JP4128633B2 - 2−置換−1−(テトラゾール−5−イル)ベンゼン合成のためのオルトメタル化方法 - Google Patents
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Description
アンギオテンシンII拮抗薬は、新しい治療上のクラスを構成しており、この親化合物であるロサルタン(INN)は高血圧、不安神経症、緑内障、心臓発作の有用な治療薬として、最近製薬市場で売り出されている。
アンギオテンシンII拮抗薬のクラスに属するほとんどの化合物は、共通のジフェニルテトラゾリル部分を有する。
この治療上のクラスの最も知られた化合物を挙げると、既に知られているロサルタン、カンデサルタン、イルベサルタン、タソサルタン、バルサルタン等の化合物があり、全て次の一般式:
で表される(式中、Aは置換されていてもよい含窒素複素環又は開環アミド残基を表す)。
特に、他の既に確認されたアンギオテンシンII拮抗薬における各A残基は、以下の基を持つ。
ロサルタン A=2−ブチル−4−クロロ−5−ヒドロキシメチル−イミダゾール−1−イル
カンデサルタン A=2−エトキシ−7−カルボキシ−1H−ベンズイミダゾゾール−1−イル
イルベサルタン A=2−ブチル−1,3−ジアザ−スピロ[4,4]ノン−1−エン−4−オン−3−イル
タソサルタン A=2,4−ジメチル−5,8−ジヒドロ−6H−ピリド[2,3−d]ピリミジン−7−オン−8−イル
バルサルタン A=(S)−N−(1−カルボキシ−2−メチルプロプ−1−イル)−N−ペンタノイルアミノ
化学式(I)の化合物の合成に有用な重要中間体の一つは,以下の化学式:
(式中、Rは水素原子、保護基又は塩生成基を表し;Xは塩素、臭素及びヨウ素から選択されるハロゲン原子を表す。)で表される2−置換フェニルテトラゾール誘導体であることは明らかである。
化学式(II)の中間体は、化学式(I)の化合物のジフェニル部分を生成するために好都合に置換されたフェニル誘導体とのクロスカップリング反応に用いられる。
化学式(II)の化合物の製造方法に関する文献において知られている限り、直接メタル化についてはただ一つの方法が報告されており、それは水素原子と金属との交換反応である。
特にこの方法は、米国特許第5,039,814号(メルク社)に開示されており、実際のところフェニルテトラゾールのオルトリチウム化とそれに続くトランスメタレーションである。
この方法の欠点は、高い引火性と反応性ゆえに、大規模に使用する際には特別な安全手順を必要とする有機リチウム化合物を用いる必要がある点である。
フェニルテトラゾール類の直接メタル化の最も一般的な代替法は、相当する2−ハロ置換誘導体のメタル化であり、即ちハロゲン原子と金属との交換反応である。これに関する例は、欧州特許第550313号(シンセラボ)及び第539086号(アメリカン・ホーム・プロダクツ社)に開示されている。
直接メタル化による式IIのフェニルテトラゾール類の調製は、有機リチウム化合物の様な特別な安全手順を用いる必要がなくなるために有利であろう。
リチウム誘導体を含まない活性化有機化合物を直接メタル化する方法のいくつかが文献に良く知られている。
フォン・アドリアン・マーサー(Von Adrian Marxer)らはHervatica Chimica Acta,57(7),1988−2000(1974)において、フェニルピラゾールの直接オルトメタル化にエチルマグネシウムブロミドを使用して、好結果を収めたことを記述している。
フィリップ・E・イートンらはJ.Chem.Soc.、111(20),8016-8018(1989)において、過剰のハウザー塩基、即ち化学式R2NMgBrで表される化合物を用いたキューバン類及び芳香族基質の直接オルトメタル化を報告している。
それにもかかわらず、文献記載の方法に従って本発明者らが行ったフェニルテトラゾール直接オルトメタル化の試みは、全く失望するものであった。特に、エチルマグネシウムブロミドを使用した方法では、大過剰のハウザー塩基を使用したにもかかわらず変換率は実際のプロセスにできない程低く、オルトメタル化された物質は得られなかった。
