(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式Ｉ：
【化１】
0005781928.tif 000017
（ここで、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７＝Ｈ、必要に応じて置換されたアルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルキルアリール、アリールアルキル、アルコキシアルキル、アルキルチオアルキル、アリールオキシアルキルまたはアリールチオアルキル）
の環状アミジンを調製する方法であって、以下の各工程：
−  一般式II
【化２】
0005781928.tif 000018
のラクトンの、一般式III
【化３】
0005781928.tif 000019
のジブロモ化合物への臭素化；
−  前記ジブロモ化合物IIIの、化合物IＶ
【化４】
0005781928.tif 000020
へのエステル化；
−  前記ジブロモ化合物IＶの、ジアミノ化合物Ｖ
【化５】
0005781928.tif 000021
へのアミノ化；および
−  前記化合物Ｖの、一般式Ｒ１−Ｃ（ＯＲ１８）3のオルトエステル（ここで、Ｒ１が先に概説した意味を有し、Ｒ１８＝アルキル）、または
一般式
【化６】
0005781928.tif 000022
（ここで、Ｒ１，Ｒ１８が先に概説した意味を有する）
のイミデート、または
一般式
【化７】
0005781928.tif 000023
（ここで、Ｒ１，Ｒ１８が先に概説した意味を有する）
のチオイミデート、
との反応により一般式Ｉの環状アミジンを得る工程；
を有し、
前記化合物Ｖの鏡像異性体を回収するために、以下の各工程：
−  前記化合物Ｖの両方のアミノ基のところでのジアシル化合物へのアシル化；
−  アミノアシラーゼの適用による、前記ジアシル化合物の鏡像異性体のα−位置における立体選択的なモノ脱アシル化と脱アシル化されていないジアシル化合物の分離；および
−  前記モノアシル化合物の前記化合物Ｖの前記鏡像異性体への加水分解；をさらに有することを特徴とする方法。
【請求項２】
一般式ＶI：
【化８】
0005781928.tif 000024
（ここで、Ｒ１，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４＝Ｈ、必要に応じて置換されたアルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルキルアリール、アリールアルキル、アルコキシアルキル、アルキルチオアルキル、アリールオキシアルキルまたはアリールチオアルキル）
の環状アミジンを調製する方法であって、以下の各工程：
−  一般式ＶII
【化９】
0005781928.tif 000025
のラクトンの、一般式ＶIII
【化１０】
0005781928.tif 000026
のジブロモ化合物への臭素化；
−  前記ジブロモ化合物ＶIIIの、化合物IＸ
【化１１】
0005781928.tif 000027
へのエステル化；
−  前記ジブロモ化合物IＸの、ジアミノ化合Ｘ
【化１２】
0005781928.tif 000028
へのアミノ化；および
−  前記化合物Ｘの、一般式Ｒ１−Ｃ（ＯＲ１８）3のオルトエステル（ここで、Ｒ１が先に概説した意味を有し、Ｒ１８＝アルキル）、または
一般式
【化１３】
0005781928.tif 000029
（ここで、Ｒ１，Ｒ１８が先に概説した意味を有する）
のイミデート、または
一般式
【化１４】
0005781928.tif 000030
（ここで、Ｒ１，Ｒ１８が先に概説した意味を有する）
のチオイミデート、
との反応により一般式ＶIの環状アミジンを得る工程；
を有し、
前記化合物Ｘの鏡像異性体を回収するために、以下の各工程：
−  前記化合物Ｘの両方のアミノ基のところでのジアシル化合物へのアシル化；
−  アミノアシラーゼの適用による、前記ジアシル化合物の鏡像異性体のα−位置における立体選択的なモノ脱アシル化と脱アシル化されていないジアシル化合物の分離；および
−  前記モノアシル化合物の前記化合物Ｘの前記鏡像異性体への加水分解；をさらに有することを特徴とする方法。
【請求項３】
一般式ＸI：
【化１５】
0005781928.tif 000031
（ここで、Ｒ１，Ｒ７，Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒ１７＝Ｈ、必要に応じて置換されたアルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルキルアリール、アリールアルキル、アルコキシアルキル、アルキルチオアルキル、アリールオキシアルキルまたはアリールチオアルキル）
の環状アミジンを調製する方法であって、以下の各工程：
−  一般式ＸII
【化１６】
0005781928.tif 000032
のラクトンの、一般式ＸIII
【化１７】
0005781928.tif 000033
のジブロモ化合物への臭素化；
−  前記ジブロモ化合物ＸIIIの、化合物ＸIＶ
【化１８】
0005781928.tif 000034
へのエステル化；
−  前記ジブロモ化合物ＸIＶの、ジアミノ化合物ＸＶ
【化１９】
0005781928.tif 000035
へのアミノ化；および
