JP2670032B2 - 1−n−エチルシソマイシンの製造方法 - Google Patents
1−n−エチルシソマイシンの製造方法Info
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Description
ソマイシン(ネチルマイシン)の新規な製造方法に関
し、詳しくは、シソマイシンから高収率で次式(I)で
示される1−N−エチルシソマイシン及びその薬学的許
容塩の製造方法に関する。
感染症の治療に使用されるアミノグリコシド系の抗生物
質である。そして、1−N−エチルシソマイシンの前駆
物質であるシソマイシンは、それ自体が抗生物質として
用いることができるが、耐性菌による不活性化を防止す
るため、シソマイシンの1位のアミノ基だけをエチル化
した1−N−エチルシソマイシンが使用されている。こ
こで、シソマイシン中、1、3、2′、6′及び3″の
位置にある5個のアミノ基のうち1位のアミノ基だけを
エチル化するためには、残りの4個のアミノ基の全部又
は一部を効率よく保護し、非保護の1位のアミノ基を適
宜な試薬でモノエチル化する必要がある。従来の合成方
法では、1位以外のアミノ基を保護する技術は比較的容
易であるが、1位のアミノ基だけをモノエチル化する技
術は、収率が低く、反応条件が目的物に対し極めて敏感
であるため難しいという欠点があった。
許第4,002,742号明細書及び JCS Chem. Com
n., 206 (1976)には、シソマイシン硫酸塩を水溶液中で
アセトアルデヒドと反応させ、1−N−エチルシソマイ
シンを製造する方法が記載されているが、この方法は、
保護されない他の5個のアミノ基のため、副反応物が多
量に生成し、目的物の総収率は10〜25%に過ぎな
い。 米国特許第4,230,847号明細書及び Carbohy
drate Research 130.243 (1984)には、遷移金属のキレ
ート化剤であるCo(OR)2 (式中、Rはアシル基を
表す。以下同じ)、Cu(OR)2 、Ni(OR)2 等
を用い、立体的に近接したヒドロキシル基を有する1−
アミノ基と3″−アミノ基を金属と配位させて保護し、
3、2′及び6′−アミノ基は無水酢酸を用いて選択的
に保護した後、硫化水素ガスにて金属キレートを分解
し、3、2′及び6′−アミノ基だけが保護されたシソ
マイシンを生成させた後、水に溶解してアセトアルデヒ
ド及び還元剤の存在下で1−アミノ基をエチル化し、保
護基を除去して目的物を製造する方法が記載されている
が、この方法の総収率は49%であったと報告されてい
る。
及び米国特許第4,831,123号明細書には、前記
の方法と同様に、選択的に保護されたシソマイシンを
不活性非プロトン性溶媒のジメトキシエタン中で無水条
件下にアセトアルデヒドと反応させ、1−N−エチリデ
ン誘導体を生成させた後、反応混合物中の過量の未反応
アセトアルデヒドを還元剤として金属水素化物を添加し
て還元除去し、1−N−エチリデン基をエチルアミノ基
に還元した後、全ての保護基を除去する方法が記載され
ている。すなわち、シソマイシンの3、2′及び6′−
アミノ基をアセチル化して保護した後、ヒドロキシル基
をシリル化して反応溶媒に対する溶解度を改善し、副生
物を減らして1−N−エチルシソマイシンの収率を向上
させる方法である。
には、ヒドロキシル基の保護基としてジヒドロピランを
用い、水酸化ナトリウム及びヨウ化エタンにてエチル化
する方法が記載されている。 スペイン特許第539,016号明細書には、シソマ
イシンをパラアセトアルデヒド及び硫酸水溶液中でシア
ノトリヒドロホウ酸ナトリウムと反応させ、1−N−エ
