(57)【要約】【課題】医薬品の候補化合物又は医薬品候補化合物の原料であるトリフルオロメチオニン及びその類似体であるトリフルオロメチルシステイン、フルオロアルキルホモシステイン、フルオロアルキルシステイン及びその誘導体の簡便合成方法を提供する。【解決手段】光学活性なホモスチン又はシスチン又はラセミ体のホモシスチン又はシスチンを液体アンモニア中、金属ナトリウムを加えるバーチ還元の条件下で、ヨウ化フルオロアルキルを加えることで、ホモシステイン又はシステインを経由することなく直接トリフルオロメチオニン又はトリフルオロメチルシステイン又はフルオロアルキルホモシステイン又はフルオロアルキルシステインを簡便に合成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホモスチン又はシスチンを液体アンモニアに溶解させ、アンモニアが蒸発しないようにして、金属ナトリウムを加え、バーチ還元の条件下で、ヨウ化フルオロアルキルを加え、アンモニアを蒸発させ、得られた固体を精製することによりフルオロアルキルシステインを簡便に合成する方法。
【請求項２】
光学活性又はラセミ体であるホモシスチン又はシスチンを原料としてこれを液体アンモニアに溶解させ、アンモニアが蒸発しないようにして、金属ナトリウムを加え、バーチ還元の条件下で、ヨウ化フルオロアルキルを加え、アンモニアを蒸発させ、得られた固体を精製することにより得られる下記一般式（I）で表される光学活性体又はラセミ体の化合物の簡便合成方法。
【化１】
2011006359.tif 000018
一般式（I）において、Ｙは酸素又はＮＨであり、Ｚは−（ＣＨ2）m−であり、このｍは１〜２の整数であり、Ｒ１は下記の（ｉ）〜（ｖ）のいずれかないし、アミノ酸またはペプチドであり、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立して水素、ホルミル基、アセチル基、Ｂｏｃ基、アミノ酸、ペプチドのいずれかであり、Ｒ４は−（ＣＨ2）ｋ−（ＣＦ2）ｌ−Ｆであり、このｋとｌはｋ＋ｌが５以下の関係にある０〜５の整数の組み合わせのフルオロアルキル基となる。
（i）水素
（ii）
【化２】
2011006359.tif 000019
ここで、ｎは０〜５の整数であり、Ｒ５は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルコキシ、炭素数１〜５のアルキルである。
（iii）
【化３】
2011006359.tif 000020
ここで、Ｒ６は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルコキシ、炭素数１〜５のアルキルである。
（iv）炭素数１〜５のアルキル
（v）炭素数１〜５のヒドロキシアルキル
【請求項３】
光学活性又はラセミ体であるホモシスチン又はシスチンを原料とした前記一般式（I）において、Ｒ１及びＲ２及びＲ３が水素、Ｙが酸素、Ｚが−ＣＨ２−又は−（ＣＨ２）２−、Ｒ４がＣＦ３又はＣＦ２ＣＦ３のいずれかである、請求項２に記載の化合物の簡便構成方法。
【請求項４】
Ｌ−ホモシスチン又はＬ−シスチン又はＬ−ホモシスチン誘導体であるＮ−Boc−Ｌ−ホモシスチンを原料とした下記式のいずれかである、請求項２に記載の化合物の簡便合成方法。
【化４】
2011006359.tif 000021
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医薬品の候補化合物又は医薬品候補化合物の原料であるトリフルオロメチオニン、又その類似体であるトリフルオロメチルシステイン、フルオロアルキルホモシステイン、フルオロアルキルシステイン及びその誘導体の簡便な合成方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
赤痢アメーバ症は世界中の特に熱帯の開発途上国を中心に年間4800万人の感染者が存在し、年間の死亡者数は約7万人と推定されている。我が国でも、第５類の感染症に指定されており、年間の届け出数は７００例を超える。
【０００３】