−  前記化合物ＸＶの、一般式Ｒ１−Ｃ（ＯＲ１８）3のオルトエステル（ここで、Ｒ１が先に概説した意味を有し、Ｒ１８＝アルキル）、または
一般式
【化２０】
0005781928.tif 000036
（ここで、Ｒ１，Ｒ１８が先に概説した意味を有する）
のイミデート、または
一般式
【化２１】
0005781928.tif 000037
（ここで、Ｒ１，Ｒ１８が先に概説した意味を有する）
のチオイミデート、
との反応により一般式ＸＩの環状アミジンを得る工程；
を有し、
前記化合物ＸＶの鏡像異性体を回収するために、以下の各工程：
−  前記化合物ＸＶの両方のアミノ基のところでのジアシル化合物へのアシル化；
−  アミノアシラーゼの適用による、前記ジアシル化合物の鏡像異性体のα−位置における立体選択的なモノ脱アシル化と脱アシル化されていないジアシル化合物の分離；および
−  前記モノアシル化合物の前記化合物ＸＶの前記鏡像異性体への加水分解；をさらに有することを特徴とする方法。
【請求項４】
前記化合物Ｖ、ＸまたはＸＶのカルボン酸エステル基ＣＯＯＲ７が、オルトエステル、イミデートまたはチオイミデートとの反応工程の前に、加水分解されることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記ジブロモ化合物IＶ、IＸまたはＸIＶのアミノ化工程が、アジドとの反応およびその後の水素化により行われることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記ジブロモ化合物IＶ、IＸまたはＸIＶのアミノ化工程が、ＮＨ3との反応により行われることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
Ｒ１〜１７がＨ、Ｃ1−からＣ6−アルキルまたはアリールであることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
置換基の対Ｒ２−Ｒ３、Ｒ４−Ｒ５、Ｒ８−Ｒ９、Ｒ１０−Ｒ１１、Ｒ１２−Ｒ１３およびＲ１５−Ｒ１６の少なくとも一方の置換基がＨであることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
下記式ＸＶI、ＸＶIIまたはＸＶIIIの環状アミジンを調製する方法であって、
【化２２】
0005781928.tif 000038
それぞれ、請求項１、２または３記載の方法により調製した前記式Ｉ、ＶＩまたはＸＩの環状アミジンにおいて、カルボン酸またはカルボン酸エステル基ＣＯＯＲ７を、Ｒ１９およびＲ２０がＨまたはアルキルであるカルボン酸アミド基ＣＯＮＲ１９Ｒ２０に転化する工程を含む、方法。
【請求項１０】
前記鏡像異性体がＬ−鏡像異性体であることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記化合物Ｖ、ＸまたはＸＶのアシル化工程におけるアシル基がアセチル基であることを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記アミノアシラーゼがアスペルギルス属からのアシラーゼＩであることを特徴とする請求項１から１１いずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
下記式Ｉの環状アミジンまたはその塩：
【化２３】
0005781928.tif 000039
Ｒ７は、Ｃ8−、Ｃ9−、Ｃ10−、Ｃ11−、Ｃ12−、Ｃ13−、Ｃ14−、Ｃ15−、Ｃ16−、Ｃ17−、またはＣ18−アルキル基であり、
Ｒ１はＨまたはメチルのいずれかであり、
Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５およびＲ６はＨである。
【請求項１４】
下記式ＶIの環状アミジンまたはその塩：
【化２４】
0005781928.tif 000040
Ｒ７は、Ｃ8−、Ｃ9−、Ｃ10−、Ｃ11−、Ｃ12−、Ｃ13−、Ｃ14−、Ｃ15−、Ｃ16−、Ｃ17−、またはＣ18−アルキル基であり、
Ｒ１はＨまたはメチルのいずれかであり、
Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３およびＲ１４はＨである。
【請求項１５】
下記式ＸIの環状アミジンまたはその塩：
【化２５】
0005781928.tif 000041
Ｒ７は、Ｃ8−、Ｃ9−、Ｃ10−、Ｃ11−、Ｃ12−、Ｃ13−、Ｃ14−、Ｃ15−、Ｃ16−、Ｃ17−、またはＣ18−アルキル基であり、
Ｒ１はＨまたはメチルのいずれかであり、
Ｒ１５，Ｒ１６およびＲ１７はＨである。
【請求項１６】
Ｌ−またはＤ−鏡像異性体として存在することを特徴とする請求項１３から１５いずれか１項記載の環状アミジン。
【請求項１７】
式ＸＶI、ＸＶIIまたはＸＶIIIの環状アミジンまたはその塩：
【化２６】
0005781928.tif 000042
Ｒ１９は、Ｃ8−、Ｃ9−、Ｃ10−、Ｃ11−、Ｃ12−、Ｃ13−、Ｃ14−、Ｃ15−、Ｃ16−、Ｃ17−、またはＣ18−アルキル基であり、
Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒ１７およびＲ２０はＨであり、
