JPWO2020175023A1 - アミドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
カルボン酸又はカルボン酸活性種、及び有機溶媒を含む、第１の組成物と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、を混合することにより、前記カルボン酸又は前記カルボン酸活性種と前記アミンと反応させてアミドを得ることを含む、アミドの製造方法。
Description
本発明は、アミドの製造方法に関する。
本願は、２０１９年２月２８日に日本に出願された特願２０１９−０３６６２８に基づく優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０１９年２月２８日に日本に出願された特願２０１９−０３６６２８に基づく優先権を主張し、その内容をここに援用する。
ペプチド合成では、アミノ酸のカルボキシル基を活性化させて、アミノ酸のアミノ基と反応させ、カップリング反応を起こしてアミド結合を形成させ、これを繰り返すことでアミノ酸を逐次伸張させることが行われている。カルボキシル基を活性化させる方法としてはいくつかの方法が知られている。活性化度の弱い縮合剤を使って、異性化や副生成物の生成を抑制しつつペプチドを合成する手法や、活性化剤を使い短時間でペプチドを合成する方法がある。
高活性な活性化剤を使って前記カルボキシル基を活性化させる方法として、酸塩化物法や酸無水物法がある。これら酸塩化物法や、酸無水物法は、活性化度の弱い縮合剤を使った活性法と比較して、活性化剤の構造が簡単であるため、単価が安く、更には活性化剤由来の副生成物の生成が少ない等の利点がある。
高活性な活性化剤を使って前記カルボキシル基を活性化させる方法として、酸塩化物法や酸無水物法がある。これら酸塩化物法や、酸無水物法は、活性化度の弱い縮合剤を使った活性法と比較して、活性化剤の構造が簡単であるため、単価が安く、更には活性化剤由来の副生成物の生成が少ない等の利点がある。
ペプチド合成で原料として使用されるアミノ酸は、所望の反応以外の反応を防止するよう、官能基が保護基で保護された、保護アミノ酸が使用されることが通常である。上記のペプチド合成において、従来、アミノ基を反応させるアミノ酸には、カルボキシル基が保護された保護アミノ酸が用いられている。
しかし、保護アミノ酸を用いた場合には、カップリング反応ごとに脱保護の工程を必要とするため、脱保護とカップリング反応との両方を繰り返さなければならず、工程が煩雑化してしまう。そこで、無保護アミノ酸を用いることのできる製法が求められる。
しかし、保護アミノ酸を用いた場合には、カップリング反応ごとに脱保護の工程を必要とするため、脱保護とカップリング反応との両方を繰り返さなければならず、工程が煩雑化してしまう。そこで、無保護アミノ酸を用いることのできる製法が求められる。
非特許文献１〜６には、カルボン酸を活性化剤と反応させ、中間体として活性種を生じさせ、この活性種と、カルボキシル基が無保護の無保護アミノ酸とをカップリングさせる工程を含む、ペプチド合成の方法が説明されている。活性種としては、ベンゾトリアゾールアミド、ペンタフルオロフェノールエステル、酸アジド、酸フッ化物、パラニトロフェノールエステル、スクシンイミドエステル、混合酸無水物、アシルオキシヒドロキシベンゾアミド等の活性化アシル体などが例示されている。
A. R. Katritzky, P. Angrish, E. Todadze, I. Ghiviriga, Bioorg. Med. Chem. Lett., Vol.17 (2007) 6000-6002.
S. B. Tsogoeva, S. B. Jagtap, Z. A. Ardemasova, V. N. Kalikhevich, Eur. J. Org. Chem. (2004) 4014-4019.
P. Gagnon, X. Huang, E. Therrien, J. W. Keillor, Tetrahedron Lett., Vol.43 (2002) 7717-7719.
G. W. Anderson, J. E. Zimmerman, F. M. Callahan, J. Am. Chem. Soc., Vol.86 (1964) 1839-1842.
Y.-H. Chen, P.-H. Sung, K. Sung, Amino Acids, Vol.38 (2010)839-845.
D. S. Kemp, S-W. Wang, J. Rebek jr., R. C. Mollan, C. Banquer, G. Subramanyam, Tetrahedron, Vol.30 (1974) 3955-3967.
通常、活性化アシル体（活性種）は水に溶解し難く、無保護アミノ酸は有機溶媒に溶解し難い。そのため、活性種の生成反応を有機相にて行い、有機相と水相の二相系の界面で無保護アミノ酸とカップリング反応を行い、ペプチド合成を行う。または、得られた活性種を有機相から分離し、無保護アミノ酸とのカップリング反応を水または有機溶媒、もしくはそれらの混合溶媒中にて行い、ペプチド合成を行う。しかし、二相系の界面でカップリング反応を行う方法では主反応が遅くなり、副反応による収率の低下や、エピマー化の進行等の問題がある。活性種を分離する方法では、分離ステップの増加等の問題がある。
無保護アミノ酸を有機相に溶かすための試薬を使うなどの方法も考案されているが、いずれの方法も、工程の増加や試薬の精製工程が必要になるといった欠点がある。
無保護アミノ酸を有機相に溶かすための試薬を使うなどの方法も考案されているが、いずれの方法も、工程の増加や試薬の精製工程が必要になるといった欠点がある。
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたものであり、無保護アミノ酸等の、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミンを原料に使用でき、反応効率が良好であり、エピマー生成等の副反応が生じ難い、アミドの製造方法の提供を目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、活性種を生成させる有機相と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミンを含む水相とを混合して、反応を行うことにより、上記の課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の態様を有する。
すなわち、本発明は以下の態様を有する。
（１）カルボン酸又はカルボン酸活性種、及び有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記カルボン酸又は前記カルボン酸活性種と前記アミンと反応させてアミドを得ることを含む、アミドの製造方法。
（２）前記混合の前に、カルボン酸を活性化させ、前記カルボン酸活性種を得ることを含む、前記（１）に記載のアミドの製造方法。
（３）カルボン酸及び活性化剤を混合して得られた混合物を反応させた生成物、及び有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記生成物と前記アミンとを反応させてアミドを得ることを含む、前記（１）又は（２）に記載のアミドの製造方法。
（４）前記混合の前にカルボン酸及び活性化剤を混合して得られた混合物を反応させることを含む、前記（３）に記載のアミドの製造方法。
（５）前記第１の組成物が前記カルボン酸活性種を含み、前記カルボン酸活性種が、混合酸無水物、混合炭酸無水物、酸アジド、酸ハロゲン化物、ベンゾトリアゾールアミド、ペンタフルオロフェノールエステル、パラニトロフェノールエステル、及びスクシンイミドエステルからなる群から選択されるいずれか一種以上である、前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（６）前記混合酸無水物が、クロロギ酸イソプロピル、クロロギ酸イソブチル、クロロギ酸エチル、クロロギ酸２，４−ジメチル−３−ペンチル、ブロモギ酸イソプロピル、ブロモギ酸イソブチル、ブロモギ酸エチル、及びブロモギ酸２，４−ジメチル−３−ペンチルからなる群から選択されるいずれか一種以上により合成される、前記（５）に記載のアミドの製造方法。
（７）前記活性化剤がハロゲン化ギ酸エステルであり、
前記第１の組成物が、カルボン酸と、前記ハロゲン化ギ酸エステルと、前記ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基と、を混合して得られた混合物を反応させた生成物、及び有機溶媒を含む、前記（３）〜（６）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（８）前記ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基が、第三級アミン、４−メチルモルホリン、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体及び１，４−ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群から選択されるいずれか一種以上である、前記（７）に記載のアミドの製造方法。
（９）第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させた生成物、及び有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記生成物と前記アミンとを反応させてアミドを得ることを含む、前記（１）又は（２）に記載のアミドの製造方法。
（１０）前記混合の前に、第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させることを含む、前記（９）に記載のアミドの製造方法。
（１１）前記第１の組成物が、前記第一のカルボン酸、前記第二のカルボン酸、及びホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を混合して、前記カルボン酸同士を脱水縮合させた生成物、並びに前記有機溶媒を含む、前記（１０）に記載のアミドの製造方法。
（１２）前記カルボン酸が、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である、前記（１）〜（１１）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１３）前記アミンが、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である、前記（１）〜（１２）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１４）前記アミンが、側鎖の官能基が保護されていてもよく、アミノ基及びカルボキシル基が保護されていない無保護アミノ酸である、前記（１）〜（１３）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１５）前記アミノ酸又はアミノ酸誘導体が、タンパク質を構成し遺伝情報としてコードされている２０種類のアミノ酸又はその誘導体である、前記（１２）〜（１４）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１６）前記第１の組成物と前記第２の組成物とを混合することを、流通系反応装置で行う、前記（１）〜（１５）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１７）前記流通系反応装置における、前記第１の組成物の送液速度が２ｍＬ／ｍｉｎ以上であり、前記第２の組成物の送液速度が２ｍＬ／ｍｉｎ以上である、前記（１６）に記載のアミドの製造方法。
（１８）前記第２の組成物、又は、前記第１の組成物と前記第２の組成物との混合物が、塩基を含む、前記（１）〜（１７）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１９）前記第２の組成物において、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、水の含有量の割合が、１０〜１００体積％である、前記（１）〜（１８）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（２０）前記有機溶媒が水と相溶する、前記（１）〜（１９）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記カルボン酸又は前記カルボン酸活性種と前記アミンと反応させてアミドを得ることを含む、アミドの製造方法。
（２）前記混合の前に、カルボン酸を活性化させ、前記カルボン酸活性種を得ることを含む、前記（１）に記載のアミドの製造方法。
（３）カルボン酸及び活性化剤を混合して得られた混合物を反応させた生成物、及び有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記生成物と前記アミンとを反応させてアミドを得ることを含む、前記（１）又は（２）に記載のアミドの製造方法。
（４）前記混合の前にカルボン酸及び活性化剤を混合して得られた混合物を反応させることを含む、前記（３）に記載のアミドの製造方法。
（５）前記第１の組成物が前記カルボン酸活性種を含み、前記カルボン酸活性種が、混合酸無水物、混合炭酸無水物、酸アジド、酸ハロゲン化物、ベンゾトリアゾールアミド、ペンタフルオロフェノールエステル、パラニトロフェノールエステル、及びスクシンイミドエステルからなる群から選択されるいずれか一種以上である、前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（６）前記混合酸無水物が、クロロギ酸イソプロピル、クロロギ酸イソブチル、クロロギ酸エチル、クロロギ酸２，４−ジメチル−３−ペンチル、ブロモギ酸イソプロピル、ブロモギ酸イソブチル、ブロモギ酸エチル、及びブロモギ酸２，４−ジメチル−３−ペンチルからなる群から選択されるいずれか一種以上により合成される、前記（５）に記載のアミドの製造方法。
（７）前記活性化剤がハロゲン化ギ酸エステルであり、
前記第１の組成物が、カルボン酸と、前記ハロゲン化ギ酸エステルと、前記ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基と、を混合して得られた混合物を反応させた生成物、及び有機溶媒を含む、前記（３）〜（６）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（８）前記ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基が、第三級アミン、４−メチルモルホリン、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体及び１，４−ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群から選択されるいずれか一種以上である、前記（７）に記載のアミドの製造方法。
