TW201902569A - 環狀有機化合物的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係以提供可達成優異的雜質的抑制效果(品質提升)、反應釜尺寸的減少、連續生產等，使用CSTR(Continuous stirred tank reactor，連續槽型反應器)製造環狀有機化合物的方法為課題。本發明者們，藉由嘗試以往於環狀化合物的環化反應不使用之使用CSTR的環化反應的檢討，與以往的環化法比較，發現可達成優異的雜質的抑制效果(品質提升)、反應釜尺寸的減少、連續生產等。進一步地，藉由將以往主要用於精細化學的廠級模擬方法應用於本發明的環化反應，實驗性地預測環化反應的反應速度，發現經由設定於使用CSTR的環化反應的流量(滯留時間)、前驅物、環狀有機化合物的濃度、對該條件賦予影響的環化反應溫度等，在環肽及雜環化合物的製造中可有效率地達成上述改善效果。

Description

環狀有機化合物的製造方法
本發明係關於使用連續槽型反應器之大環狀有機化合物的合成方法。
大環狀有機化合物(環狀化合物)，指稱包含雜環式化合物類(非專利文獻1、專利文獻1)、肽化合物類(專利文獻2)的化合物。大環狀化合物，作為具有生理活性的天然、非天然化合物而使用於醫藥品等，製藥業界中為了該等醫藥品的供給，製造環狀化合物為重要的使命。因此，為了製造該等環狀化合物，不可避免需經過環化步驟。化合物的環化反應，指稱1分子利用分子內的2個以上的反應點反應而形成環狀構造的反應。鍵結樣式雖有各種各樣，例如已知經由醯胺鍵結、酯鍵結、醚鍵結、硫醚鍵結、雙硫鍵結等，各種各樣鍵結的環化反應(非專利文獻2、3，專利文獻3、4)。
已知環化反應為當濃度變高時，分子內反應與分子間反應產生競合，經由分子間反應而生成2聚體或其以上的聚合化合物。一般的聚合物合成中，雖可維持比較高的濃度，利用單一分子的環化反應為目的時，為了抑制經由分子間反應的聚合物生成，反應係於稀釋條件下進行(非專利文獻4，專利文獻1、5、6、7)。所以，每1批次的最大生產量受到反應釜尺寸的限制。再者，為了模擬性作出稀釋條件，已知將反應基質區分成小部分分別滴下至反應條件的溶液的手法(逆滴下)，或於反應使用經擔載於固相的基質的手法(樹脂上(on-resin)環化)等(非專利文獻5，專利文獻8、9)。經由該等手法，雖可迴避稀釋條件而獲得目的之環狀化合物，該等手法亦因為反應釜的尺寸及反應基質的性質，而使製造時的製造量受到限制。
CSTR(連續式攪拌槽反應器、連續槽型反應器、或混合流反應器)，係指將槽型反應器連續地操作時的反應器，與槽型反應器批次操作的批次反應器一起廣泛使用於液相反應、氣相反應、不均一反應的反應器(非專利文獻6)。理想地，槽型反應器經由攪拌使器內的反應流體充分地混合，溫度與濃度於槽內成為固定，使反應器內的濃度•溫度排出於槽外(混合流式)。再者，將管型反應器以單一或複數個管平行配置的反應裝置中，於管軸的方向產生濃度分布(塞流式)。CSTR與管型反應器，一起作為流反應器為適合於連續生產的反應器。CSTR於精細化學中為一般的反應器，已知於高分子化合物的聚合調控(專利文獻10)、酵素反應(專利文獻11)等的利用。再者，已知活用CSTR的連續操作性，與一般已知的其他的連續操作手法組合，例如連續的液液分離、晶析等(非專利文獻7)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1: WO2008/105526 專利文獻2: WO2013/100132 專利文獻3: WO2014/151634 專利文獻4: WO2014/134922 專利文獻5: WO2013/167703 專利文獻6: WO2006/038088 專利文獻7: WO2010052559 專利文獻8: WO1995/09142 專利文獻9: WO2006/025859 專利文獻10: WO2007/011459 專利文獻11: WO2013/156600
非專利文獻1: Design and synthesis of novel macrocyclic 2-amino-6-aryl pyrimidine Hsp90 inhibitors, A. Suda et al., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2012, 22, 1136-1141. 非專利文獻2: Cyclodepipetides: A rich source of biologically active compounds for drug research. J. Scherkenbeck et al., Molecules, 20104, 19(8), 12368. 非專利文獻3: Cyclic polymers by ring-closure strategiesm P. Gerbaux and O. Coulembier et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 13944. 非專利文獻4: Macrocycles: lesson from the distint pst, recent developments, and future directions, A. K. Yudin, Chem. Sci., 2015, 6, 30. 非專利文獻5: An improved method for the solution cyclization of peptides under pseudo-high dilution condition’s, Norbert Sewald et al., Journal of Niotechnology 112(2004) 73-77. 非專利文獻6: 1. 反應工學(改訂版)，橋本健治，培風館，2. Chemical reaction engineering (third edition), Octave Levenspiel, Wiley 非專利文獻7: Development of a Continuous Schotten-Baumann Route to an Acyl Sulfonamide., Timothy D. White et al., Org. Process Res. Dev., 2012 16(5), 939.
[發明欲解決的課題]
精細化學領域中利用於大量生產的連續式反應器，至今尚未應用於醫藥領域中環狀有機化合物(包含雜環化合物)，特別是環肽醫藥的環化反應。關於其背景，咸信有各種各樣的理由，例如，可列舉市售的環肽醫藥多數為高活性者，缺乏大量生產的必要性等。 作為連續式反應器，雖已知連續槽型反應器(CSTR)及管型反應器，管型反應器於反應器的原理上、入口•出口的基質及生成物的濃度不同。管型反應器的情況，為了抑制雜環式化合物及肽化合物等環化時的分子間反應，必須通液比較稀薄的溶液，而大量的有機溶劑成為必要。另一方面，CSTR的情況，能夠調控反應容器內的環化前驅物及環化生成物的濃度分布成為均一的，本發明者們著眼於可經由調整滯留時間等而保持反應容器內的環化前驅物的濃度為稀薄的且減低使用溶劑量的點。 本發明係有鑑於上述狀況者，本發明的目的之一，係提供與以往的環化手法相比較，可達成優異的雜質抑制效果(品質提升，例如分子間的環化反應的抑制等)、反應釜尺寸的減少、連續生產等，使用CSTR的環狀有機化合物的製造方法。 [用於解決課題的手段]
本發明者們，為了解決上述課題，藉由使用以往環狀化合物的環化反應中不使用的CSTR(連續式攪拌槽反應器、連續槽型反應器)，嘗試環化反應的檢討，發現與以往的環化反應相比較，可達成優異的雜質抑制效果(品質提升)、反應釜尺寸的減少、連續生產等，而完成本發明。 進一步地，本發明者們發現，藉由將以往主要用於精細化學的工廠等級的模擬方法應用於本發明的環化反應，實驗性地預測環化反應的反應速度，經由於使用CSTR的環化反應中的流量(滯留時間)、前驅物、環狀有機化合物的濃度、對於該條件賦予影響的環化反應的溫度等的設定，於環肽及雜環化合物的製造中，可達成有效率地上述改善效果。
本發明為基於該等發現者，具體地提供以下[1]至[15]。 [1] 一種製造環狀有機化合物的方法，前述方法包含將環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中環化的環化反應步驟。 [2] 如[1]記載的方法，前述環狀有機化合物為天然胺基酸及/或胺基酸類似物所構成，具有環狀部的肽化合物。 [3] 如[1]或[2]記載的方法，前述具有環狀部的肽化合物為包含由4至14個天然胺基酸及/或胺基酸類似物殘基所成之環狀部，且天然胺基酸及胺基酸類似物殘基的總數為7至20。 [4] 如[3]記載的方法，前述環狀有機化合物為具有以下的(i)及(ii)的特徵: (i) 包含至少2個N取代胺基酸，包含至少1個N未取代胺基酸，及 (ii) ClogP值為6以上。 [5] 如[1]至[4]中任一項記載的方法，前述環化反應為經由以下(i)至(vii)所組成群組中選擇至少1種以上的鍵結的分子內環化反應: (i) 醯胺鍵結 (ii) 雙硫鍵結 (iii) 醚鍵結 (iv) 硫醚鍵結 (v) 酯鍵結 (vi) 硫酯鍵結 (vii) 碳-碳鍵結。 [6] 如[1]或[2]記載的方法，前述環狀有機化合物為下述通式(I)所示化合物。[式中，X表示CH或N；R1表示氫原子、鹵素原子、氰基、C1-6烷基、C1-4鹵烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C1-6烷氧基或C1-6烷硫基；R2表示氫原子、鹵素原子、C1-6烷基、C2-6烯基或C2-6炔基，或R2及R3一起形成環；R3表示氫原子、鹵素原子、氰基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基或C1-6烷氧基，或R2及R3一起形成環；R4表示氫原子、鹵素原子、C1-6烷基、C2-6烯基或C2-6炔基；R5、R6、R7各自獨立地表示可具有取代基的C1-6伸烷基、C2-6伸烯基、C2-6伸炔基、C3-10伸環烷基、C3-10伸環烯基、C6-12伸芳基、-3至12員單環雜環-；L1、L2、L3各自獨立地表示單鍵、-CONR8-、-NR8CO-、-NR8-、-O-、-SO2 NR8-、-NR8SO2 -、-COO-、-NR8CONR8'-、-NR8COO-、或-OCONR8-；R8、R8’各自獨立的表示氫原子或可具有取代基的C1-6烷基。] [7] 如[1]至[6]中任一項記載的方法，環化反應係使用基於關於該環化反應的預備試驗的結果所取得的條件，以工業化規模進行。 [8] 如[7]記載的方法，前述條件係藉由包含以下(i)至(v)的步驟所取得: (i) 預備試驗中，關於前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副生成物所組成群組中選擇至少1者，取得於複數個溫度中之經時的濃度變化數據的步驟， (ii) 使用步驟(i)中所取得的濃度變化數據及關於環化反應的反應速度式，求出反應速度常數kn 的步驟， (iii) 使用步驟(i)中所使用的溫度、步驟(ii)中所求出的反應速度常數kn 及下述式(II)，求出頻率因子An 及活化能En 的步驟，(iv) 使用步驟(iii)求出的前述頻率因子An 、及前述活化能En 、前述式(II)、以及前述反應速度式，求出CSTR中環化用的溫度之反應速度常數kn 的步驟，以及 (v) 使用步驟(iv)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度， C: 濃度)。 [9] 如[8]記載的方法，前述環化反應的基本反應係以下述式(IV)表示，反應速度常數k1 、k2 、k3 係使用下述式(V)至(IX)之任一者求出，:(式中，各參數表示TM: 環狀有機化合物，SM: 環化前驅物，ACT: 活性化劑，IM: 中間體，Dimer: 二聚物，C: 濃度(M))。 [10] 如[8]記載的方法，前述環化反應的基本反應係以下述式(X)表示反應速度常數k1 、k2 係使用下述式(XI)至(XIII)之任一者求出:(式中，各參數表示r: 反應速度，TM: 目的物，SM: 環化前驅物(=中間體)，ACT: 活性化劑，Dimer: 二聚物，C: 濃度(M))。 [11] 如[7]至[10]中任一項記載的方法，前述條件係由連續槽型反應器的流量、環化前驅物的濃度、及環狀有機化合物的濃度所組成群組中選擇。 [12] 一種促進環化前驅物的分子內環化的方法，包含將前述環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)環化的步驟。 [13] 包含以下(i)至(v)的步驟，取得環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中以工業化規模環化用的條件的方法: (i) 預備試驗中，關於由前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少一者，取得複數個溫度的經時的濃度變化數據的步驟。 (ii) 使用步驟(i)中所取得的濃度變化數據及環化反應相關的反應速度式，求出反應速度常數kn 的步驟， (iii) 使用步驟(i)中所使用的溫度、步驟(ii)中所求出的反應速度常數kn 及下述式(II)，求出頻率因子An 及活化能En 的步驟，(iv) 使用步驟(iii)求出的前述頻率因子An 、及前述活化能En 、前述式(II)、以及前述反應速度式，求出CSTR中環化用的溫度之反應速度常數kn 的步驟，以及 (v) 使用步驟(iv)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。 [14] 一種於計算機實行的程式，是用於取得用於將環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中以工業化規模環化的條件: (i) 使用預備試驗中中所取得的，關於由前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少一者的複數個溫度的經時的濃度變化數據，及關於環化反應的反應速度式，求出反應速度常數kn 的步驟， (ii) 使用步驟(i)中所使用的溫度、步驟(i)中所求出的反應速度常數kn 及下述式(II)，求出頻率因子An 及活化能En 的步驟，(iii) 使用步驟(ii)求出的前述頻率因子An 、及前述活化能En 、前述式(II)、以及前述反應速度式，求出CSTR中環化用的溫度之反應速度常數kn 的步驟，以及 (iv) 使用步驟(iii)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。 [15] 一種系統，用於取得用於將環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中以工業化規模環化的條件的系統，係具備以下(i)至(iv)手段: (i) 預備試驗中所取得，關於由前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少一者之複數個溫度的經時的濃度變化數據，及使用關於環化反應的反應速度式，求出反應速度常數kn 的手段， (ii) 使用步驟(i)中所使用的溫度、步驟(i)中所求出的反應速度常數kn 及下述式(II)，求出頻率因子An 及活化能En 的手段，(iii) 使用步驟(ii)求出的前述頻率因子An 、及前述活化能En 、前述式(II)、以及前述反應速度式，求出CSTR中環化用的溫度之反應速度常數kn 的手段，以及 (iv) 使用步驟(iii)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的手段(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。
