JP2005500399A

JP2005500399A - エフェドリンなどのアミン及び中間体の合成方法

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Publication number: JP2005500399A
Application number: JP2003523196A
Authority: JP
Inventors: スモールリッジ、アンドリュー、ジョン; トレウェラ、モーリス、アーサー; ウイルキンソン、カイリー、アン
Original assignee: ポリチップファーマスーティカルズプロプライエタリイリミテッド; ビクトリアユニバーシティオブテクノロジー
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2005-01-06
Also published as: DE60226038T2; AU2002328659B2; US7176332B2; EP1421055A1; WO2003018531A1; ATE391707T1; US20040249212A1; EP1421055B1; DE60226038D1; EP1421055A4; AUPR732601A0

Abstract

式（ＶＩ）の化合物（式中、Ｒ_２は置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルであり、Ｒ_４はＨ、ＯＨ、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル又は置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシであり、Ｒ_５は置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいアラルキル、又は置換されていてもよいアルキルであり、Ｒ_６はＨ又は置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルである）を調製するための方法であって、式（Ｖ）のケトン（式中、Ｒ_２、Ｒ_４及びＲ_５は上に定義したとおりである）を、式Ｒ_３ＮＨ_２のアミン（Ｒ_３は置換されていてもよいアルキルである）及び還元剤と共に、還元的アミノ化に供して式（ＶＩ）の化合物を形成し、その反応を超臨界流体又は液化ガスの存在下で実施する工程を含む、上記方法。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、ある種の化学反応を実施するための新規な環境に関する。本発明は、具体的にはエフェドリンなどの有用な医薬化合物を合成するための新規な方法及び環境に関する。
【背景技術】
【０００２】
或る範囲の重要な部類の医薬化合物、食品添加物及びその他の生物学活性のある化合物は、キラルなアルキルアミンに基礎をおいている。そのような部類の化合物には、エフェドリン（α−［１−（メチルアミノ）エチル］ベンゼン−メタノール）などの交感神経様アミンが含まれる。これら化合物の多くは商業上重要であり、医薬組成物及びその他の用途における使用のために合成される。
【０００３】
鏡像異性的に純粋な化合物を製造するための物理化学的方法では、通常、不斉である１段以上の工程を組み込んだ複数工程の合成及び厄介な精製手順が必要になる。このような方法は、時間がかかるだけではなく、比較的収率も低いことが多い。別法としては、鏡像異性的に純粋な出発物質を、鏡像異性選択的な反応工程と共に使用できるが、このような純粋な出発物質は、所望する化合物のうち非常に限られた数のものでしか入手可能ではない。
【０００４】
近年、選択性が高く、良好な変換速度が得られ、かつ、簡単でクロマトグラフィーを使用しない生成物の分離、精製を可能にする方法の開発を目指して熱心な努力がなされてきている。また、反応を非水溶媒中で実施することが、大規模な反応及び精製に特に都合がよいため、特に望ましいと考えられている。
【０００５】
エフェドリン（α−［１−（メチルアミノ）エチル］ベンゼン−メタノール）は、もともとマオウ（Ｅｐｈｅｄｒａ）属の植物から分離されたが、天然に産する異性体、ｌ−エフェドリン及びｄ−プソイドエフェドリンとして産し、その他の薬理学的に活性な異性体にはｄ−エフェドリン及びｌ−プソイドエフェドリンが含まれる。これらの化合物は、アドレナリン性交感神経様作用剤であり、抗ヒスタミン活性を有し、ｌ−エフェドリンは気管支拡張剤として広く使用され、ｄ−プソイドエフェドリンはうっ血除去剤として広く使用されている。これらの化合物群は、極めて広範囲の処方薬及びＯＴＣ医薬製剤中に配合されている。
【０００６】
水性媒体中におけるパン酵母細胞全体を使用した触媒作用による、ｌ−エフェドリンの前駆物質であるｌ−フェニルアセチルカルビノールの製造は、商業的に使用された最初の微生物生体内変換法の１つであった（Ｎｅｕｂｅｒｇ及びＨｉｒｓｃｈ、１９２１年、また、Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄｔ及びＫｌａｖｅｈｎ、１９３４年を参照のこと）。この反応は、酵母に誘発される、ベンズアルデヒドのアセチル補酵素Ａとの縮合を含む。この反応については広く研究されており、ピルビン酸脱カルボニル酵素によって媒介されることが示されている（Ｇｒｏｇｅｒ、Ｓｃｈｍａｎｄｅｒ及びＭｏｔｈｅｓ、１９６６年）。また、この反応は、基質に対する特異性が比較的広く、各種の置換芳香族アルデヒドを対応する光学活性置換フェニルアセチルカルビノールに変換できることが示されている（Ｌｏｎｇ、Ｊａｍｅｓ及びＷａｒｄ、１９８９年）。
【０００７】
酵母に触媒されるこの系は広く利用されてきたが、これは通常水性系を使用しており、有機溶媒を必要とする大規模な抽出及び精製には不便である。さらに、発酵系には、所望の生成物の精製が困難となり得るという欠点があり、収率が低くなりがちである。反応の収率と利便性は固定化細胞又は選択したもしくは遺伝子的に変性した細胞を利用することによって改善可能であるが、プロセスのコストが相当加わることになる。精製酵素を使用すると、通常、費用が莫大となり、この場合も固定化酵素を使用しないと、収率が低く、かつ精製が困難となりがちである。
【０００８】
本発明者らは、先の国際出願ＰＣＴ／ＡＵ００／０１５４３で、超臨界又は液化二酸化炭素中又は液化石油ガス中で、酵母に媒介されるベンズアルデヒドのアシロイン縮合を達成できることを示した。この反応では、対応する反応を従来の有機溶媒中で行った場合と比較し、芳香族アルデヒドから所望のカルビノールへの優れた転化率が得られる。好ましい実施形態では、該発明の方法を用いて、副生成物が全く存在することなく７９％前後の収率が得られた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
他のケトン及びアルデヒドでの実験から、従来の有機溶媒以外の媒体中では、カルビノールの還元的アミノ化は実施不可能であると考えられていた。したがって、従来の有機溶媒中での従来技術を使用して中間体をｌ−エフェドリンに変換しなければならないという困難が依然として残っていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このたび驚くべきことに、エフェドリンのケトン前駆物質の還元的アミノ化が、超臨界二酸化炭素又は液化石油ガスなどの超臨界流体又は液化ガスの存在下に実施可能であることが本出願人により見出された。これらの試薬は、標準の有機又は水性溶媒中で実施する同様の反応よりも、生成物の精製及び処理が簡単なので、大規模反応における反応媒体として使用するのに特に有利である。
【００１１】
同様に、本出願人は、構造的にエフェドリンに関連した化合物の特定のケトン前駆体を還元的アミノ化に供し、超臨界流体又は液化ガス中において目的とするアミンを形成できることを見出した。
【００１２】
二酸化炭素は、無毒で容易にリサイクルすることができるので、本方法は、有機溶媒を必要とする反応に付随する諸問題を回避することができる。さらに、同一溶媒中でそれより以前の反応又は処理を実施することと組み合わせると、目的の化合物を「ワンポット」法で作ることが可能であり、その結果、さらに可能な限りの収率を最大化することができ、かつ、化合物合成のための大規模操作が簡単になる。
【００１３】
（発明の概要）
本発明の一の側面によれば、式（ＶＩ）のアミン
【化１】

