JP2016516744A - プレガバリンの調製のための方法および中間体 - Google Patents

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Abstract

本発明は、式(IA)の化合物の製造のための方法を提供する。本発明はさらに、式(IA)の化合物からプレガバリンへの変換のための改良された方法を提供する。【化1】

Description

本発明は、(S)−(+)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(プレガバリン)の製造において使用するための、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノンおよびその誘導体の製造に関する。本発明はさらに、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノンからプレガバリンへの変換のための改良された方法に関する。プレガバリンは、ヒトαδカルシウムチャネルサブユニットに対する結合親和性を呈するγ−アミノ酸である。
プレガバリン、または(S)−(+)−3−アミノメチル−5−メチル−ヘキサン酸((S)−II)、
Figure 2016516744
は、てんかん、神経因性疼痛、線維筋痛および全般性不安障害の治療用に承認されている、Lyrica(登録商標)中の活性剤である。プレガバリンは、米国特許第5,563,175号において論じられている通りの抗けいれん活性、および米国特許第6,001,876号において論じられている通りの抗侵害受容活性を呈する。プレガバリン(II)の薬理活性は、カルシウムチャネルのアルファ−2−デルタ(αδ)サブユニットとの結合の結果であると仮定されている。プレガバリン(II)は、精神運動刺激、炎症、胃腸損傷、アルコール依存症、不眠症、ならびに不安神経症、鬱病、躁病および双極性障害を包含する種々の精神障害に関連する生理学的状態等、他の状態において有用性を有するとしても記述されている。
プレガバリンを製造するための多数の方法が開示されてきた。5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)は、有用な前駆体として同定されている。
Figure 2016516744
化合物(I)は、本明細書で論じられている多数の他の化合物と共通して、4−オキソブタン酸誘導体の環化異性体であるとみなされ得ることが分かるであろう。4−オキソブタン酸の誘導体は、開鎖形態として、または環状形態としてのいずれかで存在することができる。
Figure 2016516744
これらの2つの異性形態は、平衡状態で共存することができ、2つの形態の相対寄与は、種の正確な化学的性質によって決まることになる。
国際特許出願公開第PCT/US2008/004699号(WO2008/127646A2として公開されている)は、化学的または酵素媒介性還元的アミノ化を使用する、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)または開環異性形態のエステル(XIII、ここでRはアルキルである)から(II)への変換を提唱している。トランスアミナーゼ酵素の使用は、好ましい((S)−II)鏡像異性体を選択的に提供するであろうことが示唆されている。
Figure 2016516744
エステル(XIII)は、4−メチルペンタナール(III)から、ジイソブチルアミンの存在下での適切なハロアセテートによるアルキル化によって調製される。前駆体(I)は、エステル(XIII)のエステル加水分解によって、またはグリオキシル酸(IV)による4−メチルペンタナール(III)の縮合および後続の二重結合の還元によってのいずれかで作製される。酵素媒介性還元の使用も、所望の立体化学を導入する手法として示唆されている。
Figure 2016516744
国際特許出願公開第PCT/IN2010/000140号(WO2011/086565として公開されている)は、関連する方法を開示している。4−メチルペンタナール(III)およびグリオキシル酸(IV)の縮合生成物を、α−メチルベンジルアミン等のキラルアミンと反応させて、ピロロン(V)を得る。水素化によりある程度の立体選択性が得られ、脱保護によりキラル形態のプレガバリン(II)が得られる。
Figure 2016516744
プレガバリン(II)のまたさらに改良された合成が求められている。費用効率が高く、かつ安全な方法を提供することがとりわけ望ましい。特に、商業規模で行うことができ、容易に入手可能な、安価かつ安全な出発材料および試薬を使用し、困難な分離の必要性を回避する、プレガバリン(II)の合成を提供することが重要である。
本発明は、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)の製造のための改良された方法、およびこれらの改良された方法において有用である中間体を提供する。
第一の態様A1において、本発明は、式(VI)による化合物
Figure 2016516744
を提供する。
第一の実施形態A1E1において、本発明は、式(VI)による化合物[式中、Rは、
水素、
(C〜C)アルキル、
(C〜C)ハロアルキル、
(C〜C)アルコキシ(C〜C)アルキル、
(C〜C)アルケニル、
ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル、
シクロアルキル基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル(C〜C)アルキル、
ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール、
アリール基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール(C〜C)アルキル、
−C(O)−、ならびに
−SO
から選択され、
は、
水素、
(C〜C)アルキル、
(C〜C)ハロアルキル、
(C〜C)アルコキシ(C〜C)アルキル、
(C〜C)アルケニル、
ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル、
シクロアルキル基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル(C〜C)アルキル、
ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール、ならびに
アリール基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール(C〜C)アルキル
から選択され、
は、
(C〜C)アルキル、
(C〜C)ハロアルキル、
(C〜C)アルコキシ(C〜C)アルキル、
(C〜C)アルケニル、
ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル、
シクロアルキル基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル(C〜C)アルキル、
ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール、ならびに
アリール基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール(C〜C)アルキル
から選択される]
を提供する。
さらなる実施形態A1E2において、本発明は、式(VI)の化合物が、式(VI)による5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノンであるように、Rが水素である、実施形態A1E1による化合物を提供する。
Figure 2016516744
さらなる実施形態A1E3において、本発明は、式(VI)の、実施形態A1E1による化合物
Figure 2016516744
[式中、Rは、キラル(C〜C15)炭化水素基である]
を提供する。
さらなる実施形態A1E4において、本発明は、式(VI)の化合物が式(VI)〜(VI)の化合物であるように、Rが、(R)−または(S)−α−メチルベンジル、(R)−または(S)−1−(1−ナフチル)エチル、(R)−または(S)−1−(2−ナフチル)エチル、メンチルおよびボルニルから選択される、実施形態A1E3による化合物を提供する。
Figure 2016516744
さらなる実施形態A1E5において、本発明は、Rが、R−C(O)−またはR−SO−であり、RおよびRが、キラル(C〜C15)炭化水素基である、実施形態A1E1による化合物を提供する。
別の態様A2において、本発明は、式(IX)の化合物
Figure 2016516744
を提供する。
式(IX)の化合物は、(E)もしくは(Z)幾何異性体として、または2つの幾何異性体の混合物としてのいずれかで、存在し得る。
第一の実施形態A2E1において、本発明は、式(IX)の化合物[式中、
nは1であり、Mは、Li、Na、K、Rb、NH 、((C〜C)アルキル)NH 、((C〜C)アルキル)NH 、((C〜C)アルキル)NHおよび((C〜C)アルキル)から選択されるか、または
nは2であり、M2+は、Mg2+、Ca2+およびZn2+から選択される]
を提供する。
さらなる実施形態A2E2において、本発明は、nが1であり、Mが、NH および((C〜C)アルキル)NH から選択される、実施形態A2E1による化合物を提供する。
さらなる実施形態A2E3において、本発明は、nが1であり、Mが、Li、NaおよびKから選択される、実施形態A2E1による化合物を提供する。
別の態様A3において、本発明は、式(VII)の化合物
Figure 2016516744
を提供する。
第一の実施形態A3E1において、本発明は、式(VII)の化合物[式中、−X−は、単結合、−CH−、−O−、−NH−,−N((C〜C)アルキル)−、−N(ベンジル)−、または
Figure 2016516744
を表す]を提供する。
さらなる実施形態A3E2において、本発明は、
4−(2−メチルプロペニル)−5−ピロリジン−1−イル−5H−フラン−2−オン;
4−(2−メチルプロペニル)−5−ピペリジン−1−イル−5H−フラン−2−オン;
4−(2−メチルプロペニル)−5−モルホリン−4−イル−5H−フラン−2−オン;および
1,4−ビス−(4−(2−メチルプロペニル)−5H−フラン−2−オン−5−イル)ピペラジン
から選択される、実施形態A3E1による化合物を提供する。
別の態様A4において、本発明は、式(VIII)の化合物
Figure 2016516744
を提供する。
第一の実施形態A4E1において、本発明は、式(VIII)の化合物[式中、−Y−は、単結合、−CH−、−O−、−NH−、−N((C〜C)アルキル)−、−N(ベンジル)−、または
Figure 2016516744
を表す]を提供する。
さらなる実施形態A4E2において、本発明は、
4−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)モルホリン;
1−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)−ピペラジン、
1−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)−4−メチルピペラジン、
4−エチル−1−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)−ピペラジン、
4−ベンジル−1−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)−ピペラジン、および
1,4−ビス−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)ピペラジン
から選択される、実施形態A4E1による化合物を提供する。
別の態様A5において、本発明は、式(VI)の化合物の製造のための方法であって、式(VII)の化合物を、酸触媒の存在下、水で処理するステップを含む方法を提供する。
第一の実施形態A5E1において、本発明は、式(VI)の化合物の製造のための方法であって、
(a)式(VII)の化合物
Figure 2016516744
[式中、−X−は、単結合、−CH−、−O−、−NH−、−N((C〜C)アルキル)−、−N(ベンジル)−、または
Figure 2016516744
を表す]
を調製するステップと、
(b)式(VII)の化合物を、酸触媒の存在下、水で処理するステップと
を含む方法を提供する。
さらなる実施形態A5E2において、本発明は、ステップ(a)からの式(VII)の化合物が、加水分解ステップ(b)の前に単離される、実施形態A5E1による方法を提供する。
さらなる実施形態A5E3において、本発明は、式(VII)または(VII)の化合物が加水分解ステップ(b)の前に単離されないように、加水分解ステップ(b)がステップ(a)の直後に行われる、実施形態A5E1による方法を提供する。
さらなる実施形態A5E4において、本発明は、式(VII)の化合物が、式(VIII)の化合物
Figure 2016516744
[式中、−Y−は、単結合、−CH−、−O−、−NH−、−N((C〜C)アルキル)−、−N(ベンジル)−、または
Figure 2016516744
を表す]を、グリオキシル酸またはその水和物で処理することによって調製される、実施形態A5E1、A5E2またはA5E3による方法を提供する。
別の態様A6において、本発明は、Rが、水素、R−C(O)−およびR−SO−以外である、式(VI)の化合物の製造のための方法であって、式(VI)の化合物を、酸触媒の存在下、アルコールR−OHで処理するステップを含む方法を提供する。
実施形態A6E1において、本発明は、Rが、水素、R−C(O)−およびR−SO−以外である、式(VI)の化合物の製造のための方法であって、
(a)上記で定義した通りの実施形態A5E1、A5E2、A5E3およびA5E4のいずれかによる方法を使用して、式(VI)の化合物を調製するステップと、
(b)式(VI)の化合物を、酸触媒の存在下、アルコールR−OHで処理するステップと
を含む方法を提供する。
別の態様A7において、本発明は、Rが、水素、R−C(O)−およびR−SO−以外である、式(VI)の化合物の製造のための方法であって、式(VII)の化合物を、化学量論酸の存在下、アルコールR−OHで処理するステップを含む方法を提供する。
実施形態A7E1において、本発明は、Rが、水素、R−C(O)−およびR−SO−以外である、式(VI)の化合物の製造のための方法であって、
(a)式(VII)の化合物を調製するステップと、
(b)式(VII)の化合物を、化学量論酸の存在下、アルコールR−OHで処理するステップと
を含む方法を提供する。
別の態様A8において、本発明は、RがR−C(O)−である、式(VI)の化合物の製造のための方法であって、式(VI)の化合物を、酸塩化物R−C(O)−Clまたは酸無水物(R−C(O))Oで処理するステップを含む方法を提供する。
実施形態A8E1において、本発明は、RがR−C(O)−である、式(VI)の化合物の製造のための方法であって、
(a)上記で定義した通りの実施形態A5E1、A5E2、A5E3およびA5E4のいずれかによる方法を使用して、式(VI)の化合物を調製するステップと、
(b)式(VI)の化合物を、酸塩化物R−C(O)−Clまたは酸無水物(R−C(O))Oで処理するステップと
を含む方法を提供する。
別の態様A9において、本発明は、RがR−SO−である、式(VI)の化合物の製造のための方法であって、式(VI)の化合物を、スルホニルクロリドR−SO−Clで処理するステップを含む方法を提供する。
実施形態A9E1において、本発明は、RがR−SO−である、式(VI)の化合物の製造のための方法であって、
(a)上記で定義した通りの実施形態A5E1、A5E2、A5E3およびA5E4のいずれかによる方法を使用して、式(VI)の化合物を調製するステップと、
(b)式(VI)の化合物をスルホニルクロリドR−SO−Clで処理するステップと
を含む方法を提供する。
別の態様A10において、本発明は、4−メチル−2−ペンテナールのエナミン誘導体の製造のための方法を提供する。
第一の実施形態A10E1において、本発明は、4−メチル−2−ペンテナールのエナミン誘導体の製造のための方法であって、アセトアルデヒドを、好適なアミンの存在下、イソブチルアルデヒドと反応させるステップを含む方法を提供する。
さらなる実施形態A10E2において、本発明は、好適なアミンが第二級アミンである、実施形態A10E1による方法を提供する。
さらなる実施形態A10E3において、本発明は、第二級アミンが、((C〜C)アルキル)NH、ピロリシン、ピペリシン、モルホリン、ピペラジン、N−メチルピペラジン、N−エチルピペラジンおよびN−ベンジルピペラジンから選択される、実施形態A10E2による方法を提供する。
さらなる実施形態A10E4において、本発明は、第二級アミンが、ピロリシン、ピペリシン、モルホリンおよびピペラジンから選択される、実施形態A10E3による方法を提供する。
さらなる実施形態A10E5において、本発明は、反応が酸触媒の存在下で実施される、実施形態A10E1、A10E2、A10E3およびA10E4のいずれかによる方法を提供する。
さらなる実施形態A10E6において、本発明は、イソブチルアルデヒドが、アセトアルデヒドの添加前に好適なアミンと合わせられる、実施形態A10E1、A10E2、A10E3、A10E4およびA10E5のいずれかによる方法を提供する。
さらなる実施形態A10E6において、本発明は、イソブチルアルデヒドおよびアセトアルデヒドが反応容器に同時に添加される、実施形態A10E1、A10E2、A10E3、A10E4およびA10E5のいずれかによる方法を提供する。
別の態様A11において、本発明は、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)の製造のための方法を提供する。
Figure 2016516744
第一の実施形態A11E1において、本発明は、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)または薬学的に許容できるその塩の製造のための方法であって、
(a)5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI
Figure 2016516744
を調製するステップと、
(b)前記5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI)を、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I
Figure 2016516744
に変換するステップと、
(c)前記5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)を、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)に変換するステップと
を含む方法を提供する。
さらなる実施形態A11E2において、本発明は、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)が(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸((S)−II)であり、
Figure 2016516744
前記(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸が、少なくとも80%の鏡像体過剰率を有する、実施形態A11E1による方法を提供する。
さらなる実施形態A11E3において、本発明は、ステップ(a)が、上述した通りの実施形態A5E1、A5E2、A5E3またはA5E4による方法を含む、実施形態A11E1またはA11E2による方法を提供する。
さらなる実施形態A11E4において、本発明は、ステップ(b)が、
(b1)5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI)を、金属酸化物、水酸化物、炭酸塩もしくは重炭酸塩、アンモニア、モノ、ジもしくはトリ−(C〜C)アルキルアミン、またはテトラ−(C〜C)アルキルアンモニウムヒドロキシドで処理して、式(IX)の塩
Figure 2016516744
[式中、
nは1であり、Mは、Li、Na、K、Rb、NH 、((C〜C)アルキル)NH 、((C〜C)アルキル)NH 、((C〜C)アルキル)NHおよび((C〜C)アルキル)から選択されるか、または
nは2であり、M2+は、Mg2+、Ca2+およびZn2+から選択される]
を形成するステップと、
(b2)式(IX)の塩を水素化して、式(X)の塩
Figure 2016516744
を取得するステップと、
(b3)式(X)の塩を酸で処理するステップと
を含む、実施形態A11E1、A11E2またはA11E3による方法を提供する。
さらなる実施形態A11E5において、本発明は、ステップ(b)が、
(b1)5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI)を、実施形態A1E3で定義されている通りの式(VI)の化合物[式中、Rは、キラル(C〜C15)炭化水素基である]に変換するステップと、
(b2)式(VI)の化合物を水素化して、式(XI)の化合物
Figure 2016516744
[式中、Rは、キラル(C〜C15)炭化水素基である]
を取得するステップと、
(b3)式(XI)の化合物を酸で処理して、((S)−I)を得るステップと
を含む、実施形態A11E1、A11E2またはA11E3による方法を提供する。
別の態様A12において、本発明は、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)の製造のためのさらなる方法を提供する。
第一の実施形態A12E1において、本発明は、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)または薬学的に許容できるその塩の製造のための方法であって、
(a)5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI
Figure 2016516744
を調製するステップと、
(b)5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI)を、アンモニアまたはモノ−(C〜C)アルキルアミンで処理して、式(IX)の塩
Figure 2016516744
[式中、nは1であり、Mは、NH および((C〜C)アルキル)NH から選択される]
を形成するステップと、
(c)式(IX)の塩を水素化して、式(X)の塩
Figure 2016516744
を取得するステップと、
(d)式(X)の塩を、トランスアミナーゼまたはアミンオキシダーゼ/イミンレダクターゼ酵素で処理して、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)を提供するステップと
を含む方法を提供する。
さらなる実施形態A12E2において、本発明は、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)が(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸((S)−II)であり、
Figure 2016516744
前記(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸が、少なくとも80%の鏡像体過剰率を有する、実施形態A12E1による方法を提供する。
さらなる実施形態A12E3において、本発明は、ステップ(a)が、上述した通りの実施形態A5E1、A5E2、A5E3またはA5E4による方法を含む、実施形態A12E1またはA12E2による方法を提供する。
別の態様A13において、本発明は、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)の製造のためのさらなる方法を提供する。
第一の実施形態A13E1において、本発明は、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)の製造のためのさらなる方法であって、
(a)3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸(XII)またはその環化異性体(XII
Figure 2016516744
を取得するステップと、
(b)順次にまたは同時に、炭素−炭素二重結合を還元し、α−ケト酸官能基を脱炭酸するステップと
を含む方法を提供する。
さらなる実施形態A13E2において、本発明は、α−ケト酸官能基の脱炭酸の前に、炭素−炭素二重結合を還元して、3−イソブチル−2−オキソペンタン二酸(XV)またはその環化異性体(XV
Figure 2016516744
を提供する、実施形態A13E1による方法を提供する。
さらなる実施形態A13E3において、本発明は、炭素−炭素二重結合の還元の前に、α−ケト酸官能基を脱炭酸して、3−ホルミル−5−メチル−3−ペンテン酸(XVI)またはその環化異性体(XVI
Figure 2016516744
を提供する、実施形態A13E1による方法を提供する。
さらなる実施形態A13E4において、本発明は、α−ケト酸官能基を脱炭酸し、同時に炭素−炭素二重結合を還元する、実施形態A13E1による方法を提供する。
さらなる実施形態A13E5において、本発明は、脱炭酸が、デカルボキシラーゼ酵素の存在下で行われる、実施形態A13E1、A13E2、A13E3またはA13E4による方法を提供する。
さらなる実施形態A13E6において、本発明は、炭素−炭素二重結合の還元が、エノエートレダクターゼ酵素の存在下で行われる、実施形態A13E1、A13E2、A13E3、A13E4またはA13E5による方法を提供する。
別の態様A14において、本発明は、
3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸、
3−イソブチル−2−オキソペンタン二酸、および
3−ホルミル−5−メチル−3−ペンテン酸
から選択される化合物、またはその塩、(C〜C)アルキルエステルもしくは環化異性体を提供する。
別の態様A15において、本発明は、(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸((S)−II)
Figure 2016516744
または薬学的に許容できるその塩の製造のための方法であって、
(a)上記で定義した通りの実施形態A13E1、A13E2、A13E3、A13E4、A13E5またはA13E6のいずれか1つによる方法を使用して、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)を製造するステップと、
(b)前記5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノンを、(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸に変換するステップと
を含む方法を提供する。
