JP7122046B2 - アミド化合物の製造用触媒及び製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、アミド化合物の製造用触媒及び製造方法に関する。
従来、ペプチドに代表されるアミド化合物は、医薬品、化粧品、機能性食品をはじめ、幅広い分野で利用されており、その合成法の開発は、合成化学における重要な研究課題として精力的に実施されてきた(非特許文献1~6)。しかし、そのペプチド合成に最も重要であるアミド化にはカルボン酸活性化剤の他には、真に有効な触媒や反応剤が殆ど存在していない。そのため、大量の副生成物を生ずる反応様式を用いざるを得ず、しかも多段階の反応を繰り返すペプチド合成はアトム・エコノミー(原子収率)の観点から極めて非効率な合成であり、副生成物は膨大な量となり、また、有効な精製手段も少ない。その結果、副生成物の廃棄と精製にかかるコストがペプチド合成の殆どの必要経費を占め、この分野の発展における最大障壁の一つとなっている。
アミノ酸又はその誘導体を原料とするペプチド合成では、高立体選択的にアミド化を行うことが求められる。高立体選択的なアミド化としては、生体内での酵素反応が挙げられる。例えば、生体内では、酵素と水素結合を巧みに利用して、極めて高立体選択的にペプチドを合成している。しかしながら、酵素反応は、大量生産には不向きであり、合成化学に適用すると、膨大な金銭的・時間的なコストが必要となる。
合成化学においても、触媒を用いたアミド化が検討されているが、従来の手法では、主にカルボン酸を活性化する手法によりアミド結合を形成しているため、ラセミ化の進行が早く、高立体選択的且つ効率的にアミド化合物を合成することは困難である。
また、従来の方法では、複数のアミノ酸又はその誘導体が連結されてなるペプチドに、更にアミノ酸又はその誘導体をアミド結合によりライゲーション(Chemical Ligation)することや、二以上のペプチドをアミド結合によりライゲーションすることは、極めて困難である。斯かるペプチドに対するライゲーションのためのアミド化法としては、硫黄原子を有するアミノ酸を用い、硫黄原子の高い反応性を利用してライゲーションを行う方法(非特許文献7)や、アミノ酸のヒドロキシアミンを合成し、ヒドロキシアミンの高い反応性を利用してライゲーションを行う方法(非特許文献8)が知られているが、前者は硫黄原子を有するアミノ酸の合成が難しく、後者は数工程に亘るヒドロキシアミン合成が別途必要となるため、何れも時間・費用がかかり、効率性の面で難がある。
本発明者等は、β位にヒドロキシ基を有するカルボン酸/エステル化合物を特定の金属触媒の存在下でアミド化する方法(特許文献1)、アミノ酸前駆体としてヒドロキシアミノ/イミノ化合物を用い、これを特定の金属触媒の存在下でアミド化した後、特定の金属触媒の存在下で還元する方法(特許文献2)、カルボン酸/エステル化合物を特定の金属触媒の存在下でアミド化する方法(特許文献3)等により、高化学選択的にアミド化合物を合成する技術を開発している。
国際公開第2017/204144号 国際公開第2018/199146号 国際公開第2018/199147号
Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct., 2005, 34, 91-118 Tetrahedron, 2005, 6, 10827-10852 Chem. Rev., 2007, 107, 5759-5812 Chem. Rev., 2011, 111, 6557- 6602 Org. Process Res. Dev., 2016, 20(2), 140-177 Chem. Rev., 2016, 116, 12029-12122 Science, 1992, 256, 221-225 Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 1248-1252
しかしながら、カルボン酸エステル基とアミノ基とを有する種々の基質に対して、高効率的及び/又は高立体選択的にアミド化反応を生じさせ、アミド化合物を製造することが可能な新たな方法の開発が望まれている。
即ち、本発明の目的の一つは、カルボン酸エステル基とアミノ基とを有する種々の基質に対して、高効率的及び/又は高立体選択的にアミド化反応を生じさせ、アミド化合物を製造することが可能な新たな手段を提供することである。
本発明者らは鋭意検討の結果、ブレンステッド酸が、カルボン酸エステル基とアミノ基とのアミド化反応を生じさせる触媒作用を有すること、斯かるブレンステッド酸を触媒として用いることで、カルボン酸エステル基とアミノ基とを有する種々の基質に対して、高効率的及び/又は高立体選択的にアミド化反応を生じさせ、アミド化合物を製造することが可能となることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の趣旨は、以下に存する。
[項1]カルボン酸エステル基とアミノ基とのアミド反応の触媒であって、ブレンステッド酸を含む触媒。
[項2]ブレンステッド酸が、pKa値6.0以下の化合物から選択される、項1に記載の触媒。
[項3]ブレンステッド酸が、1又は2のカルボキシル基を有する脂肪族又は芳香族炭化水素から選択される、項1又は2に記載の触媒。
[項4]一般式(1-1)により示される化合物と、一般式(1-2)により示される化合物とから、一般式(1-3)により示されるアミド化合物を製造する方法であって、
項1~3の何れかに記載のブレンステッド酸の存在下、一般式(1-1)により示される化合物と、一般式(1-2)により示される化合物とをアミド化反応させる工程を含む、製造方法。
Figure 0007122046000001
(前記一般式(1-1)において、
10は、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基又は複素環式基を表し、
11は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい多価の炭化水素基若しくは複素環式基が複数、任意により連結基を介して、連結されてなる一価の基を表す。)
Figure 0007122046000002
(前記一般式(1-2)において、
12は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい多価の炭化水素基若しくは複素環式基が複数、任意により連結基を介して、連結されてなる一価の基を表し、
13は、水素原子、カルボキシル基、水酸基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して窒素原子に結合していてもよく、
ここで、R12とR13とが互いに結合して、R12及びR13が結合する窒素原子と共に、1又は2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよい。)
Figure 0007122046000003
(前記一般式(1-3)において、各符号はそれぞれ、前記一般式(1-1)及び(1-2)における定義と同様の定義を表す。)
[項5]一般式(2-1)により示される化合物から、一般式(2-2)により示されるアミド化合物を製造する方法であって、
項1~3の何れかに記載のブレンステッド酸の存在下、一般式(2-1)により示される化合物を分子内アミド化反応させる工程を含む、製造方法。
Figure 0007122046000004
(前記一般式(2-1)において、
20は、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基又は複素環式基を表し、
21は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい二価の炭化水素基若しくは複素環式基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい多価の炭化水素基若しくは複素環式基が複数、任意により連結基を介して、連結されてなる二価の基を表し、
22は、水素原子、カルボキシル基、水酸基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して窒素原子に結合していてもよく、
ここで、R21とR22とが互いに結合して、R21及びR22が結合する窒素原子と共に、1又は2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよい。)
Figure 0007122046000005
(前記一般式(2-2)において、各符号はそれぞれ、前記一般式(2-1)における定義と同様の定義を表す。)
[項6]一般式(3-1)により示される化合物と、一般式(3-2)により示される化合物とから、一般式(3-3)により示されるアミド化合物を製造する方法であって、
項1~3の何れかに記載のブレンステッド酸の存在下、一般式(3-1)により示される化合物と、一般式(3-2)により示される化合物とをアミド化反応させる工程を含む、製造方法。
Figure 0007122046000006
(前記一般式(3-1)において、
30は、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基又は複素環式基を表し、
31及びR32は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、チオール基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して炭素原子に結合していてもよく、
33は、水素原子、カルボキシル基、水酸基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して窒素原子に結合していてもよく、
ここで、R31とR33とが互いに結合して、R31が結合する炭素原子及びR33が結合する窒素原子と共に、1又は2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよく、
1及びA2は、それぞれ独立に、1又は2以上の置換基を有していてもよい炭素数1~3の二価の脂肪族炭化水素基を表し、
1は、水素原子又は一価の置換基を表し、
p1及びp2は、それぞれ独立に、0又は1を表し、
mは、1以上の整数であり、かつ、[ ]内の構造で表される構成単位の数を表す。但し、mが2以上である場合は、[ ]内の構造で表される複数の構成単位は各々同一でもよく、異なっていてもよい。)
Figure 0007122046000007
(前記一般式(3-2)において、
34及びR35は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、チオール基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して炭素原子に結合していてもよく、
36は、水素原子、カルボキシル基、水酸基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して窒素原子に結合していてもよく、
ここで、R34とR36とが互いに結合して、R34が結合する炭素原子及びR36が結合する窒素原子と共に、1又は2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよく、
3及びA4は、それぞれ独立に、1又は2以上の置換基を有していてもよい炭素数1~3の二価の脂肪族炭化水素基を表し、
2は、水素原子又は一価の置換基を表し、
p3及びp4は、それぞれ独立に、0又は1を表し、
nは、1以上の整数であり、かつ、[ ]内の構造で表される構成単位の数を表す。但し、nが2以上である場合は、[ ]内の構造で表される複数の構成単位は各々同一でもよく、異なっていてもよい。)
Figure 0007122046000008
(前記一般式(3-3)において、各符号はそれぞれ、前記一般式(3-1)及び(3-2)における定義と同様の定義を表す。)
[項7]前記一般式(1-1)のR10、前記一般式(2-1)のR20、又は前記一般式(3-1)のR30が、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の環状炭化水素基又は複素環式基である、項4~6の何れかに記載の製造方法。
[項8]前記反応が、バッチ反応又はフロー反応である、項3~7の何れかに記載の製造方法。
本発明の方法によれば、ブレンステッド酸を、カルボン酸エステル基とアミノ基とのアミド化反応の触媒として用いることで、カルボン酸エステル基とアミノ基とを有する種々の基質に対して、高効率的及び/又は高立体選択的にアミド化反応を生じさせ、アミド化合物を製造することが可能となる。
以下、本発明を具体的な実施の形態に即して詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施の形態に束縛されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、任意の形態で実施することが可能である。
なお、本開示で引用する特許公報、特許出願公開公報、及び非特許文献は、何れもその全体が援用により、あらゆる目的において本開示に組み込まれるものとする。
また、以下の記載では、アミド化反応の対象となるカルボン酸エステル基を有する基質化合物を「基質化合物1」、アミド化反応の対象となるアミノ基を有する基質化合物を「基質化合物2」と呼ぶ場合がある。なお、同一の基質化合物が有するカルボン酸エステル基とアミノ基とのアミド化反応を触媒する場合(即ち後述の態様(2)の場合)、基質化合物1と基質化合物2とは同一の化合物を指すことになる。
・用語の定義:
本開示において「アミノ酸」とは、カルボキシル基及びアミノ基を有する化合物を意味する。別途明示しない限り、アミノ酸の種類は特に限定されない。例えば、光学異性の観点からは、D-アミノ酸でもL-アミノ酸でもよい。また、カルボキシル基とアミノ基との相対位置の観点からは、α-アミノ酸、β-アミノ酸、γ-アミノ酸、δ-アミノ酸、ω-アミノ酸等の何れであってもよい。アミノ酸の例としては、これらに限定されるものではないが、タンパク質を構成する天然アミノ酸等が挙げられ、具体例としては、バリン、ロイシン、イソロイシン、アラニン、アルギニン、グルタミン、リシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、プロリン、システイン、トレオニン、メチオニン、ヒスチジン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、アスパラギン、グリシン、セリン等が挙げられる。
本開示において「ペプチド」とは、複数のアミノ酸がペプチド結合を介して連結された化合物を意味する。別途明示しない限り、ペプチドを構成する複数のアミノ酸単位は、互いに同じ種類のアミノ酸単位であってもよく、二種類以上の異なるアミノ酸単位であってもよい。ペプチドを構成するアミノ酸の数は、2以上であれば特に制限されない。例としては、2(「ジペプチド」ともいう)、3(「トリペプチド」ともいう)、4(「テトラペプチド」ともいう)、5(「ペンタペプチド」ともいう)、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、100、又はそれ以上が挙げられる。
本開示において「ラクタム」とは、単一の分子が有するカルボキシル基(又はカルボン酸エステル基)とアミノ基とが分子内アミド化結合することにより環を形成した化合物を意味し、「環状ペプチド」とは、単一のペプチド分子内のカルボキシル基(又はカルボン酸エステル基)とアミノ基(例えば、これに限定されるものではないが、末端カルボキシル基(又はカルボン酸エステル基)と末端アミノ基)が分子内アミド化結合することにより環を形成したペプチドをいう。
本開示において「アミノ基」とは、アンモニア、第一級アミン、又は第二級アミンから水素を除去して得られる、それぞれ式-NH2、-NRH、又は-NRR’(但しR及びR’はそれぞれ置換基を意味する。)で表される官能基を意味する。
本開示において、別途明示しない限り、炭化水素基は、脂肪族でも芳香族でもよい。脂肪族炭化水素基は鎖状でも環状でもよい。鎖状炭化水素基は直鎖状でも分岐鎖状でもよい。環状炭化水素基は、単環式でも橋かけ環式でもスピロ環式でもよい。炭化水素基は、飽和でもよいが、不飽和でもよく、言い換えれば、一又は二以上の炭素-炭素二重結合及び/又は三重結合を含んでいてもよい。即ち、炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基等を含む概念である。なお、別途明示しない限り、炭化水素基の一又は二以上の水素原子が、任意の置換基で置換されていてもよく、炭化水素基の一又は二以上の炭素原子が、価数に応じた任意のヘテロ原子に置き換えられていてもよい。
本開示において「炭化水素オキシ基」とは、前記定義の炭化水素基がオキシ基(-O-)の一方の結合手に連結された基を意味する。
本開示において「炭化水素カルボニル基」とは、前記定義の炭化水素基がカルボニル基(-C(=O)-)の一方の結合手に連結された基を意味する。
本開示において「炭化水素スルホニル基」とは、前記定義の炭化水素基がスルホニル基(-S(=O)2-)の一方の結合手に連結された基を意味する。
本開示において、複素環式基は、飽和でもよいが、不飽和でもよく、言い換えれば、一又は二以上の炭素-炭素二重結合及び/又は三重結合を含んでいてもよい。また、複素環式基は単環式でも橋かけ環式でもスピロ環式でもよい。また、複素環式基の複素環構成原子に含まれるヘテロ原子は制限されないが、例としては窒素、酸素、硫黄、リン、ケイ素等が挙げられる。
本開示において「複素環オキシ基」とは、前記定義の複素環式基がオキシ基(-O-)の一方の結合手に連結された基を意味する。
本開示において「複素環カルボニル基」とは、前記定義の複素環式基がカルボニル基(-C(=O)-)の一方の結合手に連結された基を意味する。
本開示において「複素環スルホニル基」とは、前記定義の複素環式基がスルホニル基(-S(=O)2-)の一方の結合手に連結された基を意味する。
本開示において「置換基」とは、それぞれ独立に、別途明示しない限り、本発明の製造方法におけるアミド化工程が進行すれば特に制限されず、任意の置換基を意味する。例としては、これらに限定されるものではないが、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、チオール基、スルホン酸基、アミノ基、アミド基、イミノ基、イミド基、炭化水素基、複素環式基、炭化水素オキシ基、炭化水素カルボニル基(アシル基)、炭化水素オキシカルボニル基、炭化水素カルボニルオキシ基、炭化水素置換アミノ基、炭化水素置換アミノカルボニル基、炭化水素カルボニル置換アミノ基、炭化水素置換チオール基、炭化水素スルホニル基、炭化水素オキシスルホニル基、炭化水素スルホニルオキシ基、複素環オキシ基、複素環カルボニル基、複素環オキシカルボニル基、複素環カルボニルオキシ基、複素環アミノ基、複素環アミノカルボニル基、複素環カルボニル置換アミノ基、複素環置換チオール基、複素環スルホニル基、複素環オキシスルホニル基、複素環スルホニルオキシ基等が挙げられる。また、これらの官能基が、その価数及び物理化学的性質が許容する限りにおいて、更にこれらの官能基により置換された官能基も、本開示における「置換基」に含まれるものとする。なお、ある官能基が置換基を有する場合、その個数は、その価数及び物理化学的性質が許容する限りにおいて、特に限定されない。また、複数の置換基が存在する場合、これらの置換基は互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
本開示において、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表し、Prはプロピル基を表し、i-Prはイソプロピル基を表し、Buはブチル基を表し、t-BuはTert-ブチル基を表す。
本開示において、Acはアセチル基を表し、acacはアセチルアセトナートを表し、Cpはシクロペンタジエニルを表し、Tfはトリフルオロメタンスルホニルを表し、Trtはトリチル基を表し、THFはテトラヒドロフランを表す。
本開示において、アミノ酸及びその残基は、当業者に周知の三文字略称で表す場合がある。主なアミノ酸の三文字略称を以下の表に示す。
