JP2008502319A

JP2008502319A - （Ｒ）−γ−アミノ−β−ヒドロキシ酪酸（（Ｒ）−ＧＡＢＯＢ）のエナンチオ収束的化学酵素合成

Info

Publication number: JP2008502319A
Application number: JP2007507932A
Authority: JP
Inventors: カマル，アハメド; バスカーラメシュクハナ，ゴラパリ; クリシュナジ，タディパルティ; ラム，ロンドラ
Original assignee: カウンシルオブサイエンティフィクアンドインダストリアルリサーチ
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2025-12-02
Also published as: EP1833977B1; US20060141606A1; ATE430205T1; WO2006064513A1; JP4510879B2; US7374926B2; EP1833977A1; DE602005014279D1

Abstract

本発明は、特に、（Ｒ）−ＧＡＢＯＢの調製にとって鍵となる３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルの両エナンチオマーの立体選択的な調製のための、そのラセミ体のリパーゼ媒介速度論的分割による化学酵素的方法、及び（Ｒ）−ＧＡＢＯＢのエナンチオ収束的合成における有効な応用、に関する。

Description

本発明は、（Ｒ）−γ−アミノ−β−ヒドロキシ酪酸（（Ｒ）−ＧＡＢＯＢ）の立体選択的調製のための化学酵素エナンチオ収束的(enantioconvergent)方法に関する。

本発明は、特に、（Ｒ）−ＧＡＢＯＢの調製にとって鍵となる中間体３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルの両エナンチオマーの立体選択的な調製のための、そのラセミ体のリパーゼ媒介速度論的分割による化学酵素的方法、及び（Ｒ）−ＧＡＢＯＢのエナンチオ収束的合成における有効な応用、に関する。

（Ｒ）−ＧＡＢＯＢは、薬理学的に極めて重要な化合物であり、それは、哺乳類の中枢神経系における神経伝達物質としてのその生物学的機能のためである(Otsuka, M.; Obata, K.; Miyata, Y.; Yaneka, Y. J. Neurochem 1971, 18, 287; Otsuka, M.; Obata, K.; Miyata, Y. Advances in Biochemical Psychopharamacology Raven: New York, 1972, VoI 6, pp 61.)。これは、ガンマ−アミノ酪酸（ＧＡＢＡ）のアゴニストとして機能することが知られており、そして注目すべき抗癲癇薬及び降圧薬であることがわかっている(Brehm, L.; Jacobsen, P.; Johansen, J. S.; Krogsgaard-Larsen, P. J. Chem. Soc. Perkin Trans 1 1983, 1459)。これはまた、統合失調症や性格に基づくほかの病気、(Chapoy, P. R.; Angelini, C; Brown, W. J.; Stiff, J. E.; Shug, A. L.; Cederbaum, S. D.; N. Engl. J. Med 1980, 303, 1389; Takano, S.; Yanase, M.; Sekiguchi, Y.; Ogasawara, K. Tetrahedron Lett. 1987, 28, 1783)、癲癇及び深刻な痙攣をもたらす他の病気を含む様々な臨床症状を対処するのに有効であることが証明されている。子供において観察される幾つかの臨床症状の矯正のためのその使用も調査されている。更に、（Ｒ）−ＧＡＢＯＢは、ビタミン様物質である（Ｒ）−カルニチンの前駆体であり、蓄積された体脂肪をエネルギーに変換する際に重要な役割を果たしている。その主な生理学的機能は、長鎖脂肪酸を、酸化のためにミトコンドリア膜から細胞内区画へと輸送することであり、ここで、これらの脂肪をエネルギーに変換することができ(Fritz, I. B.; Kaplan, E.; Yu, K. T. Nu. Am. J. Physiol. 1962, 202, 117; Bremer, J. Physiol. Rev. 1983, 63, 1420; Brown, W. J.; Stiff, J. E.; Shug, A. L.; Cederbaum S. D.; N. Engl. J. Med. 1980, 303, 1389; McGarry, J. D.; Foster, D. W. Ann. Rev. Biochem. 1980, 49, 395)、そしてそれは良好な抗肥満薬として考えられている。ＧＡＢＯＢのＲ型は、そのＳ−エナンチオマーよりも高い生物学的活性を有することが示されている(Kurano; Masayasu; Miyaruoto; Shigetoshi; Shigeoka; Satoshi; Mori; Akitane. Japanese Patent 1976; Chem. 'Ahstr. 1977, 86, 89207u; Ostsuka, M.; Obata, K.; Miyata; Y.; Yaneka, Y. J. Neurochem. 1971, 18, 287; Otsuka, M.; Miyata, Y. Advances in Biochemical Pysopharmacology, Raven: New York, 1972, VoI 6, pp 61; Kurono, M.; Miyamoto, S.; Shigeoka, S.; Mori, A. Japan, Kokai 76,100,026; Chem. Abstr. 1977, 86, 89207u)。

ＧＡＢＯＢは単純な構造にも関わらず、多数のそれらのエナンチオ選択的調製方法が文献において説明されている (Wang, G.; Hollingsworth, R. I. Tetrahedron: Asymmetry 1999, JO, 1895及びその中で引用されている文献)。それらは光学分割、天然産物からの不斉合成、触媒を用いた不斉合成、及び鍵となるエナンチオ選択的段階における酵素の利用、により調製されてきた。文献で報告されている以前のアプローチは、長い反応順序のため全収率が低下しているか、あるいはキラルプールにはないキラル出発材料を用いていたり、あるいは標的化合物が低いエナンチオ選択性で得られたりしていた。これらの化合物に関連する高い生物学的重要性を考慮して、より容易で、効率的で且つ費用効果的なアプローチが研究されている。

