生产莽那亭的方法转让专利
申请号 : CN200580005769.1
文献号 : CN1922140B
文献日 : 2010-06-16
发明人 : 森健一 , 竹本正
申请人 : 味之素株式会社
摘要 :
生产可用作甜味剂的莽那亭，尤其是光学活性莽那亭的方法。包括在位置2和4不同构型莽那亭在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及位置2和4同一构型莽那亭或其盐的同时结晶。
权利要求 :
1.一种生产在位置2和4为同一构型的莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：在位置2和4不同构型莽那亭在水与可与水混溶的有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～9的条件下在位置2发生异构化反应，所述有机溶剂为醇或不同的两种类型的有机溶剂的混合，其中一种有机溶剂为醇，以及位置2和4同一构型莽那亭或其盐的同时结晶；
其中位置2和4不同构型莽那亭如通式(1)或通式(3)代表：
位置2和4同一构型莽那亭如通式(2)或通式4)代表：
2.一种生产由通式(2)代表的(2R，4R)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(1)代表的(2S，4R)莽那亭在水与可与水混溶的有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～9的条件下在位置2发生异构化反应，所述有机溶剂为醇或不同的两种类型的有机溶剂的混合，其中一种有机溶剂为醇，以及(2R，4R)莽那亭或其盐的同时结晶：
3.一种生产由通式(4)代表的(2S，4S)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(3)代表的(2R，4S)莽那亭在水与可与水混溶的有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～9的条件下在位置2发生异构化反应，所述有机溶剂为醇或不同的两种类型的有机溶剂的混合，其中一种有机溶剂为醇，以及(2S，4S)莽那亭或其盐的同时结晶：
4.一种生产由通式(2)代表的(2R，4R)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(1)代表的(2S，4R)莽那亭，在(2S，4R)莽那亭与(2R，4R)莽那亭的混合物中，在水与可与水混溶的有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～9的条件下在位置2发生异构化反应，所述有机溶剂为醇或不同的两种类型的有机溶剂的混合，其中一种有机溶剂为醇，以及(2R，4R)莽那亭或其盐的同时结晶：
5.一种生产由通式(4)代表的(2S，4S)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(3)代表的(2R，4S)莽那亭，在(2R，4S)莽那亭与(2S，4S)莽那亭的混合物中，在水与可与水混溶的有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～9的条件下在位置2发生异构化反应，所述有机溶剂为醇或不同的两种类型的有机溶剂的混合，其中一种有机溶剂为醇，以及(2S，4S)莽那亭或其盐的同时结晶：
6.权利要求1～5任一项的方法，其中所述混合物溶剂是醇与水的混合物。
7.权利要求1～5任一项的方法，其中异构化反应和结晶在pH5～9的条件下实施。
说明书 :
技术领域
本发明涉及生产可用作甜味剂的莽那亭(monatin)的方法。更具体地说，本发明涉及高效地生产光学活性莽那亭的方法。
背景技术
通式(5)代表的(2S，4S)形式4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-氨基戊二酸(有时在下面称之为“莽那亭”)，存在于南非的北区，即，Northern Transvaal地区天然生长的植物Schlerochitom ilicifolius的根皮中。已知，该化合物以该形式存在时具有数百倍于蔗糖的甜度并且是一种可用作甜味剂的氨基酸衍生物(参见JP-A-64-25757的官方公报)。
莽那亭具有位于2和4位置的2个不对称碳原子，因此存在4种类型光学异构体。
(2S，4R)莽那亭 (2R，4R)莽那亭
(2R，4S)莽那亭 (2S，4S)莽那亭
各种报道谈到生产莽那亭的方法(例如参见，《四面体快报》，2001，卷42，第39期，p 6793-6796；Organic Letters，2000，Vol.2，No.19，p2967-2970；USP 5,994,559的说明书；《合成通讯》，1994，Vol.24，No.22，p 3197-3211)。某些例子谈及对生产光学活性莽那亭的方法的研讨。然而，不能说，这些方法要求的制备步骤如此之多，以致这些方法不是工业上合适的方法。
替代地，本申请人最近发现并报道了一种生产特定光学活性莽那亭的方法，包括由吲哚-3-丙酮酸与特殊光学活性胺生成非对映体盐以合成方法制备莽那亭前体的步骤，以及最后通过光学离析生产该特定光学活性莽那亭的步骤(参见国际申请03/059865的小册子)。例如，列出了(2R，4R)莽那亭。该方法由以下路线表示。
该生产方法要求的步骤比传统方法少，按此法，可高效地生产光学活性莽那亭，因此它是一种适合工业应用的生产方法。然而，其位置2的不希望的光学异构体在结晶步骤期间被丢失到母液中。当该光学异构体能够异构化并转化为预期(目标)的光学活性莽那亭时，效率可进一步提高。
光学活性氨基酸的外消旋化方法，例如，通过在较高温度条件下以强酸和强碱处理的方法，或者在相对温和条件下在醛类存在下的外消旋化方法，是公知的。按照这些方法，最大收率为约50％。因此，不能说这些方法是高效外消旋化方法。已知一种外消旋化加沉积的方法，用于以较高收率生产一种预期光学异构体并联产一种特定光学异构体(参见，《四面体》1997，卷53，第28期，pp.9417～9476)。要找出该组合必须做大量探索试验。
莽那亭具有位于2和4位置的2个不对称碳原子，因此存在4种类型光学异构体。
(2S，4R)莽那亭 (2R，4R)莽那亭
(2R，4S)莽那亭 (2S，4S)莽那亭
各种报道谈到生产莽那亭的方法(例如参见，《四面体快报》，2001，卷42，第39期，p 6793-6796；Organic Letters，2000，Vol.2，No.19，p2967-2970；USP 5,994,559的说明书；《合成通讯》，1994，Vol.24，No.22，p 3197-3211)。某些例子谈及对生产光学活性莽那亭的方法的研讨。然而，不能说，这些方法要求的制备步骤如此之多，以致这些方法不是工业上合适的方法。
替代地，本申请人最近发现并报道了一种生产特定光学活性莽那亭的方法，包括由吲哚-3-丙酮酸与特殊光学活性胺生成非对映体盐以合成方法制备莽那亭前体的步骤，以及最后通过光学离析生产该特定光学活性莽那亭的步骤(参见国际申请03/059865的小册子)。例如，列出了(2R，4R)莽那亭。该方法由以下路线表示。
该生产方法要求的步骤比传统方法少，按此法，可高效地生产光学活性莽那亭，因此它是一种适合工业应用的生产方法。然而，其位置2的不希望的光学异构体在结晶步骤期间被丢失到母液中。当该光学异构体能够异构化并转化为预期(目标)的光学活性莽那亭时，效率可进一步提高。
