JP4701185B2 - カンプトテシン誘導体の製造方法 - Google Patents

Description

（発明の分野）
本発明は、特定のカンプトテシン誘導体を製造するための方法に関し、構造中に１個以上のケイ素原子を含む高親油性（高脂溶性）カンプトテシンを大量に製造するための半合成的方法に適用される。

（発明の背景）
高親油性（高脂溶性）カンプトテシン誘導体（ＨＬＣＤ）、特にケイ素系部位を含有する誘導体は、抗癌剤として有効である。ケイ素含有ＨＬＣＤのうち、最も注目されるものの一つは、ＩＵＰＡＣによる命名で（４Ｓ）−４−エチル−４−ヒドロキシ−１１−［２−（トリメチルシリル）エチル］−１Ｈ−ピラノ［３’：４’：６，７］インドリジノ［１，２−ｂ］キノリン−３，１４（４Ｈ，１２Ｈ）−ジオンであり、これは、７−（２’−トリメチルシリル）エチルカンプトテシン（カレニテシン（Karenitecin）（商標）及びＢＮＰ１３５０としても知られる）とも称されるものであり、現在、米国において及び国際的に、ヒトに対する臨床試験がなされている。米国特許第５，９１０，４９１号などには、カレニテシン（商標）及び他の関連するＨＬＣＤ組成物、処方物ならびにその製造方法が記載されている。

現在知られている最も好ましいカレニテシン（商標）の製造方法は、米国特許第６，１９４，５７９号（‘５７９特許）（この文献は本明細書において参照により引用される）、及び２００３年７月２５日に出願された米国特許出願第１０／６２７，４４４号に記載及び請求されている。‘５７９特許において、カレニテシン（商標）及び他のケイ素含有ＨＬＣＤは、カンプトテシンと、ＴＭＳ−アルデヒド及び強酸化剤（過酸化水素が好ましい）とを硫酸金属塩の存在下で反応させて、ミニッシ（Ｍｉｎｉｓｃｉ）型のアルキル化を起こすことによって製造される。‘５７９特許に記載されるように、得られたアルキル化部位は、ＴＭＳ−アルデヒドよりも１個少ない炭素原子を含むというＭｉｎｉｓｃｉ型アルキル化の典型的な特徴を示した。

先に特許された、カレニテシンの合成方法は、小規模（実験室規模）での生産において有効であったが、効率的な大規模生産を可能にするためには改良が必要であった。改良には、主として、選択されたプロセスパラメータ及び試薬を最適化して収率を高める（それにより不純物を低減する）ことが必要であった。そして医薬有効成分（ＢＮＰ１３５０の粉末）の不純物プロファイル（impurity profile）を扱うための分析方法を改良すること、ならびに精製工程を単純化して、使いやすくかつ大規模な製造にも耐え得るようにすることも必要であった。この従来方法では、粗生成物の理論的収率が５０〜６０％、及びカラムクロマトグラフィー後の単離収率が２５〜３５％であった。新たな方法では、粗生成物の理論的収率が約８０％、及び二回結晶化（double crystallization）後の単離収率が４５〜５０％であることが示された。

ＨＬＣＤを合成するための他の従来方法は、米国特許第６，１５０，３４３号などにおいて見出すことができる。これらの従来方法は、カンプトテシン骨格の合成に全合成経路を利用する。これらの方法は、半合成方法と比較した場合に、比較的収量が低くかつコストがよりかかるため、大規模な合成操作を行うには実用的でなくかつ効率的でないと考えられる。

前記の２００３年７月２５日に出願された米国特許出願第１０／６２７，４４４号には、ＨＬＣＤを合成するための改変された方法が記載及び請求されている。‘４４４特許出願に開示される改変方法において、この方法における主な相違は、収率を高めるために、非極性で非プロトン性の溶媒をトリメチルシリルアルデヒド反応体の初期混合物に添加することであった。

