JP2590429B2 - β‐ラクタム誘導体及びその製造方法 - Google Patents

β‐ラクタム誘導体及びその製造方法

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JP2590429B2 JP6065500A JP6550094A JP2590429B2 JP 2590429 B2 JP2590429 B2 JP 2590429B2 JP 6065500 A JP6065500 A JP 6065500A JP 6550094 A JP6550094 A JP 6550094A JP 2590429 B2 JP2590429 B2 JP 2590429B2
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lactam
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勲 渋谷
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/04Ortho-condensed systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N43/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
    • A01N43/90Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having two or more relevant hetero rings, condensed among themselves or with a common carbocyclic ring system

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、β‐アミノ酸誘導体、
ラクタム構造をもつ鎮静剤、2‐置換アミノテトラヒド
ロフラン構造をもつ除草剤、ペニシリン類似構造をもつ
抗生物質などの合成中間体として有用である新規なβ‐
ラクタム誘導体及びそれを収率よく製造する方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】β‐ラクタム環はペニシリンを初めとす
る多くの抗生物質の主骨格を形成し、その生理活性にお
いて中心的な役割を果たすことが知られ、非常に多くの
β‐ラクタム誘導体及びその製造法が提案されてきた
が、耐性菌の出現とともに、さらに別の抗生物質の開発
が必要となり、新規なβ‐ラクタム誘導体が要望される
ようになってきている。他方、β‐ラクタム誘導体は、
β‐ラクタム環が高い化学反応性を有しているため、ア
ルコールなど種々の反応性化合物との反応によりβ‐ア
ミノ酸誘導体を与えることが知られているので、ポリア
ミドの合成中間体としても注目されている。
【0003】このようなβ‐ラクタム誘導体の製造法と
しては、イソシアン酸エステルとアルケンとを反応させ
る方法が知られているが、これは一度の反応でβ‐ラク
タム環が形成されるという有利さがあるものの、クロロ
スルホニルイソシアネートなどの強い電子吸引基をもつ
イソシアン酸エステル以外では十分に満足しうる反応性
が得られず、出発原料が著しく制限されるのを免れない
という欠点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情の下、新規なβ‐ラクタム誘導体を提供することを
目的としてなされたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、新規なβ
‐ラクタム誘導体を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、
2,3‐ジヒドロフランをイソシアン酸エステルと反応
させるとテトラヒドロフラン環をもつ新規なβ‐ラクタ
ム誘導体が得られることを見出し、この知見に基づいて
本発明をなすに至った。
【0006】すなわち、本発明は、一般式
【化3】 (式中のRは、アルキル基、シクロアルキル基又はハロ
ゲン原子若しくはアルキル基で置換されていてもよいア
リール基を示す)で表わされる新規なβ‐ラクタム誘導
体を提供するものである。
【0007】この新規化合物は、一般式 RNCO (II) (式中のRは上記と同じ意味を有する)で表わされるイ
ソシアン酸エステルと2,3‐ジヒドロフランとを反応
させることによって製造することができる。
【0008】本発明方法において用いられる一般式(I
I)のイソシアン酸エステルにおけるRが置換基を有す
るアリール基の場合、その置換基としては、例えば塩
素、臭素、フッ素のようなハロゲン原子などが挙げら
れ、中でもハロゲン原子やメチル基、エチル基、プロピ
ル基、ブチル基のようなアルキル基を挙げることができ
る。
【0009】したがって、イソシアン酸エステルの具体
例としては、メチルイソシアネート、エチルイソシアネ
ート、プロピルイソシアネート、ブチルイソシアネー
ト、ペンチルイソシアネート、ヘキシルイソシアネート
のようなアルキルイソシアネート、シクロヘキシルイソ
シアネート、シクロヘプチルイソシアネートなどのシク
ロアルキルイソシアネート、フェニルイソシアネート、
ナフチルイソシアネートなどのアリールイソシアネー
ト、o‐、m‐又はp‐クロロフェニルイソシアネー
ト、o‐、m‐又はp‐ブロモフェニルイソシアネー
ト、o‐、m‐又はp‐フルオロフェニルイソシアネー
トのようなハロフェニルイソシアネート、メチルフェニ
ルイソシアネート、エチルフェニルイソシアネートのよ
うなアルキルフェニルイソシアネートなどが挙げられ
る。
【0010】イソシアン酸エステルと2,3‐ジヒドロ
フランとの反応は、通常2,3‐ジヒドロフランを溶媒
に兼用して大過剰用いて行うのが好ましいが、また、不
活性溶媒中、イソシアン酸エステル1モルに対し、0.
