JP7402935B2 - ブリバラセタムの合成のための重要な中間体である（ｒ）－４－プロピルピロリジン－２－オンの調製のための改良されたプロセス - Google Patents

ブリバラセタムの合成のための重要な中間体である（ｒ）－４－プロピルピロリジン－２－オンの調製のための改良されたプロセス Download PDF

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Description

本明細書は、本発明の性質及びそれが実行される方法を特に開示している。
本発明は、てんかん及び関連する中枢神経系障害の治療に有用な薬である、ブリバラセタムの合成のための重要な中間体である（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンを調製するための改善されたプロセスに関する。
ブリバラセタムは化学的に（２Ｓ）－２－［（４Ｒ）－２－オキソ－４－プロピル－ピロリジン－１－イル］ブタンアミドであり、構造は次のとおりである：
ブリバラセタムとその調製方法は、国際公開第０１／６２７２６号に最初に開示された。化合物である５－ヒドロキシ－４－プロピル－フラン－２－オンは、還元的アミノ化とそれに続くさらなる還元によってＳ－２－アミノブチルアミドと縮合し、ラセミ体のブリバラセタムを生成するさらに、ラセミ体のブリバラセタムはキラルクロマトグラフィーを使用して分離される。
米国特許第８，９５７，２２６号明細書Ｂ２は、ブリバラセタムの合成について開示しており、ヘキサ－２－エン酸エチルエステルをニトロメタンと反応させた後、還元してラセミラクタムを生成し、これをキラルクロマトグラフィーを使用して分離して（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンを得た後、２－ブロモ酪酸のラセミメチルエステルとさらに反応させ、アンモニアでアミド化して、ラセミ体のブリバラセタムを生成する。ラセミ混合物を分離するための第２のキラルクロマトグラフィーにより、必要な原薬であるブリバラセタムが得られる。
米国特許第８，３３８，６２１号明細書Ｂ２は、（Ｓ）－２－［（Ｓ）４－プロピル－２－オキソピロリジン－１－イル］酪酸（これはブリバラセタムに変換することができる）を得るために、（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンと（Ｒ）－２－ブロモ酪酸の縮合について開示している。ただし、この特許は、ブリバラセタム中間体の調製プロセスを提供していない。したがって、（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンは、ブリバラセタムの調製のための重要な中間体である。
（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンの調製方法は、国際公開第２０１６０７５０８２号Ａ１（スキーム１）に記載されている。これは、酵素ω－トランスアミナーゼを使用してラセミアルデヒドを選択的にアミノ化して（Ｒ）－アミンを得た後、環化することを含む。この酵素はいくつかの微生物から得られており、そのうちの１つはＨｙｐｈｏｍｏｎａｓ ｎｅｐｔｕｎｉｕｍからのもので、９２％のｅｅ及び６５％の収率で最高の選択性を示した。この酵素は市販されておらず、実験室での高価な準備が必要である。さらに、それらはアミノドナー化合物（モル当量以上）及び補因子ピリドキサール又はピリドキサミンホスフェートを必要とする。
Ｒｅｚｎｉｋｏｖら（Helvetica Chimica Acta、2018、101、doi.org/10.1002/hlca.201800170）は、ニッケル触媒を使用した不斉マイケル付加による（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンのキラル合成を報告した。キラル配位子（１Ｒ、２Ｒ）－１，２－ジフェニルエタン－１，２－ジアミン触媒とのＮｉ（ＩＩ）錯体の存在下でのｌ－ニトロペント－１－エンとマロン酸ジエチルの反応は、キラルニトロマロネート誘導体を生成し、水素化すると主に（３Ｒ、４Ｒ）異性体エステルを生成する。エステルの塩基触媒加水分解とそれに続くトルエン中での還流による脱炭酸により、（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンが得られる（スキーム２）。