Ｒ１はＨまたはメチルである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状アミジンを調製するプロセスに関する。本発明はさらに、様々な環状アミジン自体にも関する。特に、関連する環状アミジンは、エクトイン、エクトイン誘導体、およびエクトイン類似体であってよい。
【背景技術】
【０００２】
極限環境微生物からのオスモライトおよび相溶性溶質のそれぞれが、低分子免疫物質のよく知られた群を構成する。極限環境微生物は、中温性（通常の）生物であれば、細胞構造に甚大な損害を生じるであろう高い塩濃度（２００ｇＮａＣｌ／ｌまで）および高温（６０から１１０℃）のそれぞれで最適に成長するので非常に変わった微生物である。それ故に、近年、細胞構造を著しく安定化させる生化学成分を特定するために、相当な研究努力がなされてきた。超高温性微生物からのたくさんの酵素が高温下でさえ安定なままでいるが、このことは、高温性および超高温性の生物の細胞構造には一般化できない。細胞内環境における低分子有機物質（相溶性溶質、オスモライト）は、細胞構造の高温安定性に相当寄与する。極限環境微生物において史上初めて、様々な新規のオスモライトが近年特定できた。いくつかの場合には、既に、これらの化合物が、熱と乾燥に対する細胞構造、特に酵素の保護に寄与することがかろうじて示された（非特許文献１から４）。
【０００３】
たくさんの相溶性溶質について、敏感な用途が取り上げられ、医療、化粧品、および生物学分野において実現されてきた。最も重要な相溶性溶質の中でも、エクトイン（１，４，５，６−テトラヒドロ−２−メチル−ピリミジン−４−カルボン酸）およびその誘導体のそれぞれが、見込みがあると考えられる。例えば、特許文献１には、皮膚病を治療するための、または生物活性成分および細胞の凍結防止のための有効な添加剤としてのエクトインとヒドロキシエクトインの使用が記載されている。特許文献２には、血管漏出症候群（ＶＬＳ）を治療するためのエクトインの使用の概要が説明されている。さらに別の例には、ワクチンの安定化（特許文献３）や、浮遊粒子状物質の影響による呼吸器系統の病気および心疾患の治療（特許文献４）や、神経皮膚炎を治療するための皮膚への使用（特許文献５）がある。
【０００４】
高塩濃度状況下では、エクトインやヒドロキシエクトインなどの相溶性溶質は、ハロモナス属(Halomonas elongata)またはマリノコッカス属(Marinococcus halophilus)のような細菌において非常に豊富にすることができ、その後、乾燥塊から単離できる。１つの可能性は、高塩度の細胞が多量のエクトインを産生した後に媒質の塩度が減少する、いわゆる「細菌搾り出し(bacteria milking)」法である。塩度を減少させると、細菌がエクトインを媒質中に流し出し、その媒質からエクトインを単離し、クロマトグラフィーにより精製できる。細胞自体は、無傷のままであり、数回「搾り出す(milked)」ことができる（非特許文献５）。特に、純粋な化学合成と比較した、そのような方法の利点は、生合成の立体選択性である。この方法によれば、鏡像異性的に純粋な形態のＬエクトインのみが回収される。しかしながら、生合成の不都合な点は、生合成が、細菌自体に最終産生物として蓄積する物質に限られること、すなわち、誘導体化はせいぜい、回収されたエクトインから進行する制限範囲でしか可能ではないことにある。
【０００５】
基本的に、興一等（特許文献６）によるエクトインの化学合成も公知である。この方法によれば、オルト酢酸トリメチルが２，４−ジアミノ酪酸と反応せしめられる。この反応中、２，４−ジアミノ酪酸は最初にアセチル化され、その後、高温で、所望の生成物へと縮合閉環が行われる。
【０００６】
エクトインおよびその誘導体以外に、対応する５員環および７員環類似体も公知である。対応する７員環類似体は、ホモエクトイン（４，５，６，７−テトラヒドロ−２−メチル−１Ｈ−［１，３］−ジアゼピン−４−カルボン酸）とも称され、対応する５員環類似体はＤＨＭＩＣＡ（４，５−ジヒドロ−２−メチル−イミダゾール−４−カルボン酸）と呼ばれる。興一による合成に基づいて、ホモエクトインは、オルト酢酸トリメチルとオルニチンとの間の閉環により得られるのに対し、ＤＨＭＩＣＡは、オルト酢酸トリメチルと２，３−ジアミノプロピオン酸との間の閉環により得られる。最初の研究の過程で、ホモエクトインおよびＤＨＭＩＣＡは有望な性質を示した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８８７４１８Ａ２号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００６０５６７６６Ａ１号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１００６５９８６Ａ１号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０３３０７６８Ａ１号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０３３０２４３Ａ１号明細書
【特許文献６】特開平３−３１２６５号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】K. Lippert, E. A. Galinski, Appl. Microbiol. Biotech. 1994, 37, 61-65