（発明の要旨）
本発明の合成方法は、下記式Ｉを有するＨＬＣＤを生産するために適応される。

（式中、Ａは−（ＣＨ_２）_ｍ−（ここでｍは１〜６である。）であり；ならびにＲ_１、Ｒ_２及びＲ_３は、個々に、低級アルキル又はアリールである。）
前記方法は、以下の工程で構成されている。
ａ）カンプトテシンを用意して、このカンプトテシンを強酸の溶液に溶解する工程；
ｂ）式：Ｒ_３Ｒ_２Ｒ_１Ｓｉ−Ａ_ｍ−Ｘ（ＩＩ）（式中、Ｘは、１，３−ジオキソラン−２−イル基である。）を有する化合物を用意して、前記（ＩＩ）を有機系溶液に溶解する工程；及び
ｃ）前記工程ａ）及びｂ）から得られた溶液を強酸化剤の存在下で混合して反応させ、式Ｉの化合物を生成する工程。
前記強酸は硫酸であってもよく、前記有機系溶液は低級アルコール又はベンジルアルコールであってもよい。
前記工程ａ）は、金属水和物（例えば、硫酸鉄（ＩＩ））触媒を強酸の溶液に添加する工程を包含してもよい。
前記式（Ｉ）において、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３はメチル、ｔｅｒｔ−ブチル又はフェニル（例えば、メチル）であってもよい。
工程ｃ）は、強酸化剤（例えば、過酸化水素）を前記工程ａ）及びｂ）から得られた溶液の混合物に添加する工程を包含してもよい。
この方法は、本質的に一工程でカンプトテシンから好ましい化合物を合成する方法である。周知のように、カンプトテシンは、アジア、及び欧州の一部に主に生息するカンレンボク（camptotheca accuminata）の樹皮から単離することができる。カンプトテシンの活性型は、上記に示されるように（Ｓ）−立体異性体であり、この異性体は、ＧＭＰグレード又は実質的な純度を有する非ＧＭＰグレードのいずれかで、主に中国、インド及び欧州に存在する多くの商業的供給元のうちのいずれかから市販の製品として購入できる。

本発明の方法では、改変されたＭｉｎｉｓｃｉアルキル化を利用して、無置換のカンプトテシンから式Ｉの化合物を合成する。本発明の方法では、初期反応体としてトリメチルシリルアルデヒドの代わりに、重要な中間体の一つとしてトリアルキルシリル−アルキル−環状化合物を利用する。本発明の方法は、従前の半合成方法により実現した収率よりもずっと収率を高め、小規模及び大規模なプロセス操作の両方において、効率的かつ経済的である。

（発明の詳細な説明）
以下に記載される好ましい実施態様は、本発明を完全に網羅することを意図するものではなく、開示された厳密な形式（形態）に本発明を限定することを意図するものでもない。記載される好ましい実施態様は、本発明の原理、その応用及び実用的な用途を説明するため、そしてそれによって当業者にその教示に対する理解を可能にするために、選択され、記載される。

本願において、用語「低級アルキル」とは、合計で１〜６個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐鎖状炭化水素を意味する。「低級アルキレン」とは、合計で１〜６個の炭素原子を有し、その末端炭素において２つの他の原子に結合される橋架する炭化水素（−ＣＨ_２−）_ｘ（ここで、ｘは１〜６である。）を意味する。同様に、「低級アルコール」とは、合計で１〜６個の炭素原子を有するアルコールを意味する。「アリール」とは、縮合又は非縮合芳香族環系を意味し、好ましくは、合計で１〜３個の環を有し、この環の成分はもっぱら炭素原子からなる。

定義された用語の例示としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない：
低級アルキル − メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチルなど
低級アルキレン − メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレンなど
低級アルコール − メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコールなど
アリール − ベンジル、フェニル、ナフチル、フルオレニル、及び置換された誘導体など。

本発明の方法を使用して、上記に示される式Ｉの化合物を合成する。本発明の方法によって合成される好ましい化合物としては、ｍが１、２又は３であり、Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３がメチル、ｔｅｒｔ−ブチル又はフェニルである化合物が挙げられる。本発明の方法は、以下のスキームに示される。

スキーム１は、中間体としてのグリニャール試薬の合成を図示する。この試薬は、カンプトテシンと反応して式Ｉの化合物を合成するための中間体の生成に使用する。上記に図示されるように、ブロモアルキレン複素環式化合物（例示された２−ブロモエチル−１，３−ジオキソランに限定されない）は、グリニャール様式においてマグネシウム及びヨウ素と反応して、示されるグリニャール試薬を生成する。