（９）第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させた生成物、及び有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記生成物と前記アミンとを反応させてアミドを得ることを含む、前記（１）又は（２）に記載のアミドの製造方法。
（１０）前記混合の前に、第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させることを含む、前記（９）に記載のアミドの製造方法。
（１１）前記第１の組成物が、前記第一のカルボン酸、前記第二のカルボン酸、及びホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を混合して、前記カルボン酸同士を脱水縮合させた生成物、並びに前記有機溶媒を含む、前記（１０）に記載のアミドの製造方法。
（１２）前記カルボン酸が、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である、前記（１）〜（１１）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１３）前記アミンが、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である、前記（１）〜（１２）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１４）前記アミンが、側鎖の官能基が保護されていてもよく、アミノ基及びカルボキシル基が保護されていない無保護アミノ酸である、前記（１）〜（１３）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１５）前記アミノ酸又はアミノ酸誘導体が、タンパク質を構成し遺伝情報としてコードされている２０種類のアミノ酸又はその誘導体である、前記（１２）〜（１４）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１６）前記第１の組成物と前記第２の組成物とを混合することを、流通系反応装置で行う、前記（１）〜（１５）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１７）前記流通系反応装置における、前記第１の組成物の送液速度が２ｍＬ／ｍｉｎ以上であり、前記第２の組成物の送液速度が２ｍＬ／ｍｉｎ以上である、前記（１６）に記載のアミドの製造方法。
（１８）前記第２の組成物、又は、前記第１の組成物と前記第２の組成物との混合物が、塩基を含む、前記（１）〜（１７）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（１９）前記第２の組成物において、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、水の含有量の割合が、１０〜１００体積％である、前記（１）〜（１８）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
（２０）前記有機溶媒が水と相溶する、前記（１）〜（１９）のいずれか一つに記載のアミドの製造方法。
本発明によれば、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミンを原料に使用でき、反応効率が良好であり、エピマー生成等の副反応が生じ難い、アミドの製造方法を提供できる。
以下、本発明のアミドの製造方法の実施形態を説明する。
≪アミドの製造方法≫
実施形態のアミドの製造方法は、
カルボン酸又はカルボン酸活性種、及び有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記カルボン酸又は前記カルボン酸活性種と前記アミンと反応させてアミドを得ることを含む、方法である。
実施形態のアミドの製造方法は、
カルボン酸又はカルボン酸活性種、及び有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記カルボン酸又は前記カルボン酸活性種と前記アミンと反応させてアミドを得ることを含む、方法である。
上記の実施形態のアミドの製造方法は、前記混合の前に、カルボン酸を活性化させ、前記カルボン酸活性種を得ることを含んでいてもよい。
また、実施形態のアミドの製造方法は、
第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させた生成物、又は、カルボン酸及び活性化剤を混合して得られた混合物を反応させた生成物、並びに有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記生成物と前記アミンとを反応させてアミドを得ることを含む、方法であってよい。
第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させた生成物、又は、カルボン酸及び活性化剤を混合して得られた混合物を反応させた生成物、並びに有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記生成物と前記アミンとを反応させてアミドを得ることを含む、方法であってよい。
上記の実施形態のアミドの製造方法は、前記混合の前に、第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させること、又は、カルボン酸及び活性化剤を混合して得られた混合物を反応させることを含んでいてもよい。
なお、ここでいう混合とは、反応系に原料等の物質を添加する動作を指すものであり、反応系内でこれらが混合されたときには、原料等が添加前とは別の物質に変化していてもよい。
第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物、又は、カルボン酸及び活性化剤を混合して得られた混合物は、予め前記有機溶媒を含んでいてもよい。
＜第１実施形態＞
本実施形態のアミドの製造方法は、以下の工程１−１〜２−１を含む。
なお、以下、工程１−１や、後述の工程１−２、工程１−２−１を「工程１」と省略することがある。）また、以下、工程２−１や、後述の工程２−２、工程２−２−１を「工程２」と省略することがある。
本実施形態のアミドの製造方法は、前記生成物として、カルボン酸活性種である酸無水物を用いる方法である。
本実施形態のアミドの製造方法は、以下の工程１−１〜２−１を含む。
なお、以下、工程１−１や、後述の工程１−２、工程１−２−１を「工程１」と省略することがある。）また、以下、工程２−１や、後述の工程２−２、工程２−２−１を「工程２」と省略することがある。
本実施形態のアミドの製造方法は、前記生成物として、カルボン酸活性種である酸無水物を用いる方法である。
工程１−１：カルボン酸同士を脱水縮合させ、酸無水物及び有機溶媒を含む第１の組成物を得る工程。
工程２−１：前記工程１−１で得られた第１の組成物と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物とを混合することにより、前記酸無水物と前記アミンと反応させてアミドを製造する工程。
工程２−１：前記工程１−１で得られた第１の組成物と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物とを混合することにより、前記酸無水物と前記アミンと反応させてアミドを製造する工程。
以下、上記の各工程について説明する。なお、本発明に係るアミドの製造方法の反応は、下記の各工程に例示される反応に限定されるものではない。
＜工程１−１＞
工程１−１は、カルボン酸同士を脱水縮合させ、酸無水物及び有機溶媒を含む第１の組成物を得る工程である。
工程１−１は、カルボン酸同士を脱水縮合させ、酸無水物及び有機溶媒を含む第１の組成物を得る工程である。
第１の組成物は、カルボン酸、及びホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を混合して得られた混合物を反応させた生成物、並びに有機溶媒を含むものであってよい。
前記カルボン酸同士は、ホスゲン、又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を反応させて、前記カルボン酸同士を脱水縮合させ、酸無水物を得ることができる。
カルボン酸は、分子の末端にカルボキシル基を有するものであればよく、下記一般式（１）で表すことができる。
カルボン酸は、脱プロトン化されてカルボキシラートイオンとなってもよく、下記一般式（１ｉ）で表すことができる。
カルボン酸の脱プロトン化は、例えば、反応系内のＮ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＥＡ）等の求核性の低い塩基の存在下に、カルボン酸を置くことで達成できる。
塩基の存在下とは、例えば、塩基を添加した溶媒中のことを意味し、第１の組成物は、前記第一のカルボン酸、前記第二のカルボン酸、ＤＩＥＡ等の求核性の低い塩基、及びホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を混合して得られた混合物を反応させた生成物、並びに有機溶媒を含むものであってよい。当該混合物は、予め前記有機溶媒を含んでいてもよい。当該塩基の種類は、反応系内でカルボン酸の脱プロトン化を可能とするものであれば、特に限定されない。
塩基の存在下とは、例えば、塩基を添加した溶媒中のことを意味し、第１の組成物は、前記第一のカルボン酸、前記第二のカルボン酸、ＤＩＥＡ等の求核性の低い塩基、及びホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を混合して得られた混合物を反応させた生成物、並びに有機溶媒を含むものであってよい。当該混合物は、予め前記有機溶媒を含んでいてもよい。当該塩基の種類は、反応系内でカルボン酸の脱プロトン化を可能とするものであれば、特に限定されない。
実施形態に係るアミドの製造方法の工程１−１は、下記一般式（１）で表されるカルボン酸及び下記一般式（１）’で表されるカルボン酸同士を脱水縮合させて、下記一般式（２）で表される酸無水物を得るものである。前記酸無水物は、例えば、カルボン酸にホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を反応させて得ることができる。
ホスゲン等価体は、反応系内で分解してホスゲンを生成するものであり、合成反応上、ホスゲンと実質的に同等なものとして使用できる。ホスゲン等価体としては、ジホスゲン、トリホスゲン等が挙げられる。
前記脱水縮合は、異なる種類のカルボン酸同士を脱水縮合させてもよく、同じ種類のカルボン酸同士を脱水縮合させてもよい。即ち、前記式（１）及び（１）’におけるＲ１とＲ２とは同一でもよく、互いに異なっていてもよい。
Ｒ１とＲ２とが同一である場合は、一般式（２）で表される酸無水物は、対称酸無水物である。Ｒ１とＲ２とが同一である場合は、後述の工程２−１で生成するアミドのカウンターアニオンが活性化前のカルボキシラートイオンと同一となる。カウンターアニオンはアミドと自己反応してしまう場合があるが、カウンターアニオンが酸無水物となる前のカルボキシラートイオンと同一であれば、自己反応しても生成物は対称酸無水物と同一となる。
したがって、Ｒ１とＲ２とが同一である場合には、反応系中に得られるアミドの種類が均一化され、目的とする種類の生成物の計画的な取得が容易であるという利点がある。
したがって、Ｒ１とＲ２とが同一である場合には、反応系中に得られるアミドの種類が均一化され、目的とする種類の生成物の計画的な取得が容易であるという利点がある。
前記カルボン酸は、アミノ酸又はアミノ酸誘導体であることが好ましい。ここでのカルボン酸とは、カルボン酸活性種の前駆体であるカルボン酸を包含する。前記アミノ酸は、α−アミノ酸が好ましい。また、通常、生体内でのペプチド又はタンパク質を構成するアミノ酸がＬ型であることから、前記アミノ酸はＬ型であってよい。前記α−アミノ酸は、下記一般式（１−１）で表される化合物であってよい。
前記アミノ酸は、生体内でペプチド又はタンパク質を構成し遺伝情報としてコードされている２０種類のアミノ酸であってよい。これらのアミノ酸としては、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリンが挙げられる。また、前記アミノ酸は、シスチン等の遺伝情報としてコードされていない種類のアミノ酸であってもよい。
例えば、前記式（１−１）中のＲ０は、前記アミノ酸がアラニンの場合には「−ＣＨ３」であり、グリシンの場合には「−Ｈ」であり、バリンの場合には「−ＣＨ（ＣＨ３）２」であり、イソロイシンの場合には「−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３」である。他のアミノ酸についても同様である。
前記式（１）及び（１）’がアミノ酸である場合、−Ｒ１及び−Ｒ２は、それぞれ、−ＣＨ（Ｒ０）ＮＨ２であってよい。
例えば、前記式（１−１）中のＲ０は、前記アミノ酸がアラニンの場合には「−ＣＨ３」であり、グリシンの場合には「−Ｈ」であり、バリンの場合には「−ＣＨ（ＣＨ３）２」であり、イソロイシンの場合には「−ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２ＣＨ３」である。他のアミノ酸についても同様である。
前記式（１）及び（１）’がアミノ酸である場合、−Ｒ１及び−Ｒ２は、それぞれ、−ＣＨ（Ｒ０）ＮＨ２であってよい。
前記アミノ酸はα−アミノ酸でなくともよい。例えば、β−アラニン等のβ−アミノ酸であってもよい。
前記カルボン酸は、アミノ酸誘導体であってもよい。アミノ酸誘導体とはアミノ酸と実質的に同等の性質を有する化合物であってよく、天然に存在する天然型のものであってもよく、天然型とは異なる修飾、付加、官能基の置換等の改変等を有するものであってもよい。
アミノ酸と実質的に同等の性質を有する場合の一例として、アミノ酸を基質とする酵素に取り込まれ得る、又はアミノ酸と結合する分子と結合し得る場合が挙げられる。
アミノ酸誘導体としては、アミノ酸において、１個以上の水素原子又は基が、それ以外の基（置換基）で置換されたものが挙げられる。アミノ酸誘導体の一例として、官能基が保護基で保護された、保護アミノ酸が挙げられる。保護基は、反応性の官能基を不活性化する作用を有する。保護基を脱保護して、保護された官能基を保護される前の状態に戻すことも可能である。ここで官能基が保護されたとは、前記官能基を構成する原子が、保護基で置換されていることをいう。保護基で保護される部位としては、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖からなる群から選択されるいずれか一種以上の部位が挙げられる。側鎖に含まれる官能基は１箇所又は２箇所以上が保護基で保護されていてもよい。当該工程１においては、カルボキシル基以外の反応性の官能基の反応を防止するよう、アミノ基及び／又は側鎖の官能基が保護されていることが好ましい。
アミノ酸と実質的に同等の性質を有する場合の一例として、アミノ酸を基質とする酵素に取り込まれ得る、又はアミノ酸と結合する分子と結合し得る場合が挙げられる。
