JP2005503830A - 置換2−アミノ−3−(2−アミノ−フェニルスルファニル)プロピオン酸の調製のための酵素的方法 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は式I
【0002】
【化7】
【0003】
(式中、R1は水素またはアルキルであり;R2はアミノ保護基であり;それぞれのR3は、独立してハロゲン、カルボキシル、アルコキシカルボニル、アルケニルオキシカルボニルまたはベンジルオキシカルボニルであり;nは1または2である)の化合物の調製のための新規な酵素的方法に関する。
【0004】
欧州特許0407033Aには、2−ハロプロピオン酸以外の2−置換酸エステルのラセミ混合物の対応する鏡像異性の酸への酵素的立体選択的加水分解が記載されている。この反応は、カンジダルゴーサ(Candida rugosa)リパーゼのイソ酵素、有機溶媒(例えば、トルエン)および還元剤の存在下で実施される。この方法は、S−ケトプロフェン、S−イブプロフェン、S−フェノプロフェン、S−2−フェニルプロピオン酸およびS−インドプロフェンの立体選択的生産に対して特に有用である。
【0005】
欧州特許0178553Aには、キモトリプシンでの対応するアルキルエステルの選択的加水分解による芳香族置換L−アミノ酸の調製が記載されている。
【0006】
独国特許2804892には、N−アシル−DL−スレオニンエステルをセリンプロテアーゼ、特にスブチリシンカールスバーグ(subtilisin Carlsberg)で加水分解することによる光学的に純粋なN−アシル−L−スレオニンの調製が記載されている。
【0007】
式Iの化合物の調製のための酵素反応は、これまで刊行物に記載されていない。
【0008】
化学的加水分解による式Iの化合物の合成の試みは、低収率で出発材料の分解におわった。
【0009】
それゆえ本発明の目的は、置換2−アミノ−3−(2−アミノ−フェニルスルファニル)−プロピオン酸の調製のための新規な発明的な方法である。
【0010】
式I
【0011】
【化8】
【0012】
(式中、R1は水素またはアルキルであり;R2はアミノ保護基であり;それぞれのR3は、独立してハロゲン、カルボキシル、アルコキシカルボニル、アルケニルオキシカルボニルまたはベンジルオキシカルボニルであり;nは1または2である)の置換2−アミノ−3−(2−アミノ−フェニルスルファニル)−プロピオン酸を調製するために、式II
【0013】
【化9】
【0014】
(式中、R1,R2,R3及びnは先に定義した通りであり、R4はアルキル又はベンジルである)の化合物を有機性共−溶媒を含む水性系中においてプロテアーゼと反応させることを含む、新規な方法を提供する、本発明の方法により式Iの化合物を製造できる。
【0015】
本明細書に記載する酵素的アプローチにより温和な反応条件下でのエステルの選択的加水分解が可能となる。
【0016】
本明細書で示される構造式中の楔結合
【化10】
は紙上の平面の上に置換基があることを意味する。
【0017】
本明細書で使用される用語“アルキル”は、種々の異性体を含むメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert.−ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシルのような1〜12個の炭素原子を含む、場合により置換された直鎖又は分枝鎖の炭化水素残基である。
【0018】
アルキル鎖に対する適切な置換基はフッ素若しくは塩素のような1〜3個のハロゲン、またはメトキシもしくはエトキシのようなC1-4−アルコキシから選択できる。置換アルキルの例は、2−クロロエチル、2−フルオロエチル、2,2,2−トリフルオロエチルまたは2−メトキシエチルである。
【0019】
R1のアルキルは先に定義された通りであり、好ましくは1〜7個の炭素原子を含む直鎖または分枝鎖の炭化水素残基である。R1のアルキルは、より好ましくはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、またはtert.−ブチルである。
【0020】
R4のアルキルは先に定義された通りであり、好ましくは1〜7個の炭素原子を含む、場合により置換された直鎖または分枝鎖の炭化水素残基である。アルキル鎖に対する適切な置換基はフッ素若しくは塩素のような1〜3個のハロゲン、またはメトキシもしくはエトキシのようなC1-4−アルコキシから選択できる。置換アルキルの例は2−クロロエチル、2−フルオロエチル、2,2,2−トリフルオロエチルまたは2−メトキシエチルである。R4のアルキルは、より好ましくは1〜7個または1〜4個の炭素原子を含む直鎖の炭化水素残基である。たとえばメチル、エチル、プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチルである。好ましい例はメチル、エチル、プロピルである。R4の最も好ましいアルキルは、メチルである。
【0021】
本明細書で使用される用語“アミノ保護基”は、アリルオキシカルボニル基(ALLOC)、低級アルコシカルボニル基(たとえば、tert.−ブトキシカルボニル(t−BOC))、置換低級アルコシカルボニル基(たとえば、トリクロロエトキシカルボニル)、場合により置換アリールオキシカルボニル基(たとえば、p−ニトロベンゼジルオキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニル(Z)、またはフェニルオキシカルボニル)、アルカノイル基(たとえば、ホルミル、アセチル)、アロイル基(たとえば、ベンゾイル)、ハロゲン−アルカノイル基(たとえば、トリフルオロアセチル)またはシリル保護基(たとえば、tert.−ブチルジメチルシリル)のような、Green T.Protective Groups in Organic Synthesis, Chapter5, John Wiley and Sons, Inc. (1981).pp.218〜287に記載されてるようなペプチド化学において用いられるような基を指す。好ましいアミノ保護基は、ベンジルオキシカルボニル、tert.−ブトキシカルボニル、アリルオキシカルボニルまたはベンゾイル、特に好ましいアミノ保護基は、tert.−ブトキシカルボニルである。
【0022】
用語“アルコキシカルボニル”はカルボニル基(>C=O)と結合したC1-7のアルコキシ残基を意味する。アルコキシ基の例は、種々の異性体を含むメトキシ、エトキシ、n−プロピロキシ、イソプロピロキシ、n−ブチルオキシ、1−sec−ブチルオキシ、イソーブチルオキシ、tert.−ブチルオキシ、ペンチルオキシ、へキシルオキシ、ヘプチルオキシである。アルコキシカルボニル基の例は、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、tert.−ブトキシカルボニル等である。好ましい低級アルコキシカルボニルはtert.−ブトキシカルボニルである。
