JPWO2018207904A1 - 環状有機化合物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
連続式反応器としては、連続槽型反応器(CSTR)と管型反応器が知られているが、管型反応器は、反応器の原理上、入口・出口における基質および生成物の濃度が異なる。管型反応器の場合、複素環式化合物やペプチド化合物等を環化する際に分子間反応を抑制するには、比較的希薄な溶液を通液することが必要であり、大量の有機溶媒を必要とする。一方で、CSTRの場合は、反応容器内の環化前駆体や環化生成物の濃度分布を均一に制御することが可能であり、滞留時間等を調整することにより反応容器内の環化前駆体の濃度を薄く保ちつつ使用溶媒量を減らすことができる点に本発明者らは着目した。
本発明は、このような状況に鑑みて為されたものであり、本発明の目的の1つは、従来の環化手法と比較して、優れた不純物の抑制効果(品質向上、例えば分子間での環化反応の抑制など)、反応釜サイズの減少、連続生産等を達成することができる、CSTRを用いた環状有機化合物の製造方法を提供することにある。
さらに、本発明者らは、従来ファインケミカルのプラントレベルで主に用いられてきたシミュレーション方法を本発明の環化反応に適用することによって、環化反応の反応速度を実験的に予測し、CSTRを用いた環化反応における流量(滞留時間)、前駆体、環状有機化合物の濃度、該条件に影響を与える環化反応の温度等の設定をすることにより、環状ペプチドや複素環化合物の製造においても効率的に上記改善効果を達成できることを見出した。
〔1〕環状有機化合物を製造する方法であって、環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)において環化する環化反応工程を含む、前記方法。
〔2〕前記環状有機化合物が、天然アミノ酸及び/又はアミノ酸類縁体により構成される、環状部を有するペプチド化合物である、〔1〕に記載の方法。
〔3〕前記環状部を有するペプチド化合物が、4〜14個の天然アミノ酸及び/又はアミノ酸類縁体残基からなる環状部を含み、かつ、天然アミノ酸及びアミノ酸類縁体残基の総数が7〜20である、〔1〕又は〔2〕に記載の方法。
〔4〕前記環状有機化合物が、以下の(i)及び(ii)の特徴を有する、〔3〕に記載の方法:
(i) N置換アミノ酸を少なくとも2つ含み、N置換されていないアミノ酸を少なくとも1つ含む、及び
(ii) ClogP値が6以上である。
〔5〕前記環化反応が、以下(i)〜(vii)からなる群より選択される1以上の結合による分子内環化反応である、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の方法。
(i) アミド結合
(ii) ジスルフィド結合
(iii) エーテル結合
(iv) チオエーテル結合
(v) エステル結合
(vi) チオエステル結合
(vii) 炭素-炭素結合
〔6〕前記環状有機化合物が、下記一般式(I)で表される化合物である、〔1〕又は〔2〕に記載の方法。
〔式中、XはCH又はNを表し; R1は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、C1−6アルキル基、C1−4ハロアルキル基、C2−6アルケニル基、C2−6アルキニル基、C1−6アルコキシ基又はC1−6アルキルチオ基を表し; R2は水素原子、ハロゲン原子、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基又はC2−6アルキニル基を表すか、或いはR2及びR3が一緒になって環を形成し; R3は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基、C2−6アルキニル基又はC1−6アルコキシ基を表すか、或いはR2及びR3が一緒になって環を形成し; R4は水素原子、ハロゲン原子、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基又はC2−6アルキニル基を表し; R5、R6、R7は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいC1−6アルキレン基 、 C2−6アルケニレン基、C2−6アルキニレン基、C3−10シクロアルキレン基、C3−10シクロアルケニレン基、C6−12アリーレン基、−3〜12員単環複素環− を表し; L1、L2、L3は、それぞれ独立に、単結合、−CONR8−、 −NR8CO−、−NR8−、−O−、−SO2NR8−、−NR8SO2−、−COO−、−NR8CONR8'−、−NR8COO−、又は−OCONR8−、を表し; R8、R8'は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を有していてもよいC1−6アルキル基を表す〕。
〔7〕環化反応が、該環化反応についての予備試験の結果に基づき取得される条件を用いて、工業化スケールで行われる、〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の方法。
〔8〕前記条件が以下(i)〜(v)を含む工程によって取得される、〔7〕に記載の方法:
(i)予備試験において、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つについて、複数の温度における経時的な濃度変化のデータを取得する工程、
(ii)工程(i)において取得された濃度変化のデータおよび環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める工程、
(iii)工程(i)において使用された温度、工程(ii)において求められた反応速度定数knおよび下記式(II)を使用して、頻度因子Anおよび活性化エネルギーEnを求める工程、
(iv)工程(iii)で求めた前記頻度因子An、及び前記活性化エネルギーEn、前記式(II)、並びに前記反応速度式を使用して、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数knを求める工程、および
(v)工程(iv)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式及び下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する工程
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
〔9〕前記環化反応の素反応が下記式(IV)で表され、
反応速度定数k1、k2、k3が下記式(V)〜(IX)のいずれかを使用して求められる、〔8〕に記載の方法:
(式中、TM: 環状有機化合物、SM:環化前駆体、ACT:活性化剤、IM:中間体、Dimer:ダイマー、C:濃度(M)を表す。)。
〔10〕前記環化反応の素反応が下記式(X)で表され、
反応速度定数k1、k2が下記式(XI)〜(XIII)のいずれかを使用して求められる、〔8〕に記載の方法:
(式中、r:反応速度、TM:目的物、SM:環化前駆体(=中間体)、ACT:活性化剤、Dimer:ダイマー、C:濃度(M)を表す。)。
〔11〕前記条件が、連続槽型反応器の流量、環化前駆体の濃度、及び環状有機化合物の濃度からなる群より選択される、〔7〕〜〔10〕のいずれか1項に記載の方法。
〔12〕環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)にて環化する工程を含む、前記環化前駆体の分子内環化を促進する方法。
〔13〕以下(i)〜(v)の工程を含む、環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)において工業化スケールで環化するための条件を取得する方法:
(i)予備試験において、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つについて、複数の温度における経時的な濃度変化のデータを取得する工程、
(ii)工程(i)において取得された濃度変化のデータおよび環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める工程、
(iii)工程(i)において使用された温度、工程(ii)において求められた反応速度定数knおよび下記式(II)を使用して、頻度因子Anおよび活性化エネルギーEnを求める工程、
(iv)工程(iii)で求めた前記頻度因子An、及び前記活性化エネルギーEn、前記式(II)、並びに前記反応速度式を使用して、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数knを求める工程、および
(v)工程(iv)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式及び下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する工程
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
〔14〕環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)において工業化スケールで環化するための条件を取得するために、コンピュータに:
(i)予備試験において取得された、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つに関する、複数の温度における経時的な濃度変化のデータ、および環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める工程、
(ii)工程(i)において使用された温度、工程(i)において求められた反応速度定数knおよび下記式(II)を使用して、頻度因子Anおよび活性化エネルギーEnを求める工程、
(iii)工程(ii)で求めた前記頻度因子An、及び前記活性化エネルギーEn、前記(II)式、並びに前記反応速度式を使用して、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数knを求める工程、および
(iv)工程(iii)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式及び下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する工程
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
を実行させるためのプログラム。
〔15〕環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)において工業化スケールで環化するための条件を取得するためのシステムであって、以下(i)〜(iv)の手段を備えるシステム:
(i)予備試験において取得された、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つに関する、複数の温度における経時的な濃度変化のデータ、および環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める手段、
(ii)工程(i)において使用された温度、工程(i)において求められた反応速度定数knおよび下記式(II)を使用して、頻度因子Anおよび活性化エネルギーEnを求める手段、
(iii)工程(ii)で求めた前記頻度因子An、及び前記活性化エネルギーEn、前記(II)式、並びに前記反応速度式を使用して、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数knを求める手段、および
(iv)工程(iii)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式及び下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する手段
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
〔2−1〕環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器にて環化する工程を含む、前記環化前駆体の分子間反応を抑制する方法。
