JP5019691B2 - デカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン及び官能化誘導体の調製方法 - Google Patents
デカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン及び官能化誘導体の調製方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン(II A)及び関連する誘導体(II)の調製に使用される、式(I A)の化合物であるデカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン及び式(I)をもつ対応する官能化化合物の新規な調製方法に関し、
【0002】
【化14】
【0003】
【化15】
【0004】
スキーム1:
【0005】
【化16】
に示される工程を含む、一般式(III)の化合物の調製と還元を経由する方法に関する。
【0006】
本発明による1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン(一般にシクレン(Cyclen)とよばれる)(II A)の調製は、現在、硫酸塩の形態で式(II A):
【化17】
【0007】
の化合物を製造するために産業上使用されている、Richman-Atkins(例えば、J. Am. Chem, Soc., 96, 2268, 1974を参照)による従来の手順に代わるものである。
【0008】
1,4,7,10−テトラアザシクロドデカンは、金属イオンのための大環状キレート剤の合成用の前駆体である。
【0009】
詳細には、常磁性金属イオン、特にガドリニウムイオンとの前記キレート剤の錯体は、高い安定性により特徴付けられ、核磁気共鳴技術の診断分野において使用することができる。
【0010】
現在市販されている、シクレンに基づく化学構造を有する2種のガドリニウム錯体、Dotarem(登録商標)及びProhance(登録商標)、並びに他の錯体が研究されている。
【0011】
したがって、例えば、従来のRichman-Atkins合成に、通常、使用されるアミントシル誘導体の調製を避けて、価格及び環境の両方の観点から有利である前記中間体の調製方法を提供することが極めて望ましい。
【0012】
WO 97/49691は、スキーム2:
【0013】
【化18】
に示される工程による化合物(II A)の調製方法を開示しており、スキーム中、式(I A)の化合物であるデカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレンが化合物(II A)の形成のための主要な中間体であり、トリエチレンテトラアミンとグリオキサールから調製される中間体(IV)、オクタヒドロ−3H,6H−2a,5,6,8a−テトラアザアセナフチレンの環化により得られる。
【0014】
スキーム2において、Yは、−OH(グリオキサール水和物)又は〔−SO3 -Na+〕(Bertagnini塩)であり、Xは、ハロゲン又はスルホニルオキシ基である。
【0015】
しかし、前記の方法は幾つかの欠点を有する。縮合工程における1,2−ジブロモエタン又は1,2−ジクロロエタンのようなハロゲン化アルキル化剤の使用(スキーム2、工程(a))は、特に供給面の問題は伴わないが、使用中に一定の注意を必要とする。1,2−ジクロロエタンは、事実、発ガン性で易燃性の化合物であるが、この方法において極めて過剰に使用されている。このことは、1,2−ジクロロエタンを含まないで反応溶媒を回収することを困難にする。更に、反応収率はあまり高くない。
【0016】
更に、エチレングリコールスルホン酸エステルは、市販されていないために調製しなければならないが、それには、スルホン酸類(メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸)を含有する廃棄物の産出を伴うことが避けられず、それらは工業規模で排出されるべきである。
【0017】
驚くべきことに、スキーム1:
【0018】
【化19】
【0019】
(式中、X1、X2、R、R1、R2及びAは下記に示す意味を有する)
に示される工程を含む、一般式(I)の化合物の調製方法が見出され、それが本発明の目的である。
【0020】
詳細には、一般式(I):
【0021】
【化20】
【0022】
〔式中、基Rは両方とも水素であるか、又は一方が水素であり、他方が直鎖状若しくは分岐状のC1−C4アルキル基であり、場合により1個以上の−OPg保護ヒドロキシ基(ここで、Pgはヒドロキシ保護基である)で置換されている〕
の化合物の調製方法であって、
工程(a)一般式(IV):
【0023】
【化21】
【0024】