【0023】
用語“アルケニルオキシカルボニル”はカルボニル基(>C=O)と結合したアルケニル−オキシ残基を意味する。本明細書で使用される用語“アルケニル”は2〜8個、好ましくは2〜4個の炭素原子、及び少なくとも1つのオレフィン2重結合を有する非置換または置換炭化水素鎖ラジカル及びそれらの種々の異性体を意味する。たとえばビニル、アリルまたはイソプロペニルである。
【0024】
R3に対する好ましい“アルケニルオキシカルボニル”はアリルオキシカルボニルまたはイソプロペニルオキシカルボニル、より好ましくはアリルオキシカルボニルである。
【0025】
用語ハロゲンはフッ素、塩素、臭素、またはヨードを示す。好ましいハロゲンは臭素である。
【0026】
数nは、1または2のいずれかであり、好ましくは数nは1である。
【0027】
置換基R3はフェニル環と結合するすべての可能な位置にある。nが1である場合、R3はフェニル環の3、4、5、または6位にある。好ましくは、R3置換基は4位にある。nが2である場合、両方のR3置換基は互いに独立してフェニル環の3、4、5、または6位にある。
【0028】
本発明の好ましい実施態様は、式IIの化合物が、
【0029】
【化11】
【0030】
(式中、R1,R2,R3,R4およびnが先に定義した通りである)であることを特徴とする、式Iの化合物の調製のための方法である。
【0031】
方法の発明の更に好ましい実施態様は、R1は水素またはアルキル、より好ましいR1は水素であり;R2はアミノ保護基、より好ましいR2はアミノ保護基であり;それぞれのR3は独立してハロゲン、カルボキシルまたはアルケニルオキシカルボニルであり;R4はアルキルまたはベンジル、より好ましいR4はアルキルであり;nは1または2、より好ましいnは1である。
【0032】
本発明の別の好ましい実施態様においては、方法が4.0〜10のpH、好ましくは6.0〜8.5で、有機性共−溶媒を含む水性系中のプロテアーゼと実施される。
【0033】
式IIの基質の酵素的加水分解後に鏡像異性的に純粋な式Iの産物が酸性化、次いで抽出により分離される。
【0034】
式IIの化合物はLまたはD型の鏡像異性体のすべての可能な混合物において使用できる。変換は好ましくはラセミ混合またはL型−異性体のみを含む混合物で実施される。
【0035】
異性体の混合物を用いた場合、未反応の残ったD型−エステルは抽出段階で除かれ、次いで反応溶媒は酸性化され、L型−酸が抽出される。
【0036】
反応のための触媒として適切な酵素は、プロテアーゼ、好ましくは微生物起源の安価なバルクのプロテアーゼ、より好ましくはバチルスのプロテアーゼ(Novo NordiskからのSavinaseのような)またはスブチリシン、たとえばNovo Nordisk(Alkalase)もしくはSolvay(Protease-L)からのスブチリシンカールスバーグ、またはアスペルギルスのプロテアーゼ(AmanoからのProzyme6のような)、またはトリタチウム(Tritachium)のプロテアーゼ(FlukaからのProteaseK)である。反応のための触媒として最も好ましい酵素はスブチリシンカールスバーグ(たとえばNovo NordiskからのAlcalase)である。
【0037】
代わりとして酵素は、固定化形態で使用できる。
【0038】
反応は、水−非混合性の溶媒のような有機性共−溶媒または水−混合性の有機性共−溶媒と供に水性系中において実施される。水−非混合性の溶媒は、水相に対して任意の比率で使用できる、好ましい比率は25〜75%(v/v)である。水−混合性の有機性共−溶媒は、酵素により許容される高い量において使用できる、典型的は5〜25%(v/v)であるがスブチリシンカールスバーグの場合のように50%を超えることも出来る。
【0039】
反応は0℃〜50℃の反応温度、好ましくは15℃〜40℃の反応温度、そして最も好ましくは15℃〜25℃の反応温度で実施される。
【0040】
水相に関しては、1Mまでの、好ましくは約5mM〜約50mMの濃度のリン酸ナトリウムまたはカリウムのような、生化学的変換のために周知の一般の緩衝溶液を使用できる。そのような緩衝溶液は、たとえば塩化ナトリウムまたはカリウムのような通常の塩の1つ、そしてまたLiSCN、Na2SO4または多価アルコール、例えば糖を1Mまでの濃度で追加的に含むことも出来る。
【0041】
適切な有機性共−溶媒は技術的に一般の溶媒である。たとえば、エーテル(たとえば、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、またはtert.−ブチルメチルエーテル(TBME))、低級アルコール、エステル(たとえば、酢酸エチル)、極性の非プロトン性溶媒(たとえば、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)またはアセトン)である。好ましい有機性共−溶媒はテトラヒドロフラン(THF)、tert.−ブチルメチルエーテル(TBME)および酢酸エチルである。
【0042】
本明細書で使用される用語“低級アルコール”は1つの水酸基を有する1〜8個の炭素原子を含む直鎖または分枝のアルキル残基を意味し、たとえばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、tert.−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノールまたはオクタノール、好ましくはメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、tert.−ブタノールであり、そしてより好ましいアルコールはメタノールまたはエタノールである。
【0043】
基質は、0.1〜25%の全体的濃度(w/w)の溶液として適切に用いられる。より好ましい全体的濃度は1〜10%である。
【0044】
酵素の添加後、反応混合物のpHは、激しく攪拌しながら塩基の制御された添加により選択されたpH値を維持する。好ましい塩基はNaOHまたはKOHの水溶液である。
【0045】
反応終了後、鏡像異性的に純粋な式Iの産物は従来どおりに相分離後、適切な酸での水相の酸性化、次いで適切な有機溶媒での抽出により完成される。
【0046】
式Iの化合物は、本発明に従って、鏡像異性的に90%またはそれ以上の過剰、好ましくは鏡像異性的に95%またはそれ以上の過剰が達成されることを意味する、鏡像異性的に高純度で合成される。
【0047】
