JP6047100B2 - 前駆体化合物に対するプロセス簡略化 - Google Patents

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Description

本発明は、放射性医薬品の前駆体、特に、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）のようなインビボイメージング用の放射性標識アミノ酸製造用の前駆体として用いられる保護アミノ酸誘導体を得る方法に関する。本発明はさらに、放射性標識アミノ酸を得る方法も含む。
近年、［18Ｆ］１−アミノ−３−フルオロシクロブタンカルボン酸（［18Ｆ］−ＦＡＣＢＣ）を始めとする一群の放射性ハロゲン標識アミノ酸化合物が、新規な放射性医薬品として設計されている。［18Ｆ］−ＦＡＣＢＣはアミノ酸輸送体に特異的に取り込まれるという特性を有するために、高い増殖性をもつ腫瘍に対する診断薬として有効であると考えられる。欧州特許出願公開第１９７８０１５（Ａ１）号は［18Ｆ］−ＦＡＣＢＣ化合物用前駆体及び前駆体を得る方法を提供する。欧州特許出願公開第１９７８０１５（Ａ１）号は具体的には、前駆体１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−［（（トリフルオロメチル）スルホニル）オキシ］−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステルを得る方法を開示し、方法は以下の段階を含む。
欧州特許出願公開第１９７８０１５（Ａ１）号は、上記反応スキームの段階１が、水酸化バリウムＢａ（ＯＨ）2を溶液に添加し、混合液を１１４℃にて２４時間以上還流することによりｓｙｎ−５−（３−ベンジルオキシシクロブタン）ヒダントイン１を加水分解することからなると述べている。エチルエステル化である段階２においては、ｓｙｎ−１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタン−１−カルボン酸２をエタノール（ＥｔＯＨ）に溶解し、塩化チオニル（ＳＯＣｌ2）と反応させてｓｙｎ−１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル３を生成させる。段階３は、３に二炭酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチル（（Ｂｏｃ）2Ｏ）を反応させてアミノ官能基にｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル（Ｂｏｃ）基を添加し、得られる物質をクロマトグラフィーにより精製してｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−ベンジルオキシ−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル４を得ることからなる。次に段階４において、化合物４をエタノール（ＥｔＯＨ）中に溶解し、活性炭担持パラジウム（Ｐｄ／Ｃ）を添加し、反応混合物をＨ2で多少の陽圧に加圧することにより、ベンジル保護中間体４を脱保護する。得られる物質をクロマトグラフィーにより精製して、段階５で用いるｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−ヒドロキシ−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル５を生成する。段階５は、５をトリフルオロメタンスルホン酸無水物（Ｔｆ2Ｏ）と反応させ、次にクロマトグラフィーにより精製し、引き続き生成物の再結晶を行うことでｓｙｎ−１−（Ｎ−（ｔ−ブトキシカルボニル）アミノ）−３−［（（トリフルオロメチル）スルホニル）オキシ］−シクロブタン−１−カルボン酸エチルエステル６を得ることからなる。欧州特許第２２３０２２９号及び米国特許出願公開第２０１０／０１６６２６号に同様な方法が記載される。これら全ての従来技術が教示するケースでは、これらの方法は研究目的の小規模な製造に適するものである。
プロセス時間を短縮し、使用する機器と化学物質とを低減すること及びスケールアップを容易にすることを目的に、上述の多段階にわたる化学反応の煩雑さを低減することが望まれている。
Ｗａｎｇ Ｌ． Ｊ． ｅｔ ａｌ．，’Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｎｅｗ ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌｌｙ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ Ｓ−Ａ２−Ａ（１−ｉｍｉｎｏｅｔｈｙｌ）ａｍｉｎｏＵ ｅｔｈｙｌＵｈｏｍｏｃｙｓｔｅｉｎｅ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ａｓ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄｅ ｓｙｎｔｈａｓｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ’，ＨＥＴＥＲＯＡＴＯＭ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ，ＶＣＨ ＰＵＢＬＩＳＨＥＲＳ，ＤＥＥＲＦＩＥＬＤ ＢＥＡＣＨ，ＦＬ，ＵＳ，ｖｏｌ． １３，ｎｏ． １，１ Ｊａｎｕａｒｙ ２００２ （２００２−０１−０１），ｐａｇｅｓ ７７−８３
