JP4699693B2 - C−官能基化含窒素大環式化合物製造のための新規方法および得られる新規中間体 - Google Patents

C−官能基化含窒素大環式化合物製造のための新規方法および得られる新規中間体 Download PDF

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Description

環状ポリアミン類、特にテトラアザシクロアルカン類(その主要な二つの代表は1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン(サイクレン;cyclen)と1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン(サイクラム;cyclam)である)の化学はかなり発展してきている。これらのポリアザ大環式化合物誘導体は、液体の精製、触媒作用または医薬といった多様な分野に適用が見出せる。サイクレンは例えば医学的画像化における数多くの対照物質の基本単位である。これらの大環式化合物のN−官能基化と、そのようにして得られる新規リガンドの複雑な性質の研究は、数多くの研究の対象となっている。
与えられた基質に関する大環式化合物の選択性は、キレートアームの性質、数および相対位置に依存する。殆どの応用は、大環式化合物を固体支持体または抗体のいずれかに固定する必要がある。例えば適当なキレートアームを持つ含窒素大環式化合物のような複合体形成部位、および抗体または固体支持体との結合を可能にする反応性末端の両者を含む分子の合成は、この十年間にわたり数多くの刊行物と特許出願の主題となっている。しかしながら、このような二価キレート化剤(BCAまたはBFC)は、特に、異なる官能基を環上窒素原子と縮合させねばならない場合には製造が困難である。
テトラアザシクロアルカン類のN−官能基化のための比較的選択的な方法が多数記載されている。実際それらの殆どは、今なお比較的高価な大過剰の塩基大環式化合物の使用を必要とするか、または、冗長な反応部位の保護と脱保護の連続履行を必要とする。
別のアプローチは、大環式化合物のバックボーンの炭素原子上に結合を可能にするアームを導入し、次いでこのキレートアームを窒素原子上に導入することから成るものである。後者のアプローチはこれら二価キレート化剤の合成により適しているように思われる。何故ならこの事は一方で、その大環式化合物の性質に有害な影響を及ぼすことなく4個の第二級アミン官能基の保持を可能にし、他方では、完全なN−官能基化工程の間に4個のキレートアームの容易な結合を可能にするためである。このアプローチは数多くの二価キレート化剤の合成に応用されており、図1に示すそれらの幾つかは人間における治験に使用され、そして/または商業的に入手できる(BAT、p−NCS−Bz−DOTA、p−NH2−Bz−DOTA)。しかしながらこれは、C−官能基化大環式化合物の不確定的合成によって依然として制限を受けている。
これは、大環式化合物に対するC−C結合の形成による合成を構想できないためである。それは、所望の官能基を持つシントンの利用、または、所望官能基へのアクセスを可能にする中間体の利用を必然的に含んでいる。幾つかの環化法が開発されている。一般的であり、且つサイクラム、サイクレンまたはその他の大環式化合物へのアクセスを無差別に可能にするものは無い。
サイクラム誘導体の場合、現在のところ最も広く用いられている方法は、直線状テトラアミンと官能基化マロン酸ジエチルの縮合に基づく、図式1に示したTabushiらの方法である1。これは、メチレン基の水素原子の酸性がジエステルの容易な官能基化を可能にするためである。得られたジアミドを、その後還元してC−官能基化サイクラムを得る。6位の炭素原子がC−置換された多数のサイクラムが、この方法で合成されている2-11。このアプローチはさらに、炭素原子を介して連結したビスサイクラムの製造および1,4,7,10−テトラアザトリデカン類(2223)の合成をも可能にした3,15,16。最後に、有機ポリマーへの環状テトラアミン類の係留がこの反応式に従って行われた17,18。この方法の主たる利点は、大環式化合物上に極めて多様な官能基を導入できることである。ところがこれには数多くの不都合がある:これはサイクレン系列には応用できず、大過剰のボランによって行う中間体ジアミドの還元工程を必要とし、そして、環化工程のための反応時間が長く、20日間にもなる。さらに、環化条件を最適にしたとしても反応収率は依然として低い19,20
クマリンまたはアクリル酸エチル誘導体への直線状テトラアミンのミカエル付加と、得られた環状アミドのボランによる還元から成る、図式2に示す他の方法は、フェノール、ニトロフェノール21,22、ピリジン23、イミダゾール24、ヒドロキシピリジン25またはトリフェニルホスフィン26基により5位がC−官能基化されたサイクラムの製造を可能にした。この方法の不利な点はTabushiらの方法の不利な点と同じであり、環化工程がエタノール中での還流で3週間かかる事、環化収率が低い事(8〜40%)、そしてその後に中間体アミドの還元が必要である事である。
2−(4−ニトロベンジル)−1,4,7,10−テトラキス(カルボキシメチル)−サイクレン(p−NH2−Bn−DOTA)の前駆体である4−ニトロベンジル−サイクレン(p−NO2−Bn−サイクレン)の合成は、幾つかの刊行物および特許出願の主題となっている5,27-30。図式3に示す合成はトシル型の基によりN−置換されたシントンを含んでおり、リッチマン(Richman)およびアトキンス(Atkins)によるサイクレン製造方法31に直接影響を受けている。
他のC−官能基化サイクレンもこの方法32-36で得られている。環化収率は一般に良好であるものの、ここで再びリッチマンおよびアトキンスの方法の不利な点、即ち過酷な脱トシル化条件、スルホンアミド中間体および関与する原子の点であまり経済的ではない側面(非原子経済的)に遭遇することになり、それにC−官能基化シントン取得の難しさがさらに加わることになる。このアプローチは、6位37,38または5位39が官能基化されたサイクラムまたはより大きなC−置換テトラアザシクロアルカン37,38,40の合成にも用いられている。
