JP2004536870A - セフロキシムアキセチルの改良された調製方法 - Google Patents
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D501/00—Heterocyclic compounds containing 5-thia-1-azabicyclo [4.2.0] octane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. cephalosporins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulfur-containing hetero ring
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- A—HUMAN NECESSITIES
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Abstract
式(II)の相当する2−セフェム(Δ2)−エステルおよび他の不純物を実質的に含まない高純度での式(I)のセフロキシムアキセチルの合成のために改良された方法。製造される化合物は、相当するセファロスポリン4−カルボン酸誘導体、即ち、セフロキシムのプロドラッグとして価値あるものであり、特にグラム陽性およびグラム陰性の細菌により生じた感染症の治療の為に種々の動物および人間において経口投与するのに特に適している。
i)I族またはII族の金属の炭酸塩、
ii)MmHnPqOr(V)
iii)C1-4アルコール
iv)極性第3アミド溶媒
v)−30〜+30℃
i)I族またはII族の金属の炭酸塩、
ii)MmHnPqOr(V)
iii)C1-4アルコール
iv)極性第3アミド溶媒
v)−30〜+30℃
Description
【技術分野】
【0001】
本発明は式(II)の相当する2−セフェム(Δ2)−エステルおよび他の不純物を実質的に含まない高純度における式(I)のセフロキシムアキセチルの合成のための改良された方法に関する。製造される化合物は、相当するセファロスポリン4−カルボン酸誘導体、即ち、セフロキシムのプロドラッグエステルとして価値があるものであり、特にグラム陽性およびグラム陰性の細菌により生じた感染症の治療の為に種々の動物および人間において経口投与するのに特に適している。
【背景技術】
【0002】
消化管からの吸収の悪いセファロスポリン抗生物質の吸収を改善するための1つの方法は4−カルボン酸位における相当するエステル誘導体を調製して投与することである。このエステルはその後、容易に、そして完全にin vivoで身体中の酵素により加水分解されて4位に遊離カルボン酸を有する活性セファロスポリン誘導体を再生する。
【0003】
調製して投与できる種々のエステル群のうち、選択される数種類のみが、高い抗生物質活性と広い抗生物質スペクトルを有するほかに生物学的に許容できるものである。このような多くの潜在的な「プロドラッグエステル」、例えばセフカネルダロキセート(Kyoto)、セフダロキシムペンテキシルトシレート(Hoechst Marion Roussel)およびセフトラゾナールボペンチル(Roche)等の臨床試験が中断されており、一方セフチゾキシムアラピボキシル(Kyoto)が第III相臨床試験の実施中である。市販に成功しているセファロスポリンのプロドラッグエステルとしては、セフカペンピボキシル(FlomoxR,Shionogi)、セフジトレンピボキシル(SpectracefR,Meiji Seika)、セフェタメトピボキシル(GlobocefR,Roche)、セフォチアムヘキセチル(TaketiamR,Takeda)、セフポドキシムプロキセチル(VantinR,Sankyo)、セフテラムピボキシル(TomironR,Toyama)およびセフロキシムアキセチル(CeftinRおよびSinnatR,Glaxo Wellcome)が挙げられる。
【0004】
典型的には、このような式(IA)で表される(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステルは適当な有機溶媒中、式(IVA)の求めるハロエステル化合物に式(II)の相当する(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸誘導体を反応させることにより合成する。該合成は図式Iに総括するとおりであり、式(IA)、(IIA)、(IIIA)および(IVA)の化合物において、βラクタム環の3位および7位におけるR1基およびR2基はセファロスポリン化学において有用な置換基であり、R3はエステル官能基を形成する付加物であり、Xはハロゲンである。
図式I
【0005】
しかしながら、極性の酸または塩誘導体から天然のエステル産物への変換を本質的に含むエステル化反応は、様々な量で式(IIA)の相当する(3,7)−置換−2−セフェム(Δ2)−4−カルボン酸エステル誘導体を生成し、これにより、3−4位から2−3位への二重結合の異性化、並びに他の未同定の不純物が生じる。
【0006】
該異性化は原料のカルボン酸の4−カルボキシレートアニオンが形成した3−セフェム−4−カルボン酸エステルの2位からプロトンを吸引する能力、それに引き続く4位の再プロトン化による前記Δ2エステルの形成によるものであることが示唆されている[D.H.Bentley et al.,Tetrahedron Lett.,1976,41,3739]。更にまた、異性化の平衡点は4−カルボン酸位に置いて連結しているエステル付加物の大きさにより概ね決定されることも示唆されている[R.B.Morin et al.,J.Am.Chem.Soc.,1969,91,1401;R.B.Woodward et al.,J.Am.Chem.Soc.,1966,88,852]。
【0007】
式(IIA)の2−セフェム−4−カルボン酸エステルは抗細菌剤として作用できないだけではなく、望ましくない副生成物である。薬局方で(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステルの最終品中の2−セフェム類縁体の存在について極めて厳格であり、これらの異性体の許可量の限度を設定している国が多い。2−セフェムおよび3−セフェム類縁体の構造的類似性のために、従来の方法、例えばクロマトグラフィー並びに分別結晶により2種の異性体を分離することは非常に困難である。これに加えて、反応において形成された他の未同定の不純物の除去は面倒な精製方法の使用を余儀なくし、これにより全体として、
a)かなりの収量損失、製造経費の増大、および、
b)薬局方の基準の改定に合致しない、そしてそれに容易に準拠することができない製品、
がもたらされる。
【0008】
式(I)中のセフロキシムアキセチルおよび種々の式(IA)の(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステルの合成のための幾つかの方法が従来から報告されており、そこではこのような反応において形成される望ましくないΔ2−異性体並びにこの様にして形成されたΔ2−異性体から求めるΔ3−異性体への変換し直すことを最小限とする試みが成されている。従来の方法を以下のとおり総括することができる。
【0009】
i)米国特許4267320号(Gregson et al.)は、セフロキシム酸またはそのアルカリ金属塩またはオニウム塩を(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドとN,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、アセトニトリルおよびヘキサメチルリン酸トリアミドから選択される不活性有機溶媒中、−50〜+150℃の範囲の温度で反応させることを含むセフロキシムアキセチルの合成方法を記載している。特許明細書によれば、アルカリ金属塩、特にセフロキシム酸のカリウム塩を用いた場合に、反応をクラウンエーテル存在下にニトリル溶媒中で行うことができるとしている。セフロキシム酸を使用した場合、反応はハロエステルの添加よりも前に添加する炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムのような無機の弱塩基の存在下に行われる。この特許明細書はさらに、ハロエステル、特にブロモまたはヨードエステルと組み合わせた炭酸カリウムの使用はΔ2−異性体の形成を最小限にすることに役立つので好ましい。理想的には、実質的に等量のセフロキシム酸および塩基を使用する。
【0010】
米国特許4267320号はまた、反応において遊離するハロゲン化水素に結合してΔ2−異性体の形成を制御する作用のある酸結合剤の存在下に前記エステル化を行う方法も開示している。使用される酸結合剤は第3アミン塩基、例えばトリエチルアミンまたはN,N−ジメチルアミン;無機塩基、例えば炭酸カルシウムまたは重炭酸ナトリウムおよびオキシラン化合物、例えばエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを含む。
【0011】
しかしながら、前記特許の示した実施例からは、得られたセフロキシムアキセチルおよび他の(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステルの収率は僅か約50%程度であり、かなりの量の不純物が反応で形成されていることを示唆している。実際、この特許に記載されているとおり溶媒としてN,N−ジメチルアセトアミド中で炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムの0.55当量の存在下にセフロキシム酸を(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドと反応させた場合、他の未知の不純物に加えて10〜22%の範囲の比率でかなりの量のΔ2−異性体が形成されることがわかった。更にまた、反応後5時間でもかなりの量の出発物質であるセフロキシム酸が未反応のまま残存している。生成物の単離では、一般にガム状の物質が生じ、これは繰り返し結晶化した後でも精製が困難である。
【0012】
更にまた、前記特許で示されている酸結合剤、特に第3アミンおよび無機塩の使用は、βラクタム環の開裂をもたらし、望ましくないΔ2−異性化も促進するため、該反応で形成される不純物の濃度が上昇する。
【0013】
ii)英国特許2218094号は、エステル化の間に形成したΔ2-異性体を、求めるΔ3-異性体に変換して戻すことのできる方法を記載している。該方法は適当な酸化剤を用いたΔ2およびΔ3セファロスポリン酸エステルの混合物のジヒドロチアジン環から相当するスルホキシド誘導体への酸化を含み、これによりΔ2-異性体が酸化の間に相当するΔ3-異性体に異性化され、Δ3-セファロスポリン酸エステルスルホキシドが単離される。スルフィド基は適当な還元剤によるスルホキシド官能基の還元により元に戻される。
【0014】
一般には、該酸化はm−クロロ過安息香酸を用いて行われ、還元は不活性溶媒の存在下アセチルクロリドの存在下にアルカリ金属ハロゲン化物を用いるか、または、トリハロゲン化リンを用いることにより達成される。
【0015】
本方法は良好な純度で求めるΔ3-異性体を与えるものの、酸化および還元の2工程方法、各段階における中間体の単離および必要な精製を含み、これにより求める生成物の損失はかなり大きく、製造コストが増大するため、工業的に可能な方法として考えることはできない。更にまた、アセチルハライドおよびトリハロゲン化リンの還元工程における使用は、これらの試薬に対して感受性があるセファロスポリン誘導体には適用することができない。
【0016】
同様の方法がKaiser et al.,J.Org.Chem.,1970,35,2430により報告されている。
【0017】
(iii)Mobasherry et al.,J.Org.Chem.,1986,51,4723は相当する3−セフェム−4−カルボン酸(同様にこれは相当するカルボン酸アルカリ金属塩から調製)をハロエステルと、炭酸ナトリウム1.1当量の存在下、ハロゲン化アルキル1.2〜1.5当量の存在下、そして、N,N−ジメチルホルムアミドおよびジオキサンの混合物を含む溶媒の存在下に反応させることによる特定のΔ3−セファロスポリン−4−カルボン酸エステルの調製を記載している。この著者によれば、本方法では相当するΔ2−異性体を伴うことなくΔ3−セファロスポリン−4−カルボン酸エステルが得られるとしている。
