説明

酢酸グラチラマーの合成

ポリペプチド又はその医薬的に許容できる塩の製造方法で、L−アラニンとL−チロシンとL-グルタメートと保護基で保護されたL−リシンとを含む、L−リシンで保護されたポリペプチドを、水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液と反応させて保護基を取り除く工程を有する。

【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【0001】
〔関連出願〕
本願は、2008年8月7日に出願された米国仮特許出願第61/188,216号の優先権を主張するものである。この米国仮特許出願の全内容は本願明細書に含まれる。
【0002】
(発明の分野)
本出願は、アミノ酸ユニット、即ち、L−アラニン、L−グルタミン酸、L−リシン及びL−チロシンを構造体中に含むポリペプチドの合成方法に関する。酢酸グラチラマーは、Copolymer-1としても公知であるが、本発明の代表的なポリペプチドである。
【0003】
(関連技術の説明)
酢酸グラチラマーは、多発性硬化症の治療薬として認可されているポリペプチドの混合物である。4種の天然アミノ酸であるL−アラニン、L−グルタミン酸、L−リシン及びL−チロシンが一般に平均モル比0.392-0.462、0.129-0.159、0.300-0.374及び0.086-01000でそれぞれ含まれる化学的に合成されたポリペプチドの酢酸塩混合物である。酢酸グラチラマーの平均分子量は4,700〜11,000ダルトンである。
化学的に言うならば、酢酸グラチラマーは、L−アラニン、L−リシン及びL−チロシンと指定されたL−グルタミン酸ポリマーとのアセテート(塩)である。酢酸グラチラマーの構造式は、(Glu, Ala, Lys, Tyr)x・xCH3COOHである。CASナンバーは147245-9-2-9である。
酢酸グラチラマーをはじめとするこの種のポリペプチドの調製方法は、米国特許第3,849,550号、米国特許第5,800,808号、米国特許出願第2006/0172942号、米国特許出願第2006/0154862号、米国特許出願第2007/0141663号に記載されている。これらの特許及び特許出願の全内容は引用により本願明細書の記載に含まれるものとする。この種のポリペプチドの調製方法は、チロシンのN−カルボキシ無水物、L−アラニンのN−カルボキシ無水物、保護基で保護されているL−グルタミン酸のN−カルボキシ無水物、及び、保護基で保護されているL−リシンのN−カルボキシ無水物の共重合をもとに、保護基で保護された共重合体が形成される。保護基を有するL−グルタミン酸のデブロック(deblocking)は、酸分解又は水素添加により行い(第1の脱保護)、その後、塩基開裂によりL−リシンから保護基を取り除く(第2の脱保護)。
【0004】
一般に、L−リシンはトリフルオロアセチル基で保護し、ピペリジンのような塩基度の弱い窒素系塩基を使ってL−リシンの保護基を取り除く。通常、L−リシン35モル等量を超える量に対し、窒素系塩基の濃度は1Mより高い濃度である。 このような調製方法は非経済的であり、かつ環境に優しいものではない。
その為、酢酸グラチラマー等のポリペプチドの製造における改良が望まれている。
【0005】
(発明の概要)
本出願は、ポリペプチド又はその医薬的に許容できる塩の製造方法を提供する。ポリペプチドは、L−アラニン、L−チロシン、L−グルタメート、L−リシンを含む。この製造方法は、L−アラニンとL−チロシンとL−グルタメートと第1保護基で保護されたL−リシンとを含む、L−リシンで保護されたポリペプチドを、水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液と反応させて第1保護基を取り除く工程を有する。
水酸化テトラアルキルアンモニウムが水酸化テトラアルキル(C1-C8)アンモニウムであることが好ましい。更には、水酸化テトラアルキルアンモニウムが水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウムであることがより好ましく、とりわけ水酸化テトラブチルアンモニウムが好ましい。
第1保護基としては、不要な反応からリシンを保護し、そののちに容易に取り除くことができる基であればいかなるものでもよい。例えば、カルボメート(carbomate)及び/又はアミドとして、アルコキシもしくはアロキシ(aroxy)カルボニル基及び/又はアルキルもしくはアリールカルボニル基で、より好ましくは、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、9-フルオレニルメチルオキシカルボニル、トリフルオロアセチル、2,2,2-トリクロロエトキシカルボニル、トリクロロアセチル、ピコリニル及びこれらの組合せから選択される基でリシンを保護することができる。とりわけ、第1保護基はトリフルオロアセチルが好ましい。