アミノ酸誘導体としては、アミノ酸において、１個以上の水素原子又は基が、それ以外の基（置換基）で置換されたものが挙げられる。アミノ酸誘導体の一例として、官能基が保護基で保護された、保護アミノ酸が挙げられる。保護基は、反応性の官能基を不活性化する作用を有する。保護基を脱保護して、保護された官能基を保護される前の状態に戻すことも可能である。ここで官能基が保護されたとは、前記官能基を構成する原子が、保護基で置換されていることをいう。保護基で保護される部位としては、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖からなる群から選択されるいずれか一種以上の部位が挙げられる。側鎖に含まれる官能基は１箇所又は２箇所以上が保護基で保護されていてもよい。当該工程１においては、カルボキシル基以外の反応性の官能基の反応を防止するよう、アミノ基及び／又は側鎖の官能基が保護されていることが好ましい。
保護基の種類としては、特に制限されず、保護される官能基の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、アミノ基の保護基としては、カルバメート系やスルホンアミド系、アシル系、アルキル系等の保護基が挙げられ、これらに制限されない。
カルバメート系の保護基としては、２−ベンジルオキシカルボニル基（−Ｚ又は−Ｃｂｚと略されることがある。）、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基（−Ｂｏｃと略されることがある。）、アリルオキシカルボニル基（−Ａｌｌｏｃと略されることがある。）、２，２，２−トリクロロエトキシカルボニル基（−Ｔｒｏｃと略されることがある。）、２−（トリメチルシリル）エトキシカルボニル基（−Ｔｅｏｃと略されることがある。）、９−フルオレニルメチルオキシカルボニル基（−Ｆｍｏｃと略されることがある。）、ｐ−ニトロベンジルオキシカルボニル基（−Ｚ（ＮＯ２）と略されることがある。）、ｐ−ビフェニルイソプロピルオキシカルボニル基（−Ｂｐｏｃと略されることがある。）等が挙げられる。
スルホンアミド系の保護基としては、ｐ−トルエンスルホニル基（−Ｔｓ又は−Ｔｏｓと略されることがある。）や、２−ニトロベンゼンスルホニル基（−Ｎｓと略されることがある。）、２，２，４，６，７−ペンタメチルジヒドロベンゾフラン−５−スルホニル（−Ｐｂｆと略されることがある。）、２，２，５，７，８−ペンタメチルクロマン−６−スルホニル（−Ｐｍｃと略されることがある。）、１，２−ジメチルインドール−３−スルホニル（−ＭＩＳと略されることがある。）等が挙げられる。
カルバメート系の保護基としては、２−ベンジルオキシカルボニル基（−Ｚ又は−Ｃｂｚと略されることがある。）、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基（−Ｂｏｃと略されることがある。）、アリルオキシカルボニル基（−Ａｌｌｏｃと略されることがある。）、２，２，２−トリクロロエトキシカルボニル基（−Ｔｒｏｃと略されることがある。）、２−（トリメチルシリル）エトキシカルボニル基（−Ｔｅｏｃと略されることがある。）、９−フルオレニルメチルオキシカルボニル基（−Ｆｍｏｃと略されることがある。）、ｐ−ニトロベンジルオキシカルボニル基（−Ｚ（ＮＯ２）と略されることがある。）、ｐ−ビフェニルイソプロピルオキシカルボニル基（−Ｂｐｏｃと略されることがある。）等が挙げられる。
スルホンアミド系の保護基としては、ｐ−トルエンスルホニル基（−Ｔｓ又は−Ｔｏｓと略されることがある。）や、２−ニトロベンゼンスルホニル基（−Ｎｓと略されることがある。）、２，２，４，６，７−ペンタメチルジヒドロベンゾフラン−５−スルホニル（−Ｐｂｆと略されることがある。）、２，２，５，７，８−ペンタメチルクロマン−６−スルホニル（−Ｐｍｃと略されることがある。）、１，２−ジメチルインドール−３−スルホニル（−ＭＩＳと略されることがある。）等が挙げられる。
第１の組成物は、有機溶媒を含むものである。有機溶媒は、カルボン酸又はカルボン酸活性種を溶解できる有機化合物であり、１気圧２５℃において液体であることが好ましい。第１の組成物が有機溶媒を含むことで、カルボン酸又はカルボン酸活性種を良好に溶解できる。特に、保護基を有するアミノ酸誘導体やペプチド、それらの活性種であっても、良好に溶解することができる。有機溶媒は、水と相溶可能な溶媒であることが好ましく、極性溶媒であることが好ましく、反応性の観点から非プロトン性極性溶媒であることがより好ましい。水との相溶性を有する溶媒を用いることで、第２の組成物に含まれる水との混合状態が良好なものとなり、反応効率を向上させることができる。
第１の組成物における有機溶媒としては、例えば、アセトニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、１，４−ジオキサン等が挙げられる。
第１の組成物１００質量％に対する、有機溶媒の含有量の割合は、１０質量％以上であることが好ましく、１０〜９９質量％であることが好ましく、４０〜９５質量％であることがより好ましく、６０〜９０質量％であることがさらに好ましい。第１の組成物が、上記割合にて有機溶媒を含むことにより、反応を良好に進めることができる。特に、流通系反応装置を用いる場合、上記割合にて有機溶媒を含むことにより、装置の流路内を通る組成物の流通が良好となることで、反応を良好に進めることができる。
流通系反応装置での使用に適するとの観点から、有機溶媒は、１気圧２５℃において液体であるものが好ましい。
第１の組成物において、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、前記有機溶媒の含有量の割合は、５０体積％以上であることが好ましく、５０〜１００体積％であることが好ましく、８０〜１００体積％であることがより好ましい。
＜工程２−１＞
工程２−１は、前記工程１−１で得られた第１の組成物と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物とを混合することにより、酸無水物と前記アミンと反応させてアミドを製造する工程である。
実施形態に係るアミドの製造方法の工程２−１は、下記一般式（２）で表される酸無水物と、下記一般式（６）で表されるアミンと、を反応させて下記一般式（７）で表されるアミドを得るものである。
工程２−１は、前記工程１−１で得られた第１の組成物と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物とを混合することにより、酸無水物と前記アミンと反応させてアミドを製造する工程である。
実施形態に係るアミドの製造方法の工程２−１は、下記一般式（２）で表される酸無水物と、下記一般式（６）で表されるアミンと、を反応させて下記一般式（７）で表されるアミドを得るものである。
係る工程においては、塩基性条件下で、前記カルボン酸又は前記カルボン酸活性種と前記アミンとを反応させることが好ましい。塩基性条件下とは、例えば、塩基（Ｂ）（ただし当該アミンを除く）を添加した溶媒中のことを意味する。例えば、第１の組成物と第２の組成物との混合物が塩基（Ｂ）を含んでいてよく、例えば、前記第２の組成物が、塩基（Ｂ）を含んでいてよい。反応系内に塩基（Ｂ）が含まれることで、アミンの求核剤としての反応性が高められると考えられる。
塩基（Ｂ）としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム等のアルカリ金属の水酸化物；水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ土類金属の水酸化物；炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸セシウム等のアルカリ金属の炭酸塩又は炭酸水素塩；水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の第四級アンモニウム水酸化物等が挙げられる。
塩基（Ｂ）としては、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸セシウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、及び水酸化テトラブチルアンモニウムからなる群より選択されるいずれか一種以上であることが好ましい。
塩基（Ｂ）としては、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸セシウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、及び水酸化テトラブチルアンモニウムからなる群より選択されるいずれか一種以上であることが好ましい。
前記アミンは、アミノ酸又はアミノ酸誘導体であることが好ましい。
アミノ酸及びアミノ酸誘導体としては、前記カルボン酸において例示したものが挙げられる。
前記式（６）がアミノ酸である場合、−Ｒ３と−Ｒ４は、例えば、−Ｈと−ＣＨ（Ｒ０）ＣＯＯＨであってよい。
アミノ酸誘導体の一例として、官能基が保護基で保護された、保護アミノ酸が挙げられる。保護基で保護される部位としては、保護アミノ酸が少なくとも１つのカルボキシル基を有する限りにおいて、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖からなる群から選択されるいずれか一種以上の部位が挙げられる。側鎖に含まれる官能基は１箇所又は２箇所以上が保護基で保護されていてもよい。
アミノ酸及びアミノ酸誘導体としては、前記カルボン酸において例示したものが挙げられる。
前記式（６）がアミノ酸である場合、−Ｒ３と−Ｒ４は、例えば、−Ｈと−ＣＨ（Ｒ０）ＣＯＯＨであってよい。
アミノ酸誘導体の一例として、官能基が保護基で保護された、保護アミノ酸が挙げられる。保護基で保護される部位としては、保護アミノ酸が少なくとも１つのカルボキシル基を有する限りにおいて、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖からなる群から選択されるいずれか一種以上の部位が挙げられる。側鎖に含まれる官能基は１箇所又は２箇所以上が保護基で保護されていてもよい。
前記アミンは、少なくとも１つのカルボキシル基を有する。
前記アミンがアミノ酸である場合、アミノ酸のカルボキシル基（アミノ酸の側鎖に含まれ得るカルボキシル基を含む）のうち、少なくとも１つのカルボキシル基は保護されず、フリーのカルボキシル基である。
前記アミンがアミノ酸である場合、アミノ酸のカルボキシル基（ただし、アミノ酸の側鎖に含まれ得るカルボキシル基を含まない）が、保護されていないものであることが好ましい。すなわち、ペプチドの主鎖部分を形成するカルボキシル基は、保護されていないものであることが好ましい。
前記アミンがアミノ酸である場合、アミノ酸のカルボキシル基（アミノ酸の側鎖に含まれ得るカルボキシル基を含む）のうち、少なくとも１つのカルボキシル基は保護されず、フリーのカルボキシル基である。
前記アミンがアミノ酸である場合、アミノ酸のカルボキシル基（ただし、アミノ酸の側鎖に含まれ得るカルボキシル基を含まない）が、保護されていないものであることが好ましい。すなわち、ペプチドの主鎖部分を形成するカルボキシル基は、保護されていないものであることが好ましい。
前記アミンは、アミノ基以外の反応性の官能基の反応を防止するよう、側鎖の官能基のみが保護されていてもよい。
前記アミンは、側鎖の官能基が保護されていてもよく、ペプチドの主鎖部分を形成するアミノ基及びカルボキシル基が保護されていない無保護アミノ酸であってもよい。
前記アミンは、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖の全ての部位で保護修飾がなされていない無保護アミノ酸であってもよい。
前記アミンは、側鎖の官能基が保護されていてもよく、ペプチドの主鎖部分を形成するアミノ基及びカルボキシル基が保護されていない無保護アミノ酸であってもよい。
前記アミンは、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖の全ての部位で保護修飾がなされていない無保護アミノ酸であってもよい。
前記アミノ酸としては、タンパク質を構成し遺伝情報としてコードされている２０種類のアミノ酸、又は少なくとも１つのカルボキシル基を有するその誘導体が挙げられる。
前記アミンは、タンパク質を構成し遺伝情報としてコードされている２０種類のアミノ酸であって、側鎖の官能基が保護されていてもよく、ペプチドの主鎖部分を形成するアミノ基及びカルボキシル基が保護されていない無保護アミノ酸であってもよく、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖の全ての部位で保護修飾がなされていない無保護アミノ酸であってもよい。
前記アミンは、タンパク質を構成し遺伝情報としてコードされている２０種類のアミノ酸であって、側鎖の官能基が保護されていてもよく、ペプチドの主鎖部分を形成するアミノ基及びカルボキシル基が保護されていない無保護アミノ酸であってもよく、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖の全ての部位で保護修飾がなされていない無保護アミノ酸であってもよい。
保護基の種類としては、特に制限されず、保護される官能基の種類に応じて適宜選択することができる。カルボキシル基の保護は、中和して塩の形にするだけでよい場合もあるが、通常はエステルの形にして保護する。エステルとしては、メチル、エチル等のアルキルエステルのほか、ベンジルエステル（Ｂｎ又はＢＺｌと略されることがある。）等が挙げられ、これらに制限されない。
第２の組成物は、水を含むものである。第２の組成物が水を含むことで、アミノ酸のカルボキシル基が保護されていないアミノ酸等の、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミンであっても、良好に溶解することができる。
第２の組成物は、水以外の他の溶媒をさらに含んでいてもよく、有機溶媒をさらに含んでいてもよい。有機溶媒としては、上記の第１の組成物において例示したものが挙げられる。また、第２の組成物は、第１の組成物が含む有機溶媒と、同一の種類の有機溶媒を含んでいてもよい。
第２の組成物は、水以外の他の溶媒をさらに含んでいてもよく、有機溶媒をさらに含んでいてもよい。有機溶媒としては、上記の第１の組成物において例示したものが挙げられる。また、第２の組成物は、第１の組成物が含む有機溶媒と、同一の種類の有機溶媒を含んでいてもよい。
第２の組成物１００質量％に対する、水の含有量の割合は、２０質量％以上でであってもよく、２０〜９９質量％であってもよく、３０〜９９質量％であってもよく、３０〜６０質量％であってもよい。かかる割合にて水を含むことにより、反応を良好に進めることができる。特に、第２の組成物、又は、前記第１の組成物と前記第２の組成物との混合物が、塩基を含む場合には、水を上記の下限値以上の割合で含むことで、塩基の溶解が進み、反応効率がより良好となる。また、流通系反応装置を用いる場合には、水を上記の下限値以上の割合で含むことで、装置内での組成物の流通性が高まることで、反応効率がより良好となる。