ＧＡＢＯＢは、その基本的な構造骨格において４つの炭素鎖を有しており、逆合成ストラテジーによると、エナンチオマーとして純粋な３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリル又は３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルは、標的分子の合成にとって優れたキラル構成単位でありうることが明らかとなっている。

本発明の目的
本発明の主目的は、３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルの両エナンチオマーの立体選択的調製のための化学酵素的方法及びエナンチオ収束的方法を通じた（Ｒ）−ＧＡＢＯＢの調製におけるそれらの有効的な応用、を提供することである。

本発明の要約
本発明は、（Ｒ）−ＧＡＢＯＢの立体選択的調製のための化学酵素的なエナンチオ収束的方法であって、
ｉ）３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルをエステル交換し、そして、リパーゼ及び酢酸ビニルの存在下リパーゼ媒介型の速度論的分割により得られるエナンチオマーを分離し；
ｉｉ）光学的に純粋な（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルを（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換し；そして
ｉｉｉ）（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルを（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換すること、
を含んで成る方法を提供することである。

本発明の１つの態様において、アセチル化剤は、３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルのエステル交換に利用されている、酢酸ビニル及び酢酸イソプロペニルから成る群から選択される。

本発明の別の態様において、リパーゼは、改質セラミック粒子上に固定されたシュードモナス・セパシア(Pseudomonas cepacia)リパーゼ（ＰＳ−Ｃ）、珪藻岩上に固定されたシュードモナス・セパシアリパーゼ（ＰＳ−Ｄ）、シュードモナス・セパシア（ＰＳ）、シュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluroescens)リパーゼ（ＡＫ）、ムコール・メイヘイ(Mucor meihei)由来の固定化リパーゼ(Lipozyme)、カンジダ・ルゴサ(Candida rugosa)リパーゼ（ＣＲＬ）、及び焼結ガラス上のＳｏｌ−Ｇｅｌ−ＡＫ内に固定されたカンジダ・アンタルチカ(Candida antartica)リパーゼ（ＣＡＬＢ）、から成る群から選択される。

本発明の別の態様において、段階（ｉ）は、ジイソプロピルエーテル、ヘキサン、ジエチルエーテル、トルエン、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン及びジオキサンから成る群から選択される溶媒の存在下で達成される。

本発明の別の態様において、段階（ｉ）は、ピリジン、トリエチルアミン、ＤＭＡＰ、及び２，６−ルチジンから成る群から選択される１又は複数の塩基性添加物の存在下で達成される。

本発明の別の態様において、分割されたエナンチオマーのリサイクルは、両エナンチオマーのエナンチオマー過剰率が９９％超であるため回避される。

本発明の別の態様において、（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルは、Ｋ₂ＣＯ₃及びｐ−トルエンスルホン酸を用いてメタノール中で処理し、続いて、ｐ−トルエンスルホニルクロリド及びＥｔ₃Ｎを用いてＢｕ₂ＳｎＯの存在下ジクロロメタン中で処理することにより（Ｒ）−３−ヒドロキシ−４−トシルオキシブタンニトリルに変換される。

本発明の別の態様において、（Ｒ）−３−ヒドロキシ−４−トシルオキシブタンニトリルは、段階（ｉｉｉ）において、アンモニア水、続いて希塩酸を用いて処理することにより、ワンポット(single-pot)で（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換される。

本発明の別の態様において、（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルは、アンモニア及び過酸化水素、続いてＰｂ（ＯＡｃ）₄を用いてピリジン中で処理することにより（Ｓ）−５−トリチルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに変換される。

本発明の別の態様において、（Ｓ）−５−トリチルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンは、ｐ−トルエンスルホン酸を用いてメタノール中で処理し、その後、ｐ−トルエンスルホニルクロリド及びＥｔ₃Ｎを用いてジクロロメタン中で処理することにより（Ｓ）−５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに変換される。

本発明の別の態様において、（Ｓ）−５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンは、ＮａＣＮを用いて処理することにより（Ｒ）−５−シアノメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに変換され、続いて、これは塩酸を用いて処理することにより（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換される。

本発明の詳細な説明
本発明は、（Ｒ）−ＧＡＢＯＢの立体選択的調製のための化学酵素的なエナンチオ収束的方法であって、
（ｉ）３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルをエステル交換し、そして、リパーゼ及び酢酸ビニルの存在下リパーゼ媒介型の速度論的分割により得られるエナンチオマーを分離し；
（ｉｉ）光学的に純粋な（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルを（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換し；そして
（ｉｉｉ）（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルを（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換すること、
を含んで成る方法を提供する。

