JP4158044B2

JP4158044B2 - ペニシリン結晶及びその製造法

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Publication number: JP4158044B2
Application number: JP2004297328A
Authority: JP
Inventors: 功和田; 豊亀山
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd; Taiho Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd; Taiho Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: JP2005132838A

Description

本発明は、ペニシリン結晶及びその製造法に関する。

式（１）

で表されるタゾバクタムは、抗菌活性が極めて弱いために、タゾバクタム単独では抗菌剤として使用されることはないが、細菌が産出するβ-ラクタマーゼと不可逆的に結合し、β−ラクタマーゼの活性を阻害する作用を有している。このため、タゾバクタムは、β−ラクタマーゼによって不活性化される既存の各種抗菌剤と併用され、β−ラクタマーゼ産生菌に対して該各種抗菌剤本来の抗菌作用を発揮させることができる（非特許文献１参照）。

２β−クロロメチル−２α−メチルペナム−３α−カルボン酸ベンズヒドリルエステル（以下「ＣＭＰＢ」という場合がある）は、式（２）

[式中、Ｐｈはフェニル基を示す。]
で表される化学構造を有している。

下記反応式に示すように、ＣＭＰＢの２’位のトリアゾリル化反応、１位の酸化反応及び３位の脱エステル化反応を経て、ＣＭＰＢからタゾバクタムを製造される。それ故、ＣＭＰＢはタゾバクタムの合成中間体として有用である。
反応式

[式中、Ｐｈは前記に同じ。]
ＣＭＰＢは、例えば、２−オキソ−４−（ベンゾチアゾール−２−イル）ジチオ−α−イソプロペニル−１−アゼチジン酢酸ベンズヒドリルとハロゲン化水素酸とを、亜硝酸塩及び／又は亜硝酸エステルの存在下、溶媒中にて反応させる方法（特許文献１参照）、２−オキソ−４−（ベンゾチアゾール−２−イル）ジチオ−α−イソプロペニル−１−アゼチジン酢酸ベンズヒドリルと塩化銅とを溶媒中にて反応させる方法（特許文献２参照）等により製造されている。

上記特許文献１及び特許文献２に記載されている方法で得られるＣＭＰＢは、油状物である（後記比較例１及び比較例２参照）。このＣＭＰＢは、その分子内に脱離し易いハロゲン原子を有することから不安定であり、従って、例えば、上記方法で得られるＣＭＰＢを常温（室温）で保管すると、比較的短期間のうちに分解して品質が著しく低下するという欠点を有している。

医薬品の合成中間体にあっては、常温保存等の温和且つ経済的な条件下で分解、変質等を実質的に起こすことなく、長期間に亘って高品質を維持できるという安定性に優れていることが望まれている。そのため、ＣＭＰＢにおいても、上記と同様に安定性に優れていることが望まれている。
日本特許第２６０２６６９号公報米国特許第４４９６４８４号公報最新抗生物質要覧、第１０版、酒井克治著、第１１３頁

本発明は、安定性に優れたＣＭＰＢ結晶を提供することを課題とする。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ＣＭＰＢを含む溶液を濃縮し、得られる濃縮物をカラムクロマトグラフィーに付し、得られるＣＭＰＢ含有フラクションを濃縮し、更に得られるＣＭＰＢ含有濃縮物を特定の溶媒を用いて処理することにより、安定性に優れたＣＭＰＢ結晶を取り出すことに成功した。本発明は、斯かる知見に基づき完成されたものである。

本発明は、下記１〜４に示す発明を提供する。
１．２β−クロロメチル−２α−メチルペナム−３α−カルボン酸ベンズヒドリルエステルの結晶。
２．モノクロメーターを通したλ＝１．５４１８Åの銅放射線で得られるＸ線粉末回折パターンにおいて、下記に示す各格子面間隔にピークを有する上記１に記載の結晶。

ｄ（格子面間隔）
７．２７〜８．１６
５．３６〜５．９３
４．４４〜４．９２
３．６４〜４．３７
３．モノクロメーターを通したλ＝１．５４１８Åの銅放射線で得られるＸ線粉末回折パターンにおいて、下記に示す各格子面間隔にピークを有する上記１に記載の結晶。

