JPH09504304A - エナンチオ形態のｔｅｒｔ−ロイシンおよびその類似体の製造方法、およびその中間体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 化学式（３）の新規アゼラクトンまたはその逆エナンチオマー（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＸはそれぞれ置換基である。）は塩基ＹＨ存在下で適切な酵素活性を用いて生物学的転換をして化学式（２）のＮ−アシル−アミノ酸（式中、Ｙは塩基ＹＨから誘導可能で、ＯＨに転換可能な基である。）を形成する。化学式（１）のアミノ酸またはその逆エナンチオマーは、ＹをＯＨに換えることにより、化学式（２）の化合物から高エナンチオ過剰で製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 エナンチオ形態のtert-ロイシンおよびその類似体の製造方法、 およびその中間体発明の分野 本発明は、エナンチオ形態のtert-ロイシンおよびその類似体の製造方法、お よびエナンチオアゼラクトン（enantiomeric azlactones）を含むその中間体に 関する。発明の背景 tert-ロイシン、例えば、Ｌ−tert-ロイシンを製造するための方法（スキーム １、化学式１：Ｒ₁＝Ｒ₂＝Ｒ₃＝Ｍe）は数多く知られている。例えば、ＥＰ−Ａ −０１３７３７２号、ＥＰ−Ａ−０２４８３５７号、ＥＰ−Ａ−０４９４７１６ 号およびＪＰ−Ａ−６３／２１１２４８号を見よ。 ベビナカッチ（Bevinakatti）等、ジェイ・ケム・ソサ・ケム・コミュ（J．Ch em．Soc．Chem．Comm.）（１９９０）１０９１、およびテト・アシム（Tet．Asy m.）３：１５０５（１９９２）では、オキサゾリン−５−オンズのエナンチオ選 択的な開環、およびその開環についての溶媒効果が開示されている。 シー（Sih）等、テト・レット（Tet．Lett.）３３：１９５３（１９９２）、 およびジェイ・オーガ・ケム（J．Org．Chem.）５８：３２５２（１９９３）で は、オキサゾリン−５−オンズおよびチアゾリン−５−オンズのエナンチオ選択 的な加水分解、およびそれに関連する不斉アミノ酸合成が開示されている。発明の概要 本発明は、シングルエナンチオマー形態の後のスキーム１に示される化学式（１ ）のアミノ酸、またはその誘導体の製造方法の発見に基づいている。 本発明の第１の側面によると、アゼラクトンは後のスキーム１に示されるよう な化学式（３）（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＸはそれぞれ置換基である。）、 またはその逆エナンチオマー（opposite enantiomer）の構造を有している。化 学式（３）のアゼラクトンは化学式（１）のアミノ酸を製造する際の有用な中間 体である。 本発明の第２の側面によると、化学式（２）のＮ−アシル−アミノ酸（式中、 Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＸは上で定義したのと同様であり、Ｙは塩基ＹＨから誘導 可能で、ＯＨに転換可能な基である。）の製造方法は、塩基ＹＨ存在下で適切な 酵素活性を用いた、上述の相当するアゼラクトンの生物学的転換（biotransform ation）を含む。 本発明の第３の側面によると、本発明の第２の側面による方法で得られた生成 物から、化学式（１）のアミノ酸またはその逆エナンチオマーを製造する方法は 、ＹをＯＨに換えることを含む。発明の説明 化学式（１）のアミノ酸は、３つの置換基Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³はそれぞれ水素 以外のいかなる基、例えば、アルキル、アリール、または酸素または窒素官能基 であってよく、例えば、tert-ロイシンが含まれる；この定義には、Ｒ¹、Ｒ²お よびＲ³が共につなぎ合わさって１またはそれ以上の環を形成するそれらのいか なる組み合わせも含まれることは容易に理解されるだろう。シングルエナンチオ マーを得るためには、Ｒ¹Ｒ²Ｒ³Ｃ基はバルキー（bulky）でなければならないこ とから、この制限、すなわち、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³はどれもＨではないという制 限が適用される。