JP6723195B2 - プロリンリッチペプチドの構造模倣物およびその使用 - Google Patents

プロリンリッチペプチドの構造模倣物およびその使用 Download PDF

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Description

本発明は特に、プロリンリッチペプチドの構造模倣物として使用され得るので、タンパク質のプロリンリッチモチーフ結合ドメイン(PRM結合ドメイン)に結合できる化合物に関する。本発明はさらに、薬学的活性剤としてのそれらの化合物の使用、ならびに細菌疾患および神経変性疾患および腫瘍性疾患の治療におけるそれらの薬学的活性剤の使用に関する。
ペプチドおよびタンパク質は、生物の不可欠な成分であり、様々な異なる機能を有する。タンパク質は主に生体触媒の役割(酵素)、ならびに他の関連する役割を有するが、それらは、重要な組織成分としてのそれらの能力を果たさなければならず、ペプチドは、主にホルモン、神経伝達物質および神経修飾物質として生物内部で重要な機能を有する。膜結合型受容体に結合し、それにより媒介される細胞生理学におけるその後の反応により、ペプチドは、ある細胞から別の細胞への伝達に影響を与え、代謝、免疫反応、消化、呼吸、痛覚、生殖、作用、電解質平衡などの様々な生命プロセスを制御する。
したがって、病原性状態の処置における治療を考案するための必要な基盤を同時に与えながら、生物内部の正確な関係を理解するという必要性が従来技術において存在する。分子レベルでの生物学的プロセスの作用の発見の進化により、生物および化学の学際的統合が進化し、分析プロセスおよびコンピュータ支援理論的方法における大幅な進歩により支持されている。上記の全ては、新規活性剤の開発をもたらす任意の首尾良い識別のための重要な要件である。それにも関わらず、簡単で効果的な活性剤の新規設計である実際の目標への道程は依然として長く続いており、はるかに遠い。典型的に、出発点として天然構造から作用する場合、総合的な実証研究が、可能な標的物質のライブラリーを合成し、特定の活性についてそれらの剤を最適化するために必要とされる。さらに、多くの時間的要件および出費以外に、しばしば、後になって、コンピュータにより開発された活性物質が頻繁に、実際の非常に複雑な生物学的システム(例えばヒトにおける)において不適切である所望の効果のみを示す、または許容可能でない副作用を有することが見出される。
この背景を考慮に入れて、特にまた、ペプチドおよび/またはペプチド模倣物活性剤の開発は、それらを合成することに関する目的に関してもまた、大きな課題であり、実際には、多用な学際的相互作用に関して、最終的には、所望の標的分子へのアクセスを増加させるための可能性および制限に関して実現可能であることを決定する有機合成化学の分野である。典型的に、これらの分子は、立体選択性を依然として示しながら、可能な限り少ない工程で構築されなければならないので、新たなおよびより良い合成方法が、研究室だけでなく、今後の大規模用途に関してもまた、この目標を満たすために常に必要とされる。ディプロリン(diproline)単位の構造模倣物およびPPIIヘリックス構造を有するプロリンリッチペプチドにおける置換基としてのその使用は従来技術の一部である。
一部のβ−ターンペプチド模倣物は、タンパク質間相互作用の調節因子として当該技術分野において知られている。特許文献1は、MyD88のホモ二量体化ならびにMyD88とTIRとの間の相互作用を防ぐ異なるペプチドおよびペプチド模倣物を開示している。β−ターンペプチド模倣物はまた、SH3ドメインの間のタンパク質間相互作用の調節因子として知られている。例えば、特許文献2は、ポリプロリンモチーフおよびα−ヘリックス構造を含むβ−ターンペプチド模倣物がSH3ドメインと相互作用できることを開示している。非特許文献1および非特許文献2は、ポリプロリン配列のための模倣物として使用され得る異なるβ−ターンペプチド模倣物を開示している。
しかしながら、公知のペプチド模倣物は、飽和中心6員環を有する。従来技術と反対に、本発明に係る化合物は、6員の不飽和中心環により特徴付けられる。本発明の式1に係る中心6員環における二重結合は、化合物の高い安定性に起因して従来技術と対照的にかなりの改良を表し、驚くべきことに、標的構造に対して改良された親和性を表す。全ての他の公知の構造は、2つの隣接する環C原子により側環に結合される中心7環系の存在を提供するような種類である(特許文献3)。新たな足場の主な利点は、ビニリデン架橋の修飾された部分に起因して、異なる立体の要求が、例えば、EVH1ドメインまたはしかし、他の構造に対する親和性に関してかなりの増加の一因となる、結合ステップの間に現れるという事実にある。
国際公開第2006/067091A1号 国際公開第98/54208号 国際公開第2008/040332A1号
Witterら、Bioorg.& Med.Chem.Let.8(1998)3137 Vartakら、Organic Let.2006、8:5、983
したがって、本発明の目的は、特にPPIIヘリックス構造を有する場合、プロリンリッチペプチドのための模倣物として使用され得る化合物を提供することである。プロリン−プロリンジペプチド単位、特にPPIIヘリックス構造を有するものは、好ましくは、いわゆるPRM結合ドメイン(PRM=プロリンリッチモチーフ)のためのリガンドとして機能できる。
驚くべきことに、本発明に係る課題は、6員の不飽和中心環を有する一般式1の化合物
(式中、
X=Oおよび/またはSであり、
A、B=環架橋であり、
=H、アルキル、フルオロアルキル、アリールおよび/またはヘテロアリールであり、
、Z=H、カルボニル、OH、O−アルキル、O−アシル、N−R(ここで、Rおよび/またはR=H、アルキル、アシル、スルホニルである)、アルキル、アシル、フルオロアルキル、アリールおよび/またはヘテロアリールであり、
=アルキル、アシル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニルおよび/またはアミノカルボニル(CONH、CONHR、CONH−ペプチジル、(Rを有する))であり、
=H、アルキル、アリール、アルキルカルボニル、アリールカルボニル、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、アリールオキシカルボニル、アルキルスルホニル、アリールスルホニル、アミノアシルおよび/またはペプチジルである)
を提供することにより解決される。
本発明に係る化合物は従来技術の不都合な点を有さないことはかなり驚くべきことであった。従来技術に関連する上述の不都合な点以外に、今まで、製剤としてのペプチド活性剤の使用は以下の多くのさらなる要因により制限されていた:
1)胃腸管および血清中のタンパク質分解に起因する低い代謝的安定性;
2)細胞に侵入する低い能力;
3)主に高分子量に起因する経口摂取後の不十分な吸収;
4)肝臓および腎臓を介する迅速な排出;ならびに
5)異なる受容体との相互作用に起因する、選択性の欠如。
驚くべきことに、本発明に係る化合物は、人工的に製造される物質として、特に、タンパク質リガンドの機能を発揮でき、ペプチドの生物学的効果(アゴニスト)を模倣またはペプチドの生物学的効果(アンタゴニスト)遮断できる、模倣物として使用され得ることが見出された。ペプチド模倣物を提供する原理は当該技術分野において知られているが、今まで、PPII構造を有する非常にわずかの例のみの模倣物が開示されているだけであり、それは非常に多くの不都合な点を有する。側環Bの結合が中心C原子により達成される場合、中心6環系を有する構造模倣物を提供できることはかなり驚くべきことであり、ここで、これらの化合物は、中心7環系を有し、側環が中心環の2つの隣接するC原子に結合される公知の構造模倣物より生物学的効果が実証されている。これらの修飾の結果、例えば細胞運動性に影響を与える非常に良好な生物学的利用能および非常に高い生物学的効率を有する分子を提供する本発明に係る構造模倣物を使用する可能性を生じることは予測できず、自明ではなかった。本発明に係る分子がペプチドを対象とする場合、前記ペプチドは驚くべきことに、公知の構造模倣物と比較して細胞に侵入する良好な能力を示す。公知の構造模倣物と対照的に、新規構造模倣物は、例えば、EVH1ドメインなどの天然の結合パートナーとの結合にかなり良く適している。したがって、本発明は、特にポリプロリンIIヘリックスの完全に新規である、本発明の構造模倣物を含む。公知かつ新規の構造模倣物は、とりわけ、PPIIヘリックスの改良された模倣物特性を有する、ビニリデン基の変化位置に関して互いに異なる。このことは、実際に、リガンドに関して、ビニリデン架橋の位置が、結合に関して立体障害を引き起こし、例えばVASP−EVH1との結合に関して、親和性に関するかなりの向上が達成される。
PPIIヘリックスの構造モチーフを完全または部分的に合成類似体と置き換えるために存在する異なるアプローチにも関わらず、公知の構造と、異なるタンパク質ドメインとの相互作用を試験することは、全く可能ではなかったまたは制限を有してのみ可能であった。平均的な当業者はまた、プロリンリッチヘリックスと、異なるタンパク質ドメインとの相互作用が特定の生物学的意義を有さないことを従来技術の教示から習得している。それに応じて、本発明者らの成果は、彼らが、この相互作用および/または修飾が、細菌またはウイルス感染、神経変性疾患または腫瘍の形成などの多くの疾患と関連することを実証できた状況に存在している。当該技術分野において公知である多くの模倣物は、多くの場合、系から再び取り除くことが困難である、または全く取り除くことができない触媒を用いてのみ調製され得る。我々は現在さらに、公知の製剤が短期間の保存期間を有するのみであり、多くの場合、合成に必要である製剤が汚染してのみ得られ得、医薬分野において完全に使用することを妨げる、またはそれらの使用に関してかなりの困難性を与えることを指摘している。さらに、今まで公知である模倣物の結合親和性は、本発明に係る目的を達成できるようなものではなかった。
ペプチドリガンドとタンパク質受容体との相互作用は、生物学的プロセスの調節において重要な役割を果たし、ペプチド形状に極めて依存する。生理学的状態に供することにより、直鎖ペプチドの構造は動的平衡にあり、この動的平衡は個々の結合周囲の回転によりpH値および温度に依存する。結果として、生物学的反応構造の最小の割合のみが存在する。
ペプチド骨格の構造は、通常、φ(ファイ)、ψ(プサイ)およびω(オメガ)の3つの角により記載される。部分的二重結合特性に起因して、ペプチド結合は、回転するのを防がれ、平面形状を有し、その結果、2つの好ましい構造:ω=180°および/またはω=0°を有する、trans−およびcis−ペプチド結合を生じ、ここで、trans−構造はエネルギー的により好適であり、したがって普及している。
このように、ペプチド骨格の構造の詳細に関して、最初の近似値により、アミノ酸部分のねじれ角φおよびψは十分である。N−Cα結合に沿った回転を表している角φは、4個の原子C(=O)−N−Cα−C(=O)により定義される。同じように、N−Cα−C(=O)−Nは角ψを定義し、これは、Cα−C(=O)結合周囲の回転を表す。理論的に、多数の異なる組み合わせがφおよびψから可能であるが、ペプチドにおける特定の優先的な構造が、側鎖のサイズ、極性および電荷に応じて存在し、それにより、α−ヘリックス、β−ひだ折れシート、β−ターンなどの既知の二次構造の形成を生じる。
ペプチド内の成分としてのアミノ酸プロリン
プロリンは、第2アミノ酸のみであるので、20個の天然に生じるアミノ酸の中で特別な位置を占める。アミド窒素に対するα側鎖の環化に起因して、ねじれ角φ=(−65±15°)は5員環の成分として相対的に制限され、このことは、したがって、ペプチドが少しの回転自由度を有することを意味する。窒素の二重アルキル化は、他の共通のアミドプロトンが(ペプチド骨格において)欠失する結果を生じ、このため、プロリンは、水素架橋ドナーのための候補ではなく、他方で、カルボニル基は特に電子においてリッチであり、このため、他のアミノ酸を用いた場合より良い水素架橋受容体である。これらの幾何学的および電子的特性に起因して、プロリンは、α−ヘリックス(「α−ヘリックスブレーカー」)を安定化できず、また、β−ひだ折れ構造(「β−ひだ折れシートブレーカー」)を形成せず、代わりに、それは好ましくは、他の典型的に二次構造、いわゆるβ−ターンおよびポリプロリンヘリックス(PPIIヘリックス)において出くわす。
二次構造としてのプロリンリッチモチーフおよびPPIIヘリックス
プロリンリッチアミノ酸配列は、多くの場合、多タンパク質複合体に関与し、細胞内シグナル伝達プロセスに関して形成および/または溶解されるタンパク質内に出くわす。それらの中のこれらのタンパク質は、プロリンが排他的または優勢的に(多くの場合、連続した4個以上のプロリン単位で)存在するそれらの表面上に配列を示す。
