JP2006129760A - METHOD FOR PRODUCING OPTICALLY ACTIVE CYCLIC alpha-AMINO ACID HALF ESTER - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医薬品や生理活性物質の合成中間体として重要である光学活性な環状α−アミノ酸ハーフエステルの製法に関する。 The present invention relates to a process for producing an optically active cyclic α-amino acid half ester which is important as a synthetic intermediate for pharmaceuticals and physiologically active substances.
光学活性な環状α−アミノ酸ハーフエステルは各種医薬品製造において重要な合成中間体としての利用が見込まれている。従って、環状α−アミノ酸ハーフエステルを高い化学純度かつ高い光学純度で製造する方法の確立が重要な課題である。
これまでに開発がなされている環状α−アミノ酸ハーフエステルの製法としては、例えば豚肝臓由来エステラーゼを用いたｃｉｓ−Ｎ−ベンジル−２,５−ビス（メトキシカルボニル）ピロリジンの触媒的加水分解反応による非対称化がある。これは、選択性向上のためにジメチルスルホキシド（非特許文献１）やアセトン（非特許文献２）を添加したり、あるいはトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン（Tris）緩衝液を用いる方法（非特許文献３）がとられている。
Optically active cyclic α-amino acid half esters are expected to be used as important synthetic intermediates in the production of various pharmaceuticals. Therefore, establishment of a method for producing a cyclic α-amino acid half ester with high chemical purity and high optical purity is an important issue.
As a method for producing a cyclic α-amino acid half ester that has been developed so far, for example, by catalytic hydrolysis reaction of cis-N-benzyl-2,5-bis (methoxycarbonyl) pyrrolidine using a porcine liver-derived esterase. There is asymmetry. In order to improve the selectivity, dimethyl sulfoxide (Non-patent document 1) or acetone (Non-patent document 2) is added, or a method using a tris (hydroxymethyl) aminomethane (Tris) buffer (non-patent document). 3) is taken.
ところで、上記のように有機溶媒を用いる方法は収率および光学純度共に満足いく結果が得られておらず、一方、Tris緩衝液を用いる方法については、核磁気共鳴装置（NMR）実験に留まっており、工業的に生産するには数多くの課題が残されている。 By the way, as described above, the method using an organic solvent has not yielded satisfactory results in terms of yield and optical purity. On the other hand, the method using a Tris buffer is limited to a nuclear magnetic resonance (NMR) experiment. Therefore, many problems remain for industrial production.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、環状α−アミノ酸ジエステルの窒素原子をカルバメートとして保護したものを原料として用い、エステラーゼを触媒として用いた選択的加水分解による非対称化を行うことによって容易に目的の環状α−アミノ酸ハーフエステルの光学活性体を高純度・高収率で得ることに成功し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have used a material in which a nitrogen atom of a cyclic α-amino acid diester is protected as a carbamate as a raw material, and by selective hydrolysis using esterase as a catalyst. By performing asymmetry, the present inventors succeeded in easily obtaining the target cyclic α-amino acid half ester optically active substance in high purity and high yield, and completed the present invention.
即ち、本発明は、下記式（１）
で表される環状α−アミノ酸ジエステルのエステル部位の一方のみを、カルボキシエステラーゼ（E.C. 3.1.1.1）の存在下、緩衝液中で選択的に加水分解することを特徴とする、下記式（２）
で表される光学活性な環状α−アミノ酸ハーフエステル（２）の製法に関する。
That is, the present invention provides the following formula (1):
Wherein only one of the ester sites of the cyclic α-amino acid diester represented by formula (2) is selectively hydrolyzed in a buffer in the presence of carboxyesterase (EC 3.1.1.1).
It is related with the manufacturing method of optically active cyclic alpha-amino acid half ester (2) represented by these.
本発明によれば、光学活性な環状α−アミノ酸ハーフエステル（２）を高純度でかつ高収率で得ることができる。 According to the present invention, the optically active cyclic α-amino acid half ester (2) can be obtained with high purity and high yield.
本発明に関わる化合物の定義として、原料である環状α−アミノ酸ジエステル（１）の２つのカルボアルコキシル基は含窒素環に対して互いにシスの位置にある。
Ｒ１は炭素数１〜４の飽和もしくは不飽和アルキル基、またはアラルキル基であり、その具体例としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、アリル基、およびベンジル基が挙げられる。好ましくは飽和アルキル基であり、さらに好ましくはメチル基およびエチル基である。
As a definition of the compound relating to the present invention, the two carboalkoxyl groups of the cyclic α-amino acid diester (1) as a raw material are in a cis position relative to the nitrogen-containing ring.
R 1 is a saturated or unsaturated alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aralkyl group. Specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, and a sec-butyl group. Groups, allyl groups, and benzyl groups. A saturated alkyl group is preferable, and a methyl group and an ethyl group are more preferable.