原則的には、この制限はいずれかのエナンチオマーとして（１ ）を製造するのに用いることができる。 その方法がスキーム１に示されている。出発アゼラクトンは、アミノ酸を得る ための既知の方法、例えば、Ｎ−アシル化アミノ酸の無水酢酸との環化により得 られる。その後、アゼラクトンは、典型的にはエステラーゼ、リパーゼおよびプ ロテアーゼから選択される適切な酵素により生物学的転換される。最終段階では 、Ｘ−ＣＯ−基の除去を伴う。 Ｘは、生物学的転換および除去の容易性の両方を考慮して選択される。スキー ム１に示されるように、Ｘ−ＣＯ−は酸により除去されてよい；水酸化物エステ ル加水分解が最初に用いられてもよい。代わりに、例えば、ペニシリンＧアミダ ーゼとの酵素反応を用いてもよい（ＥＰ−Ａ−０１３７３７２号を見よ）；これ は、Ｘがアラルキル、例えば、ベンジルのとき、特に適切である。 反応を継続させるのに、基Ｒ、ＸおよびＹの性質は重要でない。一般に、それ ぞれはほんの１０、可能なら２０の炭素原子を含む。例えば、Ｘはアリール、例 えば、フェニルまたは置換フェニル、アラルキル、例えば、ベンジル、アルキル 、アルコキシ、例えば、t-ブトキシまたはベンジルオキシ、またはアリールオキ シ、例えば、フェノキシであってよい。好ましくは、Ｘはベンジルまたはフェニ ルである。Ｙは−ＯＨ、−Ｏアルキルまたは−Ｎアルキルであってよく、それぞ れカルボン酸、エステルまたはアミドを与え、好ましくは少なくとも炭素原子数 ２の−Ｏアルキルであり、より好ましくはブトキシである。 生物学的転換にとって適切な酵素活性は容易に入手できるか、または簡単な実 験で決定することができる。アゼラクトンの１のエナンチオマーの優先される転 換では、アミノ酸誘導体の１のエナンチオマーが得られる。ラセミ体の分割法で は、普通は最高５０％の１の異性体を得ることができるにすぎない；しかしなが ら、本発明の方法では、出発アゼラクトンはラセミ化を経て、原則的には全ての 物質が１のエナンチオマーに変換できる。アゼラクトン濃度が比較的低濃度にお いて、例えば、非生産規模（non-production scale）で、このラセミ化が効果的 であるためには、塩基（例えば、トリエチルアミン）を触媒量反応混合物に添加 することが好ましい。 本発明の特別な例として、Ｒ¹＝Ｒ²＝Ｒ³＝Ｍｅ、Ｘ＝ＰｈおよびＹ＝ＣＨ₃Ｃ Ｈ₂ＣＨ₂Ｏ−の場合があり、この場合、Ｌ−tert-ロイシンが９７％を越えるエ ナンチオ過剰で得られる。Ｒ¹＝Ｒ²＝ＭｅおよびＲ³＝Ｈの場合、酵素がリポジ ーメ^R（Lipozyme^R）（ムコル・メイヘイ・リパーゼ(Mucor meiheii lipase)）で 、反応がトルエン溶媒中で行われるとき、転換は起こるが、その結果生じた生成 物は十分なエナンチオ過剰を有さないことは注目すべきことである。 本発明を以下の実施例によりさらに説明する。実施例１ ２−フェニル−４−tert-ブチルオキサゾリン−５（４Ｈ）−オン（１００mg 、 ０.４５mmol）をリポジーメ^R（１００mg、固定化ムコル・メイヘイ）、n-ブタノ ール（１９０μl、０.９８mmol）およびトリエチルアミン（１５μl、０.２μmo l）と共にトルエン（８ml）中で３０℃、２２０rpmにて１３日間振盪した。この 期間経過後、酵素を濾過して除去し、減圧下にてエバポレーションにより溶媒留 去した。その結果得られたオイルをカラムクロマトグラフィーにより精製し（溶 離液ライト・プレトレウム(light pretoleum)：酢酸エチル［８：２］）、Ｎ− ベンゾイルtert-ロイシンブチルエステル（８５mg、６６％）を得た。実施例２ Ｎ−ベンゾイル−ＤＬ−tert-ロイシン ＤＬ−tert-ロイシン（３２７.５ｇ、２.５mol）の水（８３３ml）中懸濁液を ５℃に冷却した。温度を約５℃に維持しながら水酸化ナトリウム（２２０g、５. ５mol）の水（８３３ml）溶液を９０分間にわたって滴下した。さらに３０分間 撹拌した後、温度を約５℃に維持しながらベンゾイルクロライド（３８６g、２. ７５mol）を２.５時間にわたって滴下した。その後、反応が完了するまで３時間 にわたって温度を１０℃にゆっくりと暖めた。 酢酸エチル（２.２５l）を添加し、温度を５〜１０℃に維持しながら６Ｍ塩酸 （４６０ml）を用いてｐＨを１.５に調節した。白色固体が沈澱したが、混合物 を４０℃に加熱すると該固体は溶解した。