【0018】
しかしながら、該方法は出発物質である3−セフェム−4−カルボン酸エステル誘導体を反応よりも前に相当するアルカリ金属塩から得る別の工程を含んでいる。更にまた、約24時間より反応時間が長いことに併せて、国際調和会議(ICH)の推奨しない強い発癌物質であるジオキサンを使用するという事実のためにこの方法は商業上魅力のないものとなっている。
【0019】
更にまた、文献に記載されたとおり方法を厳密に再現したところ、相当するΔ2−異性体の約3〜4%が他の未同定の不純物に加えて反応で実際に形成されている。更にまた、かなりの量の出発物質であるセファロスポリンカルボン酸が未反応のまま回収される。
【0020】
(iv)Shigeto et al,Chem.Pharm.Bull.,1995,43(11),1998は特定の7−置換−3−セフェム−4−カルボン酸誘導体と1−ヨードエチルイソプロピルカーボネートとのエステル化をN,N−ジメチルホルムアミドとジオキサンが3:5の比の混合物を含有する溶媒系において行っている。相当する3−セフェム−4−カルボキシレートエステルへの変換は僅か34%にとどまり、そのうちΔ2−異性体は僅か8%のみであった。
【0021】
約0.8〜3.0%のΔ2−異性体の形成を伴うN,N−ジメチルアセトアミドおよびN,N−ジメチルホルムアミドのような溶媒の存在下で適当なハロエステルとの7−ホルムアミド−3−(N,N−ジメチルカルバモイルオキシ)メチル−3−セフェム−4−カルボン酸ナトリウム塩のエステル化もまたShigetoらによる前記文献において報告されている。7−ホルムアミド基を酸性条件下で分解することにより、僅か約0.4%の相当するΔ2−異性体が混入しているのみの相当する7−アミノ誘導体が得られる。酸性条件下において7−アミノ−2−セフェム−4−カルボン酸エステルが比較的不安定であり、2−セフェム中間体から3−セフェム誘導体への異性化が促進されたことにより、Δ2−異性体の比率を最小限にすることができた。
【0022】
しかしながら該方法は、特に7−アミノ側鎖付加物におけるヒドロキシイミノまたはアルコキシイミノを含む商業的価値のあるセファロスポリン誘導体の合成を意図した場合、これらのオキシイミノ官能基が酸性条件下で安定な(Z)配置から比較的望ましくない(E)配置に異性化する傾向を示すことから、一般的な用途を有していない。この事により、2種の異性体の分離が困難となっている。更にまた、2位から3位の二重結合の異性化に効果を及ぼすのに約18〜20時間もの長い反応時間がかかること、および、溶媒として毒性のあるジオキサンを使用することが更に方法を制限している。
【0023】
(v)Demuth et al,J.Antibiotics,1991,44,200は1−ヨードセフェム−4−ニトロベンジルエステルとナルジキシック酸ナトリウム塩とのカップリングにおいて、キノリンカルボン酸の塩基性を低下させ、反応媒体の極性を低下させるという理由から、N,N−ジメチルホルムアミド−ジオキサン系を使用している。
【0024】
しかしながら、約35%という低収率および毒性のあるジオキサンを使用するために、該方法は工業的用途が殆どない。
【0025】
(vi)Wang et al.の米国特許5498787号は第4アンモニウム塩または第4ホスホニウム塩の触媒量の存在下で適当なハロエステルに相当する(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸アルカリ金属塩を反応させることを包含する類縁体2−セフェムエステルを伴わない特定の(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸プロドラッグエステルの調製方法を特許請求している。本特許に含まれるプロドラッグエスエルにはセフロキシムアキセチルが含まれる。
【0026】
米国特許5498787号は第4アンモニウム塩のうち酸対イオンとの塩、特にテトラブチルアンモニウムスルフェート(TBA+HSO4 -)が最も好ましいことを特許請求している。TBA+HSO4/セフロキシムナトリウムの比が0.40より高値である場合に、Δ2−異性体が検出されたが、前記モル比が0.40未満および約0.20近傍であれば、形成されるΔ2/Δ3−異性体のモル比は約2.0%であった。TBA+HSO4 -を添加しない場合は、形成されるΔ2/Δ3−異性体のモル比は約10.0%であった。本特許の実施例1および2はTBA+HSO4 -の存在下のセフロキシムナトリウムのエステル化を説明しており、3〜12時間の反応の後にはΔ2−異性体は検出されなかったことを示している。同特許はまた、TBA+HSO4 -は他の塩、特にテトラブチルアンモニウムヨーダイド(TBA+I-)と比較して優れていることを、後者の塩の使用により二重結合の多大な異性化がもたらされ、望ましくない圧倒的な量のΔ2−異性体を与えるという理由から明確にしている。
【0027】
しかしながら本発明者等はセフロキシムナトリウムを米国特許5498787号に記載のとおりテトラブチルアンモニウムスルフェート(TBA+HSO4 -)の存在下に(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドと反応させても必ずしも望ましくないΔ2-異性体および他の不純物を含まない求めるΔ3-異性体が生成されるわけではないことを発見した。更にまた、該方法は反応が5.0時間終了時でも完了することができないという限界も有している。更に、生成物からの不純物の分離が面倒であり、繰り返し結晶化を行っても生成物から除去されない。
【0028】
(vii)H.W.Lee et al,Synthetic Communications,1988,28(23),4345−4354は米国特許5498787号において特許請求されているものと本質的に同様の方法を示している。セフォタキシムの種々のエステルの調製方法は、適当な溶媒中、そして、相変換触媒としての第4アンモニウム塩の存在下、求めるハロエステル化合物にセフォタキシムを反応させることよりなる。第4アンモニウム塩を添加しない場合には形成されるΔ2/Δ3−異性体のモル比(%)は約10%である。Δ2−異性体の形成は第4アンモニウム塩を添加した場合にΔ2−異性体の形成が最小限となり、そして特に、使用するTBA+HSO4 -/セフォタキシムナトリウムのモル比が0.80である場合に、Δ2−異性体の形成が完全に抑制される。
【0029】
しかしながら、この方法は長い時間(〜18〜24時間)を要し、高温(40〜45℃)で行われ、そして、このため、熱に対して感受性のセファロスポリン誘導体には適していない。
【0030】
(viii)H.W.Lee et al.,Synthetic Communications,1999,29(11),1873−1887は単独または炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムおよび重炭酸ナトリウムと組み合わせて炭酸セシウムまたは重炭酸セシウムから選択される塩基と相当する(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸誘導体を反応させることを含む多くの(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸誘導体エステルの調製方法を示している。著者等はN,N−ジメチルホルムミドおよびジオキサンの溶媒複合物を利用することによりΔ2−異性体の形成が最小限にできることを明らかにしている。後者の溶媒、即ちジオキサンの使用、反応媒体の極性を低下させると予測され、これにより、反応で形成される一過性の3−セフェム−4−カルボキシレートアニオンの塩基性を低下させ、これにより3−4位から2−3位への二重結合の異性化を防止できるとされている。
【0031】
Δ2−異性体の形成は溶媒中のジオキサンの量に依存していることがわかり、ジオキサンの比率が高いほど、異性化の程度は低くなる。
【0032】
しかしながら、方法により得られる代表的なエステルの収率は45〜85%の範囲であり、反応にはかなりの量の不純物の形成が伴っていること、および、異性化はセファロスポリン核の3α位における置換基の性質並びに使用するハロエステルの性質に依存していることを示唆している。更にまた、方法は前に記載した理由から望ましくないジオキサン、および、高価なセシウム塩を使用している。従って本方法もまた用途が限られている。
【0033】
(ix)Y.S.Cho et al,Korean J.Med.Chem.,1995,5(1),60−63は幾つかのセファロスポリンプロドラッグエステルの合成および経口投与の薬効を記載している。エステルは炭酸セシウムおよびN,N−ジメチルアセトアミドの存在下、対応するハロエステル誘導体に相当するセファロスポリン−4−カルボン酸誘導体を反応させることによりエステルを合成している。得られるエステル誘導体の収率は僅か25〜56%の範囲であり、反応においてかなりの量の不純物が形成されていることが示されている。
【0034】
即ち、総括すれば、従来の方法には種々の(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステル、特にセフロキシムアキセチルの合成に工業的に許容できる方法としての用途を制限している以下に記載する短所1つ以上が伴っている。これらは、即ち:
a) 様々な量の望ましくない2−(Δ2)−セフェム−4−カルボン酸エステルおよび他の未同定の不純物、特に前記の不純物X1およびX2の形成、
b)反応が不完全であり、かなりの量の出発物質が未反応のまま残存すること、
c)望ましくないΔ2−異性体、他の未同定の不純物および未反応の出発物質の分離のための面倒で非経済的な方法の使用、
d)前記短所a)、b)およびc)により、最終生成物の収率や品質が低下し、方法が商業的に利用できないものであること、
e)産業上許容されない発ガン性の有毒な溶媒を使用すること、
f)Δ3からΔ2への異性化を防止するためには不十分な酸結合剤としての添加剤/触媒の使用、および、
g)種々の(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステルの合成のための一般的適用性の欠如、
である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0035】
即ち、本発明の基本的な目的は、望ましくない2−(Δ2)−セフェム−4−カルボン酸エステルおよび関連の不純物を実質的に含まない(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステル、特に式(I)のセフロキシムアキセチルの製造の為に改良された方法を提供することである。
【0036】
本発明の別の目的は、従来法の前記短所を排除/最小限にし、医薬において使用するのに適する高純度の形態の目標化合物を提供する、(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステル、特に式(I)のセフロキシムアキセチルの改良された合成を可能とすることである。
【0037】
本発明の別の目的は薬局方の基準に合致した高純度、即ち高品質の式(I)の化合物を提供することである。
【0038】
本発明のさらに別の目的は、経済的で容易に入手できる原材料および工業上許容できる溶媒を利用して高純度で式(I)のセフロキシムアキセチルを調製するための経済的で環境重視の方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0039】
即ち、本発明によれば式(II)の類縁のΔ2−異性体および他の不純物を実質的に含まない高純度での(R,S)−1−アセトキシエチル(6R,7R)−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート、即ち、式(I)のセフロキシムアキセチルの調製のために改良された方法であって、
下記式(III):
のセフロキシム酸を、下記式(IV)の(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドおよびI族および/またはII族の金属炭酸塩と、下記式(V):
