JP4627413B2 - １−アゾール−２−フェニル−２、３−プロパンジオール誘導体の製造法 - Google Patents

Description

本発明は、医農薬分野をはじめ多方面において製造上の重要な化合物である１−アゾール−２−フェニル−２、３−プロパンジオール誘導体の製造法に関するものである。

近年、ＡＩＤＳ等の感染による免疫不全患者の増加や高度医療の進展または高齢者の増加等による免疫力低下患者の増大によって、いわゆる日和見感染症に代表される真菌感染症が問題となっている。特に免疫低下者にとって、カンジタ症やアスペルギルス症などの深在性の真菌感染症は、生命にも拘わる重篤な場合も少なくなく、医療現場においては注意すべき感染症の一つである。 従来、これら感染症にたいしてはフルコナゾールに代表されるアゾール系の抗真菌剤が多用されてきたが、近年、耐性菌の出現や基本的な作用不足が指摘されるようになり、より広範囲な菌種に有効で、より強力な治療薬の開発が望まれ、新しい骨格のアゾール系抗真菌剤が開発されている（非特許文献１参照）。

新しい骨格のアゾール系抗菌剤の代表的な製造方法としては、次の方法が知られている。
（１）Ｄ-乳酸誘導体に、Grignard反応でジフルオロフェニル化し、保護されたα−ヒドロキシフェニルケトン誘導体を経由し、さらに増炭エポキシ化を行なう方法（非特許文献２参照）。
（２）L-乳酸を原料とし、Friedel-Crafts反応で誘導化する方法（非特許文献３参照）。
（３）クロロプロピオン酸を原料とし、Friedel-Crafts反応で誘導化する方法（非特許文献４参照）。
医薬ジャーナル, vol37(7), 115-119 Chem.Pharm.Bull., 41(6), 1035-1042, 1993 Tet.Lett.、32,51,7545(1991)、 Bioorg.Med.Chem.Lett., vol1(7), 349-352, 1991、

有用な抗真菌剤の開発が強く望まれている中で、近年開発中の新しい骨格のアゾール系抗菌剤は、構造がより複雑化する傾向にあり、それらを工業的なスケールで経済的に製造を行うことが必要となっている。

しかしながら、従来の製造技術である、前記（１）の方法は、高価で取り扱いの難しい置換フェニルグリニヤを用い、多工程で製造すること、前記（２）の方法は、多工程で収率が低い製造法であること、前記（３）の方法は、非常に不安定な原料から多工程で製造することが問題であった。

本発明は、このような現状に鑑み、新しい骨格のアゾール系抗菌剤の製造過程において極めて重要な中間体となる、１−アゾール−２−フェニル−２、３−プロパンジオール誘導体を安価にかつ安定的に製造する方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、２−フェニルプロパナール誘導体または２−フェニルグリシジルアルデヒド誘導体に対して増炭反応を行った後、必要に応じてさらに誘導化することにより、短工程で１−アゾール−２−フェニル−２、３−プロパンジオール誘導体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、一般式（１）[化１]

（式中Ｒ１およびＲ２は互いに独立して水素原子、ハロゲン原子を示す。Ａは１，２，４−トリアゾール−１−イル基または１，３−イミダゾール−１−イル基、Ｄは−ＯＲ３基、あるいはＡとＤが一つの酸素原子を介して結合してオキシラン環を形成していてもよい。Ｒ３は水素原子、水酸基の保護基を示す。）で表される化合物と、一般式（５）

（式中、Ｒ４は炭素数１から５のアルキル基を示し、ＥはＬｉ、ＭｇＸ、ＺｎＸ、ＴｉＸ _２ Ｑ、ＴｉＲ４ＸＱ、Ｔｉ（ＯＲ５） _３ 、ＡｌＸＱ、ＣｕまたはＣｕＲ４Ｌｉを示す。ただし、Ｑ、Ｘはそれぞれ独立してハロゲン原子あるいはＲ４を示し、Ｒ５は炭素数1から５のアルキル基を示す。）で表される化合物とを反応させて、一般式（２）[化２]