ｄ（格子面間隔）
７．２７８７〜８．１５７７
５．３６４６〜５．９２９２
４．４４３０〜４．９１０６
３．６４２３〜４．３６０２
４．（Ａ）２β−クロロメチル−２α−メチルペナム−３α−カルボン酸ベンズヒドリルエステル（ＣＭＰＢ）を含む溶液を濃縮する工程、
（Ｂ）得られる濃縮物を、カラムクロマトグラフィーに付す工程、
（Ｃ）ＣＭＰＢ含有フラクションを濃縮する工程、及び
（Ｄ）得られるＣＭＰＢ含有濃縮物をエーテル溶媒に溶解し、次いでこの溶液に炭化水素溶媒を加えてＣＭＰＢ結晶を析出させる工程
を含む、２β−クロロメチル−２α−メチルペナム−３α−カルボン酸ベンズヒドリルエステル結晶の製造方法。

本発明のＣＭＰＢ結晶は、例えば、上記（Ａ）〜（Ｄ）工程を行うことにより製造される。

Ａ工程
この工程で使用されるＣＭＰＢを含む溶液は、公知であり、例えば、特許文献１、特許文献２等に記載されている方法に従って得られるＣＭＰＢを含む反応溶液を包含する。

ＣＭＰＢを含む溶液の濃縮には、公知の濃縮手段を広く適用することができる。このような濃縮手段としては、例えば、減圧濃縮等を挙げることができる。濃縮の際の温度は、５０℃を超えないように、好ましくは−１０〜３０℃、より好ましくは１５〜２５℃とするのがよい。

ＣＭＰＢを含む溶液の濃縮レベルは、次のＢ工程におけるカラムクロマトグラフィーによる精製処理に支障のない程度とするのがよい。

尚、本発明においては、Ａ工程の濃縮に先立ち、ＣＭＰＢを含む溶液から不溶物を濾過により除去しておくのが望ましい。

Ｂ工程
Ａ工程で得られる濃縮物を、カラムクロマトグラフィーにより精製する。

この工程では、公知のカラムクロマトグラフィーを使用でき、例えば、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー等を挙げることができる。

シリカゲルとしては、特に制限はなく、市販品、例えば、ワコーゲル(Wakogel)Ｃ−２００（和光純薬工業株式会社製）、シリカゲル(Silicagel)６０（メルク社製）等を広く使用できる。

シリカゲルの使用量は、使用するカラム径等により異なり一概には言えないが、カラム処理されるＣＭＰＢ１重量部に対し、通常２〜２００重量部程度、好ましくは１０〜１００重量部程度である。

展開溶媒としては、カラムクロマトグラフィーに通常使用される溶媒を広く使用することができ、例えば、ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素；酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル；アセトン、メチルエチルケトン、ジ−ｎ−ブチルケトン等のケトン；アセトニトリル；ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素；ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル；ｎ−ヘキサン等の脂肪族炭化水素；シクロヘキサン等の脂環式炭化水素等が挙げられる。これらの溶媒は、１種単独で、又は２種以上を適当な割合で混合して使用することができる。

好ましい展開溶媒は、酢酸エチルとベンゼンとの混合溶媒である。酢酸エチル／ベンゼンの容量比は、通常約１／１０〜約１／３０、好ましくは約１／１５〜約１／２５である。

展開溶媒の使用量は、処理されるＣＭＰＢの量、シリカゲルの使用量、展開溶媒の種類等に応じて適宜選択される。

この工程で得られるＣＭＰＢ含有フラクションを合わせ、次のＣ工程に供する。

Ｃ工程
Ｂ工程で得られたＣＭＰＢ含有フラクションは、公知の濃縮手段により濃縮される。このような濃縮手段としては、例えば、減圧濃縮等を挙げることができる。濃縮の際の温度は、５０℃を超えないように、好ましくは−１０〜３０℃、より好ましくは１５〜２５℃とするのがよい。

ＣＭＰＢ含有フラクションを濃縮するに当たり、フラクション中の溶媒をできるだけ除去することが望ましいが、例えば、ＣＭＰＢ含有濃縮物に含まれる溶媒量が８０容量％以下、好ましくは６０容量％以下、より好ましくは５０容量％以下になるように濃縮するのがよい。