（Ｒ）－４－プロピ］－ピロリジン－２－オンを調製するためのさらに別のプロセスは、国際公開第２０２００５１７９６号Ａ１に記載されている（スキーム３）。これは、キニーネ誘導体キラル触媒Ｑ－ＢＴＢＳＡの存在下でのアルコールによる３－ｎ－プロピルグルタル酸無水物の開環のための不斉非対称化法を開示しており、続いて、アミド化、ホフマン転位及び環化を行い、必要な（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンを得る。
国際公開第２０２０／１４８７３１号Ａ１に記載されている別のプロセス（スキーム４）は、３－プロピルグルタル酸無水物から始まる。これを（Ｒ）－（＋）－フェニルエチルアミンと反応させてキラルグルタルイミド誘導体を生成し、さらに水酸化ナトリウム水溶液で処理して、（３Ｒ）－３－［２－オキソ－２－［［（１Ｒ）－１－フェニルエチル］アミノ］エチルヘキサン酸を得る。アジ化ナトリウムを使用したクルチウス転位による遊離カルボン酸のアミンへの変換、その後のパラトルエンスルホン酸の存在下での加水分解及び環化により、必要な（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンが得られる。毒性の高い化学物質であるアジ化ナトリウムを工業規模で取り扱うことは推奨できない。出発物質である３－プロピルグルタル酸無水物は、通常、３－プロピルグルタル酸と無水酢酸の混合物を加熱することによって調製されていた。無水酢酸は現在、麻薬及び向精神薬の違法取引に対する国連条約に記載されている管理化学物質である。
（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンの調製方法は、米国特許第１０，７８１，１７０号明細書Ｂ１に記載されており（スキーム５）、４－プロピルピペリジン－２，６－ジオンから出発して、ラセミ体の３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサン酸を得て、これは、（Ｓ）－（－）－１－フェニルエチルアミンを使用した従来分解で、必要な（Ｓ）－エナンチオマーを与える。（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサン酸をさらに塩素化して（Ｓ）－３－（２－（クロロアミノ）－２－オキソエチル）ヘキサン酸を得る、ホフマン転位、続いてワンポット反応による環化で、必要な（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンが得られる。
重要な中間体である（Ｒ）－４－プロピルピロリジン－２－オンを調製するためのすべての先行技術のプロセスは、分解の主要な段階を伴う多段階であり、収率は４０％未満である。不要な異性体の回収とリサイクルのためのラセミ化は、面倒で費用がかかる。
したがって、環境的に安全であり、（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン２－オンの調製のために費用効果の高い方法で工業規模で適用することができるより良いプロセスが必要である。
本発明は、ブリバラセタムに変換することができる、重要な中間体（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オン（Ｉ）を調製するための新規な方法を記載している。方法は、以下のスキーム６に示すように、市販のリパーゼ液体酵素（ＥＣ３．１．１．３；ＣＡＳ Ｎｏ．９００１－６２－１）であるＮｏｖｏｚｙｍｅのＰｒｏｍｅａ（登録商標）を使用した酵素的不斉非対称化技術を用い、有機溶媒を使用しない：
このプロセスは、３－プロピルペンタン二酸（ＩＩ）をエステル化して、３－プロピルペンタン二酸ジメチル（ＩＩＩ）を得ることを含む。これは、適切な緩衝液中で生体触媒ＮｏｖｏｚｙｍｅのＰｒｏｍｅａ（登録商標）（ＥＣ３．１．１．３）を使用することにより、不斉非対称化法の下で選択的に加水分解され、主に（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＩＶ）を生成する。塩基の存在下でクロロギ酸メチルとアンモニアを使用して、（ＩＶ）の遊離カルボン酸をアミド（Ｖ）に変換する。ＨＣｌ水溶液を使用した（Ｖ）のエステル加水分解により、＞９９％ｅｅの純粋な（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＶＩ）が得られ、これは、ホフマン転位とそれに続く環化により、（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オン（Ｉ）が得られる。中間体（Ｉ）は、従来技術の方法によってブリバラセタムに変換される。