(式中、基X1が水素の場合、基X2は−CH2−CH2−基を形成し、又は反対に基X2が水素の場合、基X1は−CH2−CH2−基である)
の化合物を、一般式(VI):
【0025】
【化22】
【0026】
(式中、Aは、式:−COR1又は−CHRR2の基であり、ここで、Rは上記で定義された意味を有し、R1は、ハロゲン又はC1−C4アルコキシであり、そしてR2は、ハロゲン又はスルホニルオキシのような離脱基である)
の化合物と、少なくともモル比1(unitary molar ratio)で、50℃より高い温度で反応させる工程;
工程(b)一般式(III):
【0027】
【化23】
【0028】
〔式中、Y1又はY2のうちの一方が−CH2−CH2−であり、他方が−CO−CO−若しくは式:−COCHR(式中、Rは上記で定義された意味を有する)の基である〕を有する、工程(a)で得られる化合物を、アミドの還元剤の存在下で還元する工程;
を含む方法である。
【0029】
スキーム1の工程(b)における還元反応により得られる式(I)の化合物を、例えばWO 97/49691に記載の手順に従って、一般式(II)を有する1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン(II A)の誘導体に都合良く変換することができる。
【0030】
スキーム1に示す方法において、化合物(IV)をWO 97/49691の記載と同様にして調製する。
【0031】
スキーム1の工程(a)は、化合物(IV)を化合物(VI)と、不活性ガス雰囲気下(例えば窒素)で操作し、化合物(IV)1モル当たり少なくとも1モルの化合物(VI)を使用して、50℃より高い温度、好ましくは60〜75℃の範囲で縮合することを含む。
【0032】
反応は、溶媒を用いないで、或いは好ましくは芳香族不活性物、非プロトン性二極性物又は直鎖状若しくは分岐状C1−C4アルコール類及びポリエーテル類から選択される溶媒の存在下で実施できる。好ましい溶媒は、トルエン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、DMSO、上記と同義のC1−C4アルコール類、グリム及びジグリムの群から選択される。アルコール類が特に好ましい。
【0033】
反応時間は、溶媒及び実験条件に応じて、0.5〜36時間の範囲である。
【0034】
本発明の更なる特徴において、スキーム1に記載の方法は、上記の条件を著しく変えることなく、工程(a)において触媒を使用して実施することができ、それは反応の進行に驚くべき効果を有する。
【0035】
実際、実験の部において示されるように、反応時間の著しい減少及び収率の有益な増加が得られる。
【0036】
触媒は、直鎖状若しくは分岐状C1−C4アルコール類の陰イオンのアルカリ金属塩若しくはアルカリ土類金属塩又は複素環式芳香族塩基から選択される。
【0037】
前記触媒は、好ましくはナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド又は下記式:
【0038】
【化24】
【0039】
の化合物の1種からなる群より選択される。
【0040】
ナトリウムメトキシド及び2−ヒドロキシピリジンが特に好ましく、化合物(IV)1モル当たり0.01〜2モルの範囲の量で使用される。
【0041】
式(VI):
【0042】
【化25】
【0043】
の好ましい化合物は、R1がハロゲン又はメトキシ若しくはエトキシ基の場合、Aが式:−COR1(式中、R1はハロゲン又はメトキシ若しくはエトキシ基である)の基又は−CHRR2基(ここで、Rは上記と同義であり、R2はハロゲン又はスルホニルオキシ基のような離脱基である)であるものである。
【0044】
特に好ましくは、R1がメトキシ、エトキシ、塩素又は臭素の場合、Aが式:COR1の基又はCHRR2基(ここで、R1は、塩素、臭素、又はメトキシ若しくはエトキシ基であり、Rは上記と同義であり、R2は、塩素、臭素又はスルホニルオキシ基のような離脱基である)である、式(VI)の化合物である。
【0045】
式(VI)の化合物を、好ましくは、化合物(IV)1モル当たり1〜4モルの範囲の量で加える。
【0046】
スキーム1の工程(a)における縮合反応により得られる一般式(III)の化合物を、無機酸(例えば、ハロ酸)の塩化形態で、又は遊離塩基としてのいずれかで、反応の完了時に溶媒から単離することができ、その両方を通常の結晶化及び/又は有機溶媒を用いる沈殿技術により回収することができる。特に適切なものは、例えば、n−ヘキサン、トルエン、メタノール、エタノール及びn−ブタノールである。
【0047】
化合物(III)を、好ましくは塩酸塩、硫酸塩又はリン酸塩のような塩化形態で単離する。
【0048】
スキーム1の工程(b)において、化合物(III)を還元して一般式(I)の化合物を得る。