アセチル化剤は、アセチル化剤は、３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルのエステル交換に利用されている、酢酸ビニル及び酢酸イソプロペニルから成る群から選択される。リパーゼは、改質セラミック粒子上に固定されたシュードモナス・セパシアリパーゼ（ＰＳ−Ｃ）、珪藻岩上に固定されたシュードモナス・セパシアリパーゼ（ＰＳ−Ｄ）、シュードモナス・セパシア（ＰＳ）、シュードモナス・フルオレセンスリパーゼ（ＡＫ）、ムコール・メイヘイ由来の固定化リパーゼ(Lipozyme)、カンジダ・ルゴサリパーゼ（ＣＲＬ）、及び焼結ガラス上のＳｏｌ−Ｇｅｌ−ＡＫ内に固定されたカンジダ・アンタルチカリパーゼ（ＣＡＬＢ）、から成る群から選択される。段階（ｉ）は、ジイソプロピルエーテル、ヘキサン、ジエチルエーテル、トルエン、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン及びジオキサンから成る群から選択される溶媒の存在下、そして所望により種々の添加物の存在下で達成される。使用する添加物には、ピリジン、トリエチルアミン、ＤＭＡＰ、及び２，６−ルチジンから成る群から選択される１又は複数の塩基性添加物が含まれる。分割されたエナンチオマーのリサイクルは、両エナンチオマーのエナンチオマー過剰率が９９％超であるため回避される。

（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルは、Ｋ₂ＣＯ₃及びｐ−トルエンスルホン酸を用いてメタノール中で処理し、続いて、ｐ−トルエンスルホニルクロリド及びＥｔ₃Ｎを用いてＢｕ₂ＳｎＯの存在下ジクロロメタン中で処理することにより（Ｒ）−３−ヒドロキシ−４−トシルオキシブタンニトリルに変換される。（Ｒ）−３−ヒドロキシ−４−トシルオキシブタンニトリルは、段階（ｉｉｉ）において、アンモニア水、続いて希塩酸を用いて処理することにより、ワンポットで（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換される。

（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルは、アンモニア及び過酸化水素、続いてＰｂ（ＯＡｃ）₄を用いてピリジン中で処理することにより（Ｓ）−５−トリチルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに変換される。（Ｓ）−５−トリチルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンは、ｐ−トルエンスルホン酸を用いてメタノール中で処理し、その後、ｐ−トルエンスルホニルクロリド及びＥｔ₃Ｎを用いてジクロロメタン中で処理することにより（Ｓ）−５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに変換される。（Ｓ）−５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンは、ＮａＣＮを用いて処理することにより（Ｒ）−５−シアノメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに変換され、続いて、これは塩酸を用いて処理することにより（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換される。

上文で説明した通り、本発明は、ラセミの３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルのリパーゼ媒介型速度論的分割を介した（Ｒ）−ＧＡＢＯＢの調製のための化学酵素エナンチオ収束的方法を提供する。以下のスキームは、エナンチオマーとして純粋な（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリル及び（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルの調製並びに（Ｒ）−ＧＡＢＯＢの調製におけるそれらの功を奏する応用を表す。

スキーム１

試薬及び条件：ｉ．ＰＳ−Ｃ、酢酸ビニル、ジイソプロピルエーテル、４６℃

スキーム２

試薬及び条件：ｉ．Ｋ₂ＣＯ₃、メタノール；ｉｉ．ＰＴＳＡ、メタノール、ｒｔ．；ｉｉｉ．ＴｓＣｌ、Ｅｔ₃Ｎ、Ｂｕ₂Ｓｎｏ、ＤＣＭ；ｉｖ．アンモニア水、エタノール還流；ｖ．水性トリメチルアミン、エタノール還流

スキーム３

試薬及び条件：ｉ．Ｈ₂Ｏ₂、水性ＮＨ₃、ｒｔ．；ｉｉ．Ｐｂ（ＯＡｃ）₄、ピリジン；ｉｉｉ．ＰＴＳＡ、メタノール、ｒｔ．；ｉｖ．ＴｓＣｌ、Ｅｔ₃Ｎ、ＤＣＭ；ｖ．ＮａＣＮ、メタノール−Ｈ₂Ｏ、還流；ｖｉ．濃塩酸、８０℃

本発明において、３−ヒドロキシ−４−トリオキシブタンニトリルは、３−トリチルオキシ−１，２−エポキシプロパンから調製した。３−ヒドロキシ−４−トリオキシブタンニトリルは、酢酸ビニル及びリパーゼ、そして所望により、種々の添加物、の存在下、立体選択的なアセチル化により効率的に分割した。

速度論的分割法において形成したアルコール及び酢酸塩は、カラムクロマトグラフィーで分離する。これらの化合物のエナンチオマーとしての純度は、キラルカラム(Chiralcel OD)を用いるＨＰＬＣにより決定した。絶対配置は、リパーゼの立体選択性についての経験則により、酢酸塩についてはＲ、そしてアルコールについてはＳと予め仮定し、そしてその後、それらのカイロオプティカル特性及びクロマトグラフィー特性を、既知の配置の化合物のものと比較することにより確認した。

光学的に純粋な（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルは、
（Ｒ）−３−ヒドロキシ−４−トシルオキシブタンニトリルに、そして後に（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換した。（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルは、（Ｓ）−５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに、そして後に（Ｒ）ＧＡＢＯＢに変換した。

本発明の方法を以下詳細に説明する：
１．ラセミの３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルを、ＮａＣＮを用いた水性エタノール中での３−トリチルオキシ−１，２−エポキシプロパンの開環により調製した。

２．ラセミの３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルを、種々のリパーゼの存在下、異なる溶媒中で、且つ種々のアセチル化剤の存在下で立体選択的にアセチル化した。