光学活性氨基酸的外消旋化方法，例如，通过在较高温度条件下以强酸和强碱处理的方法，或者在相对温和条件下在醛类存在下的外消旋化方法，是公知的。按照这些方法，最大收率为约50％。因此，不能说这些方法是高效外消旋化方法。已知一种外消旋化加沉积的方法，用于以较高收率生产一种预期光学异构体并联产一种特定光学异构体(参见，《四面体》1997，卷53，第28期，pp.9417～9476)。要找出该组合必须做大量探索试验。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效生产位置2和4的同一构型莽那亭或其盐的方法。
作为调查研究的结果，本发明人发现，通过位置2和4的不同构型莽那亭在醛的存在下在特定溶剂和pH值条件下在位置2的异构化反应以及，同时地仅在位置2和4为同一构型的预期莽那亭的选择性沉积，异构化反应的平衡朝预期光学活性莽那亭大大倾斜以致能高效地生产该莽那亭。于是，就完成了本发明。
具体地说，本发明包括以下方面。
[1]一种生产在位置2和4为同一构型莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：在位置2和4不同构型莽那亭在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及位置2和4同一构型莽那亭或其盐的同时结晶。
[2]一种生产构型(2R，4R)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：构型(2S，4R)莽那亭在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及构型(2R，4R)莽那亭或其盐的同时结晶。
[3]一种生产构型(2S，4S)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：构型(2R，4S)莽那亭在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及构型(2S，4S)莽那亭或其盐的同时结晶。
[4]一种生产由通式(2)代表的(2R，4R)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(1)代表的(2S，4R)莽那亭在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及(2R，4R)莽那亭或其盐的同时结晶：
[5]一种生产由通式(4)代表的(2S，4S)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(3)代表的(2R，4S)莽那亭在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及(2S，4S)莽那亭或其盐的同时结晶：
[6]一种生产由通式(2)代表的构型(2R，4R)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(1)代表的(2S，4R)莽那亭，在(2S，4R)莽那亭与(2R，4R)莽那亭的混合物中，在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及构型(2R，4R)莽那亭或其盐的同时结晶：
[7]一种生产由通式(4)代表的(2S，4S)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(3)代表的(2R，4S)莽那亭，在(2R，4S)莽那亭与(2S，4S)莽那亭的混合物中，在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及(2S，4S)莽那亭或其盐的同时结晶：
[8]上面[1]～[7]中描述的方法，其中有机溶剂是醇。
[9]上面[1]～[8]中描述的方法，其中异构化反应和结晶在pH4.5～10的条件下实施。
[10]上面[1]～[8]中描述的方法，其中异构化反应和结晶在pH5～9的条件下实施。
按照本发明，短语“在位置2和4为同一构型”是指，在位置2的(2种)构型都是R，或者都是S，当构型用R/S表示法表示时。短语“在位置2和4不同构型”是指在位置2和4的构型之一是S，而其中剩下的那个是R，当构型用R/S表示法表示时。
实施发明的最佳模式
按照本发明生产(2R，4R)莽那亭或(2S，4S)莽那亭的方法包括以下步骤：同时地实施(2S，4R)莽那亭或(2R，4S)莽那亭在位置2的异构化反应以及(2R，4R)莽那亭或(2S，4S)莽那亭的结晶，皆在醛存在下，在水与有机溶剂的混合溶剂中，和在pH值介于4～11的条件下。
要用于本发明方法的莽那亭不仅包括单独存在的(2S，4R)莽那亭或(2R，4S)莽那亭，而且包括(2S，4R)莽那亭与(2R，4R)莽那亭按适当比例的混合物以及(2R，4S)莽那亭与(2S，4S)莽那亭按适当比例的混合物。
本发明方法特别优选用于(2R，4R)莽那亭在(2S，4R)莽那亭与(2R，4R)莽那亭以适当比例存在的(诸)位置4光学活性莽那亭中的预期选择性生产，或者用于(2S，4S)莽那亭在(2R，4S)莽那亭与(2S，4S)莽那亭以适当比例存在的(诸)位置4光学活性莽那亭中的预期选择性生产。
要作为本发明方法起始材料使用的莽那亭可取各种盐当中任何形式，例如，钠盐、钾盐和铵盐。即便是按照本发明获得的(2R，4R)莽那亭和(2S，4S)莽那亭，也可处于各种不同盐中的任何形式。
在国际出版物WO 03/059865的小册子中描述的生产光学活性莽那亭的方法的例子将在下面给出。例如，由通式(6)代表的(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸，在催化剂如铑碳存在下进行氢化，从而获得包含(2R，4S)莽那亭和(2S，4S)莽那亭的反应混合物：
通过过滤掉反应混合物中的催化剂，随后令产物在水与醇的混合物溶剂中进行结晶，可选择性地获得(2S，4S)莽那亭。
在此种情况下，反应混合物中包含的(2R，4S)莽那亭被丢失到母液中。然而，在按照本发明方法的特定条件下同时实施结晶和异构化反应，将使(2R，4S)莽那亭转化为(2S，4S)莽那亭，从而能以较高效的方式获得(2S，4S)莽那亭。
结晶后剩下的母液在从(2R，4S)莽那亭与(2S，4S)莽那亭的混合物中回收了(2S，4S)莽那亭之后，含有(2R，4S)莽那亭，它是预期(2S，4S)莽那亭的位置2光学异构体，其比例比预期莽那亭高。本发明方法也可应用于该母液，以便使(2R，4S)莽那亭异构化为(2S，4S)莽那亭，后者可随后从母液中回收。考虑到异构化反应的效率，本发明不优选应用于结晶前的反应混合物，而是优选结晶后，含有较高比例预期异构体的母液。如上所述，由本发明方法从结晶后母液中获得的(2S，4S)莽那亭晶体被循环至一系列该莽那亭方法的任何一个步骤中，以提高生产率。例如，将莽那亭晶体加入到从(2R，4S)莽那亭与(2S，4S)莽那亭的反应混合物中结晶出(2S，4S)莽那亭的反应混合物中，以更高效地生产(2S，4S)莽那亭。当从结晶后母液中获得的原封(2S，4S)莽那亭晶体本身纯度就高时，该晶体可直接与通过从反应混合物中结晶获得的(2S，4S)莽那亭的晶体进行混合。
此种获得(2S，4S)莽那亭的工况已在上面作为例子举出并说明。获得(2R，4R)莽那亭的工况也是一样。
按照本发明方法，醛被用于异构化反应。作为醛，可满意地使用脂族醛或芳族醛。
作为脂族醛，可使用饱和/或不饱和醛，具有1～7个碳原子，例如，甲醛、乙醛、丙醛、正丁醛、1-丁醛、正戊醛、己醛、正庚醛、丙烯醛和甲基丙烯醛。
