KR20150097682A - 키랄 γ-아릴-β-아미노부티르산 유도체의 제조를 위한 효소 경로 - Google Patents

키랄 γ-아릴-β-아미노부티르산 유도체의 제조를 위한 효소 경로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 키랄 γ-아릴-β-아미노부티르산 화합물 및 그의 유도체의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

키랄 γ-아릴-β-아미노부티르산 유도체의 제조를 위한 효소 경로{AN ENZYMATIC ROUTE FOR THE PREPARATION OF CHIRAL γ-ARYL-β-AMINOBUTYRIC ACID DERIVATIVES}
본 발명은 유기 화학 분야, 보다 구체적으로 키랄 γ-아릴-β-아미노부티르산 유도체의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 화합물은 현대 약물 화학 및 특히 항당뇨제의 핵심 구조 프레임워크로서 유용하다.
β-아미노산은 활성 제약 성분 (API)의 제조에서 중요하다. 관심있는 API 내의 β-아미노산 모이어티는 보통 복잡한 전체 구조의 일부이다. β-아미노부티릴기의 β-위치에서 키랄 중심 및 거울상이성질체적으로 순수한 화합물을 얻기 위한 전반적인 요구를 고려할 때 복잡성은 대개 향상된다.
β-아미노산 구조적 모이어티를 갖는 API의 특히 흥미로운 클래스는 항당뇨제로서 작용하는 디펩티딜 펩티다제-4 (DPP-4) 억제제이다. DPP-4 억제제는 새로운 작용 메카니즘에 의해 혈당 수준을 감소시키는 경구 항당뇨 약물이고, 여기서, DPP-4 억제제 ("글립틴")은 인슐린 분비를 자극하는 글루카곤-유사 펩티드 (GLP)의 불활성화를 억제한다. 이들 약품의 이점은 보다 낮은 부작용 (예를 들어, 보다 적은 저혈당증, 보다 적은 체중 증가) 및 혈당값의 제어에 있다. 이것을 제2형 당뇨병의 치료를 위해 사용할 수 있다.
신규한 약물학적 군의 제1 구성원은 화학적으로 (R)-3-아미노-1-(3-(트리플루오로메틸-5,6-디히드로-[1,2,4]트리아졸로[4,3-a]피라진-7(8H)-일)-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄-1-온이고, β-아미노산 부분을 포함하는 다음 구조식을 갖는 시타글립틴 (화학식 Ia의 화합물)이다.
<화학식 Ia>
Figure pct00001
그러나, β-아미노산 프레임워크를 보다 복잡한 분자 내로 포함시키는 것은 산업 생산에 대한 영구적인 도전과제로 남아있다.
이것은 시타글립틴의 합성에 대해 문헌에 잘 반영되어 있다. 몇가지 방법이 β-아미노산 구조를 시타글립틴의 분자 내로 도입하는 방법을 설명하고 있다. WO 03/004498에 개시된 시타글립틴 분자의 첫 번째 합성에서는 이상 키랄 디히드로피라진 프로모터, 디아조메탄 및 은 염을 이용하고, 상기 화합물들은 산업 합성을 위해 허용되지 않는 시약이다. WO 03/004498의 합성 경로를 반응식 1에 제시한다.
<반응식 1>
Figure pct00002
그 이후에, 상기 허용되지 않는 방법을 개선하기 위한 몇몇 시도가 문헌에 공개되었다. 일반적으로, β-아미노산 부분 및 헤테로사이클 부분으로 구성된 시타글립틴의 구조에 관하여, 합성 경로를 2개의 방안으로 나눌 수 있다.
첫 번째 일반적인 방안에서, 헤테로사이클은 합성의 더 이른 단계에 시스템에 결합되는 반면, β-아미노산 부분의 목적하는 입체형태는 나중에 구성된다. 대개 분자의 보다 복잡하고 보다 고가인 부분을 마지막 단계에 결합시키는 것이 더 나으므로, 상기 방안은 덜 실현가능한 것으로 보인다. 상기 방안의 대표적인 예를 반응식 2에 제시한다.
<반응식 2>
Figure pct00003
최종 화합물 1 (WO 09/084024)의 비-크로마토그래피 키랄 분할(resolution)을 위한 우수한 방법이 존재하지 않고, 따라서, 분할은 1로의 15의 거울상이성질체 선택적 환원에 의해 수행한다. β-엔아미노산 유도체의 그러한 거울상이성질체 선택적 수소화에는 고가의 귀금속 촉매, 예컨대 로듐 (WO 03/004498, Tetrahedron Asymmetry 17, 205 (2006)) 또는 루테늄 (WO 09/064476), 및 고가의 리간드, 예컨대 페로세닐 디포스핀 리간드 - JOSIPHOS 촉매 (WO 04/085378, WO 05/097733, WO 06/081151, WO11/113399, J. Am. Chem. Soc, 126, 9918 (2004))가 요구된다.
또 다른 선택사항은 키랄기를 사용한 아미노기의 유도체화이다. 이어서, 반응식 3에 제시된 바와 같이 키랄 분할은 보다 싼 아키랄(achiral) 촉매를 사용하는 수소화에 의해, 부분입체이성질체 혼합물의 결정화에 의해 또는 두 방법의 조합에 의해 달성한다 (WO 04/085661, WO 09/085990, WO 11/025932, WO 11/060213, WO 11/142825). 이들 방법은 제약 등급 키랄 순도를 얻기 위해 재료의 상당한 손실의 단점이 있다.
<반응식 3>
Figure pct00004
두 번째 일반적인 방안에서, 헤테로사이클은 나중의 단계에 β-아미노산에 결합된다. 상응하는 γ-아릴-β-아미노산은 아세트산 및 말론산 유도체로부터 제조된 상응하는 β-케토산으로부터 쉽게 이용가능하다 (WO 09/064476, WO 10/122578, WO 10/131025, WO 11/127794). 불행하게도, 부반응을 제거하기 위해 헤테로사이클과 결합하기 전에 아미노기는 보호를 필요로 한다. 반응식 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 보호/탈보호 시나리오는 항당뇨제의 합성을 상당하게 연장시킨다 (반응식 4).
<반응식 4>
Figure pct00005
17의 거울상이성질체 선택적 환원에 의해 (WO 09/064476, WO 10/078440), 추가의 부분입체이성질체선택적 결정화를 이용하여 키랄 보호기를 도입함으로써 (CN 102126976), 키랄 산을 사용하는 화합물 (±)-18, (±)-19, (±)-20, 또는 (±)-21의 부분입체이성질체 염의 결정화에 의해 (WO 10/122578, WO 10/131025, [J. Chem. Res. (4), 230 (2010)]), 또는 천연 원료, 예컨대 아스파르트산 유도체를 통한 키랄 중심의 도입에 의해 (WO 11/035725, WO 11/116686A2, CN 102093245, CN 10212697), 또는 효소적 방안에 의한 것과 같은, 거울상이성질체적으로 풍부화된(enriched) 또는 순수한 중간체 18, 19, 20, 및 21를 제조하는 몇가지 방법이 문헌에 존재한다.
생물촉매 방안은 많은 경우에 키랄 화합물의 제조를 위한 유망한 방법을 나타내지만, 카르복실 부분의 부피카 큰 비천연 유도체화 때문에 반응식 2에서 화합물 15는 일상적 키랄 효소적 방안에 덜 적합하다. 문제는 천연 효소의 돌연변이에 의해 해결되었지만 (Science, 329, 305 (2010)), 그러한 효소는 일상적 화학자에게 이용가능하지 않다. 추가로, 상기 방안은 합성의 마지막 단계에서 효소적 전환을 이용하고, 이것은 잠재적으로 잔류하는 단백질 잔재물 때문에 추가의 원치않는 정제 단계를 야기한다.
키랄 중심의 생물촉매적 생성의 또 다른 선택사항은 β-케토산 유도체의 선택적인 환원에 의해 이루어질 수 있었지만 (WO 09/045507), 반응식 5로부터 알 수 있는 바와 같이 아제티디논 중간체를 통한 얻어진 키랄 히드록실 중간체의 최종 시타글립틴 전구체로의 추가의 전환은 수고로웠다 (WO 10/122578, EP 2397141).
<반응식 5>
Figure pct00006
따라서, 용이함, 저렴함 및 산업 용도에 대한 적합성의 면에서 개선된, 키랄 γ-아릴-β-아미노부티르산 유도체, 특히 목적하는 거울상이성질체 과잉률을 갖는 유도체 (각각 제약상 활성제의 제조를 위한 유용한 핵심 중간체를 나타내는, 또는 제약상 활성제, 예컨대 디펩티딜 펩티다제-4 (DPP-4) 억제제, 예를 들어 시타글립틴은 나타내는)의 제조 방법을 발견하는 것이 여전히 필요하고, 따라서 그러한 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명은 다음 항목을 제공한다:
(1) 화학식 (R)-II의 화합물의 제조를 위한 거울상이성질체 선택적 방법:
<화학식 (R)-II>
Figure pct00007
(상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴이고, R은 H 또는 C1-C4-알킬이고,
W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴, 푸라닐 또는 티에닐이고, Y는 독립적으로 수소, 히드록시, 아미노, 클로로, 브로모 또는 메틸을 나타내거나, 또는
W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴옥시, C5-C12-헤테로사이클 또는 -헤테로아릴이고, Y는 수소임);
상기 방법은 다음 (i)-(iii) 단계를 포함한다:
(i) 용매 내에서 염기의 존재 하에 화학식 IV의 화합물의 활성화된 산 유도체를 사용하는 화학식 III의 γ-아릴-β-아미노부티르산 또는 산 유도체의 N-아실화에 의해 화학식 II의 치환된 아세틸화 γ-아릴-β-아미노부티르산 화합물을 제공하는 단계:
<화학식 III>
Figure pct00008
상기 식에서, Ar 및 R은 상기 정의된 바와 같다.
<화학식 IV>
Figure pct00009
상기 식에서, Y 및 W는 상기 정의된 바와 같고, X는 이탈기이다.
<화학식 II>
Figure pct00010
(ii) 수성 매질 내에서 페니실린 아미다제 효소를 사용하는 화학식 II의 화합물의 동적 분할에 의해 (화학식 II의 화합물의 상응하는 (S)-거울상이성질체에 비해) (R)-거울상이성질체가 거울상이성질체적으로 풍부화된 화학식 II의 화합물 ((R)-II로 나타냄), 및 화학식 (S)-III의 거울상이성질체적으로 풍부화된 화합물을 얻는 단계;
<화학식 (S)-III>
Figure pct00011
상기 식에서, Ar 및 R은 상기 정의된 바와 같다;
(iii) 화학식 (R)-II의 화합물을 얻는 단계.
화학식 II 및 III의 화합물의 구조식에서 표기 "*"는 키랄 중심을 나타낸다. 용어 "키랄 중심"은 본원에서 사용되는 바와 같이, 그에 부착된 4개의 상이한 치환체를 갖는 사면체 탄소 원자를 의미한다. 비대칭 원자 둘레에서 이들 상이한 치환체의 배열은 그의 광학 활성을 결정하고, 이를 관련 기술 분야에서 용어 S 또는 R 및 D 또는 L로 각각 나타낸다. 본원에서, 표기 "R" 및 "S"는 공지의 칸-인골드-프렐로그(Cahn Ingold Prelog) 협약: CIP-협약)에 의해 결정된, 각각의 화합물의 키랄 중심(들)에서 절대 입체형태를 나타내도록 사용될 것이다.
바람직하게는, 단계 (i)에서 사용하기 위해 제공되는 화학식 III의 γ-아릴-β-아미노부티르산 유도체는 라세미 혼합물, 또는 불량한 과잉률의 하나의 거울상이성질체를 갖는 거울상이성질체들의 혼합물이다.
또한, 단계 (ii)에서, 화학식 II의 화합물은 바람직하게는 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 (R)-거울상이성질체의 형태로 얻어지고, 보다 바람직하게는 심지어 실질적으로 거울상이성질체적으로 순수한 형태로 얻어진다.
용어 "C6-C12-아릴"은 본원에 규정된 바와 같이 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12개의 고리 탄소 원자를 포함하는 방향족 고리 시스템에 대한 참조를 포함한다. 용어 "C6-C12-아릴"은 특히 페닐, 1-나프틸, 2-나프틸, 플루오레닐, 아줄레닐, 인데닐, 또는 안트릴을 포함하고 이로 제한되지 않는다.
용어 "C5-C12-헤테로사이클 또는 -헤테로아릴"은 본원에 규정된 바와 같이, 그 중 적어도 하나가 질소 및 산소로부터 선택되는 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12개의 고리 원자를 갖는 포화 (예를 들어 헤테로시클로알킬) 또는 불포화 (예를 들어 헤테로아릴) 헤테로사이클 고리 모이어티를 포함한다. 용어 "헤테로사이클"은 특히 5원 내지 10원 고리 또는 고리 시스템 및 보다 특히 5원 또는 6원 또는 7원 고리를 포함하고, 이것은 포화 또는 불포화일 수 있고; 그의 예는 옥시라닐, 아지리닐, 1,2-옥사티올라닐, 이미다졸릴, 티에닐, 푸릴, 테트라히드로푸릴, 피라닐, 티오피라닐, 티안트레닐, 이소벤조푸라닐, 벤조푸라닐, 크로메닐, 2H-피롤릴, 피롤릴, 피롤리닐, 피롤리디닐, 이미다졸릴, 이미다졸리디닐, 벤즈이미다졸릴, 피라졸릴, 피라지닐, 피라졸리디닐, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 디티아졸릴, 옥사졸릴, 이옥사졸릴, 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐, 피페리딜, 피페라지닐, 피리다지닐, 모르폴리닐, 티오모르폴리닐, 특히 티오모르폴리노, 인돌리지닐, 이소인돌릴, 3H-인돌릴, 인돌릴, 벤즈이미다졸릴, 쿠마릴, 인다졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 푸리닐, 4H-퀴놀리지닐, 이소퀴놀릴, 퀴놀릴, 테트라히드로퀴놀릴, 테트라히드로이소퀴놀릴, 데카히드로퀴놀릴, 옥타히드로이소퀴놀릴, 벤조푸라닐, 디벤조푸라닐, 벤조티오페닐, 디벤조티오페닐, 프탈라지닐, 나프티리디닐, 퀴녹살릴, 퀴나졸리닐, 퀴나졸리닐, 시놀리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, β-카르볼리닐, 페난트리디닐, 아크리디닐, 페리미디닐, 페난트롤리닐, 푸라자닐, 페녹사졸릴, 페나지닐, 페노티아지닐, 페녹사지닐, 에로메닐, 이소크로마닐, 크로마닐 등을 포함한다.
