シス−４−ヒドロキシプロリンの製造法
【課題】 医薬や農薬の原料として有用であるシス−４−ヒドロキシプロリンを工業的に適した方法で製造する。
【解決手段】 一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１は、炭素数１〜６のアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基を示す。）で表されるヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解し、さらに有機塩基で中和した後、アルコールで希釈することによりシス−４−ヒドロキシプロリンを製造するシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【解決手段】 一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１は、炭素数１〜６のアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基を示す。）で表されるヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解し、さらに有機塩基で中和した後、アルコールで希釈することによりシス−４−ヒドロキシプロリンを製造するシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医薬や農薬原料として有用なシス−４−ヒドロキシプロリンの工業的に有利な製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シス−４−ヒドロキシプロリンの製造法としては微生物を用いる方法や化学的に合成する方法が知られている。
【０００３】
微生物を用いる方法としては、４（Ｓ）−ヒドロキシ−２−ケトグルタル酸アルドラーゼ遺伝子をコードするＤＮＡ断片を含む組み換えＤＮＡを保有する組み換え微生物を用いた方法（例えば特許文献１）、４−ヒドロキシ−２−ケトグルタル酸を４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンに転換する活性を有する微生物を４−ヒドロキシ−２−ケトグルタル酸に作用させる方法（例えば特許文献２）などが挙げられる。しかし、前者の製法は収量が低い点で、後者の製法は４（Ｓ）体と４（Ｒ）体が同時に生成されるため、分離精製に煩雑な工程を要する点で工業的な方法として用いることは適さない。
【０００４】
化学的合成方法としては、（ｉ）ニトロンを出発原料とする合成方法（例えば特許文献３）、
【０００５】
【化１】
【０００６】
（ii）トランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを出発原料とする合成方法（例えば特許文献４）、
【０００７】
【化２】
【０００８】
などが知られている。
【０００９】
前記（ｉ）のニトロンを出発原料とする方法は工程数が多く、また使用する原料も汎用性が低く工業的に安価に製造することは難しい。（ii）のトランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンのヒドロキシル基を立体反転する方法についてはアゾジカルボン酸ジエチル（ＤＥＡＤ）やアジ化ナトリウム（ＮａＮ３）を使用しており、原料の価格や安全性を考慮すると工業的に製造することは難しい。
【００１０】
また、（iii）シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン誘導体を効率良く得る方法として、トランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン誘導体を塩基性化合物水溶液で加水分解することにより得る方法（例えば特許文献５）
【００１１】
【化３】
【００１２】
が知られている。
【００１３】
（iii）には効率的なシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン誘導体の製造法が記載されているが、脱保護したシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを単離する方法については記載されていない。（iii）で示される化合物のベンジルオキシカルボニル基の脱保護反応は一般的に白金やパラジウムといった金属触媒下で接触水素化反応が用いられる。しかし、使用する触媒が高価であること、専用設備を必要とすることから手間とコストがかかる。それ以外のベンジルオキシカルボニル基を脱保護する方法としては塩酸等の強酸を用いた脱保護の方法が知られているが、その場合、副生するベンジルクロライド等の不純物により不純物の増加が懸念される。一方でヒドロキシプロリンは医薬中間体用途であることから要求品質は９９．０％以上の純度が求められるため、所望の品質のヒドロキシプロリンを得るためには不純物や無機酸などを除去するための高度な精製が必要となる。例えば、ヒドロキシプロリン塩酸塩からヒドロキシプロリンを単離する方法としてはカラムクロマトグラフィーやイオン交換膜を用いて電気的に分離する方法が挙げられるが、カラムクロマトグラフィーは大きなスケールでの実施は困難であり、またイオン交換膜は専用の設備が必要となるため容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−５６３７９号公報
【特許文献２】特開平３−２６６９９５号公報
【特許文献３】特開２００２−８８０５９号公報
【特許文献４】ＷＯ０７／１０７００８
【特許文献５】特開２００５−１１２７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、工業的に簡便な方法で高純度なヒドロキシプロリンを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは前記課題を解決する方法について鋭意検討した結果、上記目標を達成できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明は、一般式（１）
【００１８】
【化４】
【００１９】
（式中、Ｒ１は、炭素数１〜６のアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基を示す。）で表されるヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解し、さらに有機塩基で中和した後、アルコールで希釈することによりシス−４−ヒドロキシプロリンを製造するシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体を出発原料とし、簡便かつ収率良く工業的に適した方法でシス−４−ヒドロキシプロリン、及び光学活性な３−ヒドロキシピロリジンが得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を具体的に述べる。本発明は、一般式（１）で示される
【００２２】
【化５】
【００２３】
ヒドロキシプロリン誘導体を使用する。一般式（１）において、Ｒ１は、炭素数１〜６のアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基のいずれかである。炭素数１〜６のアルキルカルボニル基は、好ましくは、アセチル基、エチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基であり、より好ましくは、アセチル基である。アリールカルボニル基は、好ましくは、ベンゾイル基、ベンジルカルボニル基であり、より好ましくは、ベンゾイル基である。アルコキシカルボニル基は、好ましくは、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロキシカルボニル、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基であり、より好ましくは、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基である。アラルキルオキシカルボニル基は、好ましくは、ベンジルオキシカルボニル基、フェニルエトキシ基、フェニルプロポキシ基であり、より好ましくは、ベンジルオキシカルボニル基である。Ｒ１は、好ましくは、アラルキルオキシカルボニル基、または、アルコキシカルボニル基である。Ｒ１は、より好ましくは、アセチル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、または、ベンジルオキシカルボニル基であり、特に好ましくは、ベンジルオキシカルボニル基である。
