(57)【要約】【課題】３−（９−フルオレニルメチルチオ）脂肪酸を高収率で製造する方法を提供すること【解決手段】メルカプト脂肪酸を、式（ＩＩａ）：Ｆｍ−Ｒ１  （ＩＩａ）（式中、Ｆｍは９−フルオレニルメチルを示し、Ｒ１は塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ｐ−トルエンスルホニルオキシ、メタンスルホニルオキシまたはスクシンイミジルオキシを示す。）で表される化合物または式（ＩＩｂ）：Ｆｍｏｃ−Ｒ２  （ＩＩｂ）（式中、Ｆｍｏｃは９−フルオレニルメトキシカルボニルを示し、Ｒ２はスクシンイミジルオキシ、ベンゾトリアゾール−１−イルオキシまたは５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミジルオキシを示す。）で表される化合物と、無機塩基の存在下反応させることを特徴とする、（９−フルオレニルメチルチオ）脂肪酸の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（Ｉ）：ＨＳ−Ｘ−ＣＯＯＨ  （Ｉ）（式中、Ｘは、炭素数１〜５個のアルキレン鎖を示す。）で表される化合物を、式（ＩＩａ）：Ｆｍ−Ｒ１  （ＩＩａ）（式中、Ｆｍは９−フルオレニルメチルを示し、Ｒ１は塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ｐ−トルエンスルホニルオキシ、メタンスルホニルオキシまたはスクシンイミジルオキシを示す。）で表される化合物および／または式（ＩＩｂ）：Ｆｍｏｃ−Ｒ２  （ＩＩｂ）（式中、Ｆｍｏｃは９−フルオレニルメトキシカルボニルを示し、Ｒ２はスクシンイミジルオキシ、ベンゾトリアゾール−１−イルオキシまたは５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミジルオキシを示す。）で表される化合物と、無機塩基の存在下反応させることを特徴とする、式（ＩＩＩ）：Ｆｍ−Ｓ−Ｘ−ＣＯＯＨ  （ＩＩＩ）（式中、各記号は前記と同義である）で表される化合物の製造方法。
【請求項２】
式（Ｉ）で表される化合物を、式（ＩＩａ）で表される化合物および／または式（ＩＩｂ）で表される化合物に対して１当量以上使用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
式（ＩＩａ）で表される化合物が、Ｆｍ−ＯＴｓ（式中、Ｆｍは請求項１と同義であり、Ｔｓはｐ−トルエンスルホニルを示す。）である、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
無機塩基が、アルカリ金属炭酸塩である、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
無機塩基が、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムである、請求項４記載の方法。
【請求項６】
請求項１記載の工程で得られる式（Ｉ）で表される化合物と式（ＩＩＩ）で表される化合物の混合物を炭化水素溶媒と水で分層させて、式（Ｉ）で表される化合物を水層に淘汰する工程を含む、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、（９−フルオレニルメチルチオ）脂肪酸の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
式（ＩＩＩ）：ＦｍＳ−Ｘ−ＣＯＯＨ  （ＩＩＩ）（式中、Ｆｍは９−フルオレニルメチルを示し、Ｘは、炭素数１〜５個のアルキレン鎖を示す。）で表される（９−フルオレニルメチルチオ）脂肪酸化合物（以下、本明細書において「化合物（ＩＩＩ）」と略する場合がある。）は、医薬品の合成中間体であり（例えば、特許文献１参照）、また、ペプチド標識のリンカー構築に利用されている（例えば、非特許文献１参照）。