Ｒ２は飽和もしくは不飽和アルキル基、またはアラルキル基を表し、ハロゲン原子、酸素原子、または窒素原子を有してよい。具体例としては、メチル基、エチル基、２,２,２−トリクロロエチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、アリル基、ベンジル基、ｐ−ニトロベンジル基、９−フルオレンメチル基、２−(４−ニトロフェニル)エチル基、および３−(３’−ピリジル)プロプ−２−エニル基が挙げられる。好ましくはｔｅｒｔ−ブチル基およびベンジル基である。 R 2 represents a saturated or unsaturated alkyl group or an aralkyl group, and may have a halogen atom, an oxygen atom, or a nitrogen atom. Specific examples include methyl group, ethyl group, 2,2,2-trichloroethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, allyl group, benzyl group, Examples thereof include a p-nitrobenzyl group, a 9-fluorenemethyl group, a 2- (4-nitrophenyl) ethyl group, and a 3- (3′-pyridyl) prop-2-enyl group. Preferred are a tert-butyl group and a benzyl group.
ｎは１〜３の整数を表し、ｎ＝２（含窒素環がピロリジン環）が好ましい。 n represents an integer of 1 to 3, and preferably n = 2 (the nitrogen-containing ring is a pyrrolidine ring).
原料である環状α−アミノ酸ジエステル（１）は、Giorgio CIGNARELLA等の方法（J. Org. Chem.、26巻、1500−1504頁、1961年）により得ることができる。例えばｎ＝２（ピロリジン環）の場合、２,５−ジブロモアジピン酸ジエステルと過剰量のベンジルアミンを縮合させた後、水素化により脱ベンジル化し、次いで窒素原子をカルバモイル化することによって目的物のｃｉｓ−Ｎ−保護−２,５−ビス(アルコキシカルボニル)ピロリジンを得ることができる。 The cyclic α-amino acid diester (1) as a raw material can be obtained by a method such as Giorgio CIGNARELLA (J. Org. Chem., 26, 1500-1504, 1961). For example, when n = 2 (pyrrolidine ring), 2,5-dibromoadipic acid diester and an excess amount of benzylamine are condensed, debenzylated by hydrogenation, and then the nitrogen atom is carbamoylated. Cis-N-protected-2,5-bis (alkoxycarbonyl) pyrrolidine can be obtained.
使用するカルボキシエステラーゼ（E.C. 3.1.1.1）は、特に制限無く使用できるが、例えば、動物、植物、微生物由来のものが好ましく挙げられる。更に好ましくは豚肝臓由来エステラーゼである。エステラーゼの形態としては、未精製または精製したもの、凍結乾燥品、適当な緩衝液に懸濁させたもの、セライトに吸着させたもの、シリカやアクリル樹脂等に固定化させたものなどが挙げられるがこれらに限らない。使用量（タンパク質重量）は原料の環状α−アミノ酸ジエステル（１）に対して０．０１〜２倍（ｗ/ｗ）が好ましい。 The carboxyesterase to be used (E.C. 3.1.1.1) can be used without any particular limitation, and preferred examples include those derived from animals, plants and microorganisms. More preferred is porcine liver-derived esterase. Examples of the esterase include unpurified or purified, lyophilized product, suspended in an appropriate buffer solution, adsorbed on celite, and immobilized on silica or acrylic resin. However, it is not limited to these. The amount used (protein weight) is preferably 0.01 to 2 times (w / w) relative to the cyclic α-amino acid diester (1) of the raw material.
本発明においては緩衝液を使用することが必須である。緩衝作用を有する限りいかなる水溶液をも使用することができるが、特にリン酸ナトリウムまたはリン酸カルシウム緩衝液が好ましい。その酸性度(ｐＨ)は５〜１０であってよい。使用量は、攪拌が十分に行うことができる量であれば特に限定はなく、原料である環状α−アミノ酸ジエステル（１）に対して５〜１０００倍（ｗ/ｗ）が適量である。 In the present invention, it is essential to use a buffer. Any aqueous solution can be used as long as it has a buffering action, but sodium phosphate or calcium phosphate buffer is particularly preferable. Its acidity (pH) may be 5-10. The amount used is not particularly limited as long as stirring can be sufficiently performed, and an appropriate amount is 5 to 1000 times (w / w) with respect to the cyclic α-amino acid diester (1) as a raw material.
本発明の反応操作としては、反応容器中に緩衝液（例えば、リン酸緩ナトリウムまたはリン酸カリウム緩衝液）、原料である環状α−アミノ酸ジエステル（２）、カルボキシエステラーゼをそれぞれ所定量加え、好ましくは常圧下、好ましくは反応温度０〜５０℃で攪拌するだけでよい。 As the reaction operation of the present invention, a buffer solution (for example, mild sodium phosphate or potassium phosphate buffer solution), a cyclic α-amino acid diester (2) as a raw material, and a carboxyesterase are respectively added in a predetermined amount to the reaction vessel. Is only required to be stirred under normal pressure, preferably at a reaction temperature of 0 to 50 ° C.