大環式化合物に至る他のアクセス経路は、シントンを環化反応に好都合なコンホメーションに導くための外部支持体、一般には金属カチオンの使用から成る。次に「鋳型効果」に言及する。サイクラムの効果的な合成41,42を可能にするこのアプローチは、C−官能基化大環式化合物の製造のためにも提唱された。図式4に示す最も広く使用されている合成は、シフ塩基型の中間体を含んでいる43。この環化は一般にニトロエタンまたはマロン酸ジエチルを用いて実施する。エステル官能基またはニトロ基でC−置換されている、サイクラム(2323)を基礎とする銅(II)複合体のみならず、異なる大きさの大環式化合物(2223)、(2333)または(3333)を基礎とする銅(II)複合体を、そのようにして取得した43-46。酸またはアミン基でモノ−またはジ−C−官能基化された遊離のリガンドもまた、これらの複合体から出発して取得することができる47-50。ビス大環式化合物もまたこのようにして合成された51。アミノ基を持つサイクラムのその後の官能基化は、例えば新たなC−置換大環式化合物へのアクセスを可能にする52。環化反応中に観察される収率は、目的化合物に応じて15〜75%と変動する。この方法の不利な点は、導入する官能基の選択を限定する条件を必要とする金属イオンの除去、および、それをサイクレン系列に適合させ得ない事である。近年、支持体としての鉄(III)の利用が、収率40%〜70%で幾つかのC−アリール化サイクレンの取得を可能にした53,54
最後に、幾人かの著者は、高希釈条件によるC−官能基化サイクレンの合成を記載している28,55-58。大環式化合物化学の分野で広く利用されているこの高希釈技術は一般に良好な環化収率をもたらすが、高希釈は該大環式化合物の大規模製造に対して大きな障害を構成する。
したがって本発明者らは、C−官能基化テトラアザシクロアルカンの新規製造法を開発しようとした。
本発明の主題は、式(I):
Figure 0004699693
[式中、
基AまたはBの一方は−CH2−基であり、他方の基は、−CH(R′)−CH2−基[式中、R′は、1〜12の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基であるか、または−(CH2n−O−R1′基[式中、nは0および4の間の整数であり、R1′は水素原子または1〜8の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基である]であるか、または−(CH2n−C(=O)−O−R1′基[式中、nおよびR1′は前記と同意義である]であるか、または−(CH2n−R2′基[式中、R2′は非置換フェニル基であるか、またはアミノ、ニトロ、クロロ、ブロモ、ヨード、メトキシもしくはヒドロキシ基から選ばれる1またはそれ以上の基で置換されているフェニル基である]である]であるか、
または、−CH(R″)−基[式中、R″は、1〜12の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基であるか、または−(CH2n−O−R1″基[式中、nは0および4の間の整数であり、R1″は水素原子または1〜8の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基である]であるか、または−(CH2n−C(=O)−O−R1″基[式中、nおよびR1″は前記と同意義である]であるか、または−(CH2n−R2″基[式中、R2″は非置換フェニル基であるか、またはアミノ、ニトロ、クロロ、ブロモ、ヨード、メトキシもしくはヒドロキシ基から選ばれる1またはそれ以上の基で置換されているフェニル基である]である]であり、
そして基Dは−(CH2m−基[式中、mは0または1に等しい]である]
で示される化合物の製造方法であって、
以下の連続反応工程:
工程(a):式(II):
Figure 0004699693
[式中、基Dは前記と同意義である]
で示される化合物を式(III):
Figure 0004699693
[式中、RおよびR1は、同じであっても異なっていてもよく、個別に水素原子であるか、またはメチル、エチル、直線状もしくは分枝プロピルまたは直線状もしくは分枝ブチル基から選ばれる基であり、好ましくは水素原子またはメチル基である]
で示される化合物と反応させて式(IV):
Figure 0004699693
[式中、D、RおよびR1は前記と同意義である]
で示される化合物を形成させる工程;
工程(b):工程(a)で得られた式(IV)の化合物を式(V):
Figure 0004699693
[式中、AおよびBは前記と同意義であり、Xはブロモ、ヨード、クロロまたはトシラート基から選ばれる基である]
で示される化合物と反応させて式(VI):
Figure 0004699693
[式中、A、B、D、RおよびR1は前記と同意義である]
で示される化合物を形成させる工程;および、
工程(c):工程(b)で得られた式(VI)の化合物を酸処理に付して前記式(I)の化合物を形成させる工程、を含む方法である。
「1〜12の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基」という語は、上記のR′、R″、R1′およびR1″の定義において、特にアルキル基およびアルケニル基を意味する。
アルキル基の中でもR′、R″、R1′およびR1″に対して以下のものがより具体的に示される:メチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル、ブチル、1−メチルプロピル、2−メチルプロピル、1,1−ジメチルエチル、ペンチル、1−メチルブチル、2−メチルブチル、1−エチルプロピル、1,1−ジメチルプロピル、2,2−ジメチルプロピルまたは1,2−ジメチルプロピル基。
