JP2012041339A - プレガバリンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】プレガバリンの新規なエナンチオ選択的製造方法及びプレガバリンの製造に有用な新規キラル中間体を提供する。
【解決手段】a)特定のラクタム化合物を第三級アルコール中間体に転化させ、b)工程a)の生成物を脱水して(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オン及び/又は(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンを生成し、c)工程b)の生成物を(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)ピロリジン−2−オン及び/又は(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)ピロリジン−2−オンに転化させ、d)工程c)の生成物を水素化して(4S)−4−イソブチルピロリジン−2−オンを生成し、e)工程d)の生成物を加水分解してプレガバリンを生成する。
【選択図】なし
【解決手段】a)特定のラクタム化合物を第三級アルコール中間体に転化させ、b)工程a)の生成物を脱水して(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オン及び/又は(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンを生成し、c)工程b)の生成物を(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)ピロリジン−2−オン及び/又は(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)ピロリジン−2−オンに転化させ、d)工程c)の生成物を水素化して(4S)−4−イソブチルピロリジン−2−オンを生成し、e)工程d)の生成物を加水分解してプレガバリンを生成する。
【選択図】なし
Description
本発明は、一般にプレガバリンとして知られている(S)−3−(アミノメチル)−5−メチルヘキサン酸のエナンチオ選択的製造方法に関する。また、本発明は、プレガバリンの製造に有用な新規キラル中間体に関する。
プレガバリンは、化学的には3−(アミノメチル)−5−メチルヘキサン酸の(S)−異性体であり、また、β−イソブチル−γ−アミノ酪酸又はイソブチル−GABAとも呼ばれており、次の化学構造:
この化合物は、特許文献1に開示されており、リリカ(Lyrica、登録商標)という商品名で販売されている。プレガバリンは、疼痛、癲癇、痙攣、精神障害、注意欠陥、過敏性疾患、不安及び気分障害を治療するための治療薬として有用である。プレガバリンの抗痙攣効果はその立体化学に依存することが判明している。プレガバリンのラセミ体の抗痙攣効果は、主として(S)−鏡像体、すなわちプレガバリンに起因する。プレガバリンは、その(R)−立体異性体よりも良好な抗痙攣活性を示す(非特許文献1)。
プレガバリンの製造について、幾つかの方法が報告されている。典型的なラセミプレガバリンが製造され、後に古典的方法を使用して(R)異性体と(S)異性体とに分割される。最初のラセミプレガバリンは、非特許文献2に記載されている。この方法は、ニトロメタンなどの有害な化学薬品を必要とし、不安定なニトロ中間体をもたらす。特許文献2には、アジド中間体を使用するラセミプレガバリンの合成方法が記載されている。特許文献3には、ラセミプレガバリンの合成、次いでマンデル酸を使用するS−異性体の分割について記載されている。特許文献4には、マロン酸塩を介したラセミプレガバリンの合成方法が記載されている。特許文献5には、ホフマン転移を介したラセミプレガバリンの合成及びキラルフェニルエチルアミンを使用する分割について記載されている。
プレガバリンにおいて、そのカルボン酸部分又はアミン部分は、不斉炭素原子に直接結合されていない。このために、分割剤との塩形成は、選択的ではなく、効率的でない。所望の光学純度を得るためには数回結晶化を繰り返す必要がある。また、望まれないR−鏡像体は、効率的にラセミ化して再利用することができない。望まれないR−鏡像体は、最終的には費用をかけて廃棄物として廃棄しなければならない。
特許文献6には、エバンス(Evans)のキラル助剤を使用するキラル的に純粋なS−プレガバリンの直接合成(スキーム1)について記載されている。前記キラル助剤の費用及びリサイクルは、前記方法を商業的に魅力のないものにしている。
触媒としてサマリウム(III)イソプロポキシドを使用するプレガバリンの別のキラル合成が報告されている(非特許文献4)。この方法もまた、高価な試薬のために、工業規模の合成には適していない。特許文献7には、シアノ置換オレフィンの不斉水素化を使用するプレガバリンの製造方法が開示されている。これは、(R,R)−Me−DUPHOSなどのビスホスフィンリガンドを使用する。この方法はまた、高い圧力下で発癌性アクリロニトリル及び毒性の高い一酸化炭素の使用を伴う。
Yuenら、Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters,1994,4,823
Synthesis,1989,953
J.Am.Chem.Soc.,2003,125,4442−4443
A.Armstrongら、Synlett 2006,10,1589−1591
従って、工業規模に適し、上述の従来技術において記載した欠点のうちの幾つかを有さず、かつ費用効率の良いエナンチオ選択的方法の開発に対する要求がある。
本発明は、中間体I〔式中、Rはアルキル基又は置換アルキル基であり、ピロリジノンの不斉炭素C−4は(S)配置を有する〕から3−(アミノメチル)−5−メチルヘキサン酸の(S)−異性体(プレガバリン)を製造する方法を提供する。前記中間体Iは、公知のアルコールからスキーム2のように製造することができる(Tetrahedron asymmetry,1997,8,133−138、米国特許第7381747号明細書)。