作为芳族醛，可使用，例如，苯甲醛、水杨醛、间羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻羟基苯甲醛、对硝基苯甲醛、5-硝基水杨醛、茴香醛、邻香草醛、香草、糠醛和吡哆醛。
作为醛，特别优选水杨醛、吡哆醛和邻香草醛。
此类醛的用量可介于0.01～1摩尔当量范围内，优选0.05～0.5摩尔当量，以体系中存在的莽那亭为基准计。
本发明方法的异构化反应和结晶在醛的存在下同时地进行，其间水与有机溶剂的混合物溶剂被用作溶剂(反应溶剂和结晶溶剂)。作为有机溶剂，使用可与水混溶的有机溶剂。特别优选醇，例如，甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇。作为有机溶剂，不同的两种类型有机溶剂可混合在一起并使用。有机溶剂与水的比例优选规定在比例1∶0.01～1∶1的范围，更优选1∶0.1～1∶0.5，按照有机溶剂∶水的体积比计。当水的比例较高时，可能在结晶过程中遇到较大困难。当有机溶剂的比例较高时，不利的是，原料莽那亭趋于较难溶解在其中。
异构化反应和结晶的温度规定在，优选地，0～100℃的范围内，更优选40～80℃。异构化反应和结晶的时间长短规定在，优选地，10h～2周的范围内，更优选15h～10日。
pH值规定在4～13的范围内，优选4.5～10，更优选5～9。pH值可利用酸或碱进行调节。酸包括，例如，但不限于，有机酸如乙酸，或者无机酸如盐酸和硫酸。碱包括，例如但不限于，碱金属氢氧化物，例如，氢氧化钠和氢氧化钾或者有机碱，例如，氨和胺。当pH值过低时，(2R，4S)莽那亭或(2S，4R)莽那亭很可能结晶。当pH值过高时，不利的是，晶体可能难以沉积。
现在将结合下面的实例详细描述本发明。然而，这些实例绝不构成对本发明的限制。在实例中，光学纯度按HPLC(高压液相色谱术)在以下条件下测定。
<分离光学异构体的柱>
SUMICHIRAL OA-7100，由SUMIKA分析中心制造
<洗脱液>
20mM磷酸盐缓冲液(pH2.8)∶乙腈＝7∶3
<柱温>
10℃
<流率>
0.6ml/min
<参考例1>
4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸的生产
12.30g(58.7mmol按97.0wt％的纯度)吲哚丙酮酸加入并溶解在2.45g氢氧化钠在209mmol水中的溶液中。47.61g 25wt％氢氧化钠水溶液和25.85g(293.5mmol)丙酮酸与25.85g水的混合物溶液在氮气氛中、35℃下、2h时间内加入到所获得的溶液中，其间反应体系维持在pH11.0。随后，得到的混合物搅拌14h。按此方式，便获得含有4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸的反应溶液(生成吲哚丙酮酸的收率是44.1％)。3.60g 1N盐酸加入到反应溶液中以达到中和(pH＝6.91)，从而获得275mL中性反应溶液。
168mL如此获得的中性反应溶液加入到充填了840mL合成吸收剂(DIAION-SP207，由三菱化学公司制造)的树脂柱(4.8cm直径)中，其中纯水以23.5ml/min的速率进行洗脱，以回收1.7～2.9L/L-R，结果以66.3％的收率得到4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸。
(NMR谱)
1H-NMR(400MHz，D2O)δ：3.03(d，1H，J＝14.6Hz)，3.11(d，1H，J＝14.6Hz)，3.21(d，1H，J＝18.1Hz)，3.40(d，1H，J＝18.1Hz)，7.06-7.15(m，3H)，7.39(d，1H，J＝7.8Hz)，7.66(d，1H，J＝7.8Hz)
13C-NMR(400MHz，D2O)δ：35.43，47.91，77.28，109.49，112.05，119.44，119.67，121.91，125.42，128.41，136.21，169.78，181.43，203.58
(质谱分析)
ESI-MS理论值：C14H13NO6＝291.07
ESI-MS实验值：290.02[M-H]-
<参考例2>
4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的生产
1.0g(4.92mmol)吲哚-3-丙酮酸加入并溶解在10mL饱和碳酸钠水溶液中。随后，获得的溶液利用25％氢氧化钠水溶液调节到pH12.55。向该溶液中加入1.3g(14.8mmol)丙酮酸钠之后，形成的溶液利用25％氢氧化钠水溶液调节到pH12.6，以便在室温下反应2h，结果获得含4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸的反应溶液。在采用25％氢氧化钠水溶液将溶液维持在大致中性pH值的同时，1.37g(19.7mmol)羟基胺盐酸盐加入到该溶液中，然后在室温下搅拌4h。采用浓盐酸将反应溶液调节到酸性pH值，以便将有机物抽提到乙酸乙酯中。有机层以饱和氯化钠水溶液清洗并在无水硫酸镁上干燥。随后，获得的层进行浓缩，结果得到残余物。该残余物在28％氨水和乙醇中进行再结晶，结果获得结晶铵盐(0.52g；1.5mmol)4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸(收率31％，按吲哚-3-丙酮酸计)。
(NMR谱)
1HNMR(DMSO-d6)δ：2.66(s，2H)，2.89(d，J＝14.4Hz，1H)，3.04(d，J＝14.4Hz，1H)，6.89-6.94(m，1H)，6.97-7.03(m，1H)，7.11(d，J＝2.8Hz，1H)，7.27(d，J＝7.8Hz，1H)，7.53(d，J＝7.8Hz，1H)，10.71(br s，1H)
(质谱分析)
ESI-MS理论值：C14H14N2O6＝306.28
ESI-MS实验值：305.17[M-H]-
<参考例3>
4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的生产
10.0g(49.2mmol)吲哚-3-丙酮酸加入并溶解在98mL饱和碳酸钠水溶液中。随后，获得的溶液利用25％氢氧化钠水溶液调节到pH12.4。向该溶液中加入16.3g(147.6mmol)丙酮酸钠之后，形成的溶液在室温下在一起起反应2h，结果获得含4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸的反应溶液。在采用25％氢氧化钠水溶液将溶液维持在大致中性pH值的同时，13.7g(197mmol)羟基胺盐酸盐加入到该溶液中，然后在室温下搅拌4h。采用浓盐酸将反应溶液调节到酸性pH值，以便将有机物抽提到乙酸乙酯中。有机层以饱和氯化钠水溶液清洗并在无水硫酸镁上干燥。随后，获得的层进行浓缩，结果得到残余物。该残余物在28％氨水和乙醇中进行再结晶，结果获得结晶二-铵盐(5.51g；16.2mmol)4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸(收率32％，按吲哚-3-丙酮酸计)。
<参考例4>
4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的生产