２層を分離し、有機層を約１lまで濃 縮した。冷却すると、結晶化した白色固体が析出し、濾過することにより採取し て、冷酢酸エチルで洗浄し、乾燥させた（４６６ｇ、７９％）。２回目の採取に より、結晶を回収した（５６.０ｇ、１０％）。アゼラクトン形成 Ｎ−ベンゾイル−ＤＬ−tert-ロイシン（１５７.５g、０.６７mol）を２,２， ４−トリメチルペンタン（イソオクタン）（２５０ml）中で懸濁させ、無水酢酸 （１０２g、１mol）を添加した。混合物を加熱して１.５時間還流させ、その後 蒸留に変えた。静止頭部温度（still head temperature）が９９℃に達するまで 、一度にイソオクタンを２００ml添加し、蒸留して除き、イソオクタン／酢酸共 沸混合物を除去した。その後、溶液を冷却した。生物学的転換 アゼラクトンのイソオクタン溶液（計算すると、イソオクタン３５０ml中にア ゼラクトンは１３８g(０.６４mol)含まれる）を５０℃にてイソオクタン（３４ ０ml）に添加した。ブタン−１−オル（８７ml、０.９５mol）をその溶液に添加 し、その後ノボ・リポジーメ（Novo Lipozyme^R）ＩＭ（１３８g）を添加した。 反応スラリーを５０℃にて２４時間撹拌した。酵素を濾過により除去し、イソオ クタン（２×２００ml）で洗浄した。合わせた有機溶液を蒸留により濃縮して冷 却し、＞９９％のエナンチオ過剰の結晶を入れた。その結果得られた白色結晶を 濾過により採取し、Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−tert-ロイシンブチルエステルを得た 。 ＮＢ.酵素は３回再使用できる。 Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−tert-ロイシンブチルエステル（４０４.５g）をヘプタ ン（２５０ml）およびヘキサン（２５０ml）に溶解し、その結果得られた溶液を 撹拌しながら冷却し、＞９９％エナンチオ過剰の結晶を入れた。回収＝２４６. ５g、６１％、エナンチオ過剰＞９９％。Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−tert-ロイシン Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−tert-ロイシンブチルエステル（５８２g、２００mmol） をメタノール（２００ml）に溶解した。反応温度を３４℃に上げながら水酸化ナ トリウム（４７％、３０ml、５００mmol）の水（３０ml）溶液を１５分間にわた って添加した。その後、温度を３５℃にて３時間維持した。 溶液を濃縮してメタノールを除去し、酢酸エチル（２００ml）を添加した。６ Ｍ塩酸でｐＨを２に調節し、その後２層を分離した。水性層を酢酸エチル（１０ ０ml）で再度抽出した。合わせた有機層をエバポレートして白色固体を得た。こ れを温酢酸エチル（１００ml）に溶解し、濾過後、その溶液を冷却した。白色結 晶固体が形成し、これを濾過により採取し、冷酢酸エチルで洗浄し、乾燥させて 、Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−tert-ロイシン（４０.９６g、８７％）を得た。Ｌ−tert-ロイシン Ｎ−ベンゾイル−Ｌ−tert-ロイシン（３１.５g、１３３mmol）を水（２５０m l）中に懸濁させ、水酸化カリウム（５６g、１mol）を添加した。 その後、混合物を加熱して１１４時間還流したところ、転化率は９１％に達し ていた。その溶液を１００mlに濃縮し、アセトン（５００ml）を添加した。混合 物を濾過し、得られた固体を温メタノール（２５０ml）に添加した。不溶固体を 濾過して除去し、溶媒をエバポレートして、白色固体を得た。これを水（５０ml ）に添加し、不溶固体を濾過して除去した。水をエバポレートして白色固体を得 た。これは¹Ｈ-ＮＭＲによりtert-ロイシンと同定され、エナンチオ過剰＝９９. ４％のＬ−tert-ロイシンであった。実施例３ Ｎ−フェニルアセチル−ＤＬ−tert-ロイシンの製造 ＤＬ−tert-ロイシン（２g、１５.３mmol）の水酸化ナトリウム水溶液（２Ｍ 、２５ml）の溶液に、水酸化ナトリウム（２Ｍ、２５ml）と同時にフェニルアセ チルクロライド（６４６mg、２０.８mmol）を０℃にて５分間にわたって滴下し た。