专利名称：二苄基生物素的脱苄方法
技术领域：
本发明涉及新的二苄基生物素选择性的脱苄方法，该化合物在生物素合成的过程中以中间产物的形式形成，通常不需要分离。
D-(+)生物素是在一个多步反应中制备的，通常是按照Gerecke，Zimmermann以及Aschwanen在Helv.Chim.Acta 53(1970)991 ff.中所描述的方法，采用Gerecke变体来进行的。所有这些方法一个共同的特征是在合成结束时形成了二苄基生物素(式I)，但其通常是不需要分离的。
迄今为止所有苄基基团的去除只能通过复合的多步反应。文献中公开了使用甲磺酸进行脱苄反应的方法，但这些反应只能用于小规模的反应。由于环境保护的原因，相应的用钠汞齐的反应不再被允许使用。因此本反应(特别是在大规模工业化时)实际上采用的是独有的氢溴酸方法进行的，在极特殊的情况下也可采用盐酸。然而，后者由于成本的原因不适于大规模的工业化过程。
尽管采用氢溴酸的反应给出了理论产率90％的产率，但它们具有严重的缺点。除了氢溴酸价格高之外，反应时间长，为24-36小时，在此期间，反应的温度要保持在145℃，另外有苄基催泪剂的形成，故在进一步使用前，必须对其进行纯化或用氢氧化钠溶液进行解毒。进一步地，在生物素分子上有脱苄基副反应发生，其引起了大约50％反应产物的丢失，这意味着需要使用光气在进一步的反应中将羰基重新插入分子。
在这些步骤进行之后，所使用的纯度为85％的二苄基生物素转化为纯度为93％的生物素，产率为理论产率的90％。存在于产品中的杂质是不清楚的副反应中所形成的许多化合物。
因此，本发明的目标是提供一种二苄基生物素的脱苄方法，其可以在低温下，利用较短的时间，采用便宜的试剂，以简单的方式进行，并且可以给出高纯度高产率的D-(+)生物素。
该目的可通过选择性的苄基基团去除来制备D-(+)生物素的方法来达到，该方法包括a)向作为中间体形成的二苄基生物素的水溶液中加入无机酸，b)在中和至碱性后，在有机溶剂的协助下，提取不需要的副产物及裂解产物，以及c)建立酸性pH，降低温度，使游离的D-(+)生物素结晶，并分离出D-(+)生物素。
根据本发明所述，这个方法的优点是可以使用所得到的不纯的二苄基生物素，例如按照DE-A1-4411101所述方法得到的中间体。采用这里所描述的新方法，在除去氢化催化剂以及蒸馏除去溶剂后得到的残余物可以直接使用。
所采用的无机酸可以为硫酸和硝酸，特别为硫酸。后者使用的是70-80％的硫酸。
新方法的特征在于无机酸是在25-115℃下加入的。
该方法如下进行待反应完成，中和至碱性，在合适的有机溶剂(例如甲苯和二甲苯)的协助下，提取不需要的副产物及裂解产物，然后，当溶剂提取完成，调pH至弱酸性，特别是pH为6后，用活性炭处理含有D-(+)生物素的水溶液。冷却反应溶液，调节pH至1-2后，游离的D-(+)生物素结晶析出，将其分离。
实验发现，脱苄反应可以使用便宜的70-80％的硫酸代替较贵的氢溴酸来进行。令人惊奇的是，苄基基团的去除过程不影响羰基基团。这一优点使得脱苄反应后的光气化步骤可以省略。在相当短的反应时间内(仅为2-4小时)，反应可在105-125℃下进行。由于没有分离的苄基基团的溴化反应发生，因而也没有催泪剂物质形成。
进一步地，与采用溴化氢的脱苄反应相比，D-(+)生物素的处理更为简单。
脱苄反应后，将合适的有机溶剂(例如甲苯和二甲苯)加到反应混合物中。将溶液的pH调节至中性和碱性之间。此过程可以通过加入稀水溶液形式的NaOH和KOH来进行。相分离之后，用碱溶液进一步提取有机相，水相的pH调节至5.5-6.0。用活性炭处理此溶液，在约80℃下，在硫酸的帮助下，慢慢将pH降低至1.3，生成的溶液慢慢降至5℃，即有D-(+)生物素结晶出来。
