WO2020137545A1 - アミドの製造方法 - Google Patents

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WO2020137545A1
WO2020137545A1 PCT/JP2019/048458 JP2019048458W WO2020137545A1 WO 2020137545 A1 WO2020137545 A1 WO 2020137545A1 JP 2019048458 W JP2019048458 W JP 2019048458W WO 2020137545 A1 WO2020137545 A1 WO 2020137545A1
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WO
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acid
group
amide
producing
amine
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PCT/JP2019/048458
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布施　新一郎
佑磨 小竹
中村　浩之
Original Assignee
国立大学法人東京工業大学
横河電機株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C231/00—Preparation of carboxylic acid amides
    • C07C231/02—Preparation of carboxylic acid amides from carboxylic acids or from esters, anhydrides, or halides thereof by reaction with ammonia or amines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C269/00—Preparation of derivatives of carbamic acid, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C269/06—Preparation of derivatives of carbamic acid, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atom not being part of nitro or nitroso groups by reactions not involving the formation of carbamate groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/02—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length in solution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/02—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length in solution
    • C07K1/023—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length in solution using racemisation inhibiting agents

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an amide.
  • This application claims the priority right based on Japanese Patent Application No. 2018-241598 filed in Japan on December 25, 2018, the content of which is incorporated herein.
  • the carboxyl group of an amino acid is activated and reacted with the amino group of an amino acid to cause a coupling reaction to form an amide bond, which is repeated to sequentially extend the amino acid. ..
  • Several methods are known as methods for activating a carboxyl group. There are a method of synthesizing a peptide while suppressing isomerization and formation of a by-product using a condensing agent having a weak activation degree, and a method of synthesizing a peptide in a short time using an activating agent.
  • a method of activating the carboxyl group using a highly active activator there are an acid chloride method and an acid anhydride method.
  • the acid chloride method and the acid anhydride method have a simpler structure of the activator as compared with the activation method using a condensing agent having a weak activation degree, so that the unit price is low, and further the activator is There are advantages such as less generation of by-products.
  • the acid anhydride method is divided into a symmetrical acid anhydride method and a mixed acid anhydride method.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 disclose a method for synthesizing an amide using a symmetrical acid anhydride as an active species of a carboxylic acid.
  • the symmetrical acid anhydride method disclosed in Non-Patent Documents 1 and 2 is A first step of producing a symmetrical acid anhydride by a condensation reaction between carboxylic acids; A second step of performing a coupling reaction between the symmetrical acid anhydride and an amine, It can be said that the method includes.
  • Non-Patent Document 3 discloses a method for synthesizing an amide using a mixed acid anhydride as an active species of a carboxylic acid.
  • carboxylic acid and isopropyl chloroformate are mixed in a first micromixer to synthesize a mixed acid anhydride in a short time, and immediately thereafter, the synthesized mixed acid anhydride is not racemized immediately. It is described that a solution containing a mixed acid anhydride, an amine and a catalyst (base) are mixed in a second micromixer to perform amidation.
  • the mixed acid anhydride method disclosed in Non-Patent Document 3 is A first step of reacting a carboxylic acid with a chloroformate to obtain a mixed acid anhydride; A second step of adding a base to the mixed acid anhydride to obtain an acylpyridinium species; A third step of performing a coupling reaction between the acylpyridinium species and an amine to obtain an amide; It can be said that the method includes.
  • the symmetric acid anhydride method has a problem that the symmetric acid anhydride has a low reactivity with an amine, and thus the coupling reaction with an amine having a low nucleophilicity takes time or does not proceed.
  • the coupling reaction can proceed even with an amine having a low nucleophilicity.
  • an undesired side reaction product an epimer
  • a usual coupling reaction represented by a natural amino acid there is a sufficient difference between the reaction rate of racemization of an amino acid and the reaction rate of formation of an objective substance, and epimer formation hardly occurs.
  • the difference between the reaction rate of racemization and the reaction rate of the desired product is not sufficient, and epimer formation may not be suppressed in some cases.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, in which a carboxyl group is activated and reacted with an amino group to cause a coupling reaction to form an amide bond. It is an object of the present invention to provide a method for producing an amide, which has good efficiency and is less likely to cause side reactions such as epimer formation.
  • one aspect of the present invention is as follows.
  • the acid is at least one selected from the group consisting of hydrogen halide, perchloric acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, fluorosulfonic acid and paratoluenesulfonic acid, (1) A method for producing an amide according to any one of to (7).
  • the first base is at least one selected from the group consisting of pyridine, pyridine derivatives, imidazole, imidazole derivatives, and 1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane.
  • the first base is 4-morpholinopyridine, N,N-dimethyl-4-aminopyridine, 4-pyrrolidinopyridine, pyridine, 4-methoxypyridine, imidazole, N-methylimidazole and 1,4- The method for producing an amide according to any one of (1) to (11) above, which is one or more selected from the group consisting of diazabicyclo[2,2,2]octane.
  • the method for producing the amide of the embodiment is the following method 1) or 2). 1) after dehydration condensation of carboxylic acids with each other, the reaction with a first base and the reaction with an amine to obtain an amide, the reaction with the first base and/or the reaction with an amine A method for producing an amide, wherein 2) reacting a carboxylic acid with a halogenated formic acid ester, and then reacting with a first base to react with an amine to obtain an amide, and reacting with the first base and/or with an amine A method for producing an amide, wherein the reaction is performed by adding an acid.
  • the method for producing an amide of the embodiment according to the above 1) a product obtained by reacting a mixture obtained by mixing a first carboxylic acid and a second carboxylic acid, a first base, and an acid.
  • the method for producing an amide may include mixing an amine with an amine.
  • the method for producing an amide of the embodiment according to 1) above is a mixture obtained by mixing a first carboxylic acid, a second carboxylic acid and phosgene or a phosgene equivalent that decomposes in the reaction system to produce phosgene. It may be a method including mixing a product obtained by reacting with a first base, an acid, and an amine.
  • the product obtained by reacting the mixture obtained by mixing the first carboxylic acid and the second carboxylic acid is an acid anhydride obtained by dehydration condensation of the first carboxylic acid and the second carboxylic acid.
  • a product obtained by reacting a mixture obtained by mixing a carboxylic acid and a halogenated formic acid ester, a first base, an acid, and an amine are used. It may be a method for producing an amide, which comprises mixing.
  • the method for producing an amide of the embodiment according to the above 2) includes a product obtained by reacting a mixture obtained by mixing a carboxylic acid, a second base that activates a halogenated formate, and a halogenated formate.
  • the method for producing an amide may include mixing a first base, an acid, and an amine.
  • a product obtained by reacting a mixture obtained by mixing a carboxylic acid and a halogenated formate or a carboxylic acid, a second base that activates the halogenated formate and a halogenated formate are mixed.
  • the product obtained by reacting the resulting mixture may contain a mixed acid anhydride.
  • the said 1st base may produce a cationic active species, and may be a base (however, this amine is excluded).
  • mixing refers to the operation of adding substances such as raw materials to the reaction system.When these substances are mixed in the reaction system, the raw materials and the like change to substances different from those before addition. May be
  • the case where the acid anhydride is obtained by the method 1) and the case where the acid anhydride is obtained by the method 2) can be exemplified.
  • Both of the methods 1) and 2) for the preparation of amides are common with respect to obtaining the "anhydride" from a carboxylic acid and then reacting it with a first base, ie 1) or 2
  • the method for producing an amide)) may include the following steps 1 to 3.
  • the reaction of the method for producing an amide according to the present invention is not limited to the reactions exemplified in the following steps.
  • Step 1 A step of obtaining an acid anhydride from a carboxylic acid.
  • Step 2 a step of reacting the acid anhydride obtained in Step 1 with a first base to obtain a cationic active species.
  • Step 3 A step of reacting the cationic active species obtained in Step 2 with an amine to produce an amide.
  • the amide production methods 1) and 2) above are carried out by adding an acid in the following reaction.
  • the reaction of the step 2 is performed by adding an acid
  • the reaction of the step 3 is performed by adding an acid
  • the reaction of the steps 2 and 3 is performed by adding an acid.
  • the acid may be added in advance in the step of step 1, but from the viewpoint of reaction efficiency, it is preferable to add the acid after step 1, and it is more preferable to add the acid together with the first base. preferable.
  • the acid is added after step 1, it is considered that the reaction of step 2 or the reaction of step 2 and step 3 becomes a reaction in the presence of acid.
  • the presence of an acid means, for example, in a solvent to which an acid is added.
  • an amide is manufactured by adding an acid together with the first base after Step 1.
  • the following amide production method 1') or 2') is preferable.
  • a method for producing an amide which comprises reacting with an acid by adding an acid. 2′) reacting a carboxylic acid with a halogenated formic acid ester, then adding an acid to react with a first base and reacting with an amine to obtain an amide, and reacting with the first base
  • a method for producing an amide wherein the reaction with an amine is performed by adding an acid.
  • the case where an acid is added together with the first base will be mainly described. When the acid is added with the first base, a mixture of the first base and the acid may be added.
  • step 1 carboxylic acids are dehydrated and condensed by the method in 1') to obtain an acid anhydride.
  • step 1, step 2 and step 3 correspond to step 1-1, step 2-1 and step 3-1 respectively.
  • step 1, step 2 and step 3 correspond to step 1-2, step 2-2 and step 3-2, respectively.
  • both the step 1-1 and the step 1-2 may be simply referred to as the step 1, and both the step 2-1 and the step 2-2 may be simply referred to as the step 2.
  • Yes and may refer to both step 3-1 and step 3-2, and may be simply abbreviated as step 3.
  • the production method of 1' may include the following steps 1-1 to 3-1.
  • Step 1-1 A step of dehydrating and condensing carboxylic acids to obtain an acid anhydride.
  • Step 2-1 A step of adding an acid and reacting the acid anhydride obtained in Step 1-1 with a first base to obtain a cationic active species.
  • Step 3-1 A step of reacting the cationic active species obtained in Step 2-1 with an amine to produce an amide.
  • Step 1-1 is a step of dehydrating and condensing carboxylic acids to obtain an acid anhydride.
  • the carboxylic acids can be dehydrated and condensed with each other by reacting phosgene or a phosgene equivalent that decomposes in the reaction system to produce phosgene.
  • the carboxylic acid may be any one as long as it has a carboxyl group at the end of the molecule and can be represented by the following general formula (1).
  • R 1 is a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • Carboxylic acid may be deprotonated to a carboxylate ion, which can be represented by the following general formula (1i).
  • R 1 is a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • Deprotonation of a carboxylic acid can be achieved by placing the carboxylic acid in the presence of a base having a low nucleophilicity such as N,N-diisopropylethylamine (DIEA) in the reaction system.
  • a base having a low nucleophilicity such as N,N-diisopropylethylamine (DIEA)
  • DIEA N,N-diisopropylethylamine
  • the presence of a base means, for example, in a solvent to which a base is added.
  • the type of the base is not particularly limited as long as it can deprotonate the carboxylic acid in the reaction system.
  • the carboxylic acid represented by the following general formula (1) and the carboxylic acid represented by the following general formula (1)′ are dehydrated and condensed to give
  • the acid anhydride represented by the formula (2) is obtained.
  • the acid anhydride can be obtained, for example, by reacting carboxylic acid with phosgene or a phosgene equivalent that decomposes in the reaction system to produce phosgene.
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • a phosgene equivalent is one that decomposes in the reaction system to produce phosgene, and can be used as a substance substantially equivalent to phosgene in the synthetic reaction.
  • Examples of the phosgene equivalent include diphosgene and triphosgene.
  • carboxylic acids of different types may be dehydrated and condensed, or carboxylic acids of the same type may be dehydrated and condensed. That is, R 1 and R 2 in the formulas (1) and (1)′ may be the same or different from each other.
  • the acid anhydride represented by the general formula (2) is a symmetrical acid anhydride.
  • the counter anion of the cationic active species produced in step 2-1 described later is the same as the carboxylate ion before activation.
  • the counter anion may self-react with the cationic active species, but if the counter anion is the same as the carboxylate ion before activation, the product will be activated by the cationic active species even if it self-reacts.
  • the carboxylic acid is preferably an amino acid or an amino acid derivative.
  • the carboxylic acid here includes a carboxylic acid that is a precursor of an acid anhydride.
  • the amino acid is preferably an ⁇ -amino acid.
  • the amino acids constituting the peptide or protein in vivo are usually L-type, the amino acids may be L-type.
  • the ⁇ -amino acid may be a compound represented by the following general formula (1-1).
  • R 0 represents a side chain of an amino acid.
  • the amino acids may be 20 kinds of amino acids that constitute peptides or proteins in vivo and are encoded as genetic information.
  • these amino acids include alanine, arginine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, tyrosine and valine.
  • the amino acid may be a type of amino acid that is not encoded as genetic information such as cystine.
  • R 0 in the above formula (1-1) is “—CH 3 ”when the amino acid is alanine, “—H” when glycine, and “ ⁇ H” when valine. CH(CH 3 ) 2 ”, and in the case of isoleucine, it is “—CH(CH 3 )CH 2 CH 3 ”.
  • —R 1 and —R 2 may be —CH(R 0 )NH 2 , respectively.
  • the above amino acids do not have to be ⁇ -amino acids.
  • it may be a ⁇ -amino acid such as ⁇ -alanine.
  • the carboxylic acid may be an amino acid derivative.
  • the amino acid derivative may be a compound having substantially the same properties as an amino acid, may be a naturally occurring natural type, and may be a modification different from the natural type, addition, modification such as substitution of a functional group. Etc. may be included.
  • An example of a case having properties substantially equivalent to an amino acid is a case where it can be incorporated into an enzyme having an amino acid as a substrate or can bind to a molecule that binds to an amino acid.
  • Examples of the amino acid derivative include amino acids in which one or more hydrogen atoms or groups are substituted with other groups (substituents).
  • a protected amino acid in which a functional group is protected with a protecting group can be mentioned.
  • the protecting group has a function of inactivating the reactive functional group. It is also possible to deprotect the protecting group and return the protected functional group to its pre-protected state.
