JP2000044587A - カルバペネム抗生物質中間体の製造方法 - Google Patents
カルバペネム抗生物質中間体の製造方法Info
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Abstract
な製造法を提供する。 【解決手段】 化合物(I) から化合物(III)を製造する
方法において、反応後有機溶媒相を、メチルエチルケト
ンの存在下水洗することを特徴とする、化合物(III)の
製造方法 【化9】
Description
有する事で知られている1β−メチルカルバペネム抗生
物質等の製造に用いる中間体の、工業的に有利な製造方
法に関する。
S)−1−アザ−3−ジフェニルホスホリルオキシ−6
−[(1R)−1−ヒドロキシエチル]−4−メチル−
7−オキソビシクロ[3.2.0]ヘプト−2−エン−2
−カルボキシレートで代表される上記式(III)の化
合物は、優れた抗菌活性を有する1β−メチルカルバペ
ネム抗生物質等の、重要な合成中間体となる事が知られ
ている。(例えば、特開平4−330085号公報) 当該式(III)の化合物の最も重要な製造方法の一つと
して、(2R)−2−[(1S,4S)−3−オキソ−4
−[((1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシ)エ
チル]−2−アゼチジニル]プロピオン酸を出発物質と
して、下記反応式
基、R2はカルボキシル基の保護基、R 3はアシル基、R
4は水素原子又はアミノ保護基を示す]で製造する方法
が知られている。(例えば、ヘテロサイクルズ(HETEROCY
CLES)、21巻、29頁(1984)、特開平6−321
946、特開平8−311092)しかし、上記式(I)
の化合物から式(III)の化合物を製造する従来の方法に
は次のような問題点がある。従来、この反応の溶媒とし
てはアセトニトリル、塩化メチレン、メチルイソブチル
ケトン、酢酸エチル等が使用されていた。アセトニトリ
ルを反応溶媒とした場合、反応後の水洗操作にあたり反
応溶媒を水と2相を生ずる溶媒に転換する必要があり、
そのために長時間の濃縮操作が必要で工業的に適した方
法とは言えなかった。塩化メチレン反応溶媒の場合、人
体、環境に対する毒性が懸念されており、その使用は好
ましくないという問題点があった。また本発明者の検討
の結果、メチルイソブチルケトンおよび/または酢酸エ
チルを反応溶媒として使用した場合 反応後の水洗操作
で、有機層と水層の液液分離が著しく困難になったり或
いは分離ができなくなる そのため液液分離を行わず
に晶析操作をすると、生成物が水に不安定で分解し且つ
生成物の濾過性が非常に悪くなり、収率が低くなる 結
晶の純度(含量)が低い 等の問題点が明らかとなった。
即ち、これまで反応後引き続いて水洗/晶析することの
できる簡便な方法は見いだされていなかった。
方法は、反応・水洗後の抽出・濃縮時等の操作性が悪く
操作時間が長い、収率が低い、あるいは、人体・環境に
対する毒性が懸念される溶媒を多量に使用する 等の課
題を有しており、工業的に有利な製造方法とは言いがた
いものであった。
鑑み、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本
発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、下式
(I)
基を示し、R2はカルボキシル基の保護基を示す]で表
される化合物と、下式(II) R3OH (II) [式中、R3はアシル基を示す]で表される酸またはそ
の反応性誘導体を反応させて、下式(III)
れる化合物を製造する方法において、反応後、有機溶媒
相をメチルエチルケトンの存在下水洗することを特徴と
する、下式(III)
れる化合物の製造方法に関する。以下本発明を詳しく述
べる。上記式において、水酸基の保護基R1としては、
当該反応に対して水酸基を保護する効果を持つ基が用い
られる。例えば、プロテクティブ グループス インオ
ーガニック シンセシス(Protective Group in Org
anic Synthesis)第2版、ジョン ウィリー アンド
サンズ(John Wiley & Sons,Inc.)出版に記載の
保護基から選ぶことができる。導入、脱保護、取り扱い
の容易さ、安価であるという観点からは、t-ブチルジメ
チルシリル基、トリエチルシリル基、トリメチルシリル
基等が好ましい。
該反応に対してカルボキシル基を保護する効果を持つ基
が用いられる。例えば、水酸基の保護基において述べた
成書に記載の保護基から選ぶことができる。導入、脱保
護、取り扱いの容易さ、安価であるという観点からは、
p−ニトロベンジル基、p−メトキシベンジル基、アリ