【００２４】
また、一般式（１）で示されるシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体は塩基との塩の状態であっても用いることができる。シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体の塩は、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、炭酸ナトリウム塩、炭酸カリウム塩などのアルカリ金属炭酸塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩、ピリジン、トリエチルアミン等の含窒素有機塩基との塩が挙げられる。
【００２５】
本発明では、ヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解する。シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体に対して、好ましくは、等モル以上、より好ましくは１〜３０モル倍の水を共存させてシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体を塩酸触媒で加水分解反応を行う。触媒として使用する塩酸には水や有機溶媒が含まれていてもよい。触媒として、工業スケールで入手が容易な濃塩酸（３５〜３７％水溶液）をそのまま用いても良く、また希釈して用いても良い。その他、濃塩酸や塩化水素ガスを有機溶媒などで希釈して用いてもよい。
【００２６】
ヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解する時、シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体は、有機溶媒に溶解し、溶液として取り扱うことが操作上好ましい。このとき用いる有機溶媒としては溶解性の高いテトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテルが好ましく、経済性を考慮するとテトラヒドロフランがより好ましい。
【００２７】
ヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解する時、有機溶媒にシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体を溶解した液に水を加えた後、塩酸を加えることが好ましい。塩酸の使用量は、シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体に対して等モル以上を加えることが好ましく、１〜２０モル倍がより好ましく、生産性を考慮すると３〜１０モル倍がさらにより好ましい。塩酸触媒下で加水分解する時の温度は、好ましくは、０〜１００℃であり、より好ましくは５０〜９５℃、さらにより好ましくは７０〜９０℃である。
【００２８】
加水分解反応の終了は高速液体クロマトグラフィー（以下ＨＰＬＣと略す）等の分析により、原料であるシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体の消失を確認することが好ましい。
【００２９】
加水分解反応終了後は、通常、静置することで容易に二層に分かれるため、好ましくは、分液操作により分離する。分離した水層は、シス−４−ヒドロキシプロリンの濃度が、好ましくは、２０〜６０％、より好ましくは２５〜５０％、さらにより好ましくは３０〜４０％になるまで減圧下で濃縮する。
【００３０】
本発明では、ヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解し、さらに有機塩基で中和する。濃縮後、シス−４−ヒドロキシプロリンは、通常、塩酸塩のスラリーとして析出してくるため、高純度のシス−４−ヒドロキシプロリンを得るには塩酸を除去することが好ましい。
【００３１】
使用する有機塩基は、含窒素有機塩基が好ましい。含窒素有機塩基としては、ピリジン、キノリン、４−ジメチルアミノピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、ヘキサメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、および、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン等が挙げられるが、好ましくは、ピリジン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、特に好ましくは、トリエチルアミンを用いる。ここで、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのような無機塩基を用いると、副生する無機塩が除去できない。
【００３２】
中和の終点は、ｐH４．７〜ｐH７．７が好ましく、より好ましくはｐH５．２〜ｐH６．５である。このときｐＨがｐH４．７〜ｐH７．７を外れると収率の低下につながる場合がある。
【００３３】
塩酸触媒下で加水分解したヒドロキシプロリン誘導体を、単離する方法としては、有機塩基で中和したのち、晶析による分離が好ましい。
【００３４】
本発明では、ヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解し、さらに有機塩基で中和した後、アルコールで希釈することによりシス−４−ヒドロキシプロリンを製造する。ここで用いるアルコールとしては、炭素数１〜５のアルコール類等から選ばれる少なくとも１種類以上のアルコールを用いることが好ましい。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどが挙げることができ、より好ましくはメタノール、エタノールであり、特に好ましくはメタノールである。また、この時アルコール内に他の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素などの有機溶媒が混在していてもよい。
【００３５】
アルコールの使用量は。ヒドロキシプロリン誘導体に対し、好ましくは、０．５〜１０倍、より好ましくは１〜５倍、特に好ましくは２〜３倍である。
【００３６】
アルコールで希釈後の温度は、−１０〜５０℃が好ましく、より好ましくは０〜３０℃、さらに好ましくは１０〜２０℃である。アルコールで希釈後、続けて熟成を行うことが好ましい。熟成後、スラリーを固液分離し、さらに真空乾燥機で乾燥することで高純度のシス−４−ヒドロキシプロリンを単離することができる。
【００３７】
以上の本発明に記載の方法により、専用設備を用いることなく汎用マルチプラントで脱保護反応を行い、さらに高純度のヒドロキシプロリンを単離することができる。
【００３８】
シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体は、光学活性なシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体であるＬ体（２Ｓ，４Ｒ）、Ｄ体（２Ｒ，４Ｓ）のいずれであっても同様に使用することができる。また高純度なシス−４−ヒドロキシプロリンを得るためには高純度のシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体を原料として用いることが好ましい。シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体は、位置異性体であるトランス−４−ヒドロキシプロリン誘導体は５％以下が好ましく、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは２％以下である。さらに、原料として光学活性シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体を使用すると、光学活性ヒドロキシプロリンを得ることができる。
【００３９】
また、上記工程で得られた光学活性なシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンは、脱炭酸反応を行うことで光学活性な（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジンを得ることができる。以下に詳細を記載する。
【００４０】