３．ラセミの３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルのアセチル化はまた、添加物、リパーゼ及びアセチル化剤の存在下で研究した。

４．アセチル化剤、例えば酢酸ビニル及び酢酸イソプロペニルは、リパーゼ触媒によるアセチル化反応に使用した。

５．異なるリパーゼ、例えば改質セラミック粒子上に固定されたシュードモナス・セパシア(Pseudomonas cepacia)リパーゼ（ＰＳ−Ｃ）、珪藻岩上に固定されたシュードモナス・セパシアリパーゼ（ＰＳ−Ｄ）、シュードモナス・セパシア（ＰＳ）、シュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluroescens)リパーゼ（ＡＫ）、ムコール・メイヘイ(Mucor meihei)由来の固定化リパーゼ(Lipozyme)、カンジダ・ルゴサ(Candida rugosa)リパーゼ（ＣＲＬ）、焼結ガラス上のＳｏｌ−Ｇｅｌ−ＡＫ内に固定されたカンジダ・アンタルチカ(Candida antartica)リパーゼ（ＣＡＬＢ）を速度論的分割法用にスクリーニングした。

６．種々の溶媒、ジイソプロピルエーテル、ヘキサン、ジエチルエーテル、トルエン、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン及びジオキサンをこの分割法において利用した。

７．種々の塩基、例えばピリジン、トリエチルアミン、ＤＭＡＰ、及び２，６−ルチジン等をこの分割法における添加物として利用した。

８．リパーゼ媒介型分割法の後に得られる光学的に純粋なＳアルコール及びＲ酢酸塩は、カラムクロマトグラフィーで分離した。

９．分割したアルコール及びエステルのエナンチオマーとしての純度は、キラルＯＤカラムを用いたＨＰＬＣにより決定した。

１０．光学的に純粋な（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルは、Ｋ₂ＣＯ₃及びｐ−トルエンスルホン酸を用いてメタノール中で処理し、続いて、ｐ−トルエンスルホニルクロリド及びＥｔ₃Ｎを用いてＢｕ₂ＳｎＯの存在下ジクロロメタン中で処理することにより（Ｒ）−３−ヒドロキシ−４−トシルオキシブタンニトリルに変換した。

１１．光学的に純粋な（Ｒ）−３−ヒドロキシ−４−トシルオキシブタンニトリルは、アンモニア水、続いて希塩酸を用いて処理することにより、ワンポット(single-pot)で（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換した。

１２．このようにして得られた光学的に純粋な（Ｒ）−ＧＡＢＯＢは、イオン交換クロマトグラフィー及び再結晶化により精製した。

１３．光学的に純粋な（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルは、アンモニア水を用いて過酸化水素の存在下処理して（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンアミドに変換され、、続いてＰｂ（ＯＡｃ）₄を用いてピリジン中で処理して（Ｓ）−５−トリチルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに変換した。

１４．（Ｓ）−５−トリチルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンは、ｐ−トルエンスルホン酸／メタノールで処理し、その後、ｐ−トルエンスルホニルクロリド及びＥｔ₃Ｎを用いてジクロロメタン中で処理することにより（Ｓ）−５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンが得られた。

１５．（Ｓ）−５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンは、ＮａＣＮを用いて処理することにより（Ｒ）−５−シアノメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに変換した。

１６．（Ｒ）−５−シアノメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンは、塩酸を用いて８０℃で処理することにより光学的に純粋な（Ｒ）−ＧＡＢＯＢをもたらした。

１７．このようにして得られた光学的に純粋な（Ｒ）−ＧＡＢＯＢは、イオン交換クロマトグラフィー及び再結晶化により精製した。

以下の実施例は例示目的で示すものであり、それらは本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

実施例１：（±）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリル：
５０ｍｌのエタノール中にある３−トリチルオキシ−１，２−エポキシプロパン（１５．８０ｇ、５０．００ｍｍｏｌ）の攪拌溶液に対し、１５０ｍＬの水及びＮａＣＮ（２．９４ｇ、６０．００ｍｍｏｌ）を添加した。生じた反応混合物を一晩室温で攪拌し、そして反応完了後（ＴＬＣ）、反応混合物を減圧下全量の約５０％にまで濃縮した。残渣を酢酸エチル（３ｘ１２５ｍＬ）で抽出し、食塩水で洗浄し、そして無水硫酸ナトリウム上で脱水した。溶媒の蒸発、及び、溶出剤として酢酸エチル−ヘキサン（２５：７５）を用いたカラムクロマトグラフィーによる残渣の精製は、８２％の収率の３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルをもたらした。ＩＲ（ニート）３５０６，３０４３，２９９６，２９１８，２８５５，２２７５，１１０６，１０５１ｃｍ^-1；¹ＨＮＭＲ (２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃)δ２．４５−２．５６(ｍ，２Ｈ)，３．２７ (ｄ，２Ｈ，Ｊ＝５．２Ｈｚ)，３．９２−４．０２（ｍ，１Ｈ），７．２３−７．４１ (ｍ，１５Ｈ)；Ｍａｓｓ（ＥＩ）２５９，２４３，１６５，１０５，７７.