第２の組成物において、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、水の含有量の割合は、１０体積％以上であってもよく、１０〜１００体積％であってもよく、１５〜８０体積量％であってもよく、２０〜６０体積％であってもよい。かかる割合にて水を含むことにより、反応をより良好に進めることができる。
同様の観点から、第２の組成物において、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、有機溶媒の含有量の割合は、０〜９０体積％であってもよく、２０〜８５体積量％であってもよく、４０〜８０体積％であってもよい。
同様の観点から、第２の組成物において、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、有機溶媒の含有量の割合は、０〜９０体積％であってもよく、２０〜８５体積量％であってもよく、４０〜８０体積％であってもよい。
第１の組成物及び第２の組成物の混合物において、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、水の含有量の割合は、５体積％以上であってもよく、５〜６０体積％であってもよく、１０〜５０体積％であってもよく、２０〜４０体積％であってもよい。かかる割合にて水を含むことにより、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミンであっても良好に溶解することができ、反応を良好に進めることができる。また、水を上記の上限値以下の割合で含むことで、カルボン酸活性種の加水分解が抑制され得るため好ましい。
第１の組成物及び第２の組成物の混合物において、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、有機溶媒の含有量の割合は、１０体積％以上であってもよく、４０〜９５体積％であってもよく、５０〜９０体積％であってもよく、６０〜８０体積％であってもよい。かかる割合にて有機溶媒を含む場合であっても、実施形態のアミドの製造方法によれば、反応を良好に進めることができる。
第１の組成物及び第２の組成物の混合物は、水及び有機溶媒を含み、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、水の含有量の割合が５〜６０体積％で有機溶媒の含有量の割合が４０〜９５体積％であってもよく、水の含有量の割合が１０〜５０体積％で有機溶媒の含有量の割合が５０〜９０体積％であってもよく、水の含有量の割合が２０〜４０体積％で有機溶媒の含有量の割合が６０〜８０体積％であってもよい。
第１の組成物及び第２の組成物の混合物において、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、有機溶媒の含有量の割合は、１０体積％以上であってもよく、４０〜９５体積％であってもよく、５０〜９０体積％であってもよく、６０〜８０体積％であってもよい。かかる割合にて有機溶媒を含む場合であっても、実施形態のアミドの製造方法によれば、反応を良好に進めることができる。
第１の組成物及び第２の組成物の混合物は、水及び有機溶媒を含み、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、水の含有量の割合が５〜６０体積％で有機溶媒の含有量の割合が４０〜９５体積％であってもよく、水の含有量の割合が１０〜５０体積％で有機溶媒の含有量の割合が５０〜９０体積％であってもよく、水の含有量の割合が２０〜４０体積％で有機溶媒の含有量の割合が６０〜８０体積％であってもよい。
実施形態のアミドの製造方法によれば、反応効率が良好で、アミドのエピマー生成が生じ難い、アミドの製造方法を提供できる。
従来のアミドの製造方法では、カルボン酸活性種を生成させた後、これを溶媒から分離した後に、水または有機溶媒、もしくは水と有機溶媒の混合溶媒中で無保護アミノ酸と反応させる操作を行っていた。この方法では、分離の工程を余分に必要とし、さらにその工程中でエピマーが生成する恐れがある。
一方、実施形態のアミドの製造方法によれば、カルボン酸活性種及び有機溶媒を含む第１の組成物と、前記アミン及び水を含む第２の組成物とを、混合することにより、生じた反応性の高いカルボン酸活性種を、すぐさま目的のアミンと反応させることが容易となり、カルボン酸活性種が活性化状態でいる時間を短くでき、反応効率を向上させ、望まない副反応物の生成を効果的に抑制できる。
従来のアミドの製造方法では、カルボン酸活性種を生成させた後、これを溶媒から分離した後に、水または有機溶媒、もしくは水と有機溶媒の混合溶媒中で無保護アミノ酸と反応させる操作を行っていた。この方法では、分離の工程を余分に必要とし、さらにその工程中でエピマーが生成する恐れがある。
一方、実施形態のアミドの製造方法によれば、カルボン酸活性種及び有機溶媒を含む第１の組成物と、前記アミン及び水を含む第２の組成物とを、混合することにより、生じた反応性の高いカルボン酸活性種を、すぐさま目的のアミンと反応させることが容易となり、カルボン酸活性種が活性化状態でいる時間を短くでき、反応効率を向上させ、望まない副反応物の生成を効果的に抑制できる。
＜第２実施形態＞
本実施形態のアミドの製造方法は、以下の工程１−２〜２−２を含む。
本実施形態のアミドの製造方法は、以下の工程１−２〜２−２を含む。
工程１−２：カルボン酸、及び活性化剤を混合して得られた混合物を反応させ、カルボン酸活性種及び有機溶媒を含む第１の組成物を得る工程。
工程２−２：前記工程１−２で得られた第１の組成物と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物とを混合することにより、前記カルボン酸活性種と前記アミンと反応させてアミドを製造する工程。
工程２−２：前記工程１−２で得られた第１の組成物と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物とを混合することにより、前記カルボン酸活性種と前記アミンと反応させてアミドを製造する工程。
上記＜第１実施形態＞と同様の構成を有する部分については詳細な説明を省略する。
前記カルボン酸としては、上記＜第１実施形態＞において例示したものが挙げられ、前記アミンとしては、上記＜第１実施形態＞において例示したものが挙げられ、塩基（Ｂ）としては、上記＜第１実施形態＞において例示したものが挙げられる。
第１の組成物における有機溶媒としては、上記＜第１実施形態＞において例示したものが挙げられる。
第２の組成物における水、有機溶媒等の溶媒としては、上記＜第１実施形態＞において例示したものが挙げられる。
なお、工程２−２においても、上記の第１実施形態と同様に、塩基性条件下で、前記カルボン酸又は前記カルボン酸活性種と前記アミンとを反応させることが好ましい。塩基性条件下とは、例えば、塩基（Ｂ）を添加した溶媒中のことを意味する。例えば、第１の組成物と第２の組成物との混合物が塩基（Ｂ）を含んでいてよく、例えば、前記第２の組成物が、塩基（Ｂ）を含んでいてよい。
（活性化剤・カルボン酸活性種）
本実施形態のアミドの製造方法では、活性化剤として、カルボキシル基を活性化させる活性化剤を用いることができる。
活性化剤としては、ハロゲン化ギ酸エステル、アジド化剤、ハロゲン化剤、炭酸ビス（ペンタフルオロフェニル）、クロロギ酸ｐ−ニトロフェニル等を例示できる。ベンゾトリアゾール、ペンタフルオロフェノール、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド等は、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）などの縮合剤とともに使用することで活性化剤として使用できる。
本実施形態のアミドの製造方法では、活性化剤として、カルボキシル基を活性化させる活性化剤を用いることができる。
活性化剤としては、ハロゲン化ギ酸エステル、アジド化剤、ハロゲン化剤、炭酸ビス（ペンタフルオロフェニル）、クロロギ酸ｐ−ニトロフェニル等を例示できる。ベンゾトリアゾール、ペンタフルオロフェノール、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド等は、Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシルカルボジイミド（ＤＣＣ）などの縮合剤とともに使用することで活性化剤として使用できる。
本実施形態のアミドの製造方法では、前記生成物として、カルボン酸活性種である混合酸無水物、酸アジド、カルボン酸ハロゲン化物、ベンゾトリアゾールアミド、ペンタフルオロフェノールエステル、パラニトロフェノールエステル、スクシンイミドエステル等の活性種を生成させることができる。
カルボン酸活性種として、混合酸無水物を生成させる場合としては、カルボン酸と、ハロゲン化ギ酸エステルとを混合して得られた混合物を反応させて、下記一般式（ＩＩ）で表される混合酸無水物を得ることを例示できる。
カルボン酸活性種として、混合酸無水物を生成させる実施形態については、後に詳述する。
カルボン酸活性種として、酸アジドを生成させる場合としては、カルボン酸又は混合酸無水物と、アジド化剤とを混合して得られた混合物を反応させて、下記一般式（ＩＩ−ｂ）で表される酸アジドを得ることを例示できる。
アジド化剤としては、アジ化ナトリウム、トリメチルシリルアジド、ジフェニルリン酸アジド、トリブチルスズアジド、及びテトラブチルアンモニウムアジドからなる群から選択されるいずれか一種以上を例示できる。
カルボン酸活性種として、カルボン酸ハロゲン化物を生成させる場合としては、有機溶媒と、カルボン酸と、ハロゲン化剤とを混合して得られた混合物を反応させて、下記一般式（ＩＩ−ｃ）で表されるカルボン酸ハロゲン化物を得ることを例示できる。
Ｙ１の前記ハロゲン原子は、Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ等の周期表において第１７族に属する元素であり、Ｃｌ又はＢｒが好ましい。
前記カルボン酸ハロゲン化物としてはカルボン酸フッ化物、カルボン酸塩化物、カルボン酸臭化物等を例示できる。
ハロゲン化剤としては、種々のものを例示できる。
カルボン酸フッ化物を得るために用いることのできるハロゲン化剤としては、例えば、三フッ化Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ硫黄、ビス（２−メトキシエチル）アミノ硫黄トリフルオリド等を例示できる。
カルボン酸塩化物を得るために用いることのできるハロゲン化剤としては、例えば、塩化チオニル、三塩化リン、五塩化リン、塩化スルフリル、塩化オキサリル等を例示できる。
カルボン酸臭化物を得るために用いることのできるハロゲン化剤としては、例えば、三臭化リン等を例示できる。
これらは、１種を単独で用いてもよく、２種類以上を組合せて用いてもよい。
カルボン酸フッ化物を得るために用いることのできるハロゲン化剤としては、例えば、三フッ化Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ硫黄、ビス（２−メトキシエチル）アミノ硫黄トリフルオリド等を例示できる。
カルボン酸塩化物を得るために用いることのできるハロゲン化剤としては、例えば、塩化チオニル、三塩化リン、五塩化リン、塩化スルフリル、塩化オキサリル等を例示できる。
カルボン酸臭化物を得るために用いることのできるハロゲン化剤としては、例えば、三臭化リン等を例示できる。
これらは、１種を単独で用いてもよく、２種類以上を組合せて用いてもよい。
カルボン酸活性種として、ベンゾトリアゾールアミドを生成させる場合としては、カルボン酸と、ベンゾトリアゾールと、縮合剤と、を混合して得られた混合物を反応させて、下記一般式（ＩＩ−ｄ）で表されるベンゾトリアゾールアミドを得ることを例示できる。
カルボン酸活性種として、ペンタフルオロフェノールエステルを生成させる場合としては、カルボン酸と、ペンタフルオロフェノール及び縮合剤、又は炭酸ビス(ペンタフルオロフェニル)とを混合して得られた混合物を反応させて、下記一般式（ＩＩ−ｅ）で表されるペンタフルオロフェノールエステルを得ることを例示できる。
カルボン酸活性種として、パラニトロフェノールエステルを生成させる場合としては、カルボン酸と、クロロギ酸ｐ−ニトロフェニルとを混合して得られた混合物を反応させて、下記一般式（ＩＩ−ｆ）で表されるパラニトロフェノールエステルを得ることを例示できる。当該反応には、さらに、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン（ＤＭＡＰ）を加えることができ、さらにトリエチルアミン等を加えてもよい。
カルボン酸活性種として、スクシンイミドエステルを生成させる場合としては、カルボン酸と、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミドと、縮合剤と、を混合して得られた混合物を反応させて、下記一般式（ＩＩ−ｇ）で表されるスクシンイミドエステルを得ることを例示できる。
このようにして、上記に例示したカルボキシル基を活性化させる活性化剤を用い、カルボン酸、及び活性化剤を混合して得られた混合物を反応させ、カルボン酸活性種及び有機溶媒を含む第１の組成物を得ることができる。
・混合酸無水物
以下、カルボン酸活性種として、上記一般式（ＩＩ）で表される混合酸無水物を用いる方法について説明する。
本実施形態のアミドの製造方法は、上記のアミドの製造方法として、以下の工程１−２−１〜２−２−１を含む。
以下、カルボン酸活性種として、上記一般式（ＩＩ）で表される混合酸無水物を用いる方法について説明する。
本実施形態のアミドの製造方法は、上記のアミドの製造方法として、以下の工程１−２−１〜２−２−１を含む。
工程１−２−１：カルボン酸、及びハロゲン化ギ酸エステルを混合して得られた混合物を反応させ、混合酸無水物及び有機溶媒を含む第１の組成物を得る工程。
工程２−２−１：前記工程１−２−１で得られた第１の組成物と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物とを混合することにより、前記混合酸無水物と前記アミンと反応させてアミドを製造する工程。
以下、上記の各工程について説明する。なお、本発明に係るアミドの製造方法の反応は、下記の各工程に例示される反応に限定されるものではない。
工程２−２−１：前記工程１−２−１で得られた第１の組成物と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物とを混合することにより、前記混合酸無水物と前記アミンと反応させてアミドを製造する工程。
以下、上記の各工程について説明する。なお、本発明に係るアミドの製造方法の反応は、下記の各工程に例示される反応に限定されるものではない。
＜工程１−２−１＞
工程１−２−１は、カルボン酸、及びハロゲン化ギ酸エステルを混合して得られた混合物を反応させ、混合酸無水物及び有機溶媒を含む第１の組成物を得る工程である。
工程１−２−１は、カルボン酸、及びハロゲン化ギ酸エステルを混合して得られた混合物を反応させ、混合酸無水物及び有機溶媒を含む第１の組成物を得る工程である。