別の態様A16において、本発明は、(R)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸を(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸に変換するための方法であって、(R)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸を、トランスアミナーゼ酵素またはアミンオキシダーゼ/イミンレダクターゼ酵素で処理するステップを含む方法を提供する。
別の態様A17において、本発明は、(R)−および(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸の混合物中における(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸の割合を増大させるための方法であって、該混合物を、トランスアミナーゼ酵素またはアミンオキシダーゼ/イミンレダクターゼ酵素で処理するステップを含む方法を提供する。
別の態様A18において、本発明は、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)からプレガバリンへの変換に有用な、トランスアミナーゼ酵素を提供する。
第一の実施形態A18E1において、本発明は、アミノ酸配列
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHX27RGTVVVTHGEGPYX41VDVX45GRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRX147NAYHGVTAVSASMTGX163PX165NSVFGLPLPGFVHLX180CPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELX304KRLETAIEAIEEFPHGFTAX324GHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSX401RIANTCX408DLGLICX415416417GQSVILX424PPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号1)
[ここで、
27は、グルタミン(Q)およびグルタミン酸(E)から選択され、
41は、イソロイシン(I)およびバリン(V)から選択され、
45は、アスパラギン(N)およびヒスチジン(H)から選択され、
147は、アスパラギン(N)およびグルタミン(Q)から選択され、
163は、ロイシン(L)およびメチオニン(M)から選択され、
165は、チロシン(Y)およびヒスチジン(H)から選択され、
180は、トレオニン(T)、グリシン(G)およびセリン(S)から選択され、
304は、アラニン(A)およびセリン(S)から選択され、
324は、グリシン(G)およびセリン(S)から選択され、
401は、リシン(K)およびグルタミン酸(E)から選択され、
408は、トレオニン(T)およびグルタミン(Q)から選択され、
415は、セリン(S)およびアラニン(A)から選択され、
416は、プロリン(P)およびアラニン(A)から選択され、
417は、ロイシン(L)およびメチオニン(M)から選択され、
424は、システイン(C)およびセリン(S)から選択される]
と少なくとも95%相同性を有するアミノ酸配列を有する、トランスアミナーゼ酵素を提供する。
さらなる実施形態A18E2において、本発明は、配列番号1のアミノ酸配列を有する、実施形態A18E1によるトランスアミナーゼ酵素を提供する。
さらなる実施形態A18E3において、本発明は、
27がグルタミン酸(E)であり、
147がグルタミン(Q)であり、
165がヒスチジン(H)であり、
304がセリン(S)であり、
324がグリシン(G)であり、
401がリシン(K)であり、
408がグルタミン(Q)であり、
416がアラニン(A)であり、
417がメチオニン(M)であり、
424がセリン(S)である、
実施形態A18E1またはA18E2によるトランスアミナーゼ酵素を提供する。
さらなる実施形態A18E4において、本発明は、
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHQRGTVVVTHGEGPYIVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRNNAYHGVTAVSASMTGLPYNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELAKRLETAIEAIEEFPHGFTASGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSERIANTCTDLGLICSPMGQSVILCPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号2);
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRNNAYHGVTAVSASMTGLPYNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSALGQSVILCPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号3);
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYVVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSALGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号4);
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGMPHNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPALSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号5);
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYVVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLGCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICAAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号6);および
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVHGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLSCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号7)
から選択されるアミノ酸配列を有する、実施形態A18E2によるトランスアミナーゼ酵素を提供する。
別の態様A19において、本発明は、(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸((S)−II)
Figure 2016516744
または薬学的に許容できるその塩の製造のための方法であって、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)およびアミンを、実施形態A18E1、A18E2、A18E3およびA18E4のいずれか1つによるトランスアミナーゼ酵素で処理するステップを含む方法を提供する。
用語「アルキル」は、指定数の炭素原子を含有する、直鎖または分枝鎖飽和脂肪族炭化水素ラジカルを意味する。アルキルラジカルの例は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ネオペンチルおよびn−ヘキシルを包含する。
用語「アルコキシ」は、酸素原子と結合している上記で定義した通りのアルキル基で構成されている基を意味する。アルコキシ基の例は、メトキシ、エトキシおよびイソプロポキシを包含する。
用語「アルコキシ−アルキル」は、アルコキシ基がアルキル水素原子を置換している、直鎖または分枝鎖飽和脂肪族炭化水素ラジカルを意味する。アルコキシ−アルキル基の例は、2−メトキシエチルである。
用語「ハロアルキル」は、1個または複数の水素原子が、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素によって置きかえられている、上記で定義した通りのアルキル基を意味する。1個を超える水素原子が置きかえられている場合、置きかえハロゲン原子は、同じであってもよいし、または異なっていてもよい。ハロアルキル基の例は、フルオロメチル、ジフルオロメチル、トリフルオロメチル、クロロジフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエチルおよび3−ブロモプロピルを包含する。
用語「アリール」は、フェニルまたはナフチル基を意味する。
用語「アリール−アルキル」は、アリール基がアルキル水素原子を置換している、直鎖または分枝鎖飽和脂肪族炭化水素ラジカルを意味する。アリール−アルキル基の例は、ベンジルである。
用語「シクロアルキル」は、指定数の炭素原子を含有する、飽和単環式または多環式炭素環式環を意味する。単環式シクロアルキル基の例は、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチルおよびシクロヘキシルを包含する。多環式シクロアルキル基の例は、ビシクロ[2,2,1]ヘプチルおよびビシクロ[3,2,1]オクチルを包含する。
アルキルまたはアリール基に関連する用語「置換されていてもよい」は、アルキルまたはアリール基の水素原子が、収載されている基の1つで置きかえられていてよいことを意味する。置換は、アルキルまたはアリール基内の任意の位置で為されてよい。任意選択の置換が「1つまたは複数の基」によるものである場合、最大でアルキルまたはアリール基中に存在する水素の数と等しい数までの、アルキルまたはアリール基の任意の数の水素原子が置きかえられていてよく、各置きかえは、互いに無関係である。
用語「鏡像体過剰率」は、時に「e.e.」と略され、所与の試料について、その対掌体を超過する1つの鏡像異性体の過剰の測定値であり、百分率として表現される。鏡像体過剰率は、次のように定義される:
100×(er−1)/(er+1)
[式中、「er」は、より豊富な鏡像異性体対あまり豊富でない鏡像異性体の比率である]。
5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)は、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)の製造における好都合な中間体である。化学的還元剤の存在下、アンモニアによるラセミ(I)の処理により、ラセミ3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸((R/S)−II)が提供される(WO2008/127646A2を参照)。反応は、開環異性体(I)を伴うと推定される。
Figure 2016516744
トランスアミナーゼ酵素の存在下でのアミン供与体による還元的アミノ化により、鏡像異性的に富化された3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸を提供することができる。好適なアミン供与体は、モノ−アルキルアミン、特にイソプロピルアミン等の第一級アミン、およびα−アミノ酸である。
Figure 2016516744
アンモニアの存在下での、(I)と好適なアミンデヒドロゲナーゼ/イミンレダクターゼとの反応は、プレガバリンにも好適な経路となり得る。NADHもしくはNADPH等の補因子が化学量論量で必要とされ得るか、またはホルメートデヒドロゲナーゼ等の第二のオキシドレダクターゼが補因子を再利用するために包含され得る。
Figure 2016516744
ジヒドロフラノン(I)がC−4位に定義された立体化学を有する場合、この立体化学は、還元的アミノ化反応中、保存され得る。プレガバリンは(S)−立体化学を有するため、ジヒドロフラノン中に既に存在するこの立体化学を有することが好ましい場合がある。
Figure 2016516744
代替として、ジヒドロフラノン(I)をラセミ形態のように使用してよい。次いで、生成物の所望の立体異性体は、トランスアミナーゼ酵素の存在下で転換を行うことによって等、単一の鏡像異性体の立体選択的生成を可能にする条件下で還元的アミノ化反応を行うことによって、またはキラル酸もしくは塩基による結晶化によって等、生成物を別個の分割ステップに供することによってのいずれかで、取得され得る。
ジヒドロフラノン(I)は、以下で説明する方法を使用して、ラセミまたは鏡像異性的に富化された形態で好都合に調製され得る。
第一の方法において、ジヒドロフラノン(I)は、5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI)の還元によって調製される。
Figure 2016516744
還元は、好適な触媒の存在下での水素化によって好都合に遂行され得る。好適な触媒は、均一系および不均一系触媒を包含する。触媒は、典型的には、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウムもしくはニッケル等の遷移金属、またはそれらの塩もしくは酸化物を含む。不均一系触媒は、微粉化した金属および基質支持金属ならびに金属酸化物を包含し、ここで、基質は、炭素、シリカ、アルミナまたは任意の他の好適な不活性材料であってよい。均一系触媒は、遷移金属のホスフィン配位子複合体を包含する。ホスフィン配位子がキラルである場合、触媒はキラルである。アキラル触媒が使用される場合、生成物は、ラセミジヒドロフラノン(I)である。キラル触媒の使用は、ジヒドロフラノン(I)をエナンチオ選択的様式で提供し得る。
水素化反応の選択性、および全収率は、反応がアルカリ性媒質中で行われる場合に改良され得る。理論に縛られることなく、塩基の存在下では、フラノンは主に開環塩(IX)として存在すると考えられている。
Figure 2016516744
触媒を汚染することによって等、水素化プロセスに干渉しない好適な塩基が提供され得る。好適な塩基の例は、アルカリ(Li、Na、KおよびRb等)およびアルカリ土類金属(CaおよびMg等)酸化物、水酸化物、炭酸塩ならびに重炭酸塩を包含する。亜鉛塩等の他の金属塩を使用してもよい。アルカリ金属塩は、それらの良好な溶解性および/または低い毒性により、好ましい場合がある。アンモニア、ならびに第一級、第二級および第三級アミン等のアミン塩基を使用して、アンモニウム塩を調製してよい。テトラ−アルキルアンモニウム塩の形成につながる、テトラ−アルキルアンモニウムヒドロキシドを使用してもよい。
式(IX)の塩の水素化により、式(X)の塩を提供する。
Figure 2016516744
水素化反応後、好適な酸によるこの塩の処理によって、ジヒドロフラノン(I)を回収する。代替として、塩を、トランスアミナーゼまたはアミンオキシダーゼ/イミンレダクターゼ酵素による処理によって、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)に直接変換してよい。この場合、アンモニウムまたはアルキルアンモニウムイオンは補基質に酵素を提供することから、アンモニウム塩(M=NH )または第一級アルキルアンモニウム塩(M=アルキル−NH )を使用することが好ましい場合がある。トランスアミナーゼ酵素と組み合わせたイソプロピルアンモニウム塩の使用は、好ましい例である。
Figure 2016516744
Rが水素以外である、式(VI)のフラノンを、水素化によって還元してもよい。Rが、アルキル、ハロアルキル、アルコキシアルキルアルケニル、シクロアルキル、シクロアルキル−アルキル、アリールまたはアリール−アルキル基である場合、これらのフラノンは、式(VI)の化合物から、酸触媒の存在下、アルコールR−OHとの反応によって調製され得る。RがR−C(O)−である場合、フラノンは、式(VI)の化合物から、場合により塩基、例えば第三級アミンの存在下、酸無水物(R−C(O))Oまたは酸塩化物R−C(O)−Clとの反応によって調製され得る。RがR−SO−である場合、フラノンは、式(VI)の化合物から、場合により塩基、例えば第三級アミンの存在下、スルホニルクロリドR−SO−Clとの反応によって調製され得る。
水素化ステップの後、式(I)のジヒドロフラノンを、還元生成物から、酸(式中、Rは、アルキル、ハロアルキル、アルコキシアルキルアルケニル、シクロアルキル、シクロアルキル−アルキル、アリールまたはアリール−アルキル基である)または塩基(式中、Rは、R−C(O)−またはR−SO−である)による処理によって、生成することができる。
キラルR基の使用により、キラル触媒を必要とせずに、キラル水素化生成物を提供し得る。
例えば、フラノン(VI)をキラルアルコールR−OHと反応させて、キラルエーテル誘導体(VI)を得る。
Figure 2016516744
好適なキラルアルコールは、1−フェニルエタノールおよび1−ナフチルエタノール等のα−アリールアルコール、ならびにメントールおよびボルネオール等のテルペンアルコールを包含し得る。誘導体(VI)の水素化は、エナンチオ選択的様式で進行してよく、次いで、得られた生成物の、好適な酸による水の存在下での処理により、ジヒドロフラノン(I)がキラル形態で提供される。
Figure 2016516744
フラノン(VI)は、式(VII)の化合物
Figure 2016516744
[式中、−X−は、単結合、−CH−、−O−、−NH−、−N((C〜C)アルキル)−、−N(ベンジル)−、または
Figure 2016516744
を表す]
から、酸触媒の存在下、式(VII)の化合物を水で処理することによって調製され得る。好適な酸は、硫酸等の鉱酸を包含する。代替として、式(VII)の化合物を、アルコールR−OHで処理して、式(VI)の化合物[式中、Rは、アルキル、ハロアルキル、アルコキシアルキルアルケニル、シクロアルキル、シクロアルキル−アルキル、アリールまたはアリール−アルキル基である]を直接提供することができる。
式(VII)の化合物は、式(VIII)のジエナミン
Figure 2016516744
[式中、−Y−は、単結合、−CH−、−O−、−NH−、−N((C〜C)アルキル)−、−N(ベンジル)−、または
Figure 2016516744
を表す]と、グリオキシル酸またはその水和物との反応によって、調製することができる。
Figure 2016516744
式(VII)中の−X−は、−Y−が
Figure 2016516744
である場合、−X−が
Figure 2016516744
であることを除いて、式(VIII)の出発材料の中の−Y−に対応することが理解されるであろう。
−Y−が、単結合または−CH−を表す、式(VIII)の化合物は、4−メチル−2−ペンテナールと、ピロリジンまたはピペリジンとの反応によって調製されてきた(Kienzle,F.ら、Helv.Chim.Acta 1985、68(5)、1133〜39)。式(VIII)の他の化合物は、類似的に調製され得る。
代替として、ピロリジン、ピペリジンまたはモルホリン等の好適なアミンの存在下、アセトニトリル等の溶媒中での触媒酸によるイソブチルアルデヒドおよびアセトアルデヒドの縮合により、ジエナミン誘導体(VIII)が提供される。
Figure 2016516744
ピペラジンがアミンとして使用されるならば、ビス−ジエナミンが取得される。
Figure 2016516744
YがNHである、式(VIII)の化合物は、モノ保護ピペラジンをアミンとして使用すること、続いて脱保護ステップによって取得され得る。
ジエチルアミンおよびジ−イソプロピルアミン等の非環式第二級アミンを使用してもよいが、環式第二級アミンが好ましい。
イソブチルアルデヒドおよびアセトアルデヒドのこのモードの反応は、イソブチルアルデヒドが求核試薬として作用する場合に付加物2,2−ジメチル−3−ヒドロキシブタナールのみが得られる直接塩基触媒反応(例えば、炭酸カリウムを塩基として使用する:英国特許第GB834100号)とは異なる。
Figure 2016516744
いかなる特定の理論にも縛られることを望まないが、アセトアルデヒドおよびイソブチルアルデヒドの両方が、最初にそれらのエナミン誘導体に変換されると仮定する。酸触媒の存在下では、より塩基性のイソブチルアルデヒドエナミンが、そのイミニウムイオンに変換される。この求電子種は、アセトアルデヒドエナミンである立体障害の少ない求核試薬と優先的に反応し、このことにより、所望の手法での反応が確実となる。
Figure 2016516744
本発明の方法は、より経済的であり、アセトアルデヒドがO−シリル化エノール誘導体に変換され、向山アルドール条件下でイソブチルアルデヒドとカップリングされる、通常のアセトアルデヒド反応性のこの「極反転」に影響を及ぼす文献の方法よりも、スケールアップの影響を受けやすい。本発明において、両方のカップリングパートナーは同時に活性化され、電子的および立体的効果が、観察された反応性パターンを配向させる。他の利点は、生成物ジエナミンが、所望の5−アミノフラノン(VII)を形成するためのグリオキシル酸との反応のために所望の「活性化」形態の4−メチル−2−ペンテナールであることである。
式(VIII)のこれらのジエナミン誘導体を、単離および精製してよく、または代替として、グリオキシル酸(またはその水和物)で直接処理することができ、これにより、フラノン誘導体(VII)を直接提供する。
フラノン誘導体(VII)を、単離および精製してよい。次いで、酸水溶液での処理により、フラノン(VI)が提供される。
全体的に、上記で列挙した転換は、安価かつ安全な出発材料を使用する、プレガバリンの製造のための短縮経路を提供する。
代替的な実施形態において、ジヒドロフラノン(I)は、イソブチルアルデヒドと2−オキソペンタン二酸(α−ケトグルタル酸)(XIV)との縮合によって容易に取得される、3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸(XII)から調製される。
Figure 2016516744
二酸(XII)からジヒドロフラノン(I)への変換は、脱炭酸ステップおよび還元ステップを必要とする。これら2つのプロセスステップは、別個に行われてよく、この場合、脱炭酸ステップもしくは還元ステップのいずれかを第一ステップとしてもよいし、または2つのプロセスを同時に行ってもよい。還元ステップが最初に行われる場合、中間体(XV)が生成されることになる。脱炭酸ステップが最初に行われる場合、中間体(XVI)が生成されることになる。
Figure 2016516744
還元ステップは、水素化によって等、化学的に行われ得るが、好ましくは、エノエートレダクターゼ酵素で処理することによって等、酵素媒介性還元を使用して実現される。脱炭酸ステップは、好ましくは、化合物をデカルボキシラーゼ酵素で処理することによって実施される。
酵素媒介性転換が企図されている場合、酵素は、担体に固定化された酵素を包含する、単離された酵素であってよく、該酵素は、細胞ホモジネート等の部分的に単離された酵素調製物であってもよく、または単離されていない酵素であってもよく、この場合、全細胞調製物が使用される。細胞は、所望の酵素を自然に発現しているもの、および所望の酵素を発現するように操作されている細胞を包含し得る。
式(I)の化合物の酵素媒介性還元的アミノ化は可逆的であるため、トランスアミナーゼ酵素またはアミンオキシダーゼ/イミンレダクターゼ酵素による3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)の処理は、ジヒドロフラノン(I)の形成につながり得る。これの開環異性体が、エピマー化可能な化合物(I)である。これを考慮すると、そのような酵素を使用して、((R)−II)を((S)−II)に変換するか、または((R)−II)および((S)−II)の混合物の光学純度を増大させることが可能である。
Figure 2016516744
本発明を下記の非限定的な例によって例証し、その中で、下記の略語および定義を使用する:
Figure 2016516744
Figure 2016516744
市販の化学物質は、別段の定めがない限り、受け取ったままで使用した。薄層クロマトグラフィーは、プレコートプラスチックプレート(Merckシリカ60F254)で実施し、UV光およびKMnO浸漬を使用して視覚化した。プロトン(H)および炭素(13C)NMRスペクトルは、VarianINOVA300MHz分光計で記録した。化学シフトは、テトラメチルシランに対して引用されており、残留溶媒ピークを適宜参照する。別段の指示がない限り、キラルHPLC分析は、Agilent1200HPLCシステムを使用して実施し、Chemstationソフトウェアを使用して、またはGalaxieソフトウェアを使用するVarian半分取/分析的HPLCで、データを加工した。
(実施例1)
4−メチル−2−ペンテナールからの4−(2−メチル−1−プロペニル)−5−モルホリノ−5H−2−フラノンの調製
Figure 2016516744
水中グリオキシル酸の50%溶液(29.6g、0.2mol)を、0〜10℃に予め冷却したモルホリン(17.8g、0.2mol)およびヘプタン(75mL)の二相撹拌混合物に添加した。温度を10℃未満に保った。混合物を20℃に加温し、4−メチル−2−ペンテナール(19.6g、0.2mol)を添加した。混合物を45℃で20時間撹拌した。大量の固体が形成された。水(100mL)を周囲温度で添加し、混合物を2時間撹拌した。混合物をシクロペンチルメチルエーテル(100mL)で抽出し、有機溶液を水(100mL)で2回洗浄し、濃縮すると、30.4gの粗生成物が残った。この固体を、メタノール(100mL)からの再結晶によって精製して、17.7g(40%)の純粋な4−(2−メチル−1−プロペニル)−5−モルホリノ−5H−2−フラノンを得た。
GC/MS: m/z=223
1H NMR: δ 6.0 (s, 1H); 5.9 (s, 1H); 5.5 (s, 1H), 3.7 (d, 4H), 2.7 (d, 4H),
2.00 (s, 3H), 1.95 (s, 3H).
(実施例2)
4−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)モルホリンの調製
Figure 2016516744
イソブチルアルデヒド(46.90g、0.65mol、1.43当量)をアセトニトリル(300mL)中で撹拌した。モルホリン(56.63g、0.65mol、1.43当量)、続いてpTsOH(8.63g、0.1当量)を、イソブチルアルデヒド溶液に室温でゆっくり添加した。アセトニトリル(100mL)中のアセトアルデヒド(20g、0.454mol)の溶液を、内部温度を50℃でモニターしながら、1時間かけて滴下添加した。添加完了後、混合物を50℃で30分間撹拌し、次いで、室温に冷却した後、真空での溶媒の蒸発により、橙色油(123.3g)を得た。安息香酸ベンジルを内標準として使用する定量的NMRによる粗製物のアッセイは40%であり、これにより、65%収率の所望のジエナミンを得た。
GC/MS: m/z=167
1H NMR: δ 6.01 (d, 1H); 5.69 (d, 1H); 5.31 (dd, 1H), 3.70 (m, 4H), 2.89 (m,
4H), 1.71 (s, 3H), 1. 63 (s, 3H).
