(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学活性アミドの加水分解を、100〜180℃の温度で、使用される該アミドに対して8〜15重量％のポリオールの存在下または使用される該アミドに対して5〜30重量％のアミノアルコールの存在下に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物を用いて行う、光学活性アミドをカルボン酸およびキラル中心が保持された光学活性アミンに加水分解する方法。
【請求項２】
ポリオールとしてエチレングリコールもしくはジエチレングリコールを用いるか、またはアミノアルコールとしてトリエタノールアミンを用いる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ポリオールとしてジエチレングリコールを用いる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
加水分解を連続式または回分式で行う、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、光学活性アミドを開裂させるための新規な方法にする。
【０００２】
分子のアミン部分にキラル中心を有する光学活性アミドの加水分解的開裂は、極めて入念な条件下でのみ行うことができるか、または全然行うことができない。
【０００３】
Devant および Braun (Chem. Berichte 119, 2197-2207 (1986)) は、アセトアミドからのキラルアミンの除去を記載しているが、キラル中心を破壊せずには不可能であるとしている（第2194頁）。加えて著者らは、アミドをアルカリ性または酸性条件下で加水分解してカルボン酸および光学活性アミンを生成させる多くの試みが成功しなかったこと、および White の方法 (J. Am. Chem. Soc. 77, 6008 (1955)) による四酸化二窒素との反応だけが所望の結果を与えることを認めている。しかしながら N2O4 とのこの反応は複雑なので、工業的方法には不適当である。
【０００４】
WO 95/08636 には、アミンをエステルでエナンチオ選択的にアシル化し、次いで混合物中のアシル化アミン（アミド）および未反応アミンを分離し、必要に応じアシル化アミン（アミド）からアミド開裂により光学活性アミンを遊離させることによる、光学活性アミンのラセミ体の分割方法が記載されている。
【０００５】
WO 97/10201 には、キラル中心を保持して光学活性アミドを開裂させる方法が記載されている。この場合、アミドをポリオールまたはアミノアルコールの存在下にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物で加水分解する。ポリオールまたはアミノアルコールの使用量は、混合物の全重量の 10〜90、好ましくは 30〜80％である。
【０００６】
本発明の目的は、WO 97/10201 に記載の方法を空時収率（space-time yields）に関してさらに最適化すること、およびその方法のコストを低減することである。
【０００７】
本発明者らは、光学活性アミドの加水分解を、使用される該アミドに対して５〜30重量％のポリオールまたはアミノアルコールの存在下に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物を用いて行う、光学活性アミドをカルボン酸およびキラル中心が保持された光学活性アミンに加水分解する方法により、上記目的が達成されることを見出した。
【０００８】
本発明に係る方法は、光学活性一級または二級アミンから製造できる実際上全てのアミドに適している。この方法は、そのアミン部分が光学活性アリールアルキルアミンからなるアミドに特に適している。
【０００９】
この方法は一級アリールアルキルアミン、例えば下記の構造を有するもの：
【化１】
0004578688.tif 000002
（式中、Ｘは任意の従来の芳香族置換基、特にハロゲン、ニトロ、シアノ、C1-C4-アルキル、C1-C4-アルコキシおよび C1-C4-アルキルチオである）で特によく進行する。
【００１０】
本発明に係る方法は、そのアミン部分が式(I)のアミノアルコール
【化２】
0004578688.tif 000003
からなるアミドの開裂にも適しており、式中の置換基は下記の意味を有する：
R5、R6  ＝  互いに独立して、H、分岐状または非分岐状の C1-C10-アルキル、C1-C4-アルコキシカルボニル、フェニル、フェニル-C1-C4-アルキル（これらのフェニル基はハロゲン、ニトロ、シアノ、C1-C4-アルキル、C1-C4-アルコキシおよび C1-C4-アルキルチオで置換されていてもよい）。R5 および R6 は炭素鎖で結合されていてもよく、この炭素鎖は間に酸素、硫黄または窒素有していてもよく、そして置換されてモノ-、ビ- またはトリシクロ系を形成してもよい
R7  ＝  H、C1-C10-アルキル、C1-C4-アルコキシカルボニル
R8  ＝  H、C1-C10-アルキル
ｎ  ＝  ０、１または２、好ましくは０または１。
【００１１】
