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WO2002020470A1 - T-butoxycarbonylaminoethylamine for the synthesis of pna monomer units, amino acid derivatives, intermediates thereof, and processes for productions of them - Google Patents

T-butoxycarbonylaminoethylamine for the synthesis of pna monomer units, amino acid derivatives, intermediates thereof, and processes for productions of them Download PDF

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WO2002020470A1
WO2002020470A1 PCT/JP2001/007696 JP0107696W WO0220470A1 WO 2002020470 A1 WO2002020470 A1 WO 2002020470A1 JP 0107696 W JP0107696 W JP 0107696W WO 0220470 A1 WO0220470 A1 WO 0220470A1
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WO
WIPO (PCT)
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general formula
compound represented
formula
carbon atoms
branched alkyl
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PCT/JP2001/007696
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French (fr)
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Hisafumi Ikeda
Isao Saito
Yushin Nakamura
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Applied Biosystems Japan Ltd
Original Assignee
Applied Biosystems Japan Ltd
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    • C07K1/061General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents using protecting groups
    • C07K1/062General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents using protecting groups for alpha- or omega-carboxy functions

Definitions

  • the present invention relates to t-butoxycarbonylaminoethylamine, amino acid derivatives and intermediates thereof for synthesizing PNA monomers, and methods for producing them.
  • the present invention relates to a process for producing an amino acid derivative and t-butoxycarbylaminoethylamine, which is a synthetic intermediate thereof, and more specifically, to synthesize a Boc-type PNA.
  • the present invention relates to a method for producing butoxycarbonylaminoethylamine.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the Bac-type PNA is synthesized by It has a wide variety of uses as a base for introducing a base or a functional molecule when synthesizing a monomer unit Boc-type functional molecule-introduced amino acid derivative or the like.
  • PNA Peptide Nucleic Acid
  • FIG. 1 PNA (Peptide Nucleic Acid) has a structure in which a sugar phosphate skeleton of a natural nucleic acid such as DNA is converted to an N- (2-aminoethyl) glycine skeleton.
  • the synthesis of PNA is based on the amino acid (especially glycine) derivative (monomer unit) into which one of the four bases (A, T (U), C and G) constituting DNA or RNA has been introduced. According to the above, the binding is performed sequentially by using a usual solid phase peptide synthesis method. As shown in Fig. 2 (B represents a base), there are two types of monomer units for synthesizing PNA, 11100-type and 800-type. However, a method for synthesizing monomer units has been established. At present, the use of the Fmoc type, which can utilize a general DNA automatic synthesizer for synthesizing PNA oligomers, is currently mainstream.
  • the Fmoc type which can utilize a general DNA automatic synthesizer for synthesizing PNA oligomers
  • synthesizing PNA using B0c-type monomer units has the advantage that functional molecules that are unstable to basic conditions different from those using Fmoc-type can be introduced into PNA. There is an urgent need to establish a PNA synthesis method using a Boc-type monomer.
  • One of the obstacles to the establishment of a PNA synthesis method using a Boc-type monomer unit is the simple use of a monomer unit before introducing a base, that is, a Boc-type amino acid derivative represented by Formula I used as a base-introducing substrate. Inexpensive synthesis methods have not been established. Further, since the amino acid derivative of the formula I has a use as a substrate for introducing a functional molecule for introducing another functional molecule instead of a base, if its simple and inexpensive synthesis method is established, It also facilitates the synthesis of functional molecule-introduced amino acid derivatives.
  • the method of synthesizing the amino acid derivative of the formula I is usually a process in which ethylenediamine is used as a starting material, a t-butoxycarbonyl group (Boc) is introduced into one nitrogen atom, and —CHR 1 —COOH is added into the other nitrogen atom. Including the step of introducing.
  • anhydrous t-butoxycarboxylic acid may be added to ethylenediamine, and the form of chloroform, methanol, dioxane, etc.
  • One method for obtaining an amino acid derivative of formula I by introducing one CHR 1 —CO OH into t-butoxycarbonylaminoethylamine is to introduce a benzyl group into the unprotected nitrogen atom of t-butoxycarbonylaminoethylamine.
  • the method (2) has the advantage that di (t-butoxycarbonylamino) ethylene is not generated as a by-product, but the total yield is low at about 60% due to the multi-step reaction. Since the used reagents must be removed by partition chromatography, it is difficult to efficiently produce t-butoxycarbonylaminoethylamine efficiently and in large quantities at low cost, as in method (1).
  • neither of the methods (1) and (2) is suitable for industrial production of t-butoxycarbonylaminoethylamine.
  • the method of (3) is a multi-step reaction, and requires a separation and extraction operation, so that it can be used for industrial production. Is not suitable.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide an amino acid derivative of the formula I which does not require complicated operations, has a good yield, and is easily applied to mass production.
  • the present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, found a means for solving the problem, and completed the present invention.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 15 carbon atoms.
  • Boc ⁇ eight> / X (n) (Wherein, R 1 has the same meaning as described above, and R 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.) And a process for obtaining an amino acid derivative represented by the general formula (I).
  • the present invention also relates to the above-mentioned production method, characterized in that the compound represented by the general formula (II) is hydrolyzed by an aqueous alkali metal hydroxide.
  • the present invention relates to the above-mentioned production method, further comprising a step of removing metal ions by cation exchange chromatography using pyridinium ions as a cation.
  • the present invention relates to the above-mentioned production method, wherein the alkali metal is lithium, sodium, or lithium.
  • the present invention provides a compound represented by the following general formula (II) wherein t-butoxycarbonylaminoethylamine is represented by the following general formula (II)
  • the present invention relates to the above-mentioned production method, characterized in that t-butoxycarbonylaminoethylamine is obtained by reacting ethylenediamine with t-butoxycarboxylic anhydride.
  • the present invention relates to the above-mentioned production method, wherein the reaction between ethylenediamine and t-butoxycarboxylic anhydride is carried out in tetrahydrofuran.
  • R 1 is a hydrogen atom
  • R 2 is an ethyl group.
  • the present invention relates to the above-mentioned production method, wherein the amino acid derivative represented by the general formula (I) is a base-introducing substrate for the synthesis of a Boc-type PNA monomer.
  • the present invention still further relates to the use of the above-mentioned production method in the production of a Boc-type PNA monomer unit.
  • the present invention relates to a method for producing t-butoxycarbonylaminoethylamine, wherein ethylenediamine and t-butoxycarboxylic anhydride are reacted in tetrahydrofuran.
  • R 1 represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and n represents an integer of 1 to 11).
  • the present invention relates to an intermediate of the amino acid derivative represented by the general formula (IV),
  • R 1 and n have the same meanings as described above, and R 2 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
  • the present invention relates to a method for producing an amino acid derivative represented by the general formula (IV), which comprises a step of obtaining a compound represented by the general formula (V).
  • the present invention relates to the above-mentioned production method, wherein the reduction of the compound represented by the general formula (V) is performed in a methanol solution containing palladium hydroxide as a catalyst.
  • the present invention relates to the above-mentioned production method, further comprising a step of obtaining a compound represented by the formula (V) by hydrolyzing the compound represented by the general formula (VI). .
  • the present invention also relates to the above-mentioned production method, characterized in that the compound represented by the general formula (VI) is hydrolyzed by an aqueous alkali metal hydroxide.
  • the present invention further comprises a step of removing metal ions by cation exchange chromatography using pyridinium ions as the counter cation.
  • a step of removing metal ions by cation exchange chromatography using pyridinium ions as the counter cation is about.
  • the present invention relates to the above-mentioned production method, wherein the alkali metal is lithium, sodium, or lithium.
  • the present invention provides a compound represented by the following general formula (VI)
  • n has the same meaning as described above.
  • the present invention relates to the above-mentioned production method, characterized by being obtained by a reaction with a benzyloxycarbonyl- ⁇ -amino acid represented by the general formula (II) and a compound represented by the general formula (II).
  • the present invention relates to a compound represented by any of the general formulas (II) and (IV) to (VII): wherein R 1 is a hydrogen atom, R 2 is an ethyl group, and ⁇ is 1.
  • the present invention relates to the above manufacturing method.
  • the present invention relates to the above-mentioned production method, wherein the amino acid derivative represented by the general formula (IV) is a base-introducing substrate for synthesizing a Boc-type PNA monomer.
  • the present invention provides a compound obtained by reacting a compound represented by the general formula (II) with t-butoxycarbonylaminoethylamine produced from ethylenediamine and a compound represented by the general formula (III).
  • the present invention relates to the above-mentioned manufacturing method.
