JP2007509922A - ３−アミノ・アルキルニトリルの光学分割 - Google Patents
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Abstract
本発明は、光学的に活性なβ−アミノ・アルキルニトリルのキラルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸に、そして光学分割剤としてキラルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸を使用してラセミ体β−アミノ・アルキルニトリルを光学分割することによる光学活性なβ−アミノ・アルキルニトリルの製造方法にも関する。
Description
本発明は、光学分割剤として、光学的に活性なＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸を用いたラセミ体β−アミノ・アルキルニトリルの光学分割を介した、光学的に活性なβ−アミノ酸及び医薬の合成におけるビルディング・ブロックとして有用である、光学的に活性なβ−アミノ・アルキルニトリルの製造方法に関する。
より特に、本発明は、光学的に活性なβ−アミノ・アルキルニトリルのキラルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸に、そしてまた光学分割剤としてキラルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸を用いてラセミ体β−アミノ・アルキルニトリルを光学分割することによる光学的に活性なβ−アミノ・アルキルニトリルの製造方法に関する。
本発明の背景
β−アミノ酸は、遊離形で単離されており、そして有用な薬理学的特性を示す。例えば、β−アミノ酸は、β−ラクタム、すなわち潜在的に生物学的に活性な物質の周知クラスに環化されうる。これらの化合物タイプは、多くの天然物の製造のための優れたビルディング・ブロックでもあり、そして高い活性及びインビボ安定性をもつ修飾ペプチドの合成において有用なツールであることが示されている。
β−アミノ酸は、遊離形で単離されており、そして有用な薬理学的特性を示す。例えば、β−アミノ酸は、β−ラクタム、すなわち潜在的に生物学的に活性な物質の周知クラスに環化されうる。これらの化合物タイプは、多くの天然物の製造のための優れたビルディング・ブロックでもあり、そして高い活性及びインビボ安定性をもつ修飾ペプチドの合成において有用なツールであることが示されている。
Steerらは、「プロテアーゼ及びペプチド阻害剤のデザインにおけるβ−アミノ酸の使用」中、β−アミノ酸を使用するかなりの可能性をもつペプチド模倣アプローチが最近出現したと報告している。β−アミノ酸の１の重要な特徴は、それらの生物学的安定性であると報告されている。生物学的安定性は、アミノ末端及びカルボキシ末端を含む点でα−アミノ酸に類似するβ−アミノ酸は、それらの機能的末端を分ける２つの炭素原子も有するという事実に因ると報告されている。それゆえ、特別な側鎖をもつβ−アミノ酸が、α（Ｃ２）炭素又はβ（Ｃ３）炭素のいずれかにＲ又はＳ異性体として存在して、与えられた側鎖に関して合計４つの可能な異性体をもたらすことができる。これは、多数の異性体が、β−アミノ酸において、対応のα−アミノ酸について可能なものよりもより多く入手可能であることを示している。Steer, David L.; Lew, Rebecca A.; Perlmutter, Patrick; Smith, A. Ian; Aguilar, Marie-Isabel; Letters in Peptide Science (2002), Volume Date 2001, 8 (3-5), 241-246。
「β−アミノ酸：多用途ペプチド擬態」中、Steerらは、生物学的に活性なペプチド・アナログのデザイン及び合成におけるβ−アミノ酸の使用についてレビューしている。彼らは、生理活性ペプチド・アナログのデザインにおけるβ−アミノ酸が急速に拡大していると開示する。β−アミノ酸の取り込みは、強力な生物学的活性を有するだけではなく、タンパク質分解に対しても抵抗性であるペプチド擬態の創出において成功していると記されている。Steer, David L.; Lew, Rebecca A.; Parlmutter, Patrick; Smith, A. Ian; Aguilar, Marie-Isabel. Current Medicinal Chemistry (2002), 9 (8), 811-822。
光学的に純粋なβ−アミノ酸及びそれらの誘導体の製造方法は、既にいくつか存在する。これらの方法の内、不飽和ニトリル又はエステルへのアミンの共役付加、その後の加水分解は、原材料の入手可能性に因り、有用である。この付加反応は、ラセミ体β−アミノ酸の形成のための高収率な製法をもたらすけれども、キラル中心の立体化学をコントロールする試みのほとんどは、低収率で僅かな光学過剰をもたらす。
β−アミノ・アルキルニトリルのラセミ体混合物の調製が低コストであることを考慮すれば、これらのラセミ体物質の光学分割は、有用な医薬化合物の製造のためのビルディング・ブロックとしての、光学的に活性なβ−アミノ・アルキルニトリル及びそれらの対応のβ−アミノ酸の低コストの合成方法を開発するための優れた機会を提示する。しかしながら、この分野における努力は、科学文献中にはほとんど見られないようである。したがって、ラセミ体β−アミノ・アルキルニトリルを光学分割するための高効率で低コストの方法についての要求が、本分野において存在する。
１の局面によれば、本発明は、以下の式（IIａ）又は（IIｂ）：