本発明は、公知の方法に対して簡略化された［18Ｆ］−ＦＡＣＢＣ用前駆体化合物及び類似化合物の製造方法である。本発明の方法は、従来技術で教示される精製段階の１つを省略しており、したがって、生成する前駆体化合物をコスト及び時間の面で効率的に得ることを可能にする。
１つの態様において本発明は、次の式Ｉの化合物を得る方法であって、
（式中、
Ｒ1はＣ1-5直鎖又は枝分れアルキル基を表し、
Ｒ2はアミノ保護基を表し、
Ｘはハロゲン又は−Ｏ−ＳＯ2−Ｒ3基（式中、Ｒ3はハロゲン、直鎖又は枝分れＣ1-10アルキル、直鎖又は枝分れＣ1-10ハロアルキル又はＣ6-10アリールである。）から選択される脱離基を表し、
ｎは０〜４の整数である。）
（ａ）以下の式Ｉａの化合物を脱ベンジル化して以下の式Ｉｂの化合物を生成させる段階と、
（式中、Ｒ11、Ｒ12及びｖはそれぞれ式ＩでＲ1、Ｒ2及びｎについて定義した通りである。）
（式中、Ｒ21、Ｒ22及びｗはそれぞれ式ＩでＲ1、Ｒ2及びｎについて定義した通りである。）
（ｂ）段階（ａ）で直接得られる式Ｉｂの化合物を、適当な形態のＸ（ただし、Ｘは式Ｉで定義した通りである。）との反応によって式Ｉの化合物に転化する段階と
を含む方法に関する。
単独で又は組み合わせで使用される用語「アルキル」は、一般式ＣnＨ2n+1の直鎖又は枝分れ基を意味する。この一般式中のｎの値は、個々の事例で特定される。好ましいアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、１−プロピル基又はイソプロピル基が挙げられる。
用語「保護基」は、望ましくない化学反応を禁止又は抑制するが、当該分子の他の部分を変化させないに足るだけの温和な条件下で対象となる官能基から開裂し、所望の生成物を得ることができるだけの、十分な反応性を有するように設計された基を意味する。保護基は当業者に周知であり、’Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ’，Ｔｈｅｏｒｏｄｏｒａ Ｗ． Ｇｒｅｅｎｅ ａｎｄ Ｐｅｔｅｒ Ｇ． Ｍ． Ｗｕｔｓ，（Ｆｏｕｒｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，２００７）に記載される。好適なアミノ保護基は当技術分野で周知である。好適なアミノ保護基Ｒ2はカルバミン酸エステルである。好ましくは、Ｒ2はカルバミン酸ｔｅｒｔ−ブチル（ＢＯＣ）、カルバミン酸９−フルオレニルメチル（Ｆｍｏｃ）、カルバミン酸メチル、カルバミン酸エチル、カルバミン酸２−クロロ−３−インデニルメチル（Ｃｌｉｍｏｃ）、カルバミン酸ベンズ［ｆ］インデン−３−イルメチル（Ｂｉｍｏｃ）、カルバミン酸２，２，２−トリクロロエチル（Ｔｒｏｃ）、カルバミン酸２−クロロエチル、カルバミン酸１，１−ジメチル−２，２−ジブロモエチル（ＤＢ−ｔ−Ｂｏｃ）、カルバミン酸１，１−ジメチル−２，２，２−トリクロロエチル（ＴＣＢＯＣ）、カルバミン酸ベンジル（ＣｂＺ）及びカルバミン酸ジフェニルメチルから選択される。最も好ましくは、Ｒ2はカルバミン酸ｔｅｒｔ−ブチルであり、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルを与える。
用語「脱離基」は求核的置換に適した部分を指し、不均一な結合開裂において１対の電子と共に離脱する分子断片である。
単独で又は組み合わせで使用される用語「ハロゲン」又は「ハロ−」は、フッ素、塩素、臭素又はヨウ素から選択される置換基を指す。
用語「Ｃ1-10ハロアルキル」は、少なくとも１つの水素が上記に定義したハロゲンにより置換され、１〜１０の間の炭素原子を含む上記に定義したアルキル基を指す。
用語「Ｃ6-10アリール」は、単環を有する１価の芳香族炭化水素（すなわちフェニル）又は縮合環（すなわちナフチル）を指す。別途定義されない限り、そのようなアリール基は典型的には６〜１０の環炭素原子を含む。
用語「脱ベンジル化」は化合物からベンジル置換基を開裂させることを指す。用語「ベンジル」は化学構造Ｃ6Ｈ5ＣＨ2−を有する基を指す。脱ベンジル化は当技術分野で周知の方法であり、一般的に、水素により炭素−炭素結合を開裂させる、すなわち炭素−炭素結合が水素による「分解」を受ける反応である「接触水素化」によって行われる。水素化分解は通常接触的に、例えば、炭素担持パラジウム（Ｐｄ／Ｃ）を触媒として使用して実施される。脱ベンジル化段階においてＰｄ／Ｃのような触媒を用いる場合、次の段階に進む前に濾過によって反応混合物から触媒を除去する。用語「濾過」は流体から固体を機械的に分離することを指す。本発明において用いられる好適な濾過手段の限定されない例としては、濾過用ロートに加えて、ガラス焼結ロート又はガラス繊維フィルターが挙げられ、またその他のより特化した濾過方法もまた好適である。一般的に、脱ベンジル化の段階（ａ）の後であって転化段階（ｂ）の前に、反応溶媒を乾燥により除去する。乾燥は、例えば窒素流通下での蒸発及び／又は減圧乾燥のような当業者に周知の方法で行うことができる。