  • the present invention also relates to a process for producing a compound represented by the general formula (V), wherein the compound represented by the general formula (VI) is obtained by hydrolyzing the compound represented by the general formula (VI).
  • the manufacturing method is characterized by including a step.
  • the present invention also relates to a process for producing a compound represented by the general formula (VI), wherein the benzyloxycarbonyl- ⁇ -amino acid represented by the general formula (VI I) and the compound represented by the general formula (II)
  • the method according to the above, comprising a step of obtaining a compound represented by the general formula (VI) by the reaction of
  • the present invention relates to the use of a compound represented by the general formula (IV) in the production of: 60 (type 3) monomer unit.
  • the present invention still further relates to the use of the compound represented by the general formula (V) in the production of a Boc-type A monomer unit.
  • the present invention provides a compound represented by the general formula (VI): Eight It relates to its use in the production of monomer units.
  • the compound represented by the general formula (IV) is highly versatile because a linker is previously bonded thereto. By reacting the active ester form with the compound, the desired PNA monomer unit can be obtained in one step. can get. Therefore, according to the compound represented by the formula (IV) according to the present invention, a photofunctional molecule can be converted into a PNA monomer unit by a smaller number of synthesis steps than in the conventional method, so that the compound is relatively expensive. This is particularly effective when targeting molecules.
  • Figure 1-1 is an explanatory diagram comparing the structure of natural nucleic acids and Figure 1-2 is a comparison of the structures of peptide nucleic acids.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a comparison between Fmoc-type and Boc-type monomer units.
  • 1 indicates a sugar phosphate skeleton and 2 indicates an N- (2-aminoethyl) glycine skeleton.
  • an amino acid derivative represented by the formula (I) is produced in the following steps.
  • t-butoxycarboxylic anhydride is directly reacted with ethylenediamine using tetrahydrofuran (THF) as a solvent without using any reagent to produce t-butoxycarbonylaminoethylamine.
  • THF tetrahydrofuran
  • t-butoxycarbonylaminoethylamine By using THF as a solvent, t-butoxycarbonylaminoethylamine can be obtained in a high yield of 98% without producing di (t-butoxycarbonylamino) ethylene as a by-product. Since t-butoxycarboxylic acid produced as a by-product is excluded from the reaction system by forming a salt insoluble in THF with a large excess of ethylenediamine, purification by partition chromatography is unnecessary. Therefore, t-butoxycarbonylaminoethylamine can be easily produced in high yield, and further, since purification by partition chromatography is not required, application to mass production is easy. In addition, excess ethylenediamine and THF used as a solvent can be reused after rectification, so that production costs can be reduced while effectively utilizing resources.
  • the reaction condition is preferably room temperature under a nitrogen stream.
  • the next step is a step of producing a compound represented by the general formula (II) by reacting t-butoxycarbonylaminoethylamine with an ester represented by the formula (III).
  • a solvent such as chloroform and THF can be used, but methylene chloride is preferably used.
  • a tertiary amine particularly triethylamine, diisopropylethylamine or the like can be preferably used.
  • the reaction conditions are preferably room temperature under a nitrogen stream.
  • R 1 in the ester represented by the formula (III) determines which amino acid derivative the amino acid derivative represented by the formula (I), which is the final product, depends on the type of R 1. Steric hindrance reduces the yield of the above reaction. Therefore, R 1 is preferably hydrogen or carbon number 1-5, more preferably hydrogen or carbon It is a linear or branched alkyl group having a prime number of 1 to 4, and more preferably a hydrogen, methyl or ethyl group.
  • R 2 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms because hydrolysis is performed in the next reaction, and more preferably a methyl group or an ethyl group , N-propyl group or isopropyl group, more preferably an ethyl group.
  • the next step is a step of producing the amino acid derivative represented by the formula (I) by hydrolyzing the compound represented by the formula (II).
  • the hydrolysis is preferably carried out with an aqueous metal hydroxide solution.
  • metal lithium, sodium or potassium is preferred, and sodium is particularly preferred.
  • the hydrolysis is preferably performed under ice cooling or at room temperature.
  • the amino acid derivative represented by the formula (I) can be obtained in the form of a sodium salt, but sodium ion can be easily removed by cation exchange chromatography. Since the t-butoxycarbonyl group is unstable in the cation exchange resin, from the viewpoint of preventing a decrease in yield, cation exchange chromatography using pyridinium ions instead of protons as the counter cation is used. It is preferable to remove metal ions by lithography.
  • This process is a simple one-step reaction called hydrolysis and does not require purification by column chromatography, which is difficult to apply to mass production.
  • the amino acid derivative represented by (I) can be produced, Easy to apply.
  • the method for producing t-butoxycarbonylaminoethylamine and the amino acid derivative of the present invention does not use alkaline conditions.
  • many functional molecules excluding bases constituting nucleic acids are unstable under alkaline conditions. Therefore, the production method of the present invention is also suitably used for producing an amino acid derivative for use as a substrate for introducing a functional molecule.
  • amino acid derivative represented by the formula (IV) of the present invention is produced by the following steps using the compound represented by the general formula (II).
  • Solvent DMF, compounds (II) (VII) and products derived from EDCI can all be separated from target (VI) by liquid separation. Theoretically, only the target compound (VI) remains in the organic layer, so there is no need for column purification, but it was purified just in case. By this method, the desired product could be obtained quantitatively.
  • benzyloxycarbonyl- ⁇ -amino acid represented by the general formula (VI) is used at a temperature of 100 °.
  • the ⁇ - OR 2 by hydrolysis, to produce benzyl O propoxycarbonyl two Lou ⁇ - amino acids one B ° e PNA-0H represented by the general formula (V).
  • the W hydrolysis is preferably performed with an aqueous alkali metal hydroxide solution.
  • alkali metal lithium, sodium or potassium is preferred, and sodium is particularly preferred.
  • the hydrolysis conditions are preferably ice-cooled or room temperature.
  • This step is suitably performed in a methanol solution containing palladium carbon as a catalyst.
  • the amino acid derivative represented by the formula (IV) is obtained in the form of a sodium salt, but the sodium ion can be easily removed by cation exchange chromatography. Since the t-butoxycarbonyl group is unstable to the cation exchange resin, from the viewpoint of preventing the yield from decreasing, a cation using pyridinidine instead of proton as the cation is used as the cation. It is preferable to remove metal ions by exchange mouth chromatography.
  • This process is a simple one-step reaction called hydrolysis, and does not require purification by column chromatography, which is difficult to apply to mass production.
  • the amino acid derivative represented by V) can be produced, and the application to industrial production is easy.
  • the method for producing an amino acid derivative of the present invention does not use conditions.
  • many functional molecules excluding bases constituting nucleic acids are unstable under alkaline conditions. Therefore, the production method of the present invention is suitably used for producing an amino acid derivative for use as a substrate for introducing a functional molecule.
  • R 1 is preferably hydrogen or a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably hydrogen or 1 to 4 carbon atoms, and still more preferably hydrogen or methyl. Or an ethyl group.
  • R 2 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms because it is hydrolyzed in the next reaction, but more preferably a methyl group or an ethyl group , N-propyl or isopropyl, more preferably ethyl.
  • benzyloxycarbonyl- ⁇ -amino acid in order to synthesize the general formula (IV) in which n differs, a corresponding benzyloxycarbonyl- ⁇ -amino acid may be used.
  • n 1 -Benzyloxycar oonylglycme
  • n 2 "Benzyloxycarbonyl" ⁇ ⁇ alanine
  • n 10 N-Benzyloxycarbonyl-11 -aminoundecanoic Acid
  • n 1 1 N-Benzyloxycarbonyl-12-aminododecanoic Acid
  • PNA is expected to hybridize with DNA, so that derivatization that is sterically similar to DNA is desirable.
  • ⁇ -amino acid is used as a linker, ⁇ -glycine is optimal in consideration of this point.
  • Triethylamine (TEA; 4.78 mL, 35 mmol) was added to a solution of Benzyioxycarbonylglycine (Z-giycine; 6.75 g, 33 mmol) and ethylN- (2-am inoethyDglycine (4.06 g, 17 mmol) in dimethylformamide (DMF; 25 mL). And stirred at 0 ° C. O Add le hyl-3- (3-dimeth laminopropyl) carboaiimide
  • the production method of the present invention can synthesize t-butoxycarbonylaminoethylamine and Boc-type amino acid derivatives in high yield without requiring complicated operations, and can be easily applied to mass production. Therefore, it can be suitably used for industrial synthesis of t-butoxycarbonylaminoethylamine and B0c-type amino acid derivatives, and has established a PNA synthesis method using Boc-type monomer and introduced functional molecules.
