KR20080068932A

KR20080068932A - 알파-2-델타 단백질에 대해 친화도를 갖는 감마-아미노산의제조방법

Info

Publication number: KR20080068932A
Application number: KR1020087014805A
Authority: KR
Inventors: 마가렛 클레어 에반스; 로이드 찰스 프랭클린; 로레인 미셀 머태그; 토마스 노르만 난닌가; 브루스 알렌 펄맨; 제임스 에드워드 사엔즈; 니암 조세핀 윌리스
Original assignee: 화이자 프로덕츠 인코포레이티드
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2008-07-24
Also published as: RS20080279A; AR058559A1; NO20082989L; UY30031A1; JP2009520492A; PE20071169A1; BRPI0620467A2; MEP0708A; WO2007072159B1; CA2633358A1; EP1973867A1; DOP2006000286A; AP2008004485A0; CN101341117A; US20090299093A1; EP2017259A3; NZ568971A; NL2000374A1; US20070141684A1; TNSN08272A1

Abstract

칼슘 채널의 알파-2-델타(α2δ) 소단위에 결합되는 화학식 1의 광학적 활성 γ-아미노산을 제조하기 위한 물질 및 방법이 개시되어 있다:

화학식 1

Description

알파-2-델타 단백질에 대해 친화도를 갖는 감마-아미노산의 제조방법{PREPARATION OF GAMMA-AMINO ACIDS HAVING AFFINITY FOR THE ALPHA-2-DELTA PROTEIN}

본 발명은 칼슘 채널의 알파-2-델타(α2δ) 소단위에 결합되는 광학적 활성 γ-아미노산을 제조하기 위한 물질 및 방법에 관한 것이다. 약학적으로 허용가능한 염, 용매화물 및 수화물을 포함한 상기 화합물은 혈관운동신경 증후군(전신 열감 및 도한), 하지불안증후군, 섬유근육통, 간질, 통증, 각종 신경변성 장애, 정신과적 장애 및 수면 장애를 치료하는데 유용하다.

WO-A-2000/076958호 및 미국특허 제6,642,398호는 하기 식의 γ-아미노산 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염을 기재하고 있다:

상기 식에서,

R¹은 수소, 탄소원자 1 내지 6개의 직쇄 또는 분지형 알킬, 또는 페닐이고;

R²는 탄소원자 1 내지 8개의 직쇄 또는 분지형 알킬, 탄소원자 2 내지 8개의 직쇄 또는 분지형 알켄일, 탄소원자 3 내지 7개의 사이클로알킬, 탄소원자 1 내지 6개의 알콕시, 알킬사이클로알킬, 알킬알콕시, 알킬 OH, 알킬페닐, 알킬펜옥시, 페닐 또는 치환된 페닐이고;

R²가 메틸일 때 R¹은 탄소원자 1 내지 6개의 직쇄 또는 분지형 알킬이다.

약학적으로 허용가능한 염, 용매화물 및 수화물을 비롯한 상기 화합물은 칼슘 채널의 α2δ 소단위에 결합되고, 특히 간질; 통증(예: 급성 및 만성 통증, 신경변성 통증 및 정신과적 통증); 신경변성 장애(예: 뇌졸중, 두부 외상 및 가사(asphyxia)로부터 발생되는 급성 뇌 손상); 정신과적 장애(예: 불안증 및 우울증); 및 수면 장애(예: 불면증, 약물 관련 불면증, 과다수면, 발작수면, 수면 무호흡 및 사건수면)를 비롯한 많은 장애, 의학 증상 및 질환을 치료하는데 사용될 수 있다. WO-A-2004/054566호는 강박 장애(OCD), 공포증, 외상후 스트레스 장애(PTSD), 하지불안 증후군, 월경전 불쾌 장애, 전신 열감 및 신경근육통으로부터 선택된 장애를 치료하는 방법에 있어서 상기 화합물의 용도를 기재하고 있다.

WO-A-2000/076958호에 기재된 γ-아미노산중 다수는 광학적으로 활성이다. 하기 화합물중 일부는 둘 이상의 입체(키랄) 중심을 가져서, 이들의 제조를 어렵게 한다. WO-A-2000/076958호는 광학적 활성 γ-아미노산을 제조하기 위한 유용한 방법을 기재하고 있으나, 상기 방법중 일부는 효율 또는 비용적인 염려 때문에 시험 또는 본격 생산에 문제를 가질 수 있다. 따라서, 광학적 활성 γ-아미노산을 제조하기 위한 개선된 방법이 바람직할 것이다.

도 1은 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 측정된 PXRD 패턴을 나타낸다.

도 2는 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 계산된 PXRD 패턴을 나타낸다.

도 3은 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 DSC 온도기록도를 나타낸다.

도 4는 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸다.

도 5는 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 FT-IR 스펙트럼의 지문 영역을 나타낸다.

도 6은 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 FT-라만 스펙트럼을 나타낸다.

도 7은 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 FT-라만 스펙트럼의 지문 영역을 나타낸다.

본 발명은 하기 화학식 1의 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물을 제조하기 위한 개선된 방법을 제공한다:

상기 식에서,

R¹과 R²는 수소 및 C₁ _-3 알킬로부터 각각 독립적으로 선택되고, R¹이 수소일 때 R²는 수소가 아니고;

R³은 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₃ _-6 사이클로알킬, C₃ _-6 사이클로알킬-C₁ _-6 알킬, C₁ _-6 알콕시, 아릴 및 아릴-C₁ _-3-알킬로부터 선택되고, 각각의 아릴 잔기는 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기에 의해 선택적으로 치환되고;

상기 알킬, 알켄일, 사이클로알킬 및 알콕시 잔기 각각은 1 내지 3개의 불소 원자에 의해 선택적으로 치환된다.

본 발명에 의해 제공되는 방법은 공지된 방법보다 비용 효과적이거나 효율적일 수 있으며, 보다 적은 용량의 용매를 필요로 한다.

본 발명의 한 측면은 (a) 하기 화학식 7의 화합물과, 화학식 7의 화합물을 하기 화학식 10의 화합물 또는 그의 염 또는 화학식 11의 화합물 또는 그의 염으로 부분입체이성체 선택적으로(diastereoselectively) 가수분해시키는 효소를 접촉시키는 단계, (b) 화학식 10의 화합물, 그의 부분입체이성체 또는 그의 염을 단리시키는 단계, 및 (c) 선택적으로 화학식 10 또는 11의 화합물을 가수분해하여서 유리 카복시산을 제공하는 단계를 포함하는, 화학식 10의 화합물 또는 그의 염 및 하기 화학식 11의 화합물 또는 그의 염을 제조하는 방법을 A 양태로 제공한다:

상기 식에서,

R¹과 R²는 수소 및 C₁ _-3 알킬로부터 각각 독립적으로 선택되되, R¹과 R²는 둘다 수소는 아니고;

R³은 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₃ _-6 사이클로알킬, C₃ _-6 사이클로알킬-C₁ _-6 알킬, C₁ _-6 알콕시, 아릴 및 아릴-C₁ _-3 알킬로부터 선택되고, 각각의 아릴 잔기는 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기에 의해 선택적으로 치환되고;

상기 알킬, 알켄일, 사이클로알킬 및 알콕시 잔기 각각은 1 내지 3개의 불소 원자에 의해 선택적으로 치환되고;

화학식 7의 R⁶은 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C₂ _-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C_2-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택되고;

화학식 10과 11의 R⁸과 R⁹는 각각 독립적으로 수소, C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C₂ _-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C₂ _-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택되되, R⁸과 R⁹는 둘다 수소는 아니고;

상기 아릴 잔기 각각은 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기에 의해 선택적으로 치환될 수 있다.

A1 양태로서, 본 발명은 (a) 화학식 7의 화합물과, 화학식 7의 화합물을 화학식 11a의 화합물로 부분입체이성체 선택적으로 가수분해시키는 효소를 접촉시키는 단계, 및 (b) 화학식 10의 화합물을 단리시키는 단계를 포함하는, 하기 화학식 10의 화합물 또는 그의 염을 제조하는 방법을 제공한다:

화학식 10

상기 식에서,

R³은 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₃ _-6 사이클로알킬, C₃ _-6 사이클로알킬-C₁ _-6 알킬, C₁ _-6 알콕시, 아릴 및 아릴-C₁ _-3 알킬로부터 선택되고, 각각의 아릴 잔기는 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개 의 치환기에 의해 선택적으로 치환되며, 상기 알킬, 알켄일, 사이클로알킬 및 알콕시 잔기 각각은 1 내지 3개의 불소 원자에 의해 선택적으로 치환되고;

R⁸은 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C₂ _-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C₂ _-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택되고, 상기 아릴 잔기 각각은 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기에 의해 선택적으로 치환될 수 있다;

화학식 7

상기 식에서,

R¹, R² 및 R³은 화학식 10의 화합물에서 정의된 바와 같고;

화학식 7의 R⁶은 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C₂ _-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C₂ _-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택되고, 상기 아릴 잔기 각각은 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기에 의해 선택적으로 치환될 수 있다.

A2 양태로서, 본 발명은 R⁹가 수소인 A 양태에서 정의된 바와 같은 방법을 제공한다.

A3 양태로서, 본 발명은 R⁶과 R⁸가 C₁ _-6 알킬, 바람직하게는 메틸, 에틸, n-프로필 및 i-프로필, 가장 바람직하게는 메틸 및 에틸로부터 독립적으로 선택된 A, A1 또는 A2 양태에 정의된 바와 같은 방법을 제공한다.

A4 양태로서, 본 발명은 R¹과 R²가 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고, R¹과 R²는 둘다 수소는 아니고, R³이 C₁ _-6 알킬이고; 바람직하게는 R¹이 수소이고 R²가 메틸이고 R³이 메틸, 에틸, n-프로필 또는 i-프로필이고; 가장 바람직하게는 R¹이 수소이고 R²가 메틸이고 R³이 에틸인 A, A1, A2 또는 A3 양태에 정의된 바와 같은 방법을 제공한다.

A5 양태로서, 본 발명은 (a) 단계의 효소가 리파아제이고; 바람직하게는 상기 효소가 버크홀데리아 세파시아(Burkholderia cepacia) 미생물 또는 써모마이세스 라누기노수스(Thermomyces lanuginosus) 미생물로부터의 리파아제인 A, A1, A2, A3 또는 A4 양태에 정의된 바와 같은 방법을 제공한다.

A6 양태로서, 본 발명은 (c) 선택적으로 화학식 10의 화합물을 그의 염, 바람직하게는 그의 알칼리 금속염, 가장 바람직하게는 그의 나트륨 염으로 전환시키는 단계를 추가로 포함하는, A1, A2, A3, A4 또는 A5 양태에 정의된 바와 같은 방법을 제공한다.

본 발명의 추가적인 측면은 A7 양태로서 하기 화학식 10a의 화합물 또는 그의 염을 제조하는 방법을 제공한다:

상기 식에서,

R¹, R² 및 R³은 A 또는 A3 양태에 정의된 바와 같다.

상기 방법은 (a) 화학식 7의 화합물과, 화학식 7의 화합물을 화학식 10의 화합물 또는 그의 염 또는 화학식 11의 화합물 또는 그의 염으로 부분입체이성체 선택적으로 가수분해시키는 효소를 접촉시켜서 화학식 10의 화합물 또는 그의 염 및 하기 화학식 11의 화합물 또는 그의 염을 생성하는 단계, (b) 화학식 10의 화합물 또는 그의 염을 단리시키는 단계, 및 (c) 선택적으로 화학식 10의 화합물을 가수분해하여서 화학식 10a의 화합물을 제공하는 단계를 포함한다:

화학식 7

화학식 10

화학식 11

상기 식에서,

화학식 7, 10 및 11의 R¹, R² 및 R³은 상기 화학식 1에 정의된 바와 같고;

화학식 7의 R⁶은 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클 로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C₂ _-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C_2-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택되고;

화학식 10과 11의 R⁸과 R⁹는 각각 독립적으로 수소, C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C_2-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C₂ _-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택되고;

본 발명은 바람직하게는 R⁶이 C₁ _-6 알킬이고, 더욱 바람직하게는 R⁶이 메틸, 에틸, n-프로필 또는 i-프로필인 A, A1 또는 A4 양태에서 상기 정의된 바와 같은 화학식 7의 화합물을 B 양태로 추가적으로 제공한다.

B1 양태에서, 본 발명은 하기로부터 선택된 화학식 7의 화합물, 상기 화합물의 부분입체이성체, 반대 거울상 이성체, 및 상기 화합물의 염, 그의 부분입체이성체 및 반대 거울상 이성체를 제공한다:

(2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-부틸)-숙신산 다이에틸 에스테르,

(2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-펜틸)-숙신산 다이에틸 에스테르,

(2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-헥실)-숙신산 다이에틸 에스테르,

(2'R)-2-시아노-2-(2',4'-다이메틸-펜틸)-숙신산 다이에틸 에스테르,

(5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르,

(5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르,

(5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르,

(5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르,

(5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산,

(5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산,

(5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산,

(5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산,

(3S,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 메틸 에스테르,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르,

(3S,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산,

(3R,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르, 및

(3R,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르.

B2 양태로서, 본 발명은 하기로부터 선택된 화학식 10의 화합물, 및 그의 염 및 에스테르를 제공한다:

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산,

(3S,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 메틸 에스테르,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르, 및

(3S,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르.

B3 양태로서, 본 발명은 (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 또는 그의 염 또는 에스테르(화학식 10b의 화합물), 및 그의 염을 제공한다:

상기 식에서,

R^8b는 수소, C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C₂ _-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C₂ _-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택되고, 상기 아릴 잔기 각각은 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기에 의해 선택적으로 치환될 수 있다.

바람직하게, 그의 에스테르는 R^8b가 C₁ _-6 알킬이고, 더욱 바람직하게는 R^8b가 메틸 또는 에틸인 화학식 10b의 화합물이다. 바람직하게, 그의 염은 (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산의 알칼리금속 염, 더욱 바람직하게는 그의 나트륨 염이다.

본 발명은 (a) 염기 존재하에 하기 화학식 19의 화합물과 화학식 20의 오르토에스테르 화합물을 반응시키는 단계, 및 (b) 생성된 오르토에스테르 중간물질 생성물을 가수분해하여서 화학식 7의 카복시 에스테르를 제공하는 단계를 포함하는, 화학식 7의 화합물 또는 그의 염의 제조방법을 C 양태로 추가로 제공한다:

화학식 7

상기 식에서,

R¹, R² 및 R³은 B 양태에서 정의된 바와 같고,

R⁶은 C₁ _-6 알킬이다;

상기 식에서,

R¹, R², R³ 및 R⁶은 화학식 7의 화합물에서 정의된 바와 같고,

X²는 할로게노이다.

본 발명은 A, A6 또는 A7에 정의된 방법의 (a) 내지 (c) 단계를 포함하고, (d) 화학식 10의 화합물 또는 그의 염의 시아노 잔기를 환원시키는 단계, 및 (e) 선택적으로 화학식 1의 화합물 또는 그의 염을 그의 약학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물로 추가로 전환시키는 단계를 추가로 포함하는, 상기 정의된 바와 같은 화학식 1의 화합물, 그의 부분입체이성체, 약학적으로 허용가능한 착물, 염, 용매화물 또는 수화물의 제조방법을 D 양태로 추가로 제공한다:

화학식 10

상기 식에서,

R¹, R² 및 R³은 화학식 1의 화합물에서 정의된 바와 같고,

R⁸은 A 양태에서 정의된 바와 같다.

D1 양태로서, 본 발명은 A6 양태에 정의된 바와 같은 방법의 (a) 내지 (c) 단계를 포함하고 (d) 화학식 10의 화합물의 염의 시아노 잔기를 환원시켜서 화학식 1의 화합물의 염을 제공하는 단계, 및 (e) 선택적으로 화학식 1의 화합물의 생성된 염을 그의 약학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물로 추가로 전환시키는 단계를 추가로 포함하는, 상기 정의된 바와 같은 화학식 1의 화합물, 그의 약학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물의 제조 방법을 제공한다.

D2 양태로서, 본 발명은 (c) 단계에서 화학식 10의 화합물이 알칼리 금속 염, 가장 바람직하게는 나트륨 염으로 전환되는 D1 양태에 정의된 방법을 제공한다.

D3 양태로서, 본 발명은 (e) 단계에서 생성된 염이 화학식 1의 유리 산으로 전환되는 D 양태에 정의된 바와 같은 방법을 제공한다.

추가로, 본 발명은 A 양태에 정의된 바와 같은 방법의 (a) 내지 (c) 단계를 포함하고, (d) 하기 화학식 8의 화합물 또는 그의 염의 시아노 잔기를 환원시켜서 하기 화학식 9의 화합물 또는 그의 염을 제공하는 단계; (e) 선택적으로 화학식 9의 화합물의 염을 산으로 처리하는 단계; (f) 화학식 9의 화합물 또는 그의 염을 분해(resolving)시키는 단계; 및 (g) 선택적으로 화학식 1의 화합물 또는 그의 염을 그의 약학적으로 허용가능한 착물, 염, 용매화물 또는 수화물로 전환시키는 단계를 추가로 포함하는 상기 정의된 바와 같은 화학식 1의 화합물, 그의 부분입체이성체, 약학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물의 제조 방법에 관한 것이다:

상기 식에서,

화학식 8과 9의 R¹, R² 및 R³은 화학식 1에서 정의된 바와 같다.

본 발명의 추가적인 측면은 화학식 19의 화합물 및 그의 염을 제공한다:

화학식 19

상기 식에서,

R¹, R² 및 R³은 상기 화학식 1에서 정의된 바와 같고;

R⁸은 수소, C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C₂ _-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C₂ _-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택되고;

R¹²는 수소 또는 -C(O)OR⁷이고;

R⁷은 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C_1-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C₂ _-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C₂ _-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택되고, 상기 아릴 잔기 각각은 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기에 의해 선택적으로 치환되고;

본 발명의 추가적인 측면은 하기로부터 선택된 화학식 7, 화학식 8, 화학식 10, 화학식 11 및 화학식 10a의 화합물을 제공한다:

(2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-부틸)-숙신산 다이에틸 에스테르,

(2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-펜틸)-숙신산 다이에틸 에스테르,

(2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-헥실)-숙신산 다이에틸 에스테르,

(5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르,

(5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르,

(5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르,

(5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르,

(5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산,

(5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산,

(5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산,

(5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산,

(3S,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르,

(3S,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산,

(3R,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르,

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르,

(3R,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르, 및

이들의 염.

본 발명은 2쎄타 각 ±0.2°의 7.7, 15.8, 20.8 및 23.1°에서 피크를 포함하는, CuKα 방사선 조사에 의해 수득된 분말 X-선 회절 패턴(PXRD)을 특징으로 하는, 본질적으로 순수한 결정질 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태를 E 양태로 추가로 제공한다.

E1 양태로, 본 발명은 194℃±2℃에서 예리한 단일 흡열 피크 최대치를 나타내는 시차주사 열량분석(DSC) 온도기록도(thermogram)를 특징으로 하는, 본질적으로 순수한 결정질 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태를 제공한다.

E2 양태로, 본 발명은 1006 및 894㎝^-1에서 흡수 밴드를 포함하는 푸리에르 변환 적외선(FT-IR) 스펙트럼을 특징으로 하는, 본질적으로 순수한 결정질 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태를 제공한다.

E3 양태로, 본 발명은 1550, 595 및 386㎝^-1에서 흡수 밴드를 포함하는 푸리에르 변환-라만(FT-라만) 스펙트럼을 특징으로 하는, 본질적으로 순수한 결정질 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태를 제공한다.

본원에서 사용될 때 "본질적으로 순수한"이란 표현은 95중량% 이상의 순도를 의미한다. 더욱 바람직하게, "본질적으로 순수한"이란 98중량% 이상의 순도를 의미하고, 가장 바람직하게는 99중량% 이상의 순도를 의미한다.

E4 양태로, 본 발명은 약물로 사용하기 위한 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태를 제공한다.

E5 양태로, 본 발명은 알파-2-델타 수용체 리간드가 적용되는 질환 또는 장 애의 치료, 특히 간질; 통증(예: 급성 및 만성 통증, 신경변성 통증 및 정신과적 통증); 신경변성 장애(예: 뇌졸중, 두부 외상 및 가사로부터 발생되는 급성 뇌 손상); 정신과적 장애(예: 불안증 및 우울증); 수면 장애(예: 불면증, 약물 관련 불면증, 과다수면, 발작수면, 수면 무호흡 및 사건수면); 강박 장애(OCD); 공포증; 외상후 스트레스 장애(PTSD); 하지불안증후군; 월경전 불쾌 장애; 혈관운동신경 증후군(전신 열감 및 도한); 및 섬유근통증으로부터 선택된 질환 또는 장애의 치료에서 사용하기 위한 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태를 제공한다.

E6 양태로, 본 발명은 알파-2-델타 수용체 리간드가 적용되는 질환 또는 장애의 치료, 특히 간질; 통증(예: 급성 및 만성 통증, 신경변성 통증 및 정신과적 통증); 신경변성 장애(예: 뇌졸중, 두부 외상 및 가사로부터 발생되는 급성 뇌 손상); 정신과적 장애(예: 불안증 및 우울증); 수면 장애(예: 불면증, 약물 관련 불면증, 과다수면, 발작수면, 수면 무호흡 및 사건수면); 강박 장애(OCD); 공포증; 외상후 스트레스 장애(PTSD); 하지불안증후군; 월경전 불쾌 장애; 혈관운동신경 증후군(전신 열감 및 도한); 및 섬유근통증으로부터 선택된 질환 또는 장애의 치료를 위한 약물을 제조하는데 있어서 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 용도를 제공한다.

E7 양태로, 본 발명은 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태를 그 치료를 필요로 하는 포유동물에게 투여하는 것을 포함하는, 알파-2-델타 수용체 리간드가 적용되는 질환 또는 장애, 특히 간질; 통증(예: 급성 및 만성 통증, 신경변성 통증 및 정신과적 통증); 신경변성 장애(예: 뇌졸중, 두부 외상 및 가사로부터 발생되는 급성 뇌 손상); 정신과적 장애(예: 불안증 및 우울증); 수면 장애(예: 불면증, 약물 관련 불면증, 과다수면, 발작수면, 수면 무호흡 및 사건수면); 강박 장애(OCD); 공포증; 외상후 스트레스 장애(PTSD); 하지불안증후군; 월경전 불쾌 장애; 혈관운동신경 증후군(전신 열감 및 도한); 및 섬유근통증으로부터 선택된 질환 또는 장애의 치료 방법을 제공한다.

혈관운동신경 증후군(전신 열감 및 도한)의 치료가 바람직한 용도이다.

E8 양태로, 본 발명은 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태 및 하나 이상의 약학적으로 허용가능한 부형제를 포함하는 약학 조성물을 제공한다.

E9 양태로, 본 발명은 에탄올과 물 또는 이소프로필 알콜(IPA)과 물의 혼합물중 조질의 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산의 용액으로부터, 더욱 바람직하게는 부피 기준으로 에탄올:물의 1:1 혼합물 또는 부피 기준으로 IPA:물의 1:1 혼합물중 조질의 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산의 용액으로부터, 가장 바람직하게는 부피 기준으로 에탄올:물의 1:1 혼합물중 조질의 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산의 용액으로부터 재결정하여 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명은 개시된 화합물의 모든 착물, 및 약학적으로 허용가능한지 여부와 상관없이 염, 용매화물, 수화물 및 다형 형태를 포함한다. 일부 화합물은 알켄일 또는 사이클릭 기를 함유할 수 있어서 시스/트랜스(또는 Z/E) 입체이성체가 가능하거나, 또는 케토 또는 옥심 기를 함유할 수 있어서 토토머 이성체(tautomerism)가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 본 발명은 일반적으로 순수, 실질적 순수 또는 혼 합물 여부에 상관없이 모든 Z/E 이성체 및 토토머 형태를 포함한다.

달리 표시되지 않는 한, 본 기재내용은 하기에 제공된 정의를 이용한다. 정의 및 화학식중 일부는 줄표("-")를 포함하여서 원자간 결합 또는 언급된 또는 언급되지 않은 원자 또는 원자군에 대한 결합 지점을 나타낼 수 있다. 다른 정의 및 화학식은 등호("=") 또는 항등(identity) 부호("≡")를 포함하여서 이중 결합 또는 삼중결합을 각각 나타낼 수 있다. 또한, 일부 화학식은 하나 이상의 별표("*")를 포함하여서 입체(비대칭 또는 키랄) 중심을 나타낼 수 있으나, 별표의 부재가 상기 화합물이 입체중심을 갖지 않음을 나타내는 것은 아니다. 이러한 화학식은 순수 또는 실질적으로 순수하거나 그렇지 않을 수 있는 라세미체, 각각의 거울상 이성체 또는 각각의 부분입체이성체를 지칭할 수 있다. 다른 화학식은 하나 이상의 파형 결합("

") 을 포함할 수 있다. 입체 중심에 결합될 때, 파형 결합은 개별적으로 또는 혼합물로의 입체이성체 둘다를 지칭한다. 마찬가지로, 이중 결합에 결합될 때, 파형 결합은 Z-이성체, E-이성체, 또는 Z 및 E 이성체의 혼합물을 나타낸다. 일부 화학식은 파선 결합("

")을 포함하여서 단일 또는 이중 결합을 나타낼 수 있다.