用語「直接得る」は段階（ａ）の後であって段階（ｂ）の前に、反応混合物に対して精製段階を行わない事実を指す。特に、段階（ａ）を実施することにより得られる反応混合物に対して、段階（ｂ）を実施する前にさらにクロマトグラフィーによる精製を行わない。換言すると、段階（ｂ）を実施する前に、段階（ａ）から得られる反応混合物の精製を行わないという条件で、特に、段階（ａ）の後であって段階（ｂ）の前に、段階（ａ）の反応混合物をクロマトグラフィーによって精製することを行わないという条件で、段階（ｂ）を実施する。用語「クロマトグラフィー」は当技術分野で周知であり、化学物質を異なる物質の混合物から互いに分離するための実験室における技術である。クロマトグラフィーによる分離は、移動相に溶解した混合物を固定相の中を通過させることを伴い、移動相と固定相の間の分配差に基づいて着目する分子を混合物中の他の分子から分離する。
用語「好適な形態のＸ」とは、置換反応においてヒドロキシル官能基を置換することが可能な形態にある本明細書で定義したＸを意味する。
式Ｉの化合物は、欧州特許出願公開第１９７８０１５（Ａ１）号に記載される方法に従う、あるいはそれを改変して適用することにより得ることができる。例えば、欧州特許出願公開第１９７８０１５（Ａ１）号に具体的に記載される化合物４は、本発明の方法に使用することが好適な式Ｉａの化合物である。欧州特許出願公開第１９７８０１５（Ａ１）号に記載される化合物４を得る方法を以下のスキーム１に説明する。
ＭｃＣｏｎａｔｈｙ ｅｔ ａｌ（Ａｐｐｌ Ｒａｄ Ｉｓｏｔｏｐ ２００３； ５８：６５７−６６６）もまた、式Ｉａの化合物を得る方法を記載している。ＭｃＣｏｎａｔｈｙ ｅｔ ａｌの図２における化合物６は式Ｉａの化合物である。ＭｃＣｏｎａｔｈｙ ｅｔ ａｌに記載される化合物６を得る方法を以下のスキーム２に説明する。
ヒダントイン１を１８０℃において３Ｎ−水酸化ナトリウム水溶液で処理し、続いて二炭酸ジ−ｔｅｒｔ−ブチルで処理することによりＮ−Ｂｏｃ酸５を得た。５をトリメチルシリルジアゾメタンと反応させてメチルエステル６を高収率で得た。
上述の従来技術の方法を、本発明における定義の範囲内のその他の式Ｉａの化合物を得るために改変して適用することは、当業者の通常の技量の範囲である。出発物質であるヒダントイン化合物は、ｓｙｎ型及びａｎｔｉ型の鏡像異性体を含んでもよい。プロセスのいずれの段階においても、鏡像異性体を積極的に分離する必要はない。
本発明の好ましい実施形態では、Ｘは−Ｏ−ＳＯ2−Ｒ3基である。Ｘが−Ｏ−ＳＯ2−Ｒ3である場合、最も好ましくは、該基は、トルエンスルホニル、ニトロベンゼンスルホニル、ベンゼンスルホニル、トリフルオロメタンスルホニル、フルオロスルホニル及びパーフルオロアルキルスルホニルからなる群から選択される。特に好ましい実施形態では、−Ｏ−ＳＯ2−Ｒ3はトリフルオロメタンスルホニルである。本発明の方法の段階（ｂ）において、−Ｏ−ＳＯ２−Ｒ3基は、式Ｉｂの化合物を所望の−Ｏ−ＳＯ2−Ｒ3基の親電子的な誘導体との反応によって添加することができ、該誘導体が「好適な形態のＸ」の例である。例えば、トリフルオロメタンスルホン酸を添加することを所望する場合、式Ｉｂの化合物をトリフルオロメタンスルホン酸無水物と反応させることができる。
別の好ましい実施形態では、Ｘはハロゲンである。Ｘがハロゲンである場合、ブロモ又はクロロであることが最も好ましい。Ｘがハロゲンである場合の本発明の方法の段階（ｂ）は、当業者に周知の方法で実施することができる。例えば、Ｘがクロロである式Ｉの化合物は、式Ｉｂの化合物を塩化チオニル、五塩化リン（ＰＣｌ5）、三塩化リン（ＰＣｌ3）のような塩化物を含有する試薬との反応によって得ることができ、試薬のそれぞれは「好適な形態のＸ」の例である。Ｘがブロモである式Ｉの化合物は、式Ｉｂの化合物を臭化水素酸（ＨＢｒ）、三臭化リン（ＰＢｒ3）のような臭素を含有する試薬との反応によって得ることができ、ここで再び、試薬のそれぞれは「好適な形態のＸ」の例である。
好ましくは、Ｒ1はメチル又はエチルであり、最も好ましくはエチルである。この好ましいＲ1の定義はＲ11及びＲ12に対しても同様に適用される。
Ｒ２は好ましくは炭酸エステル保護基であり、ここで用語「炭酸エステル」は、両側にアルコキシ基を有するカルボニル基からなり、一般構造ＲxＯ（Ｃ＝Ｏ）ＯＲyを有する官能基を指す。Ｒ2は最も好ましくはｔ−ブトキシカルボニル基である。この好ましいＲ2の定義はＲ12及びＲ22に対しても同様に適用される。
ｎは好ましくは０又は１であり、最も好ましくは０である。この好ましいｎの定義はｖ及びｗに対しても同様に適用される。
本発明の方法の特に好ましい実施形態では、式Ｉの化合物は次式のものであり、
式Ｉａの化合物は次式のものであり、
であり、
式Ｉｂの化合物は次式のものである。
式中、Ｅｔはエチル、ＯＴｆはトリフルオロメタンスルホニルそしてＢｏｃはｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニルである。