73.8g(352mmol)吲哚-3-丙酮酸加入并溶解在917mL1.6wt％氢氧化钠水溶液中。随后，获得的反应溶液调节到35℃。在该溶液利用30％氢氧化钠水溶液调节到pH11.1的同时，向该混合物中在2h时间内滴加310.2g(1761mmol)50％丙酮酸水溶液。再起反应4.5h后，结果获得含4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸的反应溶液。在采用30％氢氧化钠水溶液将溶液维持在pH7的同时，367.2g(2114mmol)40％羟基胺盐酸盐溶液加入到该溶液中，然后在5℃下搅拌17.5h。采用浓盐酸将反应溶液调节到pH2，以便将有机物抽提到乙酸乙酯中。有机层以饱和氯化钠水溶液清洗并浓缩，结果得到残余物。该残余物在60mL28％氨水和1350mL2-丙醇中进行再结晶，结果获得4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的结晶二铵盐(43.4g；142mmol)(收率40％，按吲哚-3-丙酮酸计)。
<参考例5>
(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(R)-(+)-1-苯基乙基胺盐的生产
44.7g(0.131mol)4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐在25℃溶解在500mL水中。获得的水溶液利用25.5g36％盐酸调节到pH2。该酸性溶液被抽提到1300mL乙酸乙酯中。该乙酸乙酯溶液以200mL饱和氯化钠水溶液清洗。500mL碳酸钠水溶液(13.9g(0.131mol)碳酸钠)加入到所获得的乙酸乙酯溶液中，搅拌至碱性水溶液与乙酸乙酯分离。23.1g36％盐酸加入到得到的碱性水溶液中，从而将溶液调节到pH2.6.99g(57.6mmol)(R)-(+)-1-苯基乙基胺滴加到所获得的酸性溶液中，然后在25℃搅拌1h。获得的晶体过滤出来并在减压下干燥，从而获得(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(R)-(+)-1-苯基乙基胺盐(21.8g；47.8mmol)(收率72.7％，光学纯度87.4％)。
1H-NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：1.48(d，3H，J＝6.8Hz)，2.63(d，1H，J＝14.0Hz)，2.70(d，1H，J＝14.0Hz)，2.90(d，1H，J＝14.1Hz)，3.06(d，1H，J＝14.1Hz)，4.40(q，1H，J＝6.8Hz)，6.91-7.54(m，10H)
<参考例6>
(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(S)-(-)-1-苯基乙基胺盐的生产
7.12g(58.7mol)(S)-(-)-1-苯基乙基胺进一步滴加到，在如同在实例5中获得的那样，分离出晶体之后的滤液中，在25℃搅拌1h。形成的晶体过滤出来，并在减压下干燥，结果获得在减压下干燥的形式，获得(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(S)-(-)-1-苯基乙基胺盐(23.8g；53.3mmol)(收率81.1％，光学纯度92.1％)。
<参考例7a>
(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐的生产
200mL水和18.5g28％氨水加入到21.8g(51.0mol)(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(R)-(+)-1-苯基乙基胺盐中，为溶解该酸，向其中加入200mL甲板并搅拌。抽提后的水层加热至60℃。向获得的水溶液中在2h时间内滴加900mL2-丙醇。形成的2-丙醇水溶液在5h内冷却至10℃。随后，在10℃下搅拌10h。形成的晶体过滤出来，并在减压下干燥，结果获得14.75g(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐(收率85.1％，光学纯度99.0％)。
熔点：205℃(分解)
比旋光：[α]20D+13.4(c＝1.00，H2O)
<参考例7b>
(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐的生产
如同上面的参考例所述，16.2g(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐由23.8g(53.3mmol)(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(R)-(+)-1-苯基乙基胺盐获得(收率89.3％，光学纯度99.9％)。
比旋光：[α]20D-13.6(c＝1.00，H2O)
<参考例8>
(2R，4R)莽那亭的生产
13.2g(38.7mmol)如同从参考例7b获得的(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐加入并溶解在135mL28％氨水中，向其中加入6.93g5％铑碳(50％-湿产物)以便在1MPa氢压和25℃进行反应。24h后，催化剂滤出(通过0.2μm过滤器)。2.54g(18.4mmol)碳酸钾被溶解在所形成的滤液中。溶液进行浓缩。20mL水和45mL乙醇加入到32.7g获得的浓缩液中，以便在25℃下搅拌，在3h时间内向其中滴加60mL乙醇。然后，在25℃搅拌20h以产生结晶。获得的9.78g湿晶体被溶解在12mL水中，向其中加入24mL乙醇并在3h时间内向其中另外滴加51mL乙醇。乙醇溶液在4h时间内冷却至15℃，并在15℃搅拌10h。形成的7.08g湿晶体在减压下干燥，结果获得5.7g预期(2R，4R)莽那亭的钾盐。
1HNMR(400MHz，D2O)δ：2.06(dd，J＝11.8，15.3Hz，1H)，2.67(dd，J＝2.0，15.2Hz，1H)，3.08(d，J＝14.4Hz，1H)，3.28(d，J＝14.4Hz，1H)，3.63(dd，J＝2.2，12.2Hz，1H)，7.12-7.16(m，1H)，7.20-7.24(m，2H)，7.48-7.49(m，1H)，7.71-7.73(m，1H)
ESI-MS理论值：C14H16N2O5＝292.29
ESI-MS实验值：291.28[M-H]-
<实例1>
170g如同在参考例8中得到的用于结晶的母液，浓缩至25g(含6.65g(19.1mmol)莽那亭；(2S，4R)∶(2R，4R)＝74∶26)，然后利用0.69g35％盐酸调节到pH6.6。0.467g(3.82mmol)水杨醛加入到所获得的溶液中，向其中加入25mL乙醇，然后在氮气吹洗下在65℃搅拌189h，以达到同时的异构化反应和结晶。反应期间，定期地利用35％盐酸将反应溶液调节到pH6.6。反应溶液中的莽那亭在淤浆中的组成比是(2S，4R)∶(2R，4R)＝11∶89。形成的晶体通过过滤分离(5.14g湿晶体)，并在减压下干燥，结果获得预期(2R，4R)莽那亭的钾盐(3.98g；11.0mmol)(纯度99.3％，按HPLC测定)。
<实例2>
采用0.788g(3.82mmol)吡哆醛盐酸盐替代实例1中使用的水杨醛，在65℃搅拌18h，以实施同时的异构化反应和结晶。反应溶液中的莽那亭在淤浆中的组成比是(2S，4R)∶(2R，4R)＝34∶66。形成的晶体通过过滤分离，结果获得19g湿晶体。莽那亭在湿晶体中的组成比是(2S，4R)∶(2R，4R)＝27∶73。
<参考例9>
(2R，4R)莽那亭和(2S，4S)莽那亭的混合物的生产