[式中、MはI族またはII族から選択される金属であり;mは1、2または3であり;nは0、1、2または4であり;qは1または2であり、そして、rは4、7または8である]のI族および/またはII族のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩の存在下、そしてC1-4アルコールの存在下、そして、極性第3アミド溶媒の存在下、約−30℃〜+30℃の温度で反応させること、および、このようにして得られた生成物を求める精製工程に付すこと、を含む前記方法が提供される。
【発明の効果】
【0040】
本発明の実施態様は、望ましくない式(II)のΔ2−異性体および他の未同定の不純物、特に、I族またはII族の金属炭酸塩の存在下、式(III)のセフロキシム酸と式(IV)のハロエステルの反応の過程において形成されるX1およびX2と称した2種の不純物の形成を排除/最小限化するためにC1-4アルコールと組み合わせて式(V)のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩を利用することにより、高純度の式(I)のセフロキシムアキセチルを得ることに基づいている。
【発明を実施するための最良の形態】
【0041】
本発明の方法によるセフロキシムアキセチルの調製方法を図式IIに総括する。
【0042】
典型的な方法においては、極性第3アミド溶媒中の式(III)のセフロキシム酸の溶液をI族またはII族の金属の炭酸塩;式(V)のI族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩;式(IV)の(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドおよびC1-4アルコールと−30〜+30℃の範囲の温度で混合し、そして、約2〜8時間約−10〜約+20℃の温度で攪拌する。反応終了時に、反応混合物を水で希釈し、水相を適当な有機溶媒で抽出する。溶媒を蒸発させることにより式(I)の目的化合物が得られ、これを結晶化して更に精製する。
図式II:本発明によるセフロキシムアキセチルの調製方法
【0043】
好ましくは、I族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩を先ず極性溶媒中のセフロキシム酸の溶液に添加し、その後、I族またはII族の金属の炭酸塩を添加する。混合物にC1-4アルコールと予備混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドをゆっくり添加し、反応混合物を攪拌し、前記の通り後処理する。
【0044】
或いは、I族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩およびI族またはII族の金属の炭酸塩を非プロトン性溶媒中のセフロキシム酸の溶液に添加し、その後C1-4アルコールと予備混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドを添加し、そして前記の反応を行うことができる。
【0045】
より好ましくは、I族またはII族の金属の炭酸塩を先ずプロトン性溶媒中のセフロキシム酸の溶液に添加し、その後I族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩を添加する。次にこれにC1-4アルコールと予め混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドを添加し、そして前記の反応を行う。
【0046】
前記のI族またはII族の金属の炭酸塩およびリン酸塩の添加方法は、反応の過程には影響せず、そして添加方法における変更は全て、本質的に同様の結果をもたらす。しかしながら、(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドをC1-4アルコールと予め混合した後に、これを極性溶媒中のセフロキシム酸とI族またはII族の金属の炭酸塩およびリン酸塩の混合物に添加するのが最も好ましい。
【0047】
極性第3アミド溶媒は、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジエチルホルムアミドおよびN,N−ジエチルプロピオンアミドから選択される。これらのうちN,N−ジメチルアセトアミドおよびN,N−ジメチルホルムアミドが望ましい。更にまた、N,N−ジメチルアセトアミドがN,N−ジメチルホルムアミドと比較して、前者の溶媒を用いた場合の反応速度は後者の溶媒中で行う反応よりも速く、約2〜4時間少ない時間となることから、好ましい。
【0048】
反応は−30〜+30℃の範囲の温度で行うことができる。しかしながら、N,N−ジメチルアセトアミドを溶媒として使用する場合、溶媒の凍結温度を考慮しながら、反応は好ましくは約−10℃〜+30℃の温度で行う。
【0049】
該反応速度は反応温度に依存することがわかっており、より高い温度でより早く反応が進行する。しかしながら、より高い温度においては、単離された生成物が着色されやすく、特別に脱色工程を要することになる。この問題点は、反応をより低い温度で行うことにより最小限化/排除され、得られた生成物は着色されない。従って、最も好ましくは、反応は溶媒としてN,N−ジメチルアセトアミド中、約−5〜15℃の範囲で行い、これにより、より速い反応速度を確保すると同時に、求める色と品質を有する生成物を得ることができる。
【0050】
使用できるI族およびII族の炭酸塩のアルカリおよびアルカリ土類金属はリチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシウムおよびカルシウムから選択される。適宜には、実質的に等量のアルカリまたはアルカリ土類金属の炭酸塩およびセフロキシム酸、例えばセフロキシムのモル当たり二酸塩基約0.5モルを使用する。炭酸塩はまた等モル比過剰量で使用することもでき、そして、セフロキシム酸のモル当たり約0.55〜1.00の比で使用できる。好ましくは、モル比は約0.55〜0.90である。
【0051】
I族のアルカリ金属の炭酸塩がII族のアルカリ土類金属の炭酸塩よりも好ましく、そして、炭酸ナトリウムが最も好ましい金属炭酸塩である。
【0052】
方法において使用できる式(V)のI族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩は、リチウム、ナトリウム、カリウムおよびセシウムの対応するアルカリ金属塩、並びに、マグネシウムおよびカルシウムの対応するアルカリ土類金属塩を含まれる。これらのリン酸塩には、さらに、オルトリン酸塩およびメタリン酸塩も含まれ、安価で入手が容易である。
【0053】
式(V)の塩はセフロキシム酸のモル当たり約0.10〜約0.80のモル比率で使用することができる。下限および上限はΔ2−異性体の形成を有意に最小限化/抑制する際に同等に有効である。式(V)の化合物の濃度が0.10モル当量より低値である場合は、Δ2−異性体の形成はより多くなることがわかっており、一方、0.80モル当量過剰の化合物(V)の使用により反応速度が低下することがわかっている。しかしながら、好ましい範囲は約0.10〜0.40モル当量である。
【0054】
このようなリン酸塩、リン酸水素塩およびポリリン酸塩でのI族またはII族の金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシウムおよびカルシウムから選択される。これらには、下記のものが含まれる。
【0055】
i)より好ましい三塩基性のリン酸塩は、リン酸ナトリウム(Na3PO4)、リン酸カリウム(K3PO4)、リン酸リチウム(Li3PO4)、リン酸マグネシウム[Mg3(PO4)2]およびリン酸カルシウム[Ca3(PO4)2]およびこれらの水和物である。
【0056】
ii)より好ましい二塩基性のリン酸水素塩はリン酸二水素リチウム(LiH2PO4)、リン酸二水素ナトリウム(NaH2PO4)、リン酸二水素カリウム(KH2PO4)、リン酸水素マグネシウム(MgHPO4)およびこれらの水和物である。
【0057】
iii)より好ましい一塩基性のリン酸水素塩には、リン酸二水素ナトリウム(Na2HPO4)、リン酸二水素カリウム(K2HPO4)、重リン酸マグネシウム(MgH4PO)および重リン酸カルシウム(CaH4PO8)およびこれらの水和物が含まれる。
【0058】
iv)より好ましいポリリン酸塩にはメタリン酸ナトリウム(Na4P2O7)、ポリメタリン酸ナトリウム(NaPO3)、ピロリン酸カリウム(K4P2O7)、ピロリン酸カルシウム(Ca2P2O7)およびヒドロキシアパタイト[3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2]およびこれらの水和物が含まれる。
【0059】
前記アルカリ金属およびアルカリ土類金属のリン酸塩、リン酸水素塩およびポリリン酸塩は単独、または組み合わせて、好ましくは単独で用いることができる。
【0060】
I族およびII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩およびポリリン酸塩のうち、I族のアルカリ金属の塩が好ましい。
【0061】
I族のアルカリ金属のリン酸塩、リン酸水素塩およびポリリン酸塩のうち、アルカリ金属のリン酸水素塩がより好ましい。
【0062】
I族のアルカリ金属のリン酸水素塩のうち、アルカリ金属のリン酸二水素塩、例えばリン酸二水素ナトリウム(Na2HPO4)およびリン酸二水素カリウム(K2HPO4)が更に好ましい。
【0063】
アルカリ金属のうち、ナトリウムが最も好ましく、そして本発明において最も好ましいアルカリ金属のリン酸二水素塩はリン酸二水素ナトリウム(Na2HPO4)である。
【0064】
本発明において用いられるC1-4アルコールはメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノールおよびtert−ブタノールから選択される。これらのアルコールは望ましくない不純物、即ち反応中に形成される不純物X1およびX2の形成を完全に排除する。
【0065】
典型的には、約15〜40℃の範囲の温度でエステル化よりも前にアルコールをハロエステル、即ち、(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドと混合する。このアルコールはセフロキシム酸のモル当たり0.03〜0.15モル当量で使用できる。比率の下限において前記の望ましくない不純物X1およびX2の形成が完全に抑制される。比率の上限までおよびそれ以上でアルコールを使用することは、不純物X1およびX2の形成を完全に抑制するだけでなく、反応に対して如何なる悪影響ももたらさず、そして、より重要な点は、別の不純物の形成をもたらさないことである。しかしながら、C1-4アルコールをセフロキシム酸のモル当たり0.03モル当量未満で使用した場合には約0.5〜1.0%の総不純物が形成される。アルコールはセフロキシム酸のモル当たり約0.04〜0.11モル当量で使用することが好ましい。方法において用いられるC1-4アルコールは全てが等しく有効である。しかしながら、メタノールが最も好ましい。
【0066】
式(IV)の(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドおよびI族またはII族の金属の炭酸塩を用いた式(III)のセフロキシム酸のエステル化の間に形成される式(II)のΔ2−異性体および望ましくない不純物X1およびX2および他の何れかの不純物の排除/最小限化においてI族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩およびポリリン酸塩およびC1-4アルコールの組み合わせを利用することの効果は、表Iに総括した以下の図示されていない結果から明らかにすることができる。
【0067】
エステル化に使用する式(IV)の(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドはセフロキシム酸のモル当たり約1.5〜2.5モル当量の比率で、好ましくは、約1.8〜2.0モル当量の比率で使用する。
【0068】