보다 구체적으로, 포화 헤테로사이클 모이어티는 5, 6 또는 7개의 고리 탄소 원자, 및 질소 및 산소로부터 선택되는 1, 2, 3, 4 또는 5개의 고리 헤테로원자를 가질 수 있다. 기는 폴리시클릭 고리 시스템일 수 있지만, 보다 종종 예를 들어, 아데티디닐, 피롤리디닐, 테트라히드로푸라닐, 피페리디닐, 옥시라닐, 피라졸리디닐, 이미다졸릴, 인돌리지디닐, 피페라지닐, 티아졸리디닐, 모르폴리닐, 티오모르폴리닐, 퀴놀리니디닐 등을 포함하는 모노시클릭이다. 또한, "헤테로아릴"은 그 중 적어도 하나가 질소 및 산소로부터 선택되는, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 또는 12개의 고리 원자를 갖는 방향족 헤테로사이클 고리 시스템을 포함할 수 있다. 기는 그 중 적어도 하나가 방향족인 2개 이상의 고리를 갖는 폴리시클릭 고리 시스템일 수 있지만, 보다 종종 모노시클릭이다. 상기 용어는 피리미디닐, 푸라닐, 벤조[b]티오페닐, 티오페닐, 피롤릴, 이미다졸릴, 피롤리디닐, 피리디닐, 벤조[b]푸라닐, 피라지닐, 푸리닐, 인돌릴, 벤즈이미다졸릴, 퀴놀리닐, 페노티아지닐, 2-옥소-3-옥사졸릴, [4,5]-펜-2-옥소-3-옥사졸릴, 트리아지닐, 프탈라지닐, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 티아졸릴, 이소인돌릴, 인다졸릴, 푸리닐, 이소퀴놀리닐, 퀴나졸리닐, 프테리디닐 등을 포함한다.
바람직한 "C5-C12-헤테로사이클 또는 -헤테로아릴"은 1-테트라졸릴, 옥사졸릴, 페녹사졸릴, 2-옥소-3-옥사졸릴 및 4,5-펜-2-옥소-3-옥사졸릴로부터 선택될 수 있다.
용어 "치환된"은 본원에 규정된 바와 같이, 할로, 니트로, 시아노, 히드록시, C1-C3-알콕시, 아미노, 모노 또는 디(C1-C3-알킬)아미노, C1-C4-알킬로부터 선택되지만 이로 제한되지 않는, 본 발명의 반응에서 비활성이고 가장 먼 원자가 아릴로부터 많아야 5개 원자가 떨어져 있는 하나 이상의 치환체로 치환되는 것을 의미한다.
용어 "거울상이성질체"는 본원에 규정된 바와 같이 한 쌍의 광학 활성 화합물 (키랄 화합물)의 하나의 성분이고, 이것은 아미노기에 결합하는 비대칭 탄소 중심 (키랄 중심)을 갖는 것으로 본원에서 나타난다.
용어 "라세메이트" 또는 "라세미 화합물"은 본원에 규정된 바와 같이, 상기 한 쌍의 광학 활성 화합물의 두 거울상이성질체의 동량의 혼합물이다.
용어 "거울상이성질체 과잉률" (ee)은 본원에 규정된 바와 같이, 두 거울상이성질체의 혼합물 내의 라세메이트에 비해 하나의 거울상이성질체의 과잉률의 수치값(퍼센트 (%)로 표현함)을 나타낸다.
용어 "거울상이성질체적으로 풍부화된"은 본원에 규정된 바와 같이, 거울상이성질체 과잉률의 하나의 성분을 갖는 거울상이성질체들의 혼합물을 나타낸다.
용어 "고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된" 또는 "높은 과잉률의 하나의 거울상이성질체의 혼합물"은 본원에 규정된 바와 같이, 적어도 90%, 바람직하게는 적어도 95%, 보다 바람직하게는 적어도 99%, 가장 바람직하게는 적어도 99.5%의 거울상이성질체 과잉률의 하나의 성분을 갖는 거울상이성질체들의 혼합물을 나타낸다.
용어 "불량하게 거울상이성질체적으로 풍부화된" 또는 "불량한 과잉률의 하나의 거울상이성질체의 혼합물"은 본원에 규정된 바와 같이, 거울상이성질체 과잉률의 하나의 성분이 20%를 초과하지 않는 거울상이성질체들의 혼합물을 나타낸다.
용어 "활성화된 유도체"는 본원에 규정된 바와 같이, 모 화합물보다 더 쉽고 빠르게 반응하는 기를 갖는 유도체를 나타내고, 산 유도체의 경우에, 본원에 규정된 바와 같이 X는 바람직하게는 할로, 바람직하게는 클로로, 아실, 바람직하게는 C1-C4-알콕시 카르보닐, 이미다졸릴, 1-벤조트리아졸릴옥시, 디(C1-C4-알킬)포스포릴옥시로부터 선택된다.
용어 "동적 분할"은 본원에 규정된 바와 같이, 라세미 출발 화합물의 하나의 거울상이성질체가 반대 거울상이성질체보다 훨씬 더 느리게 반응하는 효소에 의한 촉매된 가수분해 반응을 나타낸다. 결과적으로, 출발 화합물의 하나의 거울상이성질체가 소모되는, 바람직하게는 완전히 소모되는 한편, 출발 화합물의 다른 거울상이성질체가 풍부화되는, 바람직하게는 우세한 또는 심지어 유일한 남아있는 거울상이성질체인 시점에 도달한다. 본원에서 반응은 중지될 수 있고, 바람직하게는 거울상이성질체 과잉률 (ee)의, 출발 화합물의 반응하지 않은 거울상이성질체가 적어도 90%, 바람직하게는 적어도 95%, 보다 바람직하게는 적어도 99%, 가장 바람직하게는 적어도 99.5%에 도달하는 시점에 중지된다.
상기 방식으로, 바람직하게는 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 및 심지어 거울상이성질체적으로 순수한 또는 실질적으로 거울상이성질체적으로 순수한 화학식 (R)-II의 화합물이 효소적 동적 분할에 의해 유익하게 얻어질 수 있고, 이것은 특정 제약상 활성제, 예컨대 디펩티딜 펩티다제-4 (DPP-4) 억제제, 예를 들어 시타글립틴을 제공하는 시도에서 특히 유리하다. 특히, 놀랍게도, 화학식 II의 유도체에 적용된 페니실린 아미다제 효소를 사용하는 효소적 동적 분할에 의해, 화학식 II의 화합물의 목적하는 (R)-거울상이성질체는 상응하는 (S)-거울상이성질체보다 덜 가수분해 반응을 받고, 따라서 상기 목적하는 (R)-거울상이성질체는 더 높은 비율로 남아있는 한편, 화학식 II의 화합물의 다른 (S)-거울상이성질체는 점점 더 화학식 (S)-III의 화합물로 전환되는 것으로 밝혀졌다.
두 물질, 즉, 화학식 II의 화합물의 목적하는 (R)-거울상이성질체, 및 화학식 (S)-III의 화합물의 상이한 특징 때문에, 이들은 예를 들어, 물리적 및/또는 화학적 방법에 의해 쉽게 분리될 수 있다. 상기 동적 분할에 의해, 화학식 (R)-II의 화합물은 바람직한 실시양태에서, 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 또는 심지어 실질적으로 거울상이성질체적으로 순수한 형태로 제공될 수 있고, 따라서, 예를 들어 부분입체이성질체 염의 통상적인 형성, 키랄 크로마토그래피, 또는 다른 수단에 의해 화학식 II 또는 III의 화합물의 수고롭고 고가의 비용이 드는 라세미 분할을 생략할 수 있다.
(2) 항목 (1)에 따라서, 단계 (i)에서, 화학식 III의 γ-아릴-β-아미노부티르산 유도체가 라세미 형태, 또는 불량한 과잉률의 어느 하나의 거울상이성질체를 갖는 거울상이성질체들의 혼합물의 형태로 존재하고/하거나, 화학식 II의 유도체가 라세미 형태, 또는 불량한 과잉률의 어느 하나의 거울상이성질체를 갖는 거울상이성질체들의 혼합물의 형태로 존재하는 것인 방법.
(3) 항목 (1) 또는 (2)에 따라서, 단계 (ii)에서, 화학식 II의 화합물이 (R)-거울상이성질체가 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 것인 방법.
(4) 항목 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 따라서, 단계 (iii)에서, 화학식 (R)-II의 화합물이 수성 매질을 산성화하고 수 불혼화성 용매를 사용하여 산성 수성 매질로부터 화학식 (R)-II의 화합물을 추출하고, 임의로 후속적으로 수 불혼화성 용매를 제거함으로써 얻어지는 것인 방법.
(5) 항목 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 따라서, Ar이 치환 페닐로부터 선택되고, 바람직하게는 할로 치환된 페닐, 보다 바람직하게는 플루오로 치환된 페닐, 가장 바람직하게는 2,4,5-트리플루오로페닐인 방법.
(6) 항목 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 따라서, X가 클로로인 방법.
(7) 항목 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 따라서, W가 페닐인 방법.
(8) 항목 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 따라서, R이 초기에 H이거나, 또는 각각의 화합물 내의 OR기가 방법의 임의의 기에서 OH로 전환되는 것인 방법.
(9) 항목 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 따라서, 단계 (iii)에서 얻어진 화학식 (R)-II의 화합물이 가수분해되어 화학식 (R)-III의 화합물을 얻는 것인 방법.
<화학식 (R)-III>
Figure pct00012
상기 식에서, Ar은 상기 정의된 바와 같고, 바람직하게는 2,4,5-트리플루오로페닐이다.
(10) 항목 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 따라서, R은 H이고, 따라서 화학식 (R)-III'의 화합물을 얻는 것인 방법.
<화학식 (R)-III'>
Figure pct00013
(11) 항목 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 따라서, 화학식 (S)-III의 거울상이성질체적으로 풍부화된 화합물을 사용하여 후속적으로 제약상 활성 화합물을 제조하는 것인 방법.
<화학식 (S)-III>
Figure pct00014
상기 식에서, Ar 및 R은 상기 정의된 바와 같다.
(12) 항목 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 따라서, 화학식 (S)-III의 거울상이성질체적으로 풍부화된 화합물을 사용하여 후속적으로 제약상 활성 화합물을 제조하는 것인 방법.
<화학식 (R)-III>
Figure pct00015
상기 식에서, Ar 및 R은 상기 정의된 바와 같다.
(13) 항목 (12)에 따라서, 화학식 (R)-III의 화합물, 또는 R=H이면 화학식 (R)-III'의 화합물을 후속적으로 사용하여 글립틴 화합물 (DPP-4 억제제), 특히 시타글립틴을 제조하는 것인 방법.
(14) 항목 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 따라서, 동적 분할 단계 (ii) 후에, 거울상이성질체적으로 풍부화된 형태의 화학식 (S)-III의 화합물을 산화제에 의해 그의 C-N 이중 결합된 중간체로 산화시키고, 이와 같이 형성된 C-N 이중 결합된 중간체를 환원제에 의해 환원시켜, 화학식 III의 화합물을 라세미 형태로 얻고, 라세미 형태의 상기 화학식 III의 화합물을 항목 (1)의 단계 (i)에 따라 N-아실화시킴으로써 방법에 재순환시켜 궁극적으로 화학식 (R)-II의 화합물을 제조하는 것인 방법.
<화학식 (S)-III>
Figure pct00016
상기 식에서, Ar 및 R은 상기 정의된 바와 같다.
<화학식 III>
Figure pct00017
본 항목에 따라서, 원치않는 거울상이성질체가 재사용될 수 있는 것을 보여주는 재순환 개념이 제공된다. 페니실린 아미다제에 의한 생물전환의 부산물로서 얻어진 화학식 (S)-III의 거울상이성질체적으로 풍부화된 화합물은 그의 라세메이트로 전환될 수 있고, 즉, 50%까지의 "원치않는" 거울상이성질체는 목적하는 거울상이성질체로 전환될 수 있다. 목적하는 R-거울상이성질체는 화학식 (R)-II의 화합물을 제조하기 위한 제조 방법에, 바람직하게는 최종적으로 글립틴 화합물 (DDP4-억제제)를 제조하기 위한 추가의 방법에 재도입되거나 출발 물질로서 제공될 수 있는 한편, 이어서 원치않는 S-거울상이성질체는 다시 라세미화 방법으로 처리될 수 있다.
(15) 화학식 I의 글립틴 화합물 (DPP-4 억제제) 또는 그의 염의 제조 방법:
<화학식 I>
Figure pct00018
상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴을 나타내고, Q는 N, CH, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴로 치환된 탄소를 나타내고, R'는 H, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴을 나타낸다.
상기 방법은 다음 단계 (i)-(iii)을 포함한다:
(i) 페니실린 아미다제를 사용하는 생물촉매 반응을 수반하여 화학식 (R)-III'의 γ-아릴-β-아미노 카르복실산을 제조하는 단계;
<화학식 (R)-III'>
Figure pct00019
상기 식에서, Ar은 상기 정의된 바와 같다.
(ii) 화학식 (R)-III'의 화합물을 고리화탈수시켜 화학식 (R)-V의 β-락탐을 얻는 단계;
<화학식 (R)-V>
Figure pct00020
상기 식에서, Ar은 상기 정의된 바와 같다.
(iii) 화학식 (R)-V의 화합물을 촉매의 존재 하에 유기 용매 내에서 화학식 VI의 화합물 또는 그의 염과 반응시키는 단계;
<화학식 VI>
Figure pct00021
상기 식에서, R' 및 Q는 상기 정의된 바와 같다.
(16) 항목 (15)에 따라서, 화학식 (R)-III'의 γ-아릴-β-아미노카르복실산이 항목 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 규정된 방법, 특히 항목 (10)에 규정되니 방법에 의해 제조되는 것인 방법.
(17) 항목 (15) 또는 (16)에 따라서, 제조된 글립틴 화합물이 시타글립틴 또는 그의 염인 방법.
(18) 화학식 II의 화합물로서, 화학식 II의 화합물은 라세미 형태로 존재하거나, (R)- 또는 (S)-형태가 거울상이성질체적으로 풍부화된다:
<화학식 II>
Figure pct00022
상기 식에서, R은 H 또는 C1-C4 알킬이고,
W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴, 푸라닐 또는 티에닐을 나타내고, Y는 독립적으로 수소, 히드록시, 아미노, 클로로, 브로모 또는 메틸을 나타내거나, 또는
W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴옥시, C5-C12-헤테로사이클 또는 -헤테로아릴을 나타내고, Y는 수소이다.
용어 "C6-C12-아릴" 및 용어 "C5-C12-헤테로사이클 또는 -헤테로아릴"의 정의에 관하여, 상기 항목 (1)을 참조한다.
(19) 항목 (18)에 따라서, W가 페닐이고 Y가 H인 화합물.
(20) 화학식 IIa의 4-(2,4,5-트리플루오로페닐)-3-페닐아세틸아미노부티르산.
<화학식 IIa>
Figure pct00023
(21) 화학식 (R)-IIa의 화합물:
