JP2007145827A - ベンゾ[b]チオフェン誘導体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医薬品として有用な化合物の製造中間体として重要な3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体の製造方法に関する。さらに詳しくは、気管支喘息等の呼吸器疾患、硬化性血管病変、血管内狭窄、末梢循環器障害をはじめとする様々な疾患に対する予防剤および/または治療剤に応用可能なキマーゼ阻害剤の合成に有用な製造中間体の製造方法に関する。
式(II)
[式中、R1、R2、R3、およびR4は、同時に、またはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキルチオ基、炭素数1〜6のアシルオキシ基、炭素数1〜6のアシルアミノ基、または炭素数1〜6のハロゲン化アルコキシ基を表す。]
上記式(II)で示される3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体は、薬理学的に活性な化合物の製造における中間体として極めて重要である。例えば、上記式(II)で示される化合物のヒドロキシル基を臭素原子に置換した化合物は、国際公開第01/53291号パンフレットに示されているベンズイミダゾール誘導体の合成中間体になりうるものであり、薬理学的に活性な化合物の製造における中間体として極めて重要である。なお、該ベンズイミダゾール誘導体は、生体においてキマーゼ阻害活性を有し、炎症疾患、アレルギー疾患、呼吸器疾患、循環器疾患、又は骨・軟骨代謝疾患の予防・治療剤として応用可能な化合物として有望と考えられる。
現在までに、上記式(II)に示される化合物のような、3位にヒドロキシメチル基を有し、かつ他の置換基を位置選択的に配するベンゾチオフェン誘導体の製造は極めて困難であり、工業化に適するものはなかった。例えば、ベンゾ[b]チオフェンにヴィルスマイヤー反応等により、3−ホルミル−ベンゾ[b]チオフェンを合成し(J.Org.Chem.,72,1422,(1957))、これを還元する方法や、ベンゾ[b]チオフェンにフリーデル・クラフツ反応を行い、原料となる3−トリクロロアセチル−ベンゾ[b]チオフェン誘導体を合成し(J.Chem.Soc.,Perkin Trans.2,1250,(1973))、これを加水分解した後に還元する方法などがある。しかし、いずれの方法でも、最初から有している置換基の種類や位置によって、2,3位の両方に、もしくはベンゾ[b]チオフェン環上の2位から7位のいずれかの位置に置換反応が進行してしまう。そして、その選択性は用いる基質と反応条件に依存する傾向が強く、高くない。さらに、これらの混合物から目的化合物のみを単離することも非常に困難である。
また、上記式(II)に示されるような3位にヒドロキシメチル基を有するベンゾチオフェン誘導体のうち、他の置換基を位置選択的に配した化合物の製造方法として、国際公開第02/066457号パンフレットおよび国際公開第02/090345号パンフレットに製造例が示されている。
しかしながら、国際公開第02/066457号パンフレットで開示されている製造方法より高収率な、また、国際公開第02/090345号パンフレットで開示されている製造方法より短い工程の製造方法も期待される。なお、大量合成においては、高収率で短い工程であることは利点の一つである。
本発明の目的は、国際公開第01/53291号パンフレットに記載のキマーゼ阻害剤である化合物の製造中間体として有用な3−ヒドロキシメチル−4−メチルベンゾ[b]チオフェンを、位置選択的、高収率、かつ短工程で製造するのに適した方法を提供することである。
本発明者らは上記目的を達成するため鋭意研究した結果、従来法に比較して、短工程、高収率であり、かつ位置選択的な3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体の製造方法を見出した。
すなわち、本発明は、
(1)式(I)
すなわち、本発明は、
(1)式(I)
[式中、R1、R2、R3、およびR4は、同時に、またはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキルチオ基、炭素数1〜6のアシルオキシ基、炭素数1〜6のアシルアミノ基、または炭素数1〜6のハロゲン化アルコキシ基を表す。]
で示される化合物を還元することにより、式(II)
で示される化合物を還元することにより、式(II)
[式中、R1、R2、R3、およびR4は前記式(I)における定義に同じ。]
で示される3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する方法;
(2)還元剤として水素化金属錯化合物を用いる(1)に記載の製造方法;
(3)水素化金属錯化合物が水素化ホウ素ナトリウムまたは水素化アルミニウム錯化合物である(2)に記載の製造方法;
(4)式(III)
で示される3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する方法;
(2)還元剤として水素化金属錯化合物を用いる(1)に記載の製造方法;
(3)水素化金属錯化合物が水素化ホウ素ナトリウムまたは水素化アルミニウム錯化合物である(2)に記載の製造方法;
(4)式(III)
[式中、R1、R2、R3、およびR4は式(I)における定義に同じ。Xはハロゲン原子を表す。]
で示される化合物を還元することにより、式(II)で示される3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する方法;
(5)還元剤として水素化金属錯化合物を用いる(4)に記載の製造方法;
(6)水素化金属錯化合物が水素化アルミニウム錯化合物である(5)に記載の製造方法;
(7)式(III)で示される化合物を脱ハロゲン化することにより、式(I)で示される3−ホルミルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する、(1)〜(3)のいずれかに記載の製造方法;
(8)脱ハロゲン化条件として接触還元を用いる(7)に記載の製造方法;
(9)脱ハロゲン化試薬として水素とパラジウム炭素を用いる(8)に記載の製造方法;
(10)式(I)で示される化合物及び式(III)で示される化合物の混合物を還元することにより式(II)で示される3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する方法;
(11)還元剤として水素化金属錯化合物を用いる(10)に記載の製造方法;
(12)水素化金属錯化合物が水素化アルミニウム錯化合物である(11)に記載の製造方法;
(13)水素化アルミニウム錯化合物がナトリウム水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムである(12)に記載の製造方法;
(14)式(IV)
で示される化合物を還元することにより、式(II)で示される3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する方法;
(5)還元剤として水素化金属錯化合物を用いる(4)に記載の製造方法;
(6)水素化金属錯化合物が水素化アルミニウム錯化合物である(5)に記載の製造方法;
(7)式(III)で示される化合物を脱ハロゲン化することにより、式(I)で示される3−ホルミルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する、(1)〜(3)のいずれかに記載の製造方法;
(8)脱ハロゲン化条件として接触還元を用いる(7)に記載の製造方法;
(9)脱ハロゲン化試薬として水素とパラジウム炭素を用いる(8)に記載の製造方法;
(10)式(I)で示される化合物及び式(III)で示される化合物の混合物を還元することにより式(II)で示される3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する方法;
(11)還元剤として水素化金属錯化合物を用いる(10)に記載の製造方法;
(12)水素化金属錯化合物が水素化アルミニウム錯化合物である(11)に記載の製造方法;
(13)水素化アルミニウム錯化合物がナトリウム水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムである(12)に記載の製造方法;
(14)式(IV)
[式中、R1、R2、R3、およびR4は前記式(I)における定義に同じ。]
で示される化合物をホルミル化することにより、式(I)で示される3−ホルミルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する、(1)〜(3)および(10)〜(13)のいずれかに記載の製造方法;
(15)ホルミル化条件として、Vilsmeier反応条件を用いる(14)に記載の製造方法;
(16)ホルミル化試薬として、N,N−ジメチルホルムアミドとオキシ塩化リンを用いる(14)に記載の製造方法;
(17)式(IV)で示される化合物をホルミル化することにより、式(III)で示される3−ホルミルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する、(4)〜(13)のいずれかに記載の製造方法;
