JP6791153B2 - 鏡像異性体の分析方法 - Google Patents

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Description

本発明は、鏡像異性体の分析方法などに関する。
従来、キラル化合物を分析する方法として、キラルアルコールまたはキラルアミンを、軸不斉を有するビナフチル化合物と反応させ、得られた誘導体を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により分離する方法が知られている。
例えば、非特許文献1には、3−ヒドロキシオクタン酸メチルなどのキラルアルコールを、メチル-1,1’−ビナフタレン−2’−カルボニル ニトリルと反応させて誘導体を得、この誘導体をHPLCにより分離する技術が開示されている。
非特許文献2および非特許文献3には、1−フェニル−エタノールなどのキラルアルコール、1−フェニル−エチルアミンなどのキラルアミンを、2’−メトキシ−1,1’−ビナフチル−2−カルボン酸クロリドと反応させて誘導体を得、この誘導体をHPLCにより分離する技術が開示されている。
一般的に、キラル化合物を分析するためには、化学的および旋光度以外の物理的性質が全く等しいキラル化合物を分離し、検出する必要がある。非特許文献1、2および3に示された順相カラムクロマトグラフィーを用いた従来法では、分離の指標である理論段数が一般的に小さい。また、化合物中にカルボン酸や第一級アミンなど、その他の親水性基を持つ化合物は、強くカラムに吸着されるために分離が非常に難しい。また、蛍光、UVなどの検出基を用いた場合、生体試料、環境中より取得した試料を測定すると、夾雑物が非常に多くなり、目的の化合物のみ選択的に検出することが非常に難しくなる。また、環境及び非常に微量なサンプルを測定する場合には、非特許文献1、2および3に示された方法では、十分とは言えない。さらに、生体中によくみられるアミノ酸は、酸性、塩基性、疎水性、親水性、環状など、さまざまな種類が存在している。これら様々な種類のアミノ酸の鏡像異性体が混合されている場合、測定対象とする全てのアミノ酸の立体異性体を同時に分離する条件を構築することは非常に難しい。
Chemical and Pharmaceutical Bulletin,1982,Vol.30,No.12,p.4597−4599 Bulletin of the Chemical Society of Japan,1989,Vol.62,No.5,p.1528−1533 「有機合成化学」、1992年、第50巻、第11号、p.986−996
本発明の目的は、鏡像異性体の分析に優れる新規方法論を開発することである。
本発明者らは鋭意検討した結果、鏡像異性体を軸不斉化合物と反応させることにより得られる誘導体を分離した後、質量分析法により誘導体を検出することにより、鏡像異性体を高感度に分離度良く分析できること等を見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
下記(1)〜(3)を含む、鏡像異性体の分析方法:
(1)一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物の混合物を、一対の軸不斉異性体のうちの一方である軸不斉化合物と反応させて、第1化合物と軸不斉化合物との反応により得られる第1誘導体、および第2化合物と軸不斉化合物との反応により得られる第2誘導体を含有する誘導体混合物を生成すること;
(2)誘導体混合物において第1誘導体と第2誘導体とを分離すること;ならびに
(3)分離した第1誘導体および第2誘導体を、質量分析法により検出すること。
[2]
軸不斉異性体が、下記一般式(I):
Figure 0006791153
〔式中、
環Aおよび環Bは、各々独立して、ベンゼン環または芳香族複素環を表し、
環Aと環Bとの結合は、不斉軸を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
環Aおよび環Bは、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
前記基は、(a)反応基、または(b)置換基であり、
反応基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在する。〕により表される、[1]記載の方法。
[3]
軸不斉異性体が、下記一般式(I’):
Figure 0006791153
〔式中、
環Aおよび環Bは、各々独立して、ベンゼン環または芳香族複素環を表し、
環Aと環Bとの結合は、不斉軸を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
環Aおよび環Bは、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
前記基は、(a)反応基、(b)荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または(c)置換基であり、
反応基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在し、かつ、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基がR〜R、RおよびRのいずれにも存在しない場合、環Aおよび環Bの少なくとも一方が、荷電原子または荷電可能な原子を有する芳香族複素環を表すか、またはRおよびRが一緒になって形成される環、およびRおよびRが一緒になって形成される環の少なくとも一方が存在し、荷電原子または荷電可能な原子を有する環を表す。〕により表される、[1]記載の方法。
[4]
反応基が、求核基、もしくは求電子基、またはこれらの基のうちの少なくとも1つを含む基である、[2]または[3]記載の方法。
[5]
反応基が、以下:
(1)脱離基を有するカルボニル基(ここで、脱離基は、C〜Cアルキルオキシ、C〜Cアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン原子、スクシンイミドオキシ、電子吸引基を有するフェニルオキシ、イミダゾリル、トリアゾリルからなる群より選ばれる。);
(2)アミノ基、ヒドラジノ基、ヒドロキシ基、およびスルファニル基からなる群より選ばれる求核基;
(3)マレイミド基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、およびホルミル基からなる群より選ばれる求電子基;ならびに
(4)(1)〜(3)のいずれかの基を含む基、
からなる群より選ばれる基である、[4]記載の方法。
[6]
反応基が、以下:
(a1)下記一般式(i):
Figure 0006791153
〔式中、
は、脱離基(ここで脱離基は[5]と同じである。)を表し、
nは、0または1を表し、
nが0のとき、Rは、存在せず、
nが1のとき、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕により表される基;
(a2)下記一般式(ii):
Figure 0006791153
〔式中、
およびR10は、各々独立して、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕により表される基;ならびに
(a3)上記一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基、
からなる群より選ばれる基である、[2]〜[5]のいずれか一項記載の方法。
[7]
荷電原子または荷電可能な原子を有する基が、以下:
(1)置換されていてもよいアミノ基;
(2)置換されていてもよいアンモニオ基;
(3)置換されていてもよいグアニジノ基;
(4)置換されていてもよいグアニジニウム基;
(5)置換されていてもよいイミノ基;
(6)置換されていてもよいイミニウム基;
(7)置換されていてもよい含窒素環基;
(8)置換されていてもよいホスフィノ基;
(9)置換されていてもよいホスホニオ基;
(10)置換されていてもよいオキシ基;
(11)置換されていてもよいチオ基;
(12)ホウ素原子含有基;および
(13)(1)〜(12)のいずれかの基を含む基
からなる群より選ばれる基である、[3]〜[6]のいずれか一項記載の方法。
[8]
軸不斉異性体が、下記一般式(II):
Figure 0006791153
〔式中、
ベンゼン環間の結合は、不斉軸を表し、
およびRは、各々、基を表し、
は、基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
は、基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
2つのベンゼン環は、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
前記基は、(a)反応基、または(b)置換基であり、
反応基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在する。〕により表される、[2]、[4]〜[6]のいずれか一項記載の方法。
[9]
軸不斉異性体が、下記一般式(II’):
Figure 0006791153
〔式中、
ベンゼン環間の結合は、不斉軸を表し、
およびRは、各々、基を表し、
は、基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
は、基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
2つのベンゼン環は、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
前記基は、(a)反応基、(b)荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または(c)置換基であり、
反応基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在し、かつ、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基がR〜R、RおよびRのいずれにも存在しない場合、RおよびRが一緒になって形成される環、およびRおよびRが一緒になって形成される環の少なくとも一方が存在し、荷電原子または荷電可能な原子を有する環を表す。〕により表される、[3]〜[7]のいずれか一項記載の方法。
[10]
軸不斉異性体が、下記一般式(II−1):
Figure 0006791153
〔式中、
2つのベンゼン環間の結合は、不斉軸を表し、
は、反応基を表し、
は、荷電原子または荷電可能な原子を有する基を表し、
およびRは、各々、置換基を表し、
2つのベンゼン環は、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、置換基を表す)をさらに有していてもよい。〕により表される化合物、あるいは
下記一般式(II−2):
Figure 0006791153
〔式中、
2つのナフタレン環間の結合は、不斉軸を表し、
は、反応基を表し、
は、荷電原子または荷電可能な原子を有する基を表し、
2つのナフタレン環は、それらの環構成原子に結合する1または2個のRA1および1〜4個のRA2、ならびに1または2個のRB1および1〜4個のRB2(ここで1または2個のRA1および1〜4個のRA2、ならびに1または2個のRB1および1〜4個のRB2は、各々、置換基を表す)をさらに有していてもよい。〕により表される化合物である、[3]〜[7]のいずれか一項記載の方法。
[11]
軸不斉化合物がR体である、[1]〜[10]のいずれか一項記載の方法。
[12]
分離が、クロマトグラフィー法、電気泳動法、またはイオン移動度分光法により行われる、[1]〜[11]のいずれか一項記載の方法。
[13]
分離が、疎水性カラムを用いた液体クロマトグラフィー法により行われる、[1]〜[12]のいずれか一項記載の方法。
[14]
分離において、第1誘導体および第2誘導体の保持時間が120分以内である、[1]〜[13]のいずれか一項記載の方法。
[15]
第1化合物および第2化合物が、キラルアミノ酸、キラルアミン、キラルアルコール、キラルカルボン酸、およびキラルチオールからなる群より選ばれるキラル化合物の一対の鏡像異性体である、[1]〜[14]のいずれか一項記載の方法。
[16]
キラルアミノ酸が、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、システイン、リジン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、ヒスチジン、およびプロリンからなる群より選ばれる1以上のアミノ酸である、[15]記載の方法。
[17]
下記数式:
Figure 0006791153
〔上記数式において、tは第1誘導体の保持時間(分)を表し、tは第2誘導体の保持時間(分)を表し、Wは、第1誘導体の半値幅(分)を表し、Wは、第2誘導体の半値幅(分)を表す。分母は絶対値を表し、Rは正の値を取る。〕により表される分離度Rが0.5以上の値を示すように、分離が行われる、[16]記載の方法。
[18]
下記一般式(I’):
Figure 0006791153
〔式中、
環Aおよび環Bは、各々独立して、ベンゼン環または芳香族複素環を表し、
環Aと環Bとの結合は、不斉軸を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
環Aおよび環Bは、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
前記基は、(a’)一般式(i)により表される基、一般式(ii)により表される基、または一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基、(b)荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または(c)置換基であり、
(a’)一般式(i)により表される基、一般式(ii)により表される基、または一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在し、
〜R、RおよびRのうち少なくとも1つは、荷電原子または荷電可能な原子を有する基であり、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基が、ジ(C〜Cアルキル)アミノ基、トリ(C〜Cアルキル)アンモニオ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、または一般式(d1)もしくは一般式(d2)で表される基であり、
ここで、一般式(i)は、以下:
Figure 0006791153
〔式中、
は、ヒドロキシ基または脱離基(ここで脱離基は、C〜Cアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン原子、スクシンイミドオキシ、電子吸引基を有するフェニルオキシ、イミダゾリル、トリアゾリルからなる群より選ばれる。)を表し、
nは、0または1を表し、
nが0のとき、Rは、存在せず、
nが1のとき、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕であり、
一般式(ii)は、以下:
Figure 0006791153
〔式中、
およびR10は、各々独立して、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕であり、
一般式(d1)は、以下:
Figure 0006791153
〔式中、
Xは、窒素原子または酸素原子を表し、
rは、0〜10の整数を表し、
11は、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基を表す。〕であり、
一般式(d2)は、以下:
Figure 0006791153
〔式中、
Yは、窒素原子または酸素原子を表し、
sは、0〜10の整数を表し、
12は、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基を表す。〕である。〕により表される化合物、またはその塩。
[19]
下記一般式(I’’):
Figure 0006791153
〔式中、
環Aおよび環Bは、各々独立して、ベンゼン環または6員の芳香族複素環を表し、
環Aと環Bとの結合は、不斉軸を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
環Aおよび環Bは、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
前記基は、(a’’)一般式(i’)により表される基、一般式(i’’)により表される基、一般式(ii’)により表される基、または一般式(i’)、(i’’)、もしくは(ii’)により表される基を含む基、(b)荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または(c)置換基であり、
(a’’)一般式(i’)により表される基、一般式(i’’)により表される基、一般式(ii’)により表される基、または一般式(i’)、(i’’)、もしくは(ii’)により表される基を含む基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在し、かつ、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基がR〜R、RおよびRのいずれにも存在しない場合、環Aおよび環Bの少なくとも一方が、荷電原子または荷電可能な原子を有する芳香族複素環を表すか、またはRおよびRが一緒になって形成される環、およびRおよびRが一緒になって形成される環の少なくとも一方が存在し、荷電原子または荷電可能な原子を有する環を表し、
ここで、一般式(i’)は、以下:
Figure 0006791153
〔式中、
およびRは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、グアニジノ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、シアノ、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキル、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいフェニル、および同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいヘテロアリール〔ここで置換基は下記(i)〜(iv)から選ばれる原子または基であり、ヘテロアリールは単環式または二環式の含窒素芳香族複素環基である。
(i)ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、またはシアノ
(ii)C〜Cアルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜Cアルキルカルボニル、C〜Cアルキルオキシカルボニル、C〜Cアルキルカルボニルオキシ、C〜Cアルキルチオ、モノ(C〜Cアルキル)アミノ、またはジ(C〜Cアルキル)アミノ(ここで、これらの基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。)
(iii)フェニル、フェニルオキシ、フェニルカルボニル、フェニルオキシカルボニル、フェニルカルボニルオキシ、フェニルチオ、モノフェニルアミノ、フェニル(C〜Cアルキル)アミノ、またはジフェニルアミノ(ここで、これらの基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。)
(iv)ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールカルボニル、ヘテロアリールオキシカルボニル、ヘテロアリールカルボニルオキシ、ヘテロアリールチオ、モノヘテロアリールアミノ、N−ヘテロアリール−N−(C〜Cアルキル)アミノ、N−ヘテロアリール−N−(フェニル)アミノ、またはジヘテロアリールアミノ(ここでヘテロアリールは単環式または二環式の含窒素芳香族複素環基である。これらの基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。)〕;
からなる群より選ばれる互いに異なる基を表し、
nは、0または1を表し、
nが0のとき、Rは、存在せず、
nが1のとき、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表し、
tは、0〜3の整数を表し、
pは、0〜3の整数を表す。〕であり、
一般式(i’’)は、以下:
Figure 0006791153
〔式中、
環Cは、5員または6員の含窒素環を表す。
nは、0または1を表し、
nが0のとき、Rは、存在せず、
nが1のとき、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕であり、
一般式(ii’)は、以下:
Figure 0006791153
〔式中、
は、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表し、
、R、およびRは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、グアニジノ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、シアノ、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキル、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいフェニル、および同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいヘテロアリール〔ここで置換基は上記(i)〜(iv)から選ばれる原子または基であり、ヘテロアリールは単環式または二環式の含窒素芳香族複素環基である〕、またはアミノを表し、R、R、およびRは、互いに異なり、
qは、0〜3の整数を表す。〕であり、
荷電原子または荷電可能な原子が、正に荷電した窒素原子、または非荷電の窒素原子である。〕により表される化合物、またはその塩、あるいはそれらの混合物。
[20]
一般式(i’)において、
は、水素原子を表し、
は、メチル、1−メチルエチル、2−メチルプロピル、1−メチルプロピル、ヒドロキシメチル、1−ヒドロキシエチル、スルファニルメチル、4−アミノブチル、3−グアニジノプロピル、カルボキシメチル、2−カルボキシエチル、カルバモイルメチル、2−カルバモイルエチル、2−(メチルチオ)エチル、フェニルメチル、4−ヒドロキシフェニルメチル、インドリルメチル、イミダゾリルメチル、3−アミノプロピル、3−(カルバモイルアミノ)プロピル、2−ヒドロキシエチル、または4−グアニジノブチルを表し、
一般式(i’’)において、
環Cは、ピロリジンである、[19]記載の化合物、またはその塩、あるいはそれらの混合物。
本発明により、鏡像異性体を高感度かつ短時間で分離度良く分析できる。本発明はまた、汎用性が高く、キラルアミノ酸等のキラル化合物を包括的に分析できるという利点を有する。
本発明は、鏡像異性体の分析方法を提供する。
本発明の方法により分析される鏡像異性体は、キラル要素を有する異性体である。キラル要素としては、例えば、不斉原子(例、不斉炭素原子)、不斉軸、および不斉面が挙げられる。鏡像異性体は、1個または複数個(例、2個または3個)のキラル要素を有していてもよい。鏡像異性体は、好ましくは、1個のキラル要素を有し、より好ましくは、1個の不斉原子を有し、さらにより好ましくは、1個の不斉炭素原子を有する。
