JP4412743B2 - 高収率立体特異性マンノシル化 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、高純度およびβ−アノマーによる汚染の不存在が重要な医薬として使用するのに適した、高立体特異性を有するα−アノマーとして結合したマンノース残基を有する化合物の調製に関する。
発明の背景
現在、炎症性疾患に有効な治療は限定されており、ステロイドまたはメトトレキサートのような細胞毒性剤のように、非特異性であることが多い。血管内皮は免疫細胞の組織への入口点であり、従って、これら白血球と内皮との相互作用を封鎖することができる薬剤は、白血球漸増を防止し、不適切な炎症反応を改善する。通常の炎症反応は、ある状況においては命を救うこともできるが、炎症反応が成人呼吸困難症候群の場合のように命を脅かす場合もある。
炎症反応は内皮細胞の活性化に依存し、この活性化が次に、白血球の回転（セレクチン）、強い付着（ＶＣＡＭ）、および遊出（ＰＥＣＡＭ）を開始させる分子を産生する。セレクチンは３つの型に分類される。Ｅ−セレクチンは、初期（４〜６時間）に産生され、２４〜４８時間までに基線に低下する内皮誘導タンパク質である。Ｅ−セレクチンは、好中球、単核細胞、好酸球、およびいくつかのリンパ細胞の付着を補助している。Ｐ−セレクチンは、構成的に合成され、血小板および内皮細胞中に蓄積される。Ｐ−セレクチンは、非常に初期に産生され、２時間以内にピークレベルに達し、４時間以内に基線に低下する。Ｐ−セレクチンは、好中球、単核細胞、およびいくつかのリンパ細胞の付着を補助する。Ｌ−セレクチンは、白血球によって構成的に産生され、好中球、好酸球、および単核細胞の付着を補助する。３つのセレクチン全てが、四糖シアリルルイスｘ（ｓＬｅ^x）に結合する。
近年、Ｅ−、Ｐ−、およびＬ−セレクチンを阻害し、炎症性疾患の動物モデルにおいて有効性を示す、設計された一連のｓＬｅ^xの小分子擬似体が開示されている（米国特許第５，４４４，０５０号；Ｔ．Ｐ．Ｋｏｇａｎ，Ｂ．Ｄｕｐｒｅ，Ｋ．Ｍ．Ｋｅｌｌｅｒ，Ｉ．Ｌ．Ｓｃｏｔｔ，Ｈ．Ｂｕｉ，Ｒ．Ｖ．Ｍａｒｋｅｔ，Ｐ．Ｊ．Ｂｅｃｋ，Ｊ．Ａ．Ｖｏｙｔｕｓ，Ｂ．Ｍ．ＲｅｖｅｌｌｅおよびＤ．Ｓｃｏｔｔ，Ｊ．Ｍｅｄ．Ｃｈｅｍ．１９９５，３８，４９７６−４９８４）。これらの化合物はそれぞれ、セレクチン拮抗薬としてのそれらの有効性にとって重要な、α配置のマンノース残基を有している。高収率および高立体化学保全性において、これらの化合物を合成するための方法論を得ることが非常に重要なことが明らかである。
公表されているマンノシル化の方法論は、ルイス酸触媒の存在下におけるアルコールまたはフェノールのマンノース五酢酸による処理を包含する（Ｊ．Ｄａｈｎｅｎ，Ｔ．Ｆｒｅｊｄ，Ｇ．Ｍａｇｎｕｓｓｏｎ，Ｇ．Ｎｏｏｒｉ，Ｃａｒｂｏｈｙｄｒ．Ｒｅｓ．，１９８３，１１４，３２８）。そのようなグリコシル化条件は一般に、反応を終結させるのを困難にし、１〜３％のβアノマーおよびオルトエステル副生物による汚染を生じることが多く、これらを精製によって除去するのは非常に困難である。
発明の概要
本発明は、下記に示すような、αアノマーを得るための、高い化学収率および高い立体特異性の両方において、アルコールおよびフェノールのα−マンノピラノシル化の方法を提供する：

［式中、Ｘは、アルキルまたはアリールであり、Ｒは、低級アルキル、分岐アルキル、アリール、アラルキル、またはＯＧ［Ｇ＝低級アルキル、分岐アルキル、アリール、またはアラルキル］である。］
本発明の方法は、アルコールまたはフェノール（Ｘ−ＯＨ）を、保護されたフッ化マンノシルと共に用いて開始される。アルコールまたはフェノールを、ルイス酸の存在下に、保護されたフッ化マンノシルと反応させて、α−マンノシル化生成物を得る。
特に、Ｒがメチル、エトキシ、ベンジル、イソブチリル、またはｔｅｒｔ−ブチル保護基［Ｒ＝−ＣＨ₃、−ＯＥｔ、−ＣＨ₂Ｐｈ、−ＣＨ（ＣＨ₃）₂、−Ｃ（ＣＨ₃）₃］である場合に、マンノシル化が高化学収率において急速に進むが、より嵩高い保護基（即ち、ピバロイル、他の立体障害アシル基）が、より高度のα立体特異性を与える。
本発明は、式：