式(IV)のハロエステルは当該分野で知られた方法により調製する。
【0069】
使用するハロエステルはキラル中心1個を有し、(R)−および(S)−異性体の混合物として得られ、アルキル化反応に使用されるため、式(I)のセフロキシムアキセチルは2種のジアステレオマーの混合物として得られる。市販のセフロキシムアキセチルおよび他のプロドラッグエステル、例えばセフポドキシムプロキセチルおよびセフォチアムヘキセチルはジアステレオマー混合物として販売されている。
【0070】
表I
【0071】
反応後、まず水で希釈し、水混和性の有機溶媒中に抽出することにより生成物を単離する。プロドラッグエステルが容易に溶解する溶媒が好ましく、これらには、ジクロロエタン、ジクロロメタン、酢酸エチルおよびメチルイソブチルケトンが含まれる。生成物は溶媒の蒸発により単離することができる。
【0072】
反応において形成されたΔ2−異性体は、同じ溶媒から、または、ジクロロエタン、ジクロロメタン、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、ヘキサン、トルエン、キシレン、ジイソプロピルエーテルおよびtert−ブチルメチルエーテルから選択される溶媒の混合物から、前記したとおり得られた固体を結晶化することにより容易に除去することができる。酢酸エチルとトルエンまたはキシレンの混合物が最も好ましい。
【0073】
本発明の方法により得られるセフロキシムアキセチルは結晶性の物質であり、そのX線(粉末)回折は米国特許4267320号においてGregson等が記載した方法により得られる生成物と厳密に一致する。
【0074】
約85〜92%の高収率で得られたセフロキシムアキセチルは薬局方で許可されている限度内の望ましくないΔ2−異性体を含有している。典型的には、結晶化後の生成物は、僅か<0.10%のΔ2−異性体を含有しており、この数値は制定されている薬局方の限度値よりも遥かに低値である。
【0075】
本発明の実施態様は以下の非限定的な実施例により最もよく理解される。
【実施例】
【0076】
実施例1
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:I/II族金属リン酸塩およびC1-4アルコール未使用の場合
(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(1.6g、0.0094モル)を5℃のN,N−ジメチルアセトアミド(10ml)中のセフロキシム酸(2g;0.0047モル)および炭酸カリウム(0.326g;0.00235モル)の混合物に添加し、0〜20℃で180分攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%重炭酸ナトリウム水溶液(15ml)を添加した。標題化合物、Δ2−異性体(8.51%)および未同定の不純物(X1−1.86%およびX2−3.54%)を含有する有機層を分離し、10%NaCl水溶液で洗浄した。該有機溶媒を真空下に蒸発させ、ガム状の固体として標題化合物1.08g(44.90%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)−89.11%;不純物:Δ2−異性体(II)−8.51%、X1−1.86%およびX2−3.54%
【0077】
実施例2
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:リン酸水素二ナトリウムおよびメタノールの存在下
メタノール(0.15g;0.0047モル)とあらかじめ混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(3.94g、0.0235モル)を0℃のN,N−ジメチルアセトアミド(20ml)中のセフロキシム酸(5g;0.0118モル)、炭酸ナトリウム(0.94g;0.0088モル)およびリン酸水素二ナトリウム(1.0g;0.007モル)の攪拌混合物に添加した。該混合物を180分0〜20℃で攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%重炭酸ナトリウム水溶液(25ml)を添加した。有機層を分離し、10%塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機抽出液を活性炭(0.5g)とともに30分間攪拌し、セライト床で濾過した。有機層を真空下に蒸発させ、得られた固体を酢酸エチル/キシレンの混合物から結晶化させた。結晶化した物質を濾過し、真空下に40〜45℃で乾燥し、標題化合物5.26g(87.5%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)≧96.00%;不純物:Δ2−異性体(II)−<0.10%、X1およびX2−NIL
[α]D(1%ジオキサン):+37°
IR(KBr):3500,3417,1780,1749cm-1
1H NMR(d6−DMSO;():1.46(bd,3H,CH3),2.04(s,CH3CO),2.05(s,CH3CO),3.58(q,CH2S),3.88(s,CH3O),4.69(dd,CH2O;J=4Hz),4.78(dd,CH2O,J=1Hz),5.075(t,1H,6H),5.85(m,1H,7H),6.6−6.7(m,2H),6.89(q,CH3−CH),7.01(q,CH3CH),7.82(d,1H)および9.60(dd,1H,CONH)
【0078】
実施例3
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:リン酸二水素ナトリウムおよびエタノールの存在下
エタノール(0.434g;0.0090モル)とあらかじめ混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(3.94g、0.0235モル)を0〜5℃のN,N−ジメチルアセトアミド(20ml)中のセフロキシム酸(5g;0.0118モル)、炭酸ナトリウム(1.0g;0.0090モル)およびリン酸二水素ナトリウム(0.21g;0.0017モル)の攪拌混合物に添加した。混合物を180分0〜20℃で攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%重炭酸ナトリウム水溶液(25ml)を添加した。有機層を分離し、10%塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機抽出液を活性炭(0.5g)とともに30分間攪拌し、セライト床で濾過した。有機層を真空下に蒸発させ、得られた固体を酢酸エチル/キシレンの混合物から結晶化させた。結晶化した物質を濾過し、真空下に40〜45℃で乾燥し、標題化合物5.28g(87.8%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)≧96.00%;不純物:Δ2−異性体(II)<0.10%、X1およびX2−NIL
【0079】
実施例4
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:一リン酸カルシウムおよびn−ブタノールの存在下
n−ブタノール(0.87g;0.0118モル)とあらかじめ混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(3.94g、0.0235モル)を0〜5℃のN,N−ジメチルアセトアミド(20ml)中のセフロキシム酸(5g;0.0118モル)、炭酸ナトリウム(0.93g;0.0880モル)および一リン酸カルシウム(0.41g;0.00177モル)の攪拌混合物に添加した。該混合物を180分0〜20℃で攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%重炭酸ナトリウム水溶液(25ml)を添加した。有機層を分離し、10%塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機抽出液を活性炭(0.5g)とともに30分間攪拌し、セライト床で濾過した。有機層を真空下に蒸発させ、得られた固体を酢酸エチル/キシレンの混合物から結晶化させた。結晶化した物質を濾過し、真空下に40〜45℃で乾燥し、標題化合物5.29g(87.96%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)≧96.00%;不純物:Δ2−異性体(II)<0.10%、X1およびX2−NIL
【0080】
実施例5
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:リン酸水素二カリウムおよびイソプロパノールの存在下
イソプロパノール(0.70g;0.0118モル)とあらかじめ混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(3.94g、0.0235モル)を0〜5℃のN,N−ジメチルアセトアミド(20ml)中のセフロキシム酸(5g;0.0118モル)、炭酸カリウム(1.11g;0.0080モル)およびリン酸水素二カリウム(0.82g;0.0047モル)の攪拌混合物に添加した。該混合物を180分0〜20℃で攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%炭酸ナトリウム水溶液(25ml)を添加した。有機層を分離し、10%塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機抽出液を活性炭(0.5g)とともに30分間攪拌し、セライト床で濾過した。有機層を真空下に蒸発させ、得られた固体を酢酸エチル/キシレンの混合物から結晶化させた。結晶化した物質を濾過し、真空下に40〜45℃で乾燥し、標題化合物5.28g(87.8%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)≧96.00%;不純物:Δ2−異性体(II)<0.10%、X1およびX2−NIL
【0081】
実施例6
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:ピロリン酸ナトリウムおよびイソブタノールの存在下
イソブタノール(0.87g;0.0118モル)とあらかじめ混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(3.94g、0.0235モル)を0〜5℃のN,N−ジメチルアセトアミド(20ml)中のセフロキシム酸(5g;0.0118モル)、炭酸ナトリウム(1.00g;0.0090モル)およびピロリン酸ナトリウム(1.25g;0.0047モル)の攪拌混合物に添加した。該混合物を180分0〜20℃で攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%重炭酸ナトリウム水溶液(25ml)を添加した。有機層を分離し、10%塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機抽出液を活性炭(0.5g)とともに30分間攪拌し、セライト床で濾過した。有機層を真空下に蒸発させ、得られた固体を酢酸エチル/キシレンの混合物から結晶化させた。結晶化した物質を濾過し、真空下に40〜45℃で乾燥し、標題化合物5.28g(87.8%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)≧96.00%;不純物:Δ2−異性体(II)<0.10%、X1およびX2−NIL
【0001】
本発明は式(II)の相当する2−セフェム(Δ2)−エステルおよび他の不純物を実質的に含まない高純度における式(I)のセフロキシムアキセチルの合成のための改良された方法に関する。製造される化合物は、相当するセファロスポリン4−カルボン酸誘導体、即ち、セフロキシムのプロドラッグエステルとして価値があるものであり、特にグラム陽性およびグラム陰性の細菌により生じた感染症の治療の為に種々の動物および人間において経口投与するのに特に適している。
【背景技術】
【0002】