赤痢アメーバ症の概要：赤痢アメーバは大腸の腸管内に寄生する嫌気性・微好気性の原虫である。人への感染は嚢子（シスト）に汚染した食物や水を口から飲み込むことで起こる。嚢子は小腸で脱嚢して、栄養型となり、大腸に達し、直腸、S状結腸、盲腸、上行結腸などの大腸粘膜面に潰瘍性病原を形成する。感染者のすべてが発症するわけではなく、症状を示すのは５−１０％とされている。発症すると、粘血便、下痢、テネスムス（しぶり腹）、鼓腸、排便時の下腹部痛などの赤痢症状を示す。また、典型的症例では粘血便を排出し、数日から数週間の間隔で増悪と寛解を繰り返す。増悪例では腸穿孔を起こす。また、大腸炎の症状を示すもののうち約5％が腸管外病変を示す。特に、肝臓・肺・脳・皮膚などの臓器・組織に膿瘍を形成する。このうち肝膿瘍が最も頻繁にみられ３８−４０℃の発熱、季肋部痛、嘔気、嘔吐、体重減少、寝汗、全身倦怠を伴う。膿瘍が破裂すると腹膜、胸膜、心外膜にも病変が形成され、重篤な症状を呈する。大腸内で、栄養型は被嚢し、糞便中に排出され、これを別の人が経口摂取することにより感染が成立する。
【０００４】
赤痢アメーバ症治療方法：赤痢アメーバ症の治療は通常メトロニダゾール（商品名、フラジール）の経口投与により行われ、有症者への治療効果は高い。しかしながら、メトロニダゾールは消化管からの吸収がよく、逆に腸管内のシストへの殺滅効果が低く、シストキャリアの集団治療などでの有効性に問題がある。キャリアの治療の際には、メトロニダゾールとともに、消化管からの吸収が低いとされるフロ酸ジロキサニドが用いられる。しかし、シストへの殺虫効果が充分に得られない症例が散見される。メトロニダゾールのその他の問題点はインビトロでの耐性が簡単に獲得されることである。マラリア原虫などの他の原虫における耐性株の出現の現状をふまえると、赤痢アメーバのメトロニダゾール耐性株の出現は時間の問題であると予想されている。赤痢アメーバ同様嫌気的原虫であるトリコモナス原虫では既にメトロニダゾール耐性臨床株が報告されている。したがって赤痢アメーバを殺滅する効果を有する新たな化合物の合成が危急に必要とされている。
トリフルオロメチオニン（下記化合物Ａ）が嫌気性原虫である赤痢アメーバ及び膣トリコモナス原虫に対して殺虫作用を示すことは既に報告されている(非特許文献１又は２)。トリフルオロメチオニンのこれらの原虫に対する殺虫作用は原虫特異的に存在するメチオニンガンマリアーゼと呼ばれる酵素に依存している。メチオニンガンマリアーゼは含硫（硫黄を含んだ）アミノ酸の分解に関与する酵素で、哺乳動物に存在しないため、原虫への選択的な作用が確保されている。
【０００５】
【化１】
2011006359.tif 000003
【０００６】
また、我々はさらに上記化合物A誘導体、トリフルオロメチオニン誘導体がより高い赤痢アメーバ増殖抑制作用を有することを見出している(特許文献１)。
このトリフルオロメチオニンの合成方法にはいくつかの製造方法がある。例えば、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６などが挙げられる。これらの方法ではホモシスチン又はメチオニンから製造したホモシステインを原料にトリフルオロメチオニンを製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】公開特許公報WO2007077876.
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】G. H. Coombs, J. C. Mottram, Antimicrob. Agents Chemother 2001, 45, 1743
【非特許文献２】M. Tokoro et al., J. Biol. Chem. 2003, 278, 42717-42727
【非特許文献３】R. L. Dannley, R. G., Taborsky, J. Org. Chem. 1957, 22, 55
【非特許文献４】M. E. Houston, J. F. Honek, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1989, 761.
【非特許文献５】V. Soloshonok, V. Kukhar, Y.Pustovit, V. Nazaretian, Synlett 1992, 657.