実施形態に係るアミドの製造方法の工程１−２−１は、下記一般式（Ｉ）で表されるカルボン酸と、下記一般式（Ｉ）’で表されるハロゲン化ギ酸エステルとを反応させて、下記一般式（ＩＩ）で表される混合酸無水物を得るものである。
前記カルボン酸としては、上記＜第１実施形態＞において例示したものが挙げられる。
ハロゲン化ギ酸エステルにおけるハロゲン化とは、ハロゲン原子がカルボニル基に結合していることを指す。
Ｒ１２の炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基であってもよく芳香族炭化水素基（アリール基）であってもよい。前記脂肪族炭化水素基は、飽和脂肪族炭化水素基（アルキル基）であってもよく、不飽和脂肪族炭化水素基であってもよく、アルキル基が好ましい。
前記脂肪族炭化水素基は、炭素数が１〜２０であってもよく、１〜１５であってもよい。
前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよい。環状である場合、前記アルキル基は、単環状又は多環状のいずれでもよい。前記アルキル基は、炭素数が１〜２０であってもよく、１〜１０であってもよく、１〜５であってもよい。
前記脂肪族炭化水素基は、炭素数が１〜２０であってもよく、１〜１５であってもよい。
前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよい。環状である場合、前記アルキル基は、単環状又は多環状のいずれでもよい。前記アルキル基は、炭素数が１〜２０であってもよく、１〜１０であってもよく、１〜５であってもよい。
直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２，２−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、２−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、２，２−ジメチルペンチル基、２，３−ジメチルペンチル基、２，４−ジメチルペンチル基、３，３−ジメチルペンチル基、３−エチルペンチル基、２，２，３−トリメチルブチル基、ｎ−オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等が例示できる。
Ｙの前記ハロゲン原子は、Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ等の周期表において第１７族に属する元素であり、Ｃｌ又はＢｒが好ましい。
副反応をより効果的に抑制するという観点からは、前記一般式（Ｉ）’で表されるハロゲン化ギ酸エステルは、Ｙの前記ハロゲン原子がＣｌ又はＢｒであり、Ｒ１２の炭化水素基が分岐鎖状の炭素数１〜５のアルキル基であることが好ましく、クロロギ酸イソプロピル、クロロギ酸イソブチル、クロロギ酸エチル、クロロギ酸２，４−ジメチル−３−ペンチル、ブロモギ酸イソプロピル、ブロモギ酸イソブチル、ブロモギ酸エチル、及びブロモギ酸２，４−ジメチル−３−ペンチルからなる群から選択されるいずれか一種以上であることがより好ましい。
なお工程１−２の反応は、前記ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基と、前記ハロゲン化ギ酸エステルとを反応させ、反応をより進めやすくすることもできる。ここでは、活性化されたハロゲン化ギ酸エステルも、ハロゲン化ギ酸エステルの概念に包含されるものとする。
第１の組成物は、カルボン酸と、前記ハロゲン化ギ酸エステルと、前記ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基と、を混合して得られた混合物を反応させた生成物、並びに有機溶媒を含むものであってよい。
前記第２の塩基は、前記ハロゲン化ギ酸エステルと反応してカチオン性活性種を生成させるものであり、工程１−２−１の生成物である前記混合酸無水物よりも前記ハロゲン化ギ酸エステルと優先的に反応するものが好ましく、第三級アミン、４−メチルモルホリン、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体及び１，４−ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群より選択されるいずれか一種以上であることがより好ましい。
ピリジン誘導体は、ピリジンの一個以上の水素原子が、他の基で置換されたものであってよく、塩基の性質を有しているものであれば特に限定されないが、ピリジン及びピリジン誘導体は、下記一般式（３−１）で表される化合物であることが好ましい。
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３及びＲ３４における前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれでもよい。環状である場合、前記アルキル基は、単環状又は多環状のいずれでもよい。前記アルキル基は、炭素数が１〜２０であってもよく、１〜１５であってもよく、１〜１０であってもよい。
直鎖状又は分岐鎖状の前記アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、１−メチルブチル基、ｎ−ヘキシル基、２−メチルペンチル基、３−メチルペンチル基、２，２−ジメチルブチル基、２，３−ジメチルブチル基、ｎ−ヘプチル基、２−メチルヘキシル基、３−メチルヘキシル基、２，２−ジメチルペンチル基、２，３−ジメチルペンチル基、２，４−ジメチルペンチル基、３，３−ジメチルペンチル基、３−エチルペンチル基、２，２，３−トリメチルブチル基、ｎ−オクチル基、イソオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等が例示できる。
一般式（３−１）で表される化合物は、下記一般式（３−１−１）で表される化合物であることが好ましい。Ｘ１が水素原子以外の前記式（ａ）〜（ｃ）で示される群から選択されるいずれかの基である場合、係る位置に結合していることでＸ１は電子供与性基として効果的に作用し、ピリジン環のＮ原子の求核性がより良好なものとなる傾向がある。
一般式（３−１）で表される化合物は、Ｘ１が前記式（ｃ）で示される基であり、Ｒ３３及びＲ３４は相互に結合して環を形成しており、前記アルキル基中の、Ｒ３３又はＲ３４に直接結合していない１個のメチレン基が酸素原子で置換されている場合として、下記式（３−１−２）で表される４−モルホリノピリジンを含む。
イミダゾール誘導体は、イミダゾールの一個以上の水素原子が、他の基で置換されたものであってよく、塩基の性質を有しているものであれば特に限定されないが、イミダゾール及びイミダゾール誘導体は、下記一般式（３−２）で表される化合物であることが好ましい。
Ｒ３５及びＲ３６におけるアルキル基としては、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３及びＲ３４における前記アルキル基で例示したものが挙げられる。
前記イミダゾール及びイミダゾール誘導体としては、イミダゾール及びＮ−メチルイミダゾールを好ましいものとして例示できる。
一般式（３−２）で表される化合物は、Ｒ３６が水素原子であり、Ｒ３５がメチル基である場合、下記式（３−２−１）で表されるＮ−メチルイミダゾールを含む。
第三級アミンについてはアミンのＮ原子に結合する基の少なくとも一つがメチル基であることが好ましい。アミンのＮ原子に結合する基の二つがメチル基であるものはより好ましい。第三級アミンのN原子に結合する基の少なくとも一つをメチル基とすることで、Ｎ原子周囲の立体障害が小さくなり、前記ハロゲン化ギ酸エステルとの反応効率を向上させることができる。
上記の観点により、第２の塩基として好ましいものとしては、４−メチルモルホリン、Ｎ−メチルイミダゾール、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアリルアミン、１，４−ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−アミノピリジン（ＤＭＡＰ）、Ｎ−メチルピペリジンが挙げられるが、これらに限られない。
＜工程２−２−１＞
工程２−２−１は、前記工程１−２−１で得られた第１の組成物と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物とを混合することにより、前記混合酸無水物と前記アミンと反応させてアミドを製造する工程である。
実施形態に係るアミドの製造方法の工程２−２−１は、下記一般式（ＩＩ）で表される混合酸無水物と、下記一般式（ＶＩ）で表されるアミンと、を反応させて下記一般式（ＶＩＩ）で表されるアミドを得るものである。
工程２−２−１は、前記工程１−２−１で得られた第１の組成物と、少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物とを混合することにより、前記混合酸無水物と前記アミンと反応させてアミドを製造する工程である。
実施形態に係るアミドの製造方法の工程２−２−１は、下記一般式（ＩＩ）で表される混合酸無水物と、下記一般式（ＶＩ）で表されるアミンと、を反応させて下記一般式（ＶＩＩ）で表されるアミドを得るものである。
実施形態のアミドの製造方法によれば、反応効率が良好で、アミドのエピマー生成が生じ難い、アミドの製造方法を提供できる。
＜反応条件等＞
本実施形態において、工程１〜工程２の反応時の各化合物の使用量は、これらの化合物の種類を考慮し、目的とする反応に応じて適宜調節すればよい。
活性化したカルボン酸とアミンとの、反応系内のモル当量比（活性化したカルボン酸：アミン）は、１０：１〜１／１０：１であってよく、５：１〜１／５：１であってよく、３：１〜１／３：１であってよい。実施形態のアミドの製造方法によれば、カルボン酸に対して、等当量に近い比較的少量のアミンを反応させた場合であっても、高効率でアミドを製造可能である。
本実施形態において、工程１〜工程２の反応時の各化合物の使用量は、これらの化合物の種類を考慮し、目的とする反応に応じて適宜調節すればよい。
活性化したカルボン酸とアミンとの、反応系内のモル当量比（活性化したカルボン酸：アミン）は、１０：１〜１／１０：１であってよく、５：１〜１／５：１であってよく、３：１〜１／３：１であってよい。実施形態のアミドの製造方法によれば、カルボン酸に対して、等当量に近い比較的少量のアミンを反応させた場合であっても、高効率でアミドを製造可能である。
本実施形態において、各工程の反応時間は、反応温度等、その他の条件に応じて適宜調節すればよい。一例として、工程１の反応時間は０．５秒〜３０分であってもよく、１秒〜５分であってもよく、３秒〜１分であってもよい。工程２の反応時間は、１秒〜６０分であってもよく、３秒〜３０分であってもよく、５秒〜１分であってもよい。
第１の組成物と第２の組成物との混合物、又は前記第２の組成物が、塩基（Ｂ）を含む場合、アミンと塩基（Ｂ）との、反応系内のモル当量比（アミン：塩基）は、１０：１〜１／１０：１であってよく、５：１〜１／５：１であってよく、３：１〜１／３：１であってよい。
本実施形態において、工程１〜工程２の反応時の温度（反応温度）は、工程１〜２で使用する化合物の種類に応じて適宜調節すればよい。一例として、反応温度は０〜１００℃の範囲であることが好ましく、１０〜５０℃の範囲であることがより好ましい。
本実施形態において、工程１〜工程２の反応は、アミドの生成を達成可能な範囲において、上記に例示した化合物に該当しないその他の化合物を、反応系内にさらに含んでもよい。
本実施形態において、工程１〜工程２の反応は、それぞれを別々に行ってもよく、同時に行ってもよい。
本実施形態において、カルボン酸とアミンとのカップリング収率は、７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがさらに好ましく、８５％以上であることが特に好ましい。
本実施形態において、目的物のアミドのエピマー生成率は、８％未満であることが好ましく、５％未満であることがより好ましく、１％未満であることがさらに好ましく、０．５％未満であることがさらに好ましく、０．２％未満であることが特に好ましい。
以上で説明した実施形態のアミドの製造方法において、生成物の存在及び構造は、ＮＭＲ、ＩＲ、マス等の解析により得られたスペクトルの測定や、元素分析等によって確認可能である。また、必要に応じて、生成物を精製してもよく、精製方法としては、蒸留、抽出、再結晶、カラムクロマトグラフィー等によって精製可能である。
≪ペプチドの製造方法≫
実施形態のアミドの製造方法は、前記カルボン酸が、アミノ酸又はアミノ酸誘導体であり、且つ、前記アミンが、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である場合、ペプチド又はタンパク質を合成できる。ペプチド又はタンパク質の製造方法は、アミドの製造方法に包含される。
例えば、上記工程２で得られたアミドを、工程１におけるカルボン酸として用い、工程１〜２の後に、さらに工程１〜２を繰り返すことで、ポリペプチド鎖を伸長させることができる。
即ち、前記カルボン酸としてはポリペプチド又はその誘導体も含まれ、前記アミンとしてポリペプチド又はその誘導体も含まれる。実施形態に係るアミノ酸又はアミノ酸誘導体（カルボン酸）として、ポリペプチドの構成単位としてＣ末端に位置するアミノ酸又はアミノ酸誘導体（カルボン酸）も含まれる。実施形態に係るアミノ酸又はアミノ酸誘導体（アミン）として、ポリペプチドの構成単位としてＮ末端に位置するアミノ酸又はアミノ酸誘導体（アミン）も含まれる。このように、実施形態のアミドの製造方法は、ペプチド又はタンパク質の製造方法として好適である。
実施形態のアミドの製造方法は、前記カルボン酸が、アミノ酸又はアミノ酸誘導体であり、且つ、前記アミンが、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である場合、ペプチド又はタンパク質を合成できる。ペプチド又はタンパク質の製造方法は、アミドの製造方法に包含される。
例えば、上記工程２で得られたアミドを、工程１におけるカルボン酸として用い、工程１〜２の後に、さらに工程１〜２を繰り返すことで、ポリペプチド鎖を伸長させることができる。
即ち、前記カルボン酸としてはポリペプチド又はその誘導体も含まれ、前記アミンとしてポリペプチド又はその誘導体も含まれる。実施形態に係るアミノ酸又はアミノ酸誘導体（カルボン酸）として、ポリペプチドの構成単位としてＣ末端に位置するアミノ酸又はアミノ酸誘導体（カルボン酸）も含まれる。実施形態に係るアミノ酸又はアミノ酸誘導体（アミン）として、ポリペプチドの構成単位としてＮ末端に位置するアミノ酸又はアミノ酸誘導体（アミン）も含まれる。このように、実施形態のアミドの製造方法は、ペプチド又はタンパク質の製造方法として好適である。
≪流通系反応装置≫
実施形態のアミドの製造方法は、流通系反応装置を使用して実施することができる。流通系反応装置は、実施形態のアミドの製造方法における反応に用いられる原料又は中間体を含む流体を輸送する流路と、該流体を混合するための混合機と、を備えるものを例示できる。流通系反応装置の使用について、例えば、第１の組成物と第２の組成物とを混合することを、流通系反応装置で行うのであってもよい。当該混合として、工程２における混合を例示できる。