〔2−2〕環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器にて分子内環化させるための、連続槽型反応器の使用。
〔2−3〕前記条件が以下(i)〜(iii)を含む工程によって取得される、〔7〕に記載の方法:
(i)予備試験において、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つについて、1の温度における経時的な濃度変化のデータを取得する工程、
(ii)工程(i)において取得された濃度変化のデータおよび環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める工程、
(iii)工程(ii)において求められた反応速度定数kn、前記反応速度式および下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する工程
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
〔2−4〕以下(i)〜(iii)の工程を含む、環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)において工業化スケールで環化するための条件を取得する方法:
(i)予備試験において、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つについて、1の温度における経時的な濃度変化のデータを取得する工程、
(ii)工程(i)において取得された濃度変化のデータおよび環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める工程、
(iii)工程(ii)において求められた反応速度定数kn、前記反応速度式および下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する工程
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
〔2−5〕環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)において工業化スケールで環化するための条件を取得するために、コンピュータに:
(i)予備試験において取得された、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つに関する、1の温度における経時的な濃度変化のデータ、および環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める工程、
(ii)工程(i)において求められた反応速度定数kn、前記反応速度式および下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する工程
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
を実行させるためのプログラム。
〔2−6〕環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器において工業化スケールで環化するための条件を取得するためのシステムであって、以下(i)および(ii)の手段を備えるシステム:
(i)予備試験において取得された、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つに関する、1の温度における経時的な濃度変化のデータ、および環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める手段、
(ii)手段(i)において求められた反応速度定数kn、前記反応速度式および下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する手段
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
本明細書において「アルキル」とは、脂肪族炭化水素から任意の水素原子を1個除いて誘導される1価の基であり、骨格中にヘテロ原子または不飽和の炭素−炭素結合を含有せず、水素および炭素原子を含有するヒドロカルビルまたは炭化水素基構造の部分集合を有する。炭素鎖の長さnは1〜20個の範囲であり、好ましくはC2−C10アルキルである。アルキルとしては、たとえば、「C1〜C6アルキル」が挙げられ具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、イソプロピル、t−ブチル基、sec−ブチル基、1−メチルプロピル基、1,1−ジメチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル、1,2−ジメチルプロピル、1,1,2−トリメチルプロピル、1,2,2−トリメチルプロピル、1,1,2,2−テトラメチルプロピル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、1,1−ジメチルブチル、1,2−ジメチルブチル、1,1−ジメチルブチル、1,2−ジメチルブチル、1,3−ジメチルブチル、2,2−ジメチルブチル、2,3−ジメチルブチル、3,3−ジメチルブチル、1−エチルブチル、2−エチルブチル、イソペンチル、ネオペンチル等が挙げられる。
このようなアルケニルとして、具体的には、たとえば、ビニル、アリル、1−プロペニル、2−プロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル(シス、トランスを含む)、3−ブテニル、ペンテニル、ヘキセニルなどが挙げられる。
アルキニルとしては具体的には、たとえば、エチニル、1−プロピニル、プロパルギル、3−ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、3−フェニル−2−プロピニル、3−(2'−フルオロフェニル)−2−プロピニル、2−ヒドロキシ−2−プロピニル、3−(3−フルオロフェニル)−2−プロピニル、3−メチル−(5−フェニル)−4−ペンチニルなどが挙げられる。
ヘテロアリールとしては具体的には、たとえば、フリル、チエニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、ベンゾチエニル、ベンゾチアジアゾリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾオキサジアゾリル、ベンゾイミダゾリル、インドリル、イソインドリル、インダゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、ベンゾジオキソリル、インドリジニル、イミダゾピリジルなどが挙げられる。
N−メチルアラニン、N−メチルグリシン、N−メチルフェニルアラニン、N−メチルチロシン、N−メチル−3−クロロフェニルアラニン、N−メチル−4―クロロフェニルアラニン、N−メチル−4−メトキシフェニルアラニン、N−メチル−4−チアゾールアラニン、N−メチルヒスチジン、N−メチルセリン、N−メチルアスパラギン酸。
また、非限定の一態様において、本発明は、環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基以上の連続槽型反応器にて環化する工程を含む、前記環化前駆体の分子内環化を促進する方法を提供する。
また、非限定の一態様において、本発明は、環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基以上の連続槽型反応器にて環化する工程を含む、前記環化前駆体の分子間反応を抑制する方法を提供する。
また、非限定の一態様において、本発明は、環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基以上の連続槽型反応器にて分子内環化させるための、連続槽型反応基の使用を提供する。
例えば、当業者公知の技術であるMSやSDS-PAGE等を用いて、本発明の方法により製造された該化合物の分子量を測定することによって、所望の環状有機化合物が製造されたか否かを評価することができる。
例えば、環化前駆体が低分子有機化合物である場合、当業者にとって公知技術である有機合成法を用いることで環化前駆体を作製することが可能である。一方、環化前駆体がペプチド化合物である場合、上記有機合成法のほか、無細胞翻訳系を用いたペプチド合成や該ペプチド化合物をコードする遺伝子を適当な宿主細胞に発現させ取得することも可能である。
(i) アミド結合
(ii) ジスルフィド結合
(iii) エーテル結合
(iv) チオエーテル結合
(v) エステル結合
(vi) チオエステル結合
(vii) 炭素-炭素結合
例えば、上記態様における分子内環化は、2つのアミノ酸が、ジスルフィド結合、アミド結合、ペプチド結合、アルキル結合、アルケニル結合、エステル結合、チオエステル結合、エーテル結合、チオエーテル結合、ホスホネートエーテル結合、アゾ結合、C=N-C結合、アミド結合、ラクタム架橋、カルバモイル結合、尿素結合、チオ尿素結合、アミン結合、チオアミド結合、スルフィニル結合、スルホニル結合等によって結合することで形成されることも可能であるが、分子内環化反応に用いられる結合の種類はこれらに限定されることはない。
これに限定されることはないが、上記態様における分子内環化は、アミド結合、炭素−炭素結合形成反応、S−S結合、チオエーテル結合、トリアゾール結合、ベンゾオキサゾール結合などの共有結合を介して環化されることが好ましい(WO2013/100132、WO2012/026566, WO2012/033154, WO2012/074130, WO2015/030014, WO2018/052002, Comb Chem High Throughput Screen. 2010;13:75-87, Nature Chem. Bio. 2009, 5, 502, Nat Chem Biol. 2009, 5, 888-90, Bioconjugate Chem., 2007, 18, 469-476, ChemBioChem, 2009, 10, 787-798, Chemical Communications (Cambridge, United Kingdom) (2011), 47(36), 9946-9958)。
本発明のペプチド化合物は直鎖部を有していてもよい。アミド結合あるいはエステル結合の数(天然アミノ酸又はアミノ酸類縁体の数・長さ)は特に限定されないが、直鎖部を有する場合、環状部と直鎖部を併せて30残基以内が好ましい。高い代謝安定性を獲得するためには、総アミノ酸数が6以上、あるいは9以上であることがより好ましい。さらに、上の記載に加えて環状部を構成する天然アミノ酸及びアミノ酸類縁体の数は4〜14、4〜13、5〜13、5〜12、6〜12、7〜12がより好ましく、7〜11、8〜11残基がさらに好ましい。特に9〜11残基(10または11残基)が好ましい。直鎖部のアミノ酸及びアミノ酸類縁体の数は0〜8、0〜7、0〜6、0〜5、0〜4であることが好ましく、0〜3であることがより好ましい。天然アミノ酸及びアミノ酸類縁体の総数は、好ましくは、6〜30、6〜25、6〜20、7〜20、7〜19、7〜18、7〜17、7〜16、7〜15、8〜14、9〜13残基である。尚、本願では特に限定しない限り、アミノ酸は天然アミノ酸とアミノ酸類縁体を含む。
また、ここで、本明細書における膜透過性と代謝安定性とは、ペプチド化合物が、少なくとも経口剤、あるいは、細胞内蛋白、核酸、膜蛋白の細胞内領域又は膜蛋白の膜貫通ドメインを標的とした場合に、医薬品として利用できる程度の膜透過性と代謝安定性を有することを意味する。
なお、構造的に反応点が近い環化反応、例えばインドールの5員環構築やエポキシドのオキシラン環構築反応などにおいては、分子内と分子間で環化反応が競合する可能性は低い(主に分子内の環化反応が進行する)ため、そうした環化反応を本発明で使用した場合の本発明の優位性はそれほど大きくないものと想定される。
非限定の一態様として、本発明で用いられる連続槽型反応器は、均一液相反応はもとより、液液反応、気液反応、気液固触媒反応などの不均一反応にも用いることができる。また、目的の環化反応の種類や生産スケールに応じて、当業者が最適な反応器サイズを適宜選択することができる。