そこで本発明者らは、有機リチウム化合物を用いずに、相当するフェニルテトラゾールの直接オルトメタル化によって式IIで表される化合物を調製できることを見出した。
即ち、本発明の目的は、次式:
(式中、Rは水素原子、保護基又は塩生成基を表し;Xは塩素、臭素及びヨウ素から選択されるハロゲン原子を表す)で表される化合物を調製するための直接オルトメタル化方法であって、次式:
(式中、Rは前記と同義)で表される化合物を、触媒量の次式:
R2−NH−R3 (V)
(式中、R2及びR3は、同一又は異なる分岐又は環状のC3〜C6アルキル基又はアルキル部分の炭素数が1〜3のトリアルキルシリル基を表すか、或いはR2とR3とはNH基と共に置換していても良い環状アミンを形成する)で表される二級アミンの存在下、次式:
R1−MgX (IV)
(式中、Xは前記と同義;R1は直鎖又は分岐のC1〜C6アルキル基又はベンジル基を表す)で表されるグリニヤール化合物で処理することを含む方法である。
本発明の目的の方法は、アンギオテンシンII拮抗薬合成の中間体の調製に有用である。
テトラゾール部分の保護基としては、公知のアンギオテンシンII拮抗薬の公知の合成法に通常使用される基であり、主な基としては、一個又はそれ以上のフェニル又はピリジル等のアリール基又はアリールアルコキシ基で置換されていてもよい直鎖又は分岐のC1〜C6アルキル基及びC1〜C3アルコキシ又はアルキルチオ基が挙げられる。
本発明の目的の方法において好ましい保護基はtert−ブチルである。
好ましい塩生成基としては、ナトリウム及びカリウムイオンが使用される。
式IVで表されるハロゲン化アルキルマグネシウムは良く知られている化合物である。
一般にこれら化合物は、相当するハロゲン化アルキルをマグネシウムで処理して調製される。
その場で調製したハロゲン化エチルマグネシウム、更にはエチルマグネシウムブロミドが好ましい。
一般に、式IVで表されるグリニヤール試薬は少なくとも化学量論量使用し、式IIで表されるフェニルテトラゾールに比較してやや過剰に使用することが好ましいが、しかし化学量論より少ない量であっても使用され得る。
従って、化合物IVと化合物IIIとのモル比は一般に1:1から1.5:1の間であり、1.05:1から1.3:1の間がより好ましい。
式Vで表される二級アミンは、NH基に結合する非常に嵩高い置換基を有する。
式Vで表されるアミンで好ましいのは、R2及びR3が分岐又は環状のC3〜C6アルキル基であるアミン、或いはR2とR3とがNH基と共に置換していても良い環状アミンを形成するアミンである。
置換基R2及びR3として分岐又は環状のC3〜C6アルキル基を有するアミンの具体例としては、ジイソプロピルアミン、ジ−tert−ブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、tert−ブチル−イソプロピルアミン、ジ−シクロペンチルアミン及びジ−シクロヘキシルアミンが挙げられる。
式Vで表されるアミンのうち、R2とR3とがNH基と共に置換していても良い環状アミンを形成するアミンの好ましい例としては、ピロリジン類、ピペリジン類及びモルホリン類が挙げられるが、これらは2,2,6,6−テトラメチルピペリジンや2,2,5,5−テトラメチルピロリジン等の窒素の二個のビシナル位が置換された4置換アミンである。
特に上記ピペリジン誘導体は、4位がアルキル基及びアルコキシ基又はアセタールとして保護されたオキソ基によって更に順次置換され得る。
特に式Vで表されるアミンで好ましいものは、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン及びジイソプロピルアミンである。
式Vで表されるアミンは、式IVで表されるグリニヤール試薬と比較して触媒量、即ち、化学量論量より少量用いる。
