JP2005089429A - 二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物およびその製造方法 - Google Patents

二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物およびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】医薬物の有効活性物質としてまたは多環式化合物の合成のための中間体として使用されるなど、医薬及び精密化学分野で有用に適用できる二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物、およびこの化合物を製造するための反応が比較的簡単で、かつ、製造収率の高い製造方法を提供する。
【解決手段】次の化学式で表される二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物。
【化1】
Figure 2005089429

(式中、R1はフェニル基であり、R2及びR3は、各々水素原子であるか、またはR1、R2及びR3は隣合う2つの置換基が互いに結合し5〜10員環の脂環または芳香環を形成する)。
【選択図】なし

Description

本発明は、二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物およびその製造方法に関し、例えば、Diels-Alder反応により他の多環式化合物を合成する中間体としても有用な二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物およびその製造方法に関する。
8員環式化合物(8 membered cyclic compound)は、生体活性を有する天然物や医薬品などで重要な構成成分である。8員環式化合物は、細胞分裂に関与するといって、現在遺伝学で重要にされている。その例として、抗癌剤として広く知られている天然物のタキソール(Taxol)[ Taxane Anticancer Agents]は8員環を核心構造としている(非特許文献1参照)。
ACS symposium Series 583
その他にも、8員環を有する環式化合物は、生活性の優秀なものとして知られており、新しい構造の8員環式化合物の開発は、新薬開発に当たって先行しなければならない課題でもある。
また、環式化合物がジエキソメチレン基を含む場合は、Diels-Alder反応により多環式化合物を合成するための中間体として非常に有用に使用することができるため、新しい構造の8員環式化合物の開発は、非常に有用である。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、医薬物の有効活性物質としてまたは多環式化合物の合成のための中間体として使用されるなど、医薬及び精密化学分野で有用に適用できる新規構造の二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物を提供することにある。
また、本発明の目的は、上記の新規構造の二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物を製造するための反応が比較的簡単で、かつ、製造収率の高い二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物の製造方法を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、次の化学式(1)で表される新規構造の8員環式化合物をその特徴とする。
Figure 2005089429
式中、R1はフェニル基であり、R2及びR3は、各々水素原子であるか、またはR1、R2及びR3は隣合う2つの置換基が互いに結合し5〜10員環の脂環または芳香環を形成する。
また、本発明は、トリメチルシラニルメチル-アレノール誘導体をルイス酸の存在下で分子内プリンス環化反応して、前記化学式(1)で表される化合物を製造する方法を特徴とする。
本発明の二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物は、Diels-Alder反応を通じて、他の多環式化合物に拡張させることができるため、精密化学分野で非常に重要にされる8員環を含む多環式化合物を製造するための中間体として有用である。また、本発明の二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物によれば、第1にトリメチルシラニルメチル-アレノール誘導体を出発物質として使用し、多様な構造のジメチレン環式化合物を製造することができ、第2に製造反応が簡単であり、第3に製造収率が高いという効果を有する。
以下に、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
本実施形態に係る二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物は、上記の化学式(1)で表される。
本実施形態の上記の化学式(1)で表される化合物を具体的に例示すると、1)R1はフェニル基であり、R2及びR3は、各々水素原子である化合物、2)R1及びR2が互いに結合し5〜10員環の脂環または芳香環を形成して、R3は水素原子である化合物、3)R2及びR3が互いに結合し5〜10員環の脂環または芳香環を形成して、R1は水素原子である化合物が含まれる。
また、本実施形態では、上記の化学式1で表される二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物を、トリメチルシラニルメチル-アレノール誘導体をルイス酸の存在下で分子内プリンス環化反応して製造する。
本実施形態に係る製造方法において使用されるルイス酸(Lewis acid)は、通常的にトリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォネート(TMSOTf)、ハロゲン化インジウム(InX3, X=Cl, Br)などが使用できるが、最も望ましくは、TMSOTfを使用する。ルイス酸は、出発物質として使用される上記トリメチルシラニルメチル-アレノール誘導体に対して1.0〜1.5当量範囲で使用することが経済的により望ましい。
反応溶媒としては、通常の有機溶媒、具体的には、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルム、エチルアセテートなどを使用して、最も望ましくは、ジエチルエーテルを使用する。反応温度は、−90℃〜常温(25℃)の範囲を保持して、反応時間は、約3〜5時間あれば充分である。
上記のような本実施形態で使用する分子内プリンス環化反応は、反応が比較的簡単でまた製造収率も高いため、産業的利用可能性が非常に高い。
また、本実施形態に係る製造方法により合成した上記化学式(1)で表される化合物は、医薬及び精密化学分野で有用に使用できて、また上記化学式(1)で表される化合物は、ジエキソメチレン構造を有する化合物であって、二つのメチレン基を用いてDiels-Alder反応を行うと、下記化学反応式(2)に示すように、他の多環式化合物を合成することができる。
Figure 2005089429
以下、実施例を通じて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明がこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1では、トリメチルシラニルメチル-アレノール誘導体として、5-ヒドロキシ-1-フェニル-7-トリメチルシラニルメチル-ノナ-7,8-ジエン-1-オンを使用し、下記化学反応式(3)により、二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物である 2,3-ジメチレン-1-フェニル-9-オキサ-バイシクロ[3.3.1]ノナンを合成する例について説明する。
Figure 2005089429