Figure 0007122046000009


本開示において、β-ホモアミノ酸及びその残基は、対応するα-アミノ酸の三文字略称の前に「Ho」を付して表す場合がある。
・本発明の触媒:
本発明の一側面は、エステルとアミノ基とのアミド反応の触媒であって、ブレンステッド酸を含む触媒(以降適宜「本発明の触媒」と称する。)に関する。
本明細書において「ブレンステッド酸」(Bronsted acid)とは、ブレンステッド-ローリー理論(Bronsted-Lawry theory)に基づく酸を意味する。ブレンステッド-ローリー理論によれば、酸とはプロトン(水素イオン)供与体として機能する化合物であり、塩基とはプロトン受容体として機能する化合物として定義される。即ち、本発明の触媒におけるブレンステッド酸とは、プロトン供与体として機能する化合物を意味する。
本発明の触媒におけるブレンステッド酸の種類は制限されず、プロトン供与体として機能する化合物であれば任意の化合物を利用できる。但し、本発明の触媒におけるブレンステッド酸は、以下の少なくとも何れかを満たす化合物であることが好ましい。
まず、本発明の触媒におけるブレンステッド酸は、プロトン供与体としての機能を十分に発揮させる観点から、そのpKa値が所定値以下であることが好ましい。具体的には、通常6.0以下、中でも5.5以下であることが好ましい。
また、本発明の触媒におけるブレンステッド酸は、1又は2のカルボキシル基を有する脂肪族又は芳香族炭化水素化合物、即ちカルボン酸化合物であることが好ましい。この場合、斯かるカルボン酸化合物の酸性度の低下を防ぐ観点からは、各カルボキシル基のアルファ位に相当する炭素原子が、電子求引性の置換基を有さないことが好ましい。また、ブレンステッド酸自身がアミド化されるのを防ぐ観点からは、カルボキシル基が結合する脂肪族又は芳香族炭化水素基の分子量が大きく(例えば炭素数3以上、中でも炭素数4以上、更には炭素数5以上)、立体障害を生じやすいことも好ましい。
但し、以上に説明した物性・特性・構造を有するブレンステッド酸は、本発明の触媒として好ましいブレンステッド酸の例に過ぎず、これらの物性・特性・構造を有しないブレンステッド酸であっても、後述の実施例に示すように、高いアミド化活性を示し、本発明の触媒として好ましいブレンステッド酸も存在する。
本発明の触媒として使用可能なブレンステッド酸の具体例としては、2,6-ジ-tert-ブチル安息香酸、ピバル酸、イソ酪酸、ジイソプロピル酢酸、吉草酸、イソフタル酸、2,4,6-トリメチル安息香酸、プロピオン酸、アジピン酸、酢酸、ブタン酸、2-tert-ブチル-3,3-ジメチルブタン酸、2,6-ジイソプロピル安息香酸、2,4,6-トリイソプロピル安息香酸、カプロン酸、チオ酢酸、コハク酸、酢酸アンモニウム、2,6-ジメチル安息香酸、安息香酸、マロン酸、1-アダマンタンカルボン酸、4-ニトロフェノール、(S)-2-(1H-テトラゾール-5-イル)ピロリジン-1-カルボン酸、tert-ブチルエステル、マレイン酸、トリクロロ酸、2,6-ジメトキシ安息香酸、乳酸、ブロモ酢酸、トリクロロ酢酸、カテコール、1,2-フェニレン二酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、フタル酸、1,1’-ビナフチル-2,2’-ジカルボン酸、(+)-10-カンファースルホン酸、メタンスルホン酸、乳酸メチル、ベンゼンチオール、N-(2,6-ジメチルフェニル)-1,1,1-トリフルオロメタンスルホンアミド、L-リンゴ酸、N-[2,6-ビス(1-メチルエチル)フェニル]-1,1,1-トリフルオロメタンスルホンアミド、4-メチルフェニルスルホン酸無水物、4-メトキシフェニルボロン酸、2,2,2-トリフルオロエタノール、フマル酸、乳酸エチル、L-プロリン、フェノール、4-メトキシフェノール、p-トルエンボロン酸、シュウ酸、プロリンテトラゾール、トリフェニルシラノール、クエン酸、2,4,6-トリメチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、L-酒石酸、tert-ブチルジメチルシアノール、ピロメリット酸等が挙げられる。
中でも、本発明の触媒におけるブレンステッド酸としては、2,6-ジ-tert-ブチル安息香酸、ピバル酸、イソ酪酸、ジイソプロピル酢酸、吉草酸、イソフタル酸、2,4,6-トリメチル安息香酸、プロピオン酸、アジピン酸、酢酸、ブタン酸、2-tert-ブチル-3,3-ジメチルブタン酸、2,6-ジイソプロピル安息香酸、2,4,6-トリイソプロピル安息香酸、カプロン酸、チオ酢酸、コハク酸、酢酸アンモニウム、2,6-ジメチル安息香酸、安息香酸、マロン酸、1-アダマンタンカルボン酸、4-ニトロフェノール、(S)-2-(1H-テトラゾール-5-イル)ピロリジン-1-カルボン酸、tert-ブチルエステル、マレイン酸、トリクロロ酸、2,6-ジメトキシ安息香酸、乳酸、ブロモ酢酸等が好ましく、2,6-ジ-tert-ブチル安息香酸、ピバル酸、イソ酪酸、ジイソプロピル酢酸、吉草酸、イソフタル酸、2,4,6-トリメチル安息香酸、プロピオン酸、アジピン酸、酢酸、ブタン酸、2-tert-ブチル-3,3-ジメチルブタン酸、2,6-ジイソプロピル安息香酸、2,4,6-トリイソプロピル安息香酸、カプロン酸、チオ酢酸、コハク酸、酢酸アンモニウム、2,6-ジメチル安息香酸等がより好ましく、2,6-ジ-tert-ブチル安息香酸、ピバル酸、イソ酪酸、ジイソプロピル酢酸、吉草酸、イソフタル酸、2,4,6-トリメチル安息香酸、プロピオン酸、アジピン酸等が特に好ましい。
なお、本発明の触媒におけるブレンステッド酸としては、何れか1種類の化合物を単独で使用してもよく、何れか2種以上の化合物を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
ブレンステッド酸を用いた本発明の触媒によれば、カルボン酸エステル基とアミノ基とを有する種々の基質に対して、高効率的及び/又は高立体選択的にアミド化反応を生じさせ、アミド化合物を製造することが可能となる。また、従来のアミド化に用いられていた金属触媒やその他の添加剤等が不要である上に、基質化合物との組み合わせや反応条件によっては溶媒(反応媒)も使用する必要がないため、反応後の生成物の単離・精製が格段に容易となる。
ブレンステッド酸を用いた本発明の触媒によって、こうした高効率的及び/又は高立体選択的なアミド化反応が可能となる理由は、定かではない。但し、理論に束縛されるものではないが、以下の様に推測される。即ち、本発明の触媒であるブレンステッド酸は、プロトン供与体として機能し、基質化合物1のカルボン酸エステル基と基質化合物2のアミノ基とのアミド反応を触媒しているものと推測される。また、特に1又は2以上のカルボキシル基を有するブレンステッド酸(即ちカルボン酸)の場合、ブレンステッド酸のカルボキシル基が基質化合物1のカルボン酸エステル基とカルボン酸二量体を形成し、基質化合物1のカルボキシル基を活性化することにより、基質化合物2のアミノ基とのアミド反応を触媒しているものと推測される。
・本発明の製造方法:
本発明の一側面は、前記のブレンステッド酸を反応剤として用い、カルボン酸エステル基及び/又はアミノ基を有する1又は2以上の化合物を基質として、カルボン酸エステル基とアミノ基との間にアミド化反応を生じさせることにより、アミド化合物を製造する方法(以降適宜「本発明の製造方法」と称する。)に関する。斯かる本発明の製造方法は、使用する基質化合物及びアミド化反応により製造される目的化合物の種類により、以下の態様に大別することが可能である。
(1)前記のブレンステッド酸の存在下、カルボン酸エステル基を有する第1の化合物(基質化合物1)と、アミノ基を有する第2の化合物(基質化合物2)とを基質として用い、第1の化合物のカルボン酸エステル基と第2の化合物のアミノ基との間に分子間アミド化反応を生じさせることにより、アミド結合を介してこれらの化合物が連結されてなる第3の化合物(アミド化合物)を製造する方法(以降適宜「態様(1)」と称する。)。
(2)前記のブレンステッド酸の存在下、カルボン酸エステル基及びアミノ基を有する第1の化合物(基質化合物1、2)を基質として用い、第1の化合物のカルボン酸エステル基とアミノ基との間に分子内アミド化反応(ラクタム化反応)を生じさせることにより、アミド結合を介して第1の化合物が環状化されてなる第2の化合物(ラクタム化合物)を製造する方法(以降適宜「態様(2)」と称する。)。
また、態様(1)に含まれる態様ではあるが、特に興味深い態様として以下の態様が挙げられる。
(3)前記のブレンステッド酸の存在下、カルボン酸エステル基を有する第1の化合物(基質化合物1)及びアミノ基を有する第2の化合物(基質化合物2)としてそれぞれアミノ酸又はペプチドを使用することにより、これらのアミノ酸及び/又はペプチドをアミド結合により連結して、第3の化合物としてペプチドを製造する方法(以降適宜「態様(3)」と称する。)。
また、態様(2)に含まれる一態様として、第1の化合物(基質化合物1、2)がペプチドであり、第2の化合物(ラクタム化合物)が環状ペプチドである態様も挙げられる。
以下、これらの態様(1)~(3)における基質化合物及び目的化合物の組み合わせについて、個別に説明する。
・態様(1):
態様(1)は、前記のブレンステッド酸の存在下、下記式(1-1)で示されるカルボン酸エステル基を有する化合物(以降適宜「化合物(1-1)」と称する。)と、下記式(1-2)で示されるアミノ基を有する化合物(以降適宜「化合物(1-2)」と称する。)とを基質として用い、化合物(1-1)のカルボン酸エステル基と化合物(1-2)のアミノ基との間に分子間アミド化反応を生じさせることにより、下記式(1-3)で示されるアミド化合物(以降適宜「化合物(1-3)」と称する。)を製造する方法である。
Figure 0007122046000010
Figure 0007122046000011
Figure 0007122046000012
即ち、本態様では、異なる化合物(1-1)及び(1-2)が有するカルボン酸エステル基とアミノ基とをアミド化反応させて両化合物(1-1)及び(1-2)を連結し、新たなアミド化合物(1-3)を製造する。
上記一般式(1-1)、(1-2)、及び(1-3)において、各符号の定義は以下の通りである。
10は、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基又は複素環式基を表す。
11及びR12は、各々独立に、(i)1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基、又は、(ii)1若しくは2以上の置換基を有していてもよい多価の炭化水素基若しくは複素環式基が複数、任意により連結基を介して、連結されてなる一価の基を表す。なお、大まかにいえば、R11及び/又はR12が(i)である場合、化合物(1-1)及び/又は(1-2)は単量体又は低分子化合物となり、R11及び/又はR12が(ii)である場合、化合物(1-1)及び/又は(1-2)は重合体又は高分子化合物となる。
まず、R10、R11及びR12が、各々独立に、(i)1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基又は複素環式基である場合、その概要は以下の通りである。
10、R11及び/又はR12が、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基である場合、炭化水素基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子数は、特に限定はされないが、上限が例えば40以下、30以下、20以下、16以下、又は12以下等である。下限は炭化水素基の種類によっても異なるが、アルキル基の場合は1以上、アルケニル基やアルキニル基の場合は2以上、シクロアルキル基の場合には3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、又は40等である。
10、R11及び/又はR12が、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の複素環式基である場合、複素環式基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子及びヘテロ原子の合計数は、特に限定はされないが、上限が例えば20以下、15以下、10以下、8以下、又は6以下等である。下限は複素環式構造の種類によっても異なるが、通常3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、又は40等である。
中でも、R10、R11及びR12としては、それぞれ独立に、1又は2以上の置換基を有していてもよい、アミノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリーロキシ基、アシル基、複素環式基、若しくは複素環オキシ基等であることが好ましい。
10、R11及びR12の具体例としては、これらに限定されるものではないが、例えば以下が挙げられる。
・メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、デシル基、ノニル基等のアルキル基;
・シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、ビシクロオクチル基、スピロオクチル基等のシクロアルキル基;
・フェニル基、ベンジル基、トリル基、ナフチル基、アントラセニル基等のアリール基;
・フラニル基、チオフェニル基、ピラニル基、ピロリニル基、ピロリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピロリル基、ピぺリジニル基、ピペラジニル基、ホモピペラジニル基、モルホリノ基、チオモルホリノ基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、ヘキサヒドロピリミジル基、ヘキサヒドロピリダジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリダジル基、3,4-ジヒドロピリジル基、イミダゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、ピラゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、オキサゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、チアゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、カルバゾリル基等の複素環式基;
・フラニルオキシ基、ピロリルオキシ基、インドリルオキシ基、キノリルオキシ基等の複素環オキシ基;等。
なお、上記の基のうち、カルボキシル基を有する基は、保護基を有していてもよいが、いなくてもよい。反応に用いる化合物(1-1)と化合物(1-2)との反応性により異なるが、上記の基のうち、カルボキシル基を有する基が保護基を有する場合には、通常は化合物(1-1)の式中右側のカルボン酸エステル基との反応選択性が、その他の置換基に存在するカルボキシル基との反応選択性よりも向上する。
また、R11及びR12が、各々独立に、(ii)1又は2以上の置換基を有していてもよい多価の炭化水素基又は複素環式基が複数、任意により連結基を介して、連結されてなる一価の基である場合、その概要は以下の通りである。
まず、多価の炭化水素基又は複素環式基としては、前述の一価の炭化水素基又は複素環式基から、更に1又は2以上の水素原子を取り除いて得られる多価(例えば、二価、三価、四価、五価、又はそれ以上)の炭化水素基又は複素環式基が挙げられる。これらの多価の炭化水素基又は複素環式基が複数個(例えば、2個、3個、4個、5個、又はそれ以上)連結される際には、直接結合により連結されていてもよいが、連結基が介在していてもよい。斯かる連結基は、限定されるものではないが、各々独立に、例えば以下に示す構造から選択される(なお、下記化学式中、Aは各々独立に、1又は2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基又は複素環式基を表す。同一の基の中にAが二つ存在する場合、それらは互いに同一でもよく、異なっていてもよい。)。
Figure 0007122046000013
なお、前述のように、R11及び/又はR12が(ii)1又は2以上の置換基を有していてもよい多価の炭化水素基又は複素環式基が複数、任意により連結基を介して、連結されてなる一価の基である場合、斯かる化合物(1-1)及び/又は(1-2)は概して、重合体又は高分子化合物となる。斯かる重合体・高分子化合物の例としては、これらに限定されるものではないが、例えば以下が挙げられる。
・ペプチド・タンパク質(下記態様(3)において詳述する。);
・核酸(DNA(デオキシリボ核酸)、RNA(リボ核酸)等);
・多糖類(セルロース、アミロース、デンプン、キチン、キトサン等);
・複合多糖類(リポ多糖、糖タンパク質等);
・脂質類(単純脂質、リン脂質、糖脂質等);
・天然・合成樹脂(フェノール樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ乳酸、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド(ナイロン等)、アクリル・メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、天然・合成ゴム等)。
13は、水素原子、カルボキシル基、若しくは水酸基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表す。なお、置換基を有する場合、その種類については先に記載したとおりである。置換基の数の具体例は、例えば5、4、3、2、1、又は0である。
13が、1又は2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基又は複素環式基である場合は、斯かる炭化水素基又は複素環式基とそれが結合する窒素原子との間に、連結基が介在していてもよい。斯かる連結基は、限定されるものではないが、各々独立に、例えば以下に示す構造から選択される(なお、下記化学式中、Aは各々独立に、1又は2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基又は複素環式基を表す。同一の基の中にAが二つ存在する場合、それらは互いに同一でもよく、異なっていてもよい。)。
Figure 0007122046000014
炭化水素基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子数は、上限が例えば20以下、15以下、10以下、8以下、又は6以下等である。下限は炭化水素基の種類によっても異なるが、アルキル基の場合は1以上、アルケニル基やアルキニル基の場合は2以上、シクロアルキル基の場合には3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20等である。
複素環式基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子及びヘテロ原子の合計数は、上限が例えば20以下、15以下、10以下、8以下、又は6以下等である。下限は複素環式構造の種類によっても異なるが、通常3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20等である。
なお、R12とR13とが互いに結合して、R12が結合する炭素原子及びR13が結合する窒素原子と共に、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよい。置換基を有する場合、その種類については先に記載したとおりである。置換基の数の具体例は、例えば5、4、3、2、1、又は0である。
複素環式基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子及びヘテロ原子の合計数は、上限が例えば20以下、15以下、10以下、8以下、又は6以下等である。下限は複素環式構造の種類によっても異なるが、通常3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20等である。