(i) N置換アミノ酸を少なくとも2つ含み、N置換されていないアミノ酸を少なくとも1つ含む、及び
(ii) ClogP値が6以上である。
上記態様において、本発明の環状有機化合物は、N置換アミノ酸を少なくとも2つ(好ましくは2、3、4、5、6、7、8、9、10個、特に好ましくは5、6または7個)含むことが好ましく、N置換されていないアミノ酸を少なくとも1つ、2つ、3つ、4つ含むことが好ましい。さらに、ClogP値は、7以上、8以上、9以上であることが好ましい。「N置換」としてはN原子に結合した水素原子のメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基への置換などが挙げられるがこれに限定されない。N置換アミノ酸として、好ましくは天然アミノ酸に含まれるアミノ基がN−メチル化されたアミノ酸が挙げられる。ペプチドが化学修飾を有するアミノ酸類縁体を含む場合、化学修飾が全て完了した形式の分子の形(主鎖構造)に考慮し直して、形成される分子のClogP(コンピューターで計算した分配係数である。例えば、Daylight Chemical Information Systems, Inc. 社のDaylight Version 4.9を用いて計算できる)が、3以上、4以上、5以上、6以上、7以上、8以上である化合物が好ましく、20以下、19以下、18以下、17以下、16以下、15以下である化合物が好ましい。
〔式中、XはCH又はNを表し; R1は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、C1−6アルキル基、C1−4ハロアルキル基、C2−6アルケニル基、C2−6アルキニル基、C1−6アルコキシ基又はC1−6アルキルチオ基を表し; R2は水素原子、ハロゲン原子、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基又はC2−6アルキニル基を表すか、或いはR2及びR3が一緒になって環を形成し; R3は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基、C2−6アルキニル基又はC1−6アルコキシ基を表すか、或いはR2及びR3が一緒になって環を形成し; R4は水素原子、ハロゲン原子、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基又はC2−6アルキニル基を表し; R5、R6、R7は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいC1−6アルキレン基 、 C2−6アルケニレン基、C2−6アルキニレン基、C3−10シクロアルキレン基、C3−10シクロアルケニレン基、C6−12アリーレン基、−3〜12員単環複素環− を表し; L1、L2、L3は、それぞれ独立に、単結合、−CONR8−、 −NR8CO−、−NR8−、−O−、−SO2NR8−、−NR8SO2−、−COO−、−NR8CONR8'−、−NR8COO−、又は−OCONR8−、を表し; R8、R8'は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を有していてもよいC1−6アルキル基を表す。〕
「C1−6アルキル基」とは、直鎖または分枝鎖の飽和した一価のC1−6炭化水素基を意味し、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、イソプロピル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、1−メチルプロピル基、1,1−ジメチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、1,2−ジメチルプロピル基、1,1,2−トリメチルプロピル基、1,2,2−トリメチルプロピル基、1,1,2,2−テトラメチルプロピル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。
A群:置換基を有していてもよいC1−6アルキル基(置換基は水酸基またはジメチルアミノ基である。)、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基、−NR9R10〔R9、R10は、それぞれ独立して、水素原子、C1−3アルキル基、−C(=O)CH3、−C(=O)CF3、−C(=O)CH(NH2)CH(CH3)2または−C(=O)CH(NH2)(4−OH)Phで表される基を示す。〕で表される基、−C(=O)NR11R12〔R11、R12は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有していてもよいC1−6アルキル基(置換基は、水酸基、C1−6アルコキシ基、C1−3アルコキシC1−3アルコキシ基、モルホリニル基、ピペリジニル基および4−メチルピペリジニル基からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。)、或いはR11及びR12が一緒になって環を形成している3〜12員単環複素環〕で表される基、−C(=O)OR13〔R13は、水素原子またはC1−3アルキル基を示す。〕で表される基、置換基を有していてもよい3〜12員単環脂環式モノスピロ環(置換基としては、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、水酸基、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基、C1−6アルコキシ基、C1−6アルキルチオ基、C1−6アシル基、カルボキシル基、カルバモイル基、C1−6アルコキシカルボニル基、C1−6アルコキシカルボニルオキシ基、モノC1−6アルキルアミノカルボニル基、モノC1−6アルキルアミノカルボニルオキシ基、ジC1−6アルキルアミノカルボニル基、ジC1−6アルキルアミノカルボニルオキシ基、アミノ基、モノC1−6アルキルアミノ基、ジC1−6アルキルアミノ基、モノC1−6アシルアミノ基、C1−6アルキルスルホニルアミノ基、C1−6アルコキシカルボニルアミノ基、N’−モノC1−6アルキルウレイド基、N’,N’−ジC1−6アルキルウレイド基等からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。)、または、置換基を有していてもよい3〜12員単環複素環モノスピロ環(置換基としては、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、水酸基、オキソ基、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基、C1−6アルコキシ基、C1−6アルキルチオ基、C1−6アシル基、カルボキシル基、カルバモイル基、C1−6アルコキシカルボニル基、C1−6アルコキシカルボニルオキシ基、モノC1−6アルキルアミノカルボニル基、モノC1−6アルキルアミノカルボニルオキシ基、ジC1−6アルキルアミノカルボニル基、ジC1−6アルキルアミノカルボニルオキシ基、アミノ基、モノC1−6アルキルアミノ基、ジC1−6アルキルアミノ基、モノC1−6アシルアミノ基、C1−6アルキルスルホニルアミノ基、C1−6アルコキシカルボニルアミノ基、N’−モノC1−6アルキルウレイド基、N’,N’−ジC1−6アルキルウレイド基等からなる群から選ばれる少なくとも1種を示す。)。
B群:水酸基、モルホリニル基、ピペリジニル基、4−メチルピペリジニル基、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、シアノ基、C6−12アリール基、またはC1−6アルコキシ基。
非限定の一態様において、本発明の環化反応は、該環化反応についての予備試験の結果に基づき取得される条件を用いて、工業化スケールで行うことができる。
本態様において、「シミュレーション」とは、工業化スケールにおける反応、すなわち環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器において環化する工程を含む環状有機化合物の製造方法の実施以前に実施される試験であって、工業化スケールにおける最適な反応条件を取得することを目的に実施される試験をいう。本発明のシミュレーションは、予備試験を行う工程、および、予備試験の結果に基づいて工業化スケールで環化反応を行うための条件を計算する工程を含む。本発明における「シミュレーション」は、そのような目的のために実施される試験であれば特に限定されることはないが、例えば、既に公知の文献値等に基づき取得することが可能な条件を取得することも含む。
本態様において、「工業化スケール」とは、好ましくは工場レベルのスケール、プラントスケールのことをいうが、特に限定されるものではなく、プラントスケールにおける環状有機化合物の製造の前の段階に行われる試作スケール(ベンチスケール)や研究室レベルのラボスケールを含む。
なお、本発明における予備試験では、環化前駆体、環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つについて、1または複数の温度における経時的な濃度変化のデータを取得する。本発明の予備試験は、実施例に記載の方法のほか、当業者に周知の方法により行うことができる。
(i)予備試験において、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つについて、複数の温度における経時的な濃度変化のデータを取得する工程、
(ii)工程(i)において取得された濃度変化のデータおよび環化反応に関する反応速度式(本明細書における式(V)〜(IX)、あるいは式(XI)〜(XIII))を使用して、予備試験が行われた各温度における反応速度定数knを求める工程、
(iii)工程(i)において使用された温度、工程(ii)において求められた反応速度定数knおよび下記式(II)を使用して、頻度因子Anおよび活性化エネルギーEnを求める工程、
(式中、kn:反応速度定数、An:頻度因子、En:活性化エネルギー、 R:気体定数、T:温度を表す。)。
(iv)工程(iii)で求めた前記頻度因子An、及び前記活性化エネルギーEn、前記式(II)、並びに前記反応速度式を使用して、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数knを求める工程、および
(v)工程(iv)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式および下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する工程
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
上記態様において、工程(iii)で得られた頻度因子値(A)と活性化エネルギー値(E)を上記アレニウスの式(III)に代入することで、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数(k)を求めることができる。環化反応の反応速度式にCSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数(k)を代入し、初期濃度条件を設定することで、CSTRにおいて環化するための温度における各成分の濃度時間変化を求めることがきる。本発明においては、CSTRにおいて環化するための温度を任意に設定することができ、工業化スケールで環化するための温度の最適化が可能となる。
これに限定されることはないが、本発明における「CSTRにおいて環化するための温度」の最適条件とは、目的物濃度(環状有機化合物濃度)が最大となる、CSTRにおける環化反応の温度条件であることが好ましい。
上記の工程(i)〜(v)を実行することによって、任意の温度における環化反応の進行(各成分の濃度時間変化)をシミュレーションすることが可能となり、それによって、例えば、当該反応における反応転換率(反応により消費された環化前駆体の割合)や選択性(全生成物に占める目的物の割合)を予測することが可能となる。そうしたシミュレーション結果をもとに、工業化スケールでの反応の最適条件(例えば、環化前駆体の供給濃度(初期濃度)、反応容器内における滞留時間、反応温度など)を決定することができる。