化合物Vと化合物IVとのモル比は通常0.01:1から0.5:1の間であり、0.05:1から0.2:1の間がより好ましい。
本発明の目的である直接オルトメタル化は適当な溶媒中で実施する。通常は、溶媒はエーテル類及びそれらと脂肪族又は芳香族炭化水素との混合物である。
好ましくは、テトラヒドロフランが、更にこれとトルエンとの混合物が溶媒として用いられる。
温度はさほど重要なパラメータではなく、通常室温から還流温度の間で行われる。
還流温度にて行われることが好ましい。
直接オルトメタル化反応は触媒量の金属塩を更に添加して、配位子の存在又は非存在下に行ってもよい。
本発明の目的の方法に従って調製された式IIで表される化合物は、前記式Iで表される化合物のビフェニルテトラゾリル部分を調製するためにクロスカップリング反応にそのまま用いることができる。
或いは、これらを公知の技法に従ってトランスメタレーション反応させ、次式:
(式中、Rは前記と同義;YはXと同義又はOH、C1〜C4アルコキシ基又はC1〜C4アルキル基を表し;MはZn、B、Al、Cu及びSnより選択され及びnはMに依存して1、2又は3である)で表される化合物を得る。
好ましくは、本発明の方法に従って調製された式IIで表される化合物をトランスメタレーション反応させ、MがZnでYが塩素、臭素又はヨウ素である式VIで表される化合物を得る。
トランスメタレーションは、グリニヤール試薬を、通常ZnCl2であるハロゲン化亜鉛で処理することにより行われる。
トランスメタレーション反応は、好ましくは、ハロゲン化亜鉛と共にグリニヤール化合物IIを含む反応液を処理することにより直接行うことができる。
化合物IIに関して記載したように、式VIで表される化合物は、クロスカップリング反応に用いられる。
前記のように、本発明の目的の方法に従って調製された式IIで表される化合物は、アンギオテンシンII拮抗薬を調製するための中間体として有用である。この点に関して、式IIで表される化合物の有用性は、国際公開WO96/40684号(アメリカン・ホーム・プロダクツ社)に記載のクロスカップリング方法によるタソサルタンとして知られる化合物の調製において詳しく例示されている。
本発明の方法の好ましい実施態様は以下のようである。
ハロゲン化エチルを、マグネシウムが好ましい溶媒に懸濁された懸濁液に添加して、相当するグリニヤール化合物を生成した。触媒量の2,2,6,6−テトラメチルピペリジンを添加した後、混合物を加温し、更にフェニル−tert−ブチルテトラゾールを添加した。
メタル化反応の終点、即ちエタンの発生が停止した時点において、生成した式IIで表される化合物を、ハロゲン化亜鉛で直接処理し、MがZnである相当する式VIで表される化合物を得た。この化合物を、いかなる単離又は精製もせずにクロスカップリング反応に用いた。
本発明者らの知る限り、本発明の目的であるメタル化方法は、有機リチウム化合物を用いないフェニルテトラゾールの直接メタル化の唯一の方法である。
更に、本発明者らの知る限り、ハロゲン化アルキルマグネシウムを触媒量の好ましい嵩高い二級アミンと共に使用することは、芳香族化合物の直接メタル化方法としてこれまでの文献に記載がない。
実際、先行文献は、フェニルテトラゾール類とは異なる化合物の直接メタル化について、あるいは触媒を用いないエチルマグネシウムブロミドの反応(上記フォン・アドリアン・マーサー(Von Adrian Marxer)らの研究参照)又は過剰のハウザー塩基を用いることによる直接メタル化(上記フィリップ・E・イートンらの研究参照)について記載する。
それにもかかわらず、フェニルテトラゾール類に好ましい直接メタル化方法はこれまでに報告されていない(比較例参照)。
当業者であれば、本発明の目的である直接メタル化方法が、文献記載のリチウム化の方法の有利な代替法であることは明白であろう。