(18)ホルミル化条件として、Vilsmeier反応条件を用いる(17)に記載の製造方法;
(19)ホルミル化試薬として、N,N−ジメチルホルムアミドとオキシ塩化リンを用いる(17)に記載の製造方法;
(20)式(V)
で示される化合物をホルミル化することにより、式(I)で示される3−ホルミルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する、(1)〜(3)および(10)〜(13)のいずれかに記載の製造方法;
(15)ホルミル化条件として、Vilsmeier反応条件を用いる(14)に記載の製造方法;
(16)ホルミル化試薬として、N,N−ジメチルホルムアミドとオキシ塩化リンを用いる(14)に記載の製造方法;
(17)式(IV)で示される化合物をホルミル化することにより、式(III)で示される3−ホルミルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する、(4)〜(13)のいずれかに記載の製造方法;
(18)ホルミル化条件として、Vilsmeier反応条件を用いる(17)に記載の製造方法;
(19)ホルミル化試薬として、N,N−ジメチルホルムアミドとオキシ塩化リンを用いる(17)に記載の製造方法;
(20)式(V)
[式中、R1、R2、R3、およびR4は、前記式(I)における定義に同じ。R5およびR6は、同時にまたはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキルチオ基、炭素数1〜6のアシルオキシ基、炭素数1〜6のアシルアミノ基、または炭素数1〜6のハロゲン化アルコキシ基を表す。]
で示される化合物を環化させることにより、式(IV)で示されるジヒドロベンゾチオフェン誘導体を製造する、(14)〜(19)のいずれかに記載の製造方法;
(21)環化試薬として、塩基を用いる(20)に記載の製造方法;
(22)環化試薬として、リチウムジイソプロピルアミドを用いる(21)に記載の製造方法;
(23)式(IX)
で示される化合物を環化させることにより、式(IV)で示されるジヒドロベンゾチオフェン誘導体を製造する、(14)〜(19)のいずれかに記載の製造方法;
(21)環化試薬として、塩基を用いる(20)に記載の製造方法;
(22)環化試薬として、リチウムジイソプロピルアミドを用いる(21)に記載の製造方法;
(23)式(IX)
[式中、R1、R2、R3、およびR4は、前記式(I)における定義に同じ。]
で示される化合物をカルバモイルハライドと反応させることにより、式(V)で示されるカルバモイル誘導体を製造する、(20)〜(22)のいずれかに記載の製造方法;
(24)試薬として、塩基を用いる(23)に記載の製造方法;
(25)試薬として、炭酸カリウム、および水素化ナトリウムのいずれかを用いる(24)に記載の製造方法;
(26)式(VI)
で示される化合物をカルバモイルハライドと反応させることにより、式(V)で示されるカルバモイル誘導体を製造する、(20)〜(22)のいずれかに記載の製造方法;
(24)試薬として、塩基を用いる(23)に記載の製造方法;
(25)試薬として、炭酸カリウム、および水素化ナトリウムのいずれかを用いる(24)に記載の製造方法;
(26)式(VI)
[式中、R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は前記式(V)における定義に同じ。]
で示される化合物の転位反応により、式(V)で示されるチオカルバモイル誘導体を製造する、(20)〜(22)のいずれかに記載の製造方法;
(27)転位反応条件として、200℃から300℃の間の温度で加熱する(26)に記載の製造方法;
(28)式(VII)
で示される化合物の転位反応により、式(V)で示されるチオカルバモイル誘導体を製造する、(20)〜(22)のいずれかに記載の製造方法;
(27)転位反応条件として、200℃から300℃の間の温度で加熱する(26)に記載の製造方法;
(28)式(VII)
[式中、R1、R2、R3、およびR4は前記式(I)における定義に同じ。]
で示される化合物をチオカルバモイルハライドと反応させることによって、式(VI)で示されるカルバモイル誘導体を製造する、(26)または(27)に記載の製造方法;
(29)(i)および(ii)の製法を含む、式(XX)で示されるベンズイミダゾール誘導体を製造する方法:
(i)請求項1〜請求項28のいずれかに記載の、式(II)で示される化合物の製造方法;
(ii)式(II)で示される化合物から式(XX)で示されるベンズイミダゾール誘導体を製造する方法。
で示される化合物をチオカルバモイルハライドと反応させることによって、式(VI)で示されるカルバモイル誘導体を製造する、(26)または(27)に記載の製造方法;
(29)(i)および(ii)の製法を含む、式(XX)で示されるベンズイミダゾール誘導体を製造する方法:
(i)請求項1〜請求項28のいずれかに記載の、式(II)で示される化合物の製造方法;
(ii)式(II)で示される化合物から式(XX)で示されるベンズイミダゾール誘導体を製造する方法。
[式(XX)中、R23およびR24は、同時にもしくはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、トリハロメチル基、シアノ基、水酸基、炭素数1〜4のアルキル基、もしくは炭素数1〜4のアルコキシ基、またはR23およびR24は一緒になって−O−CH2−O−、−O−CH2CH2−O−、もしくは−CH2CH2CH2−(この場合、その炭素原子は1つもしくは複数の炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよい。)を表す。
Aは、置換もしくは無置換の炭素数1〜7の直鎖、環状、もしくは分岐状のアルキレン基またはアルケニレン基を表し、途中に−O−、−S−、−SO2−、−NR25−(ここで、R25は水素原子または直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキル基を表す。)を一つもしくは複数個含んでいてもよい。これらの基がもちうる置換基は、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルコキシ基(隣接する2個がアセタール結合を形成している場合を含む。)、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキルチオ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキルスルホニル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアシル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアシルアミノ基、トリハロメチル基、トリハロメトキシ基、フェニル基、オキソ基、または一つ以上のハロゲン原子で置換されてもよいフェノキシ基である。これらの置換基は、アルキレン基またはアルケニレン基の任意の場所で一つもしくは複数個それぞれ独立に置換していてもよい。ただし、式(XX)中、Mが単結合でMに結合するAの炭素に水酸基とフェニル基が同時に置換する場合は除く。
Eは、−COOR25、−SO3R25、−CONHR25、−SO2NHR25、テトラゾール−5−イル基、5−オキソ−1,2,4−オキサジアゾール−3−イル基、または5−オキソ−1,2,4−チアジアゾール−3−イル基(ここで、R25は上記と同様のものを表す。)を表す。
Mは、単結合または−S(O)m−を表し、mは0〜2の整数である。
GかつJは、前記式(II)を表す。但し、Gは前記式(II)のベンゾチオフェンの3位のメチレンを表し、前記式(II)のヒドロキシル基は、ベンズイミダゾール環上の窒素原子に置き換わる。
Xは、−CH=または窒素原子を表す。]
(30)式(I)で表される化合物;
Aは、置換もしくは無置換の炭素数1〜7の直鎖、環状、もしくは分岐状のアルキレン基またはアルケニレン基を表し、途中に−O−、−S−、−SO2−、−NR25−(ここで、R25は水素原子または直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキル基を表す。)を一つもしくは複数個含んでいてもよい。これらの基がもちうる置換基は、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルコキシ基(隣接する2個がアセタール結合を形成している場合を含む。)、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキルチオ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキルスルホニル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアシル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアシルアミノ基、トリハロメチル基、トリハロメトキシ基、フェニル基、オキソ基、または一つ以上のハロゲン原子で置換されてもよいフェノキシ基である。これらの置換基は、アルキレン基またはアルケニレン基の任意の場所で一つもしくは複数個それぞれ独立に置換していてもよい。ただし、式(XX)中、Mが単結合でMに結合するAの炭素に水酸基とフェニル基が同時に置換する場合は除く。
