JP4212473B2 - （ｒ）−または（ｓ）−アミノカルニチン分子内塩、その塩および誘導体の調製方法 - Google Patents

Description

本発明は（Ｒ）−および（Ｓ）−アミノカルニチンおよびその塩および誘導体の生産方法に関する。これら化合物またはその誘導体、特に絶対（Ｒ）配置を有するものは興味深い薬理学的特性を示す；さらに（Ｒ）−および（Ｓ）−アミノカルニチンは、その他の鏡像異性的に純粋な中間体の生産のための有用なキラル出発原料である。

Jenkins D. and Griffith O. (P. N. A. S. U.S.A.、1986、83 (2)、290-4）は、アミノカルニチンのケトン体生成阻止性および低血糖性の特性を記載している。その他の効果はDeana R. et al. Biol. Reprod.、1989、41 (5)、949-55、Jensen H et al. Biochim. Biophys. Acta (1990)、1044 (3)、390-3、Nagy I. et al. Pharmacol. Res. (2000)、41 (1)、9- 17に記載されている。

アミノカルニチンおよびそのアセチル誘導体は米国特許第４５２１４３２号（Takeda Chemical Industries）に脂肪酸の分解を阻害することができる物質として記載されており、それゆえ抗糖尿病薬として有用である。この参考文献に記載されている物質は、エメリセラ（Emericella）またはアスペルギルス（Aspergillus）の株の培養によって得られ、微生物の株から単離した化合物の構造を確認するための、アミノカルニチン化合物の完全な合成も記載されている。

ＷＯ８５／０４３９６（Cornell University）号において、そのカルニチンアシルトランスフェラーゼの阻害剤としての活性のために、糖尿病の治療に有用なアミノカルニチンのアシル化誘導体が記載されている。該アシル誘導体はアミノカルニチンから開始して調製され、その調製は、対応するアセチルアミノカルニチンの脱アセチル化または４−ブロモクロトン酸から開始して達成される。

米国特許第４７６７７８１号および米国特許第４９４８５３４号は、前記米国特許第４５２１４３２号に関連するが、後者から得られるさらなるアミノカルニチン誘導体を記載している。

国際特許出願第ＷＯ９９／５９９５７号には、カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼの可逆的阻害剤としての活性を有する尿素(ureic)−構造の誘導体が、（Ｒ）−アミノカルニチンから開始して調製されることが記載されている。

（Ｒ）−および（Ｓ）−アミノカルニチンの調製方法としては、様々な合成方法を利用する多くのものが知られており、例えば、米国特許第４９４８５３４号に記載のように発酵により得られる産物を脱アシル化する方法、本出願人によるＷＯ０１／０２３４１号に記載のようにアスパラギン酸などのキラル出発原料を使用する方法、欧州特許第０４０２３２２号に記載のようにラセミ混合物を分割する方法が挙げられる。しかしこれらの方法はすべて、例えば生産性が低い、出発物質のコストが高い、合成工程が非常に多いなどの多くの欠点を有する。メシルオキシカルニチンメタンスルホン酸塩から開始して中間体アジドカルニチンを経てアミノカルニチンへと変換する改良方法が最近、本出願人によって提案され、米国特許第５５３２４０９号に記載されている。この方法では、メシルオキシカルニチンメタンスルホン酸塩開始物質が３工程でカルニチンから収率よく生産されるが（約７５％）、メタンスルホン酸無水塩などの高価な試薬を用い、アミノカルニチン合成の過程において、高価な逆流物(refluent)として１モルの生産物当たり２−３モルの水性メタンスルホン酸が生じてしまう。アジドカルニチンの形成反応は高希釈条件下で行うため、生産性が低い。さらに使用される溶媒であるＤＭＳＯは、回収および再利用において用いられるアルカリ条件下で部分的に不安定であるという問題を有する。未反応アジドを沈殿させる溶媒であるエチルエーテルは、危険であるという点で工業的に望ましくない。水素付加反応に用いられる１０％Ｐｄ／Ｃ触媒は貴金属含量が高い。

（発明の要約）
それぞれ（Ｒ）−または（Ｓ）−ニトリルオキシカルニチンから開始して、同じ絶対配置の中間体アジドカルニチンの形成および水素付加を介して、（Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチン分子内塩、その塩およびそれらの誘導体を調製する方法がこのたび見出された。