式IIの化合物は、以下の反応スキームまたは当業者によく知られた従来の方法に従って調製される。
【0048】
反応スキーム1:
【0049】
【表1】
【0050】
ここで、R1、R2、R3およびR4は式I及びIIの化合物に対して記載された通りである。
【0051】
スキームIの反応においては、式a)の置換2−ニトロフルオロ−芳香族が、式b)の保護システイン(たとえば、BOC−システイン−メチルエステル)と反応し、式c)の対応するニトロ−フェニル置換保護システインを生じる。反応は、ヘキサン、ジイソプロピルエーテル、酢酸エチル、メタノール、エタノール、プロパノール、ジクロロメタン、DMFまたはDMSOのような適当な有機溶媒中において塩基条件下(ジイソプロピルアミン、たとえばエチルジイソプロピルアミンと供に)で都合よく実施される。反応温度は好ましくは−30℃〜+150℃である。最も好ましくは、反応は110℃の反応温度において、エチルジイソプロピルアミンの存在下エタノール中BOC−システイン−メチルエステルと供に実施される。
【0052】
式a)の化合物および式b)の保護システイン(たとえば、BOC−システイン−メチルエステル)は、商業的に入手でき、また有機化学についての教科書、たとえばJ.March(1992), "Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure"、4thed.John Wiley & Sons)から知られる方法に従って合成される。
【0053】
反応の第2段階は、式c)のニトロ−フェニル置換保護システインのニトロ基が式IIの対応するアミノ−フェニル置換保護システインに還元されることで実施される。この還元反応は、たとえば有機化学についての教科書、たとえばJ.March(1992), "Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure"、4thed.John Wiley & Sons)内で周知である方法に従って実施される。反応はヘキサン、ジイソプロピルエーテル、酢酸エチル、メタノール、エタノール、プロパノール、ジクロロメタン、DMF、DMSO、好ましくはメタノールのような有機溶媒と供に酸性溶媒中において適切な還元剤(たとえば、亜鉛および、場合により塩化アンモニウム)で都合よく実施される。反応温度は好ましくは−30℃〜+150℃である。
【0054】
式IIのアミノ−フェニル置換保護システイン化合物のNH2−基は、R1が先に定義された通りでありHalが塩素または臭素である、R1Halでアルキル化できる。
【0055】
式II−aおよびII−b(以下参照)の化合物は新規の中間体であり、従ってまた本発明の対象である。
【0056】
【化12】
または
【0057】
【化13】
【0058】
式Iの化合物は1,5−ベンゾチアゼピンの合成のための多目的ビルディングブロックである。このようなベンゾチアゼピン骨格は、様々な酵素阻害剤(プロテアーゼ、インターロイキン−1β−変換酵素、エラスターゼまたはアンジオテンシン変換酵素、しかし、またGPCRアンタゴニスト(コレシストキニン、アンジオテンシンIIレセプター)として)において、強制されたジペプチド模倣物として使用されてきた。別の可能な使用は、G.C.Morton et al., Tet.Lett., 41(2000)3029〜3033)において記載されている。
【0059】
ベンゾチアゼピンは反応スキーム2に従って調製される:
【0060】
反応スキーム2:
【0061】
【表2】
【0062】
ここで、R1、R2、R3、R4およびnは式I及びIIの化合物に対して記載された通りである。
【0063】
式IIIのベンゾチアゼピンを得るための式Iの化合物の環化反応は、たとえばG.C.Morton et al., Tet.Lett., 41(2000)3029〜3033に記載のように、熱的にまたは適当な試薬の存在下で実施される。反応は、ヘキサン、キシレン、ジイソプロピルエーテル、酢酸エチル、メタノール、エタノール、プロパノール、ジクロロメタン、DMFまたはDMSOのような適当な有機溶媒におけるカルボジイミドと供に都合よく実施される。反応温度は、好ましくは−30℃〜+150℃である。反応は、好ましくはEDAC(1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドヒドロクロリド)の存在下、DMFにおいて室温で実施される。
【0064】
以下の実施例において使用される略号は以下の意味を有する。
【0065】
ISP−MS イオンスプレーポジティブマススペクトロスコピー
ISN−MS イオンスプレーネガテォブマススペクトロスコピー
EI−MS エレクトロインパクトマススペクトロスコピー
SFC 超臨海流体クロマトグラフィー
NMR 核磁気共鳴スペクトロスコピー
IR 赤外線スペクトロスコピー
HV 高真空
min 分
【0066】
実施例1(出発材料の調製)
(S)−3−(4−ブロモ−2−ニトロ−フェニルスルファニル)−2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−プロピオン酸メチルエステル
【0067】
【化14】
【0068】
反応をM.K.Schwarz et al., J.Org.Chem.1999, 64, 2219-2231.に記載のとおりに実施した。EtOH(310mL)中、商業的に入手可能なBOC−システイン−メチルエステル(27.38g、116.35mmol、1当量)、N−エチルジイソプロピルアミン(DIPEA)(4.4mL、25.75mmol、2.5当量)の溶液に、5−ブロモ−2−フルオロニトロベンゼン(25.62g;116.45mmol;1当量)を加え、3時間110℃で加熱した。反応の進行をHPLCによりモニターした。溶媒を蒸発し、赤−茶色の油状物とし、これを水(600mL)と酢酸エチル(3×300mL)間に分配した。乾燥(Na2SO4)および蒸発により粗産物を生じ、シクロヘキサンでの再結晶化で黄色の結晶(38.75g、77%)を得た。分析データ:1H-NMR(CDCl3, 400MHz): 1.430(s, 9H, O(CH 3)); 3.350(dd, 1H, H(4'), J4'-4"=5.2Hz, J4'-5=14.4Hz); 3.500(dd, 1H, H(4"), J4"-4'=5.2Hz, J4"-5=14.4Hz); 3.755(s, 3H, OCH 3); 4.621(m, 1H, H(5)); 5.301(d, 1H, H(6), J6-5=6.4Hz); 7.449(d, 1H, H(1), J1-2=8.8Hz); 7.670(dd, 1H, H(2), J1-2=8.8Hz, J2-3=2.0Hz); 8.278(d, 1H, H(3), J2-3=2Hz)。IR: 3353cm-1(NH); 1765cm-1(Ester-C=O); 1686cm-1(Carbamate-C=O); 1546cm-1(Amide-C=O); 1460および1329cm-1(NO2); 1220cm-1(Ester)。MS: m/z=79Brで452.3[M+NH4 +]; m/z=81Brで454.3 [M+NH4 +]; m/z=79Brで457.3 [M+Na+]; m/z=81Brで459.3 [M+Na+]。SiO2上での酢酸エチル/ヘキサン1:2におけるRf=0.38。