アルケニル基の中でもR′、R″、R1′およびR1″に対して以下のものがより具体的に示される:ビニル、1−プロペニル、1−メチルエテニル、2−プロペニル、1−ブテニル、1−メチル−1−プロペニル、2−メチル−1−プロペニル、2−ブテニル、1−ペンテニル、1−メチル−1−ブテニル、2−メチル−1−ブテニル、3−メチル−1−ブテニル、1,1−ジメチル−1−プロペニル、2,2−ジメチル−1−プロペニル、1,2−ジメチル−1−プロペニル、2−ペンテニルまたは2−メチル−2−ブテニル基。
下記の実施例に例示するように、上に定義した方法は、付加価値の高い大環状分子であるC−官能基化テトラアザシクロアルカンの直接合成を可能にする。それは市販の化合物から出発してわずか3工程で実施するものである。現在までに記載されている全ての合成とは対照的に、この3つの工程のいずれも、特別な条件:高希釈、不活性雰囲気、長い反応時間などを必要としない。これは一般的なものであり、C−官能基化サイクラムおよびサイクレンのみならず1,4,7,10−テトラアザトリデカン(2223)の製造をも可能にする。このような化合物についての収率は非常に高い(サイクラム系列で71−87%)。特に最終「脱保護」工程の間の穏和な条件は、還元、脱トシル化または脱金属工程を含む方法とは対照的に極めて多彩な有機官能基の導入を可能にする。したがって、本明細書に記載の実施例が市販化合物に限定されているとしても、多くのビス親電子性エタンまたはプロパン誘導体を使用することができる。適当な基によるN−官能基化の後、環上炭素原子に導入された多様な官能基が、与えられた適応に従った抗体または固体支持体上への該大環式化合物の固定化方法への適合を可能にする。最後に、サイクラムまたはサイクレンを基礎とする新規なC−官能基化大環式化合物が本方法に従って製造できる。この理由により、本発明の他の主題は、上に定義した式(VI)の化合物である。式(VI)の化合物もまた、当業者の範囲内にある適当な処理により、式(VII):
Figure 0004699693
[式中、A、B、D、RおよびR1は前記と同意義である]
で示される化合物へのアクセスを可能にする。
この式(VII)の化合物は本発明の他の主題を構成する。
具体的な態様によれば、本発明の他の主題は、式(Ia):
Figure 0004699693
で示される化合物、即ち、Aが−CH2−基でありBが−CH(R″)−基であり、そしてDの定義においてmが0に等しい式(I)の2種類の化合物であるが、式(Ia)においてR″がヒドロキシメチル基でない事は明らかである。
本発明方法の工程(c)で得られる式(I)の化合物(そして特に上記定義による式(Ia)[式中、R″はヒドロキシメチル基を意味することもあればそうでない場合もある]の化合物)を、テトラアザシクロアルカン環上の1またはそれ以上の窒素原子の官能基化を構成する後の工程(d)に付し、それによって以下の式(I′):
Figure 0004699693
[式中、
●基A、BおよびDは式(I)の化合物に関して上に述べた意義を有し;そして、
●基Z1、Z2、Z3およびZ4(これらは同じであっても異なっていてもよい)の各々は個別に、
−水素原子;または、
−1〜15の炭素原子を含む直線状もしくは分枝アルキル基または7〜12の炭素原子を含む[ヘテロ(アリール)]アルキル基;または、
−−(CH2w−Y基[式中、
□ wは0より大きく6以下、より具体的には3以下の数で
あり;そして、
□ Yは、
−[−C(=O)]y−V基[式中、
●yは0または1に等しく;そして、
●VはOH基もしくはOR3基[式中、R3は、所望により1またはそれ以上のCOOH、SO3H、PO32またはCO(NH2)基で置換されていてもよい、1〜6の炭素原子、より具体的には1〜3の炭素原子を含むアルキル基である]、または
NH2、NHR4もしくはN(R4)(R5)基[式中、R4およびR5は1〜4の炭素原子を含むアルキルラジカルである]である];または、
−−P(=O)(OR6)(OR7)基[式中、R6およびR7は各々個別
に水素原子または1〜4の炭素原子を含むアルキルラジカルである];または、
−−SO3H基、である]を表す]
を有する化合物が得られる。
工程(d)の官能基化は当業者の範囲内にある適当な処理によって達成できる。
別の態様によれば、本発明の他の主題は、上に定義したさらなる工程(d)を含む式(I′)の化合物の製造方法である。
より具体的には、本発明の他の主題は、式(Ia)の化合物を上記定義による官能基化工程(d)に付すことにより得ることのできる化合物、即ち以下の式(Ia′):
Figure 0004699693
[式中、R″およびZ1、Z2、Z3およびZ4は前記の意義を有する]
で示される化合物である。
以下の実施例は本発明を例示するものであるがこれを限定するものではない。
実施例A:メチル1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン−6−カルボキシラートの合成(化合物5)
(a) 9a,9b−ジメチルオクタヒドロ−1,3a,6a,9−テトラアザフェナレンの製造(化合物1)
Figure 0004699693
アセトニトリル30mlに入れたブタンジオン5.37g(62.4mmol)の溶液を、アセトニトリル100mlに入れた市販のN,N′−ビス(2−アミノエチル)−1,3−プロパンジアミン10.00g(62.4mmol)の溶液に0℃で徐々に滴下する。混合物を2時間この温度に維持する。溶媒を蒸発させた後、化合物1を黄色固体の形状で定量的に単離し、その後精製せずに次の工程に使用する。
13 C NMRスペクトル(125MHz、CDCl 3 、δ ppm)
10.7、18.3、23.3、39.2、42.0、45.6、46.6、49.0、51.1、68.1、73.3。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=210 M+●
