JP2004505968A - カルバペネム系抗生物質の中間体及びその調製方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(技術分野)
本発明は、β−メチルカルバペネム系抗生物質の中間体として有用な次の一般式(I)で表される、新規のアゼチジノン化合物とその調製方法に関するものである。
【化7】
式中で、Rは、水素原子或いはヒドロキシ基の保護基であり、R1とR2は、独立にC1−C15のアルキル基、ベンジル基、或いは閉環して5員又は6員の環状炭化水素又は1つの酸素及び硫黄の内の少なくとも1つを含む複素環化合物を形成する基を表し、R3は、低級アルキル基或いは低級アルキルエステル基であり、R4は、ベンゼン、或いはハロゲン原子、低級アルコキシ或いはニトロ基で置換されたベンゼン環であり、また、1’位置のメチル基は、R−配置をなしており、以降の全ての一般式の中ではβ−メチルと表される。
【0002】
また、本発明は、一般式(II)の4−アセトキシ−アゼチジノン化合物と一般式(III)のα−ハロプロピオンアミド化合物との反応により、一般式(I)の新規のアゼチジノン化合物を調製する方法に関するものである。
【化8】
上記の式で、 R、R1、R2、R3及びR4は、先の定義と同じであり、また、Xはハロゲン原子である。
【0003】
また、本発明は、新たな立体選択性添加剤である一般式(III)のα−ハロプロピオンアミド化合物に関するものである。
一般式(III)の化合物を用いて、優れた立体選択性を有する一般式(I)の化合物を調製することができる。
【0004】
また、本発明は、一般式(VIII)の単環化合物と一般式(IX)の2−ハロプロピオン酸或いはその活性錯体との反応により生じる、新たな一般式(III)のα−ハロプロピオンアミド化合物に関するものである。
【化9】
上記の式で、R1、R2、R3、R4及びXは、先の定義と同じである。
【0005】
また、本発明は、一般式(V)で表されるβ−メチルカルバペネムエステル化合物の新たな調製方法に関するものである。
より詳しくいえば、一般式(V)の化合物は、一般式(I)の化合物と一般式(X)のハロアセテート化合物との反応により生成する一般式(XI)のN−置換アゼチジノン化合物をin situで環化及びエステル化させて得られる。
【化10】
上記の式で、 R1、R2、R3、R4及びXは、先の定義と同じである、R5は、通常の方法により容易に除去できるカルボキシル基の保護基であり、また低級アルキル基、低級アルケニル基、ハロゲノ低級アルキル基、ニトロベンジル基、低級アルコキキシ−ベンジル基、或いはベンズヒドリル基を示し、OAは、−S−R6(R6は、抗生物質活性を有する対応複素環式化合物)により容易に置換され得るエステル化されたヒドロキシ基であり、−OP(O)(OR7)2(R7は、アリール或いは低級のアルキル)、置換或いは未置換の低級アルキルスルホニル基(例:メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、トリフルオロメタンスルホニル基)、アリールオキシカルボニル基(例として、ベンジルオキシカルボニル基)を含み、その中でも、ジアリルホスホリルオキシ基、ジ−低級アルキルホスホリルオキシ基、置換された或いは未置換の低級のアルキルスルホニル基、置換された或いは未置換のアリールスルホニル基から選ばれたエステル化されたヒドロキシ基が望ましい。
【0006】
また、本発明は、一般式(IV)で表される1’β−メチルアゼチジノン化合物の新たな調製方法に関するものである。
より詳しくいえば、一般式(IV)の化合物は、一般式(I)の化合物を加水分解して得られる。
【化11】
上記の式で、Rは、先の定義と同じである
【0007】
(背景技術)
次の一般式(XII)で表されるβ−メチルカルバペネム系抗生物質は、緑膿菌を含むグラム陰性菌とグラム陽性菌、ペニシリン系或いはセファロスポリン系抗生物質の耐性菌に対する広域スペクトルの抗生物質活性を有する抗生物質である。
体表的なβ−メチルカルバペネム系抗生物質には、メロペネム(ヨ−ロッパ公開特許第126587号)とビアペネム(日本国・特開平1−25779)が含まれ、また、他にも多数のカルバペネム系抗生物質が開発中である。
【0008】
現在知られているβ−メチルカルバペネム系抗生物質を調製するための合成方法には、次の2つの工程がある。
【化12】
上記の式で、R及びR5は、先に定義したものと同じであり、またR6は、抗生物質活性を有する複素環式化合物である。
【0009】
第一の工程は、(1)一般式(II)で表される4−アセトキシ−アゼチジノン化合物を出発物質として、各種の立体選択性添加剤の存在下で、一般式(IV)で表されるβ−メチルアゼチジノン化合物を調製する段階と、また、(2)上記の一般式(IV)の化合物から、5−6段階の反応を介してカルバペネム 抗生物質の最終中間体である一般式(V)の化合物を調製し、つづいて、一般式(XII)のβ−メチルカルバペネム系抗生物質を調製する段階を有する。
一般式(IV)の化合物から、カルバペネムの最終中間体である一般式(V)の化合物を調製する方法は、日本国・特開昭63−188662に既に詳細に開示されているので、本発明ではその方法について細かく説明しない。
【0010】
アルドール型の上記反応において、1’β−メチル基を導入する際に、優れた立体選択性があることが知られているが、用いられる試薬(三重項のスズ、塩化チタン、三重項のジブチルボロン)は取り扱いが難しく高価であるので、β―メチルカルバペネム系抗生物質の大量生産は困難であった。