本発明の方法では、脱ベンジル化段階で得られる物質を精製せずに、２つの連続する反応段階を実施することが可能であるので、従来技術の方法に比較して、プロセス時間が短縮され、資材コストが低減される。このプロセス変更を導入することで、クロマトグラフィー精製の１段階を除外することにより、運転時間が短縮される。式Ｉｂの化合物を含む粗生成物の転化は、単に物質を再溶解し、そして本発明の方法の段階（ｂ）を行うことで行われる。後述の例に示すように、本発明の方法においては、得られる所望の式Ｉの化合物の純度が、従来技術の方法と比較して類似したものとなる。本発明の方法の重要な利点は、従来技術の方法ではできなかったスケールアップが受け入れられることにある。それ故、本発明の方法は、例えば１００グラム以上、例えば３００グラム又は５００グラム以上に達するような製造を行う場合のような、大規模での製造において特に有益である。
本発明の方法によって得られる式Ｉの化合物は、特定の［18Ｆ］標識化合物の放射性化合物合成用の有用な前駆体化合物である。したがって、本発明はまた、次の式ＩＩの化合物を得る方法であって、
（式中、ｘはｎについて定義した通りである。）
当該方法が、本明細書に記載した式Ｉの化合物を得る方法と、さらに以下の段階：
（ｃ）本明細書で定義する式Ｉの化合物を好適な［18Ｆ］フッ化物源と反応させて式ＩＩａの化合物を得る段階と、
（式中、Ｒ31、Ｒ32及びｙはそれぞれ本明細書においてＲ1、Ｒ２及びｎについて定義した通りである。）
（ｄ）段階（ｃ）で得られる式ＩＩａの化合物を脱保護してＲ31及びＲ32を除去する段階と
を含む方法も提供する。
典型的には、［18Ｆ］フッ素イオンは水溶液として得られ、これは［18Ｏ］水ターゲットの照射によって得られる生成物である。放射性標識するための求核反応に使用することに適するように、［18Ｆ］フッ化物を反応性の求核試薬に転化するためには、様々な段階を行うことが一般的である。非放射性のフッ素化の場合と同様に、これらの段階は、［18Ｆ］フッ素イオンから水を除去すること及び好適な対イオンを供給すること（Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｒａｄｉｏｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｓ ２００３ Ｗｅｌｃｈ ＆ Ｒｅｄｖａｎｌｙ ｅｄｓ． Ｃｈａｐｔｅｒ ６ ｐｐ １９５−２２７）を含む。そして、無水溶媒を用いて放射フッ素化反応を実施する（Ａｉｇｂｉｒｈｉｏ ｅｔ ａｌ １９９５ Ｊ Ｆｌｕｏｒ Ｃｈｅｍ； ７０：ｐｐ ２７９−８７）。
フッ素化反応に対する［18Ｆ］フッ素イオンの反応性を高めるために、水を除去する前に対カチオンを添加する。［18Ｆ］フッ素イオンの溶解性を維持するために、対イオンは無水の反応溶媒中で十分な溶解性を有するものでなくてはならない。そのため、使用されてきた対イオンとしては、ルビジウム又はセシウムのような、大きいがソフトな金属イオン、Ｋｒｙｐｔｏｆｉｘ（商標）のようなクリプタンドと錯形成した、カリウム又はテトラアルキルアンモニウム塩が挙げられる。無水溶媒中での溶解性が良好であること及びフッ化物の反応性が高いことから、フッ素化反応に好ましい対イオンはＫｒｙｐｔｏｆｉｘ（商標）のようなクリプタンドと錯形成したカリウムである。
脱保護である段階（ｄ）は、当業者に周知の方法で実施する。‘Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｇｒｏｕｐｓ ｉｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ’，Ｔｈｅｏｒｏｄｏｒａ Ｗ． Ｇｒｅｅｎｅ ａｎｄ Ｐｅｔｅｒ Ｇ． Ｍ． Ｗｕｔｓ，（Ｆｏｕｒｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，２００７）に、広範囲の保護基及びそれらの除去方法に関する記載がある。好ましい実施形態では、カルボキシ保護基であるＲ31は、アミノ保護基であるＲ32よりも先に除去する。例えば、Ｒ31がＥｔである場合、塩基性下で加水分解して除去することができ、Ｒ32がＢｏｃである場合、その後に、酸性下で加水分解して除去することができる。
上述のｎの好適且つ好ましい定義の範囲は、式ＩＩ及びＩＩａのｘ及びｙに対して同様に適用される。
上述のＲ1及びＲ2の好適且つ好ましい定義の範囲は、それぞれ式ＩＩ及びＩＩａのＲ31及びＲ32に対して同様に適用される。
好ましい実施形態では、式ＩＩの化合物は次式の化合物であり、
式ＩＩａの化合物はは次式の化合物である。
式中、Ｅｔはエチルを、Ｂｏｃはｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニルである。
好ましい実施形態では、段階（ｃ）及び（ｄ）を自動合成装置上で行う。現在では、［18Ｆ］放射性トレーサーはしばしば自動放射性化合物合成装置上で簡便に製造される。Ｔｒａｃｅｒｌａｂ（商標）及びＦａｓｔｌａｂ（商標）（共にＧＥ Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ Ｌｔｄ）のような、数種の商業的に入手可能なそのような装置の例がある。そのような装置には通例、多くは使い捨てであり、放射性化合物合成を行うための装置に取り付けられ、その中で放射性化学を行う「カセット」を含む。カセットは通常、流体流路、反応槽及び試薬管を受けるためのポート、併せて放射性化合物合成後の浄化段階に使用する任意の固相抽出カートリッジから構成される。
式ＩＩの化合物の自動合成のための典型的なカセットは、
（ｉ）本明細書で定義される式Ｉの化合物を含有する槽と、
（ｉｉ）槽内を本明細書で定義される［18Ｆ］フッ化物の好適な供給源によって溶出する手段と、