斯かる複素環の具体例としては、これらに限定されるものではないが、ピロリニル基、ピロリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピロリル基、ピぺリジニル基、ピペラジニル基、ホモピペラジニル基、モルホリノ基、チオモルホリノ基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、ヘキサヒドロピリミジル基、ヘキサヒドロピリダジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリダジル基、3,4-ジヒドロピリジル基、イミダゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、ピラゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、オキサゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、チアゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基等が挙げられる。
・態様(2):
態様(2)は、前記のブレンステッド酸の存在下、下記式(2-1)で示されるカルボン酸エステル基及びアミノ基を有する化合物(以降適宜「化合物(2-1)」と称する。)を基質として用い、化合物(2-1)のカルボン酸エステル基とアミノ基との間に分子間アミド化反応(ラクタム化反応)を生じさせることにより、下記式(2-2)で示されるラクタム化合物(以降適宜「化合物(2-2)」と称する。)を製造する方法である。
Figure 0007122046000015
Figure 0007122046000016
即ち本態様では、同一の化合物(2-1)が有するカルボン酸エステル基とアミノ基とを分子内アミド化反応(ラクタム化反応)させて本化合物(2-1)を環化し、新たなラクタム化合物(2-2)を製造する。
上記一般式(2-1)及び(2-2)において、各符号の定義は以下の通りである。
20は、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基又は複素環式基を表す。その詳細は、前記式(1-1)のR10について先に説明した詳細と同様である。
21は、(i)1若しくは2以上の置換基を有していてもよい二価の炭化水素基若しくは複素環式基、又は、(ii)1若しくは2以上の置換基を有していてもよい多価の炭化水素基若しくは複素環式基が複数、任意により連結基を介して、連結されてなる二価の基を表す。なお、大まかにいえば、R21が(i)である場合、化合物(2-1)は単量体化合物となり、R21が(ii)である場合、化合物(2-1)は重合体又は高分子化合物となる。
21が、(i)1又は2以上の置換基を有していてもよい二価の炭化水素基又は複素環式基である場合、その例としては、前記式(1-1)のR11及び前記式(1-2)のR12について説明した一価の炭化水素基又は複素環式基から、任意の水素原子を除いて得られる二価の炭化水素基又は複素環式基が挙げられる。その他の詳細は、前記式(1-1)のR11及び前記式(1-2)のR12について先に説明した詳細と同様である。
一方、R21が、(ii)1又は2以上の置換基を有していてもよい多価の炭化水素基又は複素環式基が複数、任意により連結基を介して、連結されてなる二価の基である場合、その例としては、前記式(1-1)のR11及び前記式(1-2)のR12について説明した多価の炭化水素基又は複素環式基が複数連結されてなる一価の基から、任意の水素原子を除いて得られる二価の基が挙げられる。その他の詳細は、前記式(1-1)のR11及び前記式(1-2)のR12について先に説明した詳細と同様である。
22は、水素原子、カルボキシル基、水酸基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表す。R22の詳細は、前記式(1-2)のR13について先に説明した詳細と同様である。
ここで、R21とR22とが互いに結合して、R21及びR22が結合する窒素原子と共に、1又は2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよい。斯かる複素環の詳細は、前記式(1-2)のR12とR13とが互いに結合して形成される複素環について先に説明した詳細と同様である。
・態様(3):
態様(3)は、前記のブレンステッド酸の存在下、下記式(3-1)で示されるアミノ酸又はペプチド(以降適宜「化合物(3-1)」と称する。)と、下記式(3-2)で示されるアミノ酸又はペプチド(以降適宜「化合物(3-2)」と称する。)とを基質として用い、化合物(3-1)の末端カルボン酸エステル基と化合物(3-2)の末端アミノ基との間に分子間アミド化反応を生じさせることにより、下記式(1-3)で示されるペプチド(以降適宜「化合物(3-3)」と称する。)を製造する方法である。
Figure 0007122046000017
Figure 0007122046000018
Figure 0007122046000019
即ち本態様では、異なるアミノ酸又はペプチド(3-1)及び(3-2)が有するカルボン酸エステル基とアミノ基とをアミド化反応させて、これらのアミノ酸又はペプチド(3-1)及び(3-2)を連結し、新たなペプチド(3-3)を製造する。
上記一般式(3-1)、(3-2)、及び(3-3)において、各符号の定義は以下の通りである。
30は、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基又は複素環式基を表す。その詳細は、前記式(1-1)のR10及びR11について先に説明した詳細と同様である。
31、R32、R34、及びR36は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、若しくはチオール基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表す。なお、これらの基が置換基を有する場合、その種類については先に記載したとおりである。置換基の数の具体例は、例えば5、4、3、2、1、又は0である。
また、R31、R32、R34、及び/又はR36が、1又は2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基又は複素環式基である場合は、斯かる炭化水素基又は複素環式基とそれが結合する炭素原子との間に、連結基が介在していてもよい。斯かる連結基は、限定されるものではないが、各々独立に、例えば以下に示す構造から選択される(なお、下記化学式中、Aは各々独立に、1又は2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基又は複素環式基を表す。同一の基の中にAが二つ存在する場合、それらは互いに同一でもよく、異なっていてもよい。)。
Figure 0007122046000020
炭化水素基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子数は、特に限定はされないが、上限が例えば20以下、15以下、10以下、8以下、又は6以下等である。下限は炭化水素基の種類によっても異なるが、アルキル基の場合は1以上、アルケニル基やアルキニル基の場合は2以上、シクロアルキル基の場合には3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20等である。
複素環式基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子及びヘテロ原子の合計数は、特に限定はされないが、上限が例えば20以下、15以下、10以下、8以下、又は6以下等である。下限は複素環式構造の種類によっても異なるが、通常3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20等である。
中でも、R31、R32、R34、及びR36としては、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、チオール基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、若しくはハロゲン原子、又は、1又は2以上の置換基を有していてもよい、アミノ基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリーロキシ基、アシル基、複素環式基、若しくは複素環オキシ基等であることが好ましい。
31、R32、R34、及びR36の具体例としては、これらに限定されるものではないが、例えば以下が挙げられる。
・水素原子、水酸基、チオール基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基;
・フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子;
・メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、デシル基、ノニル基等のアルキル基;
・エテニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、へプテニル基、オクテニル基等のアルケニル基;
・プロパルギル基等のアルキニル基;
・シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、ビシクロオクチル基、スピロオクチル基等のシクロアルキル基;
・メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基等のアルコキシ基;
・フェニル基、ベンジル基、トリル基、ナフチル基、アントラセニル基等のアリール基;
・フェニロキシ基、ベンジロキシ基、ナフチロキシ基等のアリーロキシ基;
・アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基、パラメトキシベンゾイル基、シンナモイル基等のアシル基;
・無置換のアミノ基、及び、ジメチルアミノ基、ベンジルアミノ基、トリフェニルメチルアミノ基等の置換アミノ基;
・フラニル基、チオフェニル基、ピラニル基、ピロリニル基、ピロリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピロリル基、ピぺリジニル基、ピペラジニル基、ホモピペラジニル基、モルホリノ基、チオモルホリノ基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、ヘキサヒドロピリミジル基、ヘキサヒドロピリダジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリダジル基、3,4-ジヒドロピリジル基、イミダゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、ピラゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、オキサゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、チアゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、カルバゾリル基等の複素環式基;
・フラニルオキシ基、ピロリルオキシ基、インドリルオキシ基、キノリルオキシ基等の複素環オキシ基;等。
なお、上記の基のうち、カルボキシル基を有する基は、保護基を有していてもよいが、いなくてもよい。反応に用いる化合物(3-1)と化合物(3-2)との反応性により異なるが、上記の基のうち、カルボキシル基を有する基が保護基を有する場合には、通常は化合物(3-1)の式中右側のカルボン酸エステル基との反応選択性が、その他の置換基に存在するカルボキシル基との反応選択性よりも向上する。
33及びR36は、それぞれ独立に、水素原子、カルボキシル基、若しくは水酸基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表す。なお、置換基を有する場合、その種類については先に記載したとおりである。置換基の数の具体例は、例えば5、4、3、2、1、又は0である。
また、R33及び/又はR36が、1又は2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基又は複素環式基である場合は、斯かる炭化水素基又は複素環式基とそれが結合する窒素原子との間に、連結基が介在していてもよい。斯かる連結基は、限定されるものではないが、各々独立に、例えば以下に示す構造から選択される(なお、下記化学式中、Aは各々独立に、1又は2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基又は複素環式基を表す。同一の基の中にAが二つ存在する場合、それらは互いに同一でもよく、異なっていてもよい。)。
Figure 0007122046000021
炭化水素基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子数は、上限が例えば20以下、15以下、10以下、8以下、又は6以下等である。下限は炭化水素基の種類によっても異なるが、アルキル基の場合は1以上、アルケニル基やアルキニル基の場合は2以上、シクロアルキル基の場合には3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20等である。
複素環式基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子及びヘテロ原子の合計数は、上限が例えば20以下、15以下、10以下、8以下、又は6以下等である。下限は複素環式構造の種類によっても異なるが、通常3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20等である。
中でも、R33及びR36としては、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、若しくはカルボキシル基、又は、1又は2以上の置換基を有していてもよい、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリーロキシ基、アシル基、複素環式基、若しくは複素環オキシ基等であることが好ましい。
33及びR36の具体例としては、これらに限定されるものではないが、例えば以下が挙げられる。
・水素原子、水酸基、カルボキシル基;
・メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、デシル基、ノニル基等のアルキル基;
・エテニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、へプテニル基、オクテニル基等のアルケニル基;
・プロパルギル基等のアルキニル基;
・シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、ビシクロオクチル基、スピロオクチル基等のシクロアルキル基;
・フェニル基、ベンジル基、トリル基、ナフチル基、アントラセニル基等のアリール基;
・フラニル基、チオフェニル基、ピラニル基、ピロリニル基、ピロリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピロリル基、ピぺリジニル基、ピペラジニル基、ホモピペラジニル基、モルホリノ基、チオモルホリノ基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、ヘキサヒドロピリミジル基、ヘキサヒドロピリダジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリダジル基、3,4-ジヒドロピリジル基、イミダゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、ピラゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、オキサゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、チアゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、カルバゾリル基等の複素環式基;等。
なお、R31とR33とが互いに結合して、R31が結合する炭素原子及びR33が結合する窒素原子と共に、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよく、R34とR36とが互いに結合して、R34が結合する炭素原子及びR36が結合する窒素原子と共に、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよい。なお、置換基を有する場合、その種類については先に記載したとおりである。置換基の数の具体例は、例えば5、4、3、2、1、又は0である。
複素環式基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子及びヘテロ原子の合計数は、上限が例えば20以下、15以下、10以下、8以下、又は6以下等である。下限は複素環式構造の種類によっても異なるが、通常3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20等である。
斯かる複素環の具体例としては、これらに限定されるものではないが、ピロリニル基、ピロリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピロリル基、ピぺリジニル基、ピペラジニル基、ホモピペラジニル基、モルホリノ基、チオモルホリノ基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、ヘキサヒドロピリミジル基、ヘキサヒドロピリダジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリダジル基、3,4-ジヒドロピリジル基、イミダゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、ピラゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、オキサゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、チアゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基等が挙げられる。
1~A4は、それぞれ独立に、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい炭素数1~3の二価の脂肪族炭化水素基を表す。具体例としては、これらに限定されるものではないが、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、及びイソプロピレン基等、並びにこれらの基が1又は2以上の前記の置換基で置換された基が挙げられる。置換基の数の具体例は、例えば3、2、1、又は0である。
p1~p4は、それぞれ独立に、0又は1を表す。
m及びnは、それぞれ独立に、[ ]内の構造で表される構成単位の数を表す、1以上の整数である。即ち、mは、一般式(3-1)の[ ]内のアミノ酸単位の数を表す。mが1の場合、化合物(3-1)はアミノ酸となり、mが2以上の場合、化合物(3-1)はペプチドとなる。同様に、nは、一般式(3-2)の[ ]内のアミノ酸単位の数を表す。nが1の場合、化合物(3-2)はアミノ酸となり、nが2以上の場合、化合物(3-2)はペプチドとなる。m及びnの上限は、アミノ化工程が進行する限りにおいて特に制限されないが、例えば100以下、80以下、60以下、50以下、40以下、30以下、20以下、15以下、12以下、又は10以下等である。m及びnの具体例は、それぞれ独立に、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100等である。