(実施例3)
粗製4−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)モルホリンからの4−(2−メチル−1−プロペニル)−5−モルホリノ−5H−2−フラノンの調製
Figure 2016516744
実施例2の粗製4−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)モルホリンジエナミン(123.3g、40%アッセイ)を、メタノール(300mL)に室温で溶解した。溶解が完了したら、グリオキシル酸(50wt%、60g、1.1当量)を添加し、結果として生じた二相混合物を50℃で18時間撹拌した。反応混合物を室温に冷却し、回転蒸発によって溶媒を除去した。残留物を、酢酸エチル(200mL)と飽和炭酸ナトリウム溶液(200mL)とに分配した。水性相を酢酸エチル(100mL)で抽出し、合わせた有機物をブラインで洗浄し、蒸発させて濃厚油とし、これを静置して凝固させた(89.0g、qNMRにより67%アッセイ、60%収率)。
GC/MS: m/z = 223
NMR: 実施例1の通り。
(実施例4)
イソブチルアルデヒドおよびアセトアルデヒドからのワンポットでの4−(2−メチル−1−プロペニル)−5−モルホリノ−5H−2−フラノンの調製。
Figure 2016516744
イソブチルアルデヒド(102.90g、1.43mol)をアセトニトリル(600mL)中で撹拌した。モルホリン(124.3g、1.43mol)、続いてpTsOH(19.0g、0.1当量)を、イソブチルアルデヒド溶液に室温でゆっくり添加した。アセトニトリル(150mL)中のアセトアルデヒド(44.05g、1.0mol)の溶液を、内部温度を50℃でモニターしながら、1時間かけて滴下添加した。添加完了後、混合物を50℃で30分間撹拌し、次いで10℃未満に冷却した。グリオキシル酸(50wt%、211.3g、1.43mol)を添加し、結果として生じた二相混合物を50℃で18時間撹拌した。反応混合物を室温に冷却し、回転蒸発によって溶媒を除去した。残留物を、酢酸エチル(1L)と飽和炭酸ナトリウム溶液(1L)とに分配した。水性物を酢酸エチルで抽出し、合わせた有機物をブラインで洗浄し、蒸発させて濃厚油とし、これを静置して凝固させた(166g)。粗生成物を室温にてMTBEで細砕した。生成物を濾過によって収集し、MTBEで洗浄して、実施例1において調製された材料と同一の、純粋な4−(2−メチル−1−プロペニル)−5−モルホリノ−5H−2−フラノン(84g、37%収率)を得た。粗固体(166g)の分析は、約50%収率を示した。
(実施例5)
1,4−ビス−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)ピペラジンの調製
Figure 2016516744
アセトニトリル(600mL)中のピペラジン(43.0g、0.5mol)および4−トルエンスルホン酸一水和物(4.4g、0.023mol)の溶液を調製した。この溶液を50℃に加熱し、イソブチルアルデヒド(100mL、1.10mol)を10分間かけて添加した。溶液が赤橙色になり、一時的な白色沈殿物が出現した。次いで、アセトニトリル(30mL)中のアセトアルデヒド(30.8g、0.70mol)の溶液を、シリンジポンプを介して50℃で3時間かけて添加した。懸濁液が形成され、これを50℃で0.5時間撹拌した。溶媒を除去し、残留固体をメタノール(500mL)から−5℃で単離した。これを濾過し、冷やしたメタノールで洗浄し、乾燥させて、52.9g(60%)の1,4−ビス−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)ピペラジンを得た。
GC/MS: m/z=246.
1H NMR: δ 6.00 (d, 2H); 5.70 (d, 2H); 5.28 (dd, 2H); 2.92 (s, 8H); 1.73
(s,6H); 1.68 (s, 6H). 13C NMR (CDCl3): 140.6 (C), 126.3
(CH), 123.4 (CH), 100.2 (CH), 48.2 (CH2), 25.8 (CH3),
18.1 (CH3).
(実施例6)
1,4−ビス−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)ピペラジンからの5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)の調製。
Figure 2016516744
1,4−ビス−(4−メチル−1,3−ペンタジエン−1−イル)ピペラジン(37.3g、0.151mol;実施例5を参照)をメタノール(300mL)に投入した。温度を34℃に調整し、水中グリオキシル酸の50%溶液(44.9g、0.302mol)を迅速に(5分間かけて)添加した。得られた懸濁液を45℃で15時間撹拌し、0〜10℃に2時間冷却し、濾過した。固体をメタノール(100mL)で洗浄し、乾燥させて、純粋な5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)(32.3g、60%)を得た。濃縮によって母液から余分の5%を取得することができる。
1H NMR: δ 5.96 (d, 2H), 5.87 (d, 2H), 5.56 (m, 2H), 2.71 (s, 8H), 2.07-1.90
(m,12H). 13C NMR (CDCl3): 172.3 (C), 159.2 (C), 150.9
(C), 116.6 (CH), 115.4 (CH), 99.2 (CH), 46.7 (CH2), 28.2 (CH3),
21.4 (CH3).
この反応を、イソプロパノール、アセトニトリル−水、トルエン−水中で、またはヘプタン水中で同様の収率で行うこともできる。
(実施例7)
イソブチルアルデヒドおよびアセトアルデヒドからのワンポットでの5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)の調製。
Figure 2016516744
トシック酸(6.5g、0.03mol)を、アセトニトリル(240mL)中のピペラジン(59g、0.69mol)の溶液に投入した。反応物を50℃に加熱し、固体の溶解が観察されるまでかき混ぜた後、イソブチルアルデヒド(138mL、1.51mol)を添加した。反応物を50℃で保持した後、アセトニトリル(30mL)中のアセトアルデヒド(60mL、1.07mol)の溶液を、シリンジポンプを介して容器に3時間かけて投入した。添加が完了したら、反応物をさらに30分間撹拌した後、水中グリオキシル酸の50%w/w溶液(148g、1.0mol)を5分間かけて反応混合物に、続いて水(50ml)を添加した。次いで、反応物を70℃に2時間、次いで50℃に終夜加熱した。次いで、反応物を5℃に冷却し、30分間保持した。5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)が沈殿し、濾過によって単離し、アセトニトリル(2×100mL)で洗浄して、所望生成物(126g、93.5%アッセイ、アセトアルデヒドから66%収率)を得た。
(実施例8)
5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)の溶媒フリー調製
イソブチルアルデヒド(79g、100mL、1.1mol)を三口丸底フラスコに投入し、アルゴンをシステムに通してフラッシュした。ピペラジン(43g、0.5mol)およびTsOH−HO(4.4g、0.023mol)を、ピペラジン(10.75g)およびTsOH−HO(1.1g)を含有する4等分に分けた。第一部のピペラジン(10.75g)の添加は、24℃から35℃までの発熱をもたらした。この後に、第一部のTsOH(1.1g)を続けた。反応物をすべてのピペラジンが溶解するまで(t=35℃)かき混ぜ、その後、第二部のピペラジン(10.75g)、続いてTsOH(1.1g)を添加した(t=41℃)。ピペラジンのすべてが溶解するまで撹拌を続け(t=41℃)、次いで、第三部のピペラジン(10.75g)、続いてTsOH(1.1g)を添加した。第三の投入の後、透明溶液が生成され、次いで、第四部のピペラジン(10.75g)およびTsOH−HO、続いてTsOH(1.1g)を添加した(t=52℃)。添加が完了したら、反応物を50℃で30分間撹拌した。
別のフラスコ(50mL)に、アセトアルデヒド(30.8g、39mL、0.7mol)を投入し、氷水浴(0〜2℃)に入れた。アセトアルデヒドフラスコを、隔膜を介するカニューレよって三口フラスコと接続した。次いで、アルゴン流を、アセトアルデヒドの添加が3時間以内に完了することを確実にする速度で、アセトアルデヒドフラスコに通過させた。すべてのアセトアルデヒドを添加した後、反応物を50℃で30分間撹拌し、次いで40℃に冷却し、50%グリオキシル酸(104g、78mL)を、温度を50℃未満に保つ速度で、45分間かけて滴下添加した。次いで、水(100mL)を添加し、反応物を70℃で5時間加熱した。反応物を氷水浴中で4℃に冷却した。沈殿した生成物を濾過し、濾過ケーキを冷水(100mL)で洗浄した。50℃の真空で乾燥させた後、88.9g(71%)の所望生成物が取得された。沈殿物は、78.5%の表題化合物(HPLCアッセイ)を含有している。
(実施例9)
両方のアルデヒドの同時添加による5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)の代替的調製
ピペラジン(236.6g)を、温度計、添加漏斗(100mL)および還流冷却器が装着された清浄な3Lの乾燥した容器に投入した。pTsOH(25.3g)、続いてアセトニトリル(550mL)を容器に投入した。かき混ぜ機を開始し、容器に窒素を挿入した(inerted)。イソブチルアルデヒド(150mL、全投入の27%)を、かき混ぜたピペラジン/pTsOHスラリーに投入し、約43℃への温度上昇が観察された。次いで、白色懸濁液を50℃(+/−5℃)に加熱した。イソブチルアルデヒド(400mL、全投入の73%)および冷やしたアセトアルデヒド(260mL)の予め混合し冷やした溶液を、清浄な乾燥した1Lの容器に投入し、この混合物を氷浴中に維持した。イソブチルアルデヒド/アセトアルデヒド混合物を、3L容器の内容物に、100mLアリコートで、50℃で5〜6時間かけて投入した。反応フラスコの内容物は、アセトアルデヒドの添加中に、白色懸濁液からワインレッド色の溶液、最終的には橙色懸濁液に変化した。添加完了後、懸濁液を50℃で約0.5から1.0時間かき混ぜた。
グリオキシル酸(50%wt/wt)水溶液を、懸濁液に10〜15分間かけて投入し、温度は約75℃に上昇した。5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)が溶液から結晶化するのが観察された。懸濁液を70℃(+/−5℃)で6時間撹拌し、次いで、撹拌しながら周囲温度に冷却した。次いで、バッチを−5から0℃に冷却し、3〜4時間保持した後、懸濁液を濾過し、ケーキを、冷やしたメタノール(1×500mL)、次いで2×500mLのメタノールで周囲温度にて洗浄した。洗浄した生成物を、真空オーブン内、40〜50℃で乾燥させて一定重量とし、474gの98%純粋な5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)(70%)を得た。
(実施例10)
4−(2−メチル−1−プロペニル)−5−モルホリノ−2(5H)−フラノンまたは5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)からの5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オンの調製。
Figure 2016516744
10%w/w硫酸水溶液(110g)を4−(2−メチル−1−プロペニル)−5−モルホリノ−2(5H)−フラノン(20.0g、0.896mol)に投入し、混合物を4時間またはTLC(100:3 CPME:HOAc)が反応完了を示すまで撹拌還流した。混合物は常に懸濁液のままであった。次いでこれを5℃に冷却し、2時間保持し、濾過した。白色固体を水で洗浄し、乾燥させて、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン(12.9g、93%)を得た。
代替として、硫酸の10%w/w水溶液(412g)を、5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)(60g、0.167mol)を含有する容器に投入した。内容物をかき混ぜ、次いで、還流まで加熱した。反応物を、出発材料が消費されるまで還流で保持し、これを溶解によって決定した。反応が完了したら、バッチを35℃に冷却し、その時点で標的化合物が結晶化し始めた。スラリーを0〜5℃にさらに冷却し、次いで、フィルターに移した。生成物を濾過し、水(2×100mL)で洗浄し、次いで、真空下、50℃未満で乾燥させて、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン(42.0g、81%)を得た。
GC/MS: m/z=154
1H NMR
(CDCl3): δ 6.10 (s, 1H); 5.92 (s, 1H); 5.88
(s, 1H); 5.35 (bs, 1H, O-H); 1.98 (s,3H); 1.93 (s, 3H). 13C NMR
(CDCl3): 172.8 (C), 161.4 (C), 152.3 (C), 115.3 (CH), 114.9 (CH),
99.5 (CH), 28.2 (CH3), 21.4 (CH3).
(実施例11)
イソブチルアルデヒドおよびアセトアルデヒドからのワンポットでの5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オンの調製。
Figure 2016516744
ピペラジン(43.0g、0.5mol)およびイソブチルアルデヒド(200mL)の混合物を、理論量の水(18mL)が収集されるまで、ディーン・スターク下で還流させた。過剰のイソブチルアルデヒドを留去すると、1,4ビス(2−メチルプロペン−1−イル)ピペラジンの結晶塊が残った。これをアセトニトリル(1.2L)に溶解し、過剰のイソブチルアルデヒド(100mL、1.0mol)を添加した。過剰のピペラジン(4.4g)、続いてp−トルエンスルホン酸(4.4g、23.2mmol)を添加した。温度を40℃に調整し、アセトニトリル(40mL)中のアセトアルデヒド(44g、1.0mol)の溶液を4時間かけて添加した。反応混合物を、40℃で1時間および周囲温度で4時間撹拌した。アセトニトリルを留去し、残留物をトルエン(400mL)に懸濁した。50%グリオキシル酸(148g)および水(150mL)の混合物を、0.5時間かけて添加した。次いで、混合物を45℃で15時間撹拌した。固体沈殿物があった。希釈硫酸(10%、1L)を添加し、混合物を3時間還流させた。二相混合物が結果として生じた。トルエン相を分離した。この相は、分析により、約50%収率(アセトアルデヒドに基づく)の5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロペン−1−イル)−2−フラノンを含有していた。
(実施例12)
5−メトキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オンの調製
Figure 2016516744
4−(2−メチル−1−プロペニル)−5−モルホリノ−2(5H)−フラノン(7.70g、34.5mmol)を、HSO(4mL、2.2当量)を加えたMeOH(50mL)中、GCによる出発材料の消失まで3時間、撹拌還流した。反応混合物を室温に冷却した。次いで、溶媒を真空で蒸発させ、残留物をEtOAc(50mL)で希釈した。有機相をHO(3×50mL)で洗浄した。次いで、溶媒を真空で蒸発させて、5−メトキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オンを橙色油(5.50g、95%)として得、これを精製することなく使用することができる。
代替として、5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)(130g、363mmol)およびMeOH(690mL)を、2Lの丸底フラスコに機械的にかき混ぜながら投入して、懸濁液を形成した。濃HSO(43mL、762mmol)を、20〜25℃で撹拌しながら滴下添加し、わずかな発熱が観察され、存在する固体の性質は、分散し簡単に混合された状態からより濃厚なスラリーに変化した。反応混合物を5時間還流させた。0.5時間後、完全溶解(橙色液体)が観察された。5時間後、LCMSは、約99%の所望生成物を示した。混合物を周囲温度に冷却すると、硫酸ピペラジンの結晶体が残った。堆積物を濾過し、濾過ケーキを氷冷MeOH(400mL)で洗浄した。濾液を真空で濃縮し(40℃浴温度)、残留物を、水(50mL)とMTBE(300mL)とに分配した。水層を分離し、さらに抽出した(2×300mLのMTBE)。合わせた有機抽出物を飽和NaHCO水溶液(200mL)で洗浄した。MTBE層を1.5時間撹拌しながらNaSOで乾燥させ、濾過し、蒸発させて、5−メトキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オンを橙色油(120g、98%)として得た。
0.2〜0.3mbar真空、沸点100〜105℃で蒸留した。GC/MS:
m/z=168; 1H NMR (400MHz, CDCl3) δ
5.59 (1H, s) 5.88-5.86 (1H, m) 5.75 (1H, d, J=0.6) 3.53 (3H, s) 2.01-2.00 (3H,
m) 1.97-1.96 (3H, m). 13C NMR (CDCl3): 171.4 (C), 159.2
(C), 151.9 (C), 115.8 (CH), 115.2 (CH), 104.4 (CH), 56.1 (CH3), 28.2
(CH3), 21.4 (CH3).
下記の化合物は、4−(2−メチル−1−プロペニル)−5−モルホリノ−2(5H)−フラノンから、上記の方法の第一に従い、メタノールを、3−メチルブタノール(イソアミルアルコール)、n−ペンタノール(アミルアルコール)またはn−ブタノールで置きかえることによって調製した:
実施例12A
5−(3−メチルブトキシ)−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン
0.4mbar真空、沸点139〜140℃で蒸留した;GC/MS: m/z=224; 1H-NMR
(400MHz, CDCl3) δ 5.94 (1H, s) 5.87-5.84
(1H, m) 5.80 (1H, s) 3.86-3.80 (1H, m) 3.70-3.64 (1H, m) 2.00 (3H, s) 1.96 (3H,
s) 1.77-1.66 (1H, m) 1.57-1.50 (2H, m) 0.93-0.91 (3H, m) 0.91-0.89 (3H, m)
実施例12B
4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)−5−ペンチルオキシフラン−2(5H)−オン
0.08mbar真空、沸点123〜134℃で蒸留した;GC/MS: m/z=224;
1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ 5.94 (s,
1H); 5.86 (s, 1H); 5.80 (s, 1H); 3.84-3.75 (m, 1H); 3.68-3.59 (m, 1H); 2.01 (s,
3H); 1.95 (s, 3H); 1.69-1.59 (m, 2H); 1.38-1.29 (m, 4H); 0.95-0.85 (m, 3H)
実施例12C
5−ブトキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン
0.05mbar真空、沸点136〜146℃で蒸留した;GC/MS: m/z=210;
1H-NMR (400MHz, CDCl3) δ 5.94 (s,
1H); 5.86 (s, 1H); 5.80 (s, 1H); 3.85-3.76 (m, 1H); 3.69-3.60 (m, 1H); 2.00 (s,
3H); 1.95 (s, 3H); 1.68-1.58 (m, 2H); 1.45-1.32 (m, 2H); 0.93 (t, 3H, J=7.4Hz)
(実施例13)
5−メトキシ−4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2(3H)−オンの調製
Figure 2016516744
MTBE(700mL)中の5−メトキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン(100g、実施例12を参照)の溶液、5g(5wt%)の10%Pd/Cを、水素化容器に投入した。1気圧の水素を導入し、反応中、圧力を一定に保った。20℃で7時間後、反応物をセライトパッド(φ60mm、H=30mm)に通して濾過し、MTBE(3×50mL)ですすいだ。濾液を、1M NaHCO溶液(200mL)、水、ブラインで洗浄し、NaSOで乾燥させた。溶媒除去後、5−メトキシ−4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2(3H)−オンが無色液体(98g、96%)として取得された。
GC/MS: m/z=172
1H NMR
(400MHz, CDCl3) δ 5.25 (d, J=5.0Hz, 0.53 H, 主異性体), 5.04 (d, J=2.4Hz, 0.26H, 副異性体), 3.48 (s,
0.92H, 副異性体), 3.46 (s, 1.66H, 主異性体), 2.78 (dd, J=17.7, 8.6Hz, 0.33H), 2.59-2.42 (m, 1.27H, 主異性体), 2.42-2.34 (m, 0.33H, 副異性体), 2.29 (dd,
J=16.7, 11.8Hz, 0.63H, 主異性体), 2.15 (dd, J=17.7, 4.6Hz,
0.33H, 副異性体), 1.67-1.31 (m, 2.63H 両異性体), 1.28-1.19 (m, 0.33H, 副異性体), 0.95-0.86 (m,
6H 両異性体). 13C NMR (CDCl3): 177.7
(C, 主異性体), 176.04 (C, 副異性体),
110.1 (CH, 副異性体), 106.1 (CH, 主異性体), 57.0 (CH3, 副異性体), 56.6 (CH3,
主異性体), 41.2 (CH2, 副異性体), 39.1 (CH2, 副異性体), 38.3 (CH2,
主異性体), 37.1 (CH2, 主異性体), 33.9 (CH, 副異性体), 32.8 (CH, 主異性体), 26.0 (CH, 主異性体), 25.8 (CH, 副異性体), 23.0 (CH3, 主異性体), 22.9 (副異性体), 22.7 (主異性体), 22.6 (副異性体).