【非特許文献６】Tadashi Shiraiwa, Chem. Pharm. Bull. 2002, 50, 1081.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これらのホモシステインを経由したトリフルオロメチオニンの製造方法は、有力な合成方法であるがホモシステインの収率や精製方法で問題点がある。本発明は上記点に鑑みて本発明はホモシステインを単離精製せず、ホモシスチンから直接トリフルオロメチオニンを収率よく簡便に合成する方法を提供することを目的とする。また本発明を用いればトリフルオロメチルシステイン、フルオロアルキルホモシステイン、フルオロアルキルメチルシステインも簡便に合成することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、第1の発明は、ホモスチン又はシスチンを液体アンモニアに溶解させ、アンモニアが蒸発しないようにして、金属ナトリウムを加え、バーチ還元の条件下で、ヨウ化フルオロアルキルを加え、アンモニアを蒸発させ、得られた固体を精製することによりフルオロアルキルシステインを簡便に合成する方法にある(請求項１)。
第２の発明は、光学活性又はラセミ体であるホモシスチン又はシスチンを原料としてこれを液体アンモニアに溶解させ、アンモニアが蒸発しないようにして、金属ナトリウムを加え、バーチ還元の条件下で、ヨウ化フルオロアルキルを加え、アンモニアを蒸発させ、得られた固体を精製することにより得られる下記一般式（I）で表される光学活性体又はラセミ体の化合物の簡便合成方法にある(請求項２)。
【００１１】
【化２】
2011006359.tif 000004
【００１２】
一般式（I）において、Ｙは酸素又はＮＨであり、Ｚは−（ＣＨ2）m−であり、このｍは１〜２の整数であり、Ｒ１は下記の（ｉ）〜（ｖ）のいずれかないし、アミノ酸またはペプチドであり、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立して水素、ホルミル基、アセチル基、Ｂｏｃ基、アミノ酸、ペプチドのいずれかであり、Ｒ４は−（ＣＨ2）ｋ−（ＣＦ2）ｌ−Ｆであり、このｋとｌはｋ＋ｌが５以下の関係にある０〜５の整数の組み合わせのフルオロアルキル基となる。
（i）水素
（ii）
【００１３】
【化３】
2011006359.tif 000005
【００１４】
ここで、ｎは０〜５の整数であり、Ｒ５は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルコキシ、炭素数１〜５のアルキルである。
（iii）
【００１５】
【化４】
2011006359.tif 000006
【００１６】
ここで、Ｒ６は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルコキシ、炭素数１〜５のアルキルである。
（iv）炭素数１〜５のアルキル
（v）炭素数１〜５のヒドロキシアルキル
第３の発明は、光学活性又はラセミ体であるホモシスチン又はシスチンを原料とした前記一般式（I）において、Ｒ１及びＲ２及びＲ３が水素、Ｙが酸素、Ｚが−ＣＨ２−又は−（ＣＨ２）２−、Ｒ４がＣＦ３又はＣＦ２ＣＦ３のいずれかである、請求項２に記載の化合物の簡便構成方法にある(請求項３)。
第４の発明は、Ｌ−ホモシスチン又はＬ−シスチン又はＬ−ホモシスチン誘導体であるＮ−Boc−Ｌ−ホモシスチンを原料とした下記式のいずれかである、請求項２に記載の化合物の簡便合成方法（請求項４）。
【００１７】
【化５】
2011006359.tif 000007
【００１８】
本発明によれば、ホモスチンを液体アンモニア中、金属ナトリウムを加えるバーチ還元の条件下で、ヨウ化トリフルオロメチルを加えることで、ホモシステインを単離することなく直接トリフルオロメチオニンを簡便に合成することが可能である。また、同様の方法を用いて、加えるヨウ化フルオロアルキルを変更することで、様々なフルオロアルキルホモシステインを合成することも可能である。シスチンに対してヨウ化トリフルオロメチルを反応させれば、トリフルオロメチルシステイン、ヨウ化フルオロアルキルを反応させれば、対応するフルオロアルキルシステインがそれぞれ得られる。
すなわち、本発明は、下記一般式（化６）で表される化合物の簡便合成方法を提供する。
光学活性又はラセミ体であるホモシスチン又はシスチンを原料とした下記一般式で表される化合物；
【００１９】
【化６】
2011006359.tif 000008
【００２０】
一般式（化６）において、Ｙは酸素又はＮＨであり、Ｚは−（ＣＨ2）m−であり、このｍは１〜２の整数であり、Ｒ１は下記の（ｉ）〜（ｖ）のいずれかないし、アミノ酸またはペプチドであり、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立して水素、ホルミル基、アセチル基、Ｂｏｃ基、アミノ酸、ペプチドのいずれかであり、Ｒ４は−（ＣＨ2）ｋ−（ＣＦ2）ｌ−Ｆであり、このｋとｌはｋ＋ｌが５以下の関係にある０〜５の整数の組み合わせのフルオロアルキル基となる光学活性体又はラセミ体の化合物の簡便合成方法。