（式中、Ｒ４は炭素数１から５のアルキル基を示し、Ｒ１、Ｒ２、ＡおよびＤは前記と同義である。）で表される化合物を製造し、さらにＲ３が水酸基の保護基の場合は脱保護を行うことで、またＡとＤが一つの酸素原子を介して結合してオキシラン環を形成している場合はイミダゾールあるいは１，２，４−トリアゾールと反応させることで、一般式（３）[化３]

（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４は前記と同義であり、ＹはＣ−Ｈまたは窒素原子を示す。）で表される化合物を製造する方法に関するものである。

本発明によれば、アゾール系抗真菌剤の製造のために極めて重要な中間体である１−アゾール−２−フェニル−２、３−プロパンジオール誘導体を短工程で安価にかつ安定的に製造することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

一般式（１）中のＲ１およびＲ２は、互いに独立して水素原子、ハロゲン原子を示す。
一般式（１）中のＡは、１，２，４−トリアゾール−１−イル基、１，３−イミダゾール−１−イル基、Ｄは−ＯＲ３基、あるいはＡとＤが一つの酸素原子を介して結合してオキシラン環を形成していてもよく、Ｒ３は水素原子、水酸基の保護基を示す。
一般式（１）中のＡが１，２，４−トリアゾール−１−イル基あるいは１，３−イミダゾール−１−イル基であり、Ｄが−ＯＲ３基である化合物は、一般式（４）[化４]

で表される。

一般式（４）中のＲ１、Ｒ２およびＲ３は、前記一般式（１）中のＲ１、Ｒ２およびＲ３と同義であり、ＹはＣ−Ｈまたは窒素原子を示す。

一般式（１）中のＡとＤが一つの酸素原子を介して結合してオキシラン環を形成している化合物は、一般式（７）[化５]

で表される。

一般式（７）中のＲ１、Ｒ２およびＲ３は、前記一般式（１）中のＲ１、Ｒ２およびＲ３と同義である。

前記の一般式（１）および一般式（４）で表される化合物において、Ｒ３の「水酸基の保護基」とは、水酸基が反応を行う上で邪魔となる場合、一時的に水酸基を変換し、反応の後、水酸基にもどすことができる置換基のことである。このような置換基としては、例えば、エーテル系の保護基、アセタール系の保護基、シリル系の保護基などがあげられる。

エーテル系の保護基の代表として、メチル基、エチル基、tert-ブチル基、オクチル基、アリル基、ベンジル基、p-メトキシベンジル基、フルオレニル基、トリチル基、ベンズヒドリル基等を挙げることができる。

アセタール系の保護基の代表として、メトキシメチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシメチル基、１−エトキシエチル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等を挙げることができる。

シリル系の保護基の代表として、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、tert-ブチルジフェニルシリル基等を挙げることができる。

前記の一般式（１）で表される化合物、一般式（４）で表される化合物および一般式（７）で表される化合物は、一般的に広く知られた方法で2-フェニル-プロパノール誘導体、アゾールアルコール誘導体あるいは２−フェニルグリシジルアルコール誘導体から容易に合成可能である。