このように、PPIIヘリックスと省略されるポリプロリンヘリックスである特徴的な二次構造が含まれる;これは、ペプチド骨格のねじれ角φ=−78°およびψ=+146°を有する伸長した左巻き螺旋として理解される。結果として、断面において1回の回転当たり正確に3つのプロリン部分を有するヘリックス軸周囲の疑似C回転対称が生じ(図1)、このため、プロリンリッチ配列におけるプロリン部分は、好ましくは、少なくとも3周期(例えば、PxxPxxP(配列番号1)またはPPxPPxPPx(配列番号2))で反復する。
このように、ペプチド骨格のプロリン側鎖およびカルボニル基は一定の間隔で溶媒に曝露される。分子内水素架橋の非存在に起因して、カルボニル基は、受容体タンパク質との分子内水素架橋結合を形成するのに特に良く適している。
しかしながら、プロリンのみが存在しない場合、PPIIヘリックスの構造モチーフもまた、含まれてもよい。アミノ酸Gluは、特に高頻度で、PPIIヘリックス、およびその近接に存在するが、Gln、Arg、Ala、Leu、Ser、AspおよびHisもまた、見られる。プロリン位置を決定するドメインとリガンドとの間の好ましい結合様式は厳密に保存されなければならず、必要な場合、他のアミノ酸と置換されてもよい。
本発明の好ましい実施形態において、それは、AおよびBにより表される架橋が、C−、O−、S−および/またはN−原子を含む群から選択される2〜4個の環原子からなるような様式で選択される。このように、4、5、6または7員を含む環が得られ、それは、CH2単位以外に、−O−、−S−および−N−R(ここで、R=H、アルキルまたはアシル)も含み得る。
本発明のさらに好ましい実施形態において、化合物は一般式2
(式中、
、Zは構造1に示され、構造式2の図の構造に示され、
X=−CH−、−O−、−S−および/または−NH−Rであり、
、R=アルキル、アシル、ヘタリールおよび/またはスルホニルである)
を有する。
本発明のさらなる実施形態において、本発明は式3
(式中、
X=−CH−、−O−および/または−S−であり、
R=NH−R’’、−O−R’’(ここで、R’’=ペプチジル、置換アルキルおよび/またはヘタリールである)であり、
R’=アシル、ペプチジルおよび/またはスルホニルである)
を有する。
ペプチジルは式3R’において特に好ましい。
好ましい態様によれば、本発明は薬学的活性剤として命名した化合物の使用に関する。薬学的活性剤としての使用は、外科、治療または診断プロセスにおける用途を含む。
さらなる態様によれば、本発明は、必要な場合、薬学的に許容可能な担体物質と共に本発明に係る化合物を含む医薬物質に関する。
好ましい医薬担体物質は、例えば、充填剤、増量剤、結合剤、湿潤剤、溶解遅延剤、崩壊剤、吸収促進剤、保湿剤、吸収剤および/または潤滑剤である。
さらなる態様によれば、本明細書は、SRC−ホモロジー−3ドメイン、WWドメイン、ENA−VASPホモロジー−1ドメイン、GYFドメイン、UEVドメインおよび/またはプロフィリンを含む群から選択されるドメインについてのリガンドとしての本発明に係る化合物の使用に関する。
それに応じて、本発明はまた、驚くべきことに、特に、SH3ドメイン、EVH1ドメイン、WWドメイン、GYFドメイン、UEVドメインおよびプロフィリンに関与するタンパク質間相互作用の良好な阻害剤としてのポリプロリンIIヘリックスの新規構造模倣物の使用に関する。これらのドメイン、例えばVASP(EVH1ドメイン)またはYAP(WW)を含むタンパク質は、とりわけ、細胞運動性(特にVASP)および細胞増殖(特にYAP)の調節において特に重要な役割を果たす。したがって、例えば、VASPは、多くの浸潤性乳癌細胞において顕著に過剰発現される。WWドメインにより媒介される、ERBB4のC末端断片とYAPの相互作用の結果、例えば、YAPの核局在化が生じ、細胞増殖のコアクチベーターとしてのYAPの機能についての必要条件である。したがって、これらの新規構造模倣物を使用するための多くの新規および驚くべき可能性が現れる。
これらのドメインの全ては好ましくは、1〜500μMの親和性を有するプロリンリッチ配列と相互作用し、場合により、本発明の特定の実施形態において、必要な特異性を得るためにさらなる隣接するエピトープを必要とする。リガンド、ペプチドおよびドメインの間の結合は好ましくは、2つの予め形成された疎水性表面の相互作用により作製される。芳香族アミノ酸は有益にはドメインタンパク質の表面上に凝集し、その部分は疎水結合ポケットを構成する。プロリンリッチペプチドリガンドは、PPIIヘリックスの剛性の性質に起因して、ドメイン表面と接触する幾何学的に固定された相補的構造を有する。本明細書において有益には、ドメイン表面と接触する核モチーフの長さ全体にわたって疎水性接触は起こらず、むしろ、リガンドペプチドはドメインにわたる傘様構造を形成する。プロリンモチーフの一部は疎水性結合ポケットにおいて占められるので、ドメインの芳香族部分と相互作用する。これらの接触は、生物学的に関連した結合強度を提供するのに不十分であるので、さらに安定化する水素架橋結合が有益には形成され、これはプロリンの電子が豊富なカルボニル基により容易に作製できる。
PPIIヘリックスの制限された柔軟性のために分子間結合はエネルギー的に起こりやすく、比較的高度のオーダーに起因して、一般的な直鎖ペプチドに関する場合より結合形成に関するエントロピーの減少は少ない。このエネルギーの寄与を定量化するために、ジペプチドxPにおいて、ペプチド骨格周囲の他の共通の4つの回転自由度のうちの2つのみを調べることができる。300Kにおける各々の回転自由度はおよそ3.5kJ/molに対応するので、xPジペプチド当たりの生じるエネルギーの利点は、錯体形成でおよそ7kJ/molである。
さらなる親和性の増加が、例えば、EVH1ドメイン(ENA−VASPホモロジー−1ドメイン)に結合する細菌表面タンパク質ActAなどの単一ペプチド内のプロリンリッチ配列の多重反復に起因して同様に見られ得る。
EVH1ドメインは、およそ115個のアミノ酸からなり、種々の信号を与える多ドメインタンパク質において生じる。少しのものに加えて、これはまた、分子アダプターとして作用し、細胞骨格のアクチン動的を調節する、ENA/VASPタンパク質のファミリーを含む。EVH1ドメインは、リガンド選択により3つのクラスに細分される。第1のクラスは、特に、例えば、ラメリポディン(lamellipodin)においてビンキュリンおよびザイキシンなどの全ての接着斑タンパク質において検出され得るFPPPP核酸モチーフを特異的に認識し、それは好ましくは、ラメリポディア、浸潤突起および糸状突起において、同様に細胞内細菌リステリア・モノサイトゲネシス(Listeria monocytogenes)のActAタンパク質において検出され得る。
分子レベルにおけるプロセスおよび得られる生物学的機能性を研究するために、3次元ドメイン構造が解明されたが、異なるリガンドとペプチドとの相互作用を同様に試験した。そこで、EVH1ドメインは、コンセンサスコアモチーフFPxφPを認識することが見られ、ここで、フェニルアラニン(F)および2つの外側プロリン位置(P)は結合の形成に必須であるが、2つの内側位置は変動を許容する(x=任意のアミノ酸、φ=疎水性アミノ酸)。これは図2において見られ得、ヒトVASPタンパク質のクラス−I−EVH1ドメインが、ActAペプチド(332SFEFPPPPTEDEL344)(配列番号3)由来の短い部分と一緒に試験された。中心のFPPPPモチーフ(配列番号4)および親和性が増加しているELエピトープが構成され、個々の位置が他の天然アミノ酸により置換される場合、結合強度が明確に影響を受けることを示す(暗=良好な結合、明=結合なし)。
およびP位が他のアミノ酸により置換され得る(ここで、特にPは完全に非特異的である)という事実は、結合様式におけるリガンドペプチドの評価により説明され得る:P−1およびPはドメインの疎水性結合ポケットにおいて取られるが、中間の2つのプロリンはドメインの上の傘様位置にあり、ドメイン表面とほとんど接触しない。しかしながら、Pのカルボニル基は、EVH1ドメインのトリプトファン部分W23のNHに対して必須の水素架橋を形成する。
さらに、多くの異なる試験リガンドペプチドに基づいて、結合親和性の概観を得ることが可能であった。最も高い観察された結合親和性(K=20μM)は、リガンド332SFEFPPPPTEDEL344により与えられる(ActAタンパク質の4つのプロリンリッチリピートの3分の1)。他方で、リガンドがそのコアモチーフFPPPPT(配列番号5)に短縮される場合、VASP−EVH1ドメインに関連する測定可能な親和性はこれ以上見出され得ず;他方で、Mena−EVH1ドメインに対する結合は非常に弱かったが、なおもさらに検出可能(417μM)であった。
本発明の好ましい実施形態はポリプロリン模倣物としての化合物の使用を提供する。有益には、プロリンリッチアミノ酸配列は、特に、シグナル変換プロセス、特に、細胞内シグナル変換プロセスに関与するペプチドにおいて見出される。本発明の意味において、模倣物という用語はまた、類似体としても理解され得る。本発明に係る化合物の好ましい使用は、細菌感染症ならびに神経変性疾患および/または腫瘍疾患を含む群から選択される、ポリプロリンヘリックス構造により媒介される、細胞内シグナル変換プロセスの修飾に関連する疾患の治療においてである。
さらなる態様によれば、本発明は1つまたは複数の本発明に係る化合物を含むペプチドまたはタンパク質に関し、本発明に係る化合物は好ましくはポリプロリン模倣物として使用される。さらなる態様によれば、本発明は、1つまたは複数の本発明に係る化合物、ならびに1つまたは複数の構造86に係る化合物を含むペプチドまたはタンパク質に関する。
本発明の好ましい実施形態において、ペプチドは、
Ac−SFE−[2−Cl−F]−p−PP−TEDEL−NH2(配列番号6−[2−Cl−F]−p−PP−配列番号7)、
Ac−SFE−[2−Cl−F]−PP−p−TEDEL−NH2、
Ac−SFE−[2−Cl−F]−p−x−TEDEL−NH2および
Ac−SFE−[2−Cl−F]−p−p−TEDEL−NH2
からなる群から選択され、ここで、pは本発明に係る化合物を示し、xは構造86を示し、2−Cl−Fは2−Cl−フェニルアラニンを示す。本発明のさらなる好ましい実施形態において、ペプチドはp=構造85として特徴付けられる。
構造85および86は、本発明の説明のいくつかの文脈において、Fmoc−保護アミノ酸として表される。これらの構造がペプチドに使用される場合、その構造は対応して、任意のFmoc保護基を含まないことが好ましい;例えば、化合物は、最も近くに位置するペプチドまたはタンパク質におけるアミノ酸に対してペプチジル化合物により結合され得る。
本発明はまた、好ましくは、細菌感染症ならびに神経変性疾患および/または腫瘍疾患を含む群から選択される、ポリプロリンヘリックス構造により媒介される、細胞内シグナル変換プロセスの修飾に関連する疾患を治療するための本発明に係る化合物、本発明に係る化合物を含むペプチドまたは薬剤の使用に関する。
細菌疾患は、好ましくは、以下の細菌に関連するような疾患、特にそれらにより媒介される疾患である:レジオネラ菌、連鎖球菌、ブドウ球菌、クレブシエラ菌、ヘモフィルスインフルエンザ、リケッチア(紅斑熱)、マイコバクテリウム、マイコプラズマ、ウレアプラズマ、ナイセリア(髄膜炎、ウォーターハウスフリードリヒセン症候群(Waterhouse−Friedrichsen syndrome)、淋病)、シュードモナス、ボルデテラ(百日咳)、コリネバクテリア(ジフテリア)、クラミジア、カンピロバクター(下痢)、大腸菌、プロテウス、サルモネラ菌、赤痢菌、エルシニア属、ビブリオ科、腸球菌、クロストリジウム(clostridien)、ボレリア菌、梅毒トレポネーマ、ブルセラ菌、フランシセラ属および/またはレプトスピラ属、特にリステリア菌。
特に好ましい疾患は、L.モノサイトゲネスSv1/2a、L.モノサイトゲネスSv4b F2365、L.モノサイトゲネスSv4b H7858、178コンティグ、L.モノサイトゲネスSv1/2a F6854、133コンティグ、L.モノサイトゲネスSv4b、L.モノサイトゲネスSv4a、L.イノキュアSv6a、L.ウェルシメリ(welshimeri)Sv6b、L.シーリゲリ(seeligeri)Sv1/2bおよび/またはL.イバノビ(ivanovii)Sv5を含む群から選択される、リステリア菌により引き起こされるもの、あるいは上記の名称の好ましいリステリア菌に実質的に手段として関連するものである。
好ましい神経変性疾患は、アルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病および/または筋萎縮性側索硬化症(ALS)を含む群から選択される。