米国特許第５５３２４０９号にはこれと類似の方法を用いてカルニチンから開始した場合の総収率を考慮すると本願に匹敵する収率で最終産物が得られることが記載されているが、本発明の方法は上述のような欠点を有さず、また、当業者にとって明らかなように多くの利点を有する。なかでもコストが低い、生産性が高い、アジドカルニチンを単離する必要がないという可能性がある、貴金属含量が低い触媒によって水素付加が行なえる、アジドカルニチンの形成において容易に回収できて再利用できる溶媒を使用する、水素付加反応において水を使用するなどの利点がある。その他の利点は後述の実施例によって明らかであろう。そのようにして得られたアミノカルニチンは所望であればさらに精製することができ、アミノカルニチンの精製は当業者に知られた通常の技術を用いて行なうことができるが、なかでもイオン交換樹脂または電気透析法が好ましい。このように、無機塩類、特に硝酸ナトリウムおよび硝酸カリウムだけでなく、カルニチンおよびクロトノイルベタインなどの反応副生成物が除去される。硝酸カリウムはろ過によって、水およびアジ化反応に用いられる有機溶媒にあまり溶解しないものとしてほとんど除かれる。本発明の方法は、工業的に利用可能な方法を用いて、例えば硫酸塩などの非潮解性塩の形成によってアミノカルニチンを容易に回収する可能性を提供する。そのような塩の使用は、アミノカルニチンが薬理学的に活性なアシル化または尿素誘導体の調製のための中間体として用いられる場合に、アルカリ処理によって対応する塩から系内で生産物を遊離させることができ、潮解性分子内塩に対する操作を行なわなくてよいという利点を提供する。

（発明の詳細な記載）
本発明による方法は以下の工程を含む；
ａ）（Ｒ）−または（Ｓ）−ニトリルオキシカルニチンからそれぞれ（Ｒ）−または（Ｓ）−アジドカルニチンへ変換する工程；
ｂ）工程ａ）で得られた（Ｒ）−または（Ｓ）−アジドカルニチンに水素付加してそれぞれ（Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチンを得る工程、そして所望であれば、
ｃ）（Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチンへ塩化する工程、そして所望であれば、
ｄ）（Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチンをその誘導体の１つに変換する工程。

（Ｒ）−および（Ｓ）−ニトリルオキシカルニチンは、本出願人による国際特許出願第ＷＯ０１／１０８１９号に記載のようにして調製することができる。これら化合物は分子内塩の形態で、および有機酸または無機酸との塩として、特に好ましくは硝酸塩として入手できる。

工程ａ）の反応は、試薬および最終生成物と適合性の適当な溶媒中で行う。好適な溶媒のなかでは、極性非プロトン性溶媒、例えばＮ−メチル−ピロリドン、ジメチルアセトアミドおよびジメチルホルムアミドが好ましい。

第１の好適な態様において、好ましくは硝酸塩である、（Ｒ）−または（Ｓ）−ニトリルオキシカルニチンを溶媒、例えば、Ｎ−メチル−ピロリドンに溶解し、次いで塩基の存在下で、アゾチド（azotide）酸塩、例えばリチウムまたはナトリウムアジドで処理する。好適な塩基は、ナトリウムまたはカリウムフタルイミドである。

工程ｃ）の水素付加は、当業者に知られた方法によって行なうが、Ｐｄ／Ｃを触媒として用いた水素付加が好ましく、例えば３％のＰｄ／Ｃが好ましい。好ましくはフタルイミドを工程ｂ）の水素付加に先立って、例えば沈殿およびろ過によって除去する。

所望であれば、アミノカルニチン分子内塩（ｉ．ｓ．）を非潮解性で安定な塩の１つに変換する。米国特許第４９４８５３４号には、アミノカルニチン塩として、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、酢酸塩、コハク酸塩、フマル酸塩、クエン酸塩が記載されている。実施例ＸＸに記載の塩酸塩は、メタノールおよびエチルエーテルなどの溶媒混合物を用いて沈殿させることによって得、次いでメタノールからの結晶化によって精製する。しかしメタノールおよびエチルエーテルの混合物の使用は、工業的観点からは特に望ましくなく、それゆえ本発明はその１つの好適な態様においてより工業的に好適な溶媒を用いて安定であって非潮解性のアミノカルニチンを得る方法を提供する。非潮解性または非吸湿性の塩とは、特別の方法や特別の装置を用いる必要無く、通常の製造のための工業的管理可能性および／またはその通常の工業条件下での該開始物質またはそれを含む組成物の保存性を損なうような量の水を吸収しない塩を意味する。こういった特性を有する塩の中では、無機酸塩、特に硫酸塩が、対応する酸が非常に安価であること、メタノールなどの工業的に有利な単一の溶媒での沈殿により化学的純度が高くほとんど定量的収率でその塩が得られるということ、そして当業者が以下の実施例に示すようなアミノカルニチンｉ．ｓ．再利用工程からみて簡単に理解できるように非常に簡便であることから好ましい。