"치환된" 기란 원자가(valence) 요구조건이 만족되고 화학적으로 안정한 화합물이 치환으로부터 발생되는 경우, 하나 이상의 수소원자가 하나 이상의 비-수소 원자 또는 기에 의해 대체된 것이다.

측정가능한 수치 변수와 관련하여 사용될 때 "약" 또는 "대략"이란, 표시된 변수의 수치, 및 표시된 수치의 실험 오차이내(예: 평균에 대해 95% 신뢰도 구간이 내) 또는 표시된 수치의 ±10% 이내에서 보다 큰 변수의 모든 수치를 지칭한다.

"알킬"이란 명시된 수의 탄소원자를 일반적으로 갖는 직쇄 및 분지형 포화 탄화수소 기를 지칭한다(즉, C₁ _-3 알킬은 탄소원자 1, 2 또는 3개를 갖는 알킬기를 말하고, C₁ _-6 알킬은 탄소원자 1, 2, 3, 4, 5 또는 6개를 갖는 알킬기를 말한다). 알킬 기의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, s-부틸, i-부틸, t-부틸, 펜트-1-일, 펜트-2-일, 펜트-3-일, 3-메틸부트-1-일, 3-메틸부트-2-일, 2-메틸부트-2-일, 2,2,2-트리메틸에트-1-일, n-헥실 등을 포함한다.

"알켄일"이란 하나 이상의 불포화 탄소-탄소 결합을 갖고 일반적으로는 명시된 수의 탄소원자를 갖는 직쇄 및 분지형 탄화수소 기를 말한다. 알켄일 기의 예는 에텐일, 1-프로펜-1-일, 1-프로펜-2-일, 2-프로펜-1-일, 1-부텐-1-일, 1-부텐-2-일, 3-부텐-1-일, 3-부텐-2-일, 2-부텐-1-일, 2-부텐-2-일, 2-메틸-1-프로펜-1-일, 2-메틸-2-프로펜-1-일, 1,3-부타다이엔-1-일, 1,3-부타다이엔-2-일 등을 포함한다.

"알킨일"이란 하나 이상의 삼중 탄소-탄소 결합을 갖고 일반적으로는 명시된 수의 탄소원자를 갖는 직쇄 또는 분지형 탄화수소 기를 지칭한다. 알킨일 기의 예는 에틴일, 1-프로핀-1-일, 2-프로핀-1-일, 1-부틴-1-일, 3-부틴-1-일, 3-부틴-2-일, 2-부틴-1-일 등을 포함한다.

"알콕시"란 알킬-O-, 알켄일-O 및 알킨일-O을 말하고, 여기에서 알킬, 알켄일 및 알킨일은 상기에 정의되어 있다. 알콕시 기의 예는 메톡시, 에톡시, n-프로 폭시, i-프로폭시, n-부톡시, s-부톡시, t-부톡시, n-펜톡시, s-펜톡시 등을 포함한다.

"할로", "할로겐" 및 "할로게노"란 서로 바꿔 사용될 수 있으며, 플루오로, 클로로, 브로모 및 요오도를 말한다.

"할로알킬", "할로알켄일", "할로알킨일" 및 "할로알콕시"란 하나 이상의 할로겐 원자에 의해 치환된 알킬, 알켄일, 알킨일 및 알콕시 기를 각각 말하고, 여기에서 알킬, 알켄일, 알킨일 및 알콕시는 상기에 정의되어 있다. 할로알킬 기의 예는 트리플루오로메틸, 트리클로로메틸, 펜타플루오로에틸, 펜타클로로에틸 등을 포함한다.

"사이클로알킬"은 고리를 구성하는 명시된 수의 탄소원자를 일반적으로 갖는 포화된 모노사이클릭 및 바이사이클릭 탄화수소 고리를 말한다(즉, C₃ _-7 사이클로알킬은 고리 구성원으로 3, 4, 5, 6 또는 7개 탄소원자를 갖는 사이클로알킬 기를 말한다). 사이클로알킬은 결합이 원자가 필요조건을 방해하지 않는 한, 부모 기(parent group) 또는 기질의 임의의 고리 원자에 결합될 수 있다. 마찬가지로, 사이클로알킬 기는 치환이 원자가 필요조건을 방해하지 않는 한, 하나 이상의 비-수소 치환기를 포함할 수 있다. 유용한 치환기는 상기 정의된 바와 같은 알킬, 알켄일, 알킨일, 할로알킬, 할로알켄일, 할로알킨일, 알콕시, 알콕시카본일, 알칸오일 및 할로, 및 하이드록시, 머캅토, 니트로 및 아미노를 포함한다.

모노사이클릭 사이클로알킬 기의 예는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이 클로펜틸, 사이클로헥실 등을 포함한다. 바이사이클릭 사이클로알킬 기의 예는 바이사이클로[1.1.0]부틸, 바이사이클로[1.1.1]펜틸, 바이사이클로[2.1.0]펜틸, 바이사이클로[2.1.1]헥실, 바이사이클로[3.1.0]헥실, 바이사이클로[2.2.1]헵틸, 바이사이클로[3.2.0]헵틸, 바이사이클로[3.1.1]헵틸, 바이사이클로[4.1.0]헵틸, 바이사이클로[2.2.2]옥틸, 바이사이클로[3.2.1]옥틸, 바이사이클로[4.1.1]옥틸, 바이사이클로[3.3.0]옥틸, 바이사이클로[4.2.0]옥틸, 바이사이클로[3.3.1]노닐, 바이사이클로[4.2.1]노닐, 바이사이클로[4.3.0]노닐, 바이사이클로[3.3.2]데실, 바이사이클로[4.2.2]데실, 바이사이클로[4.3.1]데실, 바이사이클로[4.4.0]데실, 바이사이클로[3.3.3]운데실, 바이사이클로[4.3.2]운데실, 바이사이클로[4.3.3]도데실 등을 포함한다.

"사이클로알켄일"은 하나 이상의 불포화 탄소-탄소 결합을 갖고 고리를 구성하는 명시된 수의 탄소원자를 일반적으로 갖는 모노사이클릭 및 바이사이클릭 탄화수소 고리를 말한다(즉, C₃ _-7 사이클로알켄일은 고리 구성원으로 탄소원자 3, 4, 5, 6 또는 7개를 갖는 사이클로알켄일 기를 말한다). 사이클로알켄일은 결합이 원자가 필요조건을 방해하지 않는 한, 부모 기 또는 기질의 임의의 고리 원자에 결합될 수 있다. 마찬가지로, 사이클로알켄일 기는 치환이 원자가 필요조건을 방해하지 않는 한, 하나 이상의 비-수소 치환기를 포함할 수 있다. 유용한 치환기는 상기 정의된 바와 같은 알킬, 알켄일, 알킨일, 할로알킬, 할로알켄일, 할로알킨일, 알콕시, 알콕시카본일, 알칸오일 및 할로, 및 하이드록시, 머캅토, 니트로 및 아미노를 포함한다.

"아릴" 및 "아릴렌"은 질소, 산소 및 황으로부터 독립적으로 선택된 헤테로원자 0 내지 4개를 함유하는 5- 및 6-원 모노사이클릭 방향족 기를 비롯한 일가 및 이가 방향족 기를 각각 말한다. 모노사이클릭 아릴 기의 예는 페닐, 피롤릴, 푸란일, 티오펜에일, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 이미다졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 피라졸릴, 옥사졸릴, 이소옥사졸릴, 피리딘일, 피라진일, 피리다진일, 피리미딘일 등을 포함한다. 아릴 및 아릴렌 기는 또한 상기 기재된 융합된 5- 및 6-원 고리를 비롯한 바이사이클릭 기, 트리사이클릭 기 등을 포함한다. 멀티사이클릭 아릴 기의 예는 나프틸, 바이페닐, 안트라센일, 파이렌일, 카바졸릴, 벤족사졸릴, 벤조다이옥사졸릴, 벤조티아졸릴, 벤조이미다졸릴, 벤조티오펜에일, 퀸올린일, 이소퀸올린일, 인돌릴, 벤조푸란일, 푸린일, 인돌리진일 등을 포함한다. 이들 아릴 및 아릴렌 기는 결합이 원자가 필요조건을 방해하지 않는 한, 부모 기 또는 기질의 임의의 고리 원자에 결합될 수 있다. 마찬가지로, 아릴 및 아릴렌 기는 치환이 원자가 필요조건을 방해하지 않는 한, 하나 이상의 비-수소 치환기를 포함할 수 있다. 유용한 치환기는 상기에 정의된 알킬, 알켄일, 알킨일, 할로알킬, 할로알켄일, 할로알킨일, 사이클로알킬, 사이클로알켄일, 알콕시, 사이클로알콕시, 알칸오일, 사이클로알칸오일, 사이클로알켄오일, 알콕시카본일, 사이클로알콕시카본일 및 할로, 및 하이드록시, 머캅토, 니트로, 아미노 및 알킬아미노를 포함한다.

"아릴알킬"은 아릴 및 알킬이 상기에 정의된 아릴-알킬을 말한다. 예는 벤질, 플루오렌일메틸 등을 포함한다.

"이탈기"는 치환 반응, 제거 반응 및 부가-제거 반응을 비롯한 절단 반응(fragmentation process) 동안에 분자를 이탈하는 임의의 기를 말한다. 이탈기는 이탈 기와 분자간의 결합으로 이전에 작용하던 전자 쌍과 함께 기가 이탈하는 핵배척성(nucleofugal)이거나, 또는 전자 쌍없이 기가 이탈하는 전자배척성(electrofugal)일 수 있다. 핵배척성 이탈기가 이탈하는 능력은 염기 강도에 의해 좌우되며, 가장 강한 염기는 가장 불량한 이탈기이다. 통상적인 핵배척성 이탈기는 질소(예: 다이아조늄 염으로부터); 알킬설폰에이트(예: 메실레이트), 플루오로알킬설폰에이트(예: 트리플레이트, 헥사플레이트, 노나플레이트 및 트레실레이트) 및 아릴설폰에이트(예: 토실레이트, 브로실레이트, 클로실레이트 및 노실레이트)를 비롯한 설폰에이트를 포함한다. 그 밖에 카본에이트, 할라이드 이온, 카복실레이트 음이온, 페놀레이트 이온 및 알콕사이드를 포함한다. NH₂ ^- 및 OH^-와 같은 몇몇 강한 염기는 산 처리에 의해 보다 우수한 이탈기로 될 수 있다. 통상적인 전자배척성 이탈기는 양성자, CO₂ 및 금속을 포함한다.

"거울상이성체 과량" 또는 "ee"는 일정 샘플에서 키랄 화합물의 라세미 샘플에 대한 하나의 거울상이성체 과량의 측정치이며, 백분율로 표기된다. 거울상이성체 과량은 100 x (er - 1)/(er + 1)로 정의되며, 여기서 "er"은 보다 풍부한 거울상이성체 대 덜 풍부한 거울상이성체의 비이다.

"부분입체이성체 과량" 또는 "de"는 일정 샘플에서 동일한 양의 부분입체이성체를 갖는 샘플에서 하나의 부분입체이성체의 과량의 측정치이며, 백분율로 표기 된다. 부분입체이성체 과량은 100 x (dr - 1)/(dr + 1)로 정의되며, 여기서 "dr"은 보다 풍부한 부분입체이성체 대 덜 풍부한 부분입체이성체의 비이다.

"입체이성체 선택적(stereoselective)", "거울상이성체 선택적(enantioselective)", "부분입체이성체 선택적" 및 이들의 변형은 하나의 입체이성체, 거울상이성체 또는 부분입체이성체를 각각 다른 것에 비해 보다 많이 생성시키는 일정한 공정(예: 수소화)을 말한다.

"높은 수준의 입체이성체 선택도", "높은 수준의 거울상이성체 선택도", "높은 수준의 부분입체이성체 선택도" 및 이들의 변형은 생성물의 약 90% 이상을 구성하는 과량의 하나의 입체이성체, 거울상이성체 또는 부분입체이성체를 갖는 생성물을 생성시키는 일정한 공정을 말한다. 한 쌍의 거울상이성체 또는 부분입체이성체의 경우, 높은 수준의 거울상이성체 선택도 또는 부분입체이성체 선택도는 약 80% 이상의 ee 또는 de에 해당한다.

"입체이성체적으로 풍부한", 거울상이성체적으로 풍부한", "부분입체이성체적으로 풍부한" 및 그의 변형은 하나의 입체이성체, 거울상이성체 또는 부분입체이성체를 다른 것에 비해 보다 많이 갖는 화합물 샘플을 각각 말한다. 풍부 정도는 전체 생성물중 %에 의해 측정되거나 거울상이성체 또는 부분입체이성체 쌍의 경우에는 ee 또는 de에 의해 측정될 수 있다.

명시된 화합물의 "입체이성체"는 화합물의 반대 거울상이성체 및 화합물의 임의의 부분입체이성체 또는 기하 이성체(Z/E)를 말한다. 예컨대, 명시된 화합물이 S,R,Z 입체화학적 배치형태를 갖는 경우, 그의 입체이성체는 R,S,Z 배치형태를 갖는 반대 거울상이성체, S,S,Z 배치형태 및 R,R,Z 배치형태를 갖는 부분입체이성체, 및 S,R,E 배치형태, R,S,E 배치형태, S,S,E 배치형태 및 R,R,E 배치형태를 갖는 기하 이성체를 포함할 것이다. "실질적으로 순수한 입체이성체", "실질적으로 순수한 거울상이성체", "실질적으로 순수한 부분입체이성체" 및 그의 변형은 샘플의 약 95% 이상을 구성하는 입체이성체, 거울상이성체 또는 부분입체이성체를 함유하는 샘플을 각각 말한다. 거울상이성체 및 부분입체이성체 쌍의 경우, 실질적으로 순수한 거울상이성체 또는 부분입체이성체는 약 90% 이상의 ee 또는 de를 갖는 샘플에 해당한다. "순수한 입체이성체", "순수한 거울상이성체", "순수한 부분입체이성체" 및 그의 변형은 샘플의 약 99.5% 이상을 구성하는 입체이성체, 거울상이성체 또는 부분입체이성체를 함유하는 샘플을 각각 말한다. 거울상이성체 및 부분입체이성체 쌍의 경우, "순수한 거울상이성체 또는 순수한 부분입체이성체"는 약 99% 이상의 ee 또는 de를 갖는 샘플에 해당한다.

"반대 거울상이성체"란 기준 분자의 포개어지지 않는 거울상 이미지를 갖는 분자를 말하며, 기준 분자의 입체 중심 전부를 역위시켜서 수득될 수 있다. 예컨대, 기준 분자가 S 절대 입체화학적 배치형태를 갖는다면, 반대 거울상이성체는 R 절대 입체화학적 배치형태를 갖는다. 마찬가지로, 기준 분자가 S,S 절대 입체화학적 배치형태를 갖는다면, 반대 거울상이성체는 R,R 입체화학적 배치형태 등을 갖는다.

"거울상이성체 선택도 수치" 또는 "E"는 화학 반응하거나 전환되는 화합물의 각각의 거울상이성체(또는 부분입체이성체 쌍의 각각의 입체이성체)에 대한 특이성 상수(specificity constant)의 비를 말하며, 하기 수학식 1로부터 (S-거울상이성체에 대해) 계산될 수 있다:

상기 식에서,

K_S와 K_R은 S- 및 R-거울상이성체 각각의 전환에 대한 1차 반응 상수이고;

K_SM과 K_RM은 S- 및 R-거울상이성체 각각에 대한 미카엘리스(Michaelis) 상수이고;

χ는 기질의 전환율이고;

ee_p 및 ee_s는 생성물 및 기질(반응물) 각각의 거울상이성체 과량이다.

"리파아제 단위" 또는 "LU"는 30℃ 및 pH 7에서 트리부티린 및 유화제(아라비아 고무)와 접촉될 때 적정가능한 부티르산 1μmol/분을 방출시키는 효소 양(g 단위)을 말한다.

"용매화물"은 개시된 또는 청구된 화합물 및 화학량론적 또는 비-화학량론적 양의 하나 이상의 용매 분자(예: 에탄올)를 포함하는 분자 착물을 말한다.

"수화물"은 개시된 또는 청구된 화합물 및 화학량론적 또는 비-화학량론적 양의 물을 포함하는 용매화물을 말한다.

"약학적으로 허용가능한 착물, 염, 용매화물 또는 수화물"은, 건전한 의학적 판단 범위내에서 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응 등을 갖지 않으면서 환자 조직 에 접촉하여 사용하기에 적합하고 합리적인 수익성/위험성 비를 가져 적당하며 목적하는 용도에 효과적인 청구 및 개시된 화합물의 착물, 산 또는 염기 부가염, 용매화물 또는 수화물을 말한다.

"전촉매" 또는 "촉매 전구체"는 사용전에 촉매로 전환되는 화합물 또는 화합물 세트를 말한다.

"치료하는"이란 상기 용어가 적용되는 장애 또는 증상의 진행을 역행, 경감, 억제시키거나, 상기 장애 또는 증상을 예방하거나, 상기 장애 또는 증상의 하나 이상의 징후를 예방하는 것을 말한다. "치료"는 바로 앞에 정의된 바와 같은 "치료하는" 행동을 말한다.

표 1은 명세서 전체에서 사용되는 약어를 나열한 것이다.

약어 목록

약어	설명
Ac	아세틸
ACN	아세토니트릴
Ac₂O	아세트산 무수물
aq	수성
(R,R)-BDPP	(2R,4R)-(+)-2,4-비스(다이페닐포스핀오)펜테인
BES	N,N-비스(2-하이드록시에틸)-2-아미노에테인설폰산
(R)-BICHEP	(R)-(-)-2,2'-비스(다이사이클로헥실포스핀오)-6,6'-다이메틸-1,1'-바이페닐
BICINE	N,N-비스(2-하이드록시에틸)글리신
(S,S)-BICP	(2S,2'S)-비스(다이페닐포스핀오)-(1S,1'S)-바이사이클로펜테인
BIFUP	2,2'-비스(다이페닐포스핀오)-4,4',6,6'-테트라키스(트리플루오로메틸)-1,1'-바이페닐
(R)-Tol-BINAP	(R)-(+)-2,2'-비스(다이-p-톨릴포스핀오)-1,1'-바이나프틸
(S)-Tol-BINAP	(S)-(+)-2,2'-비스(다이-p-톨릴포스핀오)-1,1'-바이나프틸
(R)-BINAP	(R)-2,2'-비스(다이페닐포스핀오)-1,1'-바이나프틸
(S)-BINAP	(S)-2,2'-비스(다이페닐포스핀오)-1,1'-바이나프틸
BIPHEP	2,2'-비스(다이페닐포스핀오)-1,1'-바이페닐
(R)-MeO-BIPHEP	(R)-(6,6'-다이메톡시바이페닐-2,2'-다이일)-비스(다이페닐포스핀)
(R)-Cl-MeO-BIPHEP	(R)-(+)-5,5'-다이클로로-6,6'-다이메톡시-2,2'-비스(다이페닐포스핀오)-1,1'-바이페닐
(S)-Cl-MeO-BIPHEP	(S)-(+)-5,5'-다이클로로-6,6'-다이메톡시-2,2'-비스(다이페닐포스핀오)-1,1'-바이페닐
BisP^*	(S,S)-1,2-비스(t-부틸메틸포스핀오)에테인
(+)-테트라-MeBITIANP	(S)-(+)-2,2'-비스(다이페닐포스핀오)-4,4',6,6'-테트라메틸-3,3'-바이벤조[b]티오펜
Bn	벤질
BnBr, BnCl	벤질브로마이드, 벤질클로라이드
Boc	t-부톡시카본일
BOP	벤조트리아졸-1-일옥시-트리스-(다이메틸아미노)-포스포늄 헥사플루오로포스페이트
(R)-(S)-BPPFA	(-)-(R)-N,N-다이메틸-1-((S)-1',2-비스(다이페닐포스핀오)페로센일)에틸아민
(R,R)-Et-BPE	(+)-1,2-비스((2R,5R)-2,5-다이에틸포스폴란오)에테인
(R,R)-Me-BPE	(+)-1,2-비스((2R,5R)-2,5-다이메틸포스폴란오)에테인
(S,S)-BPPM	(-)-(2S,4S)-2-다이페닐포스핀오메틸-4-다이페닐포스핀오-1-t-부톡시카본일피롤리딘
Bs	브로실 또는 p-브로모-벤젠설폰일
Bu	부틸
n-BuLi	n-부틸 리튬
t-Bu	3급 부틸
Bu₄N⁺Br^-	테트라부틸-암모늄 브로마이드
t-BuOK	칼륨 3급-부톡사이드
t-BuOLi	리튬 3급-부톡사이드
t-BuOMe	3급 부틸 메틸 에테르
t-BuONa	나트륨 3급 부틸 옥사이드
(+)-CAMP	(R)-(+)-사이클로헥실(2-아니실)메틸포스핀; 모노포스핀

약어	설명
카보포스(CARBOPHOS)	메틸-α-D-글루코피란오사이드-2,6-다이벤조에이트-3,4-다이(비스(3,5-다이메틸페닐)포스핀아이트)
Cbz	벤질옥시카본일
CDI	N,N-카본일다이이미다졸
χ	전환율
CnTunaPHOS	바이페닐의 6,6' 탄소원자를 연결하는 -O-(CH₂)_n-O- 기를 갖는 2,2'-비스-다이페닐포스판일-바이페닐(예: n이 4인 경우, (R)-1,14-비스-다이페닐포스판일-6,7,8,9-테트라하이드로-5,10-다이옥사-다이벤조[a,c]사이클로데센)
COD	1,5-사이클로옥타다이엔
(R)-CYCPHOS	(R)-1,2-비스(다이페닐포스핀오)-1-사이클로헥실에테인
DABCO	1,4-다이아자바이사이클로[2.2.2]옥테인
DBAD	다이-t-부틸 아조다이카복실레이트
DBN	1,5-다이아자바이사이클로[4.3.0]논-5-엔
DBU	1,8-다이아자바이사이클로[5.4.0]운데스-7-엔
DCC	다이사이클로헥실카보디이마이드
de	부분입체이성체 과량
DEAD	다이에틸 아조다이카복실레이트
(R,R)-데구포스(DEGUPHOS)	N-벤질-(3R,4R)-3,4-비스(다이페닐포스핀오)피롤리딘
DIAD	다이이소프로필 아조다이카복실레이트
(R,R)-DIOP	(4R,5R)-(-)-O-이소프로필리덴-2,3-다이하이드록시-1,4-비스(다이페닐포스핀오)부테인
(R,R)-DIPAMP	(R,R)-(-)-1,2-비스[(O-메톡시페닐)(페닐)포스핀오]에테인
DIPEA	다이이소프로필에틸아민(휘니그 염기)
DMAP	4-(다이메틸아미노)피리딘
DMF	다이메틸포름아마이드
DMSO	다이메틸설폭사이드
DMT-MM	4-(4,6-다이메톡시-1,3,5-트리아진-2-일)-4-메틸모폴린윰 클로라이드
(R,R)-Et-두포스(DUPHOS)	(-)-1,2-비스((2R,5R)-2,5-다이에틸포스폴란오)벤젠
(S,S)-Et-두포스	(-)-1,2-비스((2S,5S)-2,5-다이에틸포스폴란오)벤젠
(R,R)-i-Pr-두포스	(+)-1,2-비스((2R,5R)-2,5-다이-i-프로필포스폴란오)벤젠
(R,R)-Me-두포스	(-)-1,2-비스((2R,5R)-2,5-다이메틸포스폴란오)벤젠
(S,S)-Me-두포스	(-)-1,2-비스((2S,5S)-2,5-다이메틸포스폴란오)벤젠
E	화학 반응하거나 전환하는 화합물의 각각의 거울상 이성체에 대한 거울상 이성체 선택도 수치 또는 특이성 상수의 비
EDCI	1-(3-다이메틸아미노프로필)-3-에틸카보디이마이드
ee(ee_p 또는 ee_s)	거울상이성체 과량(생성물 또는 반응물)
eq	당량
er	거울상이성체의 비
Et	에틸
Et₃N	트리에틸 아민
EtOAc	에틸 아세테이트
Et₂O	다이에틸 에테르
EtOH	에틸 알콜
FDPP	펜타플루오로페닐 다이페닐포스핀에이트
(R,R)-Et-페로테인(FerroTANE)	1,1'-비스((2R,4R)-2,4-다이에틸포스포타노)페로센