［式中、Ｘは、アルキルまたはアリールであり、Ｒは、低級アルキル、分岐アルキル、アリール、アラルキル、またはＯＧ［Ｇ＝低級アルキル、分岐アルキル、アリール、またはアラルキル］である。］
で示される新規化合物；
式：

［式中、Ｒは前記と同意義である。］
で示される化合物；および、
式：

［式中、Ｒは前記と同意義であるが、メチルではない。］
で示される化合物、にも関する。
好ましい実施態様の詳細な説明
本明細書において使用される「アルコキシ」という用語は、酸素原子を介して分子に結合しているアルキル基を意味し、メトキシ、エトキシ、イソプロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、イソブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ等を包含するが、それらに限定されるわけではなく；「アルキル」という用語は、１〜６個の炭素原子を有する一価の直鎖または分岐鎖基を意味し、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル等を包含するが、それらに限定されるわけではない。「アリール」という用語は、フェニル、ナフチル、ビフェニル等のような非置換および置換芳香族炭化水素ラジカルを意味する。好ましいアリールラジカルは、

を包含する。
公知のマンノース五酢酸／ルイス酸触媒法を用いる、アルコールまたはフェノールのグリコシル化が２つの問題を有することが見い出されている。第一に、過剰の試薬を用いても、この反応を終結させるのが非常に困難であり、反応が「長引く」傾向がある。第二に、反応が、オルトエステル副生物と共に、検出可能量、しばしば１％〜３％においてβ−アノマーを導く。これらの観察を合わせると、この反応が、マンノース残基を含有する高純粋化学物質および医薬の、スケールアップおよび調製において、限定された有効性を有することが分かる。
アルコールまたはフェノールが、ルイス酸触媒の存在下に、フッ化マンノシルと反応して、グリコシドを生成する。この反応は急速に進んで、高化学収率において完結する。マンノース残基上の保護基は、アシル［−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）Ｒ］またはカーボネートに基づく［−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）ＯＲ］保護基から選択される。グリコシル化の間の１位における初期カルボカチオン（ｃａｒｂｏｃａｔｉｏｎ）への関与を介して、２位のアシルまたはカーボネート基のカルボニル酸素の存在が、α−グリコシド立体特異性を強化するので、これらは、アルキル（例えば、ベンジル）、シリル、またはアセトニドに基づく保護法よりも好ましい。
特に好ましいのは立体的に嵩高い保護基、例えば、イソプロピルオキシ、ピバロイルであり（それらに限定されるわけではない）、それらはグリコシル化工程において立体特異性を強化し、オルトエステル形成の程度を減少させる。
この方法に好ましい出発物質は、市販されている（Ｓｉｇｍａおよび他の供給者）、またはフラノース糖による有意な汚染を含まずに高純度で合成される、マンノース五酢酸である。しかし、本発明は、出発物質として、マンノース五酢酸を使用することに限定されるものではなく、フッ化マンノシル及び／又はペル−Ｏ−保護フッ化マンノシルに導くことができる他の潜在的マンノース源が当業者に自明である。
マンノース五酢酸が出発物質として使用される場合、それをＨＦ−ピリジンと反応させて、テトラ−Ｏ−アセチル−α−Ｄ−マンノピラノシルフルオリドを生成し、これをメタノールに溶解し、炭酸カリウムと反応させて、テトラ−Ｏ−ヒドロキシ−α−Ｄ−マンノピラノシルフルオリドを生成し、これをＲＣＯＣＩ［Ｒは前記と同意義］と反応させて、テトラ−Ｏ−アシル−α−Ｄ−マンノピラノシルフルオリドを生成し、次に、これをルイス酸の存在下にアルコールまたはフェノールと反応させて、α−マンノシル化生成物を得る。
本発明のこの実施方法が、下記に示される：

低価格の出発物質Ｌ−Ｄ−マンノースを使用して本発明を実施するさらに好ましい他の方法が下記に示される。この方法においては、塩化アシルをα−Ｄ−マンノースに添加して、対応するペンタ−Ｏ−アシル−α−Ｄ−マンノピラノシドを生成し、次に、これをＨＦ−ピリジンと反応させ、それに続いて、前記のようにアルコールまたはフェノールと反応させて、グリコシドを得る。