例えば、α−ヒドロキシアセトフェノンの水酸基を、t-ブチルジメチルシリル基で保護した後、カルボニル基をエポキシ化 (Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，84, 867 (1962), Synth. Commun. 20(8),1193 (1990)など)することで2-フェニル-2-t-ブチルジメチルシリルオキシ−オキシランを得ることができる。2-フェニル-2-t-ブチルジメチルシリルオキシ−オキシランを、テトラヒドロフランおよびジメチルホルムアミド中に、水素化ナトリウムでナトリウム塩とした1,2,4-トリアゾールと反応させ、さらにテトラブチルアンモニウムフルオリドを反応させた後、t-ブチルジメチルシリル基を除去することでフェニル-2-ヒドロキシ-3-(1H-1,2,4-トリアゾール-1-イル)プロパノールを得ることができる。フェニル-2-ヒドロキシ-3-(1H-1,2,4-トリアゾール-1-イル)プロパノールを、Ｓｗｅｒｎ酸化 (Tetrahedron 34, 1651 (1978))などで水酸基をアルデヒドへ変換（酸化）することで2-フェニル-2-ヒドロキシ-3-(1H-1,2,4-トリアゾール-1-イル)プロパナールが得られる。2-フェニル-2-ヒドロキシ-3-(1H-1,2,4-トリアゾール-1-イル)プロパナールの水酸基に対して前記の保護基を結合させることにより、2-フェニル-2-ヒドロキシ-3-(1H-1,2,4-トリアゾール-1-イル)プロパナールの水酸基に前記の保護基が結合する化合物を得ることができる。

また、上記により得られた2-フェニル-2-t-ブチルジメチルシリルオキシ−オキシランを同様に脱t-ブチルジメチルシリルして得られる、2-フェニルグリシジルアルコールを同様に酸化して2-フェニルグリシジルアルデヒドを合成することができる。

出発原料にハロゲン置換アセトフェノン誘導体を用いることで、種々のアゾールアルデヒド誘導体や2-フェニルグリシジルアルデヒド誘導体を合成することが可能である。

さらに、製造方法として特に明記していない試薬および使用原料に関しては一般的に市販されており、いずれも入手は容易である。

一般式（１）で表される化合物に対し増炭反応を行うことにより、一般式（２）で表される化合物を得ることができる。

一般式（２）中のＲ４は、炭素数1から５のアルキル基を示す。一般式（２）中のＲ１、Ｒ２、ＡおよびＤは、前記一般式（１）中のＲ１、Ｒ２、およびＡおよびＤと同義である。

例えば、一般式（７）で表される化合物に対して増炭反応させることにより、一般式（８）[化６]

で表される化合物が得られる。

一般式（８）中のＲ１、Ｒ２およびＲ４は、前記一般式（１）中のＲ１、Ｒ２およびＲ４と同義である。

増炭反応には、通常、有機金属試薬が用いられる。有機金属試薬としては、一般式（５）[化７]

で表される化合物が挙げられる。

一般式（５）中のＲ４は、炭素数1から５のアルキル基を示し、ＥはＬｉ、ＭｇＸ、ＺｎＸ、ＴｉＸ_２Ｑ、ＴｉＲ４ＸＱ、Ｔｉ（ＯＲ５）_３、ＡｌＸＱ、ＣｕまたはＣｕＲ４Ｌｉを示す。ただし、一般式（５）中のＱおよびＸは、それぞれ独立してハロゲン原子あるいはＲ４を示し、Ｒ５は炭素数1から５のアルキル基を示す。

一般式（５）中のＥの代表例としては、Ｌｉ、ＭｇＣｌ、ＭｇＢｒ、ＭｇＩ、ＺｎＢｒ、ＺｎＲ４、ＴｉＣｌ_３、ＴｉＲ４Ｃｌ_２、Ｔｉ（Ｏ−ｉＰｒ）_３、ＡｌＣｌ_２、ＡｌＲ４Ｃｌ、Ａｌ（Ｒ４）_２、ＣｕまたはＣｕＲ４Ｌｉなどがあげられる。

例えば、一般式（４）で表される化合物と一般式（５）で表される化合物を反応させることにより一般式（６）[化８]

で表される化合物が得られる。

一般式（６）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＹは前記と同義である。
また、一般式（４）中のＲ３が水素原子、Ｙが窒素原子である化合物と、一般式（５）中のＲ４がメチル基である化合物を反応させることにより、一般式（６）中のＲ３が水素原子、Ｙが窒素原子である化合物が得られる。