好ましい腫瘍疾患は、喉および首、鼻および耳、肺、縦隔、消化管、泌尿生殖器系、婦人科系、胸部、内分泌系、皮膚、骨および軟組織肉腫、中皮腫、黒色腫、中枢神経系の新生物、小児癌または腫瘍疾患、リンパ腫、白血病、腫瘍随伴症候群、既知の原発性腫瘍を有さない転移(CUP症候群)、腹膜癌腫、免疫抑制により引き起こされる悪性腫瘍および/または転移性腫瘍の腫瘍疾患を含む群から選択される。
腫瘍は特に以下の癌を含み得る:胸部、前立腺および大腸の腺癌;気管支部分から生じる肺癌の全ての形態;骨髄癌;黒色腫;肝臓癌;神経芽細胞腫;乳頭腫;アプドーマ;分離腫;鰓腫;悪性カルチノイド症候群;カルチノイド心疾患;癌腫(例えばウォーカー(Walker)癌、基底細胞癌、基底有棘細胞癌、ブラウン・ピアース癌、腺管癌、エールリッヒ腫瘍、インサイチュ癌腫、癌−2−癌腫、メルケル細胞癌、粘液癌、非小細胞気管支癌、燕麦細胞癌、乳頭状癌、スキルス癌、細気管支肺胞上皮癌、気管支癌、扁平上皮癌及び移行上皮癌);組織球性機能障害;白血病(例えば、B細胞白血病、混合細胞白血病、ヌル細胞白血病、T細胞白血病、慢性T細胞白血病、HTLV−II関連白血病、急性リンパ性白血病、慢性リンパ性白血病、マスト細胞白血病および骨髄性白血病);悪性組織球増殖症、ホジキン病、非ホジキンリンパ腫、孤立性形質細胞腫;細網内皮症、軟骨芽細胞腫;軟骨腫、軟骨肉腫;線維腫;線維肉腫;巨大細胞腫瘍;組織球腫;脂肪腫;脂肪肉腫;白血肉腫;中皮腫;粘液腫;粘液肉腫;骨腫;骨肉腫;ユーイング肉腫;滑膜腫;腺線維腫;腺リンパ腫;癌肉腫;脊索腫;頭蓋咽頭腫;未分化胚細胞腫;過誤腫;間葉;中腎腫;筋肉腫;エナメル上皮腫;セメント腫;歯牙腫;奇形腫;胸腺腫;絨毛芽腫;腺癌;腺腫;胆管腫;真珠腫;円柱腫;嚢胞腺癌;嚢胞腺腫;顆粒膜細胞腫瘍;半陰陽性卵巣腫瘍;汗腺腫;島細胞腫瘍;ライディッヒ細胞腫瘍;乳頭腫;セルトリ細胞腫瘍;Theka細胞腫瘍;筋腫;平滑筋肉腫;筋芽;筋腫;筋肉腫;横紋筋腫;横紋筋肉腫;上衣腫;神経節;神経膠腫;髄芽腫;髄膜腫;神経鞘腫;神経芽細胞腫;神経上皮腫;神経線維腫;神経腫;傍神経節腫;非クロム親和性傍神経節腫;被角血管腫;好酸球増加を伴う血管リンパ様過形成;硬化血管腫;血管腫症;グロムス血管腫;血管内皮腫;血管腫;血管周囲細胞腫、血管肉腫;リンパ管腫、リンパ管筋腫、リンパ管肉腫;松果体腫;葉状嚢胞性肉腫;血管肉腫;リンパ管肉腫;粘液肉腫;卵巣癌;肉腫(例えば、ユーイング肉腫、実験的に、カポジ肉腫およびマスト細胞肉腫);新生物(例えば、骨腫瘍、乳房の腫瘍、消化器系の新生物、大腸新生物、肝臓の腫瘍、膵腫瘍、下垂体腫瘍、精巣腫瘍、眼窩腫瘍、頭頸部や喉の新生物、神経系の新生物、聴覚臓器、骨盤、気道および尿生殖路の新生物);神経線維腫症および子宮頸部扁平上皮異形成。
さらなる実施形態において、癌または腫瘍は、首および喉の領域の腫瘍、内部の鼻の腫瘍を含む鼻および耳の腫瘍、副鼻腔、咽頭、唇、口腔、咽頭、喉頭、下咽頭、耳、唾液腺および傍神経節腫の腫瘍、非小細胞気管支癌を含む肺の腫瘍、小細胞気管支癌、縦隔の腫瘍、食道、胃、膵臓、肝臓、胆嚢および胆嚢管、小腸、結腸および直腸癌および肛門癌を含む胃腸管の腫瘍、腎臓、尿管、膀胱、前立腺、尿道、ペニスおよび睾丸の腫瘍を含む泌尿生殖器の腫瘍、子宮頸部、膣、外陰部、子宮体部の腫瘍、悪性絨毛性疾患、卵巣癌、卵管の腫瘍(tuba faloppii)を含む、婦人科腫瘍、腹腔の腫瘍、乳癌、甲状腺、副甲状腺、副腎皮質の腫瘍を含む内分泌器官の腫瘍、内分泌膵臓腫瘍、カルチノイド腫瘍およびカルチノイド症候群、多発性内分泌新生物、骨および軟部組織肉腫、中皮腫、皮膚腫瘍、皮膚黒色腫および眼内黒色腫を含む黒色腫、中枢神経系の腫瘍、網膜芽細胞腫を含む小児腫瘍、ウィルムス腫瘍、神経線維腫症、神経芽細胞腫、ユーイング肉腫腫瘍ファミリー、横紋筋肉腫、非ホジキンリンパ腫を含むリンパ腫、皮膚T細胞リンパ腫、ホジキンリンパ腫を含む中枢神経系の原発性リンパ腫、急性白血病を含む白血病、慢性骨髄性およびリンパ性白血病、形質細胞腫瘍、骨髄異形成症候群、腫瘍随伴症候群、既知の原発腫瘍のない転移(CUP症候群)、腹膜癌腫症、カポジ肉腫などのエイズ関連の悪性腫瘍を含む免疫抑制により誘導される悪性腫瘍、エイズ関連リンパ腫、中枢神経系のエイズ関連リンパ腫、エイズ関連ホジキン病およびエイズ関連肛門性器腫瘍、移植関連悪性腫瘍、脳転移、肺転移、肝転移、骨転移、胸膜転移および心膜転移を含む転移した腫瘍、ならびに悪性腹水を含む群から選択される。
さらなる好ましい実施形態において、癌または腫瘍は、乳癌、結腸癌、胃癌、膵臓癌、大腸癌および小腸癌を含む胃腸腫瘍、卵巣癌、子宮頸癌、肺癌、前立腺癌、腎細胞癌腫および/または肝転移の癌または腫瘍疾患を含む群から選択される。
前述の疾患を治療する場合、ゲル剤、粉末剤、錠剤、制御放出錠剤、プレミックス、エマルション、調合製剤、ドロップ剤、濃縮物、顆粒、シロップ剤、丸薬、ボーラス、カプセル剤、エアロゾル、噴霧剤および/または吸入剤として、本発明に係る化合物を含む薬剤を調製および/または投与することが特に好ましい。
好ましくは、本発明に係る化合物を含む薬剤は、0.1〜99.5重量%、好ましくは0.5〜95.0重量%、特に好ましくは20.0〜80.0重量%の濃度で製剤中に存在する。
この製剤は好ましくは、経口、皮下、静脈内、筋肉内、腹腔内および/または局所的に投与される。
好ましくは、本発明に係る化合物を含む薬剤は、24時間にわたって0.05〜500mg/kg体重、好ましくは5〜100mg/kg体重の総量で投与される。
好ましくは、接触は、経口的、注射により、局所的、経膣的、直腸的および/または経鼻的になされる。
本発明はさらに、必要な場合、キットの内容物を組み合わせるための指示書、例えばパッケージ挿入物またはホームページなどのさらなる情報を示すインターネットアドレスと共に、本発明に係る化合物の少なくとも1つおよび/または本発明に係る薬剤を含むキットに関する。キットを扱うための情報は、例えば、上述の疾患、特に好ましい疾患のための治療スケジュールを含んでもよい。しかしながら、指示書はまた、上述の疾患の診断がなされる場合に、本発明に係る生成物が使用される方法の詳細を含んでもよい。本発明に係るキットはまた、基礎研究を実施するために使用されてもよい。
したがって、本発明はまた、神経変性疾患、細菌感染疾患または腫瘍疾患の予防および/または治療のためのキットの使用に関する。
本発明の配列
配列番号1:PxxPxxP
配列番号2:PPxPPxPPx
配列番号3:SFEFPPPPTEDEL
配列番号4:FPPPP
配列番号5:FPPPPT
配列番号6:SFE
配列番号7:TEDEL
配列番号8:PPPPTEDEL
アルデヒド104の結晶構造。 ビシクル(bicycle)117の結晶構造。 ディプロリン成分85のH−NMRスペクトル(600MHz、MeOH−d、RT) PPII配座におけるディプロリンモチーフを有する85の結晶構造およびXの結晶構造の比較 EVH1阻害剤の細胞取り込み。(A)リガンドを有さない対照 EVH1阻害剤の細胞取り込み。(B)+NBD−SFEFPPPTEDEL−NH EVH1阻害剤の細胞取り込み。(C)+NBD−SFE−[2−Cl−F]−p−x−TEDEL−NH
本発明は、ディプロリン模倣物85の合成を記載することにより以下にさらに詳細に示されるが、本発明はそれらに限定されるわけではない。
本発明は、結合パートナーとしてリガンドペプチドの天然のプロリンリッチ配列を置き換えるように高親和性でEVH1ドメインに結合できるはずである分子の研究により動機付けられた。VASP−EVH1ドメインとのリガンドペプチドの相互作用のための分子モデリング研究に基づいて、化合物85を考案し、FPPPPコアモチーフの2つの隣接するプロリン位置に置き換えるために、それを試験ペプチド内に有望なモジュール(ジペプチド模倣物)として挿入できる。構造設計のガイドラインは、(1)幾何学的に固定した螺旋構造(三環式);(2)天然に存在するプロリン−プロリンジペプチド(PPII螺旋構造における)と比較して結合角度および距離の最適一致;(3)カルボニル基の形態の中心水素架橋受容体機能;ならびに(4)ペプチド内への計画された挿入のために秩序だって簡単な設計を想定するためのFmoc−保護N末端および遊離C末端を有するアミノ酸様全構造であった。続いて、構造に関して、PPIIヘリックスにおいて2つの連続したプロリンの限定した類似体を表している記載した分子85はこれらの要件を満たす。Z構成のオレフィン架橋を挿入することにより、プロリン環は、仮定された生物学的に活性な構造において安定化され、6個の中心環は、トランス−アミド結合の完全な固定を保証する。
十分な量で化合物を提供するために、実現可能な立体選択的合成経路を開発することが必要であった。ストラテジーとしての選択は、収束様式(6個の中心環の逆合成分解、スキーム20を参照)で標的分子を100および101型の2つのビニル−プロリン誘導体に戻すアプローチであった。まず、これらをオレフィンメタセシスにより三環を閉じる前にペプチド結合により互いに結合させることができる。6個の環を形成するための環閉鎖メタセシスは文献に記載されている。2つの異なって置換されたビニルプロリン誘導体100および101は、次いで、各々、立体選択的に合成されなければならない。L−プロリンは、考えられる限りでは、両方の場合における開始物質として役立ち得る。
スキーム20
スピロ−2−ビニル−プロリン107は、N−boc−保護基を有する101型の成分として示された。その合成は、GmeinerおよびBittermann(J.Org.Chem.,2006,71,97−102)により2006年に公開された(スキーム31)。
スキーム31:GmeinerおよびBittermann(J.Org.Chem.,2006,71,97−102)による化合物107の合成。
第三者(J.Org.Chem.,2006,71,97−102)により2006年に公開されているこの合成を、ほとんどの部分を変化させずに借用した。公開されたプロトコルは、主要な問題に遭遇せずに最初にマルチグラムスケールに従うことができる(スキーム41)。
スキーム41:アルデヒド41の合成
クロラールによるL−プロリンの保護の結果、所望の生成物103を生じ、それを82%の収率でジアステレオマーとして得た。次いでホルミル化し、それはまた、66%の良好な収率で実施できる。純粋なジアステレオマーとしてアルデヒド104を得るために、とりわけ、投薬ポンプを使用してギ酸メチルを非常にゆっくり加えることが必要であった。アルデヒド104の正確な構成および絶対配置をx線結晶構造解析により確認した。
公開されたプロトコルに係る以下のウィッティヒ反応を再生可能な方法で、38%の収率で所望の生成物105を得た(スキーム42)。
スキーム42:ウィッティヒ反応による105の合成
Nystedメチレン化を使用して、67%の収率で所望のオレフィン105を得ることができた(スキーム43)。
スキーム43:オレフィン105を得るためのNystedメチレン化
続いて、メチルエステル106への再保護反応を61%の満足のいく収率で達成した。メチルエステルを開裂するために、より良いプロトコルを使用して、86%の収率で遊離酸107を得た。
スキーム44:スピロ−2−ビニル−プロリン107の合成
第2の成分、100型のトランス−5−ビニル−プロリンエステルを合成するために、本発明者らは、本発明者の独自の研究室で開発されている合成を当てにした(スキーム45)。
スキーム45:トランス−5−ビニル−プロリン誘導体の合成
まず、定量的収率でBocO、トリエチルアミンおよびDMAP、CおよびN末端を使用して50gのL−プロリン102を保護した。保護プロリン108の電気化学的酸化は、48×56mmの電極面積および240mAの一定の電流強度を用いて46g(170mmol)のスケールで実施できる。酸化生成物の精製により、収率の多くの損失が生じ、このため、これをさらに直接反応させ、ニトリル110へのシアン化後まで精製を延期した。これは、1.1eqのTMSCNを滴下することによりDCM中のTMSOTfの1vol%溶液で実施し、2段階にわたって、81%の収率でシアン化物110のシス−トランス−異性体混合物(d.r.:2.9:1、シス:トランス)を得た。次いで水素化後、ピリジン、酢酸および水(2:1:1)の混合物中のラニーニッケルを用いて水素雰囲気下で80℃にて18gのスケールで行い、51%の収率でアルデヒド111を得た。NaHPOの代わりに水素雰囲気の使用は公知の方法の明らかな改良を表す。塩基としてKHMDSを使用している間、ウィッティヒ反応により、88%の収率で所望の生成物112が生じた(d.r.:1.7:1、シス:トランス)。DCM中のTMSOTfを用いた脱保護およびその後のカラムクロマトグラフィーによるジアステレオマーの分離の結果、33%の収率で必要とされるトランス構成プロリン113、および49%の収率でシス−エピマー114(示さず)を生じた。