化合物（ＩＩＩ）の製造方法としては、対応する式（Ｉ）：ＨＳ−Ｘ−ＣＯＯＨ  （Ｉ）（式中、Ｘは前記と同義である。）で表されるメルカプト脂肪酸化合物（以下、本明細書において「化合物（Ｉ）」と略する場合がある。）のメルカプト基を９−フルオレニルメチル化する方法が考えられる。
メルカプト基を９−フルオレニルメチル化する方法として、Ｓ−（９−フルオレニルメチル）システイン（Ｓ−Ｆｍ−Ｃｙｓ）を製造する以下の方法が知られている。
【０００３】
すなわち、非特許文献２には、９−フルオレニルメチル  ｐ−トルエンスルホネート（Ｆｍ−ＯＴｓ）とシステインとをジイソプロピルエチルアミンの存在下に反応させてＳ−Ｆｍ−Ｃｙｓを収率７８％で得る方法が記載されている。また、非特許文献３には、９−フルオレニルメトキシ−Ｎ−スクシンイミジルカーボネート（Ｆｍｏｃ−ＯＳｕ）とシステインとをトリエチルアミンの存在下に反応させて、Ｓ−（９−フルオレニルメトキシカルボニル）システイン（Ｓ−Ｆｍｏｃ−Ｃｙｓ）を経由して脱炭酸の後にＳ−Ｆｍ−Ｃｙｓを収率９２％で得る方法が記載されている。
【０００４】
【化１】
2008303195.tif 000002
【０００５】
（式中、各記号は前記と同義である。）
【特許文献１】国際公開ＷＯ  ２００７／０２２４９３号パンフレット
【非特許文献１】Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｒｙ，１９９７，Ｖｏｌ．３６，ｐ．１３４３−１３４８
【非特許文献２】Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００４，Ｖｏｌ．６，Ｎｏ．１９，ｐ．３２８５−３２８８
【非特許文献３】Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，２００１，Ｖｏｌ．３，Ｎｏ．８，ｐ．１２０５−１２０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、上記非特許文献２および３記載の方法を３−メルカプトプロピオン酸に適用したところ、３−（９−フルオレニルメチルチオ）プロピオン酸は、低収率でしか得られなかった。その原因を検討したところ、３−（９−フルオレニルメチルチオ）プロピオン酸は上記文献の反応条件では、ジベンゾフルベン（以下、本明細書において「ＤＢＦ」と略する場合がある。）が容易に脱離し、３−メルカプトプロピオン酸との間に平衡が生じていることが判明した。
したがって、本発明の目的は３−（９−フルオレニルメチルチオ）プロピオン酸などの（９−フルオレニルメチルチオ）脂肪酸を高収率で製造する方法を提供することである。
【０００７】
【化２】
2008303195.tif 000003
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決すべく化合物（ＩＩＩ）の製造方法を鋭意検討した結果、塩基としてアミン類のような有機塩基ではなく、無機塩基を使用することにより、収率が飛躍的に向上することを見出した。
さらには、反応のワークアップにおいてヘキサンなどの炭化水素溶媒と水で分層させることにより、有機層に化合物（ＩＩＩ）が効率的に抽出され、かつ過剰に使用した場合に残留する化合物（Ｉ）が水層に効率的に移行し、水層を除去することにより化合物（Ｉ）を簡便に淘汰できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］式（Ｉ）：ＨＳ−Ｘ−ＣＯＯＨ  （Ｉ）（式中、Ｘは、炭素数１〜５個のアルキレン鎖を示す。）で表される化合物を、式（ＩＩａ）：Ｆｍ−Ｒ１  （ＩＩａ）（式中、Ｆｍは９−フルオレニルメチルを示し、Ｒ１は塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ｐ−トルエンスルホニルオキシ、メタンスルホニルオキシまたはスクシンイミジルオキシを示す。）で表される化合物（以下、本明細書において「化合物（ＩＩａ）」と略する場合がある。）および／または式（ＩＩｂ）：Ｆｍｏｃ−Ｒ２  （ＩＩｂ）（式中、Ｆｍｏｃは９−フルオレニルメトキシカルボニルを示し、Ｒ２はスクシンイミジルオキシ、ベンゾトリアゾール−１−イルオキシまたは５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミジルオキシを示す。）で表される化合物（以下、本明細書において「化合物（ＩＩｂ）」と略する場合がある。）と、無機塩基の存在下反応させることを特徴とする、式（ＩＩＩ）：Ｆｍ−Ｓ−Ｘ−ＣＯＯＨ  （ＩＩＩ）（式中、各記号は前記と同義である）で表される化合物の製造方法。