ル基等が好ましい。
とは、カルボン酸のカルボキシル基からOHを除いて誘
導される基だけではなく、硫酸、リン酸のような無機
酸、炭酸、スルホン酸、ホスホン酸のような有機酸から
OHを除いて誘導された基を含む、広義の酸からOHを
除いて誘導された基の意味で用いる。その例としては、
例えば、(1)アセチル、プロピオニル、ブチリル基等炭
素数1〜6の、水素原子がハロゲンで置換されていても
よい、アルカノイル基、(2)メタンスルホニル、トリフ
ロオロメタンスルホニル基等炭素数1〜6の、水素原子
がハロゲンで置換されていてもよい、アルキルスルホニ
ル基、(3)ベンゼンスルホニル、p−ニトロベンゼンス
ルホニル、p−ブロモベンゼンスルホニル、トルエンス
ルホニル基等の、水素原子がニトロ基、ハロゲン、炭素
数1〜4のアルキル基等により置換されていてもよい、
アリールスルホニル基、(4)ジフェニルホスホリル基等
のホスホリル基が挙げられる。導入、脱保護、取り扱い
の容易さ、安価であるという観点からは、ジフェニルホ
スホリル基等が好ましい。
反応溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸メチル、酢
酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、トルエン、
シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン等のエーテ
ル系溶媒、ジメチルホルムアミド等の高極性非プロトン
溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒や、それらの
混合溶媒が用いられる。反応速度、収率が高いという観
点から、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトニト
リルよりなる群より選ばれる溶媒を一種以上含むのが好
ましい。本反応は塩基の存在下に行うのが好ましく、使
用する塩基としては、例えば、トリエチルアミン、N,
N−ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、
トリオクチルアミン、トリアリルアミン、ジメチルベン
ジルアミン、テトラメチル−1,3−ジアミノプロパ
ン、N−メチルモルホリン、N−メチルピロリジン、N
−メチルピペリジン、N,N−ジメチルアニリン、1,8
−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(D
BU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−
エン(DBN)等の第3級脂肪族アミン、ピリジン、4−
ジメチルアミノピリジン、4−ピロリジノピリジン、ピ
コリン、ルチジン、キノリン、イソキノリン等の芳香族
アミン等が用いられる。反応速度、収率が高いという観
点からは、N,N−ジイソプロピルエチルアミン等の炭
素数1〜4のアルキル基で、1〜3置換された第3級脂肪
族アミン、4−ジメチルアミノピリジン等の炭素数1〜
4のジアルキルアミノ基で置換されたピリジン等が好ま
しい。
の使用割合(モル比)は1/1〜1/5、好ましくは1/
1〜1/3である。化合物(I)と溶媒との使用割合(重
量比)は1/5〜1/300、好ましくは1/10〜1
/100である。化合物(I)と塩基との使用割合(モル
比)は1/0.5〜1/5、好ましくは1/1〜1/3で
ある。反応時間は10分〜10時間、好ましくは0.5
〜3時間である。反応温度は、−70〜40℃、好まし
くは−40〜10℃である。本反応は、水分により悪影
響を受けるため、空気中の水分を吸湿しないように、例
えば窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で
行うのが好ましい。
水洗する。反応液と水との使用割合(容量比)は10/
1〜1/10、好ましくは2/1〜1/5である。撹拌
水洗・抽出後、水層と目的化合物(III)を含む有機層に
分液することで、水溶性の不純物を除去する事ができ
る。分液時の液液分離性を改善するために、水洗・抽出
時の有機溶媒相にメチルエチルケトンを存在せしめる。
メチルエチルケトンと共に有機溶媒相を構成する他の溶
媒としては、水と混和せず2相に分離する有機溶媒、例
えば先述の反応溶媒から選んで使用することが出来る。
メチルエチルケトンは、反応時から添加しておいても抽
出時に添加しても良いが、溶媒量低減・コスト削減の観
点からは反応時から添加しておく事が好ましい。メチル
エチルケトンと有機溶媒相を構成する他の有機溶媒との
使用割合(容積比)は、約10/1〜約1/10の範囲か
