JP2015518014A - アミノ酸のデーン塩を使用することによるジアミドゲル化剤の合成 - Google Patents

アミノ酸のデーン塩を使用することによるジアミドゲル化剤の合成 Download PDF

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Abstract

本発明は、式Iによる化合物の合成方法であって、以下の段階:a) 式IIによるデーン塩、および式IIIによるデーン塩を、カップリング試薬と反応させる段階、b) 式IVによるジアミンを、反応混合物に添加する段階、およびc) 酸を前記反応混合物に添加して、反応のpH値を<7に調整する段階を含み、前記式中、LはC2〜C20−アルキル基、C6〜C20−アリール基、またはC7〜C20−アルキルアリール基を表し、R1およびR2は同一または異なっていてよく、且つ、水素原子、C1〜C4−アルキル基、C1〜C4−ヒドロキシアルキル基、C1〜C4−チオエーテル基、C6〜C20−アリール基、C7〜C20−アルキルアリール基、C7〜C20−アルキルヒドロキシアリール基、1〜4つのヘテロ原子を有するC4〜C20−アルキルヘテロアリール基、またはC1〜C4−アルキルカルボキシ成分(酸、アミドであってよいか、またはC1〜C6−アルキル基またはC7〜C20−アルキルアリール基でエステル化されていてよい)を表す、R3はC1〜C4−アルキル基を表す、R4は水素原子またはC1〜C4−アルキル基を表す、R5はC1〜C4−アルキル基を表す、且つ、Xはアルカリ金属を表す、前記方法に関する。

Description

本発明は、ジアミンおよびアミノ酸のデーン塩(Dane salt)からのジアミドゲル化剤の合成方法に関する。
一般式
Figure 2015518014
[式中、R1およびR2はアミノ官能性末端基であり、且つLは分子量14〜500g/molの結合成分である]
のジアミド化合物は、当該技術分野において、液体組成物を濃くするためのゲル化剤として役立つことが公知である。かかるゲル化剤は、例えばWO2011/112912号A1およびWO2011/112887号A1内に記載されている。
ゲル化剤は、構造および好ましい質感を消費者向け液体製品、例えば液体洗剤組成物にもたらすために使用される。さらには、ゲル化剤は、製品内の他の成分、例えば酵素および漂白剤を安定化することができる。しかしながら、ゲル化剤は、ゲル化剤と組成物の他の成分との間の不適合性および望ましくない副作用、例えば液体組成物のくもりを防ぐように慎重に選択されるべきである。
ジアミドゲル化剤は、広範な消費者向け製品と適合性があり且つ製品の透明性に影響しない他のゲル化剤を上回る著しい利点をもたらす。
ジアミドゲル化剤の合成は、WO2011/112887号A1内に記載されている。この合成において、N−ベンジルオキシカルボニル−L−バリンは、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミドを結合剤として使用して、ジアミノプロパンに結合される。従って、現在公知のジアミドゲル化剤の合成は、N−ベンジルオキシカルボニルまたはN−(tert−ブチルオキシカルボニル)で保護されたアミノ酸の使用を必要とする。しかしながら、かかる合成方法は、主に、保護されるアミノ酸のコストに起因して高価であり、且つ、保護基を除去するための追加的な段階が必要とされる。
従って、ジアミドゲル化剤の合成のために、より安価であり且つより速い方策が必要とされている。
このために、本発明は、式I
Figure 2015518014
による化合物の合成方法であって、以下の段階:
a) 式II
Figure 2015518014
によるデーン塩、および式III
Figure 2015518014
によるデーン塩を、カップリング試薬と反応させる段階、
b) 式IV
Figure 2015518014
によるジアミンを、反応混合物に添加する段階、および
c) 酸を前記反応混合物に添加して、反応のpH値を<7に調整する段階
を含み、前記式中、
LはC2〜C20−アルキル基、C6〜C20−アリール基、またはC7〜C20−アルキルアリール基を表し、
1およびR2は同一または異なっていてよく、且つ、水素原子、C1〜C4−アルキル基、C1〜C4−ヒドロキシアルキル基、C1〜C4−チオエーテル基、C6〜C20−アリール基、C7〜C20−アルキルアリール基、C7〜C20−アルキルヒドロキシアリール基、1〜4つのヘテロ原子を有するC4〜C20−アルキルヘテロアリール基、またはC1〜C4−アルキルカルボキシ成分(酸、アミドであってよいか、またはC1〜C6−アルキル基またはC7〜C20−アルキルアリール基でエステル化されていてよい)を表す、