약어	설명
Fmoc	9-플루오로엔일메톡시카본일
GC	기체 크로마토그래피
h, min, s	시간, 분, 초
HEPES	4-(2-하이드록시에틸)피페라진-1-에테인설폰산
HOAc	아세트산
HOAt	1-하이드록시-7-아자벤조트리아졸
HOBt	N-하이드록시벤조트리아졸
HODhbt	3-하이드록시-3,4-다이하이드로-4-옥소-1,2,3-벤조트리아진
HPLC	고성능 액체 크로마토그래피
IAcOEt	에틸 요오도아세테이트
IPA	이소프로판올
i-PrOAc	이소프로필 아세테이트
(R)-(R)-조시포스(JOSIPHOS)	(R)-(-)-1-[(R)-2-(다이페닐포스핀오)페로센일]에틸다이사이클로헥실포스핀
(S)-(S)-조시포스	(S)-(-)-1-[(S)-2-(다이페닐포스핀오)페로센일]에틸다이사이클로헥실포스핀
(R)-(S)-조시포스	(R)-(-)-1-[(S)-2-(다이페닐포스핀오)페로센일]에틸다이사이클로헥실포스핀
KHMDS	칼륨 헥사메틸다이실라제인
KF	칼 피셔(Karl Fischer)
K_S, K_R	S- 또는 R-거울상 이성체에 대한 1차 반응 상수
K_SM, K_RM	S- 또는 R-거울상 이성체에 대한 미카엘리스 상수
LAH	수소화 알루미늄 리튬
LC/MS	액체 크로마토그래피 질량 분광법
LDA	리튬 다이이소프로필아마이드
LHMDS	리튬 헥사메틸다이실라제인
LICA	리튬 이소프로필사이클로헥실아마이드
LTMP	2,2,6,6-테트라메틸피페리딘
LU	리파아제 단위
Me	메틸
MeCl₂	염화 메틸렌
MeI	요오드화 메틸
MEK	메틸에틸케톤 또는 부탄-2-온
MeOH	메틸 알콜
MeONa	나트륨 메톡사이드
MES	2-모폴린오에테인설폰산
(R,R)-t-부틸-미니포스(miniPHOS)	(R,R)-1,2-비스(다이-t-부틸메틸포스핀오)메테인
(S,S)-맨디포스(MandyPhos)	(S,S)-(-)-2,2'-비스[(R)-(N,N-다이메틸아미노)(페닐)메틸]-1,1'-비스(다이페닐포스핀오)페로센
(R)-모노포스	(R)-(-)-[4,N,N-다이메틸아미노]다이나프토[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]다이옥사포스페핀
(R)-MOP	(R)-(+)-2-(다이페닐포스핀오)-2'-메톡시-1,1'-바이나프틸
MOPS	3-(N-모폴린오)프로페인설폰산
MPa	메가 파스칼
mp	융점

약어	설명
Ms	메실 또는 메테인설폰일
MTBE	메틸 3급 부틸 에테르
NMP	N-메틸피롤리돈
Ns	노실 또는 니트로벤젠 설폰일
(R,R)-노르포스(NORPHOS)	(2R,3R)-(-)-2,3-비스(다이페닐포스핀오)바이사이클로[2.2.1]헵트-5-엔
OTf^-	트리플레이트(트리플루오로-메테인설폰산 음이온)
PdCl₂(dppf)₂	다이클로로[1,1'-비스(다이페닐포스핀오)페로센]팔라듐(II) 다이클로로메테인 부가물
(R,S,R,S)-Me-펜포스(PENNPHOS)	(1R,2S,4R,5S)-2,5-다이메틸-7-포스파다이사이클로[2.2.1]헵테인
Ph	페닐
Ph₃P	트리페닐포스핀
Ph₃As	트리페닐아르신
(R)-페인포스(PHANEPHOS)	(R)-(-)-4,12-비스(다이페닐포스핀오)-[2.2]-파라사이클로페인
(S)-페인포스	(S)-(-)-4,12-비스(다이페닐포스핀오)-[2.2]-파라사이클로페인
(R)-PNNP	N,N'-비스[(R)-(+)-α-메틸벤질]-N,N'-비스(다이페닐포스핀오)에틸렌 다이아민
PPh₂-PhOx-Ph	(R)-(-)-2-[2-(다이페닐포스핀오)페닐]-4-페닐-2-옥사졸린
PIPES	피페라진-1,4-비스(2-에테인설폰산)
Pr	프로필
i-Pr	이소프로필
(R)-프로포스(PROPHOS)	(R)-(+)-1,2-비스(다이페닐포스핀오)프로페인
PyBOP	벤조트리아졸-1-일-옥시-트리스-피롤리딘오-포스포늄 헥사플루오로포스페이트
(R)-퀴납(QUINAP)	(R)-(+)-1-(2-다이페닐포스핀오-1-나프틸)이소퀸올린
RaNi	라니 니켈
RI	굴절율
RT	실온(대략 20℃ 내지 25℃)
s/c	기질-대-촉매의 몰비
sp	종
(R)-SpirOP	(1R,5R,6R)-스피로[4.4]노네인-1,6-다이일-다이페닐포스핀산 에스테르; 스피로사이클릭 포스핀아이트 리간드
(R,R,S,S)탕포스(TangPhos)	(R,R,S,S)-1,1'-다이-t-부틸-[2,2']바이포스폴란일
TAPS	N-[트리스(하이드록시메틸)메틸]-3-아미노프로페인설폰산
TATU	O-(7-아자벤조트리아졸-1-일)-1,1,3,3-테트라메틸우로늄 테트라플루오로보레이트
(R)-eTCFP	(R)-2-{[(다이-t-부틸-포스판일)-에틸]-메틸-포스판일}-2-메틸-프로페인
(S)-eTCFP	(S)-2-{[(다이-t-부틸-포스판일)-에틸]-메틸-포스판일}-2-메틸-프로페인
(R)-mTCFP	(R)-2-{[(다이-t-부틸-포스판일)-메틸]-메틸-포스판일}-2-메틸-프로페인
(S)-mTCFP	(S)-2-{[(다이-t-부틸-포스판일)-메틸]-메틸-포스판일}-2-메틸-프로페인
TEA	트리에탄올아민
TES	N-[트리스(하이드록시메틸)메틸]-2-아미노에테인설폰산
Tf	트리플릴 또는 트리플루오로메틸설폰일
TFA	트리플루오로아세트산
THF	테트라하이드로푸란

약어	설명
TLC	박층 크로마토그래피
TMEDA	N,N,N',N'-테트라메틸-1,2-에틸렌다이아민
TMS	트리메틸실릴
Tr	트리틸 또는 트리페닐메틸
트리신(TRICINE)	N-[트리스(하이드록시메틸)메틸]글리신
트리스 완충액	트리스(하이드록시메틸)아미노메테인 완충액
트리톤(TRITON) B	벤질트리메틸암모늄 하이드록사이드
트리즈마(TRIZMA:등록상표)	2-아미노-2-(하이드록시메틸)-1,3-프로페인다이올
Ts	토실 또는 p-톨루엔설폰일
p-TSA	파라-톨루엔 설폰산
v/v	부피 비율
w/w	중량(질량) 비율

하기 반응식 및 실시예의 일부는 산화, 환원 등을 비롯한 통상적인 반응, 분리 방법, 및 분석 절차의 세부사항을 생략할 수 있으며, 이는 유기 화학의 당업계 숙련자들에게 알려져 있다. 이러한 반응 및 방법의 세부사항은 문헌[리차드 라록(Richard Larock), 포괄적인 유기 변환( Comprehensive Organic Transformations)(1999), 및 마이클 비. 스미스(Michael B. Smith) 등 편집의 여러 권 시리즈, 유기 합성 방법의 개론( Compendium of Organic Synthetic Methods)(1974-2005)]을 비롯한 다수 논문에서 찾을 수 있다. 많은 경우, 출발물질 및 시약이 시판되는 공급원에서 수득될 수 있거나, 문헌 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 반응식중 일부는 화학적 변환으로부터 생성된 소량의 생성물(예: 에스테르 가수분해로부터 알콜, 2산의 탈카복실화로부터 CO₂ 등)을 생략할 수 있다. 또한, 일부 예에서, 반응 중간물질은 단리 또는 정제없이 후속 단계에서(즉, 동일 용기에서) 사용될 수 있다.

하기 반응식 및 실시예중 일부에서, 일부 화합물은 반응 부위에서 바람직하지 않은 화학 반응을 방지하는 보호기를 사용하여 제조될 수 있다. 보호기는 또한 용해도를 증가시키거나 또는 다르게는 화합물의 물리적 특성을 변경시키기 위해 사용될 수도 있다. 보호기 방법의 검토를 위해, 보호기를 설치하고 제거하기 위한 물질 및 방법의 상세한 설명, 및 아민, 카복시산, 알콜, 케톤, 알데하이드 등을 비롯한 통상적인 작용기에 대해 유용한 보호기 목록은 모든 목적을 위해 전체적으로 본원에서 참고문헌으로 인용된 문헌[티. 더블유. 그리느(T. W. Greene) 및 피. 지. 우츠(P. G. Wuts), 유기 화학에서의 보호기( Protecting Groups in Organic Chemistry)(1999) 및 피. 코시엔스키(P. Kocienski), 보호기( Protective Groups)(2000)]을 참고한다.

일반적으로, 명세서 전체에 기재된 화학적 변환은 반응물의 실질적으로 화학량론적인 양을 사용하여 실시될 수 있으나, 일부 반응은 하나 이상의 반응물을 과량으로 사용함으로써 유리할 수 있다. 부가적으로, 명세서 전체에 개시된 반응중 다수는 약 실온 및 주위 압력에서 실시될 수 있으나, 반응 속도론, 수율 등에 따라 일부 반응은 승압에서 실시될 수 있거나 보다 고온(예: 환류 온도) 또는 보다 저온(예: -70℃ 내지 0℃)을 이용할 수 있다. 화학적 변환중 다수는 하나 이상의 상용가능한 용매를 이용할 수도 있는데, 이들은 반응 속도 및 수율에 영향을 줄 수 있다. 반응물의 특성에 따라, 하나 이상의 용매가 극성 양성자성(protic) 용매(물 포함), 극성 비-양성자성 용매, 비-극성 용매 또는 일부 조합물일 수 있다. 개시내용에서 화학량론적 범위, 온도 범위, pH 범위 등에 대한 언급은 "범위"라는 용어를 명시적으로 사용하였는지 여부에 상관없이 표시된 종점을 포함한다. 일반적으로 달리 표시되지 않는 한, 구체적인 치환기 식별자(R¹, R², R³ 등)는 화학식과 관련하여 처음에 정의될 때, 후속 화학식에서 사용되는 동일한 치환기 식별자는 선행 화학식에서와 동일한 정의를 갖는다. 따라서, 예컨대, 처음 화학식 1의 R³⁰이 수소, 할로게노 또는 C₁ _-6 알킬인 경우, 다르게 명시되거나 문맥에서 달리 명시하지 않는 한, 두번째 화학식 1의 R³⁰도 수소, 할로게노 또는 C₁ _-6 알킬이다. 본 개시내용은 상기 화학식 1의 광학적 활성 γ-아미노산 뿐만 아니라 이들의 입체이성체(예: 부분입체이성체 및 반대 거울상이성체) 및 이들의 약학적으로 허용가능한 착물, 염, 용매화물 및 수화물을 제조하기 위한 물질 및 방법에 관한 것이다. 청구 및 개시된 방법은 입체이성체적으로 풍부하며 많은 경우에 순수하거나 실질적으로 순수한 입체이성체인 화학식 1의 화합물(또는 그의 입체이성체)을 제공한다. 명확하게 하기 위하여, 명세서는 특정한 입체화학적 배치형태를 갖는 중간물질 및 최종 생성물을 제조하기 위한 방법 및 물질을 개시하고 있다. 그러나, 다른 입체화학적 배치형태를 갖는 출발물질, 분해제, 키랄 촉매, 효소 등을 사용함으로써, 개시된 생성물 및 중간물질의 상응하는 부분입체이성체 및 반대 거울상이성체를 제조하는 방법이 사용될 수 있다.

화학식 1의 화합물은 웨지형(wedge) 결합으로 표시된 바와 같은 둘 이상의 입체 중심(stereogenic center)을 가지며, 상기 정의된 바와 같은 R¹, R² 및 R³ 치환기를 포함한다. 화학식 1의 화합물은 R¹과 R²가 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이되, R¹과 R²가 둘다 수소는 아닌 화합물, 및 R³이 메틸, 에틸, n-프로필 또는 i-프로필을 비롯한 C₁ _-6 알킬인 화합물을 포함한다. 또한, 대표적인 화학식 1의 화합물은 R¹이 수소이고 R²가 메틸이고 R³이 메틸, 에틸, n-프로필 또는 i-프로필인 화합물, 즉 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-헵타노산, (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산, (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-노나노산 또는 (3S,5R)-3-아미노메틸-5,7-다이메틸-옥타노산을 포함한다. 후자 화합물의 대표적인 부분입체이성체는 (3R,5R)- 또는 (3S,5S)-3-아미노메틸-5-메틸-헵타노산, (3R,5R)- 또는 (3S,5S)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산, (3R,5R)- 또는 (3S,5S)-3-아미노메틸-5-메틸-노나노산 및 (3R,5R)- 또는 (3S,5S)-3-아미노메틸-5,7-다이메틸-옥타노산이며, 대표적인 반대 거울상이성체는 (3R,5S)-3-아미노메틸-5-메틸-헵타노산, (3R,5S)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산, (3R,5S)-3-아미노메틸-5-메틸-노나노산 및 (3R,5S)-3-아미노메틸-5,7-다이메틸-옥타노산이다.

반응식 1은 화학식 1의 화합물을 제조하기 위한 2 방법을 나타낸다. 상기 방법은 키랄 알콜(화학식 2)과 활성화제(화학식 3)를 반응시키는 것을 포함한다. 생성된 활성화된 알콜(화학식 4)은 2-시아노 숙신산 다이에스테르(화학식 5)와 반응하여서, 파형 결합으로 표시된 제 2 입체 중심을 갖는 2-알킬-2-시아노 숙신산 다이에스테르(화학식 6)를 제공한다. 제 2 비대칭 탄소원자에 직접 결합된 에스테르 잔기(화학식 6 참고)는 이어서 절단되어서 3-시아노 카복시산 에스테르(화학식 7)를 제공하고, 이는 분해제 또는 효소와 접촉하여 목적하는 최종 생성물(화학식 1)로 전환된다. 전자의 방법에서, 에스테르(화학식 7)는 가수분해되어서 3-시아노 카복시산(화학식 8) 또는 염을 제공한다. 시아노 잔기(화학식 8 참고)의 환원은 산성화시에(필요할 경우), 분해제(예: 키랄산)와 접촉하여 분해되는 γ-아미노산(화학식 9)을 제공하고, 이어서 목적하는 부분입체이성체 염 또는 유리 아미노산(화학식 1)을 분리시킨다. 택일적으로, 모노에스테르(화학식 7)의 하나의 부분입체이성체는 효소와 접촉하여 부분입체이성체 선택적으로 가수분해되어서, C-3에서 필수적인 입체화학적 배치형태를 갖는 3-시아노 카복시산 또는 에스테르가 풍부한 혼합물(화학식 10)을 발생시킨다. 에스테르 또는 산(화학식 10)이 바람직하지 않은 부분입체이성체(화학식 11)로부터 분리되고, 가수분해(필요할 경우)되어서 순수한 또는 실질적으로 순수한 3-시아노 카복시산의 부분입체이성체(화학식 10a)를 제공하거나, 또는 택일적으로 염으로 전환된다. 시아노 잔기의 환원은 산 후처리시에(필요할 경우) 화학식 1의 화합물을 제공한다.

화학식 2, 4 및 6 내지 12의 R¹, R² 및 R³ 치환기가 상기 화학식 1에 정의된 바와 같고, 화학식 3의 R⁴ 치환기가 토실, 메실, 브로실, 클로실(p-클로로-벤젠설폰일), 노실 및 트리플릴로부터 선택되며, 화학식 4의 R⁵ 치환기는 이탈기(예: R⁴O-) 이고, 화학식 3의 X¹ 치환기는 할로게노(예: Cl) 또는 R⁴O-이다. 화학식 5 내지 7의 R⁶과 R⁷ 치환기는 각각 독립적으로 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C₂ _-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C₂ _-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택된다. 화학식 10과 11의 R⁸과 R⁹ 치환기는 각각 독립적으로 수소, C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C_2-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C₂ _-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택된다. 상기 아릴 잔기 각각은 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기에 의해 선택적으로 치환될 수 있다. X는 적합한 반대이온(counterion)이고, 바람직하게는 알칼리금속, 더욱 바람직하게는 나트륨이다.

반응식 1에 도시된 키랄 알콜(화학식 2)은 웨지형 결합에 의해 표시된 바와 같이 C-2에서 입체 중심을 갖고, 상기 정의된 바와 같은 R¹, R² 및 R³ 치환기를 포함한다. 화학식 2의 화합물은 R¹과 R²가 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이되, R¹과 R²가 둘다 수소는 아닌 화합물, 및 R³이 메틸, 에틸, n-프로필 또는 i-프로필을 비롯한 C₁ _-6 알킬인 화합물을 포함한다. 대표적인 화학식 2의 화합물은 또한 R¹이 수소이고 R²가 메틸이고 R³이 메틸, 에틸, n-프로필 또는 i-프로필인 화합물, 즉 (R)-2-메틸-부탄-1-올, (R)-2-메틸-펜탄-1-올, (R)-2-메틸-헥산-1-올 또는 (R)-2,4-다이메틸-펜탄-1-올이다. 후자 화합물의 대표적인 반대 거울상이성체는 (S)-2-메틸-부탄-1-올, (S)-2-메틸-펜탄-1-올, (S)-2-메틸-헥산-1-올 및 (S)-2,4-다이메틸-펜탄-1-올이다.

반응식 1에 나타난 바와 같이, 키랄 알콜(화학식 2)의 하이드록시 잔기는 화학식 3의 화합물과의 반응을 통해 활성화된다. 반응은 전형적으로 과량(예컨대, 약 1.05eq 내지 약 1.1eq)의 활성화제(화학식 3)에 의해 약 -25℃ 내지 약 실온의 온도에서 실시된다. 유용한 활성화제는 TsCl, MsCl, BsCl, NsCl, TfCl 등과 같은 설폰일화제 및 이들의 상응하는 무수물(예: p-톨루엔설폰산 무수물)을 포함한다. 따라서, 예컨대 화학식 2의 화합물이 피리딘 및 비-양성자성 용매, 예컨대 EtOAc, MeCl₂, ACN, THF 등의 존재하에 TsCl과 반응하여서 (R)-톨루엔-4-설폰산 2-메틸-부틸 에스테르, (R)-톨루엔-4-설폰산 2-메틸-펜틸 에스테르, (R)-톨루엔-4-설폰산 2-메틸-헥실 에스테르 및 (R)-톨루엔-4-설폰산 2,4-다이메틸-펜틸 에스테르를 제공할 수 있다. 마찬가지로, 화학식 2의 화합물은 MTBE, 톨루엔 또는 MeCl₂과 같은 비-양성자성 용매 및 Et₃N과 같은 약염기의 존재하에 MsCl과 반응하여서 (R)-메테인설폰산 2-메틸-부틸 에스테르, (R)-메테인설폰산 2-메틸-펜틸 에스테르, (R)-메테인설 폰산 2-메틸-헥실 에스테르 및 (R)-메테인설폰산 2,4-다이메틸-펜틸 에스테르를 제공할 수 있다.

하이드록시 잔기의 활성화시에, 생성된 중간물질(화학식 4)이 염기 및 하나 이상의 용매의 존재하에 2-시아노 숙신산 다이에스테르(화학식 5)와 반응하여서 2-알킬-2-시아노 숙신산 다이에스테르(화학식 6)를 제공한다. 대표적인 화학식 5의 화합물은 2-시아노-숙신산 다이에틸 에스테르를 포함한다. 마찬가지로, 대표적인 화학식 6의 화합물은 (2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-부틸)-숙신산 다이에틸 에스테르, (2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-펜틸)-숙신산 다이에틸 에스테르, (2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-헥실)-숙신산 다이에틸 에스테르 및 (2'R)-2-시아노-2-(2',4'-다이메틸-펜틸)-숙신산 다이에틸 에스테르를 포함한다.

알킬화는 약 실온 내지 환류 온도, 약 70℃ 내지 110℃, 또는 약 90℃ 내지 약 100℃ 범위의 온도에서 화학량론적 또는 과량의 양(예컨대, 약 1eq 내지 약 1.5eq)의 염기 및 다이에스테르(화학식 5)를 사용하여 실시될 수 있다. 대표적인 염기는 1족 금속 카본에이트(예컨대, Cs₂CO₃ 및 K₂CO₃), 포스페이트(예컨대, K₃PO₄) 및 알콕사이드(예컨대, EtOH중 21% NaOEt) 뿐만 아니라, 입체장애의 비-친핵성 염기, 예컨대 Et₃N, t-BuOK, DBN, DBU 등을 포함한다. 반응 혼합물은 단일 유기상을 포함할 수 있거나, 또는 수성상, 유기상 및 상-전이 촉매(예컨대, Bu₄N⁺Br^-와 같은 테트라알킬암모늄 염)를 포함할 수 있다. 대표적인 유기 용매는 극성 양성자성 용매, 예컨대 MeOH, EtOH, i-PrOH 및 다른 알콜; 극성 비-양성자성 용매, 예컨대 EtOAc, i-PrOAc, THF, MeCl₂ 및 ACN; 및 비-극성 방향족 및 지방족 용매, 예컨대 톨루엔, 헵테인 등을 포함한다.

알킬화 후에, 제 2 비대칭 탄소원자에 직접 결합된 에스테르 잔기(화학식 6 참고)는 절단되어서 (5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르, (5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르, (5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르 및 (5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르와 같은 3-시아노 카복시산 에스테르(화학식 7)를 제공한다. 약 135℃ 이상의 온도(즉, 크랍코(Krapcho) 조건)에서 수성 DMSO, NMP 등과 같은 극성 비-양성자성 용매중 다이에스테르(화학식 6)과 클로라이드 염(예컨대, LiCl, NaCl 등)을 반응시켜서 에스테르가 제거될 수 있다. 보다 고온(예컨대, 150℃, 160℃ 또는 그 이상) 또는 상 전이 촉매(예컨대, Bu₄N⁺Br^-)가 사용되어서 반응 시간을 24시간 이하로 줄일 수 있다. 전형적으로, 반응은 과량의 클로라이드 염(예컨대, 약 1.1eq 내지 약 4eq, 또는 약 1.5eq 내지 약 3.5eq)을 이용한다.

반응식 1에 도시되고 전술된 바와 같이, 3-시아노 카복시산 에스테르(화학식 7)는 분해제와의 접촉을 통해 목적하는 생성물(화학식 1)로 전환될 수 있다. 이 방법에서, 에스테르(화학식 7)는 수성 산 또는 염기와 접촉하여 가수분해되어서 3-시아노 카복시산(화학식 8) 또는 염을 제공한다. 예컨대, 화학식 7의 화합물은 HCl, H₂SO₄ 등 및 과량의 H₂O에 의해 처리되어서 화학식 8의 카복시산을 제공할 수 있다. 택일적으로, 화학식 7의 화합물은 선택적인 극성 용매(예: THF, MeOH, EtOH, 아세톤, ACN 등)중에서 LiOH, KOH, NaOH, CsOH, Na₂CO₃, K₂CO₃, Cs₂CO₃ 등과 같은 수성 무기 염기에 의해 처리되어서 염기 부가염을 제공할 수 있고, 이는 산에 의해 처리되어서 3-시아노 카복시산(화학식 8)을 생성할 수 있다. 대표적인 화학식 8의 화합물은 (5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산, (5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산, (5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 및 (5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산, 및 이들의 염을 포함한다.

카복시산(화학식 8)의 시아노 잔기 또는 그의 상응하는 염은 후속적으로 환원되어서 필요시 산 후처리시에 γ-아미노산(화학식 9)을 제공한다. 끝에서 두번째 유리 산은 γ-아미노산 염을 aq HOAc와 같은 약산으로 처리함으로써 수득될 수 있다. 대표적인 화학식 9의 화합물은 (5R)-3-아미노메틸-5-메틸-헵타노산, (5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산, (5R)-3-아미노메틸-5-메틸-노나노산 및 (5R)-3-아미노메틸-5,7-다이메틸-옥타노산 및 이들의 염을 포함한다.