本発明の方法により分析される鏡像異性体は、低分子物質(small substance)であり得る。本明細書中で用いられる場合、用語「低分子物質」とは、分子量1,500未満の化合物をいう。低分子物質は、天然物質であっても合成物質であってもよい。低分子物質の分子量は、1,200未満、1,000未満、800未満、700未満、600未満、500未満、400未満または300未満であってもよい。低分子物質の分子量はまた、50以上、60以上、70以上、80以上、90以上、100以上、120以上、150以上または200以上であってもよい。
本発明の方法により分析される鏡像異性体は、任意の試料中に含まれ得る鏡像異性体である。このような試料としては、例えば、生物由来の生物学的試料、ならびに有機合成反応により得られる合成試料、天然環境中に存在する環境試料などの非生物学的試料が挙げられる。生物学的試料が由来する生物としては、例えば、哺乳動物(例、ヒト、サル、マウス、ラット、ウサギ、ウシ、ブタ、ウマ、ヤギ、ヒツジ)、鳥類等の動物、昆虫、軟体動物、微生物、植物が挙げられるが、好ましくは哺乳動物である。生物学的試料の種類としては、例えば、血液試料(例、全血、血清、血漿)、唾液、尿、糞便、胆汁、汗、涙、脳脊髄液、ならびに組織および細胞抽出液等が挙げられる。合成試料としては、例えば、キラル化合物を生じる有機合成反応により得られる反応生成物が挙げられる。環境試料としては、例えば、土壌、岩石、隕石、海水、および淡水由来等の試料が挙げられる。
本発明の方法は、下記(1)〜(3)を含む:
(1)一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物の混合物を、一対の軸不斉異性体のうちの一方である軸不斉化合物と反応させて、第1化合物と軸不斉化合物との反応により得られる第1誘導体、および第2化合物と軸不斉化合物との反応により得られる第2誘導体を含有する誘導体混合物を生成すること;
(2)誘導体混合物において第1誘導体と第2誘導体とを分離すること;ならびに
(3)分離した第1誘導体および第2誘導体を、質量分析法により検出すること。
<工程(1)>
本工程では、第1化合物および第2化合物の混合物が、軸不斉化合物と反応される。この反応により、第1誘導体および第2誘導体を含有する誘導体混合物が生成される。第1化合物および第2化合物は、一対の鏡像異性体である。軸不斉化合物は、一対の軸不斉異性体のうちの一方である。第1誘導体は、第1化合物と軸不斉化合物との反応により得られる誘導体であり、第2誘導体は、第2化合物と軸不斉化合物との反応により得られる誘導体である。
工程(1)で用いられる混合物は、一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物を含む試料である。混合物の由来は特に限定されない。例えば、混合物としては、上述したような生物学的試料、および非生物学的試料を用いることができる。混合物中に含まれる「一対の鏡像異性体」の単位数は、試料の種類に応じて変動するが、1または複数(例、2、3、4、5、10、15、20、25、または30以上)である。試料における第1化合物量の第2化合物量に対する比率(第1化合物量/第2化合物量)は、特に制限されず、例えば1/1000以上、1/100以上、または1/10以上であってもよい。また、このような比率は、例えば1000以下、100以下、または10以下であってもよい。
工程(1)で用いられる混合物は、工程(1)に付される前に、予備処理に付されてもよい。予備処理としては、例えば、遠心分離、抽出、ろ過、沈殿、アフィニティー処理、加熱、希釈、濃縮、除タンパク質および凍結等が挙げられる。一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物は、未精製の状態で工程(1)に付されてもよく、または精製された状態で工程(1)に付されてもよい。
(一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物)
第1化合物および第2化合物は、一対の鏡像異性体の関係にあり、キラリティーの相違を除き、同一の化学構造を有し得る。本発明の方法で用いられる第1化合物および第2化合物は、用いられる軸不斉化合物と反応するものである限り特に限定されず、適宜選択することができる。好ましくは、第1化合物および第2化合物は、軸不斉化合物との容易な反応を可能にするため、反応性に富む所定の官能基を有する一対の鏡像異性体であってもよい。このような官能基としては、例えば、アミノ、カルボキシル、ヒドロキシ、スルファニル(チオール)、ハロホルミル、アルデヒド、ケトン、アルキルハライドが挙げられる。
具体的には、本発明の方法により分析され得る一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物としては、例えば、キラルアミノ酸、キラルカルボン酸、キラルアミン、キラルアルコール、キラルアルデヒド、キラルケトン、キラルチオール、およびキラルアルキルハライドからなる群より選ばれるキラル化合物、ならびにその塩が挙げられる。塩としては、例えば、金属塩(例、ナトリウム塩、カリウム塩等の一価の金属塩、およびカルシウム塩、マグネシウム塩等の二価の金属塩)、無機塩(例、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物等のハロゲン化物塩、およびアンモニウム塩)、有機塩(例、アルキル基で置換されたアンモニウム塩)、および酸付加塩(例、硫酸、塩酸、臭化水素酸、硝酸、リン酸等の無機酸との塩、および酢酸、シュウ酸、乳酸、クエン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸等の塩)が挙げられる。一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物は、天然化合物であっても非天然化合物(例、合成化合物)であってもよい。
本発明の方法により分析され得るキラルアミノ酸としては、例えば、キラルα−アミノ酸(例、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、システイン、リジン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、ヒスチジン、プロリン、アロトレオニン、アロイソロイシン、ホモセリン、ホモアルギニン、ホモシステイン、シトルリン、セレノシステイン、オルニチン、ピロリシン、ヒドロキシプロリン、ヒドロキシリジン、α−アミノ酪酸、チロキシン、ドーパ、ホスホセリン、2−フェニルグリシン、テアニン、カイニン酸、イボテン酸、トリコロミン酸、アゼチジン−2−カルボン酸、2−アミノ−4−ブロモ酪酸、2−アリルグリシン、2−シクロヘキシルグリシン、シスチン)、キラルβ−アミノ酸(例、3−アミノ−3−フェニルプロピオン酸、3−アミノイソ酪酸、3−アミノ酪酸、2−アミノシクロヘキサンカルボン酸、β−フェニルアラニン)、キラルγ−アミノ酸(例、スタチン、3−アミノシクロヘキサンカルボン酸)等が挙げられる。
本発明の方法により分析され得るキラルカルボン酸としては、例えば、乳酸、リンゴ酸、イソクエン酸、オキサロコハク酸、ホスホグルコン酸、グリセリン酸、3−ヒドロキシイソ酪酸、マンデル酸、酒石酸、2−メチル酪酸、2−ブロモプロピオン酸、2−ブロモイソ吉草酸、2−クロロイソ吉草酸、2−ヒドロキシ−4−フタルイミド酪酸、メチルグルタル酸、α−メトキシ−α−メチル−1−ナフタレン酢酸、アスコルビン酸等が挙げられる。
本発明の方法により分析され得るキラルアミンとしては、例えば、グルコサミン、ガラクトサミン、アラニノール、イソロイシノール、ノルアドレナリン、エピネフェリン、アンフェタミン、メタンフェタミン、メチレンジオキシメタンフェタミン、ブプロピオン、エフェドリン、α−メチルトリプタミン、シクロヘキサンジアミン等が挙げられる。
本発明の方法により分析され得るキラルアルコールとしては、例えば、2−ブタノール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、3−ブチン−2−オール、α−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン、2−オクタノール、1−(2−ナフチル)エタノール、1−フェニルエチルアルコール、α−テトラロール、グリシドール、グルコース、アロース、マンノース、ガラクトース、リボース、デオキシリボース、キシロース、エリトロース、トレオース、グリセルアルデヒド、フルクトース、リブロース、エリトルロース、スクロース、アスコルビン酸、アデノシン、グアノシン、ウリジン、シチジン、マンデル酸メチル等が挙げられる。
本発明の方法により分析され得るキラルアルデヒドとしては、例えば、グリセルアルデヒド、シトロネラール、グルコース、アロース、マンノース、ガラクトース、リボース、デオキシリボース等が挙げられる。
本発明の方法により分析され得るキラルケトンとしては、例えば、ムスコン、メントン、カンファー、フェンコン、ツジョン、プレゴン、カルボン、ベルべノン、ジャスモン酸、フルクトースなどが挙げられる。
本発明の方法により分析され得るキラルチオールとしては、例えば、N−アセチル−L−システイン、グルタチオン、チオ乳酸、10−メルカプトボルネオール、10−メルカプトイソボルネオール、チオリンゴ酸、カプトプリル、N−イソブチリルシステイン等が挙げられる。
本発明の方法により分析され得る第1化合物および第2化合物は、軸不斉化合物との反応性を高めるため、予備反応に付されてもよい。例えば、第1化合物および第2化合物がキラルカルボン酸(D体およびL体)である場合、キラルカルボン酸中のカルボキシル基を、後述するような「脱離基を有するカルボニル基」に変換してもよく、またはキラルカルボン酸を脱水反応により得られる無水物に変換してもよい。脱離基を有するカルボニル基を有する変換化合物、または無水物である変換化合物は、アミノ基を有する軸不斉化合物とより良好に反応できる。
本発明の方法により分析され得る第1化合物および第2化合物はまた、第1化合物および第2化合物と軸不斉化合物とが同一の反応基を有する場合、第1化合物および第2化合物と軸不斉化合物とを特異的に反応させるため、第1化合物および第2化合物中の反応基を保護してもよい。例えば、第1化合物および第2化合物がアミノ基およびカルボキシル基を有するキラルアミノ酸であり、かつ軸不斉化合物が後述するような反応基としてアミノ基を有する場合、第1化合物および第2化合物中のアミノ基を保護することにより、キラルアミノ酸のカルボキシル基と軸不斉化合物のアミノ基とを特異的に反応させることができる。
(軸不斉化合物)
本発明で用いられる軸不斉化合物は、一対の軸不斉異性体(すなわち、R体およびS体の組合せ)のうちの一方(すなわち、R体またはS体のいずれか)である。
軸不斉異性体は、不斉軸を含む化合物である。不斉軸としては、例えば、2つの環間の共有結合(例、炭素原子間の共有結合)の軸(いわゆるアトロプ異性体の不斉軸)、アレン(二重結合が2つつながった基本構造)により形成される二重結合軸、およびスピロ環(四級スピロ炭素原子)に基づく軸が挙げられるが、好ましくは、2つの環間の共有結合の軸である。このような共有結合の軸としては、単結合が好ましい。軸不斉異性体は、1つの不斉軸のみをキラル要素として有することが好ましい。したがって、軸不斉異性体は、好ましくは、以下に示すように、2つの環(A環およびB環)を有する化合物であって、かつ2つの環を架橋する共有結合の軸(好ましくは、炭素原子間の単結合軸)のみをキラル要素として有するものである。
Figure 0006791153
軸不斉異性体が有する2つの環は、同一であっても異なっていてもよいが、合成または入手のし易さの観点より、同一であることが好ましい。環は、ベンゼン環、芳香族複素環、またはベンゼン環もしくは芳香族複素環と他の環との縮合環である。
本明細書中で用いられる場合、用語「芳香族複素環」とは、環構成原子として、炭素原子以外に1または2個のヘテロ原子(例、窒素原子、酸素原子、および硫黄原子)を有し、かつ環を構成する原子数が5個である5員の芳香族複素環、又は環を構成する原子数が6個である6員の芳香族複素環を意味する。好ましくは、芳香族複素環は、6員の芳香族複素環である。例えば、このような6員の芳香族複素環は、以下のとおりである。
Figure 0006791153
〔XおよびX(存在する場合)は、各々独立して、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子を表す。環中の実線の円は、環が芳香族性であることを表す。架橋は、環構成原子である炭素原子または窒素原子(Xおよび/またはXが窒素原子である場合)を介し、好ましくは、炭素原子を介する。〕
具体的には、6員の芳香族複素環としては、例えば、6員の含窒素芳香族複素環(例、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン)、6員の含酸素芳香族複素環(例、ピリリウム)、および6員の含硫黄芳香族複素環(例、チオピリリウム)が挙げられる。
縮合環の形成に供される他の環としては、例えば、5員〜7員の芳香族性または非芳香族性の環、好ましくは、5員または6員の芳香族性または非芳香族性の環が挙げられる。具体的には、5員または6員の芳香族性または非芳香族性の環は、以下のとおりである。
Figure 0006791153
〔X’およびX’(存在する場合)は、各々独立して、窒素原子、酸素原子、または硫黄原子を表す。環中の点線の円は、環が芳香族性または非芳香族性であることを表す。〕
具体的には、5員または6員の芳香族性または非芳香族性の環としては、例えば、5員の芳香族複素環(例、ピロール、フラン、チオフェン、ピラゾール、イソオキサゾール、イソチアゾール、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール)、5員の非芳香族環(例、シクロペンタン、ピロリジン、イミダゾリジン、オキソラン、ジオキソラン)、6員の芳香族環(例、ベンゼン、上述したような6員の芳香族複素環)、ならびに6員の非芳香族環(例、シクロヘキサン、ピペリジン、ピペラジン、オキサン、ジオキサン)が挙げられる。
ベンゼン環、または芳香族複素環と他の環との縮合環は、ベンゼン環、または芳香族複素環と上述した他の環との縮合により得られる多環式の縮合環である。多環式の縮合環において縮合部分として二環により共有される環構成部分は、炭素原子−炭素原子間の結合部分であり、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を含む部分は、縮合部分として二環により共有されない。多環式の縮合環は、好ましくは、二環式または三環式の縮合環であり、より好ましくは二環式の縮合環である。多環式の縮合環はまた、好ましくは、多環式の芳香族環である。特に好ましくは、多環式の縮合環は、二環式の芳香族環である。二環式の芳香族環としては、例えば、ナフタレン、インドール、ベンゾピラゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンズイソチアゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、フタラジン、キナゾール、キノキサリン、プテリジン、プリン等が挙げられる。
軸不斉異性体が2つの環間の共有結合の軸を不斉軸として有する場合、軸不斉異性体のうちの一方である軸不斉化合物は、キラリティーの維持の観点より、その不斉軸を回転軸とした自由回転が制限される必要がある。自由回転の制限は、軸不斉異性体への置換基の導入により、または環として上述の縮合環を利用することにより、達成することができる。具体的には、2つの環(A環およびB環)において架橋に供されている環構成原子(A環中の1つの環構成原子、およびB環中の1つの環構成原子)にそれぞれ隣接する環構成原子〔A環において架橋に供されている1つの環構成原子に隣接する2つの環構成原子、およびB環において架橋に供されている1つの環構成原子に隣接する2つの環構成原子:計4つの環構成原子(以下、単に「隣接原子」と称することがある。)〕に結合している水素原子をより大きな原子または基により置換するか、または隣接原子を他の環との縮合に供することにより、自由回転を制限することができる。上記4つの隣接原子に結合している水素原子が、水素原子よりもサイズが大きい原子または基、例えば、他の原子(例、ハロゲン原子)またはメチル基(最小のアルキル基)に置換された場合、自由回転を制限できることが知られている。また、隣接原子を他の環との縮合に供することにより、自由回転を制限できることも知られている。したがって、本発明の方法では、このような軸不斉異性体が、2つの環間の共有結合の軸を不斉軸として有する軸不斉異性体として利用される。
軸不斉異性体は、好ましくは、疎水性である。「疎水性」とは、水に不溶である、または難溶解性であることを意味する。
本発明では、軸不斉化合物と第1化合物および/または第2化合物との反応により生じる第1誘導体および/または第2誘導体中に荷電原子または荷電可能な原子が含まれていれば、第1誘導体および/または第2誘導体を質量分析法により検出できることから、第1化合物および/または第2化合物を質量分析法により検出できる。したがって、本発明で用いられる軸不斉化合物が、荷電原子または荷電可能な原子を含む場合、本発明の方法により分析され得る第1化合物および/または第2化合物は、荷電原子または荷電可能な原子を含む必要がない。一方、本発明で用いられる軸不斉化合物が、荷電原子または荷電可能な原子を含まない場合、第1化合物および/または第2化合物は、荷電原子または荷電可能な原子を含む必要がある。
本明細書中で用いられる場合、用語「荷電原子」とは、正または負に荷電している原子をいう。正に荷電している原子としては、例えば、正に荷電している窒素原子およびリン原子等が挙げられる。負に荷電している原子としては、例えば、負に荷電している酸素原子、ホウ素原子、および硫黄原子等が挙げられる。軸不斉化合物が、荷電原子を含む一対の軸不斉異性体のうちの一方である場合、軸不斉化合物と第1化合物および第2化合物との反応により得られる第1誘導体および第2誘導体の検出のために利用される質量分析法において、イオン化を省略することができる。荷電原子は、好ましくは、正に荷電している原子であり、より好ましくは、正に荷電している窒素原子である。
本明細書中で用いられる場合、用語「荷電可能な原子」とは、イオン化により荷電され得る非荷電原子をいう。具体的には、荷電可能な原子は、軸不斉化合物として用いられる段階では非荷電状態にあるが、軸不斉化合物と第1化合物および第2化合物との反応により得られる第1誘導体および第2誘導体の検出のために利用される質量分析法においてイオン化されることにより、正または負に荷電される。荷電可能な原子としては、例えば、正に荷電可能な非荷電原子(例、非荷電の窒素原子、および非荷電のリン原子)、および負に荷電可能な非荷電原子(例、非荷電の酸素原子、非荷電のホウ素原子、および非荷電の硫黄原子)が挙げられる。軸不斉化合物が、荷電可能な原子を含む一対の軸不斉異性体のうちの一方である場合、質量分析法において、荷電可能な原子のイオン化を要する。荷電可能な原子は、好ましくは、正に荷電可能な非荷電原子であり、より好ましくは、非荷電の窒素原子である。
荷電原子または荷電可能な原子は、軸不斉化合物に含まれる場合、軸不斉化合物が有する2つの環の一方または双方において環構成原子として含まれていてもよい。荷電原子または荷電可能な原子が環構成原子として含まれる場合、2つの環の一方または双方は、芳香族複素環またはその縮合環である。あるいは、荷電原子または荷電可能な原子は、環構成原子として含まれていなくてもよい。この場合、2つの環の一方または双方が、荷電原子または荷電可能な原子を含む基を含む。このような場合、荷電原子または荷電可能な原子を含む基は、上述したような隣接原子に結合している水素原子の置換に用いられ、自由回転を制限することができる。荷電原子または荷電可能な原子はまた、本発明の方法により分析され得る第1化合物および第2化合物において構成原子として含まれていてもよい。そのような化合物の例としては、リジン、アルギニン、ホモアルギニン、ヒスチジン、システイン酸、核酸等が挙げられる。
用語「荷電原子または荷電可能な原子を含む基」における「荷電原子または荷電可能な原子」の例および好ましい例は、上述したとおりである。荷電原子または荷電可能な原子を含む基としては、例えば、以下(1)〜(13)の基が挙げられる。
(1)置換されていてもよいアミノ基(例、無置換のアミノ基、または置換基を有するアミノ基);
(2)置換されていてもよいアンモニオ基(例、無置換のアンモニオ基、または置換基を有するアンモニオ基);
(3)置換されていてもよいグアニジノ基(例、無置換のグアニジノ基、または置換基を有するグアニジノ基);
(4)置換されていてもよいグアニジニウム基(例、無置換のグアニジニウム基、または置換基を有するグアニジニウム基);
(5)置換されていてもよいイミノ基(例、無置換のイミノ基、または置換基を有するイミノ基);
(6)置換されていてもよいイミニウム基(例、無置換のイミニウム基、または置換基を有するイミニウム基);
(7)置換されていてもよい含窒素環基(例、無置換の含窒素環基、または置換基を有する含窒素環基);
(8)置換されていてもよいホスフィノ基(例、無置換のホスフィノ、または置換基を有するホスフィノ);
(9)置換されていてもよいホスホニオ基(例、無置換のホスホニオ、または置換基を有するホスホニオ);
(10)置換されていてもよいオキシ基(例、ヒドロキシ、または置換基を有するオキシ);
(11)置換されていてもよいチオ基(例、スルホニル基(スルホン酸基)、スルファニル基(チオール基)、または置換基を有するチオ基);
(12)ホウ素原子含有基;および
(13)(1)〜(12)のいずれかの基を含む基。
上記(7)において、含窒素環基の含窒素環としては、例えば、5員の含窒素芳香族複素環(例、ピロール、ピラゾール、イミダゾール)、上述したような6員の含窒素芳香族複素環、5員の含窒素非芳香族複素環(例、ピロリジン、イミダゾリジン)、および6員の含窒素非芳香族複素環(例、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン)が挙げられ、6員の含窒素芳香族複素環が好ましい。
上記(12)において、ホウ素原子含有基としては、負に荷電しているホウ素原子、または非荷電のホウ素原子を含む一価の基をいう。
負に荷電しているホウ素原子を含む一価の基としては、例えば、以下の式で表される基が挙げられる。
Figure 0006791153
〔式中、R’、R’’およびR’’’は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、同一もしくは異なる1〜5個の置換基で置換されていてもよいCアルキル、同一もしくは異なる1〜5個の置換基で置換されていてもよいフェニル、または同一もしくは異なる1〜5個の置換基で置換されていてもよい芳香族複素環を示す。Cアルキル、芳香族複素環、および置換基の詳細は、後述のとおりである。〕
具体的には、負に荷電しているホウ素原子を含む一価の基の好ましい例としては、以下が挙げられる。
Figure 0006791153
非荷電のホウ素原子を含む一価の基としては、例えば、以下の式で表される基が挙げられる。
Figure 0006791153
〔式中、R’およびR’’は、それぞれ独立して、水素原子、同一もしくは異なる1〜5個の置換基で置換されていてもよいCアルキル、同一もしくは異なる1〜5個の置換基で置換されていてもよいフェニル、または同一もしくは異なる1〜5個の置換基で置換されていてもよい芳香族複素環を示す。Cアルキル、芳香族複素環、および置換基の詳細は、後述のとおりである。〕
具体的には、非荷電のホウ素原子を含む一価の基の好ましい例としては、以下が挙げられる。