｛式中、Ｒは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、又はイソブチルであり、そしてＱは、Ｎ−アセチル−Ｌ−アラニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−アルギニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−アスパラギン、Ｎ−アセチル−Ｌ−アスパラギン酸、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−Ｌ−グルタミン、Ｎ−アセチル−Ｌ−グルタミン酸、Ｎ−アセチル−Ｌ−ヒスチジン、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−ロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−リジン、Ｎ−アセチル−Ｌ−メチオニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−フェニルアラニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−プロリン、Ｎ−アセチル−Ｌ−セリン、Ｎ−アセチル−Ｌ−スレオニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−トリプトファン、Ｎ−アセチル−Ｌ−チロシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−バリン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アラニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アルギニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アスパラギン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アスパラギン酸、Ｎ−アセチル−Ｄ−システイン、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルタミン、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルタミン酸、Ｎ−アセチル−Ｄ−ヒスチジン、Ｎ−アセチル−Ｄ−イソロイシン、Ｎ−アセチル−Ｄ−ロイシン、Ｎ−アセチル−Ｄ−リジン、Ｎ−アセチル−Ｄ−メチオニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−フェニルアラニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−プロリン、Ｎ−アセチル−Ｄ−セリン、Ｎ−アセチル−Ｄ−スレオニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−トリプトファン、Ｎ−アセチル−Ｄ−チロシン、又はＮ−アセチル−Ｄ−バリンである。｝で表される化合物。
好ましい態様においては、式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−アラニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−ロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−リジン、及びＮ−アセチル−Ｌ−バリンから成る群から選ばれる。
他の好ましい態様においては、式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシンである。
さらに他の好ましい態様においては、式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−バリンである。
他の好ましい態様においては、式中、Ｒはエチルである。
本発明の他の局面によれば、以下の式（Ｉ）：
｛式中、Ｒは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル又はイソブチルである。｝で表されるラセミ体３−アミノ−（Ｃ3−Ｃ7）アルキルニトリルを、以下の式（IIａ）又は（IIｂ）：
｛式中、Ｒは、式（Ｉ）において定義したものと同じである。｝で表される対応の（Ｒ）又は（Ｓ）異性体に変換する方法であって、溶媒中、上記式（Ｉ）のラセミ体３−アミノ（Ｃ3−Ｃ7）アルキルニトリルを、式（Ｑ）のＮ−アセチル−Ｌ−アミノ酸と混合するステップを含み、ここで、上記Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−アラニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−アルギニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−アスパラギン、Ｎ−アセチル−Ｌ−アスパラギン酸、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−Ｌ−グルタミン、Ｎ−アセチル−Ｌ−グルタミン酸、Ｎ−アセチル−Ｌ−ヒスチジン、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−ロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−リジン、Ｎ−アセチル−Ｌ−メチオニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−フェニルアラニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−プロリン、Ｎ−アセチル−Ｌ−セリン、Ｎ−アセチル−Ｌ−スレオニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−トリプトファン、Ｎ−アセチル−Ｌ−チロシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