시아노 잔기는 촉매 존재하에 H₂와의 반응을 통해 또는 LiAlH₄, BH₃-Me₂S 등과 같은 환원제와의 반응을 통해 환원될 수 있다. 라니 니켈 및 다른 스폰지 금속 촉매 이외에, 잠재적으로 유용한 촉매는 Al₂O₃, C, CaCO₃, SrCO₃, BaSO₄, MgO, SiO₂, TiO₂, ZrO₂ 등을 비롯한 다양한 물질위에 전형적으로 지지되어 있는 Ni, Pd, Pt, Rh, Re, Ru 및 Ir과 같은 전이 금속, 그의 산화물 및 조합물 약 0.1중량% 내지 약 20중량% 또는 약 1중량% 내지 약 5중량%를 함유하는 이종 촉매를 포함한다. Pd를 포함한 이들 금속중 다수는 아민, 설파이드, 또는 Pb, Cu 또는 Zn과 같은 제 2 금 속에 의해 불순물 첨가(doping)될 수 있다. 따라서, 예시적인 촉매는 중량 기준으로 약 1% 내지 약 5% Pd를 함유하는 Pd/C, Pd/SrCO₃, Pd/Al₂O₃, Pd/MgO, Pd/CaCO₃, Pd/BaSO₄, PdO, Pd 블랙(black), PdCl₂ 등과 같은 팔라듐 촉매를 포함한다. 다른 촉매는 Rh/C, Ru/C, Re/C, PtO₂, Rh/C, RuO₂ 등을 포함한다.

시아노 잔기의 촉매적 환원은 MeOH, EtOH, IPA, THF, EtOAc 및 HOAc와 같은 물, 알콜, 에테르, 에스테르 및 산을 포함한(그러나, 이에 제한되는 것은 아니다) 하나 이상의 극성 용매의 존재하에 전형적으로 실시된다. 반응은 약 5℃ 내지 약 100℃ 범위의 온도에서 실시될 수 있으나, 실온에서의 반응이 통상적이다. 일반적으로, 기질-대-촉매의 비는 중량 기준으로 약 1:1 내지 약 1000:1 범위일 수 있고, H₂ 압력은 약 대기압 0psig 내지 약 1500psig 범위일 수 있다. 더욱 전형적으로, 기질-대-촉매의 비는 약 4:1 내지 약 20:1 범위이고, H₂ 압력은 약 25psig 내지 약 150psig 범위이다.

반응식 1에 나타난 바와 같이, 끝에서 두번째 γ-아미노산(화학식 9)은 분해되어서 목적하는 입체이성체(화학식 1)를 제공한다. 아미노산(화학식 9)은 거울상이성체적으로 순수한 또는 실질적으로 순수한 산 또는 염기(예: S-만델산, S-타르타르산 등)와 같은 분해제와의 접촉을 통해 분해되어서 부분입체이성체 쌍(예: 다른 용해도를 갖는 염)을 생성시킬 수 있고, 이는 예컨대 재결정 또는 크로마토그래피를 통해 분리된다. 목적하는 입체화학적 배치형태를 갖는 γ-아미노산(화학식 1)은 이어서 예컨대 염기 또는 산과의 접촉을 통해 또는 용매 분할(예컨대, EtOH, THF 등과의 접촉)을 통해 적절한 부분입체이성체로부터 재생된다. 목적하는 입체이성체는 적합한 용매중에서 복수회의 재결정을 통해 더욱 풍부해질 수 있다.

상기한 바와 같은 분해제의 사용 이외에, 3-시아노 카복시산 에스테르(화학식 7)는 효소와의 접촉을 통해 목적하는 생성물(화학식 1)로 전환될 수 있다. 반응식 1에 도시되고 상기에서 검토된 바와 같이, 모노에스테르의 한 부분입체이성체(화학식 7)는 효소와의 접촉을 통해 부분입체이성체 선택적으로 가수분해되어서, C-3에서 필수적인 입체화학적 배치형태를 갖는 3-시아노 카복시산(또는 에스테르)(화학식 10) 및 C-3에서 반대(목적하지 않는) 입체화학적 배치형태를 갖는 3-시아노 카복시에스테르(또는 산)을 함유하는 혼합물을 생성시킨다. 대표적인 화학식 10의 화합물은 (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산, (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산, (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 및 (3S,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 및 그의 염 뿐만 아니라 (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르, (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르, (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르 및 (3S,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르를 포함한 상기 화합물의 C₁ _-6 알킬 에스테르를 포함한다. 예시적인 화학식 11의 화합물은 (3R,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산, (3R,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산, (3R,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 및 (3R,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산, 및 그의 염 뿐만 아니라 (3R,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르, (3R,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르, (3R,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르 및 (3R,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르를 포함한 상기 화합물의 C_1-6 알킬 에스테르를 포함한다.

목적하는 부분입체이성체(화학식 10)를 분해하는데 사용되는 효소(생촉매)의 선택은 기질(화학식 7)의 구조식 및 생물전환 생성물(화학식 10 또는 화학식 11)에 좌우된다. 기질(화학식 7)은 C-3에서 반대 입체화학적 배치형태를 갖는 2 부분입체이성체(화학식 13 및 화학식 14)를 포함한다:

상기 화학식 13 및 14에서,

R¹, R² 및 R⁶ 치환기는 상기 화학식 1 및 5에서 정의된 바와 같다.

효소는 입체선택적으로 2 부분입체이성체(화학식 13 또는 화학식 14)중 하나를 가수분해한다. 따라서, 효소는 화학식 13의 화합물에 대해 거의 또는 전혀 영향을 주지 않으면서 화학식 14의 화합물의 가수분해를 촉진하여 화학식 11의 3-시아노 카복시산(또는 염)을 제공하는 임의의 단백질일 수 있다. 택일적으로, 효소는 화학식 14의 화합물에 대해 거의 또는 전혀 영향을 주지 않으면서 화학식 13의 화합물의 가수분해를 촉진하여 화학식 10의 3-시아노 카복시산(또는 염)을 제공하는 임의의 단백질일 수 있다. 따라서, 화학식 13 또는 화학식 14의 화합물을 화학식 10 또는 화학식 11의 화합물 각각으로 부분입체이성체 선택적으로 가수분해시키는데 유용한 효소는 리파아제, 일부 프로테아제 및 다른 입체이성체 선택적인 에스테라아제를 포함한 하이드롤라아제를 포함할 수 있다. 상기 효소는 동물 기관 및 미생물을 비롯한 각종 천연 공급원으로부터 수득될 수 있다. 시판되는 하이드롤라아제의 비제한적인 목록에 대하여는 예컨대, 하기 표 2를 참고한다.

시판되는 하이드롤라아제

효소	상품명
돼지 췌장 리파아제	알투스(Altus) 03
CAL-A, 동결건조	알투스 11
칸디다 리폴리티카(Candida lipolytica) 리파아제	알투스 12
CAL-B, 동결건조	알투스 13
지오트리쿰 칸디둠(Geotrichum candidum) 리파아제	알투스 28
수도모나스 아로기노사(Pseudomonas aroginosa) 리파아제	알투스 50
수도모나스 종 에스테라아제	아마노 콜레스테롤 에스테라아제(Amano Cholesterol Esterase) 2
아스페르길루스 니게르(Aspergillus niger) 리파아제	아마노 리파아제 AS
버크홀데리아 세파시아 리파아제	아마노 리파아제 AH
수도모나스 플루오레센스(Pseudomonas fluorescens) 리파아제	아마노 리파아제 AK 20
칸디다 루고사 리파아제	아마노 리파아제 AYS
리조푸스 델레마르(Rhizopus delemar) 리파아제	아마노 리파아제 D
리조푸스 오리자에 리파아제	아마노 리파아제 F-AP 15
페니실리움 카멤베르티(Penicillium camembertii) 리파아제	아마노 리파아제 G 50
무코르 자바니쿠스(Mucor javanicus) 리파아제	아마노 리파아제 M 10
버크홀데리아 세파시아 리파아제	아마노 리파아제 PS
버크홀데리아 세파시아 리파아제	아마노 리파아제 PS-SD
버크홀데리아 세파시아 리파아제	아마노 리파아제 PS-C I
버크홀데리아 세파시아 리파아제	아마노 리파아제 PS-C II
버크홀데리아 세파시아 리파아제	아마노 리파아제 PS-D I
페니실리움 로퀘포르티 리파아제	아마노 리파아제 R
버크홀데리아 세파시아 리파아제	아마노 리파아제 S
아스페르길루스 종 프로테아제	바이오카탈리틱스(BioCatalytics) 101
수도모나스 종 리파아제	바이오카탈리틱스 103
진균 리파아제	바이오카탈리틱스 105
미생물, 동결건조 리파아제	바이오카탈리틱스 108
CAL-B, 동결건조	바이오카탈리틱스 110
칸디다 종, 동결건조	바이오카탈리틱스 111
CAL-A, 동결건조	바이오카탈리틱스 112
써모마이세스 종 리파아제	바이오카탈리틱스 115
알칼리기네스(Alcaligines) 종, 동결건조 리파아제	바이오카탈리틱스 117
크로모박테리움 비스코숨(Chromobacterium viscosum) 리파아제	알투스 26
CAL-B, L2 Sol	크리아자임(Chriazyme) L2 Sol
칸디다 실리드라세아(Candida cylindracea) 리파아제	플루카(Fluka) 62302
칸디다 우틸리스(Candida utilis) 리파아제	플루카 6

효소	상품명
리조푸스 니베우스(Rhizopus niveus) 리파아제	시그마(Sigma) L8
돼지 췌장 리파아제	시그마 L12
수도모나스 종 지단백질 리파아제	시그마 L13
써모마이세스 라누기노수스 리파아제	시그마 L9 리폴라아제(Lipolase)
써모마이세스 라누기노수스 리파아제	시그마 L10 노보(Novo)871
리조무코르 미에헤이(Rhizomucor miehei) 리파아제	시그마 L6 팔라타아제(Palatase)
수도모나스 종 리파아제	시그마 L14 XIII 유형
맥아 리파아제	시그마 L11
리조푸스 아리주스(Rhizopus arrhizus) 리파아제	시그마 L7 XI 유형
췌장 리파아제 250	밸리 리서치(Valley Research) V1
트립신 프로테아제	알투스 33
키모파파인(Chymopapain) 프로테아제	알투스 38
브로멜라인(Bromelain) 프로테아제	알투스 40
아스페르길루스 니게르 프로테아제	알투스 41
아스페르길루스 오리자에 프로테아제	알투스 42
페니실리움 종 프로테아제	알투스 43
아스페르길루스 종 프로테아제	알투스 45
레닌 송아지 위 프로테아제	시그마 P24
섭틸리신 칼스버그(Subtilisin Carlsberg) 프로테아제	알투스 10
바실루스 렌투스(Bacillus lentus) 프로테아제	알투스 53
진균 프로테아제	게넨코르 펑갈(Genencor Fungal) 프로테아제 500,000
진균 프로테아제	게넨코르 펑갈 프로테아제 농축물
박테리아 프로테아제	게넨코르 프로텍스 6L
프로테아제	게넨코르 프로테아제 899
박테리아 프로테아제	게넨코르 멀티펙트(Genencor Multifect) P3000
박테리아 프로테아제	게넨코르 프리마탄(Genencor Primatan)
박테리아 프로테아제	게넨코르 푸라펙트(Genencor Purafect)(4000L)
박테리아 프로테아제	게넨코르 멀티펙트 누트랄(Genencor Multifect Neutral)
아스페르길루스 니게르 프로테아제	아마노 애시드 프로테아제 A
리조푸스 니베우스 프로테아제	아마노 애시드 프로테아제 II
리조푸스 니베우스 프로테아제	아마노 뉴라아제(Amano Newlase) F
리조푸스 오리자에 프로테아제	아마노 펩티다아제 R
바실루스 섭틸리스 프로테아제	아마노 프로레더(Amano Proleather) FGF
아르페르길루스 오리자에 프로테아제	아마노 프로테아제 A
아르페르길루스 오리자에 프로테아제	아마노 프로테아제 M
바실루스 섭틸리스 프로테아제	아마노 프로테아제 N
아스페르길루스 멜레우스(Aspergillus melleus) 프로테아제	아마노 프로테아제 P10

효소	상품명
바실루스 스테아로테르모필루스(Bacillus stearothermophilus) 프로테아제	아마노 프로테아제 SG
돼지 간 에스테라아제, 동결건조	바이오캣 키라자임(BioCat Chirazyme) E1
돼지 간 에스테라아제, 동결건조	바이오캣 키라자임 E2
스트렙토마이세스(Streptomyces) 종 프로테아제	바이오카탈리틱스 118
트리티라키움 알붐(Tritirachium album) 프로테아제	플루카 P6 프로테이나아제 K
소 췌장 프로테아제	시그마 P18 알파 키모트립신 I
스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus) 프로테아제	시그마 P16 박테리알
소 췌장 프로테아제	시그마 P21 베타 키모트립신
클로스트리디움 히스톨리티쿰(Clostridium histolyticum) 프로테아제	시그마 P13 클로스트리파인(Clostripain)
소 장 프로테아제	시그마 P17 엔테로펩티다아제(Enteropeptidase)
돼지 장 프로테아제	시그마 P25 엔테로펩티다아제
바실루스 종 프로테아제	시그마 P8 에스페라아제
아스페르길루스 오리자에 프로테아제	시그마 P1 플라보자임(Flavourzyme)
바실루스 아밀올리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) 프로테아제	시그마 P5 뉴트라아제
카리카 파파야(Carica papaya) 프로테아제	시그마 P12 파파인
바실루스 써모프로테올리티쿠스 로코(Bacillus thermoproteolyticus rokko)	시그마 P1O 프로테아제
파이로코쿠스 푸리오시스(Pyrococcus furiosis) 프로테아제	시그마 P14 프로테아제 S
바실루스 종 프로테아제	시그마 P9 사비나아제(Savinase)
소 췌장 프로테아제	시그마 P19 1유형(조질)
바실루스 폴리믹사(Bacillus polymyxa) 프로테아제	시그마 P7 IX 유형
바실루스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) 프로테아제	시그마 P6 VIII 유형
아스페르길루스 사이토이(Aspergillus saitoi) 프로테아제	시그마 P3 XIII 유형
아스페르길루스 소자에(Aspergillus sojae) 프로테아제	시그마 P4 XIX 유형
아스페르길루스 오리자에 프로테아제	시그마 P2 XXIII 유형
박테리아 프로테아제	시그마 P11 XXIV 유형
리조푸스 종 뉴라아제	시그마 15 뉴라아제
아스페르길루스 오리자에 프로테아제	발리다아제(Validase) FP 농축물
파인애플[아나나스 코모수스 및 아나나스 브락테아투스(Ananas comosus & Ananas bracteatus)(L)]	브로멜리안 농축물
아스페르길루스 종 아실라아제	아마노 Am1
돼지 신장 아실라아제	시그마 A-S2 아실라아제 I
페니실린 G 아실라아제	알투스 06
무코르 메이헤이로부터의 에스테라아제	플루카 E5
칸디다 루고사 에스테라아제	알투스 31
돼지 췌장 엘라스타아제	알투스 35
콜린에스테라아제, 아세틸	시그마 ES8
콜레스테롤 에스테라아제	바이오카탈리틱스 E3
PLE-암모늄 설페이트	바이오카탈리틱스 123
토끼 간 에스테라아제	시그마 ES2
콜레스테롤 에스테라아제 수도모나스 종	시그마 ES4

실시예 부분에 나타난 바와 같이, 시아노-치환된 에스테르(화학식 13 또는 화학식 14)를 화학식 10 또는 화학식 11의 카복시산(또는 염)으로 부분입체이성체 선택적으로 전환시키기에 유용한 효소는 리파아제를 포함한다. 화학식 14의 시아노-치환된 에스테르를 화학식 11의 카복시산(또는 염)으로 전환시키기에 특히 유용한 리파아제는 상품명 PS, PS-SD, PS-C I, PS-C II, PS-D I 및 S로 아마노 엔자임 잉크(Amano Enzyme Inc.)로부터 구입가능한 것과 같이 버크홀데리아 세파시아(종전 수도모나스 세파시아) 미생물로부터 유도된 효소를 포함한다. 이들 효소는 자유-유동성 분말(PS) 또는 동결 건조 분말(S)로 구입가능하거나 또는 세라믹 입자(PS-C I 및 PS-C II) 또는 규조토(PS-D I)상에 고정될 수 있다. 이들은 약 30KLu/g(PS) 내지 약 2,200KLu/g(S) 범위일 수 있는 지질분해적 활성을 갖는다. 아마노 엔자임 잉크로부터의 리파아제 PS-SD는 본 발명의 방법에서 사용하기에 바람직한 효소이다.

화학식 13의 시아노-치환된 에스테르를 화학식 10의 카복시산(또는 염)으로 전환시키기에 특히 유용한 리파아제는 상품명 리폴라아제(LIPOLASE: 등록상표)로 노보-노르디스크 에이/에스(Novo-Nordisk A/S)에서 구입할 수 있는 것과 같이 써모마이세스 라누기노수스 미생물로부터 유도된 효소를 포함한다. 리폴라아제(등록상표) 효소는 리파아제의 아미노산 서열을 코딩하는 써모마이세스 라누기노수스 DSM 4109의 DNA에 의해 유전적으로 변형된 아스페르길루스 오리자에 미생물의 심부배양에 의해 수득된다. 리폴라아제(등록상표) 100L 및 리폴라아제(등록상표) 100T는 각각 100kLU/g의 아주 적은 활성을 갖는 액체 용액 및 과립형 고체로 각각 구입가능하다. 리폴라아제(등록상표)의 다른 형태는 리폴라아제(등록상표) 100L의 활성의 반을 갖는 리폴라아제(등록상표) 50L, 및 리폴라아제(등록상표) 100L과 동일한 활성을 갖지만 식용 등급인 리포자임(LIPOZYME: 등록상표) 100L을 포함한다.

적합한 효소를 확인하기 위하여 다양한 스크리닝(screening) 방법이 이용될 수 있다. 예컨대, 많은 시판되는 효소가 하기 실시예 단락에 기재된 초고속 스크리닝법(high throughput screening technique)을 사용하여 스크리닝될 수 있다. 다른 효소(또는 효소의 미생물 공급원)는 증균 단리(enrichment isolation) 방법을 사용하여 스크리닝될 수 있다. 이러한 방법은 기질(화학식 7) 또는 구조적으로 유사한 화합물일 수 있는 증균 기질(enrichment substrate)에 의해 보충된 탄소-제한된 또는 질소-제한된 매질의 사용을 전형적으로 포함한다. 잠재적으로 유용한 미생물은 증균 기질을 함유한 매질에서 증식할 수 있는 능력에 근거하여 추가적인 연구를 위해 선택된다. 이어서, 미생물 세포 현탁액을 분해되지 않은 기질과 접촉시키고 키랄 HPLC, 기체-액체 크로마토그래피, LC/MS 등과 같은 분석 방법을 이용하여 목적하는 부분입체이성체(화학식 10)의 존재에 대해 시험함으로써 상기 미생물은 에스테르 가수분해를 입체이성체 선택적으로 촉진시킬 수 있는 능력에 대해 평가된다.

필수적인 가수분해 활성을 갖는 미생물이 단리되면, 효소 공학이 이용되어서 생성되는 효소 특성을 개선시킬 수 있다. 예컨대, 제한없이, 효소 공학은 수율 및 에스테르 가수분해의 부분입체이성체 선택도를 증가시키고 효소의 온도 및 pH 실시 범위를 확장시키며 유기 용매에 대한 효소 내성을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 유용한 효소 공학법은 점 돌연변이와 같은 합리적인 설계 방법(rational design method), 및 무작위 돌연변이, 유전자 발현 및 초고속 스크리닝을 연속 이용하여서 목적하는 특성을 최적화하는 생체외 진화법(in vitro-directed evolution techniques)을 포함한다. 예컨대, 문헌[케이. 엠. 코엘러(K. M. Koeller) 및 씨. 에이치. 웡(C. H. Wong), "화합물 합성을 위한 효소(Enzymes for chemical synthesis)", 네이처(Nature) 409:232-240(2001년 1월 11일)] 및 그에 인용된 문헌을 참고하며, 이들의 전체 기재내용은 본원에서 참고문헌으로 인용된다.

효소는 전체 미생물 세포, 막투과된 미생물 세포, 미생물 세포 추출물, 부분 정제된 효소, 정제된 효소 등의 형태일 수 있다. 효소는 부피 기준으로 약 0.1mm 미만(미세 분산액) 또는 약 0.1mm 이상(조도 분산액(coarse dispersion))의 평균 입자 크기를 갖는 입자 분산액을 구성할 수 있다. 조도 효소 분산액은 미세 분산액에 비해 잠재적인 가공 이점을 제공한다. 예컨대, 조도 효소 입자는 배치식 공정(batch process), 또는 반-연속식 또는 연속식 공정에서 반복적으로 이용될 수 있고, 일반적으로 효소의 미세 분산액에 비해 보다 용이하게 생물전환의 다른 구성성분으로부터 분리(예: 여과에 의해)될 수 있다.

유용한 조도 효소 분산액은 가교결합된 효소 결정(CLEC), 및 효소로 주로 구성된 가교결합된 효소 응집물(CLEA)를 포함한다. 다른 조도 분산액은 불용성 지지물위에 또는 그 내부에 고정된 효소를 포함할 수 있다. 유용한 고체 지지물은 칼슘 알기네이트, 폴리아크릴아마이드, 유페르지트(EUPERGIT: 등록상표) 및 다른 중합성 물질로 구성된 중합체 매트릭스 뿐만 아니라 셀라이트(CELITE: 등록상표)와 같은 무기 매트릭스를 포함한다. CLEC 및 다른 효소 고정 방법의 일반적인 설명에 대하여 엠. 에이. 나비아(M. A. Navia) 및 엔. 엘. 세인트 클레어(N. L. St. Clair)에게 허여된 미국특허 제5,618,710호를 참고한다. 제조방법 및 용도를 비롯한 CLEA의 일반적인 검토를 위해, 엘. 카오(L. Cao) 및 제이. 엘징가(J. Elzinga) 등의 미국특허출원 제2003/0149172호를 참고한다. 또한, CLEC 및 CLEA 방법의 리파아제 적용의 검토를 위해서는 문헌[에이. 엠. 앤더슨(A. M. Anderson), Biocat . Biotransform, 16:181(1998) 및 피. 로페즈-세라노(P. Lopez-Serrano) 등, Biotechnol. Lett . 24: 1379-83(2002)]을 참고한다. 상기 참고문헌의 전체 기재내용은 본원에서 모든 목적을 위해 참고문헌으로 인용된다.

반응 혼합물은 단일 상을 포함할 수 있거나 또는 다상(예컨대, 2- 또는 3-상 시스템)을 포함할 수 있다. 따라서, 예컨대, 반응식 1에 도시된 부분입체이성체 선택적인 가수분해는 효소, 기질(화학식 7), 목적하는 부분입체이성체(화학식 10) 및 목적하지 않는 부분입체이성체(화학식 11)을 함유하는 단일 수성상에서 일어날 수 있다. 택일적으로, 반응 혼합물은 고체 상(예컨대, 효소 또는 생성물)과 접촉하는 수성 상, 유기 상과 접촉하는 수성 상, 또는 유기 상 및 고체 상과 접촉하는 수성 상을 포함하는 다상 시스템을 포함할 수 있다. 예컨대, 부분입체이성체 선택적인 가수분해는 효소를 함유하는 고체 상, 및 기질(화학식 7), 목적하는 부분입체이성체(화학식 10) 및 목적하지 않는 부분입체이성체(화학식 11)를 함유하는 수성 상으로 구성된 2-상 시스템에서 실시될 수 있다.

택일적으로, 부분입체이성체 선택적인 가수분해는 효소를 함유하는 고체 상, 기질(화학식 7)을 함유하는 유기 상, 및 초기에 소 분획의 기질을 함유하는 수성 상으로 구성된 3-상 시스템에서 실시될 수 있다. 일부 경우에, 목적하는 부분입체이성체(화학식 10)는 미반응된 에스테르(화학식 14)보다 낮은 pKa를 갖는 카복시산이다. 카복시산이 보다 큰 수용해도를 나타내기 때문에, 유기상은 미반응된 에스테르(화학식 14)를 풍부하게 갖게 되는 반면, 수성 상은 목적하는 카복시산(또는 염)을 풍부하게 갖게 된다. 다른 경우에, 목적하지 않은 부분입체이성체(화학식 11)는 카복시산이고, 따라서 유기 상은 목적하는 미반응된 에스테르(화학식 13)를 풍부하게 갖게 되는 반면, 수성 상은 목적하지 않은 카복시산(또는 염)을 풍부하게 갖게 된다. 바람직하게, 목적하지 않은 부분입체이성체(화학식 11)는 수성 상에 용해되는 카복시산으로 선택적으로 가수분해되는 반면, 목적하는 부분입체이성체(화학식 10의 에스테르)는 반응하지 않고 유기 상에 남는다.