ら選ばれ、通常、約5/1〜約1/5の範囲で好適に実
施される。
溶媒に、n−ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、イ
ソオクタン、n−オクタン、石油エーテル、トルエン、
キシレン等の炭化水素系溶媒、t−ブチルメチルエーテ
ル等のエーテル系溶媒、エクソン化学株式会社製アイソ
パーE、アイソパーG等の炭化水素系混合溶媒等の貧溶
媒を添加する事により、化合物(III)を高純度の結晶と
して得る事ができる。また、抽出終了後必要に応じて溶
媒を適度に濃縮した後、上記貧溶媒を添加して結晶を析
出させ、その後更に濃縮を行って更に結晶を析出させる
事もできる。また、貧溶媒添加後、必要に応じて温度を
下げて熟成を行っても良い。熟成時間は通常1〜5時間
の範囲で行われるが、長時間行っても結晶品質の低下は
見られないので、例えば1日程度行っても良い。添加す
る貧溶媒量/抽出終了後必要に応じて濃縮した後の溶媒
量の使用割合(容積比)は、約50/1〜約1/10の範
囲から選ばれ、通常、約5/1〜約1/5の範囲で好適
に実施される。晶析時の温度は、−70〜50℃の範囲
から選ばれ、通常、−30〜30℃の範囲で好適に実施
される。化合物(III)は水存在下では不安定であるの
で、水洗操作が終了したら、引き続いて晶析操作を行う
事が好ましい。
は、優れた抗菌活性を有する1β−メチルカルバペネム
抗生物質等の、重要な合成中間体として好適に使用され
る。以下具体例を上げて本発明をさらに詳細に説明する
が、これらの具体例によって本発明が限定されるもので
はない。
3−ジフェニルホスホリルオキシ−6−[(1R)−1
−ヒドロキシエチル]−4−メチル−7−オキソビシク
ロ[3.2.0]ヘプト−2−エン−2−カルボキシレー
トの製造
R,5R,6S)−1−アザ−6−[(1R)−1−ヒ
ドロキシエチル]−4−メチル−3,7−ジオキソビシ
クロ[3.2.0]ヘプタン2−カルボキシレート2.7
7g(7.65mmol)のMIBK溶液約40mlを約−10
℃に冷却した。その後、ジフェニルクロロホスフェート
2.26g(8.42mmol)を加えた。ジイソプロピルエ
チルアミン1.31g(10.1mmol)、4−ジメチルア
ミノピリジン19mg(0.15mmol)を無水MIBK10
mlに溶解し、約−10℃で滴下し約30分間攪拌し反応
させた。その後、攪拌下0.3N塩酸30mlで反応を
停止し、MEK20mlを加え分液した。有機溶媒層を
約10℃以下に保ちながら5%重曹水30mlで攪拌洗浄
・分液した。この間、液液分離性は良好であった。次い
で、有機溶媒層を攪拌しつつ減圧下で濃縮留去してい
き、n−ヘキサン40mlを滴下して晶出した結晶を濾取
・乾燥した。得られた結晶を分析した結果、標記化合物
の純分は3.92g(収率86%、含量99%)であっ
た。このものは、NMR、HPLCより、標記化合物で
あることを確認した。 (実施例2) p−ニトロベンジル (4R,5R,6S)−1−アザ−
3−ジフェニルホスホリルオキシ−6−[(1R)−1
−ヒドロキシエチル]−4−メチル−7−オキソビシク
ロ[3.2.0]ヘプト−2−エン−2−カルボキシレー
トの製造 窒素雰囲気下、p−ニトロベンジル (4R,5R,6
S)−1−アザ−6−[(1R)−1−ヒドロキシエチ
ル]−4−メチル−3,7−ジオキソビシクロ[3.2.
0]ヘプタン2−カルボキシレート4.04g(11.
16mmol)のMIBK/MEK(2/1)溶液約60mlを
約−10℃に冷却した。その後、ジフェニルクロロホス
フェート3.30g(12.28mmol)を加えた。ジイソ
プロピルエチルアミン1.90g(14.73mmol)、4
−ジメチルアミノピリジン27mg(0.22mmol)を無水
MEK20mlに溶解し、約−10℃で滴下し、約30分
間攪拌し反応させた。その後、攪拌下0.3N塩酸40
mlを加え、反応を停止して分液した。有機溶媒層を約
10℃以下に保ちながら5%重曹水40mlで攪拌洗浄
し、分液を行った。この間、液液分離性は良好であっ
た。分離した溶媒層を攪拌しつつ減圧下で濃縮留去して
約60ml溶液とし、n−ヘキサン60mlを滴下し晶出さ
せた。結晶は濾取後乾燥した。得られた結晶を分析した
結果、標記化合物の純分は、5.65g(収率85%、
含量99%)であった。 (実施例3)p−ニトロベンジル (4R,5R,6S)
−1−アザ−3−ジフェニルホスホリルオキシ−6−
[(1R)−1−ヒドロキシエチル]−4−メチル−7
−オキソビシクロ[3.2.0]ヘプト−2−エン−2−
カルボキシレートの製造 窒素雰囲気下、p−ニトロベンジル (4R,5R,6
S)−1−アザ−6−[(1R)−1−ヒドロキシエチ
ル]−4−メチル−3,7−ジオキソビシクロ[3.2.