非限定の一態様において、工程(iv)のCSTRにおいて環化するための温度は、上述した工業化スケールにおける温度の最適化工程を実施せず、工程(i)において濃度変化のデータを取得した複数の温度、又は当該温度の周辺温度(±5℃、±10℃)から、当業者が適宜選択することも可能である。
(i)予備試験において、環化前駆体、環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つについて、1の温度における経時的な濃度変化のデータを取得する工程、
(ii)工程(i)において取得された濃度変化のデータおよび環化反応に関する反応速度式(下記式(V)〜(IX)、あるいは式(XI)〜(XIII))を使用して、反応速度定数knを求める工程、および
(iii)工程(ii)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式および下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する工程
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
ここで、上記(IV)中において、環化前駆体(SM)と活性化剤(ACT)から中間体(IM)を与える反応が、中間体(IM)から目的物(TM)とダイマー(Dimer)を与える反応より速い場合は、非限定の一態様として、本発明の環化反応の素反応は、下記式(X)で表すこともできる。
(式中、r:反応速度、TM: 環状有機化合物、SM:環化前駆体、ACT:活性化剤、IM:中間体、Dimer:ダイマー、C:濃度(M)を表す。)。
上記k1、k2、k3は、上記式(IV)中の次の反応における反応速度定数に対応する。
k1:環化前駆体(SM)+活性化剤(ACT)→中間体(IM)
k2:中間体(IM)→目的物(TM)
k3:中間体(IM)→ダイマー(Dimer)
(式中、r:反応速度、TM:目的物、SM:環化前駆体(=中間体)、ACT:活性化剤、Dimer:ダイマー、C:濃度(M)を表す。)。
上記k1、k2は、上記式(X)中の次の反応における反応速度定数に対応する。
k1:環化前駆体(SM)(=中間体(IM))(+活性化剤(ACT))→目的物(TM)
k2:環化前駆体(SM)(=中間体(IM))(+活性化剤(ACT))→ダイマー(Dimer)
上記(X)式のような簡略化した反応式の適用可否は、必要とする実験データの精度によって、当業者が適宜判断することができる。一般的には、事前に得られた前記環状有機化合物の濃度時間変化結果を下記(XI)〜(XIII)式を用いて再現できるかどうかによって、当業者が適宜判断することができる。その判断基準として、残差平方和を用いることができる。
前記環化前駆体を環化して得られた前記環状有機化合物の濃度時間変化結果と上記反応速度式(V)〜(IX)、(XI)〜(XIII)から算出した、これら反応速度式内の反応速度定数(k)の対数(lnk)を縦軸に、そのときの温度の逆数(1/T)を横軸にプロットしたアレニウスプロットを作製し、当業者に公知である回帰分析の手法を用いて、頻度因子値(A)と活性化エネルギー値(E)を求めることができる(切片:lnA、傾き:-E/R)。
これらの計算は、例えば、マイクロソフト社のExcelを使用して、当業者が適宜計算することができる。一方、上記手法以外にも、ソフトウェアの使用により、直接、頻度因子値(A)と活性化エネルギー値(E)を求めることもできる。例えば、PSE社のgPROMSやアスペンテクノロジー社のAspen Batch modelerなどを用いることが出来る。
1)上記手法で求めた反応速度定数kn、又は
2)1つの温度で取得された濃度変化のデータおよび環化反応に関する反応速度式(V)〜(IX)、(XI)〜(XIII)を使用して求めた反応速度定数kn、
およびCSTRの物質収支式である以下(XV)式を用いて、工業化スケールにおける最適な環化反応条件値を算出することができる。
(式中、rn:反応速度((V)〜(IX)、(XI)〜(XIII))、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)
(ここで、vOは単位時間当たりの反応系への流入液量、CA,Oは流入液中のAの濃度(初期濃度)、vは単位時間当たりの反応系からの流出液量、CAは流出液中のAの濃度(出口濃度)、rAはAの反応速度(単位時間当たりのAの濃度変化)、Vは反応器体積であって、vOCA,Oは単位時間当たりのAの流入量、vCAは単位時間当たりのAの流出量、(-rA)Vは単位時間当たりのAの反応量、右辺ゼロは蓄積項を表す。)
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度、XA:反応転換率を表す。)
τ=V(反応器体積)/vO(単位時間当たりの流量)は、反応器体積が単位時間当たりの処理量の何倍であるか、あるいは反応器体積に相当する原料を処理する時間を示すもので空間時間という。また空間時間の逆数を空間速度(SV)という。
非限定の一態様において、本発明における工業化スケールにおける最適な環化反応条件値とは、連続槽型反応器の流量、環化前駆体の濃度、及び環状有機化合物の濃度からなる群より選択される一以上の反応条件値であるが、これに限定されない。
(i)予備試験において取得された、環化前駆体、環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つに関する、複数の温度における経時的な濃度変化のデータ、および環化反応に関する反応速度式(本明細書における式(V)〜(IX)、あるいは式(XI)〜(XIII))を使用して、予備試験が行われた各温度における反応速度定数knを求める手順、
(ii)工程(i)における温度、工程(i)において求められた反応速度定数knおよび下記式(II)を使用して、頻度因子Anおよび活性化エネルギーEnを求める手順、
(式中、kn:反応速度定数、An:頻度因子、En:活性化エネルギー、 R:気体定数、T:温度を表す。)。
(iii)工程(ii)で求めた前記頻度因子An、及び前記活性化エネルギーEn、上記式(II)並びに前記反応速度式を使用して、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数knを求める手順、および
(iv)工程(iii)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式および下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する手順
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
(i)予備試験において取得された、環化前駆体、環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つに関する、1の温度における経時的な濃度変化のデータ、および環化反応に関する反応速度式(本明細書における式(V)〜(IX)、あるいは式(XI)〜(XIII))を使用して、反応速度定数knを求める手順、および
(ii)手順(i)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式および下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する手順
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
(i)予備試験において取得された、環化前駆体、環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つに関する、複数の温度における経時的な濃度変化のデータ、および環化反応に関する反応速度式(本明細書における式(V)〜(IX)、あるいは式(XI)〜(XIII))を使用して、予備試験が行われた各温度における反応速度定数knを求める手段、
(ii)手段(i)における温度、工程(i)において求められた反応速度定数knおよび下記式(II)を使用して、頻度因子Anおよび活性化エネルギーEnを求める手段、
(式中、kn:反応速度定数、An:頻度因子、En:活性化エネルギー、 R:気体定数、T:温度を表す。)。
(iii)工程(ii)で求めた前記頻度因子An、及び前記活性化エネルギーEn、上記式(II)並びに前記反応速度式を使用して、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数knを求める手段、および
(iv) 手段(iii)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式および下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する手段
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
(i)予備試験において取得された、環化前駆体、環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つに関する、1の温度における経時的な濃度変化のデータ、および環化反応に関する反応速度式(本明細書における式(V)〜(IX)、あるいは式(XI)〜(XIII))を使用して、反応速度定数knを求める手段、および
(ii)手段(i)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式および下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する手段
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
本発明は、本発明の方法で製造されたペプチド化合物、および当該化合物を含有する医薬組成物を提供する。
本発明の医薬組成物は、本発明の方法で製造されたペプチド化合物に加えて医薬的に許容し得る担体を導入し、公知の方法で製剤化することが可能である。製剤化には通常用いられる賦形剤、結合剤、滑沢剤、着色剤、矯味矯臭剤や、および必要により安定化剤、乳化剤、吸収促進剤、界面活性剤、pH調製剤、防腐剤、抗酸化剤などを使用することができ、一般に医薬品製剤の原料として用いられる成分を配合して常法により製剤化される。
例えば、経口製剤を製造するには、本発明にかかる化合物またはその薬理学的に許容される塩と賦形剤、さらに必要に応じて結合剤、崩壊剤、滑沢剤、着色剤、矯味矯臭剤などを加えた後、常法により散剤、細粒剤、顆粒剤、錠剤、被覆錠剤、カプセル剤等とする。
注射のための無菌組成物は注射用蒸留水のようなベヒクルを用いて通常の製剤実施に従って処方することができる。
〔実施例1〕4-Amino-18,20-dimethyl-7-thia-3,5,11,15-tetraaza-tricyclo[15.3.1.1 2,6 ]docosa-1(20),2(22),3,5,17(21),18-hexaene-10,16-dioneの合成
・反応速度パラメータシミュレーション
反応速度パラメータを算出するために、各化合物の温度・反応時間による各化合物の濃度変化データを採取した。N,N-ジメチルアセトアミド(DMA)とアセトニトリル1:1の溶液にて調製した環化前駆体2メシル酸塩1水和物(7 mM)(溶液A) と、DMAとアセトニトリル1:1の溶液にて調製したO-(benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3,-tetramethyluronium hexafluorophosphate(HBTU)とジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)をそれぞれ10 mM、32 mMの濃度で含む溶液(溶液B)を、0℃、24℃、-9℃にて反応させた。反応はメチルアミン溶液でクエンチした。反応はPlug flow reactorを用い、溶液A及びBの流速にて反応時間を調節し、表1のデータを得た。
なお、化合物濃度は、環化前駆体及び目的物のモル吸光係数が同じであると仮定し、環化前駆体の初期濃度(上記実験の反応混合液として3.5 mM)をHPLCのArea%に換算し導いた。
副生成物1:N-メチルアミド体、LCMS: ESI (m/z): calcd: 417.21、found: 417[M+H]+.