本反応では原料の立体が保持されるため、より光学純度の高い製品を得るためにはシス／トランス比が９９．０／１．０以上、好ましくは９９．５／０．５以上の高純度なシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを用いることが好ましい。
【００４１】
光学活性シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンをケトン溶媒下で加熱することでイミンが形成されて脱炭酸できるが、用いるケトン溶媒としては高沸点が好ましく用いることができ、特に好ましくはジイソブチルケトンが例示できる。また溶媒の使用量は１〜２０モル倍が好ましく、より好ましくは２〜１０モル倍、特に好ましくは３〜５モル倍である。
【００４２】
反応温度は、好ましくは１５０〜２００℃であり、特に好ましくは１５０〜１７０℃である。反応時間は反応温度によって異なるが、好ましくは１〜２０時間、より好ましくは２〜１０時間である。
【００４３】
反応終了後は０〜６０℃、好ましくは２０〜４０℃に冷却した後、水を加えて加水分解する。水の添加量としては、光学活性シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンに対して等モル以上、好ましくは１〜５モル倍が好ましい。
【００４４】
さらに分液、濃縮、減圧蒸留で精製することにより光学活性な（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジンを得ることができる。
【実施例】
【００４５】
以下実施例により本発明を説明する。なお実施例において、反応液の組成分析はＨＰＬＣで分析した。分析条件は対象物によって異なるため一律には記載できないが、代表例としてシス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの分析条件、（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジンの化学純度、光学純度分析条件を記載する。
【００４６】
＜シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン分析条件（ＨＰＬＣ）＞
カラム：ＣＡＰＣＥＬＬ ＰＡＫ Ｃ１８（ＳＧ１２０），５μｍ １５０ｍｍ＊４．６ｍｍφ（株式会社資生堂製）
移動層Ａ：５ｍＭドデシル硫酸ナトリウム＋２０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ２．８調整）
移動層Ｂ：アセトニトリル
Ａ／Ｂ＝８０／２０（１０分）−１０分→４５／５５（２５分）
流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
温度：４０℃
検出器波長：２１０ｎｍ
保持時間：
１．８分：シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン
３．４分：トランス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン
４．８分：シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン 。
【００４７】
＜（Ｓ）−３−ヒドロキピロリジンの化学純度分析（ガスクロマトグラフィー）＞
カラム：ＩｎｅｒｔＣａｐ１ ６０ｍ×０．２５ｍｍ，０．４μｍ（ジーエルサイエンス株式会社製）
検出器：ＦＩＤ
キャリアガス：ヘリウム
カラム温度：７０℃（１０分）→＋２０℃／分→２７０℃（２０分）
カラム流量：２．８ｍｌ／ｍｉｎ
保持時間：（Ｓ）−３−ヒドロキピロリジン：９．０分 。
【００４８】
＜（Ｓ）−３−ヒドロキピロリジンの光学純度分析（ＨＰＬＣ）＞
光学純度は（Ｓ）−３−ヒドロキピロリジンをジパラトルオイル−Ｌ−酒石酸無水物で誘導体化し、その誘導体をＨＰＬＣで分析する。
【００４９】
カラム：ＣＡＰＣＥＬＬ ＰＡＫ Ｃ１８（ＳＧ１２０），５μｍ １５０ｍｍ＊４．６ｍｍφ（株式会社資生堂製）
溶離液：０．０３％アンモニア水（ｐＨ５．５酢酸調整）／アセトニトリル＝６４／３６
流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
温度：４０℃
検出波長：２４４ｎｍ
保持時間：
（Ｓ）−３−ヒドロキピロリジン誘導体：３４．０分
（Ｒ）−３−ヒドロキピロリジン誘導体：３７．０分
光学純度（％ｅ．ｅ．）＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）×１００（Ａ及びＢは対応する鏡像異性体量を表し、Ａ＞Ｂである）。
【００５０】
また、実施例で使用した試薬は特に注記のない限り市販の試薬１級グレード品を使用した。
【００５１】
参考例１
温度計、滴下ロート、攪拌機を備えた３０００ｍｌの４つ口フラスコにメタノール１７７１ｇ、トランス−Ｌ−ヒドロキシプロリン３５４ｇ（２．７０モル）を加えた。１５℃に冷却し、攪拌しながら滴下ロートを用いて塩化チオニル１９３ｇを１時間かけて滴下した。滴下終了後６０℃に昇温して５時間熟成した。次いで温度を保ちながら１３ｋＰａで減圧濃縮を行いメタノールを留出させて、トランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステルを含む８２７ｇのスラリーを得た（トランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステル２．６５モル（収率９５．７％）含有）。
【００５２】
参考例２
参考例１のスラリー８２７ｇに水３５４ｇと炭酸ナトリウム３５８ｇを添加した。温度を１０℃に冷却しながら滴下ロートにて約３時間かけてベンジルオキシカルボニルクロライド４８４ｇを滴下添加した。滴下終了後は２０℃で２時間反応熟成した後、トルエン５３１ｇを加え分液してトランス−ベンジルオキシカルボニル−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステルを抽出した。分液した水層側からはさらにトルエン１７７ｇを加えてトランス−ベンジルオキシカルボニル−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステルを抽出した。分液した２種類のトルエン層は混合した後、６０℃で８ｋＰａの減圧下で濃縮し、トランス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステルの粗体７９９ｇを得た（トランス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステル２．４１モル（収率９１．６％）含有）。
【００５３】
参考例３
参考例２で得た粗体にトルエン７９９ｇ、トリエチルアミン３７３ｇを混合した後、温度を５℃以下に冷却した。温度を保ちながら滴下ロートを用いてメタンスルホニルクロライドを２時間かけて滴下混合し、さらに２０℃で２時間熟成した。反応の熟成終了後、１０％食塩水４６０ｇを加えて洗浄し、分液した。分液した水層側にはトルエン２８３ｇを加えて抽出した。抽出したトルエン層側は混合し、５０℃で５ｋＰａの減圧下で濃縮し、トランス−ベンジルオキシカルボニル−４−メタンスルホニルオキシ−Ｌ−プロリンメチルエステルの粗体９２８ｇを得た（トランス−ベンジルオキシカルボニル−４−メタンスルホニルオキシ−Ｌ−プロリンメチルエステル２．３５モル（収率９７．５％）含有）。
【００５４】
参考例４
参考例３で得た粗体９２８ｇに水７０８ｇ、４８％苛性ソーダ３３７ｇを加えた後、８０℃に昇温して３時間反応熟成した。熟成終了後、同温度条件で１３ｋＰａに減圧して１４６ｇを留出させた。濃縮後、温度を２０℃に冷却して４８％苛性ソーダ１８０ｇを添加し、２５℃で１２時間熟成した。反応液中のシス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの含量は２．１９モル（トランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンからの収率は８１．０％）であった。
【００５５】
加水分解反応液にトルエン３５ｇを加えて、４０℃で７ｋＰａ減圧下で濃縮し、３３２ｇを留出させた。濃縮した液に濃硫酸１６１ｇを滴下してｐＨ１．３に調製した。酸性に調製した後、テトラヒドロフラン７１０ｇ、水３５４ｇを加えて分液した。分離した水層側にさらにテトラヒドロフラン３５６ｇを加えて分液した。分液したテトラヒドロフラン層側は混合した後、４０℃で２６ｋＰａ減圧下で濃縮し、濃縮液８９６ｇを得た（シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン２．１２モル（収率９０．２％）含有，シス／トランス＝９８．３／１．７）。