  • that the functional group is protected means that the atom constituting the functional group is substituted with a protecting group.
  • the site protected by the protecting group includes at least one site selected from the group consisting of an amino group, a carboxyl group, and a side chain.
  • the functional group contained in the side chain may be protected at one site or at two or more sites with a protective group.
  • the amino group and/or the functional group of the side chain is preferably protected so as to prevent the reaction of the reactive functional group other than the carboxyl group.
  • the type of protective group is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the type of functional group to be protected.
  • examples of the amino-protecting group include, but are not limited to, carbamate-based, sulfonamide-based, acyl-based and alkyl-based protecting groups.
  • carbamate-based protecting group a 2-benzyloxycarbonyl group (sometimes abbreviated as —Z or —Cbz), a tert-butoxycarbonyl group (sometimes abbreviated as —Boc), and allyloxy.
  • Carbonyl group (sometimes abbreviated as -Alloc), 2,2,2-trichloroethoxycarbonyl group (sometimes abbreviated as -Troc), 2-(trimethylsilyl)ethoxycarbonyl group (-Teoc) Abbreviated), 9-fluorenylmethyloxycarbonyl group (sometimes abbreviated as -Fmoc), p-nitrobenzyloxycarbonyl group (-Z(NO 2 )) ), a p-biphenylisopropyloxycarbonyl group (sometimes abbreviated as -Bpoc), and the like.
  • sulfonamide-based protecting group examples include a p-toluenesulfonyl group (sometimes abbreviated as —Ts or —Tos) and a 2-nitrobenzenesulfonyl group (sometimes abbreviated as —Ns), 2 , 2,4,6,7-pentamethyldihydrobenzofuran-5-sulfonyl (sometimes abbreviated as -Pbf), 2,2,5,7,8-pentamethylchroman-6-sulfonyl (-Pmc Abbreviated as ".”, 1,2-dimethylindole-3-sulfonyl (sometimes abbreviated as "-MIS”) and the like.
  • a p-toluenesulfonyl group sometimes abbreviated as —Ts or —Tos
  • 2-nitrobenzenesulfonyl group sometimes abbreviated as —Ns
  • 2 2,4,6,7-pentamethyldihydro
  • the amide production method of the embodiment epimer formation of the amide can be suppressed. Therefore, the amide production method of the embodiment is suitable for reaction with a raw material carboxylic acid that easily causes epimer formation of the amide.
  • carboxylic acid that easily causes epimer formation of amide include phenylglycine, cysteine, serine, aspartic acid, histidine, and derivatives thereof.
  • Step 2-1 is a step of adding an acid and reacting the acid anhydride obtained in Step 1-1 with the first base to obtain a cationic active species.
  • step 2-1 of the method for producing an amide according to the embodiment an acid anhydride represented by the following general formula (2), a first base represented by B, and an acid represented by A are added. And react to obtain a cationic active species represented by the following general formula (4).
  • a compound represented by the following general formula (5) is produced as a counter anion of the cationic active species.
  • R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • the acid added in step 2-1 may be either an inorganic acid or an organic acid, and examples thereof include hydrochloric acid, hypochlorous acid, chlorous acid, chloric acid, perchloric acid, hypoperchloric acid, hydrobromic acid, Hypobromic acid, bromic acid, hydrofluoric acid, nitric acid, sulfuric acid, persulfuric acid, phosphoric acid, perphosphoric acid, hexafluorophosphoric acid, potassium dihydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, hexafluoroantimonic acid, iodine Acid, hypoiodic acid, periodic acid, boric acid, tetrafluoroboric acid, carbonic acid, percarbonic acid, permanganic acid, chromic acid, thiocyanic acid, acetic acid, peracetic acid, trifluoroacetic acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloro Acetic acid, benzoic acid, perbenzoic acid, metachlor
  • the acid added here may be a carboxylic acid.
  • the carboxylic acid is used in advance, but the carboxylic acid in step 1-1 is converted to an active species as an acid anhydride. Even if the carboxylic acid is added in step 2-1, the added carboxylic acid is unlikely to be an active species, and the carboxylic acid added in step 2-1 is difficult to be incorporated as a constituent unit of the amide.
  • the acid may be a carboxylic acid. However, the acid is preferably an acid excluding carboxylic acid.
  • the acid is preferably one or more selected from the group consisting of hydrogen halide, perchloric acid, trifluoroacetic acid, trifluoromethanesulfonic acid, fluorosulfonic acid and paratoluenesulfonic acid.
  • Hydrogen halide is more preferable, and hydrochloric acid is more preferable.
  • Addition of an acid can suppress the formation of an amide epimer, improve the coupling reaction rate between a carboxylic acid and an amine, and allow the amide to be produced with extremely high efficiency.
  • the first base in step 2-1 is one that reacts with the acid anhydride to generate a cationic active species, and is preferably highly nucleophilic, such as pyridine, pyridine derivative, imidazole, imidazole derivative and More preferably, it is at least one selected from the group consisting of 1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane.
  • the pyridine derivative may be one in which one or more hydrogen atoms of pyridine are substituted with another group, and is not particularly limited as long as it has a basic property.
  • the compound represented by formula (3-1) is preferable.
  • X 1 represents a hydrogen atom or any group selected from the group represented by the following formulas (a) to (c).
  • R 31 , R 32 , R 33, and R 34 each independently represent an alkyl group.
  • R 33 and R 34 may be bonded to each other to form a ring.
  • One methylene group not directly bonded to R 33 or R 34 may be substituted with an oxygen atom.
  • the alkyl group in R 31 , R 32 , R 33 and R 34 may be linear, branched or cyclic. When it is cyclic, the alkyl group may be either monocyclic or polycyclic. The alkyl group may have 1 to 20 carbon atoms, 1 to 15 carbon atoms, or 1 to 10 carbon atoms.
  • linear or branched alkyl group examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group.
  • the compound represented by the general formula (3-1) is preferably a compound represented by the following general formula (3-1-1).
  • X 1 is any group selected from the group represented by the above formulas (a) to (c) other than a hydrogen atom, X 1 acts as an electron-donating group by bonding to such a position. Tend to be more effective and the nucleophilicity of the N atom of the pyridine ring tends to be better.
  • X 1 is a group represented by the above formula (c)
  • R 33 and R 34 are bonded to each other to form a ring
  • the alkyl group is
  • 4-morpholinopyridine represented by the following formula (3-1-2) is included.
  • Preferred examples of the pyridine and pyridine derivatives include pyridine, the above-mentioned 4-morpholinopyridine, N,N-dimethyl-4-aminopyridine, 4-pyrrolidinopyridine and 4-methoxypyridine.
  • 4-morpholinopyridine and N,N-dimethyl-4-aminopyridine by using them, have a high amide synthesis yield per unit time and significantly reduce the production of by-products. It is particularly preferable in that it can be performed.
  • the cationic active species in the case of using the pyridine and the pyridine derivative exemplified above is an acylpyridinium cation (acylpyridinium species).
  • Acylpyridinium species are characterized by high electrophilicity. Therefore, even in the case of a reaction with an amine having a low nucleophilicity, which will be described later, it is possible to proceed the reaction at a very high rate and to significantly reduce the production of by-products.
  • the imidazole derivative may be one or more hydrogen atoms of imidazole, which may be substituted with other groups, and is not particularly limited as long as it has the property of a base, but the imidazole and the imidazole derivative are as follows.
  • the compound represented by formula (3-2) is preferable.
  • R 35 and R 36 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group.
  • Examples of the alkyl group for R 35 and R 36 include those exemplified for the alkyl group for R 31 , R 32 , R 33, and R 34 .
  • imidazole and imidazole derivative imidazole and N-methylimidazole can be exemplified as preferable ones.
  • pyridine derivatives in addition to pyridine, pyridine derivatives, imidazole, and imidazole derivatives, 1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane (DABCO) can be mentioned as a preferable example.
  • DABCO 1,4-diazabicyclo[2,2,2]octane
  • Step 3-1 is a step of reacting the cationic active species obtained in Step 2-1 with an amine to produce an amide.
  • a cationic active species represented by the following general formula (4) is reacted with an amine represented by the following general formula (6) to carry out the following general synthesis.
  • the amide represented by the formula (7) is obtained.
  • the acid added in Step 2-1 may be present in the reaction system.
  • R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • the amine is preferably an amino acid or an amino acid derivative.
  • the amino acids and amino acid derivatives include those exemplified for the carboxylic acid.
  • -R 3 and -R 4 may be, for example, -H and -CH(R 0 )COOH.
  • a protected amino acid in which a functional group is protected with a protecting group can be mentioned.
  • the site protected by the protecting group includes at least one site selected from the group consisting of an amino group, a carboxyl group, and a side chain.
  • the functional group contained in the side chain may be protected at one site or at two or more sites with a protective group.
  • the type of protecting group is not particularly limited and can be appropriately selected according to the type of functional group to be protected.
  • the protection of the carboxyl group may be carried out by neutralizing it to the salt form, but usually it is protected in the ester form.
  • the ester include alkyl esters such as methyl and ethyl, and benzyl ester (sometimes abbreviated as Bn or BZl), but are not limited thereto.
  • step 3-1 the cationic active species is reacted with an amine.
  • the method for producing an amide of the embodiment has an advantage that the reaction rate does not depend on the nucleophilicity of the amine because the electrophilicity of the cationic active species is high. Therefore, the method for producing the amide of the embodiment is suitable for the reaction with an amine having low nucleophilicity.
  • the amine having a low nucleophilicity is, specifically, an amine having a nucleophilicity lower than that of 18 amino acids excluding valine and isoleucine from the 20 amino acids constituting a protein and encoded as genetic information.
  • valine, isoleucine or N-alkylated amino acid, or a derivative thereof can be exemplified.
  • the N-alkylated amino acid may be one in which one or two hydrogen atoms of an amino group bonded to ⁇ carbon are substituted with an alkyl group, and one or two hydrogen atoms are substituted with a methyl group. N-methyl amino acids are preferred.
  • These amines having low nucleophilicity have hitherto been difficult to use for synthesis by the acid anhydride method.
  • an amine having a low nucleophilicity which has hitherto been difficult to use in the synthesis by the acid anhydride method, can be used.
  • the method for producing the amide in the form is epoch-making.
  • the nucleophilicity of the amine here is determined by, for example, performing an acid anhydride method under the conditions shown in Example 1 and reacting the acid anhydride produced in Example 1 with an amine whose nucleophilicity is desired to be obtained. , It can be determined from the degree of its reaction efficiency.
  • the manufacturing method of 2' may include the following steps 1-2 and 3-2.
  • Step 1-2 A step of reacting a carboxylic acid with a halogenated formic acid ester to obtain a mixed acid anhydride.
  • Step 2-2 A step of adding an acid and reacting the mixed acid anhydride obtained in Step 1-2 with the first base to obtain a cationic active species.
  • Step 3-2 A step of reacting the cationic active species obtained in Step 2-2 with an amine to produce an amide.
  • the reaction of the method for producing an amide according to the present invention is not limited to the reactions exemplified in the following steps.
  • Step 1-2 is a step of reacting a carboxylic acid and a halogenated formate to obtain a mixed acid anhydride.
  • step 1-2 of the method for producing an amide according to the embodiment a carboxylic acid represented by the following general formula (I) is reacted with a halogenated formic acid ester represented by the following general formula (I)′, A mixed acid anhydride represented by the following general formula (II) is obtained.
  • R 11 represents a hydrogen atom or a monovalent organic group
  • R 12 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group
  • Y represents a halogen atom.
  • Examples of the carboxylic acid include those exemplified in the above ⁇ First Embodiment>.
  • Halogenation in a halogenated formate ester means that a halogen atom is bonded to a carbonyl group.
  • the hydrocarbon group for R 12 may be either an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group (aryl group).
  • the aliphatic hydrocarbon group may be a saturated aliphatic hydrocarbon group (alkyl group) or an unsaturated aliphatic hydrocarbon group, preferably an alkyl group.
  • the aliphatic hydrocarbon group may have 1 to 20 carbon atoms or 1 to 15 carbon atoms.
  • the alkyl group may be linear, branched or cyclic. When it is cyclic, the alkyl group may be either monocyclic or polycyclic.
  • the alkyl group may have 1 to 20 carbon atoms, 1 to 10 carbon atoms, or 1 to 5 carbon atoms.
  • linear or branched alkyl group examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group.
  • the halogen atom of Y is an element belonging to Group 17 in the periodic table such as F, Cl, Br and I, and Cl or Br is preferable.
  • the halogen atom of Y is Cl or Br
  • the hydrocarbon group of R 12 is It is preferably a branched chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and is selected from the group consisting of isopropyl chloroformate, isobutyl chloroformate, ethyl chloroformate, isopropyl bromoformate, isobutyl bromoformate and ethyl bromoformate. More preferably, it is one or more.
  • the second base that activates the halogenated formate ester may be reacted with the halogenated formate ester to facilitate the reaction.
  • the activated halogenated formate ester is also included in the concept of halogenated formate ester.
  • the second base reacts with the halogenated formate to generate a cationic active species, and is preferentially used with the halogenated formate over the mixed acid anhydride as the product of Step 1-2.
  • the pyridine derivative and the imidazole derivative include those exemplified in the above step 2-1.
  • at least one of the groups attached to the N atom of the amine is preferably a methyl group. It is more preferable that two of the groups bonded to the N atom of the amine are methyl groups.
  • the second base are 4-methylmorpholine, N-methylimidazole, N,N-dimethylbenzylamine, N,N-dimethylbutylamine, N,N-dimethylallylamine, 1,4 Examples include, but are not limited to: diazabicyclo[2,2,2]octane, N,N-dimethyl-4-aminopyridine (DMAP), N-methylpiperidine.
  • N,N-dimethylbenzylamine is preferable to use. Addition of an excess of the second base to the reaction system may cause precipitation (salt formation) due to addition of the acid.