Eは、−COOR25、−SO3R25、−CONHR25、−SO2NHR25、テトラゾール−5−イル基、5−オキソ−1,2,4−オキサジアゾール−3−イル基、または5−オキソ−1,2,4−チアジアゾール−3−イル基(ここで、R25は上記と同様のものを表す。)を表す。
Mは、単結合または−S(O)m−を表し、mは0〜2の整数である。
GかつJは、前記式(II)を表す。但し、Gは前記式(II)のベンゾチオフェンの3位のメチレンを表し、前記式(II)のヒドロキシル基は、ベンズイミダゾール環上の窒素原子に置き換わる。
Xは、−CH=または窒素原子を表す。]
(30)式(I)で表される化合物;
[式中、R1、R2、R3、およびR4は前記定義に同じ。]
(31)R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である(30)に記載の化合物;
(32)R2、R3、およびR4が水素原子である(31)に記載の化合物;
(33)R1が炭素数1〜6のアルキル基である(32)に記載の化合物;
(34)R1がメチル基である(33)に記載の化合物;
(35)式(III)で表される化合物;
(31)R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である(30)に記載の化合物;
(32)R2、R3、およびR4が水素原子である(31)に記載の化合物;
(33)R1が炭素数1〜6のアルキル基である(32)に記載の化合物;
(34)R1がメチル基である(33)に記載の化合物;
(35)式(III)で表される化合物;
[式中、R1、R2、R3、およびR4は前記式(I)における定義に同じ。]
(36)R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である(35)に記載の化合物;
(37)R2、R3、およびR4が水素原子である(36)に記載の化合物;
(38)R1が炭素数1〜6のアルキル基である(37)に記載の化合物;
(39)R1がメチル基であり、かつXがクロロ原子である(38)に記載の化合物;
(40)式(V)で表される化合物;
(36)R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である(35)に記載の化合物;
(37)R2、R3、およびR4が水素原子である(36)に記載の化合物;
(38)R1が炭素数1〜6のアルキル基である(37)に記載の化合物;
(39)R1がメチル基であり、かつXがクロロ原子である(38)に記載の化合物;
(40)式(V)で表される化合物;
[式中、R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は前記定義に同じ。]
(41)R5およびR6が、同時にまたはそれぞれ独立に、メチル基またはエチル基である、(40)に記載の化合物;
(42)R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である(41)に記載の化合物;
(43)R2、R3、およびR4が、水素原子である(42)に記載の化合物;
(44)R1が炭素数1〜6のアルキル基である(43)に記載の化合物;
(45)R1がメチル基である(44)に記載の化合物;
(46)式(VI)で表される化合物;
(41)R5およびR6が、同時にまたはそれぞれ独立に、メチル基またはエチル基である、(40)に記載の化合物;
(42)R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である(41)に記載の化合物;
(43)R2、R3、およびR4が、水素原子である(42)に記載の化合物;
(44)R1が炭素数1〜6のアルキル基である(43)に記載の化合物;
(45)R1がメチル基である(44)に記載の化合物;
(46)式(VI)で表される化合物;
[式中、R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は前記式(V)における定義に同じ。]
(47)R5およびR6が、同時にまたはそれぞれ独立に、メチル基またはエチル基である、(46)に記載の化合物;
(48)R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である(47)に記載の化合物;
(49)R2、R3、およびR4が水素原子である(48)に記載の化合物;
(50)R1が炭素数1〜6のアルキル基である(49)に記載の化合物;
(51)R1がメチル基である(50)に記載の化合物;
である。
(47)R5およびR6が、同時にまたはそれぞれ独立に、メチル基またはエチル基である、(46)に記載の化合物;
(48)R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である(47)に記載の化合物;
(49)R2、R3、およびR4が水素原子である(48)に記載の化合物;
(50)R1が炭素数1〜6のアルキル基である(49)に記載の化合物;
(51)R1がメチル基である(50)に記載の化合物;
である。
なお、本発明の製造方法の生成物は塩を形成しうるが、生成物として塩が得られた場合、あるいは反応後に塩に導いた場合も本発明の範囲に含まれる。
本発明によれば、キマーゼ阻害剤である化合物の製造中間体として有用な3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体を、短工程、高収率、かつ位置選択的に製造することができるので、その工業的価値は大きい。
本発明の製造方法を、式(VIII)にまとめる。ただし、各々一つの工程だけでも本発明であることに留意すべきである。
[式中、R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、同時に、またはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1〜6のアルコキシ基、炭素数1〜6のアルキルチオ基、炭素数1〜6のアシルオキシ基、炭素数1〜6のアシルアミノ基、または炭素数1〜6のハロゲン化アルコキシ基を表す。Xはハロゲン原子を表す。]
本発明の製造方法において、上記したR1、R2、R3、およびR4の中でも、いずれか3つが水素原子であるものが好ましく、特にR2、R3、およびR4が水素原子であるものが好ましい。この場合、さらにR1が炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましく、特にR1がメチル基であることが好ましい。また、Xはクロロ基であることが好ましい。R5およびR6は、同時にまたはそれぞれ独立に、炭素数1〜4のアルキル基であることが好ましく、特にメチル基またはエチル基であることが好ましい。
本発明における「炭素数1〜6のアルキル基」とは、炭素数1〜6の直鎖又は分枝状のアルキル基を意味する。例えば、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、イソプロピル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、イソヘキシル、2−メチルペンチル、1−エチルブチル基などが挙げられる。
本発明における「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などを意味し、その好適な具体例としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子が挙げられる。
本発明における「炭素数1〜6のハロゲン化アルキル」とは、ハロゲン原子と前記の「炭素数1〜6のアルキル基」とからなる基を意味する。例えば、フッ化メチル、塩化メチル、臭化メチル、1−フッ化エチル、2−フッ化エチル、3−フッ化n−プロピル等が挙げられる。
本発明における「炭素数1〜6のアルコキシ基」とは、前記「炭素数1〜6のアルキル基」とオキシ基とからなる基を意味する。例としては、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、tert−ブトキシ基などが挙げられる。
本発明における「C1〜C6アルキルチオ基」とは、前記「炭素数1〜6のアルキル基」とチオ基とからなる基を意味する。例としては、メチルチオ基、エチルチオ基などが挙げられる。
本発明における「炭素数1〜6のアシルオキシ基」は、炭素数1〜6のアシルとオキシ基との組合せの基を意味する。「炭素数1〜6のアシル基」は、前記「炭素数1〜6のアルキル基」とカルボニル基の組合せを意味し、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、イソバレリル、及びピバロイルなどがある。「炭素数1〜6のアシルオキシ基」は、例えば、アセトキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、イソブチリルオキシ、バレリルオキシ、イソバレリルオキシ、及びピバロイルオキシなどが挙げられる。