【００５６】
実施例１
参考例４で得た濃縮液８９６ｇ（シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン２．１２モル含有，シス／トランス＝９８．３／１．７）に水５６９ｇ、濃塩酸８７６ｇ（４．０モル倍）を添加した。温度を８０℃に昇温し、３時間熟成した。シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの転化率は９８．６％であった。
【００５７】
反応終了後、トルエン３３５ｇを加えて分液した。分離した水層側を５０℃で５ｋＰａの減圧下で濃縮して７４３ｇのスラリーを得た。スラリー中にトリエチルアミン４１５ｇを滴下してｐＨ６．０に調製した。ｐＨを調製した後、メタノール１３８９ｇを加えて希釈し、１０℃で１２時間熟成した。熟成したスラリーを遠心脱水機にて固液分離を行い、水分を含有したケーク２６２ｇが得られた。さらに４０℃で２ｋＰａ以下の条件で５時間真空乾燥することにより、シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン２２９ｇ（１．７４モル）を取得した。シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンからの収率は８２．９％であった。
【００５８】
シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの乾燥品を分析したところ純度９９．６％、異性体のトランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン含量０．０５％、塩素含量は０．０８％であった。
【００５９】
比較例１
参考例４と同じ方法で得たシス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン５０．０ｇ（０．１９モル）、水１６６．１ｇ、濃塩酸１９６．４ｇ（１０モル倍）を混合し、８０℃に昇温して１時間反応させたところ、シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの転化率は９９．１％だった。
【００６０】
反応液にトルエン３０．４ｇを加えて分液した。分離した水層３８２．８ｇを５０℃、５ｋＰａ条件下で濃縮して２１６．８ｇの濃縮液を得た。スラリーに４８％水酸化ナトリウム水溶液３８．７ｇを滴下してｐＨ６．８に中和し、さらに５ｋＰａの減圧下にて濃縮を行い１１２．８ｇのスラリーを取得した。得られたスラリー中にメタノール２４５．３ｇを加えて１０℃で１４時間熟成を行いシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを析出させた。熟成したスラリーを円心脱水機にて固液分離を行い、水分を含有したケーク３１．９ｇを取得し、さらに４０℃で２ｋＰａ以下の条件で５時間真空乾燥し、乾燥したケーク２６．４ｇを取得した。乾燥したケーク２６．４中のシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンは１５．０ｇ、塩化ナトリウムが１１．４ｇ含まれていた。
【００６１】
さらに固液分離時の母液からシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを回収するために母液全量を２６．７ｇに濃縮し、さらにメタノール３３．０ｇを加えて１０℃で１２時間熟成してスラリーをろ過し、水分を含有したケーク２０．０ｇを得た。さらに４０℃で２ｋＰａ以下の条件で５時間真空乾燥し１７．１ｇの乾燥したケークを得た。乾燥したケーク１７．１中のシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンは６．６ｇ、塩化ナトリウムが１０．５ｇ含まれていた。
【００６２】
母液から回収したシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを含めたシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの収率は８７．０％であったが、無機塩の塩化ナトリウムが多量に含まれていた。
【００６３】
比較例２
参考例と同じ方法で得たシス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン１．０ｇ、水７．１ｇ、硫酸１．９ｇ（５モル倍）を混合し、８０℃に昇温して１時間反応させたところ、シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの転化率は３７．３％だった。その後、温度を９５℃に昇温してさらに２時間反応させることでシス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの転化率は９９．１％に達した。
【００６４】
硫酸を除くため水酸化カルシウムで中和し、中和塩を硫酸カルシウム（石膏）として除く方法を試みた。反応液の油層側を分液で除き、水酸化カルシウムを添加しｐＨ６．９に中和した。中和時に生成した石膏でスラリー性状は極めて悪く、また固液分離もろ過性が極めて悪いことから工業的製法としては適さなかった。
【００６５】
実施例２
温度計、滴下ロート、攪拌機を備えた１００ｍｌの４つ口フラスコに実施例１で得られたシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン１３．１ｇ（０．１モル）、ジイソブチルケトン５６．９ｇ（０．４モル）を加えた。温度を１６０℃に昇温し、５時間還流下で反応させた。反応終了後２０℃まで冷却し、水１３．３ｇを添加して分液することで水層２１．６ｇを得た。水層を分析したところ（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジン７．５ｇ含有、収率８６．４％であった。
【００６６】
さらに濃縮した後、０．５ｋＰａ、１１５℃の条件でマイクロ蒸留装置にて蒸留し、収率６４．８％で（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジン４．９ｇを取得した。得られた（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジンは化学純度９９．６％、光学純度９９．９％ｅ．ｅ．であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は医薬や農薬原料として有用なシス−４−ヒドロキシプロリンの工業的に有利な製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シス−４−ヒドロキシプロリンの製造法としては微生物を用いる方法や化学的に合成する方法が知られている。
【０００３】
微生物を用いる方法としては、４（Ｓ）−ヒドロキシ−２−ケトグルタル酸アルドラーゼ遺伝子をコードするＤＮＡ断片を含む組み換えＤＮＡを保有する組み換え微生物を用いた方法（例えば特許文献１）、４−ヒドロキシ−２−ケトグルタル酸を４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンに転換する活性を有する微生物を４−ヒドロキシ−２−ケトグルタル酸に作用させる方法（例えば特許文献２）などが挙げられる。しかし、前者の製法は収量が低い点で、後者の製法は４（Ｓ）体と４（Ｒ）体が同時に生成されるため、分離精製に煩雑な工程を要する点で工業的な方法として用いることは適さない。
【０００４】
化学的合成方法としては、（ｉ）ニトロンを出発原料とする合成方法（例えば特許文献３）、
【０００５】
【化１】
【０００６】
（ii）トランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを出発原料とする合成方法（例えば特許文献４）、
【０００７】
【化２】
【０００８】
などが知られている。
【０００９】
前記（ｉ）のニトロンを出発原料とする方法は工程数が多く、また使用する原料も汎用性が低く工業的に安価に製造することは難しい。（ii）のトランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンのヒドロキシル基を立体反転する方法についてはアゾジカルボン酸ジエチル（ＤＥＡＤ）やアジ化ナトリウム（ＮａＮ３）を使用しており、原料の価格や安全性を考慮すると工業的に製造することは難しい。