如同在参考例4中获得的4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐(7.0g；20.6mmol)被溶解在60mL28％氨水中，向其中加入3.69g5％铑碳(50％湿产物)，以便在1MPa氢压和25℃进行反应。24h后，催化剂滤出(通过0.2μm过滤器)。获得的溶液进行浓缩。28.2mL水和1.18g乙酸加入到28.2g获得的浓缩液中，然后在25℃下搅拌1.5h，以产生结晶。形成的晶体过滤出来并分离，结果获得7.77g湿晶体。湿晶体在减压下干燥，结果获得(2R，4R)莽那亭和(2S，4S)莽那亭的预期混合物(纯度87.3％)的游离形式(5.45g)。
1HNMR(400MHz，D2O)δ：2.06(dd，J＝11.8，15.3Hz，1H)，2.67(dd，J＝2.0，15.2Hz，1H)，3.08(d，J＝14.4Hz，1H)，3.28(d，J＝14.4Hz，1H)，3.63(dd，J＝2.2，12.2Hz，1H)，7.12-7.16(m，1H)，7.20-7.24(m，2H)，7.48-7.49(m，1H)，7.71-7.73(m，1H)
ESI-MS理论值：C14H16N2O5＝292.29
ESI-MS实验值：291.28[M-H]。
<实例3>
55.2g如同在参考例9中得到的用于结晶的母液，浓缩至7.7g(含2.00g(5.77mmol)莽那亭；(2S，4R)∶(2R，4S)∶(2R，4R)∶(2S，4S)＝84.6∶84.6∶15.4∶15.4)，然后利用1.17g乙酸调节到pH5。然后，加入0.141g(1.15mmol)水杨醛，然后加入17.5mL甲醇以便在氮气流中在65℃搅拌143h，以达到同时的异构化反应好结晶。反应期间，定期地利用乙酸将反应溶液调节到pH5。反应溶液中的莽那亭在淤浆中的组成比是(2S，4R)∶(2R，4S)∶(2R，4R)∶(2S，4S)＝18.6∶18.6∶81.4∶81.4。形成的晶体通过过滤分离(1.95g湿晶体)，并在减压下干燥，结果获得莽那亭混合物的游离形式晶体(1.31g)。莽那亭的组成比是(2S，4R)∶(2R，4S)∶(2R，4R)∶(2S，4S)＝＝13.0∶13.0∶87.0∶87.0。
1.31g在上面获得的晶体与5.45g在参考例9中获得的晶体合并。该混合物随后分散在15mL水中，向其中加入2.42mL 8N氢氧化钠水溶液以便溶解。15mL甲醇在35℃加入到所获得的溶液中，在2h时间内再向其中滴加70mL甲醇。滴加完毕后，甲醇溶液在2.5h时间内冷却至10℃，然后在10℃搅拌30min以便结晶。形成的晶体过滤并分离出来(湿晶体5.47g)，在减压下干燥，从而获得(2R，4R)莽那亭与(2S，4S)莽那亭的预期混合物(纯度99.1％)的钠盐(4.24g)。
1HNMR(400MHz，D2O)δ：2.06(dd，J＝11.8，15.3Hz，1H)，2.67(dd，J＝2.0，15.2Hz，1H)，3.08(d，J＝14.4Hz，1H)，3.28(d，J＝14.4Hz，1H)，3.63(dd，J＝2.2，12.2Hz，1H)，7.12-7.16(m，1H)，7.20-7.24(m，2H)，7.48-7.49(m，1H)，7.71-7.73(m，1H)
ESI-MS理论值：C14H16N2O5＝292.29
ESI-MS实验值：291.28[M-H]-
对比例1
170g如同在参考例8中得到的用于结晶的母液，浓缩至25g(含6.65g(19.1mmol)莽那亭；(2S，4R)∶(2R，4R)＝74∶26)，然后利用1.75g50％氢氧化钾调节到pH14。0.467g(3.82mmol)水杨醛加入到所获得的溶液中，向其中加入25mL乙醇，然后在65℃搅拌64h。然而，没有晶体沉积。反应溶液中的莽那亭的组成比是(2S，4R)∶(2R，4R)＝45∶55。
工业应用
按照本发明，在位置2和4具有不同构型的莽那亭可通过异构化反应以高效的方式衍生为在位置2和4具有相同构型的预期的莽那亭。于是，(2R，4R)莽那亭和(2S，4S)莽那亭可高效地，在工业上具有优势地生产出来。
本申请基于日本专利申请2004-053717，在日本提交，在此将其全部内容收入本说明。
作为调查研究的结果，本发明人发现，通过位置2和4的不同构型莽那亭在醛的存在下在特定溶剂和pH值条件下在位置2的异构化反应以及，同时地仅在位置2和4为同一构型的预期莽那亭的选择性沉积，异构化反应的平衡朝预期光学活性莽那亭大大倾斜以致能高效地生产该莽那亭。于是，就完成了本发明。
具体地说，本发明包括以下方面。
[1]一种生产在位置2和4为同一构型莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：在位置2和4不同构型莽那亭在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及位置2和4同一构型莽那亭或其盐的同时结晶。
[2]一种生产构型(2R，4R)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：构型(2S，4R)莽那亭在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及构型(2R，4R)莽那亭或其盐的同时结晶。
[3]一种生产构型(2S，4S)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：构型(2R，4S)莽那亭在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及构型(2S，4S)莽那亭或其盐的同时结晶。
[4]一种生产由通式(2)代表的(2R，4R)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(1)代表的(2S，4R)莽那亭在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及(2R，4R)莽那亭或其盐的同时结晶：
[5]一种生产由通式(4)代表的(2S，4S)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(3)代表的(2R，4S)莽那亭在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及(2S，4S)莽那亭或其盐的同时结晶：
[6]一种生产由通式(2)代表的构型(2R，4R)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(1)代表的(2S，4R)莽那亭，在(2S，4R)莽那亭与(2R，4R)莽那亭的混合物中，在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及构型(2R，4R)莽那亭或其盐的同时结晶：
[7]一种生产由通式(4)代表的(2S，4S)莽那亭或其盐的方法，包括以下步骤：由通式(3)代表的(2R，4S)莽那亭，在(2R，4S)莽那亭与(2S，4S)莽那亭的混合物中，在水与有机溶剂的混合物溶剂中，在醛存在下，在pH4～11的条件下在位置2发生异构化反应，以及(2S，4S)莽那亭或其盐的同时结晶：
[8]上面[1]～[7]中描述的方法，其中有机溶剂是醇。
[9]上面[1]～[8]中描述的方法，其中异构化反应和结晶在pH4.5～10的条件下实施。
[10]上面[1]～[8]中描述的方法，其中异构化反应和结晶在pH5～9的条件下实施。