なお、言うまでもないことであるが、mが2以上である場合は、[ ]内の構造を規定するR1、R2、R3、A1、A2、p1、p2は、複数のアミノ酸単位の間で同一であってもよく、異なっていてもよい。同様に、nが2以上である場合は、[ ]内の構造を規定するR4、R5、R5、A3、A4、p3、p4は、複数のアミノ酸単位の間で同一であってもよく、異なっていてもよい。即ち、化合物(3-1)及び/又は化合物(3-2)がペプチドの場合には、当該ペプチドを構成する複数のアミノ酸単位は同一であってもよく、異なっていてもよい。
1は、水素原子又は一価の置換基を表す。一価の置換基の場合、その種類は特に制限されるものではないが、R33及びR36として上述した各基の他、アミノ基の保護基(これを以下適宜PG1とする)が挙げられる。アミノ基の保護基PG1としては、アミド化工程において、当該アミノ基が反応しないように保護することができ、反応後にこれを脱保護してアミノ基に変換可能なものであれば、特に制限されない。
アミノ基の保護基PG1としては、公知の多種多様のものが知られている。例としては、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の複素環式基等が挙げられる。中でも、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基が好ましい。但し、斯かる炭化水素基又は複素環式基と、それが保護するアミノ基の窒素原子(式(3-1)中PG1が結合する窒素原子)との間に、連結基が介在していてもよい。斯かる連結基は、限定されるものではないが、各々独立に、例えば以下に示す連結基から選択される(なお、下記化学式中、Aは各々独立に、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基又は複素環式基を表す。同一の基の中にAが二つ存在する場合、それらは互いに同一でもよく、異なっていてもよい。)。
Figure 0007122046000022
保護基PG1の炭素数は、通常1以上、又は3以上、また、通常20以下、又は15以下が挙げられる。
中でも、アミノ基の保護基PG1は、1又は2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基、アシル基、炭化水素オキシカルボニル基、及び炭化水素スルホニル基、及びアミド基からなる群より選択される1種以上の基であることが好ましい。
以下、アミノ基の保護基PG1の具体例を列記する。なお、アミノ基の保護基の名称としては、アミノ基の窒素原子に結合している官能基の名称の他、窒素原子をも含めた名称も存在しており、以下の名称においても両者が含まれている。
非置換又は置換の炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基;エテニル基、プロペニル基、アリル基、等のアルケニル基;プロパルギル基等のアルキニル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、ベンジル基、パラメトキシベンジル基、トリル基、トリフェニルメチル基(トロック基)等のアリール基;シアノメチル基等の置換炭化水素基等が挙げられる。炭素数は、通常1以上、又は3以上、また、通常20以下、又は15以下が挙げられる。
非置換又は置換のアシル基の具体例としては、ベンゾイル基(Bz)、オルトメトキシベンゾイル基、2,6-ジメトキシベンゾイル基、パラメトキシベンゾイル基(PMPCO)、シンナモイル基、フタロイル基(Phth)等が挙げられる。
非置換又は置換の炭化水素オキシカルボニル基の具体例としては、tert-ブトキシカルボニル基(Boc)、ベンジルオキシカルボニル基(Cbz又はZ)、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、2-トリメチルシリルエトキシカルボニル基、2-フェニルエトキシカルボニル基、1-(1-アダマンチル)-1-メチルエトキシカルボニル基、1-(3,5-ジ-t- ブチルフェニル)-1-メチルエトキシカルボニル基、ビニロキシカルボニル基、アリルオキシカルボニル基(Alloc)、N-ヒドロキシピペリジニルオキシカルボニル基、p-メトキシベンジルオキシカルボニル基、p-ニトロベンジルオキシカルボニル基、2-(1,3-ジチアニル)メトキシカルボニル、m-ニトロフェノキシカルボニル基、3,5-ジメトキシベンジルオキシカルボニル基、o-ニトロベンジルオキシカルボニル基、2,2,2-トリクロロエトキシカルボニル基(Troc)、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基(Fmoc)等が挙げられる。
非置換又は置換の炭化水素スルホニル基の具体例としては、メタンスルホニル基(Ms)、トルエンスルホニル基(Ts)、2-又は4-ニトロベンゼンスルホニル基(Ns)基等が挙げられる。
非置換又は置換のアミド基の具体例としては、アセトアミド、o-(ベンゾイロキシメチル)ベンズアミド、2-[(t-ブチルジフェニルシロキシ)メチル]ベンズアミド、2-トルエンスルホンアミド、4-トルエンスルホンアミド、2-ニトロベンゼンスルホンアミド、4-ニトロベンゼンスルホンアミド、tert-ブチルスルフィニルアミド、4-トルエンスルホンアミド、2-(トリメチルシリル)エタンスルホンアミド、ベンジルスルホンアミド等が挙げられる。
また、脱保護の手法の観点からは、水素化による脱保護、弱酸による脱保護、フッ素イオンによる脱保護、一電子酸化剤による脱保護、ヒドラジンによる脱保護、酸素による脱保護等のうち、少なくとも1種の手法により脱保護可能な保護基も、アミノ基の保護基PG1の例として挙げられる。
アミノ基の保護基PG1の好ましい具体例としては、メシル基(Ms)、tert-ブトキシカルボニル基(Boc)、ベンジル基(Bn又はBzl)、ベンジルオキシカルボニル基(Cbz)、ベンゾイル基(Bz)、パラメトキシベンジル基(PMB)、2,2,2-トリクロロエトキシカルボニル基(Troc)、アリルオキシカルボニル基(Alloc)、2,4-ジニトロフェニル基(2,4-DNP)、フタロイル基(Phth)、パラメトキシベンゾイル基(PMPCO)、シンナモイル基、トルエンスルホニル基(Ts)、2又は4-ニトロベンゼンスルホニル基(Ns)、シアノメチル基、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基(Fmoc)等が挙げられる。これらの保護基は、前記の通り、容易にアミノ基を保護でき、かつ比較的温和な条件で除去することができるためである。
アミノ基の保護基PG1のより好ましい具体例としては、メシル基(Ms)、tert-ブトキシカルボニル基(Boc)、ベンジルオキシカルボニル基(Cbz)、ベンジル基(Bn)、パラメトキシベンジル基(PMB)、2,2,2-トリクロロエトキシカルボニル基(Troc)、アリルオキシカルボニル基(Alloc)、パラメトキシベンゾイル基(PMPCO)、ベンゾイル基(Bz)、シアノメチル基、シンナモイル基、2又は4-ニトロベンゼンスルホニル基(Ns)、トルエンスルホニル基(Ts)、フタロイル基(Phth)、2,4-ジニトロフェニル基(2,4-DNP)、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基(Fmoc)等が挙げられる。
アミノ基の保護基PG1の更に好ましい具体例としては、メシル基(Ms)、tert-ブトキシカルボニル基(Boc)、ベンジルオキシカルボニル基(Cbz)、ベンジル基(Bn)、パラメトキシベンジル基(PMB)、2,2,2-トリクロロエトキシカルボニル基(Troc)、アリルオキシカルボニル基(Alloc)、パラメトキシベンゾイル基(PMPCO)、ベンゾイル基(Bz)、シアノメチル基、シンナモイル基等が挙げられる。
2は、水素原子又は一価の置換基を表す。一価の置換基の場合、その種類は特に制限されるものではないが、R31、R32、R34、及びR36として上述した各基の他、カルボキシル基の保護基(これを以下適宜PG2とする)が挙げられる。カルボキシル基の保護基PG2としては、アミド化工程において、当該カルボキシル基が反応しないように保護することができ、反応後にこれを脱保護してカルボキシル基に変換可能なものであれば、特に制限されない。
カルボキシル基の保護基PG2の例としては、1又は2以上の置換基を有していてもよい、一価の炭化水素基又は複素環式基等が挙げられる。なお、置換基を有する場合、その種類については先に記載したとおりである。置換基の数の具体例は、例えば5、4、3、2、1、又は0である。
炭化水素基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子数は、上限が例えば20以下、15以下、10以下、8以下、又は6以下等である。下限は炭化水素基の種類によっても異なるが、アルキル基の場合は1以上、アルケニル基やアルキニル基の場合は2以上、シクロアルキル基の場合には3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20等である。
複素環式基の(置換基を有する場合はその置換基も含めた)炭素原子及びヘテロ原子の合計数は、上限が例えば20以下、15以下、10以下、8以下、又は6以下等である。下限は複素環式構造の種類によっても異なるが、通常3以上、例えば4以上、又は5以上である。当該原子数の具体例は、例えば3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20等である。
カルボキシル基の保護基PG2の具体例としては、これらに限定されるものではないが、例えば以下が挙げられる。
・メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、sec-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、へプチル基、オクチル基、デシル基、ノニル基等のアルキル基;
・エテニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、へプテニル基、オクテニル基等のアルケニル基;
・プロパルギル基等のアルキニル基;
・シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、ビシクロオクチル基、スピロオクチル基等のシクロアルキル基;
・フェニル基、ベンジル基、トリル基、ナフチル基、アントラセニル基等のアリール基;
・フラニル基、チオフェニル基、ピラニル基、ピロリニル基、ピロリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピロリル基、ピぺリジニル基、ピペラジニル基、ホモピペラジニル基、モルホリノ基、チオモルホリノ基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、ヘキサヒドロピリミジル基、ヘキサヒドロピリダジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリジル基、1,2,4,6-テトラヒドロピリダジル基、3,4-ジヒドロピリジル基、イミダゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-イミダゾリル基、ピラゾリル基、4,5-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、2,3-ジヒドロ-1H-ピラゾリル基、オキサゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-オキサゾリル基、チアゾリル基、4,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,3-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、2,5-ジヒドロ-1,3-チアゾリル基、カルバゾリル基等の複素環式基;
トリメチルシリル(TMS)基、トリエチルシリル(TES)基、トリイソプロピルシリル(TIPS)基、トリtert-ブチルシリル(TBS)基、tert-ブチルジフェニルシリル(TBDPS)基、トリス(トリアルキルシリル)シリル基等のケイ素系保護基;等。
なお、化合物(3-2)において、一般式(3-2)の式中左側のアミノ基は、他の酸と塩を形成していてもよい。この場合、他の酸としては、これらに限定されるものではないが、酢酸、プロピオン酸等の炭素数1~5の脂肪族カルボン酸;トリフルオロ酢酸、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウ酸、スルホン酸等が挙げられる。
なお、態様(3)は、態様(1)の化合物(1-1)及び化合物(1-2)が共にアミノ酸又はペプチドであり、化合物(1-3)がペプチドである下位態様であると考えることもできる。ここで、態様(2)についても同様に、化合物(2-1)がアミノ酸又はペプチドであり、化合物(2-2)が環状ペプチドである下位態様を考えることもできる。こうした態様の詳細については、態様(2)及び(3)について前述した詳細を適宜勘案すれば、当業者には明らかであろう。
また、何れの態様においても、基質となる化合物の一部又は全部が、何れかの置換基において基板や樹脂等の担体に連結・固定化されていてもよい。この場合、基板や樹脂等の担体の種類は限定されない。本発明の製造方法におけるアミド結合反応を実質的に阻害することなく、且つ、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、従来公知の任意の基板や樹脂等の担体を使用することが可能である。基質化合物と基板や樹脂等の担体との連結・固定化の態様も何ら限定されるものではないが、基質化合物が有する何れかの置換基と、基板や樹脂等の担体上に存在する置換基との間に、共有結合を形成することが好ましい。各置換基の種類や共有結合の形成方法についても何ら限定されない。本発明の製造方法におけるアミド結合反応を実質的に阻害することなく、且つ、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、従来公知の任意の種類の置換基及び共有結合の形成方法を使用することが可能である。なお、態様(3)等のように基質化合物がアミノ酸又はペプチドである場合、基質化合物が有する(アミド結合反応の形成対象となるカルボン酸エステル基又はアミノ基以外の)カルボキシル基又はアミノ基を用いた共有結合により、基質化合物を基板や樹脂等の担体に連結・固定化してもよい。こうした態様は、基質化合物が有する(アミド結合反応の形成対象となるカルボン酸エステル基又はアミノ基以外の)カルボキシル基又はアミノ基を、保護基を導入することにより保護した態様と同様に捉えることが可能である。
・基質化合物の使用量:
本発明の製造方法に用いられる基質化合物の使用量は、本発明の製造方法の態様によって異なるが、以下の通りである。
即ち、態様(1)の場合、化合物(1-1)と化合物(1-2)との量比は、特に制限されないが、化合物(1-1)1モルに対して、化合物(1-2)を通常0.1モル以上、例えば0.2モル以上、0.3モル以上、又は0.5モル以上、また、通常20モル以下、例えば10モル以下、8モル以下、6モル以下、5モル以下、又は3モル以下の範囲で用いることができる。また、触媒として用いるブレンステッド酸の種類によっては、当該ブレンステッド酸自身がアミド化反応を生じる場合があるので、カルボン酸エステル基を有する化合物(1-1)よりもアミノ基を有する化合物(1-2)を多く用いることが、反応効率の向上の観点から好ましい。具体的には、化合物(1-1)1モルに対して、化合物(1-2)のモル比が1以上、中でも1.5以上となるように用いることができる。なお、当然ながら、製造対象となる化合物(1-3)の目標製造量に対し、基質となる化合物(1-1)及び化合物(1-2)をそれぞれ1モル以上用いる必要がある。
態様(3)の場合も、化合物(3-1)と化合物(3-2)との量比は、態様(1)と同様である。即ち、特に制限されないが、化合物(3-1)1モルに対して、化合物(3-2)を通常0.1モル以上、例えば0.2モル以上、0.3モル以上、又は0.5モル以上、また、通常20モル以下、例えば10モル以下、8モル以下、6モル以下、5モル以下、又は2モル以下の範囲で用いることができる。また、触媒として用いるブレンステッド酸の種類によっては、当該ブレンステッド酸自身がアミド化反応を生じる場合があるので、カルボン酸エステル基を有する化合物(3-1)よりもアミノ基を有する化合物(3-2)を多く用いることが、反応効率の向上の観点から好ましい。具体的には、化合物(3-1)1モルに対して、化合物(3-2)のモル比が1以上、中でも1.5以上となるように用いることができる。なお、当然ながら、製造対象となる化合物(3-3)の目標製造量に対し、基質となる化合物(3-1)及び化合物(3-2)をそれぞれ1モル以上用いる必要がある。
・触媒の使用量:
本発明の触媒であるブレンステッド酸の使用量は、制限されるものではないが、各基質化合物を100mol%とした場合に、例えば通常1mol%以上、中でも3mol%以上、又は5mol%以上、又は10mol%以上、また、例えば通常500mol%以下、中でも300mol%以下、又は200mol%以下、又は100mol%以下のブレンステッド酸を用いることができる。特に、他の溶媒を使用せず、ブレンステッド酸を反応媒としても機能させる場合には、各基質化合物を十分に溶解又は分散させることができるよう、十分量のブレンステッド酸を使用することができる。
・その他の成分:
本発明の製造方法によりアミド化を実施する際には、前述の基質化合物(態様(1)では化合物(1-1)及び(1-2)、態様(2)では化合物(2-1)、態様(3)では化合物(3-1)及び(3-2))及びブレンステッド酸に加えて、他の成分を共存させてもよい。
例えば、反応効率を高める観点から、塩基の存在下でアミド化を行ってもよい。塩基としては、特に制限されないが、例えば、トリエチルアミン(Et3N)、ジイソプロピルアミン(i-Pr2NH)、ジイソプロピルエチルアミン(i-Pr2EtN)等の炭素数1~10の直鎖又は分枝鎖状のアルキル基を1~3個有するアミンなどが挙げられる。塩基の使用量としては、特に制限されないが、例えば、各基質化合物を100mol%とした場合に、塩基の量を20~120mol%程度とすることができ、又は50~100mol%程度とすることができる。但し、本発明ではブレンステッド酸を反応媒とし、これに各基質化合物を溶解又は分散させて反応させることが可能であるところ、反応効率の観点からは、むしろ他の溶媒は使用しないことが好ましい。
その他にも、アミド化反応に使用可能な従来の触媒、シラン化合物、リン化合物等の任意の成分を共存させてもよい。斯かる任意の成分については、例えば本発明者等による後述の先行特許出願の記載等を参照することが可能である。
・反応手順:
本発明の製造方法におけるアミド化は、前述の基質化合物及びブレンステッド酸、並びに任意により用いられる他の成分を接触させればよい。接触順は特に限定されず、全てを同時に混合してもよく、任意の順序で逐次混合してもよい。具体例としては、これらに限定されるものではないが、以下の手順が挙げられる。
例えば、所望のアミド化反応の対象となるカルボン酸エステル基及びアミノ基以外のその他のカルボキシル基やアミノ基、更にはその他の反応性基が存在しない場合や、斯かるその他のカルボキシル基やアミノ基、更にはその他の反応性基を保護基で保護する場合には、接触順は特に限定されないものの、前述の基質化合物及びブレンステッド酸他の成分を同時に混合することが、反応効率の面からは好ましい。なお、その他のカルボキシル基やアミノ基等を保護基で保護する場合には、アミド化反応前に保護基を導入する保護工程を、アミド化反応後に保護基を除去する脱保護工程を、それぞれ実施する必要がある。
なお、反応効率を高める観点からは、有機溶媒中でアミド化を行ってもよい。有機溶媒としては、特に制限されないが、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ペンタン、石油エーテル、1-メチルテトラヒドロフラン(1-MeTHF)、ジイソプロピルエーテル(i-Pr2O)、ジエチルエーテル(Et2O)、シクロペンチルメチルエーテル(CPME)等のエーテル類、酢酸エチル(AcOEt)等のエステル類、酢酸等の有機酸などが挙げられる。有機溶媒は、1種類単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
