(57)【要約】【課題】有機合成や医薬，農薬等の属する分野，およびその他の分野で要求されている脱水縮合剤，およびカルボン酸アミドの合成法を提供すること。特にペプチド合成において，ペプチドのラセミ化を完全に抑制することができ，簡便かつ温和な条件下，利用することができる脱水縮合剤を提供すること。【解決手段】１，１’−（カルボニルジオキシ）ジ［２（１Ｈ）−ピリドン］類を新規に合成し，これを脱水縮合剤として用いることにより上記課題を解決することができた。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）
【化１】
2004244392.tif 000008
（式中Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ水素，アルキル基，アルケニル基，アルキニル基，アルコキシ基，脂環，芳香環，ヘテロ環，ハロゲン，ニトロ基，シアノ基，トリフルオロメチル基のいずれかで，同一であっても異なっていても良い）で示される新規炭酸エステル。
【請求項２】
一般式（Ｉ）のＲ１およびＲ２が水素である下記一般式（ＩＩ）で示される請求項１記載の新規炭酸エステル。
【化２】
2004244392.tif 000009
【請求項３】
請求項１記載の新規炭酸エステルと下記一般式（ＩＩＩ）
【化３】
2004244392.tif 000010
（式中Ｒ３はアルキル基，アルケニル基，アルキニル基，脂環，芳香環，ヘテロ環のいずれかで，置換されていても良い）で示されるカルボン酸を反応させ，次いで下記一般式（ＩＶ）
【化４】
2004244392.tif 000011
（式中Ｒ４は水素，アルキル基，アルケニル基，アルキニル基，脂環，芳香環，ヘテロ環のいずれかで，置換されていても良く，Ｒ５は水素，アルキル基，アルケニル基，アルキニル基，カルボキシル基，脂環，芳香環，ヘテロ環のいずれかで，置換されていても良く，Ｒ４，Ｒ５は同一であっても異なっていても良く，Ｒ４，Ｒ５はメチレン連鎖で繋がっていても良い）で示されるアミンを反応させ，脱水縮合させることを特徴とするカルボン酸アミドの合成法
【請求項４】
一般式ＩＩで示される新規炭酸エステルを用いた請求項３記載のカルボン酸アミドの合成法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は新規炭酸エステルおよびそれを用いたアミド化反応に関するものであり，有機合成や医薬，農薬等の属する分野およびその他の分野で要求されている脱水縮合剤およびカルボン酸アミドの合成法を提供するものである。特にペプチドの合成において，目的物のラセミ化を完全に抑制し，簡便かつ温和な条件下でのペプチド結合形成反応に供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カルボン酸とアミンからカルボン酸アミドを与える脱水縮合反応は基本的かつ重要な有機合成反応の１つである。これまでにさまざまな脱水縮合剤が開発され，その有用性が報告されている。例えば，１，３−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）（例えば、非特許文献１参照）や１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド塩酸塩（ＥＤＣ）（例えば、非特許文献２参照）などが脱水縮合剤として古くから用いられている。また，発明者らはこれまでにジ（２−ピリジル）カルボネート（ＤＰＣ）やＯ，Ｏ’−ジ（２−ピリジル）チオカルボネート（ＤＰＴＣ）などの炭酸エステル系化合物が塩基性触媒の存在下，カルボン酸アミドを与える優れた脱水縮合剤であることを報告している（例えば、非特許文献３参照）。
【０００３】