これと類似な方法は、多数の文献に開示されている(日本公開特許第87−252786 号) : J.A.C.S. vol. 108, pp. 4675−4676, 1986: 同 vol. 108, pp. 4673−4675, 1986: J. Antibiotics, pp. 374, 1989, Tetrahedron Letters, pp. 9657, 1995: 同 vol. 27, pp. 5687, 1986)。
【0011】
上記の方法は、一般式(IV)の化合物から5−6段階を通じてカルバペネム系抗生物質の最終中間体である一般式(V)の化合物を合成するための方法であり、各段階ごとの収率は良好であるが、全体の調製工程に長時間を要する。
【0012】
日本の田辺社により開発された第二の工程は、第一の工程の持つ欠点の改良を目的としている。第二の工程は(1)一般式(II)で表される4−アセトキシ−アゼチジノン化合物を出発物質として、亜鉛又はマグネシウムの扱いを容易にするための一般式(VI)の立体選択添加剤の存在下で、Reformatsky反応により次の一般式(VII)で表される1’β−メチル中間体を調製する段階と、(2) 上記の一般式(VII)の化合物を加水分解して、第一の工程の一般式(IV)の化合物を調製し、あるいは一般式(VII)の化合物からN−アルキル化反応、環化及びエステル化を行い、一般式(V)の化合物を調製し(韓国特許登録第10−231223号)、つづいて、一般式(XII)の1β−メチルカルバペネム系抗生物質を調製する段階を有する。
【化13】
式中で、 Rは、先の定義と同じであり、Zは、C3−C7のアルケニル基、C1−20のアルキル基、アラルキルの一つの基から選択された2個の基により置換されたメチレン基であり、Yは、酸素原子、硫黄原子、メチレン基或いはアミン基であり、また、環Bは、ハロゲン原子、低級アルキル基或いは低級アルコキシ基により置換されたベンゼン環である。
【0013】
第二の工程は、第一の工程より反応の段階及び条件が容易という点では、産業的により有利であると報告されている。
これと類似な調製方法は、多数の文献に開示されている (例:Tetrahedron Letters, pp. 2801, 1991: 同 6625 pp, 1987: 日本国・特開平7−82248:同特開平7−82249)。
【0014】
一般式(XII)のβ−メチルカルバペネム系抗生物質は、一般式(V)の化合物を複素環式チオール化合物と反応させて、よく知られた方法(例:日本国・特開平4−279588)により得ることができる。
しかし、上記の第二の工程も、立体選択性に乏しい点で短所がある。
【0015】
(発明の開示)
本発明は、β−メチルカルバペネムの中間体を立体選択的に得ることを目的とし、その過程で調製、新たな立体選択添加剤である一般式(III)のα−ハロプロピオンアミドを用いて、Reformatsky反応により1’β−メチルカルバペネムの中間体を調製することにより、1’α−メチル基に対する1’β−メチル基の比率が先行技術を用いた場合よりも高まる。
【0016】
(発明の開示)
本発明は、β−メチルカルバペネム系抗生物質の中間体として有用な次の一般式(I)で表される新規のアゼチジノン化合物とその調製方法に関するものである。
【化14】
R、R1、R2、R3及びR4は、先の定義と同じである。
Rのヒドロキシ保護基の例としては、低級のアルコキシカルボニル基, トリ−低級アルキルシリル基、4級−ブチル−ジメチルシリル基、ベンジルオキシカルボニル基或いは4−ニトロベンジルオキシカルボニル基が挙げられる。
【0017】
一般式(I)で表される化合物の中で最も望ましい化合物は、Rが4級−ブチル−ジメチルシリル基であり、 R1及びR2 は閉環してシクロヘキシル基を形成し、また, R3は、メチルエステル基であり、また、R4は、ベンゼン環である一般式(I)の化合物である。
【0018】
一般式(I)で表されるアゼチジノン化合物の塩の例としては、無機酸付加塩及び有機酸付加塩が挙げられる。無機酸付加塩の例としては、塩酸塩、臭化水素酸塩或いは硫酸塩が挙げられる。有機酸付加塩の例としては、酢酸塩、シュウ酸塩、酒石酸塩、フマル酸塩、マレイン酸塩或いはベンゼンスルホン酸塩が挙げられる。
また、アゼチジノン化合物(I)は、1’位置にβ−メチル基 (R−配置)とα−メチル基(S−配置)の立体異性体が含まれる。
【0019】
一般式(I)で表される化合物は、次の一般式(II)の4−アセトキシ−アゼチジノン化合物と次の一般式(III)のα−ハロプロピオンアミド化合物との反応により調製する。
【化15】
上記の式で、R、R1、R2、R3、R4及びXは、先の定義と同じものである。
【0020】
α−ハロプロピオンアミド(III)とアゼチジノン化合物(II)との反応は、非極性溶媒中でのグリニャール反応に用いる金属、或いは立体選択添加剤として一般式(III)の化合物と金属錯体を形成する金属を使用して行うことができる。本発明に用いられる金属の例としては、亜鉛或いはマグネシウムが挙げられる。反応溶媒は、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドからなる群の中から選択することができる。一般式(III)のα−ハロプロピオンアミド化合物は、一般式(II)の化合物に対して1〜3モル、好ましくは1.2〜1.7モルを使用する。亜鉛のような金属は、2〜4モルを使用することができる。マグネシウムを使用する場合には、一般式(III)の化合物にヨウ化メチル或いは1,2−ジブロモエタンを加え、予めグリニャール化合物を調製した後、前記反応を行う。この反応は、−10〜100℃で行う。特に、亜鉛を用いる反応は、50〜80℃で行うことが好ましく、マグネシウムを用いる反応は、0〜30℃で行う。この反応では、0.01〜1モルの範囲でルイス酸触媒(例:臭化亜鉛、トリエチルボラン、塩化トリメチルシリル或いは臭化マグネシウム)を使用すると、反応が促進されて反応時間を短縮することができる。