実施例２：（±）−３−アセチルオキシ−４−トリフェニルメトキシブタンニトリル：
（±）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリル（１．０３ｇ、３．００ｍｍｏｌ）に対し、窒素雰囲気のもと、無水酢酸（１．５３ｇ、１５．００ｍｍｏｌ）及びピリジン（０．２６ｇ、３．３０ｍｍｏｌ）を添加し、そして生じた混合物を一晩室温で攪拌した。反応完了後（ＴＬＣ）、反応混合物を酢酸エチル（２５ｍＬ）で希釈し、そして１Ｎ塩酸（２０ｍＬ）で処理した。有機層を分離し、食塩水で洗浄し、そして無水硫酸ナトリウム上で脱水した。溶媒を蒸発させ、そして残渣を、溶出剤として酢酸エチル−ヘキサン（１５：８５）を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製し、ほぼ定量的な収率で必要な３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルを生成した。ＩＲ（ＫＢｒ）３４６６, ３０６６，３０１９，２９２５，２８６３，２２３５，１７４１，１２２３，１００４ｃｍ^-1；ＨＮＭＲ (３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃）δ２．０９ (ｓ，３Ｈ)，２．７６（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝５．６９，５．７９ Hz），３．９２−４．０２（ｍ，１Ｈ），７．２３−７．４１（ｍ，１５Ｈ）; Ｍａｓｓ（ＥＩ）２５９，２４３，１６５，１０５，７７.

実施例３：３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルの分割手順
３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリル（１．５０ｇ）のジイソプロピルエーテル（１６０ｍＬ）溶液に対し、リパーゼ（１．５０ｇ）及び酢酸ビニル（６当量）を連続的に添加し、そして室温でオービタルシェーカー内で振とうした。ＨＰＬＣ解析により反応が約５０％完了したことが示唆された後、反応混合物を濾過し、そして残渣をジイソプロピルエーテルで３回洗浄した。一まとめにした有機層を減圧下で蒸発させ、そして溶出剤として酢酸エチル−ヘキサン（２０：８０）を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製を行い、相当の（Ｒ）−酢酸塩、続いて（Ｓ）−アルコールを生成した。

（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリル：融点１４４〜１４６℃；［α］²⁹ _D＝−７．６４（Ｃ１．５，ＣＨＣｌ₃）：ＩＲ，ＮＭＲ及び質量スペクトルデータは、ラセミの３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルと同一である。

（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリル：融点１５５〜１５８℃；［α］²⁹ _D＝＋２４．４４（Ｃ１．３５，ＣＨＣｌ₃）：ＩＲ，ＮＭＲ及び質量スペクトルデータは、ラセミの３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルと同一である。

実施例４：キラルＨＰＬＣ解析：
ＨＰＬＣ解析は、島津社製ＬＣ−１０ＡＴシステム制御装置と、検出器として波長ＵＶモニターを備えたＳＰＤ−１０Ａとから成る機器上で実施した。解析は、キラルカラム(Chiralcel OD, Daicel)と、移動相としてヘキサン：イソプロパノール（９０：１０）を用いて、０．５ｍＬ／分の流速で実施し、そしてＵＶ−２５４ｎｍでモニタリングした。ラセミの酢酸塩を、ＨＰＬＣ上での比較のための基準試料として、実施例２に記載のように調製した。

実施例５：（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トシルオキシブタンニトリル：
（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリル（３．８５ｇ、１０．００ｍｍｏｌ）のメタノール（４０ｍＬ）溶液に対し、Ｋ₂ＣＯ₃（６．９０ｇ、５０．００ｍｍｏｌ）を添加し、そして室温で２時間攪拌した。ＴＬＣにより反応の完了が示唆された後、Ｋ₂ＣＯ₃を濾過し、そして残渣を２０ｍＬのメタノールで洗浄した。一まとめにした濾液に対し、ｐ−トルエンスルホン酸（７．６１ｇ、４０．００ｍｍｏｌ）を添加し、そして一晩室温で攪拌した。反応完了後、反応混合物中の溶媒を蒸発させ、そして残渣をカラムクロマトグラフィーで精製して３，４−ジヒドロキシブタンニトリルを得た。上述のようにして得られた３，４−ジヒドロキシブタンニトリルに対し乾燥ジクロロメタン（１００ｍＬ）、酸化ジブチルスズ（０．５０ｇ、２．００ｍｍｏｌ）及びｐ−トルエンスルホニルクロリド（２．２９ｇ、１２．００ｍｍｏｌ）を添加し、そして約１時間攪拌した。反応混合物を１００ｍＬの水で処理し、そして有機層を分離し、そして水相をジクロロメタン（１２５ｍＬ）で抽出した。一まとめにした有機層を硫酸ナトリウム上で脱水し、そして残渣を残すように蒸発させて、これを、溶出剤として酢酸エチル−ヘキサン（３０：７０）を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製し、６０％の収率で表題の化合物を生成させた。［α］²⁶ _D＝＋１３．５（ｃ１．４５，エタノール）；ＩＲ（ニート）３４７４，３０５９，２９３３，２９０２，２２２０，１５８４，１３４９，１１６９，１０９８，９９６ｃｍ^-1；ＨＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃)δ２．４８ (ｓ，３Ｈ)，２．５２−２．６７（ｍ，２Ｈ)，４．０６ (ｄ，２Ｈ，Ｊ＝５．４Ｈｚ)，４．１５−４．２２（ｍ, １Ｈ)，７．３８ (ｄ，２Ｈ，Ｊ＝８．３Ｈｚ），７．８０ (ｄ, ２Ｈ，Ｊ＝８．３Ｈｚ); Ｍａｓｓ（ＥＩ）２５５（Ｍ＋），１７３，１５５，１３９，１２２，９１．