  • the present invention can be used in industries such as the industrial synthesis of Boc-type amino acid derivatives and the industrial synthesis of PNA monomers using the same.

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Description

PNAモノマ一ュニヅ ト合成のための t—ブトキシカルボニルアミノエチルアミ ン、 アミノ酸誘導体およびその中間体並びにそれらの製造方法 技術分野
本発明は、 ァミノ酸誘導体およびその合成中間体である t—プトキシカルボ二 ルアミノエチルァミンの製造方法に関し、 より詳しくは、 Boc型PNAを合成 明
するためのモノマーュニヅトゃ B 0 c型機能性分子導入アミノ酸誘導体等を合成 する際の塩墓、 機能性分子導入用基体と田して好適に用いられるアミノ酸誘導体お よびその合成中間体である t一ブトキシカルボニルアミノエチルァミンの製造方 法に関する。 背景技術
下式 (I)
Figure imgf000003_0001
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基を意味する。 以下、 同じ。 ) で示されるアミノ酸誘導体は、 Boc型PNA を合成するためのモノマーュニットゃ B o c型機能性分子導入アミノ酸誘導体等 を合成する際の塩基、 機能性分子導入用基体として多岐に渡る用途を有する。 特に、 PNA (Peptide Nucleic Acid;ペプチド核酸) は、 図 1に示すように、 DN A等の天然の核酸の糖リン酸骨格を N-(2-aminoethyl) glycine骨格に変換した 構造を有し、 天然の核酸に比べて二重鎖形成能および塩基配列認識能が高く、 さ らに生体内ヌクレアーゼゃプロテア一ゼに安定であるため、 アンチセンス分子と して遺伝子治療への応用が検討されており、 近年注目を集めている。 PNAの上 記の特徴は、 天然の核酸の糖リン酸骨格が中性条件で負電荷を有するため、 相補 鎖間で静電的な反発が生じるのに対し、 電荷を有さない N-(2-aminoethyl) glycine 骨格を有する PN Aにおいては、 相補鎖間で静電的な反発が生じないことによ る。
PNAの合成は、 DNAまたは RNAを構成する 4種の塩基 (A、 T (U)、 Cおよび G) のいずれかを導入したアミノ酸 (特にグリシン) 誘導体(モノマー ユニット) を、 目的とする塩基配列に従って、 通常の固相ペプチド合成法を用い て順次結合していくことにより行われる。 PN Aを合成するためのモノマーュニ ヅトには、 図 2 (Bは塩基を表す。 ) に示すように、 11100型と800型の2 種があるが、 モノマーユニッ トの合成方法が確立されており、 PNAオリゴマー を合成するのに一般的な DN A自動合成機を利用することができる Fmo c型の 使用が現在主流となっている。 しかしながら、 B 0 c型モノマーユニットを使用 して PN Aを合成する場合には、 Fmoc型を用いる場合とは異なる塩基性条件 に不安定な機能性分子を PN Aに導入できるという利点があるため、 B o c型モ ノマ一ュニヅトを使用した PN A合成法の確立が急務となっている。
Bo c型モノマーュニヅトを使用した PN A合成法の確立を妨げる障害の一つ として、 塩基を導入する前のモノマーユニット、 すなわち塩基導入用基体として 用いる式 Iで示される B o c型ァミノ酸誘導体の簡便かつ安価な合成法が確立さ れていないことが挙げられる。 また、 式 Iのアミノ酸誘導体は、 塩基の代わりに 他の機能性分子を導入するための機能性分子導入用基体としても用途を有するた め、 その簡便かつ安価な合成法が確立されれば、 機能性分子導入アミノ酸誘導体 の合成も容易になる。
式 Iのアミノ酸誘導体の合成法は、 通常、 エチレンジァミンを出発物質とし、 その一方の窒素原子に t—プトキシカルボニル基 (Boc) を導入する工程と、 他方の窒素原子に— CHR1— COOHを導入する工程を含む。
エチレンジァミンの一方の窒素原子に B 0 cを導入して t—ブトキシカルボ二 ルアミノエチルァミンを得る方法としては、 例えば①エチレンジァミンに無水 t 一ブトキシカルボン酸を、 クロ口ホルム、 メタノール、 ジォキサン等の反応溶媒 中で直接反応させる方法 (J.Med.Chem.,38(22),4433-8;1995、 Bull. Korean Chem. Soc" 15(12), 1025-7; 1994、 Eur. J.Med.Chem.,26 ( 9 ),915-20;1991、 Synth. Commun. 20(16) , 2559-64; 1990、 Aust. J. Chem., 39(3), 447-55; 1986)、
Figure imgf000005_0001
誦 および、 ②無水 t—ブトキシカルボン酸を活性エステル体に変換し、 次いでェ チレンジァミンと反応させる方法 (特閧平 11— 012234号公報)
Figure imgf000005_0002
が報告されている。
また、 t一ブトキシカルボニルアミノエチルァミンに一 CHR1— CO OHを 導入して式 Iのアミノ酸誘導体を得る方法としては、 t—ブトキシカルボニルァ ミノェチルァミンの保護されていない窒素原子にベンジル基を導入し、 ③プロモ 酢酸べンジルエステルと反応させた後、 接触還元する方法が報告されている (J. Org. Chem., 62(2), 411-416; 1997)。
Figure imgf000005_0003
0
H
N v 、0H
H さらに、 一方の窒素原子に一 CHR1— CO OHを導入したエチレンジァミン 誘導体の他方の窒素原子に B o cを導入して式 Iのアミノ酸誘導体を得る方法と して、 ④ N— ( 2—アミノエチル) グリシンに無水 tープトキシカルボン酸を反 応させる方法が報告されている (Heimer, E. P.; Gallo-Torres, H. E. ; Felix, A. M. ; Ahmad, M.; Lambros, T. J.; Scheidl, F.; Meienhofer, J.,Int. J. Pept. Protein Res. 23 (2),203-211,1984) 。
Figure imgf000006_0001
しかしながら、 t—ブトキシカルボニルアミノエチルァミンを製造する方法と して、 ①の方法では、 比較的収率良く目的物を得ることができるものの、 ジ—
( t—ブトキシカルボニルァミノ) エチレンと t一ブトキシカルボン酸が副生成 物として生じ、 クロ口ホルム、 メタノール、 ジォキサン等の反応溶媒中に存在す る。 そのため、 分配抽出操作や分配クロマトグラフィーが必要となり、 t—ブト キシカルボニルァミノェチルアミンを効率よく大量かつ安価に製造するのは困難 である。
また、 ②の方法は、 副生成物としてジー (t—ブトキシカルボニルァミノ) ェ チレンが生じないという利点を有するものの、 多段階反応であるため約 6 0 %と 総収率が低く、 また、 用いた試薬を分配クロマトグラフィーにより除去しなけれ ばならないため、 ①の方法と同様に、 t—ブトキシカルボニルアミノエチルアミ ンを効率よく大量かつ安価に製造するのは困難である。
したがって、 ①および②の方法とも、 t—ブトキシカルボニルアミノエチルァ ミンを工業的に製造する方法としては適さないものである。
また、 t—プトキシカルボニルアミノエチルアミンから式 Iのアミノ酸誘導体 を得る方法として、 ③の方法は、 多段階反応であること、 また、 分液抽出操作が 必要であることにより、 工業的な製造には適さない。
さらに、 式ェのアミノ酸誘導体を得る方法として、 ④の方法は、 分配クロマト グラフィ一による精製が不要であるという利点はあるものの、 収率が 6 0 %前後 と低く、 工業的な製造には適さない。 すなわち、 式 Iのアミノ酸誘導体合成の効 率の低さなどに起因して、 光機能性 P N A分子を得る効率的な方法は確立されて いない。 したがって、 式 Iのアミノ酸誘導体を効率よく得る方法、 および式 Iの アミノ酸誘導体を用いた場合より高効率な光機能性 P NA分子の合成を可能にす るァミノ酸誘導体の開発が求められている。 発明の開示
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、 その目的とするところは、 煩雑な操作を要さないとともに収率が良く、 かつ大量生産への応用が容易な、 式 Iのァミノ酸誘導体およびその合成中間体である t —ブトキシカルポニルァミノ ェチルァミンの製造方法を提供すること、 ならびに、 式 I Vで示される、 新規な ァミノ酸誘導体、 その合成中間体およびそれらの製造方法を提供することにあ る。