【0069】
実施例2
(S)−3−(2−アミノ−4−ブロモ−フェニルスルファニル)−2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−プロピオン酸メチルエステル
【0070】
【化15】
【0071】
反応をJ.Slade et al. , J.Med.Chem.1985, 28, 1517-1521.に記載のとおりに実施した。上記からのニトロ化合物(40.34g、92.6mmol、1当量)、NH4Cl(19.81g、370.6mmol、4当量)の混合物そしてMeOH(950mL)中のZn(79.37g、1.204mmol、13当量)を加え、16時間、還流で加熱し、生じた混合物をセライト(Celite)に通してろ過し、沸騰MeOHで洗浄した。濃縮後、粗産物を酢酸エチルとNaHCO3(水性)間で分配した。生じた油状物は、酢酸エチル/ヘキサン/3%トリエチルアミン)を使用したクロマトグラフィーにかけ、産物(21.11g、56%)を得た。分析データ:1H-NMR(CDCl3, 400MHz): 1.395(s, 9H, O(CH 3)); 3.185(d, 2H, H(4), J4-5=4Hz); 3.617(s, 3H, OCH 3); 4.446(s, 2H, H(7)); 4.528(m, 1H, H(5)); 5.502(d, 1H, H(6), J6-5=8Hz); 6.793(dd, 1H, H(3), J3-2=2Hz,J3-1=8.4Hz); 6.868(d, 1H, H(3), J3-2=2Hz), 7.225(d, 1H, H(1), J1-2=8.4Hz)。IR:3356cm-1(-NH2, -NH); 1744cm-1(Ester-C=O); 1707cm-1(Carbamate-C=O); 1504cm-1(Amide); 1250cm-1(Ester)。MS:m/z=79Brで405.3 [M+H+]; m/z=81Brで407.3 [M+H+]。SiO2上での酢酸エチル/ヘキサン1:2におけるRf=0.47。
【0072】
実施例3.1(大規模の酵素的加水分解)
(S)−3−(2−アミノ−4−ブロモ−フェニルスルファニル)−2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−プロピオン酸
【0073】
【化16】
【0074】
19.9g(48.02mmol)のN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(2−アミノ−4−ブロモフェニルチオ)−L−アラニンメチルエステル(97.8%)を750mlのTBMEに溶解し、3lの緩衝溶液(0.1M塩化ナトリウム、20mMリン酸ナトリウムpH7.5)中において激しく攪拌しながら乳化する。12.0mlアルカラーゼ(Alcalase)2.4Lおよび30mgのスブスチリシン(Substilisin)A〔両酵素の調製品はNovo Nordiskからのスブチリシンカールスバーグである〕を加え、激しく攪拌しながら1.0N水酸化ナトリウム溶液の制御された添加(pH−スタティク(static))によりpHを7.5に維持した。7日後、44.75mlの1.0N水酸化ナトリウム溶液が消費され、変換度は>99%(HPLC分析)であった。2相の反応混合物を分離した。少量のリン脂質性不純物および残った基質残渣を分離するために1lのTBMEで水相を簡単に洗浄した。合わせた有機相を1×250mlの0.1Mリン酸カリウム緩衝液pH7.6で抽出した。合わせた水相を32%塩酸でpH2に酸性化し1.5lの酢酸エチルで抽出した。生じた乳化物を攪拌下で10%のディカライト(Dicalite)の添加により分離し、次いでろ過した。水相を2×1lの酢酸エチルで抽出した。合わせた酢酸エチル相を無水硫酸ナトリウム上で乾燥し、蒸発した。残留物をジクロロメタンに溶解し、蒸発し、HVで乾燥し、18.79gのN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(2−アミノ−4−ブロモフェニルチオ)−L−アラニンを黄白色の固形物として得た。分析データ:1H-NMR(CDCl3, 400MHz)1.399(s,9H,OC(CH 3)); 3.184(dd, 1H, SCH 2 , J=14.2Hz, J=6.6Hz); 3.235(dd, 1H, SCH 2 , J=14.2Hz, J=6.6Hz); 4.515(m, 1H, COCHNH); 5.517(d, 1H, CONHCH, J=6.8Hz); 6.796(dd, 1H, arom. , J=2Hz, J=8.4Hz); 6.876(d, 1H, arom. , J=2Hz); 7.250(d, 1H, arom. , J=8.4Hz)。IR(ATR-IR)3445および3355cm-1(-NH, -NH2); 2978および2929cm-1broad(-COOH); 1693cm-1(COOH-C=O, carbamate-C=O); 1508cm-1(amide-CO-NH); 1247および1157cm-1(COOH)。MS(ESI-ポジティブイオン化)m/z=79Brで391.1 [M+H+]; m/z=81Brで393.1[M+H+]; m/z=79Brで413.2 [M+Na+]; m/z=81Brで415.2[M+Na+]。OR[α]D=+53.3°(CHCl3;c=1.0)。HPLC分析:カラム:ABZ+plus;移動相:A:水中0.1%TFA;B:MeCN;勾配B:30〜80%0〜15分、80〜30%15〜16分、30%16〜19.5分;流速:1ml/分;圧力:50〜80bar;検出:UV,300nm;保持時間:12.1分(産物−酸)13.5分(基質−エステル)。
【0075】
実施例3.2(小規模の酵素的加水分解)
(S)−3−(2−アミノ−4−ブロモ−フェニルスルファニル)−2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−プロピオン酸
【0076】