実施例６：（Ｒ）−ＧＡＢＯＢ：
（Ｒ）−３−ヒドロキシ−４−トシルオキシブタンニトリル（３．５０ｇ、１３．７０ｍｍｏｌ）のエタノール（４０ｍＬ）溶液に対し、過剰なアンモニア水を添加し、一晩還流氏、そして反応混合物中の溶媒を蒸発させた。生じた残渣に対し、濃塩酸を添加し、そして溶媒の蒸発から６時間８０℃に加熱し、粗製（Ｒ）−ＧＡＢＯＢを含有する残渣をイオン交換クロマトグラフィー上で精製した（アンバーライトＩＲ−１２０Ｈ⁺）。カラムは最初に、画分が中性になるまで水で溶出し、そしてその後、１０％ＮＨ₄ＯＨで溶出した。塩基性画分の蒸発は濃厚な油をもたらし、これを最小量の水の中で溶解し、無水エタノールを添加して白色固体としての（Ｒ）−ＧＡＢＯＢ（８４％）をもたらした。水−エタノールからの（Ｒ）−ＧＡＢＯＢの再結晶は、白色結晶としての純粋な（Ｒ）−ＧＡＢＯＢを７３％の収率でもたらした。融点２１１−２１３℃；［α］²⁸ _D＝−２０．７ (ｃ１．０，Ｈ₂Ｏ）; ¹ＨＮＭＲ (２００ＭＨｚ，Ｄ₂Ｏ）δ２．４３（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝５．９Ｈｚ），２．９５（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ₁，＝９．６６Ｈｚ, Ｊ₂ ＝１３．３８Ｈｚ），３．１８（ｄｄ, １Ｈ, Ｊ₁ = ３．７２Ｈｚ，Ｊ₂ ＝１３．３８Ｈｚ)，４．１０−４．３０（ｍ，１Ｈ); ¹³ＣＮＭＲ (５０ＭＨｚ, Ｄ₂Ｏ) δ４２．３，４４．０，６５．５，１７８．５；Ｍａｓｓ（ＥＩ）１１８（Ｍ⁺−Ｈ）７４，６０，４３．

実施例７：（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリフェニルメトキシブタンアミド：
１５ｍＬのエタノール中の（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリル（５．１５ｇ、１５．０１ｍｍｏｌ）の攪拌溶液に対し、室温で、アンモニア水（５０ｍＬ）を添加し、そして、反応混合物の温度を２５℃未満に維持しながら、Ｈ₂Ｏ₂（１００倍量）（３４ｍＬ、３００．００ｍｍｏｌ）を分けて添加した。添加終了後、生じた反応混合物を激しく２５〜３０℃で攪拌し、そして反応の進行をＴＬＣでモニタリングした。反応完了がＴＬＣで示唆された後（一晩）、反応体積を元の体積の約５０％にまで減圧下濃縮し、そして生じた混合物をジクロロメタン（３ｘ７５ｍＬ）で抽出した。一まとめにした有機層を無水硫酸ナトリウム上で脱水し、そして溶媒は残渣が残るように蒸発し、これを、溶出剤として酢酸エチル−ヘキサン（８０：２０）を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製し、ほぼ定量的な収率で（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンアミドを生成させた。融点９６〜１００℃；［α］²⁷ _D＝− １８．０８ (ｃ１．０，メタノール）；ＩＲ（ＫＢｒ）３４６７，３３４９，３０１２，２９８０，２９１８，２８３９，１６７１，１０９８，１０７６ｃｍ^-1；¹ＨＮＭＲ（３００ＭＨｚ, ＣＤＣｌ₃） δ２．３６（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝６．５Ｈｚ），３．１３−３．１６（ｍ，２Ｈ)，３．２８ (６Ｓ，１Ｈ), ４．１１−４．１５（ｍ，１Ｈ）, ５．４４（ｂｒ，ｓ，１Ｈ), ７．１８−７．３８（ｍ，９Ｈ)，７．３９−７．４２（ｍ，６Ｈ）；Ｍａｓｓ（ＥＩ）３６１，２５９，２４３，１６５，７７．

実施例８：（Ｓ）−５−トリチルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オン：
（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンアミド（４．３３ｇ、１２．００ｍｍｏｌ）のピリジン（２５ｍＬ）溶液に対し、Ｐｂ（ＯＡｃ）₄（７．４５ｇ、１６．８０ｍｍｏｌ）を添加し、そして生じた反応混合物を窒素雰囲気の下室温で１時間攪拌した。反応の完了がＴＬＣにより示唆された時に、反応混合物をジクロロメタン（１００ｍＬ）に溶解させ、そして続いて１Ｎの塩酸（１２５ｍＬ）で処理した。生じた反応混合物をセライトパッドで濾過し、そして残渣を３回ジクロロメタン（５０ｍＬ）で洗浄した。一まとめにした濾液と洗浄液に由来する有機層を分離し、そして水層をジクロロメタン（２ｘ１００ｍＬ）で抽出した。ピリジンを含まない有機層を食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウム上で脱水し、そして粗製オキサゾリジノンの残渣が残るように濃縮し、これを溶出剤として酢酸エチル−ヘキサン（５０：５０）を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製し、純粋な５−トリチルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンを８５％の収率でもたらした。［α］²⁶ _D＝＋２５．０ (ｃ１．０，メタノール）ＩＲ（ＫＢｒ）３２４７，２９３３，２８８６，２８２４，１７４１, １０１２，９４９ｃｍ^-1；¹ＨＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃） δ3.24 （ｄｄ，１Ｈ，Ｊ，＝４．５Ｈｚ，Ｊ₂ ＝１０．４Ｈｚ），３．３６−３．４８（ｍ，３Ｈ），３．５７−３．６４（ｍ，１Ｈ），４．７１−４．７７（ｍ，１Ｈ），５．２７（ｂｒ，ｓ，１Ｈ)，７．２１−７．４４（ｍ，９Ｈ), ７．４６−７．４７（ｍ，６Ｈ); Ｍａｓｓ（ＥＩ）２７４，２５８，２４３，１８３, １６５，１０５，７７．