【００１０】
また、（iii）シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン誘導体を効率良く得る方法として、トランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン誘導体を塩基性化合物水溶液で加水分解することにより得る方法（例えば特許文献５）
【００１１】
【化３】
【００１２】
が知られている。
【００１３】
（iii）には効率的なシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン誘導体の製造法が記載されているが、脱保護したシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを単離する方法については記載されていない。（iii）で示される化合物のベンジルオキシカルボニル基の脱保護反応は一般的に白金やパラジウムといった金属触媒下で接触水素化反応が用いられる。しかし、使用する触媒が高価であること、専用設備を必要とすることから手間とコストがかかる。それ以外のベンジルオキシカルボニル基を脱保護する方法としては塩酸等の強酸を用いた脱保護の方法が知られているが、その場合、副生するベンジルクロライド等の不純物により不純物の増加が懸念される。一方でヒドロキシプロリンは医薬中間体用途であることから要求品質は９９．０％以上の純度が求められるため、所望の品質のヒドロキシプロリンを得るためには不純物や無機酸などを除去するための高度な精製が必要となる。例えば、ヒドロキシプロリン塩酸塩からヒドロキシプロリンを単離する方法としてはカラムクロマトグラフィーやイオン交換膜を用いて電気的に分離する方法が挙げられるが、カラムクロマトグラフィーは大きなスケールでの実施は困難であり、またイオン交換膜は専用の設備が必要となるため容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−５６３７９号公報
【特許文献２】特開平３−２６６９９５号公報
【特許文献３】特開２００２−８８０５９号公報
【特許文献４】ＷＯ０７／１０７００８
【特許文献５】特開２００５−１１２７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、工業的に簡便な方法で高純度なヒドロキシプロリンを製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは前記課題を解決する方法について鋭意検討した結果、上記目標を達成できることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明は、一般式（１）
【００１８】
【化４】
【００１９】
（式中、Ｒ１は、炭素数１〜６のアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基を示す。）で表されるヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解し、さらに有機塩基で中和した後、アルコールで希釈することによりシス−４−ヒドロキシプロリンを製造するシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体を出発原料とし、簡便かつ収率良く工業的に適した方法でシス−４−ヒドロキシプロリン、及び光学活性な３−ヒドロキシピロリジンが得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明を具体的に述べる。本発明は、一般式（１）で示される
【００２２】
【化５】
【００２３】
ヒドロキシプロリン誘導体を使用する。一般式（１）において、Ｒ１は、炭素数１〜６のアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基のいずれかである。炭素数１〜６のアルキルカルボニル基は、好ましくは、アセチル基、エチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基であり、より好ましくは、アセチル基である。アリールカルボニル基は、好ましくは、ベンゾイル基、ベンジルカルボニル基であり、より好ましくは、ベンゾイル基である。アルコキシカルボニル基は、好ましくは、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロキシカルボニル、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基であり、より好ましくは、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基である。アラルキルオキシカルボニル基は、好ましくは、ベンジルオキシカルボニル基、フェニルエトキシ基、フェニルプロポキシ基であり、より好ましくは、ベンジルオキシカルボニル基である。Ｒ１は、好ましくは、アラルキルオキシカルボニル基、または、アルコキシカルボニル基である。Ｒ１は、より好ましくは、アセチル基、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、または、ベンジルオキシカルボニル基であり、特に好ましくは、ベンジルオキシカルボニル基である。
【００２４】
また、一般式（１）で示されるシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体は塩基との塩の状態であっても用いることができる。シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体の塩は、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、炭酸ナトリウム塩、炭酸カリウム塩などのアルカリ金属炭酸塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などのアルカリ土類金属塩、ピリジン、トリエチルアミン等の含窒素有機塩基との塩が挙げられる。
【００２５】
本発明では、ヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解する。シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体に対して、好ましくは、等モル以上、より好ましくは１〜３０モル倍の水を共存させてシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体を塩酸触媒で加水分解反応を行う。触媒として使用する塩酸には水や有機溶媒が含まれていてもよい。触媒として、工業スケールで入手が容易な濃塩酸（３５〜３７％水溶液）をそのまま用いても良く、また希釈して用いても良い。その他、濃塩酸や塩化水素ガスを有機溶媒などで希釈して用いてもよい。
【００２６】
ヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解する時、シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体は、有機溶媒に溶解し、溶液として取り扱うことが操作上好ましい。このとき用いる有機溶媒としては溶解性の高いテトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテルが好ましく、経済性を考慮するとテトラヒドロフランがより好ましい。
【００２７】
ヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解する時、有機溶媒にシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体を溶解した液に水を加えた後、塩酸を加えることが好ましい。塩酸の使用量は、シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体に対して等モル以上を加えることが好ましく、１〜２０モル倍がより好ましく、生産性を考慮すると３〜１０モル倍がさらにより好ましい。塩酸触媒下で加水分解する時の温度は、好ましくは、０〜１００℃であり、より好ましくは５０〜９５℃、さらにより好ましくは７０〜９０℃である。
【００２８】
加水分解反応の終了は高速液体クロマトグラフィー（以下ＨＰＬＣと略す）等の分析により、原料であるシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体の消失を確認することが好ましい。
