KR20090008229A

KR20090008229A - (5ｓ)-5-〔4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸〕-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 (ｉ)의 신규 결정질 형태 ｇ 및 이의 중간체

Info

Publication number: KR20090008229A
Application number: KR1020087025122A
Authority: KR
Inventors: 네일 반웰; 라스-에릭 브리그너; 안드레아 콜; 앤더스 에릭슨; 자콥 퍼킨스; 뤼이-마뉘엘 바즈; 앤드류 웰스
Original assignee: 아스트라제네카 아베
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2009-01-21
Also published as: EP2064202A4; TW200800954A; JP2009531313A; BRPI0709579A2; CA2644345A1; UY30214A1; US20090221640A1; WO2007106022A2; CN101448819A; WO2007106022A3; AU2007225477A1; CL2007000680A1; MX2008011641A; NO20084282L; IL193670A0; EP2064202A2; AR059913A1

Abstract

본 발명은 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 신규 결정 변형체, 상기 변형체의 제조 방법, 상기 변형체를 포함하는 제약 조성물 및 치료법에서의 상기 변형체의 용도를 개시한다.

결정 변형체, 메탈로프로테이나제 억제제, 염증성 질환, 만성 폐쇄성 폐 질환 (COPD), 천식, 비염

Description

(5Ｓ)-5-〔4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸〕-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 (Ｉ)의 신규 결정질 형태 Ｇ 및 이의 중간체 {A NEW CRYSTALLINE FORM G OF (5S)-5-〔4-(5-CHLORO-PYRIDIN-2-YLOXY)-PIPERIDINE-1-SULFONYLMETHYL〕-5-METHYL-IMIDAZOLIDINE-2,4-DIONE (I) AND INTERMEDIATES THEREOF}

본원에 전체가 참고로 도입된 WO 02/074767에는 치료법에서 유용한 메탈로프로테이나제 억제제의 부류가 교시되어 있다.

WO 02/074767에는 추가로 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온으로서 확인된 특정 메탈로프로테이나제 억제제 화합물이 개시되어 있다 (65면, 15-27행; 및 120면, 23-29행). 이 화합물은 본원에서 화합물 (I)로 명시된다.

WO 02/074767에는 추가로 화합물 (I)의 제조 방법이 개시되어 있다.

따라서, 한 실시양태에서, 화합물 (I)은 단계 (d)에서 적절한 아민으로 대체한 것을 제외하고는 하기 반응식 (WO 02/074767; 87면, 113면 및 120면)에 제시된 것과 유사한 경로에 의해 제조된다:

이어서, 수득한 화합물 (I)은 침전 및 에탄올/물로의 세척에 의하거나, 또는 분취용 HPLC에 의해 정제한다.

제2 실시양태에서, 화합물 (I)의 라세미체인 (5RS)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온은 1-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐]-프로판-2-온을 에탄올 중의 과량의 칼륨 시아나이드 및 탄산암모늄과 반응시키고 나서, 생성물을 침전에 의해 단리하여 제조한다. 이어서, 키랄 HPLC (WO 02/074767; 55면 및 65면)에 의해 화합물 (I)인 (5S)-거울상이성질체를 수득한다.

그러나, 화합물 (I)의 결정질 형태는 WO 02/074767에 개시되어 있지 않다.

화합물 (I)은 효능적인 메탈로프로테이나제 억제제, 특히 MMP12의 효능적인 억제제이며, 이에 따라 치료법에서 유용하다. 그러나, WO 02/074767에 기재된 방법에 따라 제조된 경우, 화합물 (I)은 열역학적 안정성에 대해 예측할 수 없는 고체 상태 특성을 나타낸다. 미국 및 다른 국제 건강 등록 기관의 요구조건에 따라 인간에게 투여하기 위한, 화합물 (I)을 함유하는 제형을 제조하기 위해서는, 일정한 물성을 갖는 안정한 형태, 예컨대 안정한 결정질 형태의 화합물 (I)을 제조할 필요가 있다.

다형성(polymorphism)은 동일한 화학식을 유지하면서 상이한 결정 변형체로 결정화시킬 수 있는 특정 화합물의 능력으로 특징지어질 수 있다. 제시된 물질의 다형체는 다른 원자에 동일한 방식으로 결합된 동일한 원자를 함유한다는 점에서 화학적으로는 동일하지만, 그들의 결정 변형체는 상이하여 하나 이상의 물성, 예컨대 용해 속도, 융점, 벌크 밀도, 안정성, 유동 특성 등에 영향을 미칠 수 있다. 특정 화합물에 관해 본 명세서에서 사용되는 경우, 용어 "다형체", "결정 변형체", "결정형", "결정질 변형체" 및 "(결정질) 형태"는 동의어로서 이해된다.

본 발명은 고체 상태의 화합물 (I)의 열역학적 특성을 개선시키는 방법을 제공하며, 이에 따라 일관되고 유리한 물성을 갖는 안정한 결정질 변형체의 화합물 (I)을 제공한다.

도 1은 화합물 (I) 형태 G의 X-선 분말 회절 다이아그램이다.

도 2는 화합물 (I) 형태 G의 시차 주사 열량계 (DSC) 결과 및 열 중량 분석 (TGA) 결과이다.

도 3은 화합물 (I) 형태 A의 X-선 분말 회절 다이아그램이다.

도 4는 화합물 (I) 형태 B의 X-선 분말 회절 다이아그램이다.

도 5는 화합물 (I) 형태 C의 X-선 분말 회절 다이아그램이다.

도 6은 화합물 (I) 형태 D의 X-선 분말 회절 다이아그램이다.

도 7은 화합물 (I) 형태 E의 X-선 분말 회절 다이아그램이다.

도 8은 화합물 (I) 형태 F의 X-선 분말 회절 다이아그램이다.

놀랍게도, 본 발명에 이르러 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온인 화합물 (I)이 7개 이상의 상이한 결정질 변형체 (다형체)로 존재할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

<화학식 I>

한 측면에서, 본 발명은 화학식 I의 화합물의 7개의 다형체 형태를 제공한다.

한 실시양태에서, 본 발명은 CuK_α 방사선을 사용하여 측정되고 10.1, 16.2, 16.8 및 19.0도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 (XPRD) 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 G로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 CuK_α 방사선을 사용하여 측정되고 9.7, 10.1, 11.5, 12.8, 14.1, 16.2, 16.8 및 19.0도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 (XPRD) 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 G로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 CuK_α 방사선을 사용하여 측정되고 도 1에 제시된 것과 실질적으로 동일한 X-선 분말 회절 (XPRD) 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 G로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 도 2에 제시된 것과 실질적으로 동일한 시차 주사 열량계 (DSC) 결과를 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 G로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 6.8, 9.8, 13.7, 16.4, 18.4, 18.7, 20.4 및 22.6도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 A로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다. 다른 실시양태에서, 본 발명은 도 3에 제시된 것과 실질적으로 동일한 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 A로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 6.6, 7.1, 8.3, 9.0, 13.6, 14.3, 16.8 및 17.7도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 B로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다. 다른 실시양태에서, 본 발명은 도 4에 제시된 것과 실질적으로 동일한 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 B로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 6.3, 12.8, 14.3, 16.6, 17.8, 19.4, 22.2 및 23.7도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 C로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다. 다른 실시양태에서, 본 발명은 도 5에 제시된 것과 실질적으로 동일한 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 C로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 6.6, 10.9, 11.2, 15.6, 15.9, 17.7, 18.2 및 18.4도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 D로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다. 다른 실시양태에서, 본 발명은 도 6에 제시된 것과 실질적으로 동일한 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 D로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 12.1, 13.9, 14.5, 14.8, 15.3, 16.2, 18.7 및 19.8도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 E로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다. 다른 실시양태에서, 본 발명은 도 7에 제시된 것과 실질적으로 동일한 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 E로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 7.4, 9.5, 13.9, 14.9, 17.3, 18.1, 20.0 및 20.4도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 F로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다. 다른 실시양태에서, 본 발명은 도 8에 제시된 것과 실질적으로 동일한 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 F로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다.

X-선 분말 회절 (XPRD) 패턴에서 피크의 상대적 강도는 시험 중 샘플의 배향, 및 사용되는 기기의 유형 및 설정에 따라 달라질 수 있으므로, 본원에 도입된 XPRD 결과에서의 강도는 그 정도를 예시하는 것이지 절대 비교를 위해 사용되는 것으로 의도되지는 않는 것으로 이해될 것이다.

본 발명의 결정질 변형체 또는 형태는 바람직하게는 실질적으로 순수하며, 이는 화학식 I의 화합물의 각각의 결정질 변형체 또는 형태가 화합물의 다른 결정질 변형체 또는 형태를 비롯한 불순물을 10 중량％ 미만, 바람직하게는 5 중량％ 미만, 바람직하게는 3 중량％ 미만, 바람직하게는 1 중량％ 미만 포함하고 있음을 의미한다.

따라서, 한 실시양태에서, 본 발명은 CuK_α 방사선을 사용하여 측정되고 10.1, 16.2, 16.8 및 19.0도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 (XPRD) 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 G로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 실질적으로 순수한 결정질 변형체를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 CuK_α 방사선을 사용하여 측정되고 9.7, 10.1, 11.5, 12.8, 14.1, 16.2, 16.8 및 19.0도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 (XPRD) 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 G로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 실질적으로 순수한 결정질 변형체를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 CuK_α 방사선을 사용하여 측정되고 도 1에 제시된 것과 실질적으로 동일한 X-선 분말 회절 (XPRD) 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는, 형태 G로 명시된 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 실질적으로 순수한 결정질 변형체를 제공한다.

화합물 (I) 형태 G는 침상 특성을 나타내는 결정을 포함하는 백색 결정질 분말로 얻어진다. 이러한 물질은 X-선 분말 회절 측정법에 의해 측정된 바와 같이 본질적으로 100％ 결정질이다. 결정 구조는 단결정 X-선 회절에 의해 측정된다. 결정에서, 분자는 사방정계(orthorhombic space) 군 (P2₁2₁2₁)으로 채워진다. 비대칭 단위 셀 (a = 10.510 Å, b = 11.169 Å, c = 15.560 Å)에는 4개의 분자가 존재한다. 내부 공간이 부족하게 되는, 1.46 g/mL의 비교적 높은 밀도의 조밀 충전(close packing)이 나타난다.

단결정 X-선 회절 데이터를 사용하여 계산된 화합물 (I) 형태 G의 모의 X-선 분말 회절 패턴은 도 1에 제시된 실험적으로 측정된 패턴과 잘 일치한다. 회절된 피크의 위치는 매우 정확하게 매치되고, 상대적 피크 강도의 차이는 선호하는 배향 결과에 기인한다.

WO 02/074767에 개시된 방법에 따라 제조하는 경우, (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온은 무정형 상 또는 형태 A 또는 형태 C, 또는 이들의 혼합물로 얻어진다.

화합물 (I) 형태 A는 가열하는 동안 약 175℃에서 형태 B로 변환되기 때문에, 이의 융점은 관측되지 않았다.

화합물 (I) 형태 B는 형태 A가 약 175℃로 가열될 때 고체 상태 전이에 의해 생성된다. 형태 B는 약 207℃에서 용융되고, 형태 C로 재결정화될 수 있으며, 후속적으로 약 210℃에서 다시 용융된다.

화합물 (I) 형태 C는 약 210℃에서 용융된다.

화합물 (I) 형태 D는 화합물 (I)이 용융물로부터의 결정화에 의해 제조될 때 생성된다. 예를 들어, 형태 D는 형태 B (실온에서는 형태 A로 출발함)의 용융 온도에서 형태 B를 용융시킨 다음, 실온으로 켄칭 냉각시켜 무정형 물질을 수득한 다음, 다시 분 당 5도로 가열함으로써 생성된다. 가열 동안, 상기 무정형 물질은 유리 전이 온도를 지나치고, 후속적으로 형태 D로 재결정화된다. 형태 D는 약 209℃에서 용융된다.

화합물 (I) 형태 E는 형태 C가 예를 들어, 수일 동안 주변 온도에서 pH 3에서 물 중에서 슬러리화될 때 생성된다. 형태 A와 마찬가지로, 형태 E는 약 175℃에서 대체로 형태 B로의 열적 변환이 진행된다.

화합물 (I) 형태 F는 형태 A 또는 형태 C가 예를 들어, 수일 동안 주변 온도에서 에탄올 중에서 슬러리화될 때 생성된다. 형태 A 및 형태 E와 마찬가지로, 형태 F는 약 175℃에서 대체로 형태 B로의 열적 변환이 진행된다.

화합물 (I) 형태 G는 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온이 수성 에탄올 또는 수성 공업용 변성 알콜(industrial methylated spirits)로부터 재결정화될 때 재현가능하게 생성된다. 형태 G는 약 201℃에서 용융되며, 후속적으로 사용되는 조건, 예를 들어 가열 속도에 따라 부분적으로 또는 완전히 형태 C로 재결정화될 수 있고, 이후 약 210℃에서 재용융된다.

임의의 화합물 (I) 형태 A 내지 G를 가열하는 경우, 약 175℃에서 일어날 수 있는 상기 개략된 바와 같은 가능한 고체 상태 변환을 제외하고는, 용융 전에는 용매도 손실되지 않고 어떠한 다른 열적 사건도 관찰되지 않는다. 따라서, 형태 A 내지 G 각각은 열적으로 안정하다.

화합물 (I) 형태 A 내지 G의 상대적인 열역학적 안정성은 형태 A 내지 G의 혼합물을 5 내지 40℃의 온도에서 5일 동안 물 중에서 동시-배양하는 현탁 실험으로 평가하였다. 모든 경우, 생성된 침전물에 대한 X-선 분말 회절 (XRPD) 연구는 형태 G로의 완전한 전환을 입증하였다. 다양한 유기 용매 (에탄올, 메탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 아세톤 또는 에틸 아세테이트) 중 형태 A의 현탁액을 배양한 후에 동일한 결과가 관찰되었다. 이러한 결과에 근거하여, 화합물 (I) 형태 G가 조사된 온도 범위에서 7개의 결정질 변형체 중 열역학적으로 가장 안정하다고 결론지을 수 있다.

본원에 개시된 절차를 사용하여, 소, 중 또는 대규모의 합성 후 화합물 (I) 형태 G를 재현가능하게 제조할 수 있다.

사실상 용매 분자에 대한 내부 공간이 없음을 보여주는 화합물 (I) 형태 G의 단결정 X-선 구조 측정으로부터 예측될 수 있는 바와 같이, 중량 측정에 의한 증기 수착 (GVS)을 사용한 습기 수착 측정은 물질이 높은 상대 습도에서도 습기를 거의 흡수하지 않는다는 것을 입증하였다 (80％ RH에서 0.05％ 미만의 습기 흡수). 따라서, 물질은 유럽 약전에 규정된 기준에 따르면 비-흡습성인 것으로 유리하게 분류된다.

화합물 (I) 형태 G는 탁월하고 매우 유리한 고체-상태 특성을 갖는다. 이는 결정질 및 비-흡습성이고, 200℃ 미만에서 열적으로 안정하며, 용융 전에는 용매도 손실되지 않고 어떠한 다른 열적 사건도 나타나지 않는다 (도 2의 DSC 및 TGA 결과 참조). 형태 G는 또한 화합물 (I)의 7개의 공지된 결정질 변형체 중 열역학적으로 가장 안정하다.

화합물 (I) 형태 G의 고체-상태 안정성은 25℃/무수; 25℃/60％ RH; 및 40℃/75％ RH의 3 가지 조건 하에서 연구하였다. 샘플을 2주, 4주, 8주 및 12주 후에 조사하였고, 화학적 및 물리적 안정성을 평가하였다. 임의의 가능한 열화 생성물에 대해 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 함량 (구배 RPLC); 화합물 (I)의 형태 (XRPD); 화합물 (I)의 모폴로지(morphology) (SEM); 용매 함량 (TGA); 또는 용융 거동 (DSC)의 변화가 관찰되지 않았기 때문에, 상기 물질은 모든 저장 조건 하에서 화학적 및 물리적으로 안정한 것으로 간주하였다. 이에 따라, 화합물 (I) 형태 G는 제약적으로 적절한 저장 조건 하의 고체 상태에서 탁월하고 유리한 화학적 및 물리적 안정성을 갖는 것으로 여겨진다.

한 측면에서, 본 발명은 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G를 제공한다.

추가의 측면에서, 본 발명은 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G의 제조 방법을 제공한다. 따라서, 한 측면에서, 본 발명은 수성 에탄올로부터 결정화 또는 재결정화시키는 단계를 포함하는, (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G의 제조 방법을 제공한다. 다른 측면에서, 본 발명은 수성 공업용 변성 알콜로부터 결정화 또는 재결정화시키는 단계를 포함하는, (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G의 제조 방법을 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명은

i) (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온을 2:1의 공업용 변성 알콜 (IMS):물의 혼합물에 첨가하는 단계;

ii) 상기 혼합물을 환류 온도로 가열하여 용액을 수득하는 단계;

iii) 고온의 용액을 여과하는 단계;

iv) 여과물을 환류 온도로 가열한 다음, 약 0.5℃/분의 속도로 약 20℃로 냉각시키는 단계; 및

v) (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G를 수집 및 건조시키는 단계를 포함하는, (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G의 제조 방법을 제공한다.

추가의 측면에서, 본 발명은 치료법에서 사용하기 위한 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G를 제공한다.

추가의 측면에서, 본 발명은 MMP 활성의 억제가 유리한 질환 또는 증상의 치료 또는 예방용 약제 제조에서 사용하기 위한 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 제공한다.

추가의 측면에서, 본 발명은 MMP 활성의 억제가 유리한 질환 또는 증상의 치료 또는 예방용 약제 제조에서 사용하기 위한 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G를 제공한다.

추가의 측면에서, 본 발명은 치료적 유효량의 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 MMP 활성에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료 또는 예방이 필요한 환자에게 투여하는 것을 포함하는, MMP 활성에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료 또는 예방 방법을 제공한다.