チル化して1−N−エチルシソマイシンを合成する方法
が記載されている。
においては、目的物の収率が低いため、実用化され得な
いという欠点があった。特に、前記項及び項の方法
においては、1−N−エチリデン基を形成させた後、1
−N−エチルに還元する段階で、溶媒の種類とpHの変
化が敏感に影響するため、操作が極めて難しいという欠
点があった。かつ、過量のアセトアルデヒドを用いるの
で、1−N−ジエチル化された副生物が多量に生成して
精製が困難となり、収率が低下するという欠点があっ
た。また、遷移金属とキレート化させるとき、遷移金属
を過量に用いると共に、取り扱いの困難なジメチルスル
ホキシド及びジメチルホルムアミド等の沸点の高い溶媒
を無水条件下で用いるので、目的物の分離及び精製が困
難であるという欠点があった。
アセトアルデヒドは揮発性であるので、反応中その量を
正確に調節することが難しく、かつアセトアルデヒド−
金属水素化物を還元剤として用いると、1位のアミノ基
がモノエチル化された目的物に、更に1分子のアセトア
ルデヒドが再び反応し、1位のアミノ基に二つのエチル
基が導入された化合物が副生物として多量に生成するこ
とがわかった。本発明は、上記の問題を解決し、シソマ
イシンから高収率で1−N−エチルシソマイシンを製造
する方法を提供することを目的とする。
鋭意検討を重ねた結果、水素化ホウ素ナトリウムと酢酸
との複合体がアミノ基のエチル化剤として用いられるこ
とを応用し、酢酸−水素化ホウ素ナトリウム、酢酸−水
素化ホウ素カリウム、酢酸−トリアセトキシ水素化ホウ
素ナトリウム等を用いると、シソマイシンの1位のアミ
ノ基に高率で1分子のエチル基だけが導入されることを
見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、プロトン性溶媒中でキレート化剤によりシソマイシ
ンをキレート化し、次いで、3、2′及び6′位のアミ
ノ基をアシル化して保護し、アンモニア水を用いキレー
ト化された金属を離脱した後、得られた3,2′,6′
−トリアシルシソマイシンを非プロトン性溶媒中で、1
位のアミノ基のみを選択的にエチル化しうるエチル化剤
と反応させた後、脱保護する、下式(I)で示される1
−N−エチルシソマイシン及びその薬学的許容塩の製造
方法である。
−エチルシソマイシン(I)の合成に使用したことのな
い新しいエチル化反応を利用し、エチリデン基の形成段
階を省いた方法である。すなわち、本発明の製造方法
は、エチル化反応時に、アセトアルデヒドを使用せず、
1位のアミノ基のみを選択的にエチル化しうるエチル化
剤として、水素化ホウ素ナトリウム塩又はカリウム塩又
はモノ、ジ若しくはトリアセトキシ水素化ホウ素ナトリ
ウム塩又はカリウム塩と、酢酸との混合物を使用するこ
とができる。このような方法によって、前記の過量のア
セトアルデヒドの使用による1−N−ジエチル化された
多量の副生物の生成問題が解決され、モノエチル化され
た生成物のみが得られるので、高収率が達成される。か
つ、これらの試薬を用いる反応は、従来の方法に比べて
操作が簡便で、反応後の精製工程も簡単である。
のアミノ基をアシル基で保護する場合、その前段階とし
て遷移金属とキレートを形成するとき、好ましくは遷移
金属としてZnを使用した新規なキレート化剤としてZ
n(OR)2 を用いうるが、このものは沸点が低く取り
扱いの簡便な溶媒中で反応するので、高率でアミノ基を
保護することができる。以下、本発明の1−N−エチル
シソマイシンの製造方法について、更に詳しく説明す
る。
イシンから、式(III)の3,2′,6′−トリアシルシ
ソマイシンを製造し、1位のアミノ基をモノエチル化し