【0021】
また、本発明は、新規の立体選択補助剤である一般式(III)のα−ハロプロピオンアミドに関するものである。
一般式(III)の化合物を用いることで優れた立体選択性を有する一般式(I)の化合物を調製することができる。
【化16】
上記の式で、R1、R2、R3、R4及びXは、先の定義と同じである。
【0022】
また、本発明は、一般式(VIII)の単環化合物と一般式(IX)の2−ハロプロピオン酸或いはその活性錯体との反応により、新たな一般式(III)のα−ハロプロピオンアミド化合物を調製する方法に関するものである。
【化17】
上記の式で、R1、R2、R3、R4及びXは、先の定義と同じである。
【0023】
一般式(VIII)の単環化合物と一般式(IX)の2−ハロプロピオン酸との反応は、非極性溶媒の中で脱水剤の存在下で行う。非極性溶媒の例としては、エチルエーテル、ジクロロメタン、クロロホルム、ベンゼン、トルエン、テトラヒドロフラン或いはアセトニトリルが挙げられる。脱水剤の例としては、カルボニルジイミダゾール、ジシクロカルボジアミド或いは1−ヒドロベンズイミダゾールが挙げられる。この反応は、−10〜50℃の温度範囲で行い、0〜25℃の温度範囲が好ましい。
【0024】
また、塩基の存在下で一般式(VIII)の単環化合物を、酸ハロゲン化物又は混合酸無水物の様な2−ハロプロピオン酸の活性錯体と反応させて、新規の一般式(III)で表される化合物を得ることができる。溶媒は、前記の反応から使用した溶媒を選ぶことができる。塩基の例としては、アルカリ金属、低級のアルキルリチウム、ピリジン或いはジ−低級アルキルアニリンが挙げられる。この反応は、−20〜30℃の範囲で行うことが好ましい。
【0025】
また、本発明は、一般式(V)で表されるβ−メチルカルバペネムエステル化合物の新たな調製方法に関するものである。
より詳細に言うと、一般式(I)の化合物と一般式(X)のハロアセテート化合物との反応により得られる一般式(XI)のN−置換アゼチジノン化合物をさらにin situで環化及びエステル化して一般式(V)の化合物を調製することができる。
【化18】
上記の式で、R1、R2、R3、R4、X 及びOAは、先の定義と同じである。
【0026】
一般式(I)の化合物と一般式(X)の化合物との反応は、塩基の存在下で非極性溶媒を用いて行う。
塩基の例としては、有機塩基として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク−7−エン、アルカリ金属塩基としてアルカリ金属水素化物、アルカリ金属水酸化物或いはアルカリ 金属炭酸塩、また、アミンの金属塩としてナトリウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド或いはナトリウム ビス(トリメチルシリル)アミドが挙げられる。溶媒の例には、テトラヒドロフラン、ベンゼン、トルエン或いはジクロロメタンが挙げられる。上記の反応は、−50〜−20℃の温度範囲で行う。
【0027】
一般式(I)の化合物と一般式(X)の化合物との反応により得られた一般式(XI)の化合物を、さらにin situで環化及びエステル化して一般式(V)の化合物が得られる。
一般式(XI)のN−置換アゼチジノン化合物の環化反応は、塩基の存在下で行う。上記の環化反応で用いられる塩基は、Dieckmann反応に用いられる塩基から選択される。塩基の例としては、ナトリウム ビス(トリメチルシリル)アミド或いはリチウム ビス(トリメチルシリル)アミドのようなアルカリ金属塩が挙げられる。塩基は、一般式(XI)の化合物に対して1.0当量〜3.0当量を使用し、好ましくは2.0当量〜2.5当量を使用する。
【0028】
この反応で用いられる溶媒の例としては、テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジオキサン、トルエン或いはベンゼンが挙げられる。この反応は、−78〜50℃の温度範囲で行うが、好ましくは−60〜10℃の範囲である。上記の反応中に、一般式(XIII)のエノラート塩が生成されるが、上記の塩を分離することなくエステル化を進行させる。
【化19】
上記の式で、R及びR5 は、先の定義と同じであり、また、M+はアルカリ金属イオンである。
【0029】
分子内環化により生成した、一般式(XIII)のヒドロキシ塩のエステル化は、活性錯体の添加によりさらに進行する。 活性錯体の例としては、酸塩化物やジ−アリル燐酸塩(例:ジフェニル燐酸塩)、ジ−低級アルキル燐酸塩(例:ジエチル燐酸塩)のような酸無水物が挙げられる。また、この反応で用いるエステル化剤の活性錯体は、一般式(XI)の化合物に対して1.0〜4.0当量を用い、好ましくは2.0〜3.0当量を使用する。この反応は、−78〜30℃の温度範囲で行うが、−60〜10℃の温度範囲が好ましい。
【0030】
分子内環化の後、塩基とシリル化物をこの順で加えることにより次のエステル化を進行させることができる。シリル化物の例としては、トリメチルシリルクロライド, t−ブチルジメチルシリルクロライド或いはテトラクロロシランが挙げられる。
【0031】
エステル化反応では、反応触媒として4−ジメチルアミノピリジンを使用すれば、反応時間を短縮することができる。触媒の使用量は、一般式(XI)の化合物に対して0.01〜0.5当量を使用することができるし、望ましくは0.05〜0.1当量の範囲である。 分子内環化反応の過程で、副産物として一般式(VIII)の化合物が生成されるが、この化合物を回収して立体選択添加剤である一般式(III)の化合物に変換することにより、再使用が可能である。