一般式（７）で表される化合物と一般式（５）で表される化合物を反応させることにより、一般式（８）で表される化合物が得られる。

増炭反応、例えば、一般式（５）で表される化合物を用いる反応は溶媒中で行う。溶媒としては、反応の進行を妨げないものであれば特に制限はないが、ヘキサン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒等が通常用いられる。これら溶媒は単独で、あるいは２種以上を任意の比率で混合して使用することができる。

一般式（５）で表される化合物を用いる増炭反応の反応温度は、−７８℃から使用する溶媒の沸点までの範囲から選択することができるが、好ましくは、−２０℃から溶媒の沸点の温度範囲である。

一般式（５）で表される化合物を用いる増炭反応の反応時間は特に制限は無いが、数分から２４時間、好ましくは３０分から６時間の範囲である。

一般式（２）中のＡが１，２，４−トリアゾール−１−イル基あるいは１，３−イミダゾール−１−イル基であり、Ｄが−ＯＲ３基であり、Ｒ３が水酸基の保護基である化合物を、該水酸基の保護基に応じた条件下で脱保護を行うことにより、一般式（３）で表される化合物を得ることができる。脱保護法は、Protecting Groups in Organic Synthesis (T. W. Greene)に詳しく記載されているが、ベンジル基、p-メトキシベンジル基であれば、溶媒中にPd/Cによる水素添加反応により、トリチル基、ベンズヒドリル基、メトキシメチル基、エトキシエチル基、メトキシエトキシメチル基、１−エトキシエチル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等では、塩酸、トシル酸などの酸性条件により、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基やtert-ブチルジフェニルシリル基等では、塩酸、トシル酸などの酸性条件に加え、テトラブチルアンモニウムフロリドなどのフッ素イオンにより脱保護することができる。

一般式（３）中のＲ１、Ｒ２、Ｒ４およびＹは前記と同義である。
また、一般式（２）中のＡとＤが一つの酸素原子を介して結合してオキシラン環を形成している化合物、すなわち、一般式（８）で表される化合物をイミダゾールあるいはトリアゾールと反応させることにより、一般式（３）で表される化合物を得ることができる。

例えば、一般式（７）で表される化合物に対して増炭反応させて得られる、一般式（８）中のＲ４がメチル基である化合物とイミダゾールあるいはトリアゾールと反応させることにより、一般式（３）中のＲ４がメチル基、Ｙが窒素原子である化合物を得ることができる。

通常、反応は、有機溶媒中、イミダゾールあるいはトリアゾールと、水素化ナトリウムや水酸化ナトリウムなどの無機塩基あるいはトリエチルアミンやＤＢＵなどの有機塩基との塩を形成させた後、一般式（８）で表される化合物を加え反応させることで行うことができる。溶媒としては、反応の進行を妨げないものであれば特に制限はないが、ヘキサン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ＤＭＦ、ＤＭＩなどの非プロトン性極性溶媒等が通常用いられる。これら溶媒は単独で、あるいは２種以上を任意の比率で混合して使用することができる。