−バリン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アラニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アルギニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アスパラギン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アスパラギン酸、Ｎ−アセチル−Ｄ−システイン、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルタミン、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルタミン酸、Ｎ−アセチル−Ｄ−ヒスチジン、Ｎ−アセチル−Ｄ−イソロイシン、Ｎ−アセチル−Ｄ−ロイシン、Ｎ−アセチル−Ｄ−リジン、Ｎ−アセチル−Ｄ−メチオニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−フェニルアラニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−プロリン、Ｎ−アセチル−Ｄ−セリン、Ｎ−アセチル−Ｄ−スレオニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−トリプトファン、Ｎ−アセチル−Ｄ−チロシン、又はＮ−アセチル−Ｄ−バリンであり、ここで、上記溶媒は、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｔ−ブタノール、メタノール、及び水又はそれらの混合物から成る群から選ばれる前記方法が提供される。
上記方法の好ましい態様においては、式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−アラニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−ロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−リジン、及びＮ−アセチル−Ｌ−バリンから成る群から選ばれる。
上記方法の他の好ましい態様においては、式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシンである。
上記方法の他の好ましい態様においては、式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−バリンである。
上記方法の他の好ましい態様においては、式中、Ｒはエチルである。
本発明の他の局面によれば、（Ｒ）又は（Ｓ）３−アミノ−（Ｃ3−Ｃ7）アルキルニトリルを、ラセミ体３−アミノ−（Ｃ3−Ｃ7）アルキルニトリルに変換する方法であって、約３０℃〜約２００℃の範囲内の温度で、（Ｒ）又は（Ｓ）３−アミノペンタンニトリルを、水性アンモニアと混合するステップを含む前記方法が提供される。
本発明の他の局面によれば、前記ラセミ体アミノ（Ｃ3−Ｃ7）アルキルニトリルが（Ｒ）−３−アミノペンタンニトリルである。
本発明の他の局面によれば、上記の式（IIａ）又は（IIｂ）の化合物を濃縮して含有する組成物が提供される。
本発明の他の局面によれば、以下の式（Ｉ）：
｛式中、Ｒは、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、又はイソブチルであり、そしてＱは、Ｎ−アセチル−Ｌ−アラニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−アルギニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−アスパラギン、Ｎ−アセチル−Ｌ−アスパラギン酸、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−Ｌ−グルタミン、Ｎ−アセチル−Ｌ−グルタミン酸、Ｎ−アセチル−Ｌ−ヒスチジン、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−ロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−リジン、Ｎ−アセチル−Ｌ−メチオニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−フェニルアラニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−プロリン、Ｎ−アセチル−Ｌ−セリン、Ｎ−アセチル−Ｌ−スレオニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−トリプトファン、Ｎ−アセチル−Ｌ−チロシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−バリン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アラニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アルギニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アスパラギン、Ｎ−アセチル−Ｄ−アスパラギン酸、Ｎ−アセチル−Ｄ−システイン、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルタミン、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルタミン酸、Ｎ−アセチル−Ｄ−ヒスチジン、Ｎ−アセチル−Ｄ−イソロイシン、Ｎ−アセチル−Ｄ−ロイシン、Ｎ−アセチル−Ｄ−リジン、Ｎ−アセチル−Ｄ−メチオニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−フェニルアラニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−プロリン、Ｎ−アセチル−Ｄ−セリン、Ｎ−アセチル−Ｄ−スレオニン、Ｎ−アセチル−Ｄ−トリプトファン、Ｎ−アセチル−Ｄ−チロシン、又はＮ−アセチル−Ｄ−バリンである。｝で表される化合物が提供される。