消化管からの吸収の悪いセファロスポリン抗生物質の吸収を改善するための1つの方法は4−カルボン酸位における相当するエステル誘導体を調製して投与することである。このエステルはその後、容易に、そして完全にin vivoで身体中の酵素により加水分解されて4位に遊離カルボン酸を有する活性セファロスポリン誘導体を再生する。
【0003】
調製して投与できる種々のエステル群のうち、選択される数種類のみが、高い抗生物質活性と広い抗生物質スペクトルを有するほかに生物学的に許容できるものである。このような多くの潜在的な「プロドラッグエステル」、例えばセフカネルダロキセート(Kyoto)、セフダロキシムペンテキシルトシレート(Hoechst Marion Roussel)およびセフトラゾナールボペンチル(Roche)等の臨床試験が中断されており、一方セフチゾキシムアラピボキシル(Kyoto)が第III相臨床試験の実施中である。市販に成功しているセファロスポリンのプロドラッグエステルとしては、セフカペンピボキシル(FlomoxR,Shionogi)、セフジトレンピボキシル(SpectracefR,Meiji Seika)、セフェタメトピボキシル(GlobocefR,Roche)、セフォチアムヘキセチル(TaketiamR,Takeda)、セフポドキシムプロキセチル(VantinR,Sankyo)、セフテラムピボキシル(TomironR,Toyama)およびセフロキシムアキセチル(CeftinRおよびSinnatR,Glaxo Wellcome)が挙げられる。
【0004】
典型的には、このような式(IA)で表される(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステルは適当な有機溶媒中、式(IVA)の求めるハロエステル化合物に式(II)の相当する(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸誘導体を反応させることにより合成する。該合成は図式Iに総括するとおりであり、式(IA)、(IIA)、(IIIA)および(IVA)の化合物において、βラクタム環の3位および7位におけるR1基およびR2基はセファロスポリン化学において有用な置換基であり、R3はエステル官能基を形成する付加物であり、Xはハロゲンである。
図式I
【0005】
しかしながら、極性の酸または塩誘導体から天然のエステル産物への変換を本質的に含むエステル化反応は、様々な量で式(IIA)の相当する(3,7)−置換−2−セフェム(Δ2)−4−カルボン酸エステル誘導体を生成し、これにより、3−4位から2−3位への二重結合の異性化、並びに他の未同定の不純物が生じる。
【0006】
該異性化は原料のカルボン酸の4−カルボキシレートアニオンが形成した3−セフェム−4−カルボン酸エステルの2位からプロトンを吸引する能力、それに引き続く4位の再プロトン化による前記Δ2エステルの形成によるものであることが示唆されている[D.H.Bentley et al.,Tetrahedron Lett.,1976,41,3739]。更にまた、異性化の平衡点は4−カルボン酸位に置いて連結しているエステル付加物の大きさにより概ね決定されることも示唆されている[R.B.Morin et al.,J.Am.Chem.Soc.,1969,91,1401;R.B.Woodward et al.,J.Am.Chem.Soc.,1966,88,852]。
【0007】
式(IIA)の2−セフェム−4−カルボン酸エステルは抗細菌剤として作用できないだけではなく、望ましくない副生成物である。薬局方で(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステルの最終品中の2−セフェム類縁体の存在について極めて厳格であり、これらの異性体の許可量の限度を設定している国が多い。2−セフェムおよび3−セフェム類縁体の構造的類似性のために、従来の方法、例えばクロマトグラフィー並びに分別結晶により2種の異性体を分離することは非常に困難である。これに加えて、反応において形成された他の未同定の不純物の除去は面倒な精製方法の使用を余儀なくし、これにより全体として、
a)かなりの収量損失、製造経費の増大、および、
b)薬局方の基準の改定に合致しない、そしてそれに容易に準拠することができない製品、
がもたらされる。
【0008】
式(I)中のセフロキシムアキセチルおよび種々の式(IA)の(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステルの合成のための幾つかの方法が従来から報告されており、そこではこのような反応において形成される望ましくないΔ2−異性体並びにこの様にして形成されたΔ2−異性体から求めるΔ3−異性体への変換し直すことを最小限とする試みが成されている。従来の方法を以下のとおり総括することができる。
【0009】
i)米国特許4267320号(Gregson et al.)は、セフロキシム酸またはそのアルカリ金属塩またはオニウム塩を(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドとN,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトン、アセトニトリルおよびヘキサメチルリン酸トリアミドから選択される不活性有機溶媒中、−50〜+150℃の範囲の温度で反応させることを含むセフロキシムアキセチルの合成方法を記載している。特許明細書によれば、アルカリ金属塩、特にセフロキシム酸のカリウム塩を用いた場合に、反応をクラウンエーテル存在下にニトリル溶媒中で行うことができるとしている。セフロキシム酸を使用した場合、反応はハロエステルの添加よりも前に添加する炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムのような無機の弱塩基の存在下に行われる。この特許明細書はさらに、ハロエステル、特にブロモまたはヨードエステルと組み合わせた炭酸カリウムの使用はΔ2−異性体の形成を最小限にすることに役立つので好ましい。理想的には、実質的に等量のセフロキシム酸および塩基を使用する。
【0010】
米国特許4267320号はまた、反応において遊離するハロゲン化水素に結合してΔ2−異性体の形成を制御する作用のある酸結合剤の存在下に前記エステル化を行う方法も開示している。使用される酸結合剤は第3アミン塩基、例えばトリエチルアミンまたはN,N−ジメチルアミン;無機塩基、例えば炭酸カルシウムまたは重炭酸ナトリウムおよびオキシラン化合物、例えばエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを含む。
【0011】
しかしながら、前記特許の示した実施例からは、得られたセフロキシムアキセチルおよび他の(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステルの収率は僅か約50%程度であり、かなりの量の不純物が反応で形成されていることを示唆している。実際、この特許に記載されているとおり溶媒としてN,N−ジメチルアセトアミド中で炭酸ナトリウムまたは炭酸カリウムの0.55当量の存在下にセフロキシム酸を(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドと反応させた場合、他の未知の不純物に加えて10〜22%の範囲の比率でかなりの量のΔ2−異性体が形成されることがわかった。更にまた、反応後5時間でもかなりの量の出発物質であるセフロキシム酸が未反応のまま残存している。生成物の単離では、一般にガム状の物質が生じ、これは繰り返し結晶化した後でも精製が困難である。
【0012】
更にまた、前記特許で示されている酸結合剤、特に第3アミンおよび無機塩の使用は、βラクタム環の開裂をもたらし、望ましくないΔ2−異性化も促進するため、該反応で形成される不純物の濃度が上昇する。
【0013】
ii)英国特許2218094号は、エステル化の間に形成したΔ2-異性体を、求めるΔ3-異性体に変換して戻すことのできる方法を記載している。該方法は適当な酸化剤を用いたΔ2およびΔ3セファロスポリン酸エステルの混合物のジヒドロチアジン環から相当するスルホキシド誘導体への酸化を含み、これによりΔ2-異性体が酸化の間に相当するΔ3-異性体に異性化され、Δ3-セファロスポリン酸エステルスルホキシドが単離される。スルフィド基は適当な還元剤によるスルホキシド官能基の還元により元に戻される。
【0014】
一般には、該酸化はm−クロロ過安息香酸を用いて行われ、還元は不活性溶媒の存在下アセチルクロリドの存在下にアルカリ金属ハロゲン化物を用いるか、または、トリハロゲン化リンを用いることにより達成される。
【0015】
本方法は良好な純度で求めるΔ3-異性体を与えるものの、酸化および還元の2工程方法、各段階における中間体の単離および必要な精製を含み、これにより求める生成物の損失はかなり大きく、製造コストが増大するため、工業的に可能な方法として考えることはできない。更にまた、アセチルハライドおよびトリハロゲン化リンの還元工程における使用は、これらの試薬に対して感受性があるセファロスポリン誘導体には適用することができない。
【0016】
同様の方法がKaiser et al.,J.Org.Chem.,1970,35,2430により報告されている。
【0017】
(iii)Mobasherry et al.,J.Org.Chem.,1986,51,4723は相当する3−セフェム−4−カルボン酸(同様にこれは相当するカルボン酸アルカリ金属塩から調製)をハロエステルと、炭酸ナトリウム1.1当量の存在下、ハロゲン化アルキル1.2〜1.5当量の存在下、そして、N,N−ジメチルホルムアミドおよびジオキサンの混合物を含む溶媒の存在下に反応させることによる特定のΔ3−セファロスポリン−4−カルボン酸エステルの調製を記載している。この著者によれば、本方法では相当するΔ2−異性体を伴うことなくΔ3−セファロスポリン−4−カルボン酸エステルが得られるとしている。
【0018】
しかしながら、該方法は出発物質である3−セフェム−4−カルボン酸エステル誘導体を反応よりも前に相当するアルカリ金属塩から得る別の工程を含んでいる。更にまた、約24時間より反応時間が長いことに併せて、国際調和会議(ICH)の推奨しない強い発癌物質であるジオキサンを使用するという事実のためにこの方法は商業上魅力のないものとなっている。
【0019】
更にまた、文献に記載されたとおり方法を厳密に再現したところ、相当するΔ2−異性体の約3〜4%が他の未同定の不純物に加えて反応で実際に形成されている。更にまた、かなりの量の出発物質であるセファロスポリンカルボン酸が未反応のまま回収される。
【0020】
(iv)Shigeto et al,Chem.Pharm.Bull.,1995,43(11),1998は特定の7−置換−3−セフェム−4−カルボン酸誘導体と1−ヨードエチルイソプロピルカーボネートとのエステル化をN,N−ジメチルホルムアミドとジオキサンが3:5の比の混合物を含有する溶媒系において行っている。相当する3−セフェム−4−カルボキシレートエステルへの変換は僅か34%にとどまり、そのうちΔ2−異性体は僅か8%のみであった。
【0021】
約0.8〜3.0%のΔ2−異性体の形成を伴うN,N−ジメチルアセトアミドおよびN,N−ジメチルホルムアミドのような溶媒の存在下で適当なハロエステルとの7−ホルムアミド−3−(N,N−ジメチルカルバモイルオキシ)メチル−3−セフェム−4−カルボン酸ナトリウム塩のエステル化もまたShigetoらによる前記文献において報告されている。7−ホルムアミド基を酸性条件下で分解することにより、僅か約0.4%の相当するΔ2−異性体が混入しているのみの相当する7−アミノ誘導体が得られる。酸性条件下において7−アミノ−2−セフェム−4−カルボン酸エステルが比較的不安定であり、2−セフェム中間体から3−セフェム誘導体への異性化が促進されたことにより、Δ2−異性体の比率を最小限にすることができた。
【0022】
しかしながら該方法は、特に7−アミノ側鎖付加物におけるヒドロキシイミノまたはアルコキシイミノを含む商業的価値のあるセファロスポリン誘導体の合成を意図した場合、これらのオキシイミノ官能基が酸性条件下で安定な(Z)配置から比較的望ましくない(E)配置に異性化する傾向を示すことから、一般的な用途を有していない。この事により、2種の異性体の分離が困難となっている。更にまた、2位から3位の二重結合の異性化に効果を及ぼすのに約18〜20時間もの長い反応時間がかかること、および、溶媒として毒性のあるジオキサンを使用することが更に方法を制限している。