(b) メチル10b,10c−ジメチルデカヒドロ−3a,5a,8a,10a−テトラアザピレン−2−カルボキシラートの製造(化合物3)
Figure 0004699693
アセトニトリル20mlに入れたメチル3−ブロモ−2−(ブロモメチル)プロパノアート4.95g(19.0mmol)の溶液を、アセトニトリル100mlに入れた前工程で製造した化合物1 4.00g(19.0mmol)および炭酸カリウム(K2CO3)13.15g(95.0mmol)の溶液に還流下で徐々に滴下する。溶液を激しく攪拌し還流を48時間維持する。セライトによる濾過および蒸発の後、橙色油状物の形状の化合物3が得られる(5.58g、収率=95%)。
13 C NMRスペクトル(125MHz、CDCl 3 、δ ppm)
9.9、10.6、17.9、35.4、44.7、46.3、46.4、46.6、47.9、48.9、50.2、50.4、52.1、73.2、73.8、174.6。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=308 M+●
(c) メチル1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン−6−カルボキシラートの製造(化合物5)
Figure 0004699693
無水メタノール50mlに入れた前工程で製造した化合物3 5.00g(16.2mmol)の溶液を還流させる。35%水性塩酸溶液30mlを少量ずつ加える。還流を48時間維持する。混合物を0℃に冷却し、生成した沈殿を濾去し、その後氷冷メタノールで洗浄する。濾液を蒸発させ、次いで残留物を最少量のメタノールに溶解する。生成した沈殿を濾去し、氷冷メタノールで洗浄する。化合物5・4HClが白色粉末の形状で単離できる(4.55g、収率=76%)。
テトラアミンから出発した通算収率:72%。
1 H NMRスペクトル(500MHz、D 2 O、δ ppm)
2.22(qt,2H)、3.10−3.80(m,17H)、3.78(s,3H)。
13 C NMRスペクトル(125MHz、D 2 O、δ ppm)
21.9、38.3、41.7、42.4、44.5、46.9、56.5、173.5。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=259(M+H)+●
実施例B:1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン−6−カルボン酸の合成(化合物6)
Figure 0004699693
無水エタノール20mlに入れた実施例A、工程(b)で製造した化合物3 0.50g(1.62mmol)の溶液を還流させる。35%水性塩酸溶液3mlを少量ずつ加える。還流を48時間維持する。混合物を0℃に冷却し、生成した沈殿を濾去し、氷冷エタノールで洗浄する。濾液を蒸発させ、次いで残留物を最少量のエタノールに溶解する。生成した沈殿を濾去し、氷冷エタノールで洗浄する。化合物6・3HClが白色粉末の形状で単離できる(0.57g、収率=92%)。
テトラアミンから出発した通算収率:87%。
1 H NMRスペクトル(500MHz、D 2 O、δ ppm)
1.55(qt,2H)、2.64(qt,1H)、2.70−3.00(m,16H)。
13 C NMRスペクトル(125MHz、D 2 O、δ ppm)
22.3、38.6、42.3、42.7、44.8、46.9、175.7。
元素分析(C 11 24 4 2 ・3HCl・3H 2 Oとして)
理論値:C 32.40%;H 8.16%;N 13.74%
実測値:C 32.66%;H 8.03%;N 13.81%
実施例C:1,4,8,11−テトラアザシクロデカン−6−オールの合成(化合物7)
(a) 10b,10c−ジメチルデカヒドロ−3a,5a,8a,10a−テトラアザピレン−2−オールの製造(化合物4)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例A、工程(b)に記載の方法と同一の方法に従い、化合物1 8.00g(38.1mmol)、1,3−ジブロモプロパン−2−オール8.36g(38.1mmol)およびK2CO3 26.32g(190.5mmol)から得る。2つの異性体で構成された化合物4が橙色油状物の形状で単離できる(9.00g、収率=90%)。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=267(M+H)+●
(b) 1,4,8,11−テトラアザシクロデカン−6−オールの製造(化合物7)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例Bに記載の方法と同一の方法に従い、前工程で製造した化合物4 1.15g(4.31mmol)から得る。化合物7・4HClがオフホワイトの粉末の形状で単離できる(1.23g、収率=79%)。
テトラアミンから出発した通算収率:71%。
1 H NMRスペクトル(200MHz、D 2 O、δ ppm)
2.11(qt,2H)、2.8−3.8(m,17H)。
13 C NMRスペクトル(50MHz、D 2 O、δ ppm)
23.8、43.8、45.3(×2)、46.1(×2)、46.7、50.3、59.5、61.7。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=217(M+H)+●
実施例D:1,4,7,10−テトラアザシクロトリデカ−5−イルメタノールの合成(化合物9)