一方，生理活性物質であるペプチドは構造中にアミド結合を持つ。ペプチドの合成法にはアミノ酸を１つずつ縮合させていく逐次延長法と２個のペプチドを縮合し，より長いペプチドを得るセグメントカップリング法がある。前者の逐次延長法ではペプチドを延長すると次第に生成物が難溶性となり，精製が困難となる。従って逐次延長法ではペプチド鎖の延長と共に純度が低下するので，構成アミノ酸数が１０〜１５個のペプチド鎖の合成に限定される。精製の問題を解決するために，アミノ酸を樹脂に担持させる固相合成法が開発されているが，反応の再現性が低く，反応後は大量の溶媒で洗い流す必要があるなどの問題点が指摘されている。また，逐次延長法，セグメントカップリング法の双方で縮合時にＣ末端のアミノ酸がラセミ化する危険性を有する。例えば，Ｎ−末端をアシル基で保護したペプチドのカルボキシル基を活性化してペプチド鎖の延長を試みると，活性化されたアミノ酸残基がラセミ化することがある。これは反応の際にオキサゾロン環を形成するためだと考えられている。これに対してはＮ−末端の保護基としてウレタン型の構造を持つｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基（Ｂｏｃ基），ベンジルオキシカルボニル基（Ｚ基）などを用いるとラセミ化を抑制することができる。セグメントカップリング法ではＣ末端のアミノ酸に不斉中心を持たないＧｌｙを持ってくるか，ラセミ化し難いアミノ酸を持ってくるようにできれば良い。避けるべきアミノ酸としてはＣｙｓ，Ｈｉｓ，Ｐｈｅ，Ｌｙｓ，Ｔｈｒ，Ｉｌｅ，Ｖａｌなどが挙げられる。セグメントのＮ末端には反応性の悪いＶａｌ，Ｉｌｅ，Ｔｈｒなどのアミノ酸は避けたほうが良いとされる。従って，問題なく使用できるアミノ酸は限られており，これらの制限を克服するための研究が盛んに行われている。例えば，上記の脱水縮合剤ＤＣＣ，ＥＤＣなどと１−ヒドロキシベンゾトリアゾール（ＨＯＢｔ）（例えば、非特許文献４参照）や１−ヒドロキシ−７−アザベンゾトリアゾール（ＨＯＡｔ）（例えば、非特許文献５参照）などのカップリング添加剤を組み合わせて用いることにより，ラセミ化を抑制することが検討されている。ＤＣＣを脱水縮合剤として用いたＢｚ−Ｖａｌ−ＯＨとＶａｌ−ＯＭｅのカップリング反応ではＨＯＢｔを添加しない場合は６１．５％のＤＬ−異性体が生成したのに対し，ＤＣＣと当量のＨＯＢｔを用いた場合は４１．９％に，ＨＯＡｔを用いた場合は１４．４％にそれぞれ抑えられている。また，ＨＯＢｔユニットを有するベンゾトリアゾール−１−イルオキシトリス（ジメチルアミノ）ホスホニウムヘキサフルオロホスホニウムヘキサフルオロホスフェート（ＢＯＰ）（例えば、非特許文献６参照）やＯ−（ベンゾトリアゾール−１−イル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート（ＨＢＴＵ），Ｏ−（ベンゾトリアゾール−１−イル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート（ＴＢＴＵ）（例えば、非特許文献７参照）などのホスホニウム型，ウロニウム型脱水縮合剤が開発され，ラセミ化を伴わない脱水縮合剤として利用されている。例えば，Ｚ−Ｇｌｙ−Ｐｈｅ−ＯＨとＶａｌ−ＯＭｅの反応ではＢＯＰを用いた場合のＤＬ−異性体の比率は４．８％，ＴＢＴＵを用いた場合は１．４％とラセミ化が抑えられている。さらに，ＨＯＢｔなどのカップリング添加剤を加えることによりラセミ化抑制率が改善することが知られている。Ｚ−Ｇｌｙ−Ｐｈｅ−ＯＨとＶａｌ−ＯＭｅの反応ではＢＯＰにＨＯＢｔを組み合わせた場合，ＤＬ−異性体の比率は１．２％，ＴＢＴＵにＨＯＢｔを組み合わせた場合は０．２％とラセミ化が抑えられている。
【０００４】
【非特許文献１】Ｊ・Ｃ・シーハン（Ｊ．  Ｃ．  Ｓｈｅｅｈａｎ），外１名，「ジャーナルオブアメリカンケミカルソサイエティ（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）」，１９５５年，第７７巻，ｐ．  １０６７
【非特許文献２】Ｊ・Ｃ・シーハン（Ｊ．  Ｃ．  Ｓｈｅｅｈａｎ），外２名，「ジャーナルオブオルガニックケミストリー（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）」，１９６１年，第２６巻，ｐ．  ２５２５
【非特許文献３】椎名勇，外３名，「ブルティンオブザケミカルソサイエティオブジャパン（Ｂｕｌｌｔｉｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｊａｐａｎ）」，２０００年，第７３巻，ｐ．  ２８１１