【００２９】
加水分解反応終了後は、通常、静置することで容易に二層に分かれるため、好ましくは、分液操作により分離する。分離した水層は、シス−４−ヒドロキシプロリンの濃度が、好ましくは、２０〜６０％、より好ましくは２５〜５０％、さらにより好ましくは３０〜４０％になるまで減圧下で濃縮する。
【００３０】
本発明では、ヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解し、さらに有機塩基で中和する。濃縮後、シス−４−ヒドロキシプロリンは、通常、塩酸塩のスラリーとして析出してくるため、高純度のシス−４−ヒドロキシプロリンを得るには塩酸を除去することが好ましい。
【００３１】
使用する有機塩基は、含窒素有機塩基が好ましい。含窒素有機塩基としては、ピリジン、キノリン、４−ジメチルアミノピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、ヘキサメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、および、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン等が挙げられるが、好ましくは、ピリジン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、特に好ましくは、トリエチルアミンを用いる。ここで、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムのような無機塩基を用いると、副生する無機塩が除去できない。
【００３２】
中和の終点は、ｐH４．７〜ｐH７．７が好ましく、より好ましくはｐH５．２〜ｐH６．５である。このときｐＨがｐH４．７〜ｐH７．７を外れると収率の低下につながる場合がある。
【００３３】
塩酸触媒下で加水分解したヒドロキシプロリン誘導体を、単離する方法としては、有機塩基で中和したのち、晶析による分離が好ましい。
【００３４】
本発明では、ヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解し、さらに有機塩基で中和した後、アルコールで希釈することによりシス−４−ヒドロキシプロリンを製造する。ここで用いるアルコールとしては、炭素数１〜５のアルコール類等から選ばれる少なくとも１種類以上のアルコールを用いることが好ましい。例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどが挙げることができ、より好ましくはメタノール、エタノールであり、特に好ましくはメタノールである。また、この時アルコール内に他の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素などの有機溶媒が混在していてもよい。
【００３５】
アルコールの使用量は。ヒドロキシプロリン誘導体に対し、好ましくは、０．５〜１０倍、より好ましくは１〜５倍、特に好ましくは２〜３倍である。
【００３６】
アルコールで希釈後の温度は、−１０〜５０℃が好ましく、より好ましくは０〜３０℃、さらに好ましくは１０〜２０℃である。アルコールで希釈後、続けて熟成を行うことが好ましい。熟成後、スラリーを固液分離し、さらに真空乾燥機で乾燥することで高純度のシス−４−ヒドロキシプロリンを単離することができる。
【００３７】
以上の本発明に記載の方法により、専用設備を用いることなく汎用マルチプラントで脱保護反応を行い、さらに高純度のヒドロキシプロリンを単離することができる。
【００３８】
シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体は、光学活性なシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体であるＬ体（２Ｓ，４Ｒ）、Ｄ体（２Ｒ，４Ｓ）のいずれであっても同様に使用することができる。また高純度なシス−４−ヒドロキシプロリンを得るためには高純度のシス−４−ヒドロキシプロリン誘導体を原料として用いることが好ましい。シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体は、位置異性体であるトランス−４−ヒドロキシプロリン誘導体は５％以下が好ましく、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは２％以下である。さらに、原料として光学活性シス−４−ヒドロキシプロリン誘導体を使用すると、光学活性ヒドロキシプロリンを得ることができる。
【００３９】
また、上記工程で得られた光学活性なシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンは、脱炭酸反応を行うことで光学活性な（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジンを得ることができる。以下に詳細を記載する。
【００４０】
本反応では原料の立体が保持されるため、より光学純度の高い製品を得るためにはシス／トランス比が９９．０／１．０以上、好ましくは９９．５／０．５以上の高純度なシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを用いることが好ましい。
【００４１】
光学活性シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンをケトン溶媒下で加熱することでイミンが形成されて脱炭酸できるが、用いるケトン溶媒としては高沸点が好ましく用いることができ、特に好ましくはジイソブチルケトンが例示できる。また溶媒の使用量は１〜２０モル倍が好ましく、より好ましくは２〜１０モル倍、特に好ましくは３〜５モル倍である。
【００４２】
反応温度は、好ましくは１５０〜２００℃であり、特に好ましくは１５０〜１７０℃である。反応時間は反応温度によって異なるが、好ましくは１〜２０時間、より好ましくは２〜１０時間である。
【００４３】
反応終了後は０〜６０℃、好ましくは２０〜４０℃に冷却した後、水を加えて加水分解する。水の添加量としては、光学活性シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンに対して等モル以上、好ましくは１〜５モル倍が好ましい。
【００４４】
さらに分液、濃縮、減圧蒸留で精製することにより光学活性な（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジンを得ることができる。
【実施例】
【００４５】
以下実施例により本発明を説明する。なお実施例において、反応液の組成分析はＨＰＬＣで分析した。分析条件は対象物によって異なるため一律には記載できないが、代表例としてシス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの分析条件、（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジンの化学純度、光学純度分析条件を記載する。
【００４６】
＜シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン分析条件（ＨＰＬＣ）＞
カラム：ＣＡＰＣＥＬＬ ＰＡＫ Ｃ１８（ＳＧ１２０），５μｍ １５０ｍｍ＊４．６ｍｍφ（株式会社資生堂製）
移動層Ａ：５ｍＭドデシル硫酸ナトリウム＋２０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ２．８調整）
移動層Ｂ：アセトニトリル
Ａ／Ｂ＝８０／２０（１０分）−１０分→４５／５５（２５分）
流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
温度：４０℃
検出器波長：２１０ｎｍ
保持時間：
１．８分：シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン
３．４分：トランス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン
４．８分：シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン 。
【００４７】
＜（Ｓ）−３−ヒドロキピロリジンの化学純度分析（ガスクロマトグラフィー）＞
カラム：ＩｎｅｒｔＣａｐ１ ６０ｍ×０．２５ｍｍ，０．４μｍ（ジーエルサイエンス株式会社製）