実施形態のアミドの製造方法は、流通系反応装置を使用して実施することができる。流通系反応装置は、実施形態のアミドの製造方法における反応に用いられる原料又は中間体を含む流体を輸送する流路と、該流体を混合するための混合機と、を備えるものを例示できる。流通系反応装置の使用について、例えば、第１の組成物と第２の組成物とを混合することを、流通系反応装置で行うのであってもよい。当該混合として、工程２における混合を例示できる。
更には、第１の組成物を得るための混合を流通系反応装置で行ってもよい。つまり、カルボン酸活性種を得るための混合を流通系反応装置で行ってもよい。当該混合として、工程１における混合を例示できる。
例えば、上記の工程１−１における、有機溶媒、第一のカルボン酸、第二のカルボン酸、及びホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を混合することを流通系反応装置で行ってもよい。
また、例えば、上記の工程１−２における、有機溶媒、カルボン酸、及び活性化剤を混合することを流通系反応装置で行ってもよい。
また、例えば、上記の工程１−２−１における、有機溶媒、カルボン酸、及びハロゲン化ギ酸エステルを混合することを流通系反応装置で行ってもよい。
また、例えば、上記の工程１−２−１における、有機溶媒、カルボン酸、ハロゲン化ギ酸エステル、及び第２の塩基を混合することを流通系反応装置で行ってもよい。
例えば、上記の工程１−１における、有機溶媒、第一のカルボン酸、第二のカルボン酸、及びホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を混合することを流通系反応装置で行ってもよい。
また、例えば、上記の工程１−２における、有機溶媒、カルボン酸、及び活性化剤を混合することを流通系反応装置で行ってもよい。
また、例えば、上記の工程１−２−１における、有機溶媒、カルボン酸、及びハロゲン化ギ酸エステルを混合することを流通系反応装置で行ってもよい。
また、例えば、上記の工程１−２−１における、有機溶媒、カルボン酸、ハロゲン化ギ酸エステル、及び第２の塩基を混合することを流通系反応装置で行ってもよい。
なお、実施形態のアミドの製造方法は、流通系反応装置を使用して実施するものに限定されない。例えば、容積が小さく高速な攪拌速度が得られるバッチ容器を用いてもよい。
バッチ容器の混合部の体積は、１〜１００ｍＬであってもよく、５〜５０ｍＬであってもよい。
バッチ容器の混合部の体積は、１〜１００ｍＬであってもよく、５〜５０ｍＬであってもよい。
以下、実施形態に係る流通系反応装置の形態と、それを用いた上記第２実施形態のアミドの製造方法の一例を、図１を参照して説明する。
図１は、流通系反応装置１の概略的な構成を示す模式図である。流通系反応装置１は、第１の液を収容するタンク１１と、第２の液を収容するタンク１２と、第３の液を収容するタンク１３とを備える。
一例として、第１の液は有機溶媒及びカルボン酸を含み、第２の液は有機溶媒及びハロゲン化ギ酸エステルを含み、第３の液は水及びアミンを含むことができる。他の一例として、第１の液は有機溶媒、カルボン酸及びハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基を含み、第２の液は有機溶媒及びハロゲン化ギ酸エステルを含み、第３の液は塩基、水及びアミンを含むことができる。より具体的な一例としては、図１に示すように、第１の液は、アセトニトリル（有機溶媒）、カルボン酸、Ｎメチルモルホリン（第２の塩基）及びＤＩＥＡを含み、第２の液は、アセトニトリル（有機溶媒）、及びクロロギ酸イソブチル（活性化剤）を含み、第３の液は、ＮａＯＨ水溶液（ＮａＯＨと水）、及びアミンを含む。
ここで用いられるアミンは、側鎖の官能基が保護されていてもよい、ペプチドの主鎖部分を形成するアミノ基及びカルボキシル基が保護修飾されていない無保護アミノ酸であってもよく、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖の全ての部位で保護修飾がなされていない無保護アミノ酸であってもよい。
流通系反応装置の使用について、例えば、少なくとも第１の液と第２の液との混合物と、第３の液との混合を流通系反応装置で行うのであってもよく、更には、第１の液と第２の液との混合を流通系反応装置で行うのであってもよい。
図１は、流通系反応装置１の概略的な構成を示す模式図である。流通系反応装置１は、第１の液を収容するタンク１１と、第２の液を収容するタンク１２と、第３の液を収容するタンク１３とを備える。
一例として、第１の液は有機溶媒及びカルボン酸を含み、第２の液は有機溶媒及びハロゲン化ギ酸エステルを含み、第３の液は水及びアミンを含むことができる。他の一例として、第１の液は有機溶媒、カルボン酸及びハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基を含み、第２の液は有機溶媒及びハロゲン化ギ酸エステルを含み、第３の液は塩基、水及びアミンを含むことができる。より具体的な一例としては、図１に示すように、第１の液は、アセトニトリル（有機溶媒）、カルボン酸、Ｎメチルモルホリン（第２の塩基）及びＤＩＥＡを含み、第２の液は、アセトニトリル（有機溶媒）、及びクロロギ酸イソブチル（活性化剤）を含み、第３の液は、ＮａＯＨ水溶液（ＮａＯＨと水）、及びアミンを含む。
ここで用いられるアミンは、側鎖の官能基が保護されていてもよい、ペプチドの主鎖部分を形成するアミノ基及びカルボキシル基が保護修飾されていない無保護アミノ酸であってもよく、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖の全ての部位で保護修飾がなされていない無保護アミノ酸であってもよい。
流通系反応装置の使用について、例えば、少なくとも第１の液と第２の液との混合物と、第３の液との混合を流通系反応装置で行うのであってもよく、更には、第１の液と第２の液との混合を流通系反応装置で行うのであってもよい。
流通系反応装置１は流体を輸送するための流路ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５を備える。流路の内径は、一例として０．１〜１０ｍｍであってもよく、０．３〜８ｍｍであってもよい。
流通系反応装置１は流体を混合するための混合機３１，３２を備える。混合機内部の流路の内径は、一例として０．１〜１０ｍｍであってもよく、０．３〜８ｍｍであってもよい。混合機としては、駆動部を有さないスタティックミキサーが挙げられる。駆動部とは、動力が与えられて動く部分のことを指す。スタティックミキサーとしては、Ｔ字型ミキサー、Ｖ字型ミキサー等が挙げられ、混合効率の観点から、Ｖ字型ミキサーが好ましい。
特に、第１の組成物と第２の組成物との混合に、Ｖ字型ミキサーを用いることが好ましい。
上記の流路の内径とは、流路の長さ方向と直角に交わる方向での流路断面における、流路内部分（流体が通る部分）の直径とすることができる。流路内部分の形状が真円形でない場合には、上記の流路の内径とは、上記流路内部分の形状を面積基準で真円換算したときの直径とすることができる。
流通系反応装置１は流体を混合するための混合機３１，３２を備える。混合機内部の流路の内径は、一例として０．１〜１０ｍｍであってもよく、０．３〜８ｍｍであってもよい。混合機としては、駆動部を有さないスタティックミキサーが挙げられる。駆動部とは、動力が与えられて動く部分のことを指す。スタティックミキサーとしては、Ｔ字型ミキサー、Ｖ字型ミキサー等が挙げられ、混合効率の観点から、Ｖ字型ミキサーが好ましい。
特に、第１の組成物と第２の組成物との混合に、Ｖ字型ミキサーを用いることが好ましい。
上記の流路の内径とは、流路の長さ方向と直角に交わる方向での流路断面における、流路内部分（流体が通る部分）の直径とすることができる。流路内部分の形状が真円形でない場合には、上記の流路の内径とは、上記流路内部分の形状を面積基準で真円換算したときの直径とすることができる。
タンク１１，１２，１３，１４、混合機３１，３２及び流路ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５は、一例として、プラスチックやエラストマー等の樹脂や、ガラス材、金属、セラミックなどで形成されている。
タンク１１はポンプ２１に接続し、ポンプ２１の作動により、タンク１１に収容された第１の液は、流路ｆ１内を移動して混合機３１に流入する。タンク１２はポンプ２２に接続し、ポンプ２２の作動により、タンク１２に収容された第２の液は、流路ｆ２内を移動して混合機３１に流入する。そして、第１の液及び第２の液は、混合機３１により混合されて第１の混合液（第１の組成物）となり、流路ｆ４へと送られる。この混合後の過程で、第１の液に含まれるカルボン酸と第２の液に含まれるクロロギ酸イソプロピルとで脱水縮合が生じ、混合酸無水物が得られる（アミドの製造方法の工程１−２−１）。得られた酸無水物を含む第１の混合液（第１の組成物）は、混合機３２へと流入する。
一方、タンク１３はポンプ２３に接続し、ポンプ２３の作動により、タンク１３に収容された液（第２の組成物）は、流路ｆ３内を移動して混合機３２へと流入し、第１の混合液（第１の組成物）と混合されて第２の混合液となり、流路ｆ５へと送られる。この混合後の過程で、工程１−２−１で得られた混合酸無水物と、と第３の液に含まれるアミンとが反応してアミドが得られる（アミドの製造方法の工程２−２−１）。製造されたアミドを含む第２の混合液は、タンク１４に貯留される。
本実施形態において、第１の組成物と第２の組成物とを混合する混合速度は、収率向上の観点から、それぞれの組成物の送液速度で、２ｍＬ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、３ｍＬ／ｍｉｎ以上２０ｍＬ／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。
ここに示す流通系反応装置の例では、第１の液の送液速度は、１．２ｍＬ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、２ｍＬ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。第２の液の送液速度は、２ｍＬ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、３ｍＬ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。第３の液の送液速度は、２ｍＬ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、３ｍＬ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。
流通系反応装置における、第１の組成物、第２の組成物、第１の液、第２の液、及び第３の液の送液速度の上限値は、特に制限されるものではないが、一例として２０ｍＬ／ｍｉｎ以下であってもよく、１０ｍＬ／ｍｉｎ以下であってもよい。
ここに示す流通系反応装置の例では、第１の液の送液速度は、１．２ｍＬ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、２ｍＬ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。第２の液の送液速度は、２ｍＬ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、３ｍＬ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。第３の液の送液速度は、２ｍＬ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、３ｍＬ／ｍｉｎ以上であることがより好ましい。
流通系反応装置における、第１の組成物、第２の組成物、第１の液、第２の液、及び第３の液の送液速度の上限値は、特に制限されるものではないが、一例として２０ｍＬ／ｍｉｎ以下であってもよく、１０ｍＬ／ｍｉｎ以下であってもよい。
実施形態に係る流通系反応装置１によれば、第１の組成物と第２の組成物との混合効率が高く、有機溶媒を含む第１の組成物と、水を含む第２の組成物との混合後の反応が良好であり、目的物の収率を向上させることができる。
実施形態に係る流通系反応装置１によれば、反応溶液の体積あたりの熱交換を行う面積を大きくすることができる。加えて、流量や流路の長さによって反応時間を制御することができる。このため、反応溶液の厳密な制御を可能とし、結果、望まない副反応の進行を最小化でき、目的物の収率を向上させることができる。
前記工程１で得られるカルボン酸活性種は、活性度が高く、反応のコントロールが重要となる。
実施形態に係る流通系反応装置１によれば、流路を通じて液を連続的に流通させることで化合物の衝突の機会が向上し、より高効率に反応を進めることができ、副反応の抑制も容易となる。例えば、工程１で生じたカルボン酸活性種を、すぐさま目的のアミンと反応させることが可能となるので、カルボン酸活性種が活性化状態でいる時間を短くでき、異性化等の副反応が生じる確率を低減できる。
実施形態に係る流通系反応装置１によれば、流路を通じて液を連続的に流通させることで化合物の衝突の機会が向上し、より高効率に反応を進めることができ、副反応の抑制も容易となる。例えば、工程１で生じたカルボン酸活性種を、すぐさま目的のアミンと反応させることが可能となるので、カルボン酸活性種が活性化状態でいる時間を短くでき、異性化等の副反応が生じる確率を低減できる。
なお、本実施形態に係る流通系反応装置では、混合機により液が混合される形態を例示したが、液の混合は流路同士が連通することのみで達成され得るため、実施形態の流通系反応装置は、必ずしも混合機を備えていなくともよい。
なお、上記に例示した流通系反応装置では、第２実施形態のアミドの製造方法を例に説明したが、アミドの製造方法の第１実施形態も、同様に実施することができる。
一例として、第１の液は有機溶媒、第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を含み、第２の液は有機溶媒、ホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を含み、第３の液は塩基、水及び及びアミンを含むことができる。より具体的な一例としては、第１の液はアセトニトリル（有機溶媒）、カルボン酸及びＤＩＥＡを含み、第２の液はアセトニトリル（有機溶媒）及びトリホスゲン（ホスゲン等価体）を含み、第３の液はＮａＯＨ水溶液（ＮａＯＨと水）、及びアミンを含むことができる。
ここで用いられるアミンは、側鎖の官能基が保護されていてもよい、ペプチドの主鎖部分を形成するアミノ基及びカルボキシル基が保護修飾されていない無保護アミノ酸であってもよく、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖の全ての部位で保護修飾がなされていない無保護アミノ酸であってもよい。