  • N,N-dimethylbenzylamine has a good reactivity, and the reaction is likely to proceed even if the equivalent weight is lowered, so that the problem of precipitation hardly occurs. Therefore, N,N-dimethylbenzylamine is suitable for a production method using a flow reactor that is easily affected by precipitation.
  • Step 2-2 is a step of adding an acid and reacting the mixed acid anhydride obtained in Step 1-2 with the first base to obtain a cationic active species.
  • a mixed acid anhydride represented by the following general formula (II) a first base represented by B, and an acid represented by A are A cationic active species represented by the following general formula (IV) is obtained by adding and reacting.
  • a compound represented by the following general formula (V) is produced as a counter anion of the cationic active species.
  • Examples of the acid include those exemplified in the above ⁇ First Embodiment>.
  • Examples of the first base include those exemplified in the above ⁇ First Embodiment>.
  • ⁇ Addition of acid can suppress the formation of epimer of amide and improve the coupling reaction rate of carboxylic acid and amine, which makes it possible to produce amide with extremely high efficiency.
  • Step 3-2 is a step of reacting the cationic active species obtained in step 2-2 with an amine to produce an amide.
  • a cationic active species represented by the following general formula (IV) is reacted with an amine represented by the following general formula (VI) to carry out the following general synthesis. It is intended to obtain an amide represented by the formula (VII).
  • the acid added in the above step 2-2 may be present in the reaction system.
  • Formula (VI) and formula (VII) representing the same meaning as R 11 in formula (II), respectively Each independently represent a hydrogen atom or a monovalent organic group.
  • R 12 in formula (V) has the same meaning as R 12 in formula (II).
  • amine examples include those exemplified in the above ⁇ First Embodiment>.
  • alkoxide (O ⁇ —R 12 ) and CO 2 may be generated instead of the formula (V).
  • the amount of each compound used in the reaction of steps 1 to 3 may be appropriately adjusted according to the intended reaction in consideration of the types of these compounds.
  • the molar equivalent ratio (activated carboxylic acid:amine) of the activated carboxylic acid and the amine in the reaction system may be 10:1 to 1/10:1 and 5:1 to 1/5: It may be 1 and may be 3:1 to 1/3:1.
  • the activated carboxylic acid is, for example, a compound represented by the general formula (4) or (IV). According to the method for producing an amide of the embodiment, it is possible to produce an amide with high efficiency even when a relatively small amount of amine, which is close to an equivalent amount, is reacted with an activated carboxylic acid.
  • the molar equivalent ratio (activated carboxylic acid:acid) of the activated carboxylic acid and the acid in the reaction system is 10:0.1 to 10:5 from the viewpoint of reaction efficiency. It may be 10:0.5 to 10:4.
  • the reaction time of each step may be appropriately adjusted according to the reaction temperature and other conditions.
  • the reaction time in Step 1 may be 0.05 seconds to 30 minutes, 0.1 seconds to 5 minutes, or 0.5 seconds to 30 seconds.
  • the reaction time of Step 2 and Step 3 may be 1 second to 60 minutes, 5 seconds to 30 minutes, or 1 minute to 10 minutes. Good.
  • reaction temperature may be appropriately adjusted according to the kind of the compound used in steps 1 to 3.
  • reaction temperature is preferably in the range of 0 to 100°C, more preferably 20 to 60°C.
  • the reactions of steps 1 to 3 may be carried out in the coexistence of a solvent.
  • the solvent is not particularly limited, but those that do not interfere with the reaction of the compound are preferable, and those that have high solubility of the raw materials used in the reaction are preferable. Examples thereof include N,N-dimethylformamide (DMF), tetrahydrofuran (THF), 1,4-dioxane, acetonitrile, dimethoxyethane and the like.
  • reaction of Step 1 to Step 3 may further include other compounds that do not correspond to the above-exemplified compounds in the reaction system, as long as the formation of amide can be achieved.
  • the reactions of steps 1 to 3 may be performed separately or simultaneously. From the viewpoint of more effectively suppressing the production of the side reaction product, it is preferable to perform step 2 and step 3 at the same time.
  • the existence and structure of the product can be confirmed by measurement of a spectrum obtained by analysis of NMR, IR, mass, etc., elemental analysis, or the like. If necessary, the product may be purified, and as a purification method, it can be purified by distillation, extraction, recrystallization, column chromatography or the like.
  • the amide can be produced with extremely high efficiency. Even the acid anhydride obtained in step 1 is in a state of accepting a nucleophilic species (amine) as an active species.
  • a cationic active species is further formed, and an amine is reacted therewith for the first time.
  • the cationic active species generated here have a remarkably high activity as compared with the acid anhydride, so that the reaction can proceed at an extremely fast rate, and the formation of by-products is also increased as compared with the conventional method. It can be suppressed dramatically. Furthermore, it is possible to easily proceed the reaction even with an amine having a low reactivity, which was difficult to react by the conventional method.
  • the addition of an acid to the reaction system can possibly enhance the production of an intermediate (for example, a cationic active species) derived from a carboxylic acid, and at the same time, the amide epimer. Generation can be suppressed.
  • an intermediate for example, a cationic active species
  • Generation can be suppressed.
  • the mechanism by which these effects occur can be considered as follows, for example. First, it is considered that addition of an acid supplies a proton to the reaction system and suppresses racemization in the intermediate derived from the carboxylic acid as a raw material. Racemization can occur when the proton-depleted anion is a stable structure and is reprotonated.
  • racemization is more likely to occur under basic conditions, and it is considered that racemization is suppressed by adding an acid to approach neutral conditions.
  • addition of an acid neutralizes excess base and suppresses racemization in an intermediate derived from a carboxylic acid as a raw material.
  • Racemization in this case is an intermediate produced by reacting an intermediate derived from a raw material carboxylic acid (for example, a cationic active species) with a base, and when the anion desorbed from the proton has a stable structure, It is considered that the racemization is suppressed by inhibiting the reaction with the base by adding the acid. This is understood to be the case when side reactions are suppressed in step 2 and/or step 3.
  • a peptide or a protein can be synthesized.
  • the method for producing a peptide or protein is included in the method for producing an amide.
  • the polypeptide chain can be extended by using the amide obtained in step 3 above as the carboxylic acid in step 1 and repeating steps 1 to 3 after steps 1 to 3.
  • the carboxylic acid also includes a polypeptide
  • the amino acid or amino acid derivative (carboxylic acid) according to the embodiment also includes an amino acid or amino acid derivative (carboxylic acid) located at the C-terminal as a constituent unit of the polypeptide.
  • the amide production method of the embodiment is suitable as a peptide or protein production method.
  • the method for producing an amide of the embodiment can be carried out using a flow reactor.
  • the flow reactor include a flow path for transporting a fluid containing a raw material or an intermediate used in the reaction in the amide production method of the embodiment, and a mixer for mixing the fluid.
  • the reaction with the amine in at least the step 3 may be carried out in the flow reactor, and the reaction with the first base in the step 2 and the step 3 may be performed to obtain the amine.
  • the reaction for reacting with may be carried out in a flow reactor, and the reaction for reacting with the first base after obtaining the acid anhydride and reacting with the amine in the steps 1 to 3 may be carried out.
  • the method for producing the amide of the embodiment is not limited to the method performed using a flow reactor.
  • a batch container having a small volume and capable of obtaining a high stirring speed may be used.
  • the volume of the mixing part of the batch container may be 1 to 100 mL, or 5 to 50 mL.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a flow reactor 1.
  • the flow reactor 1 includes a tank 11 that stores a first liquid, a tank 12 that stores a second liquid, and a tank 13 that stores a third liquid.
  • the first liquid can include a carboxylic acid
  • the second liquid can include a halogenated formate ester
  • the third liquid can include a first base, an acid, and an amine.
  • the first liquid contains a carboxylic acid and a second base that activates the halogenated formate ester
  • the second liquid contains a halogenated formate ester
  • the third liquid contains the first base
  • Acids and amines can be included.
  • the first liquid contains carboxylic acid, N,N-dimethylbenzylamine (second base) and DIEA
  • the second liquid is isopropyl chloroformate
  • the third liquid contains N-methylimidazole (first base), hydrochloric acid (acid) and amine.
  • the mixture of at least the first liquid and the second liquid and the third liquid may be mixed in the flow-through reaction device.
  • the mixing of the liquid of (1) and the second liquid may be performed in a flow reactor.
  • the flow reactor 1 has flow paths f1, f2, f3, f4, f5 for transporting a fluid.
  • the inner diameter of the channel may be, for example, 0.1 to 10 mm, or 0.3 to 8 mm.
  • the flow reactor 1 includes mixers 31 and 32 for mixing fluids.
  • the inner diameter of the flow path inside the mixer may be, for example, 0.1 to 10 mm, or may be 0.3 to 8 mm.
  • Examples of the mixer include a static mixer having no driving unit.
  • the drive unit refers to a portion that is powered and moves.
  • the inner diameter of the flow path may be a diameter of a portion inside the flow path (a portion through which the fluid passes) in the flow path cross section in a direction orthogonal to the length direction of the flow path.
  • the inside diameter of the above-mentioned flow path can be the diameter when the shape of the inside of the flow path is converted into a perfect circle on the basis of area.
  • the tanks 11, 12, 13, and 14, the mixers 31 and 32, and the flow paths f1, f2, f3, f4, and f5 are made of, for example, a resin such as plastic or elastomer, a glass material, a metal, a ceramic, or the like. There is.
  • the tank 11 is connected to the pump 21, and by the operation of the pump 21, the first liquid contained in the tank 11 moves in the flow path f1 and flows into the mixer 31.
  • the tank 12 is connected to the pump 22, and by the operation of the pump 22, the second liquid contained in the tank 12 moves in the flow path f2 and flows into the mixer 31. Then, the first liquid and the second liquid are mixed by the mixer 31 to become the first mixed liquid, which is sent to the flow path f4. In the process after this mixing, dehydration condensation occurs between the carboxylic acid contained in the first liquid and the isopropyl chloroformate contained in the second liquid to obtain a mixed acid anhydride (Step 1- 2). The first mixed solution containing the obtained acid anhydride flows into the mixer 32.
  • the tank 13 is connected to the pump 23, and by the operation of the pump 23, the liquid contained in the tank 13 moves in the flow path f3, flows into the mixer 32, and is mixed with the first mixed liquid. And becomes a second mixed liquid, which is sent to the flow path f5.
  • the mixed acid anhydride obtained in step 1-2 reacts with N-methylimidazole contained in the third liquid to become a cationic active species (see step 2 of the method for producing an amide). -2), and subsequently the obtained cationic active species reacts with the amine contained in the third liquid to obtain an amide (step 3-2 of the method for producing an amide).
  • the manufactured second mixture liquid containing amide is stored in the tank 14.
  • the area for heat exchange per volume of the reaction solution can be increased.
  • the reaction time can be controlled by the flow rate and the length of the flow path. Therefore, the reaction solution can be strictly controlled, and as a result, the progress of unwanted side reactions can be minimized, and the yield of the target product can be improved.
  • the cationic active species obtained in the above step 2 has an advantage that it can react even with an amine having low reactivity because of its high activity, but it is important to control the reaction. Further, even the acid anhydride obtained in the step 1 has a sufficiently high activity, so that control of the reaction is important. According to the flow-through reaction apparatus 1 according to the embodiment, the chances of compound collision are improved by continuously circulating the liquid through the flow path, the reaction can be advanced with higher efficiency, and side reactions can be suppressed. It will be easy. For example, since the acid anhydride generated in step 1 can be immediately reacted with N-methylimidazole (first base), the time during which the acid anhydride is in the activated state can be shortened, and isomerization, etc. It is possible to reduce the probability that the side reaction will occur.
  • N-methylimidazole first base
  • the form in which the liquids are mixed by the mixer has been illustrated, but since the mixing of the liquids can be achieved only by communicating the flow paths, the flow system of the embodiment is used.
  • the reactor does not necessarily have to include a mixer.
  • the amide production method of the second embodiment has been described as an example, but the first embodiment of the amide production method can be similarly performed.
  • the first liquid contains a first carboxylic acid and a second carboxylic acid
  • the second liquid contains phosgene or a phosgene equivalent that decomposes in the reaction system to produce phosgene
  • the third liquid can include a first base, an acid and an amine.
  • the first liquid contains carboxylic acid and DIEA
  • the second liquid contains triphosgene (phosgene equivalent)
  • the third liquid is 4-morpholinopyridine (first base), It may include hydrochloric acid (acid) and amine.
  • the method for producing the amide of the embodiment can be carried out by a liquid phase method.
  • the currently mainstream method for producing peptides (amides) is the solid phase method, and peptides are synthesized on the solid phase.
  • the liquid phase method is suitable for large-scale synthesis and has high reactivity because the degree of freedom of molecules is increased.
  • the liquid phase method is also effective for the reaction with amines having low reactivity.
  • the five kinds of compounds to be reacted are stored in three tanks separately. However, for example, each of them is stored in a total of five separate tanks and mixed sequentially. Good.
  • N-methylimidazole (first base) and amine are present in the same liquid in advance. That is, step 2 and step 3 may be carried out at the same time, which makes it easy to immediately react the highly reactive cationic active species generated in step 2 with the target amine, and the cationic active species are activated. The time in the activated state can be shortened, and the production of unwanted side reaction products can be effectively suppressed.
  • N-methylimidazole (first base) and the acid are present in the same liquid in advance. As a result, unwanted epimer formation can be effectively suppressed.
  • Example 1 Addition of HCl in mixed acid anhydride method [raw material]
  • amino acid used as the carboxylic acid Fmoc-2-Phenylglycine-OH (commercially available), which is phenylglycine in which the amino group is protected by the Fmoc group, was used.
  • amino acid used as an amine H-MePhe-OMe (commercially available product), which is phenylalanine in which a carboxyl group is protected by a methyl group and an amino group is methylated, was used.
  • a coupling reaction was carried out between the amino acid used as the carboxylic acid and the amino acid used as the amine.
  • the coupling reaction is a flow made up of a PTFE tube (inner diameter 0.8 mm, outer diameter 1.59 mm), a SUS tube (inner diameter 0.8 mm, outer diameter 1.58 mm), a SUS joint and a T-shaped mixer.