本発明における「炭素数1〜6のアシルアミノ基」とは、炭素数1〜6のアシルとアミノ基との組み合せの基を意味する。例えば、アセチルアミノ、プロピオニルアミノ、ブチリルアミノ、イソブチリルアミノ、バレリルアミノ、イソバレリルアミノ、及びピバロイルアミノなどが挙げられる。
本発明における「炭素数1〜6のハロゲン化アルコキシ基」とは、ハロゲン原子と前記の「炭素数1〜6のアルコキシ基」とからなる基を意味する。例えば、フッ化メトキシ基、2−塩化エトキシ基、1−臭化イソプロポキシ基、2−ヨウ化tert−ブトキシ基などが挙げられる。
上記式(VIII)中、最初の工程の(VII)から(VI)を合成する第1工程は、チオカルバモイル化反応である。その反応溶媒としては、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドやテトラヒドロフランなどの非プロトン性極性溶媒、例えば酢酸エチルのようなエステル系溶媒、例えばトルエンやn−ヘキサンのような非極性溶媒が用いられる。塩基としては、例えば水素化ナトリウム、水酸化ナトリウム、ブチルリチウムなどが用いられる。反応温度としては−50℃から100℃である。中でも、非プロトン性極性溶媒(さらに好ましくは、N,N−ジメチルアセトアミド)を溶媒とし、水素化ナトリウムを塩基として0℃から30℃(さらに好ましくは、15℃付近)で反応させた場合が、特に好ましい。
上記式(VIII)中、第2工程目の(VI)から(V)を合成する反応は、Newman−Kwart転位である。その反応溶媒としては、例えばジフェニルエーテル、デカリン、N,N−ジメチルアニリン、トルエン、N,N−ジメチルホルムアミド、またはクロロホルムなどが用いられる。または無溶媒でもよい。反応温度としては、80℃から280℃であり、必要に応じて塩化アルミニウムや塩化亜鉛等の添加物を共存させてもよい。特に、ジフェニルエーテルを溶媒とし、200℃から280℃(さらに好ましくは、280℃付近)で加熱すると反応時間も短く、特に好ましい。
上記式(VIII)中、第2工程では高温での反応が必要であり、工業製法上の安全性を考慮して、第1A工程の(IX)から(V)を合成することも可能である。
この工程は、カルバモイル化反応である。その反応溶媒としては、例えばN,N−ジメチルホルムアミドやN,N−ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、t−ブチルメチルエーテルなどの非プロトン性極性溶媒、例えば酢酸エチルのようなエステル系溶媒、例えばトルエンやn−ヘキサンのような非極性溶媒が用いられる。塩基としては、例えば水素化ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム、ブチルリチウムなどの無機塩基やトリエチルアミン、ピリジンなどの有機塩基が用いられる。反応温度としては−50℃から100℃である。中でも、非プロトン性極性溶媒(さらに好ましくは、N,N−ジメチルホルムアミド、t−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン)を溶媒とし、水素化ナトリウム、トリエチルアミン、または炭酸カリウムを塩基として0℃から80℃(さらに好ましくは、20℃から60℃付近)で反応させることが、特に好ましい。
上記式(VIII)中、第3工程目の(V)から(IV)を合成する反応は閉環反応である。その反応溶媒としては、テトラヒドロフラン、t−ブチルメチルエーテル、N,N−ジメチルホルムアミド、もしくはN,N−ジメチルアセトアミドなどの非プロトン性溶媒、または酢酸エチルのようなエステル系溶媒が用いられる。環化試薬である塩基としては、例えばリチウムジイソプロピルアミド、水素化ナトリウム、またはブチルリチウムなどが用いられる。反応温度としては、−30℃から30℃である。特に、非プロトン性溶媒(さらに好ましくはテトラヒドロフラン、t−ブチルメチルエーテル)を溶媒とし、リチウムジイソプロピルアミドを塩基として、10℃以下で反応させることが、特に好ましい。
上記式(VIII)中、第4工程目の(IV)から(I)および/または(III)を合成する反応は、通常、芳香族化合物や芳香族複素環化合物にホルミル基を導入する反応として知られるVilsmeier条件によるホルミル化反応である。なお、化合物(IV)は、芳香族化合物でも芳香族複素環化合物でもないので、この条件によってホルミル化は通常行われていない。試薬のオキシ塩化リン、またはオキシ臭化リンは通常1〜5当量加えられ、反応温度は0℃から150℃である。特に2〜3当量のオキシ塩化リンを加え、80℃から120℃(さらに好ましくは、100℃付近)で反応させた場合が、特に好ましい。反応溶媒は、N,N−ジメチルホルムアミドが好ましい。また、N,N−ジメチルホルムアミドを必要当量使用して、クロロホルムやジクロロメタンを溶媒として使うことも可能である。また、反応終了後、非水溶性溶媒を用いる抽出操作により生成物を得ることが可能だが、水酸化ナトリウム水溶液等を加えてpHを6に調節した場合、化合物(I)と(III)が結晶として取れるので操作性良く、(I)と(III)との混合物として生成物を得ることが出来る。
この工程では、式(I)で示される化合物の他に式(III)で示される化合物も生成するが、この(III)化合物は次工程で式(I)または式(II)で表わされる化合物へ導くことが可能であり、特にこの段階で式(III)を分ける必要はない。
かくして、本発明の製造方法によって、ベンゾ[b]チオフェンの3位にホルミル基を導入できる。本発明の方法により、式(IV)がこのようなVilsmeier条件によるホルミル化の出発物質になり得る。
かくして、本発明の製造方法によって、ベンゾ[b]チオフェンの3位にホルミル基を導入できる。本発明の方法により、式(IV)がこのようなVilsmeier条件によるホルミル化の出発物質になり得る。
上記式(VIII)中、第5工程目の(I)および(III)の混合物から、(II)を合成する反応は還元工程である。還元剤としては水素化金属錯化合物が好ましく、特に水素化アルミニウム錯化合物が好ましい。溶媒としてはテトラヒドロフラン等が挙げられるが、反応効率を良くするためにメタノールやエタノールなどのアルコールを添加してもよい。反応温度としては−30℃から100℃である。また、工業製法上の安全性を考慮すれば、ナトリウム水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムを還元剤とし、トルエン溶媒中で60℃付近で反応させることが特に好ましい。
更に、工業製法上の安全性を考慮して水素化アルミニウム錯化合物を使わない場合は、(III)から(I)を合成する脱ハロゲン化の接触還元に続けて、(I)から(II)を合成する還元を行うことも可能である。
その場合、まず(III)から(I)を合成する接触還元時の触媒としては例えば5〜20%パラジウム炭素、20%水酸化パラジウム(II)炭素などのパラジウム触媒が好ましい。かかるパラジウム触媒としては、乾燥品または含水品のいずれも使用できるが、工業製法上の安全性を考慮すると、含水品を用いるのが望ましい。水素源としては、例えば水素ガス、ギ酸、ギ酸アンモニウムなどが挙げられるが、中でも水素ガスが好ましい。また、添加する塩基としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミンやジエチルアミンが挙げられるが、特にジイソプロピルアミンを用いるとパラジウム触媒の減量が可能となり、特に好ましい。反応溶媒としてはテトラヒドロフラン、メタノールやエタノールなどのアルコールが挙げられるが、特にテトラヒドロフランが好ましい。反応温度としては、0℃から100℃である。
続く(I)から(II)を合成するための還元工程では、還元剤として水素化金属錯化合物を使用するのが好ましい。特に、水素化ホウ素ナトリウムが好ましい。還元の溶媒としてはテトラヒドロフラン等が挙げられるが、反応効率を良くするためにメタノールやエタノールなどのアルコールを添加してもよい。反応温度としては−30℃から100℃である。
本発明の式(VIII)における工程数は4または5で短工程である。また、通算収率は54〜76%で、高収率となる。
以上に述べた方法により製造される式(II)のベンゾチオフェン誘導体を用いることにより、例えば国際公開第01/53291号パンフレット記載の方法に従い、医薬上有用なベンズイミダゾール誘導体(例えば、式(XX))の合成をすることができる。
[式中、R23およびR24は、同時にもしくはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、トリハロメチル基、シアノ基、水酸基、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、またはR23およびR24は一緒になって−O−CH2−O−、−O−CH2CH2−O−、もしくは−CH2CH2CH2−(この場合、その炭素原子は1つもしくは複数の炭素数1〜4のアルキル基で置換されていてもよい。)を表す。