8〜1.2モルの2,3‐ジヒドロフランを反応させて
行うことができる。この際の溶媒としては、例えばトル
エン、キシレン、ベンゼンなどの炭化水素類、ジエチル
エーテル、ジプロピルエーテル、メチルエチルエーテル
などのエーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエス
テル類などが用いられる。
【0011】また、上記反応は、高圧条件下で促進され
るので、封管中で行うか、あるいは2000〜1200
0気圧の範囲の加圧下で行うのが有利である。反応温度
については特に制限はないが、副反応の進行を抑制する
ため、室温〜100℃の範囲で選ぶのが好ましい。反応
時間は圧力、温度等に左右されるが、通常1〜50時間
である。
【0012】
【発明の効果】本発明の新規なβ‐ラクタム誘導体は、
β‐アミノ酸誘導体、ラクタム構造をもつ鎮静剤、2‐
置換アミノテトラヒドロフラン構造をもつ除草剤、ペニ
シリン類似構造をもつ抗生物質などの合成中間体として
有用である。
【0013】例えば、本発明の新規物質を加水分解しラ
クタム環を開環させてβ‐アミノ酸誘導体とし、次いで
脱水素して鎮静剤として有用な2‐アミノ‐3‐カル
ボアルコキシ‐4,5‐ジヒドロフラン誘導体(特開昭
49−13163号公報)を得るか、あるいは脱炭酸
して2‐モノ置換アミノテトラヒドロフラン類としたの
ち、さらにN‐置換を行って除草剤として有用な2‐ジ
置換アミノテトラヒドロフラン類(特開昭61−225
179号公報)を得ることができる。
【0014】
【実施例】次に実施例によって本発明をさらに詳細に説
明する。
【0015】実施例1 テフロンチューブにp‐クロロフェニルイソシアネート
0.78gと2,3‐ジヒドロフラン1.75gを封入
し、オートクレーブ中100℃で20時間反応させた。
反応液をシリカゲルによるドライカラムクロマトグラフ
ィー(ヘキサン:酢酸エチル=2:1)により精製し
て、7‐(p‐クロロフェニル)‐2‐オキサ‐7‐ア
ザビシクロ[3.2.0]ヘプタン‐6‐オンを93%
の収率で得た。このものの同定結果を次に示す。 融点:94.5℃ IR:1748cm-1 MS(m/z):223(M+) 1HNMR:1.76−1.95(m,1H),2.2
3−2.38(dd,1H),3.78−3.98
(m,2H),4.22−4.31(t,1H),5.
90(d,1H),7.08−7.32(m,2H)13 CNMR:165.10,135.29,129.4
1,129.20,118.15,85.85,67.