Figure 0006791153
本明細書中で用いられる場合、特定の原子または基を含む所定の基(例、上述したような荷電原子または荷電可能な原子を含む基、上述したような(1)〜(12)のいずれの基を含む基、および後述するような反応基を含む基)は、当該所定の基がリンカーを介して当該特定の原子または基を含むことを意味する。当該特定の原子または基がリンカーを介して存在している場合であっても、当該特定の原子または基が奏すべき所望の効果が発揮されることから、特定の原子または基を含む所定の基もまた、当然に意図されるべきである。リンカーは、式:−(L)m−〔式中、Lは、反復可能な単位を示す。mは、1〜10の整数である。〕で表すことができる。
Lにより表される反復可能な単位としては、例えば、炭素原子、水素原子、酸素原子、窒素原子、及び硫黄原子から構成される鎖を構成する最小単位が挙げられる。例えば、このような最小単位としては、以下の式で表される単位が挙げられる。
Figure 0006791153
〔式中、R’およびR’’は、それぞれ独立して、水素原子または置換基を示す。〕
好ましくは、Lにより表される反復可能な単位としては、例えば、以下の式で表される汎用単位が挙げられる。
Figure 0006791153
Lにより表される反復可能な単位は最小単位であるので、当然のことながら、リンカーは、最小単位の組合せにより構成される所定の基(例、−C(=O)−と−O−の組合せにより構成されるエステル基、および−C(=O)−と−NH−の組合せにより構成されるアミド基)を有していてもよい。
mは、1〜10の整数であり、好ましくは、1〜5の整数であり、より好ましくは1〜3の整数である。
上記(1)〜(13)において、置換基としては、例えば、後述するものが挙げられる。
荷電原子または荷電可能な原子を含む基は、好ましくは、上記の例のなかでも、ジ(C〜Cアルキル)アミノ(より好ましくはジメチルアミノまたはジエチルアミノ)、トリ(C〜Cアルキル)アンモニオ、ピペリジノ基、モルホリノ基、または一般式(d1)で表される基もしくは一般式(d2)で表される基である。
ここで、一般式(d1)で表される基は、以下のとおりである。
Figure 0006791153
〔式中、
Xは、窒素原子または酸素原子を表し、
rは、0〜10の整数を表し、
11は、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基を表す。〕
Xは、好ましくは窒素原子である。
rは、好ましくは、0〜5の整数であり、より好ましくは、0〜3の整数であり、さらにより好ましくは、0、1、または2である。
本明細書で用いられる場合、用語「正に荷電した窒素原子を有する置換基」とは、構成原子中に、正に荷電した窒素原子が含まれる置換基をいい、用語「非荷電の窒素原子を有する置換基」とは、構成原子中に、非荷電の窒素原子が含まれる置換基という。正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基としては、例えば、荷電原子または荷電可能な原子を含む基として挙げた(1)〜(13)の基のうち、正に荷電した窒素原子または非荷電の窒素原子を含む基が挙げられる。具体的には、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基としては、例えば、上記(1)〜(7)、及び上記(1)〜(7)のいずれかの基を含む基が挙げられる。
11により表される、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基は、好ましくは上記(1)〜(7)、または上記(1)〜(7)のいずれかの基を含む基であり、より好ましくは、上記(1)、(2)もしくは(7)の基、または上記(1)、(2)もしくは(7)の基を含む基であり、さらにより好ましくは、上記(1)、(2)もしくは(7)の基である。
11により表される(1)の基は、好ましくはジ(C〜Cアルキル)アミノである。C〜Cアルキルの定義、例、および好ましい例は、後述するとおりである。
11により表される(2)の基は、好ましくはトリ(C〜Cアルキル)アンモニオである。C〜Cアルキルの定義、例、および好ましい例は、後述するとおりである。
11により表される(7)の基は、好ましくは、置換されていてもよい単環式または二環式の含窒素芳香族複素環基である。単環式の含窒素芳香族複素環基としては、例えば、後述する「5員の含窒素芳香族複素環」および「6員の含窒素芳香族複素環」の基が挙げられる。二環式の含窒素芳香族複素環基としては、例えば、後述する「二環式の含窒素芳香族複素環」の基が挙げられる。R11により表される(7)の基は、より好ましくは、単環式の含窒素芳香族複素環基であり、さらにより好ましくは、置換されていてもよいピリジル(例、2−ピリジル、3−ピリジル、4−ピリジル)である。
一般式(d2)で表される基は以下のとおりである。
Figure 0006791153
〔式中、
Yは、窒素原子または酸素原子を表し、
sは、0〜10の整数を表し、
12は、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基を表す。〕
Yは、好ましくは窒素原子である。
sは、好ましくは、0〜5の整数であり、より好ましくは、0〜3の整数であり、さらにより好ましくは、0、1、または2である。
12により表される「正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基」の例および好ましい例は、R11により表される「正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基」の例および好ましい例と同様である。
本発明で用いられる軸不斉化合物は、一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物と反応するものである限り特に限定されないが、第1化合物および第2化合物との容易な反応を可能にするため、反応性に富む所定の反応基を有していてもよい。
本明細書中で用いられる場合、用語「反応基」としては、例えば、求核基、もしくは求電子基、または求核基、もしくは求電子基のうちの少なくとも1つを含む基が挙げられる。例えば、求電子基を有する軸不斉化合物は、アミノ基、ヒドロキシル基およびチオール基(スルファニル基)と良好に反応するので、キラルアミノ酸、キラルアミン、キラルアルコールおよびキラルチオールの分析に有用である。求核基を有する軸不斉化合物は、カルボキシル基と良好に反応するので、キラルアミノ酸およびキラルカルボン酸の分析に有用である。好ましくは、反応基は、後述するような、一般式(i)により表される基、一般式(ii)により表される基、または一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基であってもよい。
本明細書中で用いられる場合、用語「求核基」は、求核反応に利用される電子供与基をいう。求核基としては、例えば、アミノ、ヒドラジノ、スルファニル、ヒドロキシ等が挙げられる。
本明細書中で用いられる場合、用語「求電子基」は、求電子反応に利用される電子受容基をいう。求電子基としては、例えば、カルボキシル、脱離基を有するカルボニル基、マレイミド、アクリロイルアミノ、メタクリロイルアミノ、ホルミル、ケトン、アルデヒド、イソシアナト、イソチオシアナト、ハロゲン原子(例、フッ素原子等)等が挙げられる。
本明細書中で用いられる場合、用語「脱離基」としては、例えば、アルキルオキシ(好ましくは、後述するC〜Cアルキルオキシ)、アルキルカルボニルオキシ(好ましくは、後述するC〜Cアルキルカルボニルオキシ)、ハロゲン原子(例、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、スクシンイミドオキシ、電子吸引基を有するフェニルオキシ(例、ニトロフェニルオキシ、シアノフェニルオキシ、ペンタフルオロフェニルオキシ、トリクロロフェニルオキシ、テトラクロロフェニルオキシ、ペンタクロロフェニルオキシ、アセチルフェニルオキシ、トリフルオロメチルフェニルオキシ、メチルスルホニルフェニルオキシ)、イミダゾリル、トリアゾリル等が挙げられる。脱離基を有するカルボニル基は、正に荷電した炭素原子を有するカルボニル基(いわゆる活性カルボニル基)として作用し得る。
脱離基は、好ましくは、C〜Cアルキルオキシ、C〜Cアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン原子、スクシンイミドオキシ、電子吸引基を有するフェニルオキシ、イミダゾリル、またはトリアゾリルであり、より好ましくは、C〜Cアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン原子、スクシンイミドオキシ、電子吸引基を有するフェニルオキシ、イミダゾリル、またはトリアゾリルであり、さらに好ましくはハロゲン原子、スクシンイミドオキシ、または電子吸引基を有するフェニルオキシである。脱離基としてのハロゲン原子は、好ましくは塩素原子である。脱離基としての、電子吸引基を有するフェニルオキシは、好ましくはニトロフェニルオキシであり、より好ましくはp−ニトロフェニルオキシである。
求核基、および求電子基のうちの少なくとも1つを含む基は、求核基、および求電子基のうちの少なくとも1つ、ならびに他の部分を有する基である。他の部分としては、例えば、アルキル、フェニル等が挙げられる。このような基を有する軸不斉化合物であっても、第1化合物および第2化合物と良好に反応することができる。
軸不斉化合物は、好ましくは、上述したような反応基を1つ有する。軸不斉化合物が反応基を複数有する場合、軸不斉化合物と第1化合物および第2化合物との反応により、複数の反応基の部位に起因して生成する複数種の第1誘導体および複数種の第2誘導体が得られる。この場合、一対の鏡像異性体を分析するためには、複数種の第1誘導体および複数種の第2誘導体の包括的な検出を要することから煩雑である。一方、軸不斉化合物が反応基を1つ有する場合、軸不斉化合物と、一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物との反応により、互いにジアステレオマーの関係にある1種の第1誘導体および1種の第2誘導体が生成するので、一対の鏡像異性体を容易に分析することができる。
(軸不斉化合物と第1化合物および第2化合物との反応)
軸不斉化合物と第1化合物および第2化合物との反応は、自体公知の方法により行うことができる。例えば、溶媒、温度、時間、および試薬等の反応条件を適宜設定することにより、反応を行うことができる。
好ましくは、反応は、一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物について、互いにジアステレオマーの関係にある1種の第1誘導体および1種の第2誘導体が得られるように行われる。この1種の第1誘導体および1種の第2誘導体のみを検出することにより、一対の鏡像異性体を容易に分析することができるためである。
したがって、反応は、一対の軸不斉異性体のうちの一方である軸不斉化合物のキラリティー(R体またはS体)が維持される温和な反応条件下で行われるべきである。軸不斉化合物のキラリティーが維持され得ない過酷な反応条件(例、高温高圧条件)下で反応が行われる場合、自由回転が制限されているはずの不斉軸がエネルギー的に回転可能になり、R体およびS体の混合物が生じるおそれがある。R体およびS体の混合物が生じる場合、反応により、軸不斉化合物の混合物(R体およびS体)と第1化合物および第2化合物との反応により、少なくとも2種の第1誘導体(第1化合物とR体の軸不斉化合物と反応により得られる(R)−第1誘導体、および第1化合物とS体の軸不斉化合物と反応により得られる(S)−第1誘導体)、ならびに少なくとも2種の第2誘導体(第2化合物とR体の軸不斉化合物と反応により得られる(R)−第2誘導体、および第2化合物とS体の軸不斉化合物と反応により得られる(S)−第2誘導体)が生成し得る。この場合、一対の鏡像異性体を分析するためには、2種の第1誘導体および2種の第2誘導体の包括的な検出を要することから煩雑である。一方、軸不斉化合物のキラリティーが維持される条件下で反応が行われる場合、軸不斉化合物と第1化合物および第2化合物との反応により、互いにジアステレオマーの関係にある1種の第1誘導体および1種の第2誘導体が生成するので、一対の鏡像異性体を容易に分析することができる。
軸不斉化合物のキラリティーが維持される温和な反応条件は、軸不斉化合物の種類によっても異なるが、例えば、大気圧下、100℃以下の温度での反応が挙げられる。
反応により得られた誘導体混合物は、反応後かつ工程(2)前に、所定の処理に付されてもよい。このような処理としては、例えば、遠心分離、抽出、ろ過、沈殿、アフィニティー処理、加熱、濃縮、希釈および凍結が挙げられる。
<工程(2)>
本工程では、誘導体混合物において第1誘導体と第2誘導体とが分離される。一般的に、質量分析法が利用される場合、検出される物質の質量電荷比が異なれば質量分析部で分離できるため、分離は必ずしも必要でない。しかしながら、一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物の質量電荷比は同一であるため、本発明の方法では、第1誘導体および第2誘導体の分離が必要とされる。
分離は、第1誘導体と第2誘導体を分離することができる任意の分離方法により行うことができる。このような分離方法としては、例えば、液体クロマトグラフィー、超臨界流体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、薄層クロマトグラフィー等のクロマトグラフィー法、電気泳動法、イオン移動度分光法(例、イオンモビリティー)、沈殿、結晶化、膜分離等が挙げられる。液体クロマトグラフィーとしては、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)が好ましい。これらの方法は、自体公知の方法により行うことができる。
好ましくは、分離は、液体クロマトグラフィーにより行うことができる。液体クロマトグラフィーとしては、例えば、固定相の極性が移動相の極性よりも高い分離系である順相液体クロマトグラフィー、および固定相の極性が移動相の極性よりも低い分離系である逆相液体クロマトグラフィー、親水性相互作用クロマトグラフィー(HILIC)、イオン交換クロマトグラフィー(IEX)、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)等が挙げられる。
順相液体クロマトグラフィーは、自体公知の方法により行うことができる。例えば、順相液体クロマトグラフィーは、シリカ、アルミナ等の固定相、ならびにヘキサン、酢酸エチル、塩化メチレン、イソプロパノール、エタノール、メタノール、テトラヒドロフランおよびこれらの混合溶媒等の移動相を用いて行うことができる。順相液体クロマトグラフィーの中でも、親水性相互作用型カラムクロマトグラフィーが好ましい。
逆相液体クロマトグラフィーは、自体公知の方法により行うことができる。逆相液体クロマトグラフィーの固定相としては、例えば、疎水性化合物で修飾された充填剤が挙げられる。具体的には、逆相液体クロマトグラフィーの固定相としては、例えば、疎水性化合物で修飾されたシリカゲルが挙げられる。逆相液体クロマトグラフィーの移動相としては、例えば、有機溶媒、水溶液およびこれらの混合溶媒が挙げられる。有機溶媒の好ましい例としては、アセトニトリル、メタノール、エタノール、イソプロパノール等が挙げられる。水溶液の好ましい例としては、水、ギ酸水溶液、ギ酸アンモニウム水溶液、トリフルオロ酢酸水溶液、酢酸水溶液、酢酸アンモニウム水溶液、重炭酸アンモニウム水溶液、アンモニア水、緩衝液等が挙げられる。また、ピーク分離が悪い場合、分離能を向上させるためにイオンペア試薬を溶媒に追加してもよく、アルキルスルホン酸ナトリウムおよびその塩や、テトラアルキルアンモニウムまたはトリアルキルアミンおよびその塩などが用いられる。液体クロマトグラフィーにおいて、移動相を混合溶媒とする場合、混合比を段階的に変化させてもよく、連続的に変化させてもよい。液体クロマトグラフィーの温度条件、移動相流量は、第1誘導体および第2誘導体の性質、第1誘導体と第2誘導体との分離度等に応じて適宜設定され得る。
好ましくは、液体クロマトグラフィーは、逆相液体クロマトグラフィーである。
分離はまた、疎水性カラムを用いて行われてもよい。本明細書で用いられる場合、用語「疎水性カラム」とは、固定相として疎水性充填材を用いたカラムを意味する。疎水性充填材としては、例えば、アルキル化合物(例、C1〜C40化合物、アダマンチル基)や芳香族性化合物(例、ベンゼン、ナフタレン等のアリール化合物)で修飾された充填剤(例、シリカゲルまたはポリマー系の充填剤)が挙げられる。なお、これら修飾に関しては、充填剤表面と修飾基の間にリンカーを含んでも良い。疎水性カラムとして、芳香族性化合物で修飾された充填剤、および軸不斉化合物として疎水性物質を用いることにより、鏡像異性体を高感度かつ短時間で分離度良く分析できる。
好ましくは、分離は、上記疎水性カラムを用いた逆相高速液体クロマトグラフィー(逆相HPLC)により行われる。この場合、移動相としては、水溶液(例、水、ギ酸水溶液、ギ酸アンモニウム水溶液、トリフルオロ酢酸水溶液、酢酸水溶液、酢酸アンモニウム水溶液、重炭酸アンモニウム水溶液、アンモニア水)と有機溶媒(例、アセトニトリル、メタノール、エタノール、イソプロパノール)との混合溶媒を用いることができる。分離は、勾配条件により行うことができる。勾配条件として、先ず、水溶液の比率が有機溶媒の比率より高い混合溶媒を使用し、次いで、段階的または連続的に水溶液の比率を低下させることにより、水溶液の比率が有機溶媒の比率より低い混合溶媒を使用する条件を利用することができる。
分離において、第1誘導体および第2誘導体の保持時間は、適宜設定することができるが、本発明の方法によれば、第1誘導体および第2誘導体の保持時間を短時間に設定することにより、鏡像異性体を短時間で分析することができる。第1誘導体および第2誘導体の保持時間としては、特に限定されず、本発明の方法により分析される鏡像異性体の種類、および本発明の方法の目的等に応じて適宜設定することができる。第1誘導体および第2誘導体の保持時間は、例えば、約120分以内、約90分以内、約60分以内、約50分以内、約40分以内、約30分以内、約20分以内、約15分以内、または約10分以内である。例えば、鏡像異性体としてアミノ酸およびカルボン酸化合物を用いた場合、本発明の方法によれば、保持時間を約20分以内に設定することができるので、本発明の方法を短時間で行うことができる。また、本発明の方法は、タンパク質構成アミノ酸(20種)のうちの19種のL−アミノ酸(グリシンを除く)、およびその鏡像異性体である19種のD−アミノ酸の全てを20分以内の保持時間の設定において包括的に分析できるので、鏡像異性体としてタンパク質構成アミノ酸の迅速な分析に優れる。
一般に、小さなピークと大きなピークが同一のクロマトグラム上に存在する場合、大きなピークが先に溶出した場合に、そのテーリング上に小さい方のピークが乗ってしまい、定量性を低下させ、解析を煩雑にさせることがある。そのため、高濃度側のピークよりも、低濃度側のピークを先に溶出させることに、技術的意義がある。高等生物に含まれるアミノ酸(例えば血漿中などに含まれるアミノ酸)を分析する場合、濃度が高いL体のアミノ酸よりも先に、低濃度であるD体のアミノ酸を先に溶出させることが以上の観点から重要になる。また、生体サンプルでも、一部の組織から取ったサンプルや、発酵等で生じたもののサンプル、また合成品等を分析する場合では、D体のアミノ酸の方が高濃度で含まれることもあり、この場合は使用する軸不斉化合物の立体を変更すれば、容易にD体とL体の溶出順を変更することが可能である。例えば、本発明の方法は、タンパク質構成アミノ酸(20種)のうちの19種のL−アミノ酸(グリシンを除く)、およびその鏡像異性体である19種のD−アミノ酸の全てに関連して、D−アミノ酸誘導体を先ず溶出させ、L−アミノ酸誘導体を次に溶出させることに成功している。また、測定対象によっては、測定対象のD体およびL体のアミノ酸濃度が逆転する場合がある。例えば、合成品の化合物の分析や、D−アミノ酸に富む部位の分析を行う場合等であるが、その場合はS体の軸不斉化合物を用いることで、溶出順を変更し、容易にL−アミノ酸を先に溶出させることができる。
分離は、下記数式により表される分離度Rが0.5以上の値を示すように行われてもよい。分離度Rが0.5以上の値を示す場合、鏡像異性体を充分に分離して分析することができる。
Figure 0006791153
〔上記数式において、tは第1誘導体の保持時間(分)を表し、tは第2誘導体の保持時間(分)を表し、Wは、第1誘導体の半値幅(分)を表し、Wは、第2誘導体の半値幅(分)を表す。分母は絶対値を表し、Rは正の値を取る。〕
分離度Rは、0.6以上、0.7以上、0.8以上、0.9以上、1.0以上、1.2以上、1.3以上、1.4以上、または1.5以上であってもよい。分離度Rは、高い値を示すほど、鏡像異性体の分離能に優れることを示す。
<工程(3)>
本工程では、分離した第1誘導体および第2誘導体が、質量分析法により検出される。
質量分析法は、特に限定されず、各種イオン化方法、各種イオン分離方法、各種検出器を組み合わせた質量分析法を使用してよい。
イオン化方法としては、例えば、電子イオン化(Electron Ionization:EI)法、化学イオン化(Chemical Ionization:CI)法、高速原子衝撃(Fast Atom Bombardment:FAB)法、エレクトロスプレーイオン化(Electrospray Ionization:ESI)法、大気圧化学イオン化(atmospheric pressure chemical ionization:APCI)法、大気圧光イオン化(Atmospheric Pressure Photoionization:APPI)法、マトリックス支援レーザー脱離イオン化(matrix−assisted laser desorption/ionization:MALDI)、ソフトレーザー脱離イオン化質量分析法(soft laser desorption/ionization. mass spectrometry:LDI)法、脱離エレクトロスプレーイオン化(Desorption Electrospray Ionization:DESI)法、探針エレクトロスプレーイオン化(Probe Electrospray Ionization:PESI)法等が挙げられる。
イオン分離方法としては、例えば、磁場型質量分離方法、四重極型質量分離方法、イオントラップ型質量分離方法、飛行時間型質量分離方法、フーリエ変換イオンサイクロトロン型質量分離方法、電場型フーリエ変換型質量分析装置を用いたイオン分離方法が挙げられる。
検出器としては、例えば、二次電子増倍管、後段加速型検出器、チャンネルトロン、マルチチャンネルトロン、アレイ検出器、位置・時間分解型アレイ検出器、光電子増倍管等が挙げられる。
質量分析法は、負電荷を検出するネガティブモードで行われても、正電荷を検出するポジティブモードで行われてもよいが、好ましくは、正電荷を検出するポジティブモードで行われる。
質量分析法による検出は、1つの質量分離装置で行っても良いし、直列につながれた2以上の質量分離装置を含む装置で行われてもよい。例えば、検出は、直列につながれた3つの質量分離装置を含む装置(例:三連四重極型質量分析計、四重極−飛行時間型質量分析計、四重極−キングドントラップ型質量分析計等)で行うことができる。検出を三連四重極型質量分析計により行う場合、選択反応モニタリング(SRM:Selected Reaction Monitoring)、プロダクトイオンスキャンモード、プリカーサーイオンスキャンモード、ニュートラルロススキャンモードのいずれの方法によっても行うことができる。さらに、質量分析装置の前に、イオンモビリティー分離機能を搭載した質量分析計を用いても良い。