【非特許文献４】Ｗ・ケーニヒ（Ｗ．  Ｋｏｎｉｇ），外１名，「ケミッシュベリヒテ（Ｃｈｅｍｉｓｃｈｅ  Ｂｅｒｉｃｈｔｅ）」，１９７０年，第１０３巻，ｐ．  ７８８
【非特許文献５】Ｌ・Ａ・カルピノ（Ｌ．  Ａ．  Ｃａｒｐｉｎｏ），「ジャーナルオブアメリカンケミカルソサイエティ（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ）」，１９９３年，第１１５巻，ｐ．  ４３９７
【非特許文献６】Ｂ・カストロ（Ｂ．  Ｃａｓｔｒｏ），外３名，「テトラヘドロンレターズ（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）」，１９７５年，ｐ．  １２１９
【非特許文献７】Ｒ・クノール（Ｒ．  Ｋｎｏｒｒ），外３名，「テトラヘドロンレターズ（Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔｅｒｓ）」，１９８９年，第３０巻，ｐ．  １９２７
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，上述のＢＯＰやＴＢＴＵとＨＯＢｔを用いた反応は一般的に低温かつ長時間を要する。さらにＨＯＢｔを添加する必要があるため，原子効率の観点からも最適な手法とは言えない。従って，ペプチド合成において厳密にラセミ化を抑制することは現在でも困難な課題として残されている。ペプチドのラセミ化を完全に抑制し，より簡便に，温和な条件で使用可能な脱水縮合剤が強く求められている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで，発明者らは鋭意研究を重ねた結果，本発明を完成するに至った。
【０００７】
本発明は，下記一般式（Ｉ）
【化５】
2004244392.tif 000002
【０００８】
（式中Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ水素，アルキル基，アルケニル基，アルキニル基，アルコキシ基，脂環，芳香環，ヘテロ環，ハロゲン，ニトロ基，シアノ基，トリフルオロメチル基のいずれかで，同一であっても異なっていても良い）で示される新規炭酸エステルである。本発明に係る化合物は文献未載の新規化合物であり，その製造法としては下記反応式に従って合成することができる。
【０００９】
【化６】
2004244392.tif 000003
【００１０】
式中Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ水素，アルキル基，アルケニル基，アルキニル基，アルコキシ基，脂環，芳香環，ヘテロ環，ハロゲン，ニトロ基，シアノ基，トリフルオロメチル基のいずれかで，同一であっても異なっていても良い。使用するオキソピリジノールＡ，Ｂの比率は特に定めないがトリホスゲンＣに対し，合計６当量使用することが望ましい。なお，トリホスゲンＣに代えてホスゲン，ジホスゲン，Ｎ，Ｎ’−カルボニルジイミダゾールなどを使用することもできる。ここで使用し得る溶媒はベンゼン，トルエン，ＴＨＦ，ＤＭＦ，ジエチルエーテル，アセトニトリル，ジクロロエタン，ジクロロメタン，クロロホルム，及びその他の有機溶媒から適宜選択される。使用し得る塩基はピリジン，トリエチルアミン，水酸化カリウム，水酸化ナトリウム，炭酸水素ナトリウムなどから適宜選択される。反応温度は通常−１０℃から溶媒の還流温度，好ましくは０℃から３０℃の範囲内で適宜選択される。反応に要する時間は反応温度，濃度により異なるが，通常は１時間から４８時間，好ましくは１２時間から２４時間の範囲内で適宜選択される。
【００１１】
以下に下記一般式（ＩＩ）
【化７】
2004244392.tif 000004
【００１２】
で示される新規炭酸エステル，１，１’−（カルボニルジオキシ）ジ［２（１Ｈ）−ピリドン］を本発明の代表的な例として取り上げ，本発明の有用性を明らかにする。
【００１３】
【化８】
2004244392.tif 000005
【００１４】
