JP3171931B2 - (R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸t−ブチルエステル及びその製造方法 - Google Patents

(R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸t−ブチルエステル及びその製造方法

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C255/00Carboxylic acid nitriles
    • C07C255/01Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to acyclic carbon atoms
    • C07C255/23Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to acyclic carbon atoms containing cyano groups and carboxyl groups, other than cyano groups, bound to the same unsaturated acyclic carbon skeleton

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医薬中間体として有用
な、(R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸
t−ブチルエステルに関し、この化合物は種々の医薬品
中間体として多くの化合物へと導くことができる。例え
ば、3−ヒドロキシ−3−メチルグルタリル補酵素A
(以下HMG−CoAと略記する。)還元酵素の阻害剤
の活性部位と考えられているラクトン部位である4−ヒ
ドロキシ−3,4,5,6−テトラヒドロ−2H−ピラ
ン−2−オンへと導くことができる。
【0002】
【従来の技術】(R)−(−)−4−シアノ−3−ヒド
ロキシ酪酸エステル類は、コレステロール低下剤、HM
G−CoA還元酵素の阻害剤として注目されているコン
パクチン、メバロチンならびにプラバスタチンの活性部
位であるラクトン部分に容易に変換できることが知られ
ている。例えば、米国特許第4611067号明細書に
記載されているように、(R)−4−シアノ−3−ヒド
ロキシ酪酸エステルの水酸基をトリアルキルシリル基、
テトラヒドロピラニル基などで保護した化合物を加水分
解してアミドとし、酸処理することによって4−ヒドロ
キシ−3,4,5,6−テトラヒドロ−2H−ピラン−
2−オンへと導いている例がある。
【0003】あるいは、ジャーナル・オブ・メディシナ
ル・ケミストリー(J.Med. Chem.),33巻,295
2頁(1990年)に記載のようにイソアスコルビン酸
より調製した(S)−4−ブロモ−3−ヒドロキシ酪酸
メチルエステルを出発原料として水酸基を保護した後に
ハロゲン交換を行ないヨウ化物とし、ウイッティヒ−ホ
ーナー( Wittig−Hornor )試薬とした後、数工程を経て
分子内にリン化合物を含むHMG−CoA還元酵素の阻
害剤へと導いている例がある。
【0004】更には、特許公表公報平3−502798
号に記載のように水酸基を保護した4−シアノ酪酸誘導
体にマロン酸誘導体を反応させることにより6−シアノ
−3−オキソヘキサン酸誘導体へと導き、コレステロー
ル生合成阻害剤へと導いている。
【0005】また、光学活性4−シアノ−3−ヒドロキ
シ酪酸エステル類の合成は、アクタ・ケミカ・スカンジ
ナビア( Acta Chem. Scand.B37巻,341頁(19
83年)に記載されている方法で、アラビノースやアス
コルビン酸を不斉源として(S)−4−ブロモ−3−ヒ
ドロキシ酪酸メチルエステルに導いた後、あるいはカル
ボハイドレート・リサーチ( Carbohydrate, Res. ) ,
72巻,301頁(1979年)に記載のごとく、L−
アスコルビン酸に過酸化水素と炭酸カルシウムを反応さ
せることによって得られるスレオニンカルシウム塩1水
和物に臭化水素を作用させジブロモ体を得てブロムヒド
リンへと導いた後に、米国特許第4611067号明細
書記載のごとく、水酸基を保護基(テトラヒドロピラニ
ル、トリアルキルシリル、アルキルなど)で保護し、青
酸ソーダを反応せしめる方法が知られている。
【0006】また、ブルテン・オブ・ケミカル・ソサイ
アティ・フランス( Bull. Chem. Soc. Fr. ) ,33
巻,732頁(1923年)には4−クロロ−3−ヒド
ロキシブチロニトリルを加水分解してカルボン酸とした
後に、このものをエチルエステル化したものにシアン化
カリウムを作用させて4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸
エチルエステルを得る方法が記載されている。しかし、
この文献の方法で収率が低く、光学活性についても全く
触れられていない。
【0007】ところで、このHMG−CoA還元酵素の
阻害剤の活性はラクトン部分の水酸基の立体が重要な役
割を果たすことが知られている。例えば、ジャーナル・
オブ・メディシナル・ケミストリー(J.Med. Chem.,