本明細書中に使用するとき、用語「光学分割する（ｒｅｓｏｌｖｉｎｇ）」とは、その慣用の意味をもつ、すなわち、式（Ｉ）のラセミ体３−アミノ・アルキルニトリルを、その対応の（Ｒ）又は（Ｓ）異性体が濃縮された生成物（すなわち、組成物）に変換することを意味する。濃縮された組成物は、他のものよりも高い量又は割合で１の立体異性体を含有するものである。したがって、濃縮された組成物は、一般に、そのラセミ体に比較して、より高い割合の所望の立体異性体（すなわち、エナンチオマー）を含有する。
本明細書の式中、及び別段の定めなき限り、アミノ−炭素結合は、それらの技術分野において認められた立体化学的意味をもつ。例えば、上記式（Ｉ）中、直線のアミノ−炭素結合はラセミ体を表す。
式（IIａ）中（以下参照）の太いアミノ−炭素結合は、当該ページの平面上側に存在する。以下の式（IIｂ）中の点線のアミノ−炭素結合は、当該ページの平面の下側に存在する。
式（IIａ）中（以下参照）の太いアミノ−炭素結合は、当該ページの平面上側に存在する。以下の式（IIｂ）中の点線のアミノ−炭素結合は、当該ページの平面の下側に存在する。
当業者は、式（Ｉ），（IIａ）及び（IIｂ）中の記号「・」が塩対を示すことを直ちに理解するであろう。
光学的に活性なＮ−アセチル−アルファ・アミノ酸、Ｑ、及びβ−アミノ・アルキルニトリル基質の（Ｒ）−立体異性体又は（Ｓ）−立体異性体のいずれかの間で形成された塩は、以下の式（IIａ）又は（IIｂ）：
｛式中、Ｑ，Ｒ、及びアミノ−炭素結合は、各々、先に述べた意味をもつ。｝を有する。
形成された特別の塩は、もちろん、β−アミノ・アルキルニトリルを光学分割するために使用される特別のＮ−アセチル−アルファ・アミノ酸の立体化学に依存する。所望の立体異性体が塩に含有される場合、その塩は、一般に、沈澱し、そして例えば、濾過により単離されうる。次いで、Ｑを置換して、所望の光学的に活性なβ−アミノ・アルキルニトリルを得ることができる。他方、所望の異性体が、母液中に含まれる場合、その母液は濃縮されて、所望の光学的に活性なβ−アミノ・アルキルニトリルを得ることができる。
本発明者らは、本明細書中Ｑとして定義される、光学的に活性なＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸は、式（Ｉ）のラセミ体β−アミノ・アルキルニトリルを光学分割するために使用されうる。ラセミ体β−アミノ・アルキルニトリルを、Ｎ−アセチル−アルファ−アミノ酸立体異性体と反応させて（本明細書中「処理して」ともいう）、優れたエナンチオマー純度と総収率で、式（IIａ）と式（IIｂ）の対応の光学活性塩のいずれかを形成させる。一般に、形成された式（IIａ）又は（IIｂ）の塩は、沈澱して、母液中に溶解した残存β−アミノ・アルキルニトリル立体異性体を残す。所望の立体異性体が塩に含まれる場合、その塩は、例えば、濾過により単離されることができ、そしてＱは、置換されて、所望の光学活性β−アミノ・アルキルニトリルが得られる。他方、所望の異性体が母液中に含まれる場合、その母液は濃縮されて、所望の光学活性β−アミノ・アルキルニトリルが得られる。場合により、母液は、まず、好適な（非混和性の）抽出溶媒、例えば、低沸点をもつ溶媒で抽出され、そしてその後、当該低沸点溶媒を留去することにより、濃縮される。
本発明の特別な例示態様は、上記製法であって、Ｌ−Ｎ−アセチルバリンが光学分割剤として使用され、そしてアルコール、例えば、エタノールが、β−アミノ・アルキルニトリル−Ｌ−Ｎ−アセチルバリナート塩の結晶化のための溶媒として使用される。他の特別の態様においては、本発明者らは、上記手順が、Ｎ−アセチルアミノ酸を使用して、ラセミ体混合物から（Ｒ）−３−アミノペンタニトリルを調製するために使用されうることを測定した。より特に、Ｌ−Ｎ−アセチルバリンは、光学分割剤として使用され、その後、知られた本分野の手順を用いて当該バリナート塩は、遊離塩基化される。
Ｌ−Ｎ−アセチル・アミノ酸による処理によるラセミ体３−アミノ・アルキルニトリルの光学分割が、極めて高い選択性をもって高収率の光学分割を提供しうることが発見された。さらに、このアプローチは、着目の化合物、例えば、Ｒ−３−アミノペンタンニトリルの合成のための低コスト／高効率な手順を提供することも発見された。光学活性β−アミノ・アルキルニトリルの特定の製造方法が、本発明のさらなる特徴として提供され、そして以下に、かつ、実験セクション中に、説明される。
出発材料は全て商業的に入手可能である；そのうえ、それらの合成は、当業者にとって自明であろう。例えば、Synthesis of N-acetyl Amino acids, Marshall, J.J.AM.Chem.Soc. 1956, 78, 4636を参照のこと。
上図中、ＲとＱは先に定義されたものと同じである。
スキーム１は、先に示すように、式（III）の適当なアルキル−２−エンニトリルから出発して、式（IIａ）又は（IIｂ）のキラル（Ｒ）又は（Ｓ）３−アミノ・アルキルニトリルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸塩の製法を提供する。式（III）のアルキル−２−エン・ニトリルは、水性水酸化アンモニウムと、好ましくは約１２barの圧力で、かつ、約１５０℃の温度で、反応に供されて、式（Ｉ）のラセミ体３−アミノ・アルキルが提供される。次いで、式（IIａ）又は（IIｂ）のキラル３−アミノ・アルキルニトリルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸塩は、好ましくは、約−２０℃〜約１２０℃の温度で、アルコール性又は水性／アルコール性溶媒中で、式（Ｉ）のラセミ体３−アミノ・アルキルニトリルを、適当なキラルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸Ｑと、反応させることにより調製される。