(a) 9b,9c−ジメチルデカヒドロ−2a,4a,7a,9a−テトラアザシクロペンタ[cd]フェナレン−1−イルメタノールの製造(化合物8)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例A、工程(b)に記載の方法と同一の方法に従い、化合物1 1.00g(4.73mmol)、2,3−ジブロモプロパン−1−オール1.05g(4.73mmol)およびK2CO3 3.27g(23.65mmol)から得る。幾つかの異性体で構成された化合物8が橙色油状物の形状で単離できる(1.20g、収率=95%)。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=267(M+H)+●
(b) 1,4,7,10−テトラアザシクロトリデカ−5−イル−メタノールの製造(化合物9)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例dに記載の方法と同一の方法に従い、前工程で製造した化合物8 1.20g(4.51mmol)から得る。化合物9がオフホワイトの粉末の形状で単離できる(0.93g、収率=54%)。
テトラアミンから出発した通算収率:52%。
13 C NMRスペクトル(125MHz、D 2 O、δ ppm)
29.0、46.4、47.9、49.1、49.3、50.1、50.1、50.4、58.5、63.4。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=217(M+H)+●
実施例E:1,4,7,10−テトラアザシクロドデカ−2−イルメタノールの合成(化合物11)
(a) 5a,8b−ジメチルオクタヒドロ−2a,5,6,8a−テトラアザアセナフチレンの製造(化合物2)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例A、工程(a)に記載の方法と同一の方法に従い、トリエチレンテトラアミン10.00g(68.4mmol)およびブタンジオン5.88g(68.4 mmol)から得る。琥珀色固体の形状の化合物2が定量的に得られ、これをさらに精製することなく次工程に使用する。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=197(M+H)+●
(b) 8b,8c−ジメチルデカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ[fg]アセナフチレン−1−イルメタノールの製造(化合物10)
Figure 0004699693
アセトニトリル20mlに入れた2,3−ジブロモプロパン−1−オール5.58g(25.5mmol)の溶液を、アセトニトリル125mlに入れた前工程で製造した化合物2 5.00g(25.5mmol)およびK2CO3 17.54g(127mmol)の溶液に還流下で徐々に滴下する。溶液を激しく攪拌し還流を48時間維持する。セライトによる濾過、蒸発および得られた油状物のアルミナカラムクロマトグラフィー(溶離液CH3OH/CH2Cl2 3/100)の後、幾つかの異性体で構成される橙色油状物の形状の化合物10が得られる(3.10g、収率=48%)。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=253 (M+H)+●
(c) 1,4,7,10−テトラアザシクロドデカ−2−イルメタノールの製造(化合物11)
Figure 0004699693
無水エタノール50mlに入れた前工程で得られた化合物10 1.00g(3.99mmol)の溶液を還流させる。35%水性塩酸溶液10mlを少量ずつ加える。還流を48時間維持する。溶媒を蒸発させた後、残留物を最少量の氷冷エタノールに溶解する。生成した沈殿を濾去し、氷冷メタノールで洗浄する。濾液を蒸発させ、次いで残留物を最少量のメタノールに溶解する。生成した沈殿を濾去し、氷冷メタノールで洗浄する。化合物11・4HClが白色粉末の形状で単離できる(0.80g、収率=57%)。
テトラアミンから出発した通算収率:27%。
13 C NMRスペクトル(125MHz、D 2 O、δ ppm)
42.1、43.3、43.9、44.0、44.5、44.9、46.9、56.0、59.5。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=203(M+H)+●
実施例F:メチル デカヒドロ−3a,5a,8a,10a−テトラアザピレン−2−カルボキシラートの合成(化合物13)
(a) オクタヒドロ−1,3a,6a,9−テトラアザフェナレンの製造(化合物12)
Figure 0004699693
40%(重量)グリオキサル水溶液9.04g(62.4mmol)を、水30mlに入れたN,N′−ビス(2−アミノエチル)−1,3−プロパンジアミン10.00g(62.4mmol)の溶液に0℃で滴下する。混合物をこの温度に1時間維持し、次いで周囲温度で10時間攪拌する。水を蒸発させた後、淡黄色固体の形状の化合物12が定量的に単離でき、これをさらに精製することなく次工程に使用する。
13 C NMRスペクトル(50MHz、CDCl 3 、δ ppm)
19.8、54.0−55.5(ブロード)、67.3、77.3。
(b) メチル デカヒドロ−3a,5a,8a,10a−テトラアザピレン−2−カルボキシラートの製造(化合物13)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例A、工程(b)に記載の方法と同一の方法に従い、前工程で製造した化合物12 1g(5.48mmol)、メチル 3−ブロモ−2−(ブロモメチル)プロパノアート1.42g(5.48mmol)およびK2CO3 3.80g(27.45mmol)から得る。2つの異性体で構成された化合物13が橙色油状物の形状で単離できる(1.46g、収率=95%)。
実施例G:デカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ[fg]アセナフチレン−1−イルメタノールの合成(化合物15)