実施例９：（Ｓ）−５−ヒドロキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オン：
６０ｍＬのメタノール中の（Ｓ）−５−トリチルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オン（７．１８ｇ、２０．００ｍｍｏｌ）の攪拌溶液に対し、室温で、ｐ−トルエンスルホン酸（７．１６ｇ、４０．００ｍｍｏｌ）を添加し、そして攪拌を一晩続けた。反応完了後（ＴＬＣ）、反応混合物中の溶媒を蒸発させ、そして残渣を溶出剤としてメタノール−酢酸エチル（５：９５）を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製し、純水な５−ヒドロキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンを８８％の収率で生成させた。融点７０〜７３℃；［α］²⁷ _D＝+３２．８３ (ｃ０．６，エタノール）；¹ＨＮＭＲ(２００ＭＨｚ, ＤＭＳＯ (ｄ₆))δ３．３５−３．７５（ｍ，４Ｈ），４．５０−４．６４（ｍ，１Ｈ）４．８５ (ｂｒｓ, １Ｈ).

実施例１０：（Ｓ）−５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オン：
ｐ−トルエンスルホニルクロリド（２．７４ｇ、１４．３６ｍｍｏｌ）及びＥｔ₃Ｎ（１．４５ｇ、１４．３６ｍｍｏｌ）を、２０ｍＬのジクロロメタン中に分散させた５−ヒドロキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オン（１．４０ｇ、１１．９７ｍｍｏｌ）に添加し、そして一晩室温で窒素雰囲気の下攪拌した。反応完了後（ＴＬＣ）、反応混合物中の溶媒を蒸発させ、そして残渣を溶出剤として酢酸エチル−ヘキサン（７０：３０）を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製し、５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンを８０％の収率で生成させた。融点９６〜９９℃；［α］²⁷ _D＝＋４５．４０ (ｃ１．２５，ＣＨＣｌ₃）；ＩＲ（ＫＢｒ）３３０２，２９８０，２９２５，２８７１，１７５７，１６９４，１３５７，１１８４，１０９０，９９６，９６５ｃｍ^-1; ¹ＨＮＭＲ(２００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ₃） δ２．４７ (ｓ，３Ｈ), ３．４０−３．５０（ｍ，１Ｈ）, ３．６４−３．７４（ｍ，１Ｈ），４．１４ (ｄ，２Ｈ， J ＝４．４Ｈｚ)，４．７１−４．８２（ｍ，１Ｈ）, ７．３５ (ｄ, ２Ｈ，Ｊ＝８．２Ｈｚ)，７．７８ (ｄ, ２Ｈ，Ｊ＝８．２Ｈｚ); Ｍａｓｓ（ＥＩ）２７１，２０７，１７３，１５５，１３９, ９１．

実施例１１：（Ｒ）−５−シアノメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オン：
（Ｓ）−５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オン（０．５４ｇ、１．９９ｍｍｏｌ）のメタノール−水（１５−３ｍＬ）の攪拌溶液に対し、ＮａＣＮ（０．３９ｇ、８．００ｍｍｏｌ）を室温で添加し、続いて還流するまで４時間加熱した。反応完了後、反応混合物中の溶媒を完全に蒸発させ、そして残渣を溶出剤として酢酸エチル−ヘキサン（７０：３０）を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製し、５−シアノメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンを７０％の収率で生成させた。［α］²⁶ _D＝＋４．５ (ｃ１．０, メタノール）；ＩＲ（ニート）３３４９，２９１８，２８３９，２２４３，１７１０，１２５５，１０５１ｃｍ^-1; ¹ＨＮＭＲ(２００ＭＨｚ，ＣＤ₃ＯＤ) δ２．５７（ｄ, ２Ｈ，Ｊ＝６．６Ｈｚ）, ３．２０−３．５５（ｍ，２Ｈ)，４．００−４．１８（ｍ，１Ｈ）.