て式(IV)の1−N−エチル−3,2′,6′−トリア
シルシソマイシンを形成した後、保護基(アシル基)を
除去して前記式(I)の1−N−エチルシソマイシンを
製造する。
シンから製造されるが、この場合、米国特許第4,23
0,847号明細書(Carbohydrate Research 130、243
(1984)) に記載された方法により製造することもできる
が、本発明においては、好ましく用いる新規なキレート
化剤としてZn(OR)2 ・2H2 Oを、メタノール、
エタノール、プロパノール、イソプロパノールのような
低級アルコール又はそれらの混合溶媒と共に用いて、1
−アミノ基及び3″−アミノ基に亜鉛イオンを配位させ
る。このときメタノールが最適である。次いで、アシル
化反応により、3、2′及び6′のアミノ基を保護し、
アンモニア水で処理すると、キレートから金属が離脱さ
れた3,2′,6′−トリアシルシソマイシン(III)が
簡単に製造される。この際、アシル化反応に使用するア
シル化剤としては、アシル基を生成する化合物であれば
よいが、N−ベンジルオキシカルボニルオキシサクシン
イミド又は無水酢酸が好ましい。
媒中でエチル化剤と反応させると、1−N−モノエチル
化された式(IV)の化合物が、副生物である1−N−ジ
エチル誘導体の生成なしに高収率で得られる。この場
合、エチル化剤としては、水素化ホウ素ナトリウム、モ
ノアセトキシ水素化ホウ素ナトリウム、ジアセトキシ水
素化ホウ素ナトリウム、トリアセトキシ水素化ホウ素ナ
トリウム、水素化ホウ素カリウム、モノアセトキシ水素
化ホウ素カリウム、ジアセトキシ水素化ホウ素カリウム
又はトリアセトキシ水素化ホウ素カリウムと酢酸の混合
物が用いられるが、特に、トリアセトキシ水素化ホウ素
ナトリウムと酢酸の混合物が好ましい。
ウムは、 Chem. Comn., 535 (1975)に記載された方法に
より合成することができ、酢酸3モルと水素化ホウ素ナ
トリウム1モルとを前述の溶媒を用い、25±5℃で3
時間反応させ、トリエスルを固化した後乾燥させると、
定量的に得ることができる。また、非プロトン性溶媒と
しては、クロロホルム、メチレンクロリド、四塩化炭素
等のハロゲン化アルキル溶媒;テトラヒドロフラン、ジ
メトキシエタン、1,4−ジオキサン等のエーテル類;
ベンゼン、トルエン等の芳香族系溶媒;アセトニトリ
ル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系
溶媒及びそれらの混合溶媒から選択されるが、特に、ク
ロロホルム、テトラヒドロフラン、ベンゼンが好まし
い。
トリアシルシソマイシン(IV)は、前述のトリアセトキ
シ水素化ホウ素ナトリウム等を酢酸の存在下で、3,
2′,6′−トリアシルシソマイシン(III)と20〜5
0℃で1〜4日間反応させると、定量的に得ることがで
きる。また、過量の酢酸と当量の水素化ホウ素ナトリウ
ム又は水素化ホウ素カリウムを、前述の溶媒中で0〜2
5℃に3時間反応させた後、3,2′,6′−トリアシ
ルシソマイシン(III)を添加して反応させると、1段階
で定量的に得ることができる。
より塩基の存在下で加水分解し、保護基を除去してシリ
カゲルカラムクロマトグラフィ法により分離し、精製す
ると、薬学的に有効な化合物である式(I)の1−N−
エチルシソマイシン及びその塩を高収率で得ることがで
きる。
明するが、本発明の範囲を外れない限り、これらの実施
例に限定されるものではない。
セチルシソマイシン(III −a)の製造 シソマイシン4.47g(10mmol)をメタノール50
mlに溶解し、酢酸亜鉛二水化物5.49g(25mmol)