【非特許文献２】P. Louis, H. G. Truper, E. A. Galinski, Appl. Microbiol. Biotech. 1994, 41, 684-688
【非特許文献３】Ramos et al., Appl. Environm. Microbiol. 1997, 63, 4020-4025
【非特許文献４】Da Costa, Santos, Galinski, Adv. in Biochemical Engineering Biotechnology, 61, 117-153
【非特許文献５】T. Sauer, E. A. Galinski, Biotech. Bioeng., 1998, 57, 306-313
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、基本構造において、エクトイン、ホモエクトインまたはＤＨＭＩＣＡに相当する異なる環状アミジンを調製する一般的な合成手法がまだない。それゆえ、本発明の課題は、そのような方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この課題は、請求項１に記載の方法およびプロセスにより解決される。
【００１１】
本発明の合成手法は、一般式IIのラクトンから出発し、このラクトンは臭素化によってジブロモ化合物IIIに転化される。臭素化は、臭素およびＰＢｒ3の存在下で行われる。ＰＢｒ3を直接使用する代わりに、リンを使用することも可能である。
【化１】
0005781928.tif 000002
【００１２】
臭素化により得られた２，４−ジブロモ酪酸IIIは、その後の反応のためにエステル化し、このようにして、２，４−ジブロモ酪酸の対応するエステルIＶにしなければならない。エステル化は一方ではその後の反応に鑑みて重要であり、その上、可能であれば、ＨＢｒ分裂の下でジブロモ化合物IIIから対応するα−臭素−γ−ブチロラクトンが形成されるのを防ぐために、エステル化を即座に行うべきである。エステル化は、酸性環境においてメタノールまたはエタノールとの反応により行われることが好ましい。したがって、エステル化は、臭素化後即座に、すなわち、例えば、気体塩化水素ＨＣｌを流しながら、純メタノールまたはエタノールの添加によって、化合物IIIのどのような中間体も単離せずに、行って差し支えない。
【化２】
0005781928.tif 000003
【００１３】
ブチロラクトンIIの置換基Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５およびＲ６の狙いを定めた変種により、対応して置換されたエクトイン誘導体を生成することができる。Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５およびＲ６基は、Ｈまたは必要に応じて置換されたアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、アルコキシアルキル基、アルキルチオアルキル基、アリールオキシアルキル基、またはアリールチオアルキル基であってもよい。それゆえ、幅広い可能な変種が入手できる。しかしながら、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５およびＲ６基は、Ｈ、Ｃ1−からＣ6−アルキルまたはアリールであることが好ましい。Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５およびＲ６基の内の１つだけに置換基が存在し、その他の基がＨ原子を表すことが多い。
【００１４】
エステル化ジブロモ化合物IＶの調製の際に、ジアミノ化合物Ｖへのアミノ化が行われる。臭素のアミノ基による置換は、アンモニアとの直接の反応、またはアジドによる求核置換反応とその後の水素化のいずれによって行っても差し支えない。アンモニアとの直接の反応は、オートクレーブ中のまたは液体アンモニア中のアンモニアとの反応によって、約２０から３０時間の長期間に亘り、約５０℃の高温で濃縮アンモニア水溶液中で行うことができる。例えば、後者の場合、アンモニアは、フラスコ中において約−４０℃で液化され、必要に応じて、無水エーテルで希釈される。ジブロモ化合物IＶがゆっくりと加えられる。約２時間の期間に亘り反応が起こる。
【００１５】
あるいは、臭素原子の求核置換反応をアジドにより、好ましくはアジ化ナトリウムＮａＮ3を用いて、行っても差し支えない。その後、適切な触媒、例えば、パラジウム／活性炭Ｐｄ／Ｃまたは白金により、標準条件で水素化が行われる。
【化３】
0005781928.tif 000004
【００１６】
最後に、このように得られたジアミノ化合物Ｖが、場合により、エステル基の先の加水分解後に、最終生成物へと環化される。詳しくは、このことは、重ねて、Ｒ１が先に概説した意味と重要性を有する、適切なオルトエステルＲ１−Ｃ（ＯＲ１８）3との反応により行って差し支えない。Ｒ１８は、アルキル基、より詳しくは、Ｃ1〜Ｃ6−アルキル基である。反応は、興一等（上記参照）により記載された一般スキームにしたがって行われる。Ｒ１８＝ＭｅおよびＲ１＝ＭｅまたはＰｈのオルトエステルが市販されている。
【化４】
0005781928.tif 000005
【００１７】