したがって、本発明は、より安価で市販されている酵素を使用する酵素的方法による（Ｉ）の調製のための新しいプロセスを開示する。
これは、従来技術の方法で開示されているような、高価なキニーネ誘導体キラル触媒Ｑ－ＢＴＢＳＡ（スキーム３）、危険なアジ化ナトリウム及びキラルアミン補助フェニルエチルアミン（スキーム－４）の使用を回避する。
従来解決手段による初期の先行技術のプロセス（非酵素的、スキーム－５）は、複数のステップを含む：クロロホルム／エタノール混合物中のＳ－フェニルエチルアミンによるラセミ一酸アミド塩を形成し、単離し、精製し、後で塩を分解して単一の異性体生成物を得、キラル塩基Ｓ－フェニルエチルアミンを回収し、不要な異性体を回収し、そしてラセミ化する。酵素プロセスの使用により、これらの追加ステップの必要性がなくなった。
本発明は、（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オンを調製するための新規なプロセスを提供し、以下のステップを含む：
（ａ）式（ＩＩ）の３－プロピルペンタン二酸をエステル化して式（ＩＩＩ）のジメチル３－プロピルペンタンジオエートを生成すること、
（ｂ）ＮｏｖｏｚｙｍｅのＰｒｏｍｅａ（登録商標）を使用して、式（ＩＩＩ）の不斉非対称化技術及び立体選択的加水分解を用いて、式（ＩＶ）の（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸を得ること、
（ｃ）化合物（ＩＶ）をカルボン酸の活性化に供し、続いて１つのポットでアミド化して、式（Ｖ）のメチル（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサノエートを得ること、及び
（ｄ）化合物（Ｖ）を酸と反応させて、式（ＶＩ）の（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサン酸を生成すること、
（ｅ）化合物（ＶＩ）のホフマン転位とそれに続く環化によって（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オン（Ｉ）を得ること、及び
（ｆ）式（Ｉ）の生成物をブリバラセタムに変換すること。
この方法により調製された必要な出発物質である式（ＩＩ）の３－プロピルペンタン二酸は、米国特許第１０，７８１，１７０号明細書Ｂ１に報告された。適切な酸、好ましくは硫酸を使用してメタノール中で二酸（ＩＩ）をエステル化すると、（ＩＩＩ）が良好な収率及び純度で得られる。
ジメチルエステル（ＩＩＩ）から式（ＩＶ）の（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸への立体選択的酵素加水分解は、最初にＢａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓ（ＥＣ３．４．２１．６２）、Ｓｉｇｍａ（アルカラーゼ）及びｓｕｂｔｉｌｉｓｉｎ Ｃａｒｌｓｂｅｒｇ（細菌性アルカリプロテアーゼ、ＥＣ．３．４．２１．６２）からの様々な市販のプロテアーゼ酵素を用いて研究された。しかし、どちらもエステル（ＩＩＩ）を加水分解できなかった。次に、市販されている様々なリパーゼＲｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅからのリパーゼ６２３０５、ブタ膵臓からのリパーゼＬ３１２６、Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｎｉｖｅｕｓからのリパーゼ６２３１０、Ｃａｎｄｉｄａ ｒｕｇｏｓａのリパーゼ６２３１６、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｃｅｐａｃｉａのリパーゼ６２３０９、Ｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉのリパーゼ６２２９８、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒからのリパーゼ６２３０１及びＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓのリパーゼ８９６０１（ＥＣ．