SM:環化前駆体、TM:目的物、Dimer:ダイマー(直鎖)、c-Dimer:ダイマー(環状)
C:濃度(M)、kn:反応速度定数
その結果、表2に記載のデータが得られた。
*算出式
反応転換率: (環化前駆体初期濃度―環化前駆体濃度)/環化前駆体初期濃度
選択性:目的物濃度/(目的物濃度+ダイマー(直鎖+環状)濃度)
特許文献(特許番号:JP5235859)及び非特許文献(A.Suda et al., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 22 (2012) 1136-1141)に倣い、環化前駆体 2メシル酸塩1水和物(39.9 mg, 含量86%, 0.056 mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(DMF) (16.3 mL)とテトラヒドロフラン(16.3 mL)にて溶解させ、この混合物にN-ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)1水和物 (50.2 mg、5.9 equiv.)とDIPEA (0.23 mL、23.6 equiv.)、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(125.7 mg、11.7 equiv.)を順次加えた。得られた混合物を室温で13時間反応させた。反応液の目的物の溶液濃度を定量し、収量を計算したところ 18.5 mg (86%収率)相当であった。(A.Suda et al., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 22 (2012) 1136-1141より、2工程単離収率21%)
Run 1に倣い、環化前駆体 (40.5 mg, 含量86%, 0.057 mmol)をDMF (16.3 mL)とアセトニトリル(16.3 mL)にて溶解させ、この混合物にHBTU(30.5 mg、1.4 equiv.)とDIPEA (0.046 mL、4.6 equiv.)を順次加えた。得られた混合物を室温で1時間反応させた。反応液の目的物の溶液濃度を定量し、収量を計算したところ18.4 mg (84%収率)相当であった。
HBTU (0.7441 g, 1.4 equiv.)とDMA (5mL)、アセトニトリル(15mL)の溶液に環化前駆体化合物(1.0036 g, 含量86%, 1.41 mmol) とDIPEA (1.14 mL, 4.6 equiv.)のDMA (10 mL)溶液を0℃で300分かけて滴下した。およそ60分後の目的物の溶液濃度を定量し、収量を計算したところ485.2 mg (89%収率)相当であった。
環化前駆体(2.3004 g, 含量86%, 3.22 mmol) とDIPEA (2.6 mL, 4.6 eqiv.)をDMA (31.9 mL)に溶解した。このとき基質濃度は0.09 mmol/mLとなった。一方、HBTU(1.7042 g, 1.4 equiv.)をアセトニトリル(34.5 mL)に溶解した。このとき試薬濃度は0.13 mmol/mLとなった。これら溶液をそれぞれ0.05mL/minのインプット速度で16.5mLのDMA/アセトニトリル(1/1)溶液に0℃にて添加し同時に反応液を0.1mL/minのアウトプット速度で抜き取った。操作開始後165分(θ*)後、330分(2θ)、495分(3θ)、660分(4θ)後の反応溶液を採取しジメチルアミン溶液でクエンチしてサンプリングした。アウトプット溶液をすべて足し合わせ、濃度を定量して収量を計算したところ、987.2 mg(87%収率)相当であった。*θ=経過時間/平均滞留時間
環化前駆体(2.3001 g, 含量86%, 3.22 mmol) とDIPEA (2.6 mL, 4.6 eqiv.)をDMA(31.9 mL)に溶解した。このとき基質濃度は0.09 mmol/mLとなった。一方、HBTU(1.7083 g, 1.4 equiv.)をアセトニトリル(34.5 mL)に溶解した。このとき試薬濃度は0.13 mmol/mLとなった。これら溶液をそれぞれ0.05mL/minのインプット速度で33 mLのDMA/アセトニトリル(1/1)溶液に0℃にて添加し同時に反応液を0.1mL/minのアウトプット速度で抜き取った。操作開始後165分(0.5θ)後、330分(θ)後、495分(1.5θ)後の反応溶液を採取しジメチルアミン溶液でクエンチしてサンプリングした。
HPLC、LCMS条件:
カラム:Ascentis C18, 4.6 mm I.D. ×50 mmL, 2.7 μm, Supelco
移動相: A) 水:TFA = 2000:1, B) アセトニトリル:TFA =2000:1
カラム温度:30 ℃
流速:1.0 mL/min
グラジエント(B%):0〜3.5 min (5→23), 3.5〜8.0 min (23→61), 8.0〜9.5 min (61→100), 9.5〜9.6 min (100), 9.6〜9.7 min (100→5), 9.7〜12.0 min (5).
MS検出モード:ESI (LC/MS): m/z
LCMS: ESI(m/z):386[M+H]+、流出時間: 3.9分
1HNMR (DMSO-d6): 特許文献と一致した。
含量:86% (1HMNMR:DMSO-d6,内標:1,3,5-トリメトキシベンゼンのデータより)
LCMS: ESI(m/z): calcd; 404.18、found; 404 [M+H]+、流出時間:3.6分
1H-NMR (DMSO-D6) δ: 8.14 (1H, t, J = 5.7 Hz), 7.91 (1H, s), 7.76-7.66 (1H, m), 7.73 (2H, br s), 7.34 (1H, s), 6.99 (1H, s), 3.41 (2H, t, J = 6.8 Hz), 3.16-3.12 (2H, m), 2.83-2.77 (2H, m), 2.60 (2H, t, J = 6.8 Hz), 2.57 (3H, s), 2.40 (6H, s), 2.38 (3H, s), 1.73-1.67 (2H, m).