検出を三連四重極型質量分析計により行う場合、SRMにより検出を行うことが好ましい。ここで、3つの四重極を、イオン源に近い方から、それぞれQ1、Q2、Q3と名付けると、Q1において、特定のイオンをプリカーサーイオンとして選択し、Q2においてプリカーサーイオンを分解し、Q3において、プリカーサーイオンの分解により生じたフラグメントイオンのうち特定のイオンを選択する。したがって、SRMにより検出を行うことにより、夾雑成分の影響を取り除いた検出を行うことができる。また、特に軸不斉化合物と結合した化合物のみを網羅的に検出したい場合は、試薬の由来のフラグメントイオンを指定したプリカーサーイオンスキャン、場合によってはニュートラルロススキャンで測定することにより、軸不斉化合物と反応した化合物を探すことが可能である。
第1誘導体および第2誘導体が、荷電原子または荷電可能な原子を含むことにより、質量分析法により第1誘導体および第2誘導体を容易に検出することができる。
分離した第1誘導体および第2誘導体を検出する際には、質量分析法以外の他の方法を質量分析法と併用してもよい。かかる他の方法としては、例えば、紫外吸収を検出する方法、可視光吸収を検出する方法、蛍光を検出する方法等が挙げられる。
第1誘導体および第2誘導体を質量分析法を用いて測定することで、カラムクロマトグラフィーだけでなく、質量でも成分を分離できるため、分析を短時間化することが可能である。特に本発明の方法を用いた場合、少なくとも19種類のタンパク質構成アミノ酸のD体およびL体の分離を、20分以内で完了することが可能になる。
本発明の方法では、工程(2)および工程(3)について分離および検出は、分離装置および検出装置を併用して、または一つの分離検出装置を用いて行うことができるが、本発明の方法を短時間で行うことが意図される場合、一つの分離検出装置を用いて行うことが好ましい。このような場合、例えば、液体クロマトグラフィーと質量分析を並行して行うLC−MS、またはLC−MS/MSを利用することができる。
本発明の方法は以上のとおり行うことができるが、好ましくは、以下で詳述する特定の実施形態で行われてもよい。
特定の実施形態では、本発明で用いられる軸不斉異性体は、荷電原子または荷電可能な原子を含まない物質である。具体的には、このような物質は、下記一般式(I):
Figure 0006791153
〔式中、
環Aおよび環Bは、各々独立して、ベンゼン環または芳香族複素環を表し、
環Aと環Bとの結合は、不斉軸を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
環Aおよび環Bは、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
前記基は、(a)反応基、または(b)置換基であり、
反応基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在する。〕により表される化合物である。
別の特定の実施形態では、本発明で用いられる軸不斉異性体は、荷電原子または荷電可能な原子を含む物質である。具体的には、このような物質は、下記一般式(I’):
Figure 0006791153
〔式中、
環Aおよび環Bは、各々独立して、ベンゼン環または芳香族複素環を表し、
環Aと環Bとの結合は、不斉軸を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
環Aおよび環Bは、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
前記基は、(a)反応基、(b)荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または(c)置換基であり、
反応基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在し、かつ、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基がR〜R、RおよびRのいずれにも存在しない場合、環Aおよび環Bの少なくとも一方が、荷電原子または荷電可能な原子を有する芳香族複素環を表すか、またはRおよびRが一緒になって形成される環、およびRおよびRが一緒になって形成される環の少なくとも一方が存在し、荷電原子または荷電可能な原子を有する環を表す。〕により表される化合物である。
一般式(I)または(I’)により表される化合物において、芳香族複素環、反応基、荷電原子および荷電可能な原子を有する基の定義、例、および好ましい例は、上述したとおりである。RおよびRが一緒になって形成される環、およびRおよびRが一緒になって形成される環は、上述した芳香族性または非芳香族性の環である。すなわち、RおよびRが一緒になって形成される環、およびRおよびRが一緒になって形成される環は、ベンゼン環、または芳香族複素環との縮合形態で存在し、ベンゼン環、または芳香族複素環と一緒になって、上述した二環式の縮合環(好ましくは、上述した二環式の芳香族環)を示す。
一般式(I)または(I’)により表される化合物における前記基、すなわち、Rの基(環Bと結合した環A構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基)、Rの基(環Bと結合した環A構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基)、Rの基、Rの基(環Aと結合した環B構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基)、Rの基(環Aと結合した環B構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基)、Rの基、Rの基、およびRの基は、反応基、荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または置換基である。R、R、R、およびRが水素原子ではなく、このような基を有することにより、軸不斉化合物の不斉軸を回転軸とする自由回転を制限することができる。また、反応基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在することにより、上述したとおり、軸不斉化合物と、一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物との反応により、互いにジアステレオマーの関係にある1種の第1誘導体および1種の第2誘導体が生成するので、一対の鏡像異性体を容易に分析することができる。
本明細書中で用いられる場合、用語「置換基」は、特に指定されない限り、以下(i)〜(iv)であり得る:
(i)ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、またはシアノ;
(ii)C〜Cアルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜Cアルキルカルボニル、C〜Cアルキルオキシカルボニル、C〜Cアルキルカルボニルオキシ、C〜Cアルキルチオ、モノ(C〜Cアルキル)アミノ、またはジ(C〜Cアルキル)アミノ(ここで、これらの基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。);
(iii)フェニル、フェニルオキシ、フェニルカルボニル、フェニルオキシカルボニル、フェニルカルボニルオキシ、フェニルチオ、モノフェニルアミノ、フェニル(C〜Cアルキル)アミノ、またはジフェニルアミノ(ここで、これらの基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。);あるいは
(iv)ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールカルボニル、ヘテロアリールオキシカルボニル、ヘテロアリールカルボニルオキシ、ヘテロアリールチオ、モノヘテロアリールアミノ、N−ヘテロアリール−N−(C〜Cアルキル)アミノ、N−ヘテロアリール−N−(フェニル)アミノ、またはジヘテロアリールアミノ(ここでヘテロアリールは単環式または二環式の芳香族複素環基である。これらの基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。)。
本明細書中で用いられる場合、用語「ハロゲン原子」としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子が挙げられる。
本明細書中で用いられる場合、表現「C〜C」(xおよびyは、y>xを満たす正の整数である。)は、該表現の直後に記載される基または環の炭素原子数が、x個〜y個の範囲にあることを意味する。
本明細書中で用いられる場合、用語「C〜Cアルキル」は、炭素原子数1〜6個を有する直鎖または分岐のアルキルを意味する。C〜Cアルキルとしては、例えば、メチル、エチル、プロピル、iso−プロピル、ブチル、iso−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、1−エチルプロピル、ヘキシル、イソヘキシル、1,1−ジメチルブチル、2,2−ジメチルブチル、3,3−ジメチルブチル、2−エチルブチル等が挙げられる。C〜Cアルキルは、好ましくは、C〜Cアルキルである。
本明細書中で用いられる場合、用語「C〜Cアルキルオキシ」は、上記「C〜Cアルキル」を有するオキシ基(即ち、C〜Cアルキル−O−)を意味する。用語「C〜Cアルキルオキシ」における「C〜Cアルキル」の例は、上記のとおりである。具体的には、C〜Cアルキルオキシとしては、例えば、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、1−メチルエチルオキシ、ブチルオキシ等が挙げられる。C〜Cアルキルオキシは、好ましくは、C〜Cアルキルオキシである。
本明細書中で用いられる場合、用語「C〜Cアルキルカルボニル」は、上記「C〜Cアルキル」を有するカルボニル基(即ち、C〜Cアルキル−CO−)を意味する。用語「C〜Cアルキルカルボニル」における「C〜Cアルキル」の例は、上記のとおりである。具体的には、C〜Cアルキルカルボニルとしては、例えば、アセチル、プロパノイル、ブタノイル等が挙げられる。C〜Cアルキルカルボニルは、好ましくは、C〜Cアルキルカルボニルである。
本明細書中で用いられる場合、用語「C〜Cアルキルオキシカルボニル」は、上記「C〜Cアルキル」を有するオキシカルボニル基(即ち、C〜Cアルキル−O−CO−)を意味する。用語「C〜Cアルキルオキシカルボニル」における「C〜Cアルキル」の例は、上記のとおりである。具体的には、C〜Cアルキルオキシカルボニルとしては、例えば、メチルオキシカルボニル、エチルオキシカルボニル、ブチルオキシカルボニル等が挙げられる。C〜Cアルキルオキシカルボニルは、好ましくは、C〜Cアルキルオキシカルボニルである。
本明細書中で用いられる場合、用語「C〜Cアルキルカルボニルオキシ」は、上記「C〜Cアルキル」を有するカルボニルオキシ基(即ち、C〜Cアルキル−CO−O−)を意味する。用語「C〜Cアルキルカルボニルオキシ」における「C〜Cアルキル」の例は、上記のとおりである。具体的には、C〜Cアルキルカルボニルオキシとしては、例えば、アセトキシ、エチルカルボニルオキシ等が挙げられる。C〜Cアルキルカルボニルオキシは、好ましくは、C〜Cアルキルカルボニルオキシである。
本明細書中で用いられる場合、用語「C〜Cアルキルチオ」は、上記「C〜Cアルキル」を有するチオ基(即ち、C〜Cアルキル−S−)を意味する。用語「C〜Cアルキルチオ」における「C〜Cアルキル」の例は、上記のとおりである。具体的には、C〜Cアルキルチオとしては、例えば、メチルチオ、エチルチオ等が挙げられる。C〜Cアルキルチオは、好ましくは、C〜Cアルキルチオである。
本明細書中で用いられる場合、用語「モノ(C〜Cアルキル)アミノ」は、上記「C〜Cアルキル」でモノ置換されたアミノ基を意味する。用語「モノ(C〜Cアルキル)アミノ」における「C〜Cアルキル」の例は、上記のとおりである。具体的には、モノ(C〜Cアルキル)アミノとしては、例えば、メチルアミノ、エチルアミノ等が挙げられる。モノ(C〜Cアルキル)アミノは、好ましくは、モノ(C〜Cアルキル)アミノである。
本明細書中で用いられる場合、用語「ジ(C〜Cアルキル)アミノ」は、上記「C〜Cアルキル」でジ置換されたアミノ基を意味する。用語「ジ(C〜Cアルキル)アミノ」における「C〜Cアルキル」の例は、上記のとおりである。具体的には、ジ(C〜Cアルキル)アミノとしては、例えば、ジメチルアミノ、ジエチルアミノ等が挙げられる。ジ(C〜Cアルキル)アミノは、好ましくは、ジ(C〜Cアルキル)アミノである。
本明細書中で用いられる場合、用語「フェニル(C〜Cアルキル)アミノ」は、フェニルおよび上記「C〜Cアルキル」で置換されたアミノ基を意味する。用語「ジ(C〜Cアルキル)アミノ」における「C〜Cアルキル」の例は、上記のとおりである。具体的には、フェニル(C〜Cアルキル)アミノとしては、例えば、メチルフェニルアミノ、エチルフェニルアミノ等が挙げられる。
本明細書中で用いられる場合、用語「ヘテロアリール」、ならびに用語「ヘテロアリールオキシ」、「ヘテロアリールカルボニル」、「ヘテロアリールオキシカルボニル」、「ヘテロアリールカルボニルオキシ」、「ヘテロアリールチオ」、「モノヘテロアリールアミノ」、「N−ヘテロアリール−N−(C〜Cアルキル)アミノ」、「N−ヘテロアリール−N−(フェニル)アミノ」、および「ジヘテロアリールアミノ」における「ヘテロアリール」は、単環式または二環式の芳香族複素環基である。単環式の芳香族複素環基としては、例えば、上述した「5員の芳香族複素環」および「6員の芳香族複素環」の基が挙げられるが、5員の含窒素芳香族複素環(例、ピロール、ピラゾール、イソオキサゾール、イソチアゾール、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール)の基、および6員の含窒素芳香族複素環(例、上述したもの)の基が好ましい。二環式の芳香族複素環基としては、二環式の含窒素芳香族複素環(例、インドール、ベンゾピラゾール、ベンズイソオキサゾール、ベンズイソチアゾール、ベンズイミダゾール、ベンズオキサゾール、ベンゾチアゾール、キノリン、イソキノリン、シンノリン、フタラジン、キナゾール、キノキサリン、プテリジン、プリン)の基が好ましい。
本明細書中で用いられる場合、用語「ヘテロアリールオキシ」は、上記「ヘテロアリール」を有するオキシ基(即ち、ヘテロアリール−O−)を意味する。用語「ヘテロアリールオキシ」における「ヘテロアリール」の例および好ましい例は、上記のとおりである。具体的には、ヘテロアリールオキシとしては、例えば、ピロリルオキシ、オキサゾリルオキシ、チアゾリルオキシ、ピリジルオキシ等が挙げられる。
本明細書中で用いられる場合、用語「ヘテロアリールカルボニル」は、上記「ヘテロアリール」を有するカルボニル基(即ち、ヘテロアリール−CO−)を意味する。用語「ヘテロアリールカルボニル」における「ヘテロアリール」の例は、上記のとおりである。具体的には、ヘテロアリールカルボニルとしては、例えば、ピロリルカルボニル、オキサゾリルカルボニル、チアゾリルカルボニル、ピリジルカルボニル等が挙げられる。
本明細書中で用いられる場合、用語「ヘテロアリールオキシカルボニル」は、上記「ヘテロアリール」を有するオキシカルボニル基(即ち、ヘテロアリール−O−CO−)を意味する。用語「ヘテロアリールオキシカルボニル」における「ヘテロアリール」の例は、上記のとおりである。具体的には、ヘテロアリールオキシカルボニルとしては、例えば、ピロリルオキシカルボニル、オキサゾリルオキシカルボニル、チアゾリルオキシカルボニル、ピリジルオキシカルボニル等が挙げられる。
本明細書中で用いられる場合、用語「ヘテロアリールカルボニルオキシ」は、上記「ヘテロアリール」を有するカルボニルオキシ基(即ち、ヘテロアリール−CO−O−)を意味する。用語「ヘテロアリールカルボニルオキシ」における「ヘテロアリール」の例は、上記のとおりである。具体的には、ヘテロアリールカルボニルオキシとしては、例えば、ピロリルカルボニルオキシ、オキサゾリルカルボニルオキシ、チアゾリルカルボニルオキシ、ピリジルカルボニルオキシ等が挙げられる。
本明細書中で用いられる場合、用語「ヘテロアリールチオ」は、上記「ヘテロアリール」を有するチオ基(即ち、ヘテロアリール−S−)を意味する。用語「ヘテロアリールチオ」における「ヘテロアリール」の例は、上記のとおりである。具体的には、ヘテロアリールチオとしては、例えば、ピロリルチオ、オキサゾリルチオ、チアゾリルチオ、ピリジルチオ等が挙げられる。
本明細書中で用いられる場合、用語「N−ヘテロアリール−N−(C〜Cアルキル)アミノ」は、上記「ヘテロアリール」および上記「C〜Cアルキル」でジ置換されたアミノ基を意味する。用語「N−ヘテロアリール−N−(C〜Cアルキル)アミノ」における「C〜Cアルキル」の例は、上記のとおりである。
用語「置換基」は、上述したとおりであるが、好ましくは、一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物と反応し得ない荷電不能な基である。一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物と反応し得ない荷電不能な基は、第1化合物および第2化合物の種類、および質量分析法で検出されるべき荷電状態の種類に応じて異なり、採用されるべき本発明の方法の詳細に応じて適宜選択することができる。好ましくは、一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物と反応し得ない荷電不能な基としては、例えば、上記した置換基のうち、C〜Cアルキルが挙げられる。
好ましい実施形態では、上記一般式(I)により表される化合物は、下記一般式(II):
Figure 0006791153
〔式中、
ベンゼン環間の結合は、不斉軸を表し、
およびRは、各々、基を表し、
は、基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
は、基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
2つのベンゼン環は、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
前記基は、(a)反応基、または(b)置換基であり、
反応基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在する。〕により表される化合物である。
別の好ましい実施形態では、上記一般式(I’)により表される化合物は、下記一般式(II’):
Figure 0006791153
〔式中、
ベンゼン環間の結合は、不斉軸を表し、
およびRは、各々、基を表し、
は、基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
は、基を表し、
は、水素原子、または基を表し、
あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
2つのベンゼン環は、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
前記基は、(a)反応基、(b)荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または(c)置換基であり、
反応基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在し、かつ、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基がR〜R、RおよびRのいずれにも存在しない場合、RおよびRが一緒になって形成される環、およびRおよびRが一緒になって形成される環の少なくとも一方が存在し、荷電原子または荷電可能な原子を有する環を表す。〕により表される化合物である。
一般式(II)または(II’)により表される化合物において、反応基、ならびに荷電原子および荷電可能な原子を有する基の定義、例、および好ましい例は、上述したとおりである。RおよびRが一緒になって形成される環、およびRおよびRが一緒になって形成される環は、上記一般式(I)により表される化合物と同じである。
一般式(II)または(II’)により表される化合物における前記基、すなわち、R〜R、R、およびRの基は、反応基、荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または置換基であり、これらの基の詳細は、一般式(I)または(I’)により表される化合物と同じである。
より好ましい実施形態では、本発明で用いられる軸不斉異性体は、下記一般式(II−1)で表される化合物である。
Figure 0006791153
〔式中、
2つのベンゼン環間の結合は、不斉軸を表し、
は、反応基を表し、
は、荷電原子または荷電可能な原子を有する基を表し、
およびRは、各々、置換基を表し、
2つのベンゼン環は、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、置換基を表す)をさらに有していてもよい。〕
上記一般式(II−1)で表される化合物において、反応基、および荷電原子または荷電可能な原子を有する基の詳細は、上述したとおりである。
さらにより好ましい実施形態では、本発明で用いられる軸不斉異性体のうちの一方である軸不斉化合物は、下記一般式(II−1−1)で表される化合物である。なお、下記一般式(II−1−1)で表される化合物は、不斉軸についてR体である。
Figure 0006791153
〔式中、
太線は、紙面より手前にある結合を示し、
、R、R、R、R、およびRは、上記一般式(II−1)中のR、R、R、R、R、およびRと同じ意味を有する。〕
より好ましい別の実施形態では、本発明で用いられる軸不斉異性体は、下記一般式(II−2)で表される化合物である。
Figure 0006791153
〔式中、
2つのナフタレン環間の結合は、不斉軸を表し、
は、反応基を表し、
は、荷電原子または荷電可能な原子を有する基を表し、
2つのナフタレン環は、それらの環構成原子に結合する1または2個のRA1および1〜4個のRA2、ならびに1または2個のRB1および1〜4個のRB2(ここで1または2個のRA1および1〜4個のRA2、ならびに1または2個のRB1および1〜4個のRB2は、各々、置換基を表す)をさらに有していてもよい。〕
上記一般式(II−2)で表される化合物において、反応基、および荷電原子または荷電可能な原子を有する基の詳細は、上述したとおりである。
さらにより好ましい実施形態では、本発明で用いられる軸不斉異性体のうちの一方である軸不斉化合物は、下記一般式(II−2−1)で表される化合物である。なお、下記一般式(II−2−1)で表される化合物は、不斉軸についてR体である。
Figure 0006791153
〔式中、
太線は、紙面より手前にある結合を示し、
、R、RA1、RA2、RB1、およびRB2は、上記一般式(II−2)中のR、R、RA1、RA2、RB1、およびRB2と同じ意味を有する。〕
特に好ましい実施形態では、本発明で用いられる軸不斉異性体としては、例えば、下記式(101)〜(114)により表される化合物が挙げられる。
Figure 0006791153
上記式(101)〜(105)、(108)〜(114)中、Rは脱離基を表す。Rにより表される脱離基の定義、例および好ましい例は、先に説明したものと同じである。
上記式(106)中、RおよびR10は、各々独立して、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。RおよびR10により表されるC〜Cアルキル基の定義、例および好ましい例は、先に説明したものと同様である。