このように得られた物質を用いて、三環式ディプロリン模倣物のさらなる合成を調べた(ペプチド結合およびその後の環閉鎖メタセシス)。2つのビニル基(特にスピロ環成分107)によりもたらされる立体障害にもかかわらず、85℃にてNMP中でHATUを使用してペプチド結合を首尾良く結合することが可能であった。その中のカルボン酸107をHATUを用いて予め活性化させ、その後、アミン113およびジイソプロピルエチルアミンを塩基として添加した。結合生成物の識別は、回転異性体混合物の存在にもかかわらず、H−NMRスペクトルにおいてにおいて確認できた。
スキーム46:HATUを使用したビニル−プロリン113および107のペプチド結合
スキーム53:三環17に到達するための環閉鎖メタセシス
環閉鎖メタセシスにより三環117を調製するために、グラブス触媒、生成II(30mol%)をジペプチド115に最初に加え(スキーム53)、その物質をマイクロ波中で、7時間50℃(300W)で加熱した。所望の生成物117を54%の収率で得た。さらに、22%の遊離体115を再び単離できる。環閉鎖メタセシスの成功は、オレフィン信号の変化によりH−NMRスペクトルにおいて明確に実証され得る。さらに、三環117の構造および構成はx線回折により実証され得る。
固相ペプチド合成に関連して有用な合成した三環117を与えるために、両方の保護基は、最後に開裂されなければならず、アミン機能がFmoc保護基に提供されなければならなかった。これは、穏やかな塩基性条件下で開裂され得る任意の実際的意義のN型保護基のみであり、その目的のために、とりわけ、ピペリジン、モルホリンなどの第二級アミンが典型的に使用される。このように、さらに塩を生成せずに固相合成において非保護アミノ機能を生成することができる。高い塩基不安定性は有機合成におけるFmoc基の使用を含み、それにより、後の段階で保護基を変化させることを必要とする。
スキーム54:標的構造85に対するFmoc保護
ジクロロメタン中の過剰なトリフルオロ酢酸(99%)を、酸によるBoc保護基およびtert−ブチルエステルの結合開裂のために115に加えた。次いでその物質を室温にて撹拌した(スキーム54)。続いて、ショッテン・バウマン条件下で、残渣をFmoc保護最終産物85に移した。前記産物は顕著な極性を示したが、それにも関わらず、pH約1で水相からジクロロメタンで抽出され得、続いて、シリカゲル上でのカラムクロマトグラフィーにより精製され得る。非結晶質の弱い白色の固体物質(85%)として85を得、そのNMRスペクトルは予想値と一致した(600MHz H−NMRスペクトル(MeOH−d)、60:40回転異性体混合物について図15を参照のこと)。
PPII構造におけるディプロリン模倣物としての本発明に係る物質
85の結晶構造と、PPII構造におけるディプロリンモチーフおよびX(ここで、Xは既知のPPII−模倣アミノ酸を示す)の結晶構造との比較を図4に示す(図4)。
全ての3つの構造は、R1およびR2の位置ならびに中間カルボニル基に関して同一であることが明確に見られ得る。さらに、ピロリジン環の位置は、プロリンパッカーを考慮してディプロリンモチーフのものと一致する。しかしながら、本発明に係る化合物は、実質的に、以前に記載されているものと比較してビニリデン架橋の位置が異なる。この特性はタンパク質表面上の85型の驚くべき新規結合特性のための主な理由である。
生物学的結果
今までEVH1ドメインについて記載された実験は存在せず、以下にまとめて示され得る複数の重要な発見を導いたので、これらの結果は特に注目すべきであり、したがって、以下のさらなる研究についての基礎を与える。
1)固相ペプチド合成の標準的なカップリング条件(DIC/HOBt)下で異なる試験ペプチド内に合成的に調製した三環85の挿入を問題なく達成した。
2)EVH1受容体にPPIIヘリックスを結合する場合の反応構造の予測は、リガンドペプチドIの十分な結合親和性ならびに/または十分に一致した三環85の生物学的に必要とされる構造および実際の構造により確認される。
3)リガンドの局所的な構造の予めの固定により予想される有益なエントロピー効果は、天然のペプチド配列と比較して見出される高い結合親和性に基づいてそれ自体で確認するようである。他方で、幾何学的固定はまた、リガンドおよびドメインタンパク質の収束、それによる結合形成を防がない。
初期の生物学的結果および見解
EVH1ドメインに対する結合
例として合成化合物85を用いて、リガンドペプチドを、部分的または完全に置換したプロリン配列により合成し、次いでEVH1ドメイン(p=成分85)とのそれらの相互作用について試験した。模倣物85の挿入に起因して、ドメインに対するリガンドペプチドの結合親和性を増加できたことが見出された。全てのプロリンを相互接続した85の成分およびPPII−模倣化合物86と置き換えた場合、その結果は、天然ペプチドのものと比較してかなり向上した親和性を有するリガンドペプチドである。
86:
85:
これを以下の表1にまとめ、それは、内在する天然ペプチドリガンドと同様にリガンドペプチドの結合親和性のリストである。
結合親和性は、蛍光滴定および等温熱量測定により決定された(p=成分85、ここで、xは、構造86(現在、Fmoc保護アミノ酸として)に係る既知のPPII−模倣アミノ酸を示し、「2−Cl−F」は2−Cl−フェニルアラニンを表す)。
さらなる実験は、模倣物85を挿入することがドメイン(VASP−EVH1)に対するリガンドペプチドの結合親和性を向上させることを実証する:
Ac−SFE−[2Cl−F]−PP−x−TEDEL−NH Kd=0.77uM
Ac−SFE−[2−Cl−F]−x−x−TEDEL−NH2 Kd=0.86uM
Ac−SFE−[2−Cl−F]−p−x−TEDEL−NH2 Kd=0.37uM
さらに、本発明に係る化合物との親和性の観察された増加は最初の時間に完全に天然アミノ酸を使用することを可能にし、一方、EVH1ドメインに結合する能力をさらに保存する:
Ac−[2−Cl−F]−p−x−OH Kd=3uM
比較すると、対応して短縮されたActA由来ペプチドAc−FPPPP−OHに関して、500uMまでの測定した範囲内にKd値を実証することはできなかった。
EVH1阻害剤の細胞取り込み
本発明に係る化合物を組み込むことにより、タンパク質間の相互作用に対する阻害剤としてのそれらの活性についての必須条件としてEVH1阻害剤の細胞内への変化した取り込みが生じた。蛍光標識したActA由来ペプチドNBD−SFEFPPPTEDEL−NH2と対照的に、対応するペプチドNBD−SFE−[2−Cl−F]−px−TEDEL−NHが、MDA−MB−231細胞において明確に高い濃度で検出され得ることが実証され得る(図5)。
標的構造85の合成および生物学的用途に関する一般的な概念は、この有望な基礎に基づいて首尾良く実施され得るので、多くのさらなる可能性が、ここで、それらが小さな合成分子を利用するという標的様式でポリプロリンを含有するリガンドに結合する関連タンパク質ドメインを扱うことについて想定される。種々の既存の分子構造とは別に、他のプロリン−模倣物骨格との組み合わせを提供し、連続して85を並べることによりポリプロリンモチーフの完全な置換を実行するように、他のドメイン(とりわけ、MENA−、ENA−およびEVL−EVH1、WW、SH3)についてのリガンドの合成を含むように概念を拡張することもまた想定される。
実験部分
ガラス機器は、プロパンガスバーナーで加熱した0.2〜2mbarの最終圧力で油ポンプ真空において真空/アルゴン二重コック装置で3回排気し、続いてアルゴンで通気した。使い捨てシリンジ、カニューレ、移送カニューレを保存し、アセトンから湿らせ、80℃にて乾燥キャビネット内に入れた。1013〜10mbarの圧力および40℃の水浴温度にて、Buchi社による真空回転エバポレーター中で溶媒を除去した。
THF、トルエンおよびジエチルエーテルを、指示薬としてベンゾフェノン、五酸化リン上のクロロホルムおよび水素化カルシウム上のジクロロメタンを用いて、アルゴン下およびナトリウム上で数時間、還流し、次いで蒸留した。メタノールを、マグネシウムおよびヨウ素上で還流し、次いで蒸留した。THF、メチルTHF、トルエン、ジエチルエーテルおよびジクロロメタンを使用前に新たに蒸留した。脱水していない溶媒もまた、使用前に蒸留した。残りの試薬は、ABCR社、Acros社、Aldrich社、Chemetall社、Fluka社、Merck社、Lancaster社、Riedel−de Haen社およびStrem社から購入し、さらに精製せずに使用した。
カラムクロマトグラフィーによる分離プロセスを、シリカゲル60(230〜400メッシュ、Merck)または酸化アルミニウム(50〜200μm、Brockmann I、Acros)上で行った。メタノール、ジクロロメタン、酢酸エチルおよびシクロヘキサンを使用前に蒸留した。移動相を体積分率で示す。
Perkin−Elmer社によるFT−IR Paragon1000機器で室温にてIRスペクトルを記録し、ZnSe結晶上でATR操作し、その物質を溶液により適用した。吸収は、cm−1にて波数νで示し、s(強)、m(中間)、w(弱)として特徴付ける。必要な場合、br(広い信号)をこれに加える。
予備電気分解プロセスのために使用されるメタノールを使用前に蒸留した。Firm Voltcraftによる線形実験電力機器VLP−1602ProおよびDidac−Tec社による48×28mm黒鉛板電極が電圧源として提供される。
Buchi社によるMelting PointB−545およびWagner and Muynz社によるPolyTherm Aマイクロ加熱ベンチシステムを用いて融点を決定した。
H−および13C−NMRスペクトルを、Bruker社によるAvance DPX300、AC300、AV400、Avance DPX500およびAV600機器で室温にて記録した。化学シフトは、使用される溶媒の信号(13C−NMR)に対するおよび/またはこれらの溶媒の重水素化されていないトレース(H−NMR)に対するppmとして示す。(CHCl)=7.24ppm,(CDCl)=77.00ppm,(CDHOD)=3.31ppm,(MeOD)=49.05ppm。
H−スペクトルにおいて、多重度を以下のように示す:
s=一重項
d=二重項
t=三重項
q=四重項
sept=七重項
m=多重項
13C核磁気共鳴スペクトルはAPTとして記録し、以下のように示す:
s=四級C原子
d=三級C原子
t=二級C原子
q=一級C原子
結合定数JはHertzで示す。NMR信号の割り当ては、H、H−COSY、TOCSY、HMBCおよびHMQC−スペクトルにより実証された。割り当てのために選択された炭素原子の番号付けはそれぞれの数字から誘導でき、IUPAC命名と必ずしも一致しない。
MerckフィルムHX616606(20×20mm、0.2mm層厚)でDCを実施した。全ての溶離混合物は体積部分で示す。UVランプ、過マンガン酸カリウム溶液またはセリウム(IV)表面溶液により任意の染色を行い、その後、熱風ドライやで加熱した。
低解像度(LR)MSスペクトルを、Optima5−キャピラリーカラムを備えたFinnigan MAT Incos50 Galaxy System(GC/DIP−MS)およびキャリアガスとして水素、ならびにAgilent Technologies社による組み合わせたHP6890/MSD5973(GC−MS)システムおよびHP5キャピラリーカラムで記録した。サンプルのイオン化を70eVにてEIにより行った。画分はm/zで示し、信号の強度は100%で最も強いピークを示す。
高解像度(HR)MSスペクトルをDIP法によりFinnigan MAT HSQ−30で測定した。イオン化をEIまたはESI法に従って70eVにて行った。
回転値は、Perkin−Elmer社による偏光計343で10cmの長さのキュベット内で測定した。濃度はg(100ml)−1で示す。
Nonius Kappa CCD回折計でX線結晶構造解析を実施した。
(3R,7aS)−3−(トリクロロメチル)−テトラヒドロピロロ[1,2−c]オキサゾール−1(3H)−オン(103)
22ml(225mmol、2.5eq)クロラールを、室温にて45mlのMeCN中の10.470g(90.94mmol、1.0eq)L−プロリン(102)の懸濁液に加え、得られた溶液を室温にて19.5時間撹拌した。溶媒を減圧下で除去し、残留物を溶解し、100mlのDCM中で濾過した。濾液を濃縮し、このプロセスを3回以上繰り返した。18.141g(74.20mmol、82%)の生成物103を白色固体として得た。
M(CClNO):244.50gmol−1
[α]20 :34.3°(c=0.970、ベンゼン).