同じ一般的方法を使用し、実施例12A、12Bおよび12Cの化合物からそれぞれ出発して、下記の化合物も取得された:
(実施例13A)
5−(3−メチルブトキシ)−4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2(3H)−オン
GC/MS: m/z=228; 1H-NMR (400MHz,
CDCl3) δ 5.35 (0.86H, d, J=5.0Hz) 5.13
(0.14H, d, J=2.7Hz) 3.87-3.79 (m, 1H) 3.57-3.45 (m, 1H) 2.58-2.37 (2H, m)
2.35-2.27 (0.79H, m) 2.20-2.11 (0.21H, m) 1.74-1.62 (1H, m) 1.61-1.44 (4H, m)
1.42-1.31 (1H, m) 0.95-0.86 (12H, m)
(実施例13B)
4−(2−メチルプロピル)−5−ペンチルオキシジヒドロフラン−2(3H)−オン
GC/MS: m/z=228; 1H-NMR (400MHz,
CDCl3) δ 5.35 (0.77H, d, J=5.0Hz) 5.13
(0.23H, d, J=2.6Hz,) 3.83-3.75 (1H, m) 3.55-3.40 (1H, m) 2.59-2.37 (2H, m) 2.32
(0.73H, dd, J=16.6, 11.8Hz) 2.15 (0.27H, dd, J=17.7, 5.0Hz) 1.67-1.45 (4H, m)
1.41-1.25 (5H, m) 0.96-0.86 (9H, m)
(実施例13C)
5−ブトキシ−4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2(3H)−オン
GC/MS: m/z=214; 1H-NMR (400MHz,
CDCl3) δ 5.35 (0.8H, d, J=5.0Hz) 5.13 (0.2H,
d, J=2.6Hz,) 3.85-3.75 (1H, m) 3.56-3.41 (1H, m) 2.59-2.38 (2H, m) 2.31 (0.76H,
dd, J=16.5, 11.7Hz) 2.15 (0.24H, dd, J=17.6, 5.0Hz) 1.66-1.45 (4H, m) 1.43-1.30
(3H, m) 0.95-0.87 (9H, m)
(実施例14)
5−(L−メンチルオキシ)−4−(2−メチル−1−プロペニル)−2(5H)−フラノンの調製および水素化
Figure 2016516744
5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−2−フラノン(59.5g、0.386mol)、L−メントール(89.5g、1.5当量)およびメタンスルホン酸(1.5g)の混合物を、真空下(水を除去するために)、70〜80℃で100時間撹拌した。液塊を(熱いまま)アセトニトリル(450mL)に注ぎ入れ、表題化合物を、冷却、濾過および洗浄によって単離した。収量は76.2g(67%)であった。XRDに好適な結晶を、アセトン溶液の緩徐蒸発によって成長させた。アセタール炭素における配置は、(R)であった。
実施例13の条件を使用する酢酸エチル中での5−(L−メンチルオキシ)−4−(2−メチル−1−プロペニル)−2−フラノンの水素化により、飽和誘導体を定量的収率で得た。H NMRにより、化合物はジアステレオマーの1:1混合物であった。
(実施例15)
5−アセトキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オンの調製
Figure 2016516744
酢酸エチル(100mL)中の5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン(19g、0.123mol)の懸濁液を、固体炭酸ナトリウム(13.1g、0.123mol)および硫酸水素テトラブチルアンモニウム(0.5g)で処理した。無水酢酸(18.8g、1.5当量)を一度に添加した。穏やかに発熱する反応が続いて起こった。混合物を終夜撹拌し、水(100mL)を添加し、有機相を分離した(水性相のpHは6.0であった)。酢酸エチル相を水洗浄し、濃縮すると、固体(24.6g、100%)が残った。これは、TLC(100:3 CPME:酢酸)により純粋であった。この反応が酢酸イソプロピル中で行われるならば、純粋な化合物は、水洗浄後に酢酸イソプロピル溶液を冷却することによって、約70%収率で単離することができる。
m/z: 196
(実施例16)
5−アセトキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オンの水素化
Figure 2016516744
実施例34の材料を、実施例13において概説されているものと同様の条件下で水素化して、90%超収率の5−アセトキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−2(5H)−フラノンを、ジアステレオマーの1:1混合物として得た。生成物には、約5%の4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロフラン−2(5H)−オンが付随している。生成物を、実施例30のように加水分解して、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン/3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸の収率を得ることができる。
(実施例17)
アルカリ性溶液中での5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オンの水素化による5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)ジヒドロフラン−2(3H)−オン(I)の調製
Figure 2016516744
5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロペン−1−イル)−2−フラノン(3.35g、21.7mmol)および水(20mL)を、水素化装置に投入した。次いで、水酸化カリウム(1.21g、1当量)を容器に投入し、内容物を、溶解が起こるまで40℃に加熱した。10%Pd/炭素触媒(0.67g)を容器に投入し、次いで、反応器の内容物を40℃および5barg水素圧力で水素化した。反応が完了したら、反応物を冷却し、触媒を濾過によって除去した。36%塩酸の添加によってpHをpH2に調整し、水性層をトルエンで洗浄して、所望生成物を抽出した。合わせたトルエン抽出物を濃縮して、表題化合物(3.17g、92%)を得た。
(実施例18)
中性溶液中での5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オンの水素化
5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロペン−1−イル)−2−フラノンを、10%w/wのPd/C触媒を加えた出発材料1グラム当たり6mLの水中で水素化した(22時間、40℃、10bar)。濾過して、油性相を水から分離した。これは、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)ジヒドロフラン−2(3H)−オン(I)および4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2−オンの1:1混合物であった。化合物(I)は、酸塩基抽出によって純粋なまま簡単に分離できる。この反応を、2−プロパノールを加えた有機溶媒中で繰り返して、比較的純粋な(I)を得た。
(実施例19)
ワンポットでの5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)からの5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)ジヒドロフラン−2(3H)−オン(I)の調製
Figure 2016516744
5,5’−(ピペラジン−1,4−ジイル)ビス(4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オン)(50.0g、0.14mol)を、硫酸(16.0g、0.163mol)を含有する水(300mL)に投入した。酢酸イソプロピル(200mL)を添加した。50%水湿式5%パラジウム炭素(3.0g)を添加し、混合物を周囲温度で15時間水素化(5bar水素)した。反応混合物を触媒から濾過し、酢酸イソプロピル(300mL)で洗浄し、この酢酸イソプロピルは容器を洗い流すのにも使用した。有機相を分離し、水(100mL)で洗浄し、ロータリーエバポレーターで濃縮して、38.8gの透明油を得た。これは、所望化合物(I)および過還元されたラクトン(4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2−オン)の混合物であった。これを、炭酸カリウム水溶液での抽出によって容易に精製し、トルエンで洗浄した。ギ酸による炭酸カリウム抽出物の酸性化により、所望生成物(I)(25.6g、58%)を得た。
1H NMR
(D2O、K2CO3添加): δ 9.5 (1H), 2.8 (m, 2H), 2.40 (m,2H),
1.55 (m, 2H), 1.30 (m, 2H), 0.95 (m, 6H).
(実施例20)
3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸一カリウム塩の調製。
Figure 2016516744
2Lの丸底フラスコに、300gのα−ケトグルタル酸および450mLの氷水を投入した。撹拌および冷却しながら、450mLの水中314gの水酸化カリウムを投入し、その間、ポット温度を25℃未満に保った。反応器を窒素下に置き、イソブチルアルデヒドを0.2mL/分で50時間かけて添加した。得られた二相黄色溶液を分離し、100mLのMTBEで洗浄した。より低い水性相のpHを3.2〜3.4に調整し、真空下、65℃で1/3の体積に濃縮した。5℃未満に冷却した後、得られた固体を収集し、いくらか少量の水で洗浄して、乾燥した後、60%の3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸一カリウム塩および残りのKClを含有する、230gの白色固体を得た。
1H NMR
(D2O、pH 8-10, 400MHz) δ 6.4 (d, 1H), 3.3 (s, 2H), 2.7 (m, 1H), 0.96 (d, 6H). 13C
NMR (D2O、pH 8-10, 400MHz) δ 23 (2CH3), 31 (CH), 35 (CH2), 133 (C), 164
(CH), 170 (C), 176 (C), 182 (C).
(実施例21)
3−(2−メチルプロピル)−2−オキソペンタン二酸一カリウム塩の調製
Figure 2016516744
実施例20で生成した通りの3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸一カリウム塩の水溶液を、pH6〜8に調整し、5%Pd/Cを添加し、溶液を10bar H 25℃で10時間水素化した。触媒を濾過によって除去し、溶液のpHをpH3.8に調整した。混合物を5℃未満に冷却し、濾過し、少量の冷水で洗浄した。得られた白色結晶を、真空下、40℃で乾燥させて、表題化合物、286g、2ステップにわたって58%収率を得た。
1H NMR
(D2O、pH 8-10, 400MHz) δ 3.5 (m, 1H), 2.5 (dd, 1H), 2.3 (dd, 1H), 1.6-1.5 (m, 2H) 1.3-1.2
(m, 1H) 0.9 (d, 6H). 13C NMR (D2O、pH 8-10, 400MHz) δ 21.7 (CH3),
22.2 (CH3), 25.5 (CH), 38.4 (CH2), 39.3 (CH2),
43.4 (CH), 167.8 (C), 170.6 (C), 180.7 (C).
(実施例22)
大腸菌(E.coli)におけるデカルボキシラーゼ酵素の発現
PubMedを使用して、幅広い活性を持つデカルボキシラーゼ酵素についての文献を調査した。KEGG(京都遺伝子ゲノム百科事典)プログラムを使用して、3−(2−メチルプロピル)−2−オキソペンタン二酸または3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸と構造が幾分類似している化合物に対して活性を持つ微生物のデカルボキシラーゼについて調査した。7つのクラスのデカルボキシラーゼを、いくらかの構造的類似性を持つ化合物に対する活性の報告に基づき、調査のために選択した。デカルボキシラーゼクラスは、グルタミン酸デカルボキシラーゼ、ジアミノピメリン酸デカルボキシラーゼ、インドールピルビン酸デカルボキシラーゼ、分枝鎖α−ケト酸デカルボキシラーゼ、芳香族−L−アミノ−酸デカルボキシラーゼ、リシンデカルボキシラーゼおよびベンゾイルギ酸デカルボキシラーゼであった。証明された、または推定上のデカルボキシラーゼ酵素について、41配列の遺伝子を選択した。遺伝子は、GeneArt(Germany)、DNA2.0(Menlo Park、CA USA)、またはBlue Heron Biotechnology(Bothell、WA USA)によって合成された大腸菌(E.coli)における発現のためにコドン最適化し、発現ベクターpSTRC52(Pfizer Inc.、USA)にクローン化し、発現株大腸菌(E.coli)BDG62(Pfizer Inc.、USA)に入れた(以下の表1)。2つの遺伝子を、PCRによって適切な生物由来のゲノムDNAから増幅させ、同じ発現ベクターおよび大腸菌(E.coli)株にクローン化した。4つのデカルボキシラーゼ酵素をSigmaから購入し、3−(2−メチルプロピル)−2−オキソペンタン二酸に対する活性について試験した。
クローン化したデカルボキシラーゼ遺伝子を含有する各大腸菌(E.coli)株を、適切な抗生物質を加えたLB培養液中で終夜成長させた。少量(50μL〜100μL)の終夜種培養物を使用して、直径20mmの培養管中に、適切な抗生物質を加えた4.0mLのテリフィックブロス培地を植菌した。培養物を、振とうインキュベーター内、32℃および300rpmで成長させた。5時間の成長後、IPTGを0.4mMの最終濃度まで添加して、酵素発現を誘導した。培養物をインキュベーターに戻し、追加で19時間成長させた。
(実施例23)
デカルボキシラーゼ酵素による3−(2−メチルプロピル)−2−オキソペンタン二酸カリウム塩および3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸カリウム塩の脱炭酸
Figure 2016516744
組換えデカルボキシラーゼ酵素を、3−(2−メチルプロピル)−2−オキソペンタン二酸(XV)および3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸(XII)の脱炭酸について、実施例22で記述されている通りに調製した大腸菌(E.coli)細胞を使用して試験した。反応(1mL)は、デカルボキシラーゼ(60mg湿細胞)、50mMの3−(2−メチルプロピル)−2−オキソペンタン二酸または3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸、ThDP(0.1mM)およびMgSO(2.5mM)を加えたリン酸カリウム緩衝液(100mM、pH6.4)中、37℃で行った。3−(2−メチルプロピル)−2−オキソペンタン二酸および3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸の脱炭酸は、UPLCアッセイによって決定した。アリコート(0.1mL)の反応物を、0.5mLのリン酸カリウム緩衝液(100mM、リン酸でpH2.2に調整したもの)および0.3mLの2,4−ジニトロフェニルヒドラジンの溶液(1M HCl:アセトニトリル、3:1、v/v中20mM)により、50℃で30分間処理した。誘導体化された試料を、0.5mLのアセトニトリルで希釈し、濾過し、水:アセトニトリル(55:45、v/v)中0.1%トリフルオロ酢酸により1.1mL/分で溶離するAgilentエクリプス・プラスC18カラム(100mm×3.0mm、1.8μm)でのUPLCによって分析した。カラムを40℃で維持し、流出物を360nmおよびES質量分析でモニターした。3−(2−メチルプロピル)−2−オキソペンタン二酸からの3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸、または3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸からの3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸について、ピークの存在によって陽性結果が指示された。分析の結果を、表1に示す。
Figure 2016516744
Figure 2016516744
Figure 2016516744
(実施例24)
3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸の調製
Figure 2016516744
250mLの丸底フラスコに、シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)ベンゾイルギ酸デカルボキシラーゼ(実施例23を参照)を発現している大腸菌(E.coli)を含む80gの細胞濃縮物を投入した。これに、50mLの水中の3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸一カリウム塩(10g、実施例20を参照)のpH6.2に調整した溶液を、0.5gの硫酸マグネシウムおよび0.5gのチアミンピロリン酸とともに添加した。得られたpH6.2のスラリーを50℃に加熱し、濃HClで6.2から7.2の間に調整されたpHを保ちながら、145時間撹拌した。反応混合物を室温に冷却し、遠心分離した。上澄み液を50mLのMTBEで、かき混ぜを最小限に抑えて洗浄した。水性相のpHを4に調整し、セライトに通して濾過した。濾液を50mLのMTBEで、かき混ぜを最小限に抑えて3回抽出した。MTBEを無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮して、濃厚赤色油とした。この油を数部の熱ヘキサンで抽出し、合わせたヘキサンを0℃未満に冷却し、得られた結晶を単離し、風乾させて、3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸を白色固体(0.6g)として得た。
1H NMR
(D2O、pH 8-10, 400MHz) δ 9.2 (s, 1H), 6.6 (d, 1H), 3.1 (s, 2H), 2.7 (m, 1H), 1 (d, 6H)
(実施例25)
大腸菌(E.coli)におけるエノエートレダクターゼ同族体の発現
リコペルシコン・エスカレンタム(Lycopersicon esculentum)(トマト)12−オキソフィトジエン酸レダクターゼ1(OPR1)を表す遺伝子に対応するDNA配列を、ジーンバンクデータベース(受託番号AC Q9XG54)から呼び出し、GeneArt(Germany)によって合成した。配列を、大腸菌(E.coli)における発現のためにコドン最適化し、大腸菌(E.coli)発現プラスミドpSTRC18(Pfizer Inc.、USA)にサブクローン化した。タンパク質配列を以下に示す。OPR1発現構築物を、指示通りにBL21(DE3)大腸菌(E.coli)(Stratagene、Agilent Technologies、Santa Clara、CA、USA)に転換し、終夜培養物をLB+ストレプトマイシン培地中でインキュベートした。LB培養物を使用して、発現培養物(LB、M9YまたはTB)を植菌し、これを37℃(210rpm)でインキュベートした。培養物が好適なバイオマス濃度(A600でOD1)に到達した後、IPTGを添加し(1mM)、培養物をもう20時間インキュベートした(30℃、210rpm)。細胞を遠心分離(4000×g、30分、4℃)によって収集し、−20℃で貯蔵した。
BLASTPプログラムを使用して、リコペルシコン・エスカレンタム(Lycopersicon esculentum)由来の12−オキソフィトジエン酸レダクターゼ(OPR1)に関係する遺伝子配列について、NCBI非冗長タンパク質配列データベースを調査した。関連遺伝子について38配列を選択し、大腸菌(E.coli)における発現のためにコドン最適化し、pET28b(+)大腸菌(E.coli)発現プラスミド(ノバジェン、EMD Chemicals、Gibbstown、NJ、USA)にサブクローン化した。OPR1関連発現構築物を、指示通りにBL21(DE3)大腸菌(E.coli)(Stratagene、Agilent Technologies、Santa Clara、CA、USA)に転換し、終夜培養物をLB+カナマイシン培地中で成長させた。LB培養物を使用して、オーバーナイト・エクスプレス・インスタントTB培地(ノバジェン、EMD Chemicals、Gibbstown、NJ、USA)中で成長させた発現培養物を植菌した。培養物を30℃で20時間インキュベートし、細胞を遠心分離(4000×g、30分、4℃)によって収集し、−20℃で貯蔵した。
リコペルシコン・エスカレンタム(Lycopersicon esculentum)(トマト)12−オキソフィトジエン酸レダクターゼ1タンパク質配列:
MENKVVEEKQ VDKIPLMSPC KMGKFELCHR VVLAPLTRQR SYGYIPQPHA ILHYSQRSTN GGLLIGEATV ISETGIGYKD VPGIWTKEQV EAWKPIVDAV HAKGGIFFCQ IWHVGRVSNK DFQPNGEDPI SCTDRGLTPQ IRSNGIDIAH FTRPRRLTTD EIPQIVNEFR VAARNAIEAG FDGVEIHGAH GYLIDQFMKD QVNDRSDKYG GSLENRCRFA LEIVEAVANE IGSDRVGIRI SPFAHYNEAG DTNPTALGLY MVESLNKYDL AYCHVVEPRM KTAWEKIECT ESLVPMRKAY KGTFIVAGGY DREDGNRALI EDRADLVAYG RLFISNPDLP KRFELNAPLN KYNRDTFYTS DPIVGYTDYP FLETMT(配列番号8)
リコペルシコン・エスカレンタム(Lycopersicon esculentum)(トマト)12−オキソフィトジエン酸レダクターゼ1コドン最適化配列:
ATGGAAAACAAAGTTGTGGAAGAAAAACAGGTTGATAAAATCCCGCTGATGAGCCCGTGTAAAATGGGTAAATTCGAGCTGTGTCATCGCGTTGTACTGGCACCGCTGACTCGTCAGCGTTCTTATGGTTACATTCCGCAGCCGCACGCAATCCTGCATTACTCTCAGCGCAGCACCAACGGTGGCCTGCTGATCGGTGAAGCAACCGTGATCAGCGAAACTGGCATCGGTTACAAAGATGTGCCGGGTATCTGGACGAAAGAGCAGGTTGAGGCCTGGAAACCGATCGTCGACGCGGTGCATGCCAAAGGTGGTATTTTCTTTTGTCAGATCTGGCACGTTGGTCGTGTATCCAACAAAGATTTTCAGCCGAACGGCGAAGATCCGATTTCCTGTACTGACCGCGGCCTGACCCCGCAGATCCGTTCCAACGGCATTGACATTGCCCACTTCACCCGTCCACGTCGCCTGACTACTGACGAGATTCCGCAGATCGTGAACGAGTTCCGCGTTGCAGCGCGTAATGCTATTGAAGCGGGTTTCGATGGCGTCGAGATTCATGGTGCCCACGGTTACCTGATCGACCAATTCATGAAAGACCAAGTTAACGACCGCAGCGATAAGTATGGCGGTTCTCTGGAGAACCGTTGTCGCTTCGCGCTGGAAATCGTTGAAGCAGTAGCCAACGAGATTGGCTCCGACCGTGTTGGTATCCGTATCTCTCCATTCGCACACTACAACGAAGCGGGCGACACTAACCCGACCGCACTGGGCCTGTATATGGTGGAGAGCCTGAATAAATACGACCTGGCGTATTGTCACGTGGTCGAGCCGCGCATGAAAACCGCCTGGGAAAAGATTGAGTGCACCGAAAGCCTGGTGCCGATGCGTAAAGCCTACAAAGGCACCTTCATCGTAGCTGGTGGCTACGACCGTGAAGACGGTAACCGCGCTCTGATCGAAGACCGTGCCGACCTGGTTGCGTACGGTCGTCTGTTCATCAGCAACCCAGACCTGCCGAAGCGTTTTGAACTGAACGCTCCGCTGAACAAATACAACCGTGACACTTTCTACACTTCCGACCCGATCGTTGGTTACACCGATTACCCGTTTCTGGAAACTATGACTTAATAA(配列番号9)
(実施例26)
組換えレダクターゼによる(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸の還元
Figure 2016516744
組換えエノエートレダクターゼを、(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸の還元について、実施例25で記述されている通りに調製した大腸菌(E.coli)細胞を使用して試験した。反応(0.5mL)は、大腸菌(E.coli)細胞(100mg湿細胞/mL)、NADPH(10mM)、NADH(10mM)および(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−2−エン酸(10mM)を加えたリン酸カリウム緩衝液(100mM、pH7.0)中、30℃で行った。16時間後、アセトニトリル(0.5ml)を各反応物に添加し、得られた混合物を遠心分離した(2000rpm×5分)。アリコート(0.1mL)の得られた上清を、0.1mLのリン酸カリウム緩衝液(100mM、リン酸でpH2.2に調整したもの)および0.225mLの2,4−ジニトロフェニルヒドラジンの溶液(1M HCl:アセトニトリル、3:1、v/v中20mM)により、50℃で30分間処理した。誘導体化された試料を、0.225mLのアセトニトリルで希釈し、水:アセトニトリル(65:35、v/v)中0.1%トリフルオロ酢酸により2mL/分で溶離するPhenomenex Lux 5μアミロース−2カラム(内径250mm×4.6mm)でのHPLCによって分析した。カラムを50℃で維持し、流出物を360nmでモニターした。HPLC分析の結果を、表2に示す。
Figure 2016516744
Figure 2016516744
Figure 2016516744
(実施例27)
組換えレダクターゼおよびホルメートデヒドロゲナーゼによる(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸の還元
Figure 2016516744
組換えエノエートレダクターゼを、NADおよびホルメートデヒドロゲナーゼによる(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸の還元について評価した。エノエートレダクターゼを、実施例25で記述されている通りの大腸菌(E.coli)細胞において発現させた。ホルメートデヒドロゲナーゼを、大腸菌(E.coli)細胞において、次の通りに発現させた:pET26bホルメートデヒドロゲナーゼ発現構築物を、指示通りにBL21(DE3)大腸菌(E.coli)(Stratagene、Agilent Technologies、Santa Clara、CA、USA)に転換し、終夜培養物をLB+カナマイシン培地中で成長させた。LB培養物を使用して、オーバーナイト・エクスプレス・インスタントTB Medium+カナマイシン(ノバジェン、EMD Chemicals、Gibbstown、NJ、USA)中で成長させた発現培養物を植菌した。培養物を30℃で20時間インキュベートし、細胞を遠心分離(4000×g、30分、4℃)によって収集し、−20℃で貯蔵した。オキソフィトジエン酸レダクターゼ3(受託番号Q9FEW9)の変異体(D74M)を、大腸菌(E.coli)細胞において、次の通りに発現させた:Stratagene(La Jolla、CA、USA)製のQuikChange部位特異的突然変異誘発法キットを使用して、オキソフィトジエン酸レダクターゼ3変異体D74Mを指示通りに作製した。プライマーは、Integrated DNA Technologies(Coralville、IA、USA)に発注した。pSTRC18オキソフィトジエン酸レダクターゼ3(OPR3)発現構築物を、指示通りにBL21(DE3)大腸菌(E.coli)(Stratagene、Agilent Technologies、Santa Clara、CA、USA)に転換し、終夜培養物を拡張培養液+ストレプトマイシン(Zymo Research、Irvine、CA、USA)中で成長させた。LB培養物を使用して、過剰発現培養液+ストレプトマイシン(Zymo Research、Irvine、CA、USA)中で成長させた発現培養物を植菌した。培養物を23℃で20時間インキュベートし、細胞を遠心分離(4000×g、30分、4℃)によって収集し、−20℃で貯蔵した。
反応(0.5mL)は、エノエートレダクターゼ(40mg湿細胞/mL)、ホルメートデヒドロゲナーゼ(80mg湿細胞/mL)、NAD(0.02mM)、ギ酸アンモニウム(30mM)および(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸(20mM)を加えたリン酸カリウム緩衝液(100mM、pH7.0)中、30℃で行った。24時間後、反応混合物を0.025mLの4N HClで酸性化し、1mLの酢酸エチルで抽出した。アリコート(0.5mL)の酢酸エチル抽出物(0.5mL)を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、メタノール(0.02mL)および(トリメチルシリル)ジアゾメタン(0.01mLのジエチルエーテル中2M溶液)で処理して、カルボン酸部分を、それらの対応するメチルエステルに誘導体化した。誘導体化された試料を、Chiraldex(商標)G−TAカラム(30M×0.25mmカラム、カラム温度:135℃等温、注入器温度:200℃、担体ガス:ヘリウム、流速およそ1mL/分)でのGCによって分析して、表3に示す結果を得た。
Figure 2016516744
(実施例28)
組換えレダクターゼによる(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸の還元
Figure 2016516744
組換えエノエートレダクターゼを、NADPおよびラクトバチルス・ブレビス(Lactobacillus brevis)アルコールデヒドロゲナーゼ(X−zyme)による(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸の還元について評価した。エノエートレダクターゼを、実施例25で記述されている通りの大腸菌(E.coli)細胞において発現させた。オキソフィトジエン酸レダクターゼ3(OPR3)の変異体(D74M)を、実施例27で記述されている通りに調製した。反応(0.5mL)は、エノエートレダクターゼ(40mg湿細胞/mL)、ラクトバチルス・ブレビス(Lactobacillus brevis)アルコールデヒドロゲナーゼ(32U/mL)、NADP(0.02mM)、2−プロパノール(3体積%)および(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−2−エン酸(20mM)を加えたリン酸カリウム緩衝液(100mM、pH7.0)中、30℃で行った。24時間後、反応混合物を0.025mLの4N HClで酸性化し、1mLの酢酸エチルで抽出した。アリコート(0.5mL)の酢酸エチル抽出物(0.5mL)を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、メタノール(0.02mL)および(トリメチルシリル)ジアゾメタン(0.01mLのジエチルエーテル中2M溶液)で処理して、カルボン酸部分をそれらの対応するメチルエステルに誘導体化した。誘導体化された試料を、Chiraldex(商標)G−TAカラム(30M×0.25mmカラム、カラム温度:135℃等温、注入器温度:200℃、担体ガス:ヘリウム、流速およそ1mL/分)でのGCによって分析して、表4に示す結果を得た。
Figure 2016516744
(実施例29)
3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸の調製
反応容器に、7.5mLのリン酸カリウム緩衝液(0.1M、pH7.0)、8.4mgのNADP、0.2mLのラクトバチルス・ブレビス(Lactobacillus brevis)アルコールデヒドロゲナーゼ(32U/mL、X−zyme)、0.3mLの2−プロパノール、四硝酸ペンタエリスリトールレダクターゼ(リン酸カリウム緩衝液中の大腸菌(E.coli)細胞の200mg/mL懸濁液2mL)、および156mgの(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸を投入し、40℃でかき混ぜた。6.75時間後、反応混合物を遠心分離し、上清を4N HClでpH2に調整し、酢酸エチル(2×10mL)で抽出した。酢酸エチル抽出物を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮して、141mgの無色油(89%収率)を得た。
1H NMR
(D2O、pH 8-10) δ
2.53-2.43 (m, 2 H), 2.34-2.28 (m, 1H), 1.53-1.42 (m, 1H), 1.41-1.34 (m, 1H),
1.20-1.12 (m, 1H), 0.76 (d, 3H), 0.74 (d, 3H).