按照本发明，短语“在位置2和4为同一构型”是指，在位置2的(2种)构型都是R，或者都是S，当构型用R/S表示法表示时。短语“在位置2和4不同构型”是指在位置2和4的构型之一是S，而其中剩下的那个是R，当构型用R/S表示法表示时。
实施发明的最佳模式
按照本发明生产(2R，4R)莽那亭或(2S，4S)莽那亭的方法包括以下步骤：同时地实施(2S，4R)莽那亭或(2R，4S)莽那亭在位置2的异构化反应以及(2R，4R)莽那亭或(2S，4S)莽那亭的结晶，皆在醛存在下，在水与有机溶剂的混合溶剂中，和在pH值介于4～11的条件下。
要用于本发明方法的莽那亭不仅包括单独存在的(2S，4R)莽那亭或(2R，4S)莽那亭，而且包括(2S，4R)莽那亭与(2R，4R)莽那亭按适当比例的混合物以及(2R，4S)莽那亭与(2S，4S)莽那亭按适当比例的混合物。
本发明方法特别优选用于(2R，4R)莽那亭在(2S，4R)莽那亭与(2R，4R)莽那亭以适当比例存在的(诸)位置4光学活性莽那亭中的预期选择性生产，或者用于(2S，4S)莽那亭在(2R，4S)莽那亭与(2S，4S)莽那亭以适当比例存在的(诸)位置4光学活性莽那亭中的预期选择性生产。
要作为本发明方法起始材料使用的莽那亭可取各种盐当中任何形式，例如，钠盐、钾盐和铵盐。即便是按照本发明获得的(2R，4R)莽那亭和(2S，4S)莽那亭，也可处于各种不同盐中的任何形式。
在国际出版物WO 03/059865的小册子中描述的生产光学活性莽那亭的方法的例子将在下面给出。例如，由通式(6)代表的(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸，在催化剂如铑碳存在下进行氢化，从而获得包含(2R，4S)莽那亭和(2S，4S)莽那亭的反应混合物：
通过过滤掉反应混合物中的催化剂，随后令产物在水与醇的混合物溶剂中进行结晶，可选择性地获得(2S，4S)莽那亭。
在此种情况下，反应混合物中包含的(2R，4S)莽那亭被丢失到母液中。然而，在按照本发明方法的特定条件下同时实施结晶和异构化反应，将使(2R，4S)莽那亭转化为(2S，4S)莽那亭，从而能以较高效的方式获得(2S，4S)莽那亭。
结晶后剩下的母液在从(2R，4S)莽那亭与(2S，4S)莽那亭的混合物中回收了(2S，4S)莽那亭之后，含有(2R，4S)莽那亭，它是预期(2S，4S)莽那亭的位置2光学异构体，其比例比预期莽那亭高。本发明方法也可应用于该母液，以便使(2R，4S)莽那亭异构化为(2S，4S)莽那亭，后者可随后从母液中回收。考虑到异构化反应的效率，本发明不优选应用于结晶前的反应混合物，而是优选结晶后，含有较高比例预期异构体的母液。如上所述，由本发明方法从结晶后母液中获得的(2S，4S)莽那亭晶体被循环至一系列该莽那亭方法的任何一个步骤中，以提高生产率。例如，将莽那亭晶体加入到从(2R，4S)莽那亭与(2S，4S)莽那亭的反应混合物中结晶出(2S，4S)莽那亭的反应混合物中，以更高效地生产(2S，4S)莽那亭。当从结晶后母液中获得的原封(2S，4S)莽那亭晶体本身纯度就高时，该晶体可直接与通过从反应混合物中结晶获得的(2S，4S)莽那亭的晶体进行混合。
此种获得(2S，4S)莽那亭的工况已在上面作为例子举出并说明。获得(2R，4R)莽那亭的工况也是一样。
按照本发明方法，醛被用于异构化反应。作为醛，可满意地使用脂族醛或芳族醛。
作为脂族醛，可使用饱和/或不饱和醛，具有1～7个碳原子，例如，甲醛、乙醛、丙醛、正丁醛、1-丁醛、正戊醛、己醛、正庚醛、丙烯醛和甲基丙烯醛。
作为芳族醛，可使用，例如，苯甲醛、水杨醛、间羟基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻羟基苯甲醛、对硝基苯甲醛、5-硝基水杨醛、茴香醛、邻香草醛、香草、糠醛和吡哆醛。
作为醛，特别优选水杨醛、吡哆醛和邻香草醛。
此类醛的用量可介于0.01～1摩尔当量范围内，优选0.05～0.5摩尔当量，以体系中存在的莽那亭为基准计。
本发明方法的异构化反应和结晶在醛的存在下同时地进行，其间水与有机溶剂的混合物溶剂被用作溶剂(反应溶剂和结晶溶剂)。作为有机溶剂，使用可与水混溶的有机溶剂。特别优选醇，例如，甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇。作为有机溶剂，不同的两种类型有机溶剂可混合在一起并使用。有机溶剂与水的比例优选规定在比例1∶0.01～1∶1的范围，更优选1∶0.1～1∶0.5，按照有机溶剂∶水的体积比计。当水的比例较高时，可能在结晶过程中遇到较大困难。当有机溶剂的比例较高时，不利的是，原料莽那亭趋于较难溶解在其中。
异构化反应和结晶的温度规定在，优选地，0～100℃的范围内，更优选40～80℃。异构化反应和结晶的时间长短规定在，优选地，10h～2周的范围内，更优选15h～10日。
pH值规定在4～13的范围内，优选4.5～10，更优选5～9。pH值可利用酸或碱进行调节。酸包括，例如，但不限于，有机酸如乙酸，或者无机酸如盐酸和硫酸。碱包括，例如但不限于，碱金属氢氧化物，例如，氢氧化钠和氢氧化钾或者有机碱，例如，氨和胺。当pH值过低时，(2R，4S)莽那亭或(2S，4R)莽那亭很可能结晶。当pH值过高时，不利的是，晶体可能难以沉积。
现在将结合下面的实例详细描述本发明。然而，这些实例绝不构成对本发明的限制。在实例中，光学纯度按HPLC(高压液相色谱术)在以下条件下测定。
<分离光学异构体的柱>
SUMICHIRAL OA-7100，由SUMIKA分析中心制造
<洗脱液>
20mM磷酸盐缓冲液(pH2.8)∶乙腈＝7∶3
<柱温>
10℃
<流率>
0.6ml/min
<参考例1>
4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸的生产
12.30g(58.7mmol按97.0wt％的纯度)吲哚丙酮酸加入并溶解在2.45g氢氧化钠在209mmol水中的溶液中。47.61g 25wt％氢氧化钠水溶液和25.85g(293.5mmol)丙酮酸与25.85g水的混合物溶液在氮气氛中、35℃下、2h时间内加入到所获得的溶液中，其间反应体系维持在pH11.0。随后，得到的混合物搅拌14h。按此方式，便获得含有4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸的反应溶液(生成吲哚丙酮酸的收率是44.1％)。3.60g 1N盐酸加入到反应溶液中以达到中和(pH＝6.91)，从而获得275mL中性反应溶液。
168mL如此获得的中性反应溶液加入到充填了840mL合成吸收剂(DIAION-SP207，由三菱化学公司制造)的树脂柱(4.8cm直径)中，其中纯水以23.5ml/min的速率进行洗脱，以回收1.7～2.9L/L-R，结果以66.3％的收率得到4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸。
(NMR谱)
1H-NMR(400MHz，D2O)δ：3.03(d，1H，J＝14.6Hz)，3.11(d，1H，J＝14.6Hz)，3.21(d，1H，J＝18.1Hz)，3.40(d，1H，J＝18.1Hz)，7.06-7.15(m，3H)，7.39(d，1H，J＝7.8Hz)，7.66(d，1H，J＝7.8Hz)
13C-NMR(400MHz，D2O)δ：35.43，47.91，77.28，109.49，112.05，119.44，119.67，121.91，125.42，128.41，136.21，169.78，181.43，203.58
(质谱分析)
ESI-MS理论值：C14H13NO6＝291.07