スキーム２は、スキーム１で得られた対応するグリニャール試薬からのシリル化反応体の調製を図示する。このスキームにおいて、ｍは１〜５であり、シラン末端を複素環に結合するアルキレン鎖は、所望に応じて、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。好ましくは、ｍは１〜３であり、最も好ましくは１であり、最も好ましい最終生成物は、２’−トリメチルシリルエチル−１，３−ジオキソラン（１）である。

スキーム１及び２に示される方法は、好ましくは一工程の単一容器内（シングルポット）での方法である。全ての試薬は、一般的には、商業的供給元から入手可能である。示されるように、クロロトリメチルシランを、スキーム１により得られたグリニャール試薬と、好ましくは非極性かつ非プロトン性の溶媒（例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ））中で反応させる。

スキーム３は、（Ｓ）−カンプトテシンから所望の式Ｉの化合物への変換を図示する。この変換は、好ましくは、改変されたＭｉｎｉｓｃｉ型均一アルキル化反応によって達成される。上記に示されるようなＭｉｎｉｓｃｉ型アルキル化により、「ｎ」個のアルキル炭素を有する反応体に関して、ｎ−１個の炭素原子を有する骨格にアルキル基を置換することが可能である。

本発明の方法において、スキーム３に表されるように、改変されたＭｉｎｉｓｃｉ型アルキル化のために、複素環式中間体（１）を適切な溶媒に溶解しておく。好ましい溶媒は、適切な共溶媒としての低分子量の薬学的に妥当な溶媒である。次いで、この溶液を、カンプトテシンのＮ−１基をプロトン化可能な強酸、及び硫酸金属塩中にカンプトテシンを溶解させた溶液に添加する。式Ｉの化合物を合成する従来の方法においては、反応体が不安定である傾向があった。そして、一つには共溶媒に由来する望ましくない副生成物がその場に（in situ）生成することが原因で、収率が低かった。

カンプトテシン溶液に複素環式中間体（１）を添加した後、強酸化剤（好ましくは過酸化水素）をこの混合物にゆっくりと添加する。次いで、式Ｉの化合物を単離し、濾過し、洗浄し、そして再結晶により精製する。

以下の具体的な実施例は本発明の方法を例示するが、本発明が、示される試薬、工程又は条件に厳密に限定されるとみなされるべきではない。

実施例１
２−（２−トリメチルシリルエチル）−１，３−ジオキソランの合成
装置の準備：
還流冷却器、オーバーヘッドスターラ及び滴下漏斗を備えたジャケット付きガラス反応容器を、水分が残存しないように準備した。このガラス反応容器を、工程に先立って窒素気流でパージした。

使用した試薬及び他の化学薬品：
無水テトラヒドロフラン ＝４００ｍＬ
マグネシウム顆粒 ＝１０グラム（０．４１１ｍｏｌ）
トリメチルシリルクロライド ＝３６．８ｍＬ（０．２９０ｍｏｌ）
２−ブロモエチル−１，３−ジオキソラン＝５０グラム（０．２７６ｍｏｌ）
ヨウ素結晶 ＝１００ｍｇ（触媒）
メチルｔ−ブチルエーテル ＝３００ｍＬ
無水硫酸ナトリウム ＝４０ｇ。

プロセス操作：
反応容器に、４００ｍＬの市販の無水テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を入れ、次いで１０グラムのマグネシウム顆粒を入れて、無水ＴＨＦのマグネシウム顆粒懸濁液を作製した。次いで、前記懸濁液に、約１００ｍｇのヨウ素結晶を導入した。反応媒体中のヨウ素が完全に脱色したことを目視によって確認することにより、グリニャール試薬の生成が完了したことを調べた。この内容物を、冷水循環を使用して０〜５℃に冷却した。いったん反応媒体が所望の温度に達したら、２−ブロモエチル−１，３−ジオキソランを、オーバーヘッド−滴下漏斗（overhead-dropping funnel）を使用して、糸状（thin stream）で加えた。次いで、この反応混合物を、反応温度を周囲温度までゆっくり上昇させながら、約２時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、０〜５℃まで再び冷却し、次いで、オーバーヘッド−滴下漏斗を使用して、トリメチルシリルクロライドを糸状で加えた。この反応混合物を周囲温度に到達させ、一晩攪拌した。次いで、揮発性物質を、反応容器から直接留去した。次いで、有機残渣を２００ｍＬのメチルｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）に溶解し、マグネシウムブロマイドクロライド及び過剰のマグネシウム顆粒を濾過して取り除いた。この反応容器を、新たなＭＴＢＥ（１００ｍＬ）で洗浄した。有機分を合わせて、反応容器に戻し入れ、８０ｍＬのプロセス水で洗浄し、有機分を無水硫酸ナトリウム（４０グラム）で乾燥し、濾過及び濃縮して、所望の粗生成物（３０グラム）を得た。次いで、この粗生成物を、３０ｍｍＨｇの減圧下、６５〜６７℃で蒸留して、２４．１３グラムの無色のオイルを得た。