(実施例30)
組換えω−トランスアミナーゼによる3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸からプレガバリンへの生体内変換
Figure 2016516744
プレガバリンを形成するための3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸のアミノ基転移を、種々の組換えトランスアミナーゼを用いて評価した。ビブリオ・フルビアリス(Vibrio fluvialis)、ロドバクター・スフェロイデス(Rhodobacter sphaeroides)およびパラコッカス・デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)由来の組換えω−トランスアミナーゼを、大腸菌(E.coli)において、次の通りに発現させた:pET28bω−トランスアミナーゼ発現構築物を、指示通りにBL21(DE3)大腸菌(E.coli)(Stratagene、Agilent Technologies、Santa Clara、CA、USA)に転換し、終夜培養物をLB+カナマイシン培地中で成長させた。LB培養物を使用して、オーバーナイト・エクスプレス・インスタントTB+カナマイシン培地(ノバジェン、EMD Chemicals、Gibbstown、NJ、USA)中で成長させた発現培養物を植菌した。培養物を30℃で20時間インキュベートし、細胞を遠心分離(4000×g、30分、4℃)によって収集し、−20℃で貯蔵した。
反応(0.5mL)は、リン酸カリウム緩衝液(100mM、pH7.0)、ピリドキサールリン酸(2mM)、イソプロピルアミン(150mM)、3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸(50mM)、およびビブリオ・フルビアリス(Vibrio fluvialis)、ロドバクター・スフェロイデス(Rhodobacter sphaeroides)またはパラコッカス・デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)由来のω−トランスアミナーゼ(40mg湿細胞/mL)中、30℃で行った。24時間後、反応試料(0.1mL)を、0.4mLのアセトニトリル:水(1:1、v/v)で希釈した。アリコート(0.05mL)の希釈した反応試料を、飽和重炭酸ナトリウム水溶液(0.01mL)およびマーフィー試薬(N−α−(2,4−ジニトロ−5−フルオロフェニル)アラニンアミド、0.2mLのアセトニトリル中5g/L溶液)により、40℃で処理した。1時間後、誘導体化反応物を0.01mLの1N塩酸水溶液でクエンチし、0.23mLのアセトニトリル(acetonitirle)で希釈した。誘導体化された反応試料を、UPLC(カラム:BEH C18、内径50mm×2.1mm、勾配溶離:70%A:30%Bから55%A:45%Bを5分間で(A=1%トリエチルアミン(リン酸によりpH3);B=アセトニトリル)、流速:0.8mL/分、カラム温度:30℃、検出:210〜400nm)によって分析して、表5に示す結果を得た。
Figure 2016516744
(実施例31)
組換えω−トランスアミナーゼによる3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸からプレガバリンへの生体内変換
Figure 2016516744
ビブリオ・フルビアリス(Vibrio fluvialis)の組換え変異体を、プレガバリンを形成するための3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸の還元的アミノ化について試験した。V.フルビアリス(V.fluvialis)ω−トランスアミナーゼ(受託番号AEA39183)の変異体を、大腸菌(E.coli)において、次の通りに発現させた:Stratagene(La Jolla、CA、USA)製のQuikChange部位特異的突然変異誘発法キットを使用して、V.フルビアリス(V.fluvialis)アミノトランスフェラーゼ変異体を指示通りに作製した。プライマーは、Integrated DNA Technologies(Coralville、IA、USA)に発注した。pET28bω−トランスアミナーゼ発現構築物を、指示通りにBL21(DE3)大腸菌(E.coli)(Stratagene、Agilent Technologies、Santa Clara、CA、USA)に転換し、終夜培養物をLB+カナマイシン培地中で成長させた。LB培養物を使用して、オーバーナイト・エクスプレス・インスタントTB+カナマイシン培地(ノバジェン、EMD Chemicals、Gibbstown、NJ、USA)中で成長させた発現培養物を植菌した。培養物を30℃で20時間インキュベートし、細胞を遠心分離(4000×g、30分、4℃)によって収集し、−20℃で貯蔵した。
反応(0.5mL)は、ピリドキサールリン酸(2mM)、イソプロピルアミン(300mM)、3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸(100mM)およびV.フルビアリス(V.fluvialis)ω−トランスアミナーゼ野生型または変異体(40mg湿細胞/mL)を加えたリン酸カリウム緩衝液(100mM、pH7.0)中、30℃で行った。28時間後、反応試料(0.1mL)を0.4mLのアセトニトリル:水(1:1、v/v)で希釈した。アリコート(0.05mL)の希釈した反応試料を、飽和重炭酸ナトリウム水溶液(0.01mL)およびマーフィー試薬(N−α−(2,4−ジニトロ−5−フルオロフェニル)アラニンアミド、0.2mLのアセトニトリル中5g/L溶液)により、40℃で処理した。1時間後、誘導体化反応物を、0.01mLの1N塩酸水溶液でクエンチし、0.23mLのアセトニトリルで希釈した。誘導体化された反応試料を、UPLC(カラム:BEH C18、内径50mm×2.1mm、勾配溶離:70%A:30%Bから55%A:45%Bを5分間で(A=1%トリエチルアミン(リン酸によりpH3);B=アセトニトリル)、流速:0.8mL/分、カラム温度:30℃、検出:210〜400nm)によって分析して、表6に示す結果を得た。
Figure 2016516744
Figure 2016516744
(実施例32)
(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−2−エン酸から3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸への酵素的還元およびω−トランスアミナーゼによるプレガバリンへのインサイチュ変換
Figure 2016516744
四硝酸ペンタエリスリトールレダクターゼによる(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸から3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸への還元およびプレガバリンへのインサイチュ変換を、種々のω−トランスアミナーゼを用いて評価した。ビブリオ・フルビアリス(Vibrio fluvialis)、ロドバクター・スフェロイデス(Rhodobacter sphaeroides)およびパラコッカス・デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)由来の組換えω−トランスアミナーゼを、大腸菌(E.coli)において、次の通りに発現させた:pET28bω−トランスアミナーゼ発現構築物を、指示通りにBL21(DE3)大腸菌(E.coli)(Stratagene、Agilent Technologies、Santa Clara、CA、USA)に転換し、終夜培養物をLB+カナマイシン培地中で成長させた。LB培養物を使用して、オーバーナイト・エクスプレス・インスタントTB+カナマイシン培地(ノバジェン、EMD Chemicals、Gibbstown、NJ、USA)中で成長させた発現培養物を植菌した。培養物を30℃で20時間インキュベートし、細胞を遠心分離(4000×g、30分、4℃)によって収集し、−20℃で貯蔵した。
反応(0.5mL)は、四硝酸ペンタエリスリトールレダクターゼ(40mg湿細胞/mL)、ラクトバチルス・ブレビス(Lactobacillus brevis)アルコールデヒドロゲナーゼ(32U/mL)、NADP(0.02mM)、2−プロパノール(3体積%)、ピリドキサールリン酸(2mM)、イソプロピルアミン(100mM)、(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−2−エン酸(20mM)、およびビブリオ・フルビアリス(Vibrio fluvialis)、ロドバクター・スフェロイデス(Rhodobacter sphaeroides)またはパラコッカス・デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)由来のω−トランスアミナーゼ(40mg湿細胞/mL)を加えたリン酸カリウム緩衝液(100mM、pH7.0)中、30℃で行った。43時間後、反応試料(0.1mL)を、0.1mLのアセトニトリル:水(1:1、v/v)で希釈した。アリコート(0.1mL)の希釈した反応試料を、飽和重炭酸ナトリウム水溶液(0.01mL)およびマーフィー試薬(N−α−(2,4−ジニトロ−5−フルオロフェニル)アラニンアミド、0.4mLのアセトニトリル中5g/L溶液)により、40℃で処理した。1時間後、誘導体化反応物を0.1mLの1N塩酸水溶液でクエンチした。誘導体化された反応試料を、UPLC(カラム:BEH C18、内径50mm×2.1mm、勾配溶離:70%A:30%Bから55%A:45%Bを5分間で(A=1%トリエチルアミン(リン酸によりpH3);B=アセトニトリル)、流速:0.8mL/分、カラム温度:30℃、検出:210〜400nm)によって分析して、表7に示す結果を得た。
Figure 2016516744
(実施例33)
(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−2−エン酸から3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸への酵素的還元およびV.フルビアリス(V.fluvialis)ω−トランスアミナーゼによるプレガバリンへのインサイチュ変換
Figure 2016516744
四硝酸ペンタエリスリトールレダクターゼによる(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−3−エン酸から3−ホルミル−5−メチルヘキサン酸への還元およびプレガバリンへのインサイチュ変換を、V.フルビアリス(V.fluvialis)アミノトランスフェラーゼの変異体を用いて評価した。V.フルビアリス(V.fluvialis)ω−トランスアミナーゼ(受託番号AEA39183)の変異体を、大腸菌(E.coli)において、次の通りに発現させた:Stratagene(La Jolla、CA、USA)製のQuikChange部位特異的突然変異誘発法キットを使用して、V.フルビアリス(V.fluvialis)アミノトランスフェラーゼ変異体を指示通りに作製した。プライマーは、Integrated DNA Technologies(Coralville、IA、USA)に発注した。pET28bω−トランスアミナーゼ発現構築物を、指示通りにBL21(DE3)大腸菌(E.coli)(Stratagene、Agilent Technologies、Santa Clara、CA、USA)に転換し、終夜培養物をLB+カナマイシン培地中で成長させた。LB培養物を使用して、オーバーナイト・エクスプレス・インスタントTB+カナマイシン培地(ノバジェン、EMD Chemicals、Gibbstown、NJ、USA)中で成長させた発現培養物を植菌した。培養物を30℃で20時間インキュベートし、細胞を遠心分離(4000×g、30分、4℃)によって収集し、−20℃で貯蔵した。
反応(0.5mL)は、四硝酸ペンタエリスリトールレダクターゼ(40mg湿細胞/mL)、ラクトバチルス・ブレビス(Lactobacillus brevis)アルコールデヒドロゲナーゼ(32U/mL)、NADP(0.1mM)、2−プロパノール(3体積%)、ピリドキサールリン酸(2mM)、イソプロピルアミン(300mM)、(E)−3−ホルミル−5−メチルヘキサ−2−エン酸(100mM)およびV.フルビアリス(V.fluvialis)ω−トランスアミナーゼ野生型または変異体(40mg湿細胞/mL)を加えたリン酸カリウム緩衝液(100mM、pH7.0)中、30℃で行った。48時間後、反応試料(0.02mL)を0.18mLのアセトニトリル:水(1:1、v/v)で希釈した。アリコート(0.1mL)の希釈した反応試料を、飽和重炭酸ナトリウム水溶液(0.01mL)およびマーフィー試薬(N−α−(2,4−ジニトロ−5−フルオロフェニル)アラニンアミド、0.4mLのアセトニトリル中5g/L溶液)により、40℃で処理した。1時間後、誘導体化反応物を、0.1mLの1N塩酸水溶液でクエンチした。誘導体化された反応試料を、UPLC(カラム:BEH C18、内径50mm×2.1mm、勾配溶離:70%A:30%Bから55%A:45%Bを5分間で(A=1%トリエチルアミン(リン酸によりpH3);B=アセトニトリル)、流速:0.8mL/分、カラム温度:30℃、検出:210〜400nm)によって分析して、表8に示す結果を得た。
Figure 2016516744
(実施例34)
ビブリオ・フルビアリス(Vibrio fluvalis)ω−トランスアミナーゼの代替的な変異体
ビブリオ・フルビアリス(Vibrio fluvialis)ω−トランスアミナーゼの下記のさらなる組換え変異体を、大腸菌(E.coli)において、次の通りに発現させた:pET28bω−トランスアミナーゼ発現構築物を、指示通りにBL21(DE3)大腸菌(E.coli)(Stratagene、Agilent Technologies、Santa Clara、CA、USA)に転換し、終夜培養物をLB+カナマイシン培地中で成長させた。LB培養物を使用して、オーバーナイト・エクスプレス・インスタントTB+カナマイシン培地(ノバジェン、EMD Chemicals、Gibbstown、NJ、USA)中で成長させた発現培養物を植菌した。培養物を30℃で20時間インキュベートし、細胞を遠心分離(4000×g、30分、4℃)によって収集し、−20℃で貯蔵した。
実施例34a:Vfat906
DNA配列:
ATGAATAAACCACAAAGCTGGGAAGCGCGTGCTGAAACTTACTCTCTGTACGGCTTCACTGATATGCCATCTCTGCACgAGCGTGGTACCGTGGTTGTCACCCACGGCGAGGGCCCATACATCGTGGACGTCAACGGTCGCCGTTACCTGGACGCAAACTCCGGCCTGTACAATATGGTTGCCGGCTTCGACCACAAGGGTCTGATCGACGCAGCAAAGGCCCAGTACGAACGCTTCCCGGGTTACCATAGCTTCTTCGGTCGTATGTCTGATCAAACTGTTATGCTGAGCGAGAAACTGGTAGAGGTGTCTCCATTCGACAGCGGTCGCGTGTTCTATACTAACTCCGGCTCCGAGGCTAACGATACTATGGTGAAAATGCTGTGGTTTCTGCACGCCGCAGAGGGCAAGCCGCAAAAACGCAAAATCCTGACTCGTaacAACGCATACCACGGTGTAACTGCTGTTTCCGCTTCCATGACGGGTCTGCCGTACAACTCTGTATTCGGCCTGCCGCTGCCGGGTTTCGTTCACCTGACCTGTCCGCACTATTGGCGTTACGGCGAAGAAGGTGAAACCGAAGAGCAGTTTGTTGCTCGTCTGGCCCGCGAGCTGGAGGAAACTATCCAACGTGAAGGCGCGGACACGATTGCGGGCTTCTTTGCTGAGCCGGTCATGGGCGCGGGCGGCGTAATCCCGCCGGCGAAAGGTTACTTCCAGGCGATCCTGCCGATTCTGCGTAAGTACGACATCCCGGTTATCTCTGATGAAGTTATCTGCGGCTTTGGTCGTACCGGTAATACTTGGGGTTGCGTTACCTATGACTTCACCCCGGATGCGATCATCTCCAGCAAAAATCTGACCGCCGGTTTCTTTCCGGTTGGTGCTGTGATTCTGGGTCCGGAACTGAGCAAACGCCTGGAAACGGCGATCGAAGCTATCGAAGAGTTCCCGCACGGCTTTACGGCCggcGGTCACCCGGTGGGTTGCGCTATCGCTCTGAAAGCAATCGATGTTGTGATGAATGAGGGTCTGGCAGAGAACGTGCGCCGCCTGGCACCGCGTTTTGAGGAGCGTCTGAAACACATTGCCGAACGTCCGAACATCGGTGAATATCGTGGCATCGGTTTTATGTGGGCACTGGAGGCTGTGAAAGACAAAGCATCTAAAACCCCATTCGATGGTAATCTGTCTGTGAGCaaaCGTATCGCTAACACCTGTcagGACCTGGGCCTGATCTGTAGCgCGCTGGGTCAGTCCGTTATCCTGTGCCCGCCGTTCATCCTGACCGAGGCGCAAATGGATGAGATGTTTGACAAACTGGAGAAGGCTCTGGACAAAGTCTTTGCGGAGGTGGCGTAA(配列番号11)
アミノ酸配列:
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRNNAYHGVTAVSASMTGLPYNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSALGQSVILCPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号3)
(実施例34b)
Vfat999
DNA配列:
ATGAATAAACCACAAAGCTGGGAAGCGCGTGCTGAAACTTACTCTCTGTACGGCTTCACTGATATGCCATCTCTGCACGAGCGTGGTACCGTGGTTGTCACCCACGGCGAGGGCCCATACGTGGTGGACGTCAACGGTCGCCGTTACCTGGACGCAAACTCCGGCCTGTACAATATGGTTGCCGGCTTCGACCACAAGGGTCTGATCGACGCAGCAAAGGCCCAGTACGAACGCTTCCCGGGTTACCATAGCTTCTTCGGTCGTATGTCTGATCAAACTGTTATGCTGAGCGAGAAACTGGTAGAGGTGTCTCCATTCGACAGCGGTCGCGTGTTCTATACTAACTCCGGCTCCGAGGCTAACGATACTATGGTGAAAATGCTGTGGTTTCTGCACGCCGCAGAGGGCAAGCCGCAAAAACGCAAAATCCTGACTCGTCAAAACGCATACCACGGTGTAACTGCTGTTTCCGCTTCCATGACGGGTCTGCCGCACAACTCTGTATTCGGCCTGCCGCTGCCGGGTTTCGTTCACCTGACCTGTCCGCACTATTGGCGTTACGGCGAAGAAGGTGAAACCGAAGAGCAGTTTGTTGCTCGTCTGGCCCGCGAGCTGGAGGAAACTATCCAACGTGAAGGCGCGGACACGATTGCGGGCTTCTTTGCTGAGCCGGTCATGGGCGCGGGCGGCGTAATCCCGCCGGCGAAAGGTTACTTCCAGGCGATCCTGCCGATTCTGCGTAAGTACGACATCCCGGTTATCTCTGATGAAGTTATCTGCGGCTTTGGTCGTACCGGTAATACTTGGGGTTGCGTTACCTATGACTTCACCCCGGATGCGATCATCTCCAGCAAAAATCTGACCGCCGGTTTCTTTCCGGTTGGTGCTGTGATTCTGGGTCCGGAACTGAGCAAACGCCTGGAAACGGCGATCGAAGCTATCGAAGAGTTCCCGCACGGCTTTACGGCCGGCGGTCACCCGGTGGGTTGCGCTATCGCTCTGAAAGCAATCGATGTTGTGATGAATGAGGGTCTGGCAGAGAACGTGCGCCGCCTGGCACCGCGTTTTGAGGAGCGTCTGAAACACATTGCCGAACGTCCGAACATCGGTGAATATCGTGGCATCGGTTTTATGTGGGCACTGGAGGCTGTGAAAGACAAAGCATCTAAAACCCCATTCGATGGTAATCTGTCTGTGAGCAAACGTATCGCTAACACCTGTCAGGACCTGGGCCTGATCTGTAGCGCGCTGGGTCAGTCCGTTATCCTGAGCCCGCCGTTCATCCTGACCGAGGCGCAAATGGATGAGATGTTTGACAAACTGGAGAAGGCTCTGGACAAAGTCTTTGCGGAGGTGGCGTAA(配列番号12)
アミノ酸配列:
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYVVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSALGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号4)
(実施例34c)
Vfat1010
DNA配列:
ATGAATAAACCACAAAGCTGGGAAGCGCGTGCTGAAACTTACTCTCTGTACGGCTTCACTGATATGCCATCTCTGCACGAGCGTGGTACCGTGGTTGTCACCCACGGCGAGGGCCCATACATCGTGGACGTCAACGGTCGCCGTTACCTGGACGCAAACTCCGGCCTGTACAATATGGTTGCCGGCTTCGACCACAAGGGTCTGATCGACGCAGCAAAGGCCCAGTACGAACGCTTCCCGGGTTACCATAGCTTCTTCGGTCGTATGTCTGATCAAACTGTTATGCTGAGCGAGAAACTGGTAGAGGTGTCTCCATTCGACAGCGGTCGCGTGTTCTATACTAACTCCGGCTCCGAGGCTAACGATACTATGGTGAAAATGCTGTGGTTTCTGCACGCCGCAGAGGGCAAGCCGCAAAAACGCAAAATCCTGACTCGTCAAAACGCATACCACGGTGTAACTGCTGTTTCCGCTTCCATGACGGGTATGCCGCACAACTCTGTATTCGGCCTGCCGCTGCCGGGTTTCGTTCACCTGACCTGTCCGCACTATTGGCGTTACGGCGAAGAAGGTGAAACCGAAGAGCAGTTTGTTGCTCGTCTGGCCCGCGAGCTGGAGGAAACTATCCAACGTGAAGGCGCGGACACGATTGCGGGCTTCTTTGCTGAGCCGGTCATGGGCGCGGGCGGCGTAATCCCGCCGGCGAAAGGTTACTTCCAGGCGATCCTGCCGATTCTGCGTAAGTACGACATCCCGGTTATCTCTGATGAAGTTATCTGCGGCTTTGGTCGTACCGGTAATACTTGGGGTTGCGTTACCTATGACTTCACCCCGGATGCGATCATCTCCAGCAAAAATCTGACCGCCGGTTTCTTTCCGGTTGGTGCTGTGATTCTGGGTCCGGCACTGAGCAAACGCCTGGAAACGGCGATCGAAGCTATCGAAGAGTTCCCGCACGGCTTTACGGCCGGCGGTCACCCGGTGGGTTGCGCTATCGCTCTGAAAGCAATCGATGTTGTGATGAATGAGGGTCTGGCAGAGAACGTGCGCCGCCTGGCACCGCGTTTTGAGGAGCGTCTGAAACACATTGCCGAACGTCCGAACATCGGTGAATATCGTGGCATCGGTTTTATGTGGGCACTGGAGGCTGTGAAAGACAAAGCATCTAAAACCCCATTCGATGGTAATCTGTCTGTGAGCAAACGTATCGCTAACACCTGTCAGGACCTGGGCCTGATCTGTAGCGCGATGGGTCAGTCCGTTATCCTGAGCCCGCCGTTCATCCTGACCGAGGCGCAAATGGATGAGATGTTTGACAAACTGGAGAAGGCTCTGGACAAAGTCTTTGCGGAGGTGGCGTAA(配列番号13)