<화학식 (R)-IIa>
Figure pct00024
(22) 화학식 (S)-IIa의 화합물:
<화학식 (S)-IIa>
Figure pct00025
(23) 글립틴 화합물 (DPP-4 억제제)의 제조 방법에서 항목 (18) 내지 (22) 중 어느 한 항에 기재된 화합물의 용도.
(24) 항목 13) 및 15) 내지17) 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하여 화학식 I의 글립틴 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 제조하는 단계,
제조된 화학식 I의 글립틴 화합물을 적어도 하나의 제약상 활성 성분과 혼합하여 제약 조성물을 얻는 단계
를 포함하는, 화학식 I의 글립틴 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 포함하는 제약 조성물의 제조 방법.
<화학식 I>
Figure pct00026
상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴을 나타내고, Q는 N, CH, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴로 치환된 탄소를 나타내고, R'는 H, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴을 나타낸다.
(25) 항목 (24)에 따라서, 상기 글립틴 화합물은 동일한 제약 조성물 또는 또 다른 제약 조성물 내에서 또 다른 제약상 활성 성분과 조합되고, 여기서 상기 또 다른 제약상 활성 성분은 인슐린 감작제, 인슐린, 인슐린 모방체, 술포닐우레아, (-글루코시다제 억제제, 글루카곤 수용체 길항제, GLP-1, GLP-1 유사체, GLP-1 모방체, GLP-1 수용체 효능제, GIP, GIP 모방체, PACAP, PACAP 모방체, PACAP 수용체 효능제, 콜레스테롤 저하제, PPAR-δ 효능제, 항비만 화합물, 회장 담즙산 수송체 억제제, 염증성 상태에 사용하도록 의도된 작용제, 항고혈압제, 글루코키나제 활성화제 (GKA), 11(-히드록시스테로이드 데히드로게나제 유형 1의 억제제, 콜레스테릴 에스테르 전달 단백질 (CETP)의 억제제, 및 프룩토스 1,6-비스포스포타제의 억제제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
본 발명을 이제 바람직한 실시양태 및 특수한 실시예에 관하여 추가로 상세히 설명할 것이지만, 상기 실시양태 및 실시예는 단지 예시의 목적으로 제시되고, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로서 이해되어서는 안된다.
본 발명에 따라, 페니실린 아미다제 (penG 아실라제)를 사용하여 γ-아릴-β-아미노부티르 구조적 모이어티에서 키랄 아미노 치환된 탄소 중심의 직접 생성을 위해 싼 생물촉매 방식을 발견하기에 이르렀고, 이것은 임의로 상업상 이용가능한 효소로부터 선택될 수 있고, 디펩티딜 펩티다제-4 (DPP-4) 억제제 및 특히 시타글립틴의 특정 구조적 특징의 제조에 사용하기 위해 고려되거나 제안되거나 발견되지 않았다.
페니실린 아미다제 (penG 아실라제)는 현재, 반-합성 항생제의 생산을 위해 산업상 가장 널리 적용되는 효소의 예이지만, 이들은 수용액 내에서 N-페닐아세틸-D,L-아미노산의 거울상이성질체 선택적 효소적 가수분해를 통한 거울상이성질체상 순수한 L-아미노산의 합성을 위해 또한 적용된다. 따라서, 이들은 페닐아세틸아미드 결합의 절단을 통한 L-α-아미노산 (칸-인골드-프렐로그 규칙에 따라 대부분 입체형태 (S))의 제조를 위한 가장 싸고 가장 이용가능한 생화학적 방식 중 하나이다. 그러나, 산업 용도에서 적합한 사용을 위해, 효소적 분할은 특수한 분할 시스템의 E 값을 특징으로 하는 높은 거울상이성질체선택성을 따라야 하고, 또한 목적하는 기질을 향한 촉매의 활성은 산업상 적합한 생물촉매 부하(load) 및 허용되는 방법의 길이를 허용하기 위해 충분히 높아야 한다. penG 아실라제를 사용하는 생물촉매적 전환에서 기술 현황은 특성화되지 않은 기질-효소 쌍을 향한 효소의 반응성 및 입체선택성의 예측에 대한 일반적인 규칙을 제공하지 않는다. 기질의 다양한 구조적 특징 (기본 α-아미노산 또는 β-아미노산 프레임의 치환체)로부터 기인하는 반응성의 높은 변동성의 좋은 예는 관련 기술 분야에 알려져 있고 (Monatshefte Chem. 131, 623 (2000); 특히 그의 도 1), 여기서 다양한 기질을 사용한 반응 속도는 100배 초과로 상이할 수 있다. 페니실린 아미다제를 사용하여 분할시킬 아미노산 또는 그들의 에스테르/아미드 (예컨대, 디펩티드에서 페닐알라닌 모이어티)의 일부 특수한 구조적 특성이 효소의 반응성에 특히 부정적인 역할을 하는 것이 또한 관찰되었다 (Tetrahedron Lett. 29, 1131 (1988)).
β-아미노산에 대한 페니실린 아미다제의 활성은 문헌 [Soloshonok, Synlett 339 (1993)]; [Tetrahedron: Asymmetry 6, 1601 (1995)]에서 연구되었고, 몇개의 추가의 공개된 참조문이 있다 ([Tetrahedron: Asymmetry 5, 1119 (1994) and 5, 1225 (1994)]; [J. Org. Chem. 63, 2351 (1998)]; [Eur. J. Org. Chem. 155 (1999)]; [Bioorg. Med. Chem. Lett. 10, 1755 (2000)]; [Tetrahedron Lett. 41, 681 (2000) and 42, 8997 (2001)]; [Biotechnology Lett. 29, 1825 (2007)]; [Shengwu Jiagong Guocheng 8, 13 (2010)]). 공개된 논문은 대부분 β-아릴 및 β-플루오로알킬 치환된 β-아미노산에 제한되었다. 추가로, DPP-4 억제제의 제조를 위한 기질은 칸-인골드-프렐로그 규칙에 따라 (R)-입체형태를 갖고, 이것은 효소적 가수분해의 생성물과 반대이다.
선행 기술에서는 다음 지식 또는 추정의 면에서 페니실린 아미다제를 사용하여 본 발명의 화학식 II를 갖는 분자의 효율적인 가수분해를 기대하는 것은 어려웠다: 먼저, 반응 속도의 매우 큰 차이가 구조상 구분되는 기질에 대해 존재하고 (Monatshefte Chem., 131, 623 (2000); 도 1), 두 번째로, 화학식 II의 분자의 2-아릴-1-아미노에틸 모이어티는 부분적으로 페닐알라닌에 유사하고, 이것은 심지어 일부 경우에 페니실린 아미다제 효소 활성의 억제제로서 알려져 있다 (Tetrahedron Lett. 29, 1131 (1988)). 선행 기술에서 페니실린 아미다제와 γ-아릴-β-아미노산의 N-아실 유도체의 반응성의 설명 및 암시의 결핍에 추가로, 그러한 효소의 훨씬 더 문제가 되는 특성은 상기 화합물의 거울상이성질체들 사이를 구분하는 능력이다.
따라서, N-아릴 아세틸-(예컨대 페닐 아세틸-) 치환된 γ-아릴-β-아미노산의 페니실린 아미다제 촉매된 가수분해는 고도로 바람직한 속도 및 또한 뛰어난 거울상이성질체선택성으로 진행하는 것은 발견한 것은 놀라운 일이다. 동적 분할 반응의 다양한 조합에 대한 추정된 E 값은 40을 초과하고, 본 발명의 바람직한 실시양태에서 100에 도달한다.
따라서, 본 발명에 따라 사용된 화학식 II의 화합물에 대한 예상치않은 발견에 따르면, 화학식 IIa의 화합물의 (R)-이성체는 훨씬 느리게 가수분해되고, 이것은 화학식 (R)-IIa의 화합물의 거울상이성질체상 순도의 실험상 결정된 진행 곡선으로부터 관찰된다. 본원에서, 화학식 (R)-IIa의 화합물의 거울상이성질체상 순도는 전환의 진행에 따라 증가하여, 대략 51%의 전환에서 99.5%의 ee를 갖는 평탄역에 도달하는 것으로 나타났다 (도 1). 대략 50%의 값에 도달한 후에, 전환이 사실상 중단하는 것을 또한 알 수 있었다 (도 2).
이것은 글립틴 (DPP-4 억제제)의 제조를 위한 유용한 출발 물질로서 (R)-이성체의 제조를 위해 매우 도움이 된다.
따라서, 본 발명은 놀랍게도 싸고 쉽게 이용가능한 효소를 사용하여, 각각 γ-아릴-β-아미노부티르산으로 규정된 구조적 모이어티를 갖는, 거울상이성질체적으로 순수한 제약상 활성제 및 그들의 유도체, 예컨대 산 아미드 및 산 에스테르, 및 아릴 및/또는 아민 치환체가 상이한 화합물의 변이체, 특히 글립틴 (DPP-4 억제제) 및 특히 시타글립틴의 제조를 위한 기질의 생물촉매적 제조에 대한 지금까지 충족되지 않은 필요를 만족시킨다.
바람직한 실시양태에 따라, 본 발명은
(i) 용매 내에서 염기의 존재 하에 화학식 IV의 화합물의 활성화된 산 유도체를 사용하는, 화학식 III의 라세미 γ-아릴-β-아미노부티르산 유도체 또는 불량한 과잉률의 하나의 거울상이성질체를 갖는 거울상이성질체들의 혼합물의 N-아실화에 의해 화학식 II의 라세미 치환된 아세틸화 γ-아릴-β-아미노부티르산 유도체를 제공하고;
<화학식 III>
Figure pct00027
(상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴이고, R은 H 또는 C1-C4-알킬이고, R은 H 또는 C1-C4-알킬임)
<화학식 IV>
Figure pct00028
(상기 식에서, W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴, 푸라닐 또는 티에닐이고, Y는 독립적으로 수소, 히드록시, 아미노, 클로로, 브로모 또는 메틸을 나타내거나, 또는
W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴옥시, C5-C12-헤테로사이클 또는 -헤테로아릴이고, Y는 수소이고,
X는 이탈기임)
<화학식 II>
Figure pct00029
(ii) 수성 용매 내에서 페니실린 아미다제 효소를 사용하는 화학식 II의 라세미 유도체의 동적 분할에 의해 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 화학식 (R)-II의 화합물, 및 화학식 (S)-III의 거울상이성질체적으로 풍부화된 화합물을 얻고;
<화학식 (S)-III>
Figure pct00030
(상기 식에서, Ar 및 R은 상기 정의된 바와 같음)
(iii) 바람직하게는, 수 불혼화성 용매를 사용하여 추가로 바람직하게 산성으로 만든 수성 매질로부터 그의 추출에 의해 화학식 (R)-II의 화합물을 얻고,
(iv) 임의로 용매를 제거하는 것
을 포함하는, 화학식 (R)-II의 중간체의 제조를 위한 거울상이성질체 선택적 방법을 제공한다:
<화학식 (R)-II>
Figure pct00031
상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴이고, R은 H 또는 C1-C4-알킬이고,
W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴, 푸라닐 또는 티에닐이고, Y는 독립적으로 수소, 히드록시, 아미노, 클로로, 브로모 또는 메틸을 나타내거나, 또는
W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴옥시, C5-C12-헤테로사이클 또는 -헤테로아릴이고, Y는 수소이다.
용어 "C6-C12-아릴"은 상기 정의된 바와 같이, 바람직하게는 페닐, 1-나프틸, 또는 2-나프틸을 나타낸다.
용어 "C5-C12-헤테로사이클 또는 -헤테로아릴"은 상기 정의된 바와 같이, 바람직하게는 1-테트라졸릴, 옥사졸릴, 페녹사졸릴, 2-옥소-3-옥사졸릴 및 4,5-펜-2-옥소-3-옥사졸릴을 나타낸다.
Ar은 보다 바람직하게는 치환 페닐로부터 선택되고, 특히 할로 치환된 페닐, 훨씬 더 바람직하게는 플루오로 치환된 페닐, 가장 바람직하게는 2,4,5-트리플루오로페닐이다.
X는 가장 바람직하게는 클로로이다.
W는 가장 바람직하게는 페닐이고, Y, R은 가장 바람직하게는 H이다.
추가의 바람직한 실시양태에 따라, 본 발명은
(i) 용매 내에서 염기의 존재 하에 페닐아세트산의 활성화된 유도체, 바람직하게는 페닐아세틸 클로라이드를 사용하는, 화학식 IIIa의 라세미 4-(2,4,5-트리플루오로페닐)-3-아미노부티르산, 또는 불량한 과잉률의 하나의 거울상이성질체를 갖는 거울상이성질체들의 혼합물의 N-아실화에 의해 화학식 IIa의 라세미 4-(2,4,5-트리플루오로페닐)-3-페닐아세틸아미노부티르산을 제공하고;
<화학식 IIIa>
Figure pct00032
<화학식 IIa>
Figure pct00033
(ii) 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 화학식 (R)-IIa의 화합물 및 거울상이성질체적으로 풍부화된 화학식 (S)-IIIa의 화합물이 얻어질 때까지 수성 용매 내에서 페니실린 아미다제 효소를 사용하는 화학식 IIa의 라세미 유도체의 동적 분할:
<화학식 (S)-IIIa>
Figure pct00034
(iii) 바람직하게는 수 불혼화성 용매를 갖는 산성 수성 매질로부터 그의 추출에 의해 화학식 (R)-II의 화합물을 얻고,
(iv) 임의로 용매를 제거하는 것
을 포함하는, 화학식 (R)-IIa의 중간체의 제조를 위한 거울상이성질체 선택적 방법에 관한 것이다:
<화학식 (R)-IIa>
Figure pct00035
활성화된 아릴-(바람직하게는 페닐-)아세트산 유도체, 바람직하게는 페닐아세틸 클로라이드를 사용하는 아실화는 용매 내에서 수행하고, 상기 용매는 적합하게는 염소화 탄화수소, 예컨대 메틸렌 클로라이드, 니트릴, 예컨대 아세토니트릴, 아미드, 예컨대 N,N-디메틸포름아미드 또는 N,N-디메틸아세트아미드, 케톤, 예컨대 아세톤, 에스테르, 예컨대 에틸 아세테이트, 환식 에테르, 예컨대 테트라히드로푸란, 및 물로부터 선택할 수 있다. 가장 바람직한 용매는 아세톤-물 혼합물이다. 아실화는 염기의 존재 하에 수행하고, 상기 염기는 바람직하게는 히드록시드, 무기 카르보네이트 또는 유기 아민, 바람직하게는 트리에틸아민 또는 디이소프로필에틸아민으로부터 선택된다. 가장 바람직한 용매/염기 매질은 트리에틸아민, 아세톤 및 물의 혼합물이다. 바람직하게는, 활성화된 페닐아세트산 유도체는 보다 저온, 바람직하게는 -5 내지 5℃에서 적가되고, 그 후에 반응은 보다 고온, 예컨대 20 내지 40℃, 바람직하게는 실온에서 수행할 수 있다.