進一步地，亦提供以下的發明。 [2-1] 一種抑制環化前驅物的分子間反應的方法，包含將環狀有機化合物的前述環狀前驅物於至少1台的連續槽型反應器環化的步驟。 [2-2] 一種連續槽型反應器的使用，用於將環狀有機化合物的環狀前驅物於至少1台的連續槽型反應器使其分子內環化。 [2-3] 如[7]記載的方法，前述條件係藉由包含以下(i)至(iii)的步驟而取得: (i)預備試驗中，關於由前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少一者，取得1個溫度的經時的濃度變化數據的步驟， (ii) 使用步驟(i)中所取得之濃度變化數據及關於環化反應的反應速度式，求出反應速度常數kn 的步驟， (iii) 使用步驟(ii)中所求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。 [2-4] 包含以下(i)至(iii)的步驟，取得環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中以工業化規模環化用的條件的方法: (i) 預備試驗中，取得關於由前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少一者，1個溫度的經時的濃度變化數據的步驟， (ii) 使用步驟(i)中所取得之濃度變化數據及關於環化反應的反應速度式，求出反應速度常數kn 的步驟， (iii) 使用步驟(ii)中所求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟(式中，表示rn: 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。 [2-5] 一種於計算機實行用的程式，用於取得用於將環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中以工業化規模環化的條件: (i) 預備試驗中所取得之關於由前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少一者，1個溫度的經時的濃度變化數據的步驟，及使用關於環化反應的反應速度式，求出反應速度常數kn 的步驟， (ii) 使用步驟(i)中所求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。 [2-6] 一種用於取得環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中以工業化規模環化用的條件的系統，係具備以下(i)及(ii)手段: (i) 預備試驗中所取得之關於由前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少一者，1個溫度的經時的濃度變化數據的步驟，及使用關於環化反應的反應速度式，求出反應速度常數kn 的步驟， (ii) 使用步驟(i)中所求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟(式中，表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。 [發明的效果]
本發明中提供，藉由使用CSTR進行環化反應，與以往的環化法比較，能夠達成優異的雜質抑制效果、反應釜的尺寸減少、連續生產等之環狀有機化合物的製造方法。進一步地，本發明中提供，藉由將模擬方法應用於環化反應的條件設定，能夠更有效率地達成上述改良效果之製造方法。
＜取代基等的定義＞ 本說明書中「烷基」，係由脂肪族烴除去任意的1個氫原子所衍生的1價基，骨架中不含有雜原子或不飽和的碳-碳鍵結，具有含氫原子及碳原子的烴自由基或烴基構造的部分集合。碳鏈的長度n為1至20個的範圍，較佳為C2-C10烷基。作為烷基，例如，可列舉「C1~C6烷基」，具體地可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、異丙基、第三丁基、第二丁基、1-甲基丙基、1, 1-二甲基丙基、2, 2-二甲基丙基、1, 2-二甲基丙基、1, 1, 2-三甲基丙基、1, 2, 2-三甲基丙基、1, 1, 2, 2-四甲基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1, 1-二甲基丁基、1, 2-二甲基丁基、1, 1-二甲基丁基、1, 2-二甲基丁基、1, 3-二甲基丁基、2, 2-二甲基丁基、2, 3-二甲基丁基、3, 3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、異戊基、新戊基等。
本說明書中「烯基」，係具有至少1個雙鍵(2個鄰接的SP2碳原子)的1價基。藉由雙鍵及取代基(當存在時)的配置，雙鍵的幾何學形態可為反側(entgegen)(E)或同側(zusammen)(Z)，順式或反式配置。作為烯基，可列舉直鏈狀或分支鏈狀者，包含含有內部烯烴的直鏈。可列舉較佳為C2-C10烯基，更佳為C2-C6烯基。 作為該等烯基，具體而言，例如可列舉乙烯基、烯丙基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基(包含順式、反式)、3-丁烯基、戊烯基、己烯基等。
本說明書中「炔基」，係具有至少1個參鍵(2個鄰接SP碳原子)的1價基。可列舉直鏈狀或分支鏈狀的炔基，包含內部炔基。可列舉較佳C2-C10炔基，更佳為C2-C6炔基。 作為炔基具體地，例如，可列舉乙炔基、1-丙炔基、炔丙基、3-丁炔基、戊炔基、己炔基、3-苯基-2-丙炔基、3-(2’-氟苯基)-2-丙炔基、2-羥基-2-丙炔基、3-(3-氟苯基)-2-丙炔基、3-甲基-(5-苯基)-4-戊炔基等。
本說明書中「環烷基」，意指飽和或部分飽和的環狀1價脂肪族烴基，包含單環、雙環、螺環。可列舉較佳為C3-C10環烷基。作為環烷基具體地，例如，可列舉環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、雙環[2.2.1]庚基等。
本說明書中「芳基」意指1價的芳香族烴環，可列舉較佳為C6-C10芳基。作為芳基具體地，例如，可列舉苯基、萘基(例如，1-萘基、2-萘基)等。
本說明書中「雜芳基」，意指構成環的原子中較佳含有1至5個雜原子的芳香族性環的1價基，亦可為部分飽和。環可為單環，或2個的縮合環(例如，苯或單環雜芳基縮合的2環式雜芳基)。構成環的原子數較佳為5至10(5員至10員雜芳基)。 作為雜芳基具體地，例如，可列舉呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、噻唑基、異噻唑基、㗁唑基、異㗁唑基、㗁二唑基、硫雜二唑基、三唑基、四唑基、啶基(pyridyl)、嘧啶基、嗒基、吡嗪基、三嗪基、苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并硫雜二唑基、苯并噻唑基、苯并㗁唑基、苯并㗁二唑基、苯并咪唑基、吲哚基、異吲哚基、吲唑基、喹啉基、異喹啉基、㖕啉基、喹唑啉基、喹㗁啉基、苯并二氧雜環戊烷基、吲哚嗪基(indolizinyl)、咪唑并吡啶基等。
本說明書中「芳基烷基(芳烷基)」，為同時包含芳基及烷基的基，例如，前述烷基的至少一個氫原子以芳基取代的基，較佳地，可列舉「C5~C10芳基C1-C6烷基」。例如，可列舉苯甲基等。
本說明書中「伸芳基」，意指由前述芳基進一步地除去1個任意的氫原子所衍生之2價基。伸芳基，可為單環亦可為縮合環。構成環的原子數雖無特別限定，較佳為6至10 (C6~10伸芳基)。作為伸芳基具體地，例如，可列舉伸苯基、伸萘基等。
本說明書中「伸雜芳基」，意指由前述雜芳基進一步除去1個任意的氫原子所衍生的2價基。伸雜芳基，可為單環亦可為縮合環。構成環的原子數雖無特別限定，較佳為5至10 (5員至10員伸雜芳基)。作為伸雜芳基具體地，例如，可列舉吡咯二基、咪唑二基、吡唑二基、吡啶二基、嗒二基、嘧啶二基、吡嗪二基、三唑二基、三嗪二基、異㗁唑二基、㗁唑二基、㗁二唑二基、異噻唑二基、噻唑二基、硫雜二唑二基、呋喃二基及噻吩二基等。
本說明書中，構成肽的「胺基酸」，可為「天然胺基酸」亦可為「胺基酸類似物」。「胺基酸」、「天然胺基酸」、「胺基酸類似物」有各自稱為「胺基酸殘基」、「天然胺基酸殘基」、「胺基酸類似物殘基」之情況。
「天然胺基酸」為α-胺基羧酸(α-胺基酸)，意指蛋白質所包含的20種胺基酸。具體地，意指Gly、Ala、Ser、Thr、Val、Leu、Ile、Phe、Tyr、Trp、His、Glu、Asp、Gln、Asn、Cys、Met、Lys、Arg、Pro。
「胺基酸類似物」，無特別限定，包含β-胺基酸、γ-胺基酸、D型胺基酸、N取代胺基酸、α,α-二取代胺基酸、羥基羧酸、非天然型胺基酸(側鏈與天然不同的胺基酸；例如，非天然型α-胺基酸、β胺基酸、γ-胺基酸)。α-胺基酸的情況，可為D型胺基酸，亦可為α,α-二烷基胺基酸。β-胺基酸、γ-胺基酸的情況，與α-胺基酸同樣地，容許任意的立體配置。胺基酸類似物的側鏈(主鏈亞甲基)無特別限制，除了氫原子以外例如可具有烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、環烷基。各自亦可具有1個以上的取代基，該等取代基例如，可由包含鹵素原子、N原子、O原子、S原子、B原子、Si原子、P原子的任意官能基中選擇。例如，本說明書中「取代基可具有鹵素的C1~C6烷基」，意指經以1個以上的鹵素原子取代的「C1~C6烷基」，具體地，例如可列舉三氟甲基、二氟甲基、氟甲基、五氟乙基、四氟乙基、三氟乙基、二氟乙基、氟乙基、三氯甲基、二氯甲基、氯甲基、五氯乙基、四氯乙基、三氯乙基、二氯乙基、氯乙基等。再者，例如「可具有取代基的C5~C10芳基C1-C6烷基」，意指「C5~C10芳基C1-C6烷基」的芳基及/或烷基的至少一個氫原子，經取代基取代之基。進一步地，該等「具有2個以上取代基的情況」，包含例如，具有含S原子的官能基，進一步地該官能基具有胺基或鹵素等的官能基。例如，作為胺基酸類似物的側鏈的一例，可列舉具有聚乙二醇構造的側鏈。
胺基酸類似物的主鏈胺基，可為未取代(NH2 基)，亦可為取代(亦即，NHR基；R表示可具有取代基的烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、環烷基，或可如脯胺酸般地鍵結於N原子的碳鏈與α位的碳原子形成環。該取代基，與側鏈的取代基同樣地，例如，可列舉鹵素、氧基、羥基等)。進一步地，該等取代基的定義中的「烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、環烷基」，準用前述該等官能基的定義。例如，本說明書中「烷氧基」，意指羥基的氫原子經前述烷基取代之基，例如可列舉較佳之例為「C1-C6烷氧基」。
作為源自鹵素的取代基，可列舉氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)、碘基(-I)等。
作為源自O原子的取代基，可列舉羥基(-OH)、氧基(-OR)、羰基(-C=O-R)、羧基(-CO2 H)、氧羰基(-C=O-OR)、羰氧基(-O-C=O-R)、硫基羰基(-C=O-SR)、羰基硫基(-S-C=O-R)、胺基羰基(-C=O-NHR)、羰基胺基(-NH-C=O-R)、氧基羰基胺基(-NH-C=O-OR)、磺醯基胺基(-NH-SO2 -R)、胺基磺醯基(-SO2 -NHR)、胺磺醯基胺基(-NH-SO2 -NHR)、硫基羧基(-C(=O)-SH)、羧基羰基(-C(=O)-CO2 H)。
作為氧基(-OR)之例，可列舉烷氧基、環烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、雜芳氧基、芳烷氧基等。
作為羰基(-C=O-R)之例，可列舉甲醯基(-C=O-H)、烷基羰基、環烷基羰基、烯基羰基、炔基羰基、芳基羰基、雜芳基羰基、芳烷基羰基等。
作為氧基羰基(-C=O-OR)之例，可列舉烷基氧基羰基、環烷基氧基羰基、烯基氧基羰基、炔基氧基羰基、芳基氧基羰基、雜芳基氧基羰基、芳烷基氧基羰基等。
作為羰基氧基(-O-C=O-R)之例，可列舉烷基羰基氧基、環烷基羰基氧基、烯基羰基氧基、炔基羰基氧基、芳基羰基氧基、雜芳基羰基氧基、芳烷基羰基氧基等。
作為硫基羰基(-C=O-SR)之例，可列舉烷基硫基羰基、環烷基硫基羰基、烯基硫基羰基、炔基硫基羰基、芳基硫基羰基、雜芳基硫基羰基、芳烷基硫基羰基等。
作為羰基硫基(-S-C=O-R)之例，可列舉烷基羰基硫基、環烷基羰基硫基、烯基羰基硫基、炔基羰基硫基、芳基羰基硫基、雜芳基羰基硫基、芳烷基羰基硫基等。
作為胺基羰基 (-C=O-NHR)之例，可列舉烷基胺基羰基、環烷基胺基羰基、烯基胺基羰基、炔基胺基羰基、芳基胺基羰基、雜芳基胺基羰基、芳烷基胺基羰基等。該等之外，可列舉與-C=O-NHR中的N原子鍵結的H原子，經烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基進一步取代的化合物。
作為羰基胺基(-NH-C=O-R)之例，可列舉烷基羰基胺基、環烷基羰基胺基、烯基羰基胺基、炔基羰基胺基、芳基羰基胺基、雜芳基羰基胺基、芳烷基羰基胺基等。該等之外，可列舉與-NH-C=O-R中的N原子鍵結的H原子，經烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基進一步取代的化合物。
作為氧基羰基胺基(-NH-C=O-OR)之例，可列舉烷氧基羰基胺基、環烷氧基羰基胺基、烯基氧基羰基胺基、炔基氧基羰基胺基、芳基氧基羰基胺基、雜芳基氧基羰基胺基、芳烷基氧基羰基胺基等。該等之外，可列舉與-NH-C=O-OR中的N原子鍵結的H原子，經烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基進一步取代的化合物。
作為磺醯基胺基(-NH-SO2 -R)之例，可列舉烷基磺醯基胺基、環烷基磺醯基胺基、烯基磺醯基胺基、炔基磺醯基胺基、芳基磺醯基胺基、雜芳基磺醯基胺基、芳烷基磺醯基胺基等。該等之外，可列舉與-NH-SO2 -R中的N原子鍵結的H原子，經烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基進一步取代的化合物。
作為胺基磺醯基(-SO2 -NHR)之例，可列舉烷基胺基磺醯基、環烷基胺基磺醯基、烯基胺基磺醯基、炔基胺基磺醯基、芳基胺基磺醯基、雜芳基胺基磺醯基、芳烷基胺基磺醯基等。該等之外，可列舉與-SO2 -NHR中的N原子鍵結的H原子，經烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基進一步取代的化合物。
作為胺磺醯基胺基(-NH-SO2 -NHR)之例，可列舉烷基胺磺醯基胺基、環烷基胺磺醯基胺基、烯基胺磺醯基胺基、炔基胺磺醯基胺基、芳基胺磺醯基胺基、雜芳基胺磺醯基胺基、芳烷基胺磺醯基胺基等。進一步地，與-NH-SO2 -NHR中的N原子鍵結的2個H原子，可經由烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、及芳烷基所組成群組中獨立地選擇的取代基進一步取代，或該等的2個取代基可形成環。
作為源自S原子的取代基，可列舉硫醇基(-SH)、硫基(-S-R)、亞磺醯基(-S=O-R)、磺醯基(-S(O)2 -R)、磺酸基(-SO3 H)。
作為硫基(-S-R)之例，係自烷基硫基、環烷基硫基、烯基硫基、炔基硫基、芳基硫基、雜芳基硫基、芳烷基硫基等中選擇。
作為亞磺醯基(-S=O-R)之例，可列舉烷基亞磺醯基、環烷基亞磺醯基、烯基亞磺醯基、炔基亞磺醯基、芳基亞磺醯基、雜芳基亞磺醯基、芳烷基亞磺醯基等。
作為磺醯基(-S(O)2 -R)之例，可列舉烷基磺醯基、環烷基磺醯基、烯基磺醯基、炔基磺醯基、芳基磺醯基、雜芳基磺醯基、芳烷基磺醯基等。