추가의 측면에서, 본 발명은 치료적 유효량의 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G를 MMP 활성에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료 또는 예방이 필요한 환자에게 투여하는 것을 포함하는, MMP 활성에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료 또는 예방 방법을 제공한다.

구체적으로, 화합물 (I)은 MMP12 및/또는 MMP13 및/또는 MMP9 및/또는 MMP8 및/또는 MMP3에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료; 특히 MMP12 및/또는 MMP9에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료; 가장 특히 MMP12에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료에서 유용하다.

추가의 측면에서, 본 발명은 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 포함하는 제약 조성물을 제공한다.

추가의 측면에서, 본 발명은 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G를 포함하는 제약 조성물을 제공한다.

추가의 측면에서, 본 발명은 치료적 유효량의 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 포함하는 제약 조성물을 메탈로프로테이나제 활성에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료가 필요한 환자에게 투여하는 것을 포함하는, 메탈로프로테이나제 활성에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료 방법을 제공한다.

추가의 측면에서, 본 발명은 치료적 유효량의 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G를 포함하는 제약 조성물을 메탈로프로테이나제 활성에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료가 필요한 환자에게 투여하는 것을 포함하는, 메탈로프로테이나제 활성에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료 방법을 제공한다.

추가의 측면에서, 본 발명은 MMP 활성의 억제가 유리한 질환 또는 증상의 치료를 위한, (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 결정질 변형체를 포함하는 제약 제제의 용도를 제공한다.

추가의 측면에서, 본 발명은 MMP 활성의 억제가 유리한 질환 또는 증상의 치료를 위한, (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G를 포함하는 제약 제제의 용도를 제공한다.

다른 측면에서, 본 발명은 염증 질환 또는 증상의 치료 또는 예방용 약제 제조에서의 화학식 I의 화합물 형태 G의 용도; 및 치료적 유효량의 화학식 I의 화합물 형태 G를 염증 질환 또는 증상을 앓거나 또는 이의 위험에 있는 인간에게 투여하는 것을 포함하는, 상기 질환 또는 증상을 치료하거나 또는 이의 위험을 감소시키는 방법을 제공한다.

화합물 (I)은 기도 질환, 예컨대 간헐적 및 지속적, 및 모든 중증도의 기관지, 알레르기, 내인, 외인, 운동-유발, 약물-유발 (아스피린 및 NSAID-유발을 포함) 및 먼지-유발 천식을 비롯한 천식, 및 다른 원인의 기도 과민반응을 비롯한 기도의 폐쇄성 질환; 만성 폐쇄성 폐 질환 (COPD); 감염성 및 호산구성 기관지염을 비롯한 기관지염; 폐기종; 기관지확장증; 낭성 섬유증; 사르코이드증; 농부 폐질환 및 관련 질환; 과민성 폐렴; 잠재적인 섬유화 폐포염, 특발성 간질성 폐렴, 항-종양 치료법과 복합된 섬유증 및 만성 감염 (결핵, 아스페르길루스증 및 다른 진균 감염을 포함)을 비롯한 폐섬유증; 폐 이식 합병증; 폐맥관의 혈관염성 및 혈전성 장애, 및 폐동맥고혈압; 기도의 염증 및 분비 증상과 관련된 만성 기침 및 의인성 기침의 치료를 비롯한 진해제 활성; 약물성 비염 및 혈관운동 비염을 비롯한 급성 및 만성 비염; 신경성 비염 (건초 열)을 비롯한 통년성 및 계절성 알레르기 비염; 비폴립증; 감기를 비롯한 급성 바이러스 감염, 및 호흡기세포융합바이러스, 인플루엔자, 코로나바이러스 (SARS 포함) 및 아데노바이러스로 인한 감염의 치료에 사용될 수 있다.

화합물 (I)은 또한 뼈 및 관절 질환, 예컨대 골관절염/골관절증과 관련되거나 이를 포함하는 원발성 및 속발성 둘 다의 관절염, 예를 들어, 선천성 고관절 탈구증; 자궁목 및 허리 척추염, 및 요통 및 경부통; 류마티스 관절염 및 스틸병; 강직성 척추염, 건선성 관절염, 반응성 관절염 및 미분화된 척추관절증을 비롯한 혈청음성 척추관절병증; 패혈성 관절염 및 기타 감염-관련 관절병증 및 뼈 장애, 예컨대 포트병 및 폰세트 증후군(Poncet's syndrome)을 비롯한 결핵; 요산염 통풍, 칼슘 피로포스페이트 침착 질환, 및 칼슘 인회석 관련 힘줄, 점액낭 및 윤활막 염증을 비롯한 급성 및 만성 결정-유발 윤활막염; 베체트병; 원발성 및 속발성 쇼그렌 증후군(Sjogren's syndrome); 전신 경화증 및 국소 피부경화증; 전신성 홍반성 루푸스, 혼합성 결합 조직병 및 미분화된 결합 조직병; 피부근육염 및 다발근육염을 비롯한 염증성 근육병증; 류마티스성 다발성 근육통; 관절 분포 및 관련된 증후군, 및 류마티스열 및 그의 전신성 합병증 모두의 특발성 염증성 관절염을 비롯한 소아 관절염; 거대세포 동맥염, 타카야수 동맥염, 처르그-스트라우스 증후군(Churg-Strauss syndrome), 다발성 결절동맥염, 현미경적 다발동맥염을 비롯한 혈관염, 및 바이러스 감염, 과민반응, 한랭글로불린 및 파라단백질과 관련된 혈관염; 요통; 가족성 지중해열, 머클-웰스 증후군(Muckle-Wells syndrome) 및 가족성 아일랜드열, 키쿠치병; 약물-유발 관절통, 건염 및 근육병증의 치료에 사용될 수 있다.

화합물 (I)은 또한 손상 [예를 들어, 스포츠 상해]으로 인한 근골격 장애 또는 질환의 통증 및 결합 조직의 개형(remodelling); 관절염 (예를 들어, 류마티스 관절염, 골관절염, 통풍 또는 결정 관절병증), 다른 관절 질환 (예컨대 척추원반 변성 또는 턱관절 변성), 골 개형 질환 (예컨대 골다공증, 파제트병 또는 골괴사증), 다발연골염, 피부경화증, 혼합성 결합 조직병, 척추관절병증 또는 치주병 (예컨대 치주염)의 치료에 사용될 수 있다.

화합물 (I)은 또한 피부 질환, 예컨대 건선, 아토피 피부염, 접촉 피부염 또는 다른 습진 피부염, 및 지연형 과민반응; 식물- 및 광피부염; 지루피부염, 포진피부염, 편평태선, 경화성 위축성 태선, 괴저 농피증, 피부 사르코이드증, 원판상 홍반성 루푸스, 천포창, 유사천포창, 수포성 표피박리증, 두드러기, 혈관부종, 혈관염, 중독성 홍반, 피부성 호산구증가증, 원형탈모증, 남성형 대머리, 스위트 증후군(Sweet's syndrome), 웨버-크리스티안 증후군(Weber-Christian syndrome), 다형홍반; 감염 및 비-감염성 연조직염; 지방층염; 피부성 림프종, 비-흑색종 피부암 및 다른 형성이상 병변; 고정된 약물 발진을 비롯한 약물-유발 장애의 치료에 사용될 수 있다.

화합물 (I)은 또한 눈의 질환, 예컨대 눈꺼풀염; 통년성 및 봄철 알레르기 결막염을 비롯한 결막염; 홍채염; 전포도막염 및 후포도막염; 맥락막염; 자가면역; 망막에 영향을 미치는 퇴행성 또는 염증성 장애; 교감성 안염을 비롯한 안염; 사르코이드증; 바이러스, 진균 및 세균 감염의 치료에 사용될 수 있다.

화합물 (I)은 또한 위장관 질환, 예컨대 설염, 치은염, 치주염; 역류성 식도염; 호산구성 위장염, 비만세포증, 크론병, 궤양성 대장염을 비롯한 대장염, 직장염, 항문소양증; 복강 질환, 과민성 장 증후군, 비-염증성 설사, 및 창자로부터 간접적으로 영향을 받을 수 있는 음식-관련 알레르기 (예를 들어, 편두통, 비염 또는 습진)의 치료에 사용될 수 있다.

화합물 (I)은 또한 심혈관계의 질환, 예컨대 관상동맥 및 말초 순환에 영향을 미치는 죽상동맥경화증; 심장막염; 심근염; 심근 사르코이드증을 비롯한 염증성 및 자가면역 심근병증; 허혈성 재관류 손상; 감염성 (예를 들어, 매독성) 심장내막염, 판막염 및 대동맥염; 혈관염; 정맥염을 비롯한 근위 및 말초 정맥의 장애, 및 심정맥 혈전증 및 정맥류의 합병증을 비롯한 혈전증의 치료에 사용될 수 있다.

화합물 (I)은 또한 전립선암, 유방암, 폐암, 난소암, 췌장암, 대장암, 결장암, 위암, 피부암 및 뇌 종양을 비롯한 통상적인 암, 및 골수에 영향을 미치는 악성종양 (백혈병 포함) 및 림프증식계에 영향을 미치는 악성종양, 예컨대 호지킨 및 비-호지킨 림프종의 치료; 및 전이성 질환 및 종양 재발, 및 부신생물 증후군의 예방 및 치료에서와 같이 종양학에서 사용될 수 있다.

특히, 화합물 (I)은 성인성 호흡곤란 증후군 (ARDS), 낭성 섬유증, 폐기종, 만성 폐쇄성 폐 질환 (COPD), 폐동맥고혈압, 천식, 비염, 허혈성 재관류 손상, 류마티스 관절염, 골관절염, 암, 죽상동맥경화증 및 위점막 손상의 치료에 사용될 수 있다.

보다 특히, 화합물 (I)은 만성 폐쇄성 폐 질환 (COPD), 천식 및 비염의 치료에 사용될 수 있다.

더욱 보다 특히, 화합물 (I)은 만성 폐쇄성 폐 질환 (COPD)의 치료에 사용될 수 있다.

예방은 이전에 해당 질환 또는 증상의 에피소드를 앓았거나 또는 이의 증가된 위험 상태에 있는 것으로 사려되는 사람의 치료와 특히 관련되는 것으로 예상된다. 특정 질환 또는 증상이 발병할 위험이 있는 사람은 일반적으로 상기 질환 또는 증상의 가족력을 가진 사람, 또는 유전자 시험 또는 스크리닝에 의해 상기 질환 또는 증상이 특히 발병하기 쉬운 것으로 확인된 사람을 포함한다.

상기 언급된 치료적 적응증에 대해, 투여될 본 발명의 화합물의 투여량은 치료될 질환, 질환의 중증도, 투여 방식, 환자의 연령, 체중 및 성별에 따라 달라질 것이다. 이러한 요인들은 주치의가 결정할 수 있다. 그러나, 통상적으로, 만족스러운 결과는 화합물이 0.1 mg/kg 내지 100 mg/kg (활성 성분으로서 측정됨)의 일일 투여량으로 인간에게 투여되는 경우에 획득된다.

화학식 I의 결정질 화합물은 단독으로, 또는 본 발명의 화합물을 제약상 허용되는 희석제, 보조제 또는 담체와 조합하여 포함하는 적절한 제약 제제의 형태로 사용될 수 있다. 특히 바람직하게는, 부작용, 예를 들어 알레르기 반응을 일으킬 수 있는 물질을 함유하지 않는 조성물이다. 적합한 제약 제제의 선택 및 제조에 대한 통상의 절차는 예를 들어, 문헌 ["Pharmaceuticals - The Science of Dosage Form Designs", M. E. Aulton, Churchill Livingstone, 1988]에 기재되어 있다.

본 발명에 따라, 바람직하게는 95 중량％ 미만, 보다 바람직하게는 50 중량％ 미만의 화학식 I의 화합물 형태 G를 제약상 허용되는 희석제 또는 담체와 조합하여 포함하는 제약 제제가 제공된다.

또한, 성분들을 혼합하는 것을 포함하는, 그러한 제약 제제의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 화합물은 용액제, 현탁액제, HFA 에어로졸 또는 건조 분말 제제, 예를 들어 터부헬러(Turbuhaler; 등록상표)로 공지된 흡입기 장치 안의 제제의 형태로 국소로, 예를 들어 폐 및/또는 기도로; 또는 정제, 환제, 캡슐제, 시럽제, 분말제 또는 과립제 형태로 전신으로, 예를 들어 경구 투여에 의해; 또는 비경구 투여에 의해 (복강내, 정맥내, 피하 또는 근육내 주사 포함함), 예를 들어 멸균 비경구 용액제 또는 현탁액제 형태로; 또는 직장 투여에 의해, 예를 들어 좌제 형태로 투여될 수 있다.

본 발명의 화합물의 건조 분말 제제 및 가압된 HFA 에어로졸은 경구 또는 비내 흡입에 의해 투여될 수 있다. 흡입에 대해, 본 발명의 화합물은 바람직하게는 미분된다. 미분된 화합물은 바람직하게는 질량 중앙 직경이 10 μm 미만이며, 분산화제, 예컨대 C₈-C₂₀ 지방산 또는 그의 염 (예를 들어, 올레산), 담즙산 염, 인지질, 알킬 사카라이드, 퍼플루오르화 또는 폴리에톡실화 계면활성제, 또는 다른 제약상 허용되는 분산화제의 도움으로 분사제 혼합물 중에 현탁될 수 있다.

본 발명의 화합물은 또한 건조 분말 흡입기를 통해 투여될 수 있다. 흡입기는 단일 또는 다중 투여 흡입기일 수 있으며, 호흡 작동성 건조 분말 흡입기일 수 있다.

하나의 가능성은 미분된 화합물을 담체 물질, 예를 들어 모노-, 디- 또는 폴리사카라이드, 당 알콜 또는 다른 폴리올과 혼합하는 것이다. 적합한 담체는 당, 예를 들어 락토스, 글루코스, 라피노스, 멜레지토스, 락티톨, 말티톨, 트레할로스, 수크로스, 만니톨; 및 전분이다. 별법으로, 미분된 화합물은 또다른 물질에 의해 코팅될 수 있다. 분말 혼합물은 또한, 각각 요망되는 양의 활성 화합물을 함유하는 경질 젤라틴 캡슐제 안에 분배될 수 있다.

다른 가능성은 미분된 분말을 흡입 절차 동안 파쇄되는 구로 제조하는 것이다. 이러한 구형화된 분말은, 요망되는 투여량이 단위 투여량으로 계량된 다중 투여 흡입기, 예를 들어 터부헬러 (등록상표)로 공지된 흡입기의 약물 저장소 안에 충전될 수 있으며, 이를 환자가 흡입한다. 이러한 시스템으로, 활성 화합물은 담체 물질과 함께 또는 담체 물질 없이 환자에게 전달된다.

경구 투여의 경우, 활성 화합물은 보조제 또는 담체, 예를 들어 락토스, 사카로스, 소르비톨, 만니톨; 전분, 예를 들어 감자 전분, 옥수수 전분 또는 아밀로펙틴; 셀룰로스 유도체; 결합제, 예를 들어 젤라틴 또는 폴리비닐피롤리돈; 및/또는 윤활제, 예를 들어 마그네슘 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 폴리에틸렌 글리콜, 왁스, 파라핀 등과 혼합된 다음 정제로 압축될 수 있다. 코팅된 정제가 요구되는 경우, 상기 기재된 바와 같이 제조된 코어는 예를 들어, 아라비아 고무, 젤라틴, 활석, 이산화티탄 등을 함유할 수 있는 농축된 당 용액으로 코팅될 수 있다. 별법으로, 정제는 휘발성 유기 용매 중에 용이하게 용해되는 적합한 중합체로 코팅될 수 있다.

연질 젤라틴 캡슐제의 제조를 위해, 본 발명의 화합물은 예를 들어, 식물성 오일 또는 폴리에틸렌 글리콜과 혼합될 수 있다. 경질 젤라틴 캡슐제는 상기 언급된 정제용 부형제를 사용한 과립 형태의 본 발명의 화합물을 함유할 수 있다. 또한, 약물의 액상 또는 반고형 제제가 경질 젤라틴 캡슐제 안에 충전될 수 있다.

경구 용도용 액상 제제는 시럽제 또는 현탁액제, 예를 들어 본 발명의 화합물을 함유하고 나머지가 당, 및 에탄올, 물, 글리세롤 및 프로필렌 글리콜의 혼합물인 용액제 형태일 수 있다. 이러한 액상 제제는 임의로 착색제, 향미제, 사카린 및/또는 카르복시메틸셀룰로스 (증점제로서), 또는 당업자에게 공지된 다른 부형제를 함유할 수 있다.

본 발명의 추가의 측면에서, 화합물 (I)의 신규 합성 방법이 제공된다. 특히, 화합물 (I)의 결정질 변형체의 신규 합성 방법이 개시된다. 특히, 화합물 (I) 형태 G의 신규 합성 방법이 개시된다.

화합물 (I)의 바람직한 합성 방법은 반응식 2에 제시된다.

반응식 2에서, 화합물 (II), (III) 및 (IV)의 황 잔기는 S-벤질 유도체로서 보호된다. 당업자는 다른 적합한 보호기, 예컨대 t-부틸이 별법으로 사용될 수 있음을 손쉽게 인지할 것이다. 따라서, 후속 반응의 편의를 위해 S-벤질 보호된 화합물을 사용하는 것으로 나타낸 것이며, 적합한 다른 보호기, 예컨대 t-부틸이 또 한 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 (VI)은 왁스상 고체 (융점: 약 43℃)이며, 그 자체로서는, 특히 대규모의 상기 물질의 결정화 및 단리는 이상적이지 않다. 아세테이트 염 (VII)과 같은 염을 제조함으로써 상기 화합물이 보다 편리하게 취급되는 고체로서 단리될 수 있다. 아세테이트 이외의 다른 염이 또한 사용될 수 있다. 그러한 염으로는 포스페이트, 모노-히드로클로라이드, 디-히드로클로라이드, 트리메틸아세테이트, 타르트레이트, 시트레이트, 푸마레이트, 말레에이트, 벤조에이트, 모노-히드로브로마이드, 디-히드로브로마이드, 카르보네이트 및 헤미-카르보네이트가 포함된다. 카르보네이트 염이 특히 유용한데, 이들은 열적으로 불안정하여 가온함으로써 유리 염기가 간단히 동일계에서 유리될 수 있기 때문이다.