反応系中の各基質化合物の濃度としては、特に制限されないが、反応効率を高める観点からは、2体積%~70体積%とすることができる。
・反応条件:
本発明の製造方法におけるアミド化反応の各条件は、反応が進行する限りにおいて制限されないが、反応手順毎に例示すると以下のとおりである。
まず、前述の基質化合物及びブレンステッド酸と、任意により用いられる他の成分を同時に混合する場合、その反応条件は、反応が進行する限りにおいて制限されないが、例えば以下の通りである。
反応温度は、反応が進行する限りにおいて制限されないが、通常0℃以上、中でも10℃以上、特に20℃以上であり、また、通常120℃以下、中でも100℃以下、特に80℃以下であることができる。特に、本発明の製造方法では、例えば60℃以下という穏和条件下でも十分にアミド化反応が進行する点で有利である。
反応圧力も、反応が進行する限りにおいて制限されず、減圧下、常圧下、加圧下の何れで行ってもよいが、通常は常圧で実施することができる。
反応雰囲気も、反応が進行する限りにおいて制限されないが、アルゴン、窒素等の不活性ガスの雰囲気下に行うことができる。
反応時間も、反応が進行する限りにおいて制限されないが、反応を十分且つ効率的に進行させる観点からは、例えば10分間以上、中でも20分間以上、又は30分間以上、また、例えば120時間以内、中でも100時間以内、又は80時間以内とすることができる。
なお、何れの態様においても、本発明の製造方法(複数の工程を含む場合はその各工程)は、逐次法(バッチ法)にて実施してもよく、連続法(フロー法)にて実施してもよい。具体的な逐次法(バッチ法)及び連続法(フロー法)の実施手順の詳細は、本技術分野では公知である。
・芳香族又は複素環エステルを有する基質化合物を使用する態様:
本発明の製造方法の好ましい一態様としては、アミド化反応の対象となる前記一般式(1-1)、(2-1)、又は(3-1)の基質化合物のエステル形成基R10、R20、又はR30が、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の芳香族炭化水素基又は複素環式基である態様(即ち、R10、R20、又はR30が芳香族又は複素環エステルを形成している態様)が挙げられる。このように、R10、R20、又はR30が芳香族又は複素環エステルを形成する一般式(1-1)、(2-1)、又は(3-1)の基質化合物を用いてブレンステッド酸の存在下でのアミド化反応を実施することで、より低温及び/又は短時間でのアミド化が可能となる場合がある。
本態様において、R10、R20、又はR30として用いられる芳香族炭化水素基又は複素環式基の種類は任意である。芳香環又は複素環の種類、置換基の有無・種類・数等も制限されない。例としては以下が挙げられる。
芳香族炭化水素基としては、制限されるものではないが、先に例示した各種のアリール基等が挙げられる。中でも、フェニル基等が好ましい。
複素環式基としては、制限されるものではないが、先に例示した各種の複素環式基等が挙げられる。中でも、スクシンイミド基等が好ましい。
これらの芳香族炭化水素基又は複素環式基が1又は2以上の置換基を有する場合、その種類も任意であるが、先に例示した各種の置換基が挙げられる。中でも、置換基としては電子求引性基が好ましい。置換基の具体例としては、ハロゲン基、ニトロ基、メチル基等が好ましい。
本態様において、R10、R20、又はR30が芳香族又は複素環エステルを形成する一般式(1-1)、(2-1)、又は(3-1)の基質化合物を用いることによって、アミド化反応の大幅な効率化が可能となる理由は定かではないが、反応性の高いアミノ酸脱離基を用いることにより、ブレンステッド酸との相乗効果で反応効率が飛躍的に向上するためと推測される。
本態様では、本発明の触媒であるブレンステッド酸の存在下でのアミド化反応工程の前に、アミド化反応の対象となる前記一般式(1-1)、(2-1)、又は(3-1)の基質化合物に対応するカルボン酸化合物(即ち、R10、R20、又はR30が水素原子である化合物)を、芳香族アルコール化合物又は複素環アルコール化合物でエステル化する工程を設けてもよい。
本態様において、カルボキシル基のエステル化に使用される芳香族アルコール化合物又は複素環アルコール化合物の種類は制限されず、目的とする10、R20、又はR30の構造に応じて適宜選択すればよい。
本態様において使用される芳香族アルコール化合物又は複素環アルコール化合物の具体例としては、フェノール、ニトロフェノール(o-、m-、又はp-ニトロフェノール)、ブロモフェノール(o-、m-、又はp-ブロモフェノール)、クレゾール(o-、m-、又はp-メチルフェノール)等のフェノール系化合物;N-ヒドロキシスクシンイミド等の含窒素複素環化合物等が挙げられる。中でもフェノール系化合物、ヒドロキシスクシンイミド系化合物等が好ましく、具体的にはフェノール、p-ニトロフェノール、p-ブロモフェノール、m-クレゾール、N-ヒドロキシスクシンイミド等が好ましい。
カルボキシル基のエステル化の手法も制限されず、従来公知の種々の手法を適宜選択して利用することが可能である。公知のカルボキシル基のエステル化法の例としては、シュテークリヒエステル化法等が挙げられる。シュテークリヒエステル化法は、縮合試薬としてN,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)を使用し、触媒としてN,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)を使用する方法である。また、その他の縮合試薬としては1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(水溶性カルボジイミド塩酸塩、WSCDHCl)等を用いることが可能である。また、反応性の向上や副反応の抑制等のために、添加剤として1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HoBt)、N-ヒドロキシコハク酸イミド(HOSu)1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HoBt)、4-ジメチルアミノピリジン(DMAP)等を併用してもよい。
その他の添加剤の使用や、溶媒の有無・種類、反応時の温度・雰囲気・圧力・時間等の各種条件も任意であり、当業者であれば技術常識に照らして適宜決定することができる。
以上の手順によりカルボキシル基をエステル化した原料化合物を、本発明の触媒であるブレンステッド酸の存在下でのアミド化反応に供する。斯かるアミド化反応の詳細は、先に説明したとおりである。このように、カルボキシル基をエステル化してからブレンステッド酸の存在下でのアミド化反応を行うことで、反応温度を大幅に(例えば50℃以下、中でも40℃以下、更には35℃以下に)低減し、及び/又は、反応時間を大幅に(例えば5時間以内、中でも4時間以内、更には3時間以内に)短縮し、反応を大幅に効率化することが可能となる。
・後処理等(精製・回収等):
本発明の製造方法は、アミド化反応により生成されたアミド化合物に対して、更に種々の後処理を施してもよい。
例えば、生成されたアミド化合物を、カラムクロマトグラフィー、再結晶等の常法に従って単離・精製することができる。
また、T1が保護基PG1である場合、及び/又は、T2が保護基PG2である場合には、生成されたアミド化合物に対して、任意により単離・精製を実施した後、前記PG1により保護されたアミノ基、及び/又は、前記PG2により保護されたカルボキシル基の脱保護を行うことができる。
PG1により保護されたアミノ基を脱保護する方法としては、特に制限されず、保護基PG1の種類に応じて様々な方法を用いることができる。例としては、水素化による脱保護、弱酸による脱保護、フッ素イオンによる脱保護、一電子酸化剤による脱保護、ヒドラジンによる脱保護、酸素による脱保護などが挙げられる。水素化による脱保護の場合、(a)水素ガスの存在下に、還元触媒として、パラジウム、パラジウム-炭素、水酸化パラジウム、水酸化パラジウム-炭素等のなどの金属触媒を用いて還元して脱保護する方法、(b)パラジウム、パラジウム-炭素、水酸化パラジウム、水酸化パラジウム-炭素等のなどの金属触媒の存在下、水素化ホウ素ナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化ホウ素リチウム、ジボラン等の水素化還元剤を用いて還元して脱保護する方法等が挙げられる。
PG2により保護されたカルボキシル基を脱保護する方法としては、特に制限されず、保護基PG2の種類に応じて様々な方法を用いることができる。例としては、水素化による脱保護、塩基による脱保護、弱酸による脱保護などが挙げられる。塩基による脱保護の場合、塩基として、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の強塩基を用いて脱保護する方法等が挙げられる。
また、本発明の製造方法によるアミド化反応の実施後、得られたアミド化合物を(必要に応じて脱保護した上で)、新たに基質化合物として再び本発明の製造方法に供し、他の化合物とアミド結合により連結することができる。
例えば、態様(3)の場合、本発明の製造方法によるアミド化反応によって得られたペプチドの末端カルボキシル基又はアミノ基と、その他のアミノ酸又はペプチドの末端アミノ基又はカルボキシル基とを、本発明の製造方法によるアミド化反応によって連結することにより、新たなペプチドを生成することができる。こうして本発明の製造方法を逐次繰り返すことにより、原理的には任意のアミノ酸配列のペプチドを合成することが可能となる。
なお、別法として、本発明の製造方法によるアミド化の実施後、得られたペプチドに対して、他の方法を用いて、更に別のアミノ酸を結合することもできる。他の方法の例としては、本発明者等による国際公開第2018/199147号(前記の特許文献3)に記載の方法等が挙げられる。国際公開第2018/199147号に記載の方法は、特定のタンタル化合物やニオブ化合物等の金属触媒の存在下で、第1のアミノ酸又はペプチドのカルボキシル基と、第2のアミノ酸のアミノ基との間にアミド結合を形成する方法である。具体的には、態様(3)の場合、予め前記化合物(3-2)のカルボキシル基の保護基PG2を、国際公開第2018/199147号に記載の方法に使用される特定のタンタル化合物やニオブ化合物等の金属触媒の存在下で反応可能な保護基としておき、本発明の製造方法により化合物(3-3)を製造した上で、続いて国際公開第2018/199147号に記載の方法を用いて、この化合物(3-3)に別のアミノ酸を反応させ、アミド化により連結すればよい。
なお、本発明者等は種々のアミド化反応に関し、以下の先行特許出願を行っているところ、本発明の製造方法によるアミド化反応を、これらの先行特許出願に記載のアミド化反応と適宜組み合わせて実施し、及び/又は、これらの先行特許出願に記載のアミド化反応の条件を考慮して適宜改変することも可能である。なお、これらの先行特許出願の記載は、その全体が援用により本明細書に組み込まれる。
(1)国際公開第2017/204144号(2017年5月22日出願)
(2)国際公開第2018/199146号(2018年4月25日出願)
(3)国際公開第2018/199147号(2018年4月25日出願)
(4)国際公開第2019/208731号(2019年4月25日出願)
(5)国際特許出願PCT/JP2020/040951号(2020年10月30日出願)
(6)国際特許出願PCT/JP2020/040960号(2020年10月30日出願)
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施例にも束縛されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、任意の形態で実施することが可能である。
以下の各実施例欄に記載の方法に従って、本発明の製造方法によるアミド化合物の製造を行った。
なお、以下の実施例において、別途記載なき限り、ジアステレオマー比(dr)及びエナンチオマー比(er)は、1H-NMR分析(測定機器:日本電子社製JEOL 400SS、測定条件:400MHz、溶媒:CDCl3またはDAICELキラルカラムを用いた高速液体クロマトグラフィー(HPLC)分析(測定機器:島津製作所製SPD-M20A)により決定した。また、本文中のdr及びerは、小数点2桁を四捨五入して示す。
また、以下の実施例では、アミド化反応の対象となるカルボン酸エステル基を有する基質化合物を「基質化合物1」、アミド化反応の対象となるアミノ基を有する基質化合物を「基質化合物2」と呼ぶ場合がある。
[実施例群A:種々のブレンステッド酸を用いたアミド化反応]
・一般合成手順A:
Figure 0007122046000023
アルゴン雰囲気下、グローブボックス内にて加熱乾燥し、撹拌子(サマリウム-コバルト)を入れた5.0mLスクリューキャップバイアルに、基質化合物1としてBoc-L-Ala-OMe、基質化合物2としてL-Ala-Ot-Buを、基質化合物1=1.0mmol、基質化合物2=2.0mmolの割合となるように加えた。更に、種々の酸性化合物20mol%を加え、窒素雰囲気下、予熱した油浴中で、70℃で72時間激しく攪拌した後、反応物を周囲温度まで冷却した。反応混合物をCHCl3(3.0mL)で希釈し、ピペットでシリカゲルカラムに移し、使用したバイアルとピペットをCHCl3(12.0mL)で洗浄した。反応混合物を、フラッシュカラムクロマトグラフィー(移動相としてヘキサン中0~60%AcOEtを使用)で精製することにより、目的化合物Boc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを無色液体として得た。
・実施例A1:酢酸を用いた反応
Figure 0007122046000024
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として酢酸(pKa=4.79、Mw=60.05)を用いることにより、目的化合物を得た。収率69%、dr=96.2:3.8。
・実施例A2:プロピオン酸を用いた反応
Figure 0007122046000025
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてプロピオン酸(pKa=4.79、Mw=74.08)を用いることにより、目的化合物を得た。収率70%、dr=95.0:4.9。
・実施例A3:ブタン酸を用いた反応
Figure 0007122046000026
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてブタン酸(pKa=4.76、Mw=88.11)を用いることにより、目的化合物を得た。収率69%、dr=95.0:5.0。
・実施例A4:吉草酸を用いた反応
Figure 0007122046000027
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として吉草酸(pKa=4.78、Mw=102.13)を用いることにより、目的化合物を得た。収率75%、dr=95.5:4.5。
・実施例A5:カプロン酸を用いた反応
Figure 0007122046000028
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてカプロン酸(pKa=4.78、Mw=116.13)を用いることにより、目的化合物を得た。収率64%、dr=96.5:3.5。
・実施例A6:チオ酢酸を用いた反応
Figure 0007122046000029
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてチオ酢酸(pKa=3.95、Mw=76.11)を用いることにより、目的化合物を得た。収率63%、dr=91.7:8.3。
・実施例A7:ギ酸を用いた反応
Figure 0007122046000030
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてギ酸(pKa=3.74、Mw=46.03)を用いることにより、目的化合物を得た。収率28%、dr=94.5:5.5。
・実施例A8:トリクロロ酸を用いた反応
Figure 0007122046000031
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてトリクロロ酸(pKa=0.009、Mw=46.03)を用いることにより、目的化合物を得た。収率43%、dr=98.1:6.1。
・実施例A9:トリフルオロ酢酸を用いた反応
Figure 0007122046000032
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてトリフルオロ酢酸(pKa=0.05、Mw=46.03)を用いることにより、目的化合物を得た。収率31%、dr=93.6:6.4。
・実施例A10:酢酸アンモニウムを用いた反応
Figure 0007122046000033
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として酢酸アンモニウム(pKa=9.9、Mw=77.08)を用いることにより、目的化合物を得た。収率62%、dr=96.3:3.7。
・実施例A11:イソ酪酸を用いた反応
Figure 0007122046000034
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてイソ酪酸(pKa=4.85、Mw=88.11)を用いることにより、目的化合物を得た。収率80%、dr=95.6:4.4」。
・実施例A12:ピバル酸を用いた反応
Figure 0007122046000035
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてピバル酸(pKa=4.94、Mw=102.132)を用いることにより、目的化合物を得た。収率85%、dr=95.0:5.0。
・実施例A13:ジイソプロピル酢酸を用いた反応
Figure 0007122046000036
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてジイソプロピル酢酸(pKa=4.74、Mw=144.21)を用いることにより、目的化合物を得た。収率79%、dr=93.1:6.9。
・実施例A14:2-tert-ブチル-3,3-ジメチルブタン酸を用いた反応
Figure 0007122046000037
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として2-tert-ブチル-3,3-ジメチルブタン酸(pKa=4.83、Mw=172.26)を用いることにより、目的化合物を得た。収率69%、dr=90.6:9.4。
・実施例A15:シュウ酸を用いた反応
Figure 0007122046000038
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてシュウ酸(pKa=1.38、Mw=90.03)を用いることにより、目的化合物を得た。収率13%、dr=98.6:1.4。
・実施例A16:マロン酸を用いた反応
Figure 0007122046000039
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてマロン酸(pKa=2.92、Mw=104.06)を用いることにより、目的化合物を得た。収率55%、dr=94.7:5.3。
・実施例A17:コハク酸を用いた反応
Figure 0007122046000040
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてコハク酸(pKa=4.24、Mw=118.09)を用いることにより、目的化合物を得た。収率63%、dr=94.6:5.4。
・実施例A18:L-リンゴ酸を用いた反応
Figure 0007122046000041