を添加して、常温で15時間撹拌した。次いで、この混
合物に、無水酢酸3.31ml(35mmol)及びトリエチ
ルアミン6.96mlをテトラヒドロフラン15mlで希釈
して、常温で4時間かけて徐々に滴下した後、1時間撹
拌した。次いで、この反応混合物を減圧下で溶媒を蒸発
させ、濃縮残留物を濃アンモニア水10mlとエタノール
20mlとの混合溶媒に溶解し、クロロホルム(40ml×
3)で抽出した。有機層を塩水10mlで洗い、クロロホ
ルム:メタノール:14%アンモニア水(2:1:1)
の混合溶媒を溶出液としてシリカゲル(70〜230me
sh、150g)のカラムクロマトグラフで精製し、該当
部分を集めて濃縮すると、象牙色で固体の標記化合物
5.32g(9.20mmol)が得られた。収率92%。 NMR(D2O,300MHz); δ1.22(s,3H,C-CH3)、1.95、1.99、
2.07(9H,3N-COCH3) 、2.78(s,3H,N-CH3)、3.22(d,1H,J=
9.5Hz,H-3 ″) 、5.17(d,1H,J=4.2Hz,H-1 ″)
ンジルオキシカルボニルシソマイシン(III −b) の製
造 シソマイシン4.47g(10mmol)をメタノール50
mlに溶解し、酢酸亜鉛二水化物4.39g(20mmol)
を添加して、常温で15時間撹拌した。次いで、この混
合物に、N−ベンジルオキシカルボニルオキシサクシン
イミド10.20g(40mmol)及びトリエチルアミン
8.31mlをテトラヒドロフラン80mlで希釈して、常
温で6時間かけて徐々に滴下した後、1時間撹拌した。
次いで、この反応混合物を減圧下で溶媒を蒸発させ、濃
縮残留物をアンモニア水20mlとエタノール30mlとの
混合溶媒に溶解し、クロロホルム(80ml×3)で抽出
した。有機層を塩水40mlで洗い、クロロホルム:メタ
ノール:14%アンモニア水(2:1:1)の混合溶媒
を溶出液としてシリカゲル(70〜230mesh、130
g)のカラムクロマトグラフで精製し、該当部分を集め
て濃縮すると、象牙色で固体の標記化合物6.74g
(7.70mmol)が得られた。収率77%。 NMR(CDCl3,300MHz); δ1.11(s,3H,C-CH3)、2.58(s,3H,N
-CH3)、4.89(s,1H,H-4′) 、5.00(s,1H,H-1 ″) 、5.02
-5.10(m,6H,CH2Ph) 、5.35(s,1H,H-1 ′) 、7.18-7.48
(m,15H,Ph)
6′−トリ−N−アセチルシソマイシン(IV−a)の
製造 (1)方法A 3,2′,6′−トリ−N−アセチルシソマイシン(II
I −a)5.73g(10mmol)及び氷酢酸4.5ml
(80mmol)を含有するクロロホルム50mlに、トリア
セトキシ水素化ホウ素ナトリウム15g(70mmol)を
添加し、0〜50℃で20時間撹拌した。次いで、反応
混合物を常温で冷却し、飽和水酸化ナトリウム溶液40
mlを用いて中和し、クロロホルム(50ml×3)で抽出
し、これを減圧下で濃縮した。濃縮残留物をクロロホル
ム:メタノール:14%アンモニア水(30:10:
1)の混合溶媒を溶出液としてシリカゲルカラムクロマ
トグラフで精製し、該当部分を集めて濃縮し、凍結乾燥
すると象牙色の粉末で固体の標記化合物5.22g
(8.70mmol)が得られた。収率87%。 NMR(D2O,300MHz)、δ1.07(t,3H,J=6.9Hz,CH2CH3) 、1.2
2(s,3H,C-CH3)、1.96、2.01、2.03(9H,3N-COCH3) 、2.5
4(s,3H,N-CH3)、2.60(d,1H,J=9.5Hz,H-3 ″) 、4.80-4.
