JP4167726B2 - エナンチオマーとして純粋なアゼチジン−２−カルボン酸の製造方法 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明はエナンチオマーとして純粋なアゼチジン−２−カルボン酸の製造方法に関する。
先行する技術
Ｌ−アゼチジン−２−カルボン酸（L-AzeOH）は、高分子量ポリペプチドの合成に特に有用であることが知られており、また周知のアミノ酸プロリンの類縁体として知られている。
ラセミ化合物（racemate）（DL-AzeOH）からエナンチオマーとして純粋なAzeOH（つまりD-AzeOHまたはL-AzeOH）を製造するのに関しすでに報告されているものには、長たらしくそして比較的錯綜した多段階方法が関与する。
J. Heterocyclic Chem.（1969年）6の993ページにはDL-AzeOHの保護、分割および引き続いての脱保護を包含する４段階の製造が示されている。この方法では分割剤としてＬ−チロシンヒドラジドを使用することによってＮ−カルボベンゾキシで保護基されたDL-AzeOHが分割され、次いで最終的な脱保護段階に先立って単離される。この方法はＬ−チロシンヒドラジドが高価であるという欠点をさらに有する。
L-AzeOHの製造について別に報告されているものに、Ｎ−トシルで保護されたＬ−メチオニンから出発しホモセリンラクトンを経由する５段階の製造（例えば日本特許出願第14457／74およびBull. Chem. Soc. Jpn.（1973年）46，669ページを参照）およびＬ−2,4−ジアミノ酪酸から出発しＬ−４−アミノ−２−クロロ酪酸を経由する５段階の製造（Biochem, J.（1956年），64，323ページを参照）がある。
発明に関する説明
酒石酸が三つの立体化学的形態、Ｌ−型、Ｄ−型およびＸＹ型で存在することは多年にわたって知られている。これらのジアステレオ異性体の二つ、Ｌ−酒石酸とＤ−酒石酸とはエナンチオマーである。
本発明者は、ラセミAzeOHと、Ｄ−酒石酸またはＬ−酒石酸のいずれかとの均質溶液をつくり、この溶液から得られる酒石酸塩を結晶化し、また引き続いて遊離のアミノ酸を遊離化することからなる新規で効率的な方法によって、エナンチオマーとして純粋なAzeOHが極めて高い収率で製造されうることを驚くべきことに現在見出している。
特に、本発明者らは、ラセミAzeOHをＤ−酒石酸とともに結晶化するとジアステレオマーとして純粋な結晶状のL-AzeOH-D-酒石酸塩が極めて高い収率で生成し、これから光学的に純粋なL-AzeOHが遊離化されうることを見出している。同様に本発明者らは、Ｌ−酒石酸を使用する結晶化によりジアステレオマーとして純粋なD-AzeOH-L-酒石酸塩が極めて高い収率で生成し、これから光学的に純粋なD-AzeOHが遊離化されうることを見出している。
本発明によるならば、AzeOHのジアステレオマーとして純粋な酒石酸塩を選択的に結晶化し、続いて遊離のアミノ酸を遊離化することからなるエナンチオマーとして純粋なAzeOHを製造する方法が提供される。
本発明の場合、「選択的結晶化」とはラセミAzeOHとＤ−酒石酸またはＬ−酒石酸のいずれかとの均質溶液からジアステレオマーとして純粋なAzeOH−酒石酸塩を結晶化することを意味する。
本発明の方法はジアステレオマー過剰率（d.e.）が90％より大きいL-AzeOH-D-酒石酸塩またはDL-AzeOH-L-酒石酸塩のいずれかを生成するのに用いられてよいが、本発明の場合、「ジアステレオマーとして純粋なAzeOH−酒石酸塩」とはd.e.が40％より大きいAzeOH−酒石酸塩を意味する。
本発明の方法は光学的純度（エナンチオマー過剰率；e.e.）が90％より高いL-AzeOHまたはD-AzeOHのいずれかを生成するのに用いられてよいが、本発明の場合、「エナンチオマーとして純粋なAzeOH」とはe.e.が50％より大きいAzeOHを意味する。
ラセミAzeOHと酒石酸とを溶解できる好適な溶媒系には、水が存在するあるいは存在しない一つまたはそれ以上の有機溶媒がある。使用できる有機溶媒には、水と混合可能なそして（または）水中に可溶な溶媒であってその中にジアステレオマーとして純粋なAzeOH−酒石酸塩が室温またはそれ以下で僅かしか溶解しない溶媒が含まれる。好適な有機溶媒の例には一官能性アルコール（例えばエタノール、メタノールまたはイソプロパノール）、二官能性アルコール（例えばエチレングリコール）、C₁〜C₈の一価のまたは二価のカルボン酸（例えば蟻酸または酢酸）、C₄〜C₆の線状または環状のエーテル（例えばモノグリム、ジグリム、テトラヒドロフランまたはジオキサン）がある。特に好ましい有機溶媒にはエタノール、およびC₁〜C₃カルボン酸が含まれる。