3はC1〜C4−アルキル基を表す、
4は水素原子またはC1〜C4−アルキル基を表す、
5はC1〜C4−アルキル基を表す、且つ、
Xはアルカリ金属を表す、
前記方法を提供する。
アルキル基は、直鎖、分枝鎖、または環式の炭化水素鎖である。直鎖、分枝鎖および環式構造の組み合わせであってもよい。Cn〜Cm−アルキルは、n〜m個の炭素原子を有する炭化水素である。
アリール基は、芳香族の炭化水素である。アリールは、単環式または多環式であってよい。多環式のアリールの場合、個々の芳香環が融合していてもよいし、炭素−炭素の単結合によって接続されていてもよい。適したアリール基の例は、フェニル、ビフェニル、ナフチル、アントリルまたはフェナントリルである。Cn〜Cm−アリールは、n〜m個の炭素原子を有する芳香族炭化水素である。
ヘテロアリール基は、1〜4つのヘテロ原子、好ましくは1〜2つのヘテロ原子を含有する芳香族炭化水素である。ヘテロ原子は、酸素、硫黄および/または窒素であってよい。ヘテロアリールは、単環式または多環式であってよい。ヘテロアリール基は、その炭素原子または窒素原子のいずれかを介して主分子に結合され得る。
アルキルアリール基は、1つまたはそれより多くのアルキル基で置換されたアリール基である。アルキルアリール基は、そのアルキルまたはアリールの炭素原子の任意のものを介して主分子に結合され得る。Cn〜Cmアルキルアリールは、n〜m個の炭素原子を含有する。
アルキルヘテロアリール基は、1つまたはそれより多くのアルキル基で置換されたヘテロアリール基である。アルキル置換基は、芳香族の炭素原子または窒素原子のいずれかを介してヘテロアリールに結合され得る。アルキルヘテロアリール基は、アルキルの炭素原子および/またはヘテロアリールの炭素原子または窒素原子のいずれかを介して主分子に結合され得る。
ヒドロキシアルキル基は、1つまたはそれより多くのヒドロキシル基で置換されたアルキル基である。C1〜C4ヒドロキシアルキル基は、1〜4個の炭素原子を含有する。
チオエーテル基は、チオエーテル結合によって接続された2つのアルキル基に関する。C1〜C4チオエーテル基は、合計で1〜4個の炭素原子を含有する。チオエーテル基は、その炭素原子のいずれかを介して主分子に結合され得る。
アルキルヒドロキシアリール基は、アリールの炭素原子のいずれかがヒドロキシル基によって置換されているアルキルアリール基である。アルキルヒドロキシアリール基は、そのアルキルまたはアリールの炭素原子のいずれかを介して主分子に結合され得る。Cn〜Cmアルキルヒドロキシアリールは、n〜m個の炭素原子を含有する。
1〜C4−アルキルカルボキシル成分は、酸、アミドであってよいか、またはC1〜C6−アルキル基またはC7〜C20−アルキルアリール基でエステル化されていてよい。アミドの場合、アミド官能基の窒素は、2つの水素原子によって置換されている。アルキルエステル基は、直鎖、分枝鎖、または環式の炭化水素基である。直鎖、分枝鎖および環式構造の組み合わせであってもよい。アルキルアリール基は、1つまたはそれより多くのアルキル基で置換されたアリール基である。アルキルアリール基は、そのアルキルまたはアリールの炭素原子のいずれかを介してカルボキシル部分に結合され得る。C1〜C4アルキルカルボキシ基は、合計で1〜4個の炭素原子を含有する。
式IIおよびIIIによるデーン塩の形態でのアミノ酸を使用することによって、本発明は、N−ベンジルオキシカルボニルまたはN−(tert−ブチルオキシカルボニル)で保護されたアミノ酸についての必要性を回避する。さらには、式IIおよびIIIにおけるエナミン成分は、酸性条件下で容易に開裂してα−アミノ基を脱保護する。従って、保護基を除去するための追加的な段階は必要とされない。
式IIおよびIIIによるデーン塩は、相応のβ−ケトカルボン酸エステルとアミノ酸との塩基触媒反応を通じて容易に入手可能である。本発明のさらなる利点として、β−ケトカルボン酸エステルとアミノ酸とからのデーン塩の合成を、in−situで行うことができ、なぜなら、段階a)の前にデーン塩をこの反応混合物から単離する必要がないからである。
特段記載されない限り、本発明の文脈において言及されるデーン塩の、R3およびR4を保持する2つの炭素原子を結合する二重結合に関する任意のE/Z異性体の表示は、この化合物のこの結合に関する全ての他のE/Z異性体を同様に含むとして解釈されるべきである。溶液中に、通常、平衡状のE−配置およびZ−配置デーン塩が存在する。