作為源自N原子的取代基，可列舉疊氮(-N3 ，亦稱為「疊氮基」)、氰基(-CN)、1級胺基(-NH2 )、2級胺基(-NH-R)、3級胺基(-NR(R’))、甲脒基(-C(=NH)-NH2 )、取代甲脒基(-C(=NR)-NR’R”)、胍基(-NH-C(=NH)-NH2 )、取代胍基(-NR-C(=NR’”)-NR’R”)、胺基羰基胺基(-NR-CO-NR’R”)。
作為2級胺基(-NH-R)之例，可列舉烷基胺基、環烷基胺基、烯基胺基、炔基胺基、芳基胺基、雜芳基胺基、芳烷基胺基等。
作為3級胺基(-NR(R’))之例，例如可列舉烷基(芳烷基)胺基等，具有自烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基等之中各自獨立地選擇之任意的2個取代基的胺基，該等任意的2個取代基亦可形成環。
作為取代甲脒基(-C(=NR)-NR’R”)之例，為N原子上的3個取代基R、R’、及R”係自烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基之中各自獨立地選擇之基，例如可列舉烷基(芳烷基)(芳基)甲脒基等。
作為取代胍基(-NR-C(=NR’”)-NR’R”)之例，可列舉R、R’、R”及R’” 係自烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基之中各自獨立地選擇之基，或該等形成環之基等。
作為胺基羰基胺基(-NR-CO-NR’R”)之例，可列舉R、R’、及R”係自氫原子、烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基之中各自獨立地選擇之基，或該等形成環之基等。
作為源自B原子的取代基，可列舉硼取代基(boryl)(-BR(R’) )及二氧基硼取代基基(-B(OR)(OR’))等。該等2個取代基R及R’係自烷基、環烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、芳烷基等之中各自獨立地選擇，或該等亦可形成環。
本發明中，構成「胺基酸」之至少1個原子，亦可為原子序(質子數)相同，質量數(質子數與中子數之和)不同的原子(同位素)。作為「胺基酸」所包含之同位素之例，有氫原子、碳原子、氮原子、氧原子、磷原子、硫原子、氟原子、氯原子等，各自包含2 H、3 H、13 C、14 C、15 N、17 O、18 O、31 P、32 P、35 S、18 F、36 Cl等。
本發明中可利用的胺基酸類似物雖例示於以下，但不限定為該等。該等胺基酸類似物的多數是側鏈經保護或無保護，能夠以胺部位是經保護或無保護的狀態購入。無法購入者，可藉由已知的方法合成。
作為胺基酸類似物，可使用以下的N-Me胺基酸。N-甲基丙胺酸、N-甲基甘胺酸、N-甲基苯丙胺酸、N-甲基酪胺酸、N-甲基-3-氯苯丙胺酸、N-甲基-4-氯苯丙胺酸、N-甲基-4-甲氧基苯丙胺酸、N-甲基-4-噻唑基丙胺酸、N-甲基組胺酸、N-甲基絲胺酸、N-甲基天冬胺酸。
作為胺基酸類似物，亦可使用以下的N-烷基胺基酸。
作為胺基酸類似物，亦可使用以下的D型胺基酸。
作為胺基酸類似物，亦可使用以下的α,α-二烷基胺基酸。
作為胺基酸類似物亦可使用以下的胺基酸。
作為非限定的一態樣，本發明為製造環狀有機化合物的方法，提供包含環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器中環化的環化反應步驟的前述方法。 再者，非限定的一態樣中，本發明提供包含環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台以上的連續槽型反應器中環化的步驟之促進前述環化前驅物的分子內環化的方法。 再者，非限定的一態樣中，本發明提供包含環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台以上的連續槽型反應器中環化的步驟之抑制前述環化前驅物的分子間反應的方法。 再者，非限定的一態樣中，本發明提供環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台以上的連續槽型反應器中使其分子內環化用之連續槽型反應器的使用。
本發明的用語，「環狀有機化合物」意指具有環狀部的有機化合物。本發明中「環狀有機化合物」只要具有該等特徵者即可，並不特別限定，例如，可列舉包含天然物、糖鏈、肽、包含核酸醫藥的中分子化合物(例如，分子量500至6000左右)、低分子化合物(例如，分子量約500左右)，較佳可列舉具有環狀部的肽化合物。 例如，使用所屬技術領域中具有通常知識者習知的技術之MS或SDS-PAGE等，藉由測定根據本發明的方法所製造之該化合物的分子量，可評估是否製造所期望的環狀有機化合物。
本發明的用語，「環化前驅物」意指對於經環化步驟所製造之本發明的環狀有機化合物，經該環化步驟前的非環狀有機化合物(前驅物)。雖不限定為該等，對於該環狀有機化合物，該環化前驅物的化學構造，除了關於環化反應的構造部分，較佳具有相同的化學構造。關於前述環化反應的構造部分，包含可於鍵結反應後使其脫離，用於環化反應的反應輔助基般的構造。 例如，環化前驅物為低分子有機化合物的情況，藉由使用所屬技術領域中具有通常知識者習知的技術之有機合成法，可製作環化前驅物。另一方面，環化前驅物為肽化合物的情況，除了上述有機合成法，亦可使用無細胞轉譯系的肽合成及使編碼該肽的基因於適當的宿主細胞表現而取得。
非限定的一態樣中，本發明之環化反應係由以下(i)至(vii)所組成群組中選擇1種以上的鍵結所成之分子內環化反應。 (i) 醯胺鍵結 (ii) 雙硫鍵結 (iii)醚鍵結 (iv) 硫醚鍵結 (v) 酯鍵結 (vi) 硫酯鍵結 (vii) 碳-碳鍵結 例如，上述態樣中分子內環化，係2個胺基酸可藉由雙硫鍵結、醯胺鍵結、肽鍵結、烷基鍵結、烯基鍵結、酯集合、硫酯鍵結、醚鍵結、硫醚鍵結、磷酸酯醚鍵結、偶氮鍵結、C=N-C鍵結、醯胺鍵結、內醯胺橋聯、胺甲醯基鍵結、脲鍵結、硫脲鍵結、胺鍵結、硫醯胺鍵結、亞磺醯基鍵結、磺醯基鍵結等鍵結而形成，分子內環化反應使用的鍵結種類不限定於該等。 雖不限定為該等，上述態樣中的分子內環化，較佳係經由醯胺鍵結、碳-碳鍵結形成反應、S-S鍵結、硫醚鍵結、三唑鍵結、苯并㗁唑鍵結等共價鍵結而環化(WO 2013/100132, WO2012/026566, WO2012/033154, WO2012/074130, WO2015/030014, WO2018/052002, Comb Chem High Throughput Screen. 2010; 13: 75-87, Nature Chem. Bio. 2009, 5 502, Nat Chem Biol, 2009, 5, 888-90, Bioconjugate Chem., 2007, 18, 469-476, ChemBioChem, 2009, 10, 787-798, Chemical Communications (Cambridge, United Kingdom) (2011), 47(36), 9946-9958)。
本發明的環狀有機化合物所包含的具有環狀部的肽化合物，亦包含上述化合物進一步經化學修飾而得的化合物。 本發明的肽化合物亦可具有直鏈部。醯胺鍵結或酯鍵結的數(天然胺基酸或胺基酸類似物的數，長度)無特別限定，具有直鏈部的情況，環狀部及直鏈部合計為30殘基以內為佳。為了獲得較高的代謝安定性，總胺基酸數為6以上，或更佳為9以上。進一步地，除上述記載外，構成環狀部的天然胺基酸及胺基酸類似物的數更佳為4至14、4至13、5至13、5至12、6至12、7至12，再佳為7至11、8至11殘基。特佳為9至11殘基(10或11殘基)。直鏈部的胺基酸及胺基酸類似物的數較佳為0至8、0至7、0至6、0至5、0至4，更佳為0至3。天然胺基酸及胺基酸類似物的總數，較佳為6至30、6至25、6至20、7至20、7至19、7至18、7至17、7至16、7至15、8至14、9至13殘基。又，本申請中雖不特別限定，胺基酸包含天然胺基酸及胺基酸類似物。 再者，本文中，本說明書中之膜透過性及代謝安定性，意指肽化合物，至少為經口劑，或以細胞內蛋白、核酸、膜蛋白的細胞內區域或膜蛋白的膜貫通功能域為目標的情況，具有能夠作為醫藥品程度的膜透過性及代謝安定性。
本發明之具有環狀部的肽化合物的環狀部，只要形成環則無特別限定，例如，較佳為包含藉由可兼具膜透過性及代謝安定性的官能基形成環化部位的環狀部。 又，構造上的反應點接近的環化反應，例如吲哚的5員環構築或環氧化物的環氧乙烷環構築反應等中，由於分子內與分子間的環化反應的競合可能性低(主要進行分子內的環化反應)，推定將上述環化反應適用於本發明時的本發明的優位性並非是非常大者。
本說明書中「胺基酸的數」，為構成肽的胺基酸殘基(胺基酸單元)的數，意指切斷連結胺基酸的醯胺鍵結、酯鍵結、及環化部的鍵結時所產生的胺基酸單元的數。
本發明的用語，「槽型反應器」指稱裝設附有攪拌機，器內的反應流體充分地混合，濃度、溫度於器內各點可視為均一的反應器。將槽型反應器進行批次操作時，稱為「批次反應器」(Batch reactor)，進行連續操作時稱為「連續槽型反應器」(CSTR)(參照改訂六版 化學工學便覽 丸善股份有限公司 3.5 反應裝飾設計的基礎)。為了最大化生產性、生成物的特性及一般的製程效率性，亦使用單一的連續槽型反應器、複數個連續槽型反應器的並聯使用、及複數個連續槽型反應器串聯連結的串聯連續槽型反應器。送入於CSTR的反應原料成分直接使其混合進行反應，以與器內的濃度與溫度為均等的狀態排出器外。 作為非限定的一態樣，本發明中所使用的連續槽型反應器，相較於均一液相反應，亦可使用液液反應、氣液反應、氣液固觸媒反應等不均一反應。再者，根據目的的環化反應種類及生產規模，所屬技術領域中具有通常知識者可適宜選擇最適合的反應器尺寸。
作為非限定的一態樣，本發明之使用CSTR的環狀有機化合物的製造方法中，使反應器內成為恆定狀態為止的反應液可於另外的流體反應器(Flow reactor)或批次反應器中持續反應，或者以經由批次反應器的高度稀釋條件法或逆滴下法預先製作恆定狀態的反應槽實施CSTR。藉由此操作，極力防止反應原料未反應而直接排出於器外的可能性，可有效地利用全部的基質。
非限定的一態樣中，本發明之環狀有機化合物係由天然胺基酸、及/或胺基酸類似物所構成，具有環狀部的肽化合物，提供使用CSTR的環狀有機化合物的製造方法。雖不限定為該等，包含前述天然胺基酸及胺基酸類似物殘基數的合計為4至14所成之環狀部，天然胺基酸及胺基酸類似物殘基的總數較佳為7至20。進一步地，較佳為前述天然胺基酸及胺基酸類似物殘基數的合計為5至12、6至12、7至12、8至12、9至12所成之環狀部，較佳為天然胺基酸及胺基酸類似物殘基的總數為8至14、9至13、10至13、11至13。雖不特別限定，肽化合物中所含總胺基酸數，較佳為25以下、20以下、18以下、17以下、16以下、15以下、14以下、更佳為13以下(例如12、11、10、9)。
非限定的一態樣中，本發明之環狀有機化合物，具有以下(i)及(ii)的特徵。 (i) 至少包含2個N取代胺基酸，至少包含1個N未取代胺基酸，以及 (ii) ClogP值為6以上。 上述態樣中，本發明的環狀有機化合物較佳包含至少2個(較佳為2、3、4、5、6、7、8、9、10個，特佳為5、6或7個)N取代胺基酸，較佳包含至少1個、2個、3個、4個N未取代胺基酸。進一步地，ClogP值較佳為7以上、8以上、9以上。作為「N取代」可列舉鍵結於N原子的氫原子成為甲基、乙基、丙基、丁基、己基的取代等，但不限定為該等。作為N取代胺基酸，較佳可列舉天然胺基酸所包含的胺基經N-甲基化的胺基酸。包含肽具有化學修飾的胺基酸類似物的情況，考慮修正為化學修飾全部完成的形式的分子形(主鏈構造)，較佳為所形成分子的ClogP值(以計算機計算的分配係數。例如，可使用Daylight Chemical Information Systems, Inc.公司的Daylight Version 4.9計算)為3以上、4以上、5以上、6以上、7以上、8以上的化合物，較佳為20以下、19以下、18以下、17以下、16以下、15以下的化合物。
本發明中作為使用CSTR的環化反應的對象的化合物，雖不特別限定，分子量較佳為100以上、200以上、300以上、400以上、500以上、550以上、600以上、650以上、700以上、750以上、800以上、850以上、900以上、950以上、1000以上、1100以上、1200以上、1300以上、1400以上、1500以上、1600以上、1700以上、1800以上。作為分子量的上限，雖不特別限定，較佳分子量6000以下、分子量5000以下、分子量4000以下、3000以下、2500以下、2000以下。
代謝安定性，例如根據上述方法測定肝微粒體中的安定性時，肝固有的廓清(clearance)(CLh int(μL/min/mg protein)的值，為50以下，較佳為100以下、90以下、80以下、70以下、60以下，特佳為50以下、40以下、30以下的情況，能夠認為可獲得作為經口劑的醫藥品使用的代謝安定性。經由CYP3A4代謝的藥物的情況，為了迴避人類之小腸代謝的肝固有廓清較佳為78以下(非專利文獻: M. Kato et al., The intestinal first-pass metabolism of substances of CYP3A4 and P-glycoprotein-quantitative analysis based on information from the Literature. Drug Metab. Pharmacokinet. 2003, 18(6), 365-372)，為了在人類中顯示約30%以上的生物可利用性，更佳為35以下(FaFg=1，假定蛋白質鍵結率0%)。
進一步地，本發明中環狀有機化合物，亦可為難水溶性的化合物。例如，「難水溶性化合物」，意指較佳為對於20℃的離子交換水的溶解度為10 mg/mL以下、1 mg/mL以下，再佳為0.1 mg/mL以下、0.01 mg/mL以下、0.001 mg/mL以下的化合物者。
非限定的一態樣中，本發明的環化前驅物，可具有環化反應用的反應輔助基。本發明中，「反應輔助基」，是指為了在期望的位置選擇性地引起反應，導入所鍵結的官能基附近，對於該官能基的鍵結反應進行活性化的基，例如，用於使羰基與胺基反應，可於羰基與胺基側的任一者或二者導入反應輔助基。做為該等反應輔助基，例如，可列舉SH等。該等反應輔助基，可與鍵結反應同時，或在鍵結反應後使其脫離。
非限定的一態樣中，本發明的環狀有機化合物，係下述通式(I)表示的化合物。[式中，X表示CH或N；R1表示氫原子、鹵素原子、氰基、C1-6烷基、C1-4鹵烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C1-6烷氧基或C1-6烷硫基；R2表示氫原子、鹵素原子、C1-6烷基、C2-6烯基或C2-6炔基，或R2及R3一起形成環；R3表示氫原子、鹵素原子、氰基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基或C1-6烷氧基，或R2及R3一起形成環；R4表示氫原子、鹵素原子、C1-6烷基、C2-6烯基或C2-6炔基；R5、R6、R7各自獨立地表示亦可具有取代基的C1-6伸烷基、C2-6伸烯基、C2-6伸炔基、C3-10伸環烷基、C3-10伸環烯基、C6-12伸芳基、-3至12員單環雜環-；L1、L2、L3各自獨立地表示單鍵、-CONR8-、-NR8CO-、-NR8-、-O-、-SO2 NR8-、-NR8SO2 -、-COO-、-NR8CONR8'-、-NR8COO-、或-OCONR8-；R8、R8’各自獨立地表示氫原子或亦可具有取代基的C1-6烷基。]