本発明では、目的物としてカルボン酸である環状α−アミノ酸ハーフエステル（２）が生成するため、反応の進行と共に混合液のｐＨが次第に低下し、その結果、反応が著しく遅くなる場合がある。その場合は適当な中和剤を随時添加することによって酸性度を一定に保つとよい。使用する中和剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩などが挙げられるが、これらに限らない。 In the present invention, since the cyclic α-amino acid half ester (2), which is a carboxylic acid, is produced as the target product, the pH of the mixed solution gradually decreases with the progress of the reaction, and as a result, the reaction may be significantly slowed down. In that case, it is preferable to keep the acidity constant by adding an appropriate neutralizing agent as needed. Examples of the neutralizing agent used include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide and other alkali metal or alkaline earth metal hydroxides, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, Examples include, but are not limited to, alkali metal or alkaline earth metal carbonates such as magnesium carbonate and calcium carbonate.
環状α−アミノ酸ハーフエステル（２）は、反応終了後に得られた混合液に抽出溶媒を加え水洗するという非常に簡便な操作により、純度良く、しかも高収率で得ることができる。必要であればカラムクロマトグラフィーや再結晶等によって精製するとよい。抽出時において有機層−水層の分離が困難である場合、遠心分離を行うか、あるいはドデシル硫酸ナトリウムを加えて生じた沈殿を除去するなどの方法等により、懸濁状のカルボキシエステラーゼを除去することによって容易に分離することができる。抽出溶媒としては、環状α−アミノ酸ハーフエステル（２）が溶解する非水溶性有機溶媒であれば特に限定されず、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類や、塩化メチレン、クロロホルム、１,２−ジクロロエタンなどのハロゲン系溶媒、またはジエチルエーテル、メチルtert-ブチルエーテルなどのエーテル類が挙げられる。 The cyclic α-amino acid half ester (2) can be obtained with high purity and high yield by a very simple operation of adding an extraction solvent to the liquid mixture obtained after completion of the reaction and washing with water. If necessary, it may be purified by column chromatography or recrystallization. If it is difficult to separate the organic layer from the aqueous layer during extraction, the suspended carboxyesterase is removed by centrifuging or removing the precipitate formed by adding sodium dodecyl sulfate. Can be easily separated. The extraction solvent is not particularly limited as long as it is a water-insoluble organic solvent in which the cyclic α-amino acid half ester (2) is dissolved. Esters such as methyl acetate and ethyl acetate, methylene chloride, chloroform, 1,2- Examples thereof include halogen solvents such as dichloroethane, and ethers such as diethyl ether and methyl tert-butyl ether.
以下の実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、本発明の実施に供するための原料化合物の合成法についても[製造例]として併せて示してある。 The present invention will be specifically described by the following examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the synthesis method of the raw material compound for use in the practice of the present invention is also shown as [Production Example].
[製造例１]
ｃｉｓ−Ｎ−ベンジル−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジンの合成
反応槽にｍｅｓｏ−２,５−ジブロモアジピン酸ジエチル1.80g（5.0 mmol）およびトルエン6 mLを入れ、60℃でしばらく攪拌した。次いで60℃に保ったまま、ベンジルアミン1.77 g（16.5 mmol）をゆっくり滴下した後、そのまま20時間攪拌した。室温下で冷却した後、発生した臭化水素塩をろ過により取り除き、さらにトルエンで塩を洗浄した。ろ液を合わせたものを減圧下で溶媒留去し、カラムクロマトグラフィー（SiO2,
酢酸エチル−ヘキサン）により精製することにより、目的物1.01 g（収率66％）を淡黄色油状物として得た。
1H NMR (CDCl3, 270 NHz) d 1.19 (t, J = 7.2 Hz, 3H + 3H), 2.04−2.08 (m, 2H + 2H), 3.40−3.50 (m, , 1H
+ 1H), 3.93 (s, 2H), 3.98−4.06 (m, 2H + 2H), 7.15−7.35 (m, 5H)
[Production Example 1]
Synthesis of cis-N-benzyl-2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine 1.80 g (5.0 mmol) of diethyl meso-2,5-dibromoadipate and 6 mL of toluene were placed in a reaction vessel and stirred at 60 ° C. for a while. . Then, while maintaining the temperature at 60 ° C., 1.77 g (16.5 mmol) of benzylamine was slowly added dropwise, followed by stirring for 20 hours. After cooling at room temperature, the generated hydrogen bromide salt was removed by filtration, and the salt was further washed with toluene. The combined filtrate was evaporated under reduced pressure, and column chromatography (SiO 2 ,
Purification by ethyl acetate-hexane) afforded 1.01 g (yield 66%) of the desired product as a pale yellow oil.