スキーム１は、先に示すように、式（III）の適当なアルキル−２−エンニトリルから出発して、式（IIａ）又は（IIｂ）のキラル（Ｒ）又は（Ｓ）３−アミノ・アルキルニトリルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸塩の製法を提供する。式（III）のアルキル−２−エン・ニトリルは、水性水酸化アンモニウムと、好ましくは約１２barの圧力で、かつ、約１５０℃の温度で、反応に供されて、式（Ｉ）のラセミ体３−アミノ・アルキルが提供される。次いで、式（IIａ）又は（IIｂ）のキラル３−アミノ・アルキルニトリルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸塩は、好ましくは、約−２０℃〜約１２０℃の温度で、アルコール性又は水性／アルコール性溶媒中で、式（Ｉ）のラセミ体３−アミノ・アルキルニトリルを、適当なキラルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸Ｑと、反応させることにより調製される。
塩の形成は、最も好ましくは、混合溶媒としてエタノール／水を使用して、そして式（Ｉ）のβ−アミノ・アルキルニトリル１モル当り約０．５〜約１．１モル範囲内の式Ｑを用いて、実施される。反応は、略室温から約８０℃にわたる温度で実施されうる。反応は、好ましくは、約６５℃から約８０℃にわたる温度で実施される。反応は、溶液が得られるまで、続けられる。次いで、混合物は、冷却され、濾過され、そして所望の異性体は、例えば、それが塩として母液から分離する場合、濾過により、又はそれが、沈澱せずに残存するβ−アミノ・アルキルニトリル立体異性体として母液中に残存する場合、蒸発により、単離される。
式（IIａ）又は（IIｂ）のキラル３−アミノ・アルキルニトリルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸塩の好ましい製造方法は、水性エタノール中で、０．９当量の適当な式ＱのキラルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸を１．０当量のラセミ体３−アミノ・アルキルニトリルと反応させることを、利用する。より特に、式（Ｉ）のラセミ体３−アミノ・アルキルニトリルは約６５〜７５℃で水性エタノール中のキラルＮ−アセチル−アルファ−アミノ酸Ｑに添加される。次いで、反応混合物は、均質溶液が得られるまで、還流下で加熱される。次いで、反応混合物を、約６０℃に冷却し、そして最短で３０分間、当該温度で維持する。次いで、反応混合物を、０℃までさらに冷却し、そして沈澱したキラル３−アミノ−アルキルニトリル−Ｎ−アセチル−アルファ−アミノ酸塩を、分離させ、そして濾過により回収する。濾液は、残存する立体異性体が濃縮されているであろう。濾過に不所望の異性体が濃縮されている場合、それは、上記のように処理されて、当該立体異性体はラセミ体化され、そして次いで、上記光学分割手順を通じてリサイクルされる。それが所望の立体異性体を含む場合、それは、蒸発により濃縮されて、場合により、中間抽出ステップを用いて、当該異性体が回収される。
当業者は、上記手順が、本発明において有用であるβ−アミノ・アルキルニトリルのいずれにも一般に適用できることを容易に理解し、そして溶媒（又は混合される場合には溶媒系）、温度、及び特定のキラルＮ−アセチル・アミノ酸の調整が、収率を最適化するために、要求されることを理解するであろう。
先に述べたように、原子の利用を最大化するために、本発明は、スキーム２に示す不所望の異性体をラセミ体化する方法を提供する。キラル３−アミノ（Ｃ3−Ｃ7）アルキルニトリルは、２〜２４時間の期間にわたり約１２０〜１５０℃の温度約１２バールで、水性水酸化アンモニウムとの反応に供される。次いで、反応混合物は真空下で濃縮され、そしてラセミ体３−アミノ（Ｃ3−Ｃ7）アルキルニトリルは、真空蒸留によりさらに単離されることができる。
次いで、得られたラセミ体混合物は、本明細書中に開示する知られた手順に従って光学分割される。すなわち、上記ラセミ体混合物は、スキーム１において先に記載した条件に従って、本明細書中Ｑとして定義されるＮ−アセチルアミノ酸との反応に供されて、鏡像異性体が濃縮された式（IIａ）又は（IIｂ）の塩が得られる。
実施例
実施例Ｉ：Ｎ−アセチル−Ｌ−バリンの合成
Ｌ−バリン（２００ｇ、１．７mol当量）を水（５００mL）に溶解し、その後、ＮａＯＨ（３０％、１７０mL）を添加する。この混合物を、０〜５℃に冷却し、その後、無水酢酸（３２ml、１．４当量）を添加する。水酸化ナトリウム（３０％、３４mL）を、その温度を０〜５℃に保ちながら、添加する。無水酢酸と３０％ＮａＯＨの交互の添加を、その温度を保ちながら、６回繰り返す（無水酢酸 ６×３２mL；３０％ＮａＯＨ ６×３４mL）。全ての添加が完了した後、混合物を０℃でさらに２時間撹拌する。塩酸（３２％、３８０mL）を、その温度を０℃に保ちながら、３未満のpHまで低下するよう添加する。得られたスラリーを、１２時間にわたり顆粒化し、濾過し、そして濾過ケーキをＨＣｌ（０．１Ｎ，１００mL）で洗浄する。湿ったＮ−アセチル−Ｌ−バリンを乾燥させて、２３３ｇ（８６％収率）を得た。
実施例Ｉ：Ｎ−アセチル−Ｌ−バリンの合成