Ｄ工程
Ｃ工程で得られるＣＭＰＢ含有濃縮物をエーテル溶媒に溶解し、次いでこの溶液に炭化水素溶媒を加えることにより、ＣＭＰＢ結晶を析出させる。

エーテル溶媒としては、ＣＭＰＢを溶解し得る公知のエーテル溶媒を広く使用できる。好ましいエーテル溶媒としては、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等が挙げられる。エーテル溶媒は、１種単独で、又は２種以上を混合して使用される。

エーテル溶媒の使用量としては、ＣＭＰＢ含有濃縮物をエーテル溶媒に溶解できる量であればよく、ＣＭＰＢ含有濃縮物中のＣＭＰＢ１ｋｇに対して、通常０．５〜５リットル程度、好ましくは０．８０〜３リットル程度とすればよい。また、ＣＭＰＢ含有濃縮物中に含まれる溶媒に対して等容積量以上となるように、エーテル溶媒を使用するのが好ましい。

ＣＭＰＢ含有濃縮物をエーテル溶媒に溶解する際の温度は、通常−３０〜５０℃程度、好ましくは−１０〜３０℃程度がよい。

炭化水素溶媒としては、ＣＭＰＢを容易に溶解しない公知の炭化水素溶媒を広く使用できる。このような炭化水素溶媒としては、例えば、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素等が挙げられる。これらの中でも脂肪族炭化水素が好ましく、ｎ−ヘキサンがより好ましい。

炭化水素溶媒の使用量は、ＣＭＰＢが析出してくる量であればよく、使用したエーテル溶媒に対して、通常０．１〜２０倍重量程度、好ましくは０．５〜１０倍重量程度を、徐々に加えればよい。

炭化水素溶媒を添加する際の温度は、晶析効率の観点から、通常−３０〜５０℃程度、好ましくは−１０〜３０℃程度がよい。

晶析により生成したＣＭＰＢ結晶は、公知の分離操作により、エーテル溶媒及び炭化水素溶媒から分離される。分離操作としては、例えば、濾過操作、遠心分離操作等を挙げることができる。濾過操作は、常圧下、加圧下及び減圧下のいずれで行ってもよい。

本発明方法においては、上記Ａ工程〜Ｄ工程の一連の操作を、できるだけ速やかに、連続して行うのが望ましい。

本発明のＣＭＰＢ結晶は、その分子内に脱離し易いハロゲン原子を有するにも拘わらず、１ヶ月以上の長期間に亘り室温下で保存しても、分解、変質等が実質的に起こらず安定であり、高品質を維持できる。

また、本発明のＣＭＰＢ結晶を有機溶媒、例えば塩化メチレンに溶解した溶液中において、ＣＭＰＢは長期に亘って極めて安定であり、実質的に分解が生じない。このため、例えば、本発明のＣＭＰＢ結晶を、前記反応式に示すＣＭＰＢの２’位のトリアゾリル化反応に使用した場合、目的とするトリアゾリル化物の収率を高めることができる。

それ故、本発明のＣＭＰＢ結晶は、タゾバクタム等の医薬品の合成中間体として好適に使用できる。

以下に参考例、実施例、比較例及び試験例を掲げて、本発明をより一層明らかにする。

参考例１
２−オキソ−４−（ベンゾチアゾール−２−イル）ジチオ−α−イソプロペニル−１−アゼチジン酢酸ベンズヒドリルエステル４５．８ｇのジクロロメタン２４０ｍｌ溶液に、氷冷下３５％塩酸４８．６ｍｌ及び５℃の冷水４８．５ｍｌを加え、次いで３６％亜硝酸ナトリウム水溶液１８ｍｌを３０分間に亘って滴下した。この混合物を氷冷下に１時間撹拌後、析出物を濾去し、濾液の有機層を分液した。有機層を冷水にて２回洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥した後、有機層を減圧濃縮して、泡状物４０ｇを得た。

この泡状物は、¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルからＣＭＰＢであることが確認された。モノクロメーターを通したλ＝１．５４１８２Åの銅放射線により、明確なＸ線粉末回折パターンが得られなかったことから、この泡状物はアモルファスであることが判明した。