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてL-リンゴ酸(pKa=3.61、Mw=134.09)を用いることにより、目的化合物を得た。収率18%、dr=97.8:2.2。
・実施例A19:アジピン酸を用いた反応
Figure 0007122046000042
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてアジピン酸(pKa=4.39、Mw=146.14)を用いることにより、目的化合物を得た。収率70%、dr=95.9:4.1。
・実施例A20:フマル酸を用いた反応
Figure 0007122046000043
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてフマル酸(pKa=3.15、Mw=116.07)を用いることにより、目的化合物を得た。収率15%、dr=98.7:1.3。
・実施例A21:乳酸を用いた反応
Figure 0007122046000044
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として乳酸(pKa=3.91、Mw=90.08)を用いることにより、目的化合物を得た。収率36%、dr=93.9:6.1。
・実施例A21(a):L-乳酸を用いた反応
Figure 0007122046000045
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてL-乳酸(pKa=3.91、Mw=90.08)を用いることにより、目的化合物を得た。収率42%、dr=94.4:5.6。
・実施例A21(b):D-乳酸を用いた反応
Figure 0007122046000046
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてD-乳酸(pKa=3.91、Mw=90.08)を用いることにより、目的化合物を得た。収率41%、dr=94.0:6.0。
・実施例A22:L-酒石酸を用いた反応
Figure 0007122046000047
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてL-酒石酸(pKa=3.07、Mw=150.09)を用いることにより、目的化合物を得た。収率9%、dr=99.1:0.9。
・実施例A23:マレイン酸を用いた反応
Figure 0007122046000048
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてマレイン酸(pKa=2.39、Mw=116.07)を用いることにより、目的化合物を得た。収率44%、dr=94.9:5,1。
・実施例A24:クエン酸を用いた反応
Figure 0007122046000049
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてクエン酸(pKa=2.93、Mw=192.12)を用いることにより、目的化合物を得た。収率11%、dr=95.3:4.7。
・実施例A25:乳酸メチルを用いた反応
Figure 0007122046000050
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として乳酸メチル(pKa=13.07、Mw=104.10)を用いることにより、目的化合物を得た。収率20%、dr=94.1:5.9。
・実施例A26:乳酸エチルを用いた反応
Figure 0007122046000051
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として乳酸エチル(pKa=13.21、Mw=118.13)を用いることにより、目的化合物を得た。収率15%、dr=98.3:1.7。
・実施例A27:トリクロロ酢酸を用いた反応
Figure 0007122046000052
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてトリクロロ酢酸(pKa=0.09、Mw=163.39)を用いることにより、目的化合物を得た。収率39%、dr=98.5:1.5。
・実施例A28:ブロモ酢酸を用いた反応
Figure 0007122046000053
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてブロモ酢酸(pKa=2.73、Mw=138.85)を用いることにより、目的化合物を得た。収率40%、dr=91.7:8.3。
・実施例A29:1-アダマンタンカルボン酸を用いた反応
Figure 0007122046000054
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として1-アダマンタンカルボン酸(pKa=4.86、Mw=180.24)を用いることにより、目的化合物を得た。収率54%、dr=97.2:2.8。
・実施例A30:(+)-10-カンファースルホン酸を用いた反応
Figure 0007122046000055
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として(+)-10-カンファースルホン酸(pKa=1.17、Mw=232.30)を用いることにより、目的化合物を得た。収率21%、dr=81.2:18.8。
・実施例A31:安息香酸を用いた反応
Figure 0007122046000056
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として安息香酸(pKa=4.20、Mw=46.03)を用いることにより、目的化合物を得た。収率56%、dr=95.5:4.5。
・実施例A32:2,6-ジメチル安息香酸を用いた反応
Figure 0007122046000057
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として2,6-ジメチル安息香酸(pKa=3.56、Mw=150.17)を用いることにより、目的化合物を得た。収率62%、dr=94.4:5.6。
・実施例A33:2,4,6-トリメチル安息香酸を用いた反応
Figure 0007122046000058
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として2,4,6-トリメチル安息香酸(pKa=3.85、Mw=164.20)を用いることにより、目的化合物を得た。収率72%、dr=94.9:5.1。
・実施例A34:2,6-ジイソプロピル安息香酸を用いた反応
Figure 0007122046000059
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として2,6-ジイソプロピル安息香酸(pKa=3.08、Mw=206.28)を用いることにより、目的化合物を得た。収率69%、dr=92.9:7.1。
・実施例A35:2,6-ジ-tert-ブチル安息香酸を用いた反応
Figure 0007122046000060
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として2,6-ジ-tert-ブチル安息香酸(pKa=2.86、Mw=234.34)を用いることにより、目的化合物を得た。収率87%、dr=84.7:15.3。
・実施例A36:2,4,6-トリイソプロピル安息香酸を用いた反応
Figure 0007122046000061
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として2,4,6-トリイソプロピル安息香酸(pKa=3.06、Mw=248.36)を用いることにより、目的化合物を得た。収率68%、dr=94.6:5.4。
・実施例A37:2,6-ジメトキシ安息香酸を用いた反応
Figure 0007122046000062
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として2,6-ジメトキシ安息香酸(pKa=3.98、Mw=182.17)を用いることにより、目的化合物を得た。収率43%、dr=97.6:2.4。
・実施例A38:フタル酸を用いた反応
Figure 0007122046000063
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてフタル酸(pKa=2.95、Mw=166.13)を用いることにより、目的化合物を得た。収率27%、dr=92.8:7.2。
・実施例A39:イソフタル酸を用いた反応
Figure 0007122046000064
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてイソフタル酸(pKa=3.53、Mw=166.13)を用いることにより、目的化合物を得た。収率75%、dr=94.9:5.1。
・実施例A40:1,2-フェニレン二酢酸を用いた反応
Figure 0007122046000065
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として1,2-フェニレン二酢酸(pKa=3.90、Mw=194.18)を用いることにより、目的化合物を得た。収率35%、dr=95.1:4.9。
・実施例A41:ピロメリット酸を用いた反応
Figure 0007122046000066
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてピロメリット酸(pKa=1.87、Mw=254.15)を用いることにより、目的化合物を得た。収率5%、dr=94.8:5.2。
・実施例A42:L-プロリンを用いた反応
Figure 0007122046000067
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてL-プロリン(pKa=2.35、Mw=115.13)を用いることにより、目的化合物を得た。収率15%、dr=98.5:1.5。
・実施例A43:プロリンテトラゾールを用いた反応
Figure 0007122046000068
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてプロリンテトラゾール(pKa=3.77、Mw=139.16)を用いることにより、目的化合物を得た。収率13%、dr=98.1:1.7。
・実施例A44:(S)-2-(1H-テトラゾール-5-イル)ピロリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステルを用いた反応
Figure 0007122046000069
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として(S)-2-(1H-テトラゾール-5-イル)ピロリジン-1-カルボン酸tert-ブチルエステル(pKa=4.66、Mw=239.27)を用いることにより、目的化合物を得た。収率47%、dr=91.5:8.5。
・実施例A45:1,1’-ビナフチル-2,2’-ジカルボン酸を用いた反応
Figure 0007122046000070
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として1,1’-ビナフチル-2,2’-ジカルボン酸(pKa=3.66、Mw=342.34)を用いることにより、目的化合物を得た。収率22%、dr=98.5:1.5。
・実施例A46:フェノールを用いた反応
Figure 0007122046000071
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてフェノール(pKa=9.86、Mw=94.11)を用いることにより、目的化合物を得た。収率15%、dr=98.7:1.3。
・実施例A47:ベンゼンチオールを用いた反応
Figure 0007122046000072
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてベンゼンチオール(pKa=6.61、Mw=110.18)を用いることにより、目的化合物を得た。収率20%、dr=93.7:6.3。
・実施例A48:カテコールを用いた反応
Figure 0007122046000073
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてカテコール(pKa=9.50、Mw=110.11)を用いることにより、目的化合物を得た。収率37%、dr=98.0:2.0。
・実施例A49:4-ニトロフェノールを用いた反応
Figure 0007122046000074
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として4-ニトロフェノール(pKa=7.23、Mw=139.11)を用いることにより、目的化合物を得た。収率54%、dr=91.1:8.9。
・実施例A50:4-メトキシフェノールを用いた反応
Figure 0007122046000075
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として4-メトキシフェノール(pKa=10.40、Mw=124.14)を用いることにより、目的化合物を得た。収率15%、dr=99.1:0.9。
・実施例A51:p-トルエンボロン酸を用いた反応
Figure 0007122046000076
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてp-トルエンボロン酸(pKa=8.84、Mw=135.96)を用いることにより、目的化合物を得た。収率15%、dr=98.4:1.6。
・実施例A52:4-メトキシフェニルボロン酸を用いた反応
Figure 0007122046000077
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として4-メトキシフェニルボロン酸(pKa=8.96、Mw=151.96)を用いることにより、目的化合物を得た。収率17%、dr=98.5:1.4。
・実施例A53:2,4,6-トリメチルフェノールを用いた反応
Figure 0007122046000078
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として2,4,6-トリメチルフェノール(pKa=10.97、Mw=136.19)を用いることにより、目的化合物を得た。収率11%、dr=99.1:0.9。
・実施例A54:2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノールを用いた反応
Figure 0007122046000079
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール(pKa=12.76、Mw=220.35)を用いることにより、目的化合物を得た。収率11%、dr=98.6:1.4。
・実施例A55:N-(2,6-ジメチルフェニル)-1,1,1-トリフルオロメタンスルホンアミドを用いた反応
Figure 0007122046000080
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてN-(2,6-ジメチルフェニル)-1,1,1-トリフルオロメタンスルホンアミド(pKa=4.76、Mw=253.24)を用いることにより、目的化合物を得た。収率19%、dr=97.4:2.6。
・実施例A56:N-[2,6-ビス(1-メチルエチル)フェニル]-1,1,1-トリフルオロメタンスルホンアミドを用いた反応
Figure 0007122046000081
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてN-[2,6-ビス(1-メチルエチル)フェニル]-1,1,1-トリフルオロメタンスルホンアミド(pKa=4.67、Mw=309.35)を用いることにより、目的化合物を得た。収率18%、dr=91.5:8.5。
・実施例A57:4-メチルフェニルスルホン酸無水物を用いた反応
Figure 0007122046000082
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として4-メチルフェニルスルホン酸無水物(pKa=1.361、Mw=326.39)を用いることにより、目的化合物を得た。収率18%、dr=94.9:5.1。
・実施例A58:メタンスルホン酸を用いた反応
Figure 0007122046000083
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてメタンスルホン酸(pKa=1.75、Mw=96.11)を用いることにより、目的化合物を得た。収率21%、dr=94.0:6.0。
・実施例A59:tert-ブチルジメチルシアノールを用いた反応
Figure 0007122046000084
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてtert-ブチルジメチルシアノール(pKa=15.37、Mw=132.28)を用いることにより、目的化合物を得た。収率9%、dr=99.0:1.0。
・実施例A60:トリフェニルシラノールを用いた反応
Figure 0007122046000085
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物としてトルフェニルシラノール(pKa=13.39、Mw=276.40)を用いることにより、目的化合物を得た。収率12%、dr=99.3:0.7。
・実施例A61:2,2,2-トリフルオロエタノールを用いた反応
Figure 0007122046000086
一般合成手順Aにおいて、酸性化合物として2,2,2-トリフルオロエタノール(pKa=12.46、Mw=100.04)を用いることにより、目的化合物を得た。収率16%、dr=98.0:2.0。
[実施例群B:種々の基質化合物1を用いたアミド化反応]
・一般合成手順B:
Figure 0007122046000087
アルゴン雰囲気下、グローブボックス内にて加熱乾燥し、撹拌子(サマリウム-コバルト)を入れた5.0mLスクリューキャップバイアルに、基質化合物1としてPG-AA-OMe(式中、AAはアミノ酸を、PGはアミノ酸AAのアミノ基の保護基を表す。)、基質化合物2としてL-Ala-Ot-Buを、下記条件[a]~[c]の何れかの割合となるように加えた。更に、ブレンステッド酸としてピバル酸(102.1mg、1.0mmol)を加え、窒素雰囲気下、予熱した油浴中で、70℃で72時間激しく攪拌した後、反応物を周囲温度まで冷却した。反応混合物をCHCl3(3.0mL)で希釈し、ピペットでシリカゲルカラムに移し、使用したバイアルとピペットをCHCl3(12.0mL)で洗浄した。反応混合物を、フラッシュカラムクロマトグラフィー(移動相としてヘキサン中0~60%AcOEtを使用)で精製することにより、各実施例の表題化合物を得た。
・条件[a]:基質化合物1=1.0mmol、基質化合物2=2.0mmol。
・条件[b]:基質化合物1=1.0mmol、基質化合物2=1.0mmol。
・条件[c]:基質化合物1=2.0mmol、基質化合物2=1.0mmol。
なお、本実施例群の収量、er、及びdrのうち、*を付した値はHPLC分析にて、**を付した値は1H-NMR分析にてそれぞれ測定した。
・実施例B1:Boc-Gly-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000088
一般合成手順Bにおいて、基質化合物1としてBoc-Gly-OMeを用いることにより、表題化合物Boc-Gly-L-Ala-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率>99%、er=96: 4。
・条件[b]:収率 83%、er=93: 7。
・条件[c]:収率 93%、er=91: 9。