Aは、置換もしくは無置換の炭素数1〜7の直鎖、環状、もしくは分岐状のアルキレン基またはアルケニレン基を表し、途中に−O−、−S−、−SO2−、−NR25−(ここで、R25は水素原子または直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキル基を表す。)を一つもしくは複数個含んでいてもよい。これらの基がもちうる置換基は、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルコキシ基(隣接する2個がアセタール結合を形成している場合を含む。)、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキルチオ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキルスルホニル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアシル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアシルアミノ基、トリハロメチル基、トリハロメトキシ基、フェニル基、オキソ基、または一つ以上のハロゲン原子で置換されてもよいフェノキシ基である。これらの置換基は、アルキレン基またはアルケニレン基の任意の場所で一つもしくは複数個それぞれ独立に置換していてもよい。ただし、式中、Mが単結合でMに結合するAの炭素に水酸基とフェニル基が同時に置換する場合は除く。
Eは、−COOR25、−SO3R25、−CONHR25、−SO2NHR25、テトラゾール−5−イル基、5−オキソ−1,2,4−オキサジアゾール−3−イル基、または5−オキソ−1,2,4−チアジアゾール−3−イル基(ここで、R25は上記と同様のものを表す。)を表す。
Mは、単結合または−S(O)m−を表し、mは0〜2の整数である。
GかつJは、前記式(II)を表す。但し、Gは前記式(II)のベンゾチオフェンの3位のメチレンを表し、前記式(II)のヒドロキシル基はベンズイミダゾール環上の窒素原子に置き換わる。
Xは、−CH=または窒素原子を表す。]
Aは、置換もしくは無置換の炭素数1〜7の直鎖、環状、もしくは分岐状のアルキレン基またはアルケニレン基を表し、途中に−O−、−S−、−SO2−、−NR25−(ここで、R25は水素原子または直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキル基を表す。)を一つもしくは複数個含んでいてもよい。これらの基がもちうる置換基は、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルコキシ基(隣接する2個がアセタール結合を形成している場合を含む。)、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキルチオ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキルスルホニル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアシル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアシルアミノ基、トリハロメチル基、トリハロメトキシ基、フェニル基、オキソ基、または一つ以上のハロゲン原子で置換されてもよいフェノキシ基である。これらの置換基は、アルキレン基またはアルケニレン基の任意の場所で一つもしくは複数個それぞれ独立に置換していてもよい。ただし、式中、Mが単結合でMに結合するAの炭素に水酸基とフェニル基が同時に置換する場合は除く。
Eは、−COOR25、−SO3R25、−CONHR25、−SO2NHR25、テトラゾール−5−イル基、5−オキソ−1,2,4−オキサジアゾール−3−イル基、または5−オキソ−1,2,4−チアジアゾール−3−イル基(ここで、R25は上記と同様のものを表す。)を表す。
Mは、単結合または−S(O)m−を表し、mは0〜2の整数である。
GかつJは、前記式(II)を表す。但し、Gは前記式(II)のベンゾチオフェンの3位のメチレンを表し、前記式(II)のヒドロキシル基はベンズイミダゾール環上の窒素原子に置き換わる。
Xは、−CH=または窒素原子を表す。]
ベンズイミダゾール誘導体(XX)において、EがCOOR25、MがSの場合は、以下に示す合成法(A)または合成法(B)により製造することができる。
合成法(A):
合成法(A):
[式中、Zはハロゲン、スルホニルオキシ、またはアンモニウム塩を示し、R23、R24、R25、A、G、J、およびXは前記定義に同じである。]
すなわち、2−ニトロアニリン誘導体(a1)のニトロ基を還元しオルトフェニレンジアミン(a2)を得る。これにCS2を反応させ、化合物(a3)とした後、これにハライドエステル誘導体(a4)を反応させて(a5)を得、さらにこれに式(II)の水酸基をハロゲン化させることで得られるハライド誘導体(a6)を反応させて化合物(a7)を得ることができる。また、必要に応じてこれを加水分解することにより、R25が水素原子であるベンズイミダゾール誘導体(a8)を得ることができる。
すなわち、2−ニトロアニリン誘導体(a1)のニトロ基を還元しオルトフェニレンジアミン(a2)を得る。これにCS2を反応させ、化合物(a3)とした後、これにハライドエステル誘導体(a4)を反応させて(a5)を得、さらにこれに式(II)の水酸基をハロゲン化させることで得られるハライド誘導体(a6)を反応させて化合物(a7)を得ることができる。また、必要に応じてこれを加水分解することにより、R25が水素原子であるベンズイミダゾール誘導体(a8)を得ることができる。
ニトロ基の還元は、通常の接触還元反応の条件に従い、例えばPd−C等の触媒存在下、酸性、中性、アルカリ性条件下、室温〜100℃の温度で水素ガスと反応させることにより行うことができる。また、酸性条件下で亜鉛やスズを用いて処理する方法、中性またはアルカリ性条件下で亜鉛末を用いる方法により行うこともできる。
オルトフェニレンジアミン誘導体(a2)とCS2の反応は、例えばザ・ジャーナル・オブ・オーガニック・ケミストリー(J.Org.Chem.)1954年19巻631−637頁(ピリジン溶液)またはザ・ジャーナル・オブ・メディシナル・ケミストリー(J.Med.Chem.)1993年36巻1175−1187頁(エタノール溶液)記載の方法により行うことができる。
チオベンズイミダゾール類(a3)とハライドエステル(a4)との反応は、通常のS−アルキル化反応の条件に従い、例えばNaH、Et3N、NaOH、K2CO3等の塩基の存在下に0℃〜200℃の温度で攪拌することにより行うことができる。
3−ヒドロキシメチル−ベンゾチオフェン誘導体(II)を(a6)へ変換するハロゲン化の試薬としては、ハロゲン化水素、ハロゲン化リン、スルホン酸クロリド、ハロゲン化チオニル等が挙げられるが、好ましくは、ハロゲン化リン、ハロゲン化チオニル、特に好ましくは三臭化リンを挙げることができる。また、溶媒としては、シクロヘキサン、ヘキサン等の炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素が挙げられるが、好ましくは、シクロヘキサン、トルエンを挙げることができる。反応は室温から還流温度で、数十分から数時間でよい。
チオベンズイミダゾール類(a5)とハライド誘導体またはアンモニウム塩(a6)との反応は、通常のN−アルキル化もしくはN−アシル化反応の条件に従い、例えばNaH、Et3N、NaOH、K2CO3、Cs2CO3等の塩基の存在下に0℃〜200℃の温度で攪拌することにより行うことができる。
カルボキシ保護基R25の脱離反応としては、水酸化リチウム等のアルカリ、または塩酸、トリフルオロ酢酸等の酸を用いて加水分解する方法を用いることが好ましい。
合成法(B):
すなわち、2−ニトロアニリン誘導体(a1)のアミノ基を適当な保護基Lにより保護して(b1)を得る。これに式(II)の水酸基をハロゲン化させることにより得られるハライド誘導体(a6)を反応させて(b2)を得、Lを脱保護することにより(b3)を得る。(b3)のニトロ基を還元し、オルトフェニレンジアミン誘導体(b4)を得る。これにCS2もしくはKSC(=S)OEtを反応させ、化合物(b5)とした後、これにハライドエステル誘導体(a4)を反応させて、ベンズイミダゾール誘導体(a7)を得ることができる。また、必要に応じてこれを加水分解反応することにより、R25が水素原子であるベンズイミダゾール誘導体を得ることができる。
2−ニトロアニリン誘導体(a1)に対して無保護のままハライド誘導体(a6)を反応させることにより化合物(b3)を直接得ることも可能である。保護基Lとしては、トリフルオロアセチル基、アセチル基、t−ブトキシカルボニル基、ベンジル基等が挙げられる。また、オルトフェニレンジアミン誘導体(b4)とCS2との反応は、合成法(A)と同様に行うことができ、KSC(=S)OEtとの反応は、例えばオーガニック・シンセシス(OS)1963年4巻569−570頁記載の方法により行うことができる。その他の反応は合成法(A)と同様に行うことができる。
ベンズイミダゾール誘導体(XX)において、Eがテトラゾール−5−イル、MがSである場合は、以下に示す合成法(E)により製造することができる。
合成法(E):
[式中R23、R24、A、G、J、およびXは前記定義に同じである。]