３．１．１．３、Ｓｉｇｍａ製）が研究された。いずれもエステル（ＩＩＩ）を加水分解できなかった。しかし、驚くべきことに、スクリーニング中に、ＮｏｖｏｚｙｍｅのＰｒｏｍｅａ（登録商標）リパーゼ液体酵素（ＥＣ３．１．１．３）は、優れた収率（＞９５％）及びキラル純度（８３～８８％ｅｅ及び＞９９％の化学純度）で、緩衝液中で（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＩＶ）を選択的に加水分解した。
ＮｏｖｏｚｙｍｅのＰｒｏｍｅａ（登録商標）酵素の立体選択的酵素加水分解を使用して、化合物ＩＩＩのジエステル誘導体（ジエチル、ジ－２－クロロエチル、ｎ－プロピル）などのさまざまな基質で研究した結果、生成物のキラル純度が低くなった。化合物ＩＩＩの他のジエステル誘導体（ジ－イソプロピル及びジ－ｎ－ブチル）では、変換は観察されなかった。
酵素反応は、２５（±５）℃でリン酸緩衝液（０．２Ｍ、７．２ｐＨ）中のジメチル３－プロピルペンタンジオエート（ＩＩＩ）を撹拌することにより実施し、これにＰｒｏｍｅａを５０００ＬＵ／ｇ添加して撹拌した。反応中、ｐＨスタットを使用して１０％水酸化アンモニウム溶液を加えることによりｐＨを維持した。反応の完了はＴＬＣによってモニターされ、水酸化アンモニウムの消費が停止したときにも示された。反応混合物を濃ＨＣｌを使用してｐＨ２．０に酸性化し、ジクロロメタン、酢酸エチル及び酢酸イソプロピルからなる群から選択される有機溶媒で抽出した。有機層を水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた。有機層を減圧下で濃縮して、（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＩＶ）を得た。
１～２０％ｗ／ｗの酵素負荷範囲を調べた。２０％ｗ／ｗの場合、反応は約３～５時間で完了する。２．５％ｗ／ｗで反応させた場合、反応が完了するまでに約２０～２４時間かかった。どちらの場合も、収率（＞９５％）とキラル純度（８５％）は類似していた。酵素負荷を１％に減らすと、変換は非常に遅く、約３日かかった。最適な酵素負荷は２．５％ｗ／ｗで、反応時間は２０～２４時間であった。
最適な反応温度は約１５℃と３０℃である。低温（０～５℃）では、反応は非常に遅く、４８時間後でも変換は不完全である。反応媒体のｐＨは、６．０～９．０の間、好ましくは７．２である。
化合物（ＩＶ）とクロロギ酸メチルとの反応は、－２０℃～－１０℃の間の温度で、ジクロロメタンなどの適切な溶媒中のｎ－メチルモルホリン又はトリエチルアミンなどの有機塩基の存在下で最もよく実行され、その後、アンモニア水と反応させて、メチル（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサノエート（Ｖ）を９０％の収率、８３～８５％ｅｅのキラル純度及び９７～９９％の化学純度（ＧＣで）で得る。
塩酸水溶液、好ましくは１．０Ｍ～４．０Ｍの溶液、より好ましくは１．５Ｍ～２．０Ｍの溶液などの適切な酸を用いて、２０℃～４０℃、好ましくは２５℃の温度で、化合物（Ｖ）をエステル加水分解し、（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＶＩ）を４５～５０％の収率とキラル純度（＞９９％ｅｅ）で得る。４８％のＨＢｒ水溶液で反応を行うと、大量の二酸（ＩＩ）が生成される。１，４－ジオキサン中のＨＣｌ又は過塩素酸で反応を試みた場合、非常に低い変換率が観察された。試した他の酸（５％のＨ2ＳＯ4水溶液、８５の％Ｈ3ＰＯ4水溶液、ギ酸、トリフルオロ酢酸、酢酸）では変換は見られなかった。塩基の水酸化ナトリウム及び水酸化リチウムの存在下での反応はラセミ生成物をもたらし、アンモニア水で大量のグルタルイミド生成物が形成された。酵素法は様々な酵素でも（ＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓからのＡｍａｎｏリパーゼ、Ｎｏｖｏｚｙｍｅ ４３５（Ｎ４３５）（固定化リパーゼ）、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓからのプロテアーゼであるＡｌｃａｌａｓｅ（登録商標）、及びＣａｎｄｉｄａｒｕｇｏｓａからのリパーゼなど）試された。すべてにおいて変換がなかった。