Ｌ−バリン（２００ｇ、１．７mol当量）を水（５００mL）に溶解し、その後、ＮａＯＨ（３０％、１７０mL）を添加する。この混合物を、０〜５℃に冷却し、その後、無水酢酸（３２ml、１．４当量）を添加する。水酸化ナトリウム（３０％、３４mL）を、その温度を０〜５℃に保ちながら、添加する。無水酢酸と３０％ＮａＯＨの交互の添加を、その温度を保ちながら、６回繰り返す（無水酢酸 ６×３２mL；３０％ＮａＯＨ ６×３４mL）。全ての添加が完了した後、混合物を０℃でさらに２時間撹拌する。塩酸（３２％、３８０mL）を、その温度を０℃に保ちながら、３未満のpHまで低下するよう添加する。得られたスラリーを、１２時間にわたり顆粒化し、濾過し、そして濾過ケーキをＨＣｌ（０．１Ｎ，１００mL）で洗浄する。湿ったＮ−アセチル−Ｌ−バリンを乾燥させて、２３３ｇ（８６％収率）を得た。
実施例II：Ｎ−アセチル−Ｌ−バリンを用いた３−アミノペンタンニトリルの光学分割
Ｎ−アセチル−Ｌ−バリン（１４５．４ｇ、０．９１mol当量）を、撹拌機と凝縮器を備えた容器内で、エタノール（１４２５mL）及び水（７５mL）と、混合する。この混合物を、６５〜７０℃に加熱し、その後ラセミ体３−アミノペンタンニトリルを（シリンジを用いて）添加する。この混合物を、完全な溶液が得られるまで、還流下で加熱する。この混合物を６０℃に冷却し、そして最短で３０分間この温度を保った。この混合物を０℃に冷却し、そして塩を濾過により単離する。
Ｎ−アセチル−Ｌ−バリン（１４５．４ｇ、０．９１mol当量）を、撹拌機と凝縮器を備えた容器内で、エタノール（１４２５mL）及び水（７５mL）と、混合する。この混合物を、６５〜７０℃に加熱し、その後ラセミ体３−アミノペンタンニトリルを（シリンジを用いて）添加する。この混合物を、完全な溶液が得られるまで、還流下で加熱する。この混合物を６０℃に冷却し、そして最短で３０分間この温度を保った。この混合物を０℃に冷却し、そして塩を濾過により単離する。
実施例III：Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシンを用いた３−アミノペンタンニトリルの光学分割
Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシン（１５７ｇ、０．９１mol当量）を、撹拌機と凝縮器を備えた容器内で、エタノール（２５０mL）及び水（７５mL）と混合する。この混合物を、６５〜７０℃に加熱し、その後、ラセミ体３−アミノペンタンニトリルを添加する。この混合物を、完全な溶液が得られるまで、還流下で加熱する。この混合物を６０℃まで冷却し、そしてこの温度を、最短で３０分間保つ、混合物を冷却し、そして濾過により塩を単離する（最大で５０％と９９．８％ｅｅにおける７０％収率）。
Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシン（１５７ｇ、０．９１mol当量）を、撹拌機と凝縮器を備えた容器内で、エタノール（２５０mL）及び水（７５mL）と混合する。この混合物を、６５〜７０℃に加熱し、その後、ラセミ体３−アミノペンタンニトリルを添加する。この混合物を、完全な溶液が得られるまで、還流下で加熱する。この混合物を６０℃まで冷却し、そしてこの温度を、最短で３０分間保つ、混合物を冷却し、そして濾過により塩を単離する（最大で５０％と９９．８％ｅｅにおける７０％収率）。
実施例IV：Ｒ−３−アミノペンタンニトリルのラセミ体化
Ｒ−３−アミノペンタンニトリル（１９７ｇ、２．１mol当量）を、好適な加圧安格容器内で、アンモニア３０％水溶液（９３０mL、１４．７mol当量）と混合し、そしてその混合物を、１３０℃に加熱する。６時間後、混合物を冷却し、そして完全なラセミ体化について分析する。混合物を真空下（１５mmHg、８８℃）で３００mLに濃縮する。粗生成物をさらなる精製のために真空下で蒸留して、ラセミ体混合物１６０ｇを得る（７７％収率、９５％ ＧＣ純度、５０％／５０％ Ｒ／Ｓ）。
Ｒ−３−アミノペンタンニトリル（１９７ｇ、２．１mol当量）を、好適な加圧安格容器内で、アンモニア３０％水溶液（９３０mL、１４．７mol当量）と混合し、そしてその混合物を、１３０℃に加熱する。６時間後、混合物を冷却し、そして完全なラセミ体化について分析する。混合物を真空下（１５mmHg、８８℃）で３００mLに濃縮する。粗生成物をさらなる精製のために真空下で蒸留して、ラセミ体混合物１６０ｇを得る（７７％収率、９５％ ＧＣ純度、５０％／５０％ Ｒ／Ｓ）。
実施例Ｖ：３−アミノペンタンニトリルＮ−アセチル−Ｌ−バリン塩の遊離塩基化
３−アミノペンタンニトリルＮ−アセチル−Ｌ−バリン塩（２３０ｇ）を、ジクロロメタン（７１３mL）と混合する。この混合物に、水酸化ナトリウム水溶液（９８mL、３０％ｗ／ｗ）を添加し、そしてその混合物を、１時間２０〜２５℃で撹拌する。下にある有機相を分離し、そして上にある水相を、さらにジクロロメタン（２×１８０mL）で洗浄する。これら有機相を併合し、濃縮し、そして光学的に活性な３−アミノペンタンニトリルを、蒸留により単離する（８０％収率、９９．８％ｅｅ）。
３−アミノペンタンニトリルＮ−アセチル−Ｌ−バリン塩（２３０ｇ）を、ジクロロメタン（７１３mL）と混合する。この混合物に、水酸化ナトリウム水溶液（９８mL、３０％ｗ／ｗ）を添加し、そしてその混合物を、１時間２０〜２５℃で撹拌する。下にある有機相を分離し、そして上にある水相を、さらにジクロロメタン（２×１８０mL）で洗浄する。これら有機相を併合し、濃縮し、そして光学的に活性な３−アミノペンタンニトリルを、蒸留により単離する（８０％収率、９９．８％ｅｅ）。
実施例VI：３−アミノ−ペンタンニトリルＬ−アセチル−Ｌ−バリン塩の製造
