-Hydroxy-oder 2-Alkoxycarbonsäuren und deren Derivate in Betracht, wobei der Rest Rll soweit unter den Reaktions- bedingungen inert, wie oben beschrieben, breit variiert werden kann.

Aufgrund der leichten Verfügbarkeit werden bevorzugt 2-Amino- säuren der Formel I wie Phenylalanin, Threonin, Glutaminsäure, Prolin, Asparaginsäure, Alanin, Ornithin, Valin, Leucin und Iso- leucin und deren Derivate, sowie 2-Hydroxy-und 2-Chlorcarbon- säuren wie Weinsäure, Milchsäure, 2-Chlorpropionsäure und Äpfel- säure und deren Derivate eingesetzt.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Katalysatoren enthalten Palladium und Rhenium oder Platin und Rhenium. Sie können mit oder ohne Katalysator-Träger für die erfindungsgemäße Hydrierung verwendet werden. Sie können zusätzlich noch min- destens ein weiteres Element mit einer Ordnungszahl von 23 bis 82 enthalten.

Weitere Elemente in diesem Sinne sind Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Zirkon, Molybdän, Silber, Zinn, Wolfram, Blei, Lanthan und Cer, bevorzugt Silber, Wolfram, Molybdän und Zinn, besonders bevorzugt Silber und Zinn.

Das Gewichtsverhältnis von Platin oder Palladium zu Rhenium beträgt vorzugsweise 100 : 1 bis 0,01 : 1, besonders bevorzugt 50 : 1 bis 0,05 : 1, insbesondere 10 : 1 bis 0,1 : 1. Das Gewichtsverhältnis von Platin oder Palladium zu dem mindestens einen weiteren Element beträgt vorzugsweise 100 : 1 bis 10 : 1, besonders bevorzugt 50 : 1 bis 20 : 1.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Katalysatoren können Palladium, Platin, Rhenium und die gegebenenfalls zusätzlichen Elemente in verschiedener Form enthalten, beispielsweise in elementarer Form, in Form von Verbindungen des Palladiums, Platins, Rheniums und der zusätzlichen Elemente oder in Form einer intermetallischen

Verbindung des Palladiums, Platins, Rheniums und der zusätzlichen Elemente.

Der Katalysator kann als Voll-oder Trägerkatalysator eingesetzt werden. Beim Einsatz als Trägerkatalysator können als Träger- material alle geeigneten Materialien, beispielsweise Kohlen, Ruße, Graphite, Siliziumcarbide, Siliziumdioxide, Silikate, Zeo- lithe, Titandioxid, Zirkondioxid und Tonerden eingesetzt werden.

Diese Trägerkatalysatoren können beispielsweise 1 bis 50 Gew.-% Metall in elementarer Form oder in Form von Verbindungen ent- halten. Besonders bevorzugt als Trägermaterial ist oxidativ oder mit Mineralsäure vorbehandelte Aktivkohle. Die Herstellung der- artiger Katalysatoren ist z. B. in EP-A-848 991 und US 5 698 749 beschrieben.

Falls nicht auf ein Trägermaterial aufgebracht, können die Katalysatoren beispielsweise in kolloidaler Form oder als feinteiliger Feststoff in der erfindungsgemäßen Weise ein- gesetzt werden. Beispiele für Katalysatoren sind fein ver- teilte Palladium/Rhenium-, Platin/Rhenium-, Palladium/Rhenium/ Silber-, Platin/Rhenium/Silber-, Palladium/Rhenium/Molybdän-, Platin/Rhenium/Wolfram-, Platin/Rhenium/Zinn-Partikel, z. B. in metallischer Form oder in Form ihrer Oxide, Hydroxide, Halogenide, Nitrate, Carboxylate, Acetylacetonate oder als Aminkomplexe.