（式中、Ｒ_２は、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルであり、Ｒ_４は、Ｈ、ＯＨ、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル又は置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシであり、Ｒ_５は、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいアラルキル又は置換されていてもよいアルキルであり、Ｒ_６は、Ｈ又は置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルである）
を形成するための方法であって、
式（Ｖ）のケトン
【化２】

（式中、Ｒ_２、Ｒ_４及びＲ_５は上に定義したとおりである）を、式Ｒ_３ＮＨ_２（式中、Ｒ_３は置換されていてもよいアルキルである）の第一級アミン及び還元剤を用いて超臨界流体又は液化ガスの存在下で還元して式（ＶＩ）のアミンを形成する工程を含む、上記方法が提供される。
【００１４】
本方法は、次の反応式で表される。
【化３】

【００１５】
好ましくは、還元剤はＨ_２であり、かつ、還元は（Ｒ_６がＲ_３となるような）適切な触媒の存在下で実施する。しかし、もう１つの選択肢は、ＮａＢＨ_４又はＬｉＡｌＨ_４などの水素化物還元剤を利用することである。アミン試薬（ＩＩ）（すなわちＲ_３）及び水素化物還元剤を適切に選択すると、形成されたエナミン中間体中に初めから存在している基Ｒ_３が還元工程の間に除去され、Ｒ_６はＨとなる。他のＲ_３基及び適切な水素化物還元剤を選択すると、この様にはならず、Ｒ_６はＲ_３となる。還元剤は、式（ＩＩ）の第二級アミンと共に又は続く工程で反応混合物に添加することができる。
【００１６】
本発明の一実施形態によれば、アミン（ＶＩ）は、エフェドリン（Ｒ_４＝ＯＨ、Ｒ_５＝フェニル、Ｒ_２＝メチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝メチル）、イソエタリン（Ｒ_４＝ＯＨ、Ｒ_５＝３，４−ジヒドロキシフェニル、Ｒ_２＝エチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝イソプロピル）、リトドリン（Ｒ_４＝ＯＨ、Ｒ_５＝４−ヒドロキシフェニル、Ｒ_２＝メチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝２−（４−ヒドロキシフェニル）エチル）、メタアンフェタミン（Ｒ_４＝Ｈ、Ｒ_５＝フェニル、Ｒ_２＝メチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝メチル）、フェンフルラミン（Ｒ_４＝Ｈ、Ｒ_５＝３−トリフルオロメチルフェニル、Ｒ_２＝メチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝エチル）及びプロピルヘキセドリン（Ｒ_４＝Ｈ、Ｒ_５＝シクロヘキシル、Ｒ_２＝メチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝メチル）からなる群より選択される。これらの化合物は、水素化物還元剤を使用しても形成できるが、好ましくは還元剤として水素及び触媒を使用して形成する。
【００１７】
本発明の別の実施形態によれば、アミン（ＶＩ）は、アンフェタミン、メトキサミン、フェニルプロパノールアミン、ヒドロキシアンフェタミン、エチルノルエピネフェリン及びメタラミノールからなる群より選択される。これらの化合物は、還元剤として水素化物還元剤を使用して形成できる。
【００１８】
還元的アミノ化反応には、還元が行われる前にイミン中間体の形成が必須である。したがって、本発明の第２の側面では、式（ＩＩＩ）のイミンを調製するための方法であって、
【化４】