따라서, 한 측면에서, 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 아세테이트 염 (VII)의 중간체를 포함하는, 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 (VI)의 단리 및 취급에 대한 개선된 절차가 개시된다.

다른 측면에서, 화합물 (I)의 제조에서 중간체로서 유용한 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 (VI)의 신규 염이 개시된다.

바람직한 방법에서, 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 아세테이트 (VII)의 합성은 유리하게는 톨루엔과 같은 용매 중에서 수행된다. 반응 용매로서 톨루엔을 사용함으로써 2,5-디클로로피리딘과 4-히드록시피페리딘과의 반응, 후속적 수성 세척 및 염의 형성이 중간체 유리 염기를 단리할 필요 없이 동일한 반응 용기에서 수행될 수 있다. 물이 이 반응에서 임계 변수 (및 4-히드록시피페리딘은 흡습성)이기 때문에, 반응 개시 전에 물을 공비혼합적으로 제거하기 위한 톨루엔의 사용으로 인해 상당히 개선되며, 멀티킬로그램 규모에서도 일정한 수율로 단리된다.

벤질티오아세톤 (II)로부터 (RS)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (III)의 제조는 WO 02/074767에 기재되어 있다. 거기에 기재된 조건과 비교하여, 본 발명자들은 유기 용매를 에탄올에서 2-프로판올로 교체하고 사용되는 칼륨 시아나이드의 양을 2 당량에서 약 1.00 내지 1.02 당량으로 줄인 개선된 방법을 새롭게 개시하였다. 이러한 방식에서는, 칼륨 시아나이드가 반응 중 본질적으로 완전히 소비되므로, 다량의 미반응 칼륨 시아나이드를 함유하는 용액의 취급 및 처리에 대한 필요성이 없어진다. 추가로, 사용되는 탄산암모늄의 양을 약 5 당량에서 약 1.1 내지 1.25 당량으로 줄이는 것이 특히 유리하다고 개시하였다. 이러한 방식에서, 최대 작동 압력은 약 9 barg에서 약 1.5 내지 2.5 barg로 감소된다 (특히 대규모 작업에 대해 상당한 안정성 이점임). 이러한 개정된 변수를 사용하여, (RS)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}-이미다졸리딘-2,4-디온 (III)의 합성은 멀티킬로그램 규모로 통상적으로 수행된다.

따라서, 다른 측면에서, 벤질티오아세톤 (II)로부터 (RS)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (III)의 제조에 대한 개선된 조건이 개시된다. 이러한 개선된 조건은 대규모의 제조에 대해 특히 유리하다.

WO 02/074767에 기재된 바와 같이, (RS)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (III)의 거울상이성질체 구성성분으로의 분리는 고정상으로서 키랄팩(Chiralpak) AD 컬럼을 사용하고 용리액으로서 메탄올을 사용한 키랄 HPLC에 의해 편리하게 달성된다. 본 발명자들은 대규모의 작업에 대해 특히 편리한 별법으로서, 모의 이동층 (SMB) 크로마토그래피를 사용한 것을 제외하고는 본질적으로 동일한 조건 하에서 키랄 분리가 수행되는 방법을 새롭게 개시하였다. 이러한 방식으로, (S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)는 멀티킬로그램 규모로 수득될 수 있다. 비-보호된 티올인 (RS)-5-메틸-5-티오메틸-이미다졸리딘-2,4-디온은 놀랍게도 안정하며, 또한 고정상으로서 키랄팩 AD 컬럼을 사용하고 이동상으로서 이소헥산/에탄올/디에틸아민을 사용한 키랄 HPLC에 의해 편리하게 분할될 수 있다.

키랄 크로마토그래피에 대한 별법으로서, 키랄 이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)에 대한 다른 경로가 개시된다.

특정 히단토인 유도체의 분할에서 (S)-α-메틸벤질아민의 사용은 이전에 개시되었다 (WO 92/08702). 본 발명에 이르러 라세미체 (RS)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (III)이 키랄 아민 및 염기 (예컨대 수산화나트륨)의 존재 하에 적합한 용매로부터 결정화에 의해 분할될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 키랄 풀(pool) 아민의 예로는 (1S)-(-)-α-메틸벤질아민, (1R)-(+)-α-메틸벤질아민, L-티로신아미드, (1S)-(-)-α-(1-나프틸)에틸아민, (1R)-(+)-α-(1-나프틸)에틸아민, L-(-)-신코니딘, D-(+)-신코닌, (-)-퀴닌, (+)-β-퀴니딘, (1R,2S)-(-)-에페드린, (2R)-(-)-2-아미노-1-부탄올, (2R)-1-아미노-2-프로판올 (D-알라닌올), (1R,2S)-(-)-2-아미노-1,2-디페닐에탄올, N-메틸-D-(-)-글루카민, (2S)-(+)- 2-페닐글리시놀, 노르에페드린, (-)-브루신, (-)-스트리크닌, (+)-요힘빈, (1S,2S)-(+)-트레오-2-아미노-1-(p-니트로페닐)-1,3-프로판디올, (L)-(+)-트레오-2-아미노-1-페닐-1,3-프로판디올, 시스-미르타닐아민, (1R,2R)-(-)-1,2-디아미노시클로헥산 및 (2R)-(-)-2-아미노-2-페닐에탄올이 포함된다.

바람직한 절차에서, 키랄 아민은 (1S)-(-)-α-메틸벤질아민이다.

따라서, 한 측면에서, (1S)-(-)-α-메틸벤질아민을 사용하여 라세미체 (RS)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (III)을 분할하는 방법이 개시된다.

바람직한 절차에서, 키랄 아민은 (1S)-(-)-α-메틸벤질아민 (1.0 내지 2.0 당량)이고, 염기는 수산화나트륨 (0.4 내지 0.6 당량)이고, 용매는 물 (4 내지 8 부피)이다. 이어서, 결정화시켜 높은 거울상이성질체적 순도, 일반적으로 >95％의 (5S)-5-벤질티오메틸-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 (S)-α-메틸벤질아민을 수득하였다. 추가로, 상기 물질의 (5S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}-이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)로의 전환은 표준 조건 하에서, 예를 들어 2 N 염산을 사용하거나, 또는 간단히 이소프로필 아세테이트, 메틸 이소부틸 케톤 (MIBK), 톨루엔, t-부틸메틸 에테르 (TBME) 및 이들 용매의 조합을 비롯한 다양한 적합한 용매로부터의 결정화에 의해 수행할 수 있다. 또한, (5S)-5-벤질티오메틸-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 (S)-α-메틸벤질아민의 (IV)로의 전환은 간단히 고체를 고온의 적합한 용매, 예컨대 시클로헥산, 디부틸에테르 또는 물 중에서 슬러리화하여 수행할 수 있다. 따라서, 용해된 상태 또는 슬러리로서의 공-결정을 가온하는 작용은 유리 (5S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}-이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)의 유리를 유발하며, 후속적으로 이를 냉각시키면서 결정화시킨다. 추가의 키랄 증진은 상기 방법들 중 하나를 사용하여 (IV)를 유리하는 경우에 관찰된다.

다른 측면에서, 라세미체 2-아미노-3-벤질티오-2-메틸프로피온아미드 (VIII)는 적합한 키랄 산의 존재 하에 적합한 용매로부터의 결정화에 의해 분할될 수 있다:

<화학식 VIII>

키랄 풀 산의 예로는 (L)-타르타르산, (R)-(-)-만델산, 디벤조일-(L)-타르타르산 [DBTA], 디-p-톨루오일-(L)-타르타르산 [DTTA], (L)-말산 [(2S)-(-)-2-히드록시숙신산], (1S)-(+)-10-캄포르술폰산 [(D)-CSA], (1R,3S)-(+)-캄포르산 [시스-캄포르산], (L)-글루탐산 [(2S)-(+)-2-아미노펜탄디오산], (L)-아스파르트산 [(S)-(+)-아미노숙신산], (L)-피로글루탐산 [(S)-(-)-2-피롤리돈-5-카르복실산], (L)-오르니틴 히드로클로라이드 [(2S)-(+)-2,5-디아미노펜탄산], (L)-히스티딘, (L)-리신 [(2S)-(+)-2,6-디아미노헥산산], (L)-아르기닌, N-아세틸-(L)-페닐알라닌, N-아세틸-(L)-류신, N-카르보벤질옥시-(L)-알라닌 [(2S)-2-벤질옥시카르보닐아미노프로피온산], (-)-메톡시아세트산, N-아세틸-(L)-티로신 및 (2R)-(+)-2-(4-히드록시페녹시)프로피온산이 포함된다.

한 바람직한 방법에서, 키랄 산은 (R)-(-)-만델산이다.

따라서, 한 측면에서, (R)-(-)-만델산을 사용하여 라세미체 2-아미노-3-벤질티오-2-메틸프로피온아미드 (VIII)를 분할하는 방법이 개시된다.

한 바람직한 방법에서, 키랄 산은 (R)-(-)-만델산이고, 용매는 메탄올 및 이소프로필 아세테이트의 혼합물이다. 결정화는 물의 존재 하에 수행되어야 있다. 이러한 방식으로, 높은 거울상이성질체적 순도의 (2S)-2-아미노-3-벤질티오-2-메틸프로피온아미드 (R)-만델레이트 반수화물이 수득된다. 상기 염의 거울상이성질체적 순도는 이소프로필 아세테이트와 같은 용매로부터의 재결정화에 의해 더욱 증진될 수 있다.

다른 바람직한 절차에서, 키랄 산은 L-타르타르산이다.

따라서, 한 측면에서, L-타르타르산을 사용하여 라세미체 2-아미노-3-벤질티오-2-메틸프로피온아미드 (VIII)를 분할하는 방법이 개시된다.

다른 바람직한 절차에서, 키랄 산은 L-타르타르산이고, 용매는 에탄올이다. 이어서, 생성된 (2S)-2-아미노-3-벤질티오-2-메틸프로피온아미드 (L)-타르트레이트를 적합한 용매, 예컨대 메탄올 및 메틸 이소부틸 케톤의 혼합물로부터 재결정화시켜 높은 거울상이성질체적 순도의 물질을 제공한다.

(2S)-2-아미노-3-벤질티오-2-메틸프로피온아미드의 (5S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)로의 추가의 전환은 당업자에게 손쉽게 명백할 방법을 사용하여 달성할 수 있다. 예를 들어, 문헌 [Tetrahedron Asymm., 2001, 12, 101]; [Tetrahedron, 1991, 47(12), 2133]; 및 [Chem. Ber., 1928, 1431]을 참조한다.

다른 측면에서, 키랄 5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)는 적합한 라세미 전구체 분자의 생체촉매적 (효소적) 분할을 통해 제조할 수 있다. 가능한 특정 경로가 반응식 3에 개략된다.

반응식 3에 제시된 바와 같이, (S)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸프로피온아미드 (IX) 또는 (S)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸프로피온산 (X)은 목적하는 키랄 히단토인 (IV)에 대해 적합한 전구체로서 작용할 수 있다.

라세미체 아미노 아미드 (VIII)의 생체촉매적 분할은 다소 입체적으로 방해된 기질의 유형을 허용할 수 있는 아미다제의 사용을 필요로 한다. C^α-사치환된 α-아미노 아미드의 분할을 위한 아미다제 미코박테리움 네오아우룸(Mycobacterium neoaurum) ATCC 25795 또는 오크로박트룸 안트로피(Ochrobactrum anthropi) NCIMB 40321의 사용은 문헌 [Tetrahedron, 2001, 57, 6567-6577]에 기재되어 있다. 미코박테리움 네오아우룸이 특정 아미노 아미드 (VIII)의 분할에 대해 적합한 아미다제인 것으로 입증되었으나, 오크로박트룸 안트로피는 놀랍게도 라세미 가수분해를 제 공한다. 아미노 아미드 (VIII)의 분할에서 성공적으로 사용될 수 있는 다른 아미다제로는 로도코커스 에르토플리스(Rhodococcus erthoplis) 및 슈도모나스 플루오레센스(Pseudomonas fluorescens) AL45가 포함된다. 슈도모나스 플루오레센스 AL45를 사용한 아미노 아미드 (VIII)의 분할은 WO 2005/123932에 개시되어 있다.

반응식 4에 제시된 바와 같이, 상기 생체촉매적 분할의 입체화학 결과는 적절한 아미다제의 선택에 의해 편리하게 조절될 수 있다. 라세미체 아미노 아미드 (VIII)의 생체촉매적 분할에 대한 통상의 구체적인 절차는 본 명세서의 실시예 부분에서 제공되며, 이러한 방법은 본 발명의 특정 측면을 나타낸다.

다른 생체촉매적 접근법에서, 라세미체 히단토인 (III)의 가수분해에 의해 제조되거나 상응하는 라세미체 아미노산으로부터 제조된 라세미체 α-우레이도 산 (XI)에 히단토이나제-촉매된 폐환 반응을 적용시킨다 (반응식 5). 적합한 히단토이나제로는 로슈(Roche) 히단토이나제 1 및 히단토이나제 2가 포함된다.

한 측면에서, 히단토이나제 효소를 사용하여 (RS)-3-벤질술파닐-2-메틸-2-우 레이도-프로피온산 (XI)의 폐환 반응을 수행하는 단계를 포함하는, (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 합성에서 중간체로서 유용한 (S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)의 제조 방법이 개시된다. 추가의 측면에서, 히단토이나제 효소는 로슈 히단토이나제 1 또는 히단토이나제 2이다.

α-우레이도 산의 분할을 위한 별법의 생체촉매적 방법은 EP 0 175 312 (가네가후치(Kanegafuchi)) 및 WO 03/106689 (가네카(Kaneka))에 기재되어 있다.

다른 생체촉매적 접근법 (반응식 6)에서, 아미노산 (X)의 라세미체를 상응하는 트리플루오로아세틸 보호된 아미노산 (XII)로 전환시킨 다음, 아미노산 아실라제 촉매된 가수분해를 수행한다. 적합한 아미노산 아실라제로는 아스페르길루스(Aspergillus) 종, 엘-호그(L-Hog) 신장 아실라제 및 페니실리움(Penicillium) 종으로부터의 L-아실라제가 포함된다. 다른 적합한 아실라제가 당업자에게 손쉽게 명백할 것이다.

놀랍게도, 화합물 (XII)에 상응하는 보다 통상적인 기질, 예컨대 N-아세틸 또는 N-클로로아세틸 아미드는 L-아미노산 아실라제와 어떠한 반응도 나타내지 않는다. 당업자는 트리플루오로아세틸 아미드 (XII)가 다른 활성화된 아미드에 의해 대체될 수 있고, 분할의 선택성은 D-아미노산 아실라제를 치환함으로써 반전되며 이에 따라 반응 혼합물로부터 (S)-아미노산의 직접 결정화가 용이하게 될 수 있음을 손쉽게 인지할 것이다.

한 측면에서, (RS)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온산의 활성화된 아미드를 적합한 아실라제 효소로 처리하는 단계를 포함하는, (R)- 또는 (S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온의 합성에서 중간체로서 유용한 (R)- 또는 (S)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온산의 제조 방법이 제공된다. 한 특정 측면에서, 활성화된 아미드는 트리플루오로아세틸 아미드이다.

다른 측면에서, 키랄 5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)는 적합한 아키랄 (메소) 전구체 분자의 생체촉매적 (효소적) 탈대칭화를 통해 제조할 수 있다. 상기 기재된 효소적 변환은 목적하는 입체이성질체의 이론적 최대 수율이 50％인 모든 분할이다. 반면, 단순 프로키랄 (메소) 화합물의 탈대칭화는 목적하는 입체이성질체의 이론적 수율이 100％일 수 있다. 가능한 특정 경로가 반응식 7에 개략된다.

따라서, 니트릴 (XIII), 아미드 (XIV) 또는 에스테르 (XV)와 같은 적합한 메소-전구체는 적합한 효소를 사용하여 탈대칭화시켜 상기 제시된 키랄 히단토인 전구체를 제공할 수 있다. 에스테르 (XV)에 대해 적합한 R 기는 C₁ 내지 C₄ 알킬을 포함한다.

목적하는 메소-전구체는 문헌에 기재된 것과 유사한 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 문헌 [J. Org. Chem., 1995, 60(17), 5487]; [J. Chem. Soc, Perkin Trans. 1, 1991, 4, 2589]; [Synth. Comm., 2001, 1323]; 및 [Inorg. Chem., 2003, 42(9), 2950]을 참조한다. 특정 메소-전구체의 합성은 실시예 부분 에 개시되어 있다.

메소-니트릴 (XIII)의 탈대칭화에 대해 가능한 효소는 예를 들어, 문헌 [Tetrahedron Asym., 2004, 15, 2817]; [Tetrahedron Asym., 2001, 12, 3367]; [Tetrahedron Asym., 1993, 4, 1081]; 및 [J. Org. Chem., 2003, 68, 2479]에 기재되어 있다.

메소-아미드 (XIV)의 탈대칭화는 로도코커스 에르토플리스 아미다제를 사용하여 달성된다. 이어서, 생성된 키랄 산 아미드 (XVI)를 추가로 단일 폿 경로로 변환시켜 탁월한 ee를 갖는 키랄 히단토인 (IV)를 제공하였다.

피그 리버 에스테라제(Pig Liver Esterase)를 사용한 메소-S-t-부틸 메틸 에스테르의 탈대칭화는 이전에 개시되었다 (문헌 [J. Org. Chem., 2003, 68(13), 5403]).