本発明の酵素的プロセスによって得られた化合物（ＶＩ）は、従来分解方法と比較して、高収率及び高純度であった。
純粋な生成物（ＶＩ）を単離した後、異性体、未反応の出発物質（Ｖ）及び他の生成物の混合物を含むろ液をＨＣｌ水溶液で処理し、１００～１１０℃で約１５時間加熱して（ＩＩ）を回収した。ろ液中の（ＶＩ）と（Ｖ）の両方のキラリティーは、対称分子である（ＩＩ）に変換されると除去される。
キラル的に純粋な（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＶＩ）は、水中でトリクロロイソシアヌル酸や水酸化ナトリウムなどの塩素化剤を使用してホフマン転位を行い、続いて環化して、高いキラル純度（＞９９％ｅｅ）の（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オン（Ｉ）を生成する。キラル的に純粋な（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オン（Ｉ）をラセミ体の２－ブロモ酪酸と反応させた後、メタノールと硫酸を使用してエステル化して、（２ＲＳ）－２－［（４Ｒ）－２－オキソ－４－プロピルピロリジン－１－イル］酪酸メチルエステルを得た。これは、Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓからのプロテアーゼと反応することにより、（２Ｓ）－２－［（４Ｒ）－２－オキソ－４－プロピルピロリジン－１－イル］酪酸に変換され得、次いで、従来技術の方法によりブリバラセタムに変換され得る。
本発明の実施形態は、以下の実施例にさらに記載されており、これらは、本発明の範囲を限定することを決して意図していない。
分析方法：
化学的純度は、以下の条件下でＨＰＬＣを使用して決定した：カラム：Ｉｎｅｒｔｓｉｌ ＯＤＳ３Ｖ、２５０×４．６ｍｍ、５μｍ；移動相：アセトニトリル：緩衝液（０．１％オルトリン酸）（９０：１０ｖ／ｖ）；流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ；カラム温度：３０℃；検出：２１０ｎｍ。
化学的純度は、以下の条件下でＧＣを使用して決定した：カラム：ＤＢ－１、３０メートル、０．５３ｍｍ、１．５μｍ；希釈剤：ジクロロメタン；キャリアガス：Ｈｅ；カラムオーブン温度：１００℃～２５０℃。
エナンチオマー純度は、以下の条件下でＨＰＬＣを使用して決定した：
カラム：Ｃｈｉｒａｌ Ｐａｋ ＩＣ、２５０×４．６ｍｍ、５μｍ。
化合物（ＩＶ）の方法Ａ：
移動相：ｎ－ヘキサン：エタノール：トリフルオロ酢酸（９８：２：０．１ｍＬ）；流速：０．５ｍＬ／ｍｉｎ；カラム温度：２５℃；検出：２１２ｎｍ。
化合物（Ｖ）及び（ＶＩ）の方法Ｂ：
移動相：ｎ－ヘキサン：エタノール：トリフルオロ酢酸（８０：２０：０．１ｍＬ）；流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ；カラム温度：２５℃、検出：２２０ｎｍ。
化合物（Ｉ）の方法Ｃ：
移動相：ｎ－ヘキサン：エタノール：トリフルオロ酢酸（７０：３０：０．１ｍＬ）；流速：１．０ｍＬ／ｍｉｎ；カラム温度：２７℃、検出：２１０ｎｍ。
例－１：ジメチル３－プロピルペンタンジオエート（ＩＩＩ）の調製：
硫酸（１４．２ｇ、０．１４ｍｏｌ）を、１５℃～２０℃で３００ｍＬのメタノール中の３－プロピルペンタン二酸（１００ｇ、０．５７ｍｏｌ）の溶液に添加した。反応混合物を温め、室温で約２０時間撹拌して、反応を完了させた。溶媒を減圧下で蒸発させ、得られた残留物を５０ｍＬの水で希釈し、そしてジクロロメタン（１００ｍＬ×３）で抽出した。ジクロロメタン溶液を１０％重炭酸ナトリウム溶液、続いて水（１００ｍＬ）で洗浄した。有機相を硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧下で蒸発させて、粗生成物を得、これを高真空蒸留によって精製した。純粋な生成物を蒸気温度８０℃～９０℃、０．５ｍｍＨｇで収集して、９４．８ｇの無色のジメチル３－プロピルペンタンジオエート（ＩＩＩ）を得た（ＧＣによる８２％の収率と９９．０５％の純度）。