オルトエステルを利用する代わりに、イミデートまたはチオイミデートとの反応も考えられる。購入できるアセトイミド酸メチル（Ｒ１＝Ｍｅ）およびベンズイミド酸メチル（Ｒ１＝Ｐｈ）それぞれとの反応が、以下のスキームに例示されており、J. Einsiedel et al., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 2003, 13, 851-854により一般的に記載されている。
【化５】
0005781928.tif 000006
【００１８】
適切なオルトエステル、イミデートまたはチオイミデートを利用することによって、所望の生成物の置換基Ｒ１を調節することができる。例えば、オルト酢酸のトリメチルエステル（オルト酢酸トリメチル、Ｒ１，１８＝メチル）を用いて、Ｒ１＝メチルであるエクトイン誘導体も生成される。
【００１９】
先に述べたように、エステル基の加水分解は、一般式Ｉのアミジンへの環化の前または後に行っても差し支えなく、すなわち、加水分解が完了した際にはＲ７＝Ｈであり、生理的ｐＨで、エクトインおよびカルボキシル基をなくしたその誘導体は、両性イオンとして存在する。実際のところ、カルボキシル基は、追加のエステル化を実施することによって、さらに誘導体化しても差し支えない。それゆえ、一般式Ｉの異なるアミジンを調製するために、幅広い見込みのある変種を利用できる。
【００２０】
カルボキシル基の別の実行可能な誘導体化は、アミドへの転化にある。この趣旨で、一般に公知の方法およびプロセスにしたがって、生成物Ｉ、ＶIおよびＸIのそれぞれが、カルボン酸およびカルボン酸エステルそれぞれからカルボン酸アミドへと転化される。例えば、このことは、エステルの直接の転化により、または対応する酸塩化物および無水物それぞれをアンモニア／アミンと反応させる間接経路を通じて、行われる。それゆえ、以下の基本構造の化合物が得られる。
【化６】
0005781928.tif 000007
【００２１】
したがって、Ｒ１９およびＲ２０の各々はＨまたはアルキルであって差し支えなく、Ｒ２０＝Ｈが優先される。具体的には、Ｒ１９は、長鎖アルキル鎖、例えば、Ｃ8−、Ｃ9−、Ｃ10−、Ｃ11−、Ｃ12−、Ｃ13−、Ｃ14−、Ｃ15−、Ｃ16−、Ｃ17−、またはＣ18−であって差し支えない。これと同時に、Ｒ２〜Ｒ６、Ｒ８〜Ｒ１４およびＲ１５〜Ｒ１７のそれぞれは、Ｈであることが好ましいのに対し、Ｒ１はＨまたはメチルと等しく、すなわち、環は主にさらに他の置換基は持たない。この性質のアミジンは、増大した親油性のために、特に有望であるようである。
【００２２】
使用されるγ−ブチロラクトンは、一部が購入可能である、例えば、Ｒ２＝メチル、Ｒ３，Ｒ４，４５，Ｒ６＝Ｈ（ＣＡＳ：１０８−２９−２）またはＲ２＝フェニル、Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６＝Ｈ（ＣＡＳ：１００８−７６−０）、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５＝Ｈ、Ｒ６＝メチル（ＣＡＳ：１６７９−４７−６）。他のラクトンは、購入できないが、関連文献に記載された方法およびプロセスにしたがって製造できる。例えば、国際公開第９４／１２４８７Ａ１号パンフレットには、α−アリール−γ−ブチロラクトンの調製が開示されている。この趣旨で、式
【化７】
0005781928.tif 000008
【００２３】
のマロン酸エステルの陰イオンを、Ｙがトシラートまたはメシラートなどの離脱基を表し、Ｚが保護基を表す式Ｙ−ＣＨ2−ＣＨ2−ＯＺのエチレン化合物と反応させて、化合物
【化８】
0005781928.tif 000009
【００２４】
を得る。この化合物は、加水分解により所望のラクトンを生成する。
【００２５】
これもマロン酸エステルから出発する他の方法およびプロセスが、B. Hoefgen et al., J. med. Chem., 2006, 49, 760-769 or B. M. Nilsson et al., J. med. Chem. 1992, 35, 285-294に記載されている。置換基Ｒ６≠Ｈであるブチロラクトンを、例えば、以下のスキームにしたがって図解する：
【化９】
0005781928.tif 000010
【００２６】
Ｒ５≠Ｈであるブチロラクトンの調製が、例えば、以下のスキームにしたがって実行可能である：
【化１０】
0005781928.tif 000011
【００２７】
さらに別の実施の形態も、S. Schulz, Liebigs Ann. Chem. 1992, 8, 829-834から収集されるであろう。
【００２８】
同様に、６員環の環状アミジンだけでなく、５員環または７員環のものも製造でき、それらの基本構造は、それぞれ、ＤＨＭＩＣＡおよびホモエクトインのものと一致する。反応順序は先に記載した順序と一致するが、出発する基礎は、γ−ブチロラクトンではなく、それぞれ、β−およびδ−ラクトンである。これは、次には、臭素化され、その後、エステル化される。臭素原子はアミノ基により置換され、その後、オルトエステル、イミデートまたはチオイミデートとの反応よって、閉環が行われる。反応条件は、概して対応する条件であるが、経験的に、７員環への閉環の収率はより悪い。これは主に、より大きい環の張力のためである。このようにして、５員環のＸIおよび７員環のＶIが得られる。反応スキームが以下に図解されている：
【化１１】
0005781928.tif 000012
