(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-28
(45)【発行日】2022-10-06
(54)【発明の名称】アミド調製のための微生物プロセス
(51)【国際特許分類】
C12P 13/02 20060101AFI20220929BHJP
C12N 1/20 20060101ALI20220929BHJP
C12N 9/14 20060101ALN20220929BHJP
【FI】
C12P13/02
C12N1/20 A
C12N1/20 F
C12N9/14
(21)【出願番号】P 2020544128
(86)(22)【出願日】2018-11-09
(86)【国際出願番号】 EP2018080711
(87)【国際公開番号】W WO2019096677
(87)【国際公開日】2019-05-23
【審査請求日】2021-08-05
(31)【優先権主張番号】102017000129625
(32)【優先日】2017-11-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT
【微生物の受託番号】BCCM LMG P-29520
(73)【特許権者】
【識別番号】518359270
【氏名又は名称】コロンビア エス.アール.エル.
(74)【代理人】
【識別番号】100145241
【氏名又は名称】鈴木 康裕
(72)【発明者】
【氏名】トニオーロ、ステファノ
【審査官】田中 晴絵
(56)【参考文献】
【文献】特表2019-516359(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C12P 13/02
C12N 1/20
C12N 9/14
JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamIII)
CAplus/MEDLINE/EMBASE/BIOSIS(STN)
PubMed
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
式:R(R’)(R’’)C-CONH
2 (I)
を有するアミドの調製のための微生物プロセスであって、
式:R(R’)(R’’)C-CN (II)
を有するニトリルの反応を含み、
Microorganisms BCCM-LMGのコレクションに寄託され、寄託番号LMG P-29520を有し、「Palladio 22」と命名された、ロドコッカス・ビフェニリボランス(Rhodococcus biphenylivorans)の菌株により生成されたニトリルヒドラターゼ酵素を用いる微生物プロセスであり、
式中、R、R’およびR’’の中の少なくとも1個は水素とは異なり、
R、R’およびR’’は、互いに同一または異なり、独立して、水素、C
1-C
6アルキル基、C
1-C
6アルコキシ基、C
1-C
6アルコキシカルボニル基、C
2-C
6アルケニル基、
C
3
-C
6
シクロアルキル基、=O基を含有しているC
3-C
6シクロアルキル基、R’’’CO-、
ピロリジニル、ピロリニル、ピペリジニル、ピペラジニル、イミダゾリニル、ピラゾリジニル、イミダゾリジニル、モルホリニル、テトラヒドロピラニル、アゼチジニル、オキセタニル、フタルイミド、スクシンイミド、アリールスルホニル基、C
1-C
6アルキルスルホニル基、アリール基、アリールアミノカルボニル基およびC
1-C
6アルキルアミノカルボニル基から選択され、
R’’’は、C
1-C
6アルキル、アリール、アミノ、
または、ヒドラジノであり、
各R、R’、
およびR’’
は、水素と異なる場合、
およびR’’’は、ハロゲン基、ニトリル基、アミノ基、C
1-C
6アルキルアミノ基、ヒドロキシ基、C
1-C
6アルコキシ基、アリール基から選択される1個以上の置換基に置換され
るまたは置換されていない、
ただし、式Iの前記化合物はアクリルアミドではない、アミド調製のための微生物プロセス。
【請求項2】
R、R’、R’’およびR’’’の中の少なくとも1個が、酸、塩基性もしくは中性の触媒または追加のニトリル基、エステル基、アミド基、ハロアルキル基、アンモニウム塩から選択される環境の下で、加水分解または加溶媒分解に反応性の高い官能基であるか、またはそのような官能基を含有する、式Iのアミドの調製のための、請求項1に記載の微生物プロセス。
【請求項3】
前記酵素が、105℃で、20~45%
の範囲の乾燥残留物を有する、ペースト状のバイオマスの形態で使用される、請求項1または2に記載の微生物プロセス。
【請求項4】
前記酵素が、105℃で、90~100%
の乾燥残留物を有する、乾燥/凍結乾燥されたバイオマスの形態で使用される、請求項1または2に記載の微生物プロセス。
【請求項5】
前記バイオマスが、固体タイプの培地上に固定化される、請求項3または4に記載の微生物プロセス。
【請求項6】
水溶液中で、
有機共溶媒の存在下で実施される、請求項1~5のいずれか一項に記載の微生物プロセス。