・実施例B2:Boc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000089
一般合成手順Bにおいて、基質化合物1としてBoc-L-Ala-OMeを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率93%、dr=90:10。
・条件[b]:収率61%、dr=85:15。
・条件[c]:収率84%、dr=85:15。
・実施例B3:Boc-L-Leu-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000090
一般合成手順Bにおいて、基質化合物1としてBoc-L-Leu-OMeを用いることにより、表題化合物Boc-L-Leu-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率86%、dr=92: 8。
・条件[b]:収率56%、dr=87:13。
・条件[c]:収率54%、dr=84:16。
・実施例B3’:Cbz-L-Leu-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000091
一般合成手順Bにおいて、基質化合物1としてCbz-L-Leu-OMeを用いることにより、表題化合物Cbz-L-Leu-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率74%、dr=95: 5。
・条件[b]:収率56%、dr=87:13。
・条件[c]:収率65%、dr=90:10。
・実施例B4:Boc-L-Ile-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000092
一般合成手順Bにおいて、基質化合物1としてBoc-L-Ile-OMeを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ile-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率25%、dr=82:18。
・条件[b]:収率21%、dr=84:16。
・条件[c]:収率22%、dr=87:13。
・実施例B5:Boc-L-Val-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000093
一般合成手順Bにおいて、基質化合物1としてBoc-L-Val-OMeを用いることにより、表題化合物Boc-L-Val-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率22%、dr= 89:11。
・条件[b]:収率20%、dr= 72:28。
・条件[c]:収率12%、dr=>95: 1。
・実施例B6:Boc-L-Phe-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000094
一般合成手順Bにおいて、基質化合物1としてBoc-L-Phe-OMeを用いることにより、表題化合物Boc-L-Phe-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率79%、dr=92: 8。
・条件[b]:収率51%、dr=93: 7。
・条件[c]:収率63%、dr=92: 8。
・実施例B7:Boc-L-Trp-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000095
一般合成手順Bにおいて、基質化合物1としてBoc-L-Trp-OMeを用いることにより、表題化合物Boc-L-Trp-L-Ala-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率56%、dr=89:11。
・条件[b]:収率15%、dr=71:29。
・条件[c]:収率17%、dr=72:28。
・実施例B8:Boc-L-Thr-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000096
一般合成手順Bにおいて、基質化合物1としてBoc-L-Thr-OMeを用いることにより、表題化合物Boc-L-Thr-L-Ala-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率72%、dr=80:20。
・条件[b]:収率41%、dr=72:28。
・条件[c]:収率32%、dr=76:24。
・実施例B9:Cbz-L-Met-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000097
一般合成手順Bにおいて、基質化合物1としてCbz-L-Met-OMeを用いることにより、表題化合物Cbz-L-Met-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率81%、dr=90:10。
・条件[b]:収率51%、dr=94: 6。
・条件[c]:収率60%、dr=86:14。
・実施例B10:Boc-L-Pro-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000098
一般合成手順Bにおいて、基質化合物1としてBoc-L-Pro-OMeを用いることにより、表題化合物Boc-L-Pro-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率51%、dr=92: 8。
・条件[b]:収率55%、dr=84:16。
・条件[c]:収率55%、dr=83:17。
[実施例群C:種々の基質化合物2を用いたアミド化反応]
・一般合成手順C:
Figure 0007122046000099
アルゴン雰囲気下、グローブボックス内にて加熱乾燥し、撹拌子(サマリウム-コバルト)を入れた5.0mLスクリューキャップバイアルに、基質化合物1としてBoc-L-Ala-Ot-Bu、基質化合物2としてAA-Ot-Bu(式中、AAはアミノ酸を表す。)を、下記条件[a]~[c]の何れかの割合となるように加えた。更に、ブレンステッド酸としてピバル酸(102.1mg、1.0mmol)を加え、窒素雰囲気下、予熱した油浴中で、70℃で72時間激しく攪拌した後、反応物を周囲温度まで冷却した。反応混合物をCHCl3(3.0mL)で希釈し、ピペットでシリカゲルカラムに移し、使用したバイアルとピペットをCHCl3(12.0mL)で洗浄した。反応混合物を、フラッシュカラムクロマトグラフィー(移動相としてヘキサン中0~60%AcOEtを使用)で精製することにより、各実施例の表題化合物を得た。
・条件[a]:基質化合物1=1.0mmol、基質化合物2=2.0mmol。
・条件[b]:基質化合物1=1.0mmol、基質化合物2=1.0mmol。
・条件[c]:基質化合物1=2.0mmol、基質化合物2=1.0mmol。
なお、本実施例群の収量、er、及びdrのうち、*を付した値はHPLCで、**を付した値はNMRにて測定した。
・実施例C1:Boc-L-Ala-Gly-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000100
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてGly-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-Gly-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率90%、er=>99: 1。
・条件[b]:収率55%、er=>99: 1。
・条件[c]:収率77%、er=>99: 1。
・実施例C2:Boc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000101
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてL-Ala-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率90%、dr=90:10。
・条件[b]:収率74%、dr=86:14。
・条件[c]:収率66%、dr=85:15。
・実施例C3:Boc-L-Ala-L-Leu-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000102
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてL-Leu-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Leu-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率>99%、dr=94: 6。
・条件[b]:収率 95%、dr=87:13。
・条件[c]:収率>99%、dr=91: 9。
・実施例C4:Boc-L-Ala-L-Ile-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000103
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてL-Ile-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Ile-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率69%、dr=>95: 1。
・条件[b]:収率63%、dr=>95: 1。
・条件[c]:収率95%、dr=>95: 1。
・実施例C5:Boc-L-Ala-L-Val-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000104
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてL-Val-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Val-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率99%、dr=>99: 1。
・条件[b]:収率70%、dr=>99: 1。
・条件[c]:収率78%、dr=>99: 1。
・実施例C5’:Boc-L-Ala-D-Val-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000105
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてD-Val-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-D-Val-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率84%、dr=97: 3。
・実施例C6:Boc-L-Ala-L-Phg-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000106
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてL-Phg-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Phg-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率53%、dr=55:45。
・条件[b]:収率48%、dr=53:47。
・条件[c]:収率85%、dr=55:45。
・実施例C7:Boc-L-Ala-L-Phe-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000107
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてL-Phe-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Phe-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率89%、dr=91: 9。
・条件[b]:収率77%、dr=86:14。
・条件[c]:収率83%、dr=86:14。
・実施例C8:Boc-L-Ala-L-Trp-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000108
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてL-Trp-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Trp-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率51%、dr=>95: 1。
・条件[b]:収率39%、dr=>95: 1。
・条件[c]:収率54%、dr=>95: 1。
・実施例C9:Boc-L-Ala-L-Thr(t-Bu)-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000109
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてL-Thr(t-Bu)-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Thr(t-Bu)-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率98%、dr=>95: 1。
・条件[b]:収率86%、dr=>95: 1。
・条件[c]:収率45%、dr=>95: 1。
・実施例C10:Boc-L-Ala-L-Met-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000110
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてL-Met-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Met-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率89%、dr=90:10。
・条件[b]:収率70%、dr=88:12。
・条件[c]:収率95%、dr=87:13。
・実施例C11:Boc-L-Ala-L-Lys(Cbz)-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000111
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてL-Lys(Cbz)-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Lys(Cbz)-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率87%、dr=>95: 1。
・条件[b]:収率87%、dr=>95: 1。
・条件[c]:収率83%、dr=>95: 1。
・実施例C12:Boc-L-Ala-L-Pro-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000112
一般合成手順Cにおいて、基質化合物2としてL-Pro-Ot-Buを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Pro-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率32%、dr=99:1。
・条件[b]:収率19%、dr=93:7。
・条件[c]:収率25%、dr=99:1。
[実施例群D:種々の保護基PGを有する基質化合物1を用いたアミド化反応]
・一般合成手順D:
Figure 0007122046000113
アルゴン雰囲気下、グローブボックス内にて加熱乾燥し、撹拌子(サマリウム-コバルト)を入れた5.0mLスクリューキャップバイアルに、基質化合物1としてPG-L-Ala-OMe(式中、PGはL-Alaのアミノ基の保護基を表す。)、基質化合物2としてL-Ala-Ot-Buを、基質化合物1=1.0mmol、基質化合物2=2.0mmolの割合となるように加えた。更に、ブレンステッド酸としてピバル酸を下記条件[a]又は[b]の割合となるように加え、窒素雰囲気下、予熱した油浴中で、70℃で72時間激しく攪拌した後、反応物を周囲温度まで冷却した。反応混合物をCHCl3(3.0mL)で希釈し、ピペットでシリカゲルカラムに移し、使用したバイアルとピペットをCHCl3(12.0mL)で洗浄した。反応混合物を、フラッシュカラムクロマトグラフィー(移動相としてヘキサン中0~60%AcOEtを使用)で精製することにより、各実施例の表題化合物を得た。
・条件[a]:ピバル酸=100mol%。
・条件[b]:ピバル酸= 50mol%。
・実施例D1:Boc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
一般合成手順Cにおいて、基質化合物1としてBoc-L-Ala-OMeを用いることにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率>99%、dr=95: 5。
・条件[b]:収率>99%、dr=95: 5。
・実施例D2:Cbz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
一般合成手順Cにおいて、基質化合物1としてCbz-L-Ala-OMeを用いることにより、表題化合物Cbz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率83%、dr=93: 7。
・条件[b]:収率83%、dr=95: 5。
・実施例D3:Bz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
一般合成手順Cにおいて、基質化合物1としてBz-L-Ala-OMeを用いることにより、表題化合物Bz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率95%、dr=95: 5。
・条件[b]:収率97%、dr=95: 5。
・実施例D4:Bn-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
一般合成手順Cにおいて、基質化合物1としてBn-L-Ala-OMeを用いることにより、表題化合物Bn-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:収率83%、dr=>95: 5。
・条件[b]:収率83%、dr=>95: 5。
・実施例D5:H-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
一般合成手順Cにおいて、基質化合物1として保護基を有さないH-L-Ala-OMeを用いることにより、表題化合物H-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを無色液体として得た。
・条件[a]:収率16%、dr=>95: 5。
[実施例群E:芳香族又は複素環エステル化カルボン酸基を有する基質化合物1を用いたアミド化反応]
・実施例E1:Boc-Ala-OPhを介したBoc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
(工程E1-1)Boc-Ala-OPhの合成
Figure 0007122046000114