［２］化合物（Ｉ）を、化合物（ＩＩａ）および／または化合物（ＩＩｂ）に対して１当量以上使用する、上記［１］記載の方法。
［３］化合物（ＩＩａ）が、Ｆｍ−ＯＴｓ（式中、Ｆｍは上記［１］と同義であり、Ｔｓはｐ−トルエンスルホニルを示す。）である、上記［１］または［２］記載の方法。
［４］無機塩基が、アルカリ金属炭酸塩である、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の方法。
［５］無機塩基が、炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムである、上記［４］記載の方法。
［６］上記［１］記載の工程で得られる化合物（Ｉ）と化合物（ＩＩＩ）の混合物を炭化水素溶媒と水で分層させて、化合物（Ｉ）を水層に淘汰する工程を含む、上記［１］記載の方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、（９−フルオレニルメチルチオ）脂肪酸化合物の効率的な製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
Ｘで表される炭素数１〜５個のアルキレン鎖としては、メチレン、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン等が挙げられ、エチレン（−ＣＨ２ＣＨ２−）が好ましい。
【００１１】
Ｒ１は塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ｐ−トルエンスルホニルオキシ（ＯＴｓ）、メタンスルホニルオキシ（ＯＭｓ）またはスクシンイミジルオキシ（ＯＳｕ）であり、ＯＴｓが好ましい。
【００１２】
Ｒ２はスクシンイミジルオキシ（ＯＳｕ）、ベンゾトリアゾール−１−イルオキシ（ＯＢｔ）または５−ノルボルネン−２，３−ジカルボキシイミジルオキシ（ＯＮｂ）であり、ＯＳｕが好ましい。
【００１３】
本発明は、化合物（Ｉ）を化合物（ＩＩａ）および／または化合物（ＩＩｂ）と、無機塩基の存在下反応させて、化合物（ＩＩＩ）を製造することを特徴とする。塩基として無機塩基を使用することにより、平衡反応が化合物（ＩＩＩ）に傾くものと推定される。
【００１４】
【化３】
2008303195.tif 000004
【００１５】
（式中、各記号は前記と同義を示す。）
具体的には、溶媒中で、化合物（Ｉ）、化合物（ＩＩａ）および／または化合物（ＩＩｂ）、および無機塩基を混合することによって、化合物（ＩＩＩ）を合成することができる。添加順序は特に限定されない。
化合物（ＩＩａ）としては、Ｆｍ−ＯＴｓが好ましく、また、化合物（ＩＩｂ）としてはＦｍｏｃ−ＯＳｕが好ましい。化合物（ＩＩａ）と化合物（ＩＩｂ）は単独で用いてもよく、組み合わせて用いても良い。
【００１６】
無機塩基としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウムなどの炭酸アルカリ金属塩が挙げられ、好ましくは炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムである。
無機塩基の使用量は、化合物（ＩＩａ）および／または化合物（ＩＩｂ）の総量に対して、好ましくは１〜１０当量であり、より好ましくは１．５〜３当量である。無機塩基の使用量がこの範囲外であっても本発明を行うことは可能であるが、当該範囲内で行うことにより、化合物（ＩＩＩ）の収率と経済性を両立できる。
【００１７】