【請求項7】
前記共溶媒が、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、メチル-テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサエオ(dioxaeo)、トルエン、t.BuOMe
から選択される、請求項6に記載の微生物プロセス。
【請求項8】
共溶媒の量が、2v/v%~20v/v%
である、請求項6に記載の微生物プロセス。
【請求項9】
前記反応が、pH6.0~9.0
で実施される、請求項1~8のいずれか一項に記載の微生物プロセス。
【請求項10】
前記反応が、10~45℃
の温度にて実施される、請求項1~9のいずれか一項に記載の微生物プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アミド調製のためのプロセス、および、より具体的には、対応するニトリルからの、ロドコッカス・ビフェニリボランス(Rhodococcus biphenylivorans)種の菌株から生成されるニトリルヒドラターゼ酵素を用いた、酵素的加水分解によるアミド調製のためのプロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
ニトリルは、アミドおよびカルボン酸の合成にとって重要な前駆体であり、製薬の有効成分として、またはそれら成分の合成のための高度な中間体として、広範にわたって使用される。
【0003】
カルボン酸からのニトリルの化学的加水分解は、中間体のアミドを通じて進行するが、例えば高温(100℃)および長い反応時間での強塩基または強酸など、厳しい条件を必要とする。最初のころはアミドが形成されるものの、アミドはまた酸処理または塩基性処理によって加水分解されると、カルボン酸が素早く形成される。使用される条件という観点では、化学的加水分解は、製薬の有効成分またはその高度な中間体の調製にとって、これらの化合物が多くの場合1個以上の不斉中心および/またはその他の官能基を有するため、好適ではないことが多い。
【0004】
化学的加水分解はまた、加水分解工程を停止して酸への変化を防ぐ必要があるため、アミドを得ることに好適であるとは言えない。
【0005】
化学的加水分解に代わるものとして、酵素的加水分解を使用することができる。
【0006】
ニトリルヒドラターゼ酵素(NHaseとも称される)を生成する菌株を使用することによって、ニトリルをアミドに変化させる、いくつかの酵素プロセスが文献にて知られている。
【0007】
しかし、これらのプロセスは、一般的に特定部類のニトリルにのみ適用され、互いに大きく異なり得る化学的特性を有する基質には適用することができない。
【0008】
したがって、多種多様なニトリルに適用可能で、好収率を有する、ニトリルをアミドに変化させるための酵素法のニーズが依然としてある。
【0009】
本発明者らは、こうして、「Palladio 22」と命名され、ブダペスト条約の要件に従ってMicroorganisms BCCM(ベルギーの微生物保存機関)-LMGのコレクション(Collection)に2016年4月12日に寄託された、寄託番号LMG P-29520の、ロドコッカス・ビフェニリボランス(Rhodococcus biphenylivorans)の菌株により生成されるニトリルヒドラターゼ酵素が、良好な化学選択性、位置選択性および立体選択性を有し、多種多様なニトリルを、対応するアミドに変化させることができると見出した。
【0010】
「Palladio 22」と命名されたロドコッカス・ビフェニリボランス(Rhodococcus biphenylivorans)の菌株は、現在の出願人から出願され、2017年11月23日に公開された国際公開公報WO2017199200号明細書において、アクリルアミドの生成に有用であるとすでに記載されている。
【発明の概要】
【0011】
したがって、本発明の目的は、式:
R(R’)(R’’)C-CONH2 (I)
を有するアミドの調製のための微生物プロセスであって、式:
R(R’)(R’’)C-CN (II)
を有するニトリルの反応を含み、
Microorganisms BCCM-LMGのコレクションに寄託され、寄託番号LMG P-29520を有し、「Palladio 22」と命名された、ロドコッカス・ビフェニリボランス(Rhodococcus biphenylivorans)の菌株により生成されたニトリルヒドラターゼ酵素を用いる微生物プロセスであり、
式中、
R、R’およびR’’の中の少なくとも1個は水素とは異なり、
R、R’およびR’’は、互いに同一または異なり、独立して、水素、C1-C6アルキル基、C1-C6アルコキシ基、C1-C6アルコキシカルボニル基、C2-C6アルケニル基、所望により=O基を含有しているC3-C6シクロアルキル基、R’’’CO-、少なくとも1個の原子がNまたはOである3~6個の原子を有する複素環、アリールスルホニル基、C1-C6アルキルスルホニル基、アリール基、アリールアミノカルボニル基およびC1-C6アルキルアミノカルボニル基から選択され、