30巻,1863頁(1987年))あるいはジャーナ
ル・オブ・オーガニック・ケミストリー(J.Org. Che
m.)51巻,4931頁,(1986年)などには水酸
基の位置による阻害活性の低下が記載されている。ま
た、特開昭56−45470号公報および特開昭61−
129178号公報には阻害活性を示すためにはコンパ
クチンやメビノリンなどのラクトン環において4位の水
酸基の立体が(R)配置でなければならない旨の記載が
あり、従来の合成法においては光学活性体の分離をしな
ければならず、不要な異性体の生成を伴い工程も非常に
長いとの記載がある。また、特開昭61−282342
号公報にも同様の記載があり、有用な阻害活性を示すた
めには、ラクトン環の前駆体であるジヒドロキシカルボ
ン酸の水酸基の立体がやはり(3R)と(5S)又は
(3S)と(5R)でなければならない旨の記載があ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のような報告例が
あるが、阻害活性の高いラクトン環部位を得るためには
従来の反応では水酸基の保護が必要であったり、光学活
性体の分離を行ったりしなければならず、工程も非常に
長いものであった。したがって反応工程も短く操作が簡
便な経済的な合成方法が望まれていた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決すべく種々検討した結果、ジケテンから得られる4
−ハロゲノアセト酢酸t−ブチルエステルに不斉水素化
反応を行うことにより、容易に得られる(S)−(−)
−4−ハロゲノ−3−ヒドロキシ酪酸t−ブチルエステ
ルにシアノ化反応を行うことによって簡便に医薬中間体
として有用な(R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロ
キシ酪酸t−ブチルエステルを得ることを見出し本発明
の完成に至った。
【0010】すなわち、本発明は式(1)
【化4】 (式中Bu−tはt−ブチル基を示す。)で表される
(R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸t−
ブチルエステルに関する。
【0011】又本発明は一般式(2)
【化5】 (式中Xは塩素原子又は臭素原子を示し、Bu−tはt
−ブチル基を示す。)で表される(S)−(−)−4−
ハロゲノ−3−ヒドロキシ酪酸t−ブチルエステルに一
般式(3)
【化6】MCN (3) (式中Mはナトリウム原子あるいはカリウム原子を示
す。)で表されるシアン化物を反応せしめることにより
式(1)
【化7】 で表される(R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキ
シ酪酸t−ブチルエステルを製造する方法に関する。
【0012】本発明の原料である4−ハロゲノアセト酢
酸t−ブチルエステルは例えば特開昭61−14619
1号公報記載の方法により容易にジケテンから得られる
ものである。また、光学活性な(S)−(−)−4−ハ
ロゲノ−3−ヒドロキシ酪酸t−ブチルエステルを得る
方法としては、特開平1−211551号公報記載の方
法により4−ハロゲノアセト酢酸エステル類をルテニウ
ム−光学活性ホスフィン錯体、例えばRu2 Cl4 (B
INAP)2 (C2 5 3 N〔BINAPは2,2′
−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1′−ビナフチ
ルを示す〕を触媒として用い不斉水素化を行うことによ
って得られるものである。この反応において、ルテニウ
ム光学活性ホスフィンの配位子であるBINAPとして
は(R)−(+)−BINAPを用いることにより
(S)体の化合物が得られる。また、特開昭61−14
6191号公報記載のように4−ハロゲノアセト酢酸エ
ステルを微生物発酵により光学活性(S)−(−)−4
−ハロゲノ−3−ヒドロキシ酪酸t−ブチルエステルを
得ることもできる。
【0013】次にシアノ化の工程は、不斉水素化によっ
て得られた(S)−(−)−4−ハロゲノ−3−ヒドロ
キシ酪酸t−ブチルエステルをジメチルホルムアミド、
アセトニトリル、ジメチルスルホキシドのような非プロ
トン性極性溶媒に溶かし、これに一般式(3)で表され
るシアン化物の水溶液を加え、反応温度15℃〜100
℃好ましくは40〜70℃の反応時間で2時間から5時
間、好ましくは2時間から3時間攪拌することによって
行なわれる。このようにして合成された化合物(1)は
反応液を酢酸エチル、トルエン、ジイソプロピルエーテ
ル、塩化メチレンなどの有機溶媒で抽出した後に水洗
し、溶媒を留去し、得られた残渣をトルエン、酢酸エチ
ル、エタノール、イソプロピルエーテルなどで再結晶す
ることによって得られる。
【0014】本発明の有利な点の一つに式(1)で表さ
れる本発明化合物の高い光学純度という点がある。例え
ば、他の低級エステル(エチル、プロピル、n−ブチル
などのエステル)はそのものが液状であるために光学純
度を上げる簡単な手段はないが、本発明化合物は結晶で
あるために他のエステルには適用できない再結晶によ
り、光学純度を上げる操作ができる。この事実は本発明