上記の反応ではカルボン酸に対し，アミンおよびビス（２−オキシ−１−ピリジル）カルボネートをそれぞれ１〜２当量用いることが望ましいが，それぞれ１．８当量用いることがさらに望ましい。以下に種々のカルボン酸とアミンを脱水縮合した結果を示す。
【００１５】
【表１】
2004244392.tif 000006
【００１６】
表１に示すように脱水縮合剤として１，１’−（カルボニルジオキシ）ジ［２（１Ｈ）−ピリドン］を用いることにより，高い収率で対応するカルボン酸アミドを得ることができた。エントリー２に示すように求核性の弱いアニリンのごときアミンでもほぼ定量的に反応が進行した。エントリー３に示すように環状アミンにも適用可能であった。また，エントリー４，５のごとき不飽和カルボン酸とアミンの反応においては，ＥＤＣやＤＰＣなどを脱水縮合剤として用いた場合は，塩基触媒の影響により目的物の幾何異性化を伴う場合が多い。例えば，ＥＤＣ／ＤＭＡＰを用いた（Ｅ）−クロトン酸と３−フェニルプロピルアミンの脱水縮合反応では４％の（Ｚ）−異性体が，（Ｚ）−アンゲリカ酸と３−フェニルプロピルアミンでは１６％の（Ｅ）−異性体が副生する。これに対し，１，１’−（カルボニルジオキシ）ジ［２（１Ｈ）−ピリドン］を用いた場合は幾何異性体の副生をまったく伴わず目的物のみを高収率で得ることができた。
【００１７】
次に脱水縮合剤として１，１’−（カルボニルジオキシ）ジ［２（１Ｈ）−ピリドン］を用いたジペプチド，トリペプチドの反応例を示す。
【００１８】
【表２】
2004244392.tif 000007
【００１９】
表２において，ＬＯＣは酸成分の光学純度−ペプチド成分の光学純度であり，ラセミ化した割合を表している。エントリー１，２はペプチド成分の旋光度よりＬＯＣを決定した。エントリー３〜６は酸成分およびペプチド成分のＨＰＬＣ分析によりＬＯＣを決定した。エントリー１，２のように，アミノ基をＺ−基で保護したアミノ酸とグリシンエステルからのジペプチド合成では，ラセミ化はまったく観測されなかった。さらにエントリー３，４に示すように，ジペプチドとアミノ酸エステルのカップリング反応によるトリペプチド合成においてもカルボン酸残基のラセミ化は進行しなかった。対象例としてエントリー５，６にＴＢＴＵおよびＤＣＣを脱水縮合剤として用いた場合の結果を示した。いずれもラセミ化を完全に抑制することはできなかった。
【００２０】
【実施例】
以下，本発明を実施例により更に詳細に説明する。なお，本発明の範囲は，かかる実施例に限定されないことは言うまでもない。本発明の範囲内では変形が可能なことは当業者には明らかであろう。
【００２１】
実施例１
１，１’−（カルボニルジオキシ）ジ［２（１Ｈ）−ピリドン］の合成
２−ヒドロキシピリジンＮ−オキシド１．０ｇ（９．００ｍｍｏｌ）およびトリホスゲン０．４５ｇ（１．５１ｍｍｏｌ）をジクロロメタン３０ｍｌに溶解し，０℃で攪拌しながらピリジン１．５ｍｌを加えた。室温で２４時間攪拌した後，エバポレーターで溶媒を除去した。アルゴン雰囲気下，エーテル３０ｍｌで３回洗浄した後，ＴＨＦ  ５０ｍｌを加え室温で２時間攪拌した。３０分静置した後アルゴン雰囲気下，ろ過した。ろ液をエバポレーターで濃縮し，得られた黄色い残留物にＴＨＦ  ５０ｍｌを加え，上記の操作を３回繰り返した。ジクロロメタン３ｍｌとエーテル６ｍｌを加え静置した後，アルゴン雰囲気下，薄い黄色の上澄みを除去した。この操作を２度繰り返した。４５℃で溶媒を減圧留去することにより，１，１’−（カルボニルジオキシ）ジ［２（１Ｈ）−ピリドン］の白色結晶１．０２ｇを得た（収率９０．５％）。
以下に主な物性を示す。
融点：１４２〜１４４℃
１Ｈ  ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３）  ＴＭ：  ７．６４  （２Ｈ，  ｄｄ，  Ｊ＝７．２，２．２Ｈｚ，  Ｈ−６），  ７．４０  （２Ｈ，  ｄｄｄ，  Ｊ＝９．３，６．９，２．２Ｈｚ，  Ｈ−４），  ６．７３  （２Ｈ，  ｄｄ，  Ｊ＝９．３，１．８Ｈｚ，  Ｈ−３），  ６．２３  （２Ｈ，  ｄｄｄ，  Ｊ＝７．２，６．９，１．８Ｈｚ，  Ｈ−５），１３Ｃ  ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３）  ＴＭ：  １５６．３（２），  １５０．２（Ｃ−Ｏ），  １４０．０（４），  １３４．５（６），  １２２．９（３），  １０５．５（５）