反応転換率
シミュレーション:(環化前駆体初期濃度−環化前駆体濃度)/環化前駆体初期濃度
実験結果:(環化前駆体初期Area%−環化前駆体Area%)/環化前駆体初期Area%
選択性
シミュレーション:目的物濃度/(目的物濃度+ダイマー(直鎖+環状)濃度)
実験結果:目的物Area%/(目的物Area%+ダイマー(直鎖+環状)Area%)
なお、CSTRを用いるとバッチ反応と比較し小さな設備での生産が可能となる。図1および2は、2 kg程度の生成物を想定したCSTRによる反応と、原料の逆滴下によるPseudo high-dilutionのバッチ反応を行う際の設備サイズを比較したものである。この場合、ともに2 kg の目的物を得るための稼働日は1日であるが、設備、特に反応釜のサイズは20倍程度縮小可能である。さらに、CSTRを用いることで作業の連続化が可能となり、以降の処理も含めた作業効率の向上が期待できる。
・環化前駆体の合成
非特許文献(Bernard Riss, Arnaud Grandeury, Thorsten Gut, Manuela Seeger-Weibel, Christian Zuercher, Jinjing Li, and Fabrice Gallou. Org. Process Res. Dev. 2014, 18, 1763-1770.)に倣い、シクロスポリンA 198.3 gから開環体1 165.2 gを合成した。
前述の開環体1(10.0 g)をメタノール(300 mL)に溶解し、得られた溶液にナトリウムメトキシドのメタノール溶液(28% w/w, 5.7 g)を加え反応させた。室温で14時間撹拌した後、1M水酸ナトリウム水溶液(37 mL)を加え、室温でさらに4時間反応させた。次いで、氷冷下で1M 硫酸水素カリウム溶液で中和し、反応液のpHが約7になるように添加した。析出した固体をろ過し、ろ液を酢酸エチル(200 mL)で2回抽出した。有機層をさらに水で洗浄し、エバポレーターで濃縮し白色の粉末として環化前駆体2(8.1 g)を得た。
反応速度パラメータを算出するために、各化合物の温度・反応時間による各化合物の濃度変化データを5℃、21℃、-9℃にて採取した。5℃、21℃の濃度データはPlug flow reactorを用いて採取した。すなわち、環化前駆体(3 mM)とDIPEA (16 mM)のDMF溶液 (溶液A)と、8 mMのO-(7-azabenzotriazol-1-ly)-1,1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphate (HATU)のDMF溶液(溶液B)を、5℃及び21℃にて反応させた。反応はメチルアミン溶液でクエンチした。反応時間は溶液A及びBの流速にて調整した。一方、-9℃のデータはBatch reactorを用いて採取した。すなわち、環化前駆体(35.0 mg、含量74%、0.02 mmol)をDMF (14.3 mL)に溶解し、DIPEA (20 mL, 5.4 equiv.)とHATU (22.3 mg, 2.8 equiv.)を添加した反応液を経時的にサンプル採取した。環化前駆体はメチルアミドとして検出した。
なお、表10に記載の化合物濃度は、環化前駆体及びシクロスポリンAのHPLC assay値を基にHPLCデータから算出した。環化前駆体は環化前駆体メチルアミド体として検出され、これらの吸光係数は等しいものとした。またシクロスポリンAとダイマー(環化体)の吸光係数は等しいものとした。
TM: シクロスポリンA、SM:環化前駆体、SM-HATU:活性中間体、Dimer:ダイマー
C:濃度(M)、k:反応速度定数
その結果、表11に記載のデータが得られた。
前駆体化合物(30.0 mg, 含量74%、0.02 mmol) とDIPEA (17 μL, 5.4 equiv.)のDMF (12.3 mL)溶液にHATU (18.9 mg, 2.7 equiv.)を添加し、1時間反応させた。反応液のシクロスポリンAの溶液濃度を定量し、収量を計算したところ15.8 mg(72%収率)相当であった。
HATU (311.9 mg, 2.7 equiv.)とDMF (10 mL)の溶液に前駆体化合物(500.5 mg, 含量74%、0.30 mmol) とDIPEA (0.3 mL, 5.7 equiv.)のDMF (4.7 mL)溶液を180分かけて滴下した。およそ60分後の反応液のシクロスポリンAの溶液濃度を定量し、収量を計算したところ348.3 mg (95%収率)相当であった。
環化前駆体(1.9009 g, 含量74%、1.15 mmol)とDIPEA (1.1 mL, 5.5 eqiv.)をDMF (27.4 mL,)に溶解した。このとき基質濃度は0.04 mmol/mLとなった。一方、HATU (1.1904 g, 2.7 equiv.)をDMF(28.5 mL,)に溶解した。このとき試薬濃度は0.11 mmol/mLとなった。これら溶液をそれぞれ0.04 mL/minのインプット速度で12.8 mLのDMF溶媒に25℃にて添加し同時に反応液を0.08 mL/minのアウトプット速度で抜き取った。操作開始後160分(1θ)後、320分(2θ)、480分(3θ)、640分(4θ)後の反応溶液を採取しジメチルアミン溶液でクエンチしてサンプリングした。640分後、アウトプット溶液及び反応容器内溶液をすべて足し合わせ、濃度を定量して収量を計算したところ、1.14 g (98%収率)相当であった。
Run 3の作業時間2θ以降ににおいてRun 2のPseudo high-dilution法より目的物純度の改善が見られた。
なお、Run 3の条件において、1日2 kgの製造は7 Lの反応釜で実施可能である(実施例1、図1と同じ)。
カラム:BIOshell C18, 2.1 mm I.D. ×150 mmL, 2.6 μm
カラム温度:60℃
流速:0.5 mL/min
グラジエント(B%):0〜40.0 min (30→100), 40.0〜40.6 min (100), 40.6〜40.7 min (100→30), 40.7〜45.0 min (30).
LCMS(m/z) [M+H]+: calcd 1220.8598 found: 1220.8674,流出時間:11.3分. なお反応追跡時はクエンチ後のメチルアミド体にて検出した。流出時間: 11.7分.
a. 標品qNMR:
測定条件:DMSO-d6, 100oC, パルス角度 90o, デジタル分解能0.15Hz, 緩和時間: 60秒、スピン無し、積算回数64回
1HNMRピークアサイン(図3参照): ( 2つのAlaのMe, 計6H), (NH-Val のiPrCH, 1H) なおCOSY, TOCSYより同定
内標:3-(トリメチルシリル)-1-プロパン-1,1,2,2,3,3-d6-スルホン酸ナトリウム
含量:81.2%
LCMS: m/z[M+H]+: calcd 1202.8492、found: 1202.8589, 流出時間: 21.5分
1HNMR (CDCl3):以下文献情報と一致した。Kessler et al., Helvetica Chimica Acta, 1985, 68, 661.
反応転換率
シミュレーション:(環化前駆体初期濃度−環化前駆体濃度)/環化前駆体初期濃度
実験結果:(環化前駆体初期Area%−環化前駆体Area%)/環化前駆体初期Area%
選択性
シミュレーション:シクロスポリンA濃度/(シクロスポリンA+ダイマー(環化体)濃度)
実験結果:シクロスポリンA Area%/(シクロスポリンA Area%+ダイマー(環化体)Area%)
実施例2にて得られたデータを参考に、スケールアップを実施した。
本願明細書に記載されているように、疑似定常状態をあらかじめBatch pseudo high-dilutionにて調製し、CSTRによる反応を実施した。
前駆体化合物(20.6354 g, 含量59%、10 mmol) をDMF (155 mL)に溶かした際、不溶物が確認されたため、これをろ取し、固体に前駆体化合物が含まれないことを確認してから、ろ液にDIPEA (10 mL, 5.7 equiv.)を添加したものを、環化前駆体溶液とした。あらかじめ1 L反応釜に調製しておいたHATU (10.2745 g, 2.7 equiv.)とDMF (330 mL)の溶液に、環化前駆体溶液を195分かけて滴下し、得られた調製液を室温にて1日保管した。
環化前駆体(61.902 g, 含量59%、30 mmol)のDMF (713 mL) を混合し、不溶物を除去したのち、 DIPEA (30 mL, 5.7 equiv.)を添加したものを反応基質溶液とした。このとき基質濃度は0.04 mmol/mLとなった。一方、HATU (36.145 g)をDMF(866 mL)に溶解したものを反応試薬溶液とした。このとき試薬濃度は0.11 mmol/mLとなった。反応基質溶液と反応試薬溶液をそれぞれ1.5 mL/minのインプット速度でBatch pseudo high-dilutionにて調製した調製液に添加し、同時に3.0 mL/minにて反応溶液をアウトプットした。
アウトプットラインに対し、T字管 にて酢酸エチルを6.0 mL/minで混合し、続いてT-mixerにて水を3.0 mL/minで混合した。混合溶液はシリンダーにて界面分離を確認し、上層(有機相)と下層(水相)とをそれぞれ5.5〜6.5 mL/minでアウトプットした。アウトプットの流速は分液界面が一定になるように調整した。
上層(有機相)はサージタンクに一時保管し、約400 mLになった時点でエバポレーターにて濃縮を行った。濃縮時の外温は40℃で、15〜20分のサイクルタイムで有機層を追加しながら濃縮を継続した。
釜へのインプットは550分間で全量を添加した。後処理(反応溶液に対する上記と同様の分離濃縮操作)は反応と並行して実施し、最後160分間の追加作業が発生した。最終的に439.86 gの濃縮残渣を得た。アッセイの結果、得られたシクロスポリンは44.2 g (92%収率)相当であった。
環化前駆体: qNMR及びHPLCアッセイから含量を59%とした。
反応転換率
シミュレーション:(環化前駆体初期濃度−環化前駆体濃度)/環化前駆体初期濃度
実験結果:(環化前駆体初期Area%−環化前駆体Area%)/環化前駆体初期Area%
選択性
シミュレーション:シクロスポリンA濃度/(シクロスポリンA+ダイマー(環化体)濃度)
実験結果:シクロスポリンA Area%/(シクロスポリンA Area%+ダイマー(環化体)Area%)
プロトコル:
・反応速度パラメータシミュレーション
反応速度パラメータを算出するために、各化合物の温度・反応時間による各化合物の濃度変化データを採取した。N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)と酢酸4:1の溶液にて調製した環化前駆体 (8.92 mM)(溶液A) と、DMFと酢酸4:1の溶液にて調製したヨウ素の32 mM溶液 (溶液B)を、0℃、23℃、40℃にて反応させた。反応は1%亜ジチオン酸ナトリウム溶液でクエンチした。反応はPlug flow reactorを用い、溶液A及びBの流速にて反応時間を調節し、表22のデータを得た。
なお、化合物濃度は、環化前駆体及び目的物のモル吸光係数が同じであると仮定し、環化前駆体の初期濃度(上記実験の反応混合液として4.46 mM)をHPLCのArea%に換算し導いた。またダイマーの吸光度は環化前駆体の2倍と仮定し濃度を算出した。
SM:環化前駆体、TM:目的物、Dimer:直鎖と環状ダイマーの合計
C:濃度(M)、kn:反応速度定数、An:頻度因子、En:活性化エネルギー、T:温度、R:気体定数
また、計算にはアスペンテクノロジー社のAspen custom modelerを使用した。その結果、表23に記載のデータが得られた。
非特許文献(Dominic Ormerod, Bart Noten, Matthieu Dorbec, Lars Andersson, Anita Buekenhoudt, and Ludwig Goetelen. Org. Process Res. Dev. 2015, 19, 841-848.)に倣い環化前駆体 (200.8 mg, 含量86.2%, 0.143 mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)(4.4 mL)と酢酸(1.6 mL)にて溶解させ、この混合物にヨウ素(4.4 equiv.)のDMF溶液(溶液量2.5 mL)を室温で加えた。得られた混合物を室温で5分間反応させた。反応液を亜ジチオン酸ナトリウム水溶液でクエンチした後、目的物の溶液濃度を定量し、収量を計算したところ 121.6 mg (80%収率)相当であった。
ヨウ素 (0.3212 g, 3.5 equiv.)とDMF (10 mL)、酢酸(2.5 mL)の溶液に環化前駆体化合物(502.0 mg, 含量86.2%, 0.357 mmol) とDMF (6 mL)、酢酸(1.5 mL)溶液を22℃で60分かけて滴下した。滴下後およそ30分後の目的物の溶液濃度を定量し、収量を計算したところ284.4 mg (75%収率)相当であった。
環化前駆体(1.2040 g, 含量86.2%, 0.855 mmol)をDMF (19.2 mL)と酢酸(4.8 mL)に溶解した。このとき基質濃度は0.04 mmol/mLとなった。一方ヨウ素 (0.8497 g、3.348 mmol)をDMF (20.0 mL)と酢酸(5.0 mL)に溶解した。このとき試薬濃度は0.13 mmol/mLとなった。これら溶液をそれぞれ0.1 mL/minのインプット速度でDMF (9.6 mL)/酢酸(2.4 mL)溶液に23℃にて添加し、同時に反応液を0.2 mL/minのアウトプット速度で抜き取った。操作開始後60分(θ*)後、120分(2θ)、180分(3θ)、240分(4θ)後の反応溶液を採取し、0.05%亜ジチオン酸ナトリウム溶液でクエンチしてサンプリングした。調製した原料の97.3%をインプットした時のアウトプット溶液をすべて足し合わせ、濃度を定量して収量を計算したところ、831.9 mg(93%収率)相当であった。
*θ=経過時間/平均滞留時間
HPLC、LCMS条件:
カラム:Biochell C18, 2.1 mm I.D. ×150 mm, 2.6 μm.