R’’’は、C1-C6アルキル、アリール、アミノ、ヒドラジノであり、
各R、R’、R’’およびR’’’は、水素と異なる場合、ハロゲン基、ニトリル基、アミノ基、C1-C6アルキルアミノ基、ヒドロキシ基、C1-C6アルコキシ基、アリール基から選択される1個以上の置換基に置換されていてもよく、
ただし、式Iの化合物はアクリルアミドではない。
【発明を実施するための形態】
【0012】
現在の文脈において、ニトリルのアミドへの変換反応は、このような変換反応を「水和」と称することがより正確である場合であっても、当該技術分野において、より一般的に使用される「加水分解」という用語によって示される。これら2つの用語は、同じ意味を与えることから、本明細書において区別なく使用される。
【0013】
「C1-C6アルキル」という用語は、当該技術分野の当業者に一般的に理解されるように使用され、1~6個の数(その範囲ならびに整数1および6の中のすべての単一の整数を含む)の炭素原子を含む炭素骨格または炭素主鎖を有する化学種を指す。
【0014】
各C1-C6アルキルは、直鎖または分枝鎖であることができる。
【0015】
「分枝鎖」という用語は、当該技術分野の当業者に一般的に理解されるように使用され、2個以上の連続する鎖に分裂する骨格または主鎖を有する化学種を指す。2個以上の方向に分かれる骨格または主鎖の部分は、直鎖、環状またはこれらの任意の組合せであり得る。分枝アルキルの非限定的な例は、tert-ブチル、イソブチルおよびイソプロピルである。
【0016】
「直鎖」という用語は、当該技術分野の当業者に一般的に理解されるように使用され、2個以上の連続する鎖に分裂しない骨格または主鎖を有する化学種を指す。直鎖アルキルの非限定的な例は、メチル、エチル、n-プロピルおよびn-ブチルである。
【0017】
「C3-C6シクロアルキル」という用語は、当該技術分野の当業者に一般的に理解されるように使用され、その炭素骨格または主鎖の少なくとも一部が結合して、共に連結した原子の環を形成する化合物または化学種を指す。原子はすべてが直接的に互いに結合する必要はないが、むしろ、少なくとも他の2個の原子と直接的に結合する必要がある。C3-C6シクロアルキルの非限定的な例としては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタンおよびシクロヘキサンが挙げられる。
【0018】
類似して、「C3-C6ヘテロアルキル」という用語は、少なくとも1個のへテロ原子を含む、化学種の骨格または主原子鎖の少なくとも一部が結合して、共に連結した原子の環を形成する化合物または化学種を指すように理解される。原子はすべてが直接的に互いに結合する必要はないが、むしろ、少なくとも他の2個の原子と直接的に結合する必要がある。
【0019】
「アリール」および「ヘテロアリール」という用語は、当該技術分野の当業者に一般的に理解されるように使用され、その骨格または主原子鎖の少なくとも一部が結合して芳香環を形成する化合物または化学種を指す。
【0020】
本明細書で使用する場合、C1-C6アルキルとしては、例えば、また限定されることなく、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、sec-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、sec-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、i-ペンチル、sec-ペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、i-ヘキシル、1,2-ジメチルプロピル、2-エチルプロピル、1-メチル-2-エチルプロピル、1-エチル-2-メチルプロピル、1,1,2-トリメチルプロピル、1,1,2-トリエチルプロピル、1,1-ジメチルブチル、2,2-ジメチルブチル、2-エチルブチル、1,3-ジメチルブチル、2-メチルペンチル、3-メチルペンチル、sec-ヘキシル、t-ヘキシルが挙げられる。
【0021】
C2-C6アルケニルの非限定的な例としては、ビニル、アリール、イソプロペニル、1-プロペン-2-イル、1-ブテン-1-イル、1-ブテン-2-イル、1-ブテン-3-イル、2-ブテン-1-イル、2-ブテン-2-イルが挙げられる。
【0022】
C3-C6シクロアルキルの非限定的な例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシルが挙げられる。
【0023】
アリールの非限定的な例としては、フェニル(Ph)およびナフチルが挙げられる。
【0024】