1 H NMR (CDCl 3 , 270 NHz) d 1.19 (t, J = 7.2 Hz, 3H + 3H), 2.04−2.08 (m, 2H + 2H), 3.40−3.50 (m,, 1H
+ 1H), 3.93 (s, 2H), 3.98−4.06 (m, 2H + 2H), 7.15−7.35 (m, 5H)
[製造例２]
ｃｉｓ−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジンの合成
反応槽に上記で得たｃｉｓ−Ｎ−ベンジル−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジン8.67 g（28.5 mmol）、ＡＳＣＡ−II（エヌ・イーケムキャット製、54％含水品）780 mg、および酢酸エチル70 mLを入れ、60 ℃、常圧下で水素化反応を行った。３時間後、得られた混合溶液のセライトを介したろ過を行い、ろ液を減圧下にて溶媒留去することにより、目的物6.14 gを定量的に淡黄色油状物として得た。
1H NMR (CDCl3, 270 NHz) d 1.28 (t, J = 7.0 Hz, 3H + 3H), 1.87−2.20 (m, 2H + 2H), 3.78−3.82 (m, , 1H
+ 1H), 4.19 (q, J = 7.1 Hz, 2H + 2H)
[Production Example 2]
Synthesis of cis-2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine 8.67 g (28.5 mmol) of cis-N-benzyl-2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine obtained above, ASCA-II (N. 780 mg (manufactured by Echemcat, 54% water-containing product) and 70 mL of ethyl acetate were added, and a hydrogenation reaction was performed at 60 ° C. and normal pressure. After 3 hours, the resulting mixed solution was filtered through Celite, and the filtrate was evaporated under reduced pressure to give 6.14 g of the desired product quantitatively as a pale yellow oil.
1 H NMR (CDCl 3 , 270 NHz) d 1.28 (t, J = 7.0 Hz, 3H + 3H), 1.87−2.20 (m, 2H + 2H), 3.78−3.82 (m,, 1H
+ 1H), 4.19 (q, J = 7.1 Hz, 2H + 2H)
[製造例３]
ｃｉｓ−Ｎ−（tert−ブトキシカルボニル）−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジンの合成
反応槽にｃｉｓ−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジン6.13 g（28.5 mmol）および酢酸エチル30 mLを入れ、氷冷下にて冷却した。ニ炭酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチル5.91 g（27.1 mmol）をゆっくり滴下し、滴下終了後、室温下でさらに２時間攪拌した。得られた混合液を減圧下で溶媒留去し、さらに蒸留することにより目的物8.17 g（収率91％）を淡黄色油状物として得た。
1H NMR (CDCl3, 270 NHz) d 1.20−1.30(m, 3H + 3H), 1.43 (s, 9H), 2.10−2.25 (m, 2H + 2H), 4.16−4.40 (m, 2H +
2H + 1H + 1H)
13C NMR (CDCl3, 68 NHz) d 14.2, 14.3, 28.2, 28.7, 29.6, 59.8, 60.1, 60.9, 61.0, 80.6, 153.3, 171.4,
171.7
[Production Example 3]
Synthesis of cis-N- (tert-butoxycarbonyl) -2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine Into a reaction vessel, 6.13 g (28.5 mmol) of cis-2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine and 30 mL of ethyl acetate were added. And cooled under ice cooling. Di-tert-butyl dicarbonate 5.91 g (27.1 mmol) was slowly added dropwise, and after completion of the addition, the mixture was further stirred at room temperature for 2 hours. The obtained mixture was evaporated under reduced pressure, and further distilled to obtain 8.17 g (yield 91%) of the desired product as a pale yellow oil.