【0006】
L−リシンで保護されたポリペプチドはいずれの適当な方法によってでも調製することができる。好ましくは以下の方法で調製することができる。
a)L−アラニン、L−チロシン、第2保護基で保護されたL−グルタメート、第1保護基で保護されたL−リシンのそれぞれのN-カルボキシ無水物の混合物を溶媒中で重合し、保護基を有するポリペプチドを得る工程と、
b)第2保護基を取り除き、L−リシンで保護されたポリペプチドを得る工程とを有する方法で調製できる。
あるいは、重合工程で使用したアミノ酸のなかの少なくとも1種を、N−カルボキシ無水物ではなくN−チオカルボキシ無水物にしてもよい(米国特許出願第2009/0035816号を参照のこと。この全内容は引用により本願明細書の記載に含まれるものとする)。
第2保護基としては、不要な反応からL−グルタメートを保護し、その後に容易に取り除くことができる基であればいかなるものでもよい。例えば、L−グルタメートは、エステルとしてアルキル基及び/又は芳香族基で保護することができ、好ましくは、シクロヘキシル、ベンジル、t-ブチル、アリルエステル、アダマンチル、9-フルオレニルメチル、及びこれらの組合せから選択される基により保護することができる。第2保護基はベンジル及びt-ブチルからなる群から選択されることが更に好ましく、とりわけベンジルが好ましい。
第2保護基の除去(即ち、脱保護)は、例えば、塩基開裂、酸分解、チオール開裂(thiolysis)、水素添加又は酵素触媒による加水分解により行うことができる。
【0007】
本発明の態様の1つによると、脱保護工程が、保護ポリペプチドに酸を添加することを含む。酸としては、例えば、臭化水素酸、トリフルオロ酢酸又は塩酸を、酢酸、ジオキサン、酢酸エチル及びこれらの混合物から選択される溶媒で使用することができる。好適な態様では、酸は酢酸に溶解した臭化水素酸である。さらに、この方法が、脱保護工程中に形成された反応混合物をC5-C12アルカン、とりわけヘプタンで洗浄する工程を更に有していることが好ましい。
本出願の方法によって作製したポリペプチド又はその医薬的に許容できる塩としては、酢酸グラチラマーが好ましい。
水酸化テトラアルキルアンモニウム塩基の濃度は、好ましくは約0.5Mである。水酸化テトラアルキルアンモニウム塩基の量は、第1保護基で保護されているL−リシンのモル量に対して、10モル等量未満、好ましくは1.5〜6モル等量、更に好ましくは約3モル等量である。
第1保護基を取り除き、ポリペプチドを合成した後、好ましくは、透析によりポリペプチドを精製及び単離する工程が含まれているとよい。他のいずれの精製及び単離工程があれとしても、前記精製及び単離工程が先に行われることが更に好ましい。水で透析を1回行うことによりポリペプチドを単離精製するとよい。
好適な態様として、本発明で使用する水酸化テトラアルキルアンモニウム塩基は、その濃度が水に対して約40%(質量%)であるとよい。第1保護基で保護されているリシンに対する水酸化テトラアルキルアンモニウムのモル量は1.5〜6がよい。第1保護基を取り除く最中に使用する水の量は、リシンで保護されているポリペプチドの量に対して約10質量部であるとよい。第1保護基の除去反応の他の条件としては、反応温度が20〜25℃、反応時間が24時間、反応圧力は標準大気圧であるとよい。
【0008】
他の態様によると、本出願は前記方法によって製造された新規なポリペプチドを提供する。
別の方法と比較すると、本出願の方法には以下の利点がある。
本願出願人らは、第1保護基の脱保護のために、ピペリジンのような塩基度の低い窒素系塩基よりも若干塩基度が高い酸素系塩基を見出した。第1保護基を取り除く際、本願で使用する塩基のモル量は、第1保護基で保護されたリシンに対して、他に刊行物に記載の方法において使用される窒素塩基の量よりもはるかに少なくすることができる。本願で使用の酸素系塩基の濃度も、他の方法で使用されている窒素系塩基の濃度よりもはるかに少なくすることができる。上記反応で得られたポリペプチドポリマーの濃度は、本出願人らが知っている他の方法で得られた濃度よりも高い。このため、本発明による方法は、報告されている他の方法と比べると、はるかに経済的であり、ワークアップ(分離精製のための一連の手順)がより簡単になる。更には、他の刊行物に記載されているように透析後にワークアップを行うかわりに、ワークアップ後に透析をすることができるので、本願の方法は、製品を調製するためのワークアップ時間を節約することができる。
本発明を特徴づける新規性の様々な特徴については、本願の開示に添付し、開示の一部を形成する請求の範囲に詳細に記載する。本発明、本発明の操作効果、本発明の使用により達成される具体的な目的をさらによく理解するために、本発明の好適な実施形態が説明及び記載されている説明を参照すべきものである。
【0009】
(本発明の好適な実施形態の詳細な説明)