アルキルリチウムの使用を回避する顕著な利点とは別に、本発明方法は、実用的及び工業的に特に有利であるである。これは、本方法が低温を必要とせず、得られる式IIで表される粗化合物をそのまま後続のクロスカップリング反応に使用したり、いかなる単離又は精製もせずにトランスメタレーションに用いることができるからである。
本発明を以下の実施例を参照してより良く説明する。
実施例1
マグネシウム屑(1.2g;50mmol)のテトラヒドロフラン(25mL)懸濁液を撹拌しつつ、エチルブロミド(5.5g;50mmol)を不活性雰囲気下、25℃で滴下した。温度は60℃以下に維持した。滴下終了時、更にこの混合物を60℃で30分間撹拌し、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(0.72g;5mmol)を加え、73℃で1時間還流した。フェニル−tert−ブチルテトラゾール(8.1g;40mmol)を加え、得られた混合物を撹拌下、18時間還流した(計約1000mLの気体が発生した)。CH3ODでクエンチし、サンプルを1H−NMR法により分析した結果、残留フェニル−tert−ブチルテトラゾールは開始時の量の5%未満だった。
赤橙色のtert−ブチルフェニルテトラゾリルマグネシウムブロミド溶液(理論量40mmol)を70℃で冷却した。この溶液を、無水塩化亜鉛(10.4g;76.2mmol)のトルエン(30mL)懸濁液に15分間かけて加えた(マグネシウム残留物が生成した場合は沈殿により除去可能)。得られた懸濁液を60℃で1時間加熱した。この懸濁液に、8−[(4−ブロモフェニル)メチル]−5,8−ジヒドロ−2,4−ジメチル−ピリド[2,3−d]ピリミジン−7(6H)−オン(10.4g;30mmol)、酢酸パラジウム(0.1g;0.44mmol)及びトリフェニルホスフィン(0.35g;1.33mmol)を加え、得られた混合物を24時間60℃に維持した。得られた懸濁液を25℃に冷却し、水(15mL)及び酢酸(0.9g)を添加した。二相を分離し、有機相を水(10mL)で洗浄し、真空下で蒸発乾固させた。
残留物をHPLC法により分析し、以下の結果を得た。
カップリング生成物:9.48g(20.3mmol)
出発原料:1.24g(3.6mmol)
実施例2
マグネシウム屑(0.48g;20mmol)のテトラヒドロフラン(10mL)懸濁液を撹拌しつつ、エチルブロミド(2.2g;20mmol)を不活性雰囲気下、25℃で滴下した。温度は60℃以下に維持した。滴下終了時に、この混合物を30分間撹拌し、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(0.29g;2mmol)を加え、73℃で1時間還流した。フェニルテトラゾールナトリウム塩(2.7g;16mmol)とテトラヒドロフラン(10mL)の混合物を65℃で約15分間かけて加えた。得られた混合物を65℃で18時間撹拌し続け、60℃に冷却した。無水塩化亜鉛(4.15g;30mmol)を複数回に分けて15分間かけて加えた後、8−[(4−ブロモフェニル)メチル]−5,8−ジヒドロ−2,4−ジメチル−ピリド[2,3−d]ピリミジン−7(6H)−オン(4.15g;12mmol)、酢酸パラジウム(0.04g;0.18mmol)及びトリフェニルホスフィン(0.142g;0.54mmol)を加え、得られた混合物を60℃で24時間撹拌した。
得られた混合物をHPLC法により分析し、以下の結果を得た。
カップリング生成物:2.99g(7.3mmol)
出発原料:1.5g(4.6mmol)
実施例3
マグネシウム(0.488g;20mmol)のテトラヒドロフラン(10mL)懸濁液を撹拌しつつ、エチルブロミド(2.2g;20mmol)を不活性雰囲気下、25℃で滴下した。温度は60℃以下に維持した。得られた混合物を30分間撹拌し続け、ジイソプロピルアミン(0.4g;4mmol)を加え、73℃で1時間還流した。更に、フェニル−tert−ブチルテトラゾール(3.2g;16mmol)を加え、73℃で28時間還流した。
1H−NMR法による分析の結果、生成物中に約80%のオルトメタル化物が存在することが確認された。