上で定義した式（Ｖ）のケトンを、Ｒ_３が上で定義したとおりである式Ｒ_３ＮＨ_２のアミンと、超臨界流体又は液化ガスの存在下で反応させる工程を含む、上記方法が提供される。
【００１９】
式（ＶＩ）
【化５】

においてＲ_４がＯＨであるアミン（以下、化合物（ＶＩａ）という）を合成するための、本発明の好ましい実施形態では、その方法は、式（Ｖ）においてＲ_４がＯＨであるケトン（以下、化合物（Ｖａ）という）
【化６】

を、式Ｒ_５−ＣＨＯのアルデヒドを式（ＶＩＩＩ）の化合物
【化７】

（式中、Ｒ_２は上に定義したとおりであり、Ｒ_７はＨ又はアルキルである）と共に酵母に媒介されたアシロイン縮合に供して式（Ｖａ）のケトンを生成させ、そのアシロイン縮合工程を超臨界流体又は液化ガスの存在下で実施することにより形成する予備工程を含む。
【００２０】
これらの工程を次の反応式に要約する。
【化８】

（式中、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_５、Ｒ_６及びＲ_７は上に定義したとおりである）
【００２１】
好ましくは、反応は、式（Ｖａ）の化合物を分離又は精製することなく行う。より好ましくは、アルデヒドＲ_５−ＣＨＯから式（ＶＩａ）の化合物を形成する複数の反応を１つの容器内で行う。
【００２２】
還元は任意の適当な還元剤によって達成される。したがって、例えば、イミン中間体をＬｉＡｌＨ_４で（この試薬はＣＯ_２と反応する可能性があるので、ＣＯ_２ベースではない適切な超臨界流体又は液化ガス媒体中で）還元し、第一級アミン生成物を形成できる。本発明の一実施形態では、水素及び適切な水素化触媒を使用して還元を実施する。この還元によって、式（ＶＩ）の化合物（式中、Ｒ_６はアミン試薬Ｒ_３ＮＨ_２に由来する基Ｒ_３である）が生ずる。適切な水素化触媒としては、白金及びパラジウムが挙げられる。炭素−窒素二重結合を還元するのに適した還元反応及び水素化触媒に関する詳細は、Ｓ．Ｐａｔａｉによる「炭素−窒素二重結合の化学（ＴｈｅＣｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｔｈｅＣａｒｂｏｎ−Ｎｉｔｒｏｇｅｎｄｏｕｂｌｅｂｏｎｄ）」Ｗｉｌｅｙ社、ニューヨーク、１９７０年、２７６−２９３頁及びＰ．Ｎ．Ｒｙｌａｎｄｅｒによる「白金金属による接触水素化（ＣａｔａｌｙｔｉｃＨｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎｏｖｅｒＰｌａｔｉｎｕｍＭｅｔａｌｓ）」ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ社、ニューヨーク、１９６７年、１２３−１３８頁にある。
【００２３】
還元的アミノ化に触媒存在下でのイミンの水素化が含まれる場合には、アシロイン縮合工程後、還元的アミノ化前に酵母を反応容器から回収し、還元的アミノ化後に触媒を回収することが好ましい。
【００２４】
還元的アミノ化又はイミン形成反応で使用されるアミン反応試薬は、反応媒体に適した任意の都合の良い形状で添加できる。固体、液体又はガスそのままでもよく、あるいは適切な溶媒に溶かした溶液の形でもよい。本発明の好ましい実施形態では、アミンを有機溶媒中で添加し、反応を液化ガス中で実施した場合に、優れた転化率が得られることが見出された。この場合、有機溶媒は液化ガスと同一とすることができる。
【００２５】
上で説明した様々な方法のすべてにおいて、その超臨界流体は、反応を妨害しない任意の超臨界流体とすることができる。反応温度は、使用する超臨界流体及びすべての反応行程で使用する試薬の性質によるであろう。したがって、反応温度は、２００℃までの、好ましくは５０℃までの、その反応に適した任意の温度とすることができる。同様に、圧力も超臨界流体の性質によるであろうし、３．４４ＭＰａ（５００ｐｓｉ）（六フッ化硫黄などの低臨界圧力の超臨界流体に対して）から４８．２６ＭＰａ（７０００ｐｓｉ）までの範囲に及び得る。ＣＯ_２の臨界温度及び圧力は、それぞれ３１．１℃及び７．３８ＭＰａ（１０７０ｐｓｉ）である。反応式に酵母に媒介される反応が含まれる方法に対しては、反応を中程度に上昇させた温度、適切には３３〜４２℃、好ましくは３５℃で実施できるので、二酸化炭素が特に適していることを見出した。これらの温度において、それに対応する圧力は７．３８ＭＰａ（１０７０ｐｓｉ）〜１７．２４ＭＰａ（２５００ｐｓｉ）の間の範囲又はそれ以上に及び、好ましくは１０．３４ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）である。
【００２６】
その他の適当な超臨界流体を以下に示す。
【表１】

