(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式Ｉ及びII：
【化１】
0004633934.tif 000007
[式中、Ｒ1は水素又は置換もしくは無置換のＣ1-8アルキル残基、アリール残基若しくはシクロアルキル残基であり、Ｒ2は置換もしくは無置換のアシル基である]で表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体の製造方法であって、アシル化剤の存在下、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼからなる群から選択されるヒドロラーゼによる、下記一般式III：
【化２】
0004633934.tif 000008
[式中、Ｒ1は前記と同様である]
で表されるラセミ体の１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体の反応を含む方法。
【請求項２】
前記ヒドロラーゼによって触媒されるアシル化を０℃ないし７０℃の温度で行うことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ヒドロラーゼによって触媒されるアシル化をプロトン性有機溶媒又は非プロトン性有機溶媒中で行うことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
下記一般式II：
【化３】
0004633934.tif 000009
で表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体の製造方法であって、下記一般式III：
【化４】
0004633934.tif 000010
[式中、Ｒ1は請求項１の記載と同じ意味を有する]
で表されるラセミ体の１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体をアシル化剤の存在下、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼからなる群から選択されるヒドロラーゼによって、下記一般式Ｉ：
【化５】
0004633934.tif 000011
[式中、Ｒ1及びＲ2は請求項１の記載と同じ意味を有する]
で表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体に変換し、さらにこれを化学的に加水分解して相当する一般式IIで表されるエナンチオマーを得ることを特徴とする方法。
【請求項５】
前記化学的加水分解を２０℃ないし１００℃の温度で行うことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
下記一般式IV：
【化６】
0004633934.tif 000012
で表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エンの製造方法であって、下記一般式III：
【化７】
0004633934.tif 000013
[式中、Ｒ1は請求項１の記載と同じ意味を有する]
で表されるラセミ体の１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体をアシル化剤の存在下、プロテアーゼ、エステラーゼおよびリパーゼからなる群から選択されるヒドロラーゼによって、下記一般Ｉ及びII：
【化８】
0004633934.tif 000014
[式中、Ｒ1及びＲ2は請求項１の記載と同じ意味を有する]
で表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体に変換し、さらにこれを化学的に加水分解して相当する一般式IVで表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン異性体を得ることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、下記一般式Ｉ及びII：
【化９】
0004633934.tif 000002
【０００２】
[式中、Ｒ1は水素、アルキル、アリール又はシクロアルキルであり、Ｒ2はアシル基である]
で表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体の新規製造方法、並びにさらにこれを変換して相当する下記式IV：
【化１０】
0004633934.tif 000003
【０００３】
で表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン化合物の製造方法に関する。
【０００４】