OR7 または NHR8 で置換された炭素原子が立体中心である場合、本発明に係る方法はシン異性体およびアンチ異性体の両方に関する。
【００１２】
上記構造(I)のアミノアルコールの例としては、以下のものを挙げることができる：
2-アミノ-1-ブタノール；エフェドリン；プソイドエフェドリン；ノルエフェドリン；ノルプソイドエフェドリン； tert-ロイシノール；フェニルグリシノール； 1,2-ジフェニルアミノエタノール； cis- および trans-2-アミノシクロペンタノール； cis- および trans-1-アミノ-2-ヒドロキシインダン； cis- および trans-2-アミノシクロヘキサノール；スタチン； 2-ヒドロキシ-3-アミノフェニルプロピオン酸。
【００１３】
挙げることのできる好ましいアミノアルコールは： cis- および trans-1-アミノ-2-ヒドロキシインダンである。
【００１４】
本発明に係る方法に使用できるポリオールは、グリコール、例えばエチレングリコールおよびそのモノエーテル、例えばモノメチルグリコールである。
【００１５】
他の好ましいポリオールは、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、2,4-ペンタンジオール、cis- および trans-シクロヘキサン-1,2-ジオール、cis- および trans-シクロヘキサン-1,4-ジオール、2-メチル-2,3-ブタンジオール、3-メチル-2,4-ペンタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、1-フェニル-1,2-エタンジオール、3-メトキシ-1,2-プロパンジオール、3-フェノキシ-1,2-プロパンジオール、3-ブテン-1,2-ジオール、cis- および trans-2-ブテン-1,4-ジオール、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンである。
【００１６】
ポリアルキレングリコール、好ましくはジアルキレングリコールおよびそのエーテル、特にジエチレングリコールおよびジグライムをポリオールとして用いることも可能である。
【００１７】
好ましいポリオールは、エチレングリコールおよびジエチレングリコールである。
【００１８】
本発明に係るアミド開裂に適するアミノアルコールは、エタノールアミン、ジエタノールアミンおよびトリエタノールアミンである。トリエタノールアミンは特に好ましいアミノアルコールである。
【００１９】
ポリオールおよびアミノアルコールは、水に可溶であるべきであるか、または水と混和性であるべきである。ポリオール又はアミノアルコールの混合物を用いることも可能である。
【００２０】
ポリオールは、用いられるアミドの重量の５〜30％、好ましくは５〜20％、特に好ましくは８〜15％の量で使用される。
【００２１】
本発明に係るアミド開裂に必要な他の成分は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の水酸化物、特に水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムである。これは加水分解を触媒するが、生成する酸で中和もされるので、アミドに対して通常１〜10当量の量で使用される。
【００２２】
いずれにせよ本発明に係る開裂はある量の水を必要とするので、水酸化物をその水溶液の形態で有利に使用することができる。水の量は、溶媒の全重量の通常５〜90％である。本発明に係る開裂は、好ましくは 100℃以上の温度、特に好ましくは 100〜180℃で行われる。
【００２３】
本発明に係るアミドの加水分解は、回分式(batchwise)または連続式(continuously)のいずれでも行うことができる。
【００２４】
連続式の手順においては、例えばループ反応器(loop reactor)またはそうでなければ直列の撹拌式容器を採用することができる。
【００２５】
反応の経過は、従来法例えばガスクロマトグラフィーで容易に追跡できる。
【００２６】
加水分解を行った後、生成したアミンを塩の形態にあるカルボン酸から分離して単離する。これは好ましくは抽出により行われ、抽出溶媒としてはエーテル、例えばジエチルエーテル、メチル tert-ブチルエーテルおよびジブチルエーテル、ハロゲン化炭化水素、例えばジクロロメタン若しくはトリクロロエチレン、または炭化水素、例えばペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンおよびキシレンが用いられる。
【００２７】
同様に好ましいアミン単離の実施形態は、水蒸気蒸留である。
【００２８】
本発明の特に好ましい実施形態は、反応から生じる生成物（アミン）が水蒸気で蒸留され、その後反応混合物から直ちに除去される一方で、アルカリ性条件下で解離した形態にある酸がもとの所に残るような高い温度で開裂を行うことからなる。
【００２９】
本発明に係る方法は、一級および二級アミンのラセミ体を分割するための WO 95/08636 に記載された方法に、１工程（工程３）として、非常にうまく採用することができる。この方法は下記の工程を含んでいる：