【化１２】
0005781928.tif 000013
【００２９】
本発明の方法の特に有利な変形にしたがって、環状アミジンが鏡像異性的に純粋な形態で回収される。それゆえ、化合物は以下のものである：
【化１３】
0005781928.tif 000014
【００３０】
特に、化合物は、例えば、合成により製造されるエクトインが天然のＬ−エクトインと一致するように、Ｌ−鏡像異性体であり得る。
【００３１】
環状アミジンを鏡像異性的に純粋な形態で調製するために、ジアミノ化合物Ｖ、ＸおよびＸＶのそれぞれを、鏡像異性的に純粋な形態で回収し、その後、上述したように、オルトエステル、イミデートまたはチオイミデートと反応させて、式Ｉ、ＶIまたはＸIによる環状アミジンを得る。このジアミノ化合物に存在するキラリティーの中心は維持される。
【００３２】
最初に、ジアミノ化合物を両方のアミノ基のところでアシル化し、その後、アミノアシラーゼを用いて、立体選択的モノ脱アシル化反応を行った。ジアシル化されたジアミノ化合物の１つの鏡像異性体のみが、１つのアミノ基で脱アシル化されるのに対し、他の鏡像異性体は、両方のアミノ基のところでアシル化されたままである。この目的に適した酵素、特に、アミノ酸のＬ−鏡像異性体のみを加水分解する酵素が広く知られている。２つのアシル化されたアミノ基の、α−位置にあるアミノ基のみがカルボキシル基に脱アシル化される。アミノアシラーゼとの反応後、一方の鏡像異性体のモノアシル化合物と他方の鏡像異性体のジアシル化合物からなる混合物が得られる。
【００３３】
その後、望ましくない鏡像異性体のジアシル化合物を分割しなければならない。次いで、所望の鏡像異性体の残りのモノアシル化合物を遊離ジアミノ化合物Ｖ、ＸおよびＸＶのそれぞれに加水分解する。今では、ジアミノ化合物の１つの鏡像異性体のみしか存在せず、これらは、以下に、それぞれ、Ｖenant、ＸenantおよびＸＶenantと称される。所望の鏡像異性的に純粋な化合物Ｉenant、ＶIenantまたはＸIenantへのさらなる転化が先に記載されたように行われる。したがって、環状アミジンの調製に関する全ての実施の形態は、原則的に、ラセミ化合物として、または鏡像異性体として、ジアミノ化合物Ｖ、ＸまたはＸＶの使用の両方に適用される。話が鏡像異性体の使用についてであるならば、光学純度は１００％未満であるかもしれないが、ある鏡像異性体が、他方の鏡像異性体と比べて実質的に豊富であることが重要である。
【００３４】
ジアミノ化合物Ｖ、ＸまたはＸＶのアシル化は、特に、アセチル化である。アシル化は、通常のアシル化剤、例えば、カルボン酸無水物、カルボン酸塩化物またはカルボン酸臭化物の使用により、行うことができる。同様に、イミダゾリドまたはカルボン酸チオールエステル並びに２−ピリジンチオールエステルを使用することができる。その上、アミドへのアミノ基との反応、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）、２−塩素ピリジニウムまたは３−クロロアゾリウムイオンなどによる転化を行えるような様式でカルボン酸のアシル基を活性化するために、従来技術による公知の他の方法およびプロセスがある。アセチル化の場合に無水酢酸の適用が特に好ましい。これは、アルカリ性範囲において通常の様式で実施される。
【００３５】
選択的なモノ脱アシル化は、アミノアシラーゼの使用により行われる。ヒドロラーゼの群に属するこれらの酵素は、アミノ酸のアミノ基のところで、すなわち、１つの鏡像異性体のみと選択的に、Ｎ−アシル基を分割することができる。ほとんどの場合、分割は、主に天然に生成する鏡像異性体であるアミノ酸のＬ−鏡像異性体のみに行われるのに対し、Ｄ−鏡像異性体は影響を受けない。したがって、そのようなアミノアシラーゼも、Ｎ−アシル−Ｌ−アミノ酸アミドヒドロラーゼとも称される。アシラーゼの使用、特に、アスペルギルス属からのアシラーゼＩの使用が、特に好ましい。このアシラーゼは、例えば、Fluka社から市販されており、Ｅｕｐｅｒｇｉｔ上の固定化形態でも市場に出されている。その上、アスペルギルス属からのアシラーゼＩにより、カルボキシル基に対してα−位置のアミノ基のところでのアシル基のみが分割されるのに対し、例えば、Ｎα，Ｎγ−ジアセチル−ジアミノ酪酸の場合には、γ−アミノ基のところのアシル基は影響を受けない。
【００３６】
しかしながら、アミノ酸のＤ−鏡像異性体に関してＮ−アシル基のみを選択的に分割するＤ−アミノアシラーゼも知られている（vide e.g. C. S. Hsu et al., Protein Sci., 2002, 11, 2545 ? 2550）。したがって、そのようなアシラーゼを使用すると、Ｌ−鏡像異性体は、ジアシル化されたままであり、分割できる。このようにして、本発明のプロセスは、特にＤ−エクトイン、Ｄ−ホモエクトイン、およびＤ−ＤＨＭＩＣＡに対して、環状アミジンのＤ−鏡像異性体を合成する実行できる様式を提供する。
【００３７】
ジアミノ化合物のジアシル化された望ましくない鏡像異性体の分離を陽イオン交換体により行うことができる。この趣旨で、その溶液をアミノアシラーゼで酸性化し、陽イオン交換体を水で洗浄する。その後、所望の鏡像異性体を、例えば、ＮＨ3溶液により、アルカリ性範囲で溶出できる。
【００３８】