【００２７】
アンモニアは反応を妨害し得るので、超臨界アンモニアは、反応を実施するのに適した超臨界流体ではないことに注意すべきである。特に、アンモニアはイミン形成及び還元的アミノ化を妨害する。
【００２８】
超臨界流体の存在下で上で述べた方法の１つを実施する場合は、反応混合物を超臨界流体又は酢酸エチルやジエチルエーテルなどの有機溶媒を使用する抽出に付すことによって目的化合物を回収することができる。
【００２９】
ある超臨界流体に対する、装置の設計及び制御並びに適切な圧力及び温度の選択に関する更なる情報は、ＰｈｉｌｉｐＧＪｅｓｓｏｐ及びＷａｌｔｅｒＬｅｉｔｎｅｒ編の「超臨界流体を使用する化学合成（ＣｈｅｍｉｃａｌＳｙｎｔｈｅｓｉｓＵｓｉｎｇＳｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌＦｌｕｉｄｓ）」中に見出すことができる。
【００３０】
液化ガスは、二酸化炭素、メタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレンなどの炭化水素など又はその混合物とすることができる。液化石油ガスも使用することができる。この場合も、反応の温度と圧力は、使用する液化ガスの性質及び反応試薬の性質を考慮に入れて選択される。
【００３１】
液化ガス中で反応が完結したら、系を脱ガスし、超臨界流体、液化ガス又は有機溶媒を用いて目的化合物を抽出する。
【００３２】
酵母の介在するアシロイン縮合反応という予備工程を含む好ましい方法については、アシロイン縮合反応を遂行できるものであれば、いかなる酵母でも使用できることに留意すべきである。入手可能な最も安価な酵母を使用するのが経済的に有利であり、通常のパン酵母であるサッカロミュケス・ケレウィシアエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）が好ましい。ビール酵母及びワインもしくはシェリー酵母を含む、他の目的に適合した酵母株も使用できるであろう。超臨界流体環境に特に適合した株やアシロイン縮合の効率が強化された株も使用でき、そのような株には慣用的に選択され、遺伝子的に変性された株が含まれる。反応効率を最大にするためには、反応物質と接触する酵母の表面積を最大にすることが推奨される。このことは、「活性」乾燥酵母を使用することによって達成可能であり、この酵母は「即席乾燥酵母」として商業的に入手可能であり、室温で貯蔵できる。或いは、よく微粉砕した乾燥パン酵母も使用できる。米国特許第４７３４３６７号に記載されたようなその他の酵母類又は