Besonders bevorzugt sind trägerfreie bimetallische Palladium/ Rhenium-oder Platin/Rheniumkatalysatoren. Diese können zusätz- lich noch mindestens ein weiteres Element der Ordnungszahl 23 bis 82 enthalten. Ihre Herstellung kann z. B. durch Reduktion von Gemischen aus Platinoxid bzw. Palladiumoxid und Rheniumoxid mit einem Reduktionsmittel wie z. B. Wasserstoff erfolgen. Die Abscheidung eines dritten Metalls kann bei der Herstellung des Katalysators oder in situ, während der Hydrierreaktion erfolgen.

Die Herstellung solcher Katalysatoren ist beispielsweise in WO 98/52891 beschrieben.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver- fahrens werden die oben beschriebenen optisch aktiven Ausgangs- stoffe in Gegenwart einer organischen oder anorganischen Säure hydriert. In der Regel beträgt der Zusatz an Säure 0,5 bis 1,5 Äquivalente, besonders bevorzugt 1 bis 1,3 Äquivalente, bezogen auf 1 Äquivalent der in den Ausgangsstoffen gegebenen- falls vorhandenen basischen Gruppen. Als organische Säuren kommen beispielsweise Essigsäure, Propionsäure und Adipinsäure in Betracht. Bevorzugt ist der Zusatz anorganischer Säuren, ins- besondere Schwefelsäure, Salzsäure und Phosphorsäure. Die Säuren

können beispielsweise als solche, in Form wässriger Lösungen oder in Form ihrer separat hergestellten Salze mit den zu hydrierenden Ausgangsstoffen, z. B. als Sulfate, Hydrogensulfate, Hydro- chloride, Phosphate, Mono-oder Dihydrogenphosphate eingesetzt werden.

Bezogen auf 1 Mol eingesetzter optisch aktiver Ausgangsverbindung kann man z. B. 0,1 bis 10 g der erfindungsgemäß verwendeten, Platin bzw. Palladium, Rhenium und gegebenenfalls zusätzliche Metalle enthaltenden Katalysatoren oder 1 bis 50 g der träger- gebundenen Katalysatoren einsetzen.

Im Allgemeinen wird das erfindungsgemäße Verfahren in Gegenwart eines Lösungsmittels für die optisch aktiven Ausgangsstoffe der Formel I durchgeführt. Als Lösungsmittel kommen beispielsweise Wasser, mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel und Gemische aus beiden in Frage. Als mit Wasser mischbare Lösungs- mittel seien niedere Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und mit Wasser mischbare Ether wie z. B. Tetrahydrofuran oder Dioxan genannt. Bevorzugte Lösungsmittel sind Wasser und Gemische, die Wasser und niedere Alkohole und/oder Tetrahydrofuran enthalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann man z. B. bei Temperaturen im Bereich von 30 bis 140°C und Drucken im Bereich von 5 bis 300 bar durchführen. Bevorzugt sind Temperaturen von 50 bis 130°C und Drucke von 10 bis 280 bar. Besonders bevorzugt sind Temperaturen von 60 bis 120°C und Drucke von 50 bis 250 bar.

Die Reaktion ist beendet, wenn kein Wasserstoff mehr aufgenommen wird. Üblicherweise beträgt die Hydrierzeit 0,5 bis 8 Stunden.

Zur Aufarbeitung des Reaktionsgemisches kann man beispiels- weise zunächst abkühlen, den Katalysator z. B. durch Filtration abtrennen, die vorhandenen leicht flüchtigen Bestandteile wie Lösungsmittel und Reaktionswasser durch Destillation, gegebenen- falls unter vermindertem Druck, teilweise oder ganz entfernen.

Im Fall von 2-Aminocarbonsäuren als Ausgangsverbindungen kann man aus dem Rückstand mit Base, z. B. wässriger Alkalilauge oder alkoholischer Alkoholatlösung, den Aminoalkohol aus seinem Salz freisetzen, das ausgefallene Salz abtrennen und das Filtrat im Vakuum fraktionieren. Der abgetrennte Katalysator lässt sich, wie das Lösemittel, wiederverwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann kontinuierlich, halb-oder diskontinuierlich durchgeführt werden.