本発明の別の態様において本発明の方法によって得られ、その塩の形態の１つにおける（Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチンを、さらにその誘導体、特にＷＯ９９／５９９５７号に記載のようなアシル化および尿素誘導体に変換する。この変換はその方法が本発明のさらなる目的であり、以下の工程を含む：
ａ）対応する塩、例えば対応する硫酸塩のアミン(aminic）基を、系内で後に続く官能基付与に好適な溶媒中でアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物または炭酸塩による処理によって遊離させる工程；
ｂ）そのようにして得られた不溶性産物、例えばアルカリ金属またはアルカリ土類金属硫酸塩を、例えばろ過によって任意に除去する工程；
ｃ）系内で適当な試薬の添加によってアミン官能基に官能基付与する工程。

この工程は官能基付与試薬、例えばイソシアナートまたは塩素酸（chloride acid）が水の存在下で部分的にまたは完全に分解する場合に特に好適である。

以下の実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

（Ｒ）−アミノカルニチン硫酸塩の調製
国際特許出願ＷＯ０１／１０８１９号にしたがって調製した、（Ｒ）−ニトリルオキシカルニチン硝酸塩（５０ｇ、１８６ｍｍｏｌ）を、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）（１０００ｍｌ；１０２６ｇ）に溶解し、この溶液にカリウムフタルイミド（４１ｇ、２２２ｍｍｏｌ）およびナトリウムアジド（１２．１ｇ、１８６ｍｍｏｌ）を順に添加する。

室温で１８時間攪拌下に反応混合物を維持した後、溶媒を減圧下で蒸留させる（５０−６０℃、３−４ｍｍＨｇ）。

この時点で、Ｈ_２Ｏ（８８ｍｌ）を残渣に添加し、フタルイミドを沈殿させてろ過および洗浄する。

Ｐｄ／Ｃ３％（３．５ｇ）をろ液（４３５ｇ）に添加し、水素圧１００ｐ．ｓ．ｉ．の雰囲気中、２５−２６℃で８．５時間水素付加にかける。

水素付加が終了すると、２ｇの活性Ｃを反応混合物に添加し、１５分間の攪拌後、セライトでろ過して、１．６％のタイターのおよそ６９０ｇのアミノカルニチンｉ．ｓ．の洗浄物を含む水溶液を得る（およそ１１ｇ；６９ｍｍｏｌ、収率３７％）。溶液をまずＩＲＡ４１０（ＯＨ⁻）］（１０００ｍｌ）で溶出し、次いでＩＲＣ５０（ＣＯＯＨ）（２５０ｍｌ）で溶出する。

洗浄した溶出物を順に回収し（およそ５ｌ、カルニチンおよびクロトノイルベタインを主な不純物として含有）、アンモニア溶出物が生成物を含有している（およそ１０００ｍｌ）。

後者をおよそ１１２ｇまで濃縮した後（アミノカルニチンｉ．ｓ．ＨＰＬＣタイターは８．８％であった；６２ｍｍｏｌ、収率３３％）、溶出物を９６％Ｈ_２ＳＯ_４（６．２ｇ；６２ｍｍｏｌ）でｐＨ２に酸性化する。

この時点で水をイソブチルアルコールと共沸させることによって濃縮を継続し、最後にメタノールを添加して、（Ｒ）−アミノカルニチン硫酸塩を昇温条件下（およそ５０℃）で沈殿させる。メタノールをさらに濃縮して混合物の重量をおよそ１０５ｇとし、これを室温まで冷却してろ過し、乾燥後、乾燥重量１５．４ｇを回収する（収率３２％）。

Ｍ．ｐ．（ＤＳＣ）：２１７．５−２１８℃ ｄｅｃ．；
［α］^２５ _Ｄ：＋６．３７、（ｃ＝１％、Ｈ_２Ｏ）、ｅ．ｅ．９７．８％

（Ｒ）−アミノカルニチン硫酸塩の調製
実施例１と同様にして、ただし４１ｇカリウムフタルイミドの代わりに３７．５ｇナトリウムフタルイミドを用い、ＮＭＰの代わりに１０００ｍｌのＤＭＦを用いて、水素付加反応後、アミノカルニチンｉ．ｓ．を含有する水溶液を３０％の収率で得る。さらに実施例１と同様にして（Ｒ）−アミノカルニチン硫酸塩を得る。