によって開示（１９９２年）されたようなカビ類も使用できる。当業者であれば、本明細書に記載する方法を用いて、ある特定の生物体が本発明の目的に合った機能を発揮するか否かを容易に試験することが可能であろう。
【００３３】
基質に対する酵母の割合は個々の系によって異なるであろうし、通常の試行錯誤法によって実験的に容易に決定されるが、ベンズアルデヒドをフェニルアセチルカルビノールに変換するためには、最適割合が４．２ｇ（酵母）／ミリモル（ベンズアルデヒド）であり、それ以上酵母量を増やしても転化率はほんの僅かしか増加せず、酵母量を減らすと転化率が減少することがわかった。
【００３４】
同様に、最適反応時間も容易に決定でき、ベンズアルデヒド−フェニルアセチルカルビノールの系では、３〜２４時間の反応時間について検討した。２４時間よりさらに長く反応させても収率が向上することはない。
【００３５】
本工程で使用する超臨界流体又は液化ガスはリサイクルできる。酵母は、他の用途、例えば、特にその流体又はガスが二酸化炭素である場合には動物飼料に使用できる。
【００３６】
本出願において使用するとおり、用語「イミン」は、炭素−窒素二重結合を含有する任意の化合物をいい、したがって、この用語はオキシム、セミカルバゾン、及び置換もしくは無置換のアリールヒドラゾン（２，４−ジニトロフェニルヒドラゾンなど）を含んでいる。
【００３７】
用語「アミン」とは、本明細書ではその最も広い意味で使用され、窒素原子を含有する任意の化合物をいう。したがって、用語アミンには、アンモニア、アルキルアミン、ヒドロキシアミン、アルコキシ及びアリールオキシアミン、アルケニルアミン、アルキニルアミンを含む第一級、第二級及び第三級アミン、トリメチルシランなどのケイ素含有置換基を有するアミン、含窒素複素環化合物、複素環アミン、アルキルスルホニルアミン、アリールスルホニルアミン、アシルアミン（すなわちアミド）、アルキルチオアミン、ベンジルチオアミン、アシルチオアミン、含燐置換基を有するアミン、セミカルバジド、ヒドラジン及びアリールヒドラジンが包含され、そのすべてが１個以上の不都合でない置換基で置換されていてもよい。
【００３８】
ある基が「置換されて」いてもよいという場合、その基が、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ハロ、ハロアルキル、ハロアルケニル、ハロアルキニル、ハロアリール、ヒドロキシ、アルコキシ、アルケニルオキシ、アリールオキシ、ベンジルオキシ、ハロアルコキシ、ハロアルケニルオキシ、ハロアリールオキシ、ニトロ、ニトロアルキル、ニトロアルケニル、ニトロアルキニル、ニトロアリール、ニトロ複素環、アミノ、アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、アルケニルアミノ、アルキニルアミノ、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ベンジルアミノ、ジベンジルアミノ、アシル、アルケニルアシル、アルキニルアシル、アリールアシル、アシルアミノ、ジアシルアミノ、アシルオキシ、アルキルスルホニルオキシ、アリールスルフェニルオキシ、複素環、複素環オキシ、複素環アミノ、ハロ複素環、アルキルスルフェニル、アリールスルフェニル、カルボアルコキシ、カルボアリールオキシ、メルカプト、アルキルチオ、ベンジルチオ、アシルチオ、及び含燐基から選択される１種以上の置換基を含んでいてもよいということを理解すべきである。場合によっては、これらの基は適当な保護基で保護されていてもよい。
【００３９】
前記置換基又は各置換基は、アルキル、アリール、ハロ、ハロアルキル（一例としてトリハロメチルを含む）、ニトロ、ヒドロキシ、アルコキシ、アミノ、カルボニル、チオキシ及びチオアルコキシからなる群より選択されることが好ましい。
【００４０】
用語「アルキル」は単独又は「置換されていてもよいアルキル」のような複合語中で使用され、あるいは、直鎖、分岐又はモノ−もしくはポリ−環状アルキル、好ましくはＣ_１〜１８アルキル又はシクロアルキルを意味する。直鎖及び分岐アルキルの例には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、アミル、イソアミル、ｓｅｃ−アミル、１，２−ジメチルプロピル、１，１−ジメチルプロピル、ヘキシル、４−メチルペンチル、１−メチルペンチル、２−メチルペンチル、３−メチルペンチル、１，１−ジメチルブチル、２，２−ジメチルブチル、３，３−ジメチルブチル、１，２−ジメチルブチル、１，３−ジメチルブチル、１，２，２−トリメチルプロピル、１，１，２−トリメチルプロピル、ヘプチル、５−メチルヘキシル、１−メチルヘキシル、２，２−ジメチルペンチル、３，３−ジメチルペンチル、４，４−ジメチルペンチル、１，２−ジメチルペンチル、１，３−ジメチルペンチル、１，４−ジメチルペンチル、１，２，３−トリメチルブチル、１，１，２−トリメチルブチル、ノニル、１−、２−、３−、４−、５−、６−又は７−メチルオクチル、１−、２−、３−、４−又は５−エチルヘプチル、１−、２−又は３−プロピルヘキシル、デシル、１−、２−、３−、４−、５−、６−、７−又は８−メチルノニル、１−、２−、３−、４−、５−又は６−エチルオクチル、１−、２−、３−又は４−プロピルヘプチル、ウンデシル１−、２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−又は９−メチルデシル、１−、２−、３−、４−、５−、６−又は７−エチルノニル、１−、２−、３−、４−又は５−プロピルオクチル、１−、２−又は３−ブチルヘプチル、１−ペンチルヘキシル、ドデシル、１−、２−、３−、４−、５−、６−、７−、８−、９−又は１０−メチルウンデシル、１−、２−、３−、４−、５−、６−、７−又は８−エチルデシル、１−、２−、３−、４−、５−又は６−プロピルノニル、１−、２−、３−又は４−ブチルオクチル、１−、２−ペンチルヘプチルなどが含まれる。環状アルキルの例には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル及びシクロデシルなどが含まれる。場合によっては、「Ｃ１〜Ｃｘアルキル」という表現を使用することによって、そのアルキル基が特定の大きさ又は長さであることを示す。表示された炭素原子の数字は、更なる置換基を除外して数えたアルキル基中の炭素原子の個数をいうものと解釈すべきである。
【００４１】
好ましい実施形態では、式（ＶＩＩＩ）の化合物（α−ケトカルボン酸又はカルボン酸エステル）は、ピルビン酸又はピルビン酸塩バッファー（すなわちＲ_２がＣＨ_３）である。
【００４２】
本発明の好ましい実施形態では、式（ＶＩＩ）の化合物は置換又は無置換のベンズアルデヒドであり、式（Ｖ）の化合物は置換又は無置換のフェニルアセチルカルビノールであり、式（ＶＩ）の化合物はエフェドリン又はその誘導体である。
【００４３】
本発明の特に好ましい実施形態では、置換又は無置換のベンズアルデヒドからエフェドリン又はその誘導体を形成するための方法が提供され、その方法は次の反応式Ｅのとおりである。
【化９】