1 H NMR (CDCl 3 , 270 NHz) d 1.20−1.30 (m, 3H + 3H), 1.43 (s, 9H), 2.10−2.25 (m, 2H + 2H), 4.16−4.40 (m, 2H +
(2H + 1H + 1H)
13 C NMR (CDCl 3 , 68 NHz) d 14.2, 14.3, 28.2, 28.7, 29.6, 59.8, 60.1, 60.9, 61.0, 80.6, 153.3, 171.4,
171.7
[実施例１]
ｃｉｓ−Ｎ−（tert−ブトキシカルボニル）−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジンの選択的加水分解反応（その１）
反応槽に上記で得たｃｉｓ−Ｎ−Ｂｏｃ−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジン315 mg（1.0 mmol）、0.1M−リン酸ナトリウム緩衝液（pH ８）10 ｍLを入れ、これに豚肝臓エステラーゼ（SIGMA製、クルード、凍結乾燥品、19 U／mg）50 mgを加えて30 ℃で攪拌した。反応の進行と共に酸性になるため、NaOH水溶液を随時滴下することによりpHを調製した。24時間後、ドデシル硫酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを少量加えた。しばらく攪拌してから１,２−ジクロロエタンにより２回抽出し、有機層を水洗した。減圧下で溶媒を留去することによって目的の(２Ｓ,５Ｒ)−Ｎ−（tert−ブトキシカルボニル）−２−カルボキシ−５−エトキシカルボニルピロリジン
278
mg（収率 96％、化学純度 95％、光学純度 98％ ee）を淡黄色油状物として得た。
比旋光度 [a]D 25 ＋16°(c1.0, MeOH)
1H NMR (CDCl3, 270 NHz) d 1.34 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 1.45 (s, 9H), 2.00−2.50 (m, 2H +
2H), 4.32 (q, J = 7.3 Hz, 2H), 4.39−4.60 (m, 1H + 1H)
13C NMR (CDCl3, 68 NHz) d 14.0, 28.1, 28.2, 29.1, 29.2, 29.7, 59.6, 60.0, 60.8, 61.3, 62.6, 63.3,
82.4, 152.8, 172.5, 176.9
なお、光学純度（％ ee）は高速液体クロマトグラフィー法を用い、そのエリア比より算出した。条件を以下に示す。
カラム：ダイセル化学工業（株）製 CHIRALPAC
AS-RH (0.46 cmf × 15 cmL)
移動相：アセトニトリル／10 mM−リン酸ナトリウム緩衝液 (20 / 80 (v / v))
流速：0.75 mL /
min.
検出器：UV 203 nm
保持時間：(２Ｒ,５Ｓ)体＝約13.5分、(２Ｓ,５Ｒ)体＝16.8分
[Example 1]
Selective hydrolysis reaction of cis-N- (tert-butoxycarbonyl) -2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine (Part 1)
The reaction vessel was charged with 315 mg (1.0 mmol) of cis-N-Boc-2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine obtained above and 10 mL of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 8). 50 mg of liver esterase (manufactured by SIGMA, Crude, freeze-dried product, 19 U / mg) was added and stirred at 30 ° C. Since it became acidic as the reaction progressed, the pH was adjusted by dropping NaOH aqueous solution as needed. After 24 hours, small amounts of sodium dodecyl sulfate and sodium chloride were added. After stirring for a while, the mixture was extracted twice with 1,2-dichloroethane, and the organic layer was washed with water. The desired (2S, 5R) -N- (tert-butoxycarbonyl) -2-carboxy-5-ethoxycarbonylpyrrolidine is obtained by distilling off the solvent under reduced pressure.
278
mg (yield 96%, chemical purity 95%, optical purity 98% ee) was obtained as a pale yellow oil.
Specific rotation [a] D 25 + 16 ° (c1.0, MeOH)
1 H NMR (CDCl 3 , 270 NHz) d 1.34 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 1.45 (s, 9H), 2.00−2.50 (m, 2H +
2H), 4.32 (q, J = 7.3 Hz, 2H), 4.39−4.60 (m, 1H + 1H)
13 C NMR (CDCl 3 , 68 NHz) d 14.0, 28.1, 28.2, 29.1, 29.2, 29.7, 59.6, 60.0, 60.8, 61.3, 62.6, 63.3,
82.4, 152.8, 172.5, 176.9
The optical purity (% ee) was calculated from the area ratio using a high performance liquid chromatography method. The conditions are shown below.
Column: Daicel Chemical Industries, Ltd. CHIRALPAC
AS-RH (0.46 cmf × 15 cmL)
Mobile phase: acetonitrile / 10 mM sodium phosphate buffer (20/80 (v / v))
Flow rate: 0.75 mL /
min.
Detector: UV 203 nm
Retention time: (2R, 5S) body = about 13.5 minutes, (2S, 5R) body = 16.8 minutes
[実施例２]
ｃｉｓ−Ｎ−（tert−ブトキシカルボニル）−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジンの選択的加水分解反応（その２）
反応槽にｃｉｓ−Ｎ−Ｂｏｃ−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジン315 mg（1.0 mmol）、炭酸カルシウム150 mg（1.5 mmol）、および0.1M−リン酸ナトリウム緩衝液（pH 8）10 ｍLを入れ、これに豚肝臓エステラーゼ（SIGMA製、クルード、凍結乾燥品、19 U／mg）25 mgを加えて30 ℃で攪拌した。48時間後、次いドデシル硫酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを少量加えた。しばらく攪拌してから１,２−ジクロロエタンにより２回抽出し、有機層を水洗した。減圧下で溶媒を留去することによって目的の(２Ｓ,５Ｒ) −Ｎ−（tert−ブトキシカルボニル）−２−カルボキシ−５−エトキシカルボニルピロリジン251 mg（収率88％、化学純度95％、光学純度98％ ee）を得た。
[Example 2]
Selective hydrolysis reaction of cis-N- (tert-butoxycarbonyl) -2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine (Part 2)
In a reaction vessel, cis-N-Boc-2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine 315 mg (1.0 mmol), calcium carbonate 150 mg (1.5 mmol), and 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 8) 10 mL And 25 mg of pig liver esterase (SIGMA, Crude, freeze-dried product, 19 U / mg) was added thereto and stirred at 30 ° C. After 48 hours, small amounts of sodium dodecyl sulfate and sodium chloride were then added. After stirring for a while, the mixture was extracted twice with 1,2-dichloroethane, and the organic layer was washed with water. By distilling off the solvent under reduced pressure, the desired (2S, 5R) -N- (tert-butoxycarbonyl) -2-carboxy-5-ethoxycarbonylpyrrolidine 251 mg (yield 88%, chemical purity 95%, optical) A purity of 98% ee) was obtained.