1.65g(3.99mmol)のN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(2−アミノ−4−ブロモフェニルチオ)−L−アラニンメチルエステル(98%)を65mlのTBMEに溶解し、240mlの緩衝溶液(0.1M塩化ナトリウム;20mMリン酸ナトリウムpH7.5)中において激しく攪拌しながら乳化する。0.75mlのアルカラーゼ2.4L〔Novo Nordiskからのスブチリシンカールスバーグ〕を加え、激しく攪拌しながら1.0N水酸化ナトリウム溶液の制御された添加(pH−スタティク)によりpHを7.5に維持した。33時間後、4.23mlの1.0N水酸化ナトリウム溶液が消費され、変換度は、>99%(HPLC分析)であった。反応混合物を32%塩酸でpH2に酸性化し、デカライト(Decalite)上でろ過した。相分離後、水相を、3×275mlの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機相を無水硫酸ナトリウム上で乾燥し、蒸発させた。残留物をジクロロメタンに溶解し、蒸発させ、HVで乾燥し、1.56gのN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(2−アミノ−4−ブロモフェニルチオ)−L−アラニンを黄白色の固形物として得た。
【0077】
実施例3.3(異なる溶媒での酵素的加水分解)
(S)−3−(2−アミノ−4−ブロモ−フェニルスルファニル)−2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−プロピオン酸
【0078】
100mg(0.242mmol)のN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(2−アミノ−4−ブロモフェニルチオ)−L−アラニンメチルエステル(98%)を20%有機性共−溶媒(以下の表を参照)および80%緩衝溶液(0.1M塩化ナトリウム;3mMリン酸ナトリウムpH7.5)からなる系に激しく攪拌しながら加えた。100μlのアルカラーゼ2.4L〔Novo Nordiskからのスブチリシンカールスバーグ〕を加え、激しく攪拌しながら0.1N水酸化ナトリウム溶液の制御された添加(pH−スタティク)によりpHを7.5に維持した。反応終了時、変換度をHPLCにより決定した。
【0079】
【表3】
【0080】
実施例3.4(他の酵素での酵素的加水分解)
(S)−3−(2−アミノ−4−ブロモ−フェニルスルファニル)−2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−プロピオン酸
【0081】
200mg(0.493mmol)のN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(4−ブロモ−2−アミノフェニルチオ)−L−アラニンメチルエステル(93.8%)を5mlのTBMEおよび20mlの緩衝溶液(0.1M塩化ナトリウム;3mMリン酸ナトリウムpH7.0)からなる系に激しく攪拌しながら加えた。酵素〔以下の表を参照〕を加え、激しく攪拌しながら0.1N水酸化ナトリウム溶液の制御された添加(pH−スタティク)によりpHを7.0に維持した。反応終了後、反応混合物を25mlTBMEで2回洗浄し、25%HClでpH2.5に酸性化し、3×25mlの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥し、溶媒を蒸発させ、残留物を高真空において乾燥させた。
【0082】
【表4】
【0083】
実施例4
(S)−(7−ブロモ−4−オキソ−2,3,4,5−テトラヒドロ−ベンゾ[b][1,4]チアゼピン−3−イル)−カルバミン酸tert.−ブチルエステル
【0084】
【化17】
【0085】
反応は、G.C.Morton et al., Tet.Lett., 41(2000)3029〜3033)に記載のように実施される。DMF(500ml)中の酵素的加水分解からの産物(15.2g、38.8mmol、1当量)およびEDAC(1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミドヒドロクロリド(7.44g、38.8mol、1当量)を16時間、室温で攪拌し、濃縮し、残留物を酢酸エチルに溶解し、NaHCO3(1M)(500ml)水溶液および水(500ml)で抽出した。乾燥(NaSO4)および濃縮により産物(定量で14.5g)を得た。分析データ:1H−NMR(CDCl3, 400MHz): 1.409(s, 9H, O(CH 3)); 2.939(t, 1H, H(4'), J=11.6Hz); 3.794(dd, 1H, H(4'), J4"-5=11Hz, J4"-4'=6.4Hz); 4.439(m, 1H, H(5)); 5.567(d, 1H, H(6), J6-5=8Hz); 7.306(d, 1H, H(2), J2-1=8Hz, J2-3=2Hz); 7.337(d, 1H, H(3), J3-2=2Hz); 7.748(d, 1H, H(1), J1-2=8Hz); 8.042(s, 1H, H(7))。IR: 3284および3184cm-1(-NH); 1729cm-1(carbamate-C=O); 1678cm-1(Amide-C=O); 1574cm-1(Amide); 1251cm-1(Ester)。MS:m/z=79Brで373.3[M+H+];m/z=81Brで375.3 [M+H+];m/z=79Brで395 [M+Na+];m/z=81Brで397 [M+Na+]。SiO2上での酢酸エチル/ヘキサン1:2におけるRf=0.23。
【0086】
実施例5
(S)−4−(2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−2−メトキシカルボニル−エチルスルファニル)−3−ニトロ−安息香酸アリルエステル
【0087】
【化18】
【0088】