【0023】
(v)Demuth et al,J.Antibiotics,1991,44,200は1−ヨードセフェム−4−ニトロベンジルエステルとナルジキシック酸ナトリウム塩とのカップリングにおいて、キノリンカルボン酸の塩基性を低下させ、反応媒体の極性を低下させるという理由から、N,N−ジメチルホルムアミド−ジオキサン系を使用している。
【0024】
しかしながら、約35%という低収率および毒性のあるジオキサンを使用するために、該方法は工業的用途が殆どない。
【0025】
(vi)Wang et al.の米国特許5498787号は第4アンモニウム塩または第4ホスホニウム塩の触媒量の存在下で適当なハロエステルに相当する(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸アルカリ金属塩を反応させることを包含する類縁体2−セフェムエステルを伴わない特定の(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸プロドラッグエステルの調製方法を特許請求している。本特許に含まれるプロドラッグエスエルにはセフロキシムアキセチルが含まれる。
【0026】
米国特許5498787号は第4アンモニウム塩のうち酸対イオンとの塩、特にテトラブチルアンモニウムスルフェート(TBA+HSO4 -)が最も好ましいことを特許請求している。TBA+HSO4/セフロキシムナトリウムの比が0.40より高値である場合に、Δ2−異性体が検出されたが、前記モル比が0.40未満および約0.20近傍であれば、形成されるΔ2/Δ3−異性体のモル比は約2.0%であった。TBA+HSO4 -を添加しない場合は、形成されるΔ2/Δ3−異性体のモル比は約10.0%であった。本特許の実施例1および2はTBA+HSO4 -の存在下のセフロキシムナトリウムのエステル化を説明しており、3〜12時間の反応の後にはΔ2−異性体は検出されなかったことを示している。同特許はまた、TBA+HSO4 -は他の塩、特にテトラブチルアンモニウムヨーダイド(TBA+I-)と比較して優れていることを、後者の塩の使用により二重結合の多大な異性化がもたらされ、望ましくない圧倒的な量のΔ2−異性体を与えるという理由から明確にしている。
【0027】
しかしながら本発明者等はセフロキシムナトリウムを米国特許5498787号に記載のとおりテトラブチルアンモニウムスルフェート(TBA+HSO4 -)の存在下に(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドと反応させても必ずしも望ましくないΔ2-異性体および他の不純物を含まない求めるΔ3-異性体が生成されるわけではないことを発見した。更にまた、該方法は反応が5.0時間終了時でも完了することができないという限界も有している。更に、生成物からの不純物の分離が面倒であり、繰り返し結晶化を行っても生成物から除去されない。
【0028】
(vii)H.W.Lee et al,Synthetic Communications,1988,28(23),4345−4354は米国特許5498787号において特許請求されているものと本質的に同様の方法を示している。セフォタキシムの種々のエステルの調製方法は、適当な溶媒中、そして、相変換触媒としての第4アンモニウム塩の存在下、求めるハロエステル化合物にセフォタキシムを反応させることよりなる。第4アンモニウム塩を添加しない場合には形成されるΔ2/Δ3−異性体のモル比(%)は約10%である。Δ2−異性体の形成は第4アンモニウム塩を添加した場合にΔ2−異性体の形成が最小限となり、そして特に、使用するTBA+HSO4 -/セフォタキシムナトリウムのモル比が0.80である場合に、Δ2−異性体の形成が完全に抑制される。
【0029】
しかしながら、この方法は長い時間(〜18〜24時間)を要し、高温(40〜45℃)で行われ、そして、このため、熱に対して感受性のセファロスポリン誘導体には適していない。
【0030】
(viii)H.W.Lee et al.,Synthetic Communications,1999,29(11),1873−1887は単独または炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸カリウムおよび重炭酸ナトリウムと組み合わせて炭酸セシウムまたは重炭酸セシウムから選択される塩基と相当する(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸誘導体を反応させることを含む多くの(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸誘導体エステルの調製方法を示している。著者等はN,N−ジメチルホルムミドおよびジオキサンの溶媒複合物を利用することによりΔ2−異性体の形成が最小限にできることを明らかにしている。後者の溶媒、即ちジオキサンの使用、反応媒体の極性を低下させると予測され、これにより、反応で形成される一過性の3−セフェム−4−カルボキシレートアニオンの塩基性を低下させ、これにより3−4位から2−3位への二重結合の異性化を防止できるとされている。
【0031】
Δ2−異性体の形成は溶媒中のジオキサンの量に依存していることがわかり、ジオキサンの比率が高いほど、異性化の程度は低くなる。
【0032】
しかしながら、方法により得られる代表的なエステルの収率は45〜85%の範囲であり、反応にはかなりの量の不純物の形成が伴っていること、および、異性化はセファロスポリン核の3α位における置換基の性質並びに使用するハロエステルの性質に依存していることを示唆している。更にまた、方法は前に記載した理由から望ましくないジオキサン、および、高価なセシウム塩を使用している。従って本方法もまた用途が限られている。
【0033】
(ix)Y.S.Cho et al,Korean J.Med.Chem.,1995,5(1),60−63は幾つかのセファロスポリンプロドラッグエステルの合成および経口投与の薬効を記載している。エステルは炭酸セシウムおよびN,N−ジメチルアセトアミドの存在下、対応するハロエステル誘導体に相当するセファロスポリン−4−カルボン酸誘導体を反応させることによりエステルを合成している。得られるエステル誘導体の収率は僅か25〜56%の範囲であり、反応においてかなりの量の不純物が形成されていることが示されている。
【0034】
即ち、総括すれば、従来の方法には種々の(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステル、特にセフロキシムアキセチルの合成に工業的に許容できる方法としての用途を制限している以下に記載する短所1つ以上が伴っている。これらは、即ち:
a) 様々な量の望ましくない2−(Δ2)−セフェム−4−カルボン酸エステルおよび他の未同定の不純物、特に前記の不純物X1およびX2の形成、
b)反応が不完全であり、かなりの量の出発物質が未反応のまま残存すること、
c)望ましくないΔ2−異性体、他の未同定の不純物および未反応の出発物質の分離のための面倒で非経済的な方法の使用、
d)前記短所a)、b)およびc)により、最終生成物の収率や品質が低下し、方法が商業的に利用できないものであること、
e)産業上許容されない発ガン性の有毒な溶媒を使用すること、
f)Δ3からΔ2への異性化を防止するためには不十分な酸結合剤としての添加剤/触媒の使用、および、
g)種々の(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステルの合成のための一般的適用性の欠如、
である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0035】
即ち、本発明の基本的な目的は、望ましくない2−(Δ2)−セフェム−4−カルボン酸エステルおよび関連の不純物を実質的に含まない(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステル、特に式(I)のセフロキシムアキセチルの製造の為に改良された方法を提供することである。
【0036】
本発明の別の目的は、従来法の前記短所を排除/最小限にし、医薬において使用するのに適する高純度の形態の目標化合物を提供する、(3,7)−置換−3−セフェム−4−カルボン酸エステル、特に式(I)のセフロキシムアキセチルの改良された合成を可能とすることである。
【0037】
本発明の別の目的は薬局方の基準に合致した高純度、即ち高品質の式(I)の化合物を提供することである。
【0038】
本発明のさらに別の目的は、経済的で容易に入手できる原材料および工業上許容できる溶媒を利用して高純度で式(I)のセフロキシムアキセチルを調製するための経済的で環境重視の方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0039】
即ち、本発明によれば式(II)の類縁のΔ2−異性体および他の不純物を実質的に含まない高純度での(R,S)−1−アセトキシエチル(6R,7R)−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート、即ち、式(I)のセフロキシムアキセチルの調製のために改良された方法であって、
下記式(III):
のセフロキシム酸を、下記式(IV)の(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドおよびI族および/またはII族の金属炭酸塩と、下記式(V):
[式中、MはI族またはII族から選択される金属であり;mは1、2または3であり;nは0、1、2または4であり;qは1または2であり、そして、rは4、7または8である]のI族および/またはII族のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩の存在下、そしてC1-4アルコールの存在下、そして、極性第3アミド溶媒の存在下、約−30℃〜+30℃の温度で反応させること、および、このようにして得られた生成物を求める精製工程に付すこと、を含む前記方法が提供される。
【発明の効果】
【0040】
本発明の実施態様は、望ましくない式(II)のΔ2−異性体および他の未同定の不純物、特に、I族またはII族の金属炭酸塩の存在下、式(III)のセフロキシム酸と式(IV)のハロエステルの反応の過程において形成されるX1およびX2と称した2種の不純物の形成を排除/最小限化するためにC1-4アルコールと組み合わせて式(V)のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩を利用することにより、高純度の式(I)のセフロキシムアキセチルを得ることに基づいている。
【発明を実施するための最良の形態】
【0041】
本発明の方法によるセフロキシムアキセチルの調製方法を図式IIに総括する。
【0042】
典型的な方法においては、極性第3アミド溶媒中の式(III)のセフロキシム酸の溶液をI族またはII族の金属の炭酸塩;式(V)のI族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩;式(IV)の(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドおよびC1-4アルコールと−30〜+30℃の範囲の温度で混合し、そして、約2〜8時間約−10〜約+20℃の温度で攪拌する。反応終了時に、反応混合物を水で希釈し、水相を適当な有機溶媒で抽出する。溶媒を蒸発させることにより式(I)の目的化合物が得られ、これを結晶化して更に精製する。
図式II:本発明によるセフロキシムアキセチルの調製方法
【0043】
好ましくは、I族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩を先ず極性溶媒中のセフロキシム酸の溶液に添加し、その後、I族またはII族の金属の炭酸塩を添加する。混合物にC1-4アルコールと予備混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドをゆっくり添加し、反応混合物を攪拌し、前記の通り後処理する。
【0044】