本発明者らは、 前記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、 その解決手段 を見出し、 本発明を完成するに至った。
すなわち、 本発明は、 下記一般式 (I )
( I )
Figure imgf000007_0001
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基を意味する。 )
で示されるアミノ酸誘導体の製造方法であって、 下記一般式 (I I )
0
Bocゝ 八 > /X (n) (式中、 R1は前記と同様の意味を有し、 R2は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分 枝鎖状のアルキル基を意味する。 ) で示される化合物を加水分解することにより 一般式 (I) で示されるアミノ酸誘導体を得る工程を含む、 前記製造方法に関す る。
また、 本発明は、 一般式 (I I) で示される化合物の加水分解が、 水酸化アル カリ金属塩水溶液によってなされることを特徴とする、 前記の製造方法に関す る
さらに本発明は、 カウン夕一カチオンとしてピリジニゥムイオンを用いた陽ィ オン交換クロマトグラフィーにてアル力リ金属イオンを除去する工程をさらに含 むことを特徴とする、 前記の製造方法に関する。
またさらに、 本発明は、 アルカリ金属が、 リチウム、 ナトリウムまたは力リウ ムであることを特徴する、 前記の製造方法に関する。
また本発明は、 一般式 (I I) で示される化合物が、 t—ブトキシカルボニル アミノエチルァミンと下記一般式 (I I I)
Figure imgf000008_0001
(式中、 : 1および R2は前記と同様の意味を有する。 )
で示される化合物との反応により得られたものであることを特徴とする、 前記の の製造方法に関する。
そして本発明は、 t—ブトキシカルボニルアミノエチルァミンが、 エチレンジ ァミンと無水 t—ブトキシカルボン酸との反応により得られたものであることを 特徴とする、 前記の製造方法に関する。
そしてさらに、 本発明は、 エチレンジァミンと無水 t—ブトキシカルボン酸と の反応が、 テトラヒドロフラン中でなされることを特徴とする、 前記の製造方法 に関する。
また、 本発明は、 一般式 (I) 、 (I I) および (I I I) で示される化合 物において、 R 1が水素原子であり、 : R 2がェチル基であることを特徴とする、 前 記の製造方法に関する。
さらに本発明は、 一般式 (I ) で示されるアミノ酸誘導体が B o c型 P NAモ ノマ一ュニヅト合成のための塩基導入用基体であることを特徴とする、 前記の製 造方法に関する。
またさらに本発明は、 前記の製造方法の、 B o c型 P N Aモノマーュニットの 製造における使用に関する。
さらに本発明は、 t—ブトキシカルボニルァミノェチルァミンの製造方法であ つて、 エチレンジァミンと無水 t—プトキシカルボン酸とをテトラヒドロフラン 中で反応させることを特徴とする、 前記製造方法に関する。
また、 本発明は、 一般式 (I V)
Figure imgf000009_0001
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 nは 1〜1 1のいずれかの整数を意味する。 )
で示される、 アミノ酸誘導体に関する。
さらに、 本発明は、 一般式 (V)
Figure imgf000009_0002
(式中、 R 1および nは、 前記と同様の意味を有する。 )
で示される、 前記一般式 (I V) で示されるアミノ酸誘導体の中間体に関する, また、 本発明は、 一般式 (V I )
Figure imgf000010_0001
(式中、 : R 1および nは、 前記と同様の意味を有し、 R 2は炭素数 1〜4の直鎖状 若しくは分枝鎖状のアルキル基を意味する。 )
で示される、 前記一般式 (I V) で示されるアミノ酸誘導体の中間体に関する。 さらに、 本発明は、 一般式 (I V) で示されるアミノ酸誘導体の製造方法であ つて、 一般式 (V) で示される化合物を得る工程を含む、 前記製造方法に関す る。
また、 本発明は、 一般式 (V) で示される化合物の還元が、 触媒としてパラジ ゥム力一ボンを含むメタノール溶液中で行われることを特徴とする、 前記の製造 方法に関する。
さらに、 本発明は、 般式 (V I ) で示される化合物を加水分解することによ つて、 式 (V) で示される化合物を得る工程をさらに含むことを特徴とする、 前 記の製造方法に関する。
また、 本発明は、 一般式 (V I ) で示される化合物の加水分解が、 水酸化アル カリ金属塩水溶液によってなされることを特徴とする、 前記の製造方法に関す る。
さらにまた、 本発明は、 カウン夕一カチオンとしてピリジニゥムイオンを用い た陽イオン交換クロマトグラフィーにてアル力リ金属イオンを除去する工程をさ らに含むことを特徴とする、 前記の製造方法に関する。
またさらに、 本発明は、 アルカリ金属が、 リチウム、 ナトリウムまたは力リウ ムであることを特徴する、 前記の製造方法に関する。
そして、 本発明は、 一般式 (V I ) で示される化合物が、 下記一般式 (V I υ
Figure imgf000011_0001
(式中、 nは前記と同様の意味を有する。 )
で示されるベンジルォキシカルボニル— ω—アミノ酸および一般式 (I I) で示 される化合物との反応により得られたものであることを特徴とする、 前記の製造 方法に関する。
そして、 本発明は、 一般式 ( I I ) および ( I V)〜 ( V I I ) のいずれかで 示される化合物において、 ; R1が水素原子であり、 R2がェチル基であり、 ηが 1 であることを特徴とする、 前記の製造方法に関する。
そしてさらに、 本発明は、 一般式 (IV) で示されるアミノ酸誘導体が、 Bo c型 PNAモノマ一ュニヅト合成のための塩基導入用基体であることを特徴とす る、 前記の製造方法に関する。
さらに、 本発明は、 一般式 (I I) で示される化合物が、 エチレンジァミンか ら製造された t—ブトキシカルボニルアミノエチルァミンと一般式 (I I I) で示される化合物との反応により得られたものであることを特徴とする、 前記の 製造方法に関する。
また、 本発明は、 一般式 (V) で示される化合物の製造方法であって、 一般式 (VI) で示される化合物を加水分解することによって、 一般式 (V) で示され る化合物を得る工程を含むことを特徴とする、 前記製造方法に関する。
また、 本発明は、 一般式 (VI) で示される化合物の製造方法であって、 一般 式 (VI I) で示されるベンジルォキシカルボニル— ω—アミノ酸および一般式 (I I) で示される化合物との反応によって、 一般式 (VI) で示される化合物 を得る工程を含むことを特徴とする、 前記製造方法に関する。
さらにまた、 本発明は、 前記一般式 (IV) で示される化合物の、 :60(3型? ΝΑモノマーュニットの製造における使用に関する。
またさらに、 本発明は、 前記一般式 (V) で示される化合物の、 Boc型 ΡΝ Aモノマーュニヅトの製造における使用に関する。
そして、 本発明は、 前記一般式 (VI) で示される化合物の、 :600型? 八 モノマ一ュニッ トの製造における使用に関する。
一般式 (I V) で示される化合物には予めリンカ一が結合しているため汎用性 に富んでおり、 活性エステル体を当該化合物と反応させることによって、 1工程 で目的とする P NAモノマーユニットが得られる。 したがって、 本発明による式 ( I V) で示される化合物によれば、 従来法より少ない合成工程数によって光機 能性分子を P N Aモノマーュニヅト化することもできるため、 当該化合物は比較 的高価な光機能性分子を対象とする場合にとくに有効である。
一方、 スルホン酸クロリド系および立体障害が大きい光機能性分子等の P N A モノマ一化は、 一般式 (I ) で示される化合物を用いることによって行われる。 したがって、 本発明によれば、 多種多様な機能性 P N Aモノマーを合成すること ができる。 図面の簡単な説明
図 1— 1は天然の核酸と、 図 1 — 2はべプチド核酸の構造を比較して示す説明 図である。
図 2は、 F m o c型および B o c型モノマ一ュニヅトを比較して示す説明図で める。
それそれの図において、 1は糖リン酸骨格を、 2は N-(2-aminoethyl) glycine 骨格をそれそれ示す。 発明を実施するための形態
以下に本発明の実施の態様をさらに詳細に記述する。
本発明においては、 以下に示す工程にて、 式 (I ) で示されるアミノ酸誘導体 を製造する。
Figure imgf000013_0001
(I) 最初の工程は、 エチレンジァミンに無水 t—ブトキシカルボン酸を、 テトラヒ ドロフラン (THF) を溶媒として使用して、 試薬を用いることなく直接反応さ せ、 t—ブトキシカルボニルアミノエチルァミンを製造する工程である。
+Boc-0H
Figure imgf000013_0002