  • a system reactor was used. The solution before the reaction was divided into three parts and prepared. The first solution was obtained by dissolving Fmoc-2-Phenylglycine-OH used as a carboxylic acid, DIEA, and N,N-dimethylbenzylamine used as a second base in 1,4-dioxane. ..
  • the second solution was obtained by dissolving isopropyl chloroformate in 1,4-dioxane.
  • the third solution was obtained by dissolving H-MePhe-OMe used as the amine, N-methylimidazole used as the first base, and HCl in a mixed solvent of 1,4-dioxane and MeCN.
  • the molar concentration ratios in the flow reactor were 1.0 for H-MePhe-OMe (amine), 1.1 for Fmoc-2-Phenylglycine-OH (carboxylic acid), and 1.
  • 1, N,N-dimethylbenzylamine was 0.055, isopropyl chloroformate was 1.05, N-methylimidazole was 0.1, and HCl was 0.155.
  • the first solution and the second solution are mixed in a T-shaped mixer, and the mixed acid is obtained by reacting for 5 seconds in the flow reactor.
  • An anhydride was obtained.
  • the reaction solution containing the mixed acid anhydride and the third solution were mixed using a new T-shaped mixer, and reacted for 120 seconds in a flow reactor. All of these reactions were carried out at 60° C., and 10 seconds was set as the time for heat exchange before the solution before each reaction reached the mixer.
  • Various solutions flowed out using a syringe pump. The flow rate of each pump was 2.0 mL/min for the first solution, 1.2 mL/min for the second solution, and 2.0 mL/min for the third solution.
  • Step 1 of the method for producing an amide in Example 1 is shown below.
  • R pg represents a phenylglycine side chain.
  • R pg represents a phenylglycine side chain
  • R p represents a phenylalanine side chain
  • the yield of the target product was calculated from the weight of the target product isolated and purified. That is, the molar equivalent ratio of amine was set to 1.0, and the ratio of amine coupling was calculated from the weight of the isolated dipeptide.
  • the epimer production rate was calculated by separating the isolated and purified amide isomers by HPLC and calculating the area ratio of the UV absorption intensities of the target amide and epimer.
  • the target substance was detected at a retention time of 35.576 minutes (area ratio 73.58), and the epimer was detected at a retention time of 39.658 minutes (area ratio 26.42).
  • the target dipeptide had a coupling yield of 86%, of which the epimer production rate was about 23%.
  • Example 1 Although the ratio of the molar concentration of the carboxylic acid to the amine was 1:1.1 and the reaction time was as short as 120 seconds, a high coupling yield of 86% was obtained. Was achieved. In addition, despite the use of phenylglycine as a carboxylic acid, which is very likely to generate epimers, the epimer production rate could be significantly reduced as compared with Comparative Example 1 described later.
  • a coupling reaction was carried out between the amino acid used as the carboxylic acid and the amino acid used as the amine.
  • the coupling reaction is a flow made up of a PTFE tube (inner diameter 0.8 mm, outer diameter 1.59 mm), a SUS tube (inner diameter 0.8 mm, outer diameter 1.58 mm), a SUS joint and a T-shaped mixer.
  • a system reactor was used. The solution before the reaction was divided into three parts and prepared. The first solution was obtained by dissolving Fmoc-2-Phenylglycine-OH used as a carboxylic acid, N-methylmorpholine, and DIEA in 1,4-dioxane.
  • the second solution was obtained by dissolving isopropyl chloroformate in 1,4-dioxane.
  • the third solution was obtained by dissolving H-MePhe-OMe used as an amine and 4-morpholinopyridine in 1,4-dioxane.
  • the molar ratio of each in the flow reactor is 1.0 for H-MePhe-OMe (amine), 1.3 for Fmoc-2-Phenylglycine-OH (carboxylic acid), and 1 for DIEA. .3, N-methylmorpholine was 1.3, isopropyl chloroformate was 1.25, and 4-morpholinopyridine was 0.01.
  • the first solution and the second solution are mixed in a T-shaped mixer, and the mixture is allowed to react in the flow reactor for 5 seconds to obtain a mixed acid anhydride. I got a thing.
  • the reaction solution containing the mixed acid anhydride and the third solution were mixed using a new T-shaped mixer, and reacted for 150 seconds in a flow reactor. All of these reactions were carried out at 60° C., and 10 seconds was set as the time for heat exchange before the solution before each reaction reached the mixer.
  • Various solutions flowed out using a syringe pump. The flow rate of each pump was 1.2 mL/min for the first solution, 1.2 mL/min for the second solution, and 2.0 mL/min for the third solution.
  • the target dipeptide had a coupling yield of 93%, of which the epimer production rate was about 41%, and nearly half of them were epimers. Was found to be almost uncontrolled.

Abstract

カルボン酸同士を脱水縮合させた後に、又は、カルボン酸とハロゲン化ギ酸エステルとを反応させた後に、第１の塩基と反応させ、アミンと反応させてアミドを得ることを含み、前記第１の塩基との反応及び／又はアミンとの反応を、酸を添加して行う、アミドの製造方法。

Description

アミドの製造方法
　本発明は、アミドの製造方法に関する。
　本願は、２０１８年１２月２５日に日本に出願された特願２０１８－２４１５９８に基づく優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　ペプチド合成では、アミノ酸のカルボキシル基を活性化させて、アミノ酸のアミノ基と反応させ、カップリング反応を起こしてアミド結合を形成させ、これを繰り返すことでアミノ酸を逐次伸張させることが行われている。カルボキシル基を活性化させる方法としてはいくつかの方法が知られている。活性化度の弱い縮合剤を使って、異性化や副生成物の生成を抑制しつつペプチドを合成する手法や、活性化剤を使い短時間でペプチドを合成する方法がある。
　高活性な活性化剤を使って前記カルボキシル基を活性化させる方法として、酸塩化物法や酸無水物法がある。これら酸塩化物法や、酸無水物法は、活性化度の弱い縮合剤を使った活性法と比較して、活性化剤の構造が簡単であるため、単価が安く、更には活性化剤由来の副生成物の生成が少ない等の利点がある。
　酸無水物法は、対称酸無水物法と混合酸無水物法に分けられる。
　例えば非特許文献１～２では、カルボン酸の活性種として対称酸無水物を用いたアミドの合成法が開示されている。
　非特許文献１～２で開示される対称酸無水物法は、
　カルボン酸同士の縮合反応による対称酸無水物の生成の第１のステップと、
　前記対称酸無水物とアミンとのカップリング反応を行う第２のステップと、
　を備える方法ということができる。
　また、例えば非特許文献３では、カルボン酸の活性種として混合酸無水物を用いたアミドの合成法が開示されている。
　非特許文献３には、カルボン酸とクロロギ酸イソプロピルを第１のマイクロミキサーで混合し、混合酸無水物を短時間で合成し、続いて、合成した混合酸無水物がラセミ化しないよう、すぐさま混合酸無水物を含む溶液とアミンおよび触媒（塩基）を第二のマイクロミキサーで混合しアミド化を行うことが記載されている。
　非特許文献３で開示される混合酸無水物法は、
　カルボン酸とクロロギ酸エステルとを反応させて混合酸無水物を得る第１のステップと、
　前記混合酸無水物に塩基を添加してアシルピリジニウム種を得る第２のステップと、
　前記アシルピリジニウム種とアミンとのカップリング反応を行い、アミドを得る第３のステップと、
　を備える方法ということができる。
"Efficient Amide Bond Formation through a Rapid and StrongActivation of Carboxylic Acids in a Microflow Reactor", Fuse, S. Mifune, Y. Takahashi, T., Angew Chem. Int. Ed. 53, 851-855 (2014). "Total synthesis of feglymycin based on a linear/convergent hybrid approach using micro-flow amide bond formation", Fuse, S. Mifune, Y. Nakamura, H. Tanaka, H. Nat.Commun. 7, 13491 (2016). 小竹佑磨、中村浩之、布施新一郎、「マイクロフロー法を駆使するＮ－メチル化ペプチドの効率的合成」、２０１７年３月１６日、日本化学会第９７春季年会、３Ｆ４－１４
　しかし、対称酸無水物法では、対称酸無水物のアミンとの反応性が低いため、求核性の低いアミンとのカップリング反応に時間がかかる又は反応が進行しないという問題があった。
　一方、混合酸無水物法では、求核性の低いアミンとであってもカップリング反応が進行し得る。
　しかし、対称酸無水物法であっても、混合酸無水物法であっても、望まない副反応生成物であるエピマーが生成される場合がある。これは、求核性の低いアミンとのカップリング反応において特に問題となる。例えば、天然アミノ酸に代表される通常のカップリング反応では、アミノ酸のラセミ化の反応速度と目的物が生成する反応速度の差は十分にあり、エピマー生成はほとんど起きない。しかし、求核性の低いＮ－メチルアミノ酸等との反応の場合、ラセミ化の反応速度と目的物が生成する反応速度の差が十分でなく、エピマー生成を抑えきれない場合がある。特に、ラセミ化が起こりやすいフェニルグリシンやシステイン等をカルボン酸に、求核性の低いＮ－メチルアミノ酸等をアミンに使用する場合ではアミドのエピマー生成が顕著に生じるという問題があった。
　本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、カルボキシル基を活性化させて、アミノ基と反応させ、カップリング反応を起こしてアミド結合を形成させる反応において、反応効率が良好であり、エピマー生成等の副反応が生じ難い、アミドの製造方法の提供を目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、反応系に酸を添加することにより、エピマー生成が抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明の一態様は、下記のとおりである。
（１）カルボン酸同士を脱水縮合させた後に、又は、カルボン酸とハロゲン化ギ酸エステルとを反応させた後に、第１の塩基と反応させ、アミンと反応させてアミドを得ることを含み、
　前記第１の塩基との反応及び／又はアミンとの反応を、酸を添加して行う、アミドの製造方法。
（２）第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させた生成物と、又は