実施例１２：（Ｒ）−４−アミノ−３−ヒドロキシ酪酸（ＧＡＢＯＢ）：
（Ｒ）−５−シアノメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オン（０．１５ｇ、１．２ｍｍｏｌ）と濃塩酸（１５ｍＬ）の混合物を攪拌し、そして８０〜９０℃で６時間加熱した。ＴＬＣで反応完了が示唆された後、反応混合物中の溶媒を蒸発させ、そして残渣をイオン交換カラムクロマトグラフィー（アンバーライトＩＲ−１２０Ｈ⁺）で精製した。最初に、回収した画分が中性になるまで水で溶出し、そしてその後、１０％ＮＨ₄ＯＨで溶出した。塩基性画分中の溶媒を蒸発させ、そして最小量の水で再溶解し、そしてエタノールで粉砕して、溶媒の蒸発後、無色の固体としての（Ｒ）−ＧＡＢＯＢを得た。融点２０９〜２１２℃；［α］²⁸ _D＝−２０．１ (ｃ１．０，Ｈ₂Ｏ);¹ＨＮＭＲ，¹³ＣＮＭＲ及び質量データは、（Ｒ）−３−アセトキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルから調製した（Ｒ）−ＧＡＢＯＢのデータと同一である。

本発明の主な利点：
β−ヒドロキシニトリル又はビシナルシアノヒドリンは重要であり、且つ有機合成において多用途の化合物である。これは、光学的に純粋な形態にあるこれらのヒドロキシニトリルが合成操作に多数の機会を提供し、アミノアルコール、ヒドロキシアミド、ヒドロキシ酸、ヒドロキシエステル等のように広範なキラルシントンをもたらすためである。更に、３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルの高い官能性（トリチルオキシ基、ヒドロキシル基、ニトリル基）が、それを生物学的に重要な、光学的に純粋な種々の化合物の合成のための非常に有用な中間体にするためである。また、この方法において得られた中間体は、最大限の光学純度のものであり、これは、標的である生物学的に重要な化合物の調製にとって必須である。更に、このようなエナンチオ収束的方法であれば、分割方法の後の不所望なエナンチオマー（Ｓ−エナンチオマー）も、標的分子の調製に首尾よく利用され、それにより前記方法の全収率が増大する。

Claims

（Ｒ）−ＧＡＢＯＢの立体選択的調製のための化学酵素的なエナンチオ収束的方法であって、
（ｉ）３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルをエステル交換し、そして、リパーゼ及び酢酸ビニルの存在下リパーゼ媒介型の速度論的分割により得られるエナンチオマーを分離し；
（ｉｉ）（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルを（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換し；そして
（ｉｉｉ）（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルを（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換すること、
を含んで成る方法。
アセチル化剤が、３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルのエステル交換に利用されている、酢酸ビニル及び酢酸イソプロペニルから成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
リパーゼが、改質セラミック粒子上に固定されたシュードモナス・セパシア(Pseudomonas cepacia)リパーゼ（ＰＳ−Ｃ）、珪藻岩上に固定されたシュードモナス・セパシアリパーゼ（ＰＳ−Ｄ）、シュードモナス・セパシア（ＰＳ）、シュードモナス・フルオレセンス(Pseudomonas fluroescens)リパーゼ（ＡＫ）、ムコール・メイヘイ(Mucor meihei)由来の固定化リパーゼ(Lipozyme)、カンジダ・ルゴサ(Candida rugosa)リパーゼ（ＣＲＬ）、及び焼結ガラス上のＳｏｌ−Ｇｅｌ−ＡＫ内に固定されたカンジダ・アンタルチカ(Candida antartica)リパーゼ（ＣＡＬＢ）、から成る群から選択される、請求項１に記載の方法。
段階（ｉ）が、ジイソプロピルエーテル、ヘキサン、ジエチルエーテル、トルエン、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン及びジオキサンから成る群から選択される溶媒の存在下で達成される、請求項１に記載の方法。
段階（ｉ）が、ピリジン、トリエチルアミン、ＤＭＡＰ、及び２，６−ルチジンから成る群から選択される１又は複数の塩基性添加物の存在下で達成される、請求項１に記載の方法。
分割されたエナンチオマーのリサイクルは、両エナンチオマーのエナンチオマー過剰率が９９％超であるため回避される、請求項１に記載の方法。
（Ｒ）−３−アセチルオキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルが、Ｋ₂ＣＯ₃及びｐ−トルエンスルホン酸を用いてメタノール中で処理し、続いて、ｐ−トルエンスルホニルクロリド及びＥｔ₃Ｎを用いてＢｕ₂ＳｎＯの存在下ジクロロメタン中で処理することにより（Ｒ）−３−ヒドロキシ−４−トシルオキシブタンニトリルに変換される、請求項１に記載の方法。
（Ｒ）−３−ヒドロキシ−４−トシルオキシブタンニトリルが、段階（ｉｉｉ）において、アンモニア水、続いて希塩酸を用いて処理することにより、ワンポット(single-pot)で（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換される、請求項１に記載の方法。
（Ｓ）−３−ヒドロキシ−４−トリチルオキシブタンニトリルが、アンモニア及び過酸化水素を用いて、続いてＰｂ（ＯＡｃ）₄を用いてピリジン中で処理することにより（Ｓ）−５−トリチルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに変換される、請求項１に記載の方法。
（Ｓ）−５−トリチルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンが、ｐ−トルエンスルホン酸を用いてメタノール中で処理し、その後、ｐ−トルエンスルホニルクロリド及びＥｔ₃Ｎを用いてジクロロメタン中で処理することにより（Ｓ）−５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに変換される、請求項１に記載の方法。
（Ｓ）−５−トシルオキシメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンが、ＮａＣＮを用いて処理することにより（Ｒ）−５−シアノメチル−１，３−オキサゾリジン−２−オンに変換され、続いて、塩酸を用いて処理することにより（Ｒ）−ＧＡＢＯＢに変換される、請求項１に記載の方法。