H
THFを溶媒として用いることにより、 ジ一 (t—ブトキシカルボニルアミ ノ) エチレンを副生成物として生じることなく、 98%という高収率で t一ブト キシカルボニルアミノエチルアミンを得ることができる。 副生成物として生じる t—ブトキシカルボン酸は、 大過剰に存在するエチレンジァミンと、 THFに不 溶の塩を形成して反応系から除外されるため、 分配クロマトグラフィーによる精 製は不要である。 したがって、 高収率で簡易に t—ブトキシカルボニルアミノエチルァミンを製 造することができ、 さらに、 分配クロマトグラフィーによる精製が不要であるた め、 大量生産への応用が容易である。 さらに、 過剰に存在するエチレンジァミン および溶媒として用いた THFは、 精留後、 再使用できるため、 資源を有効に活 用しつつ、 生産コストの低減を図ることができる。 尚、 上記の反応において、 反 応条件は窒素気流下、 室温であることが好ましい。
次の工程は、 t—ブトキシカルボニルアミノエチルァミンと、 式 (I I I) で 示されるエステル体との反応により一般式 (I I) で示される化合物を製造する 工程である。
Figure imgf000014_0001
上記の反応において、 溶媒はクロ口ホルムおよび THF等を用いることができ るが、 塩化メチレンを用いることが好ましい。 また、 触媒としては、 3級アミ ン、 とくにトリエチルァミンおよびジィソプロピルェチルァミン等を好適に用い ることができる。 反応条件は、 窒素気流下室温とすることが好ましい。
式 (I I I) で示されるエステル体の R1の種類により、 最終生成物である式 ( I ) で示されるアミノ酸誘導体がいずれのァミノ酸の誘導体となるかが決まる が、 R1の種類によっては立体障害により上記の反応の収率が低下する。 したが つて、 R1は好ましくは水素または炭素数 1〜5、 より好ましくは水素または炭 素数 1〜 4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基であり、 さらに好ましくは水 素、 メチル基またはェチル基である。 また、 R 2は、 次反応で加水分解を行うと いう理由により、 炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基であるこ とが好ましいが、 より好ましくはメチル基、 ェチル基、 n—プロピル基またはィ ソプロピル基であり、 さらに好ましくはェチル基である。
次の工程は、 式 (I I ) で示される化合物を加水分解することにより式 (I ) で示されるアミノ酸誘導体を製造する工程である。
Figure imgf000015_0001
(Π) 加水分解は、 水酸化ァリ力リ金属塩水溶液にて行うことが好ましい。 アル力リ 金属としては、 リチウム、 ナトリウムまたはカリウムが好ましく、 ナトリウムが とくに好ましい。 また、 加水分解の条件は、 氷冷下または室温とすることが好ま しい。
上記反応により、 式 (I ) で示されるアミノ酸誘導体はナトリウム塩の形で得 られるが、 ナトリゥムイオンは陽イオン交換クロマトグラフィーで容易に除くこ とができる。 尚、 t —ブトキシカルボ二ル基は陽イオン交換樹脂に不安定である ため、 収率低下を防ぐ観点より、 カウン夕一カチオンとして、 プロトンの代わり にピリジニゥムイオンを用いた陽イオン交換クロマトグラフィーにてアル力リ金 属イオンを除去することが好ましい。
この工程は、 加水分解という簡易な一段階反応であり、 かつ大量生産への適用 が困難なカラムクロマトグラフィーによる精製を要しないため、 高収率で式
( I ) で示されるアミノ酸誘導体を製造することができ、 さらに工業的生産への 応用が容易である。
本発明の t—ブトキシカルボニルァミノェチルァミンおよびアミノ酸誘導体の 製造方法は、 アルカリ条件を使用しないものである。 一方、 核酸を構成する塩基 を除く機能性分子にはアルカリ条件に不安定なものが多い。 したがって、 本発明 の製造方法は、 機能性分子導入用基体として使用する目的でァミノ酸誘導体を製 造する場合にも好適に用いられる。
本発明の式 (IV) で示されるアミノ酸誘導体は、 前記一般式 (I I) で示さ れる化合物を用いて、 以下に示す工程によって製造される。
Figure imgf000016_0001
(V)
第一の工程は、 下記のように、 一般式 (I I) で示される化合物 B 。PNA— OR2に一般式 (VI I) で示されるベンジルォキシカルボ二ルー ω—アミノ酸 を、 ジメチルホルムアミド (DMF) などを溶媒として使用し、 トリェチルアミ ンを用いて反応させ、 一般式 (VI) で示されるベンジルォキシカルボ二ルー ω 一アミノ酸一 B°CPN Α— OR 2を製造する工程である。
Figure imgf000017_0001
溶媒 DMF、 化合物 (II) (VII) 及び EDCI由来生成物はすべて分液操作に よって目的物 (VI) と分離可能である。 理論的には目的物 (VI) のみが有機層 に残るのでカラムによる精製を必要としないが、 念のため精製した。 この方法に より定量的に目的物を得ることができた。
次の工程は、 一般式 (VI) で示されるベンジルォキシカルボニル— ω—アミ ノ酸一 Β°。ΡΝΑ— OR2を加水分解することによって、 一般式 (V)で示される ベンジルォキシカルボ二ルー ω—アミノ酸一 B°ePNA— 0Hを製造する工程で ある。
Figure imgf000017_0002
(VI) W 加水分解は、 水酸化ァリカリ金属塩水溶液にて行うことが好ましい。 アルカリ 金属としては、 リチウム、 ナトリウム又はカリウムが好ましく、 ナトリウムがと くに好ましい。 また、 加水分解の条件は、 氷冷下又は室温とすることが好まし い。
続いて、 最終工程である、 一般式 (V) で示される化合物を還元することによ つて一般式 (I V) で示される化合物を得る工程が行われる,
Figure imgf000018_0001
この工程は、 触媒としてパラジウムカーボンを含むメタノール溶液中において 好適に行われる。
化合物 (V I ) から (I V) を合成する方法としては、 (V) を経由する方法 が唯一の方法である。 例えば下図のように (VI) を先に接触還元すると、 中間 体を経て環状化合物になってしまう。
Figure imgf000018_0002
、NH
BocHN'
上記反応により、 式 (I V) で示されるアミノ酸誘導体はナトリウム塩の形で 得られるが、 ナトリウムイオンは陽イオン交換クロマトグラフィーで容易に除く ことができる。 なお、 t—ブトキシカルボ二ル基は陽イオン交換樹脂に不安定で あるため、 収率低下を防ぐ観点より、 カウン夕一カチオンとして、 プロトンの代 わりにピリジニゥムィォン.を用いた陽ィオン交換ク口マトグラフィ一にてアル力 リ金属ィオンを除去することが好ましい。
この工程は、 加水分解という簡易な一段階反応であり、 かつ大量生産への適用 が困難なカラムクロマトグラフィーによる精製を要しないため、 高収率で式 (I V) で示されるアミノ酸誘導体を製造することができ、 さらに工業的生産への応 用が容易である。
本発明のアミノ酸誘導体の製造方法は、 アル力リ条件を使用しないものであ る。 一方、 核酸を構成する塩基を除く機能性分子にはアルカリ条件に不安定なも のが多い。 したがって、 本発明の製造方法は、 機能性分子導入用基体として使用 する目的でアミノ酸誘導体を製造する場合にも好適に用いられる。
式 (V I ) で示されるエステル体の R 1の種類および nの値により、 最終生成 物である式 (I V ) で示されるアミノ酸誘導体がいずれのアミノ酸の誘導体とな るかが決まる。
R 1の種類によっては立体障害により上記の反応の収率が低下する。 したがつ て、 R 1は好ましくは水素又は炭素数 1〜 5、 より好ましくは水素又は炭素数 1 〜4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基であり、 さらに好ましくは水素、 メ チル基又はェチル基である。 また、 R 2は、 次反応で加水分解を行うという理由 により、 炭素数 1 ~ 4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基であることが好ま しいが、 より好ましくはメチル基、 ェチル基、 n—プロピル基又はイソプロピル 基であり、 さらに好ましくはェチル基である。
また、 nが異なる一般式 (I V) を合成するためには、 対応するべンジルォキ シカルボ二ルー ω—アミノ酸を用いればよい。 一般的には、 η = 1〜1 1までの ベンジルォキシカルボニル一 ω—ァミノ酸が市販されているので容易に入手可能 である。 それらの名称は、 以下に示すとおりである。
n 上段:一般名
下段:示性式
n = 1 -Benzyloxycar oonylglycme
Z-NH"CH2-C00H
n = 2 "Benzyloxycarbonyl" β■ alanine