94(m,1H,H-4′) 、4.98(d,1H,J=4.0Hz,H-1 ″) 、5.49
(d,1H,J=2.0Hz,H-1 ′)
で希釈し、水素化ホウ素ナトリウム3.0g(80mmo
l)を18〜20℃で徐々に添加した。このとき、水素
ガス発生速度を観察して添加速度を調節した。次いで、
この混合液に3,2′,6′−トリアセチルシソマイシ
ン(III −a)5.73g(10mmol)を溶解したクロ
ロホルム50mlを添加し、0〜50℃で20時間撹拌し
た。この混合液を常温に冷却し、飽和水酸化ナトリウム
溶液にて中和した。これをエタノール50mlで希釈し、
クロロホルム(50ml×3)で抽出し、減圧下で濃縮し
た。濃縮残留物をクロロホルム:メタノール:14%ア
ンモニア水(30:10:1)の混合溶媒を溶出液とし
てシリカゲルカラムクロマトグラフで精製し、該当部分
を集めて濃縮し、凍結乾燥させると、象牙色で粉末固体
の標記化合物4.92g(8.20mmol)が得られた。
収率82%。得られた化合物の 1H−NMRスペクトル
は、前記方法Aで得た化合物と同様であった。
6′−トリ−N−ベンジルオキシカルボニルシソマイシ
ン(IV−b)の製造 (1)方法A 3,2′,6′−トリ−N−ベンジルオキシカルボニル
シソマイシン(III −b)4.30g(5mmol)及び氷
酢酸2.40g(40mmol)を含有するクロロホルム3
0mlに、トリアセトキシ水素化ホウ素ナトリウム6.3
5g(30mmol)を添加し、0〜50で48時間撹拌し
た。次いで、反応混合物を常温に冷却した後、飽和水酸
化ナトリウム溶液30mlを用いて中和し、クロロホルム
(150ml×3)で抽出し、これを減圧下で濃縮した。
濃縮残留物をクロロホルム:メタノール:7%アンモニ
ア水(2:1:1)の混合溶媒を溶出液としてシリカゲ
ルカラムクロマトグラフで精製し、該当部分を集めて濃
縮し、凍結乾燥すると象牙色の粉末固体の標記化合物
3.89g(3.60mmol)が得られた。 mp:78〜80℃ NMR(CDCl3,300MHz); δ1.07(t,3H,J=6.9Hz,CH2CH3) 、
1.10(s,3H,C-CH3)、2.57(s,3H,N-CH3)、4.85(s,1H,H-4
′) 、4.49(s,1H,H-1 ″) 、4.98-5.12(m,6H,CH2-P
h)、5.35(s,1H,H-1 ′) 、5.35(s,1H,H-1 ′) 、7.25-
7.34(m,15H,Ph)
mlで希釈し、水素化ホウ素ナトリウム1.5g(40mm
ol)を0〜20℃で徐々に添加した。このとき、水素ガ
ス発生速度を観察して添加速度を調節した。次いで、こ
の混合液に3,2′,6′−トリ−N−ベンジルオキシ
カルボニルシソマイシン(III −b)4.30g(5mm
ol)を溶解したクロロホルム30mlを添加し、0〜50
℃で40時間撹拌した。この混合液を10%水酸化ナト
リウム溶液で過量の酢酸を中和し、クロロホルム(15
0ml×3)で抽出し、減圧下で濃縮した。濃縮残留物を
クロロホルム:メタノール:7%アンモニア水(2:
1:1)の混合溶媒を溶出液としてシリカゲルカラムク
ロマトグラフで精製し、該当部分を集めて濃縮し、凍結
乾燥させると、象牙色で粉末固体の標記化合物3.94
g(4.35mmol)が得られた。収率87%。得られた
化合物の 1H−NMRスペクトルは、前記方法Aで得た
化合物と同様であった。
製造 (1)1−エチル−3,2′,6′−トリ−N−アセチ
ルシソマイシン(IV−a)3.30g(5mmol)を10
%水酸化ナトリウム10mlに溶かし、窒素雰囲気下で4
1時間還流した。反応混合物を常温に冷却し、冷水槽内
で1N 硫酸にてpH9に調節し、イソプロパノール50ml
を入れた後、減圧回転蒸発器を用い、固体が析出するま
で濃縮した。この濃縮液にイソプロパノール40mlを入
れ析出した固体を濾別し、濾液を減圧下で濃縮し、クロ
ロホルム:メタノール:7%アンモニア水(40:2
0:7)の混合溶媒を溶出液としてシリカゲルカラムク
ロマトグラフで精製し、該当部分を集めて濃縮し、凍結
乾燥させると、褐色液体の目的物1.90g(4.00
mmol)が得られた。収率80%。 mp:100〜103℃ NMR(D2O,300MHz); δ1.07(t,3H,J=6.9Hz,CH2CH3) 、1.2
1(s,3H,C-CH3)、2.53(s,3H,N-CH3)、3.23(s,2H,H-6 ′)