移動相: A) 水:TFA = 2000:1, B) アセトニトリル:TFA =2000:1
カラム温度:60 ℃
流速:0.5 mL/min
グラジエント(B%):0~20 min (5→45), 20.1~23.0 min (100), 23.1~ min (5).
MS検出モード:ESI (LC/MS): m/z
LCMS: ESI (m/z):1069 [M+H]+、流出時間:8.8分
標品qNMR(トリフルオロ酢酸塩):
測定条件:DMSO-d6, 75℃, パルス角度 90°, デジタル分解能0.29 Hz, 緩和時間: 30秒、スピン無し、積算回数64回
Gln のCHプロトン(計1H,δ: 3.985-4.021 ppm)を定量に利用
内標:3,5-ビス(トリフルオロメチル)安息香酸
含量:77.4%
LCMS:ESI (m/z):1213 [M+H]+,流出時間:7.6分
標品qNMR(トリフルオロ酢酸塩):
測定条件:DMSO-d6, 23℃, パルス角度 90°, デジタル分解能0.29 Hz, 緩和時間: 60秒、スピン無し、積算回数8回
α炭素のCHプロトン(計3H,δ: 4.516-4.722 ppm)を定量に利用
内標:3,5-ジニトロ安息香酸メチルエステル
含量:86.2%
反応転換率
シミュレーション:(環化前駆体初期濃度−環化前駆体濃度)/環化前駆体初期濃度
実験結果:(環化前駆体初期Area%−環化前駆体Area%)/環化前駆体初期Area%
選択性
シミュレーション:目的物濃度/(目的物濃度+ダイマー(直鎖+環状)濃度)
実験結果:目的物Area%+Byproduct Area%/(目的物Area%+Byproduct Area%+ダイマー(直鎖+環状)Area%)(Byproductは目的物がさらにヨウ素化されたものなので、目的物と合わせて計算した。)
前述の化合物2(7.1 g)をN,N-ジメチルホルムアミド(71 mL)に溶解し、氷冷下でN,N-ジイソプロピルエチルアミン(3 mL)とクロロアセチルクロリド(1.85 mL)を加えた。室温で2時間撹拌した後、反応液に5% 硫酸水素カリウム溶液(100 mL)と酢酸エチル(100 mL)を加え分液を行った。有機層をエバポレーターで濃縮し、さらにシリカゲルクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘプタン/メタノール)により精製し、黄色の油状液体として化合物3(5.0 g)を得た。
LCMS: ESI (m/z): 1297 [M+H]+
前工程で得られた化合物3(5.0 g)をN,N-ジメチルホルムアミド(50 mL)に溶解し、S-トリチル-L-システインメチルエステル塩酸塩(4.0 g)、HOAt(1.6 g)、EDC塩酸塩(2.6 g) を加えた。室温で2時間撹拌した後、反応液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液(100 mL)と酢酸エチル(100 mL)を加え分液を行った。有機層をエバポレーターで濃縮し、さらにシリカゲルクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘプタン/メタノール)により精製し、黄色の油状液体として化合物4(4.7 g)を得た。
LCMS: ESI (m/z): 1656 [M+H]+
前工程で得られた化合物4(4.7 g)をジクロロメタン(47 mL)に溶解し、氷冷下でトリイソプロピルシラン(3 mL)とトリフルオロ酢酸(5.5 mL)を加えた。室温で1時間撹拌した後、反応液をエバポレーターで濃縮し、残渣をシリカゲルクロマトグラフィー(酢酸エチル/ヘプタン/メタノール/トリフルオロ酢酸)により精製した。さらに、逆相クロマトグラフィー(水/アセトニトリル/トリフルオロ酢酸)により精製し、白色の粉末として環化前駆体5(2.1 g)を得た。
反応速度パラメータを算出するために、各化合物の温度・反応時間による各化合物の濃度変化データを採取した。N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)溶液にて調製した環化前駆体 (4.63 mM)に、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)(9.9〜10.9 eq.) を添加し、3℃、24℃、46℃にて反応させた。反応は0.5% TFAのアセトニトリル-水(1:1)溶液にてクエンチした。反応の経時変化をHPLCにて追跡し、表30のデータを得た。各化合物の濃度は、環化前駆体濃度4.63 mMをHPLCのArea%に換算し導いた。また、ダイマーの吸光係数は環化前駆体の2倍、トリマーの吸光係数は3倍と仮定して濃度を算出した。
SM:環化前駆体、IM:中間体、TM:目的物、Dimer:ダイマーとトリマーの合計
C:濃度(M)、kn:反応速度定数、An:頻度因子、En:活性化エネルギー、T:温度、R:気体定数
また、計算にはアスペンテクノロジー社のAspen custom modelerを使用した。その結果、表31に記載のデータが得られた。
反応転換率: (環化前駆体初期濃度−環化前駆体濃度)/環化前駆体初期濃度
選択性:目的物濃度/(目的物濃度+ダイマー(ダイマー+トリマー)濃度)
環化前駆体 (49.7 mg, 含量77.3%, 0.0272 mmol)をDMF (8.8 mL)にて溶解させ、この混合物にDIPEA (0.28mmol、10 equiv.)を室温で加えた。得られた混合物を室温で1時間反応させた。反応液の一部を0.5%トリフルオロ酢酸のアセトニトリル-水(1:1)溶液でクエンチし、目的物の溶液濃度を定量して収量を計算したところ 30.8 mg (82%収率)相当であった。
DIPEA (1.72 mmol, 10 equiv.)のDMF (7.5 mL)溶液に、環化前駆体化合物(300.9 mg, 含量77.3%, 0.164 mmol) とDMF (4.6 mL)溶液を22℃で3時間かけて滴下した。滴下後およそ1時間後の目的物の溶液濃度を定量し、収量を計算したところ187.3 mg (83%収率)相当であった。
環化前駆体(1.3671 g, 含量77.3%, 0.747 mmol)をDMF (27.3 mL)に溶解した。このとき基質濃度は0.027 mmol/mLとなった。一方、DIPEA (7.73 mmol、10 equiv.)をDMF (27.3 mL)に溶解した。このとき試薬濃度は0.283 mmol/mLとなった。これら溶液をそれぞれ0.04 mL/minのインプット速度でDMF (13.2 mL)に23℃にて添加し、同時に反応液を0.08 mL/minのアウトプット速度で抜き取った。操作開始後165 分(θ*)、330分(2θ)、495分(3θ)、660分(4θ)後の反応溶液を採取し、0.5%トリフルオロ酢酸のアセトニトリル-水(1:1)溶液でクエンチしてサンプリングした。アウトプット溶液をすべて足し合わせ、濃度を定量して収量を計算したところ、793.9 mg (82%収率)相当であった。なお、原料溶液はインプット分(全量の94.5%)を基準に収率を計算した。
*θ=経過時間/平均滞留時間
HPLC、LCMS条件:
カラム:Kinetex Biphenyl, 2.1 mm I.D. ×150 mm, 2.6 μm.