別の実施形態において、本発明はまた、これまで文献に報告されていない新規な中間体II、IIIa及びIIIb、並びにIVa及びIVbを提供する。
前記のプレガバリンの製造方法は、中間体Iをアルキル化して第三級アルコールIIを得る工程を含む。
前記のプレガバリンの製造方法は、中間体Iをアルキル化して第三級アルコールIIを得る工程を含む。
IIIa及び/又はIIIbのアミド窒素を脱保護すると、(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)ピロリジン−2−オンIVa及び/又は(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)ピロリジン−2−オンIVb:
前記ラクタムIVa及び/又はIVbの水素化により、プレガバリンラクタムVがもたらされる。
両方の異性体IVa及びIVbは、同じラクタムVを提供することから、これらの比率は、4位におけるラクタムVの立体化学に影響を及ぼさないであろう。
両方の異性体IVa及びIVbは、同じラクタムVを提供することから、これらの比率は、4位におけるラクタムVの立体化学に影響を及ぼさないであろう。
本発明の方法の利点は、必要な(S)−異性体が得られることにある。ラセミ混合物からの分割によって(S)−異性体を得ることは困難かつ厄介であり、必要なエナンチオ純度を得るために結晶化を繰り返す必要がある。また、本発明の方法は、ニトロメタンなどの有害化合物又は高価なキラル助剤を必要としない。
本発明によれば、(S)−3−(アミノメチル)−5−メチルヘキサン酸(プレガバリン)のエナンチオ選択的製造方法であって、
a)式(I):
a)式(I):
b)前記式(II)の第三級アルコール中間体を脱水して、アルケン中間体(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンIIIa及び/又は(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンIIIb
c)前記式IIIa及び/又はIIIbのアルケン中間体を、(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)ピロリジン−2−オンIVa及び/又は(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)ピロリジン−2−オンIVb
前記の式Iのエステルは、ピロリジノン環の炭素(4)及び窒素に結合する不斉炭素の両方において(S)−配置を有するジアステレオ異性体である。この式(I)のエステルは、スキーム2のように製造することができる。スキーム2の出発アルコールである(S)−4−(ヒドロキシメチル)−1−((S)−1−フェニルエチル)ピロリジン−2−オンは、例えばTetrahedron asymmetry,1997,8,133−138、米国特許第7381747号明細書に記載のような公知の方法のいずれかで製造され得る。
その後の化合物IIの脱水により、化合物IIIa及び/又はIIIbあるいはこれらの混合物がもたらされる。使用できる脱水試薬の非限定的な例としては、パラ−トリルスルホン酸、濃H2SO4、五酸化リン、トリフルオロ酢酸が挙げられ、好ましくはパラ−トリルスルホン酸である。また、脱水に使用する溶媒の非限定的な例としては、トルエン、キシレン、ベンゼン、ヘプタン、ヘキサン、アセトン、酢酸エチル、メチルt−ブチルエーテル、ジイソプロピルエーテルが挙げられ、好ましくはトルエン又はキシレン、さらに好ましくはトルエンである。
バーチ(Birch)型反応を使用する化合物IIIa及びIIIbの還元脱保護により、化合物IVa及びIVbがもたらされる。この反応は、アルカリ金属及び液体アンモニアで処理することによって行う。アルカリ金属としては、ナトリウム又はリチウム、好ましくは金属ナトリウムが挙げられる。別法として、当業者は、脱保護のために硝酸セリウムアンモニウム又は文献に記載の他の方法も使用し得る。
前記式Vのプレガバリンラクタムは、前記化合物IVa及びIVbから当業者に知られている適当な触媒を使用して水素化することによって容易に製造できる。水素化反応に使用する溶媒としては、アルコールのような極性プロトン性溶媒、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノールなど、又はエステル類、例えば酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸メチルなど、あるいは脂肪族酸、例えばギ酸、酢酸などが挙げられる。溶媒としてはまた、非極性溶媒、例えば脂肪族又は芳香族炭化水素、例えばヘプタン、ヘキサン、ペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなど、極性非プロトン性溶媒、例えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド又はN−メチルピロリドン、あるいはこれらの混合物も挙げられる。水素化反応に適した温度は、約0℃から溶媒還流温度までの範囲、好ましくは約10℃から50℃までの範囲、さらに好ましくは約25℃であり得る。
前記式(V)のプレガバリンラクタムは、文献で知られているように、例えばTetrahedron Letters 2007,48,4305−4308又は国際公開第2009/053446号に記載のように、容易に水素化することができる。
本発明の方法の利点は、必要な(S)−異性体だけを得て、ラセミ混合物を分割する困難かつ厄介な方法(これもまた、必要なエナンチオ純度を得るために結晶化を繰り返す必要がある)を避けることにある。また、本発明の方法は、ニトロメタンなどの有害化合物又は高価なキラル助剤を必要としない。
従って、本発明は経済的であり、環境に優しく、工業規模に非常に適している。