【0032】
また、本発明は、一般式(IV)で表される1’β−メチルアゼチジノン化合物の新たな調製方法に関するものである。
より詳しくいえば、一般式(I)の化合物の加水分解により一般式(IV)の化合物を得ることができる。
【化20】
上記の式で、Rは、先の定義と同じである。
【0033】
一般式(I)で表される化合物の加水分解は、過酸化水素と金属塩水酸化物の存在下で非極性溶媒を用いて行うことができる。 非極性溶媒の例としては、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド或いはメチルアルコールと水との組み合わせが含まれるが、水とテトラヒドロフランを用いることが好ましい。金属塩水酸化物の例としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム或いは水酸化カリウムが挙げられるが、水酸化リチウムを用いることが好ましい。過酸化水素の使用量は、一般式(I)の化合物に対して1〜10当量を用いるが、6〜8当量を用いることが好ましい。金属塩水酸化物は、一般式(I)の化合物に対して1〜5当量を用いるが、2〜3当量を用いることが望ましい。この反応は、−5〜5℃の温度範囲で行うことが好ましい。
【0034】
発明の詳細な説明や特許請求の範囲の中で表現された略語の内、「低級アルキル基」、「低級アルコキシ基」及び「低級アルキレン基」は、1〜4個の炭素原子を有する直鎖或いは枝分れ鎖からなるそれぞれの基を意味し、「低級のアルケニル基」は、2〜6個の炭素原子を有する直鎖からなる当該基を示す。
【0035】
これより、実施例や比較例に基づいて本発明の詳細な説明を行うが、本発明はこれに限定されると解釈されるべきではない。
【0036】
(発明を実施するための最良の形態)
【0037】
調製例1:メチル 3−シアノ−3−フェニルピルビン酸エステルの調製
46.8gのフェニルアセトニトリルを200mlの脱水したメチルアルコールに溶かし、これに12gの金属ナトリウム(或いは、同じ当量のナトリウムメトキシド)を徐々に加えた。この時、発熱反応により、温度は50℃まで上昇した。同じ温度で、47.2gのジメチルシュウ酸塩を加えて徐々に室温まで冷却させ、室温で18時間にわたって攪拌した。反応溶液を氷水で冷却し、200mlの2N−硫酸水溶液を加えた。つづいて、減圧下でメタノール溶媒だけを濃縮した。溶媒を減圧下で濃縮している間に、残留物を酢酸エチルで2回抽出し、硫酸マグネシウム上で乾燥した。得られた黄色結晶にノルマルヘキサンを加えてろ過した。このろ過物を真空下で乾燥し、 66.6gの目的化合物(収率:82%)を得た。
mp 112−114℃; 1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ1.25−1.78(s, 8H), 2.04−2.27(m, 5H), 3.58(s, 3H), 6.99(bs, 1H), 7.25−7.37(m, 5H); IR(CHCl3) 1242, 1402, 1736, 2939, 3070, 3200cm−1
【0038】
調製例 2:エチル 3−シアノ−3−フェニルピルビン酸エステルの調製
ジメチルシュウ酸塩の代わりにジエチルシュウ酸塩を用い、反応溶媒としてエタノールを用いたことを除いて、調製例1と同様の反応を行い黄色結晶の目的化合物(収率:75%)を得た。
mp 95−97℃;1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ1.51(t, J=7.2Hz, 3H), 4.53(AB−q, J=7.2Hz, 2H), 7.26−7.48(m, 3H), 7.66−7.92(m, 2H) ; MS(70ev, m/e) 217(M+), 193, 111
【0039】
調製例3:メチル 3−シアノ−3−(4−クロロフェニル)ピルビン酸エステルの調製
フェニルアセトニトリルの代わりに、4−クロロフェニルアセトニトリルを用いたことを除いて、 調製例2と同様に反応を行い黄色結晶の目的化合物(収率:82%)を得た。
mp 105−107℃;1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ4.20(s, 3H), 7.49(d, J=7.6Hz, 2H), 7.91(d, J=7.8Hz, 2H) ; MS(70ev, m/e) 237(M+), 183, 135
【0040】
調製例4:メチル 3−シアノ−3−(4−メトキシフェニル)ピルビン酸エステルの調製 フェニルアセトニトリルの代わりに、4−メトキシフェニルアセトニトリルを用いたことを除いて、 調製例2と同様の反応を行い黄色結晶の目的化合物(収率:87%)を得た。
mp 125−127℃ ; 1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ3.77(s, 3H), 4.00(s, 3H), 6.85(d, J=9.2Hz, 2H), 7.76(d, J=9.2Hz, 2H) ; MS(70ev, m/e) 233(M+), 173, 145.
【0041】
調製例 5:メチル 3−シアノ−3−(4−ニトロフェニル)ピルビン酸エステルの調製
フェニルアセトニトリルの代わりに、4−ニトロフェニルアセトニトリルを用いたことを除いて、 調製例2と同様の反応を行い濃い黄色結晶の目的化合物(収率:35%)を得た。