式IVで表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン（例えば、（１Ｒ，４Ｓ）−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン）は、炭素環式ヌクレオシド、例えばＣａｒｂｏｖｉｒを製造するための重要な中間体である（Campbellら, J. Org. Chem. 1995, 60, 4602〜4616)。
本明細書で使用する「エナンチオマーに富む」という表現は、エナンチオマー過剰率（ｅｅ）が２０％より大きい化合物を意味する。
【０００５】
（１Ｒ，４Ｓ）−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エンの製造方法に関しては既にいくつかの方法が知られている。例えば、WO 97/45529には、ラセミ体ｃｉｓ−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エンから微生物によって生物工学的に（１Ｒ，４Ｓ）−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エンを製造する方法が記載されており、ここでは後者が唯一の炭素源、唯一の窒素源又は、唯一の炭素及び窒素源として使用される。この方法の欠点は、発酵槽で実施しなければならないことである。
【０００６】
本発明の課題は、式Ｉ及び式IIで表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体、及び式IVで表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン化合物の簡便で安価な製造方法を提供することである。
【０００７】
この課題は、本発明の請求項１、５及び７に記載の方法によって解決される。
本発明によれば、請求項１に従って、下記一般式III：
【化１１】
0004633934.tif 000004
【０００８】
[式中、Ｒ1は水素又は適宜置換された直鎖若しくは分岐鎖のＣ1-8アルキル残基、アリール残基若しくはシクロアルキル残基である]
で表されるラセミ体１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体をアシル化剤の存在下、ヒドラーゼによって、下記一般式Ｉ及びII：
【化１２】
0004633934.tif 000005
【０００９】
[式中、Ｒ1は前記と同様であり、Ｒ2は適宜置換されたアシル基である]
で表される１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体に変換される。
【００１０】
原料である、一般式IIIで表されるラセミ体１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体は、WO 97/45529に従って（±）−２−アザビシクロ［２．２．１］ヘプタ−５−エン−３−オンから製造することができる。出発原料としてはｃｉｓ−ラセミ体が好ましい。
【００１１】
ここで使用している用語「アルキル基」は、直鎖アルキル基ばかりでなく分枝アルキル基も含む。アルキル基は、置換されていてもよいし無置換であってもよい。Ｃ1-8アルキル基は、特にメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基及びその異性体、ヘキシル基及びその異性体、ヘプチル基及びその異性体、又はオクチル基及びその異性体を表す。置換されたＣ1-8は、１個又は複数個のハロゲン原子で置換されたＣ1-8アルキル基、ＯＲ3又はＮＲ3Ｒ4で置換されたＣ1-8アルキル基（ここでＲ3及びＲ4は同一であっても、違っていてもよく、水素又は分枝鎖若しくは直鎖のＣ1-8アルキル基、アリール基若しくはシクロアルキル基である）を表す。ハロゲン原子としては、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを使用することができる。ＮＲ3Ｒ4としては、例えば、メチルアミノ基、Ｎ−メチル−Ｎ−エチルアミノ基、１−ピペリジニル基又はアミノメチル基を挙げることができる。ＯＲ3としては、例えば、メトキシ基、メトキシメチル基、エトキシ基、プロポキシ基及びフェノキシ基を挙げることができる。
【００１２】
アリール基としては、ベンジル基又はフェニル基が好ましく、置換されていても、無置換であってもよい。置換されたアリール基は、１個又は複数個のハロゲン原子、Ｃ1-4アルキル基、Ｃ1-4アルコキシ基、アミノ基、シアノ基又はニトロ基で置換されたアリール基である。置換されたベンジル基としては、クロロベンジル基又はブロモベンジル基が好ましく、置換フェニル基としては、ブロモフェニル基又はクロロフェニル基を使用するのが好ましい。
【００１３】
シクロアルキル基としては、Ｃ3-7シクロアルキル基が好適であり、置換されていても、無置換であってもよく、例として、シクロプロピル基、シクロペンチル基又はシクロヘキシル基を挙げることができる。置換基としては、例えば前記のアリール基が好適である。
【００１４】