好ましくは、R1およびR2は独立して水素原子、n−ブチル基、t−ブチル基、プロピル基、シクロプロピル基、エチル基、またはアミノ酸アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、セリン、トレオニン、グルタミン、アスパラギン、グルタミン酸のエステル、またはアスパラギン酸のエステルの側鎖の1つを表す。ここで、「側鎖」との表現は、αアミノ酸のα炭素原子に結合された置換基を示す。グルタミン酸またはアスパラギン酸のエステルは、側鎖のカルボン酸成分上でC1〜C6−アルキルまたはC7〜C20−アルキルアリール基でエステル化されている。好ましくは、グルタミン酸またはアスパラギン酸のエステルは、側鎖のカルボン酸成分上で、エチル基でエステル化されている。上述のアミノ酸について、側鎖は、メチル、イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、2−チオメチル−エチル、ベンジル、4−ヒドロキシベンジル、3−メチルインドール、ヒドロキシメチル、1−ヒドロキシエチル、カルボキサミドエチル、カルボキサミドメチル、アルコキシカルボニルエチル、アルコキシカルボニルメチル、アリールアルコキシカルボニルエチルまたはアリールアルコキシカルボニルメチルである。特に好ましい実施態様において、R1およびR2は独立してC1〜C4−非置換アルキル基を表す。他の特に好ましい実施態様において、R1およびR2は独立してアミノ酸アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、またはフェニルアラニンの側鎖の1つを表す。
1およびR2は同一または異なっていてよい。R1とR2とが同一である場合、式IIおよびIIIによるデーン塩は同一である、即ち、単独のデーン塩を使用して式Iによるジアミド化合物を合成する。生じるジアミド化合物は対照的に置換されている。他方で、R1とR2とが異なる場合、式Iによる得られるジアミド化合物は異なって置換されたジアミド化合物の混合物である。
好ましくは、R3はメチルを表す。R4は好ましくは水素を表す。R5は好ましくはメチルまたはエチルを表す。特に好ましい実施態様において、R3はメチルを表し、R4は水素を表し、且つR5はエチルを表す。この場合、式IIおよびIIIによるデーン塩を、エチル3−オキソブタノエートと相応のアミノ酸との反応によって合成できる。
Xは好ましくはナトリウム原子またはカリウム原子を表す。より好ましくは、Xはカリウム原子を表す。
本発明の特に好ましい実施態様において、式IIおよびIIIによるデーン塩は以下の一覧から選択される。
Figure 2015518014
Figure 2015518014
Figure 2015518014
Figure 2015518014
本発明の方法の段階a)において、式IIおよびIIIによるデーン塩を、カップリング試薬と反応させて、活性化されたアミノ酸のデーン塩をもたらす。活性化されたアミノ酸のデーン塩は、アミノ基に対して反応性があり、且つ、式IVによるジアミノ化合物と反応して、アミド結合の形成によってアミノ酸をジアミノ化合物に結合することができる。好ましくは、アミノ酸は、混合無水物の形成によって活性化される。この目的のために適したカップリング試薬は、例えば、ピバロイルクロリド、メシルクロリド、ビフェニルホスホリルクロリドまたはイソブチルクロロホルメートである。カップリング試薬は、カップリング試薬の群であってもよい。
式IIおよびIIIによるデーン塩と、カップリング試薬との間の反応を、溶液中で行う。反応温度は、溶剤の融点および沸点、および反応物の熱安定性に従って調節される。好ましくは、温度−10〜+30℃、より好ましくは0〜20℃で反応を行う。
好ましくは、式IIおよびIIIによるデーン塩と、カップリング試薬との間の反応を、極性の非プロトン性溶液中で行う。本発明のために適した溶剤は、例えば、ジクロロメタン、メチルtert−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトンまたはそれらの混合物である。
好ましくは、式IIおよびIIIによるデーン塩をまず溶剤中に懸濁させる。代替的に、式IIおよびIIIによるデーン塩を上述のとおり、in−situで合成することもできる。その後、カップリング試薬を添加し、その反応混合物を、デーン塩が完全にカップリング試薬と反応するまで撹拌する。好ましくは、反応時間は12時間まで、より好ましくは30分〜2時間である。