mp 135−137℃ ; 1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ3.82(s, 3H), 7.48(d, J=8.62Hz, 2H), 8.18(d, J=8.8Hz, 2H) ; MS(70ev, m/e) 248(M+)
【0042】
調製例6:メチル4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル(一般式(VIII)の化合物)の調製
52.5gのメチル 3−シアノ−3−フェニルピルビン酸エステルを97mlの氷酢酸に加え、10℃で29.4gのシクロヘキサノン及び32.7mlの無水酢酸をこの順に加えた。同じ温度で97mlの氷酢酸に溶かした48mlの濃硫酸を徐々に加え、温度を次第に室温まで上げながら2時間攪拌した。反応液を冷却し、100mlの水を加えて10分間攪拌した。生成された沈殿をろ過し、混合溶液(ノルマルヘキサン:酢酸エチル = 1:1)とヘキサンのそれぞれにより洗浄してから真空下で乾燥し、淡黄色固体として67gの純粋な目的化合物(収率:82%)を得た。
mp 170〜172℃ ; 1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ3.89(s, 3H), 7.22−7.26(m, 5H), 7.77(d, 1H) ; IR(CHCl3) 1438, 1719, 2224, 3191cm−1
【0043】
調製例7−14:一般式(VIII)の化合物の調製
当該調製例に従って得られた各化合物とケトン化合物を調製例6に従って反応させ、表1に示された様に各化合物を調製した。
【表1】
【0044】
実施例1:メチル5−(2−ブロモプロピオニル)−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル(一般式(III))の調製
【化21】
12.2gのメチル 4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルを60mlの無水テトラヒドロフランに溶かし、−10℃まで冷却した。4.26mlのピリジンと5.52mlの2−ブロモアセチルブロミドを徐々に加えた。室温で、反応液を6時間にわたって攪拌して反応を完結した。反応液に水を加えて希釈し、各回100mlの酢酸エチルで2回抽出した。有機層を合わせて10%炭酸水素ナトリウム溶液で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥して溶媒を減圧下で濃縮した。50mlのイソプロピルアルコールを残留物に加えてしばらく攪拌すると、結晶が生成した。この結晶をろ過し、各回10mlのイソプロピルアルコールで2回洗浄した。ノルマルヘキサンで洗浄してから真空下で乾燥し、淡黄色固体として16.1gの純粋な目的化合物(収率:92%)を得た。
mp 104−105℃ ; 1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ1.11−12.66(m, 10H), 1.84(d, J=6.6Hz, 3H), 3.64(s, 3H), 5.06(q, J=6.8Hz, 1H), 7.21−7.41(m, 5H) ; IR(CHCl3) 1384, 1445, 1675, 1631, 1735, 2866, 2940cm−1
【0045】
実施例2−9:一般式(III)の化合物の調製
対応する出発物質と2−ブロモアセチルブロミドを、実施例1の方法に従ってそれぞれ反応させ、表2のとおり化合物を調製した。
【表2】
【0046】
実施例10:メチル5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル(一般式(I)の化合物)の調製
【化22】
5gの(3R, 4R)−4−アセトキシ−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−アゼチジノンを60mlの無水テトラヒロドフランに溶かし、3.41gの亜鉛粉末を加えて20分間還流した。反応液を室温まで冷却し、20mlの無水テトラヒロドフランに溶かした8.33gのメチル 5−(2−ブロモプロピオニル)−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルを徐々に加えた。上記の溶液を再加熱して2時間還流した。反応液を室温まで冷却し、燐酸塩緩衝溶液(pH=7.0)を加え、生成された不溶物をろ過した。残液を酢酸エチルで2回抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶出液、酢酸エチル:ヘキサン=1:4)で精製して9.92gの目的化合物(収率:97%)を得た。
得られた目的化合物中に、上記の反応式により表される1’位置の立体異性体1’Rと 1’Sとの混合物が存在し、HPLC(Capcll park C−18カラム、溶離剤、アセトニトリル:水=7:3)で分析した結果、1’R異性体:1’S異性体= 95:5の比率であった。
mp 68〜70℃; 1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ0.00(s, 6H), 0.80(s, 9H), 1.11(d, J=6.4Hz, 3H), 1.16(d, J=7.0Hz, 3H), 1.52−1.81(m, 6H), 2.02−2.41(m, 4H), 2.79−2.82(m, 1H, 1’S−H), 3.12−3.16(m, 1H, 1’R−H), 3.12−3.16(m, 1H), 3.37−3.44(m, 1H), 3.57(s, 3H), 3.85−3.89(m, 1H), 5.09(s, 1H), 7.13−7.21(m, 2H), 7.25−7.35(m, 3H); IR(CHCl3) 1377, 1447, 1633, 1678, 1758, 2857, 2949cm−1