ESI-MS实验值：290.02[M-H]-
<参考例2>
4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的生产
1.0g(4.92mmol)吲哚-3-丙酮酸加入并溶解在10mL饱和碳酸钠水溶液中。随后，获得的溶液利用25％氢氧化钠水溶液调节到pH12.55。向该溶液中加入1.3g(14.8mmol)丙酮酸钠之后，形成的溶液利用25％氢氧化钠水溶液调节到pH12.6，以便在室温下反应2h，结果获得含4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸的反应溶液。在采用25％氢氧化钠水溶液将溶液维持在大致中性pH值的同时，1.37g(19.7mmol)羟基胺盐酸盐加入到该溶液中，然后在室温下搅拌4h。采用浓盐酸将反应溶液调节到酸性pH值，以便将有机物抽提到乙酸乙酯中。有机层以饱和氯化钠水溶液清洗并在无水硫酸镁上干燥。随后，获得的层进行浓缩，结果得到残余物。该残余物在28％氨水和乙醇中进行再结晶，结果获得结晶铵盐(0.52g；1.5mmol)4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸(收率31％，按吲哚-3-丙酮酸计)。
(NMR谱)
1HNMR(DMSO-d6)δ：2.66(s，2H)，2.89(d，J＝14.4Hz，1H)，3.04(d，J＝14.4Hz，1H)，6.89-6.94(m，1H)，6.97-7.03(m，1H)，7.11(d，J＝2.8Hz，1H)，7.27(d，J＝7.8Hz，1H)，7.53(d，J＝7.8Hz，1H)，10.71(br s，1H)
(质谱分析)
ESI-MS理论值：C14H14N2O6＝306.28
ESI-MS实验值：305.17[M-H]-
<参考例3>
4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的生产
10.0g(49.2mmol)吲哚-3-丙酮酸加入并溶解在98mL饱和碳酸钠水溶液中。随后，获得的溶液利用25％氢氧化钠水溶液调节到pH12.4。向该溶液中加入16.3g(147.6mmol)丙酮酸钠之后，形成的溶液在室温下在一起起反应2h，结果获得含4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸的反应溶液。在采用25％氢氧化钠水溶液将溶液维持在大致中性pH值的同时，13.7g(197mmol)羟基胺盐酸盐加入到该溶液中，然后在室温下搅拌4h。采用浓盐酸将反应溶液调节到酸性pH值，以便将有机物抽提到乙酸乙酯中。有机层以饱和氯化钠水溶液清洗并在无水硫酸镁上干燥。随后，获得的层进行浓缩，结果得到残余物。该残余物在28％氨水和乙醇中进行再结晶，结果获得结晶二-铵盐(5.51g；16.2mmol)4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸(收率32％，按吲哚-3-丙酮酸计)。
<参考例4>
4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的生产
73.8g(352mmol)吲哚-3-丙酮酸加入并溶解在917mL1.6wt％氢氧化钠水溶液中。随后，获得的反应溶液调节到35℃。在该溶液利用30％氢氧化钠水溶液调节到pH11.1的同时，向该混合物中在2h时间内滴加310.2g(1761mmol)50％丙酮酸水溶液。再起反应4.5h后，结果获得含4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-酮基戊二酸的反应溶液。在采用30％氢氧化钠水溶液将溶液维持在pH7的同时，367.2g(2114mmol)40％羟基胺盐酸盐溶液加入到该溶液中，然后在5℃下搅拌17.5h。采用浓盐酸将反应溶液调节到pH2，以便将有机物抽提到乙酸乙酯中。有机层以饱和氯化钠水溶液清洗并浓缩，结果得到残余物。该残余物在60mL28％氨水和1350mL2-丙醇中进行再结晶，结果获得4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的结晶二铵盐(43.4g；142mmol)(收率40％，按吲哚-3-丙酮酸计)。
<参考例5>
(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(R)-(+)-1-苯基乙基胺盐的生产
44.7g(0.131mol)4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐在25℃溶解在500mL水中。获得的水溶液利用25.5g36％盐酸调节到pH2。该酸性溶液被抽提到1300mL乙酸乙酯中。该乙酸乙酯溶液以200mL饱和氯化钠水溶液清洗。500mL碳酸钠水溶液(13.9g(0.131mol)碳酸钠)加入到所获得的乙酸乙酯溶液中，搅拌至碱性水溶液与乙酸乙酯分离。23.1g36％盐酸加入到得到的碱性水溶液中，从而将溶液调节到pH2.6.99g(57.6mmol)(R)-(+)-1-苯基乙基胺滴加到所获得的酸性溶液中，然后在25℃搅拌1h。获得的晶体过滤出来并在减压下干燥，从而获得(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(R)-(+)-1-苯基乙基胺盐(21.8g；47.8mmol)(收率72.7％，光学纯度87.4％)。
1H-NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：1.48(d，3H，J＝6.8Hz)，2.63(d，1H，J＝14.0Hz)，2.70(d，1H，J＝14.0Hz)，2.90(d，1H，J＝14.1Hz)，3.06(d，1H，J＝14.1Hz)，4.40(q，1H，J＝6.8Hz)，6.91-7.54(m，10H)
<参考例6>
(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(S)-(-)-1-苯基乙基胺盐的生产
7.12g(58.7mol)(S)-(-)-1-苯基乙基胺进一步滴加到，在如同在实例5中获得的那样，分离出晶体之后的滤液中，在25℃搅拌1h。形成的晶体过滤出来，并在减压下干燥，结果获得在减压下干燥的形式，获得(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(S)-(-)-1-苯基乙基胺盐(23.8g；53.3mmol)(收率81.1％，光学纯度92.1％)。
<参考例7a>
(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐的生产
200mL水和18.5g28％氨水加入到21.8g(51.0mol)(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(R)-(+)-1-苯基乙基胺盐中，为溶解该酸，向其中加入200mL甲板并搅拌。抽提后的水层加热至60℃。向获得的水溶液中在2h时间内滴加900mL2-丙醇。形成的2-丙醇水溶液在5h内冷却至10℃。随后，在10℃下搅拌10h。形成的晶体过滤出来，并在减压下干燥，结果获得14.75g(4S)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐(收率85.1％，光学纯度99.0％)。
熔点：205℃(分解)
比旋光：[α]20D+13.4(c＝1.00，H2O)