00,56.08,25.33 元素分析値 計算値(%):C,59.07;H,4.51;N,
6.26;O,14.31 測定値(%):C,59.06;H,4.44;N,
6.16;O,14.51
【0016】実施例2 p‐クロロフェニルイソシアネートに代えてm‐クロロ
フェニルイソシアネートを用いた以外は実施例1と同様
にして7‐(m‐クロロフェニル)‐2‐オキサ‐7‐
アザビシクロ[3.2.0]ヘプタン‐6‐オンを91
%の収率で得た。このものの同定結果を次に示す。 IR:1759cm-1 MS(m/z):223(M+
【0017】実施例3 p‐クロロフェニルイソシアネートに代えてo‐クロロ
フェニルイソシアネートを用いた以外は実施例1と同様
にして7‐(o‐クロロフェニル)‐2‐オキサ‐7‐
アザビシクロ[3.2.0]ヘプタン‐6‐オンを64
%の収率で得た。このものの同定結果を次に示す。 IR:1763cm-1 MS(m/z):223(M+
【0018】実施例4 p‐クロロフェニルイソシアネート0.78gに代えて
p‐メチルフェニルイソシアネート0.67gを用いた
以外は実施例1と同様にして7‐(p‐メチルフェニ
ル)‐2‐オキサ‐7‐アザビシクロ[3.2.0]ヘ
プタン‐6‐オンを68%の収率で得た。このものの同
定結果を次に示す。 IR:1753cm-1 MS(m/z):203(M+
【0019】実施例5 p‐クロロフェニルイソシアネート0.78gに代えて
ナフチルイソシアネート0.84gを用いた以外は実施
例1と同様にして7‐ナフチル‐2‐オキサ‐7‐アザ
ビシクロ[3.2.0]ヘプタン‐6‐オンを63%の
収率で得た。このものの同定結果を次に示す。 IR:1755cm-1 MS(m/z):239(M+
【0020】実施例6 p‐クロロフェニルイソシアネート0.78gに代えて
フェニルイソシアネート0.84gを用いた以外は実施
例1と同様にして7‐フェニル‐2‐オキサ‐7‐アザ
ビシクロ[3.2.0]ヘプタン‐6‐オンを86%の
収率で得た。このものの同定結果を次に示す。 IR:1757cm-1 MS(m/z):189(M+
【0021】実施例7 テフロンチューブにフェニルイソシアネート0.84g
と2,3‐ジヒドロフラン1.75gを封入し、高圧反
応装置に入れて8000気圧に加圧し、40℃で20時
間反応させた。反応液をヘキサデカンを内部標準として
定量したところ、7‐フェニル‐2‐オキサ‐7‐アザ
ビシクロ[3.2.0]ヘプタン‐6‐オンを83%の
収率で得た。また、加圧条件をそれぞれ2000気圧及
び4000気圧に変えた以外同様に操作したところ、上
記目的物の収率はそれぞれ35%及び70%であった。
さらに、高圧反応装置を用いる加圧反応を常圧反応に変
えた以外同様に操作したところ、上記目的物の収率は6
%にしかすぎなかった。
【0022】実施例8 テフロンチューブにブチルイソシアネート0.31gと
2,3‐ジヒドロフラン1.05gを封入し、高圧反応
装置に入れて8000気圧に加圧し、100℃で20時
間反応させた。反応液を、シリカゲルによるドライカラ
ムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=2:
1)により精製して、7‐ブチル‐2‐オキサ‐7‐ア
ザビシクロ[3.2.0]ヘプタン‐6‐オンを77%
の収率で得た。このものの同定結果を次に示す。 IR:1759cm-1 MS(m/z):169(M+
【0023】実施例9 ブチルイソシアネート0.31gに代えてシクロヘキシ
ルイソシアネート0.38gを用いた以外は実施例8と
同様にして7‐シクロヘキシル‐2‐オキサ‐7‐アザ
ビシクロ[3.2.0]ヘプタン‐6‐オンを68%の
収率で得た。このものの同定結果を次に示す。 IR:1755cm-1 MS(m/z):195(M+
【0024】実施例10 テフロンチューブにフェニルイソシアネート0.36g
と2,3‐ジヒドロフラン0.26g及びトルエン2m
lを封入し、高圧反応装置に入れて7500気圧に加圧
し、100℃で20時間反応させた。反応液をヘキサデ
カンを内部標準として定量したところ、7‐フェニル‐
2‐オキサ‐7‐アザビシクロ[3.2.0]ヘプタン
‐6‐オンを96%の収率で得た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 徹 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術 院物質工学工業技術研究所内

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中のRは、アルキル基、シクロアルキル基又はハロ
    ゲン原子若しくはアルキル基で置換されていてもよいア
    リール基を示す)で表わされるβ‐ラクタム誘導体。
  2. 【請求項2】 一般式 RNCO (式中のRは、アルキル基、シクロアルキル基又はハロ
    ゲン原子若しくはアルキル基で置換されていてもよいア
    リール基を示す)で表わされるイソシアン酸エステルと
    2,3‐ジヒドロフランとを反応させることを特徴とす
    る一般式 【化2】 (式中のRは上記したものと同じ意味を有する)で表わ
    されるβ‐ラクタム誘導体の製造方法。
  3. 【請求項3】 反応を2000気圧以上の高圧下で行う
    請求項2記載の製造方法。
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