アミノ酸配列:
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGMPHNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPALSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号5)
(実施例34d)
Vfat1020
DNA配列:
ATGAATAAACCACAAAGCTGGGAAGCGCGTGCTGAAACTTACTCTCTGTACGGCTTCACTGATATGCCATCTCTGCACGAGCGTGGTACCGTGGTTGTCACCCACGGCGAGGGCCCATACGTGGTGGACGTCAACGGTCGCCGTTACCTGGACGCAAACTCCGGCCTGTACAATATGGTTGCCGGCTTCGACCACAAGGGTCTGATCGACGCAGCAAAGGCCCAGTACGAACGCTTCCCGGGTTACCATAGCTTCTTCGGTCGTATGTCTGATCAAACTGTTATGCTGAGCGAGAAACTGGTAGAGGTGTCTCCATTCGACAGCGGTCGCGTGTTCTATACTAACTCCGGCTCCGAGGCTAACGATACTATGGTGAAAATGCTGTGGTTTCTGCACGCCGCAGAGGGCAAGCCGCAAAAACGCAAAATCCTGACTCGTCAAAACGCATACCACGGTGTAACTGCTGTTTCCGCTTCCATGACGGGTCTGCCGCACAACTCTGTATTCGGCCTGCCGCTGCCGGGTTTCGTTCACCTGGGTTGTCCGCACTATTGGCGTTACGGCGAAGAAGGTGAAACCGAAGAGCAGTTTGTTGCTCGTCTGGCCCGCGAGCTGGAGGAAACTATCCAACGTGAAGGCGCGGACACGATTGCGGGCTTCTTTGCTGAGCCGGTCATGGGCGCGGGCGGCGTAATCCCGCCGGCGAAAGGTTACTTCCAGGCGATCCTGCCGATTCTGCGTAAGTACGACATCCCGGTTATCTCTGATGAAGTTATCTGCGGCTTTGGTCGTACCGGTAATACTTGGGGTTGCGTTACCTATGACTTCACCCCGGATGCGATCATCTCCAGCAAAAATCTGACCGCCGGTTTCTTTCCGGTTGGTGCTGTGATTCTGGGTCCGGAACTGAGCAAACGCCTGGAAACGGCGATCGAAGCTATCGAAGAGTTCCCGCACGGCTTTACGGCCGGCGGTCACCCGGTGGGTTGCGCTATCGCTCTGAAAGCAATCGATGTTGTGATGAATGAGGGTCTGGCAGAGAACGTGCGCCGCCTGGCACCGCGTTTTGAGGAGCGTCTGAAACACATTGCCGAACGTCCGAACATCGGTGAATATCGTGGCATCGGTTTTATGTGGGCACTGGAGGCTGTGAAAGACAAAGCATCTAAAACCCCATTCGATGGTAATCTGTCTGTGAGCAAACGTATCGCTAACACCTGTCAGGACCTGGGCCTGATCTGTAGCGCGATGGGTCAGTCCGTTATCCTGAGCCCGCCGTTCATCCTGACCGAGGCGCAAATGGATGAGATGTTTGACAAACTGGAGAAGGCTCTGGACAAAGTCTTTGCGGAGGTGGCGTAA(配列番号14)
アミノ酸配列:
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYVVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLGCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICAAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号6)
(実施例34e)
Vfat1030
DNA配列:
ATGAATAAACCACAAAGCTGGGAAGCGCGTGCTGAAACTTACTCTCTGTACGGCTTCACTGATATGCCATCTCTGCACGAGCGTGGTACCGTGGTTGTCACCCACGGCGAGGGCCCATACATCGTGGACGTCCACGGTCGCCGTTACCTGGACGCAAACTCCGGCCTGTACAATATGGTTGCCGGCTTCGACCACAAGGGTCTGATCGACGCAGCAAAGGCCCAGTACGAACGCTTCCCGGGTTACCATAGCTTCTTCGGTCGTATGTCTGATCAAACTGTTATGCTGAGCGAGAAACTGGTAGAGGTGTCTCCATTCGACAGCGGTCGCGTGTTCTATACTAACTCCGGCTCCGAGGCTAACGATACTATGGTGAAAATGCTGTGGTTTCTGCACGCCGCAGAGGGCAAGCCGCAAAAACGCAAAATCCTGACTCGTCAAAACGCATACCACGGTGTAACTGCTGTTTCCGCTTCCATGACGGGTCTGCCGCACAACTCTGTATTCGGCCTGCCGCTGCCGGGTTTCGTTCACCTGAGCTGTCCGCACTATTGGCGTTACGGCGAAGAAGGTGAAACCGAAGAGCAGTTTGTTGCTCGTCTGGCCCGCGAGCTGGAGGAAACTATCCAACGTGAAGGCGCGGACACGATTGCGGGCTTCTTTGCTGAGCCGGTCATGGGCGCGGGCGGCGTAATCCCGCCGGCGAAAGGTTACTTCCAGGCGATCCTGCCGATTCTGCGTAAGTACGACATCCCGGTTATCTCTGATGAAGTTATCTGCGGCTTTGGTCGTACCGGTAATACTTGGGGTTGCGTTACCTATGACTTCACCCCGGATGCGATCATCTCCAGCAAAAATCTGACCGCCGGTTTCTTTCCGGTTGGTGCTGTGATTCTGGGTCCGGAACTGAGCAAACGCCTGGAAACGGCGATCGAAGCTATCGAAGAGTTCCCGCACGGCTTTACGGCCGGCGGTCACCCGGTGGGTTGCGCTATCGCTCTGAAAGCAATCGATGTTGTGATGAATGAGGGTCTGGCAGAGAACGTGCGCCGCCTGGCACCGCGTTTTGAGGAGCGTCTGAAACACATTGCCGAACGTCCGAACATCGGTGAATATCGTGGCATCGGTTTTATGTGGGCACTGGAGGCTGTGAAAGACAAAGCATCTAAAACCCCATTCGATGGTAATCTGTCTGTGAGCAAACGTATCGCTAACACCTGTCAGGACCTGGGCCTGATCTGTAGCGCGATGGGTCAGTCCGTTATCCTGAGCCCGCCGTTCATCCTGACCGAGGCGCAAATGGATGAGATGTTTGACAAACTGGAGAAGGCTCTGGACAAAGTCTTTGCGGAGGTGGCGTAA(配列番号15)
アミノ酸配列:
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVHGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLSCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号7)
(実施例35)
3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸からプレガバリンへの生体内変換
Figure 2016516744
シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)ベンゾイルギ酸デカルボキシラーゼ、エンテロバクター・クロアカエ(Enterobacter cloacae)四硝酸ペンタエリスリトールレダクターゼ、ラクトバチルス・ブレビス(Lactobacillus brevis)アルコールデヒドロゲナーゼ、およびビブリオ・フルビアリス(Vibrio fluvialis)ω−トランスアミナーゼの遺伝子を、発現ベクターpDSTRC52(Pfizer Inc.、USA)にクローン化し、発現株大腸菌(E.coli)BDG62(Pfizer Inc.、USA)に入れた。培養物を成長させ、酵素生成を、実施例22で記述されている通りに誘導した。酵素発現は、ノベックスゲルおよび染料(Invitrogen Corporation Carlsbad、California)を使用するポリアクリルアミドゲル電気泳動によって決定した。
反応(1.0mL)は、P.プチダ(P.putida)デカルボキシラーゼ、V.フルビアリス(V.fluvialis)トランスアミナーゼ、L.ブレビス(L.brevis)アルコールデヒドロゲナーゼ、E.クロアカエ(E.cloacae)四硝酸ペンタエリスリトールレダクターゼおよびNADP(0.1mM)を1つの細胞内に加えたリン酸緩衝液(100mM、pH6.4)中、40℃で行った。200μLの1M 3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸、100μLの1mM ThDp+25mM MgSO4、40μLの50mM PLP、30μLのイソプロパノール、250μLの2Mイソプロピルアミン。pHを6.4に24時間調整し、次いで、pHを6.8に追加で24時間調整する。アリコート(0.5mL)の反応物を、1M重炭酸ナトリウム水溶液(0.05mL)およびマーフィー試薬(N−α−(2,4−ジニトロ−5−フルオロフェニル)アラニンアミド、0.5mLのアセトニトリル中5g/L溶液)により、40℃で処理した。1時間後、誘導体化反応物を、0.05mLの1N塩酸水溶液でクエンチした。誘導体化された反応試料を濾過し、水:アセトニトリル(60:40、v/v)中0.1%トリフルオロ酢酸により1.3mL/分で溶離するUPLC(カラム:Agilentエクリプス・プラスC18カラム(100mm×3.0mm、1.8μm)によって分析した。カラムを30℃で維持し、流出物を340nmおよびES質量分析でモニターした。反応により、少量のプレガバリンを産出し、その82%が所望のS−異性体であった。
(実施例36)
3−(2−メチルプロピル)−2−オキソペンタン二酸からプレガバリンへの生体内変換
Figure 2016516744
シュードモナス・プチダ(Pseudomonas putida)ベンゾイルギ酸デカルボキシラーゼおよびビブリオ・フルビアリス(Vibrio fluvialis)ω−トランスアミナーゼの遺伝子を、発現ベクターpDSTRC52(Pfizer Inc.、USA)にクローン化し、発現株大腸菌(E.coli)BDG62(Pfizer Inc.、USA)に入れた。培養物を成長させ、酵素生成を、実施例22で記述されている通りに誘導した。酵素発現は、ノベックスゲルおよび染料(Invitrogen Corporation Carlsbad、California)を使用するポリアクリルアミドゲル電気泳動によって決定した。
反応(2.0mL)は、1つのプラスミド中でクローン化したP.プチダ(P.putida)デカルボキシラーゼおよびV.フルビアリス(V.fluvialis)ω−トランスアミナーゼを加えた24時間発酵タンクからの500μLの培養物(42.5mg乾燥細胞重量)、400μLの0.5M 3−(2−メチルプロピル)−2−オキソペンタン二酸、200uLの10×ThDP(最終0.1mM)ならびにMgSO(最終2.5mM)、80μLの50mM PLP(最終2mM)、300μLの2Mイソプロピルアミン(最終0.3M)を加えたリン酸緩衝液(100mM、pH6.4)中、40℃で行った。pHを6.4に調整し、45℃で24時間インキュベートし、次いで、pHを6.8に追加で24時間調整する。アリコート(0.5mL)の反応物を、1M重炭酸ナトリウム水溶液(0.05mL)およびマーフィー試薬(N−α−(2,4−ジニトロ−5−フルオロフェニル)アラニンアミド、0.5mLのアセトニトリル中5g/L溶液)により、40℃で処理した。1時間後、誘導体化反応物を、0.05mLの1N塩酸水溶液でクエンチした。誘導体化された反応試料を濾過し、水:アセトニトリル(60:40、v/v)中0.1%トリフルオロ酢酸により1.3mL/分で溶離するUPLC(カラム:Agilentエクリプス・プラスC18カラム(100mm×3.0mm、1.8μm)によって分析した。カラムを30℃で維持し、流出物を340nmおよびES質量分析でモニターした。反応により、100μg/mLのプレガバリンを産出し、その65%が所望のS−異性体であった。
(実施例37)
5−メトキシ−4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2(3H)−オンの加水分解および酵素的アミノ基転移を介する(S)−プレガバリンの調製
Figure 2016516744
5−メトキシ−4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2(3H)−オン(2.58g、15mmol、実施例13を参照)をDIW(5.2g)に懸濁し、氷/水浴中で冷却した。KOH水溶液(50%w/w、1.77g、1.05当量)を、シリンジを介して5分間かけて滴下添加した。反応物を氷/水浴から除去し、室温で90分間撹拌した。ギ酸を使用して、pHを7.0に調整した。次いで、反応混合物を、後続のトランスアミナーゼ反応において原料として使用した。
トランスアミナーゼ酵素溶液(12.5g)、PLP(35mg)、DIW(15mL)および4.0Mイソプロピルアミン.HCl水溶液(7.5mL、30mmol)を100mLのフラスコに投入し、45℃に加温した。加水分解反応物を一度に、続いてDIW(6mL、容器すすぎ液として使用されるもの)を添加した。未希釈イソプロピルアミンを使用して、反応物のpHを7.25に調整し、反応物を反応完了まで45℃で撹拌した。次いで、反応混合物を55℃の内部温度に加熱し、95%ギ酸を使用してpHを4.0に調整した。ダルコ炭素(125mg)を添加し、混合物を室温に冷却させた後、氷/水で20分間冷却した。次いで、混合物を、ワットマン紙3番に通して濾過した。濾液をその重量の1/3に濃縮し、次いで55℃に加熱した。次いで、50%KOHを使用して溶液のpHをpH7.5に調整し、その後、溶液を周囲温度に、次いで、氷/水浴中で0〜5℃に冷却した。冷却中に生成物の沈殿が観察された。スラリーを濾過し、DIW/EtOH(10mL、1:1、0℃)で洗浄した。白色沈殿物を、真空オーブン(45℃)内で12時間乾燥させて、(S)−プレガバリンを、61%収率、98.6%w/w純度および99.8%ee(好ましいS−異性体)で産出した。
(実施例38)
5−ブトキシ−4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2(3H)−オンの加水分解および酵素的アミノ基転移を介する(S)−プレガバリンの調製
Figure 2016516744
5−ブトキシ−4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2(3H)−オン(3.21g、15mmol、実施例13Cを参照)をDIW(8.5g)に懸濁し、氷/水浴中で冷却した。KOH水溶液(50%w/w、2.02g、1.2当量)を、シリンジを介して5分間かけて滴下添加した。反応物を氷/水浴から除去し、室温で90分間撹拌した。次いで、ギ酸を使用して反応物pHをpH7.0に調整し、次いで、反応混合物を、後続のトランスアミナーゼ反応において原料として使用した。
トランスアミナーゼ酵素溶液(12.5g)、PLP(35mg)、DIW(15mL)および4.0Mイソプロピルアミン.HCl溶液(7.5mL、30mmol)を100mLのフラスコに投入し、45℃に加温した。加水分解反応物(上記参照)を一度に、続いてDIW(6mL、容器すすぎ液として使用されるもの)を添加した。未希釈イソプロピルアミンを使用して、反応物のpHを7.25に調整し、反応物を45℃で撹拌した。
反応混合物を55℃の内部温度に加熱し、95%ギ酸を使用してpHを4.0に調整した。ダルコ炭素(125mg)を添加し、混合物を室温に冷却させた後、氷/水で20分間冷却した。次いで、混合物を、ワットマン紙3番に通して濾過した。濾液をその重量の1/3に濃縮し、次いで55℃に加熱した。次いで、50%KOHを使用して溶液のpHをpH7.5に調整し、その後、溶液を周囲温度に、次いで、氷/水浴中で0〜5℃に冷却した。冷却中に生成物の沈殿が観察された。スラリーを濾過し、DIW/EtOH(10mL、1:1、0℃)で洗浄した。白色沈殿物を、真空オーブン(45℃)内で12時間乾燥させて、(S)−プレガバリンを、51%収率、98.4%w/w純度および99.9%e.eの好ましいS−異性体で産出した。
(実施例39)
酵素的アミノ基転移を介する5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2(3H)−オンからの(S)−プレガバリンの調製
Figure 2016516744
5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−ジヒドロフラン−2(3H)−オン(2.0g、12.5mmol)をDIW(8.5g)に懸濁し、氷/水浴中で冷却した。炭酸カリウム(0.863g、6.3mmol)を5分間にわたって小分けにして添加した。反応物を氷/水浴から除去し、室温で90分間撹拌した。ギ酸を使用してpHを7.0に調整し、次いで、反応混合物を、後続のトランスアミナーゼ反応において原料として使用した。
トランスアミナーゼ酵素溶液(10.4g)、PLP(30mg)、DIW(12.5mL)および4.0Mイソプロピルアミン.HCl水溶液(6.3mL、30mmol)を100mLのフラスコに投入し、45℃に加温した。加水分解反応物を一度に、続いてDIW(5mL、容器すすぎ液として使用されるもの)を添加した。未希釈イソプロピルアミンを使用して、反応物のpHを7.25に調整し、反応物を45℃で撹拌した。反応混合物を55℃の内部温度に加熱し、95%ギ酸を使用してpH4.0に調整した。ダルコ炭素(125mg)を添加し、混合物を室温に冷却させた後、氷/水で20分間冷却した。次いで、混合物を、ワットマン紙3番に通して濾過した。濾液をその重量の1/3に濃縮し、次いで55℃に加熱した。次いで、50%KOHを使用して溶液のpHをpH7.5に調整し、その後、溶液を周囲温度に、次いで、氷/水浴中で0〜5℃に冷却した。冷却中に生成物の沈殿が観察された。スラリーを濾過し、DIW/EtOH(10mL、1:1、0℃)で洗浄した。白色沈殿物を、真空オーブン(45℃)内で12時間乾燥させて、(S)−プレガバリンを、61%収率、98.3%w/w純度および99.9%e.eの好ましいS−異性体で産出した。
(実施例40)
5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オンの還元的アミノ化を介する(R/S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸の調製
Figure 2016516744
30%アンモニア水溶液中の5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)フラン−2(5H)−オンの0.01M溶液を、10mol%ラネーニッケル触媒の存在下、48時間水素化(10bar、周囲温度)した。触媒を濾過し、溶液を濃縮すると、固体が残った。メタノール懸濁液への塩酸の添加によって生成物が単離され、純粋な3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸塩酸塩であることが分かった。
触媒としてのパラジウムの使用により、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸および対応する第二級アミン、3−[(2−カルボキシルメチル−4−メチル−ペンチルアミノ)−メチル]−5−メチル−ヘキサン酸の混合物を得た。
(実施例41)
トランスアミナーゼを使用するR−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸から5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノンへの変換
Figure 2016516744
pH7.5/45℃のD.I.水中のR−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸の溶液を、トランスアミナーゼ酵素溶解物、またはピリドキサールリン酸(PLP)およびアセトンを含有する全細胞調製物とともに撹拌する。生成されたイソプロピルアミンを、窒素スイープを介して除去する。24時間後の溶液の分析は、より低いe.e.を持つ3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸、および化合物5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノンの存在を示す。5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノンのキラル純度の低下は、(4S)−5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノンからS−プレガバリンへの選択的変換によるものである。
(実施例42)
トランスアミナーゼを使用するrac−プレガバリンの脱ラセミ化
Figure 2016516744
pH7.5のDIW中のラセミプレガバリンの溶液を、好適なトランスアミナーゼ溶解物で処理する。PLPを添加し、反応を、窒素スイープにより、45℃で12時間進行させる。次いで、イソプロピルアミンを添加し、反応をさらに12時間続ける。生成物を実施例38のように単離して、鏡像異性的に富化されたプレガバリンを得る。
好適なアミンオキシダーゼ/イミンレダクターゼ酵素系を、NADP等の補因子とともに使用して、実施例41および42において例示されている転換に影響を及ぼすことも可能である。
配列番号1
一般的なVfat aa配列
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHX27RGTVVVTHGEGPYX41VDVX45GRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRX147NAYHGVTAVSASMTGX163PX165NSVFGLPLPGFVHLX180CPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELX304KRLETAIEAIEEFPHGFTAX324GHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSX401RIANTCX408DLGLICX415416417GQSVILX424PPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA
27は、グルタミン(Q)およびグルタミン酸(E)から選択され、X41は、イソロイシン(I)およびバリン(V)から選択され、X45は、アスパラギン(N)およびヒスチジン(H)から選択され、X147は、アスパラギン(N)およびグルタミン(Q)から選択され、X163は、ロイシン(L)およびメチオニン(M)から選択され、X165は、チロシン(Y)およびヒスチジン(H)から選択され、X180は、トレオニン(T)、グリシン(G)およびセリン(S)から選択され、X304は、アラニン(A)およびセリン(S)から選択され、X324は、グリシン(G)およびセリン(S)から選択され、X401は、リシン(K)およびグルタミン酸(E)から選択され、X408は、トレオニン(T)およびグルタミン(Q)から選択され、X415は、セリン(S)およびアラニン(A)から選択され、X416は、プロリン(P)およびアラニン(A)から選択され、X417は、ロイシン(L)およびメチオニン(M)から選択され、X424は、システイン(C)およびセリン(S)から選択される。