　カルボン酸及びハロゲン化ギ酸エステルを混合して得られた混合物を反応させた生成物と、
　第１の塩基と、酸と、アミンとを混合させることを含む、アミドの製造方法。
（３）ホスゲン、又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を反応させて、前記カルボン酸同士を脱水縮合させる、前記（１）又は（２）に記載のアミドの製造方法。
（４）同じ種類の前記カルボン酸同士を脱水縮合させる、前記（１）～（３）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（５）前記ハロゲン化ギ酸エステルが、クロロギ酸イソプロピル、クロロギ酸イソブチル、クロロギ酸エチル、ブロモギ酸イソプロピル、ブロモギ酸イソブチル及びブロモギ酸エチルからなる群から選択されるいずれか一種以上である、前記（１）又は（２）に記載のアミドの製造方法。
（６）前記ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基と、前記ハロゲン化ギ酸エステルとを反応させることを含む、前記（１）、（２）又は（５）に記載のアミドの製造方法。
（７）前記第２の塩基が、第三級アミン、４－メチルモルホリン、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体及び１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群から選択されるいずれか一種以上である、前記（６）に記載のアミドの製造方法。
（８）前記酸は、ハロゲン化水素、過塩素酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸及びパラトルエンスルホン酸からなる群から選択されるいずれか一種以上である、前記（１）～（７）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（９）前記カルボン酸が、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である、前記（１）～（８）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１０）前記カルボン酸が、フェニルグリシン、システイン、セリン、アスパラギン酸、ヒスチジン又はそれらの誘導体である、前記（１）～（９）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１１）前記第１の塩基が、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体及び１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群より選択されるいずれか一種以上である、前記（１）～（１０）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１２）前記第１の塩基が、４－モルホリノピリジン、Ｎ，Ｎ－ジメチル－４－アミノピリジン、４－ピロリジノピリジン、ピリジン、４－メトキシピリジン、イミダゾール、Ｎ－メチルイミダゾール及び１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群より選択されるいずれか一種以上である前記（１）～（１１）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１３）前記アミンが、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である、前記（１）～（１２）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１４）前記アミンの求核性が、タンパク質を構成し遺伝情報としてコードされる２０種のアミノ酸からバリン及びイソロイシンを除いた１８種のアミノ酸の求核性よりも低い、前記（１）～（１３）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１５）前記アミンが、バリン、イソロイシン若しくはＮ－アルキル化されたアミノ酸、又はそれらの誘導体である、前記（１３）又は（１４）に記載のアミドの製造方法。
（１６）前記アミンと反応させることを、流通系反応装置で行う、前記（１）～（１５）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１７）さらに、前記カルボン酸同士を反応させること、又は、前記カルボン酸と前記ハロゲン化ギ酸エステルとを反応させること、及び、前記第１の塩基と反応させることを、流通系反応装置で行う、前記（１６）に記載のアミドの製造方法。
　本発明によれば、反応効率が良好であり、エピマー生成等の副反応が生じ難い、アミドの製造方法を提供できる。
流通系反応装置１の概略的な構成を示す模式図である。
　以下、本発明のアミドの製造方法の実施形態を説明する。
≪アミドの製造方法≫
　実施形態のアミドの製造方法は、以下の１）又は２）の方法である。
１）カルボン酸同士を脱水縮合させた後に、第１の塩基と反応させ、アミンと反応させてアミドを得ることを含み、前記第１の塩基との反応及び／又はアミンとの反応を、酸を添加して行う、アミドの製造方法。
２）カルボン酸とハロゲン化ギ酸エステルとを反応させた後に、第１の塩基と反応させ、アミンと反応させてアミドを得ることを含み、前記第１の塩基との反応及び／又はアミンとの反応を、酸を添加して行う、アミドの製造方法。
　上記１）に係る、実施形態のアミドの製造方法は、第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させた生成物と、第１の塩基と、酸と、アミンとを混合させることを含む、アミドの製造方法であってもよい。上記１）に係る実施形態のアミドの製造方法は、第一のカルボン酸、第二のカルボン酸及びホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を混合して得られた混合物を反応させた生成物と、第１の塩基と、酸と、アミンとを混合させることを含む方法であってもよい。ここで、第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させた生成物は、第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を脱水縮合させた酸無水物を含むことができる。
　上記２）に係る、実施形態のアミドの製造方法は、カルボン酸及びハロゲン化ギ酸エステルを混合して得られた混合物を反応させた生成物と、第１の塩基と、酸と、アミンとを混合させることを含む、アミドの製造方法であってもよい。上記２）に係る実施形態のアミドの製造方法は、カルボン酸、ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基、及びハロゲン化ギ酸エステルを混合して得られた混合物を反応させた生成物と、第１の塩基と、酸と、アミンとを混合させることを含む、アミドの製造方法であってもよい。ここで、カルボン酸及びハロゲン化ギ酸エステルを混合して得られた混合物を反応させた生成物、又は、カルボン酸、ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基及びハロゲン化ギ酸エステルを混合して得られた混合物を反応させた生成物は、混合酸無水物を含むことができる。
　なお、当該第１の塩基は、カチオン性活性種を生成させるものであってよく、塩基（ただし、当該アミンを除く）であってよい。
　なお、ここでいう混合とは、反応系に原料等の物質を添加する動作を指すものであり、反応系内でこれらが混合されたときには、原料等が添加前とは別の物質に変化していてもよい。
　酸無水物の調製にあたっては、上記のとおり、１）の方法で酸無水物を得る場合と、２）の方法で酸無水物を得る場合とを例示できる。１）及び２）のアミドの製造方法は、どちらも、カルボン酸から“酸無水物”を得た後に、それを第１の塩基と反応させることについて共通であるとして、すなわち、１）又は２）のアミドの製造方法は、以下の工程１～３を含んでいてもよい。なお、本発明に係るアミドの製造方法の反応は、下記の各工程に例示される反応に限定されるものではない。
　工程１：カルボン酸から、酸無水物を得る工程。
　工程２：前記工程１で得られた前記酸無水物と、第１の塩基と、を反応させてカチオン性活性種を得る工程。
　工程３：前記工程２で得られた前記カチオン性活性種と、アミンと、を反応させてアミドを製造する工程。
　ただし、上記１）及び２）のアミドの製造方法は、以下の反応で酸を添加して行うこととする。
　前記工程２の反応を、酸を添加して行う、
　前記工程３の反応を、酸を添加して行う、又は
　前記工程２及び前記工程３の反応を、酸を添加して行う。
　また、酸の添加は、工程１の段階で予め行ってもよいが、反応効率の観点からは、工程１の後に酸を添加することが好ましく、第１の塩基とともに酸を添加することがより好ましい。
　なお、工程１の後に酸を添加すると、工程２の反応、又は、工程２及び工程３の反応が、酸の存在下での反応になるものと考えられる。酸の存在下とは、例えば、酸を添加した溶媒中のことを意味する。
　なお、後述の実施例に示す方法においては、工程１の後に第１の塩基とともに酸を添加して、アミドの製造を行っている。
　すなわち、酸の添加については、以下の１’）又は２’）のアミドの製造方法が好ましい。
１’）カルボン酸同士を脱水縮合させた後に、酸を添加して第１の塩基と反応させ、アミンと反応させてアミドを得ることを含み、前記第１の塩基との反応及び／又はアミンとの反応を、酸を添加して行う、アミドの製造方法。
２’）カルボン酸とハロゲン化ギ酸エステルとを反応させた後に、酸を添加して第１の塩基と反応させ、アミンと反応させてアミドを得ることを含み、前記第１の塩基との反応及び／又はアミンとの反応を、酸を添加して行う、アミドの製造方法。
　以下の実施形態では、主に、第１の塩基とともに酸を添加する場合について説明する。
　第１の塩基とともに酸を添加する場合には、第１の塩基と酸との混合物を添加してもよい。
　以下、＜第１実施形態＞として、１’）における方法でカルボン酸同士を脱水縮合させて、酸無水物を得る場合を説明する。本実施形態において、上記工程１、工程２、及び工程３は、それぞれ工程１－１、工程２－１、及び工程３－１に対応する。
　また、＜第２実施形態＞として、２’）における方法でカルボン酸とハロゲン化ギ酸エステルとを反応させて、混合酸無水物を得る場合を説明する。本実施形態において、上記工程１、工程２、及び工程３は、それぞれ工程１－２、工程２－２、及び工程３－２に対応する。
　以下、工程１－１及び工程１－２の両方を指して、単に工程１と略することがあり、工程２－１及び工程２－２の両方を指して、単に工程２と略することがあり、工程３－１及び工程３－２の両方を指して、単に工程３と略することがある。
＜第１実施形態＞
　前記１’）の製造方法は、以下の工程１－１～３－１を含んでいてもよい。
　工程１－１：カルボン酸同士を脱水縮合させて、酸無水物を得る工程。
　工程２－１：酸を添加して、前記工程１－１で得られた前記酸無水物と、第１の塩基と、を反応させてカチオン性活性種を得る工程。
　工程３－１：前記工程２－１で得られた前記カチオン性活性種と、アミンと、を反応させてアミドを製造する工程。
　以下、上記の各工程について説明する。なお、本発明に係るアミドの製造方法の反応は、下記の各工程に例示される反応に限定されるものではない。
＜工程１－１＞
　工程１－１は、カルボン酸同士を脱水縮合させて、酸無水物を得る工程である。
　前記カルボン酸同士は、ホスゲン、又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を反応させて、前記カルボン酸同士を脱水縮合させることができる。
　カルボン酸は、分子の末端にカルボキシル基を有するものであればよく、下記一般式（１）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 　（式中、Ｒ１は水素原子又は一価の有機基である。）
　カルボン酸は、脱プロトン化されてカルボキシラートイオンとなってもよく、下記一般式（１ｉ）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 　（式中、Ｒ１は水素原子又は一価の有機基である。）
　カルボン酸の脱プロトン化は、例えば、反応系内のＮ，Ｎ－ジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＥＡ）等の求核性の低い塩基の存在下に、カルボン酸を置くことで達成できる。
塩基の存在下とは、例えば、塩基を添加した溶媒中のことを意味する。当該塩基の種類は、反応系内でカルボン酸の脱プロトン化を可能とするものであれば、特に限定されない。
　実施形態に係るアミドの製造方法の工程１－１は、下記一般式（１）で表されるカルボン酸及び下記一般式（１）’で表されるカルボン酸同士を脱水縮合させて、下記一般式（２）で表される酸無水物を得るものである。前記酸無水物は、例えば、カルボン酸にホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を反応させて得ることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 　（式中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に水素原子又は一価の有機基である。）
　ホスゲン等価体は、反応系内で分解してホスゲンを生成するものであり、合成反応上、ホスゲンと実質的に同等なものとして使用できる。ホスゲン等価体としては、ジホスゲン、トリホスゲン等が挙げられる。
　前記脱水縮合は、異なる種類のカルボン酸同士を脱水縮合させてもよく、同じ種類のカルボン酸同士を脱水縮合させてもよい。即ち、前記式（１）及び（１）’におけるＲ１とＲ２とは同一でもよく、互いに異なっていてもよい。
　Ｒ１とＲ２とが同一である場合は、一般式（２）で表される酸無水物は、対称酸無水物である。Ｒ１とＲ２とが同一である場合は、後述の工程２－１で生成するカチオン性活性種のカウンターアニオンが活性化前のカルボキシラートイオンと同一となる。カウンターアニオンはカチオン性活性種と自己反応してしまう場合があるが、カウンターアニオンが活性化前のカルボキシラートイオンと同一であれば、自己反応しても生成物はカチオン性活性種に活性化される前の対称酸無水物と同一となる。
　したがって、Ｒ１とＲ２とが同一である場合には、反応系中に得られるアミドの種類が均一化され、目的とする種類の反応生成物の計画的な取得が容易であるという利点がある。
　前記カルボン酸は、アミノ酸又はアミノ酸誘導体であることが好ましい。ここでのカルボン酸とは、酸無水物の前駆体であるカルボン酸を包含する。前記アミノ酸は、α－アミノ酸が好ましい。また、通常、生体内でのペプチド又はタンパク質を構成するアミノ酸がＬ型であることから、前記アミノ酸はＬ型であってよい。前記α－アミノ酸は、下記一般式（１－１）で表される化合物であってよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 　（式中、Ｒ０はアミノ酸の側鎖を表わす。）
　前記アミノ酸は、生体内でペプチド又はタンパク質を構成し遺伝情報としてコードされている２０種類のアミノ酸であってよい。これらのアミノ酸としては、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリンが挙げられる。また、前記アミノ酸は、シスチン等の遺伝情報としてコードされていない種類のアミノ酸であってもよい。
　例えば、前記式（１－１）中のＲ０は、前記アミノ酸がアラニンの場合には「－ＣＨ３」であり、グリシンの場合には「－Ｈ」であり、バリンの場合には「－ＣＨ（ＣＨ３）２」であり、イソロイシンの場合には「－ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３」である。他のアミノ酸についても同様である。
　前記式（１）及び（１）’がアミノ酸である場合、－Ｒ１及び－Ｒ２は、それぞれ、－ＣＨ（Ｒ０）ＮＨ２であってよい。
　前記アミノ酸はα－アミノ酸でなくともよい。例えば、β－アラニン等のβ－アミノ酸であってもよい。
　前記カルボン酸は、アミノ酸誘導体であってもよい。アミノ酸誘導体とはアミノ酸と実質的に同等の性質を有する化合物であってよく、天然に存在する天然型のものであってもよく、天然型とは異なる修飾、付加、官能基の置換等の改変等を有するものであってもよい。
　アミノ酸と実質的に同等の性質を有する場合の一例として、アミノ酸を基質とする酵素に取り込まれ得る、又はアミノ酸と結合する分子と結合し得る場合が挙げられる。