4−フルオロ−3−ニトロ安息香酸(49.95g、269.8mmol、1当量)をメタノール(350ml)に溶解し、Cs2CO3(44.06g、135.2mmol、0.5当量)を加え、溶媒を蒸発させた。次いで、Cs−塩をDMFに溶解し、50℃に過熱し、臭化アリル(22.8mL、269.8mol、1当量)で処理した。5分後、溶媒を蒸発させ、生じた固形物をEt2O中で粉砕した。ろ過及び蒸発により租アリルエステルを定量的に得た。次の工程を、M.K.Schwarz et al., J.Org.Chem.1999、64, 2219-2231に従って実施した。アリルエステル(30g、133.2mmol、1当量)、BOC−システイン−メチルエステル(31.35g、133.2mmol、1当量)およびDIPEA(68.3mL、399.6mmol、3当量)をEtOH中にゆっくり加え(発熱反応が観察された)、rtで3時間攪拌し、濃縮し、固形物を得、ジイソプロピルエーテルから再結晶した(46.16g、79%)。分析データ:1H-NMR(CDCl3, 400MHz):1.443(s, 9H, O(CH 3)); 3.401(dd, 1H, H(7'), J7'-7"=2.4Hz, J7'-8=6Hz); 3.506(dd, 1H, H(7"), J7"-7'=2.4Hz, J7"-8=6Hz); 3.777(s, 3H, OCH 3); 4.608(m, 1H, H(8)); 4.860(dt、2H, H(3', 3"), J3-2=5.6Hz; J3-1=1.6Hz); 5.322(q, 1H, H(1'), J=0.8Hz); 5.347(t, 1H, H(1"), J=0.8Hz); 5.406(d, 1H, H(9), J9-8=1.6Hz); 6.032(m, 1H, H(2)); 7.625(d, 1H, H(5), J5-4=8.4Hz); 8.201(dd, 1H, H(4), J4-5=8.4Hz, J4-6=1.6Hz); 8.830(d, 1H, H(6), J6-4=1.6Hz)。IR: 3350cm-1(-NH); 1742cm-1(Ester-C=O); 1719cm-1(Conj.Ester-C=O); 1686cm-1(carbamate-C=O); 1523および1334cm-1(-NO2); 1245cm-1(Ester)。MS: m/z=441[M+H+]; m/z=458.4 [M+NH4 +]; m/z=463.2 [M+Na+]。SiO2上での酢酸エチル/ヘキサン1:2におけるRf=0.40。
【0089】
実施例6
(S)−3−アミノ−4−(2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−2−メトキシカルボニル−エチルスルファニル)−安息香酸アリルエステル
【0090】
【化19】
【0091】
反応を、J.Slade et al., J.Med.Chem.1985, 28, 1517-1521に記載のように実施する。DME(15ml)中の先の産物(506mg、1.15mmol、1当量)、NH4Cl水溶液(20ml)およびZn(976mg、14.9mmol、13当量)を攪拌し、80℃で16時間加熱した。溶媒を蒸発させ、残渣を酢酸エチル(250ml)に溶解し、NaHCO3(1M)(水溶液)(3×50mL)で抽出した。有機相をNaSO4で乾燥し、蒸発させ、黄色の油状物を得、数日後に結晶化した(276mg、60%)。分析データ:1H-NMR(CDCl3, 400MHz): 1.380(s, 1H, O(CH 3)); 3.283(d, 2H, H(7', 7"), J7-8=4.4Hz; 3.579(s, 3H, OCH 3); 4.445(s, 2H, H(10', 10")); 4.554(m, 1H, H(8)); 4.787(ddd、2H, H(2'2"), J=1.2Hz); 5.283(dd, 1H, H(1'), J1'-2=10.6Hz, J1'-1"=1.2Hz); 5.390(dd, 1H, H(1"), J1"-2=17.8Hz, J1"-1'=1.2Hz); 5.506(d, 1H, H(9), J9-8=7.6Hz); 6.015(m, 1H, H(8)); 7.360(dd, 1H, H(2), J4-5=8Hz, J4-6=1.6Hz); 7.398(d, 1H, H(6), J6-4=1.6Hz); 7.425(d, 1H, H(5), J5-4=8Hz)。IR: 3378cm-1(-NH, NH2); 1751cm-1(Ester-C=O); 1713cm-1(Conj.Ester-C=O); 1685cm-1(Carbamate-C=O); 1511cm-1(Amide); 1220cm-1(Ester)。MS: m/z=411.3[M+H+]; m/z=433.3 [M+Na+]。SiO2上での酢酸エチル/ヘキサン1:2におけるRf=0.27。
【0092】
実施例7.1(大規模での酵素的加水分解)
(S)−3−アミノ−4−(2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−2−カルボキシ−エチルスルファニル)−安息香酸アリルエステル
【0093】
【化20】
【0094】
6.4g(15.658mmol)のN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(4−アロキシカルボニル−2−アミノフェニルチオ)−L−アラニンメチルエステル(99%)を480mlのTBMEに溶解し、1.5lの緩衝溶液(0.1M塩化ナトリウム;160mMリン酸ナトリウムpH7.5)中において激しく攪拌しながら乳化する。12.0mlのアルカラーゼ2.4L〔Novo Nordiskからのスブチリシンカールスバーグ〕を加え、激しく攪拌しながら1.0N水酸化ナトリウム溶液の制御された添加(pH−スタティク)によりpHを7.5に維持した。48.5時間後、16.6mlの1.0N水酸化ナトリウム溶液が消費され、変換度は>97%(HPLC分析)であった。相分離後、水相を1lのTBMEで1回抽出した。合わせたTBME相を2×0.4lの0.1Mリン酸カリウム緩衝液pH7.6で抽出した。合わせた水相を32%塩酸でpH2に酸性化し、3×0.5lの酢酸エチルで抽出した。安定な乳化物が形成された場合、相分離はディカライト(Dicalite)上でろ過により成された。合わせた酢酸エチルを無水硫酸ナトリウム上で乾燥し、蒸発させた。残留物をジクロロメタンに溶解し、蒸発させ、HVで乾燥し、5.85gのN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(4−アロキシカルボニル−2−アミノフェニルチオ)−L−アラニンを黄色の高粘性の油状物として得た(収率:94.6%)。分析データ:1H-NMR(DMSO, 400MHz)1.338(s, 9H, OC(CH 3)); 3.077(dd, 1H, SCH 2 , J=12.8Hz, J=6.8Hz); 3.238(dd, 1H, SCH 2 , J=13.8Hz, J=4.6Hz); 3.867(m, 1H, COCHNH); 4.753(d, 2H, COOCH 2 , J=5.2Hz); 5.526(d, 1H, CH=CH 2 , J=10Hz); 5.538(d, 1H, CH=CH 2 , J=17.6Hz); 5.595(m, 2H, NH 2 ); 6.018(ddtr, 1H, CH 2 CH=CH 2 , J=16.6Hz, J=10.6Hz, J=5.6Hz); 6.519(m, 1H, CONHCH); 6.876(d, 1H, arom. CSCH, J=8.4Hz); 7.330(d, 1H, arom. CSCHCH, J=8.4Hz); 7.338(s, 1H, arom. CHCNH2)。