本明細書で使用する場合、複素環基の非限定的な例としては、ピロリジニル、ピロリニル(pyrrolinyl)、ピペリジニル、ピペラジニル、イミダゾリニル、ピラゾリジニル、イミダゾリジニル、モルホリニル、テトラヒドロピラニル、アゼチジニル、オキセタニル、フタルイミドおよびスクシンイミドが挙げられる。ヘテロアリール基の非限定的な例としては、ピロリル、ピリジニル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、イミダゾリル、オキサゾリルが挙げられる。
【0025】
好ましい実施形態では、本発明の対象であるプロセスは、式Iのアミドの調製に適用され、式中、R、R’、R’’およびR’’’の中の少なくとも1個は、酸、塩基性もしくは中性の触媒、および追加のニトリル基、エステル基、アミド基、ハロアルキル基、アンモニウム塩から選択される環境の下で、加水分解または加溶媒分解に反応性の高い官能基であるか、またはそのような官能基を含有する。
【0026】
本発明の対象であるプロセスの高い選択性は、有利にも、出発物質である式IIの化合物に存在するその他の官能基を変化させることなく、ニトリル基のみの変換の実施を可能とする。
【0027】
特に、酸または塩基によって触媒される化学的加水分解を受ける場合には、完全に保存すること、または副生成物および/もしくは不純物を生成することなく保存することが実際的には不可能である官能基に、変性が発生しない。
【0028】
この特性は、本発明の対象であるプロセスに特有であり、より有利で革新的な特徴を表す。
【0029】
以下の表には、本発明の対象である微生物プロセスで使用可能なニトリルの具体例がいくつか提供されるが、これはいかなる限定も目的としない。表のすべてのニトリルは既知の化合物であり、それらのほとんどは製薬の有効成分(API)の調製プロセスにおいて、中間体として使用される。
【表1-1】
【表1-2】
【表1-3】
【0030】
本発明の対象である微生物プロセスにおいて、精製された形態で、または細菌バイオマスの構成成分として、酵素を使用することができる。所望により、酵素は、従来技術に従って、例えば、固体タイプの培地上に固定化した形態で使用することもできる。
【0031】
酵素は、105℃で、20~45%、好ましくは25~40%の範囲の乾燥残留物を有する、ペースト状のバイオマスの形態で使用されるのが好ましい。
【0032】
酵素はまた、105℃で、90~100%、好ましくは95~99%の乾燥残留物を有する、乾燥/凍結乾燥されたバイオマスの形態で使用することもできる。
【0033】
酵素の量は、生体触媒の活性によって変動し得る。25%のペーストとしての生体触媒の場合、100%、1KgのADMを得るために、酵素量は2g~8g、好ましくは3~6gの範囲である。その代わりに凍結乾燥されたバイオマスの場合は、同じ量を得るために、約0.5~2g、好ましくは0.75g~1.5gの酵素を使用する。
【0034】
本発明の対象であるプロセスは、水溶液中で、好ましくは有機共溶媒の存在下で実施される。
【0035】
共溶媒の機能は、主にニトリルおよび/またはアミドの溶解度を高めることである。したがって、共溶媒の種類および量は、加水分解されるニトリルの特性および得られるアミドの特性に依存し、それら共溶媒の種類および量は、当該技術分野の当業者の知見に基づき変動し得る。
【0036】
示唆的には、共溶媒は、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、メチル-テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、トルエン、t.BuOMeの中から選択されるだろう。
【0037】
メタノールおよびトルエンが特に好ましい。
【0038】
共溶媒の量は、通常、2v/v%~20v/v%、好ましくは5v/v%~15v/v%、さらにより好ましくは約10v/v%である。
【0039】
また、温度およびpHなどのその他のプロセス条件の選択は、当該技術分野の当業者の知見の範囲内である。
【0040】
一般に、本発明の対象であるプロセスが実施される好ましいpH範囲は、6.0~9.0である。より好ましくはpH範囲は6.5~7.5である。
【0041】
所望のpH値は、反応混合物中で好適な緩衝液を使用することにより得られる。リン酸緩衝液の使用が特に好ましい。
【0042】
室温で反応を行うことがさらに好ましくかつ有利ではあるが、変換率を促進するためには、反応温度はまた、加水分解する基質によって変動し得る。一般に、温度は10~45℃、好ましくは15~30℃の範囲であり得る。
【0043】
以下の実施例の結果から、多置換(plurisubstituted)化合物、ジニトリル、キラル化合物などの複雑な構造を有するニトリルを含む、多種多様なニトリルの良好な変換率を得ることを可能にする本発明の対象であるプロセスの極めて高い柔軟性が、さらに明らかになるだろうが、これらの実施例は本発明の範囲を限定することを目的としない。
【実施例】
【0044】
リン酸緩衝液中(10mM、pH=7.4)にて、ニトリルの溶解度を高める10%の共溶媒を使用して、反応を実施した。