ニトリル体(e1)を種々のアジ化合物と反応させてテトラゾール体(e2)に変換する。アジ化合物としてはトリメチルスズアジド等のトリアルキルスズアジド化合物、アジ化水素酸またはそのアンモニウム塩などが挙げられる。有機スズアジド化合物を用いるときは化合物(e1)に対して1〜4倍モル量程度用いるのがよい。またアジ化水素酸またはそのアンモニウム塩を用いるときは、アジ化ナトリウムと塩化アンモニウムまたはトリエチルアミン等の3級アミンを化合物(e1)に対して1〜5倍モル量程度用いるのがよい。各反応は0℃〜200℃の温度で、トルエン、ベンゼン、DMF等の溶媒を用いることにより行われる。
ベンズイミダゾール誘導体(XX)において、MがSOまたはSO2の場合は、以下に示す合成法(F)により製造することができる。
合成法(F):
[式中、R23、R24、R25、A、G、J、およびXは前記定義に同じ。]
すなわち、ベンズイミダゾール化合物(a7)を過酸化化合物と適当な溶媒中で反応させることによりスルホキシド誘導体(f1)および/またはスルホン誘導体(f2)が得られる。用いられる過酸化化合物としては、例えば過安息香酸、m−クロロ過安息香酸、過酢酸、過酸化水素等が挙げられ、用いられる溶媒としては、例えばクロロホルム、ジクロロメタン等が挙げられる。化合物(a7)と過酸化化合物との使用割合としては、特に限定がなく、広い範囲で適宜選択すればよいが、一般的に1.2倍モル〜5倍モル量程度であることが好ましい。各反応は通常0〜50℃程度、好ましくは0℃〜室温で行われ、一般的に4〜20時間程度で終了する。
ベンズイミダゾール誘導体(XX)において、Mが単結合の場合は、以下に示す合成法(G)により製造することができる。
合成法(G):
[式中、X、A、G、J、およびR25は前記定義に同じ。]
すなわち、ジアミン化合物(b4)に公知の酸クロリド誘導体(g1)を反応させ、ベンズイミダゾール誘導体(g2)を得ることができる。また(g2)の−COOR25を必要に応じて加水分解することで、R25が水素原子であるベンズイミダゾール誘導体(g3)を得ることができる。
なお、環化反応はザ・ジャーナル・オブ・メディシナル・ケミストリー(J.Med.Chem.)1993年36巻1175−1187頁に記載されている。
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
ジメチル−チオカルバミン酸 O−(2,3−ジメチルフェニル)エステル(化合物(XVI))の合成
ジメチル−チオカルバミン酸 O−(2,3−ジメチルフェニル)エステル(化合物(XVI))の合成
アルゴン気流下、反応容器に2,3−ジメチルフェノール(261g,2.14mol)、ジメチルチオカルバモイルクロリド(291g,2.35mol)、ジメチルアセトアミド(1.3L)を投入し、内温15℃以下まで冷却した。攪拌下、内温30℃以下で水素化ナトリウム(94.0g,2.35mol)を分割投入し(47分要した)、投入終了後に室温まで昇温した。2時間攪拌後、水素化ナトリウム(8.56g,0.214mol)を追加し、さらに2時間攪拌した。原料の消失を確認後、飽和塩化アンモニウム水溶液(1.3L)でクエンチし、酢酸エチル(1.0L)及びn−ヘキサン(1.0L)を加えて再度抽出した。有機層を合わせ、水(1.3L)及び飽和食塩水(1.3L)で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥を行い、ろ液を減圧濃縮した。得られた粗物を減圧蒸留(外温170℃、塔頂温度150℃、減圧度4.1mmHg)にて精製し、化合物(XVI)を白色の結晶(378.5g,1.81mol)として得た(収率84%)。
1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.14−7.05(2H,m),6.84(1H,d),3.47(3H,s),3.37(3H,s),2.31(3H,s),2.08(3H,s)
[実施例2−1]
ジメチル−チオカルバミン酸 S−(2,3−ジメチルフェニル)エステル(化合物XV)の合成
ジメチル−チオカルバミン酸 S−(2,3−ジメチルフェニル)エステル(化合物XV)の合成
アルゴン雰囲気下、反応容器に化合物(XVI)のジメチル−チオカルバミン酸 O−(2,3−ジメチルフェニル)エステル(378.5g,1.81mol)、ジフェニルエーテル(380mL)を投入し、外温275℃で1時間攪拌した。原料の消失を確認後、室温まで放冷し、減圧蒸留によりまずジフェニルエーテルを留去し(外温130℃,塔頂温度105℃,減圧度3.3mmHg)、次いで減圧蒸留を継続(外温160℃,塔頂温度140℃,減圧度2.9mmHg)することにより、化合物(XV)を僅かに黄色味を帯びた白色の結晶(343.0g,1.64mol)として得た(収率91%)。
1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.34(1H,d),7.19(1H,d),7.08(1H,t),3.05(6H,brd),2.36(3H,s),2.31(3H,s)
[実施例2−2]
ジメチル−チオカルバミン酸 S−(2,3−ジメチルフェニル)エステル(化合物XV)の合成
ジメチル−チオカルバミン酸 S−(2,3−ジメチルフェニル)エステル(化合物XV)の合成
アルゴン雰囲気下、反応容器に水素化ナトリウム(60%油性)(2.42g,60.6mmol)、t−ブチルメチルエーテル(11mL)を投入し、外温0℃でジメチルベンゼンチオール(5.58g,40.4mmol)のt−ブチルメチルエーテル(22mL)溶液及び、ジメチルカルバモイルクロリド(4.78g,44.4mmol)のt−ブチルメチルエーテル(22mL)溶液を順次滴下し、外温60℃で1.5時間攪拌した。原料の消失を確認後、室温まで放冷、更に氷冷し、1M塩酸(28mL)で中和分液した。水層をt−ブチルメチルエーテル(28mL)で抽出し、有機層を合わせ1M水酸化ナトリウム水溶液(56mL)、水(56mL)及び飽和食塩水(56mL)で洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、ろ液を減圧濃縮し、化合物(XV)を白色の固体(8.98g、40.9mmol)として得た(収率106%:水素化ナトリウム由来のオイルを含む)。得られた固体はこれ以上の精製を行うことなく次工程に使用した。
[実施例2−3]
ジメチル−チオカルバミン酸 S−(2,3−ジメチルフェニル)エステル(化合物XV)の合成
ジメチル−チオカルバミン酸 S−(2,3−ジメチルフェニル)エステル(化合物XV)の合成
アルゴン雰囲気下、反応容器にジメチルベンゼンチオール(0.89g,6.44mmol)とt−ブチルメチルエーテル(4.5mL)、炭酸カリウム(1.78g、12.98mmol)を投入し、外温0℃でジメチルカルバモイルクロリド(0.76g,7.08mmol)のt−ブチルメチルエーテル(4.5mL)を滴下した(洗い込みt−ブチルメチルエーテル4.5mLで2回)。外温60℃で29時間攪拌し、原料の消失を確認後、室温まで放冷、更に氷冷し、1M塩酸(10mL)で中和分液した。水層をt−ブチルメチルエーテル(4.5mL)で2回抽出し、有機層を合わせ1M水酸化ナトリウム水溶液(9mL)、水(9mL)及び飽和食塩水(9mL)で洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、ろ液を減圧濃縮し、化合物(XV)を白色の固体(1.34g、6.42mmol)として得た(収率100%)。得られた固体はこれ以上の精製を行うことなく次工程に使用した。
1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.34(1H,d),7.19(1H,d),7.08(1H,t),3.05(6H,brd),2.36(3H,s),2.31(3H,s)
[実施例3−1]
4−メチル−3H−ベンゾ[b]チオフェン−2−オン(化合物XIV)の合成
4−メチル−3H−ベンゾ[b]チオフェン−2−オン(化合物XIV)の合成
アルゴン気流下、反応容器にテトラヒドロフラン(1.29L)、ジイソプロピルアミン(217mL,1,55mol)を投入し、外温−5℃に冷却した。内温が0℃付近であることを確認し、n−ブチルリチウム(1.0L,1.54mol)を内温5℃以下で80分かけて滴下した。滴下終了後、同温度で1時間攪拌し、外温−15℃まで冷却した。次いで、化合物(XV)のジメチル−チオカルバミン酸 S−(2,3−ジメチルフェニル)エステル(128.9g,0.616mol)のテトラヒドロフラン(387mL)溶液を内温0℃以下で45分かけて滴下し(洗い込みテトラヒドロフラン64mL)、30分攪拌後、原料の消失を確認した。反応液に10%塩酸(1.93L)をゆっくり加えて室温付近まで昇温させ、そのまま室温付近で30分攪拌した。その後、酢酸エチル(645mL)を加えて抽出し、水(1.3Lx3)及び飽和食塩水(1.3L)で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ液を減圧濃縮し、淡黄白色の粗物(103.4g)を得た(粗収率102%)。
粗物の94.1gにエタノール(47mL)及びn−ヘキサン(188mL)を加え、外温100℃にて加熱還流し、結晶の溶解を確認した。5分攪拌後、放冷し内温40℃付近で結晶の析出を攪拌した後、氷冷により冷却を行った。内温5℃以下で1時間攪拌後、結晶をろ取し、冷却したエタノール/n−ヘキサン混液(エタノール/n−ヘキサン=1/4,141mL)で上掛け洗浄した。Wet結晶を50℃で16時間減圧乾燥し、化合物(XIV)を微黄白色の粉末(72.55g,0.442mol)として得た(換算収率79%)。