（式中、Ｒ_７は上に定義したとおりである）
【００４４】
ベンズアルデヒド（ＩＸ）、ピルビン酸（ＶＩＩＩ）、又はその双方が置換されていてもよく、また、ピルビン酸の代替としてピルビン酸塩、例えばピルビン酸ナトリウムを使用できることは明らかに理解されよう。更なる代替法としては、超臨界流体又は液化ガスが二酸化炭素でなければ、ｉｎｓｉｔｕでピルビン酸に変換され得るピルビン酸の前駆物質、例えば乳酸も使用できる。アルキル、アリール、ハロ、ニトロ、ヒドロキシ、アルコキシ、アミノ、カルボニル、チオキシもしくはチオアルコキシ基又はこれらの基の複合体で置換された芳香族アルデヒドもベンズアルデヒドの代わりに本発明のこの好ましい実施形態において使用することができる。
【００４５】
ピルビン酸ナトリウム又はピルビン酸のいずれかについては、ピルビン酸塩／クエン酸塩緩衝液のｐＨは、好ましくは５〜６、より好ましくは６である。最適な結果を得るためには、好ましくは０．６〜１．２ｍｌ（緩衝液）／ｇ（酵母）の割合が使用されるべきである。
【００４６】
疑問を避けるため、還元に付される化合物中にその還元剤によって還元され得る他の官能基が含まれている場合には、（言葉又は化学構造で定義又は記載された）その対応する目的化合物は、もともとの官能基の代わりに還元された官能基を含む、対応する化合物を含むと解釈されるべきことを理解すべきである。
【００４７】
本発明によれば、以上に記載した方法のいずれか一方法によって調製される化合物も提供される。
【００４８】
以下の非限定的例を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【実施例】
【００４９】
例１液状メチルアミンを使用する超臨界二酸化炭素中での反応
２５０ｍｌステンレス鋼製圧力容器に、フェニルアセチルカルビノール（０．２ｇ、１．３ミリモル）、パラジウム触媒（０．０５ｇ）及び液状メチルアミン（３ｍｌ）を入れた。容器を水素ガスで２．７ＭＰａ（４００ｐｓｉ）まで加圧し、次いで乾燥液体二酸化炭素をポンプで容器内に送り込むことにより総計で１０．３ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）まで加圧した。次いで、その容器を３５℃の湯浴中で２４時間攪拌した。２４時間後、反応容器を室温まで冷却し、徐々に脱ガスした。容器内容物及び残渣をジエチルエーテルで３回洗浄し、濾過した。ガスクロマトグラフィー分析によれば、フェニルアセチルカルビノール（ＰＡＣ）からエフェドリンへの転化率は７８％であった。
【００５０】
例２メチルアミンＴＨＦ溶液を使用する超臨界二酸化炭素中での反応
２５０ｍｌステンレス鋼製圧力容器に、フェニルアセチルカルビノール（０．２ｇ、１．３ミリモル）、パラジウム触媒（０．０５ｇ）及び５倍過剰量の２．０ＭメチルアミンＴＨＦ溶液（３．１２５ｍｌ、６．４５ミリモル）を入れた。容器を水素ガスで２．７ＭＰａ（４００ｐｓｉ）まで加圧し、次いで乾燥液体二酸化炭素をポンプで容器内に送り込むことにより総計で１０．３ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）まで加圧した。次いで、その容器を３５℃の湯浴中で２４時間攪拌した。２４時間後、反応容器を室温まで冷却し、徐々に脱ガスした。容器内容物及び残渣をジエチルエーテルで３回洗浄し、濾過した。ガスクロマトグラフィー分析によれば、フェニルアセチルカルビノール（ＰＡＣ）からエフェドリンへの転化率は４６％であった。
【００５１】
例３ガス状メチルアミンを使用する超臨界二酸化炭素中での反応