【0045】
基本手順:基質(最終濃度50mM)を1mLのMeOHに添加し、緩衝液(9mL)中の酵素(NHase 4mg)の懸濁液に添加した。確実に溶解させるために、必要に応じて音波処理または過熱を適用した。反応後、適時、異なる分析を行った(1mL試料)。各試料をMeOHでクエンチし、ろ過して、分析した。
【0046】
[実施例1]
2-クロロアセトアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、2-クロロアセトニトリル(38mg、0.5mmol)を、MeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いて、1H-NMRで分析した。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、真空下にて蒸発させた。1.5時間後に、2-クロロアセトアミドへの合計変換率を観察した。
1H-NMR(CD3OD、300.13MHz):4.05-4.83(s、2H)であり、商業的に利用可能な試料2-クロロアセトアミドに相当する。
【0047】
[実施例2]
2,2-ジエトキシアセトアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、2,2-ジエトキシアセトニトリル(65mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いて、1H-NMRで分析した。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、真空下にて蒸発させた。1.5時間後に、2,2-ジエトキシアセトアミドへの合計変換率を観察した。
1H-NMR(CD3OD、300.13MHz):1.44(t、6H、3JHH=6.0Hz)、3.61-3.70(m、4H)、4.81(s、1H)であり、商業的に利用可能な試料2,2-ジエトキシアセトアミドに相当する。
【0048】
[実施例3]
tert-ブチル4-カルバモイルピペリジン-1-カルボキシレート
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、tert-ブチル4-シアノピペリジン-1-カルボキシレート(105mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてHPLC-MSを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、HPLCに直接注入した。7時間後に、tert-ブチル4-カルバモイルピペリジン-1-カルボキシレートへの40%の変換率を観察した。
MS(ES+):m/z:173.0[M-55]。MS(ES-):m/z:227.0[M-1]。
HPLCクロマトグラムは、tert-ブチル4-カルバモイルピペリジン-1-カルボキシレートの合成試料に相当した。RRT3=1、RRT3a=0.87。
【0049】
[実施例4]
2-(フェニルスルホニル)アセトアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、2-(フェニルスルホニル)アセトニトリル(91mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてHPLC-MSを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、HPLCに直接注入した。
MS(ES+):m/z:200.1[M+1]、217.1[M+18]。RRT4a=0.36。
【0050】
[実施例5]
メチル3-アミノ-3-オキソプロパノエート
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、メチル2-シアノアセテート(91mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてHPLC-MSおよび1H-NMRを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、HPLCに直接注入した。注入しなかった残りの試料は、真空下で蒸発させ、1H-NMRによって分析した。1.5時間後に合計変換率を観察した。
1H-NMR(CD3OD、300.13MHz):3.77(s、2H)、3.98(s、3H)。
MS(ES+):m/z:118.1[M+1]。
【0051】
[実施例6]
3-(フェニルアミノ)プロパンアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、3-(フェニルアミノ)プロパンニトリル(73mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてHPLC-MSを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、HPLCに直接注入した。2.5時間後に合計変換率を観察した。