기질(화학식 7) 및 입체이성체 선택적인 가수분해에 사용된 생촉매의 양은 특히 구체적인 시아노-치환된 에스테르의 특성 및 효소에 좌우된다. 그러나, 일반적으로, 반응은 약 0.1M 내지 약 5.0M의 초기 농도를 갖는 기질을 이용할 수 있고, 많은 경우에는 약 0.1M 내지 약 1.0M의 초기 농도를 갖는 기질을 이용할 수 있다. 부가적으로, 반응은 약 1% 내지 약 20%의 효소 로딩(loading)을 일반적으로 이용할 수 있고, 많은 경우에 약 5% 내지 약 15%(w/w)의 효소 로딩을 이용할 수 있다.

입체이성체 선택적인 가수분해는 일정 범위의 온도 및 pH에 걸쳐 실시될 수 있다. 예컨대, 반응은 약 10℃ 내지 약 60℃의 온도에서 실시될 수 있지만, 전형적으로는 약 RT 내지 약 45℃의 온도에서 실시된다. 상기 온도는 일반적으로 효소를 불활성화시키지 않으면서 합리적인 시간(예컨대, 약 1h 내지 약 48h 또는 약 1h 내지 약 24h)내에 약 80% 이상(예컨대, 98%)의 de(3S,5R 부분입체이성체)로 기질(화학식 7)을 실질적으로 완전히 전환(예컨대, 약 42% 내지 약 50%)시킨다. 부가적으로, 입체이성체 선택적인 가수분해는 약 5 내지 약 11의 pH, 더욱 전형적으로는 약 6 내지 약 9의 pH, 종종 약 6.5 내지 약 7.5의 pH에서 실시될 수 있다. pH를 통제하지 않는 경우, 기질(화학식 7)의 가수분해가 진행됨에 따라 카복시산(화학식 10 또는 화학식 11)이 형성되기 때문에 반응 혼합물의 pH는 감소된다. 이러한 변화를 보상하기 위하여, 가수분해 반응은 내부적으로 pH를 통제하며(즉, 적합한 완충액의 존재하에) 실시될 수 있거나 또는 염기를 첨가하여 외부적으로 pH를 통제하며 실시될 수 있다. 적합한 완충액은 탄산수소나트륨, 인산칼륨, 인산나트륨, 아세트산 나트륨, 아세트산 암모늄, 아세트산 칼슘, BES, BICINE, HEPES, MES, MOPS, PIPES, TAPS, TES, 트리신, 트리스, 트리즈마(등록상표), 또는 약 6 내지 약 9의 pKa를 갖는 다른 완충액을 포함한다. 완충액 농도는 일반적으로 약 5mM 내지 약 1mM 범위이고, 전형적으로는 약 50mM 내지 약 200mM 범위이다. 적합한 염기는 약 0.5M 내지 약 15M 범위, 더욱 전형적으로는 약 5M 내지 약 10M 범위의 농도를 갖는 KOH, NaOH, NH₄OH 등으로 이루어진 수용액을 포함한다. 아세트산 칼슘과 같은 다른 무기 첨가제가 또한 사용될 수 있다.

기질(화학식 7)의 효소적 전환후에 또는 그 동안에, 목적하는 부분입체이성체(화학식 10)는 표준 방법을 이용하여 생성물 혼합물로부터 단리된다. 예컨대, 단일(수성) 상 배치 반응의 경우에, 생성물 혼합물은 수성(유기) 및 유기(수성) 상 각각에서 C-3에서 필수적인 입체화학적 배치형태를 갖는 산(에스테르)(화학식 10)을 바람직하지 않은 에스테르(산)(화학식 11)로부터 분리시키는 헥세인, 헵테인, MeCl₂, 톨루엔, MTBE, THF 등과 같은 유기 용매에 의해 1회 이상 추출될 수 있다. 택일적으로, 산 또는 에스테르를 풍부하게 갖는 수성 및 유기 상을 이용하는 다상 반응의 경우에, 2 부분입체이성체(화학식 10 및 화학식 11)는 배치식 후속 반응에서 분리될 수 있거나 또는 입체이성체 선택적인 가수분해 동안에 반연속식으로 또는 연속식으로 분리될 수 있다.

반응식 1에 나타난 바와 같이, 목적하는 부분입체이성체(화학식 10)가 생성물 혼합물로부터 단리되면, 이는 상기 화학식 7의 화합물의 에스테르 가수분해와 관련된 조건 및 시약을 이용하여 선택적으로 가수분해된다. 생성된 카복시산(화학식 10a) 또는 그의 상응하는 염의 시아노 잔기는 이어서 환원되어서 필요시 산 후처리될 때에 목적하는 γ-아미노산(화학식 1)을 제공한다. 환원은 화학식 8의 화합물의 시아노 잔기의 환원에 대해 상기 동일한 조건 및 시약을 이용할 수 있고, 화학식 10a의 시아노산을 단리시키지 않으면서 일어날 수 있다. 대표적인 화학식 10a의 화합물은 (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산, (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산, (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 및 (3S,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산, 및 이들의 염을 포함한다.

반응식 1에 도시된 바와 같이, 목적하는 부분입체이성체(화학식 10)는 적합한 염, 바람직하게는 알칼리 금속 염으로 전환될 수 있다. 생성된 염의 시아노 잔기는 이어서 환원되어서, 목적하는 γ-아미노산(화학식 1)의 염을 제공한다. 환원은 화학식 8의 화합물의 시아노 잔기의 환원에 대해 상기 동일한 조건 및 시약을 이용할 수 있다. 이어서, 화학식 1의 화합물의 생성된 염은 유리 산, 그의 약학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물로 추가로 전환될 수 있다. 화학식 10a의 화합물의 바람직한 염은 (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산의 나트륨 염이다.

반응식 1에 도시된 키랄 알콜(화학식 2)은 다양한 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 예컨대, 키랄 알콜은 화학식 7의 화합물의 효소적 분해와 관련하여 전술된 조건 및 시약을 이용하여 라세미 에스테르를 입체이성체 선택적인 효소-매개된 가수분해하여서 제조될 수 있다. 예컨대, n-데카노산 2-메틸-펜틸 에스테르는 하이드롤라아제(예: 리파아제) 및 물의 존재하에 가수분해되어서 순수한(또는 실질적으로 순수한) 키랄 알콜, (R)-2-메틸-펜탄-1-올을 제공하고, 이는 비-키랄 산 및 미반응된 키랄 에스테르(n-데카노산 및 (S)-펜타노산 2-메틸-펜틸 에스테르)로부터 분별 증류에 의해 분리될 수 있다. 에스테르 기질은 당업계에 알려진 방법을 이용하여 상응하는 라세미 알콜(예: 2-메틸-펜탄-1-올) 및 산 염화물(예: n-데카노산 염화물) 또는 무수물로부터 제조될 수 있다.

택일적으로, 키랄 알콜(화학식 2)은 적절히 치환된 2-알케노산의 비대칭 합성에 의해 제조될 수 있다. 예컨대, 2-메틸-펜트-2-엔오산(또는 그의 염)은 키랄 촉매의 존재하에 수소화되어서 (R)-2-메틸-펜타노산 또는 그의 염을 제공하고, 이는 LAH에 의해 직접 환원되어서 (R)-2-메틸-펜탄-1-올을 제공하거나 또는 혼합된 무수물 또는 산 염화물로 전환된 후에 NaBH₄에 의해 환원되어서 키랄 알콜을 제공한다. 잠재적으로 유용한 키랄 촉매는 사이클릭 또는 비-사이클릭 키랄 포스핀 리간드(예: 모노포스핀, 비스포스핀, 비스포스폴레인 등), 또는 루테늄, 로듐, 이리듐 또는 팔라듐과 같은 전이 금속에 결합된 포스핀아이트 리간드를 포함한다. Ru-, Rh-, Ir- 또는 Pd-포스핀, 포스핀아이트 또는 포스핀오 옥사졸린 착물은 키랄 인 원자, 또는 인 원자에 연결된 키랄 기를 갖거나, 또는 BINAP 및 유사한 회전장애 이성체(atropisomeric) 리간드의 경우에는 축 키랄성을 갖기 때문에 광학적으로 활성이다.

예시적인 키랄 리간드는 BisP^*, (R)-BINAPINE, (S)-Me-페로센-케탈포스(Ketalphos), (R,R)-DIOP, (R,R)-DIPAMP, (R)-(S)-BPPFA, (S,S)-BPPM, (+)-CAMP, (S,S)-키라포스, (R)-프로포스, (R,R)-노르포스, (R)-BINAP, (R)-CYCPHOS, (R,R)-BDPP, (R,R)-데구포스, (R,R)-Me-두포스, (R,R)-Et-두포스, (R,R)-i-Pr-두포스, (R,R)-Me-BPE, (R,R)-Et-BPE (R)-PNNP, (R)-BICHEP, (R,S,R,S)-Me-펜포스, (S,S)-BICP, (R,R)-Et-페로테인, (R,R)-t-부틸-미니포스, (R)-Tol-BINAP, (R)-MOP, (R)-퀴납, 카보포스, (R)-(S)-조시포스, (R)-페인포스, BIPHEP, (R)-Cl-MeO-BIPHEP, (R)-MeO-BIPHEP, (R)-모노포스, BIFUP, (R)-SpirOP, (+)-TMBTP, (+)-테트라MeBITIANP, (R,R,S,S)-탕포스, (R)-PPh₂-PhOx-Ph, (S,S)-맨디포스, (R)-eTCFP, (R)-mTCFP 및 (R)-CnTunaPHOS를 포함하고, 상기에서 n은 1 내지 6의 정수이다.

다른 키랄 리간드는 하기를 포함한다:

(R)-(-)-1-[(S)-2-(다이(3,5-비스트리플루오로메틸페닐)포스핀오)페로센일]에틸다이사이클로헥실-포스핀;

(R)-(-)-1-[(S)-2-(다이(3,5-비스트리플루오로메틸페닐)포스핀오)페로센일]에틸다이(3,5-다이메틸페닐)포스핀;

(R)-(-)-1-[(S)-2-(다이-t-부틸포스핀오)페로센일]에틸다이(3,5-다이메틸페닐)포스핀;

(R)-(-)-1-[(S)-2-(다이사이클로헥실포스핀오)페로센일]에틸다이-t-부틸포스핀;

(R)-(-)-1-[(S)-2-(다이사이클로헥실포스핀오)페로센일]에틸다이사이클로헥실포스핀;

(R)-(-)-1-[(S)-2-(다이사이클로헥실포스핀오)페로센일]에틸다이페닐포스핀;

(R)-(-)-1-[(S)-2-(다이(3,5-다이메틸-4-메톡시페닐)포스핀오)페로센일]에틸다이사이클로헥실포스핀;

(R)-(-)-1-[(S)-2-(다이페닐포스핀오)페로센일]에틸다이-t-부틸포스핀;

(R)-N-[2-(N,N-다이메틸아미노)에틸]-N-메틸-1-[(S)-1',2-비스(다이페닐포스핀오)페로센일]에틸아민;

(R)-(+)-2-[2-(다이페닐포스핀오)페닐]-4-(1-메틸에틸)-4,5-다이하이드로옥사졸;

{1-[((R,R)-2-벤질-포스폴란일)-페-2-닐]-(R^*,R^*)-포스폴란-2-일}-페닐-메테인; 및

{1-[((R,R)-2-벤질-포스폴란일)-에틸]-(R^*,R^*)-포스폴란-2-일}-페닐-메테인.

유용한 리간드는 또한 선행 단락에 기재된 키랄 리간드의 입체이성체(거울상이성체 및 부분입체이성체)를 포함할 수 있으며, 이들은 주어진 리간드의 입체 중심의 전부 또는 일부를 역위시키거나 또는 회전장애 이성체 리간드의 입체 축을 역위시킴으로써 수득될 수 있다. 따라서, 예컨대 유용한 키랄 리간드는 또한 (S)-Cl-MeO-BIPHEP, (S)-페인포스, (S,S)-Me-두포스, (S,S)-Et-두포스, (S)-BINAP, (S)-Tol-BINAP, (R)-(R)-조시포스, (S)-(S)-조시포스, (S)-eTCFP, (S)-mTCFP 등을 포함할 수 있다.

키랄 촉매, 촉매 전구체 또는 키랄 리간드중 다수는 시판되는 공급원으로부터 수득될 수 있거나 공지된 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 촉매 전구체 또는 전촉매는 화합물 또는 화합물 세트이며, 사용전에 키랄 촉매로 전환된다. 촉매 전구체는 OTf^-, PF₆ ^-, BF₄ ^-, SbF₆ ^-, ClO₄ ^- 등과 같은 반대 이온 X^-의 존재하에 포스핀 리간드 및 다이엔(예: 노르보라다이엔, COD, (2-메틸알릴)₂ 등)이나 할로겐화물(Cl 또는 Br), 또는 다이엔과 할로겐화물에 의해 착화된 Ru, Rh, Ir 또는 Pd를 전형적으로 포함한다. 따라서, 예컨대 착물로 구성된 촉매 전구체[(비스포스핀 리간드)Rh(COD)]⁺X^-는 MeOH중 다이엔(COD)을 수소화함으로써 키랄 촉매로 전환되어서 [(비스포스핀 리간드)Rh(MeOH)₂]⁺X^-를 생성시킬 수 있다. MeOH는 이어서 엔아마이드(화학식 2) 또는 엔아민(화학식 4)에 의해 치환되고, 거울상이성체 선택적인 수소화를 거쳐 목적하는 키랄 화합물(화학식 3)로 된다. 키랄 촉매 또는 촉매 전구체의 예는 (+)-TMBTP-루테늄(II) 클로라이드 아세톤 착물; (S)-Cl-MeO-BIPHEP-루테늄(II) 클로라이드 Et₃N 착물; (S)-BINAP-루테늄(II) Br₂ 착물; (S)-tol-BINAP-루테늄(II) Br₂ 착물; [((3R,4R)-3,4-비스(다이페닐포스핀오)-1-메틸피롤리딘)-로듐-(1,5-사이클로옥타다이엔)]-테트라플루오로보레이트 착물; [((R,R,S,S)-탕포스)-로듐(I)-비스(1,5-사이클로옥타다이엔)]-트리플루오로메테인 설폰에이트 착물; [(R)-BINAPINE-로듐-(1,5-사이클로옥타다이엔)]-테트라플루오로보레이트 착물; [(S)-eTCFP-(1,5-사이클로옥타다이엔)-로듐(I)]-테트라플루오로보레이트 착물; 및 [(S)-mTCFP-(1,5-사이클로옥타다이엔)-로듐(I)]-테트라플루오로보레이트 착물을 포함한다.

일정한 키랄 촉매 및 수소화 기질의 경우, 기질 및 촉매의 몰비(s/c)는 특히 H₂ 압력, 반응 온도 및 용매(존재하는 경우)에 좌우될 수 있다. 일반적으로, 기질-대-촉매의 비는 약 100:1 내지 200:1를 넘고, 약 1000:1 또는 2000:1의 기질-대-촉매의 비가 통상적이다. 키랄 촉매는 재생될 수 있지만, 보다 높은 기질-대-촉매의 비가 보다 유용하다. 예컨대, 약 1000:1, 10,000:1 및 20,000:1 이상의 기질-대-촉매의 비가 유용할 것이다. 비대칭 수소화는 약 실온 이상에서 약 10kPa(0.1atm) 이상의 H₂ 하에서 전형적으로 실시된다. 반응 혼합물의 온도는 약 20℃ 내지 약 80℃ 범위일 수 있고, H₂ 압력은 약 10kPa 내지 약 5000kPa 이상의 범위일 수 있으나, 더욱 전형적으로 약 10kPa 내지 약 100kPa 범위이다. 온도, H₂ 압력 및 기질-대-촉매 비의 조합은 약 24시간 이내에 기질(화학식 2 또는 4)을 실질적으로 완전히 전환(즉, 약 95중량%)시키도록 일반적으로 선택된다. 키랄 촉매중 다수의 경우, H₂ 압력의 감소는 거울상이성체 선택도를 증가시킨다.

물, MeOH, EtOH 및 i-PrOH와 같은 양성자성 용매를 포함하여 각종 용매가 비대칭 수소화에서 사용될 수 있다. 다른 유용한 용매는 THF, 에틸 아세테이트 및 아세톤과 같은 비-양성자성 극성 용매를 포함한다. 입체이성체 선택적인 수소화는 단일 용매를 이용할 수 있거나 THF와 MeOH, THF와 물, EtOH와 물, MeOH와 물 등과 같은 용매 혼합물을 이용할 수 있다.

화학식 1의 화합물 또는 그의 부분입체이성체는 분별 재결정 또는 크로마토그래피에 의해 또는 적절한 용매중 재결정에 의해 더욱 풍부해질 수 있다.

택일적으로, 화학식 10 또는 11의 화합물은 하기 반응식 2에 의해 예시된 바와 같이 제조될 수 있다:

상기 식에서,

R¹, R², R³, R⁸ 및 R⁹는 상기 정의된 바와 같고;

R⁴는 토실, 메실, 브로실, 클로실(p-클로로-벤젠설폰일), 노실 및 트리플릴로부터 선택되고, 바람직하게는 메실이고;

R⁵는 R⁴O-, 바람직하게는 메실-O-와 같은 적합한 이탈기이고;

R⁶은 C₁ _-6 알킬, 바람직하게는 메틸이고;

X¹은 할로게노, 바람직하게는 클로로 또는 브로모이고;

R^*-X²는 알칼리금속 할로겐화물, 바람직하게는 브롬화 나트륨이고;

X²는 할로게노, 바람직하게는 브로모이다.

화학식 4의 화합물은 반응식 1에 전술된 방법에 의해 화학식 3의 화합물로부터 제조될 수 있다.

화학식 19의 화합물은 화학량론적인 양 또는 과량의 화학식 18의 화합물과 화학식 4의 화합물을 2 내지 6시간동안 45℃ 내지 90℃ 온도 범위에 걸쳐 반응시켜서 화학식 4의 화합물과 화학식 18의 화합물로부터 제조될 수 있다. 반응 혼합물은 수성 상, 유기 상 및 상 전이 촉매(예: Bu₄N⁺Br^-와 같은 테트라알킬 암모늄 염)으로 구성될 수 있다. 대표적인 유기 용매는 TMBE, THF, EtOAc, iPrOAc와 같은 극 성 비-양성자성 용매, 및 톨루엔과 같은 비-극성 방향족 용매를 포함한다.

화학식 7의 화합물은 화학식 19의 화합물 및 화학식 20의 오르토에스테르 화합물로부터 제조될 수 있다. 알킬화는 화학량론적인 양 또는 과량(예: 1 내지 1.5당량)의 화학식 20의 화합물을 2 내지 12시간에 걸쳐 사용하여 -5℃ 내지 5℃ 범위의 온도에서 실시될 수 있다. 대표적인 염기는 과량의 염기(예: 1.2 내지 3 당량)를 사용하는 KOtBu, LDA, nBuLi 및 LiHMDS를 포함한다. 반응 혼합물은 단일 유기 용매(예: THF, TBME 또는 톨루엔)를 포함한다. 중간물질 오르토에스테르 생성물은 산성 조건, 예컨대 HCl, H₂SO₄ 등에서 과량의 물을 사용하는 후처리동안 가수분해되어서 화학식 7의 카복시 에스테르를 제공한다.

화학식 10 또는 11의 화합물은 반응식 1에서 전술된 바와 같이 적합한 효소에 의한 부분입체이성체 선택적인 가수분해를 통해 화학식 7의 화합물로부터 제조될 수 있다. 바람직하게, 효소는 버크홀데리아 세파시아 미생물 또는 써모마이세스 라누기노수스 미생물로부터의 리파아제이다. 가장 바람직하게, 효소는 아마노 엔자임 잉크에서 시판되는 버크홀데리아 세파시아 리파아제이고, 가장 바람직하게 리파아제 PS-SD이다.

명세서 전체에 기재된 바와 같이, 개시된 화합물중 다수는 입체이성체를 갖는다. 이들 화합물중 일부는 단일 거울상이성체(거울상이성체-순수(enantiopure) 화합물), 또는 샘플중 다른 거울상이성체에 대한 하나의 거울상이성체의 상대적 과량에 따라 광학 활성도를 나타낼 수 있는 거울상이성체 혼합물(풍부한 및 라세미 샘플)로 존재할 수 있다. 포개어지지 않는 거울상 이미지인 상기 입체이성체는 하나의 입체 축 또는 하나 이상의 입체 중심(즉, 키랄성)을 갖는다. 다른 개시된 화합물은 거울상 이미지가 아닌 입체이성체일 수 있다. 부분입체이성체로 알려진 상기 입체이성체는 키랄 또는 비키랄(입체 중심을 함유하지 않음)일 수 있다. 이들은 시스/트랜스(또는 Z/E) 입체이성체가 가능하도록 알켄일 또는 사이클릭 기를 함유하는 분자, 또는 하나의 입체 중심의 역위가 상응하는 부분입체이성체를 발생시키는 둘 이상의 입체 중심을 함유하는 분자를 포함한다. 언급되거나 달리 분명하지 않는 한(예컨대, 입체결합, 입체중심 설명 등을 통해), 본 발명의 범위는 일반적으로 기준 화합물, 및 각각 순수(예: 거울상이성체-순수) 또는 혼합물(예: 거울상이성체적으로 풍부한 또는 라세미)인지에 상관없이 그의 입체이성체를 포함한다. 화합물중 일부는 또한 케토 또는 옥심 기를 함유할 수 있어서 토토머 이성체가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 본 발명은 각각 순수하거나 혼합물인지에 상관없이 토토머 이성체 형태를 일반적으로 포함한다.

화학식 1의 화합물의 약학적으로 허용가능한 염은 그의 산 부가 및 염기 염을 포함한다.

적합한 산 부가염은 비-독성 염을 형성하는 산으로부터 형성된다. 예는 아세테이트, 아디페이트, 아스파르테이트, 벤조에이트, 베실레이트, 바이카본에이트/카본에이트, 바이설페이트/설페이트, 보레이트, 캄실레이트, 시트레이트, 사이클라메이트, 에디실레이트, 에실레이트, 포르메이트, 푸마레이트, 글루셉테이트, 글루콘에이트, 글루쿠론에이트, 헥사플루오로포스페이트, 하이벤제이트, 하이드로클로 라이드/클로라이드, 하이드로브로마이드/브로마이드, 하이드로요오다이드/요오다이드, 이세티온에이트, 락테이트, 말레이트, 말레에이트, 말론에이트, 메실레이트, 메틸설페이트, 나프틸레이트, 2-납실레이트, 니코틴에이트, 니트레이트, 오로테이트, 옥살레이트, 팔미테이트, 파모에이트, 포스페이트/하이드로겐 포스페이트/다이하이드로겐 포스페이트, 파이로글루탐에이트, 사카레이트, 스테아레이트, 숙신에이트, 탄네이트, 타르트레이트, 토실레이트, 트리플루오로아세테이트 및 지노포에이트(xinofoate) 염을 포함한다.

적합한 염기 염은 비-독성 염을 형성하는 염기로부터 형성된다. 예는 알루미늄, 아르기닌, 벤자틴, 칼슘, 콜린, 다이에틸아민, 다이올아민, 글리신, 라이신, 마그네슘, 메글루민, 올아민, 칼륨, 나트륨, 트로메트아민 및 아연 염을 포함한다.

산 및 염기의 반염(hemisalt), 예컨대 헤미설페이트 및 헤미칼슘 염이 형성될 수 있다.

적합한 염에 대한 검토를 위해, 문헌[약학적 염의 핸드북: 특성, 선택 및 용도( Handbook of Pharmaceutical Salts : Properties , Selection and Use ), 스탈 및 웨르무스(Stahl and Wermuth), 윌리(Wiley)-VCH, 2002년]을 참고한다.

화학식 1의 화합물의 약학적으로 허용가능한 염은 하기 3 방법중 하나 이상에 의해 제조될 수 있다:

(i) 화학식 1의 화합물과 목적하는 산 또는 염기의 반응,

(ii) 화학식 1의 화합물의 적합한 전구체로부터 산- 또는 염기-불안정성 보호기의 제거, 또는 목적하는 산 또는 염기를 사용하는 적합한 사이클릭 전구체, 예컨대 락 톤 또는 락탐의 개환, 또는

(iii) 적절한 산 또는 염기와의 반응에 의해 또는 적합한 이온 교환 컬럼에 의해 화학식 1의 화합물의 한 염의 다른 염으로의 전환.