ラセミAzeOHとＬ−酒石酸またはＤ−酒石酸とを溶媒系に溶解させた後、混合物は必要なら、適当な方法、例えば高温への加熱（例えば還流加熱）により均質な溶液をつくるように調整されてよい。
採用することのできる、Ｌ−酒石酸またはＤ−酒石酸とラセミAzeOHとの好適なモル比率は0.5：1.0〜2.0：1.0、望ましくは0.6：1.0〜1.1：1.0そして特に0.8：1.0〜1.0：1.0の範囲にある。
ジアステレオマーとして純粋なAzeOH−酒石酸塩の結晶化はAzeOHと酒石酸との溶液を過飽和温度まで冷却することにより達せられる。上述した溶媒系に関する最終的な結晶化温度は典型的には−10〜30℃、例えば−５〜10℃そして望ましくは０〜５℃の範囲にある。
結晶化はジアステレオマーとして純粋な適当なAzeOH−酒石酸塩の結晶で種付けしあるいは種付けしないで実施することができる。しかしながら本発明者らは種付けにより結晶化を実施することを選好する。
結晶性の塩は当業者にとって周知な技術的方法例えば傾瀉、濾過または遠心分離を用いて単離することができる。
結晶性塩からエナンチオマーとして純粋な遊離アミノ酸を遊離化し続いて選択的結晶化を行うのは、酒石酸と塩を生成することの知られた金属（例えばカルシウムまたはカリウム）の炭酸塩、酸化物、水酸化物または塩化物と反応することによりAzeOH−酒石酸塩から酒石酸を置換することにより実施できよう。特に好ましいカルシウム塩には塩化カルシウムがある。特に好ましいカリウム塩には水酸化カリウムがある。置換反応は、AzeOHが可溶であり、金属−酒石酸塩の可溶性が低い適当な溶媒（例えば水）の存在で室温より高い温度（例えば30〜60℃）で実施されることができる。光学的に純粋な遊離のアミノ酸は沈殿した金属酒石酸塩（または水素酒石酸塩）から慣用の技術（例えば濾過、遠心分離または傾瀉）によって分離することができる。
エナンチオマーとして純粋なD-AzeOHまたはL-AzeOHは慣用の技術（例えば、アセトンもしくは水またはこれらの組合わせのような適当な溶媒からの再結晶）を用いてさらに精製されることができる。
本発明の方法は光学的に純粋でないAzeOH−酒石酸塩を光学的に富化するために用いられてもよい。
ラセミAzeOHは文献（例えばJ. Heterocyclic Chem.（1969年）6，435ページおよび同誌（1973年）10，795ページを参照）に記載の方法に従って製造されることができる。
本発明の方法は、エナンチオマーとして純粋なAzeOHが、これを製造するのに従来から用いられている方法に比べて、より高い収率、より高い光学的純度で、より少ない段階の関与する方法で（そして保護基を必要とせずに）、より短い時間で、一層簡便にまた一層安価に製造されうるという利点を有する。そのうえ、酒石酸は本方法でさらに使用する（すなわち、追加的な精製をする必要なく酒石酸が循環されうる）のに十分な純度を有する形で本発明の方法から回収されることができる。
本発明は以下の実施例で例示されるが、これらによって限定されることは何らない。結晶性生成物については、試料を酢酸；蟻酸（40：３）中に溶解し、続いて0.1Ｍの過塩素酸で滴定することによりAzeOH含有率を分析し、また0.1Ｍま水酸化ナトリウムで滴定することにより酒石酸含有率を分析した。光学的純度は0.1％のトリフルオロ酢酸を含有する35％のメタノールおよび65％の水で溶離されるシリカカラム（Kromasil C8、５μm、150×4.6mm）を使用する、GITC−で誘導化された試料に対するHPLC（UV、250nm）（J. Chromat.（1980年）202，375ページ参照）を用いて測定した。
実施例
Ｌ−アゼチジン−２−カルボン酸−Ｄ−酒石酸塩（L-AzeOH-D-酒石酸塩）の製造
実施例 １
DL-AzeOH（7.08ｇ；70ミリモル）と、Ｄ−酒石酸（10.5ｇ；70ミリモル）とをエタノール（94％；30ｇ）および水（25ｇ）中に懸濁した。得られる溶液を還流加熱して均質な溶液を得た。加熱後、L-AzeOH-D-酒石酸塩の結晶を添加し、そして全体を０℃まで徐々に冷却した。この温度に２時間保った。結晶性生成物を濾過し、溶媒系で洗浄しそして50℃で真空乾燥してd.e.が95％のL-AzeOH-D-酒石酸塩を8.1ｇ（92％）得た。
実施例 ２
DL-AzeOH（2.0ｇ；20ミリモル）、Ｄ−酒石酸（5.5ｇ；36.6モル）、エタノール（94％；6.7ｇ）および水（3.3ｇ）を用いて上記の実施例１に記載の方法に従って、d.e.が85％であるL-AzeOH-D-酒石酸塩を2.5ｇ（100％）得た。
実施例 ３
DL-AzeOH（3.7ｇ；37ミリモル）、Ｄ−酒石酸（3.0ｇ；20.0ミリモル）、エタノール（4.5ｇ）および水（5.5ｇ）を用いて上記の実施例１に記載の方法に従って、d.e.が95％であるL-AzeOH-D-酒石酸塩を3.8ｇ（83％）得た。
実施例 ４