MS(ES+):m/z:165.1[M+1]。RRT8=1、RRT8a=0.51。
【0052】
[実施例7]
3,3-ジメトキシプロパンアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、3,3-ジメトキシプロパンニトリル(58mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてGC-MSを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過した。試料に水(2mL)を添加し、試料をEtOAc(4mL)で抽出した。有機相をNa2SO4上で乾燥させ、ろ過し、GC-MSに直接注入した。7時間後に、ほぼ完全な変換が観察された。
MS(ES+):m/z:156.1[M+23]。RRT9=1、RRT9a=1.22。
【0053】
[実施例8]
2-(2-アミノフェニル)アセトアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、2-(2-アミノフェニル)アセトニトリル(66mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてHPLC-MSを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、HPLCに直接注入した。2.5時間後に合計変換率を観察した。
MS(ES+):m/z:151.1[M+1]。RRT10=1、RRT10a=0.48。
【0054】
[実施例9]
2-アミノ-2-オキソアセトヒドラジド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、2-シアノアセトヒドラジド(50mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いて、1H-NMRで分析した。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、真空下で蒸発させ、1H-NMRによって分析した。1.5時間後に合計変換率を観察した。1H-NMR(CD3OD、300.13MHz):3.48-3.58(m、2H)。
【0055】
[実施例10]
2-(2-シアノフェニル)アセトアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、2-(シアノメチル)ベンゾニトリル(71mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてHPLC-MSおよび1H-NMRを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、HPLCに直接注入した。注入しなかった残りの試料は、真空下で蒸発させ、1H-NMRによって分析した。1.5時間後に合計変換率を観察した。
1H-NMR(CD3OD、300.13MHz):3.81(s、2H)、7.49(t、2H、3JHH=7.6Hz)、7.70(d、2H、3JHH=7.6Hz)。
MS(ES+):m/z:161.1[M+1]
【0056】
[実施例11]
2-(イソプロピルスルホニル)アセトアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、2-(イソプロピルスルホニル)アセトニトリル(74mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてHPLC-MSおよび1H-NMRを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、HPLCに直接注入した。注入しなかった残りの試料は、真空下で蒸発させ、1H-NMRによって分析した。1.5時間後に合計変換率を観察した。
1H-NMR(CD3OD、300.13MHz):1.35(s、3H)、1.38(s、1H)、3.52-3.61(m、1H)、4.60(s、2H、CD3ODの水とオーバーラップ)。
MS(ES+):m/z:166.1[M+1]。RRT14=1、RRT14a=0.54。
【0057】
[実施例12]
エチル(R)-5-アミノ-3-ヒドロキシ-5-オキソペンタノエート
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、エチル(R)-4-シアノ-3-ヒドロキシブタノアート(79mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いて、1H-NMRで分析した。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、真空下で蒸発させ、1H-NMRによって分析した。7時間後に34%の変換率を観察した。