用此方法得到的D-(+)生物素的纯度为99％，其符合食品级质量。通过重结晶可以进一步提高其纯度。
下列实施例将进一步解释此新方法，但实施例中给出的参数并不是用来限制本发明。实施例比较实施例使用氢溴酸从二苄基生物素制备生物素将320g粗品二苄基生物素(含有约80％纯的二苄基生物素，0.6mol)与1200g 40％的氢溴酸进行混合，混合物回流48小时。用水分离器将在此过程中形成的处于下层的溴苄(约200g)除去。蒸馏除去过量的氢溴酸。将残余物溶于1L水和300ml二甲苯中，将溶液加热到90℃。使用NaOH溶液调pH至9，溶液分层。水层蒸发至半，用NaOH溶液调pH至12。抽空容器。保持pH为12，在30℃下，将130g光气慢慢吹入抽空的容器中。当反应完成时，破坏真空，用硝酸或硫酸将pH降低至7.0。加5g活性炭，对其进行抛光过滤并加热至80℃，用硝酸(或硫酸)将pH慢慢降低至1.5。混合物冷却过夜后，抽滤沉淀的生物素并干燥，得到135g生物素(含量约93％，相当于125g纯生物素，0.51mol，理论值的85％)。实施例1使用硫酸从二苄基生物素制备生物素将320g粗品二苄基生物素(含有约80％纯的二苄基生物素，0.60mol)与125g水进行混合，搅拌下将500g硫酸小心地加入其中，加入的速度以使溶液的温度不超过115℃为宜。在115℃下继续搅拌3小时。加入2.5L二甲苯，混合物首先用5L 9％ NaOH溶液中和，然后使之成碱性。分出水相。二甲苯层用9％ NaOH溶液提取两次以上，每次用量0.5L。将水相及来自反应后的NaOH相进行合并，在80℃下用硫酸调节pH至6。加入12g活性炭，混合物进行抛光过滤，用硫酸将pH慢慢降低至1.5。混合物冷却过夜后，抽滤沉淀的生物素并干燥，得到128g生物素(含量约99％，相当于126g纯生物素，0.52mol，理论值的86％)。
权利要求
1.通过选择性的苄基基团去除制备D-(+)生物素的方法，其包括a)向作为中间体形成的二苄基生物素的水溶液中加入无机酸，b)在中和至碱性后，在有机溶剂的协助下，提取不需要的副产物及裂解产物，以及c)建立酸性pH，降低温度，使游离的D-(+)生物素结晶，并分离出D-(+)生物素。
2.权利要求1中所述的方法，其特征是使用了不纯的二苄基生物素。
3.权利要求1和2中所述的方法，其特征是所用的无机酸为硫酸和硝酸。
4.权利要求1-3中一或多个中所述方法，其特征是采用的是硫酸。
5.权利要求1-4中一或多个中所述方法，其特征是采用的是70-80％的硫酸。
6.权利要求1-5中一或多个中所述方法，其特征是无机酸是在25-115℃的温度下加入的。
7.权利要求1-6中一或多个中所述方法，其特征是待反应完成，中和至碱性后，在选自甲苯和二甲苯的有机溶剂协助下，提取不需要的副产物及裂解产物。
8.权利要求1-7中一或多个中所述方法，其特征是当溶剂提取完成后，调pH至弱酸性，并用活性炭处理含有D-(+)生物素的水溶液。
9.权利要求8中所述的方法，其特征为pH调节至6。
10.权利要求1-8中一或多个中所述方法，其特征是调节pH至1-2后，冷却反应溶液，有D-(+)生物素结晶析出，然后将其分离。
全文摘要
本发明涉及新的二苄基生物素选择性的脱苄方法,该化合物在生物素合成的过程中以中间产物的形式形成,但其通常不需要分离。
文档编号C07D495/04GK1251106SQ98803623
公开日2000年4月19日 申请日期1998年3月17日 优先权日1997年3月27日
发明者U·海万格, H·柏林格, H－R·马勒 申请人:默克专利股份有限公司