本発明はまた、新規軸不斉化合物、またはその塩を提供する。
新規軸不斉化合物の塩としては、例えば、金属塩(例、ナトリウム塩、カリウム塩等の一価の金属塩、およびカルシウム塩、マグネシウム塩等の二価の金属塩)、無機塩(例、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物等のハロゲン化物塩、およびアンモニウム塩)、有機塩(例、アルキル基で置換されたアンモニウム塩)、および酸付加塩(例、硫酸、塩酸、臭化水素酸、硝酸、リン酸等の無機酸との塩、および酢酸、シュウ酸、乳酸、クエン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸等の塩)が挙げられる。
具体的には、本発明の軸不斉化合物は、上記式(I’)、(II’)において、
反応基が、(a’)一般式(i)により表される基、一般式(ii)により表される基、または一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基であり、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基が、ジ(C〜Cアルキル)アミノ、トリ(C〜Cアルキル)アンモニオ、ピペリジノ基、モルホリノ基、または上記一般式(d1)もしくは上記一般式(d2)で表される基であり、
〜R、RおよびRのうち少なくとも1つが、荷電原子または荷電可能な原子を有する基である化合物;あるいは
上記式(II−1)、(II−1−1)、(II−2)、または(II−2−1)において、反応基が(a’)一般式(i)により表される基、一般式(ii)により表される基、または一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基であり、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基が、ジ(C〜Cアルキル)アミノ、トリ(C〜Cアルキル)アンモニオ、ピペリジノ基、モルホリノ基、または上記一般式(d1)もしくは上記一般式(d2)で表される基である化合物である。反応基が上記特定の反応基である場合、上記式の番号に記号「’」を付して区別することがある。
一般式(i)により表される基は、以下である。
Figure 0006791153
〔式中、
は、ヒドロキシ基または脱離基を表し、
nは、0または1を表し、
nが0のとき、Rは、存在せず、
nが1のとき、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕
一般式(i)において、Rにより表されるC〜Cアルキル基は、先に説明したものと同じである。nは、好ましくは1である。
一般式(i)において、Rにより表される脱離基は、先に説明したものと同じであり、好ましくは、C〜Cアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン原子、スクシンイミドオキシ、電子吸引基を有するフェニルオキシ、イミダゾリル、トリアゾリルである。
一般式(ii)により表される基は、以下である。
Figure 0006791153
〔式中、
およびR10は、各々独立して、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕
一般式(ii)において、RおよびR10により表されるC〜Cアルキル基は、先に説明したものと同じである。好ましくは、RおよびR10は、各々、水素原子である。
上記一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基は、上述したとおり、式:−(L)m−〔式中、Lは、反復可能な単位を示す。mは、1〜10の整数である。〕で表されるリンカーを介して、一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基が意図される。Lおよびmの例および好ましい例は、上述したとおりである。このような基もまた、反応基として作用することができる。
本発明の軸不斉化合物は、従前公知の方法を利用して製造することができる。
例えば、下記反応により、上記一般式(I)または(I’)の好ましい例である下記一般式(I’a)で表される化合物を製造することができる。
Figure 0006791153
上記反応式中の一般式Aおよび一般式(I’a)において、環A、環B、R、R、R、R、R、R、およびRは、上記一般式(I)中の環A、環B、R、R、R、R、R、R、およびRと同じ意味を表し、Rは、脱離基を表し、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキルを表す。
上記反応式中の化合物aとしては、例えば、N,N’−ジスクシンイミジルカルボナート(DSC)、ビスペンタフルオロフェニルカルボナート、1,1’−カルボニルジイミダゾール(CDI)等を使用できる。
また、化合物aの代わりに、例えば、基Rを含むクロロギ酸エステル(例、クロロギ酸4−ニトロフェニル)を使用してもよい。
化合物aの一般式Aで表される化合物に対する等量は、好ましくは1等量以上である。上記反応の溶媒として、化合物aおよび一般式Aで表される化合物とは反応しない反応溶媒を使用することができ、例えば、ジクロロメタンが挙げられる。反応温度および反応時間は、一般式Aで表される化合物および化合物aの性質等に応じて設定することができ、例えば、室温(例えば、15℃〜25℃)で8時間以上である。
本発明の軸不斉化合物は、例えば、鏡像異性体の誘導体化のために有用である。したがって、本発明はまた、本発明の軸不斉化合物、またはその塩を含む、鏡像異性体の誘導体化試薬(例、質量分析用誘導体化試薬)を提供する。具体的には、本発明の誘導体化試薬に含まれる軸不斉化合物は、上記式(I)、(I’)、(II)、(II’)、(II−1)、(II−1−1)、(II−2)、または(II−2−1)により表される化合物である。
好ましい実施態様では、本発明の誘導体化試薬に含まれる軸不斉化合物は、
上記式(I’)、(II’)において、
反応基が(a’)一般式(i)により表される基、一般式(ii)により表される基、または一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基であり、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基が、ジ(C〜Cアルキル)アミノ、トリ(C〜Cアルキル)アンモニオ、ピペリジノ基、モルホリノ基、または上記一般式(d1)もしくは上記一般式(d2)で表される基であり、
〜R、RおよびRのうち少なくとも1つが、荷電原子または荷電可能な原子を有する基である化合物;あるいは
上記式(II−1)、(II−1−1)、(II−2)、または(II−2−1)において、反応基が(a’)一般式(i)により表される基、一般式(ii)により表される基、または一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基であり、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基が、ジ(C〜Cアルキル)アミノ、トリ(C〜Cアルキル)アンモニオ、ピペリジノ基、モルホリノ基、または上記一般式(d1)もしくは上記一般式(d2)で表される基である化合物である。
好ましい特定の別の実施形態では、一対の鏡像異性体は、特定のキラルアミノ酸である。特定のキラルアミノ酸は、例えば、下記一般式(A−1)または一般式(A−2)により表されるアミノ酸である。
Figure 0006791153
Figure 0006791153
上記一般式(A−1)中、RおよびRは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、グアニジノ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、シアノ、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキル、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいフェニル、および同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選ばれる基である。ただし、RおよびRは、互いに異なる。tは、0〜3の整数を表す。好ましくは、tは、0、1、または2の整数を表す。pは、0〜3の整数を表す。好ましくは、pは、0、1、または2の整数を表す。
およびRにより表される「C〜Cアルキル」は、上述したC〜Cアルキルと同じである。
およびRにより表される「同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」は、単環式または二環式の含窒素芳香族複素環基である。単環式または二環式の含窒素芳香族複素環基としては、上述した「5員の含窒素芳香族複素環」および「6員の含窒素芳香族複素環」の基が挙げられる。二環式の含窒素芳香族複素環基としては、上述した「二環式の含窒素芳香族複素環」の基が挙げられる。
およびRにより表される「C〜Cアルキル」、「フェニル」、および「ヘテロアリール」は、1〜3個、好ましくは1または2個の置換基を有していてもよい。置換基が複数ある場合、各置換基は同一でも異なっていてもよい。置換基としては、上述した(i)〜(iv)の置換基が挙げられる。
好ましくは、Rは、水素原子を表し、Rは、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキルを表す。
好ましくは、RおよびRとしての「同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキル」の「置換基」は、下記の基である:
(1)ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、カルバモイル、またはカルバモイルアミノ;
(2)C〜Cアルキルチオ(ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。);
(3)フェニル(ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。);あるいは
(4)インドリル、またはイミダゾリル(ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。)。
より好ましくは、RおよびRにより表される「同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキル」の「置換基」は、下記の基である:
(1’)ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、カルバモイル、またはカルバモイルアミノ;
(2’)メチルチオ;
(3’)フェニル、またはヒドロキシフェニル;あるいは
(4’)インドリル、またはイミダゾリル。
好ましくは、Rは、水素原子を表し、Rは、メチル、1−メチルエチル、2−メチルプロピル、1−メチルプロピル、ヒドロキシメチル、1−ヒドロキシエチル、スルファニルメチル、4−アミノブチル、3−グアニジノプロピル、カルボキシメチル、2−カルボキシエチル、カルバモイルメチル、2−カルバモイルエチル、2−(メチルチオ)エチル、フェニルメチル、4−ヒドロキシフェニルメチル、3−インドリルメチル、イミダゾリルメチル、3−アミノプロピル、3−(カルバモイルアミノ)プロピル、2−ヒドロキシエチル、または4−グアニジノブチルを表す。アミノ酸とRおよびRとの関係を、以下の表1に示す。
Figure 0006791153
上記一般式(A−2)中、環Cは、5員または6員の含窒素環を表す。5員の含窒素環としては、例えば、ピロール、ピロリジン、ピロリン、イミダゾリジン、イミダゾリン、ピラゾリジン、ピラゾリン等が挙げられる。6員の含窒素環としては、例えば、ピリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン等が挙げられる。環Cは、好ましくは、5員の含窒素環であり、より好ましくは、ピロリジンである。環Cがピロリジンである場合、一般式(A−2)により表されるアミノ酸は、プロリンであり得る。
キラルアミノ酸において、アミノ基またはカルボキシル基は、保護基により保護されていてもよい。保護基として、従前公知の保護基を挙げることができる。カルボキシルの保護基としては、例えば、メチル、メトキシメチル、メチルチオメチル、ベンジルオキシメチル、tert−ブチル、ベンジル、トリメチルシリル、およびtert−ブチルジメチルシリルが挙げられる。アミノの保護基としては、例えば、メトキシカルボニル、トリメチルシリルエチルオキシカルボニル、tert−ブチルオキシカルボニル、ベンジルオキシカルボニル、ホルミル、アセチル、ベンゾイル、および9−フルオレニルメトキシカルボニルが挙げられる。
第1化合物および第2化合物としてのキラルカルボン酸としては、例えば、以下の式(C−1)で表されるカルボン酸が挙げられる。
Figure 0006791153
上記一般式(C−1)において、R、R、およびRは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、グアニジノ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、シアノ、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキル、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいフェニル、および同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選ばれる基を表す。ただし、R、R、およびRは、互いに異なる。R、R、およびRにより表される原子または基の定義および例は、第1化合物および第2化合物としてのキラルアミノ酸のRおよびRについて説明した定義および例と同じである。qは、0〜3の整数を表す。好ましくは、qは、0、1、または2の整数を表す。
好ましくは、R、R、およびRは、互いに独立して、水素原子、ヒドロキシ、または同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキル(例、メチル)である。
好ましい特定の実施形態では、第1誘導体および第2誘導体は、上記式(I)、(I’)、(II)、(II’)、(II−1)、(II−1−1)、(II−2)、または(II−2−1)により表される化合物である本発明の軸不斉化合物がキラル化合物と反応した化合物である。本発明の軸不斉化合物は新規であることから、本発明の軸不斉化合物とキラル化合物との反応により得られる誘導体も新規であると考えられる。本発明はまた、このような誘導体である化合物、またはその塩を提供する。塩としては、新規軸不斉化合物の塩で言及したものと同じである。
具体的には、本発明の誘導体は、上記式(I)、(I’)、(II)、(II’)、(II−1)、(II−1−1)、(II−2)、または(II−2−1)により表される化合物において、反応基がキラル化合物との反応により特定の基、例えば、(a’’)一般式(i’)により表される基、一般式(i’’)により表される基、一般式(ii’)により表される基、または、一般式(i’)、(i’’)、もしくは(ii’)により表される基を含む基に変換された化合物である。本発明の誘導体を示す場合、元となる軸不斉化合物の式の番号に記号「’’」を付して、本発明の方法で用いられる軸不斉化合物と区別することがある。
本発明の誘導体は、好ましくは、上記式(I’)、(II’)において、反応基がキラル化合物との反応により特定の基、例えば、(a’’)一般式(i’)により表される基、一般式(i’’)により表される基、一般式(ii’)により表される基、または、一般式(i’)、(i’’)、もしくは(ii’)により表される基を含む基に変換されており、かつ、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基が、ジ(C〜Cアルキル)アミノ、トリ(C〜Cアルキル)アンモニオ、ピペリジノ基、モルホリノ基、または上記一般式(d1)もしくは上記一般式(d2)で表される基であり、
〜R、RおよびRのうち少なくとも1つが、荷電原子または荷電可能な原子を有する基である化合物;あるいは
上記式(II−1)、(II−1−1)、(II−2)、または(II−2−1)において、反応基がキラル化合物との反応により特定の基、例えば、(a’’)一般式(i’)により表される基、一般式(i’’)により表される基、一般式(ii’)により表される基、または、一般式(i’)、(i’’)、もしくは(ii’)により表される基を含む基に変換されており、かつ、
荷電原子または荷電可能な原子を有する基が、ジ(C〜Cアルキル)アミノ、トリ(C〜Cアルキル)アンモニオ、ピペリジノ基、モルホリノ基、または上記一般式(d1)もしくは上記一般式(d2)で表される基である化合物である。
一般式(i’)により表される基は、以下である。
Figure 0006791153
〔式中、
およびRは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、グアニジノ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、シアノ、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキル、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいフェニル、および同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選ばれる原子または基を表し(ただし、RおよびRは、互いに異なる。)、
nは、0または1を表し、
nが0のとき、Rは、存在せず、
nが1のとき、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表し、
tは、0〜3の整数を表し、
pは0〜3の整数を表す。〕
一般式(i’)におけるR、R、tおよびpの定義、例および好ましい例は、一般式(A−1)におけるものと同じである。Rにより表されるC〜Cアルキル基は、先に説明したものと同じである。nは、好ましくは、1である。
一般式(i’’)により表される基は、以下である。
Figure 0006791153
〔式中、
環Cは、5員または6員の含窒素環を表す。
nは、0または1を表し、
nが0のとき、Rは、存在せず、
nが1のとき、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕
一般式(i’’)における環Cの定義、例および好ましい例は、一般式(A−2)における環Cのものと同じである。Rにより表されるC〜Cアルキル基は、先に説明したものと同じである。nは、好ましくは、1である。
一般式(ii’)により表される基は、以下である。
Figure 0006791153
〔式中、
は、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表し、
、R、およびRは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、グアニジノ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、シアノ、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキル、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいフェニル、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選ばれる基、またはアミノを表し(ただし、R、R、およびRは、互いに異なる)、
qは、0〜3の整数を表す。〕
一般式(ii’)におけるR、R、Rおよびqの定義、例および好ましい例は、アミノを除き、一般式(C−1)におけるものと同じである。Rにより表されるC〜Cアルキル基は、先に説明したものと同じである。
、R、およびRのいずれかがアミノを表す場合、アミノは、保護基により保護されていてもよい。アミノの保護基としては、例えば、先に説明したものが挙げられる。
具体的には、本発明の誘導体としては、例えば、下記式(201−1)〜(207−1)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006791153
上記式(201−1)〜(206−2)中、Rは、メチル、1−メチルエチル、2−メチルプロピル、1−メチルプロピル、ヒドロキシメチル、1−ヒドロキシエチル、スルファニルメチル、4−アミノブチル、3−グアニジノプロピル、カルボキシメチル、2−カルボキシエチル、カルバモイルメチル、2−カルバモイルエチル、2−(メチルチオ)エチル、フェニルメチル、4−ヒドロキシフェニルメチル、3−インドリルメチル、またはイミダゾリルメチルを表す。
一般式(I’’)で表される化合物の好ましい態様には、式(201−1)〜(206−2)で表される化合物の互変異性体も含まれる。例えば、式(201−1)〜(206−2)中、Rがイミダゾール−5−イルメチルである化合物と、Rがイミダゾール−4−イルメチルである化合物もまた、本発明の誘導体に含まれる。
以下に、実施例を詳細に説明するが、本実施例により本発明が限定されるものではない。以下の実施例において言及する(R)−BDMA、(R)−BNCA、(R)−BACA、(R)−PDMA、(R)−PDEA、(R)−PNP−PDEA、PBNA−TFAは、下記の化学構造を有する。
Figure 0006791153
合成例1:軸不斉化合物(R)−BDMAの調製
本合成例では、以下の段階A〜Dにより、軸不斉化合物(R)−BDMAを調製した。
[段階A](R)−N−(1−(2−aminonaphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl)acetamideの合成
50mL丸底フラスコに(R)−1,1’−Binaphtyl−2,2’−diamine(284mg,1.0mmol、シグマアルドリッチ社より入手)および酢酸(0.6mL,10mmol)入れ、ジクロロメタン10mLに溶解させた。これに、氷浴中撹拌しながら無水酢酸(104mL,1.0mmol)をピペッターで滴下した。室温下一晩撹拌した後、水を約5mL加え、1mol/L水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを7程度に調整し、反応を停止させた。溶液からジクロロメタンで目的物を3回抽出し、ブラインにて有機層を1回洗い、硫酸ナトリウムで乾燥して溶媒を減圧留去し、粗製物を得た。粗製物はシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的とする(R)−N−(1−(2−aminonaphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl)acetamideの白色の結晶を78%収率(253mg)で得た。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 8.60(d,J=9.1Hz,1H),7.98(d,J=9.0Hz,1H),7.89(dt,J=8.1,0.9Hz,1H),7.86−7.76(m,2H),7.39(ddd,J=8.2,6.7,1.3Hz,1H),7.27−7.08(m,5H),7.04(br,1H),6.90(d,J=8.3Hz,1H),3.65(s,2H),1.82(s,3H).