反応温度は、−７８℃から使用する溶媒の沸点までの範囲から選択することができるが、好ましくは、−２０℃から溶媒の沸点の温度範囲である。

一般式（１）で表される化合物は不斉炭素を有するが、不斉炭素はＲ配置、Ｓ配置であってもよく、また、ラセミ混合物であっても本発明の製造方法に用いることができる。

また、一般式（１）で表される化合物に対して増炭反応を行うことにより、一般式（２）で表される化合物には新たに不斉炭素が生じる。そのため、一般式（３）で表される化合物はジアステレオマーとなるが、そのジアステレオ選択性は、例えば大学院有機化学(岩村ら、講談社)ｐ565に説明されるように発現すると考えられる。そこで、例えばReetzら（J. Chem. Soc., Chem. Comm., 1600(1986)）の報告にあるように、適切な保護基、金属種、溶媒や反応条件を組み合わせることで、シンあるいはアンチの立体を、ジアステレオ選択的に作り分けることができる。さらに 光学活性な一般式（１）で表される化合物を用い、ジアステレオ選択的な増炭反応を行うことで、光学的に純粋な一般式（３）で表される化合物を製造することができる。すなわち、（２Ｓ）の立体を有するアルデヒドを立体選択的に反応させることで、（２Ｓ，３Ｒ）あるいは（２Ｓ，３Ｓ）の化合物を優先的に製造することができる。また、（２Ｒ）の立体を有するアルデヒドから（２Ｒ，３Ｒ）あるいは（２Ｒ，３Ｓ）の立体を選択的に製造することが可能である。

以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明はこれらによって制限されるものではない。

2-フェニル-2-(1-ヒドロキシエチル)オキシランの合成 （式１）[化９]

2-フェニルグリシジルアルデヒド77.5mgのTHF1mL溶液に3Mメチルマグネシウムブロミドのジエチルエーテル溶液(1.5当量)を-78℃に冷却下滴下し、1時間撹拌した。飽和食塩水10mLにあけ、酢酸エチル10mLで2回抽出した。水と飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧濃縮し、80mgの目的物を得た。
収率＝94%
Syn体
¹H-NMR(400MHz, CDCl₃) δ=7.5-7.3(m, 5H), 4.28(q, 1H), 3.34(d, 1H), 2.74(d, 1H), 1.20(d, 3H)
Anti体
¹H-NMR(400MHz, CDCl₃) δ=7.5-7.3(m, 5H), 4.17(q, 1H), 3.21(d, 1H), 2.96(d, 1H), 1.24(d, 3H)

2-フェニル-1-(1H-1,2,4-トリアゾール-1-イル)-2,3-ブタンジオールの合成
60％水素化ナトリウム15.3mgをDMF1mLに懸濁し、1,2,4-トリアゾール32mgを加え、室温で1時間撹拌した。2-フェニル-2-(1-ヒドロキシエチル)オキシラン25mgをDMF1mLに溶解した溶液を室温で加え、7日反応させた。水1mLを加え、酢酸エチルで抽出し硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を濃縮し、目的物31mgを得た。
収率＝87%
Syn-ジオール
¹H-NMR(400MHz, CDCl₃) δ=7.87(s, 1H), 7.86(s, 1H), 7.5-7.2(m, 5H), 4.59(dd, 2H), 4.15(q, 1H ), 0.98(d, 3H, J=6.5Hz)
Anti-ジオール
¹H-NMR(400MHz, CDCl₃) δ=8.18(s, 1H), 7.67(s, 1H), 7.5-7.2(m, 5H), 4.75(dd, 2H), 3.76(q, 1H ), 1.19(d, 3H, J=6.5Hz)

2-フェニル-1-(1H-1,2,4-トリアゾール-1-イル)-2,3-ブタンジオールの合成
2-フェニル-2-ヒドロキシ-3-(1H-1,2,4-トリアゾール-1-イル)プロパナール15mgのＴＨＦ0.5mL溶液に、3Mメチルマグネシウムブロミドのジエチルエーテル溶液(3当量)を、-78℃に冷却下加え、1時間撹拌し、室温で1夜放置した。飽和食塩水5mLにあけ、酢酸エチル15mLで2回抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を減圧濃縮し、15mgの目的物を得た。
収率＝87%
¹H-NMRは比率を除き、実施例２と同様であった。

Claims (5)

1. 一般式（１）[化１]
   

   

   （式中Ｒ１およびＲ２は互いに独立して水素原子、ハロゲン原子を示す。Ａは１，２，４−トリアゾール−１−イル基または１，３−イミダゾール−１−イル基、Ｄは−ＯＲ３基、あるいはＡとＤが一つの酸素原子を介して結合したオキシラン環を形成していてもよい。Ｒ３は水素原子、水酸基の保護基を示す。）で表される化合物と、一般式（５）［化２］
   