IR(ATR-IR)3420および3355cm-1(-NH, NH2); 2980および2935cm-1broad(-COOH); 1705cm-1(COOH-C=O、carbamate-C=O); 1510cm-1(amide-CO-NH); 1486cm-1 aromate; 1229および1160cm-1(COOH); 982および932cm-1(vinyl、-C=CH 2 )。MS(ESI-ポジティブイオン化)m/z=397.1 [M+H+]; m/z=419.4[M+Na+]。OR[α]D=+16.16°(CHCl3; c=1.0)。HPLC分析:カラム:ABZ+Plus;移動相:A:水に0.1%TFA;B:MeCN;勾配B:30〜80%0〜15分、80〜30%15〜16分、30%16〜19.5分:流速:1ml/分;圧力:50〜80bar;検出:UV,300nm;保持時間:11.2分(産物−酸);12.7分(基質−エステル)。
【0095】
実施例7.2(小規模での酵素的加水分解)
(S)−3−アミノ−4−(2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−2−カルボキシ−エチルスルファニル)−安息香酸アリルエステル
【0096】
0.769mg(1.658mmol)のN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(4−アロキシカルボニル−2−アミノフェニル−チオ)−L−アラニンメチルエステルを40mlのTBMEに溶解し、220mlの0.1M塩化ナトリウム溶液;3mMリン酸ナトリウム緩衝液pH7.5中において激しく攪拌しながら乳化する。1.0mlのアルカラーゼ2.4L〔Novo Nordiskからのスブチリシンカールスバーグ〕を加え、激しく攪拌しながら1.0N水酸化ナトリウム溶液の制御された添加(pH−スタティク)によりpHを7.5に維持した。45.4時間後、23.6mlの1.0N水酸化ナトリウム溶液が消費され、変換度は>97%(HPLC分析)であった。反応混合物を、100mlのTBMEで抽出した。相分離後、水相を32%塩酸でpH2.3に酸性化し、3×250mlの酢酸エチルで抽出した。安定な乳化物が形成された場合、相分離はディカライト(Dicalite)上でろ過により成された。合わせた酢酸エチル抽出物を無水硫酸ナトリウム上で乾燥し、蒸発させた。残留物をジクロロメタンに溶解し、蒸発させ、HVで乾燥し、604mgのN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(4−アロキシカルボニル−2−アミノフェニルチオ)−L−アラニンを黄白色の固形物として得た(収率:93.9%、純度:95%)。
【0097】
実施例7.3(異なる溶媒での酵素的加水分解)
(S)−3−アミノ−4−(2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−2−カルボキシ−エチルスルファニル)−安息香酸アリルエステル
【0098】
200mg(0.487mmol)のN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(4−アロキシカルボニル−2−アミノフェニルチオ)−L−アラニンメチルエステル(96.7%)を2から5mlの有機性共−溶媒(以下の表を参照)および20ml緩衝溶液(0.1M塩化ナトリウム;3mMリン酸ナトリウムpH7.0)からなる系に激しく攪拌しながら加えた。アルカラーゼ2.4L〔Novo Nordiskからのスブチリシンカールスバーグ、量は以下の表を参照〕を加え、激しく攪拌しながら0.1N水酸化ナトリウム溶液の制御された添加(pH−スタティク)によりpHを7.0に維持した。反応を滴定試薬の消費によりモニターし、産物の形成をHPLCにより確認した。
【0099】
【表5】
【0100】
実施例7.4(他の酵素での酵素的加水分解)
(S)−3−アミノ−4−(2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−2−カルボキシ−エチルスルファニル)−安息香酸アリルエステル
【0101】
200mg(0.487mmol)のN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(4−アロキシカルボニル−2−アミノフェニルチオ)−L−アラニンメチルエステル(96.7%)を5mlのTBMEおよび20mlの緩衝溶液(0.1M塩化ナトリウム;3mMリン酸ナトリウムpH7.0)からなる系に激しく攪拌しながら加えた。酵素〔以下の表を参照〕を加え、激しく攪拌しながら0.1N水酸化ナトリウム溶液の制御された添加(pH−スタティク)によりpHを7.0に維持した。反応を滴定試薬の消費によりモニターし、産物の形成をHPLCにより確認した。
【0102】
【表6】
【0103】
実施例7.5(高温度での酵素的加水分解)
(S)−3−アミノ−4−(2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−2−カルボキシ−エチルスルファニル)−安息香酸アリルエステル
【0104】
200mg(0.487mmol)のN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(4−アロキシカルボニル−2−アミノフェニルチオ)−L−アラニンメチルエステル(96.7%)を5mlのTBMEおよび20mlの緩衝溶液(0.1M塩化ナトリウム;3mMリン酸ナトリウムpH7.0)からなる系に激しく攪拌しながら40℃で加えた。100μlのアルカラーゼ2.4L〔Novo Nordiskからのスブチリシンカールスバーグ〕を加え、40℃で0.1N水酸化ナトリウム溶液の制御された添加(pH−スタティク)により激しく攪拌しながらpHを7.0に維持した。5.44mlの滴定試薬(理論の112%;17.4時間後)の消費後、反応混合物を25mlのTBMEで洗浄し、1NのHClでpH2.5に酸性化し、そして3×25mlの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥し、溶媒を蒸発させ、残留物を高真空上で乾燥し、94.5%のHPLC純度(領域−%)の産物酸190mg(0.479mmol;98%)を得た。
【0105】
実施例8