[段階B](R)−N−(1−(2−(Dimethylamino)naphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl)acetamideの合成
50mL丸底フラスコに段階Aで得られた(R)−N−(1−(2−aminonaphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl)acetamide(210mg,0.644mmol)および約36%ホルムアルデヒド水溶液(0.75mL,9.0mmol)を取り、テトラヒドロフラン10mLに溶解させた。15分間撹拌した後、NaBHCN(200mg,3.1mmol)を加え、ゆっくりと酢酸1.0mLを滴下した。4時間撹拌した後、1mol/L水酸化ナトリウム水溶液でpH7程度に調節し、ジクロロメタン約10mLで3回抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去して粗製物を得た。得られた粗製物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、95%収率(217mg)で白色固体の目的物を得た。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 8.48(d,J=8.9Hz,1H),7.95(dd,J=8.9,2.3Hz,2H),7.90−7.77(m,2H),7.53(br,1H),7.48(d,J=9.0Hz,1H),7.40−7.08(m,5H),6.93(d,J=8.6Hz,1H),2.55(s,6H),1.84(s,3H).
[段階C](R)−1−(2−(Dimethylamino)naphthalen−1−yl)naphthalen−2−amineの合成
50mL丸底フラスコに段階Bで得られた(R)−N−(1−(2−(Dimethylamino)naphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl)acetamide(217mg,0.611mmol)をとり、エタノール20mLに懸濁させた。6mol/L塩酸を6mL、さらに5時間後に濃塩酸を5mL加えた。室温下約70時間撹拌した後、氷浴中にて水および水酸化ナトリウムを加え、塩基性水溶液とした後、ジクロロメタン20mLで3回抽出し、有機層をブラインで1回洗い、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去して粗製物を得た。得られた粗製物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、(R)−1−(2−(Dimethylamino)naphthalen−1−yl)naphthalen−2−amineを茶褐色の固体として59%収率(113mg)で得た。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 7.85(d,J=8.9Hz,1H),7.80−7.65(m,3H),7.42(d,J=9.0Hz,1H),7.28−7.06(m,5H),7.01(d,J=8.7Hz,2H),3.58(br,1H),2.55(s,6H).
[段階D](R)−BDMAの合成
10mL丸底フラスコに段階Cで得られた(R)−1−(2−(Dimethylamino)naphthalen−1−yl)naphthalen−2−amine(113.2mg、0.362mmol)を入れ、ジクロロメタンを加えて溶解させ、さらに1等量のN,N’−ジスクシンイミジルカルボナート(DSC)を加えて室温下反応させた。一晩撹拌した後、溶媒を減圧留去し、(R)−BDMAを得た。得られたカルバメート体は、H NMRによって純度を確認した上で、精製せずにそのまま軸不斉化合物として使用した。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 8.22(d,J=9.0Hz,1H),7.98(d,J=9.0Hz,2H),7.89(d,J=8.1Hz,1H),7.84(d,J=8.0Hz,1H),7.65(br,1H),7.54(d,J=9.0Hz,1H),7.40(m,1H),7.32(m,1H),7.27−7.20(m,1H),7.19−7.10(m,2H),6.90(d,J=8.5Hz,1H),2.71(s,4H),2.61(s,6H).
合成例2:軸不斉化合物(R)−BNCAの調製
本合成例では、以下の段階E〜Gにより、軸不斉化合物(R)−BNCAを調製した。
[段階E](R)−N−[1−(2−acetamidonaphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl]pyridine−3−carboxamideの合成
50mL丸底フラスコに合成例1段階Aで得られた(R)−N−(1−(2−aminonaphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl)acetamide(48mg,0.27mmol)を入れ、脱水テトラヒドロフランを加えて溶解させ、トリエチルアミン(約10mL,約0.4mmol)、ニコチン酸クロリド塩酸塩(80mg,0.25mmol)を加えて室温下4日間撹拌した。水および飽和炭酸水素ナトリウム水溶液に反応物を懸濁させ、10mLのジクロロメタンで3回抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させて溶媒を減圧留去し粗製物を白色の結晶として定量的に得た(119mg)。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 8.62(s,1H),8.38−8.33(m,1H),8.24(dd,J=4.9,1.7Hz,1H),8.11(d,J=8.9Hz,1H),7.97(d,J=9.0Hz,2H),7.87(t,J=9.2Hz,2H),7.80(d,J=8.2Hz,1H),7.71(ddd,J=7.9,2.4,1.7Hz,1H),7.68(s,1H),7.46−7.30(m,2H),7.24−7.12(m,2H),7.09−6.98(m,3H),1.80(s,3H).
[段階F](R)−N−[1−(2−aminonaphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl]pyridine−3−carboxamideの合成
20mLフラスコに段階Eで得られた(R)−N−[1−(2−acetamidonaphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl]pyridine−3−carboxamide(119mg,0.276mmol)を入れ、エタノール1mLに溶解させ、濃塩酸1mLを加えて室温下2日間撹拌した。8mol/L水酸化ナトリウム水溶液にて溶液を塩基性にし、ジクロロメタン5mLで3回抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を減圧留去して粗製物を得た。得られた粗製物は、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的物を白色固体として38%収率(41.0mg)で得た。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 8.82(d,J=9.0Hz,1H),8.55(dd,J=4.9,1.7Hz,1H),8.39−8.33(m,1H),8.06(d,J=9.0Hz,1H),8.00−7.90(m,2H),7.92−7.77(m,2H),7.69(dt,J=7.9,2.0Hz,1H),7.50−7.38(m,1H),7.37−7.11(m,5H),7.00−6.93(m,1H),3.77(br,2H).
[段階G](R)−BNCAの合成
10mL丸底フラスコに段階Fで得られた(R)−N−[1−(2−aminonaphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl]pyridine−3−carboxamide(41.0mg,0.105mmol)を入れ、ジクロロメタンを加えて溶解させ、さらに1等量のDSCを加えて室温下反応させた。一晩撹拌した後、溶媒を減圧留去し、(R)−BNCAを得た。得られたカルバメート体は、H NMRによって純度を確認した上で、精製せずにそのまま軸不斉化合物として使用した。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 8.82(d,J=9.0Hz,1H),8.55(dd,J=4.9,1.7Hz,1H),8.39−8.33(m,1H),8.06(d,J=9.0Hz,1H),8.00−7.90(m,2H),7.92−7.77(m,2H),7.69(dt,J=7.9,2.0Hz,1H),7.50−7.38(m,1H),7.37−7.11(m,5H),7.00−6.93(m,1H),3.77(br,2H).
合成例3:軸不斉化合物(R)−BACAの調製
本合成例では、軸不斉化合物(R)−BACAを調製した。
10mL丸底フラスコに合成例1段階Aで得られたN−(1−(2−aminonaphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl)acetamide(95.0mg、0.291mmol)を入れ、ジクロロメタンを加えて溶解させ、さらに1当量のDSCを加えて室温下反応させた。一晩撹拌した後、溶媒を減圧留去し、(R)−BACAを得た。得られた(R)−BACAは、H NMRによって純度を確認した上で、精製せずにそのまま軸不斉化合物として使用した。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 8.44−8.35(m,2H),8.19(s,1H),8.13−8.01(m,2H),7.99−7.90(m,2H),7.89−7.78(m,3H),7.45−7.31(m,2H),7.27−7.13(m,3H),7.06−6.91(m,3H),2.68(s,4H).
合成例4:軸不斉化合物(R)−PDMAの調製
本合成例では、軸不斉化合物(R)−PDMAを調製した。
[段階A](R)−2−(2−amino−6−methylphenyl)−N,N,3−trimethylanilineの合成
25mL丸底フラスコに(R)−6,6’−Dimethyl−2,2’−biphenyldiamine(212mg,1.0mmol,シグマアルドリッチ社より入手)と酢酸(0.6mL,10mmol)をジクロロメタン10mLに溶解し、氷浴中撹拌しながら無水酢酸(104mL,1.0mmol)をピペッターで滴下した。室温下一晩撹拌した後、水を約5mL加え、1mol/L水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを7程度に調整し、反応を停止させた。溶液からジクロロメタンで目的物を3回抽出、ブラインにて有機層を1回洗い、硫酸ナトリウムで乾燥して溶媒を減圧留去し、(R)−N−(2−(2−amino−6−methylphenyl)−3−methylphenyl)acetamideの粗製物を得た。粗製物を52.9mgとり、0.4mL(4.8mmol)の約36%ホルムアルデヒド水溶液を滴下し、15分撹拌した後NaBHCN(100mg,1.6mmol)を加えた。5分撹拌した後、ゆっくりと酢酸0.5mLを滴下して室温下一晩撹拌した。1mol/L水酸化ナトリウム水溶液でpH7程度に調節した後、ジクロロメタン約10mLで3回抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去して(R)−N−(2−(2−dimethylamino−6−methylphenyl)−3−methylphenyl)acetamideの粗製物を得た。さらにこの粗製物に飽和塩酸を1mL加えて3日間撹拌し、水酸化ナトリウムで中和した後、ジクロロメタン10mLで3回抽出した。得られたジクロロメタン溶液を硫酸ナトリウムで乾燥して溶媒を減圧留去し、粗製物を得た。粗製物はシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、18.8mgの生成物を得た。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 7.21(t,J=7.8Hz,1H),7.05(t,J=7.7Hz,1H),6.93(d,J=7.9Hz,2H),6.70(dt,J=7.5,1.0Hz,1H),6.60(dd,J=7.9,1.1Hz,1H),3.40(br,2H),2.54(s,6H),1.97(s,3H),1.91(s,3H).
[段階B](R)−PDMAの合成
合成例4段階Aで得られた(R)−2−(2−amino−6−methylphenyl)−N,N,3−trimethylanilineを25mL丸底フラスコにとり、1当量のDSCを加え、一晩撹拌した。一晩撹拌した後、溶媒を減圧留去し、(R)−PDMAを得た。得られた(R)−PDMAは、H NMRによって純度を確認した上で、精製せずにそのまま軸不斉化合物として使用した。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 7.80(d,J=7.9Hz,1H),7.32−7.25(m,2H),7.14−7.08(m,1H),7.04−6.97(m,2H),2.80(s,4H),2.52(s,6H),2.03(s,3H),1.93(s,3H).
合成例5:(R)−PDEAの調製
本合成例では、軸不斉化合物(R)−PDEAを調製した。
[段階A]2−(2−amino−6−methylphenyl)−N,N−diethyl−3−methylanilineの合成
合成例4段階Aで中間生成物として得られた(R)−N−(2−(2−amino−6−methylphenyl)−3−methylphenyl)acetamideの粗製物を74.5mgとり、0.5mL(8.9mmol)のアセトアルデヒドを滴下し、15分撹拌した後NaBHCN(92mg,1.46mmol)を加えた。5分撹拌した後、ゆっくりと酢酸0.5mLを滴下して室温下一晩撹拌した。1mol/L水酸化ナトリウム水溶液でpH7程度に調節した後、ジクロロメタン約10mLで3回抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去して(R)−N−(2−(2−diethylamino−6−methylphenyl)−3−methylphenyl)acetamideの粗製物を得た。さらにこの粗製物に飽和塩酸を1mL加えて一晩撹拌し、水酸化ナトリウムで中和した後、ジクロロメタン10mLで3回抽出した。得られたジクロロメタン溶液を硫酸ナトリウムで乾燥して溶媒を減圧留去し、粗製物を得た。粗製物はシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、22.3mgの生成物を得た。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 7.19 (t,J=7.8Hz,1H),7.04(t,J=7.7Hz,1H),6.95−6.90(m,2H),6.72−6.67(m,1H),6.63−6.58(m,1H),3.43(br,2H),2.95−2.81(m,4H),1.96(s,3H),1.93(s,3H),0.80(t,J=7.0Hz,6H).
[段階B](R)−PDEAの合成
合成例5段階Aで得られた2−(2−amino−6−methylphenyl)−N,N−diethyl−3−methylanilineを25mL丸底フラスコにとり、1当量のDSCを加え、一晩撹拌した。一晩撹拌した後、溶媒を減圧留去し、(R)−PDEAを得た。得られた(R)−PDMAは、H NMRによって純度を確認した上で、精製せずにそのまま軸不斉化合物として使用した。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 7.84(d,J=8.2Hz,1H),7.35−7.21(m,3H),7.10(d,J=7.6Hz,1H),7.00(dd,J=7.9,4.7Hz,2H),6.54(br,2H),2.98−2.75(m,8H),2.02(s,3H),1.92(s,3H),0.86(t,J=7.1Hz,6H).
合成例6:(R)−PNP−PDEAの合成
本合成例では、軸不斉化合物(R)−PNP−PDEAを調製した。
合成例5段階Aで得られた2−(2−amino−6−methylphenyl)−N,N−diethyl−3−methylanilineを25mL丸底フラスコにとり、1当量のクロロぎ酸4-ニトロフェニルを加え、一晩撹拌した。一晩撹拌した後、溶媒を減圧留去し、(R)−PNP−PDEAを得た。得られた(R)−PNP−PDEAは、H NMRによって純度を確認した上で、精製せずにそのまま軸不斉化合物として使用した。
Figure 0006791153
H NMR(CDCl,400MHz):δ 8.22−7.85(m,4H),7.57−7.47(m,3H),7.29−7.13(m,3H),3.29(br,4H),2.05(s,3H),2.01(s,3H),1.37(br,6H).
合成例7:キラルPBNA−TFAの合成
本合成例では、軸不斉化合物キラルPBNA−TFAを調製した。
1−(2−((Pyridin−3−yl)methylcarbamoyl)naphthalen−1−yl)naphthalene−2−carboxylic acid(PBNA)の合成
(1,1’−binaphthalene)−2,2’−dicarboxylic acidを、以下の文献を参考に、1−ブロモ−2−ナフトエ酸(東京化成工業より供給)を原料として合成した。
文献:Synthesis,2000,Vol.2000,p.1677−1680
合成した(1,1’−binaphthalene)−2,2’−dicarboxylic acid101mg(0.295mmol)を50mL丸底フラスコにとり、ピコリルアミン(38.3mg,0.354mmol,1.2当量)、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(63.9mg,0.310mmol,1.05当量)、トリエチルアミン(275mg,2.71mmol,9.2当量)、およびTHF(10mL)を加え、45℃で一晩撹拌した。反応液を減圧濃縮し、1−(2−((Pyridin−3−yl)methylcarbamoyl)naphthalen−1−yl)naphthalene−2−carboxylic acid(PBNA)を粗製物として得た。
PBNA−TFAの合成
得られた粗製物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン:メタノール=95:5〜50:50)および、逆相分取HPLC(0.1%TFA水溶液:0.1%TFAアセトニトリル溶液=85:15〜40:60)にて分取精製し、PBNAのトリフルオロ酢酸塩(PBNA−TFA)95mgを得た。
Figure 0006791153
H NMR(Methanol−d,400MHz):δ 8.53(t,J=3.5Hz,1H),8.27(br,1H),8.11−7.91(m,5H),7.74(d,J=8.5Hz,1H),7.58−7.38(m,4H),7.22(tdd,J=8.6,6.8,1.2Hz,2H),6.98(ddd,J=13.9,8.6,1.1Hz,2H),4.46(d,J=15.2Hz,1H),4.22(d,J=15.2Hz,1H).