용어 페니실린 아미다제 또는 별도의 용어 페니실린 아실라제, 페니실린 아미도히드롤라제, 페니실린 G 아실라제, 페니실린 G 아미도히드롤라제, 페니실린 V 아실라제 및 페니실린 V 아미다제는 공통 효소 분류 번호 EC 3.5.1.11 하에 다양한 유기체로부터의 효소 상동체를 포함하고, 페니실린 및 세팔로스포린의 N-아실 측쇄의 가수분해를 촉매하는 효소로서 β-락탐 분야에 잘 공지되어 있다. 이것은 각각 페니실린 G, 페니실린 V 및 아목시실린 N-아실 측쇄 페닐아세틸, 페녹시아세틸 및 페닐글리실 측쇄의 제거를 위해 혼히 사용되지만 (Org. Proc. Research & Dev. 2, 128 (1998)), Y가 OH, Cl, Br, Me인 기질이 또한 페니실린 아실라제에 의해 잘 받아들여진다 (Bioorg Med Chem Lett, 4, 345 (1994)). 다른 치환체, 예컨대 C6-C12-아릴옥시 또는 1-테트라졸릴 (Tetrahedron Lett, 38, 4693 (1997)) 또는 3-티에닐 (Bioorg Med Chem Lett, 4, 345 (1994)을 갖는 아세틸기가 또한 세팔로스포린의 합성에서 페니실린 아미다제에 대한 우수한 기질인 것으로 밝혀졌다. 일부 β-아미노산 에스테르의 키랄 분할이 또한 설명되었고, 여기서 또한 β-락탐의 보다 긴 지방족 N-아실 측쇄가 제거될 수 있다 (Bioorg & Med. Chem, 7, 2221 (1999)).
가수분해 외에, 페니실린 아미다제의 N-아실 트랜스퍼라제 활성은 6-아미노페니실란산 및 7-아미노데아세톡시세팔로스포란산의 N-아실화를 위해 사용된다. β-락탐 외에, 많은 다른 기질, 예를 들어, α-, β-, 및 γ-아미노산, 아미노포스폰산, 펩티드, 알킬 또는 방향족 아민 및 히드라지드가 공지되어 있다. 다양한 생물학적 공급원으로부터 페니실린 아미다제는 그들의 기질에 대해 다양한 특이성을 보인다 (FEBS Lett 1997, Vol. 417; p.414). 예를 들어, 감마프로테오박테리아(Gammaproteobacteria), 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli), 바실루스(Bacillus) 종, 바실루스 메가테리움(Bacillus megaterium), 바실루스 바디우스(Bacillus badius), 바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 아크로모박터(Achromobacter) 종, 아크로모박터 자일로스옥시단스(Achromobacter xylosoxidans), 아세토박터(Acetobacter) 종, 잔토모나스(Xanthomonas) 종, 슈도모나스(Pseudomonas) 종, 슈도모나스 멜라노게눔(Pseudomonas melanogenum), 글루코노박터 수복시단스(Gluconobacter suboxydans), 미크로박테리움 디모르파(Microbacterium dimorpha), 프로테우스 알보플라부스(Proteus alboflavus), 클루이베라 시트로필라(Kluyvera citrophila), 클루이베라 크리오크레센스(Kluyvera cryocrescens), 프로비덴시아 레트게리(Providencia rettgeri), 악티노플라네스(Actinoplanes) 종, 악티노플라네스 우타헨시스(Actinoplanes utahensis), 알칼리게네스 파에칼리스(Alcaligenes faecalis), 아르트로박터 비스코수스(Arthrobacter viscosus), 락토바실루스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 리시니바실루스 스파에리쿠스(Lysinibacillus sphaericus), 에르위니아 아로이데아에(Erwinia aroideae), 로도토룰라 아우란티아카(Rhodotorula aurantiaca), 푸사리움(Fusarium) 종, 테르무스 테르모필루스(Thermus thermophilus), 스트렙토마이세스(Streptomyces) 종, 스트렙토마이세스 모바라엔시스(Streptomyces mobaraensis), 스트렙토마이세스 라벤둘라에(Streptomyces lavendulae), 페니실리움 크리소게눔(Penicillium chrysogenum), 무코르 그리세오시아누스(Mucor griseocyanus)로부터 및 페니실린 아미다제 활성을 발현하는 것으로 공지된 임의의 다른 유기체로부터와 같은 많은 유기체로부터 공지의 방법에 의해 발견된 본 발명의 방법에 사용하기에 적합한 페니실린 아미다제는 야생형 또는 돌연변이체 형태로서 사용된다. 이. 콜라이(E. coli), 피. 레트게리(P. rettgeri), 비. 메가테리움(B. megaterium), 아크로모박터 종 또는 알칼리게네스 패칼리스에서 발견되는 페니실린 아미다제가 바람직하다. 이. 콜라이에서 발견되는 페니실린 G 아미다제가 가장 바람직하다.
페니실린 아미다제 또는 페니실린 아실라제로부터 선택된 효소는 살아있는 전체 세포 내에 구성될 수 있거나, 불활성화된 전체 세포 내에 구성되거나, 균질화된 전체 세포 내에 구성되거나, 고정된 전체 세포 내에 구성되거나, 세포 비함유 추출물 내에 구성되거나, 세포외 발현된 단백질이거나, 부분적으로 또는 실질적으로 정제된 효소이다.
일단 정제되면, 페니실린 아미다제는 "유리" 형태로 사용될 수 있거나, 즉, 수용액 또는 실질적으로 수용액 내의 가용화된 동결건조물이거나, 또는 지지체 매트릭스, 예컨대 글루타르알데히드와의 분자간 부가물; 세파로스(Sepharose)™; 세파덱스(Sephadex) G-200™, 아크릴아미드, N,N-메틸렌비스(아크릴아미드) 및 말레산 무수물; 덱스트란(Dextran)™; 말레산 무수물; 테트라메틸렌 글리콜; 디메타크릴레이트; 메타크릴산, DEAE-셀룰로스™; CM-셀룰로스™; AE-셀룰로스™; 및 다른 셀룰로스 유도체; CM-세파덱스 앰버라이트(Amberlite) IRC-50™ 및 다른 약한 양이온 및 음이온 교환기; 에틸렌 말레산 무수물 공중합체; 나일론(Nylon)™; 앰버라이트 XAD-7™; 수크로스/에피클로로히드린 공중합체; 폴리아크릴아미드; 셀룰로스; 글루타르알데히드와의 분자간 부가물; 아크릴아미드 공중합체; 음이온 교환 페놀포름알데히드 수지; DEAE-세파덱스™; 글리시딜 메타크릴레이트; 메틸렌 비스아크릴아미드; 규조토; 실리카겔, 폴리(히드록시에틸메타크릴레이트); 유페르짓(Eupergit) C™; 염기성 음이온 교환기 (폴리아민); 스티렌; 디비닐 벤젠; 셀룰로스 트리아세테이트 섬유; AH-세파로스™/벤조퀴논; 니트로셀룰로스 섬유; 폴리에틸렌 이민; 벤토나이트(Bentonite)(TM); 폴리아크릴아미드 겔 유인(entrapment) 또는 유도체화 폴리아크릴로니트릴, 젤라틴, 알기네이트 아민, 키토산, 펙틴 및 관련 기술 현황에서 공지된 임의의 다른 종류의 지지체 매트릭스 상에 고정될 수 있다. 고정된 및 동결건조된 페니실린 아미다제는 둘 모두 상업적으로 입수할 수 있다.
따라서, 본 발명은 살아있는 전체 세포 내에서, 불활성화된 전체 세포 내에서, 균질화된 전체 세포 내에서, 고정된 전체 세포 내에서, 세포 비함유 추출물 내에서, 세포외 발현된 형태로, 유리 형태 또는 지지체 매트릭스 상에 고정된 형태로 사용되든지, 임의의 형태의 페니실린 아미다제/페니실린 아실라제 효소를 사용하여 수행할 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 사용되는 효소는 고체 지지체 매트릭스 상에 고정되고, 이것은 그러한 촉매가 다른 반응 성분으로부터 편리한 분리 때문에 수차례 재사용될 수 있기 때문이다.
반응 혼합물 내에 존재하는 페니실린 아미다제/페니실린 아실라제의 양, 및 목적하는 기질에 대한 특정 효소의 특이적 반응성이 반응의 속도를 좌우한다. 반응물 내의 효소의 양은 효소 활성의 단위로서 표현된다. 본원에 사용된 문맥에서, 1 단위 (U)는 28℃에서 1분 내에 1 마이크로몰의 페니실린 G의 가수분해를 촉매할 효소의 양이다.
제시된 실시예로부터 자명한 바와 같이, 동적 분할의 시간 및 수득율은 반응물 내의 효소의 양에 따라 결정된다. 반응물 내에서 기질에 관하여 효소의 양이 너무 많으면, 반응 시간을 보다 단축할 수는 있지만, 이것은 산업 수준에서 조작하기 어렵고, 회수된 거울상이성질체의 보다 낮은 수득율 및 거울상이성질체 순도를 야기할 수 있다. 기질에 관하여 불충분한 양의 효소가 첨가되면, 반응은 느려질 것이고, 산업상 덜 유용할 수 있다.
예시의 목적으로, 효소-기질 쌍의 고유한 반응성이 낮으면, 산업상 적합한 반응 시간을 달성하기 위해 필요한 효소의 양은 매우 많을 것이고, 이것은 방법 비용 및 방법의 용적 생산성에 영향을 미친다. 관련 기술 분야에 설명된 반응 속도에 대한 기질 구조의 극도로 큰 효과의 면에서, 유리 형태 또는 고정된 형태의, 몇몇 유기체로부터의 페니실린 아미다제/페니실린 아실라제, 특히 페니실린 G 아미다제의 반응성이 효율적이고 산업상 규모가변성이고 비용 효과적인 방법을 위한 화학식 II의 화합물과의 충분한 반응 속도 및 거울상이성질체선택성 (반대 거울상이성질체에 비해 화학식 (S)-III의 화합물의 실질적으로 더 빠른 형성으로 관찰된)을 허용하는 것을 놀랍게도 발견하였다.
바람직하게는, 기질 1 g당 5-2000 U의 페니실린 아미다제가 사용된다. 보다 바람직하게는, 기질 1 g당 20-1500 U의 페니실린 아미다제가 사용된다. 가장 바람직하게는, 기질 1 g당 50-1000 U의 효소가 사용된다.
본 발명의 동적 분할에 대해 물이 바람직한 매질이다. 수성 시스템에는 pH 교정을 위한 다양한 무기 또는 유기의 산 또는 염기, 완충, 효소 활성 및 안정성 향상 및 용해도 증진제, 예컨대 계면활성제 및 세제가 보충될 수 있다.
또한, 반응은 1 내지 28%의 극성 유기 용매, 예컨대 아세톤, 테트라히드로푸란, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 아세토니트릴, 디메틸술폭시드, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디메틸 에테르, 2-메톡시에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 또는 글리세롤, 및 99% 내지 72% 물로 구성되는, 다양한 극성 유기 용매를 보충한 수성 매질 내에서 수행할 수 있다.
물 또는 수성 매질과 수불용성 유기 용매의 2상 혼합물을 또한 사용할 수 있다. 상기 수불용성 유기 용매는 에스테르, 예컨대 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 비극성 에테르, 예컨대 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 메틸 tert-부틸 에테르, 염소화 용매, 예컨대 디클로로메탄, 클로로포름으로부터 및 방향족 용매, 예컨대 톨루엔, 클로로벤젠 등으로부터 선택될 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명의 동적 분할은 pH 3 내지 11, 보다 바람직하게는 pH 6 내지 9, 가장 바람직하게는 pH 6.5 내지 8.5의 수성 매질 내에서 수행할 수 있다.
공정을 수행할 수 있는 온도는 효소 촉매작용의 통상의 기술자가 알 것이고, 따라서, 온도가 사용된 효소에 대한 탈활성화 온도를 초과하지 않는다면 방법의 중대한 제한이 아니지만; 5℃ 내지 65℃의 온도 범위가 바람직하다. 20℃ 내지 40℃의 온도 범위가 보다 바람직하다. 가장 고도로 바람직한 온도는 25℃ 내지 35℃이다.
본 발명의 방법의 추가의 단계에서, 사용된 촉매의 형태에 따라 효소는 적절하게 제거된다. 살아있는 전체 세포 내에, 불활성화된 전체 세포 내에, 균질화된 전체 세포 내에, 고정된 전체 세포 내에, 세포 비함유 추출물 내에, 세포외 발현된 형태로, 유리 형태 또는 지지체 매트릭스 상에 고정된 형태로 구성된 단백질의 제거를 위한 잘 공지된 방법은 관련 기술 분야에 알려져 있다. 바람직한 실시양태에서, 지지체 매트릭스 상에 고정된 효소의 사용은 단순한 체질, 여과 또는 다른 간단한 고체/액체 분리 기술의 적용에 의해 제거를 간소화시킨다.
이어서, 생물반응의 생성물을 얻는다. 이것은 적합하게는 pH 값을 3 미만, 바람직하게는 2 미만으로 조정하도록 산, 바람직하게는 강산, 및 보다 바람직하게는 염산 또는 황산과 같은 무기산으로부터 선택된 산으로 수성 매질을 산성화함으로써 비-전환된 이성체로부터 분리에 의해 수행한다. 양성자화된 비보호된 아미노산은 수성 매질 내에 남아있는 한편, 보호된 화합물은 에스테르, 염소화 탄화수소, 에테르 또는 방향족 탄화수소로부터, 바람직하게는 에틸 아세테이트 또는 이소프로필 아세테이트와 같은 에스테르로부터 선택된 수 불혼화성 용매로 추출된다.
화학식 (R)-II, (R)-II' 또는 (R)-IIa의 보호된 생성물을 추가의 반응 단계를 위해 직접 사용할 수 있거나, 예를 들어 임의로 고체 무기 건조제를 사용하여 건조시킨 후 용매의 증발에 의해 단리할 수 있다. 임의로, 생성물은 용매의 부분적 또는 완전 보유에 의해 다음 단계로 전달된다.
화학식 (S)-III 또는 (S)-IIIa의 탈보호된 거울상이성질체를 수성 매질로부터 적합하게는 6-8, 바람직하게는 7의 pH 값으로 알칼리화하고, 임의로 역삼투, 이온 교환 수지 흡착 또는 이온 교환 크로마토그래피와 같은 통상의 방법에 의해 이온성 성분을 제거함으로써 여과에 의해, 이어서 용매의 증발에 의해 단리할 수 있다.
추가의 측면에 따라, 본 발명은
(i) 용매 내에서 염기의 존재 하에 화학식 IV의 화합물의 활성화된 산 유도체, 또는 불량한 과잉률의 하나의 거울상이성질체를 갖는 거울상이성질체들의 혼합물을 사용하는 화학식 III'의 라세미 γ-아릴-β-아미노부티르산 유도체의 N-아실화에 의해 화학식 II'의 라세미 치환된 아세틸화 γ-아릴-β-아미노부티르산 유도체를 제공하고:
<화학식 III'>
Figure pct00036
(상기 식에서, Ar은 상기 정의된 바와 같음)
<화학식 IV>
Figure pct00037
(상기 식에서, Y 및 W는 상기 정의된 바와 같고, X는 이탈기임)
<화학식 II'>