3개 반응 전부는 전형적으로 용액중에서 실시된다. 생성된 염은 침전될 수 있으며, 여과에 의해 수거될 수 있거나 또는 용매 증발에 의해 회수될 수 있다. 생성된 염에서 이온화도는 완전 이온화부터 거의 이온화되지 않는 정도까지 다양할 수 있다.

본 발명의 화합물은 완전 비결정질 내지 완전 결정질 범위의 연속된 고체 상태로 존재할 수 있다. "비결정질"이란 용어는 물질이 분자 수준에서 원거리 배열(long range order)을 갖지 않고 온도에 따라 고체 또는 액체의 물리적 특성을 나타낼 수 있는 상태를 말한다. 전형적으로 이러한 물질은 명확한 X-선 회절 패턴을 나타내지 않고, 고체 특성을 나타내면서도 보다 공식적으로는 액체로 기재된다. 가열시에, 상태 변화, 전형적으로는 제 2 배열("유리 전이")을 특징으로 하는 고체로부터 액체 특성으로의 변화가 일어난다. "결정질"이란 용어는 물질이 분자 수준에서 규칙적으로 배열된 내부 구조를 갖고 확정된 피크를 갖는 명확한 X-선 회절 패턴을 제공하는 고체 상을 말한다. 이러한 물질은 충분히 가열될 때에 액체 특성을 나타내지만, 고체로부터 액체로의 변화는 상 변화, 전형적으로는 제 1 배열("융점")을 특징으로 한다.

본 발명의 화합물은 또한 용매화되지 않은 형태 및 용매화된 형태로 존재할 수도 있다. "용매화물"이란 용어는 본 발명의 화합물 및 하나 이상의 약학적으로 허용가능한 용매 분자, 예컨대 에탄올을 포함하는 분자 착물을 기술하기 위해 본원에서 사용된다. "수화물"이란 용어는 상기 용매가 물일 때에 사용된다.

유기 수화물에 대하여 현재 받아들여지는 분류 시스템은 단리된 부위, 채널 또는 금속-이온 배위 수화물을 정의하는 것이다-문헌[약학적 고체의 다형태( Polymorphism in Pharmaceutical Solids ), 케이. 알. 모리스(K. R. Morris), 에이치. 지. 브리테인(H. G. Brittain) 편집, 마르셀 데커(Marcel Dekker), 1995]을 참고한다. 단리된 부위 수화물은 물 분자가 사이에 끼인 유기 분자에 의해 상호간 직접 접촉으로부터 단리되어 있는 것이다. 채널 수화물에서, 물 분자는 격자 채널로 놓여있고, 다른 물 분자에 인접해 있다. 금속-이온 배위 수화물에서, 물 분자는 금속 이온에 결합되어 있다.

용매 또는 물이 단단히 결합될 때, 착물은 습도와 무관한 확정된 화학량론을 갖는다. 그러나, 용매 또는 물이 채널 용매화물 및 흡습성 화합물에서와 같이 약하게 결합될 때, 물/용매 함량은 습도 및 건조 조건에 좌우된다. 이러한 경우, 비-화학량론이 표준이 될 것이다.

또한, 본 발명의 범위에는 약물 및 하나 이상의 다른 구성성분이 화학량론적 또는 비-화학량론적 양으로 존재하는 다-구성성분 착물(염 및 용매화물 이외)이 포함된다. 이러한 유형의 착물은 포접물(약물-호스트 포접 착물) 및 조촉매를 포함한다. 후자는 비-공유 상호작용에 의해 결합되는 중성 분자 구성성분의 결정질 착물로 전형적으로 정의되지만, 염과 중성 분자의 착물일 수도 있다. 조촉매는 용융 결정화, 용매로부터의 재결정 또는 구성성분의 물리적 분쇄에 의해 제조될 수 있다 -문헌[Chem Commun. 17, 1889-1896, 오. 알마슨(O. Almarsson) 및 엠. 제이. 자워로트코(M. J. Zaworotko), 2004]을 참고한다. 다-구성성분 착물의 일반적인 검토를 위해, 문헌[J Pharm Sci, 64(8), 1269-1288, 할레블리안(Haleblian), 1975년 8월]을 참고한다.

본 발명의 화합물은 적합한 조건에 적용될 때 준결정 상태(mesomorphic state)(메조상 또는 액정)로 존재할 수 있다. 준결정 상태는 진정 결정질 상태 및 진정 액체 상태(용융 또는 용액)의 중간이다. 온도 변화의 결과로 발생되는 준결정화는 "써모트로픽(thermotropic)"이라고 기재되며, 물 또는 다른 용매와 같은 제 2 구성성분의 첨가로부터 발생된 결과는 "리오트로픽(lyotropic)"이라고 기재된다. 리오트로픽 메조상을 형성할 수 있는 화합물이 "양쪽상(amphiphilic)"으로 기재되며, 이온성(예: -COO^-Na⁺, -COO^-K⁺ 또는 -SO₃ ^-Na⁺) 또는 비이온성(예: -N^-N⁺(CH₃)₃) 극성 헤드기를 갖는 분자로 이루어진다. 추가적인 정보를 위해서는 문헌[결정 및 편광 현미경( Crystals and the Polarizing Microscope ), 엔. 에이치. 하트숀(N. H. Hartshorne) 및 에이. 스튜어트(A. Stuart), 제4판, 에드워드 아놀드(Edward Arnold), 1970년]을 참고한다.

이후 화학식 1의 화합물이라 함은 전부 그의 염, 용매화물, 다-구성성분 착물 및 액정, 및 그의 염의 용매화물, 다-구성성분 착물 및 액정을 지칭함을 포함하고, 이후에 정의되는 바와 같은 모든 다형태 및 그의 정벽(crystal habit), 전구약물 및 그의 이성체(광학, 기하 및 토토머 이성체 포함), 및 화학식 1의 동위원소- 표지된 화합물을 포함한다.

제시된 적응증의 치료를 위한 가장 적절한 투약 형태 및 투여 경로를 선택하기 위하여, 화학식 1의 화합물은 용해도 및 용액 안정도(pH에 걸쳐), 투과성 등과 같은 생약학적 특성에 대하여 평가될 수 있다.

약학적 용도를 목적으로 하는 화학식 1의 화합물은 결정질 또는 비결정질 생성물로 투여될 수 있다. 이들은 침전, 결정화, 동결 건조, 분사 건조 또는 증발 건조와 같은 방법에 의해 예컨대 고체 충전물(solid plug), 분말 또는 막으로 수득될 수 있다. 극초단파 또는 무선 주파수 건조가 상기 목적에 이용될 수 있다.

이들은 단독으로 또는 본 발명의 하나 이상의 다른 화합물과 병용하여 또는 하나 이상의 다른 약물과 병용하여 (또는 이들의 임의의 조합물로서) 투여될 수 있다. 일반적으로, 이들은 하나 이상의 약학적으로 허용가능한 부형제와 회합하여 제형으로 투여된다. "부형제"란 용어는 본 발명의 화합물(들) 이외의 임의의 성분을 기술하기 위해 본원에서 사용된다. 부형제의 선택은 구체적인 투여 방식, 용해도 및 안정도에 대한 부형제의 효과, 및 투약 형태 특성과 같은 요인에 따라 많이 좌우된다.

화학식 1의 화합물을 전달하는데 적합한 약학 조성물 및 이들의 제조방법이 당업계의 숙련자들에게 쉽게 이해된다. 이러한 조성물 및 제조방법을 예컨대, 문헌[레밍톤의 약학 과학( Remington's Pharmaceutical Sciences ), 제19판, 맥 퍼블리싱 캄파니(Mack Publishing Company), 1995년]에서 찾을 수 있다.

경구 투여

화학식 1의 화합물, 특히 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태가 경구 투여될 수 있다. 경구 투여는 화합물이 위장관으로 유입되도록 삼키는 것, 및/또는 화합물을 입을 통해 혈류로 직접 유입시키는 구강, 혀 또는 혀밑 투여를 포함할 수 있다.

경구 투여에 적합한 제형은 정제; 다- 또는 나노-미립자, 액체 또는 분말을 함유하는 연질 또는 경질 캡슐; 항담제(lozenge)(액체 충전된 것 포함); 츄정(chews); 겔; 속-분산형 투약 형태; 막; 소란(ovule); 스프레이; 및 구강/점막 접착형 패치와 같은 고체, 반-고체 및 액체 시스템을 포함한다.

액체 제형은 현탁액, 용액, 시럽 및 엘릭시르(elixir)를 포함한다. 이러한 제형은 연질 또는 경질 캡슐(예컨대, 젤라틴 또는 하이드록시프로필메틸셀룰로오즈로부터 제조됨)에서 충전재로 이용될 수 있고, 전형적으로 담체, 예컨대 물, 에탄올, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 메틸셀룰로오즈 또는 적합한 오일, 및 하나 이상의 유화제 및/또는 현탁화제를 포함한다. 액체 제형은 또한 사케(sachet)로부터 고체를 재구성하여 제조될 수도 있다.

화학식 1의 화합물, 특히 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태는 또한 문헌[치료 특허에서의 전문가 의견(Expert Opinion in Therapeutic Patents), 11(6), 981-986, 리앙(Liang) 및 첸(Chen), 2001년]에 기재된 것과 같은 속용성, 속-분해성 투약 형태로 사용될 수도 있다.

정제 투약 형태의 경우, 1회 투약량에 따라, 약물은 투약 형태의 1중량% 내지 80중량%, 더욱 전형적으로는 투약 형태의 5중량% 내지 60중량%를 구성할 수 있 다. 약물 이외에, 정제는 일반적으로 붕해제를 함유한다. 붕해제의 예는 전분 글리콜산 나트륨, 카복시메틸 셀룰로오즈 나트륨, 카복시메틸 셀룰로오즈 칼슘, 나트륨 크로스카멜로오즈, 크로스포비돈, 폴리비닐피롤리돈, 메틸 셀룰로오즈, 미정질 셀룰로오즈, 저급 알킬-치환된 하이드록시프로필 셀룰로오즈, 전분, 예비젤라틴화 전분 및 알긴산 나트륨을 포함한다. 일반적으로, 붕해제는 투약 형태의 1중량% 내지 25중량%, 바람직하게는 5중량% 내지 20중량%를 구성한다.

결합제는 일반적으로 정제 제형에 점착성 특질을 부여하기 위해 사용된다. 적합한 결합제는 미정질 셀룰로오즈, 젤라틴, 당, 폴리에틸렌 글리콜, 천연 및 합성 고무, 폴리비닐피롤리돈, 예비젤라틴화 전분, 하이드록시프로필 셀룰로오즈 및 하이드록시프로필 메틸셀룰로오즈를 포함한다. 정제는 또한 락토오즈(일수화물, 분사-건조된 일수화물, 무수물 등), 만니톨, 자일리톨, 덱스트로오즈, 수크로오즈, 솔비톨, 미정질 셀룰로오즈, 전분 및 이가 칼슘 포스페이트 이수화물과 같은 희석제를 함유할 수도 있다.

정제는 또한 나트륨 라우릴 설페이트 및 폴리솔베이트(polysorbate) 80과 같은 계면활성제, 및 이산화규소 및 활석과 같은 활제(glidant)를 선택적으로 포함할 수 있다. 존재시에, 계면활성제는 정제의 0.2중량% 내지 5중량%를 구성할 수 있고, 활제는 정제의 0.2중량% 내지 1중량%를 구성할 수 있다.

정제는 또한 일반적으로 스테아르산 마그네슘, 스테아르산 칼슘, 스테아르산 아연, 스테아릴 푸마르산 나트륨, 및 스테아르산 마그네슘과 나트륨 라우릴 설페이트의 혼합물과 같은 윤활제를 함유한다. 윤활제는 일반적으로 정제의 0.25중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 0.5중량% 내지 3중량%를 구성한다.

다른 가능한 성분은 산화방지제, 착색제, 향미제, 보존제 및 맛-가리움제(taste-masking agent)를 포함한다.

예시적인 정제는 약물 약 80% 이하, 결합제 약 10중량% 내지 약 90중량%, 희석제 약 0중량% 내지 약 85중량%, 붕해제 약 2중량% 내지 약 10중량% 및 윤활제 약 0.25중량% 내지 약 10중량%를 함유한다.

정제 블렌드는 직접 또는 롤러에 의해 가압되어서 정제를 형성할 수 있다. 정제 블렌드 또는 블렌드 일부는 택일적으로 습윤-, 건조- 또는 융용-과립화되거나, 용융 응고되거나, 압출후 타정(tabletiing)될 수 있다. 최종 제형은 하나 이상의 층을 포함할 수 있고, 코팅되거나 코팅되지 않을 수 있다. 심지어는 캡슐화될 수 있다.

정제 제형이 문헌[약학적 투약 형태: 정제( Pharmaceutical Dosage Forms : Tablets), 제1권, 에이치. 리버만(H. Lieberman) 및 엘. 라크만(L. Lachman), 마르셀 덱커, 뉴욕, 1980년]에 논의되어 있다.

인간 또는 동물 용도의 소모성(consumable) 경구 막은 전형적으로 신속하게 용해되거나 점막 접착될 수 있는 가요성(pliable) 수용성 또는 수-팽윤성의 박막 투약 형태이고, 전형적으로 화학식 1의 화합물, 막-형성 중합체, 결합제, 용매, 습윤제, 가소제, 안정화제 또는 유화제, 점도-변형제 및 용매를 포함한다. 제형의 일부 구성성분은 하나 보다 많은 기능을 수행할 수 있다.

화학식 1의 화합물은 수용성 또는 수-불용성일 수 있다. 수용성 화합물은 전형적으로 용질의 1중량% 내지 80중량%, 더욱 전형적으로는 20중량% 내지 50중량%를 구성한다. 덜 용해성인 화합물은 조성물의 보다 많은 비율, 전형적으로는 88중량% 이하의 용질을 구성할 수 있다. 택일적으로, 화학식 1의 화합물은 다입자 비즈(beads) 형태일 수 있다.

막-형성 중합체는 천연 다당류, 단백질, 또는 합성 하이드로콜로이드로부터 선택될 수 있고, 전형적으로 0.01 내지 99중량%, 더욱 전형적으로 30 내지 80중량% 범위로 존재한다.

다른 가능한 성분은 산화방지제, 착색제, 향미제 및 향미 강화제, 보존제, 타액 자극제, 냉각제, 보조용제(오일 포함), 연화제, 충전제, 소포제, 계면활성제 및 맛-가리움제를 포함한다.

본 발명에 따르는 막은 박리가능한 배면 지지물 또는 종이위에 코팅된 수성 박막을 증발 건조시켜서 전형적으로 제조된다. 이는 건조 오븐 또는 터널, 전형적으로는 코팅 겸용 건조기에서 실시되거나 또는 동결-건조 또는 진공화에 의해 이루어질 수 있다.

경구 투여를 위한 고체 제형은 즉시 및/또는 변형 방출되도록 제형화될 수 있다. 변형 방출 제형은 서방성, 지속성, 펄스형, 제어형, 표적형 및 프로그래밍된 방출을 포함한다.

본 발명의 목적에 적합한 변형 방출 제형이 미국특허 제6,106,864호에 개시되어 있다. 고 에너지 분산액 및 삼투압 코팅된 입자와 같은 다른 적합한 방출 방법의 상세한 설명을 문헌[약학적 방법 온-라인( Pharmaceutical Technology On - line), 25(2), 1-14, 베르마(Verma) 등, 2001년]에서 찾을 수 있다. 제어형 방출을 이루기 위한 츄잉검의 용도가 WO 00/35298호에 기재되어 있다.

비경구 투여

화학식 1의 화합물, 특히 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태가 또한 혈류, 근육 또는 내부 기관에 직접 투여될 수 있다. 비경구 투여에 적합한 수단은 정맥내, 동맥내, 복강내, 경막내, 뇌실내, 요도내, 흉골내, 두개내, 근육내, 활액내 및 피하내를 포함한다. 비경구 투여에 적합한 장치는 바늘(현미침 포함) 주사기, 바늘없는 주사기 및 주입법을 포함한다.

국소 투여

화학식 1의 화합물, 특히 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태는 또한 국소적으로, 피부(내)로 또는 경피로 피부 또는 점막에 투여될 수 있다. 상기 목적에 전형적인 제형은 겔, 하이드로겔, 로션, 용액, 크림, 연고, 땀띠약(dusting powder), 드레싱용품, 포움(foam), 막, 피부 패치, 웨이퍼(wafer), 임플란트(implant), 스폰지, 섬유, 붕대 및 미세유화액을 포함한다. 리포좀이 또한 사용될 수 있다. 전형적인 담체는 알콜, 물, 광유, 액체 바셀린, 백색 바셀린, 글리세린, 폴리에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜을 포함한다. 침투 강화제가 혼입될 수 있다-예컨대, 문헌[J Pharm Sci, 88(10), 955-958, 핀닌(Finnin) 및 모르간(Morgan), 1999년 10월]을 참고한다. 국소 투여의 다른 수단은 전기천공, 전리요법, 음파영동, 초음파영동 및 현미침 또는 바늘없는(예: 파우더젝트^TM(Powderject^TM), 바이오젝트^TM(Bioject^TM)) 주사에 의한 전달을 포함한다.

흡입/ 비강내 투여

화학식 1의 화합물, 특히 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태는 전형적으로 건조 분말 흡입기로부터 건조 분말 형태로(단독으로, 예컨대 락토오즈와의 건조 블렌드 혼합물로, 또는 예컨대 포스파티딜콜린과 같은 포스포리피드와 혼합된 혼합 구성성분 입자로), 1,1,1,2-테트라플루오로에테인 또는 1,1,1,2,3,3,3-헵타플루오로프로페인과 같은 적합한 추진제를 사용하거나 사용하지 않는 가압 용기, 펌프, 스프레이, 분무기(바람직하게는 연무를 발생시키기 위해 전기수력학을 이용하는 분무기) 또는 네불라이저(nebuliser)로부터의 에어로졸 스프레이로, 또는 점비제(nasal drop)로 비강내 또는 흡입 투여될 수도 있다. 비강내 사용의 경우, 분말은 생접착제, 예컨대 키토산 또는 사이클로덱스트린을 포함할 수 있다.

직장/ 질내 투여

화학식 1의 화합물, 특히 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태는 예컨대, 좌제, 페서리(pessary) 또는 관장제 형태로 직장내 또는 질내 투여될 수 있다. 코코아 버터가 전통적인 좌제 기재이지만, 다양한 대체물이 적절하게 사용될 수 있다.

눈/귀 투여

화학식 1의 화합물, 특히 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태는 전형적으로 등장성, pH-조정된 무균 염수중 미세 현탁액 또는 용액의 점적액 형태로 눈 또는 귀에 직접 투여될 수도 있다. 눈 및 귀 투여에 적합한 다른 제형은 연고, 겔, 생분해성(예컨대, 흡수성 겔 스폰지, 콜라겐) 및 비-생분해성(예: 실리콘) 임플란트, 웨이퍼, 렌즈 및 미립자 또는 소포성 시스템, 예컨대 니오좀 또는 리포좀을 포함한다.

다른 방법

화학식 1의 화합물, 특히 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태는 상기 임의의 투여 방식에서 사용하기 위해 용해도, 분해 속도, 맛-가리움, 생체이용률 및/또는 안정도를 증가시키기 위하여 사이클로덱스트린 및 그의 적합한 유도체 또는 폴리에틸렌 글리콜-함유 중합체와 같은 가용성 거대분자 단위체와 결합될 수 있다.

예컨대, 약물-사이클로덱스트린 착물이 대부분의 투약 형태 및 투여 경로에 일반적으로 유용한 것으로 밝혀졌다. 포접 및 비-포접 착물 둘다가 사용될 수 있다. 약물과의 직접 착화에 대한 대안으로, 사이클로덱스트린이 보조 첨가물, 예컨대 담체, 희석제 또는 가용화제로 사용될 수 있다. 알파-, 베타- 및 감마-사이클로덱스트린이 상기 목적을 위해 가장 통상적으로 사용되고, 그 예를 국제특허출원 WO 91/11172호, WO 94/02518호 및 WO 98/55148호에서 찾을 수 있다.

부분품으로 이루어진 키트( KIT - OF - PARTS )

예컨대, 특정 질환 또는 증상을 치료할 목적으로 활성 화합물의 조합물을 투여하는 것이 바람직할 수 있으므로, 하나 이상의 약학 조성물이 화학식 1의 화합물 을 함유하는 둘 이상의 약학 조성물이 조성물의 공-투여에 적합한 키트의 형태로 편의상 결합될 수 있는 것이 본 발명의 범위내에 있다.

따라서, 본 발명의 키트는 하나 이상의 약학 조성물이 화학식 1의 화합물, 특히 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태를 함유하는 둘 이상의 분리된 약학 조성물, 및 상기 조성물을 분리하여 담기 위한 용기, 분할된 병, 또는 분할된 호일 팩과 같은 수단을 포함한다. 상기 키트의 예는 정제, 캡슐 등을 포장하는데 사용되는 통상의 블리스터 팩(blister pack)이다.

본 발명의 키트는 예컨대 경구 및 비경구의 상이한 투약 형태를 투여하기에, 분리된 조성물을 다른 투약 간격으로 투여하기에, 또는 분리된 조성물을 서로에 대해 적정하기에 특히 적합하다. 지시에 따르는 것을 돕기 위하여, 키트는 전형적으로 투여 설명서를 포함하고, 소위 기억보조장치를 포함할 수 있다.

투약량

인간 환자에게 투여하기 위하여, 화학식 1의 화합물의 전체 일일 투약량은 전형적으로 투여 방식에 따라 0.1mg 내지 1000mg 범위이다. 전체 일일 투약량은 단일 또는 분할된 투약량으로 투여될 수 있고, 의사 재량에 따라 본원에 제시된 전형적인 범위를 넘을 수 있다. (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태에 바람직한 일일 투약량 범위는 1mg 내지 250mg 범위이고, 더욱 바람직하게 일일 투약량 범위는 1mg 내지 125mg 범위이다.

상기 투약량은 약 60kg 내지 70kg의 체중을 갖는 평균 인간 환자를 기준으로 한다. 의사는 유아 및 노인과 같이 체중이 상기 범위밖에 있는 환자에 대한 투약 량을 용이하게 결정할 수 있다.

모호함을 방지하기 위하여, 본원에서 "치료"라 함은 치유, 경감 및 예방 치료를 지칭함을 포함한다.

하기 실시예는 예시적이며 비제한적이고, 본 발명의 구체적인 양태를 대표하고자 한 것이다.

개시내용 전체가 본원에서 모든 목적에 대해 참고문헌으로 인용된 문헌[디. 야즈벡(D. Yazbeck) 등, Synth . Catal . 345:524-32(2003)]에 기재된 96-웰 플레이트를 사용하여 효소 스크리닝을 실시하였다. 스크리닝 플레이트에서 사용된 모든 효소(표 2 참고)는 아마노 엔자임 잉크(일본 나고야), 로슈(Roche, 스위스 바젤), 노보 노르디스크(덴마크 박스바에르드), 알투스 바이올로직스 잉크(Altus Biologics Inc. 미국 매사츄세츠주 캠브리지), 바이오카탈리틱스(캐나다 파사데나), 토요보(Toyobo, 일본 오사카), 시그마-알드리츠(Sigma-Aldrich, 미국 미주리주 세인트 루이스), 플루카(스위스 부크스), 게넨코르 인터내셔날 잉크(Genencor International, Inc., 미국 뉴욕주 로체스터) 및 밸리 리서치(Valley Research, 미국 인디아나주 사우쓰 벤드)를 비롯한 시중의 효소 공급업체로부터 수득하였다. 스크리닝 반응은 에펜도르프 써모믹서(Eppendorf Thermomixer)-R(VWR)에서 실시하였다. 이어지는 대규모 효소 분해는 노보-노르디스크 에이/에스(CAS no. 9001-62-1)로부터 구입가능한 리폴라아제(등록상표) 100L EX 뿐만 아니라 아마노 엔자임 잉 크로부터 구입가능한 리파아제 PS, PS-C I, PS-C II 및 PS-D I를 사용하였다.

실시예 1

(R)- 메테인설폰산 2- 메틸 - 펜틸 에스테르의 제조방법

4000ℓ들이 반응기에 (R)-2-메틸-펜탄-1-올(260kg, 2500mol), 메틸 3급 부틸 에테르(2000ℓ)를 투입하고, -10 내지 0℃로 냉각하였다. 메테인설폰일 클로라이드(310kg, 2600mol)를 투입하고, 이어서 Et₃N(310kg, 3100mol)을 첨가하고, 그 동안 내부 온도를 0℃ 내지 10℃로 유지하였다. 첨가를 완료한 후에, 반응 혼합물을 15℃ 내지 25℃로 가온하고, 기체 크로마토그래피 분석에 의거 완료될 때까지 상기 온도에서 1시간 이상동안 교반하였다. 이어서, HCl 수용액(물 700ℓ중 HCl 88kg)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 생성된 혼합물을 15분 이상동안 교반하고, 15분 이상동안 가라앉힌 다음 하층 수성 상을 제거하였다. 상층 유기 상을 물(790ℓ) 및 수성 중탄산나트륨(물 840ℓ중 중탄산 나트륨 67kg)으로 세척하였다. 이어서, 용액을 진공하에 농축시켜서 메틸 3급 부틸 에테르를 제거하고 표제 화합물을 오일(472kg, 95% 수율)로 제공하였다.