Z-NH-(CH2)2"COOH
n = 3 N"Benzyloxycarbonyl"4-aminobutanoic Acid
Z-NH-(CH2)3-COOH
n = 4 N"Benzyloxycarbonvl"5■ aminopeiitaiioic Acid
Figure imgf000020_0001
n = 5 N_Benzyloxycarboiivl"6"aiiiiiiocaproic Acid
Figure imgf000020_0002
n = 6 N_Benzyloxycarbonyl_7"aminolieptanoic Acid
Z-NH-(CH2)e-COOH
n = 7 N-Benzyloxycarbonyl_8_aminooctanoic Acid
Figure imgf000020_0003
n = 8 JM -Benzyloxycarbonyl-9-aminononanoic Acid
Z-NH-(CH2)s-COOH
n = 9 N-Benzyloxycarbonyl- 10-aminodecanoic Acid
Z-NH-(CH2)9-COOH
n = 1 0 N-Benzyloxycarbonyl - 11 -aminoundecanoic Acid
Figure imgf000020_0004
n = 1 1 N-Benzyloxycarbonyl-12-aminododecanoic Acid
Z-NH-(CH2)n-COOH これらのうち、 n = 1である Z—グリシンは、 特に好適に用いることができ る o 一般に PNAは DNAとのハイプリヅドを期待しているので立体的に DN Aに 類似している誘導体化が望ましい。 ω—アミノ酸をリンカ一として利用する場合 、 この点を考慮して Ζ—グリシンが最適である。
(実施例)
本願発明を実施例を用いてさらに詳細に説明するが、 本願発明はこれら実施例 に限定されものではない。
(実施例 1) t—ブトキシカルボニルアミノエチルァミンの製造
: πチレンジァミン ( 90. 2 g 1. 5 Omo 1) の THF溶液 (600ml ) に無水 t—ブトキシカルボン酸 (32. 7 g、 0. 15mo l) の THF溶液
(40 Oml) を 1時間かけて滴下し、 さらに室温で 15時間攪拌した。 次に、 上清を傾瀉し 60°Cで減圧蒸留した。 残渣を THFに再度溶解し、 MgS04で乾 燥後濾過し、 濾液を濃縮することにより、 無色オイルとして t—ブトキシカルボ ニルアミノエチルァミン、 23. 7 gを得た。 収率は 98%であった。
(実施例 2) Β∞ΡΝΑ-ΟΗの合成
t一ブトキシカルボニルアミノエチルァミンを、 ブロモ酢酸ェチルエステルと 反応させて得られた ethyl N- (2 -Bocaminoethyl) glycinate (B0C PNA-OEt; 4. 52 g、 18. 4mmo 1) の THF溶液 (5ml) に 2規定水酸化ナトリウム水溶 液 (10ml、 2 Ommo 1) を零度で滴下し、 次いで反応液を室温で 15時間 攪抻した。 これを直接陽イオン交換カラムクロマトグラフィー (DOWEX 5 0WX 8、 pyridinium form) に付し、 水で溶出した。 溶出液を減圧濃縮し、 さ らに真空乾燥することにより、 白色粉末として N- ( 2 - Bocaminoethyl ) glycine (B0C PNA-OH)3. 85 gを得た。 収率は 96%であった。
(実施例 3 ) Z-gly-B NA-OEtの合成
Benzyioxycarbonylglycine (Z-giycine; 6.75 g, 33 mmol) と ethylN- (2 -am inoethyDglycine (4.06 g, 17 mmol) のジメチルホルムアミ ド溶液 (DMF; 25 mL) にトリェチルァミン (TEA; 4.78 mL, 35 mmol) を加えて 0 °Cで撹拌した o これに、 l-e hyl-3-(3-dimeth laminopropyl)carboaiimide
-19- i¾iれた用紙 (規則 91》 (EDCI; 6.79 g, 35 mmol) を加えて 0 °Cで 2時間、 さらに室温で 1 5時間撹拌 した。 反応液に酢酸ェチル (EtOAc; 300 mL) を加え、 これを 5%炭酸水素ナ トリウム水溶液 (NaHCO3; 300 mL x 3) · 5 %クェン酸水溶液 (300 mL x 3) ·飽和食塩水溶液 (300 mL X 3) の順番に洗浄し、 EtOAc層を無水硫酸マ グネシゥム (MgSO4) で乾燥後濾過し、 濾液を濃縮した。 残渣をシリカゲル力 ラ ム ク ロ マ ト グラ フ ィ ー ( 3% MeOH/dichloromethane ) に付 し、 Z-gly-B∞PNA-OEtを無色オイルとして定量的に得た。 ¾ NMR (CDC1,) δ 7.4- 7.2 (m, 5 H), 5.77 (brt) and 5.68 (brt) (1 H), 5.39 (brs) and 4.97 (brs) (1 H), 5.27 (s) and 5.09 (s) (2 H)3 4.19 (m, 2 H), 4.07 (s)and 3.91 (s) (2 H), 4.01 (s, 2 H), 3.51 (brs) and 3.40 (brs) (2 H), 3.34 (brs) and 3.25 (brs) (2 H), 1.40 (s, 9 H), 1.26 (t, J= 7.2 Hz, 3 H); 13C NMR (CDCL) δ 169.71 and 169.31 (d), 169.20 and 168.79 (d), 156.11 and 155.85 (d), 13 6.39 and 136.32 (d), 128.44, 128.27, 127.98, 127.90, 79.80 and 79.37 (d), 66.86 and 66.77 (d), 62.05 and 61.58 (d), 49.43 and 48.73 (d), 48.5 2 and 48.05 (d), 42.49 and 42.34 (d), 38.48, 28.27, 14.03; FABMS m/z 438
[(M+H ].
(実施例 4) Z-gly-B。TNA-OHの合成
Z-gly-Bo NA-OEt (4.0 g, 9.2 mmol) のテトラヒドロフラン溶液 (20 mL) に 1規定水酸化リチウム水溶液 (20 mL, 20 mmol) を 0°Cで滴下し、 反応液を 0 °Cで 1時間撹拌した。 反応終了後、 反応液をを直接陽イオン交換カラムクロマト グラフィ一 (DOWEX 50W X 8, pyridinium form) に付し、 MeOHで溶出し た。 溶出液を減圧濃縮し、 さらに真空乾燥することにより、 無色オイルとして Z-glyBoTNA-OH (3.09 g, 82%) を得た。 ¾ N R (DMSO- め δ 7.4-7.2 (m, 5 H), 6.84 (brt) and 6.73 (brt) (1 H), 5.03 (s, 2 H), 4.11 (brs) and 3.94 (brs) (2 H), 3.92 (brs) and 3.77 (brs) (2 H), 3.33 (brs) and 3.29 (brs) (2 H), 3.09 (brs) and 3.02 (brs) (2 H), 1.37 (s3 9 H); 13C NMR (DMSO -d6) d 171.07 and 170.02 (d), 169.39 and 169.07 (d), 156.42 (brd)5 155.70 and 155.61 (d), 137.14, 128.35, 127.77, 127.67, 78.04 and 77 .76 (d), 65.38, 48.99, 47.43 and 46.70 (d), 41.92 and 41.52 (d), 38 .13 and 37.81 (d), 28.23; FABMS m/z 410 [(M+H)+j; HRMS (FAB" calcd for C19H2807N3 [(M+H)+] 410.1849, observed 410.1926.
(実施例 5 ) Gly- B»。PNA- OHの合成
Z-gly- BMPNA- OH (4.09 g, 10 龍 ol) の MeOH溶液 (20 mL) にパラジウム力 —ボン (5% Pd/C; 100 g) を加えて室温で接触水素還元を行った。 反応終 了後セライ トろ過した。 濾液を減圧濃縮し、 残渣をシリカゲルカラムクロマ トグラフィ一 (5% MeOH/dichloromethane) に付し、 白色粉末として Gly-B°c PNA-0H (2.08 g, 75%) を得た。 Ή NMR (DMSO-^) d 3.72 (brs) and 3.69
(brs) (2 H), 3.58 (brs) and 3.54 (brs) (2 H), 3.3-3.2 (m, 2 H), 3. 06 (brs) and 2.94 (brs) (2 H); FABMS m/z 276 [(M+H)'].