例－２：（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＩＶ）の調製：
リン酸カリウム緩衝液（５０ｍＬ、０．２Ｍ、ｐＨ７．２）の溶液に、１０ｇ（０．０５ｍｏｌ）のジメチル３－プロピルペンタンジオエート（ＩＩＩ）を加え、２５（±５）℃で撹拌した。反応混合物に０．２５ｇ（２．５％ｗ／ｗ）のＰｒｏｍｅａ［ＮｏｖｏｚｙｍｅのＰｒｏｍｅａ（登録商標）はリパーゼ液体酵素（ＥＣ３．１．１．３；ＣＡＳ Ｎｏ．９００１－６２－１）である。５０００ＬＵ／ｇ］を加え、１０％水酸化アンモニウム溶液を使用して、ｐＨ ｓｔａｔの助けを借りて、ｐＨを７．２に２４時間維持した。反応の完了はＴＬＣによってモニターした。濃ＨＣｌを使用して反応混合物をｐＨ２．０に調整し、ジクロロメタン（５０ｍＬ×２）で抽出した。有機層を水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させた。有機層を減圧下で濃縮して、９．１ｇの（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＩＶ）を得た。ＨＰＬＣによると９７．８％の収率、８５．２２％のｅｅであり、ＧＣによると９９．５６％の純度であった。
例－３：（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＩＶ）の調製：
上記の例－２を、２．５％ｗ／ｗではなく２０％ｗ／ｗの酵素負荷で繰り返した。反応は約４時間で完了した。ＧＣによると９６．７％の収率、８５．８％のｅｅ、９９．３８％の純度であった。
例－４：（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＩＶ）の調製：
上記の例－２を、２．５％ｗ／ｗではなく１０％ｗ／ｗの酵素負荷で繰り返した。反応は約６時間で完了した。ＧＣによると９８．９％の収率、８４．３５％のｅｅ、９９．６８％の純度であった。
例－５：（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＩＶ）の調製：
上記の例－２を、２．５％ｗ／ｗではなく５％ｗ／ｗの酵素負荷で繰り返した。反応は約１８時間で完了した。ＧＣによると９６．７％の収率、８３．８２％のｅｅ、９９．４７％の純度であった。
例－６：（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＩＶ）の調製：
上記の例－２を、２．５％ｗ／ｗではなく１％ｗ／ｗの酵素負荷で繰り返した。反応は約６８時間で完了した。ＧＣによると９２．５％の収率、８２．９７％のｅｅ、９９．４１％の純度であった。
例－７：メチル（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサノエート（Ｖ）の調製：
５００ｍＬのジクロロメタン中の５０ｇ（０．２６６ｍｏｌ）の（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＩＶ）及びＮ－メチルモルホリン（４０．３ｇ、０．３９８ｍｏｌ）の冷却溶液にクロロギ酸メチル（２７．６ｇ、０．２９２ｍｏｌ）を－１５℃で滴下した。６０分間撹拌した後、アンモニア水（２２０ｍＬ）を２０分間滴下し、混合物をさらに６０分間撹拌して反応を完了させた。反応混合物を室温まで冷却し、層を分離させた。水層をジクロロメタンで再抽出した。両方の有機層を合わせ、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮して、粗生成物を得た。これをヘキサン（１００ｍＬ）中で２５～３０℃で１０分間スラリー化し、デカントし、高真空を適用して、４４．３ｇのメチル（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサノエート（Ｖ）を半固体として得た。ＨＰＬＣによると８９％の収率、８４．４４％のｅｅ、ＧＣによると９７．６６％の純度であった。