本発明の詳細を以下の実施例に示す。実施例は、発明を例証するために提供するものであり、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
本発明の詳細を以下の実施例に示す。実施例は、発明を例証するために提供するものであり、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
(実施例)
エステルIの合成:
A.[(3S)−5−オキソ−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−3−イル]アセトニトリルの製造
エステルIの合成:
A.[(3S)−5−オキソ−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−3−イル]アセトニトリルの製造
前記のようにして得られたクロロ化合物を、DMSO(25mL)に溶解し、DMSO(100mL)中のシアン化ナトリウム(9g、0.18モル)の溶液に加えた。反応混合物を約150℃に加熱し、約6時間保持した。反応の完結後に、反応混合物を25℃に冷却して700gの砕氷の中に注ぎ、ジクロロメタン(4×100mL)で抽出した。有機層を希HCl溶液で洗浄し、次いでブライン溶液で洗浄した。有機相をNa2SO4上で乾燥させ、溶媒を除去した。暗褐色の低融点固形ニトリルが、22.5gの収量(93%)で単離された。H1NMR(300MHz,CDCl3)δ7.2−7.3(m,5H)、5.39−5.46(q,1H)、3.02−3.16(m,2H)、2.49−2.65(m,2H)、2.37−2.42(m,2H)、2.18−2.37(dd,1H)、1.45−1.47(d,3H)。C13NMR(75MHz,CDCl3)δ16.05,21.80、28.5、36.95、46.88、49.14、60.4、117.48、126.04、127.88、128.7、139.45、172.1。
B.
B.
(実施例1)
(4S)−4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンIIの合成:
(4S)−4−(2−ヒドロキシ−2−メチルプロピル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンIIの合成:
(実施例2)
(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンIIIa及び/又は(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンIIIbの合成:
(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンIIIa及び/又は(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンIIIbの合成:
(実施例3)
(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)ピロリジン−2−オンIVa及び/又は(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)ピロリジン−2−オンIVbの合成:
(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)ピロリジン−2−オンIVa及び/又は(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)ピロリジン−2−オンIVbの合成:
(実施例4)
(4S)−4−イソブチルピロリジン−2−オンVの合成:
(4S)−4−イソブチルピロリジン−2−オンVの合成:
(実施例5)
プレガバリンの合成:
プレガバリンの合成:
Claims (8)
- プレガバリンの製造方法であって、
a)式(I):
の化合物を、式(II):
b)式(II)の第三級アルコール中間体を脱水して、アルケン中間体(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンIIIa及び(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)−1−[(1S)−1−フェニルエチル]ピロリジン−2−オンIIIb
c)式IIIa及びIIIbの少なくともいずれか一方のアルケン中間体を、(4S)−4−(2−メチルプロパ−1−エニル)ピロリジン−2−オンIVa及び(4R)−4−(2−メチルプロパ−2−エニル)ピロリジン−2−オンIVb
d)式IVa及びIVbの少なくともいずれか一方のラクタムあるいはこれらの混合物を水素化して式(V):
e)式(V)のラクタムを加水分解してプレガバリン:
からなる方法。 - 工程(a)において、化合物(I)は溶媒中においてメチルマグネシウムハライドで処理され、前記溶媒はジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルt−ブチルエーテル又はテトラヒドロフラン、あるいはこれらの2種以上の組み合わせ、もしくは式(II)の第三級アルコールを得るためのグリニャール反応に適したその他の溶媒である請求項1に記載の方法。
- 工程(b)において、前記脱水は、アルケン(IIIa)及び(IIIb)の少なくともいずれか一方あるいはこれらの混合物を得るために、第三級アルコール中間体(II)を酸で処理する工程を含む請求項1に記載の方法。
- 使用する酸がパラ−トリルスルホン酸である請求項3に記載の方法。
- 工程(c)において、化合物(IIIa)及び(IIIb)の少なくともいずれか一方あるいはこれらの混合物は、ラクタム(IVa)及び(IVb)の少なくともいずれか一方あるいはこれらの混合物を得るために、アンモニア中で金属ナトリウム又は金属リチウム、好ましくは金属ナトリウムを用いて還元される請求項1に記載の方法。
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