２５０ｍｌステンレス鋼製圧力容器に、フェニルアセチルカルビノール（０．２ｇ、１．３ミリモル）、パラジウム触媒（０．０５ｇ）を入れた。その容器に無水のガス状メチルアミンを圧力が約０．６９ＭＰａ（１００ｐｓｉ）になるまでヴェントした。次いで、容器を水素ガスで２．７ＭＰａ（４００ｐｓｉ）まで加圧し、さらに乾燥液体二酸化炭素をポンプで容器内に送り込むことにより１０．３ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）の最終圧力まで加圧した。次いで、その容器を３５℃の湯浴中で２４時間攪拌した。２４時間後、反応容器を室温まで冷却し、徐々に脱ガスした。容器内容物及び残渣をジエチルエーテルで３回洗浄し、濾過した。ガスクロマトグラフィー分析によれば、フェニルアセチルカルビノール（ＰＡＣ）からエフェドリンへの転化率は３２％であった。
【００５２】
例４液体メチルアミンを使用する液体二酸化炭素中での反応
２５０ｍｌステンレス鋼製圧力容器に、フェニルアセチルカルビノール（０．２ｇ、１．３ミリモル）、パラジウム触媒（０．０５ｇ）、液体メチルアミン（３ｍｌ）を入れた。容器を水素ガスで２．７ＭＰａ（４００ｐｓｉ）まで加圧し、次いで乾燥液体二酸化炭素をポンプで容器内に送り込むことにより総計で１０．３ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）まで加圧した。次いで、その容器を室温で２４時間攪拌した。２４時間後、反応容器から徐々に脱ガスした。容器内容物及び残渣をジエチルエーテルで３回洗浄し、濾過した。ガスクロマトグラフィー分析によれば、フェニルアセチルカルビノール（ＰＡＣ）からエフェドリンへの転化率は６３％であった。
【００５３】
例５メチルアミンＴＨＦ溶液を使用する液体二酸化炭素中での反応
２５０ｍｌステンレス鋼製圧力容器に、フェニルアセチルカルビノール（０．２ｇ、１．３ミリモル）、パラジウム触媒（０．０５ｇ）、５倍過剰量の２．０ＭメチルアミンＴＨＦ溶液（３．１２５ｍｌ、６．４５ミリモル）を入れた。容器を水素ガスで２．７ＭＰａ（４００ｐｓｉ）まで加圧し、次いで乾燥液体二酸化炭素をポンプで容器内に送り込むことにより総計で１０．３ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）まで加圧した。次いで、その容器を室温で２４時間攪拌した。２４時間後、反応容器から徐々に脱ガスした。容器内容物及び残渣をジエチルエーテルで３回洗浄し、濾過した。ガスクロマトグラフィー分析によれば、フェニルアセチルカルビノール（ＰＡＣ）からエフェドリンへの転化率は９７％であった。
【００５４】
例６ベンズアルデヒドの酵母の介在するアシロイン縮合と還元的アミノ化を組み合わせたエフェドリンの形成
２５０ｍｌステンレス鋼製圧力容器に、ベンズアルデヒド（０．１３７ｇ、１．３ミリモル）、ピルビン酸ナトリウム（２．１６８ｇ、１９．７ミリモル）、ｐＨ６のクエン酸塩緩衝液（５．４ｍｌ）及び酵母（５．４ｇ）を入れた。この容器にポンプで乾燥液体二酸化炭素を送り込むことにより、１０．３ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）まで加圧した。次いで、その容器を３５℃の湯浴中で２４時間攪拌した。２４時間後、反応容器を室温まで冷却し、徐々に脱ガスした。
【００５５】
次いで、ステンレス鋼製圧力容器に、フェニルアセチルカルビノール（０．２ｇ、１．３ミリモル）、パラジウム触媒（０．０５ｇ）、５倍過剰量の２．０ＭメチルアミンＴＨＦ溶液（３．１２５ｍｌ、６．４５ミリモル）を入れた。容器を水素ガスで２．７ＭＰａ（４００ｐｓｉ）まで加圧し、次いで乾燥液体二酸化炭素をポンプで容器内に送り込むことにより総計で１０．３ＭＰａ（１５００ｐｓｉ）まで加圧した。次いで、その容器を３５℃の湯浴中で２４時間攪拌した。２４時間後、反応容器を室温まで冷却し、徐々に脱ガスした。容器内容物及び残渣をジエチルエーテルで３回洗浄し、濾過した。ガスクロマトグラフィー分析によれば、フェニルアセチルカルビノール（ＰＡＣ）からエフェドリンへの転化率は６０％であった。
【００５６】
これまで説明してきた実施形態及び例に対し、本発明の範囲から逸脱することなしに、様々な修正をなし得ることは、当業者に理解されよう。