Figure pct00038
(ii) 수성 용매 내에서 페니실린 아미다제 효소를 사용하는 화학식 II'의 라세미 유도체의 동적 분할에 의해 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 화학식 (R)-II'의 화합물을 얻고;
<화학식 (R)-II'>
Figure pct00039
(상기 식에서, Ar, Y 및 W는 상기 정의된 바와 같음)
(iii) 바람직하게는 수 불혼화성 용매를 갖는 산성 수성 매질로부터 그의 추출에 이어 용매의 완전한 또는 부분적인 제거에 의해 화학식 (R)-II'의 화합물을 얻고;
(iv) 화학식 (R)-II'의 화합물을 화학식 (R)-III'의 화합물로 가수분해시키는 것
을 포함하는, 화학식 (R)-III'의 중간체의 제조를 위한 거울상이성질체 선택적 방법에 관한 것이다.
<화학식 (R)-III'>
Figure pct00040
상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12 아릴을 나타낸다.
상기 측면의 바람직한 선택사항에 따라, Ar은 2,4,5-트리플루오로페닐이고, Y는 H이고, W는 페닐이고, 화학식 (R)-IIIa의 화합물은 상응하는 치환체를 포함하는 출발 물질 및 중간체를 사용하여 동일한 방법에 따라 제조한다.
<화학식 (R)-IIIa>
Figure pct00041
화학식 (R)-II, (R)-II' 또는 (R)-IIa의 화합물의 가수분해를 적합하게는 바람직하게는 염산 또는 황산과 같은 강한 무기산으로부터 선택되는 강산을 사용하여 양성자성 용매 내에서, 바람직하게는 알콜 및 물 또는 그의 혼합물로부터 선택되는 용매 내에서 수행할 수 있다. 가장 바람직하게는, 가수분해를 적어도 2 M, 바람직하게는 적어도 6 M 농도의 염산의 수용액 내에서 수행한다. 반응을 바람직하게는 보다 고온, 보다 바람직하게는 환류에서 완료시까지, 바람직하게는 적어도 2시간, 가장 바람직하게는 적어도 5시간 수행한다.
본 발명의 하나의 추가의 실시양태에서, 화학식 (R)-III의 화합물은 글립틴 (DPP-4 억제제)의 제조를 위해 사용된다. 통상의 기술자는 공지의 합성 계획, 예컨대 반응식 4에서 제조 또는 통상의 기술자에게 공지되거나 자명한 다른 반응 계획에 따를 수 있다. 예를 들어, 화학식 (R)-IIIa의 화합물은 사실상(de facto) 화합물 (±)-21의 거울상이성질체이고, 이것을 추가로 재보호하고, 헤테로사이클과 결합시키고, 탈보호하여 시타글립틴을 제공할 수 있다. 재보호/탈보호 시나리오를 위한 요건은 DPP-4 억제제의 제조를 불리하게 연장시킨다. 본 발명의 이점을 취하기 위해, 보다 짧은 방법을 수행해야 한다.
따라서, 글립틴 또는 DPP-4 억제제의 제조의 바람직한 측면에 따라, 화학식 I의 화합물은
<화학식 I>
Figure pct00042
(상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴을 나타내고, Q는 N, CH, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴로 치환된 탄소를 나타내고, R'는 H, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴을 나타낸다),
(i) 페니실린 아미다제를 사용하는 생물촉매 반응에 의해 화학식 (R)-III의 γ-아릴-β-아미노 카르복실산을 제조하는 단계:
<화학식 (R)-III>
Figure pct00043
(상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴을 나타낸다)
(ii) 화학식 (R)-III의 화합물을 고리화탈수시켜 화학식 (R)-V의 β-락탐을 얻는 단계;
<화학식 (R)-V>
Figure pct00044
(상기 식에서, Ar은 상기 정의된 바와 같음)
(iii) 화학식 (R)-V의 화합물을 촉매의 존재 하에 유기 용매 내에서 화학식 VI의 화합물 또는 그의 염과 반응시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다;
<화학식 VI>
Figure pct00045
(상기 식에서, R' 및 Q는 상기 정의된 바와 같음).
본 발명의 상기 측면의 바람직한 실시양태에 따라, 화학식 I, (R)-III, (R)-V 및/또는 VI의 화합물(들)은 다음 특징 a) 내지 e) 중 하나 또는 이들의 조합을 특징으로 한다:
a) 화학식 I, (R)-III, 및 (R)-V의 화합물에서, Ar은 치환 페닐, 바람직하게는 할로 치환된 페닐, 보다 바람직하게는 플루오로 치환된 페닐, 특히 2,4,5-트리플루오로페닐이고;
b) 화학식 I 및 VI의 화합물에서, R'는 치환 C1-C3-알킬, 바람직하게는 할로겐 치환 C1-C3-알킬, 보다 바람직하게는 플루오로 치환된 C1-C3-알킬, 특히 트리플루오로메틸이고;
c) 화학식 I 및 VI의 화합물에서, Q는 N이고;
d) Ar은 2,4,5-트리플루오로페닐이고, R'는 트리플루오로메틸이고, Q는 N이고,
e) 화학식 I의 화합물은 그의 제약상 허용되는 산 부가염의 형태, 바람직하게는 그의 인산염의 형태로 제공된다,
<화학식 I>
Figure pct00046
본 발명의 상기 측면의 특별 항목 d)에 따르면, 최종 생성물은 시타글립틴 (화학식 Ia)이다.
<화학식 Ia>
Figure pct00047
바람직하게는, 화학식 (R)-III의 γ-아릴-아미노 카르복실산의 β-락탐으로의 고리화탈수는 다양한 탈수 시약, 예컨대 카르보디이미드, 바람직하게는 디시클로헥실카르보디이미드, 트리페닐포스핀을 테트라할로메탄과, N-브로모 화합물, 예컨대 N-브로모숙신이미드와, 또는 디술피드와 조합으로 적용하거나, 산을 고도 반응성 유도체, 예컨대 산 클로라이드, 또는 포스폰산 또는 술폰산과의 혼합 무수물로 전환시킴으로써 수행한다. 보다 바람직하게는, β-아미노 카르복실산의 β-락탐으로의 고리화탈수는 C1-C6-알킬술포닐 클로라이드를 양성자 수용자와 조합으로 적용시켜, 혼합 무수물을 β-락탐으로 전환시킴으로써 수행한다. 바람직하게는, 메탄술포닐 클로라이드 (MeSO2Cl) 및 NaHCO3을 반응물로서 적용한다. 그 때문에, 특히 효과적인 고리화탈수 반응을 제공하는 시약들의 조합을 선택한다.
바람직한 실시양태에 따라, 고리화탈수 반응에 대한 출발 물질로서 적용된 화학식 (R)-III의 화합물은 상기 설명된 페니실린 아미다제를 사용하는 효소적 동적 분할 방법에 따라 제조한다.
항목 (iii)의 바람직한 선택사항에서, 결합 방법은 다음 절차 특징의 하나 또는 조합을 특징으로 한다:
― 용매는 C2-C8 지방족 에테르, C4-C6 환식 에테르, C1-C4-알킬 C1-C4-알카노에이트 및 C1-C4-알콜의 군 중에서 선택되고, 바람직하게는, 용매는 대칭 디-(C2-C4-알킬) 에테르 또는 비대칭 디-(C1-C4-알킬) 에테르, 테트라히드로푸란, 메탄올, 톨루엔, 헥산 또는 이소프로필 아세테이트로부터 선택되고, 특히 용매는 테트라히드로푸란이고/이거나;
― 촉매는 유기 및 무기 양성자 공여자로부터 선택되고, 바람직하게는, 촉매는 H2O, HCl 또는 C1-C12-알칸카르복실산, 바람직하게는 C4-C10-알칸카르복실산, 보다 바람직하게는 C7-C9-알칸카르복실산으로부터 선택되고, 특히 2-에틸헥사논산 (2-EHA)이다.
그 때문에, 용매 및 촉매는 적합하게는 화학식 V의 화합물로의 특히 유리한 전환 속도를 제공하도록 선택된다.
본 발명의 추가의 측면에 따라, 원치않는 거울상이성질체를 재사용하기 위해 재순환 개념이 제공된다. 특히, 페니실린 아미다제에 의한 생물전환의 부산물로서 얻어진 화학식 (S)-III의 거울상이성질체적으로 풍부화된 화합물은 그의 라세메이트로 전환될 수 있고, 즉, 50%까지의 "원치않는" 거울상이성질체는 목적하는 거울상이성질체로 전환될 수 있다. 목적하는 R-거울상이성질체는 제조 방법에, 바람직하게는 글립틴/DDP4-억제제의 제조를 위한 방법에 출발 물질로서 제공될 수 있는 한편, 원치않는 S-거울상이성질체는 다시 라세미화 방법으로 처리될 수 있다.
본 발명의 상기 측면에 따라, 화학식 III'의 화합물의 제조 방법은 바람직하게는:
(a) 산화제에 의해 거울상이성질체적으로 풍부화된 형태의 화학식 (S)-III의 화합물의 산화로 그의 C-N 이중 결합된 중간체를 얻고,
(b) 환원제에 의한 단계 i)에서 얻어진 C-N 이중 결합된 중간체의 환원에 의해, 화학식 III'의 화합물을 라세미 형태로서 얻는 단계를 포함할 수 있다.
<화학식 III'>
Figure pct00048
바람직하게는, 라세미화 방법의 단계 (a) 및 (b)는 둘 모두 원-포트(one-pot) 방법으로 수행한다. 즉, 단계 (a) 및 (b)를 동일한 반응 용기 내에서 수행한다. 바람직한 실시양태에서, 동일한 용매를 두 단계에서 사용한다. 별법으로, 산화 단계에 사용된 용매는 쉽게 제거되고 환원 단계에 적합한 용매로 교체된다. 바람직하게는, 산화제 및 환원제는 매질 내에서 작용하도록 특수하게 선택되고, 이것은 원-포트 절차를 허용한다.
본 발명의 상기 측면의 추가의 바람직한 실시양태에 따라, 산화제는 C-N 이중 결합된 중간체를 통해 1차 아민을 효율적으로 라세미화하도록 선택된다. 바람직하게는, 니트로소 중간체의 호변이성질체 형태로서 옥심이 그러한 전환을 위해 사용되는 충분하게 안정한 C-N 이중 결합된 대표물질이다.
바람직하게는, 산화제는 과산화수소로부터 계내 형성되는 과산화수소, 다양한 퍼옥소 (peroxo) 화합물, 및 활성 퍼옥소 중간체로 전환되고 텅스텐, 바나듐, 몰리브덴 화합물로부터 선택되고, 디옥시란, 예컨대 디메틸디옥시란, 퍼벤조산 및 염, 퍼옥시황산 및 염과 같은 단리된 시약으로서 사용되는 화합물과 같은 보조-산화제와 함께 몰량 또는 촉매량으로 텅스텐 (VI) 화합물, 바람직하게는 Na2WO4 또는 WO3으로부터 선택된다. 가장 바람직한 시약은 텅스텐산나트륨(VI), 디메틸디옥시란 및 과산화모노황산칼륨 (KHSO5), 특히 시판 제품 옥손(Oxone)®이다. 옥손은 황산의 유도체의 복합 혼합물이고, 여기서 과산화모노황산칼륨이 활성 시약이다. 이것은 바람직하게는 아세톤 내에서 사용되고, 여기서 디메틸옥시란이 활성 산화 시약으로서 계내 형성된다.
바람직하게는, N-옥시아미노 및/또는 N-옥시이미노 중간체를 라세미 1차 아민으로 전환시키기 위한 환원 방법은 바람직한 촉매로서 지지체 상의 팔라듐 촉매 상의 촉매적 수소화, 또는 낮은 산화 상태의 금속, 예컨대 Fe2 +, Sn2 +, 원소 주석 및 아연을 사용하는 환원으로부터 선택되고, 가장 바람직하게는 산성 매질 내의 원소 아연을 사용한다.
특히 바람직한 실시양태에 따라, 산화제는 과산화모노황산칼륨 (KHSO5)이고/이거나 환원제는 원소 아연 (Zn)이다. 따라서, 산화제 및 환원제의 특히 효과적인 조합을 선택한다. 문헌 (J. Org Chem. 57, 6759 (1992))에 따라, 아세톤 중의 과산화모노황산칼륨은 산화 중간체의 복합 혼합물을 야기할 수 있지만, 놀랍게도 염산 중의 아연으로 환원시킨 후에 중간체는 높은 선택성을 가지면서 화학식 rac-III의 독특한 화합물로 전환되는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 상기 측면의 또 다른 바람직한 실시양태에 따라, 단계 (a) 및 (b)에서, 반응 혼합물의 pH는 각각 적용된 산화제 및 환원제의 면에서 적합하게 조정된다. 따라서, 아세톤 중의 과산화모노황산칼륨을 사용할 때, pH 값은 7 내지 10, 바람직하게는 7 내지 9의 약알칼리성으로 조정되고, 가장 바람직하게는 반응 시간의 일부에서 pH는 9이다. pH 조정을 위한 바람직한 시약은 포스페이트 완충제이고, 알칼리화를 위해 수산화칼륨이다. 원소 아연을 사용한 환원은 광물산, 바람직하게는 염산 또는 아세트산을 이전에 첨가하여 달성된 4 미만, 바람직하게는 2 미만의 pH의 고도 산성 매질 내에서 수행한다.
본 발명의 상기 측면의 또 다른 바람직한 실시양태에 따라, 단계 (a)에 후속적으로 단계 (b)에 앞서, 물 및/또는 유기 용매를 반응 혼합물로부터 제거한다.
특히 바람직한 실시양태에서, 산화제는 과산화모노황산칼륨 (KHSO5)이고/이거나 환원제는 원소 아연 (Zn)이다.
또 다른 특히 바람직한 실시양태에서, 화학식 III, III' 또는 IIIa의 화합물은 상기 설명된 효소적 동적 분할 방법을 통해 제조한다. 상기 방식으로, 특히 바람직한 재순환 개념이 제공되고, 이것은 화학식 III (또는 III' 또는 IIIa)의 화합물의 "원치않는" 거울상이성질체가 화학식 III (또는 III' 또는 IIIa)의 "목적하는" 거울상이성질체로 전환될 수 있기 때문이다. 즉, 원치않는 거울상이성질체를 제공하는 반응에서, 예를 들어 상기 효소적 동적 분할 방법에서; 생성되는 원치않는 거울상이성질체는 그를 목적하는 거울상이성질체로 전환시킴으로써 재순환될 수 있다. 특히, 상기 효소적 동적 분할 방법에서, 화학식 III (또는 III' 또는 IIIa)의 화합물의 양의 적어도 일부가 상기 언급한 라세미화 방법에 따라 제조되는 것이 유용하다.
본 발명의 전체 방법의 예시적인 실시예를, 페니실린 아미다제는 아래 실시예에 예시된 다양한 공급원으로부터 선택되고 Ar은 트리플루오로페닐이고, W는 페닐이고, Y는 수소이고, R'는 트리플루오로페닐이고, Q는 N인 중간체를 사용하여 (이에 제한되지 않는다) 시타글립틴을 제조하는 경우에 대해 제시할 수 있다. 그러한 예시적인 전체 방법을 반응식 6에 제시하고, 다음 실시예에서 설명한다.
<반응식 6>
Figure pct00049
본 발명의 또 다른 측면에 따라, 화학식 I의 글립틴 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 포함하는 제약 조성물을 제공하고, 여기서 상기 글립틴 화합물은 상기 설명한 본 발명에 따른 방법에 의해 제조한 후, 적어도 하나의 제약상 허용되는 부형제 또는 담체와 혼합하여 상기 제약 조성물을 제공한다. "제약상 허용되는 염"으로서, 임의의 전형적인 염을 사용할 수 있고, 바람직하게는 글립틴 화합물 및 특히 시타글립틴은 그의 인산염 형태이다. 용어 "제약상 허용되는 부형제"는 본원에서 사용되는 바와 같이, 활성제의 물리 및 화학적 특징과 적합성인 관련 기술 분야에 공지된 임의의 생리학상 비활성, 약물학상 불활성 물질을 의미한다. 바람직하게는, 제약상 허용되는 부형제는 결합제, 붕해제, 벌크 중합체 및 보존제로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