【0049】
還元は、典型的なアミドの還元剤を使用して実施される。反応は、通常、無水媒体中、不活性雰囲気下で実施される。アミド類の還元に有用な方法の例には、他の試薬、他の水素化物及びヒドリド錯体の存在下におけるナトリウムビス(メトキシエトキシ)アルミニウムヒドリド、LiAlH4、NaBH4の使用、酸化白金上及びHCl溶液中の接触水素化の使用、ボラン又はTHF(テトラヒドロフラン)若しくはDMS(ジメチルスルフィド)とのその付加物の使用が含まれる。
【0050】
Vitride(登録商標)又はRedal(登録商標)として市場で既知のナトリウムビス(メトキシエトキシ)アルミニウムヒドリドが、特に効果的であるため好ましい。
【0051】
還元反応は、一般的に、化合物(III)を、化合物(III)1モル当たり3〜4モルの量で、70%トルエン溶液になるように加えられた還元剤を含有する溶液に添加し、35℃からトルエン還流温度の範囲の反応温度で実施される。
【0052】
還元反応は、好ましくは、化合物(III)1モル当たり少なくとも3モルのトルエン溶液中のナトリウムビス(メトキシエトキシ)アルミニウムヒドリドを使用して、溶液の還流温度で1.3時間実施される。
【0053】
還元反応で得られる化合物(I)を遊離塩基として、又は例えば、塩酸塩若しくはリン酸塩としての塩化のいずれかで単離できる。
【0054】
ナトリウムビス(メトキシエトキシ)アルミニウムヒドリドの使用は、LiAlH4及び関連する水素化物と比較して、還元反応の安全性及び費用の両方の点において有利であり、事実、自燃性ではなく、酸素と反応せず、芳香族炭化水素類及びエーテル類のような多数の溶媒における溶解性が高いため、使用が容易であり、より濃縮した溶液において還元反応を実施することが容易になる。
【0055】
還元の終了時に、化合物(I)を、通常の抽出、結晶化及び/又は沈殿技術を用いて回収し、それにより反応の間に形成されたアルミニウム無機塩を除去する。
【0056】
化合物(I)の特に効果的な単離手順は、工業規模で適用される場合も、強力な陽イオン樹脂を使用して、生成物を一時的に樹脂に結合させ、その後アンモニア水性溶液を用いてその樹脂から溶離することを含む。
【0057】
酸性形態で適切に再生されるAmberjet(登録商標)1200のような強力な陽イオン樹脂、又は同等の市販の樹脂が好ましく使用される。
【0058】
本発明の方法は、下記のスキーム3:
【0059】
【化26】
【0060】
(式中、R1はC1−C4アルコキシであり、化合物(VI A)は化合物(IV)1モル当たり少なくとも1モルの量で加えられる)
で示される化合物(I A)の調製のために特に有用である。
【0061】
WO 96/28432又はWO 98/49151に記載の手順、好ましくはWO 00/53588の開示と同様にして、化合物(I A)1モル当たり5〜10mモルのジエチレントリアミンの存在下、不活性ガス雰囲気下又は大気中、5〜9の範囲のpH、90〜120℃の範囲の温度で、水中のジエチレントリアミンによって、12〜48時間加水分解して、式(II A)の化合物をテトラヒドロクロリドとして単離して、化合物(I A)を、1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン(II A)及び対応する誘導体に都合良く変換できる。
【0062】
R1がメトキシ又はエトキシである式(VI A)の化合物が好ましい。特に好ましくはシュウ酸ジエチルであり、化合物(IV)1モル当たり少なくとも1モルの量で、好ましくは反応溶媒としての無水エタノール中、60〜70℃の温度、6〜24時間の範囲の合計反応時間で加える。
【0063】
更に、下記のスキーム4:
【0064】
【化27】
【0065】
〔式中、R1は、C1−C4アルコキシであり、Aは、−CHRR2基(ここで、R及びR2は上記で定義された意味を有する)である〕
で示される方法が特に好ましい。
【0066】
スキーム4の工程(a)において特に好ましくは、R1がエトキシ又はメトキシであり、そしてAが式:−CHRR2(式中、RはHであり、R2はCl又はBrである)の基である、化合物(VI)の使用である。
【0067】
特に好ましくは、化合物(VI)としてクロロ酢酸エチルを、化合物(IV)1モル当たり少なくとも1モルの量で、無水エタノール中、50〜70℃の範囲の温度、化合物(IV)1モル当たり少なくとも1モルのNa2CO3及び少なくとも0.02モルのNaIの存在下で、3〜36時間の反応時間で使用することである。
【0068】
本発明の更なる目的は、スキーム5:
【0069】
【化28】
【0070】