僅針對上述通式(I)表示的化合物所使用的用語，於本段落中以如以下的方式定義。 「C1-6烷基」，意指直鏈或分支鏈的飽和一價C1-6烴基，例如，可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、異丙基、第二丁基、第三丁基、1-甲基丙基、1,1-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1,1,2,2-四甲基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、異戊基、新戊基等。
「C1-3烷基」，意指直鏈或分支鏈的飽和一價C1-3烴基，例如，可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基等。
「C1-4烷基」，意指直鏈或分支鏈的飽和一價C1-4烴基，例如，可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、第二丁基、第三丁基等。
「C1-4鹵烷基」，意指經1個以上的鹵素原子取代的「C1-4烷基」。較佳地，經1個以上的氟或氯取代的C1-2烷基，例如，可列舉三氟甲基、二氟甲基、氟甲基、五氟乙基、四氟乙基、三氟乙基、二氟乙基、氟乙基、三氯甲基、二氯甲基、氯甲基、五氯乙基、四氯乙基、三氯乙基、二氯乙基、氯乙基等。
「C2-6烯基」，意指具有至少1個雙鍵的C2-6烴基，例如，可列舉烯乙基(ethenyl)(乙烯基(vinyl))、1-丙烯基、2-丙烯基(烯丙基)、異丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基(3-butenyl)(烯丁基(homoallyl))、戊烯基、己烯基等。
「C2-6炔基」，意指具有至少1個參鍵的C2-6烴基，例如，可列舉乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、戊炔基、己炔基等。
「C1-6烷氧基」，意指-O-C1-6烷基，例如，可列舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、第二丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、3-甲基丁氧基、2-甲基丁氧基、1-甲基丁氧基、1-乙基丙氧基、己基氧基、4-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-甲基戊氧基、1-甲基戊氧基、3-乙基丁氧基、2-乙基丁氧基等。
「C1-4烷氧基」，意指-O-C1-4烷基，例如，可列舉甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、第二丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基等。
「C1-3烷氧C1-3烷氧基」，意指-O-C1-3烷基-O-C1-3烷基，例如，可列舉甲氧甲氧基、甲氧基乙氧基、乙氧基乙氧基等。
「C1-6烷硫基」，意指-S-C1-6烷基，例如，可列舉甲硫基、乙硫基、丙硫基、異丙硫基、丁硫基、第二丁硫基、異丁硫基、第三丁硫基、戊硫基、3-甲基丁硫基、2-甲基丁硫基、1-甲基丁硫基、1-乙基丙硫基、己基硫基、4-甲基戊硫基、3-甲基戊硫基、2-甲基戊硫基、1-甲基戊硫基、3-乙基丁硫基、2-乙基丁硫基等。
「鹵素」，意指氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)，較佳為氟或氯。
「C3-10環烷基」，意指飽和的C3-10碳環基，例如，可列舉環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、烷壬基、環癸基等。
「C3-10環烯基」，意指具有至少1個雙鍵的C3-10碳環式基，例如，可列舉環戊烯基、環己烯基、環庚烯基等。
「C6-12芳基」，意指6至12個環碳原子的單環或雙環式芳香族烴環，例如，可列舉苯基、萘基、二氫茚基、茚基、異茚基等。較佳為苯基。
「3至12員單環雜環」，係單環，意指構成環的原子數為3至12，構成環的原子中含有1個以上(例如，1至4個)選自N、O或S的雜原子的芳香族或非芳香族雜環。其雜原子的結合位置並無特別限定，可於所期望的位置結合。具體地，例如，可列舉吡咯啶、㗁唑啶、異㗁唑啶、㗁唑啉、異㗁唑啉、四氫噻唑(thiazolidine)、異四氫噻唑、噻唑啉、異噻唑啉、咪唑啶、咪唑啉、呋喃、噻吩、吡咯、㗁唑、異㗁唑、噻唑、異噻唑、呋咱(furazan)、咪唑、吡唑、哌啶、哌、嗎啉、硫嗎啉、四氫哌喃、二㗁烷、四氫噻喃、哌喃、噻喃、吡啶、吡、嘧啶、嗒等。
「3至12員單環脂環單螺環」，係單環，意指構成環的原子數為3至12的脂環烴與C1-6伸烷基上的1個碳原子一起形成環的基。該C1-6伸烷基上的螺碳的位置並無特別限定，可於所期望的位置共有。具體地，例如，可列舉環丙酮、環丁酮、環戊酮、環己酮、環丙烷、環丁烷、環戊烷、環己烷、環丙烯、環丁烯、環戊烯、環己烯等。
「3至12員單環雜環單螺環」，係單環，意指構成環的原子為3至12，構成環的原子中含有1個以上(例如，1至4個)選自N、O或S的雜原子的非芳香族雜環與C1-6伸烷基上的1個碳原子一起形成環的基。其雜原子的結合位置並無特別限定，可於所期望的位置結合。進一步地，C1-6伸烷基上的螺碳的位置並無特別限定，可於所期望的位置共有。具體地，例如，可列舉氧雜環丁烷、四氫呋喃、四氫哌喃、硫雜環丁烷、四氫噻吩、四氫噻喃、氮呾、吡咯啶、哌啶、丙內酯(oxetanone)、四氫呋喃酮、四氫哌喃酮、氮呾酮、吡咯啶酮、哌啶酮、二氧雜環戊烷、二㗁烷、二硫雜環戊烷(dithiolane)、二硫雜環己烷(dithiane)等。
「C1-6伸烷基」，意指由前述定義「C1-6烷基」進一步除去1個任意的氫原子所衍生的二價基。
「C2-6伸烯基」，意指由前述定義「C2-6烯基」進一步除去1個任意的氫原子所衍生的二價基。
「C2-6伸炔基」，意指由前述定義「C2-6炔基」進一步除去1個任意的氫原子所衍生的二價基。
「C3-10伸環烷基」，意指由前述定義「C3-10環烷基」進一步除去1個任意的氫原子所衍生的二價基。
「C3-10伸環烯基」，意指由前述定義「C3-10環烯基」進一步除去1個任意的氫原子所衍生的二價基。
「C6-12伸芳基」，意指由前述定義「C6-12芳基」進一步除去1個任意的氫原子所衍生的二價基。
「-3至12員單環雜環-」，意指由前述定義「3至12員單環雜環」除去2個任意的氫原子所衍生的二價基。
僅記載「環」的情況，意指包含上述的「C3-10環烷基」、「C3-10環烯基」、「C6-12芳基」、「5至12員單環雜環」全部的概念。
式中，R5、R6、R7為「可具有取代基的C1-6伸烷基」的情況之取代基，較佳可列舉自下述A群所選擇之基。 A群: 可具有取代基之C1-6烷基(取代基為羥基或二甲基胺基)、鹵素原子、羥基、氰基、-NR9R10[R9、R10各自獨立地表示氫原子、C1-3烷基、-C(=O)-CH3 、-C(=O)CF3 、-C(=O)CH(NH2 )CH(CH3 )2 或-C(=O)CH(NH2 )(4-OH)Ph]所示之基、-C(=O)NR11R12[R11、R12各自獨立地表示氫原子、可具有取代基的C1-6烷基(取代基為自羥基、C1-6烷氧基、C1-3烷氧基C1-3烷氧基、嗎啉基、哌啶基及4-甲基哌啶基所組成群組中選擇之至少1種基)、或R11及R12一起形成環之3至12員單環雜環]所示之基、-C(=O)OR13[R13表示氫原子或C1-3烷基]所示之基、可具有取代基之3至12員單環脂環式單螺環(作為取代基，表示自氫原子、鹵素原子、氰基、羥基、C1-6烷基、C2-6烯基、C1-6烷氧基、C1-6烷硫基、C1-6醯基、羧基、胺甲醯基、C1-6烷氧基羰基、C1-6烷氧基羰基氧基、單C1-6烷基胺基羰基、單C1-6烷基胺基羰基氧基、二C1-6烷基胺基羰基、二C1-6烷基胺基羰基氧基、胺基、單C1-6烷基胺基、二C1-6烷基胺基、單C1-6醯基胺基、C1-6烷基磺醯基胺基、C1-6烷氧基羰基胺基、N’-單C1-6烷基脲基、N’,N’-二C1-6烷基脲基等所組成群組中選擇至少1種)，或可具有取代基的3至12員單環雜環單螺環(作為取代基，表示自氫原子、鹵素原子、氰基、羥基、側氧基、C1-6烷基、C2-6烯基、C1-6烷氧基、C1-6烷硫基、C1-6醯基、羧基、胺甲醯基、C1-6烷氧基羰基、C1-6烷氧基羰基氧基、單C1-6烷基胺基羰基、單C1-6烷基胺基羰基氧基、二C1-6烷基胺基羰基、二C1-6烷基胺基羰基氧基、胺基、單C1-6烷基胺基、二C1-6烷基胺基、單C1-6醯基胺基、C1-6烷基磺醯基胺基、C1-6烷氧基羰基胺基、N’-單C1-6烷基脲基、N’,N’-二C1-6烷基脲基等所組成群組中選擇至少1種)。
該取代基可為複數個存在，複數個存在時各自可相同或不同。該取代基的個數，較佳為1個或2個。
式中，R8、R8’為「可具有取代基的C1-6烷基」時的取代基，較佳可列舉自下述B群選擇之基。 B群: 羥基、嗎啉基、哌啶基(piperidinyl)、4-甲基哌啶基、鹵素原子、羥基、胺基、氰基、C6-12芳基、或C1-6烷氧基。
該取代基可為複數個存在，複數個存在時各自可相同或不同。該取代基的個數，較佳為1個或2個。
＜模擬＞ 非限定的一態樣中，本發明的環化反應，使用基於關於該環化反應的預備試驗的結果所取得的條件，能夠以工業化規模進行。 本態樣中，「模擬」，指稱於工業化規模的反應，亦即包含環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器中環化的步驟之環狀有機化合物的製造方法的實施以前所實施的試驗，以取得工業化規模中最佳反應條件為目的所實施的試驗。本發明的模擬，包含進行預備試驗的步驟，以及基於預備試驗的結果計算以工業化規模進行環化反應用的條件的步驟。本發明中「模擬」，只要為該等目的所實施的試驗則無特別限定，例如，亦包含取得基於已知的公開文獻值等可取得的條件。 本態樣中，「工業化規模」，較佳係指工廠層級的規模、廠房規模，但不特別限定，包含廠房規模之環狀有機化合物的製造前的階段進行的試作規模(批次規模)及研究室層級的實驗室規模。
因此，本發明於非限定的一態樣中，亦提供取得環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器中以工業化規模環化用的條件的方法。再者，本發明於非限定的一態樣中，亦提供取得環狀有機化合物於至少1台的連續槽型反應器中以工業化規模製造用的條件的方法。 又，本發明之預備試驗中，關於由環化前驅物、環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇之至少一者，取得1或複數個溫度之經時的濃度變化數據。本發明的預備試驗，除了實施例記載的方法外，可經由所屬技術領域中具有通常知識者習知的方法進行。
非限定的一態樣中，使用CSTR以工業化規模環化用的最適條件，可藉由包含下述步驟(i)至(v)的方法取得。 (i) 預備試驗中，前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少1者，取得於複數個溫度之經時的濃度變化數據的步驟， (ii) 使用步驟(i)中所取得的濃度變化數據及環化反應相關的反應速度式(本說明書中使用式(V)至(IX)，或式(XI)至(XIII))，求出進行預備試驗之各溫度之反應速度常數kn 的步驟， (iii) 使用步驟(i)中所使用的溫度、步驟(ii)中所求出的反應速度常數kn 及下述式(II)，求出頻率因子An 及活化能En 的步驟，(式中，各參數表示kn : 反應速度常數，An : 頻率因子，En : 活化能，R: 氣體常數，T: 溫度)， (iv) 使用步驟(iii)求出的前述頻率因子An 、及前述活化能En 、前述式(II)、以及前述反應速度式，求出CSTR中環化用的溫度之反應速度常數kn 的步驟，以及 (v) 使用步驟(iv)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。
上述態樣中，步驟(i)的「複數個溫度」，不限於該等，較佳為2以上、3以上、4以上、或5以上的溫度。 上述態樣中，步驟(iii)所得頻率因子值(A)與活化能(E)代入上述阿瑞尼斯式(III)，可求出CSTR中環化用的溫度之反應速度常數(k)。環化反應的反應速度式之CSTR中環化用的溫度之反應速度常數(k)代入，設定初期濃度條件時，可求出CSTR中環化用溫度之各成分的濃度時間變化。本發明中，CSTR中環化用溫度可任意設定，可最佳化工業化規模中環化用溫度。 不限定為該等，本發明中「CSTR中環化用溫度」的最佳條件為使目的物濃度(環狀有機化合物濃度)成為最大，係較佳的CSTR中環化反應的溫度條件。 藉由實行上述步驟(i)至(v)，可模擬於任意的溫度之環化反應的進行(各成分的濃度時間變化)，藉此，例如，可預測該反應之反應轉換率(因反應所消耗之環化前驅物的比例)及選擇性(全生成物所佔之目的物的比例)。基於如此地模擬結果，可決定工業化規模中的反應最佳條件(例如，環化前驅物供給濃度(初期濃度)、反應容器內的滯留時間、反應溫度等)。 非限定的一態樣中，步驟(iv)的CSTR中環化用溫度，不實施上述之工業化規模的溫度的最佳化步驟，所屬技術領域中具有通常知識者可適宜選擇由步驟(i)取得之濃度變化的數據的複數個溫度，或該溫度的周邊溫度(±5℃，±10℃)。
非限定的一態樣中，使用CSTR以工業化規模環化用的最佳條件，可藉由包含下述步驟(i)至(iii)的方法取得。 (i) 預備試驗中，關於由環化前驅物、環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少一者，取得1個溫度的經時的濃度變化數據的步驟， (ii) 使用步驟(i)中所取得之濃度變化數據及關於環化反應的反應速度式(下述式(V)至(IX)，或式(XI)至(XIII))，求出反應速度常數kn 的步驟， (iii) 使用步驟(ii)中所求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。
本發明之「中間體」，指稱由反應物成為生成物的化學反應過程中所產生的物質。化學反應為多階段反應的情況，為各基本反應(elementary reaction)中所產生的物質。
本發明之「副產物」，指稱化學反應的結果所產生的物質中，主生成物(目的物)以外者。作為本發明之副產物，可列舉環狀有機化合物的環化前驅物的多聚體(直鏈狀)、該多聚體的環化物等，但不限定於該等。作為多聚體，可列舉二聚體、三聚體等，但不限定於該等。
本發明之「濃度變化」，指稱測定對象物質之對於時間變化的濃度變化。本發明中，取得環化前驅物的濃度變化數據為必要的。此外，較佳為取得關於由環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少1者的濃度變化數據。特別地於本發明中，較佳為取得關於環化前驅物及環狀有機化合物的濃度變化數據，特別較佳為取得關於環化前驅物、環狀有機化合物及副產物的濃度變化數據。濃度變化數據，可經由實施例記載的方法等，經由所屬技術領域中具有通常知識者習知的手法取得。
非限定的一態樣中，本發明的環化反應的基本反應，可以下述式(IV)表示。此處，上述(IV)中，由環化前驅物(SM)與活性化劑(ACT)賦予中間體(IM)的反應，比由中間體(IM)賦予目的物(TM)及二聚物(Dimer)的反應更快的情況，作為非限定的一態樣，本發明環化反應的基本反應，亦可以下述式(X)表示。
環化反應的基本反應以上述式(IV)表示的情況，反應速度常數k1 、k2 、k3 ，可使用下述式(V)至(IX)之任一者或其組合求出。(式中，各參數表示r: 反應速度，TM: 環狀有機化合物，SM: 環化前驅物，ACT: 活性化劑，IM: 中間體，Dimer: 二聚物，C: 濃度(M))。 上述k1 、k2 、k3 ，對應於上述式(IV)中的次反應之反應速度常數。 k1 : 環化前驅物(SM)+活性化劑(ACT) →中間體(IM) k2 : 中間體(IM) →目的物(TM) k3 : 中間體(IM) →二聚物(Dimer)