또 다른 바람직한 실시양태에 따라, 제약 조성물은 화학식 IV의 화합물 외에 적어도 하나의 추가의 제약상 활성 성분을 포함하고, 여기서 상기 추가의 제약상 활성 성분은 인슐린 감작제, 인슐린, 인슐린 모방체, 술포닐우레아, (글루코시다제 억제제, 글루카곤 수용체 길항제, GLP-1, GLP-1 유사체, GLP-1 모방체, GLP-1 수용체 효능제, GIP, GIP 모방체, PACAP, PACAP 모방체, PACAP 수용체 효능제, 콜레스테롤 저하제, PPAR-δ 효능제, 항비만 화합물, 회장 담즙산 수송체 억제제, 염증성 상태에 사용하도록 의도된 작용제, 항고혈압제, 글루코키나제 활성화제 (GKA), 11(-히드록시스테로이드 데히드로게나제 유형 1의 억제제, 콜레스테릴 에스테르 전달 단백질 (CETP)의 억제제, 및 프룩토스 1,6-비스포스포타제의 억제제로 이루어지는 군으로부터 선택된다. 글립틴 화합물 외의 임의의 그러한 추가의 제약상 활성 성분은 혈당값제어 분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있고 (예를 들어, 제2형 당뇨병의 치료로부터 공지됨), 사용될 수 있다. 바람직하게는, 추가의 제약상 활성 성분은 메트포민 및/또는 그의 제약상 허용되는 염이다. 본 발명에 따른 방법에 의해 얻어진 글립틴 화합물을 상기 다른 제약상 활성 성분과, 동일한 제약 조성물 내에서, 또는 각각 글립틴 및 또 다른 활성 성분을 함유하는 제약 조성물을 제공함으로써 조합할 수 있다.
다음 실시예는 단지 본 발명의 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 고려되지 않아야 한다. 그의 예 및 변형 또는 다른 균등물은 본원의 전체 개시내용에 비추어 관련 기술 분야의 숙련인에게 자명할 것이다.
실시예
실시예 1: 3-(2-페닐아세트아미도)-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 (IIa)
Figure pct00050
아세톤/물 (1:3; 20 mL) 내의 라세미 3-아미노-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 (1 g; 0.0043 mol) 및 트리에틸아민 (1.04 g; 0.013 mol)의 용액에, 아세톤 (5 mL) 내의 페닐아세틸 클로라이드 (0.862 g; 0.0056 mol)를 10분에 걸쳐 0℃에서 적가하였다. 실온에서 16 h 교반한 후, 혼합물을 여과하고, 아세톤을 증발시켰다. 잔기를 에테르 (2 x 30 mL)로 세척하고, 수상을 pH 1로 산성화하고, EtOAc (2 x 40 mL)로 추출하였다. 유기상을 합하여 건조시키고, 1.15 g의 백색 잔사로 농축하고, EtOAc/헥산으로부터 재결정화하여 결정질 생성물을 수득하였다.
Figure pct00051
실시예 2: (R)-3-(2-페닐아세트아미도)-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((R)-IIa) 및 (S)-3-아미노-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((S)-IIIa)
Figure pct00052
IIa (1.0 g; 0.00285 mol) 및 NaOH (0.003 mol)를 30 mL의 물에 용해시키고, 용액의 pH를 8.0으로 조정하였다. 고정된 이. 콜라이 페니실린 아미다제 (1 g, 250 U)를 첨가하고, 반응 혼합물을 25℃에서 80 min 동안 교반하였다 (HPLC에 의해 결정된 전환율 42%). 효소를 여과 제거하고, 여액을 pH 2로 산성화하고, 에틸 아세테이트로 2회 추출하였다. 유기상을 합하여 물 (pH 2)로 다시 세척하고, 건조시키고 증발시켜 0.59 g의 백색 잔사를 얻었고, 이것은 0.46 g의 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 (ee 94%) (R)- IIa 및 0.12 g의 페닐아세트산을 함유하였다. 잔사를 추가의 정제 없이 추가로 처리하였다. 수상을 pH 7로 중화하고, 1/2의 부피로 농축하고, 4℃로 냉각하였다. 생성되는 침전물을 여과 제거하고, 오븐에서 건조시켜 0.21 g의 거울상이성질체적으로 풍부화된 (S)-IIIa (ee 84%)를 수득하였다.
실시예 3: (R)-3-(2-페닐아세트아미도)-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((R)-IIa) 및 (S)-3-아미노-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((S)- IIIa)
IIa (1.0 g; 0.00285 mol) 및 NaOH (0.003 mol)를 30 mL의 물에 용해시키고, 용액의 pH를 8.0으로 조정하였다. 고정된 이. 콜라이 페니실린 아미다제 (3.5 g, 875 U)를 첨가하고, 반응 혼합물을 25℃에서 70 min 동안 교반하였다 (HPLC에 의해 결정된 전환율 51%). 효소를 여과 제거하고, 여액을 pH 2로 산성화하고, 에틸 아세테이트로 2회 추출하였다. 유기상을 합하여 물 (pH 2)로 다시 세척하고, 건조시키고, 증발시켜 0.6 g의 백색 잔사를 얻었고, 이것은 0.47 g의 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 (ee 99.5%) (R)- IIa 및 0.13 g의 페닐아세트산을 함유하였다. 잔사를 추가의 정제 없이 추가로 처리하였다. 수상을 pH 7로 중화하고, 1/2의 부피로 농축하고, 4℃로 냉각하였다. 생성되는 침전물을 여과 제거하고, 오븐에서 건조시켜 0.27 g의 거울상이성질체적으로 풍부화된 (S)- IIIa (ee 80%)를 수득하였다.
실시예 4: (R)-3-(2-페닐아세트아미도)-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((R)-IIa) 및 (S)-3-아미노-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((S)-IIIa)
IIa (1.0 g; 0.00285 mol) 및 NaOH (0.003 mol)를 30 mL의 물에 용해시키고, 용액의 pH를 8.0으로 조정하였다. 고정된 이. 콜라이 페니실린 아미다제 (7 g, 1750 U)를 첨가하고, 반응 혼합물을 25℃에서 35 min 동안 교반하였다 (HPLC에 의해 결정된 전환율 51%). 효소를 여과 제거하고, 여액을 pH 2로 산성화하고, 에틸 아세테이트로 2회 추출하였다. 유기상을 합하여 물 (pH 2)로 다시 세척하고, 건조시키고, 증발시켜 0.58 g의 백색 잔사를 얻었고, 이것은 0.44 g의 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 (ee 99.5%) (R)- IIa 및 0.14 g의 페닐아세트산을 함유하였다. 잔사를 추가의 정제 없이 추가로 처리하였다. 수상을 pH 7로 중화하고, 1/2의 부피로 농축하고, 4℃로 냉각하였다. 생성되는 침전물을 여과 제거하고, 오븐에서 건조시켜 0.25 g의 거울상이성질체적으로 풍부화된 (S)-IIIa (ee 78%)를 수득하였다.
실시예 5: (R)-3-(2-페닐아세트아미도)-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((R)-IIa) 및 (S)-3-아미노-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((S)-IIIa)
Figure pct00053
동결건조된 이. 콜라이 페니실린 G 아미다제 (70 ㎕; 66 U)를 1 M 포스페이트 완충제 (5 mL) 내의 IIa (0.2 g; 0.00057 mol)의 pH 7 용액에 용해시켰다. 반응 혼합물을 25℃에서 2 h 동안 교반하였다 (HPLC에 의해 결정된 전환율 47%). 이어서, 2M HCl을 pH 2가 될 때까지 첨가하였다. 혼합물을 에틸 아세테이트로 2회 추출하고, 유기상을 합하여 건조시키고 증발시켜 0.12 g의 백색 잔사를 얻었고, 이것은 0.09 g의 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 (ee 95%) (R)- IIa 및 페닐아세트산을 함유하였다. 이 잔사를 정제 없이 추가로 처리하였고, 임의로 에틸 아세테이트/헥산 혼합물로부터 재결정화되어 결정질의 거울상이성질체적으로 풍부화된 생성물 R- IIa (ee 95%)를 수득할 수 있다. 수상을 pH 7로 중화하고, 1/2의 부피로 농축하고, 4℃로 냉각하였다. 생성되는 침전물을 여과 제거하고, 오븐에서 건조시켜 0.05 g의 거울상이성질체적으로 풍부화된 S-IIIa (ee 70%)를 수득하였다.
실시예 6: (R)-3-(2-페닐아세트아미도)-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((R)-IIa) 및 (S)-3-아미노-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((S)-IIIa)
Figure pct00054
IIa (1.0 g; 0.00285 mol) 및 NaOH (0.003 mol)를 50 mL의 물에 용해시키고, 용액의 pH를 7.5로 조정하였다. 고정된 프로비덴시아 레트게리 페니실린 아미다제 (15 g, 700 U)를 첨가하고, 반응 혼합물을 25℃에서 50 min 동안 교반하였다 (HPLC에 의해 결정된 전환율 62%). 효소를 여과 제거하고, 여액을 pH 2로 산성화하고, 에틸 아세테이트로 2회 추출하였다. 유기상을 합하여 물 (pH 2)로 다시 세척하고, 건조시키고, 증발시켜 0.49 g의 백색 잔사를 얻었고, 이것은 0.37 g의 고도로 거울상이성질체적으로 풍부화된 (ee 97.3%) (R)- IIa 및 0.12 g의 페닐아세트산을 함유하였다. 잔사를 추가의 정제 없이 추가로 처리하였다. 수상을 pH 7로 중화하고, 1/2의 부피로 농축하고, 4℃로 냉각하였다. 생성되는 침전물을 여과 제거하고, 오븐에서 건조시켜 0.25 g의 거울상이성질체적으로 풍부화된 (S)-IIIa (ee 54%)를 수득하였다.
실시예 7: (R)-3-아미노-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((R)- IIIa)
Figure pct00055
(R)- IIa (1 g, 0.0043 mol, ee 99.5%)를 16 h 동안 6M HCl (50 mL) 내에 환류시켰다. 냉각한 후, 반응 혼합물을 에틸 아세테이트 (50 mL)로 2회 추출하였다. 수상을 먼저 중화시키고 (pH 7), 10 mL로 농축하고, 4℃로 냉각하였다. 침전물을 여과 제거하고, 오븐에서 건조시켜 0.5 g의 (R)-IIIa (ee 99.5%)를 수득하였다.
실시예 8: 4-(R)-(2,4,5-트리플루오로벤질)아제티딘-2-온 (V)
Figure pct00056
아세토니트릴 (50 mL) 내의 메탄술포닐 클로라이드 (0.88 g, 7.72 mmol), 중탄산나트륨 (3.24 g, 38.6 mmol) 및 3-(R)-아미노-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 ((R)- IIIa, 1.5 g, 6.43 mmol)의 현탁액을 24 h 동안 120℃에서 교반한 후, 미세 현탁액을 0℃로 냉각하고 여과하였다. 여액을 감압 하에 증발시켜 1.34 g (96% 수득율)의 4-(R)-2,4,5-트리플루오로벤질)아제티딘-2-온 (V)을 담황색의 결정질 고체 (ee 99.5%)로 수득하였다.
실시예 9: (R)-3-아미노-1-(3-(트리플루오로메틸)-5,6-디히드로-[1,2,4]트리아졸로[4,3-a]피라진-7(8H)-일)-4-(2,4,5-트리플루오로 페닐)부탄-1-온 (시타글립틴, Ia)
Figure pct00057
아제티디논 V (0.5 g, 2.32 mmol, ee 99.5%), 3-(트리플루오로메틸)-5,6,7,8-테트라히드로-[1,2,4]트리아졸로[4,3-a]피라진 염산염 (VI, 1.06 g, 4.65 mmol), Et3N (0.28 g, 4.65 mmol) 및 2-에틸헥산산 (0.17 g, 1.16 mmol)을 THF (10 mL) 내에 현탁하였다. 생성되는 현탁액을 75℃에서 72 h 동안 교반하였다. 혼합물을 0℃로 냉각한 후, 화합물 Ia를 여과 제거하고, 용매를 진공에서 제거하였다. 잔류 오일에 물 (10 mL)을 첨가하고, 생성물을 디클로로메탄 (3 x10 mL)으로 추출하였다. 유기상을 합하고, 황산마그네슘으로 건조시킨 후, 진공 농축하여 0.90 g의 시타글립틴 (Ia) (95%, ee 99.5 %)을 담황색 오일로서 수득하였다.
실시예 10: 라세미 3-아미노-4-(2,4,5-트리플루오로페닐)부탄산 (IIIa)
Figure pct00058
아세톤 (35 ml) 및 0.1 M 포스페이트 완충제 (35 mL) 내의 (S)- IIIa (2.0 g, 8.58 mmol)의 현탁액에, 물 (20 mL) 내의 옥손® (15.8 g, 25.7 mmol)을 20 min에 걸쳐 5℃에서 서서히 첨가하였다. 5M KOH를 첨가하여 pH를 7-8로 유지하였다. 모든 옥손®을 첨가하고 pH가 8.0에서 안정화된 후, 혼합물을 실온으로 가온하였다. 1시간 후에, 반응 혼합물의 pH를 9.0으로 올리고, 혼합물을 16시간 동안 실온에서 교반하였다. 이어서, 아세톤을 진공에서 증발시키고, 잔류하는 물 현탁액의 pH를 2.0으로 낮추고, 에틸 아세테이트 (80 mL)로 세척하였다. 수상의 제거 후에, 유기상을 MgSO4로 건조시키고, 여과하고, 진공 하에 증발시켰다. 잔류하는 황색 오일상 잔사 (1.9 g)를 120 mL의 메탄올에 용해시키고, 0℃로 냉각하였다. 분말 아연 (12 g) 및 36% HCl (10 mL)을 첨가하고, 1시간 후에 혼합물을 추가로 16시간 동안 실온에서 교반하였다. 아연 입자를 여과에 의해 제거하고, 메탄올은 감압 하에 제거하였다. 잔류하는 오일상 잔사에, 물을 첨가하고, pH를 8로 올렸다. 침전된 백색 고체를 여과 제거하고, 오븐에서 건조시켜 1.9 g의 IIIa를 수득하였다.