【0047】
実施例11−16:一般式(I)の化合物の調製
対応する出発物質と(3R, 4R)−4−アセトキシ−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−アゼチジノンを、実施例10の方法に従ってそれぞれ反応させ、表3のような化合物を調製した。
【表3】
【0048】
実施例17:メチル5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル(一般式(I)の化合物)の調製
実施例10の化合物を調製する別の方法として、15mlの無水テトラヒドロフランに少量のヨウ素を加え、655mgのマグネシウム片を入れて1.13gの1,2−ジブロモエタンを徐々に添加した。反応液の温度は、発熱反応により還流温度まで上昇した。続いて、 4.5mlのテトラヒドロフランに溶かした2.26gの1,2−ジブロモエタン溶液を徐々に加え、30分間還流させた。この混合物を5℃まで冷却し、8mlのテトラヒドロフランに溶かした 1.72gの(3R, 4R)−4−アセトキシ−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−アゼチジノンと 2.88gのメチル 5−(2−ブロモプロピオニル)− 4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルを徐々に加えた。反応液を10℃で1時間攪拌し、90mlの飽和塩化アンモニウム水溶液を加えて反応を終了してから酢酸エチルで抽出した。この抽出物を塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥して減圧下で濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶出液、酢酸エチル:ヘキサン=1:4)で精製して3.07gの目的化合物(収率:88%)を得た。この化合物は、実施例2の化合物と同じ物質であったし、HPLC(実施例10と同じ条件)で分析した結果、1’R−異性体:1’S− 異性体= 98:2の混合物であった。
【0049】
実施例 18:メチル5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−1−アリルオキシカルボニルメチル−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル(一般式(XI)の化合物)の調製
【化23】
5.0gのメチル5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルを50mlの無水 テトラヒドロフランに溶かし、−60℃まで冷却した。窒素雰囲気で、1.53gのアリルブロモ酢酸塩を加え、9.76mlのナトリウムビス(トリメチルシリル)アミド(1モルのテトラヒドロフラン溶液)を徐々に加えた。同じ温度で15分間攪拌し、徐々に温度を上げて−30℃で40分間攪拌した。反応液に水を加え、酢酸エチルで抽出してから硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶離剤、酢酸エチル:ヘキサン=1:4)で精製して油状物である4.89gのの目的化合物(収率:88%)を得た。
1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ0.08(s, 6H), 0.86(s, 9H), 1.24(d, J=4.0Hz, 3H), 1.27(d, J=3.0Hz, 3H), 1.62−2.24(m, 10H), 3.01(dd, J=7.6, 2.0Hz, 1H), 3.43−3.58(m, 1H), 3.63(s, 3H), 3.88−4.01(m, 2H), 5.21−5.39(m, 2H), 5.80−6.01(m, 1H), 7.19−7.39(m, 5H) ; IR(CHCl3) 1377, 1447, 1680, 1678, 1745, 2252, 2948cm−1
【0050】
実施例 19:メチル5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−1−(4−メトキシベンジルオキシカルボニルメチル)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル(一般式(XI)の化合物)の調製
3.0gのメチル5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルとアリルブロモ酢酸塩の代わりに、4−メトキシベンジルブロモ酢酸塩を使用して実施例18と同様に処理し、油状物である3.23gの目的化合物(収率:83%)を得た。
1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ0.06(s, 6H), 0.86(s, 9H), 1.23(d, J=5.2Hz, 3H), 1.27(d, J=6.2Hz, 3H), 1.48−1.68(m, 5H), 2.04−2.21(m, 5H), 3.02(dd, J=7.4, 2.1Hz, 1H), 3.52−3.59(m, 1H), 3.63(s, 3H), 3.81(s, 3H), 4.17(dd, J=62.4, 18Hz, 2H), 4.05−4.17(m, 2H), 5.07(s, 2H), 6.91(m, 2H), 7.20−7.41(m, 7H).