^１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）δ：−０．００１（９Ｈ，ｓ）、０．５６−０．６２（２Ｈ，ｍ）、１．５９−１．６７（２Ｈ，ｍ）、３．８４−４．００（４Ｈ，ｍ）、４．８２（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝４．７Ｈｚ）。

実施例２
７−（２−トリメチルシリルエチル）カンプトテシン（ＢＮＰ１３５０）の合成
装置の準備：
還流冷却器、オーバーヘッドスターラ及び滴下漏斗を備えたジャケット付きガラス反応容器を準備した。

使用した試薬及び他の化学薬品：
結晶化２０Ｓ−カンプトテシン ＝１．３ｇ（３．７３ｍＭ）
２−（２−トリメチルシリルエチル）−１，３−ジオキソラン＝１．５６ｇ（８．９５ｍＭ）
３０％過酸化水素 ＝１．０４ｍＬ
硫酸鉄（ＩＩ）・７水和物（ferrous sulfate heptahydrate） ＝１．３ｇ
ｔ−ブチルアルコール ＝２６ｍＬ
３０％硫酸 ＝７８ｍＬ（原液）
シクロヘキサン ＝１３０ｍＬ
ジクロロメタン ＝１３０ｍＬ
無水硫酸ナトリウム ＝２０ｇ
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド ＝２２ｍＬ
亜硫酸ナトリウム ＝１．０４ｇ。

プロセス操作：
反応容器に、７８ｍＬの３０％硫酸を入れた。攪拌を続けながら、１．３ｇの結晶化２０Ｓ−カンプトテシン及び１．３ｇの硫酸鉄（ＩＩ）・７水和物を周囲温度で添加した。両成分が硫酸水溶液に完全に溶解するまで攪拌を続けた。上記で得られた黄白色／透明溶液に、２６ｍＬのｔ−ブチルアルコールに溶解した１．５６ｇの２−（２−トリメチルシリルエチル）−１，３−ジオキソランを、オーバーヘッド滴下漏斗を使用して糸状で加えた。添加を完了した後、反応媒体を、冷水循環を使用して１５℃に冷却した。いったん反応温度が１５℃になったところで、反応温度を１５℃〜２０℃に維持して、その滴下漏斗を介して１．０４ｍＬの３０％過酸化水素溶液を糸状に滴下し始めた。この反応混合物を、同じ温度でさらに３０分間攪拌した。３０分攪拌した後、１．０４ｇの亜硫酸ナトリウムを添加することによって、過剰量の過酸化水素をクエンチした。この時点でインプロセス（in-process）ＨＰＬＣ分析を行い、反応の進行及び生成した不純物のレベルを確認した。

この反応混合物を含む反応容器に、１３０ｍＬのシクロヘキサンを加えて、内容物を２０分間攪拌した。有機層を分離させた。シクロヘキサン分を抜き取り、廃棄物用容器に捨てた。水層を、反応容器に戻し入れた。上記水性反応混合物に、１９．５ｍＬの冷プロセス水を添加して、水性分を希釈した。次いで、水層を、攪拌時間１５分及び静置時間５分で、各回につき６５ｍＬのジクロロメタンを用いて２回抽出した。次いで、水層を廃棄物用容器に捨てた。次いで、ジクロロメタン層を合わせて、前記反応容器に戻し入れた。この有機分を、１５分間攪拌して２６ｍＬのプロセス水で洗浄した。この洗浄水を、廃棄物用容器に捨てた。次いで、この反応容器に２０ｇの無水硫酸ナトリウムを入れた。得られた懸濁液を１５分間攪拌した。この懸濁液を、１０グラムのシリカゲル床（６０〜１００ミクロンサイズ）により濾過して、硫酸ナトリウムを除去した。次いで、このようにして得られた黄白色の有機層を濃縮して、淡褐色の粗生成物（１．２５ｇ；粗収率７４．７％；ＨＰＬＣ純度＝９４．８％）を得た。