融点:109.6°.
H−NMR(400MHz,CDCl):δ=1.78−1.64(m,1H,H4’),1.96−1.85(m,1H,H4),2.13−2.02(m,1H,H3’),2.26−2.13(m,1H,H3),3.15−3.06(m,1H,H5’),3.39(ddd,J10.9,7.8,6.0,1H,H5),4.09(dd,J8.9,4.6,1H,H2),5.14(s,1H,H7).
13C−NMR(100MHz,CDCl:δ=25.32(t,C4),29.91(t,C3),57.87(t,C5),62.38(t,C2),100.62(s,C8),103.60(d,C7),175.43(s,C6).
IR(FT−ATR):ν=2958(m),2920(w),2893(w),2866(w),1784(s),1725(m),1449(w),1373(w),1359(w),1322(m),1283(m),1270(m),1243(m),1174(s),1107(s),1083(m),1043(w),1001(s),958(s),913(w),898(m),838(s),813(s),790(s),744(s).
(3R,7aR)−1−オキソ−3−(トリクロロメチル)−ヘキサヒドロピロロ[1,2−c]−オキサゾール−7aカルバルデヒド(104)
約3.5gのLiCl beiを、−78°で保護プロリン103の14.092g(57.64mmol、1.0eq)の溶液に適切に加えた後、THF中の138ml(84.46mmol、1.5eq、0.625M)LDAを、60分にわたって滴下した。その溶液をこの温度で30分間撹拌し、次いで15ml(241.85mmol、4.0eq)HCOOMeを120分にわたって非常にゆっくり滴下した。その溶液を−78℃にてさらに30分間撹拌し、次いで1時間にわたって−40℃の温度にした。次いで水中の120mlの10%クエン酸溶液を加え、物質をそれぞれ120mlのMTBEで3回抽出し、合わせた有機相を500mlの飽和NaCl溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧下で除去した。溶出液としてEtOAc/CyHex1:4を用いたシリカゲル上のクロマトグラフィーにより、10.388g(38.12mmol、66%)の生成物104を白色固体として得た。
M(CClNO):272.51gmol−1
DC:R=0.13(EtOAc/CyHex1:4).
[α]25 :29.9°(c=0.520,CHCl).
融点:84.8°C.
H−NMR(300MHz,CDCl):δ=2.00−1.77(m,2H,H4),2.44−2.20(m,2H,H3),3.31(dt,J11.6,6.0,1H,H5’),3.52(ddd,J11.4,7.7,6.3,1H,H5),5.16(s,1H,H7),9.59(s,1H,H9).

13C−NMR(75MHz,CDCl:δ=25.47(t,C4),33.84(t,C3),58.94(t,C5),78.01(s,C2),99.92(s,C8),102.36(d,C7),169.27(s,C6),193.43(d,C9).
GC−MS:m/z=272([M],1),242([M]−CHO,20),117(24),96(59),68(35),41(100).
IR(FT−ATR):ν=3017(w),2914(w),2846(w),1807(m),1729(w),1456(w),1353(w),1319(w),1272(w),1213(m),1190(w),11343(w),1107(w),1058(w),1020(w),993(w),972(w),929(w),839(w),816(w),747(s),667(m).
(3R,7aR)−3−(トリクロロメチル)−7a−ビニルテトラヒドロピロロ[1,2−c]オキサゾール−1−(3H)−オン(105)
まず、50mlTHF中の6ml(42.23mmol、2.5eq)BFEtOを、0℃にて20分にわたって130mlのTHF中の97g(42.23mmol、2.5eq)Nysted試薬(THF中50%、Aldrich)の懸濁液に滴下し、次いで30mlTHF中の4.603g(16.89mmol、1.0eq)の遊離体104をこの物質に滴下した。反応混合物を室温にて2時間撹拌し、200mlの1NのHCl溶液の添加後、それぞれ200mlのn−ヘキサンで3回抽出した。合わせた有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧下で除去し、溶出液としてEtOAc/CyHey1:10を用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィー後に、3.051g(11.28mmol、67%)の生成物105を無色の油として得た。
M(C9H10Cl3NO2):270.54gmol−1.
DC:Rf=0.17(EtOAc/CyHex1:10).
[α]22D:49.9°(c=0.660,CHCl3).
融点:84.8°C.
1H−NMR(300MHz,CDCl3):δ=2.00−1.77(m,2H,H4),2.44−2.20(m,2H,H3),3.31(dt,J11.6,6.0,1H,H5’),3.52(ddd,J11.4,7.7,6.3,1H,H5),5.16(s,1H,H7),9.59(s,1H,H9).
13C−NMR(75MHz,CDCl3:δ=25.47(t,C4),33.84(t,C3),58.94(t,C5),78.01(s,C2),99.92(s,C8),102.36(d,C7),169.27(s,C6),193.43(d,C9).
GC−MS:m/z=272([M]+,1),242([M]+−CHO,20),117(24),96(59),68(35),41(100).
IR(FT−ATR):ν=3017(w),2914(w),2846(w),1807(m),1729(w),1456(w),1353(w),1319(w),1272(w),1213(m),1190(w),11343(w),1107(w),1058(w),1020(w),993(w),972(w),929(w),839(w),816(w),747(s),667(m).
(R)−1−tert−ブチル−2−メチル−2−ビニルピロリジン−1,2−ジカルボキシレート(106)
まず、15ml(212.24mmol、10eq)AcClを0℃にて60mlのMeOHに加え、続いて、20mlのMeOH中の5.763g(21.30mmol、1.0eq)の遊離体105の溶液を加えた。その溶液を室温にて7日間撹拌し、その後、溶媒を減圧下で除去し、残渣を20mlのMeOH中に取り、再び減圧下で溶媒を除去した。次いで残渣を60mlのDCM中に取り、17.20ml(106.50mmol、5.0eq)DIPEAを加え、次いで35ml中の17.7ml(82.72mmol、3.9eq)BocOの溶液を滴下した。その物質を室温にて2.5日間撹拌し、溶媒を減圧下で除去し、残渣を100mlのMTBE中に取った。エーテル相を100mlの各々の1NのHCl溶液、飽和NaHCO溶液および飽和NaCl溶液で連続して洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、次いで溶媒を減圧下で除去し、溶出液としてEtOAc/CyHex1:6を用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィー後に、3.654g(14.31mmol、67%)の保護ビニルプロリン106を無色の油として得た。
M(C1321NO):255.31gmol−1
DC:R=0.20(EtOAc/CyHex1:4).
[α]22 :62.5°(c=0.455,CHCl).
H−NMR(300MHz,CDCl):δ=1.38(Ψ−d,J28.5(Ψ),9H,H10),1.90−1.74(m,2H,H4),2.03−1.91(m,1H,H3’),2.25−2.08(m,1H,H3),3.67−3.46(m,2H,H5),3.71(Ψ−d,J1.7(Ψ),3H,H7),5.02(Ψ−dd,J17.0,4.6(Ψ),1H,H12’),5.13(Ψ−dd,J10.5,4.2(Ψ),1H,H12),6.30(Ψ−ddd,J17.2,10.5,3.8(Ψ),1H).
13C−NMR(75MHz,CDCl:δ=22.76/21.87(t,C4),28.38/28.18(q,C10),39.19/37.93(t,C3),47.99/47.82(t,C5),52.39/52.20(q,C7),69.45/69.30(s,C2),79.97/79.72(s,C9),113.08/112.96(t,C12),137.15/136.39(d,C11),153.55/153.44(s,C8),173.72(s,C6).
GC−MS:m/z=196([M]−C,13),140(75),96(63),56(100).
IR(FT−ATR):ν=3085(w),2974(m),2876(w),1742(s),1696(s),1641(w),1476(w),1453(w),1432(w),1387(s),1364(s),1289(w),1258(s),1214(m),1165(s),1122(s),1071(m),1021(w),989(w),959(w),933(w),921(w),881(w),857(w),784(w),770(w),741(w),663(w).
HR−MS:(ESI,C1321NNaO):278.137±0.003u(278.1368u).
(R)−1−(tert−ブトキシカルボニル)−2−ビニルピロリジン−2−カルボン酸(107)
3.4ml(6.72mmol、2.0eq、2N)LiOH水溶液、3.4mlのMeOHおよび10.2mlのTHF(1:1:3)中の858mg(3.36mmol、1.0eq)の遊離体106の溶液を50℃にて5時間撹拌した。pH値を調べ(pH=10)、次いで反応混合物をMTBEで2回洗浄し、水相を0℃にて1NのHCl溶液を加えることによりpH=1に調整した。次いでその物質をDCMで3回抽出し、合わせたDCM相を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧下で除去した。700mg(2.90mmol、86%)の生成物107を白色固体として得た。
M(C1219NO):241.28gmol−1
[α]23 :−25.8°(c=0.490,CHCl).