（i）水素
（ii）
【００２１】
【化７】
2011006359.tif 000009
【００２２】
ここで、ｎは０〜５の整数であり、Ｒ５は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルコキシ、炭素数１〜５のアルキルである。
（iii）
【００２３】
【化８】
2011006359.tif 000010
【００２４】
ここで、Ｒ６は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルコキシ、炭素数１〜５のアルキルである。
（iv）炭素数１〜５のアルキル
（v）炭素数１〜５のヒドロキシアルキル
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の簡便合成方法で合成される化合物の一般式である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明を詳しく説明する。ホモシスチン又はシスチンを液体アンモニアに溶解させる。用いるホモシスチン、シスチンはD−体、L−体、DL−体いずれであってもよい。反応後の立体は保持されることが分かっている。またこのとき反応系から十分に水分を取り除かなければ、生成物にホモシステイン又はシステインが混入するため注意が必要である。この混合液をアンモニアが蒸発しないよう摂氏−３５度から−８０度低温に冷却しながら反応を行わなければならないが、バーチ還元が発熱反応であるため−８０度近くまで冷却するのが望ましい。その後、金属ナトリウムを混合液の温度が−３５度を超えないよう確認しながらゆっくり加える。金属ナトリウムは過剰量加えれば良いが、望ましくはホモシスチン又はシスチンに対し４．２当量加える。その後過剰量、望ましくは２．５当量のヨウ化トリフルオロメチルをゆっくり加える。２０分間攪拌した後、アンモニアをゆっくり蒸発させ、得られた固体をイオン交換カラムクロマトグラフィーにて精製することにより目的のトリフルオロメチオニン又はトリフルオロメチルシステインが得られる。加えるヨウ化フルオロアルキルを変更することで対応するフルオロアルキルホモシステイン又はフルオロアルキルシステインを合成することもできる。
本発明で製造可能な化合物は以下の構造式を有する。
光学活性又はラセミ体であるホモシスチン又はシスチンを原料とした下記一般式で表される化合物；
【００２７】
【化９】
2011006359.tif 000011
【００２８】
一般式において、Ｙは酸素又はＮＨであり、Ｚは−（ＣＨ2）m−であり、このｍは１〜２の整数であり、Ｒ１は下記の（ｉ）〜（ｖ）のいずれかないし、アミノ酸またはペプチドであり、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ独立して水素、ホルミル基、アセチル基、Ｂｏｃ基、アミノ酸、ペプチドのいずれかであり、Ｒ４は−（ＣＨ2）ｋ−（ＣＦ2）ｌ−Ｆであり、このｋとｌはｋ＋ｌが５以下の関係にある０〜５の整数の組み合わせのフルオロアルキル基となる光学活性体又はラセミ体の化合物の簡便合成方法。
（i）水素
（ii）
【００２９】
【化１０】
2011006359.tif 000012
【００３０】
ここで、ｎは０〜５の整数であり、Ｒ５は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルコキシ、炭素数１〜５のアルキルである。
（iii）
【００３１】
【化１１】
2011006359.tif 000013
【００３２】
ここで、Ｒ６は独立して、水素、ハロゲン、炭素数１〜５のアルコキシ、炭素数１〜５のアルキルである。
（iv）炭素数１〜５のアルキル
（v）炭素数１〜５のヒドロキシアルキル
以下に実施形態を示し、本発明をさらに具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
(第１実施形態)
【００３３】
【化１２】
2011006359.tif 000014
【００３４】
液体アンモニア冷却装置、ガラス攪拌子、温度計、セプタムラバーキャップを備えた５００ｍｌ三ツ口フラスコにL−ホモシスチン１０．０ｇ（３７．３ｍｍｏｌ）加え、十分に窒素置換を行った。フラスコを−７８℃に冷却した後、ＫＯＨ管を通して乾燥したアンモニアをドライアイス―アセトンバスで冷却した液体アンモニア冷却装置で液化し、およそ１００ｍｌ加え攪拌した。混合液が−３５℃を超えないよう注意しながら３．５８ｇ（１５６ｍｍｏｌ）の金属ナトリウムをゆっくり加えた。この時、溶液は濃青色になった。風船で測りとったヨウ化トリフルオロメチル１８．２ｇ（９３．３ｍｍｏｌ）を加え、−７８℃バス中で２０分間攪拌した後、アンモニアをゆっくり蒸発させてから超純水に溶解して塩酸処理したイオン交換樹脂ＤＯＷＥＸ−５０Ｘ８に載せ、十分超純水を流してから、２％アンモニア水溶液で流し出し、目的のＬ−トリフルオロメチオニンを１４．１ｇ、収率９３％で得た。