(実施例 6 ) Dabcyl-Gly- B。TNA- OHの合成
Gly-BiCPNA-0H (100 mg, 0.39 誦 ole) の dimethylformamide溶液 (10 mL) に dabcyl - hydroxy sue c in imide ester (145 m 3 0.40 讓 ole) と triethyl amine (60 JLLI, 0.45 腿 ole) を順番に加え、 室温で 1 5時間撹拌した。 反 応終了後減圧濃縮し、 残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー (0 - 4 % eOH/dichloromethane) に付し、 赤褐色粉末として Dabcy卜 Gly- B°£PNA-0H (184 mg3 90%) を得た。 'Η NMR (DMSO- め d 8.18 (d, J = 7 Hz, 2 H), 7.91 (d, J = 7 Hz, 2 H), 7.88 (d, J = 7 Hz, 2 H), 6.77 (d, J = 7 Hz , 2 H), 5.76 (s) and 5.30 (s) (2 H), 4.22 (brs) and 4.05 (brs) (2 H ), 3.73 (brs) and 3.49 (brs) (2 H), 3.47 (brs) and 3.29 (brs) (2
-21- 訂正された用紙 (規則 9i) H), 1.26 (s, 9 H) ; FABMS m/z 527 [ (M+H)+] . 産業上の利用可能性
本発明の製造方法は、 煩雑な操作を要さないとともに高収率で t一ブトキシカ ルポニルアミノエチルアミンおよび B o c型アミノ酸誘導体を合成でき、 さらに 大量生産への応用が容易である。 したがって、 t—プトキシカルボニルアミノエ チルァミンおよび B 0 c型アミノ酸誘導体の工業的合成に好適に用いることがで き、 B o c型モノマ一ュニヅトを使用した P N A合成法の確立および機能性分子 を導入した B o c型アミノ酸誘導体の工業的合成、 およびそれを用いた P NAモ ノマ一ュニヅトの工業的合成等の産業において利用することができる。

Claims

請求の範囲 下記一般式 (Ί)
Figure imgf000025_0001
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基を意味する。 )
で示されるアミノ酸誘導体の製造方法であって、
一般式 (I I)
Figure imgf000025_0002
(式中、 R1は前記と同様の意味を有し、 R 2は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分 枝鎖状のアルキル基を意味する。 ) で示される化合物を加水分解することにより 一般式 (I) で示されるアミノ酸誘導体を得る工程を含む、 前記製造方法。
2. 一般式 (I I) で示される化合物の加水分解が、 水酸化アルカリ金属塩水溶 液によってなされることを特徴とする、 請求項 1に記載の製造方法。
3. カウン夕一力チオンとしてピリジニゥムイオンを用いた陽イオン交換クロマ トグラフィ一にてアル力リ金属イオンを除去する工程をさらに含むことを特徴と する、 請求項 2に記載の製造方法。
4. アルカリ金属が、 リチウム、 ナトリウムまたはカリウムであることを特徴す る、 請求項 2または 3に記載の製造方法。
5. 一般式 (I I) で示される化合物が、 t—ブトキシカルボニルアミノエチル ァミンと下記一般式 (I I I)
Figure imgf000026_0001
(式中、 R1および R2は前記と同様の意味を有する。 )
で示される化合物との反応により得られたものであることを特徴とする、 請求項 1〜 4のいずれかに記載の製造方法。
6. t—ブトキシカルボニルアミノエチルァミンが、 エチレンジァミンと無水 t 一ブトキシカルボン酸との反応により得られたものであることを特徴とする、 請 求項 5に記載の製造方法。
7. エチレンジァミンと無水 t一ブトキシカルボン酸との反応が、 テトラヒドロ フラン中でなされることを特徴とする、 請求項 6に記載の製造方法。
8. —般式 (I)、 (I I) および (I I I) で示される化合物において、 R1 が水素原子であり、 R 2がェチル基である請求項 1〜 7のいずれかに記載の製造 方法。
9. 一般式 (I) で示されるアミノ酸誘導体が B o c型 PN Aモノマ一ュニヅ ト合成のための塩基導入基体であることを特徴とする、 請求項 1〜 8のいずれか に記載の製造方法。
10. 請求項 1〜 9のいずれかに記載の製造方法の、 80 (3型? 八モノマーュ ニヅトの製造における使用。
11. t一ブトキシカルボニルアミノエチルァミンの製造方法であって、 ェチレ ンジァミンと無水 t—ブトキシカルボン酸とをテトラヒドロフラン中で反応させ ることを特徴とする、 前記製造方法。
12. 一般式 (IV)
Figure imgf000026_0002
(式中、 ; R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 nは 1〜11のいずれかの整数を意味する。 )
で示される、 アミノ酸誘導体。
13. 一般式 (V)
Figure imgf000027_0001
(式中、 : R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 nは 1〜11のいずれかの整数を意味する。 )
で示される、 請求項 12に記載の一般式 (IV) で示されるアミノ酸誘導体の中 間体。
14. 一般式 (VI)
Figure imgf000027_0002
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 R 2は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、 nは 1~1 1のいずれかの整数を意味する。 )
で示される、 請求項 12に記載の一般式 (IV) で示されるアミノ酸誘導体の中 間体。
15. 下記一般式 (IV)
Figure imgf000028_0001
(式中、 R 1水素原子または炭素数 1 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル 基、 nは 1 11の整数を表す。 )
で示されるアミノ酸誘導体の製造方法であって、 一般式 (V)
Figure imgf000028_0002
(式中、 R1および nは前記と同様の意味を有する。 )
'で示される化合物を還元することによって、 一般式 (IV) で示される化合物を 得る工程を含む、 前記製造方法。
16. —般式 (V) で示される化合物の還元が、 触媒としてパラジウムカーボン を含むメタノール溶液中で行われることを特徴とする、 請求項 15に記載の製造 方法。
17. 一般式 (VI)
Figure imgf000028_0003
(式中、 R1および nは前記と同様の意味を有し、 R2は炭素数 4の直鎖状若 しくは分枝鎖状のアルキル基を意味する。 ) で示される化合物を加水分解することによって、 式 (V) で示される化合物を得 る工程をさらに含むことを特徴とする、 請求項 16に記載の製造方法。
18. —般式 (VI) で示される化合物の加水分解が、 水酸化アルカリ金属塩水 溶液によってなされることを特徴とする、 請求項 17に記載の製造方法。
19. カウン夕一カチオンとしてピリジニゥムイオンを用いた陽イオン交換クロ マトグラフィ一にてアル力リ金属イオンを除去する工程をさらに含むことを特徴 とする、 請求項 18に記載の製造方法。
20. アルカリ金属が、 リチウム、 ナトリウムまたはカリウムであることを特徴 する、 請求項 18または 19に記載の製造方法。
21. 一般式 (VI) で示される化合物が、 下記一般式 (VI I)
Figure imgf000029_0001
(式中、 nは前記と同様の意味を有する。 )
で示されるベンジルォキシカルボ二ルー ω—アミノ酸および一般式 (I I) (H)
Figure imgf000029_0002
(式中、 R1および R2は前記と同様の意味を有する。 )
で示される化合物との反応により得られたものであることを特徴とする、 請求項 17〜20のいずれかに記載の製造方法。
22. 一般式 ( Iェ) および ( I V) 〜 (V I I ) のいずれかで示される化合 物において、 R1が水素原子であり、 R 2がェチル基であり、 nが 1であることを 特徴とする、 請求項 15〜21のいずれかに記載の製造方法。
23. —般式 (IV) で示されるアミノ酸誘導体が、 Bo c型PNAモノマ一 ュニヅト合成のための塩基導入用基体であることを特徴とする、 請求項 15〜2 2のいずれかに記載の製造方法。
24. 一般式 (I I) で示される化合物が、 エチレンジァミンから製造された t —ブトキシカルボニルアミノエチルァミンと一般式 (I I I)
Figure imgf000030_0001
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 R 2は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、 nは 1〜1 1のいずれかの整数を意味する。 )
で示される化合物との反応により得られたものであることを特徴とする、 請求項 2 1〜2 3のいずれかに記載の製造方法。
2 5 . 一般式 (V )
Figure imgf000030_0002
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、 nは 1 ~ 1 1のいずれかの整数を意味する。 )
で示される化合物の製造方法であって、 一般式 (V I )
Figure imgf000030_0003
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 H2は炭素数 1 4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、 nは 1 1 1のいずれかの整数を意味する。 )
で示される化合物を加水分解することによって、 一般式 (V) で示される化合物 を得る工程を含むことを特徴とする、 前記製造方法。
26. 一般式 (VI)
Figure imgf000031_0001
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1 ~ 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 R 2は炭素数 1 4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、 nは 1~1 1のいずれかの整数を意味する。 )
で示される化合物の製造方法であって、 一般式 (VI I)
Figure imgf000031_0002
(式中、 nは 1 11のいずれかの整数を意味する。 )
で示されるベンジルォキシカルボニル— ω—アミノ酸および一般式 (I I)