配列番号2
Vfat888 aa配列
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHQRGTVVVTHGEGPYIVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRNNAYHGVTAVSASMTGLPYNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELAKRLETAIEAIEEFPHGFTASGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSERIANTCTDLGLICSPMGQSVILCPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA
配列番号3
Vfat906 aa配列
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRNNAYHGVTAVSASMTGLPYNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSALGQSVILCPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA
配列番号4
Vfat999 aa配列
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYVVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSALGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA
配列番号5
Vfat1010 aa配列
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGMPHNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPALSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA
配列番号6
Vfat1020 aa配列
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYVVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLGCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICAAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA
配列番号7
Vfat1030 aa配列
MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVHGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLSCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA
配列番号8
リコペルシコン・エスカレンタム(Lycopersicon esculentum)(トマト)12−オキソフィトジエン酸レダクターゼ1タンパク質配列:
MENKVVEEKQVDKIPLMSPCKMGKFELCHRVVLAPLTRQRSYGYIPQPHAILHYSQRSTNGGLLIGEATVISETGIGYKDVPGIWTKEQVEAWKPIVDAVHAKGGIFFCQIWHVGRVSNKDFQPNGEDPISCTDRGLTPQIRSNGIDIAHFTRPRRLTTDEIPQIVNEFRVAARNAIEAGFDGVEIHGAHGYLIDQFMKDQVNDRSDKYGGSLENRCRFALEIVEAVANEIGSDRVGIRISPFAHYNEAGDTNPTALGLYMVESLNKYDLAYCHVVEPRMKTAWEKIECTESLVPMRKAYKGTFIVAGGYDREDGNRALIEDRADLVAYGRLFISNPDLPKRFELNAPLNKYNRDTFYTSDPIVGYTDYPFLETMT
配列番号9
リコペルシコン・エスカレンタム(Lycopersicon esculentum)(トマト)12−オキソフィトジエン酸レダクターゼ1コドン最適化配列:
ATGGAAAACAAAGTTGTGGAAGAAAAACAGGTTGATAAAATCCCGCTGATGAGCCCGTGTAAAATGGGTAAATTCGAGCTGTGTCATCGCGTTGTACTGGCACCGCTGACTCGTCAGCGTTCTTATGGTTACATTCCGCAGCCGCACGCAATCCTGCATTACTCTCAGCGCAGCACCAACGGTGGCCTGCTGATCGGTGAAGCAACCGTGATCAGCGAAACTGGCATCGGTTACAAAGATGTGCCGGGTATCTGGACGAAAGAGCAGGTTGAGGCCTGGAAACCGATCGTCGACGCGGTGCATGCCAAAGGTGGTATTTTCTTTTGTCAGATCTGGCACGTTGGTCGTGTATCCAACAAAGATTTTCAGCCGAACGGCGAAGATCCGATTTCCTGTACTGACCGCGGCCTGACCCCGCAGATCCGTTCCAACGGCATTGACATTGCCCACTTCACCCGTCCACGTCGCCTGACTACTGACGAGATTCCGCAGATCGTGAACGAGTTCCGCGTTGCAGCGCGTAATGCTATTGAAGCGGGTTTCGATGGCGTCGAGATTCATGGTGCCCACGGTTACCTGATCGACCAATTCATGAAAGACCAAGTTAACGACCGCAGCGATAAGTATGGCGGTTCTCTGGAGAACCGTTGTCGCTTCGCGCTGGAAATCGTTGAAGCAGTAGCCAACGAGATTGGCTCCGACCGTGTTGGTATCCGTATCTCTCCATTCGCACACTACAACGAAGCGGGCGACACTAACCCGACCGCACTGGGCCTGTATATGGTGGAGAGCCTGAATAAATACGACCTGGCGTATTGTCACGTGGTCGAGCCGCGCATGAAAACCGCCTGGGAAAAGATTGAGTGCACCGAAAGCCTGGTGCCGATGCGTAAAGCCTACAAAGGCACCTTCATCGTAGCTGGTGGCTACGACCGTGAAGACGGTAACCGCGCTCTGATCGAAGACCGTGCCGACCTGGTTGCGTACGGTCGTCTGTTCATCAGCAACCCAGACCTGCCGAAGCGTTTTGAACTGAACGCTCCGCTGAACAAATACAACCGTGACACTTTCTACACTTCCGACCCGATCGTTGGTTACACCGATTACCCGTTTCTGGAAACTATGACTTAATAA
配列番号10
Vfat 888 DNA配列
ATGAATAAACCACAAAGCTGGGAAGCGCGTGCTGAAACTTACTCTCTGTACGGCTTCACTGATATGCCATCTCTGCACCAGCGTGGTACCGTGGTTGTCACCCACGGCGAGGGCCCATACATCGTGGACGTCAACGGTCGCCGTTACCTGGACGCAAACTCCGGCCTGTACAATATGGTTGCCGGCTTCGACCACAAGGGTCTGATCGACGCAGCAAAGGCCCAGTACGAACGCTTCCCGGGTTACCATAGCTTCTTCGGTCGTATGTCTGATCAAACTGTTATGCTGAGCGAGAAACTGGTAGAGGTGTCTCCATTCGACAGCGGTCGCGTGTTCTATACTAACTCCGGCTCCGAGGCTAACGATACTATGGTGAAAATGCTGTGGTTTCTGCACGCCGCAGAGGGCAAGCCGCAAAAACGCAAAATCCTGACTCGTAACAACGCATACCACGGTGTAACTGCTGTTTCCGCTTCCATGACGGGTCTGCCGTACAACTCTGTATTCGGCCTGCCGCTGCCGGGTTTCGTTCACCTGACCTGTCCGCACTATTGGCGTTACGGCGAAGAAGGTGAAACCGAAGAGCAGTTTGTTGCTCGTCTGGCCCGCGAGCTGGAGGAAACTATCCAACGTGAAGGCGCGGACACGATTGCGGGCTTCTTTGCTGAGCCGGTCATGGGCGCGGGCGGCGTAATCCCGCCGGCGAAAGGTTACTTCCAGGCGATCCTGCCGATTCTGCGTAAGTACGACATCCCGGTTATCTCTGATGAAGTTATCTGCGGCTTTGGTCGTACCGGTAATACTTGGGGTTGCGTTACCTATGACTTCACCCCGGATGCGATCATCTCCAGCAAAAATCTGACCGCCGGTTTCTTTCCGGTTGGTGCTGTGATTCTGGGTCCGGAACTGGCGAAACGCCTGGAAACGGCGATCGAAGCTATCGAAGAGTTCCCGCACGGCTTTACGGCCAGCGGTCACCCGGTGGGTTGCGCTATCGCTCTGAAAGCAATCGATGTTGTGATGAATGAGGGTCTGGCAGAGAACGTGCGCCGCCTGGCACCGCGTTTTGAGGAGCGTCTGAAACACATTGCCGAACGTCCGAACATCGGTGAATATCGTGGCATCGGTTTTATGTGGGCACTGGAGGCTGTGAAAGACAAAGCATCTAAAACCCCATTCGATGGTAATCTGTCTGTGAGCGAGCGTATCGCTAACACCTGTACCGACCTGGGCCTGATCTGTAGCCCGATGGGTCAGTCCGTTATCCTGTGCCCGCCGTTCATCCTGACCGAGGCGCAAATGGATGAGATGTTTGACAAACTGGAGAAGGCTCTGGACAAAGTCTTTGCGGAGGTGGCGTAA
配列番号11
Vfat 906 DNA配列
ATGAATAAACCACAAAGCTGGGAAGCGCGTGCTGAAACTTACTCTCTGTACGGCTTCACTGATATGCCATCTCTGCACgAGCGTGGTACCGTGGTTGTCACCCACGGCGAGGGCCCATACATCGTGGACGTCAACGGTCGCCGTTACCTGGACGCAAACTCCGGCCTGTACAATATGGTTGCCGGCTTCGACCACAAGGGTCTGATCGACGCAGCAAAGGCCCAGTACGAACGCTTCCCGGGTTACCATAGCTTCTTCGGTCGTATGTCTGATCAAACTGTTATGCTGAGCGAGAAACTGGTAGAGGTGTCTCCATTCGACAGCGGTCGCGTGTTCTATACTAACTCCGGCTCCGAGGCTAACGATACTATGGTGAAAATGCTGTGGTTTCTGCACGCCGCAGAGGGCAAGCCGCAAAAACGCAAAATCCTGACTCGTaacAACGCATACCACGGTGTAACTGCTGTTTCCGCTTCCATGACGGGTCTGCCGTACAACTCTGTATTCGGCCTGCCGCTGCCGGGTTTCGTTCACCTGACCTGTCCGCACTATTGGCGTTACGGCGAAGAAGGTGAAACCGAAGAGCAGTTTGTTGCTCGTCTGGCCCGCGAGCTGGAGGAAACTATCCAACGTGAAGGCGCGGACACGATTGCGGGCTTCTTTGCTGAGCCGGTCATGGGCGCGGGCGGCGTAATCCCGCCGGCGAAAGGTTACTTCCAGGCGATCCTGCCGATTCTGCGTAAGTACGACATCCCGGTTATCTCTGATGAAGTTATCTGCGGCTTTGGTCGTACCGGTAATACTTGGGGTTGCGTTACCTATGACTTCACCCCGGATGCGATCATCTCCAGCAAAAATCTGACCGCCGGTTTCTTTCCGGTTGGTGCTGTGATTCTGGGTCCGGAACTGAGCAAACGCCTGGAAACGGCGATCGAAGCTATCGAAGAGTTCCCGCACGGCTTTACGGCCggcGGTCACCCGGTGGGTTGCGCTATCGCTCTGAAAGCAATCGATGTTGTGATGAATGAGGGTCTGGCAGAGAACGTGCGCCGCCTGGCACCGCGTTTTGAGGAGCGTCTGAAACACATTGCCGAACGTCCGAACATCGGTGAATATCGTGGCATCGGTTTTATGTGGGCACTGGAGGCTGTGAAAGACAAAGCATCTAAAACCCCATTCGATGGTAATCTGTCTGTGAGCaaaCGTATCGCTAACACCTGTcagGACCTGGGCCTGATCTGTAGCgCGCTGGGTCAGTCCGTTATCCTGTGCCCGCCGTTCATCCTGACCGAGGCGCAAATGGATGAGATGTTTGACAAACTGGAGAAGGCTCTGGACAAAGTCTTTGCGGAGGTGGCGTAA
配列番号12
Vfat 999 DNA配列
ATGAATAAACCACAAAGCTGGGAAGCGCGTGCTGAAACTTACTCTCTGTACGGCTTCACTGATATGCCATCTCTGCACGAGCGTGGTACCGTGGTTGTCACCCACGGCGAGGGCCCATACGTGGTGGACGTCAACGGTCGCCGTTACCTGGACGCAAACTCCGGCCTGTACAATATGGTTGCCGGCTTCGACCACAAGGGTCTGATCGACGCAGCAAAGGCCCAGTACGAACGCTTCCCGGGTTACCATAGCTTCTTCGGTCGTATGTCTGATCAAACTGTTATGCTGAGCGAGAAACTGGTAGAGGTGTCTCCATTCGACAGCGGTCGCGTGTTCTATACTAACTCCGGCTCCGAGGCTAACGATACTATGGTGAAAATGCTGTGGTTTCTGCACGCCGCAGAGGGCAAGCCGCAAAAACGCAAAATCCTGACTCGTCAAAACGCATACCACGGTGTAACTGCTGTTTCCGCTTCCATGACGGGTCTGCCGCACAACTCTGTATTCGGCCTGCCGCTGCCGGGTTTCGTTCACCTGACCTGTCCGCACTATTGGCGTTACGGCGAAGAAGGTGAAACCGAAGAGCAGTTTGTTGCTCGTCTGGCCCGCGAGCTGGAGGAAACTATCCAACGTGAAGGCGCGGACACGATTGCGGGCTTCTTTGCTGAGCCGGTCATGGGCGCGGGCGGCGTAATCCCGCCGGCGAAAGGTTACTTCCAGGCGATCCTGCCGATTCTGCGTAAGTACGACATCCCGGTTATCTCTGATGAAGTTATCTGCGGCTTTGGTCGTACCGGTAATACTTGGGGTTGCGTTACCTATGACTTCACCCCGGATGCGATCATCTCCAGCAAAAATCTGACCGCCGGTTTCTTTCCGGTTGGTGCTGTGATTCTGGGTCCGGAACTGAGCAAACGCCTGGAAACGGCGATCGAAGCTATCGAAGAGTTCCCGCACGGCTTTACGGCCGGCGGTCACCCGGTGGGTTGCGCTATCGCTCTGAAAGCAATCGATGTTGTGATGAATGAGGGTCTGGCAGAGAACGTGCGCCGCCTGGCACCGCGTTTTGAGGAGCGTCTGAAACACATTGCCGAACGTCCGAACATCGGTGAATATCGTGGCATCGGTTTTATGTGGGCACTGGAGGCTGTGAAAGACAAAGCATCTAAAACCCCATTCGATGGTAATCTGTCTGTGAGCAAACGTATCGCTAACACCTGTCAGGACCTGGGCCTGATCTGTAGCGCGCTGGGTCAGTCCGTTATCCTGAGCCCGCCGTTCATCCTGACCGAGGCGCAAATGGATGAGATGTTTGACAAACTGGAGAAGGCTCTGGACAAAGTCTTTGCGGAGGTGGCGTAA
配列番号13
Vfat 1010 DNA配列
ATGAATAAACCACAAAGCTGGGAAGCGCGTGCTGAAACTTACTCTCTGTACGGCTTCACTGATATGCCATCTCTGCACGAGCGTGGTACCGTGGTTGTCACCCACGGCGAGGGCCCATACATCGTGGACGTCAACGGTCGCCGTTACCTGGACGCAAACTCCGGCCTGTACAATATGGTTGCCGGCTTCGACCACAAGGGTCTGATCGACGCAGCAAAGGCCCAGTACGAACGCTTCCCGGGTTACCATAGCTTCTTCGGTCGTATGTCTGATCAAACTGTTATGCTGAGCGAGAAACTGGTAGAGGTGTCTCCATTCGACAGCGGTCGCGTGTTCTATACTAACTCCGGCTCCGAGGCTAACGATACTATGGTGAAAATGCTGTGGTTTCTGCACGCCGCAGAGGGCAAGCCGCAAAAACGCAAAATCCTGACTCGTCAAAACGCATACCACGGTGTAACTGCTGTTTCCGCTTCCATGACGGGTATGCCGCACAACTCTGTATTCGGCCTGCCGCTGCCGGGTTTCGTTCACCTGACCTGTCCGCACTATTGGCGTTACGGCGAAGAAGGTGAAACCGAAGAGCAGTTTGTTGCTCGTCTGGCCCGCGAGCTGGAGGAAACTATCCAACGTGAAGGCGCGGACACGATTGCGGGCTTCTTTGCTGAGCCGGTCATGGGCGCGGGCGGCGTAATCCCGCCGGCGAAAGGTTACTTCCAGGCGATCCTGCCGATTCTGCGTAAGTACGACATCCCGGTTATCTCTGATGAAGTTATCTGCGGCTTTGGTCGTACCGGTAATACTTGGGGTTGCGTTACCTATGACTTCACCCCGGATGCGATCATCTCCAGCAAAAATCTGACCGCCGGTTTCTTTCCGGTTGGTGCTGTGATTCTGGGTCCGGCACTGAGCAAACGCCTGGAAACGGCGATCGAAGCTATCGAAGAGTTCCCGCACGGCTTTACGGCCGGCGGTCACCCGGTGGGTTGCGCTATCGCTCTGAAAGCAATCGATGTTGTGATGAATGAGGGTCTGGCAGAGAACGTGCGCCGCCTGGCACCGCGTTTTGAGGAGCGTCTGAAACACATTGCCGAACGTCCGAACATCGGTGAATATCGTGGCATCGGTTTTATGTGGGCACTGGAGGCTGTGAAAGACAAAGCATCTAAAACCCCATTCGATGGTAATCTGTCTGTGAGCAAACGTATCGCTAACACCTGTCAGGACCTGGGCCTGATCTGTAGCGCGATGGGTCAGTCCGTTATCCTGAGCCCGCCGTTCATCCTGACCGAGGCGCAAATGGATGAGATGTTTGACAAACTGGAGAAGGCTCTGGACAAAGTCTTTGCGGAGGTGGCGTAA
配列番号14
Vfat 1020 DNA配列
ATGAATAAACCACAAAGCTGGGAAGCGCGTGCTGAAACTTACTCTCTGTACGGCTTCACTGATATGCCATCTCTGCACGAGCGTGGTACCGTGGTTGTCACCCACGGCGAGGGCCCATACGTGGTGGACGTCAACGGTCGCCGTTACCTGGACGCAAACTCCGGCCTGTACAATATGGTTGCCGGCTTCGACCACAAGGGTCTGATCGACGCAGCAAAGGCCCAGTACGAACGCTTCCCGGGTTACCATAGCTTCTTCGGTCGTATGTCTGATCAAACTGTTATGCTGAGCGAGAAACTGGTAGAGGTGTCTCCATTCGACAGCGGTCGCGTGTTCTATACTAACTCCGGCTCCGAGGCTAACGATACTATGGTGAAAATGCTGTGGTTTCTGCACGCCGCAGAGGGCAAGCCGCAAAAACGCAAAATCCTGACTCGTCAAAACGCATACCACGGTGTAACTGCTGTTTCCGCTTCCATGACGGGTCTGCCGCACAACTCTGTATTCGGCCTGCCGCTGCCGGGTTTCGTTCACCTGGGTTGTCCGCACTATTGGCGTTACGGCGAAGAAGGTGAAACCGAAGAGCAGTTTGTTGCTCGTCTGGCCCGCGAGCTGGAGGAAACTATCCAACGTGAAGGCGCGGACACGATTGCGGGCTTCTTTGCTGAGCCGGTCATGGGCGCGGGCGGCGTAATCCCGCCGGCGAAAGGTTACTTCCAGGCGATCCTGCCGATTCTGCGTAAGTACGACATCCCGGTTATCTCTGATGAAGTTATCTGCGGCTTTGGTCGTACCGGTAATACTTGGGGTTGCGTTACCTATGACTTCACCCCGGATGCGATCATCTCCAGCAAAAATCTGACCGCCGGTTTCTTTCCGGTTGGTGCTGTGATTCTGGGTCCGGAACTGAGCAAACGCCTGGAAACGGCGATCGAAGCTATCGAAGAGTTCCCGCACGGCTTTACGGCCGGCGGTCACCCGGTGGGTTGCGCTATCGCTCTGAAAGCAATCGATGTTGTGATGAATGAGGGTCTGGCAGAGAACGTGCGCCGCCTGGCACCGCGTTTTGAGGAGCGTCTGAAACACATTGCCGAACGTCCGAACATCGGTGAATATCGTGGCATCGGTTTTATGTGGGCACTGGAGGCTGTGAAAGACAAAGCATCTAAAACCCCATTCGATGGTAATCTGTCTGTGAGCAAACGTATCGCTAACACCTGTCAGGACCTGGGCCTGATCTGTAGCGCGATGGGTCAGTCCGTTATCCTGAGCCCGCCGTTCATCCTGACCGAGGCGCAAATGGATGAGATGTTTGACAAACTGGAGAAGGCTCTGGACAAAGTCTTTGCGGAGGTGGCGTAA
配列番号15
Vfat 1030 DNA配列
ATGAATAAACCACAAAGCTGGGAAGCGCGTGCTGAAACTTACTCTCTGTACGGCTTCACTGATATGCCATCTCTGCACGAGCGTGGTACCGTGGTTGTCACCCACGGCGAGGGCCCATACATCGTGGACGTCCACGGTCGCCGTTACCTGGACGCAAACTCCGGCCTGTACAATATGGTTGCCGGCTTCGACCACAAGGGTCTGATCGACGCAGCAAAGGCCCAGTACGAACGCTTCCCGGGTTACCATAGCTTCTTCGGTCGTATGTCTGATCAAACTGTTATGCTGAGCGAGAAACTGGTAGAGGTGTCTCCATTCGACAGCGGTCGCGTGTTCTATACTAACTCCGGCTCCGAGGCTAACGATACTATGGTGAAAATGCTGTGGTTTCTGCACGCCGCAGAGGGCAAGCCGCAAAAACGCAAAATCCTGACTCGTCAAAACGCATACCACGGTGTAACTGCTGTTTCCGCTTCCATGACGGGTCTGCCGCACAACTCTGTATTCGGCCTGCCGCTGCCGGGTTTCGTTCACCTGAGCTGTCCGCACTATTGGCGTTACGGCGAAGAAGGTGAAACCGAAGAGCAGTTTGTTGCTCGTCTGGCCCGCGAGCTGGAGGAAACTATCCAACGTGAAGGCGCGGACACGATTGCGGGCTTCTTTGCTGAGCCGGTCATGGGCGCGGGCGGCGTAATCCCGCCGGCGAAAGGTTACTTCCAGGCGATCCTGCCGATTCTGCGTAAGTACGACATCCCGGTTATCTCTGATGAAGTTATCTGCGGCTTTGGTCGTACCGGTAATACTTGGGGTTGCGTTACCTATGACTTCACCCCGGATGCGATCATCTCCAGCAAAAATCTGACCGCCGGTTTCTTTCCGGTTGGTGCTGTGATTCTGGGTCCGGAACTGAGCAAACGCCTGGAAACGGCGATCGAAGCTATCGAAGAGTTCCCGCACGGCTTTACGGCCGGCGGTCACCCGGTGGGTTGCGCTATCGCTCTGAAAGCAATCGATGTTGTGATGAATGAGGGTCTGGCAGAGAACGTGCGCCGCCTGGCACCGCGTTTTGAGGAGCGTCTGAAACACATTGCCGAACGTCCGAACATCGGTGAATATCGTGGCATCGGTTTTATGTGGGCACTGGAGGCTGTGAAAGACAAAGCATCTAAAACCCCATTCGATGGTAATCTGTCTGTGAGCAAACGTATCGCTAACACCTGTCAGGACCTGGGCCTGATCTGTAGCGCGATGGGTCAGTCCGTTATCCTGAGCCCGCCGTTCATCCTGACCGAGGCGCAAATGGATGAGATGTTTGACAAACTGGAGAAGGCTCTGGACAAAGTCTTTGCGGAGGTGGCGTAA