或いは、I族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩およびI族またはII族の金属の炭酸塩を非プロトン性溶媒中のセフロキシム酸の溶液に添加し、その後C1-4アルコールと予備混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドを添加し、そして前記の反応を行うことができる。
【0045】
より好ましくは、I族またはII族の金属の炭酸塩を先ずプロトン性溶媒中のセフロキシム酸の溶液に添加し、その後I族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩を添加する。次にこれにC1-4アルコールと予め混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドを添加し、そして前記の反応を行う。
【0046】
前記のI族またはII族の金属の炭酸塩およびリン酸塩の添加方法は、反応の過程には影響せず、そして添加方法における変更は全て、本質的に同様の結果をもたらす。しかしながら、(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドをC1-4アルコールと予め混合した後に、これを極性溶媒中のセフロキシム酸とI族またはII族の金属の炭酸塩およびリン酸塩の混合物に添加するのが最も好ましい。
【0047】
極性第3アミド溶媒は、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジエチルホルムアミドおよびN,N−ジエチルプロピオンアミドから選択される。これらのうちN,N−ジメチルアセトアミドおよびN,N−ジメチルホルムアミドが望ましい。更にまた、N,N−ジメチルアセトアミドがN,N−ジメチルホルムアミドと比較して、前者の溶媒を用いた場合の反応速度は後者の溶媒中で行う反応よりも速く、約2〜4時間少ない時間となることから、好ましい。
【0048】
反応は−30〜+30℃の範囲の温度で行うことができる。しかしながら、N,N−ジメチルアセトアミドを溶媒として使用する場合、溶媒の凍結温度を考慮しながら、反応は好ましくは約−10℃〜+30℃の温度で行う。
【0049】
該反応速度は反応温度に依存することがわかっており、より高い温度でより早く反応が進行する。しかしながら、より高い温度においては、単離された生成物が着色されやすく、特別に脱色工程を要することになる。この問題点は、反応をより低い温度で行うことにより最小限化/排除され、得られた生成物は着色されない。従って、最も好ましくは、反応は溶媒としてN,N−ジメチルアセトアミド中、約−5〜15℃の範囲で行い、これにより、より速い反応速度を確保すると同時に、求める色と品質を有する生成物を得ることができる。
【0050】
使用できるI族およびII族の炭酸塩のアルカリおよびアルカリ土類金属はリチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシウムおよびカルシウムから選択される。適宜には、実質的に等量のアルカリまたはアルカリ土類金属の炭酸塩およびセフロキシム酸、例えばセフロキシムのモル当たり二酸塩基約0.5モルを使用する。炭酸塩はまた等モル比過剰量で使用することもでき、そして、セフロキシム酸のモル当たり約0.55〜1.00の比で使用できる。好ましくは、モル比は約0.55〜0.90である。
【0051】
I族のアルカリ金属の炭酸塩がII族のアルカリ土類金属の炭酸塩よりも好ましく、そして、炭酸ナトリウムが最も好ましい金属炭酸塩である。
【0052】
方法において使用できる式(V)のI族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩またはポリリン酸塩は、リチウム、ナトリウム、カリウムおよびセシウムの対応するアルカリ金属塩、並びに、マグネシウムおよびカルシウムの対応するアルカリ土類金属塩を含まれる。これらのリン酸塩には、さらに、オルトリン酸塩およびメタリン酸塩も含まれ、安価で入手が容易である。
【0053】
式(V)の塩はセフロキシム酸のモル当たり約0.10〜約0.80のモル比率で使用することができる。下限および上限はΔ2−異性体の形成を有意に最小限化/抑制する際に同等に有効である。式(V)の化合物の濃度が0.10モル当量より低値である場合は、Δ2−異性体の形成はより多くなることがわかっており、一方、0.80モル当量過剰の化合物(V)の使用により反応速度が低下することがわかっている。しかしながら、好ましい範囲は約0.10〜0.40モル当量である。
【0054】
このようなリン酸塩、リン酸水素塩およびポリリン酸塩でのI族またはII族の金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシウムおよびカルシウムから選択される。これらには、下記のものが含まれる。
【0055】
i)より好ましい三塩基性のリン酸塩は、リン酸ナトリウム(Na3PO4)、リン酸カリウム(K3PO4)、リン酸リチウム(Li3PO4)、リン酸マグネシウム[Mg3(PO4)2]およびリン酸カルシウム[Ca3(PO4)2]およびこれらの水和物である。
【0056】
ii)より好ましい二塩基性のリン酸水素塩はリン酸二水素リチウム(LiH2PO4)、リン酸二水素ナトリウム(NaH2PO4)、リン酸二水素カリウム(KH2PO4)、リン酸水素マグネシウム(MgHPO4)およびこれらの水和物である。
【0057】
iii)より好ましい一塩基性のリン酸水素塩には、リン酸二水素ナトリウム(Na2HPO4)、リン酸二水素カリウム(K2HPO4)、重リン酸マグネシウム(MgH4PO)および重リン酸カルシウム(CaH4PO8)およびこれらの水和物が含まれる。
【0058】
iv)より好ましいポリリン酸塩にはメタリン酸ナトリウム(Na4P2O7)、ポリメタリン酸ナトリウム(NaPO3)、ピロリン酸カリウム(K4P2O7)、ピロリン酸カルシウム(Ca2P2O7)およびヒドロキシアパタイト[3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2]およびこれらの水和物が含まれる。
【0059】
前記アルカリ金属およびアルカリ土類金属のリン酸塩、リン酸水素塩およびポリリン酸塩は単独、または組み合わせて、好ましくは単独で用いることができる。
【0060】
I族およびII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩およびポリリン酸塩のうち、I族のアルカリ金属の塩が好ましい。
【0061】
I族のアルカリ金属のリン酸塩、リン酸水素塩およびポリリン酸塩のうち、アルカリ金属のリン酸水素塩がより好ましい。
【0062】
I族のアルカリ金属のリン酸水素塩のうち、アルカリ金属のリン酸二水素塩、例えばリン酸二水素ナトリウム(Na2HPO4)およびリン酸二水素カリウム(K2HPO4)が更に好ましい。
【0063】
アルカリ金属のうち、ナトリウムが最も好ましく、そして本発明において最も好ましいアルカリ金属のリン酸二水素塩はリン酸二水素ナトリウム(Na2HPO4)である。
【0064】
本発明において用いられるC1-4アルコールはメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノールおよびtert−ブタノールから選択される。これらのアルコールは望ましくない不純物、即ち反応中に形成される不純物X1およびX2の形成を完全に排除する。
【0065】
典型的には、約15〜40℃の範囲の温度でエステル化よりも前にアルコールをハロエステル、即ち、(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドと混合する。このアルコールはセフロキシム酸のモル当たり0.03〜0.15モル当量で使用できる。比率の下限において前記の望ましくない不純物X1およびX2の形成が完全に抑制される。比率の上限までおよびそれ以上でアルコールを使用することは、不純物X1およびX2の形成を完全に抑制するだけでなく、反応に対して如何なる悪影響ももたらさず、そして、より重要な点は、別の不純物の形成をもたらさないことである。しかしながら、C1-4アルコールをセフロキシム酸のモル当たり0.03モル当量未満で使用した場合には約0.5〜1.0%の総不純物が形成される。アルコールはセフロキシム酸のモル当たり約0.04〜0.11モル当量で使用することが好ましい。方法において用いられるC1-4アルコールは全てが等しく有効である。しかしながら、メタノールが最も好ましい。
【0066】
式(IV)の(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドおよびI族またはII族の金属の炭酸塩を用いた式(III)のセフロキシム酸のエステル化の間に形成される式(II)のΔ2−異性体および望ましくない不純物X1およびX2および他の何れかの不純物の排除/最小限化においてI族またはII族の金属のリン酸塩、リン酸水素塩およびポリリン酸塩およびC1-4アルコールの組み合わせを利用することの効果は、表Iに総括した以下の図示されていない結果から明らかにすることができる。
【0067】
エステル化に使用する式(IV)の(R,S)−1−アセトキシエチルブロミドはセフロキシム酸のモル当たり約1.5〜2.5モル当量の比率で、好ましくは、約1.8〜2.0モル当量の比率で使用する。
【0068】
式(IV)のハロエステルは当該分野で知られた方法により調製する。
【0069】
使用するハロエステルはキラル中心1個を有し、(R)−および(S)−異性体の混合物として得られ、アルキル化反応に使用されるため、式(I)のセフロキシムアキセチルは2種のジアステレオマーの混合物として得られる。市販のセフロキシムアキセチルおよび他のプロドラッグエステル、例えばセフポドキシムプロキセチルおよびセフォチアムヘキセチルはジアステレオマー混合物として販売されている。
【0070】
表I
【0071】
反応後、まず水で希釈し、水混和性の有機溶媒中に抽出することにより生成物を単離する。プロドラッグエステルが容易に溶解する溶媒が好ましく、これらには、ジクロロエタン、ジクロロメタン、酢酸エチルおよびメチルイソブチルケトンが含まれる。生成物は溶媒の蒸発により単離することができる。
【0072】
反応において形成されたΔ2−異性体は、同じ溶媒から、または、ジクロロエタン、ジクロロメタン、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、ヘキサン、トルエン、キシレン、ジイソプロピルエーテルおよびtert−ブチルメチルエーテルから選択される溶媒の混合物から、前記したとおり得られた固体を結晶化することにより容易に除去することができる。酢酸エチルとトルエンまたはキシレンの混合物が最も好ましい。
【0073】
本発明の方法により得られるセフロキシムアキセチルは結晶性の物質であり、そのX線(粉末)回折は米国特許4267320号においてGregson等が記載した方法により得られる生成物と厳密に一致する。
【0074】
約85〜92%の高収率で得られたセフロキシムアキセチルは薬局方で許可されている限度内の望ましくないΔ2−異性体を含有している。典型的には、結晶化後の生成物は、僅か<0.10%のΔ2−異性体を含有しており、この数値は制定されている薬局方の限度値よりも遥かに低値である。
【0075】
本発明の実施態様は以下の非限定的な実施例により最もよく理解される。
【実施例】
【0076】
実施例1
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:I/II族金属リン酸塩およびC1-4アルコール未使用の場合
(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(1.6g、0.0094モル)を5℃のN,N−ジメチルアセトアミド(10ml)中のセフロキシム酸(2g;0.0047モル)および炭酸カリウム(0.326g;0.00235モル)の混合物に添加し、0〜20℃で180分攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%重炭酸ナトリウム水溶液(15ml)を添加した。標題化合物、Δ2−異性体(8.51%)および未同定の不純物(X1−1.86%およびX2−3.54%)を含有する有機層を分離し、10%NaCl水溶液で洗浄した。該有機溶媒を真空下に蒸発させ、ガム状の固体として標題化合物1.08g(44.90%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)−89.11%;不純物:Δ2−異性体(II)−8.51%、X1−1.86%およびX2−3.54%