図１に、上記泡状物のＸ線粉末回折パターンを示す。

実施例１
Ａ工程：
２−オキソ−４−（ベンゾチアゾール−２−イル）ジチオ−α−イソプロペニル−１−アゼチジン酢酸ベンズヒドリルエステル４５．８ｇのジクロロメタン２４０ｍｌ溶液に、氷冷下３５％塩酸４８．６ｍｌ及び５℃の冷水４８．５ｍｌを加え、次いで３６％亜硝酸ナトリウム水溶液１８ｍｌを３０分間に亘って滴下した。この混合物を氷冷下に１時間撹拌後、析出物を濾去し、濾液の有機層を分液した。有機層を冷水にて２回洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥した後、塩化メチレンの量が４０ｍｌになるように有機層を減圧濃縮した。

Ｂ工程：
得られる濃縮物をシリカゲルクロマトグラフィー（充填剤：ワコーゲルＣ−２００、１ｋｇ使用；展開溶媒：ベンゼン／酢酸エチル＝２０／１（容量比））に付し、ＣＭＰＢ含有フラクションを得た。これらのＣＭＰＢ含有フラクションを合わせた。

Ｃ工程：
合わせたＣＭＰＢ含有フラクションを直ちに２０℃で減圧下で、濃縮物中の溶媒量が約１０容積％になるまで濃縮した。

Ｄ工程：
得られるＣＭＰＢ含有濃縮物に２０℃でジエチルエーテル５０ｍｌを添加して溶液とし、これにｎ−ヘキサン１００ｍｌを徐々に加えることにより、結晶が析出した。

析出した結晶を減圧濾過により取り出し、これをｎ−ヘキサンで洗浄した後、室温で減圧乾燥した。収量は１６．４ｇであった。

得られた結晶は、¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルより、ＣＭＰＢであることが確認された。
¹Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ₃、δｐｐｍ）：
１．３３（ｓ，３Ｈ），３．１２（ｄｄ，Ｊ＝２Ｈｚ，１６Ｈｚ，１Ｈ），３．６０（ｓ，１Ｈ），３．６１（ｄｄ，Ｊ＝４Ｈｚ，１６Ｈｚ，１Ｈ），５．１３（ｓ，１Ｈ），５．２６，５．３４（ＡＢｑ，Ｊ＝１３Ｈｚ，２Ｈ），５．４１（ｄｄ，Ｊ＝２Ｈｚ，４Ｈｚ，１Ｈ），７．２５−７．４０（ｍ，１０Ｈ）
この結晶について、モノクロメーターを通したλ＝１．５４１８Åの銅放射線で得られるＸ線粉末回折パターンを測定した。その結果、下記に示す明確なＸ線パターンが得られた。

ｄ（格子面間隔）相対強度（Ｉ／Ｉ_o）
９．４６１０．２１
７．７６９０．５０
７．６６２０．５１
６．５０６０．３５
５．６４７１．００
５．２４８０．２９
４．７６１０．３０
４．６７７０．４０
４．３５８０．２５
４．２７５０．２８
４．１５３０．５１
３．９０７０．１９
３．８３４０．３６
３．４４８０．２６
３．２０００．１９
図２に、該結晶のＸ線粉末回折パターンを示す。

比較例１
参考例１と同様にして得られた泡状固体２０ｇにアセトンを加えて、泡状固体をアセトンに溶解させ、不溶物を濾過して取り除いた。濾液を濃縮し、得られた濃縮物にジエチルエーテル２５ｍｌを加えて、晶析を試みた。

しかしながら、固体の析出は認められず、均一の溶液のままであった。更に、この溶液にｎ−ヘキサンを徐々に添加したが、固体の析出は認められず、最終的に油状物が遊離した。

比較例２
参考例１で得られた泡状物４０ｇを直ちにジクロロメタン４０ｍｌに溶解し、シリカゲルクロマトグラフィー（充填剤：ワコーゲルＣ−２００、１ｋｇ使用；展開溶媒：ベンゼン/酢酸エチル＝２０／１（容量比））に付し、ＣＭＰＢ含有フラクションを直ちに２０℃で減圧下に濃縮し、油状物を得た。