【0051】
実施例20:メチル 5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−1−(4−ニトロベンジルオキシカルボニルメチル)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル(一般式(XI)の化合物)の調製 600mgのメチル5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルとアリルブロモ酢酸塩の代わりに、4−ニトロベンジルブロモ酢酸塩を使用して実施例18に従って処理し、油状物である646mgの目的化合物(収率:84%)を得た。
1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ0.02(s, 6H), 0.82(s, 9H), 1.23(d, J=6.8Hz, 3H), 1.25(d, J=6.8Hz, 3H), 1.56−1.78(m, 6H), 2.01−2.36(m, 4H), 3.03(dd, J=7.3, 2.2, 1H), 2.04−2.21(m, 5H), 3.02(dd, J=7.4, 2.1Hz, 1H), 3.52−3.59(m, 1H), 3.60(s, 3H), 4.17(dd, J=62.4, 18Hz, 2H), 5.20(s, 2H), 6.91(m, 2H), 7.18−7.37(m, 5H), 7.45(d, J=8.6Hz, 2H), 8.21(d, J=8.6Hz, 2H)
【0052】
実施例21:アリル(1R, 5R, 6S)−6−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−1−メチル−2−ジフェニルホスホリルオキシ−2−カルバペン−2−エム−3−カルボン酸エステル(一般式(V)の化合物)の調製
【化24】
4.89gのメチル 5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−1−アリルオキシカルボニルメチル−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルを60mlの無水テトラヒドロフランに溶かし、−45℃まで冷却させてから窒素雰囲気中で、16.9mlのナトリウムビス(トリメチルシリル)アミド(1モルのテトラヒドロフラン溶液)を徐々に加えた。−30℃で1.2mlのクロロトリメチルシランを反応物に加え、同じ温度で5分間攪拌した。この反応液に2.23mlのジフェニルクロロ燐酸塩を徐々に加え、つづいて、44mgの4−ジメチルアミノピリジンを加えて−30℃から−10℃までの温度範囲を維持しながら、2時間攪拌した。反応液に燐酸塩緩衝溶液(pH=7.0)を加えて酢酸エチルで2回抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥してから減圧下で濃縮した。残留物に50mlの混合溶液(酢酸エチル:ヘキサン=1:4)を加えて結晶化したものをろ過し、メチル 4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルの黄色結晶を得た。この化合物は、調製例2の方法に従って立体選択補助剤として調製し、再使用が可能である。残液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィ(溶出液、酢酸エチル:ヘキサン=1:4)で精製して純粋な油状物である4.01gの目的化合物(収率:91%)を得た。
1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ0.06(s, 6H), 0.87(s, 9H), 1.16(d, J=7.4Hz, 3H), 1.21(d, J=6.0Hz, 3H), 3.22(dd, J=6.4, 2.8Hz, 1H), 3.31−3.52(m, 1H), 4.07−4.21(m, 2H), 4.64(d, J=5.8Hz, 2H), 5.16(dd, J=10.6, 1.6Hz, 1H), 5.32(dd, J=17.4, 1.6Hz, 1H), 5.75−5.94(m, 1H), 7.17−7.44(m, 10H)
【0053】
実施例22:4−ニトロベンジル(1R, 5R, 6S)−6−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−1−メチル−2−ジフェニルホスホリルオキシ−2−カルバペン−2−エム−3−カルボン酸エステル(一般式(V)の化合物)の調製
300mgのメチル 5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−1−(4−ニトロベンジルオキシカルボニルメチル)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルを出発物質として、実施例21と同じ方法に従って調製することにより、油状物である87mgの目的化合物(収率:32%)を得た。
1H−NMR(CDCl3, 200MHz) 0.06(s, 6H), 0.85(s, 9H), 1.22(d, J=5.2Hz, 3H), 1.28(d, J=6.2Hz, 3H), 3.23−3.33(m, 1H), 3.36−3.48(m, 2H), 5.21−5.39(q, J=10Hz, 2H), 7.12−7.42(m, 10H), 7.53(d, J=8.6Hz, 2H), 8.11(d, J=8.4Hz, 2H)
【0054】
実施例 23 : 4−メトキシベンジル(1R, 5R, 6S)−6−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−1−メチル−2−ジフェニルホスホリルオキシ−2−カルバペン−2−エム−3−カルボン酸エステル(一般式(V)の化合物)の調製
323mgのメチル 5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−1−(4−メトキシベンジルオキシカルボニルメチル)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルを出発物質として、実施例21と同じ方法に従って調製することにより、油状物である222mgの目的化合物(収率:85%)を得た。
1H−NMR(CDCl3, 200MHz)δ0.01(s, 6H), 0.82(s, 9H), 1.12(d, J=7.4Hz, 3H), 1.17(d, J=6.0Hz, 3H), 3.24−3.49(m, 1H), 3.72(s, 3H), 4.01−4.22(m, 2H), 7.08−7.41(m, 12H)