によって初めて知得されるものである。また、他の有利
な点はシアノ化反応の際に他の低級エステルでは、けん
化が起こり収率が低下するが、本化合物の場合はけん化
が起こりにくいため収率も余り低下しない。
【0015】
【実施例】次に実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれら実施例によって限定されるものでは
ない。なお、以下の測定には次の装置を用いた。1 H−NMR:AMX−400(400MHz)(ブル
ッカー社製) 内部標準物質:テトラメチルシラン 旋光度:DIP−360(日本分光工業(株)製) 光学純度および化学純度:高速液体クロマトグラフィー L−6000(日立製作所(株)製) 検出器:UV検出器L−4000UV(日立製作所
(株)製) 赤外吸収スペクトル:IR−810(日本分光工業
(株)製) 融点:ミクロ融点測定器(柳本製作所(株)製) 光学活性な両鏡像体( enantiomer ) の(R)と(S)
のどちらがどのくらい多く存在するかを%表示した光学
純度の表示法は次式による。 %ee={(〔R〕−〔S〕)/(〔R〕+〔S〕)}×100 ただし、〔R〕が多い場合の式。
【0016】実施例1 (1)(S)−(−)−4−クロロ−3−ヒドロキシ酪
酸t−ブチルエステルの製造法 あらかじめ窒素置換した100mlオートクレーブ(ハス
テロイ製)に、4−クロロアセト酢酸t−ブチルエステ
ル58.35g(0.3mol ) とt−ブチルアルコール
120mlを加え、ここにRu2 Cl4 〔(R)−(+)
−BINAP〕2 Et3 N 250mg(0.00015
mol ) の塩化メチレン2ml溶液を加え、水素圧10〜1
5kg/cm2 、反応温度100℃で2時間攪拌して水素化
を行った。溶媒を留去して残渣を減圧蒸留して、無色透
明液状の(S)−(−)−4−クロロ−3−ヒドロキシ
酪酸t−ブチルエステル53.0gを得た。収率90
%。光学純度92%ee。
【0017】融点:113〜116℃/mmHg 旋光度〔α〕D 25 −94.7°(メタノール,C=
1.88) IR (neat) νmax ( cm-1 ):3450,2950,1
730,16301 H−NMR δ:1.47(9H,s),2.55
(4H,m),3.42(1H,brs ),3.58(2
H,m),4.22(1H,m)
【0018】(2)(R)−(−)−4−シアノ−3−
ヒドロキシ酪酸t−ブチルエステルの製造法 (1)で得られた(S)−(−)−4−クロロ−3−ヒ
ドロキシ酪酸t−ブチルエステル36.7g(0.22
mol ) をジメチルスルホキシド120mlに溶かし、この
溶液に青酸ソーダ12.7g(0.25mol ) を含む水
溶液45mlを加え、65℃で3時間攪拌した。転化率は
100%であった。続いて反応液を酢酸エチル120ml
で抽出し、得られた有機層を水洗後、無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥した。溶媒を留去した後、蒸留し、(R)−
(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸t−ブチルエ
ステルの粗生成物22.6gを得た。収率65%、光学
純度92%。 沸点:130〜135℃/0.2mmHg 続いてこの粗生成物を80mlのトルエンにより再結晶し
て(R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸t
−ブチルエステル15.8gを得た。粗生成物からの収
率70%。光学純度99%ee以上。
【0019】融点:63〜64℃ 旋光度〔α〕D 25 −2.09°(メタノール,C=
1.05) IR (KBr)νmax ( cm-1 ):3450,2950,22
60,1730,1630,11901 H−NMR(CDCl3 ) δ:1.46(9H,
s),2.55(2H,m),3.45(1H,brs
),3.59(2H,dd,J=1.2Hz,5.6H
z),4.21(1H,m)
【0020】比較例1 (R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸n−
ブチルエステルの製造方法 あらかじめ窒素置換した100mlオートクレーブ(ハス
テロイ製)に、4−クロロ−アセト酢酸n−ブチルエス
テル38.8g(0.2mol ) とn−ブチルアルコール
50mlを加え、ここにRu2 Cl2 〔(R)−(+)−
BINAP〕2Et3 N 73mgの塩化メチレン2ml溶
液を加え、水素圧11〜12kg/cm2 、反応温度100
℃で2時間攪拌して水素化を行った。溶媒を留去した
後、残渣を減圧蒸留して(S)−(−)−4−クロロ−
3−ヒドロキシ酪酸n−ブチルエステル35.0gを得
た。 収率90%。 光学純度94%ee.
【0021】融点:118〜120℃/2mmHg 旋光度〔α〕D 25 −14.1°(クロロホルム,C=
1) IR (neat) νmax ( cm-1 ):3450,2950,1
730,16301 H−NMR δ:0.94(3H,t,J=7.3H
z),1.39(2H,m),1.62(2H,m),
2.63(4H,m),4.14(2H,t,J=6.