例－８：メチル（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサノエート（Ｖ）の調製：
上記の例－７を、Ｎ－メチルモルホリンの代わりにトリエチルアミンを使用して繰り返した。９３．５％の収率と８３．２５％のｅｅであった。
例－９：（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＶＩ）の調製：
１０ｇのメチル（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサノエート（Ｖ）と１００ｍＬの１．８ＭのＨＣｌ水溶液（１５ｍＬの濃ＨＣｌと８５ｍＬの水）の混合物を２５（±５）℃で２０時間撹拌した。反応混合物を５℃に冷却し、苛性ソーダライ溶液を使用してｐＨを１．０に調整し、３０分間撹拌した。得られた固体を濾過し、乾燥させた。これを酢酸エチル（２０ｍＬ）中で２５（±５）℃で６０分間スラリー化し、濾過して４．５ｇの（ＶＩ）固体を得た。ＨＰＬＣによると４８．６％の収率、９９．９５％のｅｅ、ＨＰＬＣによると９９．２８％の純度であった。
ろ液からの（ＩＩ）の回収：
上記の両方の濾液を混合し、５０℃で減圧下で濃縮した。得られた粗生成物を水（３０ｍＬ）及び濃ＨＣｌ（３０ｍＬ）混合物に溶解し、１００℃に加熱し、そして１５時間撹拌した。反応混合物を２５（±３）℃に冷却し、ジクロロメタン（２５ｍＬ×２）で抽出した。 有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮して、４．２ｇの３－プロピルペンタン二酸（ＩＩ）を得た。ＧＣによると純度９９．１９％であった。
例－１０：（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＶＩ）の調製：
上記の例－９を、１．８ＭのＨＣｌ水溶液（１００ｍＬ）の代わりに、３．６ＭのＨＣｌ水溶液（５０ｍＬ）で繰り返した。ＨＰＬＣによると３５％の収率、９９．５５％のｅｅ、ＨＰＬＣによると９７．９７％の純度であった。
例－１１：（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オン（Ｉ）の調製：
０～５℃で、撹拌した水（８０ｍＬ）中の水酸化ナトリウム（４．６２ｇ、０．１１６ｍｏｌ）の溶液に、（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサン酸（ＶＩ）（４．０ｇｍ、０．０２３ｍｏｌ）を添加した。反応混合物に、トリクロロイソシアヌル酸２．１５ｇ（０．００９ｍｏｌ）を０～５℃で３０分間、少しずつ加え、室温まで上昇させ、１２～１５時間続けた。反応混合物を１００℃及び１２０℃に加熱し、４５～４８時間撹拌した。次にそれを２５℃に冷却し、３０ｍＬのジクロロメタン（ＤＣＭ）を加えて１０分間撹拌した。ＤＣＭ層を分離し、水層をＤＣＭで再抽出した。両方の有機層を混合し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濃縮して、減圧下で溶媒を完全に除去し、液体として２．１８ｇｍ（７４．１４％収率）の（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オン（Ｉ）を得た。ＧＣによると９９．９６％のｅｅ、９９．３９％の純度であった。
例－１２：（Ｉ）からのブリバラセタムの調製：
０～５℃で、５０ｍＬのテトラヒドロフラン中の水素化ナトリウム（６０％油性分散液、７．５４ｇ、０．３１４４ｍｏｌ）の混合物に、３０ｍＬのテトラヒドロフラン中（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オン（Ｉ）（１０．０ｇ、０．０７８６ｍｏｌ）の溶液を加えた。混合物に、２０ｍＬのテトラヒドロフラン中の２－ブロモブタン酸（１５．７５ｇ、０．０９４ｍｏｌ）の溶液を加えた。反応混合物を温め、室温で１０～１２時間撹拌した。混合物を砕いた氷に注ぎ、過剰の水素化ナトリウムを分解した。テトラヒドロフランを減圧下で蒸留し、水性残留物を塩酸を使用して０～５℃でｐＨ２．０に調整した。残留物を酢酸イソプロピル（２５ｍＬ×３）で抽出した。有機層を濃縮して、（２ＲＳ）－２－［（４Ｒ）－４－プロピル－２－オキソピロリジン－１－イル］酪酸を無色の固体として得た（１５．８ｇ、９４．２％）。