DL-AzeOH（2.9ｇ；29ミリモル）、Ｄ−酒石酸（4.3ｇ；29ミリモル）、エチレングリコール（5.5ｇ）および水（4.5ｇ）を用いて上記の実施例１に記載の方法に従って、d.e.が60％であるL-AzeOH-D-酒石酸塩を3.9ｇ（理論収量から計算して109％）を得た。
実施例 ５
DL-AzeOH（2.9ｇ；29ミリモル）、Ｄ−酒石酸（4.3ｇ；29ミリモル）、テトラヒドロフラン（5.5ｇ）および水（4.5ｇ）を用いて上記の実施例１に記載の方法に従って、d.e.が65％であるL-AzeOH-D-酒石酸塩を3.9ｇ（理論収量から計算して109％）を得た。
実施例 ６
DL-AzeOH（2.9ｇ；29ミリモル）、Ｄ−酒石酸（4.3ｇ；29ミリモル）、1,4−ジオキサン（5.5ｇ）および水（4.5ｇ）を用いて上記の実施例１に記載の方法に従って、d.e.が73％であるL-AzeOH-D-酒石酸塩を3.4ｇ（理論収量から計算して109％）を得た。
実施例 ７
L-AzeOH-D-酒石酸塩（4.0ｇ；e.e.は10％）をエタノール（10.7ｇ）および水（9.3ｇ）中に懸濁した。得られる溶液を還流加熱して均質な溶液を得た。加熱後、L-AzeOH-D-酒石酸塩の結晶を添加し、そして全体を０℃まで徐々に冷却した。この温度に２時間保った。結晶性生成物を濾過し、溶媒系で洗浄し、そして50℃で真空乾燥してd.e.が96％のL-AzeOH-D-酒石酸塩を2.0ｇ得た。
実施例 ８
エタノールの代わりに酢酸を使用して実施例１に記載の方法に従って実施することができた。
Ｌ−アゼチジン−２−カルボン酸（L-AzeOH）の製造
実施例 ９
L-AzeOH-D-酒石酸塩（7.2ｇ；28ミリモル；e.e.は99％）を熱水（16ml）に溶解した。約45℃において水酸化カリウム水溶液（６ml；６Ｍ；24ミリモル）を15分かけて添加した。溶液を５℃まで冷却するとこの温度で酒石酸水素カリウムが生成した。これを濾過しそして冷水（３ml）で洗浄した。濾液を一緒にしたものを真空濃縮して粗生成物を得、これを水（１ml）およびアセトン（30ml）とともに60℃で１時間撹拌した。生成物を濾過して除去しそして乾燥してe.e.が96％のL-AzeOHを2.5ｇ（89％）得た。
Ｄ−アゼチジン−２−カルボン酸−Ｌ−酒石酸塩（D-AzeOH-L-酒石酸塩）の製造
実施例 10
DL-AzeOH、Ｌ−酒石酸、エタノールおよび水を用いて実施例１に記載の方法に従ってD-AzeOH-L-酒石酸塩が得られた。
Ｄ−アゼチジン−２−カルボン酸（D-AzeOH）の製造
実施例 11
D-AzeOH-L-酒石酸塩、水および水酸化カリウムを用いて実施例９に記載の方法に従ってD-AzeOHが得られた。

Claims (11)

1. ラセミアゼチジン−２−カルボン酸とＤ−またはＬ−酒石酸のいずれかとの均質溶液からジアステレオマー過剰率が９０％より大きいアゼチジン−２−カルボン酸酒石酸塩を、水とエタノールとを含む溶媒系から選択的に結晶化し、続いて遊離のアミノ酸を遊離化することからなるエナンチオマー過剰率が９０％よりも大きいアゼチジン−２−カルボン酸の製造方法。
2. エナンチオマーとして純粋な酒石酸とラセミアゼチジン−２−カルボン酸とのモル比が0.5：1.0〜2.0：1.0の範囲である溶液から選択的結晶化が行なわれることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. モル比が0.6：1.0〜1.1：1.0の範囲にあることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. モル比が0.8：1.0〜1.0：1.0の範囲にあることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. −10〜30℃の範囲の温度に冷却することにより選択的結晶化が行なわれることを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 温度が−５〜10℃の範囲にあることを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 温度が０〜５℃の範囲にあることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 塩化カルシウムを用いて酒石酸を置換することにより遊離アミノ酸が遊離化されることを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 水酸化カリウムを用いて酒石酸を置換することにより遊離アミノ酸が遊離化されることを特徴とする請求項１記載の方法。
10. Ｌ−アゼチジン−２−カルボン酸−Ｄ−酒石酸塩。
11. Ｄ−アゼチジン−２−カルボン酸−Ｌ−酒石酸塩。