PBNA−TFAの光学分割((R)−または(S)−PBNA−TFAの調製)
試料をエタノール・ヘキサン(1/1)溶液に溶解させた後、以下の条件にて分取を行い、保持時間9分〜13分に溶出する成分と、保持時間15分〜20分に溶出する成分を分離した。保持時間15分〜20分に溶出する成分を回収し、溶媒を減圧留去することにより、(R)−または(S)−PBNAのトリフルオロ酢酸塩((R)−または(S)−PBNA−TFA)を得た(絶対立体配置は未確定、以下キラルPBNA−TFAとする)。得られた化合物を、実施例5において、キラルアルコールに対する誘導体化試薬として使用した。
カラム:ワイエムシィ社製 CHIRAL ART Amylose−C(5μm) 250x30mm I.D.
移動相:ヘキサン/エタノール/トリフルオロ酢酸(50/50/0.1)
流速:21.3mL/min
カラム温度:室温
UV検出波長:225nm
分取システム:ワイエムシィ社製 LC−Forte/R
合成例8:軸不斉化合物(8b)の合成
合成例1の段階Bにおいて、ホルムアルデヒドの代わりにプロパナールを使用する以外は合成例1と同様にして、軸不斉化合物(8b)を合成する。
Figure 0006791153
合成例9:軸不斉化合物(9b)の合成
下記化合物(9a)を原料として、合成例1の段階Dと同様にして、軸不斉化合物(9b)を合成する。
Figure 0006791153
合成例10:軸不斉化合物(10b)の合成
下記化合物(10a)を原料として、合成例1の段階Dと同様にして、軸不斉化合物(10b)を合成する。
Figure 0006791153
合成例11:軸不斉化合物(11b)の合成
合成例4の段階Aにおいて、ホルムアルデヒドの代わりにプロパナールを使用する以外は合成例4と同様にして、軸不斉化合物(11b)を合成する。
Figure 0006791153
合成例12:軸不斉化合物(12b)の合成
下記化合物(12a)を原料として、合成例4の段階Bと同様にして、軸不斉化合物(12b)を合成する。
Figure 0006791153
合成例13:軸不斉化合物(13b)の合成
下記化合物(13a)を原料として、合成例4の段階Bと同様にして、軸不斉化合物(13b)を合成する。
Figure 0006791153
実施例1:キラルアミノ酸の分析方法
1−1)軸不斉化合物溶液の調製
軸不斉化合物約10mgを5mLのバイアルに量りとり、軸不斉化合物の濃度が約10mmol/Lになるようにアセトニトリルを加え、よく撹拌して軸不斉化合物溶液とした。
1−2)キラルアミノ酸(D体およびL体)の混合物の誘導体化
Figure 0006791153
20μLの200mmol/Lホウ酸緩衝液、40μLのアセトニトリルに対し、10μLのキラルアミノ酸(D体およびL体)混合溶液(それぞれL体を10μmol/L、D体を1μmol/Lの混合物)を加え、ボルテックスミキサーで撹拌した。そこに軸不斉化合物溶液10μLを加えてボルテックスミキサーで撹拌した後、室温または55℃で10分間静置した。反応終了後、120μLの0.1%ギ酸水溶液を加え、キラルアミノ酸(D体)の第1誘導体およびキラルアミノ酸(L体)の第2誘導体を含有する誘導体混合物を得た。
1−3)第1誘導体および第2誘導体の分離および検出
逆相の高速液体カラムクロマトグラフィーにより、試料溶液に含まれる第1誘導体および第2誘導体を分離した。条件は下記のとおりである。
カラム:Waters製 Acquity UPLC(登録商標)BEH−Phenyl 1.7μm(2.1x50mm,186002884)(このカラムは、疎水性クロマトグラフィーで使用される疎水性カラムである)
温度:40℃
移動相A:0.1%ギ酸水溶液
移動相B:アセトニトリル
軸不斉化合物として(R)−BDMA、(R)−BNCA、および(R)−BACAを用いた場合における移動相のフロー条件を、表2に示す。軸不斉化合物として(R)−PDMAおよび(R)−PDEAを用いた場合における移動相のフロー条件を、表3に示す。
Figure 0006791153
Figure 0006791153
検出は、質量分析装置(3200QTrap、Sciex製)を使用し、質量分析法により行った。
質量分析装置等の設定パラメータは以下のとおりである。
・オートサンプラーの設定
注入量:3μL
オートサンプラー温度:4℃
・イオンソースのパラメータ設定
イオン化法:ESI(正イオンモード)
Curtain Gas:30
Collision Gas Setting:4
Ion Spray Voltage:5000
Temperature:500
Ion Source Gas 1:50
Ion Source Gas 2:80
Interface Heater:ON
軸不斉化合物として、(R)−BDMAを用いた場合の測定条件を表4に、(R)−BACAを用いた場合の測定条件を表5に、(R)−BNCAを用いた場合の測定条件を表6に、(R)−PDMAを用いた場合の測定条件を表7に、(R)−PDEAを用いた場合の測定条件を表8に示した。
Figure 0006791153
Figure 0006791153
Figure 0006791153
Figure 0006791153
Figure 0006791153
キラルアミノ酸の誘導体の分離および検出の成否は、分離度Rにより評価した。分離度Rは、以下の数式に基づいて計算した。以下の数式においては、キラルアミノ酸のD体と軸不斉化合物との反応により得られる第1誘導体(D−アミノ酸誘導体)の保持時間およびキラルアミノ酸のL体と軸不斉化合物との反応により得られる第2誘導体(L−アミノ酸誘導体)の保持時間をそれぞれtRD、tRL(分)、D体誘導体およびL体誘導体の半値幅をそれぞれWRD、WRL(分)とする。D体誘導体が先に溶出する場合は、分離度Rの値は正になる。
Figure 0006791153
軸不斉化合物として、(R)−BDMAを用いた場合の分離結果を表9に、(R)−BACAを用いた場合の分離結果を表10に、(R)−BNCAを用いた場合の分離結果を表11に、(R)−PDMAを用いた場合の分離結果を表12に、(R)−PDEAを用いた場合の分離結果を表13に示した。なお、表中「(アロ)スレオニン」とあるのは、L−スレオニンとD−アロスレオニンとの混合物を、「(アロ)イソロイシン」とあるのは、L−イソロイシンとD−アロイソロイシンとの混合物を意味する。
Figure 0006791153
Figure 0006791153
Figure 0006791153
Figure 0006791153
Figure 0006791153
その結果、(R)−BDMA、(R)−BACA、(R)−BNCA、(R)−PDMAおよび(R)−PDEAを用いた場合において、D−アミノ酸誘導体がL−アミノ酸誘導体よりも先に溶出した。すなわち、軸不斉化合物としてR体を用いることにより、先ずD−アミノ酸を溶出させ、次にL−アミノ酸誘導体を溶出させることができた。この結果は、例えば高等生物の血漿等の生体サンプルにおいて低濃度であることが多い、D−アミノ酸を先に溶出させることができることを示し、分離の面で有利である。また、扱うサンプルや組織によっては、L−アミノ酸の方が濃度が高いことがあり、その場合はS体の軸不斉化合物を使用することでL−アミノ酸の誘導体を先に溶出させることができる。また、本発明の方法によれば、酸性、塩基性、疎水性、親水性など、様々な性質のタンパク質構成アミノ酸の混合溶液を一度の測定で一斉に分析できる可能性があり、質量分析法によって成分を検出しているため、夾雑成分による妨害を受けにくい。
また、全てのアミノ酸誘導体を20分以内に分離および検出できることが確認された。
以上より、本発明の方法が試料におけるキラルアミノ酸の存在および量、ならびに一対のキラルアミノ酸の量比を短時間で高感度に分析できることが示された。
実施例2:キラルカルボン酸の分析方法
キラルカルボン酸(Cbz−D−Phe−OH:N−ベンジルオキシカルボニル−D−フェニルアラニン、Cbz−L−Phe−OH:N−ベンジルオキシカルボニル−L−フェニルアラニン、L−乳酸、またはDL−乳酸)を約0.1mmol、反応用ガラスバイアルにとり、テトラヒドロフラン0.5mLに溶解した。SOClを10μL(0.138mmol)滴下し、3時間室温で撹拌した。トリエチルアミン(11μL,0.123mmol)を加え、さらに20分室温下撹拌を行い、軸不斉化合物として合成例1段階Aで得られた(R)−N−(1−(2−aminonaphthalen−1−yl)naphthalen−2−yl)acetamide(20mg,0.061mmol)を加え、一晩室温下撹拌した。
空気をバイアルにフラッシュすることで揮発性の溶媒や反応物を軽く揮発させ、反応混合物をアセトニトリル500μLで希釈したものを水/アセトニトリル=1/1で100倍希釈し、さらにそれを水で100倍に希釈して誘導体のサンプルを得た。誘導体化反応の概要は、以下のとおりである。
Figure 0006791153
〔式中、Rは、N−ベンジルオキシカルボニル−D−フェニルアラニル、N−ベンジルオキシカルボニル−L−フェニルアラニル、N−ベンジルオキシカルボニル−DL−フェニルアラニル、または1−ヒドロキシエチルを表す。〕
分離および検出は、LC−MS/MS(SRM)により行った。分離条件は、実施例1と同様である。質量分析装置等の設定パラメータは実施例1と同様である。質量分析の測定条件を表14に示した。
Figure 0006791153
上記条件にしたがってLC−MS/MS(SRM)により、L―乳酸の誘導体、DL−乳酸の誘導体、Cbz−D−Phe−OHの誘導体、Cbz−L−Phe−OHの誘導体、Cbz−D,L−Phe−OHの誘導体(D体誘導体およびL体誘導体のサンプルを混合)をそれぞれ測定し、それぞれの有機酸のD体の誘導体およびL体の誘導体の分離を確認した。分離結果を表15に示す。
Figure 0006791153
その結果、乳酸およびCbz−D,L−Phe−OHの、それぞれのD体誘導体およびL体誘導体を分離および検出できることが確認された。また、すべての誘導体を、20分以内に分析できることが確認された。
実施例3:生体試料、食品中のキラルアミノ酸の分析方法
本実施例では、生体試料または食品中のキラルアミノ酸を分析した。
3−1)軸不斉化合物溶液の調製
軸不斉化合物(R)−PNP−PDEA約10mgを5mLのバイアルに量りとり、軸不斉化合物の濃度が約10mmol/Lになるようにアセトニトリルを加え、よく撹拌して軸不斉化合物溶液とした。
3−2)標品の調製
0.01mol/L濃度の塩酸中に、グリシン、L−ヒスチジン、L−アルギニン、L−リジン、L−アラニン、L−セリン、L−プロリン、L−バリン、L−スレオニン、L−ロイシン、L−イソロイシン、L−アスパラギン、L−アスパラギン酸、L−グルタミン、L−グルタミン酸、L−メチオニン、L−フェニルアラニン、L−チロシン、L−トリプトファン、L−シスチンをそれぞれ0.5μmol/Lの濃度で、D−ヒスチジン、D−アルギニン、D−リジン、D−アラニン、D−セリン、D−プロリン、D−バリン、D−アロスレオニン、D−ロイシン、D−アロイソロイシン、D−アスパラギン、D−アスパラギン酸、D−グルタミン、D−グルタミン酸、D−メチオニン、D−フェニルアラニン、D−チロシン、D−トリプトファンをそれぞれ0.05μmol/Lの濃度で含む、キラルアミノ酸混合物の塩酸溶液を作製した。また、これとは別に0.01mol/L濃度の塩酸中に、D−システインおよびL−システインをそれぞれ1μmol/Lの濃度で含む混合物の塩酸溶液を作製し、シスチンおよびシステインのピーク位置の確認に用いた。
3−3)生体試料の前処理方法
生体試料として、ラット(オス、Iar:Wistar)血漿または脳脊髄液を用いた。各生体試料は下記のとおり前処理した。
血漿:アセトニトリルで2倍希釈し、4℃、20000Gで10分間遠心し、上清を純水で10倍希釈した。
脳脊髄液:アセトニトリルで2倍希釈し、4℃、20000Gで10分間遠心し、上清を純水で10倍希釈した。
3−4)食品の前処理方法
食品として、黒酢(坂元醸造製 坂元のくろず薩摩)を用いた。黒酢は下記のとおり前処理した。
黒酢:純水で100倍に希釈した。
3−5)キラルアミノ酸(D体およびL体)の混合物の誘導体化
Figure 0006791153
30μLの200mmol/Lホウ酸緩衝液、30μLのアセトニトリルに対し、キラルアミノ酸(D体およびL体)を含む標品、食品または生体試料溶液を10μL加え、ボルテックスミキサーで撹拌した。そこに軸不斉化合物溶液10μLを加えてボルテックスミキサーで撹拌した後、室温または55℃で10分間静置した。反応終了後、120μLの0.1%ギ酸水溶液を加え、キラルアミノ酸(D体)の第1誘導体およびキラルアミノ酸(L体)の第2誘導体を含有する誘導体混合物を得た。
3−6)第1誘導体および第2誘導体の分離および検出
逆相の高速液体カラムクロマトグラフィーにより、試料溶液に含まれる第1誘導体および第2誘導体を分離した。条件は下記のとおりである。
カラム:Waters製 Acquity UPLC(登録商標)BEH−Phenyl 1.7μm(2.1x50mm,186002884)(このカラムは、疎水性クロマトグラフィーで使用される疎水性カラムである)
温度:40℃
移動相A:0.1%ギ酸水溶液
移動相B:アセトニトリル/水/ギ酸(90/10/0.1)溶液
移動相のフロー条件を、表16に示す。
Figure 0006791153
検出は、質量分析装置(TripleQuad6500、Sciex製)による質量分析法により行った。質量分析装置等の設定パラメータは以下のとおりである。
・オートサンプラーの設定
注入量:1μL
オートサンプラー温度:4℃
・イオンソースのパラメータ設定
イオン化法:ESI(正イオンモード)
Curtain Gas:40
Collision Gas Setting:8
Ion Spray Voltage:4500
Temperature:600
Ion Source Gas 1:70
Ion Source Gas 2:70
Entrance Potential:10
測定条件を表17に示した。
Figure 0006791153
標品の分離結果を表18に示した。表中のRは分離度である。R、tRD、tRL、WRD、WRLの定義については、実施例1において説明した定義と同じである。
Figure 0006791153
※シスチン、システインは、D−システインおよびL−システインをそれぞれ1μmol/Lの濃度で含む溶液を標品として、ピークの位置の確認をした。
その結果、血漿、脳脊髄液、黒酢の分離においても、標品と同様の位置にピークが出現し、また、各アミノ酸の誘導体が標品と同様に十分に分離できた。
また、各ピークのエリア値を表19に示した。
Figure 0006791153
※標品には、D−シスチンは含まれず、L−シスチンのみが含まれている
※5.00E+03未満をTr.、ピークが確認できなかったものをN.D.として表示した。
以上の結果より、本発明の方法によれば、酸性、塩基性、疎水性、親水性など、様々な性質を有するアミノ酸の混合試料を一度の測定で一斉に分析できることがわかる。また、生体試料及び食品などの夾雑成分を含む試料であっても分析できることがわかる。また、アミノ酸混合試料中のアミノ酸含有比を決定しうることがわかる。
実施例4:キラルチオールの分析方法
4−1)キラルチオール(D体およびL体)の混合物の誘導体化
Figure 0006791153
0.01mmol/L塩酸を溶媒として、キラルチオール(iBu−D−Cys−OH:N−イソブチリル−D−システイン、iBu−L−Cys−OH:N−イソブチリル−L−システイン)をそれぞれ1mmol/L含むキラルチオール混合溶液を調製した。軸不斉化合物として、(R)−PNP−PDEAを用い、キラルアミノ酸混合溶液の代わりにキラルチオール混合溶液を用いた以外は実施例1と同様にしてキラルチオールの誘導体化を行い、キラルチオール(D体)の第1誘導体およびキラルチオール(L体)の第2誘導体を含有する、誘導体混合物を得た。
4−2)第1誘導体および第2誘導体の分離および検出
分離および検出は、LC−MS/MS(SRM)により行った。
まず、逆相の高速液体カラムクロマトグラフィーにより、試料溶液に含まれる第1誘導体および第2誘導体を分離した。条件は下記のとおりである。
カラム:GL Sciences製 Inertsil(登録商標)ODS−3 2μm(2.1x100mm,5020−)を直列で2本接続し、カラムとして用いた。(このカラムは、疎水性クロマトグラフィーで使用される疎水性カラムである)
温度:40℃
移動相A:0.1%ギ酸水溶液
移動相B:アセトニトリル/水(95/5)溶液
A/B=75/25のイソクラティック条件で分析した。
検出は、質量分析装置(TripleQuad6500、Sciex製)を使用して行った。質量分析装置等の設定パラメータは実施例3と同様である。質量分析の測定条件を表20に示した。
Figure 0006791153
上記条件にしたがってLC−MS/MS(SRM)により、iBu−D−Cys−OHの誘導体およびiBu−L−Cys−OHの誘導体の分離を確認した。分離結果を表21に示す。表中のRは分離度である。R、tRD、tRL、WRD、WRLの定義については、実施例1において説明した定義と同じである。
Figure 0006791153
その結果、キラルチオールの混合物を本発明の軸不斉化合物と反応させて誘導体混合物とすることができ、iBu−L−Cys−OHの誘導体およびiBu−D−Cys−OHの誘導体を分離および検出できることが確認された。
実施例5:キラルアルコールの分析方法
5−1)キラルアルコール(D体およびL体)の誘導体化
Figure 0006791153
(上記式において、キラルPBNA−TFAの絶対立体配置は示されていないが、キラルPBNA−TFAは、RまたはSの絶対立体配置を有する合成例7で得られた立体異性体である。)
1mgのD−マンデル酸メチルに対して、合成例7で調製したキラルPBNA−TFAを1mg加え、溶媒としてジクロロメタン1mL、塩化チオニル10μLを加え、室温で10分間撹拌した。溶媒を留去し、水0.5mL、アセトニトリル1mLを加え、0.1%ギ酸にて溶液を1000倍に希釈して、キラルアルコール(D体)の第1誘導体を含有する溶液(D体溶液)を得た。
また、D−マンデル酸メチルの代わりにL−マンデル酸メチルを用いて、上記操作と同様にして、キラルアルコール(L体)の第2誘導体を含有する溶液(L体溶液)を得た。
本方法では、系内でキラルPBNA−TFAの酸塩化物を生成させ、鏡像異性体であるマンデル酸メチルと反応させている。
分離条件の検討のために、D体溶液およびL体溶液を1:1の比で混合して得られた溶液を使用した。
5−2)第1誘導体および第2誘導体の分離および検出
分離および検出は、LC−MS/MS(SRM)により行った。
まず、逆相の高速液体カラムクロマトグラフィーにより、試料溶液に含まれる第1誘導体および第2誘導体を分離した。条件は下記のとおりである。
カラム:GL Sciences製 Inertsil(登録商標)ODS−3 2μm(2.1x100mm,5020−)を直列で2本接続し、カラムとして用いた。(このカラムは、疎水性クロマトグラフィーで使用される疎水性カラムである)
温度:40℃
移動相A:0.1%ギ酸水溶液
移動相B:アセトニトリル/水(95/5)溶液
A/B=75/25のイソクラティック条件で分析した。
検出は、質量分析装置(TripleQuad6500、Sciex製)を使用して行った。質量分析装置等の設定パラメータは実施例3の(R)−PNP−PDEAの場合と同様である。質量分析の測定条件を表22に示した。
Figure 0006791153
上記条件にしたがってLC−MS/MS(SRM)により、D−マンデル酸メチルの誘導体およびL−マンデル酸メチルの誘導体の分離を確認した。分離結果を表23に示す。
Figure 0006791153
表中、分離度Rは、以下の数式に基づいて計算した。以下の数式においては、キラルアルコールのD体(D−マンデル酸メチル)とキラルPBNA−TFAとの反応により得られる第1誘導体(D−マンデル酸メチルの誘導体)の保持時間およびキラルアルコールのL体(L−マンデル酸メチル)とキラルPBNA−TFAとの反応により得られる第2誘導体(L−マンデル酸メチルの誘導体)の保持時間をそれぞれt、t(分)、第1誘導体および第2誘導体の半値幅をそれぞれW、W(分)とする。
Figure 0006791153
その結果、キラルアルコールであるD−マンデル酸メチルおよびL−マンデル酸メチルを、本発明の軸不斉化合物と反応させて誘導体とすることができ、D−マンデル酸メチルの誘導体およびL−マンデル酸メチルの誘導体を分離および検出できることが確認された。
したがって、D−マンデル酸メチルおよびL−マンデル酸メチルの混合物を、本発明の軸不斉化合物と反応させてD−マンデル酸メチルの誘導体とL−マンデル酸メチルの誘導体を含む混合物として分離および検出できることがわかる。
以上より、本発明の方法がキラルアミノ酸のみならず、キラルカルボン酸、キラルチオール、およびキラルアルコールの分析にも有効であることが示された。よって、本発明の方法は、鏡像異性体の種類にかかわらず、一般的な鏡像異性体の分析方法として汎用できることが示された。

Claims (17)

  1. 下記(1)〜(3)を含む、鏡像異性体の分析方法:
    (1)一対の鏡像異性体である第1化合物および第2化合物の混合物を、一対の軸不斉異性体のうちの一方である軸不斉化合物と反応させて、第1化合物と軸不斉化合物との反応により得られる第1誘導体、および第2化合物と軸不斉化合物との反応により得られる第2誘導体を含有する誘導体混合物を生成すること;
    (2)誘導体混合物において第1誘導体と第2誘導体とを分離すること;ならびに
    (3)分離した第1誘導体および第2誘導体を、質量分析法により検出すること
    ここで、軸不斉異性体が、下記一般式(I’):
    Figure 0006791153
    〔式中、
    環Aおよび環Bは、各々独立して、ベンゼン環または芳香族複素環を表し、
    環Aと環Bとの結合は、不斉軸を表し、
    は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、水素原子、または基を表し、