式IVによる好ましいジアミノ化合物は、LがC6〜C12−直鎖アルキル基、1,4−ジメチルシクロヘキシル基またはキシレン基を表すものである。特に好ましい実施態様において、式IVによるジアミノ化合物は以下の一覧から選択される。
Figure 2015518014
段階b)における反応を、段階a)と同じ温度で行うことができる。しかしながら、好ましくは、ジアミノ化合物が段階a)の反応混合物に添加された後、温度が10〜30℃に調節される。ジアミノ化合物の添加後、反応が完了に達するまで反応混合物を撹拌する。好ましくは、反応混合物を、12時間まで、より好ましくは10分〜1時間撹拌する。
好ましくは、ジアミノ化合物を、塩基、より好ましくは非求核性の塩基と共に添加する。この目的のために適した化合物は、例えばトリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、またはそれらの混合物である。
段階b)の後、反応混合物を、酸および水の添加の添加によって酸性化する。酸性化は、エナミン成分の加水分解をもたらし、式Iによるジアミノ生成物を放出する。好ましくは、反応混合物のpHを、エナミン成分の完全な加水分解を確実にする値に、より好ましくはpH1〜2に調整する。好ましくは、酸は塩酸の水溶液である。
式Iによるジアミド生成物を、さらに、in−situで処理するか、または段階c)の後に反応混合物から単離することができる。好ましくは、式Iによるジアミド生成物は、段階c)の後に反応混合物から単離される。これは、酸性の水相を水不混和性の有機溶剤で抽出し、引き続き、塩基性のpH、好ましくはpH10より上に調整し、且つ、ジアミド生成物を水不混和性の有機溶剤によって抽出することによって達成できる。ジアミド生成物はさらに、有機相からの結晶化によって精製できる。
本発明の好ましい実施態様において、本発明の方法を、段階a)およびb)において、極性の非プロトン性溶剤を使用して、段階a)の間は温度0〜20℃で、段階b)の間は10〜30℃で、且つ、段階c)においてはpH1〜2で行う。この実施態様においては、デーン塩およびカップリング剤が段階a)において混合無水物を形成し、且つ、段階b)において、段階a)の生成物と式IIIによるジアミノ化合物との間の反応は、非求核性の塩基の存在下で行われる。
実施例
実施例1
N−(3−エトキシ−1−メチル−3−オキソプロプ−1−エニル)−L−バリンカリウム塩の合成
L−バリン(117.2g、1.0mol)、KOH(85%、66.0g、1mol)およびエチル3−オキソブタノエート(140.2mL、1.1mol)を、酢酸イソプロピル(1L)中で溶解する。反応混合物を加熱して、ディーン・スターク装置を使用して還流させる。32mLの水を1.75時間の間に単離する。少量の沈殿物が形成される。500mLを留去する。
デーン塩溶液を次の段階のために直接的に使用する。
単離された試料の分析:
Figure 2015518014
実施例2
N−(3−エトキシ−1−メチル−3−オキソプロプ−1−エニル)−L−フェニルアラニンカリウム塩の合成
L−フェニルアラニンのためのデーン塩を実施例1について記載したとおりに調整する。
単離された試料の分析:
Figure 2015518014
実施例3
Figure 2015518014
の合成
酢酸イソプロピル(1.77L)を、実施例1のデーン塩溶液に添加し、その混合物を10℃に冷却する。ピバロイルクロリド(123.1mL、1mol)を添加する。温度が17℃に上昇する。その反応混合物を17℃で45分間撹拌し、再度、10℃に冷却する。別途のフラスコ内で、1,12−ジアミノドデカン(91.1g、0.46mol)を酢酸イソプロピル(1.57L)およびトリエチルアミン(0.16L、1.14mol)中、50℃で溶解させる。該溶液を10℃に冷却する。1,12−ジアミノドデカン溶液を1回でデーン塩溶液に添加する。温度が20℃に上昇する。反応混合物を室温で30分間撹拌する。水(1.36L)を、反応混合物に添加し、且つ、濃HCl(0.51L)を添加することによってpHを1〜2に調整する。酢酸イソプロピルを留去する(約3L)。水相を分離し、酢酸イソプロピル(0.68L)で洗浄する。有機相を廃棄する。水相を濃縮し(約1Lが留去される)、且つ酢酸イソプロピル(1.0L)で処理する。pH値をNaOH(0.4L)溶液の添加によって10〜11に調整する。相分離を70℃で実施する。有機相を分離し、70℃で水で洗浄する。溶液を0℃に冷却し、且つ、析出物をろ過除去し、冷たい酢酸イソプロピル(2×0.2L)で洗浄し、60℃で真空中で乾燥させる。収率: 121.4g (2段階にわたり67%)。
Figure 2015518014
実施例4