アシル基は、使用されるアシル化剤の酸成分に対応する。
アシル基としては、Ｃ1-6アルカノイル基が好適であり、無置換であってもよく、１個又は複数個のハロゲン原子、Ｃ1-4アルコキシ基、アリール基、ヒドロキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基及び／又はＣＯＯＲ基（ここでＲはＣ1-4アルキル基である）で置換されていてもよい。無置換のアシル残基又は置換されたアシル残基の例を挙げれば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、クロロアセチル基、ブロモアセチル基、ジクロロアセチル基、シアノアセチル基(Cyanacetyl)、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、メトキシエタノイル基、ヒドロキシブチロイル基、ヒドロキシヘキサノイル基、フェニルカルボニル基、クロロフェニルカルボニル基及びベンジルカルボニル基である。
【００１５】
アシル化剤としては、一般にカルボン酸アミド、カルボン酸無水物又はカルボン酸エステルのようなカルボン酸誘導体が好適である。
カルボン酸エステルとしては、例えば、メトキシ酢酸エチルエステル、メトキシ酢酸イソプロピルエステルなどのアルコキシカルボン酸エステル、例えば酢酸ブチルエステル、酪酸エチルエステル、酪酸フェニルエステル、酪酸トリクロロエチルエステル、ヘキサン酸エチルエステル、酪酸ビニルなどのＣ1-6カルボン酸エステル、例えばトリブチリン（グリセリン三酪酸）などのグリセリンエステル、例えばグリコール二酪酸などのグリコールエステル、例えばコハク酸ビニルなどのジグリコール酸ジエチルエステル又はジカルボン酸エステル、例えばシアノ酢酸エステルなどのシアノ置換エステル、又は例えばブチロラクトン、カプロラクトンなどの環状カルボン酸エステルを使用することができる。
【００１６】
カルボン酸アミドとしては、前記エステルに対応するアミドを使用することができる。
カルボン酸無水物としては、例えば、酪酸無水物、アセチルベンゾアート及びコハク酸無水物などの単一の酸無水物、混合酸無水物又は環状酸無水物を使用することができる。
【００１７】
ヒドラーゼとしては、リパーゼ、エステラーゼ又はプロテアーゼを使用することができる。リパーゼとしては、例えば、こうじ菌(Aspergillus oryzae)から分離したノボ−リパーゼＳＰ５２３（Ｎｏｖｏｚｙｍ ３９８）、こうじ菌から分離したノボ−リパーゼＳＰ５２４（リパーゼ＝ノボ社のパラターゼ(Palatase) ２００００Ｌ）、カンジダ・アンタルクチカ(Candida Antarctica)から分離したノボ−リパーゼＳＰ５２５（リパーゼＢ1 Ｎｏｖｏｚｙｍ４３５、固定化）、カンジダ・アンタルクチカから分離したノボ−リパーゼＳＰ５２６（リパーゼＡ＝Ｎｏｖｏｚｙｍ７３５、固定化）、Ｆｌｕｋａ社のリパーゼのキット（１＆２）、アマノＰリパーゼ(Amano P Lipase)、シュードモナス種(Pseudomonas sp.)からのリパーゼ、カンジダ・シリンドラセア(Candida cylindracea)からのリパーゼ、カンジダ・リポリチカ(Candida lipolytica)からのリパーゼ、ムコール・ミエヘイ(Mucor miehei)からのリパーゼ、ムコール・ジャバニクス(Mucor javanicus)からのリパーゼ  Ｍ（Ａｍａｎｏ）、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)からのリパーゼ、バチルス・サーモカテヌラツス(Bacillus thermocatenulatus)からのリパーゼ、カンジダ・アンタルクチカからのリパーゼ、リパーゼＡＨ（Ａｍａｎｏ、固定化）、リパーゼＰ（Ｎａｇａｓｅ）、カンジダ・ルゴサ(Candida rugosa)からのリパーゼＡＹ、リパーゼＧ（Ａｍａｎｏ ５０）、リパーゼＦ（Ａｍａｎｏ Ｆ−ＡＰ１５）、リパーゼＰＳ（Ａｍａｎｏ）、リパーゼＡＨ（Ａｍａｎｏ）、リパーゼＤ（Ａｍａｎｏ）、シュードモナス・フルオレセンズ(Pseudomonas fluorescens)から分離したリパーゼＡＫ、シュードモナス・セパシア(Pseudomonas cepacia)から分離したリパーゼＰＳ、リゾープス・ニベウス(Rhizopus niveus)から分離したＮｅｗｌａｓｅ Ｉ、リパーゼＰＳ−ＣＩ（シュードモナス・セパシアから分離した固定化リパーゼ）といった市販のリパーゼを使用することができる。
【００１８】
これらのリパーゼは、当業者にはよく知られているように、無細胞抽出酵素として、又は相当する微生物細胞で使用することができる。
【００１９】