   

   （式中、Ｒ４は炭素数１から５のアルキル基を示し、ＥはＬｉ、ＭｇＸ、ＺｎＸ、ＴｉＸ _２ Ｑ、ＴｉＲ４ＸＱ、Ｔｉ（ＯＲ５） _３ 、ＡｌＸＱ、ＣｕまたはＣｕＲ４Ｌｉを示す。ただし、Ｑ、Ｘはそれぞれ独立してハロゲン原子あるいはＲ４を示し、Ｒ５は炭素数1から５のアルキル基を示す。）で表される化合物とを反応させて、一般式（２）[化３]
   

   

   （式中、Ｒ４は炭素数１から５のアルキル基を示し、Ｒ１、Ｒ２、ＡおよびＤは前記と同義である。）で表される化合物を製造し、さらにＲ３が水酸基の保護基の場合は脱保護を行うことで、またＡとＤが一つの酸素原子を介して結合してオキシラン環を形成している場合はイミダゾールあるいは１，２，４−トリアゾールと反応させることで、一般式（３）[化４]
   

   

   （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４は前記と同義であり、ＹはＣ−Ｈまたは窒素原子を示す。）で表される化合物を製造する方法。
2. 一般式（４）[化５]
   

   

   （式中Ｒ１およびＲ２は互いに独立して水素原子、ハロゲン原子を示す。Ｒ３は水素原子、水酸基の保護基を示し、ＹはＣ−Ｈまたは窒素原子を示す。）で表される化合物と、一般式（５）[化６]
   

   

   （式中、Ｒ４は炭素数１から５のアルキル基を示し、ＥはＬｉ、ＭｇＸ、ＺｎＸ、ＴｉＸ_２Ｑ、ＴｉＲ４ＸＱ、Ｔｉ（ＯＲ５）_３、ＡｌＸＱ、ＣｕまたはＣｕＲ４Ｌｉを示す。ただし、Ｑ、Ｘはそれぞれ独立してハロゲン原子あるいはＲ４を示し、Ｒ５は炭素数１から５のアルキル基を示す。）で表される化合物を反応させ、一般式（６）[化７]
   

   

   （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＹは前記と同義である。）で表される化合物を製造する方法。
3. 請求項２記載の一般式（４）から一般式（６）中の、Ｒ３が水素原子、Ｒ４がメチル基、Ｙが窒素原子である請求項２に記載の方法。
4. 一般式（７）[化８]
   

   

   （式中Ｒ１およびＲ２は互いに独立して水素原子、ハロゲン原子を示す。）で表される化合物と、一般式（５）[化９]
   

   

   （式中、Ｒ４は炭素数１から５のアルキル基を示し、ＥはＬｉ、ＭｇＸ、ＺｎＸ、ＴｉＸ _２ Ｑ、ＴｉＲ４ＸＱ、Ｔｉ（ＯＲ５） _３ 、ＡｌＸＱ、ＣｕまたはＣｕＲ４Ｌｉを示す。ただし、Ｑ、Ｘはそれぞれ独立してハロゲン原子あるいはＲ４を示し、Ｒ５は炭素数１から５のアルキル基を示す。）で表される化合物を反応させて、一般式（８）[化１０]
   

   

   （式中、Ｒ４は炭素数１から５のアルキル基を示し、Ｒ１およびＲ２は前記と同義である。）で表される化合物を製造し、さらにイミダゾールあるいは１，２，４−トリアゾールと反応させ、
   一般式（３）[化１１]
   

   

   （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４は前記と同義であり、ＹはＣ−Ｈまたは窒素原子を示す。）で表される化合物を製造する方法。
5. 一般式（５）、一般式（８）および一般式（３）中の、Ｒ４がメチル基、Ｙが窒素原子である請求項４に記載の方法。