另一方面，環化反應的基本反應以上述式(X)表示的情況，反應速度常數k1 、k2 ，可使用下述式(XI)至(XIII)之任一者或其組合求出。(式中，各參數表示r: 反應速度，TM: 目的物，SM: 環化前驅物(=中間體)，ACT: 活性化劑，Dimer: 二聚物，C: 濃度(M))。 上述k1 、k2 ，對應於上述式(X)中的次反應之反應速度常數。 k1 : 環化前驅物(SM)(=中間體(IM))(+活性化劑(ACT))→目的物(TM) k2 : 環化前驅物(SM)(=中間體(IM))(+活性化劑(ACT)→二聚物(Dimer) 根據所需實驗數據的準確度，所屬技術領域中具有通常知識者可適宜判斷是否適用如上述(X)方式的經簡略化的反應式。一般而言，所屬技術領域中具有通常知識者能夠藉由事前得到的前述環狀有機化合物的濃度時間變化結果是否能夠使用下述(XI)至(XIII)式而再現，可適宜判斷。作為其判斷基準，可使用殘差平方和。
進一步地上述式(IV)、(X)中，對於環化前驅物(SM)濃度，活性化劑(ACT)濃度為高的情況等，有反應速度式(V)至(IX)、(XI)至(XIII)中的活性化劑濃度(CACT )可省略的情況。根據所需實驗數據的準確度，所屬技術領域中具有通常知識者可適宜判斷是否能夠適用上述省略。一般而言，所屬技術領域中具有通常知識者，能夠藉由事前得到的前述環狀有機化合物的濃度時間變化結果，是否能夠藉由使用活性化劑濃度(CACT )省略之式而再現，可適宜判斷。作為其判斷基準，可使用殘差平方和。
或者本發明中，上述速度常數例如能夠如以下的方式算出。將上述阿瑞尼斯的式(II)取對數，能夠以下述式(XIV)的方式表示。由環化前述環化前驅物所得的前述環狀有機化合物的濃度時間變化結果及上述反應速度式(V)至(IX)、(XI)至(XIII)算出，將該等反應速度式內的反應速度常數(k)的對數(lnk)作為縱軸，以那時的溫度的倒數(1/T)作為橫軸作圖，製作阿瑞尼斯圖。使用所屬技術領域中具有通常知識者習知的回歸分析的手法，可求出頻率因子值(A)及活化能值(E)(截距: lnA，斜率: -E/R)。 該等的計算，例如使用微軟公司的Excel，所屬技術領域中具有通常知識者可適宜計算。另一方面，上述手法以外，經由軟體的使用，亦可直接求出頻率因子值(A)及活化能值(E)。例如，可使用PSE公司的gPROMS或Aspen Technology公司的Aspen Batch modeler。
以上述手法獲得之頻率因子值(A)及活化能值(E)代入上述阿瑞尼斯式(II)，可求出任意溫度之反應速度常數(k)。反應速度式(V)至(IX)、(XI)至(XIII)代入CSTR中環化用的任意溫度的反應速度常數(k)，以設定的初期濃度條件可求出任意的溫度之各成分的濃度時間變化。藉由求出該濃度時間變化，可將工業化規模使用的溫度最佳化。雖不限定於該等，本發明之「CSTR中環化用的溫度」的最適條件，較佳為目的物濃度成為最大的方式之環化反應的溫度條件。
本發明中，使用 1)以上述手法求出的反應速度常數kn ，或 2)使用以1個溫度所取得之濃度變化數據及關於環化反應的反應速度式(V)至(IX)、(XI)至(XIII)求出的反應速度常數kn ， 以及CSTR的物質平衡式之以下(XV)式，可算出工業化規模中最佳的環化反應條件值。(式中，各參數表示rn : 反應速度((V)至(IX)、(XI)至(XIII))，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。
例如，設定滯留時間、供給濃度、溫度，可使用式(XV)及式(V)至(IX)、(XI)至(XIII)求出各成分的出口濃度。CSTR內發生單純反應時的反應物A的物質平衡，假設為恆定狀態及蓄積項為零，能夠以下述式表示(參照化學工學(改訂第3版)-解說及演習(化學工學會 監修，多田豐 編)第12章 反應工學，12.5 連續攪拌槽型反應器(316頁))。(此處，各參數表示v0 為每單位時間對反應系的流入液量，CA,0 為流入液中的A的濃度(初期濃度)，v為每單位時間從反應系的流出液量，CA 為流出液中的A的濃度(出口濃度)，rA 為A的反應速度(每單位時間的A的濃度變化)，V為反應器體積，v0 CA,0 為每單位時間的A的流入量，vCA 為每單位時間的A的流出量，(-rA )v為每單位時間的A的反應量，右邊的零為蓄積項)。
反應系為液體的情況，可無視反應所伴隨的體積變化，能夠使流量v=v0 。此處，以τ=V(反應器體積)/v0 (每單位時間的流量)將式(XVI)變形時，可獲得稱為CSTR的設計式之下式。(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度，XA : 反應轉換率)。 τ=V(反應器體積)/v0 (每單位時間的流量)，指稱反應器體積為每單位時間的處理量的幾倍，或顯示處理相當於反應器體積的原料的時間的空間時間。再者，空間時間的倒數稱為空間速度(SV)。 非限定的一態樣中，本發明之工業化規模中最佳環化反應條件值，係自連續槽型反應器的流量、環化前驅物的濃度、及環狀有機化合物的濃度所組成群組中選擇一者以上的反應條件值，但不限定為該等。
再者，非限定的一態樣中，本發明係關於為了取得環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中以工業化規模環化用條件，於計算機使以下的過程實行用的程式，及記錄該程式的紀錄媒介。 (i) 預備試驗中所取得之關於由環化前驅物、環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少1者，使用複數個溫度的經時的濃度變化數據，及關於環化反應的反應速度式(本說明書中式(V)至(IX)，或式(XI)至(XIII))，求出預備試驗所進行之各溫度之反應速度常數kn 的過程， (ii) 使用步驟(i)中的溫度、步驟(i)所求出的反應速度常數kn 及下述式(II)，求出頻率因子An 及活化能En 的過程，(式中，各參數表示kn : 反應速度常數，An : 頻率因子，En : 活化能，R: 氣體常數，T: 溫度)。 (iii) 使用步驟(ii)求出的前述頻率因子An 、及前述活化能En 、前述式(II)、以及前述反應速度式，求出CSTR中用於環化的溫度之反應速度常數kn 的過程，以及 (iv) 使用步驟(iii)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的過程(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。
非限定的一態樣中，本發明的程式，係於計算機使以下的(i)及(ii)的過程實行用的程式。 (i) 預備試驗中所取得之關於由環化前驅物、環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少1者，使用1個溫度的經時的濃度變化數據，及關於環化反應的反應速度式(本說明書中式(V)至(IX)，或式(XI)至(XIII))，求出反應速度常數kn 的過程，以及 (ii) 使用過程(i)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的過程(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。
本發明的程式，非限定的一態樣中，使用具備數據輸入手段、數據記憶手段、數據處理手段及數據輸出手段的計算機，使上述過程實行用的程式。本發明的程式，基於本說明書記載的環化反應的基本反應的式(IV)及(X)、反應速度常數的計算式(V)至(IX)及(XI)至(XIII)、阿瑞尼斯式(II)、CSTR的物質平衡式(III)等，可經由所屬技術領域中具有通常知識者習知的手法製作。
再者，非限定的一態樣中，本發明係取得環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中以工業化規模環化用條件的系統，提供具備以下(i)至(iv)手段的系統。 (i) 預備試驗中所取得之關於由環化前驅物、環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少1者，使用複數個溫度的經時的濃度變化數據，及關於環化反應的反應速度式(本說明書中式(V)至(IX)，或式(XI)至(XIII))，求出預備試驗所進行之各溫度之反應速度常數kn 的手段， (ii) 使用手段(i)中的溫度、步驟(i)所求出的反應速度常數kn 及下述式(II)，求出頻率因子An 及活化能En 的手段，(式中，各參數表示kn : 反應速度常數，An : 頻率因子，En : 活化能，R: 氣體常數，T: 溫度)。 (iii) 使用步驟(ii)求出的前述頻率因子An 、及前述活化能En 、前述式(II)、以及前述反應速度式，求出CSTR中環化用的溫度之反應速度常數kn 的手段，以及 (iv) 使用手段(iii)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的手段(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。
再者，非限定的一態樣中，本發明取得環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中以工業化規模環化用條件的系統，提供具備以下(i)及(ii)手段的系統。 (i) 預備試驗中所取得之關於由環化前驅物、環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少1者，使用1個溫度的經時的濃度變化數據，及關於環化反應的反應速度式(本說明書中式(V)至(IX)，或式(XI)至(XIII))，求出反應速度常數kn 的手段，以及 (ii) 使用手段(i)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的手段(式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度)。
＜醫藥組成物＞ 本發明提供以本發明的製造方法所製造之肽化合物、及含有該化合物之醫藥組成物。 本發明的醫藥組成物，除了本發明的製造方法所製造肽化合物之外，亦可導入醫藥可容許的單體，以習知的方法製劑化。製劑化可使用通常所使用之賦形劑、結合劑、潤滑劑、著色劑、矯味矯臭劑、或根據必要之安定化劑、乳化劑、吸收促進劑、界面活性劑、pH調整劑、防腐劑、抗氧化劑等，可使用作為一般的醫藥品製劑的原料的成分、經由常法調配而製劑化。 例如，製造經口劑時，本發明之化合物或其藥理學容許之鹽與賦形劑，進一步地根據需要添加結合劑、崩解劑、潤滑劑、著色劑、矯味矯臭劑等後，經由常法做成散劑、細粒劑、顆粒劑、錠劑、被覆錠劑、膠囊劑等。
作為該等的成分，例如，可列舉大豆油、牛脂、合成甘油酯等動植物油；流動石蠟、鯊烷、固形石臘等烴；肉豆蔻酸辛基十二烷基酯、肉豆蔻酸異丙酯等酯油；鯨蠟硬脂醇、二十二醇等高級醇；矽樹脂；矽油；聚氧乙烯脂肪酸酯、去水山梨醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯去水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯硬化蓖麻油、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等界面活性劑；羥基乙基纖維素、聚丙烯酸、羧乙烯基聚合物、聚乙二醇、聚乙烯吡咯啶酮、甲基纖維素等水溶性高分子；乙醇、異丙醇等低級醇；甘油、丙二醇、二丙二醇、山梨醇等多元醇；葡萄糖、蔗糖等糖；無水矽酸、矽酸鋁鎂、矽酸鋁等無機粉體，精製水等。
作為賦形劑，例如可列舉乳糖、玉米澱粉、白糖、葡萄糖、甘露糖醇、山梨糖醇、結晶纖維素、二氧化矽等。
作為結合劑，例如可列舉聚乙烯醇、聚乙烯醚、甲基纖維素、乙基纖維素、阿拉伯膠、龍膠、明膠、蟲膠、羥丙基甲基纖維素、羥丙基纖維素、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙二醇•聚氧乙烯•嵌段聚合物、美洛明(meglumine)等。
作為崩解劑，例如可列舉澱粉、寒天、明膠末、結晶纖維素、碳酸鈣、碳酸鈉、檸檬酸鈣、糊精、果膠、羧甲基纖維素•鈣等。
作為潤滑劑，例如可列舉硬脂酸酸鎂、滑石、聚乙二醇、氧化矽、硬化植物油等。
作為著色劑為經許可添加於醫藥品者，作為矯味矯臭劑，使用可可亞末、薄荷腦、芳香散、薄荷油、龍腦、桂皮末等。
該等錠劑、顆粒劑，當然可經糖衣、其他根據需要的適宜被覆。再者，製造漿劑或注射用製劑等液劑時，於本發明之化合物或其藥理學容許之鹽，加入pH調整劑、溶解劑、等張化劑等，以及根據需要之溶解輔助劑、安定化劑等，經由常法製劑化。
例如，可與水或其以外的藥學可容許的液體之無菌性溶液，或懸濁液劑的注射劑的形式使用於非經口的。例如，咸信藥理學上容許的擔體或媒介，具體而言，與滅菌水、生理食鹽水等，植物油、乳化劑、懸濁劑、界面活性劑、安定劑、香味劑、賦形劑、媒劑、防腐劑、結合劑等適宜組合，藉由一般所認可的製藥實施中所要求的單位用量形態混合而製劑化。具體而言，作為擔體可列舉輕質無水矽酸、乳糖、結晶纖維素、甘露醇、澱粉、羧甲基纖維素鈣、羧甲基纖維素鈉、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、聚乙烯基縮醛二乙基胺基乙酸酯、聚乙烯吡咯啶酮、明膠、中鏈脂肪酸三酸甘油酯、聚氧乙烯硬化蓖麻油60、白糖、羧甲基纖維素、玉米澱粉、無機鹽類等。該等製劑中有效成分量係以可成為所指示的範圍的適當容量的方式者。 注射用的無菌組成物可使用注射用蒸餾水般等級的媒劑，根據通常的製劑實施而調配。
作為注射用的水溶液，例如可列舉生理食鹽水；包含葡萄糖或其他輔助藥的等張液，例如D-山梨醇、D-甘露糖、D-甘露醇、氯化鈉等，亦可與適當的溶解輔助劑，例如醇，具體而言為乙醇；多元醇，例如丙二醇、聚乙二醇；非離子性界面活性劑，例如聚山梨醇酯80(註冊商標)、HCO-50併用。
作為油性液，可列舉芝麻油、大豆油，亦可併用作為溶解輔助劑之安息香酸苯甲酯、苯甲醇。再者，亦可與緩衝劑例如磷酸鹽緩衝劑、醋酸鈉緩衝劑、無痛化劑例如鹽酸普魯卡因、安定劑例如苯甲醇、酚，抗氧化劑調配。所調製的注射液，通常填充於適當的安瓿。
投藥較佳為經口投藥，但投藥方法不限於經口投藥。作為非經口投藥，具體而言，可列舉注射劑型、經鼻投藥劑型、經肺投藥劑型、經皮投藥劑型等。作為注射劑型，例如，可經由靜脈內注射、肌肉內注射、腹腔內注射、皮下注射等全身或局部的投藥。
再者，可根據患者的年齡、症狀選擇適宜投藥方法。本發明的方法所製造的含有肽化合物的醫藥組成物的投藥量，例如，每次每1公斤體重可於0.0001mg至1000mg的範圍選擇。或者，例如，每患者可於0.001至100000 mg/個體的範圍選擇投藥量，但非必然限制為該等數值。投藥量、投藥方法根據患者的體重或年齡、症狀而變動，所屬技術領域中具有通常知識者可適宜選擇。
又，本說明書中所引用的全部先前技術文獻，作為參照併入本說明書。 實施例
本發明雖藉由以下的實施例進一步例示，但不限定為該等者。 [實施例1] 4-胺基-18,20-二甲基-7-硫雜-3, 5, 11, 15-四氮雜-三環[15.3.1.12.6 ]二十二-1(20), 2(22), 3, 5, 17(21), 18-六烯-10, 16-二酮(4-Amino-18,20-dimethyl-7-thia-3,5,11, 15-tetraaza-tricyclo[15.3.1.12.6 ]docosa-1(20),2(22),3,5,17(21),18-hexaene-10,16-dione)的合成