1H-NMR(CD3OD、300.13MHz):1.35(t、3H、3JHH=2.3Hz)、2.41-2.77(4H、m、出発化合物の信号とオーバーラップ)、3.70(s、2H)、4.40-4.43(m、1H)。
MS(ES+):m/z:176.1[M+1]。
【0058】
[実施例13]
N1-フェニルマロンアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(8mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、2-シアノ-N-フェニルアセトアミド(80mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてHPLC-MSを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、HPLCに直接注入した。4時間後に低い変換率(13%)が観察された。
MS(ES+):m/z:176.9[M-1]。RRT17=1、RRT17a=0.61。
【0059】
[実施例14]
メチル1-カルバモイルシクロペンタン-1-カルボキシレート
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、メチル1-シアノシクロペンタン-1-カルボキシレート(77mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてGC-MSを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過した。試料に水(2mL)を添加し、試料をEtOAc(4mL)で抽出した。有機相をNa2SO4上で乾燥させ、ろ過し、GC-MSに直接注入した。7時間後に約72%の変換率が観察された。
MS(ES+):m/z:171.9[M+1]。RRT19=1、RRT19a=1.11。
【0060】
[実施例15]
6-ブロモ-2,2-ジメチルヘキサンアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、6-ブロモ-2,2-ジメチルヘキサンニトリル(102mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてGC-MSを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過した。試料に水(2mL)を添加し、試料をEtOAc(4mL)で抽出した。有機相をNa2SO4上で乾燥させ、ろ過し、GC-MSに直接注入した。7時間後に約64%の変換率が観察された。
MS(ES+):m/z:223.9[M+1]。RRT20=1、RRT20a=1.12。
【0061】
[実施例16]
(E)-5-シアノペンタ-3-エナミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、(E)-ヘキサ-3-エンジニトリル(53mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いて、1H-NMRで分析した。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、真空下で蒸発させ、1H-NMRによって分析した。1.5時間後に97%の変換率を観察した。1H-NMRスペクトルから、約7%の割合での対応するジアミドの存在を仮定することができる。
1H-NMR(CD3OD、300.13MHz):3.00-3.19(m、2H)、3.21-3.30(m、2H)、5.55-5.50(m、1H)、5.90-6.00(m、1H)。
MS(ES+):m/z:142.1[M+18]。
【0062】
[実施例17]
2-((シアノメチル)アミノ)アセトアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、2,2’-アザンジイルジアセトニトリル(48mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いて、1H-NMRで分析した。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、真空下で蒸発させ、1H-NMRによって分析した。1.5時間後に合計変換率を観察した。1H-NMRスペクトルから、対応するジアミド(約30%)の存在を仮定することができる。
1H-NMR(CD3OD、300.13MHz):3.336(s、2H)、3.68(s、2H)。
MS(ES+):m/z:113.9[M+1]。
【0063】
[実施例19]
N1-ベンジルマロンアミド