窒素雰囲気下で5-ヒドロキシ-1-フェニル-7-トリメチルシラニルメチル-ノナ-7,8-ジエン-1-オン(117mg,0.37mmol)にジエチルエーテル1.50mLを入れて−78℃で攪拌した後、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォネート(TMSOTf;67μl,0.37mmol)を加えた。
反応混合物を攪拌しながら反応温度を約3時間にかけて徐々に常温に上げた後、常温で30分間攪拌した。反応が終わったらH2Oを入れて約5分間攪拌してから、反応混合物をエチルアセテート(EtOAc)に希釈して水と飽和塩水とで洗浄した後、混合物から有機層を分離し無水硫酸マグネシウム(MgSO4)で乾燥した。減圧下で溶媒を除去し、残された物質をカラムクロマトグラフィー(EtOAc/n-Hexane=1/7)により精製して生成物82mg(98%)を得た。
上記の生成物は、1H NMR(300 MHz, CDCl3)による測定の結果、δが 7.43(d, 2H,J=1.5
Hz), 7.21(m, 3H), 5.17(s, 1H), 5.07(s, 1H), 4.72(s, 1H), 4.33(s, 1H), 4.13(s, 1H), 3.00(m, 1H), 2.40(d, 1H, J=14.8 Hz), 2.19(m, 2H), 1.94(m, 2H), 1.60(m, 2H)ppmであった。また、13C NMR(75 MHz, CDCl3)による測定の結果、δが 152.5, 147.0, 146.0, 128.2, 127.4, 126.4, 111.7, 109.4, 77.7, 69.5, 38.7, 36.7, 30.6, 17.8 ppmであった。
実施例2では、トリメチルシラニルメチル-アレノール誘導体として、3-(2-トリメチルシラニルメチル-ブタ-2,3-ジエニル)-イソクロマン-1-オルを使用し、下記化学反応式(4)により、二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物である 11,12-ジメチレン−13-オキサ-トリシクロ[7.3.1.02,7]トリデカ-2,4,6-トリエンを合成する例について説明する。
Figure 2005089429
窒素雰囲気下で3-(2-トリメチルシラニルメチル-ブタ-2,3-ジエニル)-イソクロマン-1-オル(78mg,0.27mmol)にジエチルエーテル1.20mLを入れて−78℃で攪拌した後、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォネート(TMSOTf;49μl,0.27mmol)を加えた。
反応混合物を攪拌しながら反応温度を約3時間にかけて徐々に常温に上げた後、常温で30分間攪拌した。反応が終わったらH2Oを入れて約5分間攪拌してから、反応混合物をエチルアセテート(EtOAc)に希釈して水と飽和塩水とで洗浄した後、混合物から有機層を分離し無水硫酸マグネシウム(MgSO4)で乾燥した。減圧下で溶媒を除去し、残された物質をカラムクロマトグラフィー(EtOAc/n-Hexane=1/6)により精製して生成物42mg(78%)を得た。
上記の生成物は、1H NMR(300 MHz, CDCl3)による測定の結果、δが 7.15(m, 3H), 7.03(d, 1H, J=8.7 Hz), 5.26(s, 1H), 5.04(d, 1H, J=9.3 Hz), 4.94(s, 1H), 4.76(s, 1H), 4.65(t, 1H,J=6.9 Hz), 3.41(dd, 1H, J1=17.4 Hz, J2=7.8 Hz), 2.98(bd, 1H,J=12 Hz), 2.66(d, 1H, J=17.1 Hz), 2.65(d, 1H, J=14.7 Hz)ppmであった。また、13C NMR(75 MHz, CDCl3)による測定の結果、δが 148.55, 140.89, 137.33, 132.00, 128.75, 127.21, 125.98, 125.56, 112.28, 107.38, 77.73, 68.34, 40.79, 32.12 ppmであった。
実施例3では、トリメチルシラニルメチル-アレノール誘導体として、2-(3-ヒドロキシ-5-トリメチルシラニルメチル-ヘプタ-5,6-ジエニル)-シクロペンタノンを使用し、下記化学反応式(5)により、二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物である 10,11-ジメチレン−12-オキサ-トリシクロ[6.3.1.01,5]ドデカンを合成する例について説明する。
Figure 2005089429
窒素雰囲気下で出発物質2-(3-ヒドロキシ-5-トリメチルシラニルメチル-ヘプタ-5,6-ジエニル)-シクロペンタノン(98mg,0.35mmol)にジエチルエーテル1.50mLを入れて−78℃で攪拌した後、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォネート(TMSOTf;63μl,0.35mmol)を加えた。
反応混合物を攪拌しながら反応温度を約3時間にかけて徐々に常温に上げた後、常温で30分間攪拌した。反応が終わったらH2Oを入れて約5分間攪拌してから、反応混合物をエチルアセテート(EtOAc)に希釈し水と飽和塩水とで洗浄した後、混合物から有機層を分離し無水硫酸マグネシウム(MgSO4)で乾燥した。減圧下で溶媒を除去し、残された物質をカラムクロマトグラフィー(EtOAc/n-Hexane=1/15)により精製して生成物60mg(91%)を得た。
上記の生成物は、1H NMR(300 MHz, CDCl3)による測定の結果、δが 5.17(s, 1H), 5.11(s, 1H), 4.86(s, 1H), 4.79(s, 1H), 4.22(s, 1H), 2.35(d, 1H, J=18 Hz) 2.16(m, 3H), 1.79(m, 6H), 1.42(m, 2H)ppmであった。また、13C NMR(75 MHz, CDCl3) による測定の結果、δが 150.68, 146.09, 128.21, 109.58, 106.38, 68.83, 45.06, 39.23, 37.71, 29.32, 25.07, 21.62, 20.28 ppmであった。
(参考例)
次は、本発明で合成した化学式(1)の化合物を用いてDiels-Alder反応を通じて他の多環式化合物を合成した一例について説明する。すなわち、上記化学式(1)の化合物の一つである 11,12-ジメチレン−13-オキサ-トリシクロ[7.3.1.02,7]トリデカ-2,4,6-トリエンを用いて、下記化学反応式(6)により表されるDiels-Alder反応により、多環式化合物を合成する例について説明する。
Figure 2005089429
窒素雰囲気下で出発物質として使用された11,12-ジメチレン−13-オキサ-トリシクロ[7.3.1.02,7]トリデカ-2,4,6-トリエン(42mg,0.2mmol)にベンゼン2.0mLを入れて、ジメチルアセチレンジカルボキシレート(85.62mg,0.6mmol)を加えた後、85℃で5時間還流しながら攪拌した。
反応が終わったらH2Oを入れて約5分間攪拌してから、反応混合物をエチルアセテートに希釈して水と飽和塩水とで洗浄した後、混合物から有機層を分離し無水硫酸マグネシウム(MgSO4)で乾燥した。減圧下で溶媒を除去し、残された物質をカラムクロマトグラフィー(EtOAc/n-Hexane=1/6)により精製して生成物42mg(62%)を得た。
上記の生成物は、1H NMR(300 MHz, CDCl3)による測定の結果、δが 7.18(m, 4H), 5.44 (d, 1H,J=5.97 Hz), 4.90(s, 1H), 3.82(s, 1H), 3.71(s, 1H), 2.87(m, 7H)ppm であった。
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
本発明の二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物は新規化合物であって、これは、医薬物の有効活性物質としてまたは多環式化合物の合成のための中間体として使用されるなど、医薬及び精密化学分野で有用に適用できる新規物質である。