プロテアーゼもやはり、市販品、例えばサブチリシン(Subtilisine)のようなセリンプロテアーゼなどが好適である。サブチリシンとしては、例えば、バチルス種(Bacillus sp.）から分離されたサビナーゼ(Savinase)、アルカラーゼ(Alcalase)、バチルス・リチエニホルミス(Bacillus licheniformis)から分離されたサブチリシン、及びアスペルギルス、リゾープス、ストレプトミセス(Streptomyces)又はバチルス種から分離したプロテアーゼが使用できる。
【００２０】
ヒドロラーゼの選択によって、式IIIで表されるラセミ体、例えばｃｉｓ−ラセミ体１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エンの中で、両エナンチオマーの一方がアシル化されるのに対して（式Ｉの化合物）、もう一方のエナンチオマーは変化しないでそのまま残る（式IIの化合物）。そこで、両エナンチオマーは分離することができる。
【００２１】
ヒドロラーゼが違えば立体特異性が異なる場合がある。例えば、ｃｉｓ−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エンをリパーゼＭとアシル化剤と反応させると、（１Ｒ，４Ｓ）−エナンチオマーが特異的にアシル化されるため、アシル化されない（１Ｓ，４Ｒ）−エナンチオマーから分離することができる。ヒドロラーゼとして、例えばサビナーゼ（バチルス種から分離したプロテアーゼ）を使用すると、（１Ｓ，４Ｒ）−エナンチオマーが特異的にアシル化され、もう一方の（１Ｒ，４Ｓ）−エナンチオマーはそのまま残る。
【００２２】
ヒドロラーゼで触媒されるアシル化の温度は、０℃ないし７０℃が好ましいが、特に１５℃ないし４５℃の温度が好適である。
【００２３】
ヒドロラーゼで触媒されるアシル化は、プロトン性有機溶媒又は非プロトン性有機溶媒中で行うことができる。非プロトン性有機溶媒としては、エーテル、脂肪族炭化水素、有機塩基及びカルボン酸誘導体が適している。エーテルとしては、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジオキサン又はテトラヒドロフランを使用することができる。脂肪炭化水素としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタンが適している。有機塩基としては、ピリジン又は、たとえばトリエチルアミンのようなトリアルキルアミンが適している。カルボン酸誘導体としては、例えば酢酸エチルや前記のアシル化剤が考えられる。
【００２４】
ヒドロラーゼで触媒されるアシル化で形成される、一般式Ｉ又は一般式IIで表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体は、分離後化学的に直接的に、下記式IV：
【化１３】
0004633934.tif 000006
【００２５】
で表される対応するエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン異性体に加水分解することができる。あるいは、分離した一般式Ｉで表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体を適切な加水分解条件でまず対応する一般式IIで表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体に再び加水分解し、もし希望すればそれをさらに上と同様に加水分解して、対応する式IVで表されるエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エンに変換する。
【００２６】
化学的な加水分解は、アルカリ金属水酸化物又はアンモニアで行うのがよい。アルカリ金属水酸化物としては、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムを使用することができる。
化学的な加水分解は、２０℃ないし１００℃で行うことができるが、できれば６０℃ないし８０℃の温度で行うのが有利である。
【００２７】
一般式Ｉの好ましいエナンチオマーに富む１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体は、（１Ｒ，４Ｓ）−及び（１Ｓ，４Ｒ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（プロピルカルボニルオキシメチル）−シクロペンタ−２−エン（Ｒ1＝ＣＨ3，Ｒ2＝プロピルカルボニル）であり、一般式IIの好ましい１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン誘導体は、（１Ｒ，４Ｓ）−及び（１Ｓ，４Ｒ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシメチル）−シクロペンタ−２−エンであり、つづいて化学的に加水分解すると優先的に（１Ｒ，４Ｓ）−又は（１Ｓ，４Ｒ）−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エンを生成する。
【００２８】
（実施例）