(a) オクタヒドロ−2a,5,6,8a−テトラアザアセナフチレンの製造(化合物14)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例F、工程(a)に記載の方法と同一の方法に従い、トリエチレンテトラアミン5.00g(34.2mmol)およびグリオキサル溶液4.95g(34.2 mmol)(H2O中40%)から得る。黄色油状物の形状の化合物14(4異性体)が定量的に単離でき、これをその後精製することなく次工程に使用する。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=169(M+H)+●
(b) デカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ[fg]アセナフチレン−1−イルメタノールの製造(化合物15)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例A、工程(b)に記載の方法と同一の方法に従い、前工程で製造した化合物14 3.00g(17.87mmol)、2,3−ジブロモプロパン−1−オール3.92g(17.87mmol)およびK2CO3 12.34g(89.3mmol)から得る。赤色油状物の形状の化合物15が単離できる。
実施例H:1−(1,4,7,10−テトラアザシクロトリデカ−5−イル)アリルオキシメタンの合成(化合物18)
(a) 3−アリルオキシ−1,2−プロパンジオール ジトシラートの製造(化合物16)
Figure 0004699693
ピリジン300mlに入れたp−TsCl 216.7g(1.13mmol)の溶液を−5℃に冷却する。3−アリルオキシ−1,2−プロパンジオール50g(0.38mol)の溶液を徐々に加える。添加終了時にこの混合物を周囲温度に維持し、12時間攪拌する。生成した沈殿を次いで濾去し、濾液を蒸発させる。得られた油状物をクロロホルム50mlに溶解し、0.5M HCl溶液200ml、次に1M Na2CO3溶液200mlで洗浄する。橙色相を蒸発させた後、黄色油状物の形状の化合物16が単離できる(142.39g、収率=85%)。
1 H NMR(200MHz、CDCl 3
2.33(s,6H)、3.44(d,2H)、3.72(m,2H)、4.07(m,2H)、4.61(m,1H)、4.99−5.10(m,2H)、5.52−5.71(m,1H)、7.20(m,4H)、7.55−7.70(m,4H)。
13 C NMR(50MHz、CDCl 3
21.7(×2)、67.5、67.7、72.3、77.0、117.5、127.9(×3)、129.9(×2)、133.8(×2)、145.3(×2)。
(b) 1−(9b,9c−ジメチルデカヒドロ−2a,4a,7a,9a−テトラアザシクロペンタ[cd]フェナレン−1−イル)アリルオキシメタンの製造(化合物17)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例A、工程(b)に記載の方法と同一の方法に従い、化合物1 26.2g(0.12mol)、化合物16 54.9g(0.12mol)およびK2CO3 86g(0.62mol)から得る。得られた赤色油状物をアルミナカラムクロマトグラフィー(CH2Cl2溶離液)で精製する。2つの異性体で構成された化合物17が黄色油状物の形状で得られる(8.6g、収率=22%)。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=306(M+●)。
(c) 1−(1,4,7,10−テトラアザシクロトリデカ−5−イル)アリルオキシメタンの製造(化合物18)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例Bに記載の方法と同一の方法に従い、化合物17 0.8g(2.61mmol)から得る。オフホワイトの粉末の形状の化合物18・4HClが単離できる。この粉末を最少量の水に溶解し、NaOHペレットの添加によりこの溶液を塩基性pHとする。3×100mlのクロロホルムによる抽出とMgSO4による乾燥の後、溶媒を蒸発させる。黄色油状物の形状の化合物18が得られる(0.5g、収率=75%)。
1 H NMR(500MHz、CDCl 3
1.34(m,2H)、1.96(s,4H)、2.16(m,1H)、2.25−2.55(m,14H)、3.01(m,1H)、3.10(m,1H)、3.63(m,2H)、4.81(dd,1H,J=1.0Hz,10.5Hz)、4.91(dd,1H,J=1.5Hz,15.5Hz)、5.55(m,1H,J=5.5Hz,10.5Hz,15.5Hz)。
13 C NMR(125MHz、CDCl 3
(CH2−β)29.1、(CH2−α) 46.2、47.8、48.9、49.2、49.9、49.8、50.4、(CH−) 56.8、(CH2−O) 72.1、72.4、(CH2=C) 116.8、(CH=) 134.8。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=256.89(M+●)。
元素分析(C 13 28 4 O・H 2 Oとして)
理論値:C 56.89;H 11.03;N 20.42
実測値:C 57.39;H 10.98;N 19.94
実施例I:メチル 1,4,8,11−テトラエトキシカルボニルメチル−1,4,8,11−テトラアザシクロテトラデカン−6−カルボキシラートの製造(化合物19)
Figure 0004699693
アセトニトリル500mlに入れた実施例A、工程(c)で製造した化合物5・4HCl 1g(2.5mmol)、およびK2CO3 6.8g(0.50mol)の溶液を還流させる。次に2−ブロモ酢酸エチル1.65g(9.9mmol)を加える。還流を6日間維持する。溶媒を濾過、蒸発させた後、得られた赤色油状物をアルミナカラムクロマトグラフィーで精製する(CH2Cl2溶離液)。黄色油状物の形状の化合物19が得られる(0.9g、収率=60%)。