１．  ラセミ体アミンとエステル（その酸成分はカルボニル炭素原子に対してアルファ位、ベータ位またはガンマ位の炭素原子に結合したフッ素原子、窒素原子、酸素原子、リン原子または硫黄原子を有する）とを、加水分解酵素による特異的触媒作用で反応させる工程、
２．  エナンチオ選択的にアシル化されたアミンを、未反応アミンの他のエナンチオマーから分離する工程、
３．  続いて、アシル化されたアミンを加水分解する工程。
【００３０】
この方法に適するエステルは、電子豊富(electron-rich)なヘテロ原子がエステルの酸成分のカルボニル炭素原子に対してアルファ位、ベータ位またはガンマ位の炭素原子に結合しているものである。
【００３１】
ヘテロ原子はフッ素原子、窒素原子、酸素原子、リン原子または硫黄原子であってよい。酸素原子がヘテロ原子として好ましい。
【００３２】
ヘテロ原子は場合により他の基、例えばアルキル基に結合していてもよい。ヘテロ原子が例えば酸素であるならば、エーテル基となる。
【００３３】
エステルのアルコール成分は、分岐状または非分岐状の C1-C10-アルコールからなっていてよく、それらもまた場合により置換されていてもよい。
【００３４】
特に好ましいアルコール成分は、2-プロパノール、2-ブタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、3-メチル-2-ブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、2-メチルシクロヘキサノール、1-クロロ-2-プロパノール、1-ブロモ-2-プロパノール、4-メチル-2-ペンタノール、2,4-ジメチル-3-ペンタノール、シクロプロピルエタノール、1-フェニルエタノール、1-フェノキシ-2-プロパノール、1-メトキシ-2-プロパノール、cis- および trans-2-メトキシシクロヘキサノール、1-ジメチルアミノ-2-プロパノール、1-ブテン-3-オール、1-ブチン-3-オール、1-インダノール(indanol)、2-インダノール、3-ヒドロキシテトラヒドロフラン、5-ヒドロキシ-2-メチル-1,3-ジオキサン、4-ヒドロキシピペリジン、(+)および(-)-メントール、(+)および(-)-イソメントール、カルベオール、ラクトニトリル、アセトンシアノヒドリン、ベンズアルデヒドシアノヒドリン、パント(panto)ラクトン、酪酸 t-ブチル、アセトン 2-ヒドロキシプロピルオキシムである。
【００３５】
他の好適なアルコール成分は、1,2-エタンジオール、グリセロール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、2,4-ペンタンジオール、cis- および trans-シクロヘキサン-1,2-ジオール、cis- および trans-シクロヘキサン-1,4-ジオール、2-メチル-2,3-ブタンジオール、3-メチル-2,4-ペンタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、1-フェニル-1,2-エタンジオール、3-メトキシ-1,2-プロパンジオール、3-フェノキシ-1,2-プロパンジオール、3-クロロ-1,2-プロパンジオール、3-ブロモ-1,2-プロパンジオール、3-ブテン-1,2-ジオール、cis- および trans-2-ブテン-1,4-ジオール、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンである。
【００３６】
特に適するエステルは下記の構造：
【化３】
0004578688.tif 000004
を有するものであり、式中、
R1  ＝  C1-C10-アルキル、
R2  ＝  C1-C10-アルキル、H、
R3  ＝  H、C1-C10-アルキル、場合により NH2、OH、C1-C4-アルコキシまたはハロゲンで置換されたフェニル、
X  ＝  O、S、NR4、
R4  ＝  H、C1-C10-アルキル、場合により NH2、OH、C1-C4-アルコキシまたはハロゲンで置換されたフェニル、
ｎ  ＝  ０、１または２である。
【００３７】
これらのうち、C1-C4-アルコキシ酢酸、例えばメトキシ酢酸のC1-C4-アルキルエステルが好ましい。メトキシ酢酸のメチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチルおよび tert-ブチルエステルが実に特に好ましい。
【００３８】
この方法には、加水分解酵素として多数の酵素を使用できる。プロテアーゼ、特にリパーゼを用いることが好ましい。特に適するリパーゼは、例えば酵母または細菌から単離可能な微生物リパーゼである。特に適するリパーゼは、シュードモナス属からのもの、例えば Amano P、またはシュードモナス・スピーシーズ DSM 8246 からのリパーゼである。他の特に適する加水分解酵素は、Novo Nordisk (Enzyme Toolbox) から市販されている酵素、特にリパーゼ SP 523、SP 524; SP525、SP 526 および Novozym (登録商標) 435 である。
【００３９】
市販されているリパーゼ "Chirazymes L1 to L8" (Boehringer Mannheim) を本発明に係る方法に使用することも可能であり、かつ有利である。