融点:134.4°C.
H−NMR(300MHz,CDCl):δ=1.34(Ψ−d,J29.3(Ψ),9H,H9),2.04−1.68(m,3H,H4,H3’),2.42−2.13(m,1H,H3),3.66−3.32(m,2H,H5),5.20−4.87(m,2H,H11),6.29−6.00(m,1H,H10),10.22(s,1H,COOH).
13C−NMR(75MHz,CDCl:δ=21.71/22.56(t,C4),27.93/28.19(q,C9),37.82/39.16(t,C3),47.68/48.26(t,C5),69.18/70.15(s,C2),80.51/80.81(s,C8),113.02/114.02(t,C11),136.15/136.48(d,C10),153.53/154.84(s,C7),175.90/178.08(s,C6).
IR(FT−ATR):ν=2968(m,br),2875(m),2620(w),1727(s),1690(w),1634(s),1550(w),1475(m),1449(m),1418(s),1393(s),1366(s),1349(m),1248(s),1214(w),1158(s),1122(m),1078(m),1013(w),996(w),982(m),942(m),884(m),852(s),774(s),755(w),719(s).
HR−MS:(ESI,C1219NNaO):264.121±0.003u(264.1212u).
(S)−ジ−tert−ブチル−ピロリジン−1,2−ジカルボキシレート(108)
52ml(251mmol、2.7eq)bocOを、180mlのtBuOHおよび3.70ml(26.32mmol、0.3eq)NEt中の10.1g(87.73mmol、1.0eq)L−プロリン(102)に加え、その物質を、溶液が透明になるまで室温にて4時間撹拌した。次いで3.295g(26.32mmol、0.3eq)DMAPを加え、溶液を、凝固の初期の兆候を示すまで、氷浴中で冷却した。その溶液を室温にて17時間撹拌し、激しく撹拌しながら、ガスの生成がもはや観察されなくなるまで45℃で1.5時間にわたって加熱した。450mlのMTBEを調製物に加え、物質を300mlの各々の1NのHCl溶液、飽和NaHCO溶液および飽和NaCl溶液で連続して洗浄し、有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧下で除去した。23.8g(87.70mmol、99%)の保護プロリン108を無色油として得た。一部の生成物を、溶出液としてEtOAc/CyHex(1:9)を用いてシリカゲル上でのクロマトグラフィーによる分析目的のために精製した。
M(C1425NO):271.35gmol−1
DC:R=0.12(EtOAc/CyHex1:9).
[α]20 :−53.1°(c=0.670,CHCl).
H−NMR(300MHz,CDCl):δ=1.51−1.25(m,18H,H8,H11),1.94−1.67(m,3H,H4,H3),2.24−1.94(m,1H,H3’),3.54−3.17(m,2H,H5),4.10(Ψ−ddd,J25.5(Ψ),8.6,2.9,1H,H2).
13C−NMR(75MHz,CDCl:δ=24.05/23.26(t,C4),28.21/27.84(q,C8,C11),30.74/29.73(t,C3),46.35/46.15(t,C5),59.52(d,C2),79.40/79.20(s,C10),80.61(s,C7),154.14/153.79(s,C9),172.12(s,C6).
GC−MS:m/z=271([M],1),170([M]−C,15),142(9),114(95),57(100),19(26).
IR(FT−ATR):ν=2973(s),2928(m),2880(w),1738(s),1697(s),1476(m),1454(m),1396(s),1364(s),1289(m),1252(s),1215(s),1148(s),1085(s),1028(w),978(m),939(m),917(m),895(m),851(m),840(m),797(w),770(m).
(S)−ジ−tert−ブチル−5−メトキシピロリジン−1,2−ジカルボキシレート(109)
5cmの間隔を有する2つの黒鉛プレート電極(48×56mm)を、340mlメタノール中の46.129g(170.00mmol)の保護プロリン108(0.5M)および5.6g(17mmol)のBuNBF(0.05M)の溶液中に0℃にて浸し、240mAの定電流強さにて電気分解した。2.46Fmol−1を流した後、溶媒を減圧下で除去し、シリカゲル上で溶出液として1000mlのEtOAc/CyHex(1:1)で濾過する。溶媒を減圧下で除去し、50.624g(167.97mmol、99%)の粗生成物109を透明な油として得、それをさらに追加の精製せずに反応させた。一部の生成物を、溶出液としてEtOAc/CyHex(1:7)を用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィーにより分析目的のために精製した。
M(C1527NO):301.38gmol−1
DC:R=0.43(EtOAc/CyHex1:7).
H−NMR(300MHz,CDCl):δ=1.59−1.23(m,18H,H8,H11),2.45−1.62(m,4H,H3,H4),3.63−3.20(m,3H,H12),4.29−3.96(m,1H,H2),5.34−4.99(m,1H,H5).
13C−NMR(75MHz,CDCl:δ=28.23/28.15/27.92/27.82(C8,C11),30.82/29.79(t,C3),32.89/32.17(t,C4),32.89/32.17(t,C4),60.24/59.93/59.83/59.62(d,C2),80.90/80.69/80.36/80.27(s,C7,C10),89.22/88.34(d,C5),154.43/154.21/153.81(s,C9),171.73/171.67/171.59(s,C6).
GC−MS:m/z=301([M],1),200([M]+−C,22),172(8),144(32),100(80),57(100),29(14).
IR(FT−ATR):ν=2975(s),2928(s),2825(w),1738(s),1699(s),1476(m),1455(m),1364(s),1327(s),1252(s),1157(s),1084(s),1024(m),987(s),939(s),911(s),885(s),841(s),797(s),772(s),729(m).
(S)−ジ−tert−ブチル−5−シアノピロリジン−1,2−ジカルボキシレート(110)
最初に4.4mlのTMSOTf(1vol%)、次いで25.8ml(191.81mmol、1.1eq)のTMSCNを、440mlの乾燥DCM中の50.624g(167.97mmol、1.0eq)の粗プロリン109に−40℃にて滴下し、次いでこの温度で1.5時間撹拌した。溶液を65mlのMeOHと混合し、減圧下で溶媒を除去し、生成物を、溶出液としてEtOAc/CyHex1:9を用いた中性酸化アルミニウム上でのクロマトグラフィーにより得た。40.569g(136.89mmol、2工程において81%)のニトリル110のジアステレオマー混合物(d.r.:3:1 cis:trans)。一部の個々のアイソマーを分析目的のためにクロマトグラフィーにより分離した。
M(C1524):296.36gmol−1.
trans−DC:R=0.33(EtOAc/CyHex1:9).
trans−[α]20 :−88.6°(c=0.550,CHCl).
trans−融点:106.3°C.
trans−H−NMR(300MHz,CDCl):δ=1.48−1.32(m,18H,H8,H11),2.53−1.97(m,4H,H3,H4),4.20(Ψ−dd,J26.2(Ψ),7.91H,H2),4.61(Ψ−dd,J30.2(Ψ),7.2,1H,H5).
trans−13C−NMR(75MHz,CDCl:δ=28.04/27.81(q,C8,C11),29.60/28.59/28.46(t,C3,C4),47.59/47.48(d,C5),59.52/59.41(d,C2),81.84/81.78/81.70/81.49(s,C7,C10),118.82/118.75(s,C12),152.77/152.48(s,C9),170.79/170.70(s,C6).
trans−GC−MS:m/z=255([M],1),199(5),154([M]−C,100).
trans−IR(FT−ATR):ν=2973(m),2928(w),2238(w),1734(s),1704(s),1473(w),1455,1364(s),1323(m),1306(m),1252(m),1225(s),1144(s),1119(s),1061(m),1034(w),987(w),914(m),842(m),820(w),773(m),756(w).
trans−HR−MS:(ESI,C1524NaO):319.163±0.001u(319.1634u).
cis−DC:R=0.27(EtOAc/CyHex1:9).
cis−[α]20 :19.2°(c=0.420,CHCl).
cis−融点:81.3°C.
cis−H−NMR(300MHz,CDCl):δ=1.63−1.33(m,18H,H8,H10),2.47−2.00(m,4H,H3,H4),4.16(Ψ−td,J14.2(Ψ),6.7,6.7,1H,H2),4.55(Ψ−td,J39.1(Ψ),5.7,5.7,1H,H5).
cis−13C−NMR(75MHz,CDCl:δ=28.14/27.84(q,C8,C11),30.39/29.71/29.64/28.57(t,C3,C4),47.52(d,C5),60.24/60.19(d,C2),82.01/81.91/81.62(s,C7,C10),118.38/118.09(s,C12),152.50/152.25(s,C9),170.53/170.30(s,C6).
cis−GC−MS:m/z=255([M],1),199(5),154([M]−C,100).
cis−IR(FT−ATR):ν=2976(s),2982(m),2880(w),2238(w),1738(s),1697(s),1473(m),1455(m),1384(s),1364(s),1286(s),1255(s),1215(s),1150(s),1116(s),1072(s),1028(m),986(m),950(m),935(m),905(m),878(m),842(s),769(s).
cis−HR−MS:(ESI,C1524NaO):319.163±0.001u(319.1634u).
(S)−ジ−tert−ブチル−5−ホルミルピロリジン−1,2−ジカルボキシレート(111)
90gのRaney−Ni/HO(水中に50wt%、Acros)を、640mlのPy/AcOH/HO(2:1:1)中の17.905g(60.42mmol)のシアン化物110の溶液に加え、80℃にて72時間水素下で撹拌した。300mlの水を懸濁液に加え、その懸濁液を各々800mlのMTBEで3回抽出した。合わせた有機相を水で2回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧下で除去した。残渣を、シリカゲル上の1000mlのEtOAc/CyHex(1:1)で濾過し、溶媒の除去後、粗生成物を、溶出液としてEtOAc/CyHex1:4を用いてシリカゲル上でのクロマトグラフィーにより精製した。9.234g(30.85mmol、51%)のアルデヒド111を黄色の油(d.r.:1.7:1 cis:trans)として得た。
M(C1525NO):299.36gmol−1
DC:R=0.27(EtOAc/CyHex1:4).
H−NMR(300MHz,CDCl):δ=1.50−1.34(m,18H,H8,H11),2.25−1.83(m,4H,H3,H4),4.53−3.84(m,2H,H2,H5),9.65−9.45(m,1H,H12).
13C−NMR(75MHz,CDCl:δ=29.94/29.20/29.00/28.27/26.29/26.17/25.24/24.56(t,C3,C4),28.14/27.90(q,C8,C11),60.52/60.38/60.29(d,C5),65.28(d,C2),81.63/81.54/81.45/81.35/81.23/81.00/80.77(s,C7,C10),154.12/153.93/153.55/153.15(s,C9),171.54/171.42/171.26(s,C6),200.99/200.11(s,C12).
GC−MS:m/z=299([M],1),270([M]−CO,5),198([M]−C,2),170(27),142(8),114(100),98(41),57(75),39(25).
IR(FT−ATR):ν=2976(s),2926(m),2873(w),2806(w),2713(w),1730(s),1695(s),1476(m),1455(m),1383(s),1364(s),1290(m),1253(s),1220(s),1148(s),1123(s),1090(s),1010(m),979(m),913(m),843(m),796(w),771(m).
(S)−ジ−tert−ブチル−5−ビニルピロリジン−1,2−ジカルボキシレート(112)
トルエン(15wt%、ABCR)中の93.5ml(61.69mmol、2.0eq)のKHMDSの溶液を、室温にてアルゴン下で、220mlTHF中の22.037g(61.69mmol、2.0eq)PhPMeBrの懸濁液に加え、その物質を1時間撹拌した。次いで、70mlのTHF中の9.234g(30.88mmol、1.0eq)のアルデヒド111の溶液を−78℃にて滴下し、得られた溶液を室温にて2.5時間撹拌した。160mlの飽和Rochelle塩溶液および100mlの水を反応混合物に加え、次いで260mlのMTBEで各々3回抽出し、合わせた有機相を飽和NaCl溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を減圧下で除去し、溶出液としてEtOAc/CyHex(1:9)を用いたシリカゲル上でのカラムクロマトグラフィーによる精製後、8.091g(27.21mmol、88%)のビニルプロリン112を異性体混合物(d.r.:1.7:1 cis:trans)として得た。
M(C1627NO):297.39gmol−1
DC:R=0.27(EtOAc/CyHex1:9).