【0077】
実施例2
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:リン酸水素二ナトリウムおよびメタノールの存在下
メタノール(0.15g;0.0047モル)とあらかじめ混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(3.94g、0.0235モル)を0℃のN,N−ジメチルアセトアミド(20ml)中のセフロキシム酸(5g;0.0118モル)、炭酸ナトリウム(0.94g;0.0088モル)およびリン酸水素二ナトリウム(1.0g;0.007モル)の攪拌混合物に添加した。該混合物を180分0〜20℃で攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%重炭酸ナトリウム水溶液(25ml)を添加した。有機層を分離し、10%塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機抽出液を活性炭(0.5g)とともに30分間攪拌し、セライト床で濾過した。有機層を真空下に蒸発させ、得られた固体を酢酸エチル/キシレンの混合物から結晶化させた。結晶化した物質を濾過し、真空下に40〜45℃で乾燥し、標題化合物5.26g(87.5%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)≧96.00%;不純物:Δ2−異性体(II)−<0.10%、X1およびX2−NIL
[α]D(1%ジオキサン):+37°
IR(KBr):3500,3417,1780,1749cm-1
1H NMR(d6−DMSO;():1.46(bd,3H,CH3),2.04(s,CH3CO),2.05(s,CH3CO),3.58(q,CH2S),3.88(s,CH3O),4.69(dd,CH2O;J=4Hz),4.78(dd,CH2O,J=1Hz),5.075(t,1H,6H),5.85(m,1H,7H),6.6−6.7(m,2H),6.89(q,CH3−CH),7.01(q,CH3CH),7.82(d,1H)および9.60(dd,1H,CONH)
【0078】
実施例3
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:リン酸二水素ナトリウムおよびエタノールの存在下
エタノール(0.434g;0.0090モル)とあらかじめ混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(3.94g、0.0235モル)を0〜5℃のN,N−ジメチルアセトアミド(20ml)中のセフロキシム酸(5g;0.0118モル)、炭酸ナトリウム(1.0g;0.0090モル)およびリン酸二水素ナトリウム(0.21g;0.0017モル)の攪拌混合物に添加した。混合物を180分0〜20℃で攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%重炭酸ナトリウム水溶液(25ml)を添加した。有機層を分離し、10%塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機抽出液を活性炭(0.5g)とともに30分間攪拌し、セライト床で濾過した。有機層を真空下に蒸発させ、得られた固体を酢酸エチル/キシレンの混合物から結晶化させた。結晶化した物質を濾過し、真空下に40〜45℃で乾燥し、標題化合物5.28g(87.8%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)≧96.00%;不純物:Δ2−異性体(II)<0.10%、X1およびX2−NIL
【0079】
実施例4
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:一リン酸カルシウムおよびn−ブタノールの存在下
n−ブタノール(0.87g;0.0118モル)とあらかじめ混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(3.94g、0.0235モル)を0〜5℃のN,N−ジメチルアセトアミド(20ml)中のセフロキシム酸(5g;0.0118モル)、炭酸ナトリウム(0.93g;0.0880モル)および一リン酸カルシウム(0.41g;0.00177モル)の攪拌混合物に添加した。該混合物を180分0〜20℃で攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%重炭酸ナトリウム水溶液(25ml)を添加した。有機層を分離し、10%塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機抽出液を活性炭(0.5g)とともに30分間攪拌し、セライト床で濾過した。有機層を真空下に蒸発させ、得られた固体を酢酸エチル/キシレンの混合物から結晶化させた。結晶化した物質を濾過し、真空下に40〜45℃で乾燥し、標題化合物5.29g(87.96%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)≧96.00%;不純物:Δ2−異性体(II)<0.10%、X1およびX2−NIL
【0080】
実施例5
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:リン酸水素二カリウムおよびイソプロパノールの存在下
イソプロパノール(0.70g;0.0118モル)とあらかじめ混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(3.94g、0.0235モル)を0〜5℃のN,N−ジメチルアセトアミド(20ml)中のセフロキシム酸(5g;0.0118モル)、炭酸カリウム(1.11g;0.0080モル)およびリン酸水素二カリウム(0.82g;0.0047モル)の攪拌混合物に添加した。該混合物を180分0〜20℃で攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%炭酸ナトリウム水溶液(25ml)を添加した。有機層を分離し、10%塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機抽出液を活性炭(0.5g)とともに30分間攪拌し、セライト床で濾過した。有機層を真空下に蒸発させ、得られた固体を酢酸エチル/キシレンの混合物から結晶化させた。結晶化した物質を濾過し、真空下に40〜45℃で乾燥し、標題化合物5.28g(87.8%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)≧96.00%;不純物:Δ2−異性体(II)<0.10%、X1およびX2−NIL
【0081】
実施例6
(R,S)−1−アセトキシエチル−3−カルバモイルオキシメチル−7−[(Z)−2−(フラン−2−イル)−2−メトキシイミノアセトアミド]セフ−3−エム−4−カルボキシレート(セフロキシムアキセチル、I)の調製:ピロリン酸ナトリウムおよびイソブタノールの存在下
イソブタノール(0.87g;0.0118モル)とあらかじめ混合した(R,S)−1−アセトキシエチルブロミド(3.94g、0.0235モル)を0〜5℃のN,N−ジメチルアセトアミド(20ml)中のセフロキシム酸(5g;0.0118モル)、炭酸ナトリウム(1.00g;0.0090モル)およびピロリン酸ナトリウム(1.25g;0.0047モル)の攪拌混合物に添加した。該混合物を180分0〜20℃で攪拌した。酢酸エチルを反応混合物に添加し、その後3%重炭酸ナトリウム水溶液(25ml)を添加した。有機層を分離し、10%塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。有機抽出液を活性炭(0.5g)とともに30分間攪拌し、セライト床で濾過した。有機層を真空下に蒸発させ、得られた固体を酢酸エチル/キシレンの混合物から結晶化させた。結晶化した物質を濾過し、真空下に40〜45℃で乾燥し、標題化合物5.28g(87.8%)を得た。
HPLC分析:純度(化合物I)≧96.00%;不純物:Δ2−異性体(II)<0.10%、X1およびX2−NIL
Claims (20)
- 前記精製工程が反応生成物の蒸発とその後の結晶化を含む請求項1に記載の方法。
- 極性第3アミド溶媒がN,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジエチルホルムアミドおよびN,N−ジエチルプロピオンアミドから選択される、そして好ましくはN,N−ジメチルアセトアミドである請求項1に記載の方法。
- I族またはII族の金属の炭酸塩における金属が、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシウムおよびカルシウムから選択され、好ましくはナトリウムおよびカリウムである請求項1または2の何れかに記載の方法。
- I族のアルカリ金属の炭酸塩がII族のアルカリ金属の炭酸塩よりも好ましく、そして炭酸ナトリウムが最も好ましい請求項3に記載の方法。
- 前記金属リン酸塩、リン酸水素塩およびポリリン酸塩のI族のアルカリ金属の塩が好ましく使用される請求項1から4の何れか1項に記載の方法。
- 式(V)の化合物のI族またはII族の金属がリチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシウムおよびカルシウムから選択され、好ましくはナトリウムである請求項1から5の何れか1項に記載の方法。
- I族またはII族の金属の炭酸塩のモル比が式(III)の化合物のモル当たり0.55〜1.0モル当量である請求項1から6の何れか1項に記載の方法。
- I族またはII族の金属の炭酸塩のモル比が式(III)の化合物のモル当たり0.55〜0.7モル当量である請求項1から7の何れか1項に記載の方法。
- 式(IV)の化合物のモル比が式(III)の化合物のモルあたり1.5〜2.5モル当量である請求項1から8の何れか1項に記載の方法。
- 式(IV)の化合物のモル比が式(III)の化合物のモルあたり1.8〜2.0モル当量である請求項9に記載の方法。
- 式(V)の化合物のモル比が式(III)の化合物のモルあたり0.10〜0.80モル当量である請求項1から10の何れか1項に記載の方法。
- 式(V)の化合物のモル比が式(III)の化合物のモルあたり0.10〜0.40モル当量である請求項11に記載の方法。
- C1-4アルコールがメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノールおよびtert−ブタノールから選択され、好ましくはメタノールである請求項1から12の何れか1項に記載の方法。
- C1-4アルコールを式(III)の化合物のモルあたり約0.03〜0.15モル当量使用する請求項1から13の何れか1項に記載の方法。
- C1-4アルコールを式(III)の化合物のモルあたり約0.04〜0.11モル当量使用する請求項14に記載の方法。
- 好ましい温度が約−10℃〜+20℃である請求項1〜15の何れか1項に記載の方法。
- 結晶化のための溶媒がジクロロエタン、ジクロロメタン、酢酸エチルおよびメチルイソブチルケトンまたはこれらの溶媒の何れかとヘキサン、トルエン、キシレン、ジイソプロピルエーテルおよびtert-ブチルメチルエーテルとの混合物である請求項1から16の何れか1項に記載の方法。
- 式(I)の化合物が、薬局方上許容される形態の式(II)の望ましくない2−セフェム誘導体および他の不純物を実質的に含まない実質的に純粋な形態で得られる請求項1から17の何れか1項に記載の方法。
- 記載する実施例を参照しながら本明細書に記載し、説明したとおり、実質的に純粋な形態で式(I)の化合物を製造する方法。
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