實驗步驟 •反應速度參數模擬 為了算出反應速度參數，根據各化合物的溫度•反應時間採取各化合物物的濃度變化數據。以N, N-二甲基乙醯胺(DMA)及乙腈1:1的溶液所調製的環化前驅物2甲磺酸鹽1水合物(7mM)(溶液A)、以DMA及乙腈1:1的溶液所調製的各自以10mM、32mM的濃度含有O-(苯并三唑-1-基)-1, 1, 3, 3,-四甲基脲鎓六氟磷酸鹽(O-(benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3,-tetramethyluronium hexafluorophosphate)(HBTU)及二異丙基乙基胺(DIPEA)的溶液(溶液B)，於0℃、24℃、-9℃使其反應。反應以甲基胺溶液淬滅(quench)。反應使用塞流反應器(Plug flow reactor)，以溶液A及B的流速調節反應時間，獲得表1的數據。 又，化合物濃度係假設環化前驅物與目的物的莫耳吸光係數相同，以HPLC的面積%換算導出環化前驅物的初期濃度(上述實驗的反應混合液為3.5mM)。
[表1] 化合物濃度變化數據(實施例1)
由所得數據，本環化反應機制依以下的方式考察。由環化前驅物及HBTU賦予活性中間體的反應為相對地快速，由活性中間體賦予目的物及二聚物的反應推定為速率決定步驟(James C. Collins and Keith James, Med. Chem. Commun., 2012(3), 12, 1489-1495)。再者，由於未觀察到活性化劑濃度對於反應速度有大的影響故省略之。另一方面，活性中間體為部分殘留，以甲基胺使反應停止時，作為副產物1檢出而被檢出。副產物1，係將原料與合計者作為原料濃度以後續的實驗用的各參數算出。。 副產物1: N-甲基醯胺物，LCMS: ESI (m/z): 計算值: 417.21，觀察值: 417 [M+H]+。。
使用由實驗所取得的濃度的時間變化數據及溫度數據(表1)，求出各基本反應的各溫度(0℃、24℃、-9℃)的反應速度常數k1及k2。反應速度常數k1及k2的計算，係使用以下的式。SM: 環化前驅物，TM: 目的物，Dimer: 二聚物(直鏈)，c-Dimer: 二聚物(環狀) C: 濃度(M)，kn: 反應速度常數
由其結果所獲得之各溫度的反應速度常數k1及k2及溫度，經由阿瑞尼斯(Arrhenius)作圖求出各基本反應的頻率因子(A)及活化能(E)。計算係使用微軟公司的Excel。 其結果，獲得表2記載的數據。 [表2] 對應於反應速度常數k1及k2的頻率因子(A)及活化能(E)
將所得各基本反應的頻率因子(A)及活化能(E)，帶入以下的阿瑞尼斯式，使用前述反應速度式，算出於CSTR中進行環化反應用的溫度為0℃時的反應速度常數k1、k2(表3)。[表3] CSTR中用於進行環化反應的反應速度常數k1及k2
其次，使用表3的反應速度常數k1及k2、以下的物質平衡式及反應速度式，算出環化前驅物濃度為0.05 mol/l，反應溫度為0℃時，反應轉換率、選擇性、滯留時間(表4)。
[表4] 計算出的反應條件(環化前驅物濃度為0.05 mol/l，反應溫度為0℃時) 表4的例1至3中，以獲得反應轉換率及選擇性變高的結果的方式經由計算求出滯留時間。本實施例中，實行例2(運轉4)與例3(運轉5)。 *算出式 反應轉換率: (環化前驅物初期濃度-環化前驅物濃度)/環化前驅物初期濃度 選擇性: 目的物濃度/(目的物濃度+二聚物(直鏈+環狀)濃度)
運轉1: 批次高度稀釋 仿照專利文獻(專利號: JP5235859)及非專利文獻(A. Suda et al., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 22 (2012) 1136-1141)，環化前驅物2甲磺醯酸鹽1水合物(39.3mg，含量86%，0.056 mmol)以N, N-二甲基甲醯胺(DMF)(16.3 mL)及四氫呋喃(16.3 mL)溶解，該混合物中依序加入N-羥基苯并三唑(HOBt)1水合物(50.2 mg，5.9當量)及DIPEA(0.23 mL，23.6當量)，1-乙基-3-(3’-二甲基胺基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(125.7 mg，11.7當量)。所得混合物於室溫反應13小時。定量反應液的目的物的溶液濃度，計算產量時相當於18.5 mg(86%產率)。(根據A. Suda et al., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 22 (2012) 1136-1141，2步驟單離產率21%)。
運轉2: 批次高度稀釋 仿照運轉1，環化前驅物(40.5 mg，含量86%，0.057 mmol)以DMF(16.3 mL)及乙腈(16.3 mL)溶解，於該混合物依序加入HBTU(30.5 mg，1.4當量)及DIPEA(0.046 mL，4.6當量)。所得混合物於室溫反應1小時。定量反應液的目的物的溶液濃度，計算產量時相當於18.4mg(84%產率)。
運轉3: 批次擬高度稀釋 於0℃歷時300分鐘將環化前驅物化合物(1.0036g，含量86%，1.41 mmol)及DIPEA(1.14 mL，4.6當量)的DMA(10 mL)溶液滴下至HBTU(0.7441 g，1.4當量)及DMA(5mL)，乙腈(15mL)的溶液。定量約60分後的目的物的溶液濃度，計算產量時相當於485.2mg(89%產率)。
運轉4: CSTR 環化前驅物(2.3004g，含量86%，3.22 mmol)及DIPEA(2.6 mL，4.6當量)溶解於DMA(31.9 mL)。此時基質濃度成為0.09 mmol/mL。另一方面，HBTU(1.7042g，1.4當量)溶解於乙腈(34.5 mL)。此時試藥濃度成為0.13 mmol/mL。將該等溶液各自以0.05mL/min的輸入速度，於0℃添加至16.5 mL的DMA/乙腈(1/1)溶液，同時以0.1mL/min的輸出速度抽取反應液。採取操作開始後165分(θ*)後、330分(2θ)、495分(3θ)、660分(4θ)後的反應溶液，以二甲基胺溶液淬滅並取樣。輸出溶液全部合併，定量濃度計算產量時相當於987.2 mg(87%產率)。*θ=經過時間/平均滯留時間
運轉5: CSTR 環化前驅物(2.3001 g，含量86%，3.22 mmol)及DIPEA(2.6 mL，4.6當量)溶解於DMA(31.9 mL)。此時的基質濃度成為0.09 mmol/mL。另一方面，HBTU(1.7083 g，1.4當量)溶解於乙腈(34.5 mL)。此時的試藥濃度成為0.13 mmol/mL。該等溶液各自以0.05mL/min的輸入速度，於0℃添加至33mL的DMA/乙腈(1/1)溶液，同時以0.1mL/min的輸出速度抽取反應液。採取操作開始後165分(0.5θ)後、330分(θ)後，495分(1.5θ)後的反應溶液以二甲基胺淬滅取樣。
分析條件: HPLC，LCMS條件: 管柱: Ascentis C18, 4.6 mm I. D. Í50 mmL, 2.7μm, Supelco 移動相: A) 水: TFA = 2000:1，B) 乙腈:TFA = 2000:1 管柱溫度: 30℃ 流速: 1.0 mL/min 梯度(B%): 0至3.5分(5→23)，3.5至8.0分(23→61)，8.0至9.5分(61→100)，9.5至9.6分(100)，9.6至9.7分(100→5)，9.7至12.0分(5)。 MS檢出模式: ESI (LC/MS): m/z
目的物: LCMS: ESI (m/z): 386[M+H]+ ，流出時間: 3.9分1 HNMR (DMSO-d6): 與專利文獻一致。
環化前驅物: 含量: 86% (1 HNMR: DMSO-d6，內標: 根據1,3,5-三甲氧基苯的數據) LCMS: ESI(m/): 計算值: 404.18，觀察值: 404[M+H]+ ，流出時間: 3.6分1 H-NMR (DMSO-D6 ) δ: 8.14 (1H, t, J = 5.7 Hz), 7.91 (1H, s), 7.76-7.66 (1H, m), 7.73 (2H, br s), 7.34 (1H, s), 6.99 (1H, s), 3.41 (2H, t, J = 6.8 Hz), 3.16-3.12 (2H, m), 2.83-2.77 (2H, m), 2.60 (2H, t, J = 6.8 Hz), 2.57 (3H, s), 2.40 (6H, s), 2.38 (3H, s), 1.73-1.67 (2H, m).
二聚物(環化物) LCMS: ESI(m/z): 計算值: 771.32，觀察值: 771[M+H]+ ，流出時間: 4.7分
二聚物(直鏈物) LCMS: ESI(m/z): 計算值: 789.33，觀察值: 789[M+H]+ ，流出時間: 4.6分
結果 [表5] 運轉1至5的反應純度的結果: HPLC 面積% (230nm)
[表6] 運轉4的反應純度的經時變化: HPLC 面積% (230nm)
[表7] 運轉5的反應純度的經時變化: HPLC 面積% (230nm)
[表8] 模擬及實驗結果(運轉3)的比較 運轉3中，確認模擬及實驗的結果幾乎一致。
[表9] 模擬及實驗結果(運轉4、5)的比較 運轉4及5中，確認模擬及實驗的結果幾乎一致。
算出式 反應轉換率 模擬: (環化前驅物初期濃度-環化前驅物濃度)/環化前驅物初期濃度 實驗結果: (環化前驅物初期面積%-環化前驅物面積%)/環化前驅物初期面積% 選擇性 模擬: 目的物濃度/(目的物濃度+二聚物(直鏈+環狀)濃度) 實驗結果: 目的物面積%/(目的物面積%+二聚物(直鏈+環狀)面積%)
運轉4及5中，經由運轉1至2的高度稀釋，源自副反應之二聚物的面積%變低，目的之環化物的面積%提升。亦即，經由CSTR的活用可獲得高選擇性，可實現與運轉3的批次擬高度稀釋為同等或其以上的選擇性(表5)。 又，使用CSTR時與批次反應比較能夠以較小的設備生產。圖1及2，係比較假設2kg程度的生成物之經由CSTR的反應，與經由原料的逆滴下進行擬高度稀釋的批次反應時的設備尺寸者。此時，用於同樣獲得2kg目的物的工作日雖為1日，但設備，特別是反應釜的尺寸能夠縮小20倍左右。進一步地，使用CSTR能夠成為作業的連續化、能夠期待包含之後的處理的作業效率的提升。
[實施例2] 環孢素A(cyclosporin A)的合成
實驗步驟: 環化前驅物的合成 仿照非專利文獻(Bernard Riss, Arnaud Grandeury, Thorsten Gut, Manuela Seeger-Weibel, Christian Zuercher, Jining Li, and Fabric Gallou. Org. Process Res. Dev. 2014, 18, 1763-1770)，由環孢素A 198.3g合成開環物1、165.2g。前述開環物1 (10.0 g)溶解於甲醇(300 mL)，所得溶液中加入甲氧基鈉的甲醇溶液(28%w/w， 5.7 g)使其反應。於室溫攪拌14小時後，加入1M氫氧化鈉水溶液(37 mL)，進一步於室溫使其反應4小時。其次，於冰冷下以1M硫酸氫鉀水溶液中和，以反應液的pH成為約7的方式添加。過濾析出的固體，濾液以乙酸乙酯(200 mL)萃取2次。有機層進一步以水洗淨，以蒸發器濃縮獲得作為白色粉末的環化前驅物2(8.1 g)。
反應速度參數模擬 為了算出反應速度參數，經由各化合物的溫度、反應時間，於5℃、21℃、-9℃採取各化合物的濃度變化數據。5℃、21℃的濃度數據係使用塞流反應器(Plug flow reactor)採取。亦即，環化前驅物(3 mM)及DIPEA (16 mM)的DMF溶液(溶液A)，與8 mM的O-(7-氮雜苯并三唑-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲鎓六氟磷酸鹽(O-(7-azabenzotriazol-1-yl)-1,1,3,3,-tetramethyluronium hexafluorophosphate) (HATU)的DMF溶液(溶液B)，於5℃及21℃使其反應。反應以甲基胺溶液淬滅。反應時間以溶液A及B的流速調整。另一方面，-9℃的數據係使用批次反應器(Batch reactor)採取。亦即，環化前驅物(35.0 mg，含量74%，0.02 mmol)溶解於DMF(14.3 mL)，添加DIPEA(20 mL， 5.4當量)及HATU(22.3 mg，2.8當量)後採取反應液的經時的樣品。環化前驅物係作為甲基醯胺檢出。 又，表10記載的化合物濃度，係基於環化前驅物及環孢素A的HPLA分析值由HPLC數據算出。環化前驅物係作為環化前驅物甲基醯胺物檢出，該等的吸光係數係作為相等者。再者，環孢素A與二聚物(環化物)的吸光係數係作為相等者。
[表10] 化合物濃度變化數據(實施例2)
由所得數據，本環化反應機制依以下的方式考察。由於未觀察到活性化劑對於反應速度的影響故省略。
使用經由實驗所取得之濃度時間變化數據及溫度數據(表10)，求出各基本反應的各溫度(-9℃、5℃、21℃)的反應速度常數k1、k2、k3。反應速度常數k1、k2、k3的計算，係使用以下的式。TM: 環孢素A，SM: 環化前驅物，SM-HATU: 活性中間體，Dimer: 二聚物 C:濃度(M)、k:反應速度常數
由該結果所得之各溫度的反應速度常數k1、k2、k3及溫度，經由阿瑞尼斯作圖求出各基本反應的頻率因子(A)及活化能(E)。計算係使用微軟公司的Excel。 其結果，可得表11所記載的數據。 [表11] 對應於反應速度常數k1、k2、k3的頻率因子(A)及活化能量(E)
所得之各基本反應的頻率因子(A)及活化能(E)代入以下的阿瑞尼斯式，使用前述反應速度式，算出CSTR中進行環化反應用的溫度為25℃時的反應速度常數k1、k2、k3(表12)。[表12] CSTR中用於進行環化反應的反應速度常數k1、k2、k3
其次使用表12的反應速度常數k1、k2及k3、以下的物質平衡式及反應速度式，算出環化前驅物濃度0.04 mol/l，反應溫度25℃時的反應轉換率、選擇性、滯留時間 (表13)。
[表13] 計算出的反應條件(環化前驅物濃度為0.04 mol/l，反應溫度為25℃時) 表13的例1、2中，以能夠獲得反應轉換率及選擇性變高的結果的方式經由計算求出滯留時間。本實施例中，實行例2(運轉3)。
*算出式 反應轉換率: (環化前驅物初期濃度-環化前驅物濃度)/環化前驅物初期濃度 選擇性: 環孢素A濃度/(環孢素A+二聚物(環化物)濃度)
運轉1: 批次高度稀釋 於前驅物化合物(30.0 mg，含量74%，0.02 mmol)及DIPEA(17μL，5.4當量)的DMF(12.3 mL)溶液添加HATU(18.9 mg，2.7當量)，使其反應1小時。定量反應液的環孢素A的溶液濃度，計算產量時相當於15.8mg(72%產率)。
運轉2: 批次擬高度稀釋 於HATU(311.9 mg，2.7當量)及DMF(10 mL)的溶液中，歷時180分鐘滴下前驅物化合物(500.5 mg，含量74%，0.30 mmol)及DIPEA(0.3 mL，5.7當量)的DMF(4.7 mL)溶液。定量約60分鐘後的反應液的環孢素A的溶液濃度，計算產量時相當於348.3mg(95%產率)。
運轉3: CSTR 環化前驅物(1.9009 g，含量74%，1.15 mmol)及DIPEA(1.1 mL，5.5當量)溶解於DMF(27.4 mL)。此時的基質濃度成為0.04 mmol/mL。另一方面，HATU (1.1904 g，2.7當量)溶解於DMF(28.5mL)。此時的試劑濃度成為0.11 mmol/mL。該等溶液各自以0.04 mL/min的輸入速度於25℃添加至12.8mL的DMF溶劑同時以0.08mL/min的輸出速度抽取。採取操作開始後160分鐘(1θ)後、320分鐘(2θ)、480分鐘(3θ)、640分鐘(4θ)後的反應溶液以二甲基胺溶液淬滅取樣。640分鐘後，輸出溶液及反應容器內溶液全部總和，定量濃度而計算產量時，相當於1.14g(98%產率)。 運轉3的作業時間2θ以後，經由運轉2的擬高度稀釋法可觀察到目的物純度的改善。 又，運轉3的條件中，1日2kg的製造能夠於7L的反應釜實施(實施例1，與圖1相同)。