H−NMR(400MHz,CDCl):δ=1.50−1.32(m,18H,H8,H11),2.19−1.59(m,4H,H3,H4),4.58−4.01(m,2H,H2,H5),5.44−4.92(m,2H,H13),5.95−5.60(m,1H,H12).
13C−NMR(100MHz,CDCl:δ=28.32/27.98(q,C8,C11),31.54/30.86/29.92/29.00/27.33(t,C3,C4),61.00/60.53/60.34/60.17/59.61/59.36(d,C2,C5),80.85/79.86/79.78/79.72(s,C7,C10),114.93/114.78/114.59/113.82/113.64(t,C13),139.21/138.97/138.63/138.50/138.06(d,C12),153.73/153.58(s,C9),172.09/172.03/171.97(s,C6).
GC−MS:m/z=297([M],1),196([M]−C,168(10),140(100),114(2),96
(70),79(5),57(72),39(27).
IR(FT−ATR):ν=2975(s),2933(m),2880(w),1737(s),1697(s),1640(w),1477
(m),1455(m),1385(s),1363(s),1323(m),1290(m),1255(m),1213(m),1150(s),
1106(s),1066(w),1023(w),988(w),957(w),912(m),873(w),856(w),843(w),770(w).
HR−MS:(ESI,C1627NNaO):320.183±0.001u(320.1838u).
(2S,5S)−tert−ブチル−5−ビニルピロリジン−2−カルボキシレート(113)
2.5ml(13.82mmol、1.0eq)のTMSOTfを、0℃にてアルゴン下で、50mlのDCM中の4.041g(13.59mmol、1.0eq)のビニルプロリン112の溶液にゆっくり加え、その物質を5分間撹拌し、次いで10mlの飽和NaHCO溶液を加えることにより反応を停止した。水相を各々16mlのDCMで3回抽出し、合わせた有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧下で除去した。溶出液としてDCM/MeOH(25:1)を用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィー後、887mg(4.50mmol、33%)のtrans−異性体113および1.306g(6.63mmol、49%)のcis−異性体114を得た。
M(C1119NO):197.27gmol−1
trans−DC:R=0.35(DCM/MeOH25:1).
trans−[α]20 :−28.9°(c=0.715,CHCl).
trans−H−NMR(300MHz,CDCl):δ=1.42(s,9H,H8),1.58−1.45(m,1H,H4’),1.96−1.70(m,2H,H3,H4),2.25−2.10(m,1H,H3’),2.70(s,1H,NH),3.77−3.65(m,2H,H2,H5),4.97(d,J10.2,1H,H10),5.13(dd,J17.1,0.9,1H,H10’),5.76(ddd,J17.1,10.1,7.0,1H,H9).
trans−13C−NMR(75MHz,CDCl:δ=28.00(q,C8),29.60,31.79(t,C3,C4),59.79,60.89(d,C2,C5),81.01(s,C7),114.50(t,C10),140.89(d,C9),174.90(s,C6).
trans−GC−MS:m/z=197([M]+,1),96([M]+−C5H9O2,100),79(12),57(22),
41(32),19(10).
trans−IR(FT−ATR):ν=3346(w),3076(w),2974(s),2932(m),2872(w),1723(s),1641(w),1604(w),1591(w),1477(m),1456(m)1391(s),1366(s),1339(m),1226(s),1153(s),1029(m),991(s),916(s),846(s),808(m),754(m)721(w),692(w),677(w).
trans−HR−MS:(ESI,C1120NO):198.149±0.002u(198.1494u).
cis−DC:R=0.27(DCM/MeOH25:1).
cis−[α]20 :−25.1°(c=1.475,CHCl).
cis−H−NMR(400MHz,CDCl):δ=1.44(s,9H,H8),2.28−1.82(m,4H,H3,H4),2.22(s,1H,NH),3.59(dd,J14.3,7.21H,H5),3.67(dd,J8.7,5.21H,H2),5.03(d,J10.3,1H,H10),5.17(d,J17.1,1H,H10’)5.85(ddd,J17.2,10.2,7.1,1H,H9).
cis−13C−NMR(100MHz,CDCl:δ=28.02(q,C8),31.87,30.37(t,C3,C4),60.70(d,C2),62.23(d,C5),81.13(s,C7),115.20(t,C10),139.97(d,C9),174.33(s,C6).
cis−GC−MS:m/z=197([M]+,1),96([M]+−C5H9O2,100),79(12),57(22),
41(32),19(10).
cis−IR(FT−ATR):ν=3360(w,br),2977(s),2926(m),2873(w),1727(s),1636(w),1473(w),1453(m),1426(w),1390(m),1366(s),1283(m),1246(s),1225(s),1154(s),1100(m),1030(w),992(m),917(m),848(s),769(w),753(w),740(w).
cis−HR−MS:(ESI,C1120NO):198.149±0.001u(198.1494u).
(2R)−tert−ブチル−2−((5S)−2−(tert−ブトキシカルボニル)−5−ビニルピロリジン−1−カルボニル)−2−ビニルピロリジン−1−カルボキシレート(115/116)
15mlのNMP中の743mg(3.08mmol、1.0eq)の酸107、1.288g(3.39mmol、1.1eq)のHATUおよび1.02ml(6.16mmol、2.0eq)のDIPEAの溶液を室温にて20分間撹拌した。次いで792mg(4.02mmol、1.3eq)のアミン113を加え、溶液を85℃で23時間加熱した。22mlの10%のクエン酸水溶液を加えた後、その物質を各々40mlのMTBEで3回抽出し、有機相を120mlの各々の飽和NaHCO−Lsg、飽和NaCl溶液および水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧下で除去した。溶出液としてEtOAc/CyHexを用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィーにより、539mg(1.28mmol、42%)のジアステレオマー混合物(d.r.:8:1 115:116)のジペプチド115および116を黄色の油として得た。
M(C2336):420.54gmol−1
DC:R=0.33(EtOAc/CyHex1:3).
[α]20 :−15.6°(c=1.010,CHCl).
H−NMR(600MHz,CDCl):δ=1.45−1.34(m,18H,H8,H20),1.64−1.57(m,1H,H4’),1.73−1.64(m,1H,H3’),1.85−1.73(m,2H,H16),2.09−2.01(m,1H,H3),2.26−2.13(m,2H,H4,H15’),2.34−2.26(m,1H,H15),3.47−3.36(m,1H,H17’),3.59−3.47(m,1H,H17),4.37−4.26(m,0.5H,H2),4.71(s,0.5H,H5),4.80−4.74(m,0.5H,H2),4.82(s,0.5H,H5),5.10−4.95(m,3H,H10’,H12),5.20−5.10(m,1H,H10),5.83−5.63(m,1H,H9),6.69−6.55(m,1H,H13).
13C−NMR(150MHz,CDCl:δ=22.41,21.63(t,C16),25.08,24.85(t,C3),28.27,27.86(q,C8,C20),31.30,30.69(t,C4),36.78,35.93(t,C15),48.31,48.02(t,C17),59.97,59.69(d,C5),61.80,61.60(d,C2),70.71,70.15(s,C14),80.83,80.66(s,C7,C19),112.15(t,C12),114.62(t,C10),139.75,138.56(d,C9),140.08,140.02(d,C13),154.27,154.04(s,C18),171.40(s,C11),171.08(s,C6).
IR(FT−ATR):ν=3073(w),2973(m),2926(w),2880(1),1735(s),1693(s),1634(s),1477(w),1455(w),1380(s),1363(s),1300(w),1255(m),1217(m),1149(s),1075(w),992(w),917(w),850(w),769(w),663(w).
HR−MS:(ESI,C2336NaO):443.253±0.002u(443.2522u).
(2’R,3S,8aS)−ジ−tert−ブチル−5−オキソ−2,3,5,8a−テトラヒドロ−1H−スピロ[インドリジン−6,2’ピロリジン]−1’,3−ジカルボキシレート(117)
6.5mlのDCM中の135mg(0.32mmol、1.0eq)のジペプチド115および116ならびに82mg(0.10mmol、0.3eq)のGrubbsIIの溶液をマイクロ波(300W)中で55℃にて7時間加熱した。0.5mlのDMSOを加えた後、その物質を室温にて一晩撹拌し、次いで溶媒を減圧下にて100mbarで除去した。溶出液としてEtOAc/CyHex1:1を用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィーにより、65mg(0.17mmol、53%)の生成物117および17mg(0.04mmol、13%)のジアステレオマー118を灰色の固体物質として得た。さらに、30mg(0.07mmol、22%)の遊離体115/116を再単離できる。
M(C2132):392.49gmol−1
DC:R=0.30(EtOAc/CyHex1:1).
[α]20 :−138.7°(c=0.265,CHCl).
融点:128.0°C.
H−NMR(600MHz,CDCl,回転異性体混合物;Rot1:Rot2:1.5:1):回転異性体1:δ=1.30(s,9H,H18),1.44(s,9H,H8),1.56−1.48(m,1H,H4’),1.91−1.75(m,3H,H3’,H13’,H14’),2.04−1.96(m,1H,H14),2.14−2.10(m,1H,H4),2.27−2.20(m,1H,H13),2.45−2.36(m,1H,H3),3.50−3.41(m,1H,H15’),3.78−3.72(m,1H,H15),4.22−4.16(m,1H,H5),4.46(t,J8.8,1H,H2),5.72(dd,J9.9,1.4,1H,H10),5.79(dd,J9.8,2.8,1H,H9);回転異性体2:δ=1.40(s,9H,H18),1.43(s,9H,H8),1.75−1.69(m,1H,H4’),1.91−1.75(m,3H,H3’,H13’,H14’),2.04−1.96(m,1H,H14),2.10−2.05(m,1H,H4),2.27−2.20(m,1H,H13),2.45−2.36(m,1H,H3),3.50−3.41(m,1H,H15’),3.71−3.65(m,1H,H15),4.22−4.16(m,1H,H5),4.56(t,J8.6,1H,H2),5.80(dd,J9.6,1.4,1H,H10),5.88(dd,J9.8,2.7,1H,H9).
13C−NMR(150MHz,CDCl,回転異性体混合物):δ=22.80,22.49(t,C14),28.21,28.14(t,C3),28.52,28.32,27.99(q,C8,C18),31.30,31.14(t,C4),39.43,38.15(t,C13),48.26,47.98(t,C15),57.84,57.62(d,C2),58.64,58.52(d,C5),64.28,64.00(s,C11),79.63,79.39(s,C17),81.33,81.08(s,C7),122.46,121.41(d,C10),134.03,133.37(d,C9),154.21,154.07(s,C16),168.05,167.93(s,C12),171.54,171.25(s,C6).
IR(FT−ATR):ν=2972(s),2929(m),2873(m),1735(s),1696(s),1659(s),1477
(m),1432(s),1383(s),1364(s),1293(m),1255(s),1211(s),1149(s),1078(w),
1034(w),1004(m),959(w),928(w),884(w),870(w),843(w),803(w),786(w),770(w),734(w),702(w).
結晶データ117
結晶データ118
(2’R,3S,8aS)−1’−(((9H−フルオレン−9−イル)メトキシ)カルボニル)−5−オキソ−2,3,5,8aテトラヒドロ−1H−スピロ[インドリジン−6,2’−ピロリジン]−3−カルボン酸(85)
2mlのTFAを、2mlのDCM中の49mg(0.13mmol、1.0eq)のジペプチド117の溶液に0℃にて加え、次いで室温にて1時間撹拌した。溶媒を減圧下で除去し、残渣を3mlの半飽和NaHCO溶液中に取り、この後、pH値を調べた(pH≧8)。この後、1mlのTHF中の51mg(0.20mmol、1.5eq)のFmoc−Clの溶液を0℃にて加え、室温にて一晩撹拌した。5mlのDCMを添加した後、溶液を、0℃にて、1NのHCl溶液でpH=1に調整した。次いで相を分離し、水相をDCMで2回抽出した。合わせた有機相を硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を減圧下で除去し、溶出液としてDCM/MeOH15:1を用いたシリカゲル上でのクロマトグラフィーにより、53mg(0.11mmol、85%)のFmoc−保護生成物85を得た。
M(C2726):458.51gmol−1
DC:R=0.20(DCM/MeOH15:1).