化合物（Ｉ）の使用量の下限は、化合物（ＩＩａ）および／または化合物（ＩＩｂ）の総量に対して好ましくは０．８当量以上であり、より好ましくは１当量以上であり、さらに好ましくは１．１当量以上である。化合物（Ｉ）の使用量がこの範囲未満であっても本発明を行うことは可能であるが、この範囲より少ない場合は化合物（ＩＩＩ）の収率が低下する傾向がある。
また、化合物（Ｉ）の使用量の上限は、化合物（ＩＩａ）および／または化合物（ＩＩｂ）の総量に対して好ましくは５当量以下であり、より好ましくは３当量以下である。この範囲の上限で収率が定量的になるために、これ以上の使用は必要なく、過剰の化合物（Ｉ）を淘汰することが困難になるため好ましくない。
【００１８】
溶媒としては、本反応を阻害しない溶媒であればいずれでもよく、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリル、酢酸エチルなどまたはそれらの混合溶媒が挙げられ、ＤＭＦ、ＮＭＰまたはアセトニトリルが好ましい。溶媒の使用量は使用する試薬の総濃度が、３〜３０重量％となる範囲から適宜選択すればよい。
【００１９】
反応温度は、通常０〜８０℃、好ましくは２０〜６０℃の範囲内である。反応時間は、上記温度範囲内で、通常０．５〜２０時間である。
【００２０】
反応終了後、反応液を酸性、塩基性での抽出、逆抽出後、通常の単離精製手段（水洗、結晶化、蒸留、クロマトグラフィー等）により、化合物（ＩＩＩ）を得ることができるが、以下の方法により、簡便に化合物（ＩＩＩ）を単離することができる。
【００２１】
（１）反応混合物を有機溶媒−酸性水溶液で分層させることにより、化合物（ＩＩＩ）を有機層へ抽出し、水層を除去することにより、無機塩基等の塩基性物質を淘汰することができる。具体的には、反応混合物に有機溶媒および酸性水溶液を加え、攪拌後、静置し、水層を除去する。有機層を酸性水溶液層で洗浄することにより、さらに少量残留した塩基性物質を淘汰することができる。
有機溶媒としては酢酸エチル、ジエチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、酢酸ブチル、クロロホルムなどの通常の抽出溶媒が挙げられ、酢酸エチルが好ましい。
酸性水溶液としては、塩酸水溶液、硫酸水溶液などが挙げられる。
有機溶媒および酸性水溶液の使用量は、分層の各層が反応混合物を溶解するような量を適宜設定すればよい。
【００２２】
（２）反応混合物を有機溶媒−塩基性水溶液で分層させることにより、化合物（ＩＩＩ）をカルボン酸塩として水層に逆抽出し、有機層には化合物（ＩＩａ）または化合物（ＩＩｂ）などの中性の残留試薬や副生物が抽出されるので、有機層を除去することにより、中性物質を淘汰することができる。具体的には、反応混合物に有機溶媒および塩基性水溶液を加え、攪拌後、静置し、有機層を除去する。塩基性水溶液層を有機溶媒で洗浄することにより、さらに少量残留した中性物質を淘汰することができる。
有機溶媒としては酢酸エチル、ジエチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）、酢酸ブチル、クロロホルムなどの通常の抽出溶媒が挙げられ、酢酸エチルが好ましい。
塩基性水溶液としては炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウムなどの炭酸アルカリ金属塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムなどの炭酸水素アルカリ金属塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ金属などの水溶液が挙げられる。
有機溶媒および塩基性水溶液の使用量は、分層の各層が反応混合物を溶解するような量に適宜設定すればよい。
塩基性水溶液を塩酸、硫酸等で酸性（ｐＨ３〜０程度）に調整した後、化合物（Ｉ）および化合物（ＩＩＩ）を有機溶媒で再抽出することができる。
【００２３】