分析條件: 管柱: BIOshell C18, 2.1 mm I.D. Í150 mmL, 2.6μm 管柱溫度: 60℃ 速度: 0.5 mL/min 梯度(B%): 0至40.0min (30→100)，40.0至40.6min(100)，40.6至40.7min(100→30)，40.7至45.0min(30)
環化前驅物 LCMS(m/z)[M+H]+ : 計算值: 1220.8598 觀察值: 1220.8674，流出時間: 11.3分。 又，反應追蹤時係以淬滅後的甲基醯胺物檢出。流出時間: 11.7分。
分析: 由qNMR及HPLC分析為74% a. 標準品qNMR: 測定條件: DMSO-d6，100℃，脈衝角度 90∘，數位分解能 0.15Hz，緩和時間: 60秒，無旋轉，積算次數64次 1HNMR 峰指定(參照圖3): (2個Ala的Me，計6H)，(NH-Val的iPrCH，1H)又經由COSY，TOCSY鑑定 內標: 3-(三甲基矽基)-1-丙烷-1,1,2,2,3,3,-d6-磺酸鈉 含量: 81.2%
b. 本實施例所使用的原料以標準品之HPLC分析結果: 91.7%
環孢素A: LCMS: m/z[M+H]+ : 計算值: 1202.8492，觀察值: 1202.8589，流出時間: 21.5分1 HNMR(CDCl3 ): 與以下的資訊一致。Kessler et al., Helvetica Chimica Acta, 1985, 68, 661。
二聚物(環化): m/z[M+2H]2+ : 計算值: 1203.3509，觀察值: 1203.3517，流出時間: 29.1分
β脫離雜質: LCMS: m/z[M+H]+ : 計算值 1202.8492，觀察值 1202.8587，流出時間: 12.6分
β脫離雜質(環化物): LCMS: m/z[M+H]+ : 計算值: 1184.8386，觀察值: 1184.8448，流出時間: 22.0分
結果: [表14] 運轉1的反應純度的結果: HPLC 面積%* (205nm) *以環化前驅物、環孢素A、二聚物(環化物)、β脫離雜質(環化物)作為100%算出。運轉2、3亦相同。
[表15] 運轉2的反應純度的經時變化: HPLC 面積% (205nm)
[表16] 運轉3的反應純度的經時變化: HPLC 面積% (205nm)
[表17] 模擬及實驗結果(運轉2)的比較 運轉2中，確認模擬與實驗的結果幾乎一致。
[表18] 模擬及實驗結果(運轉3)的比較 運轉3中，確認模擬與實驗的結果幾乎一致。
*算出式 反應轉換率 模擬: (環化前驅物初期濃度-環化前驅物濃度)/環化前驅物初期濃度 實驗結果: (環化前驅物初期面積%-環化前驅物面積%)/環化前驅物初期面積% 選擇性 模擬: 環孢素A濃度/(環孢素A+二聚物(環化物)濃度) 實驗結果: 環孢素A面積%/(環孢素A面積%+二聚物(環化物)面積%)
運轉3(表16)中，經由運轉1(表14)的高度稀釋，因副反應所致之二聚物的面積%變低，目的之環化物的面積%提升。亦即，經由CSTR的活用可獲得高選擇性，可實現與運轉2(表15)的批次擬高度稀釋為同等或其以上的選擇性。
[實施例3] 環孢素A的生產參考在實施例2所得到的數據，實施規模放大。 如本說明書所記載的方式，預先進行批次擬高度稀釋而調製疑似恆定狀態，經由CSTR實施反應。
批次擬高度稀釋 前驅物化合物(20.6354 g，含量59%，10 mmol)溶解於DMF (155 mL)，因確認有不溶物，將其濾取，確認固體中不含前驅物化合物，於濾液中添加DIPEA(10 mL，5.7當量)，作為環化前驅物溶液。預先於1L反應釜中調製HATU(10.2745 g，2.7當量)及DMF(330 mL)的溶液中，歷時195分鐘滴下環化前驅物溶液，所得調製液於室溫保管1日。
CSTR 混合環化前驅物(61.902 g，含量59%，30 mmol)的DMF(713 mL)，除去不溶物後，添加DIPEA(30 mL，5.7當量)作為反應基質溶液。此時的基質濃度成為0.04 mmol/mL。另一方面，HATU(36.145 g)經溶解於DMF(866 mL)作為反應試劑溶液。此時的試劑濃度成為0.11 mmol/mL。反應基質溶液及反應試劑溶液各自以1.5 mL/min的輸入速度添加至批次擬高度稀釋所調製的調製液，同時以3.0 mL/min輸出反應溶液。 對於輸出管線，於T字管以6.0 mL/min混合乙酸乙酯，其次於T混合器將水以3.0 mL/min混合。混合溶液於圓筒確認界面分離。上層(有機相)與下層(水相)各自以5.5至6.5 mL/min輸出。輸出的流速以分液界面成為固定的方式調整。 上層(有機相)暫時保管於沉降槽，成為約400 mL的時點於蒸發器進行濃縮。濃縮時的外溫為40℃，以15至20分的循環一邊追加有機層一邊繼續濃縮。 對釜的輸入於550分間添加全部量，後處理(對於反應溶液與上述同樣的分離濃縮操作)係與反應並行實施，產生最後160分間的追加操作。最終獲得439.86 g的濃縮殘渣。分析的結果，所得環孢素相當於44.2 g(92%產率)。 環化前驅物: 由qNMR及HPLC分析為含量59%。
結果 [表19] 反應純度的經時變化: HPLC 面積%*(205nm) *以環化前驅物、環孢素A、二聚物(環化物)、β脫離雜質(環化物)作為100%計算。
模擬及實驗結果的比較 [表20] 批次擬高度稀釋的結果，與實施例2幾乎同等。
[表21] CSTR中，確認模擬及實驗的結果幾乎一致。再者，比實施例2相同性變高。
*算出式 反應轉換率 模擬: (環化前驅物初期濃度-環化前驅物濃度)/環化前驅物初期濃度 實驗結果: (環化前驅物初期面積%-環化前驅物面積%)/環化前驅物初期面積% 選擇性 模擬: 環孢素A濃度/(環孢素A+二聚物(環化物)濃度) 實驗結果: 環孢素A面積%/(環孢素A面積%+二聚物(環化物)面積%)
此次，藉由在1L的釜的反應及後處理的連續化，710分間(反應550分及之後殘存的後處理160分)可生產44.2g的環孢素A。
[實施例4]去氨加壓素(Desmopressin)的合成實驗步驟: •反應速度參數模擬 為了算出反應速度參數，經由各化合物的溫度•反應時間採取各化合物的濃度變化數據。N, N-二甲基甲醯胺(DMF)及醋酸4:1的溶液中所調製的環化前驅物(8.92 mM)(溶液A)，及DMF及醋酸4:1的溶液中所調製的碘的32 mM溶液(溶液B)，於0℃、23℃、40℃使其反應。反應以1%二硫亞磺酸鈉溶液淬滅。反應使用Plug flow reactor，以溶液A及B的流速調節反應時間，獲得表22的數據。 又，化合物濃度，係假定環化前驅物及目的物的莫耳吸光係數相同，將環化前驅物的初期濃度(作為上述實驗的反應混合物為4.46 mM)換算為HPLC的面積%而推導。再者，二聚物的吸光度係假定為環化前驅物的2倍而算出濃度。
[表22] 化合物濃度變化數據(實施例4)
由所得數據，本環化反應機制依以下的方式考察。由於咸信由環化前驅物至碘化物中間體的反應快，認為碘化物中間體至目的物及二聚物(複數化合物)的反應為速率決定步驟。雖然無法測定碘化物中間體濃度，考慮到碘化物中間體藉由分析前的淬滅，回復至環化前驅物的可能性，且考慮前述反應速度差、碘化物中間體濃度與分析所得到的環化前驅物濃度相等，認為亦無問題。因此使用下述式所示基本反應算出各參數。再者，碘相對於環化前驅物為過量使用，也未觀察到對於反應速度有大的影響，故於反應速度模擬中省略。
使用由實驗所取得之濃度的時間變化數據及溫度數據(表22)，使用以下的式求出各基本反應的頻率因子(A)及活化能(E)。SM: 環化前驅物，TM: 目的物，Dimer: 直鏈及環狀二聚物的合計 C: 濃度(M)，kn: 反應速度常數，An: 頻率因子，En: 活化能，T: 溫度，R: 氣體常數 再者，計算係使用Aspen Technology公司的Aspen custom modeler。其結果，獲得表23記載的數據。
[表23] 對應於反應速度常數k1、k2的頻率因子(A)及活化能量(E)
由所得各基本反應的頻率因子(A)及活化能(E)算出CSTR中進行環化反應用的溫度為25℃時的反應速度常數k1、k2(表24)。
[表24] CSTR中於25℃進行環化反應的反應速度常數k1、k2
其次使用表24的反應速度常數k1及k2、以下的物質平衡式及反應速度式算出於環化前驅物濃度為0.04 mol/l、反應溫度25℃時的反應轉換率、選擇性、滯留時間(表25)。
[表25] 計算出的反應條件(環化前驅物濃度為0.04 mol/l，反應溫度為25℃時) 表4的例1至3中，以獲得反應轉換率及選擇性變高的結果的方式經由計算求出滯留時間。本實施例中實行例2(運轉3)。
*算出式 反應轉換率: (環化前驅物初期濃度-環化前驅物濃度)/環化前驅物初期濃度 選擇性: 目的物濃度/(目的物濃度+二聚物(直鏈+環狀)濃度)
運轉1: 批次高度稀釋 仿照非專利文獻(Dominic Ormerod, Bart Noten, Mitthieu Dorbec, Lars Andersson, Anita Buekenhoudt, and Ludwig Goetelen. Org. Process Res. Dev. 2015, 19, 841-848)，環化前驅物(200.8mg，含量86.2%，0.143 mmol)以N, N-二甲基甲醯胺(DMF)(4.4 mL)及乙酸(1.6 mL)溶解，該混合物於室溫添加碘(4.4當量)的DMF溶液(溶液量2.5 mL)，所得混合物於室溫使其反應5分鐘。反應液以二硫亞磺酸鈉水溶液淬滅後，定量目的物的溶液濃度，計算產量時相當121.6 mg(80%產率)。
運轉2: 批次擬高度稀釋 於碘(0.3212 g，3.5當量)及DMF(10 mL)、乙酸(2.5 mL)的溶液中，在22℃歷時60分鐘滴下環化前驅物化合物(502.0 mg，含量86.2%，0.357 mmol)及DMF(6 mL)、乙酸(1.5 mL)溶液。定量滴下後約30分鐘後的目的物的溶液濃度，計算產量時相當284.4 mg(75%產率)。
運轉3: CSTR 環化前驅物(1.2040 g，含量86.2%，0.855 mmol)溶解於DMF(19.2 mL)及乙酸(4.8 mL)。此時的基質濃度成為0.04 mmol/mL。另一方面，碘(0.8497 g，3.348 mmol)溶解於DMF(20.0 mL)及乙酸(5.0 mL)。此時的試劑濃度成為0.13 mmol/mL。該等溶液各自以0.1 mL/min的輸入速度於23℃添加至DMF(9.6 mL)/乙酸(2.4 mL)溶液，同時以0.2 mL/min的輸出速度抽取反應液。採取操作開始後60分鐘(θ*)後、120分鐘(2θ)、180分鐘(3θ)、240分鐘(4θ)後的反應溶液，以0.05%二硫亞磺酸鈉溶液淬滅取樣。將所調製的原料輸入達97.3%時的輸出溶液全部合併，定量濃度計算產量時，相當831.9 mg(93%產率)。*θ=經過時間/平均滯留時間
分析條件: HPLC，LCMS條件: 管柱: Biochell C18, 2.1 mm I.D. Í150 mm, 2.6μm 移動相: A) 水: TFA = 2000:1，B) 乙腈:TFA = 2000:1 管柱溫度: 60℃ 流速:0.5mL/min 梯度(B%): 0~20 min(5→45)，20.1~23.0 min (100)，23.1~(5) MS檢出模式: ESI (LC/MS): m/z
目的物(去胺加壓素): LCMS: ESI (m/z): 1069 [M+H]+，流出時間: 8.8分鐘 標準品qNMR(三氟乙酸鹽): 測定條件: DMSO-d6，75℃，脈衝角度90∘，數位分解能0.29Hz，緩和時間: 30秒，無旋轉，積算次數64次 定量時利用Gln的CH質子(計1H, δ: 3.985-4.021 ppm) 內標: 3,5-雙(三氟甲基)苯甲酸 含量: 77.4%
環化前驅物: LCMS: ESI (m/z): 1213 [M+H]+，流出時間: 7.6分鐘 標準品qNMR(三氟乙酸鹽): 測定條件: DMSO-d6，23℃，脈衝角度90∘，數位分解能0.29Hz，緩和時間: 30秒，無旋轉，積算次數8次 定量時利用α碳的CH質子(計3H, δ: 4.516-4.722 ppm) 內標: 3,5-二硝基苯甲酸甲基酯 含量: 86.2%
二聚物(環化物-1) LCMS: ESI (m/z): 1070 [M+2H]2+ ，流出時間: 10.5分鐘
二聚物(環化物-2) LCMS: ESI (m/z): 1070 [M+2H]2+ ，流出時間: 12.2分鐘
副產物: LCMS: ESI (m/z): 1195 [M+H]+ ，流出時間: 11.6分鐘
結果: [表26] 運轉1至3的反應純度的結果: HPLC 面積% (210nm)
[表27] 運轉3的反應純度的經時變化: HPLC 面積% (210nm)
[表28] 模擬及實驗結果(運轉2)的比較 運轉2中，確認模擬及實驗的結果有若干差異。咸信此為本反應速度非常快的特性上，以運轉2的規模、滴下環化前驅物時，在均一地擴散前反應就已進行之故，咸信實驗規模大時與模擬結果一致。
[表29] 模擬及實驗結果(運轉3)的比較 運轉3中，確認模擬與實驗的結果幾乎一致。
*算出式 反應轉換率 模擬: (環化前驅物初期濃度-環化前驅物濃度)/環化前驅物初期濃度 實驗結果: (環化前驅物初期面積%-環化前驅物面積%)/環化前驅物初期面積% 選擇性 模擬: 目的物濃度/(目的物濃度+二聚物(直鏈+環狀)濃度) 實驗結果: 目的物面積%+副產物面積%/(目的物面積%+副產物面積%+二聚物(直鏈+環狀)面積%)(副產物係由目的物進一步經碘化者，因此與目的物合併計算)。
[實施例5]環孢素A衍生物的合成
實驗步驟: 環化前驅物5的合成 環化前驅物5係由前述化合物2(實施例2之環化前驅物2)經過3步驟合成。
化合物3的調製 前述的化合物2(7.1 g)溶解於N,N-二甲基甲醯胺(71 mL)，於冰冷下加入N,N-二異丙基乙基胺(3 mL)及氯乙醯基氯(1.85 mL)。於室溫攪拌2小時後，反應液加入5%硫酸氫鉀溶液(100 mL)及乙酸乙酯(100 mL)進行分液。有機層以蒸發器濃縮，進一步經由矽膠層析(乙酸乙酯/庚烷/甲醇)精製，獲得呈黃色油狀液體的化合物3(5.0 g)。 LCMS: ESI (m/z): 1297[M+H]+
化合物4的調製 前步驟所得之化合物3(5.0 g)溶解於N,N-二甲基甲醯胺(50 mL)，添加S-三苯甲基-L-半胱胺酸甲基酯鹽酸鹽(4.0 g)、HOAt(1.6 g)、EDC鹽酸鹽(2.6 g)。於室溫攪拌2小時後，於反應液中加入飽和碳酸氫鈉水溶液(100 mL)及乙酸乙酯(100 mL)進行分液。有機層以蒸發器濃縮，進一步地經由矽膠層析(乙酸乙酯/庚烷/甲醇)精製，獲得呈黃色油狀液體的化合物4(4.7 g)。 LCMS: ESI (m/z): 1656[M+H]+
環化前驅物5的調製 前步驟所得之化合物4(4.7 g)溶解於二氯甲烷(47 mL)，於冰冷下加入三異丙基矽烷(3 mL)及三氟乙酸(5.5 mL)。於室溫攪拌1小時後，反應液以蒸發器濃縮，殘渣經由矽膠層析(乙酸乙酯/庚烷/甲醇/三氟乙酸)精製，進一步地經由逆相層析(水/乙腈/三氟乙酸)精製，獲得呈白色粉末的環化前驅物5(2.1 g)。