Figure imgf000031_0003
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 R 2は炭素数 1 4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基を意味す る。 )
で示される化合物との反応によって、 一般式 (VI) で示される化合物を得るェ 程を含むことを特徴とする、 前記製造方法。
27. 請求項 12に記載の、 一般式 (IV) で示される化合物の、 Boc型PN Aモノマーュニッ トの製造における使用。
28. 請求項 13に記載の、 一般式 (V) で示される化合物の、 Boc型PNA モノマーュニヅトの製造における使用。
29. 請求項 14に記載の、 一般式 (VI) で示される化合物の、 Boc型 PN Aモノマーュニッ卜の製造における使用。
補正書の請求の範囲
[2002年 2月 1 8日 (1 8. 02. 02)
出願当初の請求の範囲 1—27は補正された;出願当初の請求の範囲
28, 29は取り下げられた。 (7頁) ] 下記一般式 ( I )
Figure imgf000033_0001
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基を意味する。)
で示されるァミノ酸誘導体の製造方法であって、
一般式 (I I)
Figure imgf000033_0002
(式中、 R1は前記と同様の意味を有し、 R2は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分 枝鎖状のアルキル基を意味する。) で示される化合物の水酸化アル力リ金属塩水 溶液による加水分解、 およびカウン夕一カチオンとしてピリジニゥムイオンを用 いた陽イオン交換クロマトグラフィ一によるアル力リ金属イオンの除去によつ て、 一般式 (I) で示されるアミノ酸誘導体を得る工程を含む、 前記製造方法。
2. アルカリ金属が、 リチウム、 ナトリウムまたはカリウムであることを特徴す る、 請求項 1に記載の製造方法。
3. —般式 (I I) で示される化合物が、 t一ブトキシカルボニルアミノエチル ァミンと下記一般式 (I I I)
Figure imgf000033_0003
31
鏞正された用紙 (条約第 19条) (式中、 R1および R2は前記と同様の意味を有する。)
で示される化合物との反応により得られたものであることを特徴とする、 請求項 1〜 2のいずれかに記載の製造方法。
4. t—ブトキシカルボニルアミノエチルァミンが、 エチレンジァミンと無水 t ープトキシカルボン酸との反応により得られたものであることを特徴とする、 請 求項 3に記載の製造方法。
5. エチレンジァミンと無水 t—ブトキシカルボン酸との反応が、 テトラヒドロ フラン中でなされることを特徴とする、 請求項 4に記載の製造方法。
6. 一般式 (1)、 (I I) および (I I I) で示される化合物において、 R1 が水素原子であり、 R2がェチル基である請求項 1〜 5のいずれかに記載の製造 方法。
7. 一般式 (I) で示されるアミノ酸誘導体が B o c型 PNAモノマーュニッ ト合成のための塩基導入基体であることを特徴とする、 請求項 1〜 6のいずれか に記載の製造方法。
8. 請求項 1〜 7のいずれかに記載の製造方法の、 B o c型 PNAモノマーュニ ヅ トの製造における使用。
9. t—ブトキシカルボニルアミノエチルァミンの製造方法であって、 エチレン ジァミンと無水 t—ブトキシカルボン酸とをテトラヒドロフラン中で反応させる ことを特徴とする、 前記製造方法。
10. 一般式 (IV)
(IV)
Figure imgf000034_0001
(式中、 R 1ほ水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 nは 1〜 11のいずれかの整数を意味する。)
で示される、 アミノ酸誘導体。
11. 一般式 (V)
32
鏞正された用紙 (条約第 19条)
Figure imgf000035_0001
(式中、 R1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 nは 1〜 11のいずれかの整数を意味する。)
で示される、 請求項 10に記載の一般式 (IV) で示されるアミノ酸誘導体の中 間体。
12. —般式 (VI)
Figure imgf000035_0002
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 R 2は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、 nは 1〜1 1のいずれかの整数を意味する。)
で示される、 請求項 10に記載の一般式 (IV) で示されるアミノ酸誘導体の中 間体。
13. 下記一般式 (IV)
Figure imgf000035_0003
(式中、 R 1水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル
33
鏞正された用紙 (条約第 19条) 基、 nは 1〜11の整数を表す。)
で示されるアミノ酸誘導体の製造方法であって、 一般式 (V)
Figure imgf000036_0001
(式中、 : R1および nは前記と同様の意味を有する。)
で示される化合物を還元することによって、 一般式 (IV) で示される化合物を 得る工程を含む、 前記製造方法。
14. 一般式 (V) で示される化合物の還元が、 触媒としてパラジウムカーボン を含むメタノール溶液中で行われることを特徴とする、 請求項 13に記載の製造 方法。
15. 一般式 (VI)
Figure imgf000036_0002
(式中、 : R1および nは前記と同様の意味を有し、 112は炭素数1〜4の直鎖状若 しくは分枝鎖状のアルキル基を意味する。)
で示される化合物を加水分解することによって、 式 (V) で示される化合物を得 る工程をさらに含むことを特徴とする、 請求項 14に記載の製造方法。
16. 一般式 (VI) で示される化合物の加水分解が、 水酸化アルカリ金属塩水
34
鏞正された用紙 (条約第 19条) 溶液によってなされることを特徴とする、 請求項 15に記載の製造方法。
17. カウン夕一カチオンとしてピリジニゥムイオンを用いた陽イオン交換クロ マトグラフィ一にてアルカリ金属イオンを除去する工程をさらに含むことを特徴 とする、 請求項 16に記載の製造方法。
18. アルカリ金属が、 リチウム、 ナトリウムまたはカリウムであることを特徴 する、 請求項 16または 17に記載の製造方法。
19. 一般式 (VI) で示される化合物が、 下記一般式 (VI I)
Figure imgf000037_0001
(式中、 nは前記と同様の意味を有する。)
で示されるベンジルォキシカルボニル— ω—アミノ酸および一般式 (I I)
Η
BocHN, ゾ1^ 1、0R2 (H)
(式中、 R1および は前記と同様の意味を有する。)
で示される化合物との反応により得られたものであることを特徴とする、 請求項 15〜18のいずれかに記載の製造方法。
20. 一般式 (I I)および (I V)〜 (VI I) のいずれかで示される化合 物において、 R1が水素原子であり、 R2がェチル基であり、 ηが 1であることを 特徴とする、 請求項 13〜19のいずれかに記載の製造方法。
21. —般式 (IV) で示されるアミノ酸誘導体が、 ;600型? 八モノマ一 ュニット合成のための塩基導入用基体であることを特徴とする、 請求項 13〜2 0のいずれかに記載の製造方法。
22. —般式 (I I) で示される化合物が、 エチレンジァミンから製造された t 一ブトキシカルボニルアミノエチルァミンと一般式 (I I I)
Figure imgf000037_0002
35
鏞正された用紙 (条約第 19条) (式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 R 2は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、 nは 1〜1 1のいずれかの整数を意味する。)
で示される化合物との反応により得られたものであることを特徴とする、 請求項 1 9〜2 1のいずれかに記載の製造方法。
2 3 . 一般式 (V)
Figure imgf000038_0001
(式中、 : R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 R 2は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、 nは 1〜1 1のいずれかの整数を意味する。)
で示される化合物の製造方法であって、 一般式 (V I )
Figure imgf000038_0002
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 R 2は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、 nは 1〜 1 1のいずれかの整数を意味する。)
で示される化合物を加水分解することによって、 一般式 (V) で示される化合物 を得る工程を含むことを特徴とする、 前記製造方法。
36
鏞正された用紙 (条約第 19条)
24. 一般式 (VI)
Figure imgf000039_0001
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 R2は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基、 nは 1〜1 1のいずれかの整数を意味する。)
で示される化合物の製造方法であって、 一般式 (VI I)
Figure imgf000039_0002
(式中、 nは 1〜11のいずれかの整数を意味する。)
で示されるベンジルォキシカルボニル— ω—アミノ酸および一般式 (I I)
(Π)
Figure imgf000039_0003
(式中、 R 1は水素原子または炭素数 1〜 5の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキ ル基、 R 2は炭素数 1〜4の直鎖状若しくは分枝鎖状のアルキル基を意味する。) で示される化合物との反応によって、 一般式 (VI) で示される化合物を得るェ 程を含むことを特徴とする、 前記製造方法。
25. 請求項 10に記載の、 一般式 (IV) で示される化合物の、 :600型卩 Aモノマ一ュニヅトの製造における使用。
26. 請求項 11に記載の、 一般式 (V) で示される化合物の、 :60。型? モノマーュニヅトの製造における使用。
27. 請求項 12に記載の、 一般式 (VI) で示される化合物の、 ;800型卩 Aモノマーュニヅ卜の製造における使用。
37
鏞正された用紙 (条約第 19条)
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