【００４０】
用いられる酵素は天然形態または固定化形態で採用できる。
【００４１】
固定化酵素 Novozym (登録商標) 435 が特に適している。
【００４２】
好適な溶媒は一般的に有機溶媒である。反応は、エーテル例えば MTBE または THF 中、炭化水素例えばヘキサン、シクロヘキサン、トルエン中、またはハロゲン化炭化水素例えば塩化メチレン中で特によく進行する。
【００４３】
しかしながら、反応を溶媒の不在下において行うこともできる。
【００４４】
溶媒および出発材料が可能ならば無水の形態である場合に、反応は特によく進行する。
【００４５】
エステルとラセミ体のアミンまたはアミノアルコールとの酵素触媒反応は、通常は室温で行われる。この反応のための時間は、基質および酵素量に応じて、1〜48時間である。二級アミン／アミノアルコールは一級アミン／アミノアルコールよりも長い反応時間を必要とする。二級アミンの低い反応性は、触媒量を一級アミンと比較して増加させることで補うこともできる。
【００４６】
反応させるべき基質１モル当たり１〜６モルのエステルを添加することが好ましく、すなわちラセミ体アミン１モルのために 0.5〜３モルのエステルが必要である。
【００４７】
添加すべき酵素量は加水分解酵素の性質および酵素調製物の活性に依存する。反応のための最適酵素量は、簡単な予備試験で容易に決定できる。原則として、アミンまたはアミノアルコール１モル当たり 1000 単位のリパーゼを添加する。
【００４８】
反応の進行は、従来法、例えばガスクロマトグラフィーで容易に追跡できる。ラセミ分割の場合、ラセミ体のアミンまたはアミノアルコールの 50％の転化率で反応を終了させることが賢明である。これは通常、触媒を反応器から除去することにより、例えば酵素を濾別することにより行われる。エナンチオ選択的アミド化を連続的に行う場合、酵素を流通式反応器中に保留しておくことができる。
【００４９】
ラセミ体基質とエステルとのエナンチオ選択的反応は、一方のエナンチオマーから相当するアシル化生成物（アミド）を生じさせるが、他方のエナンチオマーは未変化のままである。その時に混合物中に存在するアミンおよびアミドは従来法で容易に分離できる。例えば、抽出法または蒸留法が混合物中のアミンおよびアミドを分離するのに極めて適している。
【００５０】
後続の光学活性アミドの開裂は上記の方法で行われる。
【００５１】
以下の実施例により本発明を説明する。
【００５２】
実施例１
N-[1-(4-クロロフェニル)エチル]メトキシアセトアミドの加水分解
【化４】
0004578688.tif 000005
66 g のアミド(0.29 mol) を 85℃で 7.3 g のトリエタノールアミン(アミドに対して 11重量％) と混合し、120℃に加熱した。29.0 g (0.325 mol) の 50％濃度の水酸化ナトリウム溶液を加え、反応混合物を 115〜120℃で２時間撹拌し、次いで水蒸気を通過させた。蒸留物が透明になったとき、集めた凝縮物を室温に冷却し、下側の有機層を分離した。この粗生成物を真空蒸留した。110 mbar における沸点が 141〜144℃であるR-1-(4-クロロフェニル)エチルアミン 41.5 g (92%) が得られた。光学純度は 95% ee（GC による）であった。
【００５３】
実施例２
N-[1-(4-メチルフェニル)エチル]メトキシアセトアミドの加水分解
【化５】
0004578688.tif 000006
500 g (2.4 mol) の R-N-[1-(4-メチルフェニル)エチル]メトキシアセトアミドおよび 50 g のトリエタノールアミン（アミドに対して 10重量％）を 115℃に加熱し、290 g (3.6 mol) の 50％濃度の水酸化ナトリウム溶液を加えた。得られた懸濁液を 115-120℃で４時間撹拌した。250 ml の水を加え、この混合物を 95℃に放冷却し、500 ml のトルエンを加えた後、撹拌しながら室温に冷却した。相を分離し、上側の有機層を真空蒸留した。最初に水とトルエンとの共沸混合物、次いでトルエン、最後に生成物である R-1-(4-メチルフェニル)エチルアミンが留出した。24 mbar における沸点が 98℃であるアミン 287 g (88%) が得られた。光学純度は 99.5% ee（GC による）であった。
【００５４】
実施例３
N-(1-フェニルプロピル)メトキシアセトアミドの加水分解
【化６】
0004578688.tif 000007
207 g (1 mol) の R-N-(1-フェニルプロピル)メトキシアセトアミドおよび 50 g のジエチレングリコール（アミドに対して 24重量％）を 120-130℃に加熱し、104 g (1.3 mol) の 50％濃度の NaOH を加えた。この混合物を 120〜130℃で５時間撹拌し、90 ml の水および 200 ml のトルエンを加えた。この混合物を撹拌しながら室温に放冷し、次いで層を分離した。上側の有機層を真空蒸留した。最初に水とトルエンとの共沸混合物、次いでトルエン、最後に生成物が留出した。111 mbar における沸点が 126℃であるアミン 125 g (93%) が得られた。光学純度は 99.6% ee (GC) であった。