본 발명에 이르러 메소-S-벤질 에틸 에스테르 (XV, R = Et)가 또한 상기 효소에 대한 기질임이 입증되었다. 탈대칭화를 종래 문헌에 따라 수행하여, (초기에 형성된 산 에스테르 (XVII)의 쿠르티우스(Curtius) 재배열 및 후속적인 에스테르 가수분해 후) (R)-아미노산 (X)을 60-80％ ee로 수득하였다.

추가로, 유사한 탈대칭화 변환이 대표적인 2종의 상이한 효소 부류, 즉, 바실루스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) 프로테아제 및 아미노산 아실라제를 사용하여 달성될 수 있는 것으로 입증되었다. 바실루스 리케니포르미스 프로테 아제를 사용한 탈대칭화의 경우, 변환은 역 입체선택성으로 진행되어 (S)-에스테르 산을 제공한다. 이 (S)-에스테르/산은 추가로 상응하는 아미노산으로 전환되고, 이의 절대 배열 및 키랄 순도는 기준 샘플과 비교하여 결정된다. 문헌에 익히 기재된 방법에 따라 (예를 들어, 문헌 [Chem. Rev., 1950, 46, 403] 참조), 아미노산은 (S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)으로 전환된다.

따라서, 추가의 측면에서, 메소-니트릴 (XIII) 또는 메소-아미드 (XIV) 또는 메소-에스테르 (XV)를 효소적 탈대칭화시키는 단계를 포함하는, 화합물 (I)의 합성에서 중간체로서 유용한 (S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)의 합성 방법이 개시된다. 특정 측면에서, 메소-아미드 (XIV)를 적합한 아미다제 효소를 사용하여 탈대칭화시키는 방법이 개시된다. 다른 특정 측면에서, 아미다제는 로도코커스 에르토플리스 아미다제이다.

상기 생체촉매적 분할에서 효소는 적절한 경우, 그 자체로서 또는 고정된 (지지된) 형태로 사용될 수 있다.

다른 측면에서, 키랄 5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)는 비대칭 합성을 통해 제조할 수 있다.

비대칭 스트렉커(Strecker) 반응은 α,α-디알킬 아미노산의 합성을 위한 중요한 방법이다. (R)-페닐글리시놀은 이 반응에서 유용한 통상의 키랄 보조제이다 (문헌 [Tetrahedron, 2001, 57, 6383-6397]). 따라서, 벤질티오아세톤 (II)와 (R)-(-)-페닐글리시놀과의 축합은 부분입체이성질체들의 혼합물로서의 옥사졸리딘 (XVIII)을 제공한다. 이어서, 옥사졸리딘 (XVIII)과 트리메틸실릴시아나이드와의 반응은 85:15 비의 부분입체이성질체들의 혼합물로서의 아미노 니트릴 (XIX)을 제공한다. 적합한 용매, 예컨대 이소-헥산으로부터의 상기 혼합물의 재결정화는 화합물 (XIX)의 부분입체이성질체 비를 99:1 초과로 증가시킨다 (반응식 8).

이어서, 아미노 니트릴 (XIX)을 염화수소 기체의 존재 하에 1 당량의 물로 처리하여 락톤 (XX)을 제공한다. 칼륨 시아네이트와 반응시킨 다음, 아세트산 중의 히드로겐 브로마이드를 사용하여 측쇄를 제거하여 키랄 히단토인 (XXII)을 제공한다.

별법으로, 아미노 니트릴 (XIX)을 클로로술포닐 이소시아네이트로 처리하여 히단토인을 포함하는 혼합물 (XXI; R = H) 및 (XXI; R = CONH₂)을 제공하며, 이 혼 합물을 아세트산 중의 히드로겐 브로마이드로 처리한 경우에 키랄 (R)-히단토인 (XXII)이 제공된다.

키랄 보조제로서 (S)-페닐글리시놀을 사용함으로써, 거울상이성질체 (S)-히단토인이 수득된다.

한 측면에서, 키랄 보조제-표지된 옥사졸리딘 (XVIII)을 개환시키는 단계를 포함하는, (R)- 또는 (S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온의 합성 방법이 개시된다.

추가로, 비대칭 상 전이 촉매작용을 사용하는 키랄 히단토인의 합성이 개시된다. 촉매적 비대칭 방법은 공정에서 종종 가장 고가의 시약인 키랄 제어 요소를 근사화학량론적 양으로 사용할 수 있기 때문에 이 점에 있어서 특히 매력적이다. 키랄 상 전이 촉매작용은 통상적으로 온화한 조건, 간단한 반응 절차, 안전한 저가의 시약 및 용매, 유기촉매 (금속을 함유하지 않는 촉매)의 사용, 및 소규모 또는 대규모의 반응 수행 가능성을 포함하기 때문에, 추가의 이점을 제공한다. 그러나, 촉매적 거울상입체선택적 방법에 의한 4차 입체 중심 (4개의 수소가 아닌 상이한 기를 갖는 탄소)을 함유하는 화합물의 형성은 계속 연구되고 있다. 이러한 4차 입체 중심의 형성을 가능케 하는 적합한 경로가 반응식 9에 개략된다.

초기 단계에서, t-부틸 (DL)-알라니네이트 또는 이소프로필 (DL)-알라니네이트를 적합한 카르보닐 유도체, 예컨대 벤즈알데히드, 클로로벤즈알데히드 또는 2-나프트알데히드와 축합시켜 이민 에스테르 (XXIII)를 제공한다. 바람직하게는 t-부틸 에스테르가 사용된다. 이어서, 상기 이민을 적합한 염기 및 적합한 키랄 상 전이 촉매의 존재 하에 브로모메틸술파닐메틸벤젠을 사용하여 알킬화시켜 이민 (XXIV)를 제공한다. 적합한 염기로는 예를 들어, 수산화칼륨, 나트륨 히드라이드, 수산화세슘 및 수산화루비듐이 포함된다. 적합한 상 전이 촉매로는 예를 들어, (-)-O-알릴-N-(9-안트라세닐메틸)신코니디늄 브로마이드 및 (+)-O-알릴-N-(9-안트라세닐메틸)신코니디늄 브로마이드가 포함된다. 올바른 유사-거울상이성질체 (안티포달) 상 전이 촉매를 선택함으로써, 생성된 이민 (XXIV)의 절대 입체화학이 제어될 수 있다. 다른 적합한 키랄 상 전이 촉매가 당업자에게 손쉽게 명백할 것이다.

이어서, 이민 (XXIV)을 가수분해하여 α-아미노산 (X)를 수득한다. 올바른 시약 및 올바른 반응 조건을 선택함으로써, 키랄 α-아미노산 (X) 또는 그의 거울상이성질체를 높은 거울상이성질체적 순도로 수득한다. 특정 측면에서, 첨부된 실시예에서 개시된 특정 절차가 구체적으로 청구된다.

한 측면에서, 적합한 키랄 상 전이 촉매의 존재 하에 이민 에스테르 (XXIII)의 알킬화를 포함하는, (R)- 또는 (S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온의 합성에서 중간체로서 유용한 (R)- 또는 (S)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온산의 제조 방법이 제공된다. 한 특정 측면에서, 상 전이 촉매는 (-)-O-알릴-N-(9-안트라세닐메틸)신코니디늄 브로마이드 또는 (+)-O-알릴-N-(9-안트라세닐메틸)신코니디늄 브로마이드이다. 당업자는 상기 방법에서 황 원자가 별법으로 벤질 이외의 다른 기에 의해 보호될 수 있음을 손쉽게 인지할 것이다.

이어서, 키랄 α-아미노산 (X)는 문헌 절차를 사용하여 추가로 키랄 히단토인 (IV)로 전환될 수 있다 (예를 들어, 문헌 [Chem. Rev., 1950, 46, 403] 참조).

(S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)로부터 수성 아세트산 중에서 직접 염소화에 의한 ((S)-4-메틸-2,5-디옥소-이미다졸리딘-4-일)-메탄술포닐 클로라이드 (V)의 제조는 WO 02/074767에 개시되어 있다. 술포닐 클로라이드 (V)의 제조에 대한 신규한 다른 방법은 동시계류중의 특허 출원 US 60/782892에 개시되어 있다.

술포닐 클로라이드 (V)와의 커플링을 위해, 피페리디닐 에테르 아세테이트 염 (VII)를 먼저 상응하는 유리 염기 (VI)로 다시 전환시켜야 한다. 이러한 전환 은 에스테르 용매, 예컨대 에틸 아세테이트 또는 이소프로필 아세테이트의 존재 하에 염기, 예컨대 탄산나트륨을 사용하여 달성될 수 있다. 바람직한 공정의 경우, 전환은 톨루엔 중에 아세테이트 염을 현탁시키고 염기로서 수성 수산화나트륨을 사용함으로써 이상 시스템으로 달성된다. 톨루엔을 사용함으로써 공비혼합적 증류에 의해 유리 염기 (VI)의 용액을 보다 충분히 건조시킬 수 있다. 이는 중요한 이점인데, 화합물 (VI)와 술포닐 클로라이드 (V)와의 커플링 반응이 물의 존재에 대해 특히 민감하기 때문이다. 다른 경우, 수득한 이소프로필 아세테이트 또는 톨루엔 중 유리 염기 (VI)의 용액을 적합한 염기, 예컨대 디이소프로필에틸아민의 존재 하에, 공-용매로서 테트라히드로푸란을 사용하여 술포닐 클로라이드 (V)와 직접 반응시킨다. 이러한 방식으로, 화합물 (I)은 멀티킬로그램 규모에서도 편리하게 및 효율적으로 제조된다.

한 측면에서, 상응하는 염으로부터 유리 염기의 유리에 의해 제조된 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 (VI)를 ((S)-4-메틸-2,5-디옥소-이미다졸리딘-4-일)-메탄술포닐 클로라이드 (V)와 반응시키는 단계를 포함하는, 화합물 (I)의 제조 방법이 개시된다. 보다 특정한 측면에서, 화합물 (VI)는 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 아세테이트 염 (VII)로부터 유리 염기의 유리에 의해 제조된다.

화합물 (I)의 결정질 변형체는 WO 02/074767에 개시되어 있지 않다. 본 발명에 이르러 임의의 합성 방법에 의해 제조된 화합물 (I)을 용매로서 수성 에탄올 또는 수성 공업용 변성 알콜을 사용하여 결정화시켜 다형적 변형체의 제공 물질과 관계없이 화합물 (I) 변형체 G를 재현가능하게 수득할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

상이한 다형적 변형체 및 그의 결정도의 확인은 하기 기기 및 방법을 사용하여 조사하였다:

X-선 분말 회절 ( XRPD )

XRPD 측정은 둘 중 하나를 사용하여 이루어졌다:

i) 하기 파라미터를 갖춘 신태그 인크.(Scintag Inc.) XDS 2000 기기:

CuK_α (1.5418Å)

45 kV 및 30 mA

2 °≤ 2θ ≤ 35 °

1 °/분, 0.03 °증가

쿼츠 디스크 회전

주변 조건

대략 10 mg의 시험 샘플을 샘플 홀더 상에 두고, 평평한 테플론(Teflon) 막대를 사용하여 쿼츠 표면 상에 도포함; 또는

ii) 하기 파라미터를 갖춘 파날리티칼 엑스페르트(Panalytical X'Pert) PRO MPD 기기:

CuK_α (1.5418Å)

45 kV 및 40 mA

2 °≤ 2θ ≤ 40 °

4 °/분, 0.016 °증가

실리콘 웨이퍼 회전

주변 조건

대략 2 mg의 시험 샘플을 샘플 홀더 상에 두고, 평평한 테플론 막대를 사용하여 실리콘 표면 상에 도포함.

열량측정법 ( DSC )

상이한 방법을 사용한 Q1000 온도 변조 시차 주사 열량계 (MTDSC) (티에이 인스트러먼츠(TA Instruments))를 사용하여 온도의 증가에 대한 시험 샘플의 열량측정 반응을 조사하였으며, 주요 특징은 다음과 같다:

램프 속도가 5℃/분인 보통 변조 모드 ("열 전용") (1 및 20℃/분은 변조 없이 사용됨). 온도 범위는 주변 온도 바로 아래에서부터 200℃ 초과까지이다.

대략 2 mg의 시험 샘플을 뚜껑이 있는 알루미늄 컵 안에 넣었다 (압착하지 않음).

중량 분석 ( TGA )

하기 파라미터를 사용한 Q500 열 중량 분석기 (TGA) (티에이 인스트러먼츠)를 사용하여 온도의 증가에 대한 시험 샘플의 중량측정 반응을 조사하였다:

가열 속도 (보통): 5℃/분

대략 2 내지 5 mg의 시험 샘플을 컵 안에 넣고, 200℃ 바로 위까지 가열하였다.

습도 상호작용

하기 특징을 갖춘 SGA 100 (브이티아이 코포레이션(VTI Corporation)) 또는 DVS 2 (표면 측정 시스템) 중량 측정에 의한 증기 수착 (GVS) 기기를 사용하여 습도의 변화에 대한 시험 샘플의 중량측정 반응을 조사하였다:

90％ RH로 건조시키고, 예를 들어 10％ RH의 단계로 회복시켰다.

평형 조건: 10분 당 0.01 중량％ 미만 (분 당 0.001 중량％ 미만)

대략 5 mg의 시험 샘플을 컵 안에 넣고 평가하였다.

모폴로지

5000배 이하의 배율을 사용한 제올(Jeol) JSM-5200 주사 전자 현미경 (SEM)을 사용하여 시험 화합물의 모폴로지를 조사하였다.

몇몇 입자를 탄소 부착성 테이프가 있고 금색 박층으로 코팅된 샘플 홀더 상에 뿌리고, 조사하였다.

일반적인 화학적 방법

¹H NMR 및 ¹³C NMR 스펙트럼을 300 MHz 바리안 유니티 이노바(Varian Unity Inova) 또는 400 MHz 바리안 유니티 이노바 기기 상에서 기록하였다. 클로로포름-d (δ_H 7.27 ppm), 디메틸술폭시드-d₆ (δ_H 2.50 ppm), 아세토니트릴-d₃ (δ_H 1.95 ppm) 또는 메탄올-d₄ (δ_H 3.31 ppm)의 중앙 피크를 내부 기준물질로서 사용하였다. 컬럼 크로마토그래피는 실리카 겔 (0.040-0.063 mm, 머크(Merck))을 사용하여 수행하였다. 출발 물질은 달리 언급되지 않는다면 상업적으로 입수가능하였다. 모든 용매 및 상업적 시약은 실험용 등급의 것이었고, 수령한 대로 사용하였다. 달리 언급되지 않는다면, 조작은 주변 온도, 통상적으로는 20 내지 25℃에서 수행하였 다.

LC 분석은 아길런트(Agilent) 1100 HPLC 기기를 사용하여 수행하였다. 생성물 분석을 위해 다양한 LC 방법을 사용하였다.

LCMS 분석은 996 광 다이오드 정렬 검출기 및 마이크로매스(MicroMass) ZMD가 장착된 워터스(WATERS) 2790 HPLC, Z-스프레이 경계면을 가진 단일 4극자 질량 분석계를 사용하여 수행하였다.

약어:

부피 당량 부피로서 표시되는 한정 물질의 그램

Ac 아세틸

DCM 디클로로메탄

DMF N,N-디메틸포름아미드

DMSO 디메틸 술폭시드

ep 거울상이성질체적 순도

eq. 당량

IMS 공업용 변성 알콜

LDA 리튬 디이소프로필 아미드

MIBK 메틸 이소부틸 케톤

RT 실온

TBME tert-부틸 메틸 에테르

THF 테트라히드로푸란

TFA 트리플루오로아세트산

실시예 1

5- 클로로 -2-(피페리딘-4- 일옥시 )-피리딘 아세테이트

4-히드록시피페리딘 (12.1 g, 0.12 mol, 1.18 몰 당량)을 톨루엔 (120 mL) 중에 현탁시켜 주황색 현탁액을 제공하였다. 생성된 혼합물을 15분 동안 환류 온도로 가열하였다 (재킷 온도는 115℃임). 주황색 용액이 85 내지 90℃에서 형성되었고, 약간의 오일링(oiling)이 교반기 굴대 및 온도계에서 관찰되었다. 톨루엔 (26 mL)을 증류에 의해 제거하였다. 반응 혼합물을 15분에 걸쳐 20℃로 냉각시켰다. 백색 고체가 약 30 내지 35℃에서 침전되었다. 별도의 용기에서, tert-BuOK (13.4 g, 0.12 mol, 1.18 몰 당량)를 톨루엔 (150 mL) 중에 현탁시켰다. 이 현탁액을 20℃의 상기 4-히드록시피페리딘 혼합물에 첨가하였다. 이어서, 톨루엔 라인 워쉬(line wash) (11 mL)를 수행하였다. 생성된 농후한 현탁액을 격렬하게 교반하면서 30분 동안 50℃ 정도로 가열하였다. 톨루엔 (45 mL) 중 2,5-디클로로피리딘 (15 g, 0.10 mol, 1 몰 당량)의 용액을 대략 1시간에 걸쳐 50℃의 상기 슬러리에 첨가한 후에 톨루엔 라인 워쉬 (11 mL)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 70분에 걸쳐 환류 온도 (약 105 내지 107℃)로 가온한 다음 2시간 동안 환류 온도에서 가열하였다. 반응 혼합물을 30분에 걸쳐 주변 온도로 냉각시키고 밤새 교반하였다. 반응 혼합물을 물 (2 x 75 mL)로 세척한 후에 1시간 동안 90℃로 가열하였다. 톨루엔 (60 mL) 중 빙초산 (6.1 g, 0.10 mol, 1 몰 당량)의 용액을 90℃의 상기 혼합물에 한번에 첨가한 다음 톨루엔 라인 워쉬 (15 mL)를 첨가하였다. 첨가가 완료된 후, 상기 용액을 70분에 걸쳐 실온으로 냉각시켰다. 목적하는 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 아세테이트는 냉각시키는 동안 침전되었다. 실온에서 1시간 동안 교반한 후, 현탁액을 여과하고 케이크를 톨루엔 (2 x 75 mL)으로 세척하였다. 50℃에서 밤새 진공 오븐에서 건조시킨 후, 생성물을 85 내지 95％의 수율로 수득하였다.