Claims (8)

  1. 次の化学式で表される二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物。
    Figure 2005089429
    (式中、R1はフェニル基であり、R2及びR3は、各々水素原子であるか、またはR1、R2及びR3は隣合う2つの置換基が互いに結合し5〜10員環の脂環または芳香環を形成する)。
  2. 前記R1は、フェニル基であり、R2及びR3は、各々水素原子であることを特徴とする
    請求項1に記載の二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物。
  3. 前記R1及びR2が互いに結合し5〜10員環の脂環または芳香環を形成して、R3は水素原子であることを特徴とする
    請求項1に記載の二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物。
  4. 前記R2及びR3が互いに結合し5〜10員環の脂環または芳香環を形成して、R1は水素原子であることを特徴とする
    請求項1に記載の二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物。
  5. トリメチルシラニルメチル-アレノール誘導体をルイス酸の存在下で分子内プリンス環化反応して製造することを特徴とする、次の化学式で表される二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物の製造方法。
    Figure 2005089429
    (式中、R1はフェニル基であり、R2及びR3は各々水素原子であるか、またはR1、R2及びR3は隣合う2つの置換基が互いに結合し5〜10員環の脂環または芳香環を形成する)。
  6. 反応溶媒は、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルム及びエチルアセテートの中から選択して使用することを特徴とする
    請求項5に記載の二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物の製造方法。
  7. 前記ルイス酸は、トリメチルシリルトリフルオロメタンスルフォネート(TMSOTf)を使用し、前記トリメチルシラニルメチル-アレノール誘導体に対し1.0〜1.5当量範囲で使用することを特徴とする
    請求項5に記載の二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物の製造方法。
  8. 反応温度は、−90℃〜常温(25℃)の範囲であることを特徴とする
    請求項5に記載の二つのエキソメチレンを有する8員環式化合物の製造方法。

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