7Hz),4.35(1H,m)
【0022】引き続き、得られた(S)−(−)−4−
クロロ−3−ヒドロキシ酪酸n−ブチルエステルを実施
例1と同様の方法により(R)−(−)−4−シアノ−
3−ヒドロキシ酪酸n−ブチルエステルへと導いた。す
なわち、(S)−(−)−4−クロロ−3−ヒドロキシ
酪酸n−ブチルエステル58.5g(0.3mol ) をジ
メチルスルホキシド180mlに溶かしこの溶液に青酸ソ
ーダ16.7g(0.34mol ) を含む水溶液67.5
ml中に加え、65℃で2時間攪拌した。反応液を酢酸エ
チルで抽出し、得られた有機層を水洗した後に、硫酸マ
グネシウムで乾燥した。溶媒を留去した後、蒸留し
(R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸n−
ブチルエステルを得た。 収率58%。 光学純度94
%ee.
【0023】沸点:125℃/0.5mmHg 旋光度〔α〕D 25 −23.5°(クロロホルム,C=
1.48) IR (neat) νmax ( cm-1 ):3450,2950,2
260,1730,1630,11901 H−NMR(CDCl3 ) δ:0.94(3H,
t,J=7.3Hz),1.39(2H,m),1.62
(2H,m),2.63(4H,m)、4.14(2
H,t,J=6.7Hz),4.35(1H,m)
【0024】比較例2 (R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸エチ
ルエステルの製造法 実施例1および比較例1と同様にして得られた(S)−
(−)−4−クロロ−3−ヒドロキシ酪酸エチルエステ
ル(36.7g,0.22mol )をジメチルスルホキシ
ド120mlに溶かし、ここへ青酸ソーダ(12.7g,
0.25mol )の水溶液45mlを加える。続いて65℃
に加熱し、2時間攪拌し反応を終了した。転化率90
%。反応溶液を酢酸エチル120mlで抽出し、有機層を
水400mlで洗浄して無水硫酸マグネシウムで乾燥す
る。水層は酢酸エチル60mlで2回抽出し、有機層と合
わせて乾燥する。溶媒留去した後、蒸留して(R)−
(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸エチルエステ
ルを20g得た。 収率57.5%。 光学純度95.
6%ee.
【0025】沸点:115℃/2mmHg 旋光度〔α〕D 20 −27.0°(CHCl3 ,C=
1.1) IR (neat) νmax ( cm-1 ):3450,2970,2
260,1730,16301 H−NMR δ(CDCl3 ):1.29(3H,
t,J=7.2Hz),2.63(4H,brs ),3.4
2(1H,brs ),4.20(2H,q,J=7.2H
z),4.34(1H,m)
【0026】比較例3 (R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸プロ
ピルエステルの製造法比較例2と同様にして(S)−
(−)−4−クロロ−3−ヒドロキシ酪酸プロピルエス
テルを原料として(R)−(−)−4−シアノ−3−ヒ
ドロキシ酪酸プロピルエステルを得た。 収率56.5%。 光学純度 95%ee.
【0027】沸点:110℃/0.3mmHg 旋光度〔α〕D 25 −23.6°(CHCl3 ,C=
1.1) IR (neat) νmax ( cm-1 ):3450,2950,2
260,1730,1630,11901 H−NMR δ(CDCl3 ):0.96(3H,
t,J=7.2Hz),1.68(2H,d,d,q,J
=0.2,6.7,7.4Hz),2.62(4H,
m),4.10(2H,t,J=6.7Hz),4.34
(1H,m)
【0028】
【発明の効果】本発明においてはジケテンより容易に得
られる4−ハロゲノアセト酢酸t−ブチルエステルを不
斉水素化して得られる(S)−(−)−4−ハロゲノ−
3−ヒドロキシ酪酸t−ブチルエステルをシアン化物に
よりシアノ化することにより、高い光学純度の(R)−
(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸t−ブチルエ
ステルを得ることができる。本発明により経済的かつ工
業的規模で光学活性な4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸
t−ブチルエステルを製造することが可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−190735(JP,A) 特開 昭62−212356(JP,A) 特開 平2−42050(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 253/14 C07C 255/20 C07M 7:00 C07B 53/00 C07C 255/19 C07B 43/08 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式(1) 【化1】 (式中Bu−tはt−ブチル基を示す。)で表される
    (R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸t−
    ブチルエステル。
  2. 【請求項2】 一般式(2) 【化2】 (式中Xは塩素原子又は臭素原子を示し、Bu−tはt
    −ブチル基を示す。)で表される(S)−(−)−4−
    ハロゲノ−3−ヒドロキシ酪酸t−ブチルエステルに一
    般式(3) 【化3】 MCN (3) (式中Mはナトリウム原子又はカリウム原子を示す。)
    で表されるシアン化物を反応せしめることを特徴とする
    請求項1記載の(R)−(−)−4−シアノ−3−ヒド
    ロキシ酪酸t−ブチルエステルの製造方法。
JP16549692A 1992-06-02 1992-06-02 (R)−(−)−4−シアノ−3−ヒドロキシ酪酸t−ブチルエステル及びその製造方法 Expired - Fee Related JP3171931B2 (ja)

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