NHaseを乳鉢で粉砕し、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、pH=7.4)(9mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、N-ベンジル-2-シアノアセトアミド(80mg、0.5mmol)をMeOH(1mL)に溶解した懸濁液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてHPLC-MSを行った。試料(1mL)を、1.5時間後、2.5時間後、4時間後および7時間後に分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、HPLCに直接注入した。4時間後に80%の変換率を観察した。
MS(ES+):m/z:193.1[M+1]。RRT25=1、RRT25a=0.65。
【0064】
[実施例20]
2-フェニルアセトアミド
NHase(4mg)を、50mL三角フラスコにおいて、リン酸カリウム緩衝液(10mM、1%MeOH、pH=7.4)(10mL)中の2-フェニルアセトニトリル(59mg、0.5mmol)の溶液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃で攪拌した。試料(200μL)をHPLC-MSおよび1H-NMRによって測定した。反応を4時間後に停止した。反応物をDCM(15mL×2)によって抽出した。有機層を合わせ、Na2SO4上で乾燥させ、ろ過し、真空下にて蒸発させた。2-フェニルアセトアミドを白色固体として、37%の収率で単離した。
1H-NMR(CDCl3、300.13MHz):3.70(s、2H)、5.16(bs、1H)、5.73(bs、1H)、7.27-7.43(m、5H)。
【0065】
[実施例21]
3-フェニルプロパンアミド
NHase(4mg)を、50mL三角フラスコにおいてリン酸カリウム緩衝液(10mM、1%MeOH、pH=7.4)(10mL)中の3-フェニルプロパンニトリル(66mg、0.5mmol)の溶液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃で攪拌した。試料(200μL)をHPLC-MSおよび1H-NMRによって測定した。反応を4時間後に停止した。反応物をDCM(15mL×2)によって抽出した。有機層を合わせ、Na2SO4上で乾燥させ、ろ過し、真空下にて蒸発させた。3-フェニルプロパンアミドを白色固体として、99%の収率で単離した。
1H-NMR(CDCl3、300.13MHz):2.55(t、2H、3JHH=8.2Hz)、3.00(t、2H、3JHH=8.2Hz)、5.16-5.47(bs、1H)、5.73(bs、1H)、7.17-7.36(m、5H)。
【0066】
[実施例22]
エチル3-アミノ-3-オキソ-2-フェニルプロパノエート
NHase(4mg)を、50mL三角フラスコにおいて、リン酸カリウム緩衝液(10mM、1%トルエン、pH=7.4)(10mL)中の(±)エチル2-シアノ-2-フェニルアセテート(59mg、0.5mmol)の溶液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃で攪拌した。試料(500μL)をDCMで抽出し、UPC-MSによって測定した。反応を異なる時間で分析した。これらの条件で1時間後に観察される変換率は30%であり、97%eeを有するエチル3-アミノ-3-オキソ-2-フェニルプロパノエートを得た。
合成経路により得られたアミドの1H-NMRスペクトルと比較して、構造を確認した。
【0067】
[実施例23]
2-フェニルプロパンアミド
NHase(4mg)を、50mL三角フラスコにおいて、リン酸カリウム緩衝液(10mM、1%トルエン、pH=7.4)(10mL)中の(±)2-フェニルプロパンニトリル(66mg、0.5mmol)の溶液に添加した。反応物を回転振とうにより、25℃で攪拌した。試料(500μL)をDCMで抽出し、GC-MSによって測定した。反応を異なる時間で分析した。これらの条件で1時間後に観察される変換率は83%であり、82%eeを有する(S)-2-フェニルプロパンアミドを得た。
合成経路により得られたアミドの1H-NMRスペクトルと比較して、構造を確認した。
【0068】
[実施例24]
5-シアノペンタンアミド
NHase(16mg)を乳鉢で粉砕し、100mL三角フラスコにおいて、脱塩水(40mL)に添加した。懸濁液をボルテックスで混合し、トルエン(400μL)に溶解したこの懸濁液に、アジポニトリル(224μL、0.5mmol)を添加した。反応物を回転攪拌により、25℃および250rpmで攪拌した。反応に続いてGC-MSを行った。試料(1mL)を適時分析した。試料をMeOH(2mL)と混合し、ろ過し、真空下で蒸発させ、MeOHに溶解させた。5-シアノペンタンアミド(92mg)を、37%の収率で単離した。
RRTamide=1.12、RRTnitrile=1。
1H-NMR(CD3OD、300.13MHz):1.59-1.84(m、4H)、2.26(t、2H、3JHH=7.0Hz)、2.49(t、2H、3JHH=7.0Hz)。
MS(EI):m/z:126.1[M]