メカニカル・スターラー、温度計、滴下漏斗、油浴を備えた３ｌフラスコに、Ｎ−アセチル−Ｌ−バリン（１４５．４ｇ）、変性エタノール（約５％のメタノールと３％のシクロヘキサンで変性したもの）（１４２５ml）、及び水（７５ml）をチャージした。この混合物を、撹拌下６５〜７０℃に加熱し、そして１５０ｇの３−アミノペンタンニトリルを添加した。この溶液を、完全に透明な溶液が得られるまで還流（約７５℃）まで加熱し、この溶液を次いで６５℃までゆっくりと冷却した。常に撹拌しながら、この混合物に、いくつかの光学異性体として純粋な３−アミノ−ペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−バリン塩を接種し、そして１時間６０℃で撹拌した。次いで、この濃い懸濁液を、３時間の期間にわたり０℃に冷却し、そして２時間０℃で撹拌した。得られた塩を濾過し、そして２×７５mlのエタノールで洗浄した。湿った生成物の光学純度は８９．８％（Ａ％）であった。この湿った塩を、標準装備を伴う２ｌフラスコ内にチャージし、そして９００mlの変性エタノールを添加した。この懸濁液を、還流まで加熱し、還流温度で１時間撹拌し、そしてその後、２時間の期間にわたりＲＴまで冷却した。ＲＴで２時間以上撹拌した後、得られた塩を濾過し、そして２×１５０mlの変性エタノールで洗浄した。この生成物を４０℃で乾燥させて、１１８．３ｇの３−アミノペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−バリン塩、白色結晶固体（光学純度：９９．８％Ｒ；収率：理論値の６０％）を得た。
メカニカル・スターラー、温度計、滴下漏斗、油浴を備えた３ｌフラスコに、Ｎ−アセチル−Ｌ−バリン（１４５．４ｇ）、変性エタノール（約５％のメタノールと３％のシクロヘキサンで変性したもの）（１４２５ml）、及び水（７５ml）をチャージした。この混合物を、撹拌下６５〜７０℃に加熱し、そして１５０ｇの３−アミノペンタンニトリルを添加した。この溶液を、完全に透明な溶液が得られるまで還流（約７５℃）まで加熱し、この溶液を次いで６５℃までゆっくりと冷却した。常に撹拌しながら、この混合物に、いくつかの光学異性体として純粋な３−アミノ−ペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−バリン塩を接種し、そして１時間６０℃で撹拌した。次いで、この濃い懸濁液を、３時間の期間にわたり０℃に冷却し、そして２時間０℃で撹拌した。得られた塩を濾過し、そして２×７５mlのエタノールで洗浄した。湿った生成物の光学純度は８９．８％（Ａ％）であった。この湿った塩を、標準装備を伴う２ｌフラスコ内にチャージし、そして９００mlの変性エタノールを添加した。この懸濁液を、還流まで加熱し、還流温度で１時間撹拌し、そしてその後、２時間の期間にわたりＲＴまで冷却した。ＲＴで２時間以上撹拌した後、得られた塩を濾過し、そして２×１５０mlの変性エタノールで洗浄した。この生成物を４０℃で乾燥させて、１１８．３ｇの３−アミノペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−バリン塩、白色結晶固体（光学純度：９９．８％Ｒ；収率：理論値の６０％）を得た。
実施例VII：３−アミノ−ペンタンニトリルＬ−アセチル−Ｌ−バリン塩の製造
メカニカル・スターラー、温度計、滴下漏斗、油浴を備えた３ｌフラスコに、Ｎ−アセチル−Ｌ−バリン（２００．０ｇ）、変性エタノール（約５％メタノールと３％シクロヘキサンで変性されたもの）（２０００ml）、及び水（１００ml）をチャージした。この混合液を、撹拌下、６５〜７０℃まで加熱し、そして３−アミノペンタンニトリル（２０６．４ｇ）を３０分以内で添加した。この溶液を、完全に透明な溶液が得られるまで還流（約７５℃）まで加熱し、この溶液を次いで、６５℃までゆっくりと冷却した。常に撹拌しながら、この混合物に、いくつかの光学異性体として純粋な３−アミノ−ペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−バリン塩を接種し、そして１時間６０℃で撹拌した。次いでこの濃い懸濁液を、３時間の期間にわたり２０℃までゆっくりと冷却し、そして、８時間（１夜）２０℃で撹拌した。ここで、この懸濁液を５℃に冷却し、そして３時間撹拌した。沈澱した塩を濾過し、そして変性エタノール（３×１００ml）で洗浄し、そして一定重量になるまで４０℃／１０ｍバールで真空ｔｒｙ乾燥器内で乾燥させて、光学純度９７．７％をもつ３−アミノ−ペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−バリン塩（２２８．７ｇ）、白色結晶固体（収率８４．８％）を得た。
メカニカル・スターラー、温度計、滴下漏斗、油浴を備えた３ｌフラスコに、Ｎ−アセチル−Ｌ−バリン（２００．０ｇ）、変性エタノール（約５％メタノールと３％シクロヘキサンで変性されたもの）（２０００ml）、及び水（１００ml）をチャージした。この混合液を、撹拌下、６５〜７０℃まで加熱し、そして３−アミノペンタンニトリル（２０６．４ｇ）を３０分以内で添加した。この溶液を、完全に透明な溶液が得られるまで還流（約７５℃）まで加熱し、この溶液を次いで、６５℃までゆっくりと冷却した。常に撹拌しながら、この混合物に、いくつかの光学異性体として純粋な３−アミノ−ペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−バリン塩を接種し、そして１時間６０℃で撹拌した。次いでこの濃い懸濁液を、３時間の期間にわたり２０℃までゆっくりと冷却し、そして、８時間（１夜）２０℃で撹拌した。ここで、この懸濁液を５℃に冷却し、そして３時間撹拌した。沈澱した塩を濾過し、そして変性エタノール（３×１００ml）で洗浄し、そして一定重量になるまで４０℃／１０ｍバールで真空ｔｒｙ乾燥器内で乾燥させて、光学純度９７．７％をもつ３−アミノ−ペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−バリン塩（２２８．７ｇ）、白色結晶固体（収率８４．８％）を得た。
実施例VIII：３−アミノ−ペンタンニトリルＬ−アセチル−Ｌ−イソロイシン塩の製造