　アミノ酸誘導体としては、アミノ酸において、１個以上の水素原子又は基が、それ以外の基（置換基）で置換されたものが挙げられる。アミノ酸誘導体の一例として、官能基が保護基で保護された、保護アミノ酸が挙げられる。保護基は、反応性の官能基を不活性化する作用を有する。保護基を脱保護して、保護された官能基を保護される前の状態に戻すことも可能である。ここで官能基が保護されたとは、前記官能基を構成する原子が、保護基で置換されていることをいう。保護基で保護される部位としては、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖からなる群から選択されるいずれか一種以上の部位が挙げられる。側鎖に含まれる官能基は１箇所又は２箇所以上が保護基で保護されていてもよい。当該工程１においては、カルボキシル基以外の反応性の官能基の反応を防止するよう、アミノ基及び／又は側鎖の官能基が保護されていることが好ましい。
　保護基の種類としては、特に制限されず、保護される官能基の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、アミノ基の保護基としては、カルバメート系やスルホンアミド系、アシル系、アルキル系等の保護基が挙げられ、これらに制限されない。
　カルバメート系の保護基としては、２－ベンジルオキシカルボニル基（－Ｚ又は－Ｃｂｚと略されることがある。）、ｔｅｒｔ－ブトキシカルボニル基（－Ｂｏｃと略されることがある。）、アリルオキシカルボニル基（－Ａｌｌｏｃと略されることがある。）、２，２，２－トリクロロエトキシカルボニル基（－Ｔｒｏｃと略されることがある。）、２－（トリメチルシリル）エトキシカルボニル基（－Ｔｅｏｃと略されることがある。）、９－フルオレニルメチルオキシカルボニル基（－Ｆｍｏｃと略されることがある。）、ｐ－ニトロベンジルオキシカルボニル基（－Ｚ（ＮＯ２）と略されることがある。）、ｐ－ビフェニルイソプロピルオキシカルボニル基（－Ｂｐｏｃと略されることがある。）等が挙げられる。
　スルホンアミド系の保護基としては、ｐ－トルエンスルホニル基（－Ｔｓ又は－Ｔｏｓと略されることがある。）や、２－ニトロベンゼンスルホニル基（－Ｎｓと略されることがある。）、２，２，４，６，７－ペンタメチルジヒドロベンゾフラン－５－スルホニル（－Ｐｂｆと略されることがある。）、２，２，５，７，８－ペンタメチルクロマン－６－スルホニル（－Ｐｍｃと略されることがある。）、１，２－ジメチルインドール－３－スルホニル（－ＭＩＳと略されることがある。）等が挙げられる。
　実施形態のアミドの製造方法によれば、アミドのエピマー生成を抑制可能であるため、実施形態のアミドの製造方法は、アミドのエピマー生成を起こしやすい原料カルボン酸との反応に好適である。アミドのエピマー生成を起こしやすいカルボン酸とは、具体的には、フェニルグリシン、システイン、セリン、アスパラギン酸、ヒスチジン又はそれらの誘導体を例示できる。
＜工程２－１＞
　工程２－１は、酸を添加して、前記工程１－１で得られた前記酸無水物と、第１の塩基と、を反応させてカチオン性活性種を得る工程である。
　実施形態に係るアミドの製造方法の工程２－１は、下記一般式（２）で表される酸無水物と、Ｂで表される第１の塩基とを、Ａで表される酸を添加して反応させて下記一般式（４）で表されるカチオン性活性種を得るものである。なお、当該反応においては、カチオン性活性種のカウンターアニオンとして、下記一般式（５）で表される化合物が生成される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 　（式中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に水素原子または一価の有機基である。）
　工程２－１で添加する酸は、無機酸又は有機酸のいずれでもよく、例えば、塩酸、次亜塩素酸、亜塩素酸、塩素酸、過塩素酸、次過塩素酸、臭化水素酸、次亜臭素酸、臭素酸、フッ化水素酸、硝酸、硫酸、過硫酸、リン酸、過リン酸、ヘキサフルオロリン酸、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素ナトリウム、ヘキサフルオロアンチモン酸、ヨウ素酸、次亜ヨウ素酸、過ヨウ素酸、ホウ酸、テトラフルオロホウ酸、炭酸、過炭酸、過マンガン酸、クロム酸、チオシオン酸、酢酸、過酢酸、トリフルオロ酢酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、安息香酸、過安息香酸、メタクロロ安息香酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、クエン酸、ギ酸、グルコン酸、乳酸、シュウ酸、酒石酸等、またはそれらと反応して得られる塩が挙げられるが、これらに限られない。
　なお、ここで添加する酸はカルボン酸であってもよい。工程１－１では、予めカルボン酸を用いているが、工程１－１のカルボン酸は酸無水物となって活性種に変換されている。工程２－１でカルボン酸を添加したとしても、添加したカルボン酸が活性種とはなり難く、工程２－１で添加したカルボン酸は、アミドの構成単位として組み込まれ難いため、ここで添加する酸はカルボン酸であっても構わない。とはいえ、当該酸としては、カルボン酸を除く酸であることが好ましい。
　収率の観点からは、当該酸としては、ハロゲン化水素、過塩素酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸及びパラトルエンスルホン酸からなる群から選択されるいずれか一種以上が好ましく、ハロゲン化水素がより好ましく、なかでも塩酸がより好ましい。
　酸の添加により、アミドのエピマー生成を抑制できるとともに、カルボン酸とアミンとのカップリング反応速度が向上し、非常に高効率に、アミドを製造可能となる。
　工程２－１における当該第１の塩基は、前記酸無水物と反応してカチオン性活性種を生成させるものであり、求核性の高いものが好ましく、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体及び１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群より選択されるいずれか一種以上であることがより好ましい。
　ピリジン誘導体は、ピリジンの一個以上の水素原子が、他の基で置換されたものであってよく、塩基の性質を有しているものであれば特に限定されないが、ピリジン及びピリジン誘導体は、下記一般式（３－１）で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 　（式中、Ｘ１は水素原子、又は下記式（ａ）～（ｃ）で示される群から選択されるいずれかの基を表す。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 　（式中、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３及びＲ３４は、それぞれ独立にアルキル基を表す。Ｒ３３及びＲ３４は相互に結合して環を形成していてもよく、前記アルキル基中の、Ｒ３３又はＲ３４に直接結合していない１個のメチレン基は、酸素原子で置換されていてもよい。）
　Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３及びＲ３４における前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよい。環状である場合、前記アルキル基は、単環状又は多環状のいずれでもよい。前記アルキル基は、炭素数が１～２０であってもよく、１～１５であってもよく、１～１０であってもよい。
　直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基、１－メチルブチル基、ｎ－ヘキシル基、２－メチルペンチル基、３－メチルペンチル基、２，２－ジメチルブチル基、２，３－ジメチルブチル基、ｎ－ヘプチル基、２－メチルヘキシル基、３－メチルヘキシル基、２，２－ジメチルペンチル基、２，３－ジメチルペンチル基、２，４－ジメチルペンチル基、３，３－ジメチルペンチル基、３－エチルペンチル基、２，２，３－トリメチルブチル基、ｎ－オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等が例示できる。
　一般式（３－１）で表される化合物は、下記一般式（３－１－１）で表される化合物であることが好ましい。Ｘ１が水素原子以外の前記式（ａ）～（ｃ）で示される群から選択されるいずれかの基である場合、係る位置に結合していることでＸ１は電子供与性基として効果的に作用し、ピリジン環のＮ原子の求核性がより良好なものとなる傾向がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 （式（３－１－１）中、Ｘ１は、上記式（３－１）におけるＸ１と同一の意味を表す。）
　一般式（３－１）で表される化合物は、Ｘ１が前記式（ｃ）で示される基であり、Ｒ３３及びＲ３４は相互に結合して環を形成しており、前記アルキル基中の、Ｒ３３又はＲ３４に直接結合していない１個のメチレン基が酸素原子で置換されている場合として、下記式（３－１－２）で表される４－モルホリノピリジンを含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　前記ピリジン及びピリジン誘導体としては、ピリジン、上記の４－モルホリノピリジン、Ｎ，Ｎ－ジメチル－４－アミノピリジン、４－ピロリジノピリジン及び４－メトキシピリジンを好ましいものとして例示できる。なかでも、４－モルホリノピリジン及びＮ，Ｎ－ジメチル－４－アミノピリジンは、これらを用いることで、単位時間当たりでのアミドの合成収率が高く、かつ、且つ副反応物の生成を著しく低減させることが可能であるという点で、特に好ましい。
　上記で例示したピリジン及びピリジン誘導体を用いた場合のカチオン性活性種とは、アシルピリジニウムカチオン（アシルピリジニウム種）である。アシルピリジニウム種は、求電子性が高いという特徴を持つ。そのため、後述する求核性の低いアミンとの反応であっても、非常に早い速度で反応を進めることができ、且つ副反応物の生成を著しく低減させることが可能である。
　イミダゾール誘導体は、イミダゾールの一個以上の水素原子が、他の基で置換されたものであってよく、塩基の性質を有しているものであれば特に限定されないが、イミダゾール及びイミダゾール誘導体は、下記一般式（３－２）で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 　（式中、Ｒ３５及びＲ３６は、それぞれ独立に水素原子又はアルキル基である。）
　Ｒ３５及びＲ３６におけるアルキル基としては、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３及びＲ３４における前記アルキル基で例示したものが挙げられる。
　前記イミダゾール及びイミダゾール誘導体としては、イミダゾール及びＮ－メチルイミダゾールを好ましいものとして例示できる。
　一般式（３－２）で表される化合物は、Ｒ３６が水素原子であり、Ｒ３５がメチル基である場合、下記式（３－２－１）で表されるＮ－メチルイミダゾールを含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　また、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体の他に、１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）を好ましいものとして例示できる。
＜工程３－１＞
　工程３－１は、前記工程２－１で得られた前記カチオン性活性種と、アミンと、を反応させてアミドを製造する工程である。
　実施形態に係るアミドの製造方法の工程３－１は、下記一般式（４）で表されるカチオン性活性種と、下記一般式（６）で表されるアミンと、を反応させて下記一般式（７）で表されるアミドを得るものである。なお、下記式では示していないが、反応系内に上記工程２－１で添加された酸が存在していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 　（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立に水素原子または一価の有機基である。）
　前記アミンは、アミノ酸又はアミノ酸誘導体であることが好ましい。
　アミノ酸及びアミノ酸誘導体としては、前記カルボン酸において例示したものが挙げられる。
　前記式（６）がアミノ酸である場合、－Ｒ３と－Ｒ４は、例えば、－Ｈと－ＣＨ（Ｒ０）ＣＯＯＨであってよい。
　アミノ酸誘導体の一例として、官能基が保護基で保護された、保護アミノ酸が挙げられる。保護基で保護される部位としては、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖からなる群から選択されるいずれか一種以上の部位が挙げられる。側鎖に含まれる官能基は１箇所又は２箇所以上が保護基で保護されていてもよい。当該工程３－１においては、アミノ基以外の反応性の官能基の反応を防止するよう、カルボキシル基及び／又は側鎖の官能基が保護されていることが好ましい。
　保護基の種類としては、特に制限されず、保護される官能基の種類に応じて適宜選択することができる。カルボキシル基の保護は、中和して塩の形にするだけでよい場合もあるが、通常はエステルの形にして保護する。エステルとしては、メチル、エチル等のアルキルエステルのほか、ベンジルエステル（Ｂｎ又はＢＺｌと略されることがある。）等が挙げられ、これらに制限されない。
　実施形態のアミドの製造方法は、工程３－１で前記カチオン性活性種とアミンとを反応させる。ここで実施形態のアミドの製造方法は、前記カチオン性活性種の求電子性が高いため、反応速度がアミンの求核性に左右されないという利点を有する。
　したがって、実施形態のアミドの製造方法は、求核性の低いアミンとの反応に好適である。求核性の低いアミンとは、具体的には、タンパク質を構成し遺伝情報としてコードされる２０種のアミノ酸からバリン及びイソロイシンを除いた１８種のアミノ酸の求核性よりも低いアミンであってもよく、より具体的には、バリン、イソロイシン若しくはＮ－アルキル化されたアミノ酸、又はそれらの誘導体を例示できる。Ｎ－アルキル化されたアミノ酸とは、α炭素に結合したアミノ基の１又は２つの水素原子がアルキル基に置換されているものであってよく、１又は２つの水素原子がメチル基に置換されたＮ－メチルアミノ酸が好ましい。これらの求核性の低いアミンは、従来、酸無水物法で合成に用いることが困難であった。しかし、実施形態のアミドの製造方法によれば、従来、酸無水物法で合成に用いることの困難であった求核性の低いアミンであっても使用することができ、かかる点においても実施形態のアミドの製造方法は画期的である。
　ここでのアミンの求核性は、例えば、実施例１に示す条件下で酸無水物法を行い、実施例１で生成した酸無水物と、求核性を求めたいアミンとを反応させて、その反応効率の程度から求めることができる。
＜第２実施形態＞
　前記２’）の製造方法は、以下の工程１－２～３－２を含んでいてもよい。
　工程１－２：カルボン酸とハロゲン化ギ酸エステルとを反応させて、混合酸無水物を得る工程。
　工程２－２：酸を添加して、前記工程１－２で得られた前記混合酸無水物と、第１の塩基と、を反応させてカチオン性活性種を得る工程。
　工程３－２：前記工程２－２で得られた前記カチオン性活性種と、アミンと、を反応させてアミドを製造する工程。
　以下、上記の各工程について説明する。なお、本発明に係るアミドの製造方法の反応は、下記の各工程に例示される反応に限定されるものではない。
＜工程１－２＞
　工程１－２は、カルボン酸とハロゲン化ギ酸エステルとを反応させて、混合酸無水物を得る工程である。
　実施形態に係るアミドの製造方法の工程１－２は、下記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸と、下記一般式（Ｉ）’で表されるハロゲン化ギ酸エステルとを反応させて、下記一般式（ＩＩ）で表される混合酸無水物を得るものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 （式中、Ｒ１１は水素原子又は一価の有機基を表し、Ｒ１２は水素原子又は炭化水素基を表し、Ｙはハロゲン原子を表す。）
　前記カルボン酸としては、上記＜第１実施形態＞において例示したものが挙げられる。
　ハロゲン化ギ酸エステルにおけるハロゲン化とは、ハロゲン原子がカルボニル基に結合していることを指す。
　Ｒ１２の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基であってもよく芳香族炭化水素基（アリール基）であってもよい。前記脂肪族炭化水素基は、飽和脂肪族炭化水素基（アルキル基）であってもよく、不飽和脂肪族炭化水素基であってもよく、アルキル基が好ましい。
　前記脂肪族炭化水素基は、炭素数が１～２０であってもよく、１～１５であってもよい。