[製造例４]
ｃｉｓ−Ｎ−（ベンジロキシカルボニル）−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジンの合成
反応槽にｃｉｓ−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジン366 mg（1.7 mmol）、トリエチルアミン0.48 mL （3.4 mmol）、および１,２−ジクロロエタン10 mLを入れ、氷冷下にて冷却した。クロロぎ酸ベンジル377 mg（2.2 mmol）をゆっくり滴下し、滴下終了後、室温下でさらに２時間攪拌した。得られた混合液を氷冷下にて冷却し、HCl水溶液、NaHCO3水溶液、水の順で洗浄を行った。有機層を取り出し、減圧下にて溶媒留去した後、カラムクロマトグラフィー（SiO2,
酢酸エチル−ヘキサン）により精製することによって目的物433 mg（収率74％）を淡黄色油状物として得た。
1H NMR (CDCl3, 270 NHz) d 1.14−1.30 (m, 3H + 3H), 2.12−2.22 (m, 2H + 2H), 4.09−4.26
(m, 2H + 2H), 4.39−4.48 (m, 1H + 1H), 5.08−5.19 (m, 2H), 7.28−7.37 (m, 5H)
13C NMR (CDCl3, 68 NHz) d 14.0, 14.2, 28.7, 29.6, 59.9, 60.3, 61.0, 61.1, 67.3, 127.6, 127.8,
128.2, 136.1, 154.1, 171.0, 171.3
[Production Example 4]
Synthesis of cis-N- (benzyloxycarbonyl) -2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine cis-2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine 366 mg (1.7 mmol), triethylamine 0.48 mL (3.4 mmol) ), And 10 mL of 1,2-dichloroethane were added and cooled under ice cooling. Benzyl chloroformate 377 mg (2.2 mmol) was slowly added dropwise. After completion of the addition, the mixture was further stirred at room temperature for 2 hours. The obtained mixture was cooled under ice cooling, and washed with an aqueous HCl solution, an aqueous NaHCO 3 solution, and water in this order. The organic layer was taken out, the solvent was distilled off under reduced pressure, and column chromatography (SiO 2 ,
Purification by ethyl acetate-hexane) afforded 433 mg (yield 74%) of the desired product as a pale yellow oil.
1 H NMR (CDCl 3 , 270 NHz) d 1.14−1.30 (m, 3H + 3H), 2.12−2.22 (m, 2H + 2H), 4.09−4.26
(m, 2H + 2H), 4.39−4.48 (m, 1H + 1H), 5.08−5.19 (m, 2H), 7.28−7.37 (m, 5H)
13 C NMR (CDCl 3 , 68 NHz) d 14.0, 14.2, 28.7, 29.6, 59.9, 60.3, 61.0, 61.1, 67.3, 127.6, 127.8,
128.2, 136.1, 154.1, 171.0, 171.3
[実施例３]
ｃｉｓ−Ｎ−（ベンジロキシカルボニル）−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジンの選択的加水分解反応
反応槽に上記[で得たｃｉｓ−Ｎ−（ベンジロキシカルボニル）−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジン105 mg（0.3 mmol）、0.1M−リン酸ナトリウム緩衝液（pH ８）3 ｍLを入れ、これに豚肝臓エステラーゼ（SIGMA製、クルード、凍結乾燥品、19 U／mg）50 mgを加えて30 ℃で攪拌した。NaOH水溶液を随時滴下することによりpHを調製した。119時間後、ドデシル硫酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを少量加えた。しばらく攪拌してから１,２−ジクロロエタンにより２回抽出し、有機層を水洗した。減圧下で溶媒を留去することによって目的のｃｉｓ−Ｎ−（ベンジロキシカルボニル）−２−カルボキシ−５−エトキシカルボニルピロリジン 81 mg（収率 84％、化学純度 94％、光学純度 70％ ee）を淡黄色油状物として得た。
1H NMR (CDCl3, 270 NHz) d 1.18−1.37 (m, 3H), 2.03−2.48 (m, 2H + 2H), 4.18−4.34
(m, 2H), 4.48−4.66 (m, 1H + 1H), 5.10−5.24 (m, 2H), 7.33−7.38 (m, 5H)
13C NMR (CDCl3, 68 NHz) d 14.0, 28.4, 29.0, 29.6, 29.7, 59.9, 60.2, 61.0, 62.8, 63.3, 68.2, 127.7,
128.0, 128.4, 135.3, 153.7, 172.3, 176.3
なお、光学純度（％ ee）は高速液体クロマトグラフィー法を用い、そのエリア比より算出した。条件を以下に示す。
カラム：ダイセル化学工業（株）製 CHIRALPAC
AS-RH (0.46 cmf × 15 cmL)
移動相：アセトニトリル／10 mM−リン酸ナトリウム緩衝液 (20 / 80 (v / v))
流速：1.0 mL / min.