検出器：ＦＩＤ
キャリアガス：ヘリウム
カラム温度：７０℃（１０分）→＋２０℃／分→２７０℃（２０分）
カラム流量：２．８ｍｌ／ｍｉｎ
保持時間：（Ｓ）−３−ヒドロキピロリジン：９．０分 。
【００４８】
＜（Ｓ）−３−ヒドロキピロリジンの光学純度分析（ＨＰＬＣ）＞
光学純度は（Ｓ）−３−ヒドロキピロリジンをジパラトルオイル−Ｌ−酒石酸無水物で誘導体化し、その誘導体をＨＰＬＣで分析する。
【００４９】
カラム：ＣＡＰＣＥＬＬ ＰＡＫ Ｃ１８（ＳＧ１２０），５μｍ １５０ｍｍ＊４．６ｍｍφ（株式会社資生堂製）
溶離液：０．０３％アンモニア水（ｐＨ５．５酢酸調整）／アセトニトリル＝６４／３６
流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
温度：４０℃
検出波長：２４４ｎｍ
保持時間：
（Ｓ）−３−ヒドロキピロリジン誘導体：３４．０分
（Ｒ）−３−ヒドロキピロリジン誘導体：３７．０分
光学純度（％ｅ．ｅ．）＝（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）×１００（Ａ及びＢは対応する鏡像異性体量を表し、Ａ＞Ｂである）。
【００５０】
また、実施例で使用した試薬は特に注記のない限り市販の試薬１級グレード品を使用した。
【００５１】
参考例１
温度計、滴下ロート、攪拌機を備えた３０００ｍｌの４つ口フラスコにメタノール１７７１ｇ、トランス−Ｌ−ヒドロキシプロリン３５４ｇ（２．７０モル）を加えた。１５℃に冷却し、攪拌しながら滴下ロートを用いて塩化チオニル１９３ｇを１時間かけて滴下した。滴下終了後６０℃に昇温して５時間熟成した。次いで温度を保ちながら１３ｋＰａで減圧濃縮を行いメタノールを留出させて、トランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステルを含む８２７ｇのスラリーを得た（トランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステル２．６５モル（収率９５．７％）含有）。
【００５２】
参考例２
参考例１のスラリー８２７ｇに水３５４ｇと炭酸ナトリウム３５８ｇを添加した。温度を１０℃に冷却しながら滴下ロートにて約３時間かけてベンジルオキシカルボニルクロライド４８４ｇを滴下添加した。滴下終了後は２０℃で２時間反応熟成した後、トルエン５３１ｇを加え分液してトランス−ベンジルオキシカルボニル−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステルを抽出した。分液した水層側からはさらにトルエン１７７ｇを加えてトランス−ベンジルオキシカルボニル−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステルを抽出した。分液した２種類のトルエン層は混合した後、６０℃で８ｋＰａの減圧下で濃縮し、トランス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステルの粗体７９９ｇを得た（トランス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンメチルエステル２．４１モル（収率９１．６％）含有）。
【００５３】
参考例３
参考例２で得た粗体にトルエン７９９ｇ、トリエチルアミン３７３ｇを混合した後、温度を５℃以下に冷却した。温度を保ちながら滴下ロートを用いてメタンスルホニルクロライドを２時間かけて滴下混合し、さらに２０℃で２時間熟成した。反応の熟成終了後、１０％食塩水４６０ｇを加えて洗浄し、分液した。分液した水層側にはトルエン２８３ｇを加えて抽出した。抽出したトルエン層側は混合し、５０℃で５ｋＰａの減圧下で濃縮し、トランス−ベンジルオキシカルボニル−４−メタンスルホニルオキシ−Ｌ−プロリンメチルエステルの粗体９２８ｇを得た（トランス−ベンジルオキシカルボニル−４−メタンスルホニルオキシ−Ｌ−プロリンメチルエステル２．３５モル（収率９７．５％）含有）。
【００５４】
参考例４
参考例３で得た粗体９２８ｇに水７０８ｇ、４８％苛性ソーダ３３７ｇを加えた後、８０℃に昇温して３時間反応熟成した。熟成終了後、同温度条件で１３ｋＰａに減圧して１４６ｇを留出させた。濃縮後、温度を２０℃に冷却して４８％苛性ソーダ１８０ｇを添加し、２５℃で１２時間熟成した。反応液中のシス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの含量は２．１９モル（トランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンからの収率は８１．０％）であった。
【００５５】
加水分解反応液にトルエン３５ｇを加えて、４０℃で７ｋＰａ減圧下で濃縮し、３３２ｇを留出させた。濃縮した液に濃硫酸１６１ｇを滴下してｐＨ１．３に調製した。酸性に調製した後、テトラヒドロフラン７１０ｇ、水３５４ｇを加えて分液した。分離した水層側にさらにテトラヒドロフラン３５６ｇを加えて分液した。分液したテトラヒドロフラン層側は混合した後、４０℃で２６ｋＰａ減圧下で濃縮し、濃縮液８９６ｇを得た（シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン２．１２モル（収率９０．２％）含有，シス／トランス＝９８．３／１．７）。
【００５６】
実施例１
参考例４で得た濃縮液８９６ｇ（シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン２．１２モル含有，シス／トランス＝９８．３／１．７）に水５６９ｇ、濃塩酸８７６ｇ（４．０モル倍）を添加した。温度を８０℃に昇温し、３時間熟成した。シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの転化率は９８．６％であった。
【００５７】
反応終了後、トルエン３３５ｇを加えて分液した。分離した水層側を５０℃で５ｋＰａの減圧下で濃縮して７４３ｇのスラリーを得た。スラリー中にトリエチルアミン４１５ｇを滴下してｐＨ６．０に調製した。ｐＨを調製した後、メタノール１３８９ｇを加えて希釈し、１０℃で１２時間熟成した。熟成したスラリーを遠心脱水機にて固液分離を行い、水分を含有したケーク２６２ｇが得られた。さらに４０℃で２ｋＰａ以下の条件で５時間真空乾燥することにより、シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン２２９ｇ（１．７４モル）を取得した。シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンからの収率は８２．９％であった。
【００５８】
シス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの乾燥品を分析したところ純度９９．６％、異性体のトランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン含量０．０５％、塩素含量は０．０８％であった。
【００５９】
比較例１
参考例４と同じ方法で得たシス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン５０．０ｇ（０．１９モル）、水１６６．１ｇ、濃塩酸１９６．４ｇ（１０モル倍）を混合し、８０℃に昇温して１時間反応させたところ、シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの転化率は９９．１％だった。
【００６０】
反応液にトルエン３０．４ｇを加えて分液した。分離した水層３８２．８ｇを５０℃、５ｋＰａ条件下で濃縮して２１６．８ｇの濃縮液を得た。スラリーに４８％水酸化ナトリウム水溶液３８．７ｇを滴下してｐＨ６．８に中和し、さらに５ｋＰａの減圧下にて濃縮を行い１１２．８ｇのスラリーを取得した。得られたスラリー中にメタノール２４５．３ｇを加えて１０℃で１４時間熟成を行いシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを析出させた。熟成したスラリーを円心脱水機にて固液分離を行い、水分を含有したケーク３１．９ｇを取得し、さらに４０℃で２ｋＰａ以下の条件で５時間真空乾燥し、乾燥したケーク２６．４ｇを取得した。乾燥したケーク２６．４中のシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンは１５．０ｇ、塩化ナトリウムが１１．４ｇ含まれていた。
【００６１】