前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよい。環状である場合、前記アルキル基は、単環状又は多環状のいずれでもよい。前記アルキル基は、炭素数が１～２０であってもよく、１～１０であってもよく、１～５であってもよい。
　直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基、１－メチルブチル基、ｎ－ヘキシル基、２－メチルペンチル基、３－メチルペンチル基、２，２－ジメチルブチル基、２，３－ジメチルブチル基、ｎ－ヘプチル基、２－メチルヘキシル基、３－メチルヘキシル基、２，２－ジメチルペンチル基、２，３－ジメチルペンチル基、２，４－ジメチルペンチル基、３，３－ジメチルペンチル基、３－エチルペンチル基、２，２，３－トリメチルブチル基、ｎ－オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等が例示できる。
　Ｙの前記ハロゲン原子は、Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ等の周期表において第１７族に属する元素であり、Ｃｌ又はＢｒが好ましい。
　副反応をより効果的に抑制するという観点からは、前記一般式（Ｉ）’で表されるハロゲン化ギ酸エステルは、Ｙの前記ハロゲン原子がＣｌ又はＢｒであり、Ｒ１２の炭化水素基が分岐鎖状の炭素数１～５のアルキル基であることが好ましく、クロロギ酸イソプロピル、クロロギ酸イソブチル、クロロギ酸エチル、ブロモギ酸イソプロピル、ブロモギ酸イソブチル及びブロモギ酸エチルからなる群から選択されるいずれか一種以上であることがより好ましい。
　なお工程１－２の反応は、前記ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基と、前記ハロゲン化ギ酸エステルとを反応させ、反応をより進めやすくすることもできる。ここでは、活性化されたハロゲン化ギ酸エステルも、ハロゲン化ギ酸エステルの概念に包含されるものとする。
　前記第２の塩基は、前記ハロゲン化ギ酸エステルと反応してカチオン性活性種を生成させるものであり、工程１－２の生成物である前記混合酸無水物よりも前記ハロゲン化ギ酸エステルと優先的に反応するものが好ましく、第三級アミン、４－メチルモルホリン、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体及び１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群より選択されるいずれか一種以上であることがより好ましい。ピリジン誘導体及びイミダゾール誘導体としては、前記工程２－１で例示したものが挙げられる。第三級アミンについてはアミンのＮ原子に結合する基の少なくとも一つがメチル基であることが好ましい。アミンのＮ原子に結合する基の二つがメチル基であるものはより好ましい。第三級アミンのN原子に結合する基の少なくとも一つをメチル基とすることで、Ｎ原子周囲の立体障害が小さくなり、前記ハロゲン化ギ酸エステルとの反応効率を向上させることができる。
　上記の観点により、第２の塩基として好ましいものとしては、４－メチルモルホリン、Ｎ－メチルイミダゾール、Ｎ，Ｎ－ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルブチルアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアリルアミン、１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン、Ｎ，Ｎ－ジメチル－４－アミノピリジン（ＤＭＡＰ）、Ｎ－メチルピペリジンが挙げられるが、これらに限られない。
　収率の観点からは、Ｎ，Ｎ－ジメチルベンジルアミンを用いることが好ましい。反応系への過剰な第２の塩基の添加は、酸の添加による析出（塩の形成）が生じるおそれがある。その点、Ｎ，Ｎ－ジメチルベンジルアミンは、反応性が良好であるため、当量を下げても反応が進みやすいために析出の問題が生じ難い。そのため、Ｎ，Ｎ－ジメチルベンジルアミンは、析出の影響を受けやすい流通系反応装置を使用した製造方法に好適である。
＜工程２－２＞
　工程２－２は、酸を添加して、前記工程１－２で得られた前記混合酸無水物と、第１の塩基と、を反応させてカチオン性活性種を得る工程である。
　実施形態に係るアミドの製造方法の工程２－２は、下記一般式（ＩＩ）で表される混合酸無水物と、Ｂで表される第１の塩基とを、Ａで表される酸を添加して反応させて下記一般式（ＩＶ）で表されるカチオン性活性種を得るものである。なお、当該反応においては、カチオン性活性種のカウンターアニオンとして、下記一般式（Ｖ）で表される化合物が生成される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 　（式（ＩＶ）及び式（Ｖ）中、Ｒ１１及びＲ１２は、上記式（ＩＩ）におけるＲ１１及びＲ１２と同一の意味を表す。）
　前記酸としては、上記＜第１実施形態＞において例示したものが挙げられる。
　前記第１の塩基としては、上記＜第１実施形態＞において例示したものが挙げられる。
　酸の添加により、アミドのエピマー生成を抑制できるとともに、カルボン酸とアミンとのカップリング反応速度が向上し、非常に高効率に、アミドを製造可能となる。
＜工程３－２＞
　工程３－２は、前記工程２－２で得られた前記カチオン性活性種と、アミンと、を反応させてアミドを製造する工程である。
　実施形態に係るアミドの製造方法の工程３－２は、下記一般式（ＩＶ）で表されるカチオン性活性種と、下記一般式（ＶＩ）で表されるアミンと、を反応させて下記一般式（ＶＩＩ）で表されるアミドを得るものである。なお、下記式では示していないが、反応系内に上記工程２－２で添加された酸が存在していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 　（式（ＩＶ）及び式（ＶＩＩ）中のＲ１１は、上記式（ＩＩ）におけるＲ１１と同一の意味を表す。式（ＶＩ）及び式（ＶＩＩ）中のＲ１３及びＲ１４は、それぞれ独立に水素原子または一価の有機基である。式（Ｖ）中のＲ１２は、上記式（ＩＩ）におけるＲ１２と同一の意味を表す。）
　前記アミンとしては、上記＜第１実施形態＞において例示したものが挙げられる。
　なお、上記工程２－２及び工程３－２において、式（Ｖ）に代えてアルコキシド（Ｏ－―Ｒ１２）及びＣＯ２が生成してもよい。
＜反応条件＞
　実施形態において、工程１～３の反応時の各化合物の使用量は、これらの化合物の種類を考慮し、目的とする反応に応じて適宜調節すればよい。
　活性化したカルボン酸とアミンとの、反応系内のモル当量比（活性化したカルボン酸：アミン）は、１０：１～１／１０：１であってよく、５：１～１／５：１であってよく、３：１～１／３：１であってよい。活性化したカルボン酸とは、例えば前記一般式（４）又は（ＩＶ）で表される化合物である。実施形態のアミドの製造方法によれば、活性化したカルボン酸に対して、等量に近い比較的少量のアミンを反応させた場合であっても、高効率でアミドを製造可能である。
　実施形態において、活性化したカルボン酸と酸との、反応系内のモル当量比（活性化したカルボン酸：酸）は、反応効率の観点から、１０：０．１～１０：５であってよく、１０：０．５～１０：４であってよい。
　実施形態において、各工程の反応時間は、反応温度等、その他の条件に応じて適宜調節すればよい。一例として、工程１の反応時間は０．０５秒～３０分であってもよく、０．１秒～５分であってもよく、０．５秒～３０秒であってもよい。工程２及び工程３を同時に行う場合、工程２及び工程３の反応時間は、１秒～６０分であってもよく、５秒～３０分であってもよく、１分～１０分であってもよい。
　実施形態において、工程１～３の反応時の温度（反応温度）は、工程１～３で使用する化合物の種類に応じて適宜調節すればよい。一例として、反応温度は０～１００℃の範囲であることが好ましく、２０～６０℃の範囲であることがより好ましい。
　本実施形態において、工程１～工程３の反応は、溶媒の共存下で行ってもよい。前記溶媒は特に限定されないが、化合物の反応を妨げないものが好ましく、反応で用いる原料の溶解性が高いものが好ましい。例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、１，４－ジオキサン、アセトニトリル、ジメトキシエタン等が挙げられる。
　本実施形態において、工程１～工程３の反応は、アミドの生成を達成可能な範囲において、上記に例示した化合物に該当しないその他の化合物を、反応系内にさらに含んでもよい。
　本実施形態において、工程１～工程３の反応は、それぞれを別々に行ってもよく、同時に行ってもよい。副反応物の生成をより効果的に抑制するという観点から、工程２及び工程３を同時に行うことが好ましい。
　以上で説明した実施形態のアミドの製造方法において、生成物の存在及び構造は、ＮＭＲ、ＩＲ、マス等の解析により得られたスペクトルの測定や、元素分析等によって確認可能である。また、必要に応じて、生成物を精製してもよく、精製方法としては、蒸留、抽出、再結晶、カラムクロマトグラフィー等によって精製可能である。
　実施形態のアミドの製造方法によれば、非常に高効率にアミドを製造可能である。工程１で得られる酸無水物であっても活性種として求核種（アミン）を受け入れる状態ではある。本方法では、さらに工程２でカチオン性活性種を形成させ、これに対して初めてアミンを反応させる。ここで生成されるカチオン性活性種は、酸無水物と比較して著しく活性が高いため、非常に速い速度で反応を進行させることができ、従来法と比較して副生成物の生成をも劇的に抑制可能である。さらには、従来法では反応の困難であった反応性の低いアミンとであっても、容易に反応を進行させることが可能である。
　実施形態のアミドの製造方法によれば、反応系への酸の添加によって、おそらく、カルボン酸に由来する中間体（例えばカチオン性活性種）の生成を効率化させることができるとともに、アミドのエピマー生成を抑制可能である。これらの効果が生じるメカニズムについては、例えば、以下のように考察できる。
　一つは、酸の添加により、反応系にプロトンが供給され、原料のカルボン酸に由来する中間体におけるラセミ化が抑制されることが考えられる。ラセミ化はプロトンが脱離したアニオンが安定的な構造であり、そこに再びプロトンが付加されるときに生じ得る。すなわち、ラセミ化は塩基性条件でより発生しやすく、酸を添加して中性条件に近づけることで、ラセミ化が抑制されると考えられる。
　このことについては、酸の添加により、過剰な塩基が中和され、原料のカルボン酸に由来する中間体におけるラセミ化が抑制されることも考えられる。この場合のラセミ化は、原料カルボン酸に由来する中間体（例えばカチオン性活性種）が塩基と反応して生じた中間体で、プロトンが脱離したアニオンが安定的な構造である場合に、酸の添加によって塩基との反応を阻害することにより、ラセミ化が抑制されると考えられる。これは、工程２及び／又は工程３において副反応が抑制される場合と理解される。
　あるいは、酸の添加による複合的要因により、カルボン酸とアミンとのカップリング反応の効率が高められたことで、相対的に、アミドのエピマー生成反応が抑制されることが考えられる。これは、工程３において副反応が抑制される場合と理解される。
　上記のとおり、実施形態のアミドの製造方法によれば、エピマー生成を抑制でき、非常に高効率にアミドを製造可能である。
≪ペプチドの製造方法≫
　実施形態のアミドの製造方法は、前記カルボン酸が、アミノ酸又はアミノ酸誘導体であり、且つ、前記アミンが、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である場合、ペプチド又はタンパク質を合成できる。ペプチド又はタンパク質の製造方法は、アミドの製造方法に包含される。
　上記工程３で得られたアミドを、工程１におけるカルボン酸として用い、工程１～３の後に、さらに工程１～３を繰り返すことで、ポリペプチド鎖を伸長させることができる。
　即ち、前記カルボン酸としてはポリペプチドも含まれ、実施形態に係るアミノ酸又はアミノ酸誘導体（カルボン酸）として、ポリペプチドの構成単位としてＣ末端に位置するアミノ酸又はアミノ酸誘導体（カルボン酸）も含まれる。このように、実施形態のアミドの製造方法は、ペプチド又はタンパク質の製造方法として好適である。
≪流通系反応装置≫
　実施形態のアミドの製造方法は、流通系反応装置を使用して実施することができる。流通系反応装置は、実施形態のアミドの製造方法における反応に用いられる原料又は中間体を含む流体を輸送する流路と、該流体を混合するための混合機と、を備えるものを例示できる。流通系反応装置の使用について、例えば、少なくとも前記工程３における、アミンとの反応を流通系反応装置で行うのであってもよく、前記工程２及び工程３における、第１の塩基と反応させ、アミンと反応させる反応を流通系反応装置で行うのであってもよく、前記工程１～３における、酸無水物を得た後に、第１の塩基と反応させ、アミンと反応させる反応を流通系反応装置で行うのであってもよい。なお、実施形態のアミドの製造方法は、流通系反応装置を使用して実施するものに限定されない。例えば、容積が小さく高速な攪拌速度が得られるバッチ容器を用いてもよい。バッチ容器の混合部の体積は、１～１００ｍＬであってもよく、５～５０ｍＬであってもよい。
　以下、実施形態に係る流通系反応装置の形態と、それを用いた上記第２実施形態のアミドの製造方法を、図１を参照して説明する。
　図１は、流通系反応装置１の概略的な構成を示す模式図である。流通系反応装置１は、第１の液を収容するタンク１１と、第２の液を収容するタンク１２と、第３の液を収容するタンク１３とを備える。
　一例として、第１の液はカルボン酸を含み、第２の液はハロゲン化ギ酸エステルを含み、第３の液は第１の塩基、酸、及びアミンを含むことができる。他の一例として、第１の液はカルボン酸及びハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基を含み、第２の液はハロゲン化ギ酸エステルを含み、第３の液は第１の塩基、酸、及びアミンを含むことができる。より具体的な一例としては、図１に示すように、第１の液は、カルボン酸、Ｎ，Ｎ－ジメチルベンジルアミン（第２の塩基）及びＤＩＥＡを含み、第２の液はクロロギ酸イソプロピルを含み、第３の液はＮ－メチルイミダゾール（第１の塩基）、塩酸（酸）及びアミンを含む。
　流通系反応装置の使用について、例えば、少なくとも第１の液と第２の液との混合物と、第３の液との混合を流通系反応装置で行うのであってもよく、更には、第１の液と第２の液との混合を流通系反応装置で行うのであってもよい。
　流通系反応装置１は流体を輸送するための流路ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５を備える。流路の内径は、一例として０．１～１０ｍｍであってもよく、０．３～８ｍｍであってもよい。流通系反応装置１は流体を混合するための混合機３１，３２を備える。混合機内部の流路の内径は、一例として０．１～１０ｍｍであってもよく、０．３～８ｍｍであってもよい。混合機としては、駆動部を有さないスタティックミキサーが挙げられる。駆動部とは、動力が与えられて動く部分のことを指す。
　上記の流路の内径とは、流路の長さ方向と直角に交わる方向での流路断面における、流路内部分（流体が通る部分）の直径とすることができる。流路内部分の形状が真円形でない場合には、上記の流路の内径とは、上記流路内部分の形状を面積基準で真円換算したときの直径とすることができる。
　タンク１１，１２，１３，１４、混合機３１，３２及び流路ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５は、一例として、プラスチックやエラストマー等の樹脂や、ガラス材、金属、セラミックなどで形成されている。
　タンク１１はポンプ２１に接続し、ポンプ２１の作動により、タンク１１に収容された第１の液は、流路ｆ１内を移動して混合機３１に流入する。タンク１２はポンプ２２に接続し、ポンプ２２の作動により、タンク１２に収容された第２の液は、流路ｆ２内を移動して混合機３１に流入する。そして、第１の液及び第２の液は、混合機３１により混合されて第１の混合液となり、流路ｆ４へと送られる。この混合後の過程で、第１の液に含まれるカルボン酸と第２の液に含まれるクロロギ酸イソプロピルとで脱水縮合が生じ、混合酸無水物が得られる（アミドの製造方法の工程１－２）。得られた酸無水物を含む第１の混合液は、混合機３２へと流入する。
　一方、タンク１３はポンプ２３に接続し、ポンプ２３の作動により、タンク１３に収容された液は、流路ｆ３内を移動して混合機３２へと流入し、第１の混合液と混合されて第２の混合液となり、流路ｆ５へと送られる。この混合後の過程で、工程１－２で得られた混合酸無水物と、第３の液に含まれるＮ－メチルイミダゾールとが反応してカチオン性活性種となり（アミドの製造方法の工程２－２）、続いて得られたカチオン性活性種と第３の液に含まれるアミンとが反応してアミドが得られる（アミドの製造方法の工程３－２）。製造されたアミドを含む第２の混合液は、タンク１４に貯留される。