Claims (15)

  1. (i) 용매 내에서 염기의 존재 하에 하기 화학식 IV의 화합물의 활성화된 산 유도체를 사용하는 하기 화학식 III의 γ-아릴-β-아미노부티르산 또는 산 유도체의 N-아실화에 의해 하기 화학식 II의 치환된 아세틸화 γ-아릴-β-아미노부티르산 화합물을 제공하는 단계;
    <화학식 III>
    Figure pct00059

    (상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴이고, R은 H 또는 C1-C4-알킬임)
    <화학식 IV>
    Figure pct00060

    (상기 식에서, W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴, 푸라닐 또는 티에닐을 나타내고, Y는 독립적으로 수소, 히드록시, 아미노, 클로로, 브로모 또는 메틸을 나타내거나, 또는
    W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴옥시, C5-C12-헤테로사이클 또는 -헤테로아릴을 나타내고, Y는 수소이고,
    X는 이탈기임)
    <화학식 II>
    Figure pct00061

    (ii) 수성 매질 내에서 페니실린 아미다제 효소를 사용하는 화학식 II의 화합물의 동적 분할에 의해 (R)-거울상이성질체가 거울상이성질체적으로 풍부화된 화학식 II의 화합물 ((R)-II로 나타냄), 및 하기 화학식 (S)-III의 거울상이성질체적으로 풍부화된 화합물을 얻는 단계;
    <화학식 (S)-III>
    Figure pct00062