一例として、第１の液は有機溶媒、第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を含み、第２の液は有機溶媒、ホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を含み、第３の液は塩基、水及び及びアミンを含むことができる。より具体的な一例としては、第１の液はアセトニトリル（有機溶媒）、カルボン酸及びＤＩＥＡを含み、第２の液はアセトニトリル（有機溶媒）及びトリホスゲン（ホスゲン等価体）を含み、第３の液はＮａＯＨ水溶液（ＮａＯＨと水）、及びアミンを含むことができる。
ここで用いられるアミンは、側鎖の官能基が保護されていてもよい、ペプチドの主鎖部分を形成するアミノ基及びカルボキシル基が保護修飾されていない無保護アミノ酸であってもよく、アミノ基、カルボキシル基、及び側鎖の全ての部位で保護修飾がなされていない無保護アミノ酸であってもよい。
ここで示したように、実施形態のアミドの製造方法は、液相法により実施できる。例えば、現在主流となっているペプチド（アミド）の製造方法は固相法であり、固相上でペプチドを合成していく。一方、液相法は、ラージスケールの合成に適しており、分子の自由度が高まるために反応性も良好である。液相法は、反応性の低いアミンとの反応にも効果を発揮する。
なお、本実施形態に係る流通系反応装置では、反応させる５種類の化合物を３つのタンクに分けて収容したが、例えば、それぞれを計５つの別々のタンクに収容しておき、順次混合させてもよい。
上記で説明した物質は、本発明の効果を奏することのできる範囲内において、それらのイオン、塩又は複合体の状態であってもよい。
次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
［原料］
カルボン酸として用いたアミノ酸には、アミノ基がＦｍｏｃ基によって保護され、チオール基がＴｒｔ基によって保護されたシステインである、Ｆｍｏｃ−Ｃｙｓ（Ｔｒｔ）−ＯＨ（市販品）を用いた。アミンとして用いたアミノ酸には、フェニルアラニン（カルボシキル基に保護修飾を有さない無保護アミノ酸）である、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨを用いた。
［原料］
カルボン酸として用いたアミノ酸には、アミノ基がＦｍｏｃ基によって保護され、チオール基がＴｒｔ基によって保護されたシステインである、Ｆｍｏｃ−Ｃｙｓ（Ｔｒｔ）−ＯＨ（市販品）を用いた。アミンとして用いたアミノ酸には、フェニルアラニン（カルボシキル基に保護修飾を有さない無保護アミノ酸）である、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨを用いた。
［酸アミドのフロー合成］
カルボン酸として用いたアミノ酸と、アミンとして用いたアミノ酸とのカップリング反応を行った。カップリング反応は、ＰＴＦＥ製チューブ（内径０．８ｍｍ、外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製チューブ（内径０．８ｍｍ、外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製継手とＴ字型ミキサーとＶ字型ミキサーで構成された流通系反応装置を用いた。反応前の溶液は３つに分けて調製した。第１の溶液は、カルボン酸として用いたＦｍｏｃ−Ｃｙｓ（Ｔｒｔ）−ＯＨと、ＤＩＥＡと、Ｎ−メチルモルホリンとを、アセトニトリル２．０６ｍＬに溶解（濃度０．３３３ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。第２の溶液は、クロロギ酸イソブチルを、アセトニトリル４．３６ｍＬに溶解（濃度０．２４０ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。第３の溶液は、アミンとして用いたＨ−Ｐｈｅ−ＯＨを、ＮａＯＨ水溶液（１Ｍ ＮａＯＨ水溶液１．５３ｍＬと水２．７２ｍＬとの混合物）４．２５ｍＬに溶解（アミノ酸の濃度０．３４０ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。流通系反応装置中でのそれぞれのモル濃度の比は、Ｆｍｏｃ−Ｃｙｓ（Ｔｒｔ）−ＯＨ（カルボン酸）１．０に対して、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨ（アミン）が１．７、ＤＩＥＡが１．０、Ｎ−メチルモルホリンが１．０、クロロギ酸イソブチルが１．２、ＮａＯＨが１．７とした。
カルボン酸として用いたアミノ酸と、アミンとして用いたアミノ酸とのカップリング反応を行った。カップリング反応は、ＰＴＦＥ製チューブ（内径０．８ｍｍ、外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製チューブ（内径０．８ｍｍ、外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製継手とＴ字型ミキサーとＶ字型ミキサーで構成された流通系反応装置を用いた。反応前の溶液は３つに分けて調製した。第１の溶液は、カルボン酸として用いたＦｍｏｃ−Ｃｙｓ（Ｔｒｔ）−ＯＨと、ＤＩＥＡと、Ｎ−メチルモルホリンとを、アセトニトリル２．０６ｍＬに溶解（濃度０．３３３ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。第２の溶液は、クロロギ酸イソブチルを、アセトニトリル４．３６ｍＬに溶解（濃度０．２４０ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。第３の溶液は、アミンとして用いたＨ−Ｐｈｅ−ＯＨを、ＮａＯＨ水溶液（１Ｍ ＮａＯＨ水溶液１．５３ｍＬと水２．７２ｍＬとの混合物）４．２５ｍＬに溶解（アミノ酸の濃度０．３４０ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。流通系反応装置中でのそれぞれのモル濃度の比は、Ｆｍｏｃ−Ｃｙｓ（Ｔｒｔ）−ＯＨ（カルボン酸）１．０に対して、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨ（アミン）が１．７、ＤＩＥＡが１．０、Ｎ−メチルモルホリンが１．０、クロロギ酸イソブチルが１．２、ＮａＯＨが１．７とした。
流通系反応装置中でカップリングを行うために、初めに、第１の溶液と第２の溶液とをＴ字型ミキサーにて混合し、流通系反応装置中で５秒間反応させることで混合酸無水物を得た。その後すぐさま混合酸無水物を含む反応溶液と第３の溶液とを新たなＶ字型ミキサーを用いて混合し、流通系反応装置中で１０秒間反応させた。これらの反応は全て２０℃で実施し、それぞれの反応前の溶液がミキサーへ到達する前に熱交換を行うための時間として１０秒を設定した。各種溶液はシリンジポンプを用いて流出した。各ポンプの流量はそれぞれ、第１の溶液が１．２ｍＬ／ｍｉｎ、第２の溶液が２．０ｍＬ／ｍｉｎ、第３の溶液が２．０ｍＬ／ｍｉｎとした。
実施例１における、アミドの製造方法の工程１の反応を以下に示す。
実施例１における、アミドの製造方法の工程２の反応を以下に示す。
〔分析法〕
反応後の生成物をＧＰＣにより単離後、ＮＭＲ解析にて同定した。
反応後の生成物をＧＰＣにより単離後、ＮＭＲ解析にて同定した。
目的物の収率は、単離精製した目的物の重量から算出した。即ち、カルボン酸のモル当量比を１．０とし、単離されたジペプチドの重量から、カルボン酸がカップリングした割合を算出した。
エピマー生成率は、単離精製したアミドの異性体をＨＰＬＣによって分離し、目的物のアミドとエピマーのＵＶ吸収強度の面積比からエピマー生成率を算出した。
〔結果〕
得られたジペプチドのＮＭＲデータを以下に示す。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.55 (bs, 1 H) 7.71 (dd, J = 9.7, 6.0 Hz, 2 H) 7.52(t, J = 6.2 Hz, 2 H) 7.34 (m, 8 H) 7.20 (m, 12 H) 7.05 (m, 4 H) 6.51 (d, J = 6.1 Hz, 1 H) 5.20 (d, J = 6.0 Hz, 1 H) 4.74 (dd, J = 5.3 Hz, 5.0 Hz, 1 H) 4.36 (t,J = 5.4 Hz, 1 H) 4.26 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) 4.13 (t, J = 5.5 Hz, 1 H) 3.72 (d, J= 4.8 Hz, 1 H) 3.11 (dd, J = 7.0 Hz, 4.0 Hz, 1 H) 2.96 (dd, J = 6.1 Hz, 5.1 Hz,1 H) 2.59 (d, J = 6.3 Hz, 2 H)
得られたジペプチドのＮＭＲデータを以下に示す。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.55 (bs, 1 H) 7.71 (dd, J = 9.7, 6.0 Hz, 2 H) 7.52(t, J = 6.2 Hz, 2 H) 7.34 (m, 8 H) 7.20 (m, 12 H) 7.05 (m, 4 H) 6.51 (d, J = 6.1 Hz, 1 H) 5.20 (d, J = 6.0 Hz, 1 H) 4.74 (dd, J = 5.3 Hz, 5.0 Hz, 1 H) 4.36 (t,J = 5.4 Hz, 1 H) 4.26 (t, J = 5.6 Hz, 1 H) 4.13 (t, J = 5.5 Hz, 1 H) 3.72 (d, J= 4.8 Hz, 1 H) 3.11 (dd, J = 7.0 Hz, 4.0 Hz, 1 H) 2.96 (dd, J = 6.1 Hz, 5.1 Hz,1 H) 2.59 (d, J = 6.3 Hz, 2 H)
反応後の生成物を分析の結果、目的物であるジペプチドは、カップリング収率が８２％であった。また、ＨＰＬＣにより取得されたＵＶ吸収強度の面積比は、目的物：９９．９％以上、エピマー：検出限界以下であり、エピマー生成率はＨＰＬＣによる検出限界以下であった。
＜実施例２＞
［原料］
カルボン酸として用いたアミノ酸には、アミノ基がＺ基によって保護されたフェニルグリシンであるＺ−Ｐｈｇ−ＯＨ（市販品）を用いた。アミンとして用いたアミノ酸には、フェニルアラニン（カルボシキル基に保護修飾を有さない無保護アミノ酸）である、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨを用いた。
［原料］
カルボン酸として用いたアミノ酸には、アミノ基がＺ基によって保護されたフェニルグリシンであるＺ−Ｐｈｇ−ＯＨ（市販品）を用いた。アミンとして用いたアミノ酸には、フェニルアラニン（カルボシキル基に保護修飾を有さない無保護アミノ酸）である、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨを用いた。
［酸アミドのフロー合成］
カルボン酸として用いたアミノ酸と、アミンとして用いたアミノ酸とのカップリング反応を行った。カップリング反応は、ＰＴＦＥ製チューブ（内径０．８ｍｍ，外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製チューブ（内径０．８ｍｍ，外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製継手とＴ字型ミキサーとＶ字型ミキサーで構成された流通系反応装置を用いた。反応前の溶液は３つに分けて調製した。第１の溶液は、カルボン酸として用いたＺ−Ｐｈｇ−ＯＨと、ＤＩＥＡとＮ−メチルモルホリンとを、アセトニトリル３．２ｍＬに溶解（濃度０．３３３Ｍ）して得た。第２の溶液は、クロロギ酸イソブチルを、アセトニトリル６．０ｍＬに溶解（濃度０．２４０ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。第３の溶液は、アミンとして用いたＨ−Ｐｈｅ−ＯＨをＮａＯＨ水溶液（１ｍｏｌ／ｄｍ３ ＮａＯＨ水溶液２．１ｍＬと水３．７２ｍＬとの混合物）５．８２ｍＬに溶解（アミノ酸の濃度０．３４０ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。流通系反応装置中でのそれぞれのモル濃度の比は、Ｚ−Ｐｈｇ−ＯＨ（カルボン酸）１．０に対して、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨ（アミン）が１．７、ＤＩＥＡが１．０、Ｎ−メチルモルホリンが１．０、クロロギ酸イソブチルが１．２、ＮａＯＨが１．７とした。
カルボン酸として用いたアミノ酸と、アミンとして用いたアミノ酸とのカップリング反応を行った。カップリング反応は、ＰＴＦＥ製チューブ（内径０．８ｍｍ，外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製チューブ（内径０．８ｍｍ，外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製継手とＴ字型ミキサーとＶ字型ミキサーで構成された流通系反応装置を用いた。反応前の溶液は３つに分けて調製した。第１の溶液は、カルボン酸として用いたＺ−Ｐｈｇ−ＯＨと、ＤＩＥＡとＮ−メチルモルホリンとを、アセトニトリル３．２ｍＬに溶解（濃度０．３３３Ｍ）して得た。第２の溶液は、クロロギ酸イソブチルを、アセトニトリル６．０ｍＬに溶解（濃度０．２４０ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。第３の溶液は、アミンとして用いたＨ−Ｐｈｅ−ＯＨをＮａＯＨ水溶液（１ｍｏｌ／ｄｍ３ ＮａＯＨ水溶液２．１ｍＬと水３．７２ｍＬとの混合物）５．８２ｍＬに溶解（アミノ酸の濃度０．３４０ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。流通系反応装置中でのそれぞれのモル濃度の比は、Ｚ−Ｐｈｇ−ＯＨ（カルボン酸）１．０に対して、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨ（アミン）が１．７、ＤＩＥＡが１．０、Ｎ−メチルモルホリンが１．０、クロロギ酸イソブチルが１．２、ＮａＯＨが１．７とした。
流通系反応装置中でカップリングを行うために、初めに、第１の溶液と第２の溶液とをＴ字型ミキサーにて混合し、流通系反応装置中で５秒間反応させることで混合酸無水物を得た。その後すぐさま混合酸無水物を含む反応溶液と第３の溶液とを新たなＶ字型ミキサーを用いて混合し、流通系反応装置中で１０秒間反応させた。これらの反応は全て２０℃で実施し、それぞれの反応前の溶液がミキサーへ到達する前に熱交換を行うための時間として１０秒を設定した。各種溶液はシリンジポンプを用いて流出した。各ポンプの流量はそれぞれ、第１の溶液が１．２ｍＬ／ｍｉｎ、第２の溶液が２．０ｍＬ／ｍｉｎ、第３の溶液が２．０ｍＬ／ｍｉｎとした。
〔分析法〕
反応後の生成物をカラムクロマトグラフィーにより単離後、ＮＭＲ解析にて同定した。
反応後の生成物をカラムクロマトグラフィーにより単離後、ＮＭＲ解析にて同定した。