13 C NMR(125MHz、CDCl 3
14.8(×4)、25.7、45.2、51.5(×2)、52.1(×2)、52.2、55.6(×2)、55.7(×2)、56.0(×2)、56.7(×2)、60.7(×4)、172.2(×4)、176.1。
実施例J:(1,4,7,10−テトラ(N,N−ジメチルカルバモイルメチル)−1,4,7,10−テトラアザシクロトリデカ−5−イル)メタノールの製造(化合物20)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例Iに記載の方法と同一の方法に従い、化合物9 7.7g(35.6mmol)および2−クロロ−N,N−ジメチルアセトアミド21.66g(176.2mmol)から得る。得られた赤色油状物をアルミナカラムクロマトグラフィー(溶離液CH2Cl2/MeOH 98/2)で精製する。黄色油状物の形状の化合物20が得られる(5.5g、収率=28%)。
1 H NMR(500MHz、CDCl 3
1.56(m,2H,J=6.3Hz)、2.39(m,1H)、2.45−3.10(m,14H)、2.85(s,3H)、2.87(s,9H)、2.93(s,3H)、2.97(s,3H)、3.01(s,3H)、3.02(s,3H)、3.15−3.6(m,11H)。
13 C NMR(125MHz、CDCl 3
(CH2−β)24.2、(CH3−N) 35.8(×3)、36.1、36.8、37.1、37.4(×2)、(CH2−α、CH−α)50.8(×2)、50.9、51.5、52.1(×2)、54.7、54.8、(CH2−CO) 57.4(×2)、58.0、60.2、(CH2−OH) 62.5、(C=O)170.9、171.0、171.0、172.8。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=557.71(M+●)。
実施例K:(1,4,7,10−テトラ(N,N−ジメチルカルバモイルメチル)−1−(1,4,7,10−テトラアザシクロトリデカ−5−イル)アリルオキシメタンの製造(化合物21)
Figure 0004699693
この生成物を、実施例Iに記載の方法と同一の方法に従い、化合物18 4.9g(19.1mmol)および2−クロロ−N,N−ジメチルアセトアミド9.3g(76.6mmol)から得る。得られた赤色油状物をアルミナカラムクロマトグラフィー(溶離液CH2Cl2/MeOH 99/1)で精製する。黄色油状物の形状の化合物21が得られる(4.15g、収率=36%)。
1 H NMR(500MHz、CDCl 3
1.40(m,2H)、2.3−3.5(m,49H)、3.72(m,2H)、4.93(d,1H,J=10.3Hz)、5.05(dd,1H,J=1.8Hz,17Hz)、5.60(m,1H)。
13 C NMR(125MHz、CDCl 3
(CH2−β)23.4、(CH3−N) 35.6(×2)、35.7、35.9、37.1、37.2、37.3、37.5、(CH2−α、CH−α)49.8、50.9、51.9、52.2(×2)、53.2、(×2)、55.4、(CH2−CO) 57.3、57.6、57.5、58.2、(CH2−O) 69.7、72.2、(CH2=) 116.5、(CH=) 135.2、(C=O) 170.5、170.8、(×2)、171.1。
質量分析:(MALDI−TOF)
m/z=597.41(M+●)。
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(64) Herve, G.; Bernard, H.; Le Bris, N.; Le Baccon, M.; Yaouanc, J.J.; Handel, H.; Tetrahedron Lett., 1999, 40, 2517-2520。
(65) Platzek, J.; Hoyer, K.; Graske, K.-D.; Raduechel, B., WO 00/32581, 2000。
(66) Argese, M.; Manfredi, G.; Rebasti, F.; Ripa, G., WO 00/53588, 2000。
(67) Ferrari, M.; Giovenzana, G.B.; Palmisano, G.; Sisti, M.; Synth. Commun., 2000, 30, 15-21。
(68) Herve, G.; Bernard, H.; Toupet, L.; Handel, H.; Eur. J. Org. Chem., 2000, 33-35。
(69) Weisman, G.R.; Wong, E.H.; Hill, D.C.; Rogers, M.E.; Reed, D.P.; Calabrese, J.C.; Chem. Commun., 1996, 947-948。
(70) Hubin, T.J.; McCormick, J.M.; Collinson, S.R.; Alcock, N.W.; Busch, D.H.; Chem. Commun., 1998, 1675-1676。
(71) Hubin, T.J.; McCormick, J.M.; Collinson, S.R.; Buchalova, M.; Perkins, C.M.; Alcock, N.W.; Kahol, P.K.; Raghunathan, A.; Busch, D.H.; J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 2512-2522。
(72) Wong, E.H.; Weisman, G.R.; Hill, D.C.; Reed, D.P.; Rogers, M.E.; Condon, J.S.; Fagan, M.A.; Calabrese, J.C.; Lam, K.C.; Guzei, I.A.; Rheingold, A.L.; J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 10561-10572。