上記の酸（１０ｇ、０．０４６ｍｏｌ）を１００ｍＬのメタノールに溶解した。これに濃硫酸（０．４５ｇ、０．００４５ｍｏｌ）を加え、室温で１２時間維持した。溶液を減圧下で濃縮した。残留物に５０ｍＬの冷水を加え、ジクロロメタン（２５ｍＬ×３）で抽出した。ジクロロメタン溶液を飽和重炭酸ナトリウム溶液、続いて水で洗浄した。無水硫酸ナトリウムで乾燥した後、溶液を減圧下で濃縮して、黄色がかった油として９．２ｇの（２ＲＳ）－２－［（４Ｒ）－４－プロピル－２－オキソピロリジン－１－イル］酪酸メチルエステルを得た（収率＝８６．３８％、Ｇ．Ｃ：９９．４％）。
リン酸カリウム緩衝液（１２０ｍＬ、０．２Ｍ、ｐＨ７．２）の溶液に、１２．０ｇ（０．０５２８ｍｏｌ）の（２ＲＳ）－２－［（４Ｒ）－４－プロピル－２－オキソピロリジン－１－イル］酪酸メチルエステルを添加して、２７（±２）℃で撹拌した。反応混合物に２．４Ｇアルカラーゼ（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｌｉｃｈｅｎｉｆｏｒｍｉｓのプロテアーゼ、ＥＣ．３．４．２１．６２、Ｓｉｇｍａ、製品番号：Ｐ４８６０、２．５８Ｕ／ｇ）を加え、ｐＨ Ｓｔａｔの助けを借りて、１０％水酸化アンモニウム溶液を使用して、ｐＨを７．２に維持しながら約１０時間撹拌した。反応混合物をｎ－ヘキサンで抽出して、未反応の出発物質（不要な異性体）を回収した。水層のｐＨを５ＮのＨＣｌを使用して２．０に調整し、酢酸イソプロピルで抽出した。有機層を水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。減圧下で有機層を濃縮すると、４．８３ｇの（２Ｓ）－２－［（４Ｒ）－２－オキソ－４－プロピルピロリジン－１－イル］ブタン酸が得られた。収率＝８０．５％、純度９９．３％（ＨＰＬＣ）、キラル純度：９９．４％（ＨＰＬＣ）。
ジクロロメタン１００ｍＬ中の（２Ｓ）－２－（（Ｒ）－２－オキソ－４－プロピルピロリジン－１－イル）ブタン酸及びトリエチルアミン（７．１ｇ、０．０７ｍｏｌ）１０．ｇ（０．０４６ｍｏｌ）の冷却溶液に、クロロギ酸エチル５．５４ｇ（０．０５ｍｏｌ）を－１５０℃で滴下した。３０分間撹拌した後、アンモニアガスを通過させ、混合物を－１５℃で２時間、そして２５～３０℃で１時間撹拌した。塩を濾過し、濾液を炭酸カリウムの溶液（１０％溶液、５０ｍＬ×２）で洗浄して、未反応の酸を除去した。有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、濃縮して無色の固体を得た。それを酢酸イソプロピル（１５ｍＬ）中で０～５℃で３０分間スラリー化し、濾過して、８．７９ｇのブリバラセタムを無色の固体として得た（収率＝８８％、ＨＰＬＣ：９９．６、キラルＨＰＬＣ：９９．８％）。

Claims (1)

  1. ［化１］の構造を有する（２Ｓ）－２－［（４Ｒ）－２－オキソ－４－プロピル－ピロリジン－１－イル］ブタンアミドの調製方法であって、
    （ａ）ｐＨ７．０～９．０、温度１５℃～３０℃の緩衝液の存在下で、リパーゼ液体酵素（ＥＣ３．１．１．３）であるＮｏｖｏｚｙｍｅのＰｒｏｍｅａ（登録商標）を使用した式（ＩＩＩ）のジメチル３－プロピルペンタンジオエートの立体選択的加水分解により、式ＩＶの（Ｓ）－３－（２－メトキシ－２－オキソエチル）ヘキサン酸を得ること、
    （ｂ）クロロギ酸メチルと塩基Ｎ－メチルモルホリン又はトリエチルアミンの存在下、－２０℃～０℃の温度で、式（ＩＶ）の化合物をジクロロメタン中のアンモニアと反応させ、式Ｖのメチル（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサノエートを得ること、
    （ｃ）２０℃～４０℃の温度で、式（Ｖ）の化合物を１．０Ｍ～４．０Ｍの範囲の塩酸と反応させ、式ＶＩの（Ｓ）－３－（２－アミノ－２－オキソエチル）ヘキサン酸を得ること、
    （ｄ）水中で、トリクロロイソシアヌル酸及び水酸化ナトリウムを使用するホフマン転位によって式（ＶＩ）の化合物を変換し、（Ｒ）－４－プロピル－ピロリジン－２－オン（Ｉ）を得ること、
    （ｅ）式（Ｉ）の化合物をブリバラセタムに変換すること
    を含む方法。
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