（Ｒ）−アミノカルニチン硫酸塩の調製
実施例１と同様にして、ただしアセトンまたは酢酸ブチルでの処理によってアジド中間体を沈殿させ、次いで有機溶媒残渣を減圧下で除去し、そのようにして得られた水性アジドを溶解し、水素付加反応後、アミノカルニチンｉ．ｓ．を含有する水溶液を３３％の収率で得る。さらに実施例１と同様にして（Ｒ）−アミノカルニチン硫酸塩を得る。

（Ｒ）−Ｎ’−テトラデシルカルバモイルアミノカルニチンの調製
６ｍｌの水中の１ｇの（Ｒ）−アミノカルニチン硫酸塩の溶液に、ＫＯＨ（０．３３ｇ）を添加する。混合物を減圧下で濃縮し、メタノール中に取り出し再び濃縮する；この操作を実質的に無水となるまで繰り返す。次いで１０ｍｌのメタノールを添加し、無機塩をろ過する；およそ４ｍｌの容積までの部分的濃縮の後、溶液を５℃に冷却し、テトラデシルイソシアナート（１ｍｌ）を添加する。室温で一晩放置後、不溶性画分をろ過し、メタノール中で濃縮して乾燥させ、残渣をアセトン（１０ｍｌ）に取りだし、２時間攪拌を維持する。ろ過および乾燥後、およそ１．３ｇの（Ｒ）−Ｎ’−テトラデシル−カルバモイルアミノカルニチンを得る。

（Ｒ）−Ｎ−アセチル−アミノカルニチンの調製
４０ｍｌのＮＭＰ中のアミノカルニチン硫酸塩（２ｇ）、炭酸ナトリウム（１．３ｇ）の混合物を１２時間室温で攪拌下に維持し、次いで３．７ｇの無水酢酸を添加し、さらに２４時間攪拌を続けて（Ｒ）−Ｎ−アセチルアミノカルニチンを得る。

Claims (11)

1. 以下の工程を含む（Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチン分子内塩を調製する方法：
   ａ）（Ｒ）−または（Ｓ）−ニトロキシカルニチンをそれぞれ（Ｒ）−または（Ｓ）−アジドカルニチンに変換する工程；
   ｂ）工程ａ）で得られた（Ｒ）−または（Ｓ）−アジドカルニチンに水素付加してそれぞれ（Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチン分子内塩を得る工程。
2. さらに、
   ｃ）工程ｂ）で得られた（Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチン分子内塩を、硫酸の添加により、硫酸塩に変換する工程を含む、請求項１の方法。
3. 工程ｂ）で得られたアミノカルニチン分子内塩を精製する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 該精製を、イオン交換樹脂での処理または電気透析法によって行なう、請求項３に記載の方法。
5. 精製されたアミノカルニチン分子内塩を、硫酸の添加により硫酸塩に変換することを含む、請求項３または４に記載の方法。
6. 極性非プロトン性溶媒を工程ａ）において用いる、請求項１に記載の方法。
7. 該溶媒がＮ−メチル−ピロリドン、ジメチルアセトアミドまたはジメチルホルムアミドである、請求項６に記載の方法。
8. 工程ａ）において、（Ｒ）−または（Ｓ）−ニトロキシカルニチンをナトリウムまたはカリウムフタルイミドで処理し、次いでリチウムまたはナトリウムアジドで処理する、請求項１に記載の方法。
9. （Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチンの硫酸塩から開始して、（Ｒ）−または（Ｓ）−Ｎ’−テトラデシルカルバモイルアミノカルニチンを調製する方法であって、以下の工程を含む方法：
   ａ）系内で、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物または炭酸塩による処理によって、（Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチンの硫酸塩から、アミン官能基を遊離させる工程；
   ｂ）遊離したアミン官能基に系内でテトラデシルイソシアナートにより処理して、対応する（Ｒ）−または（Ｓ）−Ｎ’−テトラデシルカルバモイルアミノカルニチンを得る工程。
10. （Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチンの硫酸塩から開始して、（Ｒ）−または（Ｓ）−Ｎ−アセチルアミノカルニチンを調製する方法であって、以下の工程を含む方法：
    ａ）系内で、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物または炭酸塩による処理によって、（Ｒ）−または（Ｓ）−アミノカルニチンの硫酸塩から、アミン官能基を遊離させる工程；
    ｂ）遊離したアミン官能基に系内で無水酢酸により処理して、対応する（Ｒ）−または（Ｓ）−Ｎ−アセチルアミノカルニチンを得る工程。
11. 請求項９または１０の方法における工程ａ）で得られた不溶性産物を除去する工程をさらに含む、請求項９または１０の方法。