Claims

式（ＶＩ）で表される化合物

（式中、Ｒ_２は、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルであり、Ｒ_４は、Ｈ、ＯＨ、置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキル又は置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルコキシであり、Ｒ_５は、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいアラルキル又は置換されていてもよいアルキルであり、Ｒ_６は、Ｈ又は置換されていてもよいＣ１〜Ｃ６アルキルである）
を調製するための方法であって、
式（Ｖ）で表されるケトン

（式中、Ｒ_２、Ｒ_４及びＲ_５は上に定義したとおりである）を、式Ｒ_３ＮＨ_２（式中、Ｒ_３は置換されていてもよいアルキルである）のアミン及び還元剤と共に還元的アミノ化に供して式（ＶＩ）で表される化合物を形成し、その反応を超臨界流体又は液化ガスの存在下で実施する工程を含む、上記方法。
還元剤が水素であり、かつ還元を触媒の存在下で実施する、請求項１に記載の方法。
触媒が白金又はパラジウムである、請求項２に記載の方法。
還元剤が水素化物還元剤である、請求項１に記載の方法。
式（ＶＩ）の化合物が、エフェドリン（Ｒ_４＝ＯＨ、Ｒ_５＝フェニル、Ｒ_２＝メチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝メチル）、イソエタリン（Ｒ_４＝ＯＨ、Ｒ_５＝３，４−ジヒドロキシフェニル、Ｒ_２＝エチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝イソプロピル）、リトドリン（Ｒ_４＝ＯＨ、Ｒ_５＝４−ヒドロキシフェニル、Ｒ_２＝メチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝２−（４−ヒドロキシフェニル）エチル）、メタアンフェタミン（Ｒ_４＝Ｈ、Ｒ_５＝フェニル、Ｒ_２＝メチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝メチル）、フェンフルラミン（Ｒ_４＝Ｈ、Ｒ_５＝３−トリフルオロメチルフェニル、Ｒ_２＝メチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝エチル）及びプロピルヘキセドリン（Ｒ_４＝Ｈ、Ｒ_５＝シクロヘキシル、Ｒ_２＝メチル、Ｒ_６＝Ｒ_３＝メチル）からなる群より選択される、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の方法。
アミン（ＶＩ）が、アンフェタミン、メトキサミン、フェニルプロパノールアミン、ヒドロキシアンフェタミン、エチルノルエピネフェリン及びメタラミノールからなる群より選択される、請求項１又は請求項４に記載の方法。
前記反応の温度が２００℃以下である、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の方法。
前記反応の温度が５０℃以下である、請求項７に記載の方法。
前記反応が３．４ＭＰａ（５００ｐｓｉ）〜４８．２ＭＰａ（７０００ｐｓｉ）の圧力で実施される、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の方法。
超臨界流体が、二酸化炭素、エタン、亜酸化窒素、キセノン、フルオロホルム（ＣＨＦ_３）、モノフルオロメタン、六フッ化硫黄及びクロロトリフルオロメタンからなる群より選択される、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の方法。
反応混合物を超臨界流体又は有機溶媒を使用する抽出に供することによって式（ＶＩ）の化合物を回収する工程を含む、請求項１０に記載の方法。
還元的アミノ化を、液化二酸化炭素又は液化炭化水素ガスからなる群より選択される液化ガス中で実施する、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の方法。
反応の終結後に、還元的アミノ化を実施した容器からガスを放出する工程及び式（ＶＩ）の化合物を超臨界流体、液化ガス又は有機溶媒で抽出する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
還元的アミノ化を、液体二酸化炭素中で７．３８ＭＰａ（１０７０ｐｓｉ）〜１７．２４ＭＰａ（２５００ｐｓｉ）の圧力で実施する、請求項１２又は請求項１３に記載の方法。
アミンＲ_３ＮＨ_２を有機溶媒中における前記反応に添加する、請求項１２から請求項１４までのいずれか一項に記載の方法。
超臨界流体又は液化ガスを再利用する工程を含む、請求項１から請求項１５までのいずれか一項に記載の方法。
式（ＶＩ）で表される化合物中の置換基Ｒ_４がＯＨであり、したがって、還元的アミノ化の生成物が式（ＶＩａ）

で表される化合物である、請求項１から請求項１６までのいずれか一項に記載の方法。
式（ＶＩａ）で表される化合物を形成する方法が、
式（Ｖ）においてＲ_４がＯＨであるケトン（以下、化合物（Ｖａ）という）

を、式Ｒ_５−ＣＨＯのアルデヒドを式（ＶＩＩＩ）の化合物

（式中、Ｒ_２は上に定義したとおりであり、Ｒ_７はＨ又はアルキルである）と共に酵母に媒介されたアシロイン縮合に供して式（Ｖａ）のケトンを生成させ、そのアシロイン縮合工程を超臨界流体又は液化ガスの存在下で実施することにより形成する予備工程
を含む、請求項１７に記載の方法。
前記酵母がサッカロミュケス・ケレウィシアエ（Ｓａｃｃｈａｒｏｍｙｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）である、請求項１８に記載の方法。
Ｒ_５−ＣＨＯがベンズアルデヒド（Ｒ_５はフェニルである）であり、Ｒ_２がメチルであり、前記酵母を約４．２ｇ（酵母）／ミリモル（ベンズアルデヒド）の割合で添加する、請求項１８又は請求項１９に記載の方法。
アシロイン縮合反応を３〜２４時間にわたって実施する、請求項２０に記載の方法。
式（ＩＩＩ）のイミンを調製するための方法であって、

請求項１で定義した式（Ｖ）のケトンを、Ｒ_３が請求項１で定義したとおりである式Ｒ_３ＮＨ_２のアミンと、超臨界流体又は液化ガスの存在下で反応させる工程を含む、上記方法。