（３）炭化水素溶媒−水中で分層させることにより、炭化水素溶媒層に化合物（ＩＩＩ）が効率的に抽出され、残存する原料の化合物（Ｉ）は水層に移行するので、水層を除去することにより、化合物（Ｉ）を簡便に淘汰することができる。具体的には、反応混合物に炭化水素溶媒および水を加え、攪拌後、静置し、水層を除去する。さらに炭化水素溶媒を水洗することにより、少量残留した化合物（Ｉ）を淘汰することができる。
炭化水素溶媒としてはｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、 ペンタンなどが挙げられ、ヘキサンが好ましい。
炭化水素溶媒および水の使用量は、分層の各層が反応混合物を溶解するような量を適宜設定すればよい。
【００２４】
上記（１）、（２）および（３）の方法の全てを順次行ってもよいし、一部のみを採用してもよいが、（３）の方法を行うことが好ましい。上記（１）、（２）および（３）の２以上を行う場合、操作順序は特に限定されない。
【００２５】
本発明の方法により得られた化合物（ＩＩＩ）のうち３−（９−フルオレニルメチルチオ）プロピオン酸は、ペプチド標識のリンカー構築の試薬、医薬品の合成中間体として有用であり、また、安定な結晶であるのでバルクとして流通可能である。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明について、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。
ＨＰＬＣ分析は以下の条件で行った。
カラム：  ＹＭＣ−Ｐａｃｋ Ｃ４ ４．６×１５０ｍｍ
移動相：  ０．１％ ＴＦＡ ａｑ.−０．１％ ＭｅＣＮ  グラジエント（５０−９５％）検出：  ２２０ｎｍ
【００２７】
比較例１
Ｆｍ−ＯＴｓ （１．５０ ｇ， ４．２８ ｍｍｏｌ）、３−メルカプトプロピオン酸 （１．３６ ｇ， １２．８４ ｍｍｏｌ）及びジイソプロピルエチルアミン（１．３８ ｇ， １０．７０ ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（２３ ｍｌ）に溶解させて常温で１時間攪拌し、６０℃で終夜攪拌させた。ＨＰＬＣ分析にて経時変化を確認したところ、収率は常温１時間目では２２％、６０℃２時間で４７％、１６時間攪拌すると２３％であった。
【００２８】
比較例２
Ｆｍｏｃ−ＯＳｕ （１００ｍｇ， ０．３０ ｍｍｏｌ）、３−メルカプトプロピオン酸 （０．４８ ｇ， ０．４５ｍｍｏｌ）及びトリエチルアミン（０．７６ ｇ， ０．７５ｍｍｏｌ）をクロロホルム（１．５ ｍｌ）に溶解し、常温で１時間攪拌し、６０℃にて終夜攪拌させた。ＨＰＬＣ分析にて経時変化を確認したところ、収率は常温１時間目では３％、６０℃２時間で２１％、終夜後に３７％であった。
【００２９】
実施例１
Ｆｍ−ＯＴｓ （１００ ｍｇ， ０．２９ ｍｍｏｌ）、３−メルカプトプロピオン酸（０．０６ ｇ， ０．５８ ｍｍｏｌ）および炭酸ナトリウム（０．０９ ｇ， ０．８７ ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（２ ｍｌ）に懸濁させて常温で１時間攪拌し、４０℃で２時間攪拌させた。ＨＰＬＣ分析にて、収率は９７％であった。
【００３０】
実施例２
Ｆｍｏｃ−ＯＳｕ（３．２９ ｇ， ９．７５ ｍｍｏｌ）、３−メルカプトプロピオン酸 （２．０７ ｇ， １９．５ ｍｍｏｌ）及び炭酸ナトリウム（３．１０ ｇ， ２９．２ ｍｍｏｌ）をジメチルホルムアミド（５０ ｍｌ）に懸濁させて４０℃にて２時間攪拌させた。ＨＰＬＣ分析したところ、収率は９８％であった。
反応液に酢酸エチル（２５０ ｍｌ）と１Ｍ 塩酸（１５０ ｍｌ）を加えて分層させ、水層を除去した。有機層に水（１５０ ｍｌ）と炭酸ナトリウム（６．５ ｇ）を添加して攪拌し分層させ、有機層を除去した。水層に酢酸エチル（２５０ ｍｌ）を加えて塩酸でｐＨ２に調整して分層させ、飽和食塩水で洗浄した。有機層を濃縮して、残渣にヘキサン（１５０ ｍｌ）を加え、水（１００ ｍｌ）で２回洗浄して有機層を濃縮乾固して、３−（９−フルオレニルメチルチオ）プロピオン酸（２．６９ ｇ， ９．４５ ｍｍｏｌ）を白色結晶として得た。