、4.90-4.94(m,1H,H-4′) 、5.02(d,1H,J=4.0Hz,H-1
″) 、5.36(d,1H,J=2.0Hz,H-1 ′)
トリベンジルオキシカルボニルシソマイシン(IV−b)
8.0g(9mmol)を水素化反応容器に入れ、ジオキサ
ン40ml、蒸留水200ml及びメタノール30mlを入れ
た後、酢酸でpH3.5〜4.0に調節し、5%Pd/C
500mgを添加して、水素圧47〜50psi (3.3〜
3.5kgf/cm2 )で8時間撹拌した。反応後、セライト
にて反応溶液を濾過し、イオン交換樹脂IRA−401
Sを用いてpH9.5に調節し、溶液を濾過してイオン交
換樹脂を除去し、濾液を減圧下で濃縮して前記(1)項
の方法と同様に分離し、2.55gの目的生成物を得
た。収率60%。得られた化合物 1H−NMRスペクト
ルは前記(1)で得られた化合物と同様であった。
酸塩の製造 実施例5で得た1−N−エチルシソマイシン1.30g
(2.70mmol)を水10mlに溶かし、1N 硫酸6.8
2ml(6.80mmol)を徐々に添加し、pH4.5に調節
した後、この溶液をメタノール250mlに入れて固体を
析出させ、濾過して乾燥すると、目的化合物の白色粉末
が定量的に得られた。 mp:182℃〜(dec.) NMR(D2O,300MHz); δ1.33(t,3H,J=7.2Hz,CH2CH3) 、1.3
8(s,3H,C-CH3)、2.10(q,2H,J=7.2,15.5Hz,NHCH2CH3)、
2.96(s,3H,N-CH3)、3.53(d,1H,J=13.0Hz,H-3″)、5.17
(m,1H,H-4 ′) 、5.22(d,1H,J=2.4Hz,H-1 ″) 、5.65
(s,1H,H-1 ′)13 C-NMR(D2O);δ10.95(C-1,N-CH2CH3) 、20.79(C-1,N-C
H2CH3) 、23.71(C-4 ″,CH3) 、25.30(C-3 ′) 、34.87
(C-2)、40.58 (C-3″,N-CH3) 、41.00(C-6 ′ )、46.02
(C-3)、48.17(C-2 ′) 、56.24(C-1)、63.73(C-3 ″)
、66.64(C-5)、67.62(C-2 ″) 、69.94(C-5 ″) 、73.
52(C-4 ″) 、78.85(C-4)、82.84(C-6)、97.23(C-4 ′)
、100.32(C-1′) 、101.49(C-1″) 、143.64(C-5′) 〔α〕D 25+88.3(C 1.0,H2O)
Claims (5)
- 【請求項1】 プロトン性溶媒中でキレート化剤により
シソマイシンをキレート化し、次いで、3、2′及び
6′位のアミノ基をアシル化して保護し、アンモニア水
を用いキレート化された金属を離脱した後、得られた
3,2′,6′−トリアシルシソマイシンを非プロトン
性溶媒中で、モノ、ジ若しくはトリアセトキシ水素化ホ
ウ素ナトリウム塩若しくはカリウム塩又は水素化ホウ素
ナトリウム塩若しくはカリウム塩と酢酸との混合物であ
るエチル化剤と反応させた後、脱保護する下式(I)で
示される1−N−エチルシソマイシン及びその薬学的許
容塩の製造方法。 【化1】 - 【請求項2】 キレート化剤が、Zn(OR)2 ・2H
2 O(式中、Rはアシル基を表す)である、請求項1の
1−N−エチルシソマイシン及びその薬学的許容塩の製
造方法。 - 【請求項3】 プロトン性溶媒が、メタノール、エタノ
ール、プロパノール、イソプロパノール及びそれらの混
合溶媒から選択される請求項1又は2の1−N−エチル
シソマイシン及びその薬学的許容塩の製造方法。 - 【請求項4】 アミノ基を保護するアシル化剤が、無水
酢酸又はN−ベンジルオキシカルボニルオキシサクシン
イミドである、請求項1〜3のいずれか1項の1−N−
エチルシソマイシン及びその薬学的許容塩の製造方法。 - 【請求項5】 非プロトン性溶媒が、クロロホルム、メ
チレンクロリド、四塩化炭素、テトラヒドロフラン、ジ
メトキシエタン、1,4−ジオキサン、ベンゼン、トル
エン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニト
リル、及びそれらの混合溶媒から選択される、請求項1
〜4のいずれか1項の1−N−エチルシソマイシン及び
その薬学的許容塩の製造方法。
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