    (상기 식에서, Ar 및 R은 상기 정의된 바와 같음);
    (iii) 하기 화학식 (R)-II의 화합물을 얻는 단계
    를 포함하는, 화학식 (R)-II의 화합물의 제조 방법.
    <화학식 (R)-II>
    Figure pct00063

    (상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴이고, R은 H 또는 C1-C4-알킬이고,
    W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴, 푸라닐 또는 티에닐을 나타내고, Y는 독립적으로 수소, 히드록시, 아미노, 클로로, 브로모 또는 메틸을 나타내거나, 또는
    W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴옥시, C5-C12-헤테로사이클 또는 -헤테로아릴을 나타내고, Y는 수소임).
  2. 제1항에 있어서, 단계 (iii)에서, 화학식 (R)-II의 화합물이 수성 매질을 산성화하고 수 불혼화성 용매를 사용하여 산성 수성 매질로부터 화학식 (R)-II의 화합물을 추출하고, 임의로 후속적으로 수 불혼화성 용매를 제거함으로써 얻어지는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, Ar이 할로 치환된 페닐이고, 바람직하게는 플루오로 치환된 페닐이고, 특히 Ar이 2,4,5-트리플루오로페닐인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, W가 페닐이고/거나 R이 H인 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (iii)에서 얻어진 화학식 (R)-II의 화합물을 가수분해하여 하기 화학식 (R)-III의 화합물을 얻는 것인 방법.
    <화학식 (R)-III>
    Figure pct00064

    상기 식에서, Ar은 제1항 또는 제3항에서 정의한 바와 같고, 바람직하게는 2,4,5-트리플루오로페닐이고, R은 제1항에서 정의한 바와 같고, 바람직하게는 R은 H이다.
  6. 제1항에 있어서, 하기 화학식 (S)-III의 거울상이성질체적으로 풍부화된 화합물이 후속적으로 제약상 활성 화합물을 제조하기 위해 사용되는 것인 방법.
    <화학식 (S)-III>
    Figure pct00065

    상기 식에서, Ar 및 R은 상기 정의된 바와 같다.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 화학식 (R)-III의 거울상이성질체적으로 풍부화된 화합물이 후속적으로 제약상 활성 화합물, 바람직하게는 글립틴 화합물 (DPP-4 억제제), 특히 시타글립틴 또는 그의 염을 제조하기 위해 사용되는 것인 방법.
    <화학식 (R)-III>
    Figure pct00066

    상기 식에서, Ar 및 R은 상기 정의된 바와 같다.
  8. 제1항 내지 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 동적 분할 단계 (ii) 후에, 거울상이성질체적으로 풍부화된 형태의 화학식 (S)-III의 화합물을 산화제에 의해 그의 C-N 이중 결합된 중간체로 산화시키고, 이와 같이 형성된 C-N 이중 결합된 중간체를 환원제에 의해 환원시켜, 화학식 III의 화합물을 라세미 형태로 얻고, 라세미 형태의 상기 화학식 III의 화합물을 제1항의 단계 (i)에 따라 N-아실화시킴으로써 방법에 재순환시켜 궁극적으로 화학식 (R)-II의 화합물을 제조하는 것인 방법.
    <화학식 (S)-III>
    Figure pct00067

    상기 식에서, Ar 및 R은 상기 정의된 바와 같다.
    <화학식 III>
    Figure pct00068
  9. (i) 페니실린 아미다제를 사용하는 생물촉매 반응을 수반하여 하기 화학식 (R)-III'의 γ-아릴-β-아미노 카르복실산을 제조하는 단계;
    <화학식 (R)-III'>
    Figure pct00069

    (상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴을 나타냄)
    (ii) 화학식 (R)-III'의 화합물을 고리화탈수시켜 하기 화학식 (R)-V의 β-락탐을 얻는 단계;
    <화학식 (R)-V>
    Figure pct00070

    (상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴을 나타냄)
    (iii) 화학식 (R)-V의 화합물을 촉매의 존재 하에 유기 용매 내에서 하기 화학식 VI의 화합물 또는 그의 염과 반응시키는 단계
    <화학식 VI>
    Figure pct00071

    (상기 식에서, Q는 N, CH, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴로 치환된 탄소를 나타내고, R'는 H, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴을 나타냄)
    를 포함하는, 하기 화학식 I의 글립틴 화합물 (DPP-4 억제제) 또는 그의 염의 제조 방법.
    <화학식 I>
    Figure pct00072

    상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴을 나타내고, Q는 N, CH, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴로 치환된 탄소를 나타내고, R'는 H, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴을 나타낸다.
  10. 라세미 형태로 존재하거나 또는 (R)- 또는 (S)-형태가 거울상이성질체적으로 풍부화된 화학식 II의 화합물.
    <화학식 II>
    Figure pct00073

    상기 식에서, R은 H 또는 C1-C4 알킬이고,
    W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴, 푸라닐 또는 티에닐을 나타내고, Y는 독립적으로 수소, 히드록시, 아미노, 클로로, 브로모 또는 메틸을 나타내거나, 또는
    W는 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴옥시, 또는 C5-C12-헤테로사이클 또는 -헤테로아릴을 나타내고, Y는 수소이다.
  11. 제10항에 있어서, W가 페닐이고, Y가 H인 화합물.
  12. 화학식 IIa의 4-(2,4,5-트리플루오로페닐)-3-페닐아세틸아미노부티르산, 바람직하게는 하기 화학식 (R)-IIa의 거울상이성질체적으로 풍부화된, 보다 바람직하게는 거울상이성질체적으로 순수한 형태 또는 하기 화학식 (S)-IIa의 거울상이성질체적으로 풍부화된, 보다 바람직하게는 거울상이성질체적으로 순수한 형태.
    <화학식 IIa>
    Figure pct00074

    <화학식 (R)-IIa>
    Figure pct00075

    <화학식 (S)-IIa>
    Figure pct00076
  13. 글립틴 화합물의 제조를 위한 방법에 있어서 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 화합물의 용도.
  14. 제7항 또는 제9항에 따른 방법을 수행하여 하기 화학식 I의 글립틴 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 제조하는 단계,
    제조된 화학식 I의 글립틴 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 적어도 하나의 제약상 허용되는 부형제 또는 담체와 혼합하여 제약 조성물을 얻는 단계
    를 포함하는, 화학식 I의 글립틴 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염을 포함하는 제약 조성물의 제조 방법.
    <화학식 I>
    Figure pct00077

    상기 식에서, Ar은 비치환 또는 치환된 C6-C12-아릴을 나타내고, Q는 N, CH, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴로 치환된 탄소를 나타내고, R'는 H, 또는 비치환 또는 치환된 C1-C6-알킬, C6-C12-아릴 또는 C7-C12-알킬아릴을 나타낸다.
  15. 제14항에 있어서, 상기 글립틴 화합물 또는 그의 제약상 허용되는 염이 동일한 제약 조성물 또는 또 다른 제약 조성물 내에서 또 다른 제약상 활성 성분과 조합되고, 상기 또 다른 제약상 활성 성분이 인슐린 감작제, 인슐린, 인슐린 모방체, 술포닐우레아, (α-글루코시다제 억제제, 글루카곤 수용체 길항제, GLP-1, GLP-1 유사체, GLP-1 모방체, GLP-1 수용체 효능제, GIP, GIP 모방체, PACAP, PACAP 모방체, PACAP 수용체 효능제, 콜레스테롤 저하제, PPAR-δ 효능제, 항비만 화합물, 회장 담즙산 수송체 억제제, 염증성 상태에 사용하도록 의도된 작용제, 항고혈압제, 글루코키나제 활성화제 (GKA), 11(-히드록시스테로이드 데히드로게나제 유형 1의 억제제, 콜레스테릴 에스테르 전달 단백질 (CETP)의 억제제, 및 프룩토스 1,6-비스포스포타제의 억제제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 방법.
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