（ｉｉｉ）過剰な［18Ｆ］フッ化物を除去するためのイオン交換カートリッジと、
（ｉｖ）式ＩＩａの化合物の脱保護を行い、式ＩＩの化合物を形成するためのカートリッジと
を含む。
次に、本発明を以下の例によって説明する。
例の簡単な説明
例１は５−（３−ベンジルオキシシクロブタン）ヒダントインの合成について述べる。
例２は１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタンカルボン酸の合成について述べる。
例３は１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタンカルボン酸エチルエステルの合成について述べる。
例４は化合物１ａの合成について述べる。
例５は精製した化合物１ｂの合成について述べる。
例６は精製を伴わない化合物１ｂの合成について述べる。
例７は従来技術である、精製した化合物１ｂを用いる化合物１の合成について述べる。
例８は本発明の、粗製化合物１ｂを用いる化合物１の合成について述べる。
例において使用する略語一覧
ＤＣＭ 二塩化メタン
ＥｔＯＡｃ 酢酸エチル
Ｅｔ2Ｏ ジエチルエーテル
Ｅｔ3Ｎ トリエチルアミン
ｇ グラム
ｈｒ 時間
ｌ リットル
ｍｉｎ 分
ｍｌ ミリリットル
ｍｏｌ モル
ｓａｔ．ａｑ 飽和水溶液
ＴＬＣ 薄層クロマトグラフィー
ｗ／ｗ 重量／重量
例１：５−（３−ベンジルオキシシクロブタン）ヒダントインの合成
反応器に炭酸アンモニウム（１２５０ｇ、１３．０ｍｏｌ）及び塩化アンモニウム（２７９．９ｇ、５．２３ｍｏｌ）及び水（９．０ｌ）を仕込んだ。得られた混合物をＮ2雰囲気下、室温にて撹拌した。エタノール（８．５１ｌ）に溶解した３−ベンジルオキシシクロブタン−１−オン（ＭｃＣｏｎａｔｈｙ ｅｔ ａｌ，Ａｐｐｌ Ｒａｄｉａｔ Ｉｓｏｔｏｐ ２００３； ５８：６５７−６６６に記載される方法に従って製造）（２３０．０ｇ、１．３１ｍｏｌ）を水溶液に１０８分間かけて徐々に添加し、得られた混合物を７０分間撹拌した後、ＫＣＮ（３８３．８ｇ、５．８９ｍｏｌ）添加した。得られた混合物を６０℃に加熱し、１８時間撹拌し、室温まで冷却し、減圧下、５３〜５６℃にて溶媒を留去した。
粗生成物に対して水（１．７ｌ）を添加して懸濁液を形成し、これを４５分間穏やかに撹拌した。懸濁液をガラス焼結ロート（孔サイズ３）により濾過し、濾過ケークを冷水（１．２ｌ、９．５℃）にて洗浄し、減圧下、２７℃にて１６時間１０分乾燥した。
減圧乾燥後の固形分（２５７．２ｇ）を水−イソプロピルアルコール（１５．０ｌ、１：１）に溶解した。溶液を室温にて７０分間撹拌し、ガラス焼結フィルター（孔サイズ３）により濾過して不溶性粒子を除去した。濾液から、初めの容量の約１／３になるまで、減圧下、４５〜４９℃にて溶媒を留去した。得られたスラリーを７．６℃に冷却し、ガラス焼結フィルターロート（孔サイズ３）により濾過し、冷水（２．０ｌ、＜７℃）にて洗浄した。濾過ケークをホウケイ酸ガラス製ビンに移し、減圧下、３６℃にて１８時間４０分乾燥した。収量は２２９．６ｇ（７１％）であった。
1Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ6）δ（ｐｐｍ）：１０．６３（ｓ，１Ｈ，ＮＨ），８．２４（ｓ，１Ｈ，ＮＨ），７．３８〜７．２７（ｍ，５Ｈ，Ｂｚ），４．３２（ｓ，１Ｈ，ＣＨ2−Ｂｚ），４．０６〜３．９８（ｍ，１Ｈ，ＣＨ環），２．６８〜２．６１（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2環）及び２．２４〜２．１６（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2環）。
例２：１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタンカルボン酸の合成
反応器にＢａ（ＯＨ）2（４５０．５ｇ、２．６３ｍｏｌ）及び水（８．１ｌ）を仕込んだ。得られた混合物を室温にて機械式攪拌機を用いて撹拌した。５−（３−ベンジルオキシシクロブタン）ヒダントイン（２２９．６ｇ、０．９３ｍｏｌ）を反応混合物に添加し、ビンに残った５−（３−ベンジルオキシシクロブタン）ヒダントインを水（１．２ｌ）で洗浄して反応器に加えた。得られた混合物を６７時間１０分環流した（反応の進行状況を監視するために、途中のＨＰＬＣ用試料を抜き出した）。
反応混合物を室温まで冷却し、Ｈ2ＳＯ4（１１０ｍｌ、１Ｍ）を加えて８分間撹拌し、混合物のｐＨを測定した結果７であった。沈殿したバリウム塩をガラス焼結ロート（孔サイズ３）により濾過して除去し、濾過ケークを水（２．３ｌ）で洗浄し、減圧下、５５〜６０℃にて濾液から溶媒を留去した。１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタンカルボン酸をさらに減圧オーブン中、５０〜６０℃にて２０時間５４分乾燥した。収量は２０２．７ｇ（９８．３％）であった。
1Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，Ｄ2Ｏ）δ（ｐｐｍ）：７．３７〜７．２８（ｍ，５Ｈ，Ｂｚ），４．４０（ｓ，２Ｈ，ＣＨ2），４．３０〜４．２３（ｍ，１Ｈ，ＣＨ環），２．７９〜２．７１（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2環）及び２．２６〜２．１８（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2環）。