    あるいはR およびR は、一緒になって環を形成してもよく、
    は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、水素原子、または基を表し、
    あるいはR およびR は、一緒になって環を形成してもよく、
    環Aおよび環Bは、それらの環構成原子に結合する1または2個のR および1または2個のR (ここで1または2個のR および1または2個のR は、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
    前記基は、(a)反応基、(b)荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または(c)置換基であり、
    荷電原子または荷電可能な原子を有する基が、ジ(C 〜C アルキル)アミノ基、トリ(C 〜C アルキル)アンモニオ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、または下記一般式(d1)で表される基もしくは下記一般式(d2)で表される基であり、
    ここで、一般式(d1)は、
    Figure 0006791153
    〔式中、
    Xは、窒素原子または酸素原子を表し、
    rは、0〜10の整数を表し、
    11 は、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基を表す。〕により表され、
    一般式(d2)は
    Figure 0006791153
    〔式中、
    Yは、窒素原子または酸素原子を表し、
    sは、0〜10の整数を表し、
    12 は、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基を表す。〕により表され、
    反応基は、R 〜R 、R およびR のいずれか一つにのみ存在し、かつ、
    荷電原子または荷電可能な原子を有する基がR 〜R 、R およびR のいずれにも存在しない場合、環Aおよび環Bの少なくとも一方が、荷電原子または荷電可能な原子を有する芳香族複素環を表すか、またはR およびR が一緒になって形成される環、およびR およびR が一緒になって形成される環の少なくとも一方が存在し、荷電原子または荷電可能な原子を有する環を表す。〕により表される
  2. 反応基が、求核基、もしくは求電子基、またはこれらの基のうちの少なくとも1つを含む基である、請求項記載の方法。
  3. 反応基が、以下:
    (1)脱離基を有するカルボニル基(ここで、脱離基は、C〜Cアルキルオキシ、C〜Cアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン原子、スクシンイミドオキシ、電子吸引基を有するフェニルオキシ、イミダゾリル、トリアゾリルからなる群より選ばれる。);
    (2)アミノ基、ヒドラジノ基、ヒドロキシ基、およびスルファニル基からなる群より選ばれる求核基;
    (3)マレイミド基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、およびホルミル基からなる群より選ばれる求電子基;ならびに
    (4)(1)〜(3)のいずれかの基を含む基、
    からなる群より選ばれる基である、請求項記載の方法。
  4. 反応基が、以下:
    (a1)下記一般式(i):
    Figure 0006791153
    〔式中、
    は、脱離基(ここで脱離基は請求項と同じである。)を表し、
    nは、0または1を表し、
    nが0のとき、Rは、存在せず、
    nが1のとき、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕により表される基;
    (a2)下記一般式(ii):
    Figure 0006791153
    〔式中、
    およびR10は、各々独立して、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕により表される基;ならびに
    (a3)上記一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基、
    からなる群より選ばれる基である、請求項1〜3のいずれか一項記載の方法。
  5. 軸不斉異性体が、下記一般式(II’):
    Figure 0006791153
    〔式中、
    ベンゼン環間の結合は、不斉軸を表し、
    およびRは、各々、基を表し、
    は、基を表し、
    は、水素原子、または基を表し、
    あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
    は、基を表し、
    は、水素原子、または基を表し、
    あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
    2つのベンゼン環は、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
    前記基は、(a)反応基、(b)荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または(c)置換基であり、
    反応基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在し、かつ、
    荷電原子または荷電可能な原子を有する基がR〜R、RおよびRのいずれにも存在しない場合、RおよびRが一緒になって形成される環、およびRおよびRが一緒になって形成される環の少なくとも一方が存在し、荷電原子または荷電可能な原子を有する環を表す。〕により表される、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
  6. 軸不斉異性体が、下記一般式(II−1):
    Figure 0006791153
    〔式中、
    2つのベンゼン環間の結合は、不斉軸を表し、
    は、反応基を表し、
    は、荷電原子または荷電可能な原子を有する基を表し、
    およびRは、各々、置換基を表し、
    2つのベンゼン環は、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、置換基を表す)をさらに有していてもよい。〕により表される化合物、あるいは
    下記一般式(II−2):
    Figure 0006791153
    〔式中、
    2つのナフタレン環間の結合は、不斉軸を表し、
    は、反応基を表し、
    は、荷電原子または荷電可能な原子を有する基を表し、
    2つのナフタレン環は、それらの環構成原子に結合する1または2個のRA1および1〜4個のRA2、ならびに1または2個のRB1および1〜4個のRB2(ここで1または2個のRA1および1〜4個のRA2、ならびに1または2個のRB1および1〜4個のRB2は、各々、置換基を表す)をさらに有していてもよい。〕により表される化合物である、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。
  7. 軸不斉化合物がR体である、請求項1〜のいずれか一項記載の方法。
  8. 分離が、クロマトグラフィー法、電気泳動法、またはイオン移動度分光法により行われる、請求項1〜のいずれか一項記載の方法。
  9. 分離が、逆相液体クロマトグラフィー、親水性相互作用クロマトグラフィー、またはイオン交換クロマトグラフィーで行われる、請求項1〜8のいずれか一項記載の方法。
  10. 分離が、疎水性カラムを用いた液体クロマトグラフィー法により行われる、請求項1〜のいずれか一項記載の方法。
  11. 分離において、第1誘導体および第2誘導体の保持時間が120分以内である、請求項1〜10のいずれか一項記載の方法。
  12. 第1化合物および第2化合物が、キラルアミノ酸、キラルアミン、キラルアルコール、キラルカルボン酸、およびキラルチオールからなる群より選ばれるキラル化合物の一対の鏡像異性体である、請求項1〜11のいずれか一項記載の方法。
  13. キラルアミノ酸が、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、システイン、リジン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタミン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、ヒスチジン、およびプロリンからなる群より選ばれる1以上のアミノ酸である、請求項12記載の方法。
  14. 下記数式:
    Figure 0006791153
    〔上記数式において、tは第1誘導体の保持時間(分)を表し、tは第2誘導体の保持時間(分)を表し、Wは、第1誘導体の半値幅(分)を表し、Wは、第2誘導体の半値幅(分)を表す。分母は絶対値を表し、Rは正の値を取る。〕により表される分離度Rが0.5以上の値を示すように、分離が行われる、請求項13記載の方法。
  15. 下記一般式(I’):
    Figure 0006791153
    〔式中、
    環Aおよび環Bは、各々独立して、ベンゼン環または芳香族複素環を表し、
    環Aと環Bとの結合は、不斉軸を表し、
    は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、水素原子、または基を表し、
    あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
    は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、水素原子、または基を表し、
    あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
    環Aおよび環Bは、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
    前記基は、(a’)一般式(i)により表される基、一般式(ii)により表される基、または一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基、(b)荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または(c)置換基であり、
    (a’)一般式(i)により表される基、一般式(ii)により表される基、または一般式(i)もしくは(ii)により表される基を含む基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在し、
    〜R、RおよびRのうち少なくとも1つは、荷電原子または荷電可能な原子を有する基であり、
    荷電原子または荷電可能な原子を有する基が、ジ(C〜Cアルキル)アミノ基、トリ(C〜Cアルキル)アンモニオ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、または一般式(d1)もしくは一般式(d2)で表される基であり、
    ここで、一般式(i)は、以下:
    Figure 0006791153
    〔式中、
    は、ヒドロキシ基または脱離基(ここで脱離基は、C〜Cアルキルカルボニルオキシ、ハロゲン原子、スクシンイミドオキシ、電子吸引基を有するフェニルオキシ、イミダゾリル、トリアゾリルからなる群より選ばれる。)を表し、
    nは、0または1を表し、
    nが0のとき、Rは、存在せず、
    nが1のとき、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕であり、
    一般式(ii)は、以下:
    Figure 0006791153
    〔式中、
    およびR10は、各々独立して、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕であり、
    一般式(d1)は、以下:
    Figure 0006791153
    〔式中、
    Xは、窒素原子または酸素原子を表し、
    rは、0〜10の整数を表し、
    11は、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基を表す。〕であり、
    一般式(d2)は、以下:
    Figure 0006791153
    〔式中、
    Yは、窒素原子または酸素原子を表し、
    sは、0〜10の整数を表し、
    12は、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基を表す。〕である。
    〕により表される化合物、またはその塩。
  16. 下記一般式(I’’):
    Figure 0006791153
    〔式中、
    環Aおよび環Bは、各々独立して、ベンゼン環または6員の芳香族複素環を表し、
    環Aと環Bとの結合は、不斉軸を表し、
    は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、環Bと結合した環A構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、水素原子、または基を表し、
    あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
    は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する一方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、環Aと結合した環B構成原子に隣接する他方の環構成原子に結合する基を表し、
    は、水素原子、または基を表し、
    あるいはRおよびRは、一緒になって環を形成してもよく、
    環Aおよび環Bは、それらの環構成原子に結合する1または2個のRおよび1または2個のR(ここで1または2個のRおよび1または2個のRは、各々、基を表す)をさらに有していてもよく、
    前記基は、(a’’)一般式(i’)により表される基、一般式(i’’)により表される基、一般式(ii’)により表される基、または一般式(i’)、(i’’)、もしくは(ii’)により表される基を含む基、(b)荷電原子または荷電可能な原子を有する基、または(c)置換基であり、
    (a’’)一般式(i’)により表される基、一般式(i’’)により表される基、一般式(ii’)により表される基、または一般式(i’)、(i’’)、もしくは(ii’)により表される基を含む基は、R〜R、RおよびRのいずれか一つにのみ存在し、かつ、
    荷電原子または荷電可能な原子を有する基がR〜R、RおよびRのいずれにも存在しない場合、環Aおよび環Bの少なくとも一方が、荷電原子または荷電可能な原子を有する芳香族複素環を表すか、またはRおよびRが一緒になって形成される環、およびRおよびRが一緒になって形成される環の少なくとも一方が存在し、荷電原子または荷電可能な原子を有する環を表し、
    ここで、一般式(i’)は、以下:
    Figure 0006791153
    〔式中、
    およびRは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、グアニジノ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、シアノ、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキル、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいフェニル、および同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいヘテロアリール〔ここで置換基は下記(i)〜(iv)から選ばれる原子または基であり、ヘテロアリールは単環式または二環式の含窒素芳香族複素環基である。
    (i)ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、またはシアノ
    (ii)C〜Cアルキル、C〜Cアルキルオキシ、C〜Cアルキルカルボニル、C〜Cアルキルオキシカルボニル、C〜Cアルキルカルボニルオキシ、C〜Cアルキルチオ、モノ(C〜Cアルキル)アミノ、またはジ(C〜Cアルキル)アミノ(ここで、これらの基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。)
    (iii)フェニル、フェニルオキシ、フェニルカルボニル、フェニルオキシカルボニル、フェニルカルボニルオキシ、フェニルチオ、モノフェニルアミノ、フェニル(C〜Cアルキル)アミノ、またはジフェニルアミノ(ここで、これらの基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。)
    (iv)ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールカルボニル、ヘテロアリールオキシカルボニル、ヘテロアリールカルボニルオキシ、ヘテロアリールチオ、モノヘテロアリールアミノ、N−ヘテロアリール−N−(C〜Cアルキル)アミノ、N−ヘテロアリール−N−(フェニル)アミノ、またはジヘテロアリールアミノ(ここでヘテロアリールは単環式または二環式の含窒素芳香族複素環基である。これらの基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、アミノ、グアニジノ、カルボキシ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、およびシアノからなる群より選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい。)〕;
    からなる群より選ばれる互いに異なる基を表し、
    nは、0または1を表し、
    nが0のとき、Rは、存在せず、
    nが1のとき、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表し、
    tは、0〜3の整数を表し、
    pは、0〜3の整数を表す。〕であり、
    一般式(i’’)は、以下:
    Figure 0006791153
    〔式中、
    環Cは、5員または6員の含窒素環を表す。
    nは、0または1を表し、
    nが0のとき、Rは、存在せず、
    nが1のとき、Rは、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表す。〕であり、
    一般式(ii’)は、以下:
    Figure 0006791153
    〔式中、
    は、水素原子、またはC〜Cアルキル基を表し、
    、R、およびRは、各々独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ、スルファニル、グアニジノ、ホルミル、カルバモイル、カルバモイルアミノ、シアノ、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいC〜Cアルキル、同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいフェニル、および同一もしくは異なる1〜3個の置換基で置換されていてもよいヘテロアリール〔ここで置換基は上記(i)〜(iv)から選ばれる原子または基であり、ヘテロアリールは単環式または二環式の含窒素芳香族複素環基である〕、またはアミノを表し、R、R、およびRは、互いに異なり、
    qは、0〜3の整数を表す。〕であり、
    荷電原子または荷電可能な原子が、正に荷電した窒素原子、または非荷電の窒素原子であり、
    荷電原子または荷電可能な原子を有する基が、ジ(C 〜C アルキル)アミノ基、トリ(C 〜C アルキル)アンモニオ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、または下記一般式(d1)で表される基もしくは下記一般式(d2)で表される基であり、
    ここで、一般式(d1)は、
    Figure 0006791153
    〔式中、
    Xは、窒素原子または酸素原子を表し、
    rは、0〜10の整数を表し、
    11 は、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基を表す。〕により表され、
    一般式(d2)は、
    Figure 0006791153
    〔式中、
    Yは、窒素原子または酸素原子を表し、
    sは、0〜10の整数を表し、
    12 は、正に荷電した窒素原子を有する置換基または非荷電の窒素原子を有する置換基を表す。〕により表される。
    〕により表される化合物、またはその塩、あるいはそれらの混合物。
  17. 一般式(i’)において、
    は、水素原子を表し、
    は、メチル、1−メチルエチル、2−メチルプロピル、1−メチルプロピル、ヒドロキシメチル、1−ヒドロキシエチル、スルファニルメチル、4−アミノブチル、3−グアニジノプロピル、カルボキシメチル、2−カルボキシエチル、カルバモイルメチル、2−カルバモイルエチル、2−(メチルチオ)エチル、フェニルメチル、4−ヒドロキシフェニルメチル、インドリルメチル、イミダゾリルメチル、3−アミノプロピル、3−(カルバモイルアミノ)プロピル、2−ヒドロキシエチル、または4−グアニジノブチルを表し、
    一般式(i’’)において、
    環Cは、ピロリジンである、請求項16記載の化合物、またはその塩、あるいはそれらの混合物。
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