(S)−3−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−4−オキソ−2,3,4,5−テトラヒドロ−ベンゾ[b] [1,4]チアゼピン−7−カルボン酸アリルエステル
【0106】
【化21】
【0107】
反応をG.C.Morton et al., Tet.Lett., 41(2000)3029〜3033に記載のように実施する。酵素加水分解からの産物(5.6g、14.1mmol、1当量)をDMF(75mL)に溶解しEDAC(2.70g、14.1mmol、1当量)で処理し、室温で16時間攪拌した。濃縮後、残留物を酢酸エチル(500mL)に溶解し、NaHCO3(1M)(水溶液)(3×150mL)および水(3×150mL)で抽出した。有機相を乾燥(NaSO4)し、蒸発し、黄色の油状物を得た。酢酸エチル/ヘキサン1:2でのクロマトグラフィー後、黄色の結晶を得た(4.96g、93%)。分析データ:1H-NMR(CDCl3, 400MHz): 1.400(s, 1H, O(CH 3)); 3.014(t, 1H, H(7'or7"), J=12Hz); 3.815(dd, 1H, H(7'or7"), J7-8=12Hz、J7'-7"=6.4Hz); 4.466(m, 1H, H(8)); 4.835(d, 2H, H(3', 3"), J3-2=5.7Hz); 5.316(dd, 1H, H(1'), J1'-2=10.5Hz、J1'-1"=1.2Hz); 5.413(dd, 1H, H(1"), J1"-2=17.2Hz, J1"-1'=1.2Hz); 5.581(d, 1H, H(9), J9-8=8Hz); 6.013(m, 1H, H(8)); 7.338(d, 1H, H(5), J5-4=11.1Hz; 7.704(s, 1H, H(10)); 7.751(d, 1H, H(6), J5-4=1.8Hz); 7.338(dd, 1H, H(2), J4-5=11.1Hz, J4-6=1.8Hz)。IR: 3206cm-1(-NH); 1720cm-1(Carbamate-C=O); 1671cm-1(Amide-C=O); 1500cm-1(Amide-CO-NH); 1209cm-1(Ester)。MS: m/z=379.3[M+H+]; m/z=401.4 [M+Na+]。SiO2上での酢酸エチル/ヘキサン1:2におけるRf=0.36。
【0108】
実施例9
(S)−3−アミノ−4−(2−tert.−ブトキシカルボニルアミノ−2−カルボキシ−エチルスルファニル)−安息香酸
【0109】
【化22】
200mg(0.540mmol)のN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(4−カルボキシ−2−アミノフェニルチオ)−L−アラニンメチルエステルを5mlのTBMEおよび20mlの緩衝溶液(0.1M塩化ナトリウム;3mMリン酸ナトリウムpH7.0)からなる系に激しく攪拌しながら加えた。100μlのアルカラーゼ2.5L〔Novo Nordiskからのスブチリシンカールスバーグ〕を加え、0.1N水酸化ナトリウム溶液の制御された添加(pH−スタティク)により激しく攪拌しながらpHを7.0に維持した。5.847mlの滴定試薬(理論値の108%;1.5時間後)の消費後、反応混合物を25mlのTBMEで2回洗浄し、25%HClでpH2.5に酸性化し、そして3×25mlの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥し、溶媒を蒸発させ、残留物をHV上で乾燥し、187mg(0.479mmol)のN−tert.−ブトキシカルボニル−3−(2−アミノ−4−カルボキシフェニルチオ)−L−アラニンを黄色の結晶として得た(収率:93.4%)。分析データ:HPLC−純度:96.4%%(領域)。1H-NMR(DMSO, 400MHz): 1.378(s, 9H, OC(CH 3)); 2.982(dd, 1H, SCH 2, J=13.2Hz, J=9.6Hz); 3.150(dd, 1H, SCH 2, J=13.2Hz, J=4.4Hz); 3.950(m, 1H, COCHNH); 5.542(m, 2H, -NH 2); 7.067(dd, 1H, CONHCH, J=8.0Hz, J=1.6Hz); 7.201(d, 1H, arom. SCCH, J=8.0Hz); 7.298(d, 1H, arom. SCCHCH, J=8.0Hz); 7.323(d, 1H, arom. CHCNH2, J=1.6Hz); 12.73(bs, 2H, 2-COOH)。IR: 3445および3347cm-1(-NH, -NH2); 2977および2930cm-1braod(-COOH); 1720および1692cm-1(COOH-C=O, carbamate-C=O); 1608cm-1(-COO-); 1509cm-1(amide-CO-NH); 1486cm-1(aromate); 1247および1163cm-1(COOH)。ISN-MS: m/z=355.1[M-H+]; OR[α]D=+13.00°(EtOH; c=1.0)。
Claims (9)
- R1が水素またはアルキルであり;R2がアミノ保護基であり;それぞれのR3は独立してハロゲン,カルボキシル,またはアルケニルオキシカルボニルであり;R4がアルキルまたはベンジルであり;nが1または2であることを特徴とする、請求項1および2に記載の方法。
- R1が水素であり;R2がアミノ保護基であり;R3がハロゲン、カルボキシル、またはアルケニルオキシカルボニルであり;R4がアルキルであり;nが1であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 反応を6.0〜8.5のpHで実施することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 反応をバチルスのプロテアーゼ、スブチリシン、アスペルギルスのプロテアーゼ、またはトリタチウムのプロテアーゼで実施することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 有機性共−溶媒が、テトラヒドロフラン、ジオキサン、tert.−ブチルメチルエーテル,C1-8−アルコール、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミドまたはアセトンであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
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