実施例4
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(1.33g;9.43mmol)を23%メチルマグネシウムクロリドとTHF(69.1g;213mmol)混合物に加え、撹拌下、還流温度に加温した。得られた混合物を10分間撹拌し続け、フェニル−tert−ブチルテトラゾール(38.1g;188mmol)を加え、撹拌下、45時間還流した。
サンプルを1H−NMR法により分析した結果、生成物中に約88%のオルトメタル化物が存在することが確認された。
上記混合物を40℃に冷却し、テトラヒドロフラン(48mL)、トルエン(157mL)及び無水塩化亜鉛(51g;375mmol)を加えた。温度は60℃以下に維持した。得られた懸濁液を60℃で2時間撹拌し続け、8−[(4−ブロモフェニル)メチル]−5,8−ジヒドロ−2,4−ジメチル−ピリド[2,3−d]ピリミジン−7(6H)−オン(45g;130mmol)、酢酸パラジウム(0.44g;1.95mmol)及びトリフェニルホスフィン(1.5g;5.8mmol)を加え、4時間60℃に維持した。得られた懸濁液を25℃に冷却し、水(90mL)及び酢酸(15mL)を添加した。二相に分離し、有機相を真空下で蒸発乾固させた。
残留物をHPLC法により分析し、以下の結果を得た。
カップリング生成物:55.6g(119mmol;収率=91%)
出発原料:0.5%未満
実施例5
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(0.31g;2.21mmol)を2MのベンジルマグネシウムクロリドとTHF(24.4mL;49mmol)混合物に加え、撹拌下、還流温度に加温した。得られた混合物を10分間撹拌し続け、フェニル−tert−ブチルテトラゾール(8.95g;44mmol)を加え、撹拌下、45時間還流した。
サンプルを1H−NMR法により分析した結果、生成物中に約88%のオルトメタル化物が存在することが確認された。
実施例6
マグネシウム屑(1.27g;52.5mmol)のテトラヒドロフラン(10mL)懸濁液を撹拌しつつ、エチルブロミド(6.3g;58mmol)を不活性雰囲気下、25℃で滴下した。温度は60℃以下に維持した。滴下終了時にこの混合物を還流温度で撹拌し、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(0.31g;2.21mmol)を加え、10分間還流した。フェニル−tert−ブチルテトラゾール(8.95g;44mmol)を加え、得られた混合物を還流下で25時間撹拌し続けた。
サンプルを1H−NMR法により分析した結果、生成物中に約79%のオルトメタル化物が存在することが確認された。
実施例7
マグネシウム屑(9.1g;374mmol)のテトラヒドロフラン(180mL)懸濁液を撹拌しつつ、エチルブロミド(39.2g;360mmol)を不活性雰囲気下、25℃で滴下した。温度は60℃以下に維持した。滴下終了時に、この混合物を撹拌下、30分間還流し、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(2.23g;16mmol)を加え、更に10分間還流した。フェニル−tert−ブチルテトラゾール(129g;639mmol)を加え、得られた混合物を還流下で19時間撹拌した。更に、得られた混合物を40℃に冷却し、トルエン(330mL)および無水塩化亜鉛(81g;593mmol)を加えた。温度は60℃以下に維持した。得られた懸濁液を60℃で2時間撹拌し続け、8−[(4−ブロモフェニル)メチル]−5,8−ジヒドロ−2,4−ジメチル−ピリド[2,3−d]ピリミジン−7(6H)−オン(81g;234mol)、酢酸パラジウム(0.79g;3.5mmol)及びトリフェニルホスフィン(2.8g;10.6mmol)を加えた。得られた混合物を60℃で18時間撹拌し続け、25℃で冷却した後、水(120mL)及び酢酸(15mL)を添加した。二相に分離し、有機相を真空下で蒸発させた。