目的物の収率は、単離精製した目的物の重量から算出した。即ち、カルボン酸のモル当量比を１．０とし、単離されたジペプチドの重量から、カルボン酸がカップリングした割合を算出した。
エピマー生成率は、単離精製したアミドの異性体をＨＰＬＣによって分離し、目的物のアミドとエピマーのＵＶ吸収強度の面積比からエピマー生成率を算出した。
〔結果〕
得られたジペプチドのＮＭＲデータを以下に示す。
1H NMR (400 MHz, MeOD+CDCl3): δ 7.30-7.11 (m, 15 H) 5.31 (s, 1 H) 5.06 (dd, J = 12.3 Hz, 5.4 Hz, 2 H) 4.71 (t, J = 6.9 Hz, 1 H) 3.19 (dd, J = 8.2 Hz, 5.3 Hz, 1 H) 3.01 (dd, J = 7.3 Hz, 6.4 Hz, 1 H)
得られたジペプチドのＮＭＲデータを以下に示す。
1H NMR (400 MHz, MeOD+CDCl3): δ 7.30-7.11 (m, 15 H) 5.31 (s, 1 H) 5.06 (dd, J = 12.3 Hz, 5.4 Hz, 2 H) 4.71 (t, J = 6.9 Hz, 1 H) 3.19 (dd, J = 8.2 Hz, 5.3 Hz, 1 H) 3.01 (dd, J = 7.3 Hz, 6.4 Hz, 1 H)
反応後の生成物を分析した結果、目的物であるジペプチドは、カップリング収率が88%であった。また、ＨＰＬＣにより取得されたＵＶ吸収強度の面積比は、目的物：９９．９％以上、エピマー：検出限界以下であり、エピマー生成率はＨＰＬＣによる検出限界以下であった。
＜実施例３＞
［原料］
カルボン酸として用いたペプチドには、アミノ基がBoc基によって保護されたアラニンと、ヒドロキシ基がＢｚｌ基によって保護されたセリンのジペプチドである、Ｂｏｃ−Ａｌａ−Ｓｅｒ（Ｂｚｌ）−ＯＨ（市販品より流通系反応装置にて合成）を用いた。アミンとして用いるアミノ酸には、フェニルアラニン（カルボシキル基に保護修飾を有さない無保護アミノ酸）である、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨを用いた。
［原料］
カルボン酸として用いたペプチドには、アミノ基がBoc基によって保護されたアラニンと、ヒドロキシ基がＢｚｌ基によって保護されたセリンのジペプチドである、Ｂｏｃ−Ａｌａ−Ｓｅｒ（Ｂｚｌ）−ＯＨ（市販品より流通系反応装置にて合成）を用いた。アミンとして用いるアミノ酸には、フェニルアラニン（カルボシキル基に保護修飾を有さない無保護アミノ酸）である、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨを用いた。
［酸アミドのフロー合成］
カルボン酸として用いたジペプチドと、アミンとして用いたアミノ酸とのカップリング反応を行った。カップリング反応は、ＰＴＦＥ製チューブ（内径０．８ｍｍ，外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製チューブ（内径０．８ｍｍ，外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製継手とＴ字型ミキサーとＶ字型ミキサーで構成された流通系反応装置を用いた。反応前の溶液は３つに分けて調製した。第１の溶液は、カルボン酸として用いたＢｏｃ−Ａｌａ−Ｓｅｒ（Ｂｚｌ）−ＯＨと、ＤＩＥＡとＮ−メチルモルホリンとを、アセトニトリル３．１ｍＬに溶解（濃度０．３３３ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。第２の溶液は、クロロギ酸イソブチルをアセトニトリル６．０ｍＬに溶解（濃度０．２４０ｍｏｌ／ｄｍ３）した。第３の溶液は、アミンとして用いたＨ−Ｐｈｅ−ＯＨ、アセトニトリル／ＮａＯＨ水溶液（１Ｍ ＮａＯＨ水溶液２．１０ｍＬとアセトニトリル３．７２ｍＬとの混合物）を体積比（アセトニトリル：ＮａＯＨ水溶液）２：１で混合した混合溶媒５．８２ｍＬに溶解（アミノ酸の濃度０．３４０ｍｏｌ／ｄｍ３）した。フロー反応系中でのそれぞれのモル濃度の比は、Ｂｏｃ−Ａｌａ−Ｓｅｒ（Ｂｚｌ）−ＯＨ１．０に対して、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨが１．７、ＤＩＥＡが１．０、Ｎ−メチルモルホリンが１．０、クロロギ酸イソブチルが１．２、ＮａＯＨが１．７とした。
カルボン酸として用いたジペプチドと、アミンとして用いたアミノ酸とのカップリング反応を行った。カップリング反応は、ＰＴＦＥ製チューブ（内径０．８ｍｍ，外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製チューブ（内径０．８ｍｍ，外径１．５９ｍｍ）とＳＵＳ製継手とＴ字型ミキサーとＶ字型ミキサーで構成された流通系反応装置を用いた。反応前の溶液は３つに分けて調製した。第１の溶液は、カルボン酸として用いたＢｏｃ−Ａｌａ−Ｓｅｒ（Ｂｚｌ）−ＯＨと、ＤＩＥＡとＮ−メチルモルホリンとを、アセトニトリル３．１ｍＬに溶解（濃度０．３３３ｍｏｌ／ｄｍ３）して得た。第２の溶液は、クロロギ酸イソブチルをアセトニトリル６．０ｍＬに溶解（濃度０．２４０ｍｏｌ／ｄｍ３）した。第３の溶液は、アミンとして用いたＨ−Ｐｈｅ−ＯＨ、アセトニトリル／ＮａＯＨ水溶液（１Ｍ ＮａＯＨ水溶液２．１０ｍＬとアセトニトリル３．７２ｍＬとの混合物）を体積比（アセトニトリル：ＮａＯＨ水溶液）２：１で混合した混合溶媒５．８２ｍＬに溶解（アミノ酸の濃度０．３４０ｍｏｌ／ｄｍ３）した。フロー反応系中でのそれぞれのモル濃度の比は、Ｂｏｃ−Ａｌａ−Ｓｅｒ（Ｂｚｌ）−ＯＨ１．０に対して、Ｈ−Ｐｈｅ−ＯＨが１．７、ＤＩＥＡが１．０、Ｎ−メチルモルホリンが１．０、クロロギ酸イソブチルが１．２、ＮａＯＨが１．７とした。
流通系反応装置中でカップリングを行うために、初めに、第１の溶液と第２の溶液とをＴ字型ミキサーにて混合し、流通系反応装置中で５秒間反応させることで混合酸無水物を得た。その後すぐさま混合酸無水物を含む反応溶液と第３の溶液とを新たなＶ字型ミキサーを用いて混合し、流通系反応装置中で１０秒間反応させた。これらの反応は全て２０℃で実施し、それぞれの反応前の溶液がミキサーへ到達する前に熱交換を行うための時間として１０秒を設定した。各種溶液はシリンジポンプを用いて流出した。各ポンプの流量はそれぞれ、第１の溶液が１．２ｍＬ／ｍｉｎ、第２の溶液が２．０ｍＬ／ｍｉｎ、第３の溶液が２．０ｍＬ／ｍｉｎとした。
〔分析法〕
・反応後の生成物を再結晶による単離後、ＮＭＲ解析にて同定した。
・反応後の生成物を再結晶による単離後、ＮＭＲ解析にて同定した。
目的物の収率は、単離精製した目的物の重量から算出した。即ち、カルボン酸のモル当量比を１．０とし、単離されたトリペプチドの重量から、カルボン酸がカップリングした割合を算出した。
エピマー生成率は、単離精製したアミドの異性体をＨＰＬＣによって分離し、目的物のアミドとエピマーのＵＶ吸収強度の面積比からエピマー生成率を算出した。
〔結果〕
得られたジペプチドのＮＭＲデータを以下に示す。
1H NMR (400 MHz, MeOD+CDCl3): δ 7.97 (s, 1 H) 7.35-7.14 (m, 9 H) 4.71-4.64 (m,1 H) 4.55 (bs, 1 H) 4.52 (d, J = 2.8 Hz, 2 H) 4.09 (bd, J = 6.7 Hz, 1 H) 3.75 (dd, J = 5.1 Hz, 4.5 Hz, 1 H) 3.67 (dd, J = 5.1 Hz, 4.6 Hz, 1 H) 3.18 (dd, J = 8.5 Hz, 5.4 Hz, 1 H) 3.03 (dd, J = 7.4 Hz, 6.5 Hz, 1 H) 1.42 (s, 9 H) 1.27 (d, J =7.2 Hz, 3 H)
得られたジペプチドのＮＭＲデータを以下に示す。
1H NMR (400 MHz, MeOD+CDCl3): δ 7.97 (s, 1 H) 7.35-7.14 (m, 9 H) 4.71-4.64 (m,1 H) 4.55 (bs, 1 H) 4.52 (d, J = 2.8 Hz, 2 H) 4.09 (bd, J = 6.7 Hz, 1 H) 3.75 (dd, J = 5.1 Hz, 4.5 Hz, 1 H) 3.67 (dd, J = 5.1 Hz, 4.6 Hz, 1 H) 3.18 (dd, J = 8.5 Hz, 5.4 Hz, 1 H) 3.03 (dd, J = 7.4 Hz, 6.5 Hz, 1 H) 1.42 (s, 9 H) 1.27 (d, J =7.2 Hz, 3 H)
反応後の生成物を分析した結果、目的物であるトリペプチドは、カップリング収率が７７％であった。また、ｃｒｕｄｅのＨＰＬＣ分析により取得されたＵＶ吸収強度の面積比は、目的物：９９．９％、エピマー：０．１％であり、エピマー生成率は０．１％程度であった。
実施例１〜３に示す方法によれば、無保護アミノ酸（少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン）を原料に用い、カルボン酸に対するアミンのモル当量比が１．７：１であり、反応時間が１０秒という短い時間であるにもかからわず、高いカップリング収率を達成でき、且つエピマー生成率も非常に低く抑えることができた。
以上、この発明の実施形態について化学式及び図面を参照して詳述してきたが、実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は各実施形態によって限定されることはなく、請求項（クレーム）の範囲によってのみ限定される。
１…流通系反応装置、１１，１２，１３，１４…タンク、２１，２２，２３…ポンプ、３１，３２…混合機、ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５…流路
Claims (20)
- カルボン酸又はカルボン酸活性種、及び有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記カルボン酸又は前記カルボン酸活性種と前記アミンと反応させてアミドを得ることを含む、アミドの製造方法。 - 前記混合の前に、カルボン酸を活性化させ、前記カルボン酸活性種を得ることを含む、請求項１に記載のアミドの製造方法。
- カルボン酸及び活性化剤を混合して得られた混合物を反応させた生成物、及び有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記生成物と前記アミンとを反応させてアミドを得ることを含む、請求項１又は２に記載のアミドの製造方法。 - 前記混合の前にカルボン酸及び活性化剤を混合して得られた混合物を反応させることを含む、請求項３に記載のアミドの製造方法。
- 前記第１の組成物が前記カルボン酸活性種を含み、前記カルボン酸活性種が、混合酸無水物、混合炭酸無水物、酸アジド、酸ハロゲン化物、ベンゾトリアゾールアミド、ペンタフルオロフェノールエステル、パラニトロフェノールエステル、及びスクシンイミドエステルからなる群から選択されるいずれか一種以上である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
- 前記混合酸無水物が、クロロギ酸イソプロピル、クロロギ酸イソブチル、クロロギ酸エチル、クロロギ酸２，４−ジメチル−３−ペンチル、ブロモギ酸イソプロピル、ブロモギ酸イソブチル、ブロモギ酸エチル、及びブロモギ酸２，４−ジメチル−３−ペンチルからなる群から選択されるいずれか一種以上により合成される、請求項５に記載のアミドの製造方法。
- 前記活性化剤がハロゲン化ギ酸エステルであり、
前記第１の組成物が、カルボン酸と、前記ハロゲン化ギ酸エステルと、前記ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基と、を混合して得られた混合物を反応させた生成物、及び有機溶媒を含む、請求項３〜６のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。 - 前記ハロゲン化ギ酸エステルを活性化する第２の塩基が、第三級アミン、４−メチルモルホリン、ピリジン、ピリジン誘導体、イミダゾール、イミダゾール誘導体及び１，４−ジアザビシクロ［２，２，２］オクタンからなる群から選択されるいずれか一種以上である、請求項７に記載のアミドの製造方法。
- 第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させた生成物、及び有機溶媒を含む、第１の組成物と、
少なくとも１つのカルボキシル基を有するアミン、及び水を含む第２の組成物と、
を混合することにより、前記生成物と前記アミンとを反応させてアミドを得ることを含む、請求項１又は２に記載のアミドの製造方法。 - 前記混合の前に、第一のカルボン酸及び第二のカルボン酸を混合して得られた混合物を反応させることを含む、請求項９に記載のアミドの製造方法。
- 前記第１の組成物が、前記第一のカルボン酸、前記第二のカルボン酸、及びホスゲン又は反応系内で分解してホスゲンを生成するホスゲン等価体を混合して、前記カルボン酸同士を脱水縮合させた生成物、並びに前記有機溶媒を含む、請求項１０に記載のアミドの製造方法。
- 前記カルボン酸が、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
- 前記アミンが、アミノ酸又はアミノ酸誘導体である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
- 前記アミンが、側鎖の官能基が保護されていてもよく、アミノ基及びカルボキシル基が保護修飾されていない無保護アミノ酸である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
- 前記アミノ酸又はアミノ酸誘導体が、タンパク質を構成し遺伝情報としてコードされている２０種類のアミノ酸又はその誘導体である、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
- 前記第１の組成物と前記第２の組成物とを混合することを、流通系反応装置で行う、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
- 前記流通系反応装置における、前記第１の組成物の送液速度が２ｍＬ／ｍｉｎ以上であり、前記第２の組成物の送液速度が２ｍＬ／ｍｉｎ以上である、請求項１６に記載のアミドの製造方法。
- 前記第２の組成物、又は、前記第１の組成物と前記第２の組成物との混合物が、塩基を含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
- 前記第２の組成物において、溶媒に該当する成分１００体積％に対する、水の含有量の割合が、１０〜１００体積％である、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
- 前記有機溶媒が水と相溶する、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のアミドの製造方法。
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