検出器：UV 205 nm
保持時間：約26.3分、29.9分
[Example 3]
A selective hydrolysis reaction vessel of cis-N- (benzyloxycarbonyl) -2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine was added to the cis-N- (benzyloxycarbonyl) -2,5-bis ( Ethoxycarbonyl) pyrrolidine 105 mg (0.3 mmol), 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 8) 3 mL is added, and pig liver esterase (SIGMA, Crude, freeze-dried product, 19 U / mg) 50 mg And stirred at 30 ° C. The pH was adjusted by dropping NaOH aqueous solution as needed. After 119 hours, small amounts of sodium dodecyl sulfate and sodium chloride were added. After stirring for a while, the mixture was extracted twice with 1,2-dichloroethane, and the organic layer was washed with water. By distilling off the solvent under reduced pressure, the desired cis-N- (benzyloxycarbonyl) -2-carboxy-5-ethoxycarbonylpyrrolidine 81 mg (yield 84%, chemical purity 94%, optical purity 70% ee) Was obtained as a pale yellow oil.
1 H NMR (CDCl 3 , 270 NHz) d 1.18−1.37 (m, 3H), 2.03−2.48 (m, 2H + 2H), 4.18−4.34
(m, 2H), 4.48−4.66 (m, 1H + 1H), 5.10−5.24 (m, 2H), 7.33−7.38 (m, 5H)
13 C NMR (CDCl 3 , 68 NHz) d 14.0, 28.4, 29.0, 29.6, 29.7, 59.9, 60.2, 61.0, 62.8, 63.3, 68.2, 127.7,
128.0, 128.4, 135.3, 153.7, 172.3, 176.3
The optical purity (% ee) was calculated from the area ratio using a high performance liquid chromatography method. The conditions are shown below.
Column: Daicel Chemical Industries, Ltd. CHIRALPAC
AS-RH (0.46 cmf × 15 cmL)
Mobile phase: acetonitrile / 10 mM sodium phosphate buffer (20/80 (v / v))
Flow rate: 1.0 mL / min.
Detector: UV 205 nm
Retention time: Approximately 26.3 minutes, 29.9 minutes
[比較例１]
ｃｉｓ−Ｎ−ベンジル−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジンの選択的加水分解反応
反応槽にｃｉｓ−Ｎ−ベンジル−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジン92 mg（0.3 mmol）、0.1M−リン酸ナトリウム緩衝液（pH ８）3 ｍLを入れ、これに豚肝臓エステラーゼ（SIGMA製、クルード、凍結乾燥品、19U／mg）15 mgを加えて30 ℃で攪拌した。NaOH水溶液を随時滴下することによりpHを調製した。31時間後、ドデシル硫酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを少量加えた。しばらく攪拌してから１,２−ジクロロエタンにより２回抽出し、有機層を水洗した。減圧下で溶媒を留去することによって目的物のＮ−ベンジル−２−カルボキシ−５−エトキシカルボニルピロリジン58 mg（収率70％、化学純度90％）を淡黄色油状物として得た。光学純度は25％ eeであった。
1H NMR (CDCl3, 270 NHz) d 1.20 (t, J = 7.2 Hz, 3H), 1.84−2.31 (m, 2H + 2H), 3.67−3.77 (m, 1H +
1H), 3.92 (s, 2H), 4.09 (q, J = 7.2 Hz, 2H), 7.27−7.38 (m, 5H)
なお、光学純度（％ ee）は高速液体クロマトグラフィー法を用い、そのエリア比より算出した。条件を以下に示す。
カラム：ダイセル化学工業（株）製 CHIRALPAC
AS-H (0.46 cmf × 25 cmL)
移動相：ヘキサン／イソプロパノール
(80
/ 20 (v / v))
流速：0.5 mL / min.