残留物をHPLC法により分析した結果、以下の結果を得た。
カップリング生成物:87.5g(187mmol、収率=80%)
出発原料:0.5%未満
比較例1
マグネシウム屑(0.48g;20mmol)のテトラヒドロフラン(10mL)懸濁液を撹拌しつつ、エチルブロミド(2.2g;20mmol)を不活性雰囲気下、25℃で滴下した。温度は60℃以下に維持した。得られた混合物を30分間撹拌し続け、フェニル−tert−ブチルテトラゾール(4.0g;20mmol)を加え、73℃で3時間還流した。気体の発生は無く、1H−NMR法により生成物を分析した結果、オルトメタル化物は検出されなかった。
比較例2
マグネシウム(0.96g;40mmol)のテトラヒドロフラン(20mL)懸濁液を撹拌しつつ、エチルブロミド(4.4g;40mmol)を不活性雰囲気下、25℃で滴下した。温度は60℃以下に維持した。滴下終了時に、この混合物を30分間撹拌し、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン(5.8g;40mmol)を加え、気体の発生が停止するまで73℃で2時間還流した。フェニル−tert−ブチルテトラゾール(1.35g;6.6mmol)を加え、73℃で還流した。
1H−NMR分析法によりオルトメタル化反応の経過を評価した結果、以下の結果を得た。
1.5時間後 メタル化物56%
3.0時間後 メタル化物60%
4.0時間後 メタル化物58%
Claims (11)
- 次式:
(式中、Rは水素原子、保護基又は塩生成基を表し;Xは塩素、臭素及びヨウ素から選択されるハロゲン原子を示す)で表される化合物を調製するための直接オルトメタル化方法であって、次式:
(式中、Rは前記と同義)で表される化合物を、触媒量の次式:
R2−NH−R3 (V)
(式中、R2及びR3は、同一又は異なる分岐又は環状のC3〜C6アルキル基又はアルキル部分に1〜3の炭素原子を有するトリアルキルシリル基を示すか、或いはR2とR3とはNH基と共に置換基を有しても良い環状アミンを形成する)で表される二級アミンの存在下、次式:
R1−MgX (IV)
(式中、Xは前記と同義;R1は直鎖又は分岐のC1〜C6アルキル基又はベンジル基を示す)で表されるグリニヤール試薬で処理することを含む直接オルトメタル化方法。 - 化合物IVと化合物IIIとのモル比が1:1から1.5:1の間にある請求項1に記載の直接オルトメタル化方法。
- モル比が1:05から1.3:1の間にある請求項2に記載の直接オルトメタル化方法。
- 化合物IVがハロゲン化エチルマグネシウムである請求項1、2又は3に記載の直接オルトメタル化方法。
- 化合物IVがエチルマグネシウムブロミドである請求項4に記載の直接オルトメタル化方法。
- 化合物Vと化合物IVとのモル比が0.01:1から0.5:1の間にある請求項1に記載の直接オルトメタル化方法。
- モル比が0.05:1から0.2:1の間にある請求項6に記載の直接オルトメタル化方法。
- 化合物Vがジイソプロピルアミン、ジ−tert−ブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、tert−ブチル−イソプロピルアミン、ジ−シクロペンチルアミン、ジ−シクロヘキシルアミン、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン及び2,2,5,5−テトラメチルピロリジンより選択されるものである請求項1に記載の直接オルトメタル化方法。
- 化合物Vがジイソプロピルアミン及び2,2,6,6−テトラメチルピペリジンより選択される請求項8に記載の直接オルトメタル化方法。
- タソサルタンを調製する請求項10に記載の製造方法。
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