Ausführungsbeispiele : Allgemeine Hydriervorschrift : In einem Metallautoklaven werden 0, 1 g PtO2 und 0,2 g Re207, suspendiert in 9 g Wasser, vorgelegt und mit 60 bar Wasserstoff abgepresst. Die Suspension wird 1 Stunde bei 270°C gerührt, nach dem Abkühlen entspannt und 1 g der zu hydrierenden Verbindung hinzugegeben. Danach wird unter den unten angegebenen Bedingungen hydriert.

Beispiele 1 bis 3 : Herstellung von (S)-Leucinol Analog der angegebenen Vorschrift wurden 1 g enantiomeren- <BR> <BR> reines (L) -Leucin (99,9 % e. e. ) zusammen mit 0,5 g konzentrierter Schwefelsäure hydriert. Die Reaktionsbedingungen sind in Tabelle 1 zusammengefasst : Bei-Druck Temperatur Reaktionsdauer spiel [bar] [°C] [h] 1 100 60 5 2 100 80 5 3 100 100 5 Tabelle 1 Zur Bestimmung der Enantiomerenüberschüsse wurden Proben der Reaktionsausträge mit Natriumhydrogencarbonat neutralisiert, trifluoracetyliert und anschließend gaschromatographisch mittels einer chiralen Cyclodex GTA-Säule analysiert. Die Enantiomeren- überschüsse wurden in allen 3 Beispielen zu größer 99 % e. e. bestimmt.

Beispiel 4 : Herstellung von (S)-1, 2-Propandiol Analog der oben angegebenen Vorschrift wurde 1 g enantiomeren- reine (L) -Milchsäure (99,9 % e. e. ) 5 Stunden bei 200 bar Wasser- stoffdruck und einer Temperatur von 80°C hydriert.

Der Enantiomerenüberschuss des Reaktionsaustrages wurde gas- chromatographisch mittels einer Chirasil-Dex-Kapillare zu größer 99 % e. e. bestimmt.

Beispiel 5 : Herstellung von S-1, 2,4-Butantriol In einem Metallautoklaven wurde eine Suspension aus 1,6 g Pt02 und 4 g Re207 in 50 g Wasser vorgelegt, mit 60 bar Wasserstoff abgepresst und 1 Stunde bei 270°C und 124 bar gerührt. Nach dem Abkühlen wurde entspannt, 24 g L (-) -Äpfelsäure in 100 ml Wasser zugegeben und anschließend 12 Stunden bei 100°C und einem Druck von 250 bar hydriert. Man erhielt S-1, 2,4-Butantriol in einer Ausbeute von 40,8 % und mit einem Enantiomerenüberschuss von 97,2 % e. e.

Beispiel 6 : Herstellung von S-Alaninol In einem Metallautoklaven wurde eine Suspension aus 0,4 g Pt02 und 1 g Re207 in 50 g Wasser vorgelegt, mit 60 bar Wasserstoff abgepresst und 1 Stunde bei 270°C und 125 bar gerührt. Nach dem Abkühlen wurde entspannt, 24 g L-Alanin und 13,8 g konzentrierte Schwefelsäure in 100 ml Wasser zugegeben und anschließend 12 Stunden bei 60°C und einem Druck von 200 bar hydriert. Bei einem Umsatz von 14 % erhielt man Alaninol mit einem Enantio- merenüberschuss von 99,4 % e. e.

Vergleichsbeispiel 1 : Hydrierung von enantiomerenreiner (L)-Milchsäure ohne Re207 Beispiel 4 wurde unter den angegebenen Reaktionsbedingungen aber unter Weglassen von 0, 2 g Re207 durchgeführt. Die gaschromato- graphische Analyse ergab, dass sich nur rund 1 % der (L)-Milch- säure zu 1,2-Propandiol umgesetzt hatte.