0]ヘプタン2−カルボキシレート3.63g(10.
02mmol)の酢酸エチル溶液90mlを冷却し、約−10
℃とした。その後、ジフェニルクロロホスフェート2.
96g(11.02mmol)を加えた。ジイソプロピルエチ
ルアミン1.71g(13.22mmol)、4−ジメチルア
ミノピリジン25mg(0.2mmol)を無水酢酸エチル20
mlに溶解し、約−10℃で滴下し、約1時間攪拌し反応
させた。その後、攪拌下、0.3N塩酸40mlで反応
を停止し、MEK20mlを加えて分液した。有機溶媒
層を約10℃以下に保ちながら5%重曹水40mlで攪拌
洗浄し、分液を行った。この間、液液分離性は良好であ
った。分離した溶媒層を攪拌しつつ減圧下で濃縮留去し
ていき、n−ヘキサン50mlを滴下し晶出させた。結晶
は濾取・乾燥した。得られた結晶を分析した結果、標記
化合物の純分は、5.02g(収率84%、含量98%)
であった。 (比較例1) p−ニトロベンジル (4R,5R,6S)−1−アザ−
3−ジフェニルホスホリルオキシ−6−[(1R)−1
−ヒドロキシエチル]−4−メチル−7−オキソビシク
ロ[3.2.0]ヘプト−2−エン−2−カルボキシレー
トの製造 反応溶媒および水洗後の抽出溶媒として、MIBKのみ
を使用した以外は、実施例1と同様に行った。その結
果、反応後水洗時に有機層と水層が分離せず、分液は不
能であった。 (比較例2)p−ニトロベンジル (4R,5R,6S)
−1−アザ−3−ジフェニルホスホリルオキシ−6−
[(1R)−1−ヒドロキシエチル]−4−メチル−7
−オキソビシクロ[3.2.0]ヘプト−2−エン−2−
カルボキシレートの製造 反応溶媒および水洗後の抽出溶媒として、酢酸エチルの
みを使用した以外は、実施例1と同様に行った。その結
果、反応後水洗時に有機層と水層が分離せず、分液は不
能であった。 (比較例3)p−ニトロベンジル (4R,5R,6S)
−1−アザ−3−ジフェニルホスホリルオキシ−6−
[(1R)−1−ヒドロキシエチル]−4−メチル−7
−オキソビシクロ[3.2.0]ヘプト−2−エン−2−
カルボキシレートの製造 窒素雰囲気下、p−ニトロベンジル (4R,5R,6
S)−1−アザ−6−[(1R)−1−ヒドロキシエチ
ル]−4−メチル−3,7−ジオキソビシクロ[3.2.
0]ヘプタン2−カルボキシレート4.04g(11.
16mmol)のMIBK/MEK(2/1)溶液約35mlを
約−10℃に冷却した。その後、ジフェニルクロロホス
フェート3.30g(12.28mmol)を加えた。ジイソ
プロピルエチルアミン1.90g(14.73mmol)、4
−ジメチルアミノピリジン27mg(0.22mmol)を無水
MIBK/MEK(2/1)溶液10mlに溶解し、約−1
0℃で滴下し約30分間攪拌し反応させた。その後、攪
拌下リン酸二水素ナトリウム0.87g、水17ml、
重曹0.19gを加え、50℃に昇温した。攪拌下、溶
液を25℃に冷却し、n−ヘキサン45mlを滴下し晶出
させた。更に5℃で熟成を行った後、結晶を濾取した。
非常に濾過性が悪かった。乾燥後、得られた結晶を分析
した結果、標記化合物の純分は、4.78g(収率72
%、含量97%)であった。
生物質等の製造に用いる中間体の、工業的に有利な製造
方法を提供する。
Claims (3)
- 【請求項1】 下式(I) 【化1】 [式中、R1は水素原子又は水酸基の保護基を示し、R2
はカルボキシル基の保護基を示す]で表される化合物
と、下式(II) R3OH (II) [式中、R3はアシル基を示す]で表される酸またはそ
の反応性誘導体を反応させて、下式(III) 【化2】 [式中の記号は前記と同義である]で表される化合物を
製造する方法において、反応後、有機溶媒相をメチルエ
チルケトンの存在下水洗することを特徴とする、下式
(III) 【化3】 [式中の記号は前記と同義である]で表される化合物の
製造方法。 - 【請求項2】 反応溶媒がメチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチ
ル、アセトニトリルよりなる群より選ばれる溶媒を一種
以上含む請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】 R1が水素原子、R2がp-ニトロベンジ
ル基、R3がジフェニルホスホリル基である請求項1,
2記載の製造方法。
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