5- 클로로 -2-(피페리딘-4- 일옥시 )-피리딘의 다른 염

실온의 톨루엔 중 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘의 용액에 적절한 산 (무기 산의 경우에는 용매 중의; 또는 유기 산의 경우에는 고체로서; 또는 탄산 염의 경우에는 CO₂ 기체를 용액 중에 버블링시킴)을 첨가하였다. 톨루엔을 더 첨가하고, 생성된 용액을 결정화가 일어날 때까지 교반하였다. 형성된 고체를 여과에 의해 수집하고, 이소-헥산으로 세척하였다.

이러한 공정에서 사용되는 산의 예로는 하기가 포함된다:

실시예 2

( RS )-5- 메틸 -5-{[( 페닐메틸 ) 티오 ] 메틸 } 이미다졸리딘 -2,4- 디온

적합한 크기의 정격 압력 반응기에 벤질티오아세톤 (95％ 순도) (85.26 g, 450 mmol, 1 몰 당량), 물 (413 mL) 및 2-프로판올 (146 mL)을 채웠다. 상기 혼합물을 약 15분 동안 교반하여 균질성을 달성하였다. 이어서, 탄산암모늄 (49.56 g, 509 mmol, 1.13 몰 당량) 및 칼륨 시아나이드 (30.54 g, 460 mmol, 1.02 몰 당량)를 채웠다. 반응 혼합물을 90℃로 가온하였더니 약 2.5 barg의 압력이 유도되었다. 반응물을 냉각시키고, 출발 물질의 소멸에 대해 LC에 의해 분석하였다. 반응이 완료된 후, 목적하는 생성물을 결정화시켰다. 필요한 경우, 결정화는 시딩(seeding)에 의해 유도되었다. 결정화시킨 후, 물 (971.9 mL) 및 농축된 염산 (96.7 g)을 상기 반응 혼합물에 채웠다. 이로 인해 pH가 약 11.9에서 7.4로 변하였다. 결정질 덩어리를 여과제거한 다음 이소프로필 아세테이트로 세척하였다. 건조시킨 후, 표제 화합물을 백색 결정질 고체로서 86％의 수율로 수득하였다.

실시예 3

(S)-5- 메틸 -5-{[( 페닐메틸 ) 티오 ] 메틸 } 이미다졸리딘 -2,4- 디온

분취용 키랄 모의 이동층 (SMB) 크로마토그래피를 사용하여 (RS)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온을 거울상이성질체 성분으로 분리하였다. WO 02/074767 (89면)에 개시된 것과 동일한 키랄 고정상 및 이동상을 사용하였다. 거울상이성질체를 본질적으로 정량적 수율로 회수하였다.

메탄올성 용액으로 생성된 (S)-5-벤질술파닐메틸-5-메틸-이미다졸리딘-2,4- 디온 (5 g)을 35℃에서 감압 하에 (약 20 mL로) 부피를 감소시켰다. 내부 온도를 35℃로 유지하면서 물 (40 mL)을 상기 용액에 적가하였다. 약 절반의 물이 첨가된 후에 생성물이 침전되기 시작하였다. 상기 혼합물을 실온으로 서서히 냉각시킨 다음 빙욕조에서 2℃로 냉각시켰다. 생성물 (4.56 g, SMB 분리 후 이론적으로 91％)을 2℃에서 여과에 의해 백색 결정질 고체로서 수집하였다. 5.86 kg의 규모에서, 이러한 재결정화 단계로부터 생성물을 98％의 수율 (5.73 kg)로 단리하였다.

(S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온은 또한 메탄올/톨루엔 또는 메탄올/디부틸에테르를 비롯한 다른 메탄올 혼합물로부터 결정화시킬 수 있었다. 이는 톨루엔, 디-이소프로필에테르, 디부틸에테르 및 물을 비롯한 용매로부터 재결정화시킬 수 있었다.

생성물의 키랄 순도는 다이오드 정렬 검출기가 장착된 휴렛 팩커드(Hewlett Packard) 1100 시리즈 HPLC; 아스텍 키로바이오틱(Astec Chirobiotic) V 50 mm x 4.6 mm 컬럼; 이동상으로서 70:30의 이소헥산:에탄올; 55℃의 오븐 온도; 1.0 mL/분의 유속; 210 nm에서의 검출; 1 μL의 주입 부피; 및 5분의 작동시간을 사용한 LC에 의해 확립되었다. (S)- 및 (R)- 이성질체에 대한 체류 시간은 각각 2.6분 및 3.8분이었다.

실시예 4

((S)-4- 메틸 -2,5- 디옥소 - 이미다졸리딘 -4-일)- 메탄술포닐 클로라이드

방법 1

(S)-5-벤질술파닐메틸-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 (106.9 g, 427.1 mmol, 1.000 몰 당량)을 빙초산 (8 부피 당량) 및 물 (1 부피 당량)의 혼합물 중에 용해시키고 약 4℃로 냉각시켰다. 이어서, 반응 혼합물의 온도가 대부분의 첨가 전반에 걸쳐 12 내지 15℃에서 유지되도록 (재킷 온도는 전반적으로 4℃로 유지됨) 염소 기체 (96.9 g, 3.2 몰 당량)를 대략 1시간 동안 일정한 속도로 잘 교반되는 용액에 통과시켰다. 반응이 완료된 후 (상기 혼합물이 녹색으로 변하고 온도가 급격하게 떨어짐), 상기 혼합물에 질소를 살포하고, 약 30℃로 가열하여 백색 슬러리를 제공하였다. 이어서, 용매의 대부분을 진공 증류에 의해 제거하였다. 톨루엔 (534.5 mL)을 첨가하고, 유사한 부피의 용매를 진공 하에서 증류에 의해 제거하였다. 톨루엔의 첨가/증류를 한 번 더 반복하였다. 이어서, 이소헥산 (534.5 mL)을 잔류물에 첨가하고, 혼합물을 20℃로 냉각시켰다. 교반한 후, 생성물을 여과에 의해 수집하였다. 수집된 고체를 이소헥산 (213.8 mL)으로 세척하고, 40℃에서 진공 하에 일정한 중량이 되도록 건조시켜 목적하는 술포닐 클로라이드를 백색 결정질 고체 (95.5 g, 98.7％)로서 제공하였다.

방법 2

(S)-5-벤질술파닐메틸-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 (50 g, 199.74 mmol)을 빙초산 (8 부피 당량) 및 물 (4 몰 당량)의 혼합물 중에 용해시키고 약 4℃로 냉각 시켰다. 이어서, 반응 혼합물의 온도가 대부분의 첨가 전반에 걸쳐 대략 12℃에서 유지되도록 (후버(Huber) 제어기는 12℃의 반응 온도를 유지하도록 설정됨) 염소 기체를 대략 1시간 동안 일정한 속도로 잘 교반되는 용액에 통과시켰다. 반응이 완료된 후 (상기 혼합물이 녹색으로 변하고 온도가 급격하게 떨어짐), 상기 혼합물에 질소를 살포하고, 약 20℃로 가열하여 백색 슬러리를 제공하였다. 이어서, 용매의 1/2 내지 2/3를 진공 증류 (100 mbar 압력)에 의해 제거하였다. 이어서 이소-옥탄 (250 mL, 5 부피 당량)을 잔류물에 첨가하고, 혼합물을 20℃로 냉각시켰다. 교반한 후, 생성물을 여과에 의해 수집하였다. 수집된 고체를 이소-옥탄 (2 x 100 mL)으로 세척하고, 40 내지 50℃에서 진공 하에 일정한 중량이 되도록 건조시켜 목적하는 술포닐 클로라이드를 백색 결정질 고체 (41.37 g, 91％)로서 제공하였다.

실시예 5

(S)-5-[4-(5- 클로로 -피리딘-2- 일옥시 )-피페리딘-1- 술포닐메틸 ]-5- 메틸 - 이미다졸리딘 -2,4- 디온 - 공정 1

a) 5- 클로로 -2-(피페리딘-4- 일옥시 )-피리딘

5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 아세테이트 (40 g, 0.146 mol)를 30℃의 이소-PrOAc (664 mL) 중에서 슬러리화하였다. 상기 슬러리에 Na₂CO₃ (1.5 mol/L; 196 mL, 2 몰 당량)을 첨가하였다. 이어서, 상기 슬러리를 15분 동안 30℃에서 빠르게 교반하였다. 이상(biphasic) 혼합물을 정치시키고, 아래쪽의 수성 상 을 분리하여 따라 버렸다. 상기 염기 세척 절차를 2회 더 반복하였다. 이어서, 유기 상을 물 (200 mL)로 1회 세척하였다. 생성된 이소-PrOAc 용액을 감압 하에 증류하여 대략 300 mL로 부피를 감소시켰다. 이어서, 상기 용액을 이소-PrOAc (400 mL)로 희석하고, 다시 증류하여 대략 300 mL로 감소시켰다. 이러한 절차를 한 번 더 반복하였다. 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 함량 및 물 함량의 분석을 위해 샘플을 제거하였다. iPrOAc 용액 중의 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘의 농도를 계산하기 위해서 상기 용액의 중량 또는 부피를 측정하였다.

b) (S)-5-[4-(5- 클로로 -피리딘-2- 일옥시 )-피페리딘-1- 술포닐메틸 ]-5- 메틸 -이미다졸리딘-2,4- 디온

디이소프로필에틸아민 (24.3 mL, 0.139 mol, 1 몰 당량)을 단계 (a)에서 제조된 이소-PrOAc 용액 [약 300 mL; 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 31.2 g, 0.146 mol, 1.05 몰 당량에 상응함]에 실온에서 한번에 첨가하였다. 이어서, 상기 용액을 -15℃로 냉각시켰다.

((S)-4-메틸-2,5-디옥소-이미다졸리딘-4-일)-메탄술포닐 클로라이드 (31.65 g, 0.139 mol, 1 몰 당량)를 실온의 무수 THF (285 mL) 중에 용해시키고 교반하였다. 이어서, 생성된 용액을 상기 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘의 이소-PrOAc 용액에 -15℃에서 약 1.5시간에 걸쳐 적가하였다. ((S)-4-메틸-2,5-디옥소-이미다졸리딘-4-일)-메탄술포닐 클로라이드를 첨가한 직후 침전물이 관찰되었다. 첨가 말기에, 무수 THF (32 mL)를 반응 혼합물에 첨가하여 라인을 세척하고, 상기 혼합물을 -15℃에서 1시간 동안 교반하였다. 이어서, 1시간에 걸쳐 20℃로 가온하 고 20℃에서 추가 1시간 동안 교반하였다.

빠르게 교반하면서 10 중량％ NaHSO₄ (157 mL)를 사용하여 반응물을 켄칭시켰다. 약 15분 후, 이상 혼합물을 정치시키고, 아래쪽의 수성 상을 분리하여 따라 버렸다. 상기 산 세척 절차를 한 번 더 반복하였다. 이어서, 유기 상을 빠르게 교반하면서 물 (157 mL)로 세척하여 분배 전에 상의 분리가 완전해지도록 하였다. 이어서, 상기 반응 용액을 40℃로 가온하고, 물 (157 mL)로 다시 세척하였다. THF (95 mL)를 유기 층에 첨가한 다음 40℃로 가온하고, 40℃에서 여과하여 임의의 미립자 물질을 제거하였다. 이어서, 감압 증류 (55℃의 재킷 온도)에 의해 용매 부피를 약 157 mL로 감소시켰다. 이어서, 이소-PrOAc (317 mL)를 첨가하고, 부피를 다시 약 157 mL로 감소시켰다. 이소-PrOAc (317 mL)의 풋-앤드-테이크(put-and-take)를 2회 더 수행하였다. 증류 동안 고체가 침전되기 시작하였고 현탁액이 생성되었다. 부피를 매 회 약 157 mL로 감소시키고, 최종 증류 후 잔류 THF 분석을 위해 소량의 용매 샘플을 반응 혼합물로부터 제거하였다. ¹H NMR에서 THF 피크는 보이지 않았다. 이어서, 반응 내용물을 0℃로 냉각시키고, 생성물을 여과에 의해 수집하였다. 반응 용기를 이소-PrOAc (63 mL)로 세척하고, 이 세정액을 사용하여 필터 상의 생성물을 세척하였다. 생성물을 40℃에서 밤새 진공 오븐에서 건조시켰다. 목적하는 (S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온을 백색 고체로서 71％의 수율 (41.8 g)로 단리하였다.

실시예 6

(S)-5-[4-(5- 클로로 -피리딘-2- 일옥시 )-피페리딘-1- 술포닐메틸 ]-5- 메틸 - 이 미다졸리딘-2,4- 디온 - 공정 2

a) 5- 클로로 -2-(피페리딘-4- 일옥시 )-피리딘

5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 아세테이트 (70 g, 257 mmol)를 실온의 톨루엔 (560 mL) 중에서 슬러리화하였다. 1 M NaOH (420 mL)를 첨가한 다음, 상기 슬러리를 15분 동안 실온에서 빠르게 교반하였다. 이상 혼합물을 정치시키고, 아래쪽의 수성 상을 분리하여 따라 버렸다. 이어서, 유기 상을 물 (2 x 420 mL)로 세척하였다. 유기 상으로부터 샘플을 제거하고 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘에 대해 분석하였다.

이어서, 생성된 톨루엔 용액을 감압 하에 증류하여 부피를 대략 168 mL (5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 아세테이트 양에 대해 2.4 부피 당량)로 감소시켰다. 이어서, 상기 용액을 톨루엔 (420 mL)으로 희석하고, 다시 증류하여 대략 168 mL (2.4 부피 당량)로 감소시켰다. 물 함량의 분석을 위해 샘플을 제거하였다.

디이소프로필에틸아민 (38.4 mL, 220 mmol)을 단계 (a)에서 수득한 5-클로로 -2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 (236 mmol)의 톨루엔 용액에 한번에 첨가한 다음 라인 워시로서 무수 THF (151 mL)를 첨가하였다. ((S)-4-메틸-2,5-디옥소-이미다졸리딘-4-일)-메탄술포닐 클로라이드 (48.7 g, 215 mmol)를 실온의 무수 THF (352 mL) 중에 용해시키고 교반하였다. 이어서, 생성된 술포닐 클로라이드 용액을 상기 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 및 디이소프로필에틸아민의 톨루엔/THF 용액에 실온에서 1 내지 2시간에 걸쳐 적가하였다. 술포닐 클로라이드를 첨가한 직후 침전물이 관찰되었다. 첨가 말기에, 라인 워쉬로서 무수 THF (50 mL)를 상기 반응 혼합물에 첨가하였다. 첨가가 완료된 후, 반응물을 약 30분 동안 실온에서 교반하였다.

대략 15분 동안 빠르게 교반하면서 10 중량％ NaHSO₄ (251 mL)를 사용하여 반응물을 켄칭시켰다. 이상 혼합물을 정치시키고, 아래쪽의 수성 상을 분리하여 따라 버렸다. 상기 산 세척 절차를 한 번 더 반복하였다. 이어서, 감압 증류에 의해 용매 부피를 약 220 mL로 감소시켰다. 이어서, 톨루엔 (300 mL)을 첨가하고, 부피를 약 245 mL로 감소시켰다. 증류 동안 고체가 침전되기 시작하였고 현탁액이 생성되었다. 최종 증류 후, 잔류 THF 분석을 위해 소량의 용매 샘플을 반응 혼합물로부터 제거하였다.

이어서, 반응 혼합물의 내용물을 0℃로 냉각시키고 약 30분 동안 이 온도에서 교반하고, 생성물을 여과에 의해 수집하였다. 반응 용기를 톨루엔 (100 mL)으로 세척하고, 이 세정액을 사용하여 필터 상의 생성물을 세척하였다. 생성물을 일 정한 중량이 되도록 40℃에서 진공 오븐에서 건조시켰다. (S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온을 백색 고체로서 2 단계에 걸쳐 통상적으로 85 내지 88％의 수율로 단리하였다.

실시예 7

(S)-5-[4-(5- 클로로 -피리딘-2- 일옥시 )-피페리딘-1- 술포닐메틸 ]-5- 메틸 - 이미다졸리딘 -2,4- 디온 형태 G

2:1의 공업용 변성 알콜 (IMS):물의 혼합물 (10 부피 당량)을 (S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온에 첨가하였다. 상기 혼합물을 환류 온도 (약 80 내지 82℃)로 가열하여 용액을 수득하였다. 상기 용액을 15분 동안 환류 온도로 유지한 다음 여과하였다. 여과물을 환류 온도로 가열하고, 이 온도에서 15분 동안 유지하였다. 이어서, 상기 용액을 분 당 0.5℃의 속도로 20℃로 냉각시켰다. 20℃에서 2 내지 3시간 동안 교반한 후, (S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G를 여과에 의해 수집하고, 2:1의 IMS:물 (2.5 부피 당량)로 세척하고 건조시켰다. 생성물을 80 내지 87％의 수율로 단리하였다.

이러한 방법은 다형적 변형체의 제공 물질과 관계없이 다형체 G를 재현가능하게 제공하는 것으로 밝혀졌다. 이 방법을 사용하여 다형체 A, C, F 및 다형적 혼합물을 모두 재결정화시켜 형태 G를 제공하였다.