【００２２】
実施例２
３−フェニル−Ｎ−ベンジルプロパンアミドの合成
１，１’−（カルボニルジオキシ）ジ［２（１Ｈ）−ピリドン］  ５４．８ｍｇ（０．２２１ｍｍｏｌ）をジクロロメタン０．８ｍｌに溶かし，室温で３−フェニルプロピオン酸１８．４ｍｇ（０．１２３ｍｍｏｌ）を加え，そのまま１時間攪拌した。３−フェニルプロピオン酸が完全に消費されたことをＴＬＣで確認した後，室温でベンジルアミン２３．６ｍｇ（０．２２１ｍｍｏｌ）をジクロロメタン１．０ｍｌに溶かした溶液を加えた。３０分間攪拌した後，エバポレーターで溶媒を除去した。分取ＴＬＣ（ヘキサン／エチルアセテート＝１／１）で精製し，３−フェニル−Ｎ−ベンジルプロパンアミドの白色固体２８．４ｍｇを得た（収率９７％）。
以下に主な物性を示す。
融点：８０℃
ＩＲ  （ＫＢｒ）  ３２９０，  １６５０，  １５４０  ｃｍ−１，１Ｈ  ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３）  ＴＭ：  ７．３０−７．０９  （１０Ｈ，  ｍ，  Ｐｈ），  ５．６８  （１Ｈ，  ｂｒ  ｓ，  ＮＨ），  ４．３６  （２Ｈ，  ｄ，  Ｊ＝５．６Ｈｚ，  Ｂｎ），  ２．９６  （２Ｈ，  ｔ，  Ｊ＝７．６Ｈｚ，  Ｈ−３）  ，  ２．４８  （２Ｈ，  ｔ，  Ｊ＝７．６Ｈｚ，  Ｈ−２），１３Ｃ  ＮＭＲ  （ＣＤＣｌ３）  ＴＭ：  １７１．８（１），  １４０．７（Ｐｈ），  １３８．１（Ｐｈ），  １２８．６（Ｐｈ），  １２８．５（Ｐｈ），  １２８．４（Ｐｈ），  １２７．７（Ｐｈ），  １２７．４（Ｐｈ），  １２６．２（Ｐｈ），  ４３．５（Ｂｎ），  ３８．４（２），  ３１．７（３）
【００２３】
実施例３
Ｎ−［Ｎ−（Ｎ−カルボベンゾキシグリシル）−Ｌ−フェニルアラニル］−Ｌ−バリンメチルエステルの合成
１，１’−（カルボニルジオキシ）ジ［２（１Ｈ）−ピリドン］  ７７．０ｍｇ（０．３１０ｍｍｏｌ）をジクロロメタン１．３ｍｌに溶かし，０℃でＮ−（Ｎ−カルボベンゾキシグリシル）−Ｌ−フェニルアラニン６１．４ｍｇ（０．１７２ｍｍｏｌ）をジクロロメタン０．８ｍｌに溶かした溶液を加え，室温下でそのまま１時間攪拌した。Ｎ−（Ｎ−カルボベンゾキシグリシル）−Ｌ−フェニルアラニンが完全に消費されたことをＴＬＣで確認した後，Ｌ−バリンメチルエステル塩酸塩５２．０ｍｇ（０．３１０ｍｍｏｌ）とトリエチルアミン３１．４ｍｇ（０．３１０ｍｍｏｌ）をジクロロメタン１．２ｍｌに溶かした溶液を−１８℃で加えた。５分間攪拌した後，氷冷した食塩水１０ｍｌを加えた。有機層を抽出し，１Ｍ塩酸，水，食塩水で洗浄した後，硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過した後，エバポレーターで溶媒を除去し，分取ＴＬＣ（ヘキサン／エチルアセテート＝１／３）で精製し，Ｎ−［Ｎ−（Ｎ−カルボベンゾキシグリシル）−Ｌ−フェニルアラニル］−Ｌ−バリンメチルエステルの白色固体６３．２ｍｇを得た（収率７８％）。
以下にＨＰＬＣの条件を示す。
カラム：Ｋｒｏｍａｓｉｌ  ＫＲ１００−１０  Ｃ１８  （４．６×２５  ｃｍ）
移動相：アセトニトリル／水（０．１％トリフルオロ酢酸）＝４８／５２
流速：１．５ｍＬ／ｍｉｎ
検出波長：２２０ｎｍ
ｔＲ＝９．５ｍｉｎ  （ＬＬ−体），ｔＲ＝１０．６ｍｉｎ  （ＤＬ−体）
【００２４】
【発明の効果】
上記のごとく，本発明は新規炭酸エステルおよびそれを用いたアミド化反応に関するものである。本発明は，有機合成や医薬，農薬等の属する分野およびその他の分野で要求されている脱水縮合剤およびカルボン酸アミドの合成法を提供するものである。特にペプチドの合成においては目的物のラセミ化を完全に抑制することができ，簡便かつ温和な条件下，反応を進行させることができた。ペプチド鎖の逐次延長法，セグメントカップリング双方において非常に有効な脱水縮合剤ということができる。