　実施形態に係る流通系反応装置１によれば、反応溶液の体積あたりの熱交換を行う面積を大きくすることができる。加えて、流量や流路の長さによって反応時間を制御することができる。このため、反応溶液の厳密な制御を可能とし、結果、望まない副反応の進行を最小化でき、目的物の収率を向上させることができる。
　前記工程２で得られるカチオン性活性種は、活性度が高いため反応性の低いアミンであっても反応させることができるという利点がある一方、反応のコントロールが重要となる。また、工程１で得られる酸無水物であっても十分に活性度が高いため、反応のコントロールが重要となる。
　実施形態に係る流通系反応装置１によれば、流路を通じて液を連続的に流通させることで化合物の衝突の機会が向上し、より高効率に反応を進めることができ、副反応の抑制も容易となる。例えば、工程１で生じた酸無水物を、すぐさまＮ－メチルイミダゾール（第１の塩基）と反応させることが可能となるので、酸無水物が活性化状態でいる時間を短くでき、異性化等の副反応が生じる確率を低減できる。
　なお、本実施形態に係る流通系反応装置では、混合機により液が混合される形態を例示したが、液の混合は流路同士が連通することのみで達成され得るため、実施形態の流通系反応装置は、必ずしも混合機を備えていなくともよい。
　なお、上記に例示した流通系反応装置では、第２実施形態のアミドの製造方法を例に説明したが、アミドの製造方法の第１実施形態も、同様に実施することができる。
　一例として、第１の液は第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を含み、第２の液はホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を含み、第３の液は第１の塩基、酸及びアミンを含むことができる。より具体的な一例としては、第１の液はカルボン酸及びＤＩＥＡを含み、第２の液はトリホスゲン（ホスゲン等価体）を含み、第３の液は４－モルホリノピリジン（第１の塩基）、塩酸（酸）及びアミンを含むことができる。
　ここで示したように、実施形態のアミドの製造方法は、液相法により実施できる。例えば、現在主流となっているペプチド（アミド）の製造方法は固相法であり、固相上でペプチドを合成していく。一方、液相法は、ラージスケールの合成に適しており、分子の自由度が高まるために反応性も良好である。液相法は、反応性の低いアミンとの反応にも効果を発揮する。
　なお、本実施形態に係る流通系反応装置では、反応させる５種類の化合物を３つのタンクに分けて収容したが、例えば、それぞれを計５つの別々のタンクに収容しておき、順次混合させてもよい。
　しかし、上記実施形態の第３の液として示したように、Ｎ－メチルイミダゾール（第１の塩基）とアミンとは、あらかじめ同じ液中に存在させることが好ましい。即ち、工程２及び工程３は同時に行ってもよく、これにより、工程２で生じた反応性の高いカチオン性活性種を、すぐさま目的のアミンと反応させることが容易となり、カチオン性活性種が活性化状態でいる時間を短くでき、望まない副反応物の生成を効果的に抑制できる。
　また、上記実施形態の第３の液として示したように、Ｎ－メチルイミダゾール（第１の塩基）と酸とは、あらかじめ同じ液中に存在させることが好ましい。これにより、望まないエピマー生成を効果的に抑制できる。
　以上、この発明の実施形態について化学式及び図面を参照して詳述してきたが、実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項（クレーム）の範囲によってのみ限定される。
　次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞混合酸無水物法におけるＨＣｌの添加
〔原料〕
　カルボン酸として用いたアミノ酸には、アミノ基がＦｍｏｃ基によって保護された、フェニルグリシンである、Ｆｍｏｃ－２－Ｐｈｅｎｙｌｇｌｙｃｉｎｅ－ＯＨ（市販品）を用いた。アミンとして用いたアミノ酸には、カルボキシル基がメチル基で保護され、かつアミノ基がメチル化されたフェニルアラニンである、Ｈ－ＭｅＰｈｅ－ＯＭｅ（市販品）を用いた。
〔酸アミドのフロー合成〕
　カルボン酸として用いたアミノ酸と、アミンとして用いたアミノ酸とのカップリング反応を行った。カップリング反応は、ＰＴＦＥ製チューブ（内径０．８ｍｍ，外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製チューブ（内径０．８ｍｍ、外径１．５８ｍｍ）とＳＵＳ製継手とＴ字型ミキサーで構成された流通系反応装置を用いた。反応前の溶液は３つに分けて調整した。第１の溶液は、カルボン酸として用いたＦｍｏｃ－２－Ｐｈｅｎｙｌｇｌｙｃｉｎｅ－ＯＨと、ＤＩＥＡと、第２の塩基として用いたＮ，Ｎ－ジメチルベンジルアミンとを１，４－ジオキサンに溶解して得た。第２の溶液は、クロロギ酸イソプロピルを１，４－ジオキサンに溶解して得た。第３の溶液は、アミンとして用いたＨ－ＭｅＰｈｅ－ＯＭｅと、第１の塩基として用いたＮ－メチルイミダゾールと、ＨＣｌとを１，４－ジオキサンとＭｅＣＮの混合溶媒に溶解して得た。流通系反応装置中でのそれぞれのモル濃度の比は、Ｈ－ＭｅＰｈｅ－ＯＭｅ（アミン）１．０に対して、Ｆｍｏｃ－２－Ｐｈｅｎｙｌｇｌｙｃｉｎｅ－ＯＨ（カルボン酸）が１．１、ＤＩＥＡが１．１、Ｎ，Ｎ－ジメチルベンジルアミンが０．０５５、クロロギ酸イソプロピルが１．０５、Ｎ－メチルイミダゾールが０．１、ＨＣｌが０．１５５とした。
　流通系反応装置中でカップリングを行うために、初めに、第１の溶液と第２の溶液とをＴ字型ミキサーにて混合し、流通系反応装置中で５秒間反応させることで混合酸無水物を得た。その後すぐさま混合酸無水物を含む反応溶液と第３の溶液とを新たなＴ字型ミキサーを用いて混合し、流通系反応装置中で１２０秒間反応させた。これらの反応は全て６０℃で実施し、それぞれの反応前の溶液がミキサーへ到達する前に熱交換を行うための時間として１０秒を設定した。各種溶液はシリンジポンプを用いて流出した。各ポンプの流量はそれぞれ、第１の溶液が２．０ｍＬ／ｍｉｎ、第２の溶液が１．２ｍＬ／ｍｉｎ、第３の溶液が２．０ｍＬ／ｍｉｎとした。
　実施例１における、アミドの製造方法の工程１の反応を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 　〔式中、Ｒｐｇはフェニルグリシン側鎖を表す。〕
　実施例１における、アミドの製造方法の工程２及び工程３の反応を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 　〔式中、Ｒｐｇはフェニルグリシン側鎖を表し、Ｒｐはフェニルアラニン側鎖を表す。〕
〔分析法〕
　目的物の単離にはシリカゲルカラムクロマトグラフィーを用い、ＮＭＲ解析にて同定した。
　目的物の収率は、単離精製した目的物の重量から算出した。即ち、アミンのモル当量比を１．０とし、単離されたジペプチドの重量から、アミンがカップリングした割合を算出した。
　エピマー生成率は、単離精製したアミドの異性体をＨＰＬＣによって分離し、目的物のアミドとエピマーのUV吸収強度の面積比からエピマー生成率を算出した。目的物は、保持時間35.576分（面積比73.58）に検出され、エピマーは、保持時間39.658分（面積比26.42）に検出された。
〔結果〕
　得られたジペプチドのＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ　ＮＭＲ（５００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ７．７８－７．７０（ｍ、２Ｈ）、７．５９－７．５１（ｍ、２Ｈ）、７．４６－６．８４（ｍ、１４Ｈ）、６．２８（ｄ、Ｊ＝７．５Ｈｚ、１Ｈ）、５．４８（ｄ、Ｊ＝７．５Ｈｚ、１Ｈ）、５．１７－５．１１（ｍ、１Ｈ），４．３６－４．２３（ｍ、２Ｈ）、４．２０－４．１４（ｍ、１Ｈ）、３．６８（ｓ、３Ｈ）、３．４２－３．３５（ｍ、１Ｈ）、３．０５－２．９５（ｍ、１Ｈ）、２．７０（ｓ、３Ｈ）
　反応後の生成物を分析した結果、目的物であるジペプチドは、カップリング収率が８６％であり、そのうちエピマー生成率は２３％程度であった。
　実施例１の方法によれば、アミンに対するカルボン酸のモル濃度の比が１：１．１であり、反応時間が１２０秒という短い時間であるにもかかわらず、８６％の高いカップリング収率が達成できた。また、非常にエピマー生成を生じやすいフェニルグリシンをカルボン酸として用いたにもかかわらず、後述の比較例１と比較し、エピマーの生成率を大幅に削減できた。
＜比較例１＞混合酸無水物法
〔原料〕
　カルボン酸として用いたアミノ酸には、アミノ基がＦｍｏｃ基によって保護された、フェニルグリシンである、Ｆｍｏｃ－２－Ｐｈｅｎｙｌｇｌｙｃｉｎｅ－ＯＨ（市販品）を用いた。アミンとして用いたアミノ酸には、カルボキシル基がメチル基で保護され、かつアミノ基がメチル化されたフェニルアラニンである、Ｈ－ＭｅＰｈｅ－ＯＭｅ（市販品）を用いた。
〔酸アミドのフロー合成〕
　カルボン酸として用いたアミノ酸と、アミンとして用いたアミノ酸とのカップリング反応を行った。カップリング反応は、ＰＴＦＥ製チューブ（内径０．８ｍｍ，外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製チューブ（内径０．８ｍｍ、外径１．５８ｍｍ）とＳＵＳ製継手とＴ字型ミキサーで構成された流通系反応装置を用いた。反応前の溶液は３つに分けて調製した。第１の溶液は、カルボン酸として用いたＦｍｏｃ－２－Ｐｈｅｎｙｌｇｌｙｃｉｎｅ－ＯＨと、Ｎ－メチルモルホリンと、ＤＩＥＡとを１，４－ジオキサンに溶解して得た。第２の溶液は、クロロギ酸イソプロピルを１，４－ジオキサンに溶解して得た。第３の溶液はアミンとして用いたＨ－ＭｅＰｈｅ－ＯＭｅと、４－モルホリノピリジンとを１，４－ジオキサンに溶解して得た。流通系反応装置中でのそれぞれのモル濃度の比は、Ｈ－ＭｅＰｈｅ－ＯＭｅ（アミン）が１．０に対して、Ｆｍｏｃ－２－Ｐｈｅｎｙｌｇｌｙｃｉｎｅ－ＯＨ（カルボン酸）が１．３、ＤＩＥＡが１．３、Ｎ－メチルモルホリンが１．３、クロロギ酸イソプロピルが１．２５、４－モルホリノピリジンが０．０１とした。
　流通系反応装置中でカップリングを行うために、初めに、第１の溶液と第２の溶液をＴ字型ミキサーにて混合し、流通系反応装置中で５秒間反応させることで混合酸無水物を得た。その後すぐさま混合酸無水物を含む反応溶液と第３の溶液とを新たなＴ字型ミキサーを用いて混合し、流通系反応装置中で１５０秒間反応させた。これらの反応は全て６０℃で実施し、それぞれの反応前の溶液がミキサーへ到達する前に熱交換を行うための時間として１０秒を設定した。各種溶液はシリンジポンプを用いて流出した。各ポンプの流量はそれぞれ、第１の溶液が１．２ｍＬ／ｍｉｎ、第２の溶液が１．２ｍＬ／ｍｉｎ、第３の溶液が２．０ｍＬ／ｍｉｎとした。
〔分析法〕
　実施例１と同様の方法により行った。
〔結果〕
　反応後の生成物を分析した結果、目的物であるジペプチドは、カップリング収率が９３％であり、そのうちエピマー生成率は４１％程度であり、半数近くがエピマーであったことから、エピマー生成がほとんど抑制されていないことが判明した。
　結果、比較例１では、フェニルグリシンをカルボン酸に用いた場合、エピマー生成を抑えることが困難であった。
１…流通系反応装置、１１，１２，１３，１４…タンク、２１，２２，２３…ポンプ、３１，３２…混合機、ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５…流路

Claims (17)

  1. 　カルボン酸同士を脱水縮合させた後に、又は、カルボン酸とハロゲン化ギ酸エステルとを反応させた後に、第１の塩基と反応させ、アミンと反応させてアミドを得ることを含み、
    　前記第１の塩基との反応及び／又はアミンとの反応を、酸を添加して行う、アミドの製造方法。
  2. 　第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させた生成物と、又は
    　カルボン酸及びハロゲン化ギ酸エステルを混合して得られた混合物を反応させた生成物と、
    　第１の塩基と、酸と、アミンとを混合させることを含む、アミドの製造方法。
  3. 　ホスゲン、又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を反応させて、前記カルボン酸同士を脱水縮合させる、請求項１又は２に記載のアミドの製造方法。
  4. 　同じ種類の前記カルボン酸同士を脱水縮合させる、請求項１～３のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
  5. 　前記ハロゲン化ギ酸エステルが、クロロギ酸イソプロピル、クロロギ酸イソブチル、クロロギ酸エチル、ブロモギ酸イソプロピル、ブロモギ酸イソブチル及びブロモギ酸エチルからなる群から選択されるいずれか一種以上である、請求項１又は２に記載のアミドの製造方法。
  6. 　前記ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基と、前記ハロゲン化ギ酸エステルとを反応させることを含む、請求項１、２又は５に記載のアミドの製造方法。
  7. 　前記第２の塩基が、第三級アミン、４－メチルモルホリン、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体及び１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群から選択されるいずれか一種以上である、請求項６に記載のアミドの製造方法。
  8. 　前記酸は、ハロゲン化水素、過塩素酸、トリフルオロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、フルオロスルホン酸及びパラトルエンスルホン酸からなる群から選択されるいずれか一種以上である、請求項１～７のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
  9. 　前記カルボン酸が、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である、請求項１～８のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
  10. 　前記カルボン酸が、フェニルグリシン、システイン、セリン、アスパラギン酸、ヒスチジン又はそれらの誘導体である、請求項１～９のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
  11. 　前記第１の塩基が、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体及び１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群より選択されるいずれか一種以上である、請求項１～１０のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
  12. 　前記第１の塩基が、４－モルホリノピリジン、Ｎ，Ｎ－ジメチル－４－アミノピリジン、４－ピロリジノピリジン、ピリジン、４－メトキシピリジン、イミダゾール、Ｎ－メチルイミダゾール及び１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群より選択されるいずれか一種以上である請求項１～１１のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
  13. 　前記アミンが、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である、請求項１～１２のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
  14. 　前記アミンの求核性が、タンパク質を構成し遺伝情報としてコードされる２０種のアミノ酸からバリン及びイソロイシンを除いた１８種のアミノ酸の求核性よりも低い、請求項１～１３のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
  15. 　前記アミンが、バリン、イソロイシン若しくはＮ－アルキル化されたアミノ酸、又はそれらの誘導体である、請求項１３又は１４に記載のアミドの製造方法。
  16. 　前記アミンと反応させることを、流通系反応装置で行う、請求項１～１５のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
  17. 　さらに、前記カルボン酸同士を反応させること、又は、前記カルボン酸と前記ハロゲン化ギ酸エステルとを反応させること、及び、前記第１の塩基と反応させることを、流通系反応装置で行う、請求項１６に記載のアミドの製造方法。 
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