실시예 8

(1S)-(-)-α- 메틸벤질아민을 사용한 ( RS )-5- 벤질술파닐메틸 -5- 메틸 - 이미다졸 리딘 -2,4- 디온의 분할

물 (4 부피 당량) 중 NaOH (0.45 당량)의 용액을 (1S)-α-메틸벤질아민 (1.7 당량) 및 (RS)-5-벤질술파닐메틸-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 (50 g)에 첨가하였다. 생성된 현탁액을 83℃로 가열하였다. 상기 혼합물을 서서히 냉각시키고, 실온 초과의 온도 (36℃)에서 시딩하였다. 시딩은 필수적이지는 않으나, 반응 혼합물이 쉽게 교반 및 여과되도록 도와줄 수 있다. 냉각 사이클 동안 물 (3 부피 당량)을 더 첨가하였다. 반응물을 밤새 20℃에서 교반한 후에 생성물을 여과에 의해 수집하고, 시클로헥산으로 세척하여 (5S)-5-벤질술파닐메틸-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 (1S)-α-메틸벤질아민 염을 45％의 수율로 수득하였다. LC (실시예 3에 대한 것과 동일한 조건)는 생성물이 94.5％의 거울상이성질체적 순도를 가짐을 나타냈다.

2-아미노-3- 벤질티오 -2- 메틸프로피온아미드 ( VIII )

칼륨 시아나이드 (1.07 Kg) 및 수산화암모늄 용액 (4.46 Kg, 28％ 용액)을 20 L 플라스크에 채웠다. 상기 혼합물에 예비-형성된 염화암모늄 용액 (물 3.47 Kg 중의 1 Kg)을 교반하면서 약 0.5시간에 걸쳐 첨가하였다. 이어서 1-(벤질티오)-2-프로판온 (2.71 Kg)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 65시간 동안 약 40℃에서 교반하였다. 탈이온수 (1 L)를 첨가하고, 상을 분리하였다. 분리된 유기 상 (3.13 Kg)을 다음 단계에서 직접 사용하였다.

37％ 염산 (13.3 Kg) 및 48％ 브롬화수소산 (1.26 Kg)의 혼합물에 약 5℃에서 상기로부터의 물질 중 절반을 약 1시간에 걸쳐 첨가하였다. 이어서, 상기 혼합물을 5℃에서 2시간 동안 교반한 다음, 약 30℃로 가온하고 밤새 교반하였다. 이어서 상기 혼합물을 냉각시키고, 생성물을 여과에 의해 수집하였다. 필터 케이크를 빙냉 농축된 염산 및 아세톤으로 세척하였다. 생성된 물질을 아세톤 (10 L) 중에 재현탁시키고 단시간 동안 환류 온도로 가열하였다. 이어서, 생성물을 여과에 의해 수집하고, 밤새 진공 하에서 건조시켰다. 이러한 절차를 출발 물질의 나머지 절반에 대해 반복하였다.

상기 제조된 물질 (1.66 Kg 및 1.51 Kg)을 합한 배치에 에틸 아세테이트 (9 Kg) 및 예비-형성된 탄산칼륨 용액 (9 Kg, 물 중의 50 중량％)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 1시간 동안 교반한 후에 상을 분리하였다. 수성 상을 에틸 아세테이트 (3 Kg)로 추출하였다. 합한 유기 상을 탄산칼륨 용액 (3.1 Kg, 물 중의 50 중량％)으로 추출하였다. 생성된 유기 상을 탄산나트륨 상에서 건조시키고, 여과하고, 농축시켰다. 생성된 고체를 TBME 중에서 슬러리화하고 단기간 동안 환류 온도로 가열하였다. 냉각시킨 후, 생성물을 여과에 의해 수집하고, 밤새 진공 하에서 건조시켰다. 2-아미노-3-벤질티오-2-메틸프로피온아미드 (VIII) (2.4 Kg, 총 73.2％)를 단리하였다.

실시예 9

(R)-(-)- 만델산을 사용한 ( RS )-2-아미노-3- 벤질술파닐 -2- 메틸 - 프로피온아 미드의 분할

(2S)-2-아미노-3- 벤질술파닐 -2- 메틸 - 프로피온아미드 (R)- 만델레이트

메탄올 (20 mL, 4 부피 당량) 및 이소-프로필 아세테이트 (80 mL, 16 부피 당량)를 혼합하여 이소-프로필 아세테이트 중의 20％ v/v 메탄올 용액을 제공하였다.

(RS)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드 (5 g, 22.2 mmol)를 예비-혼합된 MeOH/ⁱPrOAc 용액 (13 부피 당량) 및 물 (0.4 mL, 1 몰 당량) 중에 용해시켰다. 생성된 용액을 50℃로 가열하였다. (R)-(-)-만델산 (3.39 g, 22.2 mmol, 1.0 몰 당량)을 예비-혼합된 MeOH/ⁱPrOAc 용액 (30 mL, 6 부피 당량) 중에 용해시킨 다음, 1시간에 걸쳐 제어된 방식으로 상기 아미드 용액에 첨가하였다. 첨가 동안, 반응 온도는 50℃로 유지하였다. 생성물의 침전은 첨가 동안에 시작되었다. 나머지 예비-혼합된 MeOH/ⁱPrOAc 용액 (약 1 부피 당량)은 라인 워쉬로서 사용하였다.

이어서, 상기 현탁액을 0℃로 서서히 냉각시키고, 이 온도에서 교반한 후 생성물을 여과에 의해 수집하였다. 반응 용기를 20℃로 회복시키고, ⁱPrOAc (25 mL, 5 부피 당량)로 약 5 내지 10분 동안 세척하였다. 이어서, 상기 용액을 사용하여 필터 상의 생성물을 세척하였다. 생성물을 진공 오븐에서 40℃에서 일정한 중량이 되도록 건조시켰다. (2S)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드 (R)-만델레이트 반수화물을 백색 고체로서 통상적으로 47 내지 48％의 수율 및 97 내지 >99％의 거울상이성질체적 순도로 단리하였다.

90％ 초과의 거울상이성질체적 순도를 갖는 (2S)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드 (R)-만델레이트 반수화물은 iPrOAc (35 부피 당량)로부터의 재결정화에 의해 거울상이성질체적으로 개선되어 87％ 초과의 회수율로 >99.35％의 거울상이성질체적 순도의 물질을 수득할 수 있었다.

생성물의 키랄 순도는 다이오드 정렬 검출기가 장착된 휴렛 팩커드 1100 시리즈 HPLC; 키라셀(Chiracel) 키랄팩 AD 25 cm x 0.46 cm ID x 10 μm 컬럼; 용매 - 에탄올 중의 0.1％ v/v 디에틸아민; 등용매 용리 방법; 20℃의 오븐 온도; 1.0 mL/분의 유속; 샘플 희석제 - 정제수; 210 nm에서의 검출; 5.0 μL의 주입 부피; 및 15분의 작동시간을 사용한 LC에 의해 확립되었다. (S)- 및 (R)-아미노 아미드에 대한 체류 시간은 각각 대략 5.4분 및 11.8분이었다.

실시예 10

L-타르타르산을 사용한 ( RS )-2-아미노-3- 벤질술파닐 -2- 메틸 - 프로피온아미 드의 분할

(2S)-2-아미노-3- 벤질술파닐 -2- 메틸 - 프로피온아미드 (2R,3R)- 타르트레이트

방법 1

에탄올 (11.75 내지 90 부피 당량) 중에서 (RS)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드 및 L-타르타르산 (0.25 내지 1.0 당량)을 혼합하였다. 침전된 생성된 고체를 여과에 의해 수집하였다. 2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온 아미드 타르트레이트를 통상적으로 45 내지 90％의 수율 및 50 내지 92％의 거울상이성질체적 순도 (ep)로 수득하였다. 에탄올 이외의 다른 용매 (하기 방법 2를 참조)를 또한 사용할 수 있다.

L-타르타르산 (1 당량) 및 EtOH (90 부피 당량)를 사용하여, 생성물을 1:1의 염으로서 44％의 수율 및 92.2％의 ep로 단리하였다.

방법 2

(RS)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드 및 L-타르타르산 (0.25 내지 1.0 당량)을 최소 부피의 용매 (적합한 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소-프로판올, n-부탄올, 이소-프로필 아세테이트, 에틸 아세테이트, 톨루엔, 아세토니트릴 및 IMS가 포함되나 이에 제한되지 않음) 중에서 슬러리화하였다. 이어서, 상기 슬러리를 주변 온도 초과의 온도로 가열하고, 다양한 온도에서 완전한 용액을 형성하기 위해 용매를 더 첨가하였다. 완전한 용액이 환류 온도에서 35 부피 당량의 용매로 형성되지 않는 경우, 충분한 물을 첨가하여 용액을 생성하였다. 이어서 상기 용액을 실온으로 냉각시키고, 생성된 고체를 여과에 의해 수집하여 2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드 타르트레이트를 78 내지 100％의 수율 (제공된 L-타르타르산, 및 1:1의 염 또는 2:1의 염의 형성에 대한 보정치에 대해) 및 50 내지 60％ 범위의 거울상이성질체적 순도로 수득하였다.

상기 2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드 L-타르트레이트 염을 다양한 용매부터 재결정화시킬 수 있었다 (적합한 용매의 예로는 (i) 용매로서 MeOH 또는 물과, 항용매로서 이소-프로판올, n-부탄올, 에틸 아세테이트, 이소-프로필 아세테이트, 톨루엔, 아세토니트릴, 아세톤, THF, TBME, DCM, MIBK, 디에틸 에테르, 2,2,4-트리메틸펜탄 또는 IMS를 사용한 혼합된 용매 재결정화; 또는 (ii) 에탄올, 메탄올, IMS 또는 물로부터의 직접 재결정화가 포함되나 이에 제한되지 않음).

재결정화는 통상적으로 1 내지 99％의 수율 및 50 내지 96％의 거울상이성질체적 순도를 제공한다.

MeOH/MIBK (각각 20/29.5 부피 당량)로부터 재결정화시켜 (2S)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드 (2R,3R)-타르트레이트를 75％의 수율 및 96.63％의 거울상이성질체적 순도로 제공하였다 (출발 물질은 약 50％의 ep임).

키랄 순도는 실시예 9에서와 같이 LC에 의해 확립되었다.

실시예 11

생체촉매적 분할

1. 로도코커스 에르토플리스 아미다제를 사용함

(RS)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드 히드로클로라이드 염 (5 g, 0.019 mol)을 0.1 N 보레이트 완충액 (100 mL, pH 8.00) 중에 용해시켜 pH가 약 4.0인 용액을 제공하였다. 2 N KOH 용액을 사용하여 pH를 7.00으로 조정하고, 가교된 효소 응집체 (CLEA)로서 로도코커스 에르토플리스 아미다제 (완충액 중의 현탁액 1 mL, 25 유닛/mL의 특정 활성)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 1.5시간 동안 35℃에서 교반하였다. HPLC는 아미드가 상응하는 아미노산으로 25 내지 30％ 전환 되었음을 나타냈다. 농축된 염산을 사용하여 pH를 1.00으로 조정한 다음 여과하여 효소 CLEA를 제거하였다. 2 N KOH 용액을 사용하여 pH를 11로 조정하고, DCM (1 x 100 mL; 1 x 40 mL)으로 추출하였다. 합한 DCM 추출물을 건조시키고, 증발시켜 (R)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드를 백색 고체 (2.67 g)로서 62％의 수율로 제공하였다. 거울상이성질체적 순도는 키랄 HPLC에 의해 67％ (R)-ent (34％ ee)인 것으로 발견되었다.

수성 층을 pH 6.80이 되도록 농축된 염산으로 처리하고, 때때로 2 N KOH 용액을 첨가하여 1시간 동안 pH 6.80로 유지하였다. 생성된 백색 결정을 여과에 의해 수집하고, pH 7.00의 완충액으로 세척하고, 밤새 40℃에서 건조시켜 (S)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온산 (1.2 g, 27％ 수율)을 제공하였다. 거울상이성질체적 순도는 99％ (S)-ent (98％ ee)인 것으로 발견되었다.

2. 슈도모나스 플루오레센스 AL45 아미다제를 사용함 ( WO 2005/123932)

a) 미생물의 성장

효모 추출물 (2 g/L) 및 락트아미드 (2.5 g/L)로 보충되고 28℃로 유지되는 무기염 배지 5 L (pH 7.2)를 함유한 10 L 발효조에서 슈도모나스 플루오레센스 AL45를 성장시켰다. 발효조를 5 L/분으로 포화시키고, 24시간 동안 400 rpm으로 교반하였다. 세포를 원심분리에 의해 수거하고, 회수된 세포를 100 mM 인산염 완충액 (pH 7.2) 중에 재현탁시켜 세척하고, 다시 원심분리하였다. 회수된 세포를 밤새 4℃에서 저장한 후에 생체변환에서 사용하였다.

b) 생체변환 조건

세포 펠렛을 인산염 완충액 (100 mM, pH 7.2, 1 L) 중에 재현탁시키고, 여기에 (RS)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드 (5 g)를 첨가하였다. 상기 혼합물을 28℃에서 교반 및 인큐베이션시키고, 분석을 위해 샘플을 정기적으로 제거하였다. 8.5시간 후, 정량적 HPLC는 반응이 50％ 가수분해되었음을 나타냈다. 키랄 분석 (LC)은 (R)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드가 96％ ee이고, (S)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온산이 97.5％ ee임을 나타냈다.

c) 반응물의 후처리

세포를 원심분리에 의해 생체변환 액체배지(broth)로부터 제거하고, 20％ 탄산나트륨 용액을 사용하여 상등액 (대략 1000 mL)을 pH 10.5로 조정하였다 (대략 1200 mL의 최종 부피). 알칼리 상등액을 TBME (750 mL)로 추출하였고, 임의의 에멀젼은 유기 상에 그대로 남아있었다. TBME 상을 아세톤 (대략 250 mL)과 혼합하였더니 침전물이 형성되었다. 한편, 수성 상을 TBME (750 mL)로 재추출하고, 다시 유기 상을 아세톤 (대략 250 mL)과 혼합하였다. 이로써 적은 양의 수성 층이 분리되었고, 이를 수성 상의 나머지와 합하였다. 2개의 TBME/아세톤 상을 합하고, 건조 (Na₂SO₄)시키고, 여과하고, 용매를 제거하여 (R)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드를 회백색 결정질 고체 (1.7 g)로서 68％의 수율로 제공하였다. 거울상이성질체적 순도는 >99％ (R)-ent이었다.

2 M HCl을 사용하여 수성 상을 pH 6.8로 조정하고, 동결 건조에 의해 대략 300 mL로 농축시켰다. 해동시키자마자 백색 슬러리가 생성되었다. 결정질 고체를 여과에 의해 회수하고, 밤새 37℃에서 건조시켜 (S)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온산을 미세한 백색 결정 (1.8 g)으로서 72％의 수율로 제공하였다. 거울상이성질체적 순도는 >99％ (S)-ent이었다.

3. 미코박테리움 네오아우룸 L- 아미다제를 사용함

로도코커스 에르토플리스에 대해 기재된 것과 유사한 절차를 사용하여, (RS)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드를 L-특이적 아미다제를 사용하여 미코박테리움 네오아우룸으로부터 분할할 수 있었다. 이 방법은 (R)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온산 및 (S)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온아미드가 대략 99％ ee로 생성된다는 점에서 상기 (1) 및 (2)에 기재된 것에 대해 상보적이다.

4. ( RS )-3- 벤질술파닐 -2- 메틸 -2- 우레이도 -프로피온산의 분할에 의한 (S)-5-벤 질술파닐메 틸-5- 메틸 - 이미다졸리딘 -2,4- 디온

(RS)-3-벤질술파닐-2-메틸-2-우레이도-프로피온산

(RS)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온산 (350 g)을 물 (2.6 L) 및 THF (2.6 L) 중에 현탁시키고, 칼륨 시아네이트 (504 g)를 첨가하고, 반응물을 밤새 25℃에서 교반하였다. 이어서, 추가량의 칼륨 시아네이트 (75 g)를 첨가하고, 반응물을 추가 6시간 동안 교반하였다. 이어서 교반을 중지하고, 반응물을 밤새 0℃로 냉각시켰다. 생성된 슬러리를 여과하고, 여과물을 감압 하에 농축시켰다. 6 ％ HCl 수용액을 사용하여 빠르게 교반하면서 농축물을 pH 2로 산성화시켰다. 1시간 후, 생성된 고체를 여과에 의해 수집한 다음, 순차적으로 물 (4 L) 및 메탄올 (4 L) 중에서 다시 슬러리화하였다. 진공 하에서 건조시킨 후, 생성물을 실리카 크로마토그래피를 사용하여 정제하였다. DCM/THF를 사용하여 불순물을 용리시키고, 생성물은 THF/AcOH를 사용한 다음 MeOH를 사용하여 용리시켰다. 용매를 제거한 후에 TBME로 연화처리하여 3-벤질술파닐-2-메틸-2-우레이도-프로피온산을 회백색 고체 (151 g)로서 제공하였다.

(RS)-3-벤질술파닐-2-메틸-2-우레이도-프로피온산 (9 g, 약 90％ 순수함, 30 mmol에 상응함)을 아황산나트륨 용액 (5 mmol, 100 mL)에 첨가하였다. KOH (2.5 g, 44 mmol)를 첨가하였다. 산이 용해될 때까지 상기 용액을 교반한 다음 여과하였다. 빙초산을 사용하여 pH를 12.5에서 7.00으로 조정하였다. MnCl₂.4H₂O 용액 (10 mmolar, 10 mL)을 첨가하였다. 상기 용액을 N₂ 하에서 40℃로 가열하고, D-특이적 히단토이나제 (완충액 중의 현탁액 1 mL, 이.콜라이(E.coli)의 로슈 히단토이나제 2 재조합, 300 유닛/mg, 총 단백질 70 mg)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 N₂ 하에서 40℃에서 교반하였다. 5％ v/v 아세트산 용액으로 적정함으로써 반응 동안 pH를 7.0으로 유지하였다.