¹H NMR(400MHz, CDCl₃) 4.07-3.93ppm(m, 2H), 2.97(s, 3H), 1.91-1.80(m, 1H), 1.42-1.09(m, 4H), 0.94(d, J=6.57Hz, 3H), 0.87(t, J=6.56Hz, 3H); ¹³C NMR(CDCl₃) 74.73, 37.01, 34.81, 32.65, 19.71, 16.29, 14.04.

실시예 2

(2'R)-2- 시아노 -2-(2'- 메틸 - 펜틸 )-숙신산 다이에틸 에스테르의 제조방법

4000ℓ들이 반응기에 (R)-메테인설폰산 2-메틸-펜틸 에스테르(245kg, 1359mol), 2-시아노-숙신산 다이에틸 에스테르(298kg, 1495mol) 및 무수 에탄올(1300kg)을 투입하였다. 나트륨 에톡사이드(506kg, 에탄올중 21중량%)를 첨가하였다. 생성된 용액을 70℃ 내지 75℃로 가열하고, 기체 크로마토그래피 분석에 의거 완료될 때까지 혼합물을 상기 온도에서 18시간 이상동안 교반하였다. 반응이 완료된 후에, pH가 2 미만이 될 때까지 HCl 수용액(물 280ℓ중 HCl 32kg)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 추가적인 물(400ℓ)을 첨가하고, 이어서 반응 혼합물을 진공하에 농축하여서 에탄올을 제거하였다. 메틸 3급 부틸 에테르(1000kg)를 첨가하고, 혼합물을 15분 이상동안 교반하고, 15분 이상동안 가라앉힌 다음, 하부 수성 층을 메틸 3급 부틸 에테르(900kg)에 의해 다시 추출하였다. 유기 상을 합하여 진공하에 농축시켜서 표제 화합물을 진한색 오일(294kg, 순도에 대해 보정된 79% 수율)로 제공하였다.

¹H NMR(400MHz, CDCl₃) 4.29ppm(q, J=7.07Hz, 2H), 4.18(q, J=7.07Hz, 2H), 3.03(dd, J=6.6, 7.1Hz, 2H), 1.93-1.61(m, 3H), 1.40-1.20(m, 10H), 0.95-0.82(m, 6H); ¹³C NMR(CDCl₃) 168.91, 168.67, 168.59, 168.57, 119.08, 118.82, 62.95, 62.90, 44.32, 44.19, 42.21, 42.02, 39.77, 39.64, 30.05, 29.91, 20.37, 19.91, 19.66, 13.99.

실시예 3

(5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 에틸 에스테르의 제조방법(A 방법)

4000ℓ들이 반응기에 NaCl(175kg, 3003mol), 테트라부틸암모늄 브로마이드(33.1kg, 103mol), 물(87ℓ) 및 다이메틸설폭사이드(1000kg)을 투입하였다. (2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-펜틸)-숙신산 다이에틸 에스테르(243kg, 858mol)을 투입하고, 혼합물을 135℃ 내지 138℃로 가열하고, 기체 크로마토그래피 분석에 의거 완료될 때까지 상기 온도에서 48시간 이상동안 교반하였다. 반응을 25℃ 내지 35℃로 냉각한 후에 헵테인(590kg)을 첨가하고, 혼합물을 15분 이상동안 교반하고, 15분 이상동안 가라앉힌 다음, 하층 수성 상을 제거하였다. 상층 유기 상을 물(800ℓ)로 세척하였다. 생성물을 함유한 헵테인 용액을 탄소에 의해 탈색시키고, 진공하에 농축시켜서 표제 화합물을 오렌지색 오일(133.9kg, 순도에 대해 보정된 74% 수율)로 제공하였다.

¹H NMR(400MHz, CDCl₃) 4.20ppm(q, J=7.07Hz, 2H), 3.13-3.01(m, 1H), 2.75-2.49(m, 2H), 1.80-1.06(m, 10H), 0.98-0.86(m, 6H); ¹³C NMR(CDCl₃) 169.69, 169.65, 121.28, 120.99, 61.14, 39.38, 39.15, 38.98, 37.67, 37.23, 36.95, 30.54, 30.47, 25.67, 25.45, 19.78, 19.61, 19.53, 18.56, 14.13, 14.05.

실시예 4

(5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 에틸 에스테르의 제조방법(B 방법)

250㎖들이 플라스크에 LiCl(3.89g, 0.0918mol), 물(7㎖) 및 다이메틸설폭사이드(72㎖)를 투입하였다. (2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-펜틸)-숙신산 다이에틸 에스테르(25.4g, 0.0706mol, 기체 크로마토그래피에 의해 78.74%)를 투입하고, 혼합물을 135℃ 내지 138℃로 가열하고, 기체 크로마토그래피 분석에 의거 완료될 때까지 상기 온도에서 24시간 이상동안 교반하였다. 반응을 25 내지 35℃로 냉각한 후에 헵테인(72㎖), 포화 NaCl(72㎖) 및 물(72㎖)을 첨가하고, 혼합물을 15분 이상동안 교반하고, 15분 이상동안 가라앉힌 다음, 하층 수성 상을 헵테인(100㎖)으로 세척하였다. 유기 상을 합하여 진공하에 농축시켜서 표제 화합물을 오렌지색 오일(13.0g, 순도에 대해 보정된 84% 수율)로 제공하였다.

실시예 5

(5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 나트륨 염의 제조방법

4000ℓ들이 반응기에 (5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르(250kg, 1183mol) 및 테트라하이드로푸란(450kg)을 투입하였다. NaOH 수용액을 제조하고(물 350ℓ중 50% NaOH 190kg), 이어서 테트라하이드로푸란 용액에 첨가하였다. 기체 크로마토그래피 분석에 의거 반응이 완료될 때까지, 생성된 용액을 20℃ 내지 30℃에서 2시간 이상동안 교반하였다. 그 후에, 테트라하이드로푸란을 진공 증류에 의해 제거하여서 표제 화합물의 수용액을 제공하고, 이를 다음 단계에서 즉시 사용하였다.

실시예 6

(5R)-3- 아미노메틸 -5- 메틸 - 옥타노산 나트륨 염의 제조방법

120ℓ들이 오토클레이브에 스폰지 니켈 촉매(3.2kg, 존슨 앤드 마티(Johnson & Mathey) A7000)를 투입하고, 이어서 (5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 나트륨 염의 수용액(물 60ℓ중 15kg)을 투입하고, 생성된 혼합물을 수소 50psig 및 30℃ 내지 35℃에서 18시간 이상동안 또는 수소 소모가 중지될 때까지 수소화시켰다. 이어서, 반응을 20 내지 30℃로 냉각시키고, 소비된 촉매를 0.2μ 필터에 여과시켜서 제거하였다. 필터 케이크를 물(2 x 22ℓ)로 세척하고, 생성된 표제 화합물 수용액을 다음 단계에서 바로 사용하였다.

실시예 7

(5R)-3- 아미노메틸 -5- 메틸 - 옥타노산의 제조방법

4000ℓ들이 반응기에 (5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산의 수용액(물 약 1000ℓ중 약 150kg)을 투입하고, 0℃ 내지 5℃로 냉각하였다. pH가 6.3 내지 6.8이 될 때까지 빙초산을 첨가하였다. 혼합물에 무수 에탄올(40kg)을 첨가하였다. 생성된 슬러리를 20분 미만동안 65℃ 내지 70℃로 가열하고, 3시간에 걸쳐 0℃ 내지 5℃로 냉각하였다. 생성물을 여과에 의해 수거하여서 표제 화합물을 물-습윤 케이크(76kg, 순도에 대해 보정된 97% 수율, 칼 피셔 분석에 의거 10% 물)로 제공하고, 이를 다음 단계에서 사용하였다.

¹H NMR(400MHz, D₃COD) 4.97ppm(BS, 3H), 3.00-2.74(m, 2H), 2.48-2.02(m, 3H), 1.61-1.03(m, 7H), 0.94-0.86(m, 6H); ¹³C NMR(D₃COD) 181.10, 181.07, 46.65, 45.86, 44.25, 43.15, 42.16, 41.64, 41.35, 33.45, 31.25, 31.20, 21.45, 21.41, 20.52, 20.12, 15.15, 15.12.

실시예 8

분해제 접촉에 의한 (3S,5R)-3- 아미노메틸 -5- 메틸 - 옥타노산의 제조방법

4000ℓ들이 반응기에 물 습윤(10%) (5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산(76kg, 365mol), (S)-만델산(34.8kg, 229mol), 무수 에탄올(1780kg) 및 물(115ℓ)을 투입하였다. 생성된 혼합물을 65℃ 내지 70℃로 가열하고, 고체가 용해될 때까지 교반하였다. 이어서, 용액을 2시간에 걸쳐 0℃ 내지 5℃로 냉각하고, 상기 온도에서 추가로 1시간동안 교반하였다. 생성물을 여과에 의해 수거하고, 케이크를 -20℃ 에탄올(3 x 60kg)로 세척하였다. 조질의 생성물(48% 수율로 18kg) 및 에탄올(167kg)을 반응기에 투입하였다. 혼합물을 0℃ 내지 5℃로 냉각하고, 이 온도에서 1.5시간동안 교반하였다. 이어서, 생성물을 여과에 의해 수거하고, 케이크를 -20℃ 에탄올(3 x 183kg)로 세척하여서 표제 화합물(17kg, 94% 수율)을 생성시켰다. 표제 화합물의 준분자 이온(MH+)을 188.1653amu에서 관찰하고, 188.1650의 이론치와 일치하였다. 측정된 값의 5-ppm(0.9mDa) 실험오차 이내의 분자 이온으로 C, H, N 및 O만을 함유한 다른 합리적인 대체 화합물 단위체가 존재할 수 없기 때문에, 측정치는 분자식이 C₁₀H₂₁NO₂임을 입증하였다.

IR(KBr) 2955.8cm^-1, 22.12.1, 1643.8, 1551.7, 1389.9; ¹H NMR(400MHz, D₃COD) 4.91ppm(bs, 2H), 3.01-2.73(m, 2H), 2.45-2.22(m, 2H), 1.60-1.48(m, 1H), 1.45- 1.04(m, 6H), 0.98-0.86(m, 6H); ¹³C NMR(D₃COD) 181.04, 45.91, 44.30, 42.13, 40.65, 33.42, 31.24, 21.39, 20.49, 15.11.

실시예 9

(3S,5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 나트륨 염(화학식 16, R ¹⁰ = Na ⁺ )과 (3R,5R)-3- 시아 노-5- 메틸 - 옥타노산 에틸 에스테르(화학식 17, R ¹¹ = Et ) 또는 (3S,5R)-3- 시아노 -5- 메 틸- 옥타노산 에틸 에스테르(화학식 16, R ¹⁰ = Et )와 (3R,5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타 노산 나트륨 염(화학식 17, R ¹¹ = Na ⁺ )을 생성시키기 위한 (5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 에틸 에스테르(화학식 15)의 효소적 가수분해에 의한 효소 스크리닝

문헌[디. 야즈벡 등, Synth . Catal . 345:524-32(2003)]에 기재된 방법에 따라 미리 준비된 96-웰 플레이트의 분리 웰에 침전된 개별 효소로 구성된 스크리닝 키트를 이용하여 효소 스크리닝을 실시하였다. 웰 각각은 0.3㎖의 공 체적(empty volume)을 가졌다(얇은 웰 플레이트). 96-웰 플레이트중 하나의 웰은 단지 포스페이트 완충액(10㎕, 0.1M, pH 7.2)만을 함유하였다. 몇몇 예외를 제외하고, 나머지 웰 각각은 대부분이 상기 표 2에 열거되어 있는 효소 1분액(10㎕, 83mg/㎖)을 함유 하였다. 사용전에 스크리닝 키트를 -80℃ 보관에서 꺼내고, 효소를 실온에서 약 5분동안 해동시켰다. 인산 칼륨 완충액(85㎕, 0.1M, pH 7.2)을 다채널 피펫을 이용하여 웰 각각에 분배하였다. 이어서, 진한 기질(화학식 15, 5㎕)을 다채널 피펠을 통해 각 웰에 첨가하고, 96 반응 혼합물을 30℃ 및 750rpm에서 배양하였다. 반응을 급냉시키고, 각각의 반응 혼합물을 두번째 96-웰 플레이트의 분리 웰에 옮겨서 24시간 후에 샘플링하였다. 웰 각각은 2㎖의 공 체적을 가졌고(딥 웰 플레이트), 에틸 아세테이트(1㎖) 및 HCl(1N, 100㎕)를 함유하였다. 웰 내용물을 피펫으로 흡인하여서 각 웰의 구성성분을 혼합하였다. 두번째 플레이트를 원심분리시키고, 유기 상청액 100㎕을 각 웰로부터 세번째 96-웰 플레이트(얕은 플레이트)의 분리 웰로 옮겼다. 이어서, 세번째 플레이트의 웰을 침투성 매트 덮개를 사용하여 밀봉하였다. 일단 웰이 밀봉되면, 부분입체이성체 선택도(de)의 결정을 위해 세번째 플레이트를 GC 시스템으로 옮겼다.

하기 표 3은 효소, 상품명, E 값, χ, 및 스크리닝된 효소 일부에 대한 선택도를 열거하고 있다. 주어진 효소에 있어서, E 값은 부분입체이성체 쌍(기질)의 상대적인 반응성으로 해석될 수 있다. 표 3에 열거된 E 값은 그라즈 유니버시티(the University of Graz)로부터 입수가능한 Ee2로 불리는 컴퓨터 프로그램을 사용하여 GC/유도화 자료(전환율, χ 및 de)로부터 계산하였다. 표 3에서, 선택도는 주어진 효소에서 가장 크게 가수분해되는 부분입체이성체-(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르 또는 (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르-에 해당한다.

실시예 1의 스크리닝 반응으로부터의 결과

효소	상품명	E	χ	선택도
돼지 췌장 리파아제	알투스 03	1.5	15	(3R,5R)
칸디다 실린드라세아 리파아제	플루카 62302	1.4	3	(3R,5R)
버크홀데리아 세파시아 리파아제	아마노 리파아제 AH	200	15	(3R,5R)
수도모나스 플루오레센스 리파아제	아마노 리파아제 AK 20	200	25	(3R,5R)
칸디다 루고사 리파아제	아마노 리파아제 AYS	1.4	2	(3R,5R)
리조푸스 델레마르 리파아제	아마노 리파아제 D	6	44	(3S,5R)
리조푸스 오리자에 리파아제	아마노 리파아제 F-AP 15	20	1	(3S,5R)
페니실리움 카멤베르티 리파아제	아마노 리파아제 G 50	1.1	6	(3S,5R)
무코르 자바니쿠스 리파아제	아마노 리파아제 M 10	8	3	(3S,5R)
버크홀데리아 세파시아 리파아제	아마노 리파아제 PS	200	45	(3R,5R)
수도모나스 종 리파아제	바이오카탈리틱스 103	4	7	(3S,5R)
미생물, 동결 건조된 리파아제	바이오카탈리틱스 108	17	45	(3R,5R)
CAL-B, 동결건조	바이오카탈리틱스 110	1.2	96	(3S,5R)
칸디다 종, 동결건조	바이오카탈리틱스 111	1.2	8	(3R,5R)
CAL-A, 동결건조	바이오카탈리틱스 112	1.6	5	(3R,5R)
써모마이세스 종 리파아제	바이오카탈리틱스 115	7	50	(3S,5R)
알칼리기네스, 동결건조된 리파아제	바이오카탈리틱스 117	15	31	(3R,5R)
CAL-B, L2 Sol	크리아자임 L2 Sol	1.3	31	(3R,5R)
써모마이세스 라누기노수스 리파아제	시그마 L9 리폴라아제	15	50	(3S,5R)
써모마이세스 라누기노수스 리파아제	시그마 L10 노보871	10	68	(3S,5R)
리조무코르 미에헤이 리파아제	시그마 L6 팔라타아제	5.3	90	(3S,5R)
진균 프로테아제 농축물	게넨코르	10	10	(3R,5R)
소 췌장 프로테아제	시그마 P18 α-커모트립신 I	10	10	(3R,5R)
파인애플[아나나스 코모수스 및 아나나스 브락테아투스(L)]	브로멜리안 농축물	10	10	(3R,5R)
돼지 신장 아실라아제	시그마 A-S2 아실라아제 I	2	60	(3S,5R)
무코르 메이헤이로부터의 에스테라아제	플루카 E5	5	79	(3S,5R)
콜린에스테라아제, 아세틸	시그마 ES8	1.1	54	(3S,5R)
콜레스테롤 에스테라아제	바이오카탈리틱스 E3	1.1	54	(3S,5R)
PLE-암모늄 설페이트	바이오카탈리틱스 123	1.3	71	(3S,5R)

실시예 10

효소적 분해에 의한 (3S,5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 3급-부틸- 암모늄 염의 제조방법

pH 전극, 오버헤드(overhead) 교반기 및 염기 첨가 라인을 갖춘 50㎖들이 반응기에 (5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르(8g, 37.85mmol), 이어서 아세트산 칼슘 용액(8㎖), 탈이온수(3.8㎖) 및 리폴라아제(등록상표) 100L EX(0.2㎖)를 첨가하였다. 생성된 현탁액을 실온에서 24시간동안 교반하였다. 4M NaOH를 첨가하여서 용액의 pH를 7.0으로 유지하였다. 반응 과정을 기체 크로마토그래피(전환율 및 생성물과 출발물질의 de %)에 의해 추적하고, 출발물질의 45%가 소모된 후에(NaOH 약 4.3㎖가 첨가됨) 중지하였다. 반응 완료후에, 톨루엔(20㎖)을 첨가하고, 혼합물을 1분동안 교반하였다. 진한 수성 HCl을 첨가하여서 pH를 3.0으로 낮추고, 용액을 5분동안 교반하고, 이어서 분별 깔때기/추출기로 옮겼다. 유기 층을 분리시키고, 수성 층을 톨루엔 10㎖로 1회 추출하였다. 유기 층을 모으고, 톨루엔을 건고 상태까지 증발시켰다. 조질의 생성물((3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산의 나트륨 염, 기체 크로마토그래피에 의거 75% 부분입체이성체 과량)을 메틸 3급 부틸 에테르(40㎖)에 재현탁시켰다. 3급-부틸아민(1.52g, 1.1당량)을 교반하에 5분동안 혼합물에 적가하였다. 첨가 직후에 침전된 결정을 마무리 처리하고, 뷰흐너 깔때기에서 수거하였다. 고체를 메틸 3급-부틸 에테르(2 x 20㎖)로 세척하였다. 이어서, 잔류물을 진공하에 건조하여서 표제 화합물(2.58g, 기체 크로마토그래피에 의거 96% 부분입체이성체 과량)을 제공하였다.

실시예 11

(3R,5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 에틸 에스테르의 (3R,5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타 노산 나트륨 염으로의 효소적 가수분해에 의한 (3S,5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 에틸 에스테르의 분해

20℃ 내지 25℃의 온도에서 인산나트륨(일가) 일수화물(4.7kg) 및 물(1650ℓ)을 함유하는 용기에 50% NaOH 수용액(2.0kg)을 첨가하였다. 15분동안 교반한 후에 혼합물의 pH를 확인하여서 6.0 내지 8.0 범위에 있도록 하였다. 아마노 PS 리파아제(17kg)를 첨가하고, 혼합물을 30 내지 60분동안 20℃ 내지 25℃에서 교반하였다. 혼합물을 여과하여서 고체를 제거하고, 여액을 중탄산나트륨(51kg), (5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르(154kg) 및 물(10ℓ)과 합쳤다. 혼합물을 약 50℃에서 24 내지 48시간동안 반응시켰다. 효소적 가수분해 과정을 기체 크로마토그래피에 의해 관측하고, 기체 크로마토그래피 분석에 의거하여 (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르 대 (3R,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 나트륨 염의 비가 99:1 보다 클 때에 완료된 것으로 간주하였다. 반응 완료이후에, NaCl(510kg)이 투입된 용기에 혼합물을 첨가하고, 용기 내용물을 20℃ 내지 25℃에서 교반하였다. 혼합물을 메틸 3급-부틸 에테르(680ℓ)에 의해 추출하고, 수성 및 유기 상을 분리하였다. 수성 상을 폐기하고, 유기상을 NaCl(26kg), 중탄산나트륨(2kg) 및 물(85ℓ)로 세척하였다. 고체가 용해된 후에 혼합물을 다시 MTBE(680ℓ)에 의해 추출하고, 수성 및 유기 상을 분리하고, 유기 상을 다시 NaCl(26kg), 중탄산나트륨(2kg) 및 물(85ℓ)로 세척하였다. 수성 및 유기 상을 분리한 후에 유기 상을 70℃ 및 대기압에서 증류하여서 (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르를 오일(48.9kg, 88% 수율)로 제공하였다.

¹H NMR(400MHz, CDCl₃) 4.17ppm(q, J=7.83Hz, 2H), 3.13-3.06(m, 1H), 2.71-2.58(m, 2H), 1.75-1.64(m, 10H), 0.95(d, J=6.34, 3H), 0.92(t, J=6.83, 3H); ¹³C NMR(CDCl₃) 170.4, 121.8, 61.1, 39.6, 38.6, 37.0, 31.0, 25.9, 20.0, 18.5, 13.9.

실시예 12

(3S,5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 에틸 에스테르로부터 (3S,5R)-3- 아미노메틸 -5-메틸- 옥타노산의 제조방법

메틸 3급-부틸 에테르중 (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르(30%)를 함유하는 용액(700kg)을 하이포아염소산 나트륨 수용액(35kg, 12%) 및 물(35ℓ)로 처리하였다. 실온에서 2시간동안 교반한 후에, 혼합물을 3시간동안 정치시키고, 수성 및 유기 상을 분리하였다. 유기상을 실온에서 물(150ℓ)로 세척하고, 혼합물을 수성 및 유기 상으로 분리하였다. 유기 상을 분리하고, 이어서 NaOH 수용액(134kg, 50%) 및 물(560ℓ)과 반응시켰다. 반응 혼합물을 2.5 내지 3.5시간동안 실온에서 교반하고, 혼합물을 2시간동안 정치시켰다. (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 나트륨 염을 함유하는 생성된 수성 상을, 스폰지 니켈 A-7063(43kg)을 투입하고 질소로 퍼징한 오토클레이브에 공급하였다. 오토클레이브를 28℃ 내지 32℃로 가열하고, 수소에 의해 50psig로 가압하였다. 압력을 18 내지 24시간동안 50psig로 유지하였다. 이어서, 오토클레이브를 20℃ 내지 30℃로 냉각시키고, 샘플링을 위해 압력을 20 내지 30psig로 감소시켰다. (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 나트륨 염의 전환율이 99% 이상일 때 반응이 완료되었다. 반응 혼합물을 여과하고, 여액을 20℃ 내지 30℃의 온도에서 시트르산 수용액(물 136kg중 64kg)과 합쳤다. 에탄올(310ℓ)을 첨가하고, 혼합물을 55℃ 내지 60℃로 가열하였다. 혼합물을 1시간동안 유지한 후에, 혼합물이 약 2℃ 내지 8℃의 온도에 이를 때까지 약 -15℃/시간의 속도로 냉각시켰다. 혼합물을 약 1.5시간동안 상기 온도에서 교반하고, 여과하였다. 생성된 필터 케이크를 2℃ 내지 8℃에서 물(150ℓ)로 세정한 다음, 칼 피셔 분석에 의해 물 함량이 1% 미만이 될 때까지 실온에서 질소 스위프(nitrogen sweep)에 의해 건조시켜서, 조질의 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산을 제공하였다.

조질의 생성물(129kg)을 용기에 투입하였다. 물(774kg) 및 무수 에탄올(774kg)을 용기에 첨가하고, 용액이 투명하게 될 때까지 생성된 혼합물을 환류 온도(약 80℃)로 가열하였다. 용액을 폴리시 필터(polish filter)(1μ)에 통과시키고, 용액이 투명하게 될 때까지 환류 온도에서 다시 가열하였다. 침전물이 형성되는 동안 약 5℃의 온도에 이를 때까지 용액을 약 -20℃/hr의 속도로 냉각시켰다. 생성된 슬러리를 0℃ 내지 5℃로 약 90분동안 유지하여서 결정화 과정을 완료시켰다. 슬러리를 여과하여서 표제 화합물을 단리시키고, 이를 무수 에탄올(305kg)로 세정하고, (칼 피셔 분석에 의해) 물 함량 및 (기체 크로마토그래피 분석에 의해) 에탄올 함량이 각각 0.5중량% 미만이 될 때까지 40℃ 내지 약 45℃의 온도에서 질소 스위프하에 건조시켰다. (3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르로부터 표제 화합물의 대표적인 수율은 약 76%이다.