<参考例7b>
(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐的生产
如同上面的参考例所述，16.2g(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐由23.8g(53.3mmol)(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的(R)-(+)-1-苯基乙基胺盐获得(收率89.3％，光学纯度99.9％)。
比旋光：[α]20D-13.6(c＝1.00，H2O)
<参考例8>
(2R，4R)莽那亭的生产
13.2g(38.7mmol)如同从参考例7b获得的(4R)-4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐加入并溶解在135mL28％氨水中，向其中加入6.93g5％铑碳(50％-湿产物)以便在1MPa氢压和25℃进行反应。24h后，催化剂滤出(通过0.2μm过滤器)。2.54g(18.4mmol)碳酸钾被溶解在所形成的滤液中。溶液进行浓缩。20mL水和45mL乙醇加入到32.7g获得的浓缩液中，以便在25℃下搅拌，在3h时间内向其中滴加60mL乙醇。然后，在25℃搅拌20h以产生结晶。获得的9.78g湿晶体被溶解在12mL水中，向其中加入24mL乙醇并在3h时间内向其中另外滴加51mL乙醇。乙醇溶液在4h时间内冷却至15℃，并在15℃搅拌10h。形成的7.08g湿晶体在减压下干燥，结果获得5.7g预期(2R，4R)莽那亭的钾盐。
1HNMR(400MHz，D2O)δ：2.06(dd，J＝11.8，15.3Hz，1H)，2.67(dd，J＝2.0，15.2Hz，1H)，3.08(d，J＝14.4Hz，1H)，3.28(d，J＝14.4Hz，1H)，3.63(dd，J＝2.2，12.2Hz，1H)，7.12-7.16(m，1H)，7.20-7.24(m，2H)，7.48-7.49(m，1H)，7.71-7.73(m，1H)
ESI-MS理论值：C14H16N2O5＝292.29
ESI-MS实验值：291.28[M-H]-
<实例1>
170g如同在参考例8中得到的用于结晶的母液，浓缩至25g(含6.65g(19.1mmol)莽那亭；(2S，4R)∶(2R，4R)＝74∶26)，然后利用0.69g35％盐酸调节到pH6.6。0.467g(3.82mmol)水杨醛加入到所获得的溶液中，向其中加入25mL乙醇，然后在氮气吹洗下在65℃搅拌189h，以达到同时的异构化反应和结晶。反应期间，定期地利用35％盐酸将反应溶液调节到pH6.6。反应溶液中的莽那亭在淤浆中的组成比是(2S，4R)∶(2R，4R)＝11∶89。形成的晶体通过过滤分离(5.14g湿晶体)，并在减压下干燥，结果获得预期(2R，4R)莽那亭的钾盐(3.98g；11.0mmol)(纯度99.3％，按HPLC测定)。
<实例2>
采用0.788g(3.82mmol)吡哆醛盐酸盐替代实例1中使用的水杨醛，在65℃搅拌18h，以实施同时的异构化反应和结晶。反应溶液中的莽那亭在淤浆中的组成比是(2S，4R)∶(2R，4R)＝34∶66。形成的晶体通过过滤分离，结果获得19g湿晶体。莽那亭在湿晶体中的组成比是(2S，4R)∶(2R，4R)＝27∶73。
<参考例9>
(2R，4R)莽那亭和(2S，4S)莽那亭的混合物的生产
如同在参考例4中获得的4-羟基-4-(3-吲哚基甲基)-2-羟基亚氨基戊二酸的铵盐(7.0g；20.6mmol)被溶解在60mL28％氨水中，向其中加入3.69g5％铑碳(50％湿产物)，以便在1MPa氢压和25℃进行反应。24h后，催化剂滤出(通过0.2μm过滤器)。获得的溶液进行浓缩。28.2mL水和1.18g乙酸加入到28.2g获得的浓缩液中，然后在25℃下搅拌1.5h，以产生结晶。形成的晶体过滤出来并分离，结果获得7.77g湿晶体。湿晶体在减压下干燥，结果获得(2R，4R)莽那亭和(2S，4S)莽那亭的预期混合物(纯度87.3％)的游离形式(5.45g)。
1HNMR(400MHz，D2O)δ：2.06(dd，J＝11.8，15.3Hz，1H)，2.67(dd，J＝2.0，15.2Hz，1H)，3.08(d，J＝14.4Hz，1H)，3.28(d，J＝14.4Hz，1H)，3.63(dd，J＝2.2，12.2Hz，1H)，7.12-7.16(m，1H)，7.20-7.24(m，2H)，7.48-7.49(m，1H)，7.71-7.73(m，1H)
ESI-MS理论值：C14H16N2O5＝292.29
ESI-MS实验值：291.28[M-H]。
<实例3>
55.2g如同在参考例9中得到的用于结晶的母液，浓缩至7.7g(含2.00g(5.77mmol)莽那亭；(2S，4R)∶(2R，4S)∶(2R，4R)∶(2S，4S)＝84.6∶84.6∶15.4∶15.4)，然后利用1.17g乙酸调节到pH5。然后，加入0.141g(1.15mmol)水杨醛，然后加入17.5mL甲醇以便在氮气流中在65℃搅拌143h，以达到同时的异构化反应好结晶。反应期间，定期地利用乙酸将反应溶液调节到pH5。反应溶液中的莽那亭在淤浆中的组成比是(2S，4R)∶(2R，4S)∶(2R，4R)∶(2S，4S)＝18.6∶18.6∶81.4∶81.4。形成的晶体通过过滤分离(1.95g湿晶体)，并在减压下干燥，结果获得莽那亭混合物的游离形式晶体(1.31g)。莽那亭的组成比是(2S，4R)∶(2R，4S)∶(2R，4R)∶(2S，4S)＝＝13.0∶13.0∶87.0∶87.0。
1.31g在上面获得的晶体与5.45g在参考例9中获得的晶体合并。该混合物随后分散在15mL水中，向其中加入2.42mL 8N氢氧化钠水溶液以便溶解。15mL甲醇在35℃加入到所获得的溶液中，在2h时间内再向其中滴加70mL甲醇。滴加完毕后，甲醇溶液在2.5h时间内冷却至10℃，然后在10℃搅拌30min以便结晶。形成的晶体过滤并分离出来(湿晶体5.47g)，在减压下干燥，从而获得(2R，4R)莽那亭与(2S，4S)莽那亭的预期混合物(纯度99.1％)的钠盐(4.24g)。
1HNMR(400MHz，D2O)δ：2.06(dd，J＝11.8，15.3Hz，1H)，2.67(dd，J＝2.0，15.2Hz，1H)，3.08(d，J＝14.4Hz，1H)，3.28(d，J＝14.4Hz，1H)，3.63(dd，J＝2.2，12.2Hz，1H)，7.12-7.16(m，1H)，7.20-7.24(m，2H)，7.48-7.49(m，1H)，7.71-7.73(m，1H)
ESI-MS理论值：C14H16N2O5＝292.29
ESI-MS实验值：291.28[M-H]-
对比例1
170g如同在参考例8中得到的用于结晶的母液，浓缩至25g(含6.65g(19.1mmol)莽那亭；(2S，4R)∶(2R，4R)＝74∶26)，然后利用1.75g50％氢氧化钾调节到pH14。0.467g(3.82mmol)水杨醛加入到所获得的溶液中，向其中加入25mL乙醇，然后在65℃搅拌64h。然而，没有晶体沉积。反应溶液中的莽那亭的组成比是(2S，4R)∶(2R，4R)＝45∶55。
工业应用
按照本发明，在位置2和4具有不同构型的莽那亭可通过异构化反应以高效的方式衍生为在位置2和4具有相同构型的预期的莽那亭。于是，(2R，4R)莽那亭和(2S，4S)莽那亭可高效地，在工业上具有优势地生产出来。
本申请基于日本专利申请2004-053717，在日本提交，在此将其全部内容收入本说明。