この油状物は、¹Ｈ−ＮＭＲスペクトルからＣＭＰＢであることが確認された。

試験例１
実施例１のＣＭＰＢ結晶（純度１００％）５ｇ及び参考例１のＣＭＰＢアモルファス（純度９９．２％）５ｇをそれぞれ試験管に入れ、密封し、室温（２０〜３０℃）で１ヶ月保存した後、それらの純度を調べた。純度の測定は、液体クロマトグラフィーで行った。

その結果、実施例１のＣＭＰＢ結晶の純度は９５％であり、分解、変質等が実質的に起こらず安定であり、高品質を維持できることが判明した。これに対して、参考例１のＣＭＰＢアモルファスの純度は６７％であり、安定性に乏しいことが明らかになった。

試験例２
ＣＭＰＢ結晶（純度９７％、実施例１のＣＭＰＢ結晶を２０日間室温（約２５℃）にて保管したもの）１ｇ及びＣＭＰＢアモルファス（純度７８％、参考例１のＣＭＰＢ結晶を２０日間室温（約２５℃）にて保管したもの）１．２４４ｇをテストサンプルとした。

これらのサンプルをそれぞれフラスコに入れ、塩化メチレン１０ｍｌをそれぞれ加えて溶解した後、密封した。ＣＭＰＢサンプルを塩化メチレンに溶解した液を室温（約２５℃）で撹拌し、３．５時間後及び６時間後の溶液中に残存しているＣＭＰＢ量を液体クロマトグラフィーで測定した。試験前のＣＭＰＢ結晶中のＣＭＰＢ量又はＣＭＰＢアモルファス中のＣＭＰＢ量と、比較した。

その結果、ＣＭＰＢ結晶サンプルを塩化メチレンに溶解した液中の３．５時間後のＣＭＰＢ量及び６時間後のＣＭＰＢ量は、始めのＣＭＰＢ結晶中のＣＭＰＢ量と全く同じであり、ＣＭＰＢは塩化メチレン中で分解していなかった。これに対して、ＣＭＰＢアモルファスサンプルを塩化メチレンに溶解した液中の３．５時間後のＣＭＰＢ量及び６時間後のＣＭＰＢ量は、始めのＣＭＰＢアモルファス中のＣＭＰＢ量を基準にしてそれぞれ８６．８％、６３．４％であり、ＣＭＰＢが塩化メチレン中で徐々に分解していることが明らかになった。

図１は、参考例１で得られる泡状物のＸ線粉末回折パターンである。図２は、実施例１で得られるＣＭＰＢ結晶のＸ線粉末回折パターンである。

Claims

２β−クロロメチル−２α−メチルペナム−３α−カルボン酸ベンズヒドリルエステルの結晶。
モノクロメーターを通したλ＝１．５４１８Åの銅放射線で得られるＸ線粉末回折パターンにおいて、下記に示す各格子面間隔にピークを有する請求項１に記載の結晶。
ｄ（格子面間隔）
７．２７〜８．１６
５．３６〜５．９３
４．４４〜４．９２
３．６４〜４．３７
モノクロメーターを通したλ＝１．５４１８Åの銅放射線で得られるＸ線粉末回折パターンにおいて、下記に示す各格子面間隔にピークを有する上記請求項１に記載の結晶。
ｄ（格子面間隔）
７．２７８７〜８．１５７７
５．３６４６〜５．９２９２
４．４４３０〜４．９１０６
３．６４２３〜４．３６０２
（Ａ）２β−クロロメチル−２α−メチルペナム−３α−カルボン酸ベンズヒドリルエステル（ＣＭＰＢ）を含む溶液を濃縮する工程、
（Ｂ）得られる濃縮物を、カラムクロマトグラフィーに付す工程、
（Ｃ）ＣＭＰＢ含有フラクションを濃縮する工程、及び
（Ｄ）得られるＣＭＰＢ含有濃縮物をエーテル溶媒に溶解し、次いでこの溶液に炭化水素溶媒を加えてＣＭＰＢ結晶を析出させる工程
を含む、２β−クロロメチル−２α−メチルペナム−３α−カルボン酸ベンズヒドリルエステル結晶の製造方法。