その後、アシル基から第２のアミノ基（γ−、δ−またはβ位置の）をも遊離させるために、特に、酸または塩基の添加による、アミド加水分解の従来の方法を使用する。例えば、ＨＣｌの添加により、酸性環境においてアシル基を分割することが好ましい。ジアミノ化合物の鏡像異性体を回収するための経路全体が、２，４−ジアミノ酪酸の経由で以下に図解されている。この酸は、購入できるが、本発明の方法を提供することによって得ても差し支えなく、ジアミノ化合物の調製後に、エステル基の加水分解を行うことが必要である。
【化１４】
0005781928.tif 000015
【００３９】
本発明の方法以外に、本発明は、天然のエクトイン、ホモエクトイン、およびＤＨＭＩＣＡ自体、並びに関連文献に既に記載されたいくつかの他の環状アミジンを除いて、一般式Ｉ、ＶIおよびＸIの環状アミジン、並びにそれに由来する塩にも関する。対応する環状アミジンには、エクトインまたはヒドロキシエクトインの用途と似た、医療、化粧品または生物学の分野における用途が見出されると予測される。これには、スキンケアにおける活性成分として、および日焼け防止としての用途、細胞、タンパク質、核酸および生体膜の安定化が含まれる。さらに例を挙げると、その用途には、熱、寒さ、紫外線および乾燥などのストレス要因からの細胞、特に皮膚細胞の保護がある。しかしながら、本発明の方法を使用すると、その性質が要求に応じて適用できる、ほとんど任意に異なって官能化されたエクトイン、ホモエクトインおよびＤＨＭＩＣＡ誘導体を製造できる。例えば、生成物の親油性を増加させるために、より長いアルキル鎖を目的の構造Ｉ、ＶIおよびＸIに組み込むことも可能である。このことは転じて、化粧品における有用性を改善することができる。エクトイン自体は水に極めて可溶性であるが（このことは、エクトインが細胞質ゾル中に高濃度で豊富になれる、相溶性溶質としての機能だけにより説明できる）、より親油性の高い環境における可溶性は限られている。本発明の方法は、官能化のための幅広い可能性を広げるという事実のために、エクトイン誘導体の可溶性は、必要に応じて調節することができる。
【００４０】
Ｒ１からＲ１７基は、Ｈ、Ｃ1−からＣ6−アルキルまたはアリールであることが好ましい。しかしながら、ほとんどの場合、置換基の対Ｒ２−Ｒ３、Ｒ４−Ｒ５、Ｒ８−Ｒ９、Ｒ１０−Ｒ１１、Ｒ１２−Ｒ１３およびＲ１５−Ｒ１６の少なくとも一方の置換基はＨである。置換基は、位置Ｒ１からＲ１７の内の１つにしか存在せず、他の関連する基はＨ原子を構成することが多い。
【００４１】
さらに、Ｒ７が長鎖アルキル基である、すなわち、Ｒ７が好ましくはＣ8−、Ｃ9−、Ｃ10−、Ｃ11−、Ｃ12−、Ｃ13−、Ｃ14−、Ｃ15−、Ｃ16−、Ｃ17−またはＣ18−アルキル基である、一般構造Ｉ、ＶIおよびＸIのそのような環状アミジンが特に好ましい。それと同時に、Ｒ２〜Ｒ６、Ｒ８〜Ｒ１４およびＲ１５〜Ｒ１７のそれぞれがＨであることが好ましいのに対し、Ｒ１＝Ｈまたはメチルである、すなわち、その環は、主に、他の置換基は持たない。増加した親油性のために、そのようなアミジンは、特に見込みがありそうである。
【００４２】
他の好ましい実施の形態において、Ｒ１基は、短鎖アルキル基、特に、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチルまたはｔｅｒｔ−ブチルを構成する。それと同時に、この場合には、Ｒ１がメチルであってはならないという条件で、Ｒ２〜Ｒ６、Ｒ８〜Ｒ１４およびＲ１５〜Ｒ１７基並びにＲ７のそれぞれは、ここでも、Ｈであることが好ましい。
【００４３】
別の好ましい実施の形態によれば、Ｒ２〜Ｒ５、Ｒ８〜Ｒ１３およびＲ１５またはＲ１６基のそれぞれの内の１つの各々がメチル、エチルまたはフェニルであるのに対し、他の基並びにＲ６、Ｒ１４およびＲ１７のそれぞれがＨである。それと同時に、Ｒ１とＲ１７について、以下が優先的に有効である：Ｒ１およびＲ１７＝Ｈ；Ｒ１およびＲ１７＝メチル；Ｒ１＝ＨおよびＲ７＝メチルまたはＲ１＝メチルおよびＲ７＝Ｈ。
【００４４】
本発明はさらに、ここに記載された改良方法にしたがって製造できる、鏡像異性的に純粋な形態にある環状アミジンにも関する。それゆえ、一般式Ｉ、ＶIまたはＸIの環状アミジンがＬ−鏡像異性体として存在することが好ましいが、立体化学に関して、天然のエクトインから派生したＤ−鏡像異性体として存在することも考えられる。
【００４５】
鏡像異性は、カルボキシル基に対するα−位置にあるキラリティーの中心に関する。したがって、Ｌ−鏡像異性体は、立体化学に関して、天然のエクトイン（（Ｓ）−２−メチル−１，４，５，６−テトラヒドロ−４−ピリミジンカルボン酸）に相当する鏡像異性体であり、中性ｐＨ値でエクトインは両性イオンとして存在することを考慮する必要がある。
【化１５】
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【実施例】
【００４６】
以下の実施例は、本発明のさらなる説明として働く。
【００４７】
実施例１：  メチル−２，４−ジブロモブチレート（２，４−ジブロモ酪酸メチル）の合成