例３：１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタンカルボン酸エチルエステルの合成
１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタンカルボン酸（２０２．７ｇ、０．９４ｍｏｌ）を仕込んだ反応器にエタノール（７．０ｌ）を添加し、室温にてＮ2雰囲気下、１８分間混合物を機械的撹拌により撹拌した。反応混合物にＥｔ3Ｎ（３５０ｍｌ、２．５１ｍｏｌ）を添加し、−１．８℃に冷却し、反応温度を注意深く１０℃未満の温度に保ちながらＳＯＣｌ2（１７０ｍｌ、２．４ｍｏｌ）を添加した。反応混合物を２０時間１０分環流した（ＴＬＣにより反応の進行状況を監視）。反応が完結したところで、反応混合物を２０℃に冷却し、減圧下、３５℃にて溶媒を留去した。塩を含んだ粗生成物の重量は６３１．２ｇであった。
1Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ6）δ（ｐｐｍ）：７．３８〜７．２７（ｍ，５Ｈ，Ｂｚ），４．４１（ｓ，２Ｈ，ＣＨ2），４．１６（ｑ，２Ｈ，ＣＨ2），４．０７〜４．０１（ｍ，１Ｈ，ＣＨ環），２．７７〜２．７０（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2環），２．２６〜２．１９（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2環）及び１．２２（ｔ，３Ｈ，ＣＨ3）。
例４：化合物１ａの合成
１−アミノ−３−ベンジルオキシシクロブタンカルボン酸エチルエステル（６３１．２ｇ、２．５３ｍｏｌ）を仕込んだ反応器にエタノール（１８．５ｌ）を添加し、室温にてＮ2雰囲気下、得られた混合物を機械的撹拌により撹拌した。反応混合物にＥｔ3Ｎ（２．０ｌ、１４．３ｍｏｌ）を添加し、混合物を−８．５℃に冷却した後、二炭酸ジ−ｔ−ブチル（６０２．５ｇ、２．７６ｍｏｌ）を注意深く添加した。得られた混合物を室温まで放冷し、２０時間撹拌した（ＴＬＣにより反応の進行状況を監視）。反応が完結したところで、混合物から減圧下、３５℃にて溶媒を留去した。
粗生成物を冷ＥｔＯＡｃ（１２．０ｌ、３．８℃）中に懸濁して機械式攪拌機付の反応器に移し、１５分間撹拌した。水（６．０ｌ）を添加し、混合物を激しく撹拌し、相分離させ、水相を廃棄した。有機相を冷ＨＣｌ（１２．０ｌ、０．５Ｍ、４．７℃）、水（６．０ｌ、２回）、ＮａＨＣＯ3（６．０ｌ、ｓａｔ．ａｑ）、水（６．０ｌ）及びＮａＣｌ（６．０ｌ、ｓａｔ．ａｑ、２回）で洗浄し、無水Ｎａ2ＳＯ4（２．５２ｋｇ、無水）上で１時間乾燥した。混合物をガラス焼結ロート（孔サイズ３）により濾過し、濾過ケークをＥｔＯＡｃ（２．６ｌ）にて洗浄し、濾液から減圧下、３８℃にて溶媒を留去して、粗生成物を２７６ｇ得た。粗生成物をＤＣＭ（１０００ｍｌ）に再溶解し、ＳｉＯ2（６１１．５ｇ）上で吸着処理した。
粗生成物を、５ｋｇのＳｉＯ2カートリッジ、ヘプタン中１０〜５０％ＥｔＯＡｃを用いた傾斜溶離によるＢｉｏｔａｇｅ Ｆｌａｓｈ ｓｙｓｔｅｍを用いたクロマトグラフィーによる精製方法で精製した。生成物画分を合わせ、減圧下、３３℃にて溶媒を留去して、化合物１ａを得た。収量は２３３．７ｇ（７３％）であった。
1Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ6）δ（ｐｐｍ）：７．７３（１Ｈ，ＮＨ），７．３８〜７．２６（ｍ，５Ｈ，Ｂｚ），４．３７（ｓ，２Ｈ； ＣＨ2），４．１５〜３．９５（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2及びｍ，１Ｈ，ＣＨ環），２．８０〜２．７１（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2環），２．１０〜２．０２（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2環），１．３７（ｓ，９Ｈ，ＣＨ3，ＢＯＣ），１．２２〜１．１１（ｍ，ＣＨ3）．少量の立体配座異性体についてはＮＭＲスペクトル中に記載しない。
例５：化合物１ｂの合成及び精製
化合物１ａ（３１．８３ｇ、９１ｍｍｏｌ）を仕込んだ反応フラスコにエタノール（６００ｍｌ）及び酢酸（８ｍｌ、１３９ｍｍｏｌ）を添加し、Ｎ2雰囲気とし、反応フラスコをＨ2供給源にも接続した。湿らせた炭素担持Ｐｄ（６．２８ｇ、１０％ｗ／ｗ）を混合物に添加し、反応混合物にＨ2ガスを供給した。反応混合物を室温にて２日間撹拌して完全に転化させた（ＴＬＣにより反応の進行状況を監視）。反応混合物をガラス繊維フィルターにより濾過し、濾過ケークをエタノール（１６０ｍｌ）にて洗浄し、減圧下、４０℃未満の温度で濾液から溶媒を留去し、化合物１ｂの粗生成物（２４．６４ｇ）を得た。粗生成物をＤＭＣ（５００ｍｌ）に再溶解して、ＳｉＯ2（６５ｇ）上で吸着処理した。
粗生成物を、ＳｉＯ2（３６０ｇ）カラム、３０％のＥｔＯＡｃを含むヘプタンを溶離液に用い、ヘプタン中３０〜７０％ＥｔＯＡｃによる傾斜溶離を用いたフラッシュクロマトグラフィーによる精製方法で精製した。生成物画分を合わせ、減圧下、３８℃にて溶媒を留去して、２０．１ｇ（８６％）、ＧＣ純度９９．８％の化合物１ｂを得た。
1Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ6）δ（ｐｐｍ）：７．６４（１Ｈ，ＮＨ），５．１５（１Ｈ，ＯＨ），４．１２〜３．９９（ｍ，１Ｈ，ＣＨ環及びｍ，２Ｈ，ＣＨ2），２．７５〜２．６６（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2環），２．０２〜１．９３（ｍ，２Ｈ，ＣＨ2環），１．３７（ｓ，９Ｈ，ＢＯＣ）及び１．２２〜１．１２（ｍ，３Ｈ，ＣＨ3）。
例６：次反応段階での使用前の精製を伴わない化合物１ｂの合成
化合物１ａ（８．５ｇ、２４．３ｍｍｏｌ）を仕込んだ反応フラスコにエタノール（１５５ｍｌ）及び酢酸（２．１３ｍｌ、３７．２ｍｍｏｌ）を添加し、Ｎ2雰囲気とし、反応フラスコをＨ2供給源にも接続した。湿らせた炭素担持Ｐｄ（２．１３ｇ、１０％ｗ／ｗ）を混合物に添加し、反応混合物にＨ2ガスを供給した。反応混合物を室温にて２．２５日間撹拌して完全に転化させた（ＴＬＣにより反応の進行状況を監視）。反応混合物をガラス焼結フィルターにより濾過し、濾過ケークをエタノール（４０ｍｌ）で洗浄し、減圧下、４０℃未満の温度で濾液から溶媒を留去し、化合物１ｂの粗生成物（６．２１ｇ）を得た。得られた物質を、さらに如何なる精製も行うことなく、次の反応段階に使用した。
この反応段階については、ＮＭＲスペクトルの記録はない。
例７：精製した化合物１ｂを用いた化合物１の合成（従来技術の方法）
化合物１ｂ（２０．１ｇ、７８ｍｍｏｌ）を仕込んだ反応フラスコに二塩化メタン（５００ｍｌ）及びピリジン（１９ｍｌ、２３５ｍｍｏｌ）を添加し、得られた混合物を５℃未満の温度に冷却した。トリフリン酸無水物（１９．５ｍｌ、１１５ｍｍｏｌ）を、添加している間反応温度を５℃未満の温度に保ちながら、混合物に３０分間かけて少しずつ添加した。得られた混合物を氷浴上で１時間撹拌し（ＴＬＣにより反応の進行状況を監視）、反応が完結したところで、水（５００ｍｌ）を添加して反応を停止させた。
反応混合物をＥｔ2Ｏ（９５０ｍｌ）で抽出し、水相を廃棄し、有機相をＨＣｌ（５００ｍｌ、１Ｍ）、飽和食塩水（５００ｍｌ、ｓａｔ．ａｑ．）で洗浄し、Ｎａ2ＳＯ4（５６ｇ）上で乾燥した。混合物をガラス焼結フィルターにより濾過し、濾過ケークをＥｔ2Ｏ（１００ｍｌ）で洗浄し、減圧下、３０℃未満の温度で濾液から溶媒を留去して、化合物１の粗生成物（２８．１１ｇ）を得た。粗生成物を二塩化メタン（４００ｍｌ）に再溶解し、ＳｉＯ2（８０ｇ）上で吸着処理した。
粗生成物を、ＳｉＯ2（３３０ｇ）カラム、ペンタン：ジエチルエーテル（３：１）による均一溶媒溶離を用いたフラッシュクロマトグラフィーによる精製方法を用いて精製した。生成物画分を合わせ、減圧下、３０℃未満の温度で溶媒を留去して、化合物１（２１．９ｇ）を得た。
物質をジエチルエーテル（５０ｍｌ）に溶解し、全ての固形物が溶解するまでこの混合物を３５℃未満の温度でゆっくりと撹拌し、再結晶によりさらに化合物１を精製した。溶液を１時間５分かけてゆっくりと２５℃まで冷却し、さらにその温度で１時間２０分撹拌した。溶液をさらに５℃未満の温度まで冷却し、２０分間穏やかに撹拌し、さらに−２０℃未満の温度まで１５分かけて冷却し、１時間３０分撹拌し、氷冷したヘプタン（１１０ｍｌ）を添加し、溶液を穏やかに１時間２０分撹拌した。予冷したガラス焼結フィルターを用いて濾過を行って形成した結晶を採取し、氷冷したヘプタン（１１０ｍｌ、−５℃未満の温度）で洗浄した。この反応により、１９．４７ｇ（６４％）、ＮＭＲ純度９９％以上の化合物１が得られた。
1Ｈ ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ6）δ（ｐｐｍ）：５．４４〜４．９５（ｍ，１Ｈ，ＣＨ環及びｓ，ｂｒ，１Ｈ，ＮＨ），４．２６（ｑ，２Ｈ，ＣＨ2），３．１５〜２．６８（ｍ，４Ｈ，２×ＣＨ2環），１．４５（ｓ，９Ｈ，ＢＯＣ）及び１．３１（ｔ，３Ｈ，ＣＨ3）
例８：粗製化合物１ｂを用いた化合物１の合成（本発明の方法）
この反応に使用した物質は従来技術の操作方法に基づく精製を行わなかった。出発物質である化合物１ｂに対して唯一行った精製は、ガラス焼結ロートを用いた濾過とそれに続く乾燥のための減圧下での留去であった。
化合物１ｂ（３．０ｇ、１２ｍｍｏｌ）を仕込んだ反応フラスコに二塩化メタン（７７．５ｍｌ）及びピリジン（２．９５ｍｌ、３６．６ｍｍｏｌ）を添加し、得られた溶液を５℃未満の温度に冷却した。トリフリン酸無水物（３．０１ｍｌ、１７．９ｍｍｏｌ）を、添加している間反応温度を５℃未満の温度に保ちながら、混合物に２３分間かけて少しずつ添加した。得られた混合物を氷浴上で３１分撹拌し（ＴＬＣにより反応の進行状況を監視）、反応が完結したところで、水（７０ｍｌ）を添加して反応を停止させた。
反応混合物をＥｔ2Ｏ（１５０ｍｌ）で抽出し、水相を廃棄し、有機相をＨＣｌ（７５ｍｌ、１Ｍ）、飽和食塩水（７５ｍｌ、ｓａｔ．ａｑ．）で洗浄し、Ｎａ2ＳＯ4上で乾燥した。混合物をガラス焼結フィルターにより濾過し、減圧下、＜３０℃にて濾液から溶媒を留去して、化合物１の粗生成物を得た。粗生成物を二塩化メタン（４０ｍｌ）に再溶解し、ＳｉＯ2（９．５ｇ）上で吸着処理した。