1H-NMR (D2O, 200 MHz) δ:2.07-2.37 (m, 2H), 3.01 (t, 2H, J=7.6 Hz), 4.03 (t, 1H, J=6.6 Hz)
19F-NMR (D2O, 188 MHz) δ: -41.3 (s)
(第２実施形態)
【００３５】
【化１３】
2011006359.tif 000015
【００３６】
液体アンモニア冷却装置、ガラス攪拌子、温度計、セプタムラバーキャップを備えた２００ｍｌ三ツ口フラスコにL−ホモシスチン１．００ｇ（３．７３ｍｍｏｌ）加え、十分に窒素置換を行った。フラスコを−７８℃に冷却した後、ＫＯＨ管を通して乾燥したアンモニアをドライアイス―アセトンバスで冷却した液体アンモニア冷却装置で液化し、およそ５０ｍｌ加え攪拌した。混合液が−３５℃を超えないよう注意しながら３５８ｍｇ（１５．６ｍｍｏｌ）の金属ナトリウムをゆっくり加えた。この時、溶液は濃青色になった。風船で測りとったヨウ化ペンタフルオロエチル２．２９ｇ（９．３３ｍｍｏｌ）を加え、−７８℃バス中で２０分間攪拌した後、アンモニアをゆっくり蒸発させてから超純水に溶解して塩酸処理したイオン交換樹脂ＤＯＷＥＸ−５０Ｘ８に載せ、十分超純水を流してから、２％アンモニア水溶液で流し出し、目的のＬ−ペンタフルオロエチルホモシステイン（Ｌ−ペンタフルオロエチオニン）を１．２７ｇ、収率６７％で得た。
1H-NMR (D2O, 200 MHz) δ:2.03-2.34 (m, 2H), 3.01 (t, 2H, J=7.6 Hz), 4.04 (t, 1H, J=6.6 Hz)
19F-NMR (D2O, 188 MHz) δ: -93.8 (s), -85.3 (s)
(第３実施形態)
【００３７】
【化１４】
2011006359.tif 000016
【００３８】
液体アンモニア冷却装置、ガラス攪拌子、温度計、セプタムラバーキャップを備えた２００ｍｌ三ツ口フラスコにL−シスチン０．９６１ｇ（４．００ｍｍｏｌ）加え、十分に窒素置換を行った。フラスコを−７８℃に冷却した後、ＫＯＨ管を通して乾燥したアンモニアをドライアイス―アセトンバスで冷却した液体アンモニア冷却装置で液化し、およそ３０ｍｌ加え攪拌した。混合液が−３５℃を超えないよう注意しながら３８５ｍｇ（１６．８ｍｍｏｌ）の金属ナトリウムをゆっくり加えた。この時、溶液は濃青色になった。風船で測りとったヨウ化トリフルオロメチル１．９６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を加え、−７８℃バス中で２０分間攪拌した後、アンモニアをゆっくり蒸発させてから超純水に溶解して塩酸処理したイオン交換樹脂ＤＯＷＥＸ−５０Ｘ８に載せ、十分超純水を流してから、２％アンモニア水溶液で流し出し、目的のL−トリフルオロメチルシステインを０．９８３ｇ（収率６５％）で得た。
1H-NMR (D2O, 200 MHz) δ:3.21 (dd, 1H, J=7.6Hz, 15.2Hz), 3.39 (dd, 1H, J=7.6Hz, 15.2Hz), 3.86 (t, 1H, J=7.6 Hz)
19F-NMR (D2O, 188 MHz) δ: -41.4 (s)
(第４実施形態)
【００３９】
【化１５】
2011006359.tif 000017
【００４０】
液体アンモニア冷却装置、ガラス攪拌子、温度計、セプタムラバーキャップを備えた２００ｍｌ三ツ口フラスコにN−Boc−L−ホモシスチン１．８７ｇ（４．００ｍｍｏｌ）加え、十分に窒素置換を行った。フラスコを−７８℃に冷却した後、ＫＯＨ管を通して乾燥したアンモニアをドライアイス―アセトンバスで冷却した液体アンモニア冷却装置で液化し、およそ３０ｍｌ加え攪拌した。混合液が−３５℃を超えないよう注意しながら３８５ｍｇ（１６．８ｍｍｏｌ）の金属ナトリウムをゆっくり加えた。この時、溶液は濃青色になった。風船で測りとったヨウ化トリフルオロメチル１．９６ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）を加え、−７８℃バス中で２０分間攪拌した後、アンモニアをゆっくり蒸発させてから超純水に溶解し、１規定のクエン酸水溶液にてpHを３．０に調製してから、酢酸エチル３０ｍＬで３回抽出した。有機相を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。エバポレータで濃縮した後、真空減圧下で溶媒を完全に取り除き、目的のＮ−Boc−Ｌ−トリフルオロメチオニンを１．７０ｇ、収率７０％で得た。
1H-NMR (CDCl3, 200 MHz) δ:1.46 (s, 9H), 2.05-2.12 (m, 1H), 2.31-2.34 (m, 1H), 2.98 (t, 2H, J=7.6Hz), 4.30-4.42 (br, 1H), 8.45 (br, 1H)
19F-NMR (CDCl3, 188 MHz) δ: -42.0 (s)
本発明の製造方法による化合物は、原虫や細菌による感染症の治療薬又は予防薬又はその原料化合物として用いることができる。
【図１】
2011006359.tif 000022