融点:
H−NMR(600MHz,MeOD,回転異性体混合物;rot1:rot21:1):δ=回転異性体1:δ=1.66−1.55(m,1H,H4’),2.03−1.77(m,4H,H3’,H11’,H12),2.16−2.08(m,1H,H4),2.34−2.28(m,1H,H11),2.42−2.35(m,1H,H3),3.54−3.45(m,1H,H13’),3.71−3.61(m,1H,H13),4.33−4.16(m,3H,H5,H15’,H16),4.41(t,J8.7,1H,H2),4.54(dd,J10.9,6.0,1H,H15),5.69(dd,J10.0,2.4,1H,H7),5.87(dd,J10.0,1.1,1H,H8),7.32−7.26(m,2H,H19),7.40−7.34(m,2H,H20),7.63−7.50(m,2H,H18),7.79−7.72(m,2H,H21);回転異性体2:1.24−1.15(m,1H,H4’),2.03−1.77(m,5H,H3’,H4,H11’,H12),2.28−2.23(m,1H,H3),2.34−2.29(m,1H,H11),3.54−3.45(m,1H,H13’),3.71−3.61(m,1H,H13),4.03(t,J5.6,1H,H16),4.17−4.11(m,1H,H5),4.33−4.17(m,3H,H2,H15),5.48(dd,J9.8,2.6,1H,H7),5.58(d,J9.9,1H,H8),7.32−7.26(m,2H,H19),7.40−7.34(m,2H,H20),7.63−7.50(m,2H,H18),7.79−7.72(m,2H,H21).
13C−NMR(150MHz,MeOD,回転異性体混合物):δ=24.19/23.25(t,C12),29.53/29.45(t,C3),32.09/32.05(t,C4),40.35/39.46(t,C11),48.34(d,C16),49.90/49.43(t,C13),60.64/60.13(d,C5),61.52/61.31(d,C2),65.75/65.72(s,C9),68.42/67.85(t,C15),121.00/120.93(d,C21),124.58/124.35(d,C8),126.13/126.09/125.97/125.77(d,C18),128.12/128.04/127.99(d,C19),128.80/128.73(d,C20),132.77/131.64(d,C7),142.57/142.51(s,C22),145.51/145.36,145.05/145.01(s,C17),156.69/155.97(s,C14),170.20/170.10(s,C10),180.14/179.96(s,C6).
略語
abs. 絶対
Eq. 当量
Ar アリール
ATR 減衰全内部反射
9−BBN 9−ボラビシクロノナン
ber. 算出した
Bn ベンジル
Boc tert−ブトキシカルボニル
BocO ジ−tert−ブチルジカルボネート(Boc無水物)
CH シクロヘキサン
Cy シクロヘキシル
DC 薄層クロマトグラフィー、TLC
DCE ジクロロエタン(1,2−)
DCM ジクロロメタン
DIBAL−H 水素化ジイソブチルアルミニウム
DIC ジイソプロピルカルボジイミド
DIP 直接注入プローブ(質量分析)
DIPEA ジイソプロピルエチルアミン
DMAP 4−N,N−ジメチルアミノピリジン
DMF N,N−ジメチルホルムアミド
DMP 2,2−ジメトキシプロパン
DMS ジメチルスルフィド
DMSO ジメチルスルホキシド
dr ジアステレオマー比
EE 酢酸エチル
ee 鏡像体過剰率
EI 電子[衝突]イオン化
ESI 静電スプレーイオン化
Et エチル
EtO ジエチルエーテル
EtOH エタノール
EVH1 ENA−VASP−ホモロジー1ドメイン
FGI 官能基反転
Fmoc フルオレニル−9−メトキシカルボニル
FMP 分子薬理学のための研究施設(Berlin−Buch)
GC−MS 質量分析に関連するガスクロマトグラフィー
gef. 実測値
ges. 飽和
HPLC 高速液体クロマトグラフィー
HRMS 高分解能質量分析
IR 赤外分光法
konz. 濃縮した
LiHMDS リチウム−ヘキサメチルジシラジド
M モル質量
MCPBA メタクロロ過安息香酸
Me メチル
MeOH メタノール
Ms メシル(メタンスルホニル)
MS 質量分析
MTBE メチル−tert−ブチルエーテル
NaHMDS ナトリウム−ヘキサメチルジシラジド
NME N−メチルフェドリン
NMR 核磁気共鳴スペクトル
NOE 核オーバーハウザー効果
o オルト
Ph フェニル
PPII ポリプロリンヘリックスII型
POM−Cl ピバル酸クロロメチル(chloromethyl pivaloate)
PPTS ピリジニウム−para−トルエンスルホネート
RCM 環閉鎖メタセシス
保持因子
[Ru]II Grubbs II 触媒81
[Ru]gr Blechert 82による修飾(グリーン)Grubbs Hoveyda触媒
s 二次
Smp. 融点
Su スクシンイミド
TBAF フッ化テトラブチルアンモニウム
TBS tert−ブチルジメチルシリル
t−Bu tert−ブチル
Tf トリフルオロメタンスルホニル(Trifluormethansulfonyl)
TFA トリフルオロ酢酸(trifluoroascetic acid)
THF テトラヒドロフラン
TMEDA テトラメチルエチレンジアミン
TMS トリメチルシリル
TMSOTf トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート
TPS tert−ブチルジフェニルシリル
Ts トシル(para−トルエンスルホニル)
TsOH para−トルエンスルホン酸
Z ベンジルオキシカルボニル−(また、Cbz)
天然タンパク質アミノ酸の1文字表記および3文字表記

Claims (13)

  1. 一般式(3)
    (3)
    (式中、
    =−CH−であり、
    R=ペプチジル、NH−R’’、−O−R’’(ここで、R’’は、置換アルキル、
    またはヘタリールであり、Rがペプチジルのとき、該ペプチジルのN末端は、式(3)のC原子に結合する。)
    R’=アシル、ペプチジル、アルキルスルホニル、またはアリールスルホニルであり、R’がペプチジルのとき、該ペプチジルのC末端は、式(3)のN原子に結合する。)
    に対応することを特徴とする、化合物。
  2. 薬学的に許容可能な担体物質と組み合わされる、請求項1に記載の化合物を含む薬剤。
  3. 前記薬学的に許容可能な担体物質が、充填剤、増量剤、結合剤、湿潤剤、溶解遅延剤、崩壊剤、吸収促進剤、保湿剤、吸収剤および潤滑充填剤からなる群から選択されることを特徴とする、請求項2に記載の薬剤。
  4. RおよびR’の少なくとも1つがペプチジルである、請求項1に記載の1つまたは複数の式(3)の化合物を含むペプチド。
  5. 請求項4に記載の1つまたは複数の化合物、および以下の構造86
    に記載の1つまたは複数の化合物を含むペプチドであって、構造86のペプチドへの挿入は、Fmoc保護基および/またはCOOH基に代えて、構造86とペプチドの間で1の結合を介して起こる、前記ペプチド。
  6. 前記ペプチドが、
    Ac−SFE−[2−Cl−F]−p−PP−TEDEL−NH
    Ac−SFE−[2−Cl−F]−PP−p−TEDEL−NH
    Ac−SFE−[2−Cl−F]−p−x−TEDEL−NHおよび
    Ac−SFE−[2−Cl−F]−p−p−TEDEL−NH
    からなる群から選択され、
    ここで、
    p=請求項1に記載の化合物であり、請求項1の式(3)におけるRおよびR’はペプチジルであり、
    x=請求項5に記載の構造86であり、
    2−Cl−F=2−Cl−フェニルアラニンである、
    請求項5に記載のペプチド。
  7. p=構造85
    である、請求項6に記載のペプチドであって、構造85のペプチドへの挿入は、Fmoc保護基および/またはCOOH基に代えて、構造85とペプチドの間で1以上の結合を介して起こる、前記ペプチド。
  8. 細菌感染疾患ならびに神経変性疾患および/または腫瘍疾患を含む群から選択される、ポリプロリンヘリックス構造により媒介される、細胞内シグナル変換プロセスの修飾に関連する疾患の治療に使用される請求項2に記載の薬剤。
  9. 細菌疾患が、レジオネラ菌、連鎖球菌、ブドウ球菌、クレブシエラ菌、ヘモフィルスインフルエンザ、リケッチア(紅斑熱)、マイコバクテリウム、マイコプラズマ、ウレアプラズマ、ナイセリア(髄膜炎、ウォーターハウスフリードリヒセン症候群(Waterhouse−Friedrichsen syndrome)、淋病)、シュードモナス、ボルデテラ(百日咳)、コリネバクテリア(ジフテリア)、クラミジア、カンピロバクター(下痢)、大腸菌、プロテウス、サルモネラ菌、赤痢菌、エルシニア属、ビブリオ科、腸球菌、クロストリジウム、ボレリア菌、梅毒トレポネーマ、ブルセラ菌、フランシセラ属および/またはレプトスピラ属、特にリステリア菌を含む群から選択される、細菌により引き起こされることを特徴とする、請求項8に記載の薬剤。
  10. リステリア菌が、L.モノサイトゲネスSv1/2a、L.モノサイトゲネスSv4b F2365、L.モノサイトゲネスSv4b H7858、178コンティグ、L.モノサイトゲネスSv1/2a F6854、133コンティグ、L.モノサイトゲネスSv4b、L.モノサイトゲネスSv4a、L.イノキュアSv6a、L.ウェルシメリ(welshimeri)Sv6b、L.シーリゲリ(seeligeri)Sv1/2bおよび/またはL.イバノビ(ivanovii)Sv5を含む群から選択されることを特徴とする、請求項9に記載の薬剤。
  11. 神経変性疾患が、アルツハイマー病、パーキンソン病、ハンチントン病および/または筋萎縮性側索硬化症(ALS)を含む群から選択されることを特徴とする、請求項8に記載の薬剤。
  12. 腫瘍疾患が、癌腫、肉腫、神経内分泌腫瘍、血液腫瘍(hemo−oncological tumor)、新生物発生腫瘍(dysontogenetic tumor)および/または混合腫瘍であることを特徴とする、請求項8に記載の薬剤。
  13. 腫瘍疾患が、首および喉の腫瘍、内部の鼻の腫瘍を含む鼻および耳の領域の腫瘍、副鼻腔、咽頭、唇、口腔、咽頭、喉頭、下咽頭、耳、唾液腺および傍神経節腫の腫瘍、非小細胞気管支癌を含む肺の腫瘍、小細胞気管支癌、縦隔の腫瘍、食道、胃、膵臓、肝臓、胆嚢および胆嚢管、小腸、結腸および直腸癌および肛門癌を含む胃腸管の腫瘍、腎臓、尿管、膀胱、前立腺、尿道、ペニスおよび睾丸の腫瘍を含む泌尿生殖器の腫瘍、子宮頸部、膣、外陰部、子宮体部の腫瘍、悪性絨毛性疾患、卵巣癌、卵管の腫瘍(tuba faloppii)を含む、婦人科腫瘍、腹腔の腫瘍、乳癌、甲状腺、副甲状腺、副腎皮質の腫瘍を含む内分泌器官の腫瘍、内分泌膵臓腫瘍、カルチノイド腫瘍およびカルチノイド症候群、多発性内分泌新生物、骨および軟部組織肉腫、中皮腫、皮膚腫瘍、皮膚黒色腫および眼内黒色腫を含む黒色腫、中枢神経系の腫瘍、網膜芽細胞腫を含む小児腫瘍、ウィルムス腫瘍、神経線維腫症、神経芽細胞腫、ユーイング肉腫腫瘍ファミリー、横紋筋肉腫、非ホジキンリンパ腫を含むリンパ腫、皮膚T細胞リンパ腫、中枢神経系の原発性リンパ腫、ホジキン疾患、急性白血病を含む白血病、慢性骨髄性およびリンパ性白血病、形質細胞腫瘍、骨髄異形成症候群、腫瘍随伴症候群、既知の原発腫瘍のない転移(CUP症候群)、腹膜癌腫症、カポジ肉腫などのエイズ関連の悪性腫瘍を含む免疫抑制により誘導される悪性腫瘍、エイズ関連リンパ腫、中枢神経系のエイズ関連リンパ腫、エイズ関連ホジキン病およびエイズ関連肛門性器腫瘍、移植関連悪性腫瘍、脳転移、肺転移、肝転移、骨転移、胸膜転移および心膜転移を含む転移した腫瘍、ならびに悪性腹水を含む群から選択されることを特徴とする、請求項8〜11のいずれか一項に記載の薬剤。
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