粗生成物を、ＳｉＯ2カラム、ペンタン：ジエチルエーテル（３：１）による均一溶媒溶離を用いたフラッシュクロマトグラフィーによる精製方法を用いて精製した。生成物画分を合わせ、減圧下、３０℃未満の温度で溶媒を留去して、化合物１（３．２２ｇ）を得た。
物質をジエチルエーテル（７．７ｍｌ）に溶解し、全ての固形物が溶解するまでこの混合物を３５℃未満の温度でゆっくりと撹拌し、再結晶によりさらに化合物１を精製した。溶液を４５分かけてゆっくりと２５℃まで冷却し、さらにその温度で１時間２５分撹拌した。溶液をさらに５℃未満の温度まで冷却し、その温度で５４分間穏やかに撹拌し、さらに−２０℃未満の温度まで冷却し、その温度で１時間４分撹拌し、氷冷したヘプタン（２５ｍｌ）を添加し、溶液を穏やかに１時間２０分撹拌した。予冷したガラス焼結フィルターを用いて濾過することにより、形成した結晶を採取し、氷冷したヘプタン（２５ｍｌ、−５℃未満の温度）で洗浄した。この反応により、２．８６ｇ（６１％）の化合物１が得られた。

Claims (15)

  1. 次の式ＩＩの化合物を１００ｇ以上の大規模で得る方法であって、
    （式中、ｘは０〜４の整数である。）
    （ａ）以下の式Ｉａの化合物を脱ベンジル化して以下の式Ｉｂの化合物を生成させ、得られた化合物をガラス焼結ロートでの濾過とそれに続く乾燥のための減圧下留去のみによって精製する段階と、
    （式中、Ｒ11はＣ1-5直鎖又は枝分れアルキル基を表し、Ｒ12はアミノ保護基を表し、ｖは０〜４の整数である。）
    （式中、Ｒ21、Ｒ22及びｗはそれぞれ式ＩａのＲ11、Ｒ12及びｖについて定義した通りである。）
    （ｂ）段階（ａ）で直接得られる式Ｉｂの化合物を、次の式Ｉで定義される適当な形態のＸとの反応によって式Ｉの化合物に転化する段階と、
    （式中、Ｒ1、Ｒ2及びｎはそれぞれ式ＩａのＲ11、Ｒ12及びｖについて定義した通りであり、Ｘはハロゲン又は−Ｏ−ＳＯ2−Ｒ3基（式中、Ｒ3はハロゲン、直鎖又は枝分れＣ1-10アルキル、直鎖又は枝分れＣ1-10ハロアルキル又はＣ6-10アリールである。）から選択される脱離基を表す。）
    （ｃ）段階（ｂ）で得られた式Ｉの化合物と適当な［18Ｆ］フッ化物源との反応によって次の式ＩＩａの化合物を得る段階と、
    （式中、Ｒ31、Ｒ32及びｙはそれぞれ式ＩａのＲ11、Ｒ12及びｖについて定義した通りである。）
    （ｄ）段階（ｃ）で得られる式ＩＩａの化合物を脱保護して、Ｒ31及びＲ32を除去する段階と
    を含む方法。
  2. Ｘが−Ｏ−ＳＯ2−Ｒ3基で表される基である、請求項１記載の方法。
  3. Ｘがトルエンスルホニル、ニトロベンゼンスルホニル、ベンゼンスルホニル、トリフルオロメタンスルホニル、フルオロスルホニル及びパーフルオロアルキルスルホニルからなる群から選択される、請求項２記載の方法。
  4. Ｘがトリフルオロメタンスルホニルである、請求項３記載の方法。
  5. Ｘがハロゲンである、請求項１記載の方法。
  6. ハロゲンがブロモ又はクロロである、請求項５記載の方法。
  7. Ｒ1がエチルである、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の方法。
  8. Ｒ2がｔ−ブトキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基、フタルイミド基及びＮ−ベンジリデンアミン置換基からなる群から選択される、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の方法。
  9. 式Ｉの化合物が次式のものであり、
    式Ｉａの化合物が次式のものであり、
    式Ｉｂの化合物が次式のものである、請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の方法。
    （式中、Ｅｔはエチルであり、ＯＴｆはトリフルオロメタンスルホニルであり、Ｂｏｃはｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニルである。）。
  10. 脱保護が、Ｒ31を除去した後にＲ32を除去することを含む、請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の方法。
  11. Ｒ31がエチルである、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載の方法。
  12. Ｒ32がｔ−ブトキシカルボニル基である、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の方法。
  13. 式ＩＩの化合物が次式のものであり、
    式ＩＩａの化合物が次式のものである、請求項１乃至請求項１２のいずれか１項記載の方法。
    （式中、Ｅｔはエチルであり、Ｂｏｃはｔｅｒｔ−ブチルオキシカルボニルである。）。
  14. 脱保護する段階が、塩基性加水分解によるＥｔの除去及び酸性加水分解によるＢｏｃの除去を含む、請求項１３記載の方法。
  15. 段階（ｃ）及び（ｄ）を自動合成装置上で行う、請求項１乃至請求項１４のいずれか１項記載の方法。
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