メカニカル・スターラー、温度計、滴下漏斗、油浴を備えた２５０mlフラスコに、３−アミノペンタンニトリル（５ｇ）、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシン（８．８ｇ）、及び変性エタノール（約５％メタノールと３％シクロヘキサンで変性されたもの）（９７ml）を、チャージした。この溶液を、完全に透明な溶液が得られるまで還流まで加熱し、この溶液をその後、６８℃に冷却した。常に撹拌しながら、この混合液に、いくつかの光学異性体として濃縮された３−アミノ−ペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−イソロイシン塩を接種し、そして２時間６５〜７０℃で撹拌した。次いで、この濃い懸濁液を、ＲＴまでゆっくりと冷却した。得られた塩を濾過し、そしてエタノールで洗浄した。この生成物を５０℃で乾燥させて、３−アミノ−ペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−イソロイシン塩（７．３ｇ）、白色結晶固体（光学純度：７６％Ｒ；収率：理論値の１１２％）を得た。
メカニカル・スターラー、温度計、滴下漏斗、油浴を備えた２５０mlフラスコに、３−アミノペンタンニトリル（５ｇ）、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシン（８．８ｇ）、及び変性エタノール（約５％メタノールと３％シクロヘキサンで変性されたもの）（９７ml）を、チャージした。この溶液を、完全に透明な溶液が得られるまで還流まで加熱し、この溶液をその後、６８℃に冷却した。常に撹拌しながら、この混合液に、いくつかの光学異性体として濃縮された３−アミノ−ペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−イソロイシン塩を接種し、そして２時間６５〜７０℃で撹拌した。次いで、この濃い懸濁液を、ＲＴまでゆっくりと冷却した。得られた塩を濾過し、そしてエタノールで洗浄した。この生成物を５０℃で乾燥させて、３−アミノ−ペンタンニトリル−Ｌ−アセチル−Ｌ−イソロイシン塩（７．３ｇ）、白色結晶固体（光学純度：７６％Ｒ；収率：理論値の１１２％）を得た。
得られた塩を、標準的な装備を伴った２５０mlフラスコ内にチャージし、そしてメチル・エチル・ケトン（７３ml）を添加した。この懸濁液を、還流まで加熱し、還流温度で１時間撹拌し、そしてその後、ゆっくりと６０℃に冷却した。得られた塩を濾過し、メチル・エチル・ケトンで洗浄した。この生成物を５０℃で乾燥させて、３−アミノ−ペンタンニトリル−Ｌ−アセチルイソロイシン塩（５．２ｇ）、白色結晶固体（光学純度：９８．２％Ｒ；収率：理論値の７１．９％）を得た。
本明細書の全体にわたり、様々な刊行物が引用される。これら刊行物の開示を、それらの全体として、いかなる目的であるかを問わず本明細書中にここで援用する。
本発明の範囲又は本質から逸脱せずにさまざまな修正及び変更が本発明において行われうることは当業者にとって明らかであろう。本発明の他の態様は本願明細書及び本明細書中に開示する本発明の実施を考慮すれば、当業者にとって明らかとなるであろう。本願明細書及び実施例は例示としてのみ考慮され、そして本発明の真の範囲及び本質は添付の請求の範囲によって画されることが、意図される。
Claims (14)
- 以下の式（IIａ）又は（IIｂ）：
- 式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−アラニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−ロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−リジン、及びＮ−アセチル−Ｌ−バリンから成る群から選ばれる、請求項１に記載の化合物。
- 式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシンである、請求項２に記載の化合物。
- 式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−バリンである、請求項２に記載の化合物。
- 式中、Ｒはエチルである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の化合物。
- 以下の式（Ｉ）：
- 式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−アラニン、Ｎ−アセチル−Ｌ−システイン、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−ロイシン、Ｎ−アセチル−Ｌ−リジン、及びＮ−アセチル−Ｌ−バリンから成る群から選ばれる、請求項６に記載の方法。
- 式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−イソロイシンである、請求項７に記載の方法。
- 式中、Ｑは、Ｎ−アセチル−Ｌ−バリンである、請求項７に記載の方法。
- 式中、Ｒはエチルである、請求項６〜９のいずれか１項に記載の方法。
- （Ｒ）又は（Ｓ）３−アミノ−（Ｃ3−Ｃ7）アルキルニトリルを、ラセミ体３−アミノ−（Ｃ3−Ｃ7）アルキルニトリルに変換する方法であって、約３０℃〜約２００℃の範囲内の温度で、（Ｒ）又は（Ｓ）３−アミノペンタンニトリルを、水性アンモニアと混合するステップを含む前記方法。
- 前記ラセミ体アミノ（Ｃ3−Ｃ7）アルキルニトリルが（Ｒ）−３−アミノペンタンニトリルである、請求項１１に記載の方法。
- 請求項１〜４のいずれか１項に記載の化合物を濃縮して含有する組成物。
- 以下の式（Ｉ）：
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Legal Events
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071016 |
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| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20071214 |