検出器：UV 230 nm
保持時間：約22.5分、33.9分
[Comparative Example 1]
The selective hydrolysis reaction vessel of cis-N-benzyl-2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine was added to cis-N-benzyl-2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine 92 mg (0.3 mmol), 0.1M. -3 mL of sodium phosphate buffer (pH 8) was added, and 15 mg of pig liver esterase (SIGMA, Crude, freeze-dried product, 19 U / mg) was added and stirred at 30 ° C. The pH was adjusted by dropping NaOH aqueous solution as needed. After 31 hours, small amounts of sodium dodecyl sulfate and sodium chloride were added. After stirring for a while, the mixture was extracted twice with 1,2-dichloroethane, and the organic layer was washed with water. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 58 mg (yield 70%, chemical purity 90%) of the target N-benzyl-2-carboxy-5-ethoxycarbonylpyrrolidine as a pale yellow oil. The optical purity was 25% ee.
1 H NMR (CDCl 3 , 270 NHz) d 1.20 (t, J = 7.2 Hz, 3H), 1.84−2.31 (m, 2H + 2H), 3.67−3.77 (m, 1H +
1H), 3.92 (s, 2H), 4.09 (q, J = 7.2 Hz, 2H), 7.27−7.38 (m, 5H)
The optical purity (% ee) was calculated from the area ratio using a high performance liquid chromatography method. The conditions are shown below.
Column: Daicel Chemical Industries, Ltd. CHIRALPAC
AS-H (0.46 cmf × 25 cmL)
Mobile phase: hexane / isopropanol
(80
/ 20 (v / v))
Flow rate: 0.5 mL / min.
Detector: UV 230 nm
Retention time: about 22.5 minutes, 33.9 minutes
[比較例２]
ｃｉｓ−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジンの選択的加水分解反応
反応槽にｃｉｓ−２,５−ビス(エトキシカルボニル)ピロリジン65 mg（0.3 mmol）、0.1M−リン酸ナトリウム緩衝液（pH ８）3 ｍLを入れ、これに豚肝臓エステラーゼ（SIGMA製、クルード、凍結乾燥品、19U／mg）15 mgを加えて30 ℃で攪拌した。NaOH水溶液を随時滴下することによりpHを調製した。31時間後、原料が無くなったことを確認してからドデシル硫酸ナトリウムおよび塩化ナトリウムを少量加えた。しばらく攪拌してから１,２−ジクロロエタンにより２回抽出し、有機層を水洗した。減圧下で溶媒を留去することによって褐色高粘性体を得た。分析の結果、数種類の混合物であり、目的のハーフエステル体生成は確認できなかった。
[Comparative Example 2]
In a selective hydrolysis reaction vessel of cis-2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine, 65 mg (0.3 mmol) of cis-2,5-bis (ethoxycarbonyl) pyrrolidine, 0.1M sodium phosphate buffer (pH 8) 3 mL was added, and 15 mg of porcine liver esterase (SIGMA, Crude, freeze-dried product, 19 U / mg) was added and stirred at 30 ° C. The pH was adjusted by dropping NaOH aqueous solution as needed. After 31 hours, it was confirmed that the raw materials had disappeared, and a small amount of sodium dodecyl sulfate and sodium chloride were added. After stirring for a while, the mixture was extracted twice with 1,2-dichloroethane, and the organic layer was washed with water. The brown high-viscosity substance was obtained by distilling a solvent off under reduced pressure. As a result of the analysis, it was a mixture of several kinds, and the production of the desired half-ester was not confirmed.
Claims (5)
で表される環状α−アミノ酸ジエステルのエステル部位の一方のみを、カルボキシエステラーゼ（E.C. 3.1.1.1）の存在下、緩衝液中で選択的に加水分解することを特徴とする、下記式（２）
で表される光学活性な環状α−アミノ酸ハーフエステルの製法。 Following formula (1)
Wherein only one of the ester sites of the cyclic α-amino acid diester represented by formula (2) is selectively hydrolyzed in a buffer in the presence of carboxyesterase (EC 3.1.1.1).
A process for producing an optically active cyclic α-amino acid half ester represented by the formula:
R 2 is a tert-butyl group or a benzyl group. The process for producing an optically active cyclic α-amino acid half ester (2) according to any one of claims 1 to 4.
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- 2004-11-05 JP JP2004321378A patent/JP2006129760A/en active Pending
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| JPN6010000996, Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ, 19960311, Ｖｏｌ．５２， Ｎｏ．１１, ｐｐ．３７６９−３８２６ * |
| JPN6010001000, Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ： Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ, 199311, Ｖｏｌ．４， Ｎｏ．１１, ｐｐ．２２９５−２２９８ * |
| JPN6010001002, Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ： Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ, 20030606, Ｖｏｌ．１４， Ｎｏ．１１, ｐｐ．１５４７−１５５１ * |
| JPN6010001005, Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ ＆ Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ, 199406, Ｖｏｌ．２， Ｎｏ．６, ｐｐ．５０１−５０８ * |
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