反應速度參數模擬 為了算出反應速度參數，經由各化合物的溫度、反應時間取得各化合物的濃度變化數據。於以N,N-二甲基甲醯胺(DMF)調製的環化前驅物(4.63 mM)中添加N,N-二異丙基乙基胺(DIPEA)(9.9至10.9當量)，於3℃、24℃、46℃使其反應。反應以0.5%TFA的乙腈-水(1:1)溶液淬滅。反應的經時變化以HPLC追蹤，獲得表30的數據。各化合物的濃度係將環化前驅物濃度4.63mM換算為HPLC的面積%而推導。再者，假設二聚物的吸光係數為環化前驅物的2倍，三聚物的吸光係數為3倍，而算出濃度。
[表30] 化合物濃度變化數據(實施例5)
由所得數據，本環化反應機制依以下的方式考察。由於自環化前驅物及DIPEA至中間體的反應非常快速，咸信自中間體至目地物及二聚物、三聚物(複數化合物)的生成速率為速率決定步驟。雖然無法測定中間體濃度，認為中間體藉由分析前的淬滅回復至環化前驅物的可能性高，且考慮前述反應速度差，於分析所得之原料濃度及中間體濃度為同等，咸信可無問題的算出各參數。再者，DIPEA相比於環化前驅物係過量使用，對反應速度的影響小故省略。
使用經由實驗所取得之濃度的時間變化數據及溫度數據(表30)，使用以下的式求出各基本反應的頻率因子(A)及活化能(E)。SM: 環化前驅物，IM: 中間體，TM: 目的物，Dimer: 二聚物及三聚物的合計 C: 濃度(M)，kn: 反應速度常數，An: 頻率因子，En: 活化能，T: 溫度，R: 氣體常數 再者，計算係使用Aspen Technology公司的Aspen custom modeler。其結果，獲得表31記載的數據。
[表31] 對應於反應速度常數k1及k2的頻率因子(A)及活化能(E)
由所得各基本反應的頻率因子(A)及活化能(E)，算出CSTR中進行環化反應用的溫度為25℃時的反應速度常數k2、k3(表32)。
[表32] CSTR中於25℃進行環化反應的反應速度常數
其次，使用表32的反應速度常數k2及k3、以下的物質平衡式及反應速度式算出環化前驅物濃度為0.027 mol/l、反應溫度25℃時的反應轉換率、選擇性、滯留時間(表33)。
[表33] 計算出的反應條件(環化前驅物濃度為0.027 mol/l，反應溫度為25℃時)
表33的例1至3中，以所得反應轉換率及選擇性變高的結果的方式經由計算求出滯留時間。本實施例中實行例3。
*算出式 反應轉換率: (環化前驅物初期濃度-環化前驅物濃度)/環化前驅物初期濃度 選擇性: 目的物濃度/(目的物濃度+二聚物(二聚物+三聚物)濃度)
運轉1: 批次高度稀釋 環化前驅物(49.7 mg，含量77.3%，0.0272 mmol)溶解於DMF(8.8 mL)，該混合物於室溫加入DIPEA(0.28 mmol，10當量)。所得混合物於室溫使其反應1小時。反應液的一部分以0.5%三氟乙酸的乙腈-水(1:1)溶液淬滅，定量目的物的溶液濃度計算產量時，相當於30.8 mg(82%產率)。
運轉2: 批次擬高度稀釋 於DIPEA(1.72 mg，10當量)的DMF(7.5mL)溶液中，在22℃歷時3小時滴下環化前驅物化合物(300.9 mg，含量77.3%，0.164 mmol)及DMF(4.6 mL)溶液。定量滴下後約1小時後的目的物的溶液濃度，計算產量時相當於187.3mg(83%產率)。
運轉3: CSTR 環化前驅物(1.3671 g，含量77.3%，0.747 mmol)溶解於DMF(27.3 mL)。此時基質濃度成為0.027 mmol/mL。另一方面，DIPEA(7.73 mmol，10當量)溶解於DMF(27.3 mL)。此時試藥濃度成為0.283 mmol/mL。該等溶液各自以0.04mL/min的輸入速度，於23℃添加至DMF(13.2 mL)，同時以0.08 mL/min的輸出速度抽取反應液。採取操作開始後165分(θ*)後、330分(2θ)、495分(3θ)、660分(4θ)後的反應溶液，以0.5%三氟乙酸的乙腈-水(1:1)溶液淬滅取樣。將輸出溶液全部合併，定量濃度計算產量時相當於793.9 mg(82%產率)。又，原料溶液係以輸入分(全量的94.5%)為基準計算。*θ=經過時間/平均滯留時間
分析條件: HPLC，LCMS條件: 管柱: Kinetex Biphenyl, 2.1 mm I.D.Í150 mm, 2.6μm 移動相: A)水:TFA = 2000:1，B)乙腈:TFA = 2000:1 管柱溫度: 60℃ 流速: 0.5 mL/min 梯度(B%): 0~30min(10→100)，30.0~30.6min(100)，30.7min(10) MS檢出模式: ESI (LC/MS): m/z
目的物(環孢素A衍生物) LCMS: ESI (m/z): 1378[M+H]+ ，流出時間: 17.5分 經由使用以下的標準品之HPLC分析而定量產量。 樣品qNMR: 測定條件: DMSO-d6，147℃，脈衝角度90∘，數位分解能0.25Hz，緩和時間: 60秒，無旋轉，積算次數32次 利用MeVal的β碳的CH質子(計1H)定量。 內標: 馬來酸 含量 94.4%
環化前驅物: LCMS: ESI (m/z): 1414[M+H]+，流出時間: 13.9分 含量: 由qNMR及HPLC分析為77.3%。 a. 標準品qNMR: 測定條件: DMSO-d6，90℃，脈衝角度90∘，數位分解能0.25Hz，緩和時間: 60秒，無旋轉，積算次數32次 利用MeVal的β碳的CH質子(計1H)定量。 內標: 3,5-雙(三氟甲基)苯甲酸 含量 91.8% b. 本實施例中所使用的原料以標準品的HPLC分析結果: 84.2%
二聚物 LCMS: ESI (m/z): 1378[M+2H]2+ ，流出時間: 21.8分
三聚物 LCMS: ESI (m/z): 1378[M+3H]3+ ，流出時間: 24.1分
結果: [表34] 運轉1至3的反應純度的結果: HPLC 面積% (210nm)
[表35] 運轉3的反應純度的經時變化: HPLC 面積% (210nm)
[表36] 模擬及實驗結果(運轉2)的比較 運轉2中，確認模擬與實驗的結果有若干差異。此咸信係本反應速度為非常快的特性上，於運轉2的規模中滴下環化前驅物時，在均一地擴散前反應已進行之故，咸信實驗規模大時與模擬結果一致。
[表37] 模擬及實驗結果(運轉3)的比較 在運轉3中，確認模擬及實驗的結果幾乎一致。
計算式 反應轉換率 模擬: 環化前驅物初期濃度-環化前驅物濃度)/環化前驅物初期濃度 實驗結果: (環化前驅物初期面積%-環化前驅物面積%)/環化前驅物初期面積% 選擇性 模擬: 目的物濃度/(目的物濃度+二聚物+三聚物濃度) 實驗結果: (目的物面積%)/(目的物面積%+二聚物+三聚物面積%) 產業上可利用性
根據本發明，提供包含使用CSTR進行環化反應之環狀有機化合物的新穎製造方法等。藉由本發明所提供的發明，對於將環狀有機化合物以更小的反應釜，雜質更少，進行連續生產為有用的。
無
圖1為表示藉由CSTR之合成目的物2kg的推定設備(實施例1的運轉4的條件)圖。 圖2為表示藉由擬高度稀釋之合成目的物2kg的推定設備(實施例1的運轉3的條件)圖。 圖3為顯示環孢素A的環化前驅物標準品(實施例2)的1HNMR圖。 圖4為表示實施例3中藉由CSTR之環孢素A生產用的設備圖。 圖5為顯示去胺加壓素標準品(實施例4)的1HNMR圖。 圖6為顯示去胺加壓素的環化前驅物標準品(實施例4)的1HNMR圖。 圖7為顯示環孢素A衍生物標準品(實施例5)的1HNMR圖。 圖8為顯示環孢素A衍生物的環化前驅物標準品(實施例5)的1HNMR圖。

Claims (15)

  1. 一種製造環狀有機化合物的方法，包含將環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中環化的環化反應步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，前述環狀有機化合物是由天然胺基酸及/或胺基酸類似物所構成，具有環狀部的肽化合物。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述的方法，其中，前述具有環狀部的肽化合物為包含由4至14個天然胺基酸及/或胺基酸類似物殘基所成之環狀部，且天然胺基酸及胺基酸類似物殘基的總數為7至20。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的方法，其中，前述環狀有機化合物為具有以下的(i)及(ii)的特徵: (i) 包含至少2個N取代胺基酸，包含至少1個N未取代胺基酸，及 (ii) ClogP值為6以上。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的方法，其中，前述環化反應為藉由以下(i)至(vii)所組成群組中選擇1種以上的鍵結的分子內環化反應 (i) 醯胺鍵結 (ii) 雙硫鍵結 (iii) 醚鍵結 (iv) 硫醚鍵結 (v) 酯鍵結 (vi) 硫酯鍵結 (vii) 碳-碳鍵結。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述的方法，其中，前述環狀有機化合物為下述通式(I)所示化合物:式中，X表示CH或N；R1表示氫原子、鹵素原子、氰基、C1-6烷基、C1-4鹵烷基、C2-6烯基、C2-6炔基、C1-6烷氧基或C1-6烷硫基；R2表示氫原子、鹵素原子、C1-6烷基、C2-6烯基或C2-6炔基，或R2及R3一起形成環；R3表示氫原子、鹵素原子、氰基、C1-6烷基、C2-6烯基、C2-6炔基或C1-6烷氧基，或R2及R3一起形成環；R4表示氫原子、鹵素原子、C1-6烷基、C2-6烯基或C2-6炔基；R5、R6、R7各自獨立地表示可具有取代基的C1-6伸烷基、C2-6伸烯基、C2-6伸炔基、C3-10伸環烷基、C3-10伸環烯基、C6-12伸芳基、-3至12員單環雜環-；L1、L2、L3各自獨立地表示單鍵、-CONR8-、-NR8CO-、-NR8-、-O-、-SO2 NR8-、-NR8SO2 -、-COO-、-NR8CONR8'-、-NR8COO-、或-OCONR8-；R8、R8’各自獨立地表示氫原子或可具有取代基的C1-6烷基。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述的方法，其中，環化反應係使用基於關於該環化反應的預備試驗的結果所取得的條件，以工業化規模進行。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中，前述條件係藉由包含以下(i)至(v)的步驟所取得: (i) 預備試驗中，由前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副生成物所組成群組中選擇至少1者，取得於複數個溫度的經時的濃度變化的數據的步驟， (ii) 使用步驟(i)中所取得的濃度變化數據及關於環化反應的反應速度式，求出反應速度常數kn 的步驟， (iii) 使用步驟(i)中所使用的溫度，步驟(ii)中所求出的反應速度常數kn 及下述式(II)，求出頻率因子An 及活化能En 的步驟，(iv) 使用步驟(iii)求出的前述頻率因子An 、及前述活化能En 、前述式(II)、以及前述反應速度式，求出CSTR中環化用的溫度之反應速度常數kn 的步驟，以及 (v) 使用步驟(iv)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中，前述環化反應的基本反應係以下述式(IV)表示，， 反應速度常數k1 、k2 、k3 係使用下述式(V)至(IX)之任一者求出:式中，各參數表示TM: 環狀有機化合物，SM: 環化前驅物，ACT: 活性化劑，IM: 中間體，Dimer: 二聚物，C: 濃度(M)。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中，前述環化反應的基本反應係以下述式(X)表示，， 反應速度常數k1 、k2 係使用下述式(XI)至(XIII)之任一者求出:式中，各參數表示r: 反應速度，TM: 目的物，SM: 環化前驅物(=中間體)，ACT: 活性化劑，Dimer: 二聚物，C: 濃度(M)。
  11. 如申請專利範圍第7至10項中任一項所述的方法，其中，前述條件係由連續槽型反應器的流量、環化前驅物的濃度、及環狀有機化合物的濃度所組成群組中選擇。
  12. 一種促進環化前驅物的分子內環化的方法，包含將前述環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中環化的步驟。
  13. 一種取得用於將環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中以工業化規模環化的條件的方法，包含以下(i)至(v)的步驟: (i) 預備試驗中，關於由前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少一者，取得複數個溫度的經時的濃度變化數據的步驟， (ii) 使用步驟(i)中所取得的濃度變化數據及關於環化反應的反應速度式，求出反應速度常數kn 的步驟， (iii) 使用步驟(i)中所使用的溫度、步驟(ii)中所求出的反應速度常數kn 及下述式(II)，求出頻率因子An 及活化能En 的步驟，(iv) 使用步驟(iii)求出的前述頻率因子An 、及前述活化能En 、前述式(II)、以及前述反應速度式，求出CSTR中環化用的溫度之反應速度常數kn 的步驟，以及 (v) 使用步驟(iv)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度。
  14. 一種於計算機實行用的程式，用於取得用於將環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中以工業化規模環化的條件: (i) 使用預備試驗中所取得的、關於由前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少一者，取得複數個溫度的經時的濃度變化數據，及關於環化反應的反應速度式，求出反應速度常數kn 的步驟， (ii) 使用步驟(i)中所使用的溫度、步驟(i)中所求出的反應速度常數kn 及下述式(II)，求出頻率因子An 及活化能En 的步驟，(iii) 使用步驟(ii)求出的前述頻率因子An 、及前述活化能En 、前述式(II)、以及前述反應速度式，求出CSTR中環化用的溫度之反應速度常數kn 的步驟，以及 (iv) 使用步驟(iii)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的步驟式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度。
  15. 一種系統，係用於取得用於將環狀有機化合物的環化前驅物於至少1台的連續槽型反應器(CSTR)中工業化規模環化的條件的系統，係具備以下(i)至(iv)的手段: (i) 預備試驗中所取得，關於由前述環化前驅物、前述環狀有機化合物、1或複數個中間體、及1或複數個副產物所組成群組中選擇至少一者之複數個溫度的經時的濃度變化數據，及使用關於環化反應的反應速度式，求出反應速度常數kn 的手段， (ii) 使用步驟(i)中所使用的溫度、步驟(i)中所求出的反應速度常數kn 及下述式(II)，求出頻率因子An 及活化能En 的手段，(iii) 使用步驟(ii)求出的前述頻率因子An 、及前述活化能En 、前述式(II)、以及前述反應速度式，求出CSTR中環化用的溫度之反應速度常數kn 的手段，以及 (iv) 使用步驟(iii)求出的反應速度常數kn 、前述反應速度式及下述CSTR的物質平衡式(III)，取得前述條件的手段式中，各參數表示rn : 反應速度，τ: 滯留時間(空間時間)，C0 : 供給濃度，C: 濃度。
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