この溶液を室温まで暖め、完全に溶解するまでさらに６０分間撹拌した。そ の後、反応物を０℃まで冷却し、濃ＨＣｌでｐＨ４に酸性化し、３０分間撹拌し た。その結果得られた沈澱物を濾過により採取し、乾燥させ、エタノール／水（ １：１ｖ／ｖ）より再結晶し、白色固体として生成物（２.０６g、５４％）を得 た。２−ベンジル−４−tert-ブチルオキサゾリン−５（４Ｈ）−オンの製造 Ｎ−フェニルアセチル−ＤＬ−tert-ロイシン（４００mg、１.６mmol）を無水 酢酸：ジオキサン（５ml、１：１ ｖ／ｖ）中に懸濁させ、７０℃にて４０分間 加熱し、その結果透明な溶液が得られた。その溶液を室温まで冷却し、その後減 圧下で溶媒留去した。残渣を再びヘキサンに溶解し、その後エバポレーションす ることにより微量の酢酸を除去してオイルを得た。そのオイルをシリカのクロマ トグラフィーにより精製し、透明オイルとして生成物（２９５mg、８０％）を得 た。２−ベンジル−４−tert-ブチルオキサゾリン−５（４Ｈ）−オンの生物学的転 換 ２−ベンジル−４−tert-ブチルオキサゾリン−５（４Ｈ）−オンのトルエン 溶液に、リポジーメ^R、n-ブタノールおよびＥｔ₃Ｎを添加した。その反応混合物 をオービタル・インキュベーター（orbital incubator）で３０℃、２２０r.p.m .にて５日間振盪した。濾過により酵素を除去した後、減圧下にてエバポレーシ ョンにより溶媒留去し、粗製物質をカラムクロマトグラフィー（溶離液ライト・ ペトロレウム(light petroleum)：酢酸エチル［４：１］）により精製し、Ｎ− フェニルアセチル−ＤＬ−tert-ロイシンブチルエステル（収率範囲３７〜４６ ％、９７％エナンチオ過剰）を得た。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ０７Ｄ 263/38 9051−4Ｃ Ｃ０７Ｄ 263/38 Ｃ１２Ｐ 41/00 9452−4Ｂ Ｃ１２Ｐ 41/00 Ｈ // Ｃ０７Ｍ 7:00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，Ｅ Ｅ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ウィンターマン、ジェームズ イギリス、エクセター、イーエックス４・ ４キューディー、ユニバーシティー・オ ブ・エクセター（番地の表示なし）、ザ・ デパートメント・オブ・ケミストリー内 (72)発明者 マッケイグ、レイモンド イギリス、ケンブリッジシャー、シービー ４・６イーイー、ミルトン、マンスフィー ルド・クローズ５番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．化学式（３）のアゼラクトン： またはその逆エナンチオマー（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＸはそれぞれ置換基 である。）。 ２．Ｘがアリール、例えば、フェニルまたは置換フェニル、アラルキル、例え ば、ベンジル、アルキル、アルコキシ、例えば、tert-ブトキシまたはベンジル オキシ、またはアリールオキシ、例えば、フェノキシである、請求項１記載の化 合物。 ３．Ｘがベンジルである、請求項２記載の化合物。 ４．Ｘがフェニルである、請求項２記載の化合物。 ５．Ｒ¹＝Ｒ²＝Ｒ³＝Ｍｅである、請求項１〜４いずれかに記載の化合物。 ６．化学式（２）のＮ−アシル−アミノ酸： （式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³およびＸは請求項１で定義したのと同様であり、Ｙは塩 基ＹＨから誘導可能で、ＯＨに転換可能な基である。）の製造方法であって、塩 基ＹＨ存在下で適切な酵素活性を用いた、請求項１〜５いずれかに記載の相当す るアゼラクトンの生物学的転換を含む製造方法。 ７．ＹがＲ⁴Ｏ（式中、Ｒ⁴は少なくとも炭素原子数２である。）である、請求 項６記載の方法。 ８．Ｙ＝ＣＨ₃ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏである、請求項７記載の方法。 ９．請求項６〜８いずれかに記載の方法で得られた生成物から化学式（１）の アミノ酸： またはその逆エナンチオマーを製造する方法であって、ＹをＯＨに換えることを 含む製造方法。