本発明を実施する他の代替方法が、下記に示される：

下記の代表的実施例によって、本発明をさらに説明する。
実施例１
テトラ−Ｏ−アセチル−α−Ｄ−マンノピラノシルフルオリド
マンノース五酢酸（１００ｇ）を、ＦＥＰ三角フラスコ中で、ジクロロメタン（１０ｍＬ）と共に攪拌した。冷ＨＦ−ピリジン（１００ｇ）を加え、得られた溶液を密封して４０℃で一晩、攪拌した。溶液を、水およびクロロホルムを含有するＦＥＰ分離漏斗に入れ、振った。クロロホルム層を、水で１回および飽和炭酸水素ナトリウムで１回、洗浄した。水性層を水酸化ナトリウムで中和した。有機溶液を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧濃縮した。生成物をプラグクロマトグラフィー（シリカ、溶離剤ヘキサン／ＥｔＯＡｃ）によって精製した。収量７４．０６ｇ、８０％。
テトラ−Ｏ−ピバロイル−α−Ｄ−マンノピラノシルフルオリド
段階１ テトラ−Ｏ−アセチル−Ｄ−マンノピラノシルフルオリド（７４ｇ）を、メタノール（１Ｌ）に溶解し、炭酸カリウム（０．５ｇ）を加えた。全てのアセテートが除去されるまで、混合物を室温で攪拌した（ＴＬＣ ＣＨＣｌ₃／ＭｅＯＨ（８：２）が基線点（ｂａｓｅｌｉｎｅ ｓｐｏｔ）を与えた）。溶媒を、減圧下、４０℃で除去した。残留メタノールを、少量の１，２−ジメトキシエタン（３ｘ）の蒸発によって除去した。粗フッ化マンノシルをそのまま次の段階に使用した。
段階２ 残留物をピリジン（５００ｍＬ）と共に攪拌し、０℃に冷却した。塩化ピバロイル（２００ｍＬ）、続いて４−ジメチルアミノピリジン（３ｇ）を滴下し、混合物を０℃で３０分間、室温で３０分間攪拌し、次に、７０℃で一晩、加熱した。５０℃に冷却後、メタノール（５０ｍＬ）をゆっくり加え、混合物を、室温に冷ます前に、５０℃で１時間攪拌した。混合物をＥｔＯＡｃで希釈し、固形物を濾過によって除去し、ＥｔＯＡｃで洗浄した。合わせた有機溶液を、高真空を用いて減圧濃縮し、大部分のピリジンを除去した。残留物をＥｔＯＡｃ中に取り、水、塩酸（２Ｍ）（２ｘ）、水、水酸化ナトリウム（２Ｍ）、水、および飽和塩化ナトリウムで洗浄した。溶液を硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮した。クロマトグラフィー（シリカ、ヘキサン／ＥｔＯＡｃ）かけて、８７．４８ｇ（８０％）を得た。
１，６ ビス−［３−（３−カルボメトキシメチルフェニル）−４−（テトラ−Ｏ−ピバロイル−α−Ｄ−マンノピラノシル）オキシフェニル］ヘキサン
ジクロロメタン（４３０ｍＬ）中の、テトラ−Ｏ−ピバロイル−α−Ｄ−マンノピラノシルフルオリド（６６．４ｇ）およびビス−フェノール（１，６ビスー［３−（３−カルボメトキシメチルフェニル）−４−ヒドロキシフェニル］ヘキサン、２５．４ｇ）の氷冷溶液に、ＢＦ₃−ＯＥｔ₂（４７．３ｍＬ）を滴下し、氷冷混合物を１時間攪拌した。混合物をＥｔＯＡｃで希釈し、水（２ｘ）、水酸化ナトリウム（２Ｍ）、水、および飽和塩化ナトリウムで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮した。クロマトグラフィー（シリカ、ヘキサン／ＥｔＯＡｃ）による精製によって、５９．８２ｇ、８９％を得た。
１，６ ビス−［３−（３−カルボメトキシメチルフェニル）−４−α−Ｄ−マンノピラノシル）オキシフェニル］ヘキサンナトリウムアルコキシド
ＴＨＦ（２４ｍＬ）中のペル−ピバロイルグリコシド（１１．６ｇ）の溶液に、メタノール（２４．４ｍＬ）、次に、メタノール中の新たに調製したナトリウムメトキシドの氷冷溶液（２４．４ｍＬ中、Ｎａ ０．５ｇ）を加え、混合物を室温で一晩、攪拌した。沈殿物を濾過によって集め、少量のＴＨＦ／メタノール（２：１）（２ｘ）およびアセトンで洗浄した。固形物を、アセトンと共に攪拌し濾過することによって、さらに精製した。収量６．２９ｇ。
実施例２