１００から１１５℃の温度で、三臭化リン（０．８３ｍｌ）およびγ−ブチロラクトン（４２ｇ、０．４９モル）の再加熱された混合物に、２５ｍｌの臭素をゆっくりと滴下により加えた。その後、この混合物をさらに３０分間に亘り再加熱した。この混合物を氷浴中で冷却し、８３ｍｌのメタノールを注意深く加え、ガス状ＨＣｌを導入した。このようにして得られた溶液を４８時間の期間に亘り５０℃で再加熱した。これらの揮発性成分を回収し、残りのオイルをジエチルエーテルで希釈し、３％の炭酸水素ナトリウムの水溶液およびＮａＣｌ溶液で２回洗浄した。この洗浄溶液をジエチルエーテルで再抽出し、一体となった有機相を真空中で濃縮した。０．２トールでの蒸留により、無色の液体の形態にある生成物メチル−２，４−ジブロモブチレート（１００．４ｇ、８０）が得られた。
【００４８】
実施例２：  ２，４−ジアミノ酪酸メチルの合成
−４０℃の温度で、１５０ｍｌのアンモニアをフラスコ中に液化させ、１５０ｍｌの無水ジエチルエーテルで希釈した。この溶液に、１００ｍｌの無水ジエチルエーテル中１００ｇの２，４−ジブロモ酪酸メチル（０．３８５モル）をゆっくりと加えた。−４０℃の温度で、２時間に亘り撹拌を続け、その後、この溶液を周囲温度まで再加熱した。一晩撹拌した後、臭化アンモニウムを濾過して除き、溶媒を回収した。４３．３ｇ（８５％）の２，４−ジアミノ酪酸メチルが得られた。
【００４９】
実施例３：  １，４，５，６−テトラヒドロ−２−メチル−ピリミジン−４−カルボン酸メチルの合成
５０ｍｌの乾燥メタノール中の２．４ｇ（０．０１８モル）の２，４−ジアミノ酪酸メチルおよび３．７７ｇのオルト酢酸トリメチルの溶液を２４時間に亘り還流において再加熱した。この溶液を乾燥状態まで濃縮し、その生成物を、メタノール／酢酸エチルから再結晶化させた。１．１２ｇ（７．２ミリモル、４０％）の１，４，５，６−テトラヒドロ−２−メチル−ピリミジン−４−カルボン酸メチルが得られた。
【００５０】
実施例４：  Ｌ−２，４−ジアミノ酪酸の合成
１）  Ｎα，Ｎγ−ジアセチル−Ｄ，Ｌ−ジアミノ酪酸
撹拌し、氷冷した状態で、無水酢酸（１．４２ｍｌ；１５ミリモル）および７．５ｍｌの２ＮのＮａＯＨを、７．５ｍｌの２ＮのＮａＯＨ中のＤ，Ｌ−２，４−ジアミノ酪酸（９５５ｍｇ；５ミリモル）の溶液に、５つに分けて加えた。１．５ｍｌの２ＮのＮａＯＨを加えることによって、ｐＨ値を７．５に調節した。氷浴中で１時間後、この溶液を２ｍｌの３７％ＨＣｌでｐＨ３に酸性化し、水相をそれぞれ５０ｍｌのｎ−ブタノール／酢酸エチル（２：１）で２回洗浄した。真空中で有機相を蒸発させて、小さな容積にした後、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテルにより沈殿させた。無色の固体としての８００ｍｇ（７９％）のＮα，Ｎγ−ジアセチル−Ｄ，Ｌ−ジアミノ酪酸が得られた。アセトニトリル／水／酢酸（３０：１０：５）中ＤＣ：Ｒf＝０．６；ＥＳＩ−ＭＳ：ｍ／ｚ＝２０３．０５［Ｍ＋Ｈ］+；Ｃ8Ｈ14Ｎ2Ｏ4について計算して、Ｍr＝２０２．２１。
【００５１】
２）  Ｎγ−アセチル−ジアミノ酪酸
Ｎα，Ｎγ−ジアセチル−Ｄ，Ｌ−ジアミノ酪酸（４０４ｍｇ；２ミリモル）を、２８ｍｇのアシラーゼＩアスペルギルス（Fluka社、０．７２  Ｕ７ｍｇ酵素；これは１０Ｕ／１ミリモルの基質に相当する）と共に、ｐＨ７．６で、２０ｍｌのSorensenリン酸緩衝液（１／１５モル）中で混合し、４０℃の油浴中において２０時間に亘り培養した。この酵素を、薄膜フィルタＡｍｉｃｏｎ  Ｕｌｔｒａ−４（排除限界１０ｋＤ）により分離し、この溶液を１ＮのＨＣｌでｐＨ２．５に調節した。
【００５２】
これを５０ｍｌの陽イオン交換体Ｄｏｗｅｘ  ５０Ｗｘ８（５０〜１００メッシュ）に供給した後、５までのｐＨ値を有する水で洗浄を行い（ジアセチル化合物の分離）、その後、所望の生成物を１Ｎのアンモニアで溶出した。溶出液を真空中で蒸発させ、それによって、Ｎγ−ジアセチル−Ｌ−ジアミノ酪酸の無色の結晶が直ちに生成された。収量：１４０ｍｇ（予測された５０％の豊富な収率の８８％）；アセトニトリル／水／酢酸（３０：１０：５）中ＤＣ：Ｒf＝０．３；ＥＳＩ−ＭＳ：ｍ／ｚ＝１６１．１０［Ｍ＋Ｈ］+；Ｃ6Ｈ12Ｎ2Ｏ3について計算して、Ｍr＝１６０．１７。
【００５３】
３）  Ｌ−ジアミノ酪酸
Ｎγ−ジアセチル−Ｌ−ジアミノ酪酸（１４０ｍｇ；０．８７ミリモル）を還流下で１０ｍｌの２ＮのＨＣｌ中で撹拌した。真空中で蒸発させた際に、結晶性残留物をできるだけ少ない水に溶解させ、４ｍｌの高温純エタノールで沈殿させた。Ｌ−ジアミノ酪酸を無色の一塩酸塩として得た。収量：１２５ｍｇ（９３％）；アセトニトリル／水／酢酸（３０：１０：５）中ＤＣ：Ｒf＝０．１；ＥＳＩ−ＭＳ：ｍ／ｚ＝１１９．０８［Ｍ＋Ｈ］+；Ｃ4Ｈ10Ｎ2Ｏ2について計算して、Ｍr＝１１８．１４；Ｃ4Ｈ10Ｎ2Ｏ2×ＨＣｌについて計算して、Ｍr＝１５４．６０；［α］20D＝＋２４．４°（６ＮのＨＣｌ中ｃ＝１．２）；Ｌｉｔ．（Beilstein、４／ＩＶ、２６１３）：［α］21D＝＋２３．８°（６ＮのＨＣｌ中ｃ＝１）；Flukaカタログ［α］20D＝２４±２°（６ＮのＨＣｌ中ｃ＝１）。このアミノ酸の鏡像異性体の純度を確認し、Marlfeyの試薬による誘導体化（J. G. Adamson et al., Anal. Biochem., 1992, 202, 210 - 214）およびその後のＨＰＬＣにより検証した。条件：Column ET 125/4 Nucleosil 100-5 C8(macherey and Nagel, Duren)；溶離液Ａ（水中１％のトリフルオロ酢酸（ＴＦＡ））から溶離液Ｂ（アセトニトリル中０．８％のＴＦＡ）まで線形勾配；Ｒt＝１５．６分。