【0055】
実施例24:(2R)−2−[(3S, 4R)−3−[(1R)−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオン酸(一般式(IV)の化合物)の調製
【化25】
実施例10の方法に従って調製した388mgのメチル 5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルを、10mlの無水テトラヒドロフランと0.34mlの水に溶かして0℃まで冷却した。反応液に0.6mlの30%過酸化水素と56mgの水酸化リチウムを加えた。同じ温度で1時間攪拌し、反応液に4mlの1.5ノルマル硫化ナトリウム水溶液を加えた。テトラヒドロフランを減圧下で濃縮し、残った水溶液から生成された結晶をろ過してメチル 4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルを得た。残液をクロロホルムで洗浄し、10%塩酸でpHを約1に調節した後、酢酸エチルで抽出した。硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。残留物を酢酸エチルとヘキサン溶媒で結晶化し、白色固体である144mgの目的化合物(73%)を得た。mp 143−146℃
【0056】
(産業上の利用可能性)
本発明の立体選択添加剤である一般式(III)の化合物を用いて一般式(I)の化合物を調製することにより、一般式(I)化合物の1’−位置にβ−メチル基を有する立体異性体だけを効率的に調製することができる。
既存の文献(Tetrahedron, Vol. 52, No. 2 pp. 331−375. 1996)に、本発明の一般式(I)に対応するβ−メチルカルバペネム抗生物質の中間体の、立体選択添加剤を用いた製法の記載がある。次の表4に、扱いの容易な試薬として亜鉛粉末を用いた場合の、生成したβ異性体の比率をまとめた。
【表4】
本発明による、β−異性体の一番高い比率は実施例11の98:2で、一番低い比率は 実施例13の92:8であった。β−異性体の平均比率は96:4であった。
【0057】
上記の表4から、β−異性体の比率はそれぞれ、日本の田辺社が92:8、日本の相模社が79:21及び91:9と記載されている。これらを比べると、本発明によりより高いβ−異性体比率が得られた。
また、本発明では、一般式(I)の化合物からカルバペネム抗生物質の最終中間体である、一般式(V)の化合物を調製する工程の中、立体選択補助剤である一般式(III)の化合物の副産物として回収することにより、再使用することができる長所がある。
Claims (13)
- Rが、t−ブチルジメチルシリルであり、 R1とR2が、独立にC1−C6のアルキル基、ベンジル基、或いは閉環して5−6員環を形成する基を表し、 R3は、低級のアルキルエステル基であり、R4は、ベンゼン、或いはハロゲン原子、低級のアルコキシ或いはニトロ基に置換されたベンゼン環を表すことを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
- 一般式(I)の化合物が、メチル5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル化合物である、請求項1に記載の化合物。
- 一般式(III)の化合物が、メチル5−(2−ブロモプロピオニル)−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルである、請求項4に記載の化合物。
- 一般式(II)の(3R, 4R)−4−アセトキシ−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−アゼチジノンと、一般式(III)のメチル5−(2−ブロモプロピオニル)−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル化合物との反応により、一般式(I)のメチル5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルを調製する、請求項6に記載の調製方法。
- 一般式(VIII)のメチル4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルと、一般式(IX)の2−ブロモアセチルブロミドとの反応により、一般式(III)のメチル5−(2−ブロモプロピオニル)−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステルを調製する、請求項8に記載の調製方法。
- 一般式 (I)の化合物と一般式(X)の化合物との反応により、一般式(XI)の化合物を生成させ、この化合物をin situで環化反応及びエステル化させて一般式(V)の化合物を調製する方法。
- 一般式(I)のメチル5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル化合物と、一般式(X)のアリルブロモアセテ−ト化合物との反応により、一般式(XI)のメチル 5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−1−アリルオキシカルボニルメチル−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル化合物を生成させ、この化合物をin situで環化反応及びエステル化させて一般式(V)のアリル(1R, 5R, 6S)−6−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−1−メチル−2−ジフェニルホスホリルオキシ−2−カルバペン−2−エム−3−カルボン酸エステル化合物を調製する、請求項10に記載の調製方法。
- 一般式(I)のメチル5−[(2R)−2−[(3S, 4R)−3−[(1R)−1−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオニル]−4−オキソ−3−フェニル−1−オキサ−5−アザスピロ[5.5]ウンデク−2−エン−2−カルボン酸エステル化合物を加水分解し、一般式(IV)の(2R)−2−[(3R, 4R)−3−[(1R)−t−ブチルジメチルシリルオキシエチル]−2−オキソ−アゼチジン−4−イル]プロピオン酸を調製することを特徴とする、請求項12に記載の調製方法。
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