さらに固液分離時の母液からシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを回収するために母液全量を２６．７ｇに濃縮し、さらにメタノール３３．０ｇを加えて１０℃で１２時間熟成してスラリーをろ過し、水分を含有したケーク２０．０ｇを得た。さらに４０℃で２ｋＰａ以下の条件で５時間真空乾燥し１７．１ｇの乾燥したケークを得た。乾燥したケーク１７．１中のシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンは６．６ｇ、塩化ナトリウムが１０．５ｇ含まれていた。
【００６２】
母液から回収したシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンを含めたシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの収率は８７．０％であったが、無機塩の塩化ナトリウムが多量に含まれていた。
【００６３】
比較例２
参考例と同じ方法で得たシス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン１．０ｇ、水７．１ｇ、硫酸１．９ｇ（５モル倍）を混合し、８０℃に昇温して１時間反応させたところ、シス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの転化率は３７．３％だった。その後、温度を９５℃に昇温してさらに２時間反応させることでシス−ベンジルオキシカルボニル−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリンの転化率は９９．１％に達した。
【００６４】
硫酸を除くため水酸化カルシウムで中和し、中和塩を硫酸カルシウム（石膏）として除く方法を試みた。反応液の油層側を分液で除き、水酸化カルシウムを添加しｐＨ６．９に中和した。中和時に生成した石膏でスラリー性状は極めて悪く、また固液分離もろ過性が極めて悪いことから工業的製法としては適さなかった。
【００６５】
実施例２
温度計、滴下ロート、攪拌機を備えた１００ｍｌの４つ口フラスコに実施例１で得られたシス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン１３．１ｇ（０．１モル）、ジイソブチルケトン５６．９ｇ（０．４モル）を加えた。温度を１６０℃に昇温し、５時間還流下で反応させた。反応終了後２０℃まで冷却し、水１３．３ｇを添加して分液することで水層２１．６ｇを得た。水層を分析したところ（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジン７．５ｇ含有、収率８６．４％であった。
【００６６】
さらに濃縮した後、０．５ｋＰａ、１１５℃の条件でマイクロ蒸留装置にて蒸留し、収率６４．８％で（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジン４．９ｇを取得した。得られた（Ｓ）−３−ヒドロキシピロリジンは化学純度９９．６％、光学純度９９．９％ｅ．ｅ．であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１は、炭素数１〜６のアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基を示す。）で表されるヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解し、さらに有機塩基で中和した後、アルコールで希釈することによりシス−４−ヒドロキシプロリンを製造するシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項２】
一般式（１）のＲ１が、アラルキルオキシカルボニル基である請求項１に記載のシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項３】
一般式（１）のＲ１が、ベンジルオキシカルボニル基である請求項１に記載のシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項４】
有機塩基による中和終点がｐH４．７〜ｐH７．７の範囲である請求項１〜３いずれか１項に記載のシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項５】
有機塩基が、ピリジン、キノリン、４−ジメチルアミノピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、ヘキサメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、および、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミンから選ばれる少なくとも１種の塩基である請求項１〜４いずれか１項に記載のシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項６】
ヒドロキシプロリン誘導体が、光学活性ヒドロキシプロリン誘導体であり、シス−４−ヒドロキシプロリンが、光学活性シス−４−ヒドロキシプロリンである請求項１〜５記載のシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項７】
請求項６記載の方法で得られた光学活性シス−４−ヒドロキシプロリンを脱炭酸する光学活性３−ヒドロキシピロリジンの製造法。
【請求項１】
一般式（１）
【化１】
（式中、Ｒ１は、炭素数１〜６のアルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基を示す。）で表されるヒドロキシプロリン誘導体を、塩酸触媒下で加水分解し、さらに有機塩基で中和した後、アルコールで希釈することによりシス−４−ヒドロキシプロリンを製造するシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項２】
一般式（１）のＲ１が、アラルキルオキシカルボニル基である請求項１に記載のシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項３】
一般式（１）のＲ１が、ベンジルオキシカルボニル基である請求項１に記載のシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項４】
有機塩基による中和終点がｐH４．７〜ｐH７．７の範囲である請求項１〜３いずれか１項に記載のシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項５】
有機塩基が、ピリジン、キノリン、４−ジメチルアミノピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、ヘキサメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン、および、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミンから選ばれる少なくとも１種の塩基である請求項１〜４いずれか１項に記載のシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項６】
ヒドロキシプロリン誘導体が、光学活性ヒドロキシプロリン誘導体であり、シス−４−ヒドロキシプロリンが、光学活性シス−４−ヒドロキシプロリンである請求項１〜５記載のシス−４−ヒドロキシプロリンの製造法。
【請求項７】
請求項６記載の方法で得られた光学活性シス−４−ヒドロキシプロリンを脱炭酸する光学活性３−ヒドロキシピロリジンの製造法。
【公開番号】特開２０１２−６７０２９（Ｐ２０１２−６７０２９Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１２１１７（Ｐ２０１０−２１２１１７）
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００１８７０４６）東レ・ファインケミカル株式会社 (153)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２２日（２０１０．９．２２）
【出願人】（０００１８７０４６）東レ・ファインケミカル株式会社 (153)
【Ｆターム（参考）】
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