실시예 13

(3S,5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 메틸 에스테르의 제조방법

메테인 설폰산 2- 메틸 - 펜틸 에스테르

반응 용기에 톨루엔(170㎖, 2-메틸-펜탄-1-올의 중량 기준으로 8.5㎖/g), 2-메틸-펜탄-1-올(20.00g, 0.20mol, 한번에) 및 트리에틸아민(21.78g, 0.22mol, 한번에)을 투입하였다. 반응 혼합물을 -10℃ 내지 -5℃의 온도로 냉각하고, 메테인설폰일 클로라이드(22.42g, 0.2mol)를 적가하고, 온도를 -10℃ 내지 -5℃로 유지하였다. 반응물을 1시간동안 -10℃ 내지 -5℃의 온도에서 교반하였다. 반응을 1.0M 수성 HCl(60㎖, 2-메틸-펜탄-1-올의 중량 기준으로 3㎖/g)에 의해 급냉시키고, 30분동안 교반하였다. 반응 혼합물을 25℃로 가온시키고, 상을 분리하였다. 유기 상을 1M 수성 NaHCO₃(60㎖, 2-메틸-펜탄-1-올의 중량 기준으로 3㎖/g)으로 세척하고, 상을 분리하였다. 메테인 설폰산 2-메틸-펜틸 에스테르의 생성된 톨루엔 용액을 다음 단계에서 바로 사용하였다.

1- 브로모 -2- 메틸 - 펜테인

반응 용기에 메테인 설폰산 2-메틸-펜틸 에스테르(35.29g, 0.2mol, 톨루엔 용액), H₂O(14㎖, 메테인 설폰산 2-메틸-펜틸 에스테르의 중량 기준으로 0.4㎖/g), NaBr(20.14g, 0.2mol) 및 테트라부틸암모늄 브로마이드(12.61g, 0.04mol)를 투입하였다. 반응 혼합물을 90℃로 가열하고, 상기 온도에서 3시간동안 교반하였다. H₂O(600㎖, 메테인 설폰산 2-메틸-펜틸 에스테르의 중량 기준으로 3㎖/g)를 투입하고, 상을 분리하였다. 1-브로모-2-메틸-펜테인의 생성된 톨루엔 용액을 다음 단계에서 바로 사용하였다.

(5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 메틸 에스테르

반응 용기에 톨루엔(152㎖, 1-브로모-2-메틸-펜테인의 중량 기준으로 4.7㎖/g), 이어서 칼륨 3급-부톡사이드(76.87g, 0.69mol)을 한번에 교반하에 투입하였다. 반응 혼합물을 -10℃ 내지 -5℃의 온도로 냉각시켰다. 4,4,4-트리메톡시-부티로니트릴(37.39g, 0.23mol)을 이전 단계에서 수득한 1-브로모-2-메틸-펜테인의 톨루엔 용액에 투입하고, 생성된 용액을 반응에 적가하며, 그 동안 온도를 -5℃로 유지하였다. 반응 혼합물을 18시간동안 -10℃ 내지 -5℃의 온도에서 교반하였다. 반응을 H₂O(323㎖, 1-브로모-2-메틸-펜테인의 중량 기준으로 10㎖/g)에 의해 급냉시키고, 진한 HCl(48.5㎖)을 pH 1 내지 2 범위까지 적가하고, 반응 혼합물을 25℃에서 1시간동안 교반하였다. 상들을 분리하고, 유기 상을 H₂O(323㎖, 1-브로모-2-메틸-펜테인의 중량 기준으로 10㎖/g)로 세척하고, 상들을 분리하였다. 톨루엔을 유기 상으로부터 증류하여서 65㎖ 부피를 남겼다. (5R)-3-시아노-5-메틸 옥타노산 메틸 에스테르의 생성된 톨루엔 용액을 다음 단계에서 바로 사용하였다.

(3S,5R)-3- 시아노 -5- 메틸 - 옥타노산 메틸 에스테르

NaHCO₃(47.4g, 0.75당량), KH₂PO₄(4.4g, 0.042당량) 및 NaOH(0.84g, 0.031당량)을 H₂O(1500㎖)에 투입하고, 용액이 형성될 때까지 실온에서 교반하였다. 효소 리파아제 PS-SD(30g, 아마노 엔자임 잉크에서 시판)를 반응에 투입하고, 용액이 형성될 때까지 현탁액을 실온에서 교반하였다. (5R)-3-시아노-5-메틸 옥타노산 메틸 에스테르(150g, 0.76mol, 1당량)의 톨루엔 용액을 5분에 걸쳐 한번에 첨가하는 동안, 반응 혼합물을 45℃로 가열하였다. 생성된 수중 유적형 현탁액을 격렬하게 48시간동안 45℃에서 교반하였다. 반응 완료시에 생성물을 3급-부틸 메틸 에테르(600㎖)에 의해 추출하고, 유기 상을 합치고 염수(300㎖)로 세척하였다. (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산의 제조에서 추가로 사용하기 위해 표제 화합물을 3급-부틸 메틸 에테르 용액으로 유지하였다.

실시예 14

(3S,5R)-3- 아미노메틸 -5- 메틸 - 옥타노산 A 형태

A 방법

에탄올(25㎖)과 물(25㎖)을 용기에 투입하고, 격렬하게 교반하여서 혼합시켰다. 조질의 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산(2.5g)을 투입하고, 용액이 형성될 때까지 현탁액을 환류 온도(80℃)로 가열하였다. 반응물을 80℃에서 1시간동안 교반하여서 완전히 용해되도록 하였다. 용액을 인-라인 필터(in-line filter)를 통해 여과하고, 흠없는(speck-free) 용기에 옮겼다. 용액이 67℃에 이를 때까지 용액을 0.5℃/분의 속도로 냉각시키고, 67℃에서 슬러리중 0.5% 미세 씨드(2.5 내지 10㎛)로 씨딩(seeding)하였다. 현탁액을 0.5℃/분의 속도로 0℃로 냉각시키고, 0℃에서 12시간동안 교반하였다. 여과에 의해 생성물을 수거하고, 케이크를 흠없는 물(2.5㎖), 이어서 흠없는 에탄올(2.5㎖)로 세척하였다. 생성물을 40℃에서 24시간동안 또는 물 함량이 0.5중량% 미만이 될 때까지 진공하에서 트레이(tray) 건조하였다.

B 방법

에탄올 및 물(부피 기준으로 50:50)중 조질의 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산(25mg/㎖)을 반응기에 투입하고, 공정내내 적당히 빠른 속도로 교반을 유지하였다. 반응기를 0.5℃/분의 가열 속도로 55℃의 온도로 가열하고, 온도를 1시간동안 55℃로 유지하여서 완전히 용해되게 하였다. 용액을 0.5℃/분의 속도로 51℃로 냉각시키고, 상기 온도로 15분동안 유지하였다. 용액을 슬러리(에탄올중 75mg/㎖)중 5% 미세 씨드(2 내지 25μm)로 씨딩하였다. 에탄올 씨드 슬러리를 씨딩하기 전에 교반하여서 덩어리를 부수었다. 씨딩후에 온도를 51℃로 20분 더 유지하였다. 생성된 슬러리를 0.5℃/분의 속도로 0℃로 냉각시키고, 상기 온도에서 2시간동안 유지하였다. 고체를 진공하에 여과하고, 차가운 에탄올로 세척하였다. 여과된 고체를 진공 오븐에서 50℃로 건조하였다.

C 방법

에탄올 및 물(부피 기준으로 50:50)중 조질의 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산(50mg/㎖)을 반응기에 투입하고, 공정내내 적당히 빠른 속도로 교반을 유지하였다. 반응기를 0.5℃/분의 가열 속도로 80℃(환류 온도)로 가열하였다. 온도를 1시간동안 80℃로 유지하여서 완전히 용해되게 하였다. 용액을 0.5℃/분의 속도로 0℃로 냉각시키고, 0℃에서 2시간동안 유지하였다. 고체를 진공하에 여과하고, 차가운 에탄올로 세척하였다. 여과된 고체를 진공 오븐에서 50℃로 건조하였다.

(3S,5R)-3- 아미노메틸 -5- 메틸 - 옥타노산 A 형태의 특징

(3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태를 하기 방법을 사용하여 특징화할 수 있다:

1. 분말 X-선 회절법(PXRD)

2. 시차주사 열량계법(DSC)

3. 푸리에르 변환 적외선 분광분석법(FT-IR)

4. 푸리에르 변환 라만 분광분석법(FT-라만)

하기 실험 조건을 이용하였다.

분말 X-선 회절법( PXRD )

자동 샘플 교환장치, 쎄타-쎄타 각도계(goniometer), 자동 빔 확산 슬릿 및 PSD 반텍(Vantec)-1 검출기를 갖춘 브루커-에이엑스에스 엘티디(Bruker-AXS Ltd.)의 D4 분말 X-선 회절계를 사용하여 분말 X-선 회절 패턴을 결정하였다. 낮은 배경의 규소 웨이퍼 시료 장착기에 놓아서 분석을 위해 샘플을 준비하였다. X-선 관을 40kV/30mA에서 작동시키면서 구리 K-알파₁ X-선(파장 = 1.5406Å)으로 조사하는 동안 시료를 회전시켰다. 2°내지 55°의 2쎄타 범위에 걸쳐 0.018°단계당 0.2초 계수로 설정된 연속 방식으로 작동하는 각도계를 사용하여 분석을 실시하였다.

당업계의 숙련자들에 의해 인지되는 바와 같이, 하기에 제공된 표 4 및 5의 다양한 피크의 상대 강도는 예컨대 X-선 빔의 결정 배향 효과, 분석되는 물질의 순도, 또는 샘플의 결정도와 같은 많은 인자때문에 다양할 수 있다. 또한, 피크 위치는 샘플 높이 편차에 대해 변위될 수 있으나, 피크 위치는 제공된 표에 정의된 바와 실질적으로 동일하게 있을 것이다.

또한, 당업계의 숙련자들은 다른 파장을 이용한 측정이 브래그 식 nλ=2dsinθ에 따라 다른 변위를 초래할 것임을 인식한다.

택일적인 파장을 이용하여 발생된 이러한 추가적인 PXRD 패턴은 본 발명의 결정질 물질의 PXRD 패턴의 또 다른 표현으로 간주되며, 그 자체로 본 발명의 범위내에 있다.

단결정 X-선 회절 분석에 의해 A 형태의 결정 구조를 결정하였다. 또한, 액셀리스 머터리얼즈 스튜디오(Accelrys Materials Studio)^TM(2.2 버전)의 "반사 분말 회절(Reflex Powder Diffraction)" 모듈을 이용하여 단결정 구조로부터 2-쎄타 각, d 간격 및 상대 강도를 계산하였다. 적절한 시뮬레이션 파라미터가 각 경우에 다음과 같다:

파장 = 1.540562Å(Cu Kα)

편광 인자 = 0.5

수도-보이트(Pseudo-Voigt) 프로파일(U=0.01, V=-0.001, W=0.002).

시차 주사 열량계법( DSC )

알루미늄 덮개를 가진 50㎕ 구멍뚫린 알루미늄 팬의 퍼킨 엘머 파이리스(Perkin Elmer Pyris) 1 DSC를 사용하여 DSC를 실시하였다. 샘플 약 3mg을 질소 기체 퍼징하에 10 내지 215℃ 범위에서 10℃/분으로 가열하였다.

FT - IR

"골든 게이트(Golden Gate)^TM" 단일 바운스(bounce) ATR 악세사리(다이아몬드 상판 및 아연 셀레나이드 렌즈) 및 DTGS KBr 검출기를 갖춘 써모니콜렛 아바타(ThermoNicolet Avatar) FT-IR 분광계를 사용하여 IR 스펙트럼을 수득하였다. 스펙트럼을 2㎝^-1 분해능 및 256 스캔의 보조-추가에서 수거하였다. 하프-겐젤(Happ-Genzel) 아포디제이션(apodization)을 이용하였다. 단일 반사 ATR을 이용하여 FT-IR 스펙트럼을 기록하였기 때문에, 샘플 준비는 필요하지 않았다. ATR FT-IR의 이용은 적외선 밴드의 상대 강도가 KBr 디스트 또는 누졸(nujol mull) 샘플 제제를 사용하는 투과 FT-IR 스펙트럼에서 발견된 강도와 다르게 한다. ATR FT-IR의 특성때문에, 보다 낮은 파수(wavenumber)에서의 밴드는 보다 높은 파수에서의 밴드보다 더 강하다. 달리 기록되지 않는 한, 실험 오차는 ±2㎝^-1이다.

FT -라만

1064nm NdYAG 레이저 및 게르마늄 검출기를 갖춘 써모니콜렛 960 FT-라만 분광계를 사용하여 라만 스펙트럼을 수거하였다. 샘플 및 5140 보조-추가된 스캔에서 2㎝^-1 분해능으로 320mW 레이저 전력을 이용하여 스펙트럼을 수집하였다. 하프-겐젤 아포디제이션을 이용하였다. 각각의 샘플(약 5mg)을 유리 바이알에 넣고, 레이저 조사에 노출시켰다. 자료를 라만 변위 함수로서 라만 강도로 제공하였다. 달리 기록되지 않는 한, 실험 오차는 ±2㎝^-1이다.

자료

측정된 PXRD 패턴이 도 1에 도시되어 있다. 5% 보다 큰 상대 강도를 갖는 주요 특징적 피크가 표 4에 열거되어 있다. 계산된 PXRD 패턴이 도 2에 도시되어 있다. 5% 보다 큰 상대 강도를 갖는 주요 특징적 피크가 표 5에 열거되어 있다. (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태에 대한 주요 특징적 피크는 2 쎄타-각 ±0.2°인 7.7, 15.8, 20.8 및 23.1°이다. (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태에 대한 DSC 온도기록도가 도 3에 도시되어 있으며, 이는 194℃±2℃에서 예리한 단일 흡열 피크 최대점을 보여준다. 상기 현상은 (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 융점을 나타낸다. (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 FT-IR 스펙트럼이 도 4와 5에 도시되어 있다. (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 주요 특징적인 피크가 표 6에 열거되어 있다. (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 FT-라만 스펙트럼이 도 6과 7에 도시되어 있다. (3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 주요 특징적인 피크가 표 7에 열거되어 있다.

(3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 측정된 패턴으로부터의 특징적인 PXRD 피크

각 2-쎄타(°)	상대 강도(%)	각 2-쎄타(°)	상대 강도(%)
7.7	100	22.8	9.6
12	11.5	23.1	69.4
15.5	60.9	23.3	12.9
15.8	51.4	25.6	11.5
18.3	8.4	26	5.6
19.2	5.1	27.1	7.3
19.5	5.4	27.7	7.4
20.8	40.2	39.3	6.4

(3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 계산된 패턴으로부터의 특징적인 PXRD 피크

각 2-쎄타	강도(%)	각 2-쎄타	강도(%)	각 2-쎄타	강도(%)
7.7	51.2	19.5	31.8	27.1	6.4
12	25.1	20.8	100	27.7	17.6
15.5	11.4	21.3	21.6	30.1	15.8
15.8	35.7	22.9	10.6	31	8.8
16.3	11.7	23.1	50.7	33.9	5.1
17.9	23.4	23.7	5.6	37.1	6.5
18	5	25.6	5	38.2	6.1
18.3	48.8	26	5.7	44.4	5.2
19.3	6.8	26.4	12

주요 흡수 밴드 주파수가 하기 표에 열거되어 있다(w: 약함, m: 중간, s: 강함). 강도 지정은 스펙트럼의 주요 밴드에 대해 상대적이고, 기저선으로부터 측정된 절대값에 근거하지 않는다.

(3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 FT-IR 자료의 피크 목록

파수(㎝^-1)	진동 밴드 지정
2954m, 2919m, 2895w, 2874w	CH 수축(지방족)
2807w, 2758w, 2677w, 2595m	NH₃ ⁺ 비대칭 및 대칭 수축
2206m	NH₃ ⁺ 비대칭 구부러짐과 NH₃ ⁺ 비틀림의 조합 밴드
1642m
1545s	CO₂ ^- 비대칭 수축 및 NH₃ ⁺ 비대칭 구부러짐
1464m, 1454m	CH 구부러짐(지방족)
1429m
1416m
1387s
1334s
1277s
1228w
1192w
1163m
1135w
1106w
1020w
1006m
970w
961m
934w
914w
894w
871w
858m
820m
741w
701s

상대 강도의 피크 표가 FT-라만 밴드를 잘 정의하였다. 강도 지정은 스펙트럼의 주요 밴드에 대해 상대적이고, 기저선으로부터 측정된 절대값에 근거하지 않는다(w: 약함, m: 중간, s: 강함, vs: 매우 강함).

(3S,5R)-3-아미노메틸-5-메틸-옥타노산 A 형태의 FT-라만 자료의 피크 목록

파수(㎝^-1)
2958vs	1279w	595w
2942vs	1213w	570w
2932vs	1190w	508w
2919vs	1158w	464w
2896vs	1133w	440w
2875vs	1106w	414w
2849s	1071w	386w
1550w	1038w	314w
1467m	969w
1439m	933w
1384w	912w
1344m	869w
1291w	820m

본 명세서 및 첨부된 청구의 범위에서 사용될 때 "하나" 및 "그"와 같은 단수 관사는 문맥이 명확하게 달리 나타내지 않는 한, 단일 객체 또는 복수개의 객체를 지칭할 수 있음을 유의해야 한다. 따라서, 예컨대 "하나의 화합물"을 함유하는 조성물이라 함은 단일 화합물 또는 둘 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 상기 발명의 상세한 설명은 예시적이며 제한적이지 않음을 이해해야 한다. 많은 양태가 상기의 발명의 상세한 설명을 읽을 때 당업계의 숙련자들에게 쉽게 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위와 관련하여 결정되어야 하며, 청구의 범위가 주장하는 등가의 전체 범위를 포함한다. 특허, 특허출원 및 간행물을 비롯한 모든 논문 및 참고문헌의 기재내용이 본원에서 전체적으로 모든 목적을 위해 참고문헌으로 인용된다.

Claims

(a) 하기 화학식 7의 화합물과, 화학식 7의 화합물을 화학식 11a의 화합물로 부분입체이성체 선택적으로(diastereoselectively) 가수분해시키는 효소를 접촉시키는 단계; 및

(b) 하기 화학식 10의 화합물을 단리시키는 단계

를 포함하는, 화학식 10의 화합물 또는 그의 염의 제조방법:

화학식 7

화학식 10

화학식 11a

상기 식에서,

R¹과 R²는 수소 및 C₁ _-3 알킬로부터 각각 독립적으로 선택되되, R¹과 R²가 둘다 수소는 아니고;

R³은 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₃ _-6 사이클로알킬, C₃ _-6 사이클로알킬-C₁ _-6 알킬, C_1-6 알콕시, 아릴 및 아릴-C₁ _-3 알킬로부터 선택되고, 상기 아릴 잔기 각각은 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기에 의해 선택적으로 치환되고, 상기 알킬, 알켄일, 사이클로알킬 및 알콕시 잔기 각각은 1 내지 3개의 불소 원자에 의해 선택적으로 치환되고;

R⁶은 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C₂ _-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C₂ _-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택되고, 상기 아릴 잔기 각각은 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기에 의해 선택적으로 치환될 수 있고;

R⁸은 C₁ _-6 알킬, C₂ _-6 알켄일, C₂ _-6 알킨일, C₃ _-7 사이클로알킬, C₃ _-7 사이클로알켄일, 할로-C₁ _-6 알킬, 할로-C₂ _-6 알켄일, 할로-C₂ _-6 알킨일, 아릴-C₁ _-6 알킬, 아릴-C₂ _-6 알켄일 및 아릴-C₂ _-6 알킨일로부터 선택되고, 상기 아릴 잔기 각각은 C₁ _-3 알킬, C₁ _-3 알콕시, 아미노, C₁ _-3 알킬아미노 및 할로게노로부터 독립적으로 선택된 1 내지 3개의 치환기에 의해 선택적으로 치환될 수 있다.
제 1 항에 있어서,

R⁶과 R⁸이 C₁ _-6 알킬인 제조방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

R¹과 R²가 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이되, R¹과 R²가 둘다 수소는 아니고, R³이 C₁ _-6 알킬인 제조방법.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

R¹이 수소이고, R²가 메틸이고, R³이 에틸인 제조방법.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

(a) 단계의 효소가 리파아제인 제조방법.
제 5 항에 있어서,

리파아제가 버크홀데리아 세파시아(Burkholderia cepacia) 미생물 또는 써모마이세스 라누기노수스(Thermomyces lanuginosus) 미생물에서 유래하는 제조방법.
제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

(c) 선택적으로, 화학식 10의 화합물을 그의 염, 바람직하게는 그의 알칼리 금속 염, 가장 바람직하게는 그의 나트륨 염으로 전환시키는 단계를 추가로 포함하는 제조방법.
하기 화학식 7의 화합물:

화학식 7

상기 식에서,

R¹, R², R³ 및 R⁶은 제 1 항에 정의된 바와 같다.
제 8 항에 있어서,

R⁶이 C₁ _-6 알킬인 화합물.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

R⁶이 메틸, 에틸, n-프로필 또는 i-프로필인 화합물.
하기 화학식 10의 화합물 또는 그의 염:

화학식 10

상기 식에서,

R¹, R², R³ 및 R⁸은 제 1 항에 정의된 바와 같다.
제 10 항에 있어서,

R⁸이 수소 및 C₁ _-6 알킬로부터 선택되는 화합물.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

R⁸이 수소, 메틸, 에틸, n-프로필 및 i-프로필로부터 선택되는 화합물.
제 8 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,

R¹과 R²가 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고, R¹과 R²가 둘다 수소는 아니고, R³이 C₁ _-6 알킬인 화합물.
제 8 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,

R¹이 수소이고, R²가 메틸이고, R³이 메틸, 에틸, n-프로필 및 i-프로필로부터 선택되는 화합물.
제 8 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서,

R¹이 수소이고, R²가 메틸이고, R³이 에틸인 화합물.
제 8 항에 있어서,

(2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-부틸)-숙신산 다이에틸 에스테르;

(2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-펜틸)-숙신산 다이에틸 에스테르;

(2'R)-2-시아노-2-(2'-메틸-헥실)-숙신산 다이에틸 에스테르;

(2'R)-2-시아노-2-(2',4'-다이메틸-펜틸)-숙신산 다이에틸 에스테르;

(5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르;

(5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르;

(5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르;

(5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르;

(5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산;

(5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산;

(5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산;

(5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산;

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산;

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산;

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산;

(3S,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산;

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르;

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르;

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르;

(3S,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르;

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산;

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산;

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산;

(3R,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산;

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-헵타노산 에틸 에스테르;

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산 에틸 에스테르;

(3R,5R)-3-시아노-5-메틸-노나노산 에틸 에스테르; 및

(3R,5R)-3-시아노-5,7-다이메틸-옥타노산 에틸 에스테르

로부터 선택되는 화합물, 또는 그의 염.
제 17 항에 있어서,

(3S,5R)-3-시아노-5-메틸-옥타노산, 그의 염 또는 에스테르인 화합물.
제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 따른 제조방법의 (a) 내지 (c) 단계를 포함하고,

(d) 화학식 10의 화합물 또는 그의 염의 시아노 잔기를 환원시켜서 하기 화학식 1의 화합물 또는 그의 염을 제공하는 단계; 및

(e) 선택적으로, 생성된 화학식 1의 화합물 또는 그의 염을 그의 약학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물로 추가로 전환시키는 단계

를 추가로 포함하는, 화학식 1의 화합물, 그의 약학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물의 제조방법:

화학식 1

상기 식에서,

R¹, R² 및 R³은 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항중 어느 한 항에 정의된 바와 같다.
(a) 하기 화학식 19의 화합물과 하기 화학식 20의 오르토에스테르 화합물을 염기의 존재하에 반응시키는 단계; 및

(b) 생성된 오르토에스테르 중간물질 생성물을 가수분해하여 하기 화학식 7의 카복실산 에스테르를 제공하는 단계

를 포함하는, 화학식 7의 화합물 또는 그의 염의 제조방법:

화학식 7

화학식 19

화학식 20

상기 식에서,

R¹, R² 및 R³은 제 1 항, 제 3 항 및 제 4 항중 어느 한 항에 정의된 바와 같고;

R⁶은 C₁ _-6 알킬이고;

X²는 할로게노이다.