반응 동안, 농후한 백색 침전물이 형성되었다. 상기 혼합물을 주변 온도로 냉각시키고, 3시간 동안 교반한 다음 여과하고, 0.1 N 인산칼륨 완충액 (pH 7)으로 세척하였다. 고체를 밤새 40℃에서 건조시켰다. 생성물을 백색 분말 (3.3 g)로서 42％의 수율로 단리하였다 (HPLC에 의해 100％ 화학적 순도). 키랄 HPLC 분석에서 생성물이 100％ (S)-ent인 것으로 나타났다.

키랄 순도는 25 cm x 4.6 mm 키랄팩 AD 컬럼, 30℃, MeOH + 0.1％ v/v HCO₂H의 용리액, 1 mL/분의 유속, 220 nm에서의 UV 검출을 사용하여 확립되었다. (S)-거울상이성질체의 Rt는 4.42분이었고, (R)-거울상이성질체의 Rt는 9.21분이었다.

5. 아스페르길루스 종으로부터의 L- 아실라제를 사용한 ( RS )-3- 벤질술파닐 -2-메틸-2-(2,2,2- 트리플루오로 - 아세틸아미노 )-프로피온산의 분할

(RS)-3-벤질술파닐-2-메틸-2-(2,2,2-트리플루오로-아세틸아미노)-프로피온산

(RS)-2-아미노-3-벤질술파닐-2-메틸-프로피온산 (5 g, 0.022 mol)을 트리플루오로아세트산 무수물 (15 mL) 및 DCM (15 mL) 중에서 슬러리화하였다. 상기 슬러리를 -20℃로 냉각시키고, 트리에틸아민 (2.5 g, 0.025 mole)을 적가하였다. 반응물을 실온으로 가온하였다. HPLC는 아미드로의 완전한 전환을 나타냈다. 상기 혼합물을 물 (30 mL) 및 DCM (30 mL)으로 희석하였다. 수성 층을 따라 버리고, 유기 층을 물 (3 x 50 mL)로 세척하였다. 유기 층을 분리하고, 증발시켜 오일이 되도록 하였다. 상기 물질을 아세토니트릴 중에 용해시키고, 용매를 진공 하에 증발시켰다. 연황색 오일 7.2 g을 수득하였다 (대략 100％ 수율).

CoCl₂.6H₂O (0.25 g, 0.001 mol)를 보레이트 완충액 (100 mL, pH 8.0, 0.1 N) 중에 용해시켰다. 상기 용액을 탈기시키고, (RS)-트리플루오로아세트아미드 (7.00 g)를 오일로서 첨가하였다. Na₂CO₃ 포화 용액을 pH가 8.00에 도달할 때까지 첨가하면서 (약 35 mL가 첨가됨) 상기 혼합물을 N₂ 하에서 45℃에서 교반하였다. L-아미노산 아실라제 (0.7 g, 아스페르길루스 종으로부터의 L-아실라제, 30,000 유닛/g)를 pH 8.00의 완충액 (5 mL) 중에 용해시키고, 상기 반응물에 첨가하였다. pH를 대략 7.50으로 유지하면서 반응물을 N₂ 하에서 30시간 동안 45℃에서 교반하였다. HOAc를 사용하여 pH를 7.00으로 조정하고, 침전된 고체를 여과에 의해 수집하고, pH 7.00의 완충액으로 세척하고, 진공 하에 건조시켰다. (R)-아미노산 (1.7 g, 34％)을 회백색 고체로서 단리하였다. 키랄 HPLC는 상기 물질이 98％ (R)-거울상이성질체 (96％ ee)임을 나타냈다. 일부 결정화되지 않은 아미노산이 여과물에 남아 있었다. 농축된 HCl을 사용하여 여과물을 pH 1로 조정하고, DCM (2 x 75 mL)으로 추출하였다. HPLC는 DCM 추출물에 (R)-아미노산이 함유되지 않은 것으로 나타났다.

DCM을 건조 (Na₂SO₄)시키고, 증발시켜 (S)-3-벤질술파닐-2-메틸-2-(2,2,2-트리플루오로-아세틸아미노)-프로피온산 (2.5 g, 35％)을 왁스상 회백색 고체로 생성하였다. 상기 물질을 MeOH/물/KOH를 사용하여 가수분해하여 (S)-아미노산을 98％의 수율로 얻었다. 생성물 (S)-아미노산은 HPLC에 의해 96％ ee인 것으로 밝혀졌다.

실시예 12

탈대칭화를 사용한 생체촉매적 분할

2-벤질술파닐메틸-2-메틸-말론산 디에틸 에스테르

2-메틸-THF (480 mL) 중 디에틸 메틸말로네이트 (79.9 g) 및 벤질티오브로모메탄 (110.4 g)의 냉각 용액에 칼륨 부톡시드 (53.6 g)를 온도를 0℃ 미만으로 유지하면서 약 2시간에 걸쳐 분획식으로 첨가하였다. 이어서, 상기 혼합물을 실온으로 가온하고 밤새 교반하였다. 반응물을 물 (320 mL)로 희석하고, 상을 분리하였다. 유기 상을 건조 (Na₂SO₄)시키고, 여과하고, 용매를 진공 하에 제거하였다. 생성된 오일을 컬럼 크로마토그래피 (용리액: DCM/헥산)를 사용하여 정제하여 표제 화합물을 황색 오일 (109 g, 78％)로서 제공하였다.

2-벤질술파닐메틸-2-메틸-말론아미드

DCM (50 mL) 중 메틸말로노니트릴 (6.6 g) 및 테트라부틸암모늄 브로마이드 (1.06 g)의 혼합물을 약 0℃로 냉각시켰다. 상기 혼합물에 칼륨 t-부톡시드 (9.2 g)를 첨가한 다음 벤질티오브로모메탄 (17.89 g)을 천천히 첨가하였다. 반응물을 밤새 실온으로 가온한 후에 염수 (100 mL)로 희석하였다. 상을 분리하고, 수성 상을 DCM (3 x 25 mL)으로 3회 추출하였다. 합한 유기 상을 건조 (MgSO₄)시키고, 여과하고, 진공 하에서 농축시켰다. 생성된 갈색 오일을 컬럼 크로마토그래피 (용리액: 에틸 아세테이트/헥산)를 사용하여 정제하였다. 2-벤질술파닐메틸-2-메틸-말로노니트릴을 무색 고체 (9.76 g, 52％)로서 단리하였다.

2-벤질술파닐-2-메틸 말로노니트릴 (2.3 g)을 t-부탄올 (30 mL) 중에 용해시켰다. 상기 용액을 60℃로 가온한 후, 분말 수산화칼륨 (10 g)을 분획식으로 첨가하였다. 밤새 60℃에서 가열한 후, 반응물을 염수로 희석하고, DCM (3 x 25 mL)으로 추출하였다. 합한 유기 상을 건조 (MgSO₄)시키고, 여과하고, 진공 하에서 농축시켜 표제 화합물을 회백색 고체로서 제공하였다.

니트릴 히드라타제를 사용한 별도의 제법

(RS)-2-벤질술파닐-2-메틸 말로노니트릴 (4 g, 0.19 mol)을 DMSO (15 mL) 중에 용해시켰다. 니트릴 히드라타제 (지아노타제(Zyanotase; 상표명))를 함유하는 동결-건조된 세포 (0.75 g)를 0.1 N 인산염 완충액 (120 mL, pH 7) 중에서 슬러리화하고, 디니트릴의 DMSO 용액을 첨가하였다. 반응물을 2일 동안 38℃에서 진탕시킨 다음 여과하였다. 결정화시킨 생성물을 아세토니트릴 (70 mL) 중에 용해시키고, 여과하여 세포를 제거하였다. 용매를 증발시켜 제거하고, 결정화시킨 생성물을 물로 세척하고, 건조시켜 2-벤질술파닐메틸-2-메틸-말론아미드 (3 g, 65％)를 제공하였다. 반응물로부터의 수성 여과물을 DCM (100 mL)으로 추출한 다음 증발시켜 추가량의 생성물 (750 mg, 16％)을 수득하였다.

탈대칭화에 의한 (S)-2-아미노-3- 벤질술파닐 -2- 메틸 -프로피온산

2-벤질술파닐메틸-2-메틸-말론산 디에틸 에스테르 (5 g)를 0.1 M 인산염 완충액 (pH 7) 중에서 슬러리화하고, 바실루스 리케니포르미스 프로테아제 (1 g)를 첨가하고, 반응 혼합물을 35℃에서 교반하였다. pH-스타트(pH-stat)를 통해 2 M 암모니아를 첨가하여 pH를 유지하였다. 4일 후, 반응물을 에틸 아세테이트 (2 x 50 mL)로 추출하여 미반응 디에스테르를 제거하고, 희석된 HCl을 사용하여 pH 4로 산성화시키고, 1,2-디클로로에탄 (2 x 50 mL)으로 추출하였다. 생성물을 함유하는 디클로로에탄 상을 건조 (Na₂SO₄)시키고, 여과하였다. 디클로로에탄 상에 트리에틸 아민 (1.6 g)을 첨가한 다음 디페닐포스포릴 아지드 ((PhO)₂P(O)N₃, 4.4 g))를 첨가하였다. 반응물을 밤새 환류 온도로 가열하고, 5 M HCl (50 mL)과 혼합하고, 추가 6시간 동안 환류 온도로 가열하였다. 생성물인 아미노산을 추출한 산성의 수성 상의 키랄 HPLC 분석은 (S)-아미노산이 존재하며 ee가 100％임을 나타냈다. 즉, (R)-아미노산은 검출되지 않았다.

키랄 순도는 25 cm x 4.6 mm 키로바이오틱(Chirobiotic) T 컬럼, 30℃, EtOH 중 20％ v/v 물의 용리액, 1 mL/분의 유속, 220 nm에서의 UV 검출을 사용하여 확립되었다. (R)-거울상이성질체의 Rt는 6.86분이었고, (S)-거울상이성질체의 Rt는 8.21분이었다.

탈대칭화에 의한 (S)-5- 벤질술파닐메틸 -5- 메틸 - 이미다졸리딘 -2,4- 디온

2-벤질술파닐메틸-2-메틸-말론아미드 (2 g)를 50℃의 DMSO (10 mL) 중에 용해시켰다. 생성된 용액을 0.1 M 인산염 완충액 (100 mL, pH 7)에 첨가하였다. 여기에 로도코커스 에르토플리스 아미다제 (25 유닛/mL의 가교된 효소 응집체 (CLEA) 현탁액 2 mL)를 첨가하였다. 4일 동안 35℃에서 교반한 후, CLEA를 여과에 의해 제거하고, 농축된 HCl을 사용하여 여과물을 pH 4로 산성화시키고, 생성물인 산/아미드를 이소-프로필 아세테이트 (3 x 50 mL)로 추출하였다. 키랄 HPLC는 모노 산이 93％의 ee를 가짐을 나타냈다. 용매를 진공 하에 제거하고 1,2-디클로로에탄 (50 mL)으로 대체하였다. 상기 용액에 트리에틸아민 (0.79 g)을 첨가한 다음 디페닐포스포릴 아지드 (2.2 g)를 첨가하였다. 반응물을 18시간 동안 환류 온도로 가열하고, 냉각시키고, 희석된 HCl (0.1 M, 2 x 25 mL)로 세척하고, 진공 하에서 농축시켰다. 조 생성물은 키랄 HPLC에 의해 (S)-거울상이성질체 및 93％ ee인 것으로 밝혀졌다. 생성물 히단토인을 컬럼 크로마토그래피 (용리액: 에틸 아세테이트)를 사용하여 정제하고, 에탄올로부터 재결정화시켜 표제 화합물을 무색 고체 (1 g, 49％)로서 제공하였다. ee는 97％로 개선되었다.

실시예 13

a) (R)-2-벤질술파닐메틸-2-메틸-4-페닐-옥사졸리딘

4Å 분자체 (3.6 g) 및 벤질티오아세톤 (10.0 mmol, 1.65 mL, 1.80 g)을 주변 온도에서 톨루엔 (170 mmol, 18.0 mL, 15.7 g) 중 (R)-(-)-페닐글리시놀 (1.00 당량, 10.0 mmol, 1.37 g)의 용액에 첨가하였다. 상기 혼합물을 50℃로 가열하고 이 온도에서 24시간 동안 교반하였다. 50 mm 3호 소결 깔때기를 통해 여과하여 목 적하는 옥사졸리딘 용액을 수득하였다. 상기 용액을 추가의 정제 없이 후속적 실험에서 사용하였다. 분석 목적상, 상기 용액 중 소량의 샘플을 건조상태로 증발시켜 연한 색의 오일을 제공하였다. 상기 물질을 ¹H NMR 분광학 (CDCl₃, 400 MHz)에 의해 분석하여 옥사졸리딘이 54:46의 (2R,4R)- 및 (2S,4R)-이성질체의 혼합물로서 존재한다는 것을 입증하였다.

b) (R)-3-벤질술파닐-2-메틸-2-((R)-1-페닐-2-트리메틸실라닐옥시-에틸아미노)-프로피오니트릴

-20℃의 톨루엔 (4.25 mol, 449 mL, 391 g) 중 (R)-2-벤질술파닐메틸-2-메틸-4-페닐-옥사졸리딘 (1.00 당량, 100 mmol, 29.9 g)의 용액에 마그네슘 브로마이드 디에틸 에테레이트 (99 중량/중량％, 5.00 mmol, 1.30 g)를 첨가한 다음 트리메틸실릴 시아나이드 (105 mmol, 14.1 mL, 10.4 g)를 첨가하였다. 상기 혼합물을 18시간 동안 -20℃에서 교반한 후에 0℃로 가온하고, 물 (60 mL, 2 부피 당량)로 세척하였다. 용매를 60 mL (2 부피 당량)의 부피가 되도록 회전 증발기 (배스 온도는 44℃임)를 사용하여 제거한 다음 이소-헥산 (240 mL, 8 부피 당량)으로 희석하였다. 상기 혼합물을 환류 온도로 가열하여 맑은 황색 용액을 제공한 후에 밤새 교반하면서 냉각시켰다. 고체 생성물을 여과에 의해 수집하고, 이소-헥산 (30 mL, 1 부피 당량)으로 세척하고, 건조시켜 표제 화합물 (21.5 g, 54.0 mmol, 54％)을 제공하였다.

c) (3R,5R)-3-벤질술파닐메틸-3-메틸-5-페닐-모르폴린-2-온

-20℃에서 유지되는 DCM (622 mmol, 39.9 mL, 52.8 g) 중 (R)-3-벤질술파닐-2-메틸-2-((R)-1-페닐-2-트리메틸실라닐옥시-에틸아미노)-프로피오니트릴 (1.00 당량, 10.0 mmol, 3.99 g)의 용액을 통해 염화수소 기체를 15분 동안 버블링시켰다. 물 (10.0 mmol, 180 μL, 180 mg)을 첨가하고, 염화수소를 추가 20분 동안 버블링시켰다. 상기 혼합물을 주변 온도로 가온한 다음 12시간 동안 주변 온도에서 교반한 후, 감압 하에서 건조상태로 증발시켰다. 상기 혼합물을 DCM (50 mL) 중에 분산시키고, 포화 수성 탄산수소나트륨 (50 mL)과 함께 30분 동안 교반하였다. 유기 층을 분리하고, 건조 (Na₂SO₄)시키고, 감압 하에서 건조상태로 증발시켜 표제 화합물을 연갈색 결정질 고체로서 제공하였다.

d) (R)-5-벤질술파닐메틸-1-((R)-2-히드록시-1-페닐-에틸)-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 및 카르밤산 (R)-2-((R)-5-벤질술파닐메틸-5-메틸-2,4-디옥소-이미다졸리딘-1-일)-2-페닐-에틸 에스테르

-55℃의 DCM (9.00 mL) 중 (R)-3-벤질술파닐-2-메틸-2-((R)-1-페닐-2-트리메틸실라닐옥시-에틸아미노)-프로피오니트릴 (2.26 mmol, 900 mg)의 용액에 클로로술포닐 이소시아네이트 (2.26 mmol, 197 μL, 320 mg)를 첨가하였다. 상기 혼합물을 -55℃ 내지 -40℃에서 2시간 동안 교반한 후에 주변 온도로 가온하고, 용매를 감압 하에 증발시켜 제거하여 주황색 포말체를 제공하였다. 상기 물질을 2시간 동안 1 M 염산 (9.0 mL) 중에서 환류 온도로 가열한 후에 주변 온도로 냉각시키고, DCM (10 mL)으로 추출하였다. DCM 추출물을 건조 (Na₂SO₄)시키고, 감압 하에 건조상태 로 증발시켜 주황색-갈색 포말체를 제공하였다. 바이오태그(biotage) 40M 컬럼 상에서 크로마토그래피 (용리 구배: 90:10의 이소-헥산:에틸 아세테이트 → 에틸 아세테이트)에 의해 정제하여 무색 포말체를 제공하였고, 이를 고진공 건조로 경화시켜 유리질 고체를 제공하였다. 톨루엔 (1.8 mL)으로부터 결정화시켜 히단토인 (XV; R = H, n = 1)과 디술파이드 유사체 (XV; R = H, n = 2)와의 혼합물, 및 상응하는 우레탄 (XV; R = CONH₂, n = 1) 및 (XV; R = CONH₂, n = 2)을 60:25:13:2의 비로 백색 고체 (150 mg, 대략 0.41 mmol, 18％)로서 제공하였다.

e) (R)-5-벤질술파닐메틸-1-((R)-2-히드록시-1-페닐-에틸)-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온

(3R,5R)-3-벤질술파닐메틸-3-메틸-5-페닐-모르폴린-2-온 (1.00 당량, 2.69 mmol, 880 mg)을 아세트산 (9 mL) 중에 용해시키고, 이를 스테인레스 강철의 납으로 된 용기 ('bomb'형 용기)에 채웠다. 칼륨 시아네이트 (26.9 mmol, 2.18 g)를 채우자마자 용기를 씰링하고, 내용물을 주변 온도에서 4일 동안 교반하였다. 상기 혼합물을 물 (18 mL)에 붓고, DCM (18 mL)으로 2회 추출하였다. 유기 추출물을 건조 (Na₂SO₄)시키고, 감압 하에 건조상태로 증발시켜 갈색 오일을 제공하였다. LC-MS에 의한 상기 물질의 분석은 대략 40:60 비의 (R)-5-벤질술파닐메틸-1-((R)-2-히드록시-1-페닐-에틸)-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 및 (3R,5R)-3-벤질술파닐메틸-3-메틸-5-페닐-모르폴린-2-온의 혼합물을 나타냈다.

f) (R)-5-벤질술파닐메틸-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온

(R)-5-벤질술파닐메틸-1-((R)-2-히드록시-1-페닐-에틸)-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 (1.00 당량, 1.00 mmol, 370 mg)을 아세트산 (140 mmol, 8.00 mL, 8.38 g) 중에 용해시켰다. 48％ 브롬화수소산 (133 mmol, 15.0 mL, 22.5 g)을 첨가하고, 상기 혼합물을 4시간 동안 환류 온도로 가열하였다. 상기 혼합물을 0℃로 냉각시키고 얼음 (100 g)을 첨가하고, 0.880 SG 수성 암모니아를 첨가하여 상기 혼합물을 pH 7로 중화시키고, DCM (100 mL)으로 추출하였다. 유기 추출물을 건조 (Na₂SO₄)시키고, 감압 하에 건조상태로 증발시켜 표제 화합물을 갈색 고무 (100 mg, 0.624 mmol, 62％)로서 제공하였다.