(73) Hiler, G.D.; Perkins, C.M., WO 00/32601, 2000。
(原文記載なし)

Claims (3)

  1. 式(I):
    Figure 0004699693
    [式中、
    基AまたはBの一方は−(CH2)−基であり、他方の基は、−CH(R′)−CH2−基[式中、R′は、1〜12の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基であるか、または−(CH2n−O−R1′基[式中、nは0および4の間の整数であり、R1′は水素原子または1〜8の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基である]であるか、または−(CH2n−C(=O)−O−R1′基[式中、nおよびR1′は前記と同意義である]であるか、または−(CH2n−R2′基[式中、R2′は非置換フェニル基であるか、またはアミノ、ニトロ、クロロ、ブロモ、ヨード、メトキシもしくはヒドロキシ基から選ばれる1またはそれ以上の基で置換されているフェニル基である]である]であるか、
    または、−CH(R″)−基[式中、R″は、1〜12の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基であるか、または−(CH2n−O−R1″基[式中、nは0および4の間の整数であり、R1″は水素原子または1〜8の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基である]であるか、または−(CH2n−C(=O)−O−R1″基[式中、nおよびR1″は前記と同意義である]であるか、または−(CH2n−R2″基[式中、R2″は非置換フェニル基であるか、またはアミノ、ニトロ、クロロ、ブロモ、ヨード、メトキシもしくはヒドロキシ基から選ばれる1またはそれ以上の基で置換されているフェニル基である]である]であり、
    そして基Dは−(CH2m−基[式中、mは0または1に等しい]である]で示される化合物の製造方法であって、以下の連続反応工程:工程(a):式(II):
    Figure 0004699693
    [式中、基Dは前記と同意義である]で示される化合物を式(III):
    Figure 0004699693
    [式中、RおよびR1は、同じであっても異なっていてもよく、個別に水素原子であるか、またはメチル、エチル、直線状もしくは分枝プロピルまたは直線状もしくは分枝ブチル基から選ばれる基である]で示される化合物と反応させて式(IV):
    Figure 0004699693
    [式中、D、RおよびR1は前記と同意義である]で示される化合物を形成させる工程;工程(b):工程(a)で得られた式(IV)の化合物を式(V):
    Figure 0004699693
    [式中、AおよびBは前記と同意義であり、Xはブロモ、ヨード、クロロまたはトシラート基から選ばれる基である]で示される化合物と反応させて式(VI):
    Figure 0004699693
    [式中、A、B、D、RおよびR1は前記と同意義である]で示される化合物を形成させる工程;および、工程(c):工程(b)で得られた式(VI)の化合物を酸処理に付して前記式(I)の化合物を形成させる工程、を含む方法。
  2. 前記工程(a)で使用される式(III)の化合物において、RおよびR1が、互いに独立に、水素原子またはメチル基である請求項1の方法。
  3. 式(VI):
    Figure 0004699693
    [式中、
    基AまたはBの一方は−(CH2)−基であり、他方の基は、−CH(R′)−CH2−基[式中、R′は、1〜12の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基であるか、または−(CH2n−O−R1′基[式中、nは0および4の間の整数であり、R1′は水素原子または1〜8の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基である]であるか、または−(CH2n−C(=O)−O−R1′基[式中、nおよびR1′は前記と同意義である]であるか、または−(CH2n−R2′基[式中、R2′は非置換フェニル基であるか、またはアミノ、ニトロ、クロロ、ブロモ、ヨード、メトキシもしくはヒドロキシ基から選ばれる1またはそれ以上の基で置換されているフェニル基である]である]であるか、
    または、−CH(R″)−基[式中、R″は、1〜12の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基であるか、または−(CH2n−O−R1″基[式中、nは0および4の間の整数であり、R1″は水素原子または1〜8の炭素原子を含む飽和もしくは不飽和脂肪族基である]であるか、または−(CH2n−C(=O)−O−R1″基[式中、nおよびR1″は前記と同意義である]であるか、または−(CH2n−R2″基[式中、R2″は非置換フェニル基であるか、またはアミノ、ニトロ、クロロ、ブロモ、ヨード、メトキシもしくはヒドロキシ基から選ばれる1またはそれ以上の基で置換されているフェニル基である]である]であり、
    そして基Dは−(CH2m−基[式中、mは0または1に等しい]であり、そして、
    RおよびR1は、同じであっても異なっていてもよく、個別に水素原子であるかまたはメチル、エチル、直線状もしくは分枝プロピルまたは直線状もしくは分枝ブチル基から選ばれる基である]で示される化合物。
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