アルゴン雰囲気下、グローブボックス内にて加熱乾燥し、撹拌子(サマリウム-コバルト)を入れた50mLフラスコに、Boc-L-Ala-OH(CAS番号:15761-38-3、946.1mg、5.0mmol)、Ph-OH(470mg、5.0mmol)を加えた。この混合物に、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)(1.135g、5.5mmol)、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(4-DMAP)(670mg、5.5mmol)を加え、乾燥DCM(10mL、0.5M)に溶解した。混合物をアルゴン雰囲気下、室温で3時間にわたって激しく撹拌した。TLC分析により反応をモニターし、反応の完了後、反応混合物をDCMで希釈した。反応混合物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(移動相としてヘキサン中0~30%AcOEtを使用)により精製することにより、表題化合物Boc-Ala-OPhを白色固体として得た。
(工程E1-2)Boc-Ala-OPhからBoc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000115
アルゴン雰囲気下、グローブボックス内にて加熱乾燥し、撹拌子(サマリウム-コバルト)を入れた5.0mLスクリューキャップバイアルに、基質化合物1として(工程E-1)で製造したBoc-L-Ala-OPh(265.0mg、1.0mmol)、基質化合物2としてL-Ala-Ot-Bu(290.4mg、2.0mmol)、ブレンステッド酸としてピバル酸(102.1mg、1.0mmol)を入れ、乾燥CHCl3(0.5mL、2M)に溶解した。得られた混合物を窒素雰囲気下、室温で0.5時間激しく撹拌した後、反応混合物をCHCl3(3.0mL)で希釈し、ピペットでシリカゲルカラムに移し、使用したバイアルとピペットをCHCl3(12.0mL)で洗浄した。反応混合物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(移動相としてヘキサン中0~60%AcOEtを使用)で精製することにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを無色液体として得た。収率は>99%、drは>99:1であった。
・実施例E2:Boc-Ala-ONpを介したBoc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000116
前記(工程E1-2)の手順において、Boc-L-Ala-OPhをBoc-L-Ala-ONp(CAS番号2483-49-0、310.3mg、1.0mmol)に変更した他は同様の手順により、表題化合物Boc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを無色液体として得た。収率は>99%、drは>99:1であった。
・実施例E3:Boc-Ala-OSuを介したBoc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000117
前記(工程E1-2)の手順において、Boc-L-Ala-OPhをBoc-L-Ala-OSu(CAS番号3392-05-0、286.3mg、1.0mmol)に変更した他は同様の手順により、表題化合物Boc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを無色液体として得た。収率は>99%、drは>99:1であった。
・実施例E4:Boc-Ala-OPhを介したBoc-L-Ala-L-Phg-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000118
前記(工程E1-2)の手順において、L-Ala-Ot-BuをL-Phg-Ot-Bu(CAS番号53934-78-4、414.6mg、2.0mmol)に変更した他は同様の手順により、表題化合物Boc-L-Ala-L-Phg-Ot-Buを白色固体として得た。収率は98%、drは>99:1であった。
・実施例E5:Boc-Ala-OPhを介したBoc-L-Ala-L-Phg-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000119
前記(工程E1-2)の手順において、Boc-L-Ala-OPhをBoc-L-Ala-ONp(CAS番号2483-49-0、310.3mg、1.0mmol)に変更し、L-Ala-Ot-BuをL-Phg-Ot-Bu(CAS番号53934-78-4、414mg、2.0mmol)に変更した他は同様の手順により、表題化合物Boc-L-Ala-L-Phg-Ot-Buを白色固体として得た。収率は>99%、drは>99:1であった。
・実施例E6:Cbz-Ala-OPhを介したCbz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
(工程E6-1)Cbz-Ala-OPhの合成
Figure 0007122046000120
前記(工程E1-1)の手順において、Boc-L-Ala-OHをCbz-L-Ala-OH(CAS番号:1142-20-7、1.116g、5.0mmol)に変更した他は同様の手順により、表題化合物Cbz-Ala-OPhを白色固体として得た。
(工程E6-2)Cbz-Ala-OPhからCbz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000121
前記(工程E1-2)の手順において、Boc-L-Ala-OPhを前記(工程E6-1)で得られたCbz-L-Ala-OPh(299.3mg、1.0mmol)に変更し、反応時間を0.5時間から1.5時間に変更した他は同様の手順により、表題化合物Cbz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。収率は>99%、drは>99:1であった。
・実施例E7:Cbz-Ala-O(4-BrPh)を介したCbz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
(工程E7-1)Cbz-Ala-ブロモフェノールの合成
Figure 0007122046000122
前記(工程E1-1)の手順において、Boc-L-Ala-OHをCbz-L-Ala-OH(CAS番号:1142-20-7、1.116g、5.0mmol)に、Ph-OHを4-ブロモフェノール(1.038g、6.0mmol)に、乾燥DCMを乾燥EtOAc(50mL、0.1M)に変更した他は同様の手順により、表題化合物Cbz-Ala-O(4-BrPh)を白色固体として得た。
(工程E7-2)Cbz-Ala-O(4-BrPh)からCbz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000123
前記(工程E1-2)の手順において、Boc-L-Ala-OPhを前記(工程E7-1)で得られたCbz-Ala-O(4-BrPh)(378.2mg、1.0mmol)に変更し、反応時間を0.5時間から1.5時間に変更した他は同様の手順により、表題化合物Cbz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。収率は>99%、drは>99:1であった。
・実施例E8:Cbz-Ala-O(2-MePh)を介したCbz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
(工程E8-1)Cbz-Ala-O(2-MePh)の合成
Figure 0007122046000124
前記(工程E1-1)の手順において、Boc-L-Ala-OHをCbz-L-Ala-OH(CAS番号:1142-20-7、1.116g、5.0mmol)に、Ph-OHを2-メチルフェノール(648.8mg、6.0mmol)に、乾燥DCMを乾燥EtOAc(50mL、0.1M)に変更した他は同様の手順により、表題化合物Cbz-Ala-O(2-MePh)を白色固体として得た。
(工程E8-2)Cbz-Ala-O(2-MePh)からCbz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000125
前記(工程E1-2)の手順において、Boc-L-Ala-OPhを前記(工程E8-1)で得られたCbz-Ala-O(2-MePh)(313.4mg、1.0mmol)に変更し、反応時間を0.5時間から1.5時間に変更した他は同様の手順により、表題化合物Cbz-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。収率は83%、drは>99:1であった。
・実施例E9:Fmoc-Ala-OPhを介したFmoc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
(工程E9-1)Fmoc-Ala-OPhの合成
Figure 0007122046000126
アルゴン雰囲気下、グローブボックス内にて加熱乾燥し、撹拌子(サマリウム-コバルト)を入れた50mLフラスコに、Fmoc-L-Ala-OH(CAS番号:35661-39-3、1.556g、5.0mmol)、Ph-OH(470mg、5.0mmol)を加えた。この混合物に、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(水溶性カルボジイミド塩酸塩、WSCDHCl)(1.245g、6.5mmol)、1-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HoBt)(859mg、6.5mmol)を加え、乾燥DCM(25mL、0.2M)に溶解し、トリエチルアミン(Et3N)(1.7mL、12.5mmol)を滴下した。混合物をアルゴン雰囲気下、-5℃で3時間にわたって激しく撹拌した。TLC分析により反応をモニターし、反応の完了後、反応混合物をDCMで希釈した。反応混合物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(移動相としてヘキサン中0~40%AcOEtを使用)により精製することにより、表題化合物Fmoc-Ala-OPhを白色固体として得た。
(工程E9-2)Fmoc-Ala-OPhからFmoc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buの合成
Figure 0007122046000127
前記(工程E1-2)の手順において、Boc-L-Ala-OPhを前記(工程E9-1)で得られたFmoc-Ala-OPh(387.4mg、1.0mmol)に変更し、CHCl3の使用量を1.5mLから3.0mLに変更し、反応時間を0.5時間から2時間に変更した他は同様の手順により、表題化合物Fmoc-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。収率は>99%、drは99:1であった。
・実施例E10:Boc-L-Ala-OPhを介したBoc-L-Ala-L-Ala-L-Ala-Ot-Bu(トリペプチド)の合成
Figure 0007122046000128
アルゴン雰囲気下、グローブボックス内にて加熱乾燥し、撹拌子(サマリウム-コバルト)を入れた5.0mLスクリューキャップバイアルに、基質化合物1としてBoc-L-Ala-OPh、基質化合物2としてL-Ala-L-Ala-Ot-Buを、下記条件[a]又は[b]の割合となるように加えた。更に、ブレンステッド酸としてピバル酸(51.1mg、0.5mmol)を入れ、乾燥CHCl3(0.5mL、1M)に溶解した。得られた混合物を窒素雰囲気下、室温で0.5時間激しく撹拌した後、反応混合物をCHCl3(3.0mL)で希釈し、ピペットでシリカゲルカラムに移し、使用したバイアルとピペットをCHCl3(12.0mL)で洗浄した。反応混合物をフラッシュカラムクロマトグラフィー(移動相としてヘキサン中0~100%AcOEtを使用)で精製することにより、表題化合物Boc-L-Ala-L-Ala-L-Ala-Ot-Buを白色固体として得た。
・条件[a]:基質化合物1=0.5mmol、基質化合物2=0.5mmol。
本条件下では、収率は26%、drは99:1であった。
・条件[b]:基質化合物1=1.0mmol、基質化合物2=0.5mmol。
本条件下では、収率は40%、drは98:2であった。

Claims (8)

  1. カルボン酸エステル基とアミノ基とのアミド反応の触媒であって、カルボキシル基を有するブレンステッド酸を含む触媒。
  2. ブレンステッド酸が、pKa値6.0以下の化合物から選択される、請求項1に記載の触媒。
  3. ブレンステッド酸が、1又は2のカルボキシル基を有する脂肪族又は芳香族炭化水素から選択される、請求項1又は2に記載の触媒。
  4. 一般式(1-1)により示される化合物と、一般式(1-2)により示される化合物とから、一般式(1-3)により示されるアミド化合物を製造する方法であって、
    請求項1~3の何れか一項に記載のブレンステッド酸の存在下、一般式(1-1)により示される化合物と、一般式(1-2)により示される化合物とをアミド化反応させる工程を含む、製造方法。
    Figure 0007122046000129
    (前記一般式(1-1)において、
    10は、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基又は複素環式基を表し、
    11は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい多価の炭化水素基若しくは複素環式基が複数、任意により連結基を介して、連結されてなる一価の基を表す。)
    Figure 0007122046000130
    (前記一般式(1-2)において、
    12は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい多価の炭化水素基若しくは複素環式基が複数、任意により連結基を介して、連結されてなる一価の基を表し、
    13は、水素原子、カルボキシル基、水酸基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して窒素原子に結合していてもよく、
    ここで、R12とR13とが互いに結合して、R12及びR13が結合する窒素原子と共に、1又は2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよい。)
    Figure 0007122046000131
    (前記一般式(1-3)において、各符号はそれぞれ、前記一般式(1-1)及び(1-2)における定義と同様の定義を表す。)
  5. 一般式(2-1)により示される化合物から、一般式(2-2)により示されるアミド化合物を製造する方法であって、
    請求項1~3の何れか一項に記載のブレンステッド酸の存在下、一般式(2-1)により示される化合物を分子内アミド化反応させる工程を含む、製造方法。
    Figure 0007122046000132
    (前記一般式(2-1)において、
    20は、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基又は複素環式基を表し、
    21は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい二価の炭化水素基若しくは複素環式基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい多価の炭化水素基若しくは複素環式基が複数、任意により連結基を介して、連結されてなる二価の基を表し、
    22は、水素原子、カルボキシル基、水酸基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して窒素原子に結合していてもよく、
    ここで、R21とR22とが互いに結合して、R21及びR22が結合する窒素原子と共に、1又は2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよい。)
    Figure 0007122046000133
    (前記一般式(2-2)において、各符号はそれぞれ、前記一般式(2-1)における定義と同様の定義を表す。)
  6. 一般式(3-1)により示される化合物と、一般式(3-2)により示される化合物とから、一般式(3-3)により示されるアミド化合物を製造する方法であって、
    請求項1~3の何れか一項に記載のブレンステッド酸の存在下、一般式(3-1)により示される化合物と、一般式(3-2)により示される化合物とをアミド化反応させる工程を含む、製造方法。
    Figure 0007122046000134
    (前記一般式(3-1)において、
    30は、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基又は複素環式基を表し、
    31及びR32は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、チオール基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して炭素原子に結合していてもよく、
    33は、水素原子、カルボキシル基、水酸基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して窒素原子に結合していてもよく、
    ここで、R31とR33とが互いに結合して、R31が結合する炭素原子及びR33が結合する窒素原子と共に、1又は2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよく、
    1及びA2は、それぞれ独立に、1又は2以上の置換基を有していてもよい炭素数1~3の二価の脂肪族炭化水素基を表し、
    1は、水素原子又は一価の置換基を表し、
    p1及びp2は、それぞれ独立に、0又は1を表し、
    mは、1以上の整数であり、かつ、[ ]内の構造で表される構成単位の数を表す。但し、mが2以上である場合は、[ ]内の構造で表される複数の構成単位は各々同一でもよく、異なっていてもよい。)
    Figure 0007122046000135
    (前記一般式(3-2)において、
    34及びR35は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基、チオール基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して炭素原子に結合していてもよく、
    36は、水素原子、カルボキシル基、水酸基、又は、1若しくは2以上の置換基を有していてもよい一価の炭化水素基若しくは複素環式基を表し、ここで、一価の炭化水素基又は複素環式基の場合は、連結基を介して窒素原子に結合していてもよく、
    ここで、R34とR36とが互いに結合して、R34が結合する炭素原子及びR36が結合する窒素原子と共に、1又は2以上の置換基を有していてもよい複素環を形成していてもよく、
    3及びA4は、それぞれ独立に、1又は2以上の置換基を有していてもよい炭素数1~3の二価の脂肪族炭化水素基を表し、
    2は、水素原子又は一価の置換基を表し、
    p3及びp4は、それぞれ独立に、0又は1を表し、
    nは、1以上の整数であり、かつ、[ ]内の構造で表される構成単位の数を表す。但し、nが2以上である場合は、[ ]内の構造で表される複数の構成単位は各々同一でもよく、異なっていてもよい。)
    Figure 0007122046000136
    (前記一般式(3-3)において、各符号はそれぞれ、前記一般式(3-1)及び(3-2)における定義と同様の定義を表す。)
  7. 前記一般式(1-1)のR10、前記一般式(2-1)のR20、又は前記一般式(3-1)のR30が、1又は2以上の置換基を有していてもよい一価の芳香環式基又は複素環式基である、請求項4~6の何れか一項に記載の製造方法。
  8. 前記反応が、バッチ反応又はフロー反応である、請求項3~7の何れか一項に記載の製造方法。
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