실시예 14

a) tert-부틸 N-벤질리덴알라니네이트

t-부틸 (DL)-알라니네이트 히드로클로라이드 (5 g, 27 mmol)를 DCM (100 mL) 중에서 슬러리화하고, 황산마그네슘 (6.50 g, 51 mmol), 벤즈알데히드 (2.86 g, 27 mmol) 및 트리에틸아민 (2.73 g, 27 mmol)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 질소 분위기 하에서 16시간 동안 실온에서 교반하였다. 황산마그네슘 (0.81 g, 0.67 mmol)을 상기 혼합물에 첨가하고, 반응물을 추가 24시간 동안 교반하였다. 상기 혼합물을 여과하고, 여과물을 물 (2 x 50 mL)로 세척하였다. 유기 층을 건조 (MgSO₄)시키고, 증발시켜 표제 화합물을 무색 오일 (5.54 g, 83％)로서 제공하였다.

b) tert-부틸 S-벤질-N-벤질리덴-2-메틸시스테이네이트

실온의 THF (5 mL) 중 tert-부틸 N-벤질리덴알라니네이트 (0.5 g, 2 mmol)의 용액에 나트륨 히드라이드 (0.17 g, 4.3 mmol)를 첨가하였다. 상기 혼합물을 30분 동안 교반한 후에 브로모메틸술파닐메틸-벤젠 (0.52 g, 2.4 mmol)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 48시간 동안 실온에서 교반한 다음, 물 (10 mL)을 사용하여 켄칭시켰다. 수성 층을 에틸 아세테이트 (2 x 50 mL)로 추출하였다. 에틸 아세테이트 층을 물 (10 mL)로 세척하고, 건조 (MgSO₄)시키고, 건조상태로 증발시켜 표제 화합 물을 황색 오일 (0.60 g, 86％)로서 제공하였다.

키랄 HPLC 분석은 1:1의 거울상이성질체들의 혼합물의 존재를 나타냈다:

컬럼	키랄팩 AD
이동상	이소헥산 중의 1％ i-PrOH
오븐 온도	15℃
유속	0.5 mL/분
검출	210 nm
작동시간	30분

c) tert-부틸 S-벤질-N-벤질리덴-2-메틸-D(R)-시스테이네이트

분말 수산화칼륨 (5.90 g, 105 mmol) 및 키랄 상 전이 촉매인 (-)-O-알릴-N-(9-안트라세닐메틸)신코니디늄 브로마이드 (1.27 g, 2.1 mmol)를 -20℃에서 톨루엔 (50 mL) 중의 tert-부틸 N-벤질리덴알라니네이트 (5 g, 21 mmol)에 첨가하였다. 상기 혼합물을 1시간 동안 상기 온도에서 교반하였다. 이어서 반응 혼합물을 -30℃로 냉각시키고, 톨루엔 (50 mL) 중 브로모메틸술파닐메틸-벤젠 (11.6 g, 53 mmol)의 용액을 1시간에 걸쳐 적가하였다. 상기 혼합물을 1시간 동안 상기 온도에서 교반한 다음 실온으로 가온하였다. 반응물을 셀라이트를 통해 여과하고, 톨루엔 (100 mL)으로 세척하였다. 용매를 증발시켜 조 잔류물 (19 g)을 제공하였고, 이를 톨루엔 (100 mL)에 녹이고 물 (2 x 25 mL)로 세척하였다. 유기 층을 증발시켜 표제 화합물을 제공하였다. 이 단계에서 거울상이성질체적 순도는 측정되지 않 았다. 상기 물질을 다음 단계에서 직접 사용하였다.

d) S-벤질-2-메틸-D(R)-시스테인 히드로클로라이드

THF (50 mL) 및 6 M 염산 (50 mL)을 단계 (c)로부터의 조 생성물에 첨가하였다. 상기 혼합물을 1시간 동안 실온에서 교반하였다. 유기 용매를 증발시켜 제거하고, 잔류 수성 층을 에틸 아세테이트 (3 x 50 mL)로 세척하였다. 합한 유기 층을 6 M 염산 (50 mL)으로 세척하였다. 합한 수성 층을 24시간 동안 60℃에서 가열하였다. 용매를 감압 하에 증발시키고, 생성된 물질을 DCM (100 mL) 중에서 슬러리화하고, 고체를 여과에 의해 수집하였다. 상기 고체를 DCM (100 mL)으로 세척하여 표제 화합물을 고체 (3.6 g, 2 단계에 걸쳐 64％ 수율)로서 수득하였다. 키랄 HPLC 분석은 생성물이 96.90％의 거울상이성질체적 순도를 가짐을 나타냈다.

LC 방법:

컬럼	아스텍 키로바이오틱
이동상	50:50％ 에탄올/물
오븐 온도	15℃
유속	1 mL/분
검출	254 nm
작동시간	10분

실시예 15

a) tert-부틸 S-벤질-N-벤질리덴-2-메틸-L(S)-시스테이네이트

분말 수산화칼륨 (1.17 g, 21 mmol) 및 키랄 상 전이 촉매인 (+)-O-알릴-N-(9-안트라세닐메틸)신코니디늄 브로마이드 (0.26 g, 0.42 mmol)를 -30℃에서 톨루엔 (15 mL) 중의 tert-부틸 N-벤질리덴알라니네이트 (1 g, 4.2 mmol)에 첨가하였다. 톨루엔 (5 mL) 중 브로모메틸술파닐메틸-벤젠 (4.65 g, 21 mmol)의 용액을 -30℃에서 상기 혼합물에 첨가하였다. 반응물을 16시간 동안 -15℃에서 교반하였다. 상기 혼합물을 셀라이트를 통해 여과하고, 톨루엔 (40 mL)으로 세척하였다. 여과물을 물 (5 mL)로 세척하고, 유기 층을 건조상태로 증발시켜 진갈색 오일을 제공하였다. 이 단계에서 거울상이성질체적 순도는 대략 91.8％ (S)-ent인 것으로 발견되었다. 상기 조 물질을 다음 단계에서 직접 사용하였다.

b) S-벤질-2-메틸-L(S)-시스테인 히드로클로라이드

THF (20 mL) 및 6 M 염산 (20 mL)을 단계 (a)로부터의 조 생성물에 첨가하였다. 상기 혼합물을 1시간 동안 실온에서 교반하였다. 유기 용매를 증발시켜 제거하고, 잔류 수성 층을 에테르 (3 x 20 mL)로 세척하였다. 합한 유기 층을 6 M 염산 (20 mL)으로 다시 추출하였다. 합한 수성 상을 16시간 동안 환류 온도로 가열하였다. 용매를 감압 하에 증발시켜 표제 화합물을 크림색 고체 (1.10 g, 100％) 로서 수득하였다. 거울상이성질체적 순도는 90.12％ (S)-ent (LC; 실시예 14d와 동일한 방법)인 것으로 입증되었다.

실시예 16

a) 이소-프로필 알라니네이트 히드로클로라이드

-20℃의 이소-프로판올 (400 mL) 중 DL-알라닌 (10 g, 112 mmol)의 용액에 티오닐 클로라이드 (26.70 g, 224 mmol)를 적가하였다. 상기 혼합물을 실온으로 가온한 다음 4시간 동안 환류 온도로 가열하였다. 용매를 증발시켜 표제 화합물 (18.8 g, 100％)을 수득하였다.

b) 이소-프로필 N-벤질리덴알라니네이트

DCM (200 mL) 중 이소-프로필 알라니네이트 히드로클로라이드 (9.40 g, 56 mmol)의 슬러리에 황산마그네슘 (13.50 g, 112 mmol) 및 벤즈알데히드 (4.76 g, 44.8 mmol)를 첨가하였다. 트리에틸아민 (5.6 g, 56 mmol)을 상기 혼합물에 첨가한 다음, 질소 분위기 하에서 16시간 동안 교반하였다. 황산마그네슘 (3.30 g, 28 mmol) 및 트리에틸아민 (0.56 g, 5.6 mmol)을 더 첨가하였다. 상기 혼합물을 24시 간 동안 교반하였다. 상기 혼합물을 여과하고, 여과물을 물 (2 x 50 mL)로 세척하였다. 유기 층을 건조 (MgSO₄)시키고, 용매를 증발시켜 생성물을 무색 오일 (9 g, 76％)로서 제공하였다.

c) S-벤질-2-메틸-D(R)-시스테인 히드로클로라이드

분말 수산화세슘 (3.82 g, 22.8 mmol) 및 키랄 상 전이 촉매인 (-)-O-알릴-N-(9-안트라세닐메틸)신코니디늄 브로마이드 (0.27 g, 0.45 mmol)를 -10℃에서 톨루엔 (10 mL) 중의 이소-프로필 N-벤질리덴알라니네이트 (1 g, 4.5 mmol)에 첨가하였다. 상기 혼합물을 1시간 동안 상기 온도에서 교반하였다. 반응 혼합물을 -30℃로 냉각시키고, 톨루엔 (10 mL) 중 브로모메틸술파닐메틸-벤젠 (2.47 g, 11.4 mmol)의 용액을 적가하였다. 상기 혼합물을 1시간 동안 상기 온도에서 교반한 다음 실온으로 가온하였다. 반응 혼합물을 셀라이트를 통해 여과하고, 톨루엔 (10 mL)으로 세척하였다. 용매를 증발시켜 조 잔류물을 고무로서 제공하였다. 상기 물질을 THF (20 mL)에 녹이고 6 M 염산 (20 mL)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 16시간 동안 실온에서 교반한 다음 4시간 동안 환류 온도로 가열하였다. 상기 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 에틸 아세테이트 (20 mL)로 세척하였다. 수성 층을 감압 하에 건조상태로 증발시켰다. 잔류물을 톨루엔 (2 x 20 mL)에 녹인 다음 감압 하에 건조상태로 증발시켜 표제 화합물을 크림색 고체 (1.20 g, 100％)로서 수득하였다. 키랄 HPLC 분석은 생성물이 91.72％의 거울상이성질체적 순도를 가짐을 나타냈다.

실시예 17

a) tert-부틸 N-(나프탈렌-2-일-메틸리덴)알라니네이트

DCM (40 mL) 중 t-부틸 알라니네이트 히드로클로라이드 (DL) (2 g, 11 mmol)의 슬러리에 황산마그네슘 (2.65 g, 22 mmol), 2-나프트알데히드 (1.63 g, 20 mmol) 및 트리에틸아민 (1.1 g, 10 mmol)을 첨가하였다. 상기 혼합물을 질소 분위기 하에서 24시간 동안 교반하였다. 황산마그네슘 (1.32 g, 11 mmol)을 첨가하고, 반응물을 추가 16시간 동안 교반하였다. 분석 후, 황산마그네슘 (2.65 g, 22 mmol)을 더 첨가하고, 상기 혼합물을 실온에서 3일 동안 교반하였다. 상기 혼합물을 여과하고, 여과물을 물 (2 x 100 mL)로 세척하였다. 유기 층을 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과하고, 용매를 증발시켜 표제 화합물을 백색 고체 (2.43 g, 78％)로서 제공하였다.

b) S-벤질-2-메틸-D(R)-시스테인 히드로클로라이드

분말 수산화루비듐 일수화물 (1.79 g, 17.5 mmol) 및 키랄 상 전이 촉매인 (-)-O-알릴-N-(9-안트라세닐메틸)신코니디늄 브로마이드 (0.21 g, 0.35 mmol)를 -30℃에서 톨루엔 (10 mL) 중의 t-부틸 N-(나프탈렌-2-일-메틸리덴)알라니네이트 (1 g, 3.5 mmol)에 첨가하였다. 상기 혼합물을 30분 동안 상기 온도에서 교반하였다. 톨루엔 (10 mL) 중 브로모메틸술파닐메틸-벤젠 (1.91 g, 8.8 mmol)의 용액을 상기 혼합물에 적가하였다. 반응물을 1시간 동안 상기 온도에서 교반한 다음 3일 동안 실온에서 교반하였다. 상기 혼합물을 셀라이트를 통해 여과하고, 톨루엔 (50 mL)으로 세척하였다. 용매를 증발시켜 보호된 메틸 시스테인을 고무로서 제공하였다. 상기 물질을 단리 또는 특성화하지 않고 직접 사용하였다. 조 생성물을 THF (20 mL) 및 6 M 염산 (20 mL)의 혼합물에 녹였다. 상기 혼합물을 16시간 동안 실온에서 교반하였다. 유기 용매를 증발시켜 제거하고, 잔류물을 에틸 아세테이트 (20 mL)로 세척하였다. 에틸 아세테이트 층을 6 M 염산 (20 mL)으로 다시 추출하였다. 이어서, 합한 수성 상을 10시간 동안 70℃에서 가열하였다. 수성 층을 에틸 아세테이트 (50 mL)로 세척한 후, 감압 하에 건조상태로 증발시켰다. 잔류물을 톨루엔 (50 mL)을 사용하여 공비혼합-건조시켜 표제 화합물을 크림색 고체 (0.90 g, 83％)로서 수득하였다. 키랄 HPLC 분석은 생성물이 94.3％의 거울상이성질체적 순도를 가짐을 나타냈다.

Claims

CuK_α 방사선을 사용하여 측정되고 10.1, 16.2, 16.8 및 19.0도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 (XPRD) 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G.
CuK_α 방사선을 사용하여 측정되고 9.7, 10.1, 11.5, 12.8, 14.1, 16.2, 16.8 및 19.0도 2θ에서의 특정 피크를 포함하는 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G.
CuK_α 방사선을 사용하여 측정되고 도 1에 제시된 것과 실질적으로 동일한 X-선 분말 회절 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 순수한 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G인 화합물.
제4항에 있어서, 99％ 이상 순수한 화합물.
제4항에 있어서, 95％ 이상 순수한 화합물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 치료법에서 사용하기 위한 화합물 (I) 형태 G.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, MMP 활성의 억제가 유리한 질환 또는 증상의 치료 또는 예방용 약제 제조에서 사용하기 위한 화합물 (I) 형태 G.
제8항에 있어서, 질환 또는 증상이 염증성 질환 또는 증상인 용도.
제9항에 있어서, 질환이 COPD인 용도.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온 형태 G를 제약상 허용되는 희석제 또는 담체와 조합하여 포함하는 제약 조성물.
치료적 유효량의 제11항의 제약 조성물을 메탈로프로테이나제 활성에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료가 필요한 환자에게 투여하는 것을 포함하는, 메탈로프로테이나제 활성에 의해 매개되는 질환 또는 증상의 치료 방법.
수성 알콜 또는 수성 공업용 변성 알콜(industrial methylated spirits)로부터 (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온을 결정화시키는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 화합물 (I) 형태 G의 제조 방법.
제13항에 있어서, (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온이, 상응하는 염으로부터 유리 염기의 유리에 의해 제조된 5-클로로-2-(피페리딘-4-일옥시)-피리딘 (VI)과 ((S)-4-메틸-2,5-디옥소-이미다졸리딘-4-일)-메탄술포닐 클로라이드 (V)와의 반응에 의해 제조되는 방법.
히단토이나제 효소를 사용하여 (RS)-3-벤질술파닐-2-메틸-2-우레이도-프로피온산 (XI)의 폐환 반응을 수행하는 단계를 포함하는, (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 합성에서 중간체로서 유용한 (S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온 (IV)의 제조 방법.
제15항에 있어서, 히단토이나제 효소가 로슈(Roche) 히단토이나제 1 또는 히단토이나제 2인 방법.
라세미체 2-아미노-3-벤질티오-2-메틸프로피온아미드 및 (R)-(-)-만델산을 물의 존재 하에 결정화시키는 단계를 포함하는, (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 합성에서 중간체로서 유용한 (2S)-2-아미노-3-벤질티오-2-메틸프로피온아미드 (R)-(-)-만델레이트 반수화물의 제조 방법.
적합한 아미다제 효소를 사용하여 메소-아미드 (XIV)를 효소적 탈대칭화시키는 단계를 포함하는, (5S)-5-[4-(5-클로로-피리딘-2-일옥시)-피페리딘-1-술포닐메틸]-5-메틸-이미다졸리딘-2,4-디온의 합성에서 중간체로서 유용한 (S)-5-메틸-5-{[(페닐메틸)티오]메틸}이미다졸리딘-2,4-디온의 제조 방법.
제18항에 있어서, 아미다제가 로도코커스 에르토플리스(Rhodococcus erthoplis) 아미다제인 방법.