ペンタ−Ｏ−ピバロイル−α−Ｄ−マンノピラノシド
マンノース（４５ｇ）に、ＤＭＡＰ（３ｇ）、クロロホルム（５００ｍＬ）、およびピリジン（５００ｍＬ）を加えた。−５℃に冷却後、塩化ピバロイル（１９３ｍＬ）を滴下した。添加終了後、混合物を室温で３０分間、次に７０℃で３日間攪拌した。混合物を２０℃に冷却し、メタノール（５０ｍＬ）を滴下した。室温で４時間攪拌後、反応物を激しい攪拌下の水（１．５Ｌ）に入れて反応を止めた。有機層を、塩酸（２Ｍ）（２×１．５Ｌ）および飽和炭酸水素ナトリウム（１×２Ｌ）で洗浄した。硫酸ナトリウムおよびＣｌａｒｉｏｎ ４７０ Ｂｅｎｔｏｎｉｔｅクレーで乾燥し、混合物を、初めに４５℃、次に７０℃で減圧濃縮した（メチルピバロエートを除去するため）。少量を取り、掻き取りながら（ｗｉｔｈ ｓｃｒａｐｉｎｇ）メタノールから結晶化した。塊状物質を、メタノール中６５℃において、Ｃｌａｒｉｏｎ ４７０（５ｇ）を用いて加熱することによって脱色した。真空濾過してクレーを除去した後、溶液を室温に冷まし、種結晶を入れた（ｓｅｅｄｅｄ）。一晩おいた後に、極僅かの結晶が形成された。攪拌（磁気攪拌器）によって白色スラリーを得、これを採収して、４０℃で乾燥した。収量７７．７ｇ。第二収穫物（ｃｒｏｐ）を原液から得た（２３．１ｇ）。
テトラ−Ｏ−ピバロイル−α−Ｄ−マンノピラノシルフルオリド（前記ペンタピバロエートから）
ＦＥＰ（Ｆｉｓｈｅｒ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃからのＮａｌｇｅｎｅ Ｔｅｆｌｏｎ ＦＥＰ）三角フラスコに、マンノースペンタピバロエート（３．５６ｇ）およひジクロロメタン（０．５ｍＬ）を入れた。冷ＨＦ−ピリジン（５ｍＬ）を加え、得られた溶液を４０℃で一晩、攪拌した。溶液をＦＥＰ分離漏斗に入れ、水およびジクロロメタンで希釈し、振った。有機層を、水（２ｘ）、稀水酸化ナトリウム、水、および飽和塩化ナトリウムで洗浄した。有機溶液を、硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮した。粗収量２．５ｇ。生成物をクロマトグラフィー（シリカ、溶離液ヘキサン／ＥｔＯＡｃ 勾配１４：１）によって精製した。これはメタノールから結晶化することもできる。
実施例３
テトラ−Ｏ−ピバロイル−α−Ｄ−マンノピラノシルフルオリド（メチル２，３，４，６−ペンタピバロイル−α−Ｄ−マンノピラノシドから）
ＦＥＰ（Ｆｉｓｈｅｒ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃからのＮａｌｇｅｎｅ Ｔｅｆｌｏｎ ＦＥＰ）三角フラスコに、メチル２，３，４，６−ペンタピバロイル−α−Ｄ−マンノピラノシド（８．８ｇ）を入れた。冷ＨＦ−ピリジン（１０ｍＬ）を加え、得られた溶液を４０℃で７日間攪拌した。溶液をＦＥＰ分離漏斗に入れ、水およびジクロロメタンで希釈し、振った。有機層を、水（２ｘ）、希水酸化ナトリウム、水、および飽和塩化ナトリウムで洗浄した。有機溶液を、硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下に濃縮した。生成物をクロマトグラフィー（シリカ、溶離液ヘキサン／ＥｔＯＡｃ 勾配１４：１）によって精製した。これはメタノールから結晶化することもできる。

Claims (1)

1. 式：
   

   

   ［式中、Ｒは低級アルキル、分岐アルキル、アリール、アラルキルまたはＯＧ［Ｇは低級アルキル、分岐アルキル、アリールまたはアラルキルである。］であり、Ｘは
   

   

   である。］
   で示される化合物の調製方法であって、式：
   

   

   ［式中、Ｒは前記と同じ意味である。］
   で示される化合物を、ルイス酸の存在下において、式Ｘ（ＯＨ） ₂ ［式中、Ｘは前記と同じ意味である。］で示される化合物と反応させることを含んで成る方法。