1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.26−7.16(2H,m),7.03(1H,d),3.83(2H,s),2.27(3H,s)
[実施例3−2]
4−メチル−3H−ベンゾ[b]チオフェン−2−オン(化合物XIV)の合成
4−メチル−3H−ベンゾ[b]チオフェン−2−オン(化合物XIV)の合成
アルゴン雰囲気下、反応容器にt−ブチルメチルエーテル(129mL)、ジイソプロピルアミン(16.7mL,119mmol)を投入し、外温0℃に冷却した。n−ブチルリチウム(2.6Mヘキサン溶液、45.9mL,119mmol)を内温6℃以下で1時間かけて滴下した。滴下終了後、同温度で30分攪拌し更に化合物(XV)のジメチル−チオカルバミン酸 S−(2,3−ジメチルフェニル)エステル(10.0g,47.8mmol)のt−ブチルメチルエーテル(60mL)溶液を内温4℃以下で2時間かけて滴下し、30分攪拌後、原料の消失を確認した。反応液に3M塩酸(150mL)をゆっくり加えて室温付近まで昇温させ、分液抽出した。水層をt−ブチルメチルエーテル(50mLで2回)で抽出し、有機層を合わせ水(100mLで3回)及び飽和食塩水(100mL)で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ液を減圧濃縮し、淡黄白色の粗物(7.8g)を得た(粗収率100%)。
粗物の1.0gにエタノール(0.1mL)を加え外温100℃で溶解させ、同温度で更にn−ヘプタン(2.4mL)を加えた。その後放冷から氷冷により冷却を行った。内温5℃以下で1時間攪拌後、結晶をろ取し、冷却したエタノール/n−ヘプタン混液(エタノール/n−ヘプタン=1/24,1.0mL)で2回上掛け洗浄した。Wet結晶を50℃で16時間減圧乾燥し、化合物(XIV)を微黄白色の粉末(0.84g,5.11mmol)として得た(換算収率83%)。
1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):7.26−7.16(2H,m),7.03(1H,d),3.83(2H,s),2.27(3H,s)
[実施例4−1]
4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(化合物(XI))、及び2−クロロ−4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(化合物XIII)の合成
4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(化合物(XI))、及び2−クロロ−4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(化合物XIII)の合成
アルゴン雰囲気下、反応容器に化合物(XIV)の4−メチル−3H−ベンゾ[b]チオフェン−2−オン(3.0g,18.27mmol)、N,N−ジメチルホルムアミド(9mL)を投入し、外温0℃でオキシ塩化リン(3.72mL,40.19mmol)を20分かけて滴下した。滴下後、外温100℃まで昇温し、2時間攪拌後に原料の消失を確認した。次いで、外温0℃まで冷却し、4.6M水酸化ナトリウム水溶液(35mL)をゆっくり加え、pHを6に調整した後、室温で10分攪拌した。析出した結晶をろ取し、水(15mL)で上掛け洗浄することにより、4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(XI)及び2−クロロ−4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(XIII)の混合物を赤茶色の粉末(Wet 3.22g)として得た。得られたwet結晶は、精製・乾燥することなく次工程に使用した。
4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド:1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm):10.42(1H,s),8.43(1H,s),7.75(1H,d),7.33(1H,t),7.28(1H,d),2.84(3H,s)
2−クロロ−4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド:1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):10.46(1H,s),7.56(1H,d),7.31(1H,t),7.24(1H,d),2.70(3H,s)
2−クロロ−4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド:1H−NMR(300MHz,CDCl3)δ(ppm):10.46(1H,s),7.56(1H,d),7.31(1H,t),7.24(1H,d),2.70(3H,s)
[実施例4−2]
4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(化合物(XI))、及び2−クロロ−4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(化合物XIII)の合成
4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(化合物(XI))、及び2−クロロ−4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(化合物XIII)の合成
アルゴン雰囲気下、反応容器に化合物(XIV)の4−メチル−3H−ベンゾ[b]チオフェン−2−オン(4.9g,29.7mmol)、N,N−ジメチルホルムアミド(15mL)を投入し、外温0℃でオキシ塩化リン(10.0g,65.24mmol)を30分かけて滴下した。滴下後、外温100℃まで昇温し、1.5時間攪拌後に原料の消失を確認した。次いで、反応液を放冷し内温が41℃でトルエン(24mL)を加え氷冷した。ここに5M水酸化ナトリウム水溶液(42mL)をゆっくり滴下し分液抽出を行った。水層をトルエン(24mL)で3回抽出し、有機層を合わせ水(49mLで3回)及び飽和食塩水(49mL)で洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、ろ液を減圧濃縮することにより、4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(XI)及び2−クロロ−4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド(XIII)の混合物を赤茶色の固体(5.42g)として得た。得られたwet結晶は、精製・乾燥することなく次工程に使用した。
[実施例5−1]
(4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−イル)−メタノール(化合物(XII))の合成
(4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−イル)−メタノール(化合物(XII))の合成
仕込み量は、前工程[実施例4−1]で得られた化合物(XI)及び(XIII)の混合物の半量を使用した。重量又は容量計算は4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド及び2−クロロ−4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒドのwet重量を基準にし、モル計算は前工程が100%進行したものと仮定、つまり4−メチル−3H−ベンゾ[b]チオフェン−2−オンを基準として計算した。
反応容器に4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド及び2−クロロ−4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒドの混合物(wet 1.61g,前工程の半量)、テトラヒドロフラン(8mL)、5%パラジウム炭素(160mg,50%wet)、ジイソプロピルアミン(3.11mL,22.2mmol)を投入し、反応系内をアルゴンで3回置換した後、水素で3回置換した。水素常圧下、外温55℃で9時間攪拌し、反応の終了を確認した後、室温で15時間静置した。
静置後、反応液を外温0℃に冷却し、水素化ホウ素ナトリウム(520mg,13.75mmol)を少量ずつ添加した。添加後、室温で2時間攪拌し、4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒドの消失を確認した。次いで、反応液を氷冷し、外温0℃で1M塩酸(25mL)をゆっくり加え、酢酸エチル(16mLx3)で抽出した。有機層を合わせ、飽和食塩水(16mL)で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後、ろ液を減圧濃縮することにより、(4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−イル)−メタノール(化合物(XII))を淡橙白色の粉末(1.46g,8.19mmol)として得た。なお、これ以上の精製は行っていない(通算収率90%)。