例１
ｃｉｓ−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン５０ｍｇ及び酪酸ビニル２５０μｌを、２−メチル−２−ブタノール５ｍｌに溶解した。リパーゼＭ（ムコール・ジャバニクス；Ａｍａｎｏ）３００ｍｇを加え、該懸濁液を室温で攪拌した。１６時間後に、エナンチオマー過剰率９８．５％（ＧＣ）の（１Ｓ，４Ｒ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシメチル）−シクロペンタ−２−エンが存在した。
【００２９】
（１Ｓ，４Ｒ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシメチル）−シクロペンタ−２−エン及び生成した（１Ｒ，４Ｓ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（プロピルカルボニルオキシメチル）−シクロペンタ−２−エンを分離した後（キーゼルゲル６０によるクロマトグラフィ）、両者をそれぞれ別々に２Ｍ水酸化ナトリウム溶液に加えた。（１Ｓ，４Ｒ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシメチル）−シクロペンタ−２−エンを８０℃で攪拌すると（７０時間）、エナンチオマー的に純粋か、又はエネンチオマーに富むｃｉｓ−１−アミノ−４−（ヒドロキシメチル）−シクロペンタ−２−エンに変換され、それに対して（１Ｒ，４Ｓ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（プロピルカルボニルオキシメチル）−シクロペンタ−２−エンを室温で攪拌すると（５時間）、エナンチオマー的に純粋か、又はエネンチオマーに富むｃｉｓ−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシメチル）−シクロペンタ−２−エンに変換された。
【００３０】
例２
ｃｉｓ−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン１０ｍｇ及び酪酸ビニル５０μｌを、ジオキサン１ｍｌに溶解した。リパーゼＭ（ムコール・ジャバニクス；Ａｍａｎｏ）３０ｍｇを加え、該懸濁液を室温で攪拌した。２０時間後に、エナンチオマー過剰率９１．０％（ＧＣ）の（１Ｓ，４Ｒ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシメチル）−シクロペンタ−２−エンが存在した。
【００３１】
例３
ｃｉｓ−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン１０ｍｇ及び酪酸ビニル５０μｌを、２−メチル−２−ブタノール１ｍｌに溶解した。サビナーゼ（バチルス種からのプロテアーゼ；Ｎｏｖｏ Ｎｏｒｄｉｓｋ）４０ｍｇを加え、該懸濁液を室温で攪拌した。２０時間後に、エナンチオマー過剰率９１．７％（ＧＣ）の（１Ｒ，４Ｓ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシメチル）−シクロペンタ−２−エンが存在した。
【００３２】
例４
ｃｉｓ−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン１０ｍｇ及び酪酸ビニル５０μｌを、ジオキサン１ｍｌに溶解した。サビナーゼ（バチルス種から分離したプロテアーゼ；Ｎｏｖｏ Ｎｏｒｄｉｓｋ）４０ｍｇを加え、該懸濁液を室温で攪拌した。２００時間後に、エナンチオマー過剰率８１．７％（ＧＣ）の（１Ｒ，４Ｓ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシメチル）−シクロペンタ−２−エンが存在した。
【００３３】
例５
ｃｉｓ−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン１００ｍｇ及び酪酸ビニル０．５ｍｍｏｌを、２−メチル−２−ブタノール１ｍｌに溶解した。リパーゼＰＳ（シュードモナス・セパシアから分離）２０ｍｇを加え、該懸濁液を室温で攪拌した。２１時間後に、エナンチオマー過剰率４４％（ＧＣ）の（１Ｒ，４Ｓ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシメチル）−シクロペンタ−２−エンが存在する。
【００３４】
例６
ｃｉｓ−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシルメチル）−シクロペンタ−２−エン１０ｍｇ及びトリブチリン０．０３ｍｍｏｌを、２−メチル−２−ブタノール１ｍｌに溶解した。リパーゼＰＳ（シュードモナス・セパシア）２０ｍｇを加え、該懸濁液を室温で攪拌した。２００時間後に、エナンチオマー過剰率３２％（ＧＣ）の（１Ｒ，４Ｓ）−Ｎ−アセチル−１−アミノ−４−（ヒドロキシメチル）−シクロペンタ−２−エンが存在する。