Claims (38)

  1. 式(VI)による化合物
    Figure 2016516744
    [式中、Rは、
    水素、
    (C〜C)アルキル、
    (C〜C)ハロアルキル、
    (C〜C)アルコキシ(C〜C)アルキル、
    (C〜C)アルケニル、
    ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル、
    シクロアルキル基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル(C〜C)アルキル、
    ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール、
    アリール基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール(C〜C)アルキル、
    −C(O)−、ならびに
    −SO
    から選択され、
    は、
    水素、
    (C〜C)アルキル、
    (C〜C)ハロアルキル、
    (C〜C)アルコキシ(C〜C)アルキル、
    (C〜C)アルケニル、
    ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル、
    シクロアルキル基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル(C〜C)アルキル、
    ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール、
    アリール基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール(C〜C)アルキル
    から選択され、
    は、
    (C〜C)アルキル、
    (C〜C)ハロアルキル、
    (C〜C)アルコキシ(C〜C)アルキル、
    (C〜C)アルケニル、
    ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル、
    シクロアルキル基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、(C〜C10)シクロアルキル(C〜C)アルキル、
    ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール、
    アリール基が、ハロ、(C〜C)アルキルおよび(C〜C)アルキルオキシから独立に選択される1、2または3つの基で置換されていてもよい、アリール(C〜C)アルキル
    から選択される]。
  2. 式(VI)による5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン
    Figure 2016516744
    である、請求項1に記載の化合物。
  3. 式(VI)の、請求項1に記載の化合物
    Figure 2016516744
    [式中、Rは、キラル(C〜C15)炭化水素基である]。
  4. が、(R)−または(S)−α−メチルベンジル、(R)−または(S)−1−(1−ナフチル)エチル、(R)−または(S)−1−(2−ナフチル)エチル、メンチルおよびボルニルから選択される、請求項3に記載の化合物。
  5. Rが、R−C(O)−またはR−SO−であり、RおよびRが、キラル(C〜C15)炭化水素基である、請求項1に記載の化合物。
  6. 式(IX)の化合物
    Figure 2016516744
    [式中、
    nは1であり、Mは、Li、Na、K、Rb、NH 、((C〜C)アルキル)NH 、((C〜C)アルキル)NH 、((C〜C)アルキル)NHおよび((C〜C)アルキル)から選択されるか、または
    nは2であり、M2+は、Mg2+、Ca2+およびZn2+から選択される]。
  7. nが1であり、Mが、NH および((C〜C)アルキル)NH から選択される、請求項6に記載の化合物。
  8. nが1であり、Mが、Li、NaおよびKから選択される、請求項6に記載の化合物。
  9. 式(VII)の化合物
    Figure 2016516744
    [式中、−X−は、単結合、−CH−、−O−、−NH−、−N((C〜C)アルキル)−、−N(ベンジル)−、または
    Figure 2016516744
    を表す]。
  10. 4−(2−メチルプロペニル)−5−ピロリジン−1−イル−5H−フラン−2−オン;
    4−(2−メチルプロペニル)−5−ピペリジン−1−イル−5H−フラン−2−オン;
    4−(2−メチルプロペニル)−5−モルホリン−4−イル−5H−フラン−2−オン;および
    1,4−ビス−(4−(2−メチルプロペニル)−5H−フラン−2−オン−5−イル)ピペラジン
    から選択される、請求項9に記載の化合物。
  11. 式(VII)の化合物
    Figure 2016516744
    [式中、−X−は、単結合、−CH−、−O−、−NH−、−N((C〜C)アルキル)−、−N(ベンジル)−、または
    Figure 2016516744
    を表す]
    を、酸触媒の存在下、水で処理するステップを含む、
    請求項2に記載の式(VI)の化合物の製造のための方法。
  12. Rが、水素、R−C(O)−およびR−SO−以外である、請求項1に記載の式(VI)の化合物の製造のための方法であって、式(VI)の化合物を、酸触媒の存在下、アルコールR−OHで処理するステップを含む、方法。
  13. Rが、水素、R−C(O)−およびR−SO−以外である、請求項1に記載の式(VI)の化合物の製造のための方法であって、式(VII)の化合物を、化学量論酸の存在下、アルコールR−OHで処理するステップを含む、方法。
  14. RがR−C(O)−である、請求項1に記載の式(VI)の化合物の製造のための方法であって、式(VI)の化合物を、酸塩化物R−C(O)−Clまたは酸無水物(R−C(O))Oで処理するステップを含む、方法。
  15. RがR−SO−である、請求項1に記載の式(VI)の化合物の製造のための方法であって、式(VI)の化合物を、スルホニルクロリドR−SO−Clで処理するステップを含む、方法。
  16. 3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)
    Figure 2016516744
    または薬学的に許容できるその塩の製造のための方法であって、
    (a)5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI
    Figure 2016516744
    を調製するステップと、
    (b)前記5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノンを、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I
    Figure 2016516744
    に変換するステップと、
    (c)前記5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノンを、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)に変換するステップと
    を含む、方法。
  17. 3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)が、(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸((S)−II)
    Figure 2016516744
    であり、前記(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸が、少なくとも80%の鏡像体過剰率を有する、請求項16に記載の方法。
  18. ステップ(a)が、請求項11に記載の方法を含む、請求項16または17に記載の方法。
  19. ステップ(b)が、
    (b1)5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI)を、金属酸化物、水酸化物、炭酸塩もしくは重炭酸塩、アンモニア、モノ、ジもしくはトリ−(C〜C)アルキルアミン、またはテトラ−(C〜C)アルキルアンモニウムヒドロキシドで処理して、式(IX)の塩
    Figure 2016516744
    [式中、
    nは1であり、Mは、Li、Na、K、Rb、NH 、((C〜C)アルキル)NH 、((C〜C)アルキル)NH 、((C〜C)アルキル)NHおよび((C〜C)アルキル)から選択されるか、または
    nは2であり、M2+は、Mg2+、Ca2+およびZn2+から選択される]
    を形成するステップと、
    (b2)式(IX)の塩を水素化して、式(X)の塩
    Figure 2016516744
    を取得するステップと、
    (b3)式(X)の塩を酸で処理するステップと
    を含む、請求項16から18のいずれか一項に記載の方法。
  20. ステップ(b)が、
    (b1)5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI)を、Rがキラル(C〜C15)炭化水素基である、請求項3に記載の式(VI)の化合物に変換するステップと、
    (b2)式(VI)の化合物を水素化して、式(XI)の化合物
    Figure 2016516744
    [式中、Rは、キラル(C〜C15)炭化水素基である]
    を取得するステップと、
    (b3)式(XI)の化合物を酸で処理して、((S)−I)を得るステップと
    を含む、請求項16から18のいずれか一項に記載の方法。
  21. 3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)
    Figure 2016516744
    または薬学的に許容できるその塩の製造のための方法であって、
    (a)5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI
    Figure 2016516744
    を調製するステップと、
    (b)5−ヒドロキシ−4−(2−メチル−1−プロペニル)−5H−2−フラノン(VI)を、アンモニアまたはモノ−(C〜C)アルキルアミンで処理して、式(IX)の塩
    Figure 2016516744
    [式中、
    nは1であり、Mは、NH および((C〜C)アルキル)NH から選択される]
    を形成するステップと、
    (c)式(IX)の塩を水素化して、式(X)の塩
    Figure 2016516744
    を取得するステップと、
    (d)式(X)の塩を、トランスアミナーゼまたはアミンオキシダーゼ/イミンレダクターゼ酵素で処理して、3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)を提供するステップと
    を含む、方法。
  22. 3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸(II)が、(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸((S)−II)
    Figure 2016516744
    であり、前記(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸が、少なくとも80%の鏡像体過剰率を有する、請求項21に記載の方法。
  23. ステップ(a)が、請求項11に記載の方法を含む、請求項21または22に記載の方法。
  24. 5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I
    Figure 2016516744
    の製造のための方法であって、
    (a)3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸(XII)またはその環化異性体(XII
    Figure 2016516744
    を取得するステップと、
    (b)順次にまたは同時に、炭素−炭素二重結合を還元し、α−ケト酸官能基を脱炭酸するステップと
    を含む、方法。
  25. α−ケト酸官能基の脱炭酸の前に、炭素−炭素二重結合を還元して、3−イソブチル−2−オキソペンタン二酸(XV)またはその環化異性体(XV
    Figure 2016516744
    を提供する、請求項24に記載の方法。
  26. 炭素−炭素二重結合の還元の前に、α−ケト酸官能基を脱炭酸して、3−ホルミル−5−メチル−3−ペンテン酸(XVI)またはその環化異性体(XVI
    Figure 2016516744
    を提供する、請求項24に記載の方法。
  27. α−ケト酸官能基を脱炭酸し、同時に炭素−炭素二重結合を還元する、請求項24に記載の方法。
  28. 脱炭酸が、デカルボキシラーゼ酵素の存在下で行われる、請求項24から27のいずれか一項に記載の方法。
  29. 炭素−炭素二重結合の還元が、エノエートレダクターゼ酵素の存在下で行われる、請求項24から28のいずれか一項に記載の方法。
  30. 3−イソブチリデン−2−オキソペンタン二酸、
    3−イソブチル−2−オキソペンタン二酸、および
    3−ホルミル−5−メチル−3−ペンテン酸
    から選択される化合物、
    またはその塩、(C〜C)アルキルエステルもしくは環化異性体。
  31. (S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸((S)−II)
    Figure 2016516744
    または薬学的に許容できるその塩の製造のための方法であって、
    (a)請求項23から28のいずれか一項に記載の方法を使用して、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)を製造するステップと、
    (b)前記5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノンを、(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸に変換するステップと
    を含む、方法。
  32. (R)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸を(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸に変換するための方法であって、(R)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸を、トランスアミナーゼ酵素またはアミンデヒドロゲナーゼ/イミンレダクターゼ酵素で処理するステップを含む、方法。
  33. (R)−および(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸の混合物中における(S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸の割合を増大させるための方法であって、混合物を、トランスアミナーゼ酵素またはアミンデヒドロゲナーゼ/イミンレダクターゼ酵素で処理するステップを含む、方法。
  34. アミノ酸配列
    MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHX27RGTVVVTHGEGPYX41VDVX45GRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRX147NAYHGVTAVSASMTGX163PX165NSVFGLPLPGFVHLX180CPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELX304KRLETAIEAIEEFPHGFTAX324GHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSX401RIANTCX408DLGLICX415416417GQSVILX424PPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号1)
    [ここで、
    27は、グルタミン(Q)およびグルタミン酸(E)から選択され、
    41は、イソロイシン(I)およびバリン(V)から選択され、
    45は、アスパラギン(N)およびヒスチジン(H)から選択され、
    147は、アスパラギン(N)およびグルタミン(Q)から選択され、
    163は、ロイシン(L)およびメチオニン(M)から選択され、
    165は、チロシン(Y)およびヒスチジン(H)から選択され、
    180は、トレオニン(T)、グリシン(G)およびセリン(S)から選択され、
    304は、アラニン(A)およびセリン(S)から選択され、
    324は、グリシン(G)およびセリン(S)から選択され、
    401は、リシン(K)およびグルタミン酸(E)から選択され、
    408は、トレオニン(T)およびグルタミン(Q)から選択され、
    415は、セリン(S)およびアラニン(A)から選択され、
    416は、プロリン(P)およびアラニン(A)から選択され、
    417は、ロイシン(L)およびメチオニン(M)から選択され、
    424は、システイン(C)およびセリン(S)から選択される]
    と少なくとも95%相同性を有するアミノ酸配列を有する、トランスアミナーゼ酵素。
  35. 配列番号1のアミノ酸配列を有する、請求項34に記載のトランスアミナーゼ酵素。
  36. 27がグルタミン酸(E)であり、
    147がグルタミン(Q)であり、
    165がヒスチジン(H)であり、
    304がセリン(S)であり、
    324がグリシン(G)であり、
    401がリシン(K)であり、
    408がグルタミン(Q)であり、
    416がアラニン(A)であり、
    417がメチオニン(M)であり、
    424がセリン(S)である、
    請求項34または35に記載のトランスアミナーゼ酵素。
  37. MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHQRGTVVVTHGEGPYIVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRNNAYHGVTAVSASMTGLPYNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELAKRLETAIEAIEEFPHGFTASGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSERIANTCTDLGLICSPMGQSVILCPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号2);
    MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRNNAYHGVTAVSASMTGLPYNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSALGQSVILCPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号3);
    MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYVVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSALGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号4);
    MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGMPHNSVFGLPLPGFVHLTCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPALSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号5);
    MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYVVDVNGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLGCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICAAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号6);および
    MNKPQSWEARAETYSLYGFTDMPSLHERGTVVVTHGEGPYIVDVHGRRYLDANSGLYNMVAGFDHKGLIDAAKAQYERFPGYHSFFGRMSDQTVMLSEKLVEVSPFDSGRVFYTNSGSEANDTMVKMLWFLHAAEGKPQKRKILTRQNAYHGVTAVSASMTGLPHNSVFGLPLPGFVHLSCPHYWRYGEEGETEEQFVARLARELEETIQREGADTIAGFFAEPVMGAGGVIPPAKGYFQAILPILRKYDIPVISDEVICGFGRTGNTWGCVTYDFTPDAIISSKNLTAGFFPVGAVILGPELSKRLETAIEAIEEFPHGFTAGGHPVGCAIALKAIDVVMNEGLAENVRRLAPRFEERLKHIAERPNIGEYRGIGFMWALEAVKDKASKTPFDGNLSVSKRIANTCQDLGLICSAMGQSVILSPPFILTEAQMDEMFDKLEKALDKVFAEVA(配列番号7)
    から選択されるアミノ酸配列を有する、請求項35に記載のトランスアミナーゼ酵素。
  38. (S)−3−アミノメチル−5−メチルヘキサン酸((S)−II)
    Figure 2016516744
    または薬学的に許容できるその塩の製造のための方法であって、5−ヒドロキシ−4−(2−メチルプロピル)−3,4−ジヒドロ−5H−2−フラノン(I)およびアミンを、請求項34から37のいずれか一項に記載のトランスアミナーゼ酵素で処理するステップを含む、方法。
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