下記実施例は、本発明による実施形態を説明するためのものであって、限定するものではない。本発明の実施形態の1つによると、下記実施例に示されるように、共重合体の製造方法には、L−アラニンのN−カルボキシ無水物、γ-ベンジルL−グルタメートのN−カルボキシ無水物、N−トリフルオロアセチルリシンのN−カルボキシ無水物、L−チロシンのN−カルボキシ無水物の重合により、保護共重合体を調製することが含まれる。保護基の除去は、33%HBr/HOAcの次に水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液で行い、グラチラマーが得られる。
共重合体を透析により精製した後、酢酸で処理して酢酸塩を形成させることにより酢酸グラチラマーが得られる。実施形態の1つとして、酢酸グラチラマーの製造方法には、4種のN−カルボキシ無水物の重合と、2回の精製工程と、1回の酢酸塩形成工程とが含まれてもよい。
【0010】
実施例1
保護基を有する共重合体の調製
L−アラニン(4.0g、34.78mmol)のN−カルボキシ無水物と、γ-ベンジルL−グルタメート(3.0g、11.39mmol)のN−カルボキシ無水物と、N−トリフルオロアセチルリシン(7.47g、mol)のN−カルボキシ無水物と、L−チロシン(1.6g、7.73mmol)のN−カルボキシ無水物とを、マグネチックスターラーの付いた一口フラスコに導入した。この混合物に無水ジオキサン(289mL)を加えて溶解した。蒸留して得たジエチルアミン(60μL)を添加した。得られた混合物を室温で24時間機械的に撹拌した。混合物にアセトン(116mL)を加え、溶液をアセトン(173mL)と水(578mL)との混合物にゆっくり注ぎ入れた。懸濁液を撹拌して濾過した。固形物を真空下、45℃以下(NMT45℃)で乾燥し、12.02gの保護基を有する共重合体を得た(収率:94.7%)。
【0011】
実施例2
ポリ[L-Ala, 5-ベンジル-L-Glu, N6-TFA-L-Lys, L-Tyr] からベンジル保護基を取り除くことによる、ポリ[L-Ala, L-Glu, N6-TFA-L-Lys, L-Tyr]の形成
実施例1記載のごとく合成した12.02gの保護基を有する共重合体を、72mLの33%HBr/HOAcに懸濁させた。この混合物を室温で17時間撹拌したところ、透明な溶液になった。混合物を抽出し、n-ヘプタン(190mL)で洗浄した。混合物の下層を、水(240mL)とn-ヘプタン(120mL)との混合物に移した。析出物を濾別し、乾燥してトリフルオロアセチル-グラチラマーを白色固体で得た。
【0012】
実施例3
ポリ[L-Ala, L-Glu, N6-TFA-L-Lys, L-Tyr] からトリフルオロアセチル保護基を取り除くことによる、ポリ[L-Ala, L-Glu, L-Lys, L-Tyr]の形成
実施例2記載のごとく合成した9.5gのトリフルオロアセチル-グラチラマーを、室温で、水(120.2mL)と40%水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液(52.2mL、3eq)とに24時間反応させた。この混合物を酢酸(20mL)でpH3〜4に調整し、酢酸グラチラマー溶液を得た。3キロダルトンの膜を使って限外濾過を行い、低分子量の不純物を除去した。水による限外濾過を連続的に2サイクル行った後、得られた溶液を濃縮して凍結乾燥させ、酢酸グラチラマーを純粋な白色固体として得た(4.7g、収率60%)。
【0013】
実施例4
ポリ[L-Ala, L-Glu, N6-TFA-L-Lys, L-Tyr]からトリフルオロアセチル保護基を取り除くことによる、ポリ[L-Ala, L-Glu, L-Lys, L-Tyr]の形成
実施例2記載のごとく合成した0.12gのトリフルオロアセチル-グラチラマーを、室温で、水(1.2mL)と25%水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(0.32mL、3eq)とに24時間反応させた。この混合物を酢酸(0.2mL)でpH3〜4に調整し、酢酸グラチラマー溶液を得た。3キロダルトンの膜を使って限外濾過を行い、低分子量の不純物を除去した。水による限外濾過を連続的に2サイクル行った後、得られた溶液を濃縮して凍結乾燥させ、酢酸グラチラマーを純粋な白色固体として得た(39mg、収率42%)。
【0014】
実施例5
ポリ[L-Ala, L-Glu, N6-TFA-L-Lys, L-Tyr] からトリフルオロアセチル保護基を取り除くことによる、ポリ [L-Ala, L-Glu, L-Lys, L-Tyr]の形成