次いで、この粗生成物を、１９．５ｍＬのエチルアルコール中に懸濁し、１０分間攪拌した。この固体を焼結漏斗で濾過し、２．６ｍＬのエチルアルコールで１回洗浄し、減圧下、４０℃で一晩乾燥した。生成物をＨＰＬＣによって分析すると、ピーク領域から純度９６．９％であることがわかり、そして重量は１．０６ｇであった。このようにして得られた生成物を、さらに、１１ｍＬの無水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドからの再結晶化により精製した。結晶化後に得られた生成物（０．９２８ｇ；収率５５．４０％）は、純度９８．９％であることがわかった。ＤＭＦ再結晶をもう一度繰り返して、０．８３５ｇ（全収率４９．９１％）の所望の生成物（ＢＭＰ１３５０）を純度９９．１２％で得た。

^１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）δ：０．１８（９Ｈ，ｓ）、０．９０−０．９６（２Ｈ，ｍ）、１．０４（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．４Ｈｚ）、１．８２−１．９６（２Ｈ，ｍ）、３．０８−３．１４（２Ｈ，ｍ）、５．２４（２Ｈ，ｓ）、５．３３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１６．５Ｈｚ）、５．７６（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝１６．５Ｈｚ）、７．６４−７．６９（２Ｈ，ｍ）、７．８０（１Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．２Ｈｚ）、８．０４（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ）、８．２３（１Ｈ，ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ）；
^１３Ｃ ＮＭＲ（７５ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）δ：−１．６３、８．０８、１７．９９、２４．３５、３１．８０、４９．４７、６６．５４、７２．９９、９８．３５、１１８．６８、１２３．４５、１２６．２４、１２６．７５、１２７．８４、１３０．２６、１３０．７７、１４７．１１、１４７．３９、１４９．４７、１５０．３１、１５１．９６、１５７．８２、１７４．０７。

本発明は、上記の記載及び実施例によって限定されるものではなく、前記特許請求の範囲によって規定される。

Claims (8)

1. 式：
   

   

   （式中、Ａは、−（ＣＨ_２）_ｍ−であり；ｍは、１〜６であり；ならびにＲ_１、Ｒ_２及びＲ_３は、個々に、低級アルキル又はアリールである。）
   で表されるカンプトテシン誘導体を合成するための方法であって、以下の工程で構成される方法。
   ａ）カンプトテシンを用意して、このカンプトテシンを強酸の溶液に溶解する工程；
   ｂ）式：Ｒ_３Ｒ_２Ｒ_１Ｓｉ−Ａ_ｍ−Ｘ（ＩＩ）（式中、Ｘは、１，３−ジオキソラン−２−イル基である。）を有する化合物を用意して、前記（ＩＩ）を有機系溶液に溶解する工程；及び
   ｃ）前記工程ａ）及びｂ）から得られた溶液を強酸化剤の存在下で混合して反応させ、式Ｉの化合物を生成する工程
2. 強酸が硫酸であり、有機系溶液が低級アルコール又はベンジルアルコールである請求項１記載の方法。
3. 工程ａ）が、金属水和物触媒を強酸の溶液に添加する工程を包含する請求項１又は２記載の方法。
4. Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３がメチル、ｔｅｒｔ−ブチル又はフェニルである請求項１〜３のいずれかの項に記載の方法。
5. Ｒ_１、Ｒ_２及びＲ_３がメチルである請求項１〜４のいずれかの項に記載の方法。
6. 工程ｃ）が、強酸化剤を前記工程ａ）及びｂ）から得られた溶液の混合物に添加する工程を包含する請求項１〜５のいずれかの項に記載の方法。
7. 金属水和物が硫酸鉄（ＩＩ）である請求項３記載の方法。
8. 強酸化剤が過酸化水素である請求項６記載の方法。