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm):7.70(1H,d),7.42(1H,s),7.24(1H,t),7.14(1H,d),5.03(2H,s),2.81(3H,s)
[実施例5−2]
(4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−イル)−メタノール(化合物(XII))の合成
(4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−イル)−メタノール(化合物(XII))の合成
アルゴン雰囲気下、前工程[実施例4−2]で得られた4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒド及び2−クロロ−4−メチル−ベンゾ[b]チオフェン−3−カルバルデヒドの混合物(1.00g,5.28mmol:モル計算は前工程が100%進行したものと仮定、つまり4−メチル−3H−ベンゾ[b]チオフェン−2−オンを基準として計算した。)、トルエン(5mL)を投入し、外温0℃でナトリウム水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウム(65%トルエン溶液,2.46g,7.91mmol)を滴下した。滴下終了後に外温60℃で24時間攪拌し、原料の消失を確認後、室温まで放冷、メタノール1mLでクエンチし、1M水酸化ナトリウム水溶液(5mL)で分液抽出した。水層をトルエン(5mL)で3回抽出し、有機層を合わせ水(10mLで3回)及び飽和食塩水(10mL)で洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥後、ろ液を減圧濃縮し、化合物(XII)を淡橙白色の粉末(0.85g,4.78mmol)として得た。なお、これ以上の精製は行っていない(収率91%)。
本発明の製造方法によって得られる3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体は、医薬品例えばキマーゼ阻害剤の製造中間体として用いられる。
Claims (51)
- 還元剤として水素化金属錯化合物を用いる請求項1に記載の製造方法。
- 水素化金属錯化合物が水素化ホウ素ナトリウムまたは水素化アルミニウム錯化合物である請求項2に記載の製造方法。
- 還元剤として水素化金属錯化合物を用いる請求項4に記載の製造方法。
- 水素化金属錯化合物が水素化アルミニウム錯化合物である請求項5に記載の製造方法。
- 式(III)で示される化合物を脱ハロゲン化することにより、式(I)で示される3−ホルミルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 脱ハロゲン化条件として接触還元を用いる請求項7に記載の製造方法。
- 脱ハロゲン化試薬として水素とパラジウム炭素を用いる請求項8に記載の製造方法。
- 式(I)で示される化合物及び式(III)で示される化合物の混合物を還元することにより式(II)で示される3−ヒドロキシメチルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する方法。
- 還元剤として水素化金属錯化合物を用いる請求項10に記載の製造方法。
- 水素化金属錯化合物が水素化アルミニウム錯化合物である請求項11に記載の製造方法。
- 水素化アルミニウム錯化合物がナトリウム水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムである請求項12に記載の製造方法。
- ホルミル化条件として、Vilsmeier反応条件を用いる請求項14に記載の製造方法。
- ホルミル化試薬として、N,N−ジメチルホルムアミドとオキシ塩化リンを用いる請求項14に記載の製造方法。
- 式(IV)で示される化合物をホルミル化することにより、式(III)で示される3−ホルミルベンゾ[b]チオフェン誘導体を製造する、請求項4〜13のいずれかに記載の製造方法。
- ホルミル化条件として、Vilsmeier反応条件を用いる請求項17に記載の製造方法。
- ホルミル化試薬として、N,N−ジメチルホルムアミドとオキシ塩化リンを用いる請求項17に記載の製造方法。
- 環化試薬として、塩基を用いる請求項20に記載の製造方法。
- 環化試薬として、リチウムジイソプロピルアミドを用いる請求項21に記載の製造方法。
- 試薬として、塩基を用いる請求項23に記載の製造方法。
- 試薬として、炭酸カリウム、および水素化ナトリウムのいずれかを用いる請求項24に記載の製造方法。
- 転位反応条件として、200℃から300℃の間の温度で加熱する請求項26に記載の製造方法。
- (i)および(ii)の製法を含む、式(XX)で示されるベンズイミダゾール誘導体を製造する方法:
(i)請求項1〜請求項28のいずれかに記載の、式(II)で示される化合物の製造方法;
(ii)式(II)で示される化合物から式(XX)で示されるベンズイミダゾール誘導体を製造する方法。
Aは、置換もしくは無置換の炭素数1〜7の直鎖、環状、もしくは分岐状のアルキレン基またはアルケニレン基を表し、途中に−O−、−S−、−SO2−、−NR25−(ここで、R25は水素原子または直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキル基を表す。)を一つもしくは複数個含んでいてもよい。これらの基がもちうる置換基は、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、シアノ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルコキシ基(隣接する2個がアセタール結合を形成している場合を含む。)、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキルチオ基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアルキルスルホニル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアシル基、直鎖もしくは分岐状の炭素数1〜6のアシルアミノ基、トリハロメチル基、トリハロメトキシ基、フェニル基、オキソ基、または一つ以上のハロゲン原子で置換されてもよいフェノキシ基である。これらの置換基は、アルキレン基またはアルケニレン基の任意の場所で一つもしくは複数個それぞれ独立に置換していてもよい。ただし、式(XX)中、Mが単結合でMに結合するAの炭素に水酸基とフェニル基が同時に置換する場合は除く。
Eは、−COOR25、−SO3R25、−CONHR25、−SO2NHR25、テトラゾール−5−イル基、5−オキソ−1,2,4−オキサジアゾール−3−イル基、または5−オキソ−1,2,4−チアジアゾール−3−イル基(ここで、R25は上記と同様のものを表す。)を表す。
Mは、単結合または−S(O)m−を表し、mは0〜2の整数である。
GかつJは、前記式(II)を表す。但し、Gは前記式(II)のベンゾチオフェンの3位のメチレンを表し、前記式(II)のヒドロキシル基は、ベンズイミダゾール環上の窒素原子に置き換わる。
Xは、−CH=または窒素原子を表す。] - R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である請求項30に記載の化合物。
- R2、R3、およびR4が水素原子である請求項31に記載の化合物。
- R1が炭素数1〜6のアルキル基である請求項32に記載の化合物。
- R1がメチル基である請求項33に記載の化合物。
- R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である請求項35に記載の化合物。
- R2、R3、およびR4が水素原子である請求項36に記載の化合物。
- R1が炭素数1〜6のアルキル基である請求項37に記載の化合物。
- R1がメチル基であり、かつXがクロロ原子である請求項38に記載の化合物。
- R5およびR6が、同時にまたはそれぞれ独立に、メチル基またはエチル基である、請求項40に記載の化合物。
- R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である請求項41に記載の化合物。
- R2、R3、およびR4が、水素原子である請求項42に記載の化合物。
- R1が炭素数1〜6のアルキル基である請求項43に記載の化合物。
- R1がメチル基である請求項44に記載の化合物。
- R5およびR6が、同時にまたはそれぞれ独立に、メチル基またはエチル基である、請求項46に記載の化合物。
- R1、R2、R3、およびR4のうち三つが水素原子である請求項47に記載の化合物。
- R2、R3、およびR4が水素原子である請求項48に記載の化合物。
- R1が炭素数1〜6のアルキル基である請求項49に記載の化合物。
- R1がメチル基である請求項50に記載の化合物。
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