移動相: A) 水:TFA = 2000:1, B) アセトニトリル:TFA =2000:1
カラム温度:60 ℃
流速:0.5 mL/min
グラジエント(B%):0~30 min (10→100), 30.0~30.6 min (100), 30.7~ min (10)
MS検出モード:ESI (LC/MS): m/z
LCMS: ESI (m/z): 1378 [M+H]+、流出時間:17.5分
以下の標品を使用したHPLCアッセイにより収量を定量した。
標品qNMR:
測定条件:DMSO-d6, 147℃, パルス角度 90°, デジタル分解能 0.25 Hz, 緩和時間: 60秒、スピン無し、積算回数32回
MeValのβ炭素のCHプロトン(計1H)を定量に利用
内標:マレイン酸
含量:94.4%
LCMS: ESI (m/z): 1414 [M+H]+、流出時間:13.9分
含量: qNMR及びHPLCアッセイから77.3%とした。
a. 標品qNMR:
測定条件:DMSO-d6, 90℃, パルス角度 90°, デジタル分解能 0.25 Hz, 緩和時間: 60秒、スピン無し、積算回数32回
MeValのβ炭素のCHプロトン(計1H)を定量に利用
内標:3,5-ビス(トリフルオロメチル)安息香酸
含量:91.8%
b. 本実施例で使用した原料を標品にてHPLCアッセイした結果:84.2%
反応転換率
シミュレーション:(環化前駆体初期濃度−環化前駆体濃度)/環化前駆体初期濃度
実験結果:(環化前駆体初期Area%−環化前駆体Area%)/環化前駆体初期Area%
選択性
シミュレーション:目的物濃度/(目的物濃度+ダイマー+トリマー濃度)
実験結果:(目的物Area%)/(目的物Area%+ダイマー+トリマーArea%)
Claims (15)
- 環状有機化合物を製造する方法であって、環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)において環化する環化反応工程を含む、前記方法。
- 前記環状有機化合物が、天然アミノ酸及び/又はアミノ酸類縁体により構成される、環状部を有するペプチド化合物である、請求項1に記載の方法。
- 前記環状部を有するペプチド化合物が、4〜14個の天然アミノ酸及び/又はアミノ酸類縁体残基からなる環状部を含み、かつ、天然アミノ酸及びアミノ酸類縁体残基の総数が7〜20である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記環状有機化合物が、以下の(i)及び(ii)の特徴を有する、請求項3に記載の方法:
(i) N置換アミノ酸を少なくとも2つ含み、N置換されていないアミノ酸を少なくとも1つ含む、及び
(ii) ClogP値が6以上である。 - 前記環化反応が、以下(i)〜(vii)からなる群より選択される1以上の結合による分子内環化反応である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
(i) アミド結合
(ii) ジスルフィド結合
(iii) エーテル結合
(iv) チオエーテル結合
(v) エステル結合
(vi) チオエステル結合
(vii) 炭素-炭素結合 - 前記環状有機化合物が、下記一般式(I)で表される化合物である、請求項1又は2に記載の方法。
〔式中、XはCH又はNを表し; R1は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、C1−6アルキル基、C1−4ハロアルキル基、C2−6アルケニル基、C2−6アルキニル基、C1−6アルコキシ基又はC1−6アルキルチオ基を表し; R2は水素原子、ハロゲン原子、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基又はC2−6アルキニル基を表すか、或いはR2及びR3が一緒になって環を形成し; R3は水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基、C2−6アルキニル基又はC1−6アルコキシ基を表すか、或いはR2及びR3が一緒になって環を形成し; R4は水素原子、ハロゲン原子、C1−6アルキル基、C2−6アルケニル基又はC2−6アルキニル基を表し; R5、R6、R7は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいC1−6アルキレン基 、 C2−6アルケニレン基、C2−6アルキニレン基、C3−10シクロアルキレン基、C3−10シクロアルケニレン基、C6−12アリーレン基、−3〜12員単環複素環− を表し; L1、L2、L3は、それぞれ独立に、単結合、−CONR8−、 −NR8CO−、−NR8−、−O−、−SO2NR8−、−NR8SO2−、−COO−、−NR8CONR8'−、−NR8COO−、又は−OCONR8−、を表し; R8、R8'は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を有していてもよいC1−6アルキル基を表す〕。 - 環化反応が、該環化反応についての予備試験の結果に基づき取得される条件を用いて、工業化スケールで行われる、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記条件が以下(i)〜(v)を含む工程によって取得される、請求項7に記載の方法:
(i)予備試験において、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つについて、複数の温度における経時的な濃度変化のデータを取得する工程、
(ii)工程(i)において取得された濃度変化のデータおよび環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める工程、
(iii)工程(i)において使用された温度、工程(ii)において求められた反応速度定数knおよび下記式(II)を使用して、頻度因子Anおよび活性化エネルギーEnを求める工程、
(iv)工程(iii)で求めた前記頻度因子An、及び前記活性化エネルギーEn、前記式(II)、並びに前記反応速度式を使用して、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数knを求める工程、および
(v)工程(iv)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式及び下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する工程
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。 - 前記条件が、連続槽型反応器の流量、環化前駆体の濃度、及び環状有機化合物の濃度からなる群より選択される、請求項7〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)にて環化する工程を含む、前記環化前駆体の分子内環化を促進する方法。
- 以下(i)〜(v)の工程を含む、環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)において工業化スケールで環化するための条件を取得する方法:
(i)予備試験において、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つについて、複数の温度における経時的な濃度変化のデータを取得する工程、
(ii)工程(i)において取得された濃度変化のデータおよび環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める工程、
(iii)工程(i)において使用された温度、工程(ii)において求められた反応速度定数knおよび下記式(II)を使用して、頻度因子Anおよび活性化エネルギーEnを求める工程、
(iv)工程(iii)で求めた前記頻度因子An、及び前記活性化エネルギーEn、前記式(II)、並びに前記反応速度式を使用して、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数knを求める工程、および
(v)工程(iv)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式及び下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する工程
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。 - 環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)において工業化スケールで環化するための条件を取得するために、コンピュータに:
(i)予備試験において取得された、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つに関する、複数の温度における経時的な濃度変化のデータ、および環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める工程、
(ii)工程(i)において使用された温度、工程(i)において求められた反応速度定数knおよび下記式(II)を使用して、頻度因子Anおよび活性化エネルギーEnを求める工程、
(iii)工程(ii)で求めた前記頻度因子An、及び前記活性化エネルギーEn、前記(II)式、並びに前記反応速度式を使用して、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数knを求める工程、および
(iv)工程(iii)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式及び下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する工程
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
を実行させるためのプログラム。 - 環状有機化合物の環化前駆体を少なくとも1基の連続槽型反応器(CSTR)において工業化スケールで環化するための条件を取得するためのシステムであって、以下(i)〜(iv)の手段を備えるシステム:
(i)予備試験において取得された、前記環化前駆体、前記環状有機化合物、1または複数の中間体、および1または複数の副生成物からなる群より選択される少なくとも1つに関する、複数の温度における経時的な濃度変化のデータ、および環化反応に関する反応速度式を使用して、反応速度定数knを求める手段、
(ii)工程(i)において使用された温度、工程(i)において求められた反応速度定数knおよび下記式(II)を使用して、頻度因子Anおよび活性化エネルギーEnを求める手段、
(iii)工程(ii)で求めた前記頻度因子An、及び前記活性化エネルギーEn、前記(II)式、並びに前記反応速度式を使用して、CSTRにおいて環化するための温度における反応速度定数knを求める手段、および
(iv)工程(iii)で求めた反応速度定数kn、前記反応速度式及び下記CSTRの物質収支式(III)を使用して、前記条件を取得する手段
(式中、rn:反応速度、τ:滞留時間(空間時間)、C0:供給濃度、C:濃度を表す。)。
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