実施例2記載のごとく合成した0.20gのトリフルオロアセチル-グラチラマーを、室温で、水(2.0mL)と20%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(1.02mL、3eq)とに24時間反応させた。この混合物を酢酸(0.5mL)でpH3〜4に調整し、酢酸グラチラマー溶液を得た。3キロダルトンの膜を使って限外濾過を行い、低分子量の不純物を除去した。水による限外濾過を連続的に2サイクル行った後、得られた溶液を濃縮して凍結乾燥させ、酢酸グラチラマーを純粋な白色固体として得た(76.7mg、収率49%)。
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、これら実施形態は単に例として提示するものである。これらの実施形態は、添付の特許請求の範囲に規定の保護範囲内において様々な変更が可能である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
L−アラニン、L−チロシン、L-グルタメート、L−リシンを含むポリペプチド又はその医薬的に許容できる塩の製造方法であって、
L−アラニンとL−チロシンとL-グルタメートと第1保護基で保護されたL−リシンとを含む、L−リシンで保護されたポリペプチドを、水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液と反応させて前記第1保護基を取り除く工程を含む、前記製造方法。
【請求項2】
前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが水酸化テトラアルキル(C1-C8)アンモニウムである、請求項1記載の方法。
【請求項3】
前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1記載の方法。
【請求項4】
前記水酸化テトラアルキルアンモニウムが水酸化テトラブチルアンモニウムである、請求項1記載の方法。
【請求項5】
前記第1保護基が、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アリールカルボニル、アロキシカルボニル及びこれらの置換誘導体の基から選択される、請求項1記載の方法。
【請求項6】
前記第1保護基がトリフルオロアセチルである、請求項1記載の方法。
【請求項7】
前記L−リシンで保護されたポリペプチドが、
a)L−アラニン、L−チロシン、第2保護基で保護されたL-グルタメート、前記第1保護基で保護されたL−リシンのそれぞれのN−カルボキシ無水物の混合物を溶媒中で重合して保護基を有するポリペプチドを得る工程と、
b)前記第2保護基を取り除き、前記L−リシンで保護されたポリペプチドを得る工程とを有する方法で調製されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
【請求項8】
前記工程a)の保護基を有するポリペプチドを酢酸中で臭化水素酸と反応させることにより前記第2保護基を取り除く、請求項6記載の方法。
【請求項9】
前記保護基を有するポリペプチドと臭化水素酸との酢酸中での反応中に形成された反応混合物を、C5−C12アルカンで洗浄する工程を更に含む、請求項7記載の方法。
【請求項10】
前記C5−C12アルカンがヘプタンである、請求項8記載の方法。
【請求項11】
前記第2保護基がベンジル及びt-ブチルからなる群から選択される、請求項6記載の方法。
【請求項12】
前記第2保護基がベンジルである、請求項6記載の方法。
【請求項13】
前記ポリペプチド又はその医薬的に許容できる塩が酢酸グラチラマーである、請求項1記載の方法。
【請求項14】
前記水酸化テトラアルキルアンモニウム塩基の量が、前記第1保護基で保護されたL−リシンの10モル等量未満である、請求項1記載の方法。
【請求項15】
前記水酸化テトラアルキルアンモニウム塩基の量が、前記第1保護基で保護されたL−リシンの1.5〜6モル等量である、請求項1記載の方法。
【請求項16】
前記水酸化テトラアルキルアンモニウム塩基の量が、前記第1保護基で保護されたL−リシンの約3モル等量である、請求項1記載の方法。
【請求項17】
前記方法が、前記ポリペプチドを精製単離するいずれの工程にも先だって、透析で前記ポリペプチドを精製単離する工程を含む、請求項1記載の方法。
【請求項18】
請求項1記載の方法にしたがって製造されたポリペプチド又はその医薬的に許容できる塩。

【公表番号】特表2011−530523(P2011−530523A)
【公表日】平成23年12月22日(2011.12.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−522216(P2011−522216)
【出願日】平成21年8月5日(2009.8.5)
【国際出願番号】PCT/US2009/052845
【国際公開番号】WO2010/017292
【国際公開日】平成22年2月11日(2010.2.11)
【出願人】(503345569)サイノファーム タイワン リミテッド (18)
【Fターム(参考)】