Figure 2015518014
の合成
実施例2からのデーン塩を出発反応物として使用すること以外、実施例3と同じ手順を使用する。
Figure 2015518014
実施例5
Figure 2015518014
の合成
1,4−シクロヘキサンジメタンアミンをジアミンとして使用すること以外、実施例3と同様の手順を使用する。
Figure 2015518014

Claims (13)

  1. 式I
    Figure 2015518014
    による化合物の合成方法であって、以下の段階:
    a) 式II
    Figure 2015518014
    によるデーン塩、および式III
    Figure 2015518014
    によるデーン塩を、カップリング試薬と反応させる段階、
    b) 式IV
    Figure 2015518014
    によるジアミンを、反応混合物に添加する段階、および
    c) 酸を前記反応混合物に添加して、反応のpH値を<7に調整する段階
    を含み、前記式中、
    LはC2〜C20−アルキル基、C6〜C20−アリール基、またはC7〜C20−アルキルアリール基を表し、
    1およびR2は同一または異なっていてよく、且つ、水素原子、C1〜C4−アルキル基、C1〜C4−ヒドロキシアルキル基、C1〜C4−チオエーテル基、C6〜C20−アリール基、C7〜C20−アルキルアリール基、C7〜C20−アルキルヒドロキシアリール基、1〜4つのヘテロ原子を有するC4〜C20−アルキルヘテロアリール基、またはC1〜C4−アルキルカルボキシ成分(酸、アミドであってよいか、またはC1〜C6−アルキル基またはC7〜C20−アルキルアリール基でエステル化されていてよい)を表す、
    3はC1〜C4−アルキル基を表す、
    4は水素原子またはC1〜C4−アルキル基を表す、
    5はC1〜C4−アルキル基を表す、且つ、
    Xはアルカリ金属を表す、
    前記方法。
  2. 1およびR2が同一または異なっていてよく、且つ、水素原子、n−ブチル基、t−ブチル基、プロピル基、シクロプロピル基、エチル基、またはアミノ酸アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、セリン、トレオニン、グルタミン、アスパラギン、グルタミン酸のエステルまたはアスパラギン酸のエステルの側鎖の1つを表す、請求項1に記載の方法。
  3. LがC6〜C12−直鎖アルキル基、1,4−ジメチルシクロヘキシル基またはキシレン基を表す、請求項1または2に記載の方法。
  4. 3がメチル基を表す、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
  5. 4が水素原子を表す、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。
  6. 5がメチル基またはエチル基を表す、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
  7. XがNaまたはKである、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
  8. 式IIおよびIIIにおけるR3およびR4が互いに対してシス配置を有する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
  9. カップリング試薬がピバロイルクロリド、メシチルクロリド、ビフェニルホスホリルクロリドまたはイソブチルクロロホルメートからなる群、またはそれらの混合物から選択される、請求項1から8までのいずれか1項に記載の方法。
  10. 段階c)において、pH値をpH1〜2に調節する、請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法。
  11. 段階a)における反応を、−10〜+30℃の温度で行う、請求項1から10までのいずれか1項に記載の方法。
  12. 段階a)およびb)における反応を、極性の非プロトン性溶剤中で行う、請求項1から11までのいずれか1項に記載の方法。
  13. 溶剤が、ジクロロメタン、メチルtert−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトンからなる群、またはそれらの混合物から選択される、請求項12に記載の方法。
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