に示されるように、式(VII)及び(VIII)の両方の立体異性体、シス及びトランスーオクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−1,2−ジオンの調製である。
【0071】
上記のようにして調製される化合物(IV A)を、工程(a)において、上記の一般的条件及び試薬としてシュウ酸ジエチルを使用して反応させる。
【0072】
実験例の部で例示したように、式(VII)及び(VIII)の新規化合物を単離し、X線分析により特性決定した。
【0073】
スキーム6:
【0074】
【化29】
に示されるように、式(IX)及び(X)の2種の異性体、シス及びトランスーオクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−3,4−ジオンを、(IV A)の異性体である(IV B)(デカヒドロジイミダゾー〔1,2−a:2′、1′−c〕ピラジン)から出発して、シュウ酸ジエチルを用いて同様に調製する。
【0075】
この場合も、化合物を回収し、X線分析により特性決定した。
【0076】
化合物(IX)は文献により既知であるが、化合物(X)は新規である。
【0077】
文献(G. Herve, H. Bernard, Tetrahedron Lett., 40. 2517-2520. 1999を参照)には、グリオキサールをトリエチレンテトラアミンと縮合反応させ、次いで、1,2−ジブロモエタンと環化させて化合物(I A)を得て、それを1,4,7,10−テトラアザシクロドデカン(II A)に脱保護することが記載されている。引用文献は、また、シス及びトランス立体異性体である(IV A)及び(IV B):
【0078】
【化30】
【0079】
の混合物の13C−NMRスペクトルと、異なる温度と実験条件下における対応する異性体の変換状態を報告している。
【0080】
同じ著者(G. Herve, H. Bernard et al. Eur. J. Org. Chem., 33-35, 2000)が、化合物(IV B)をエタノール中、室温で、シュウ酸ジエチルを用いて縮合することにより化合物(IX)を単一異性体として調製し、その立体化学をX線により立証したことを報告している。
【0081】
また、同じ条件下でシュウ酸ジエチルによる化合物(IV C)の縮合は起こらず、溶液を長時間加熱することにより、ポリマー生成物が形成したことを報告している。
【0082】
【化31】
【0083】
結論として、本発明の方法は、文献において見出される教示に反して、(IV A)から出発する化合物(VII)及び(VIII)と、(IV B)から出発する化合物(IX)及び(X)を良好な収率で提供する。更に本発明の方法により、新規化合物(VII)、(VIII)及び(X)を単離し、特性決定することが可能である。
【0084】
本発明の更なる目的は、下記のスキーム7:
【0085】
【化32】
【0086】
に示されるように、化合物(IV C)から出発して、50℃より低い温度でも、シュウ酸ジエチルを用いた縮合による、化合物(VII)及び(VIII)の調製方法である。
【0087】
本発明の更なる目的は、式(III):
【0088】
【化33】
【0089】
〔式中、Y1又はY2のうちの一方が、−CH2−CH2−であり、他方が、−CO−CO−若しくは式:−COCHR(式中、Rは、水素か、又は直鎖状若しくは分岐状C1−C4アルキルであり、場合により1個以上の−OPg保護ヒドロキシ基(ここで、Pgは、従来のヒドロキシ保護基、好ましくはベンジルである)で置換されている)の基である〕
の化合物である。
【0090】
式(III)の好ましい化合物は、式(XII)及び(XIII):
【0091】
【化34】
【0092】
(式中、Rは水素か、直鎖状若しくは分岐状C1−C4アルキルか、又はフェニルメトキシメチル基(R=PhCH2OCH2−)である)
の化合物である。
【0093】
特に好ましくは、化合物(VII)シス−オクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−1,2−ジオン、化合物(VIII)トランス−オクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−1,2−ジオン、化合物(X)トランス−オクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−3,4−ジオン:
【0094】
【化35】
【0095】
化合物(XIIA)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−3−オン、化合物(XIIIA)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−オン及び化合物(XIIIB)2−(フェニルメトキシメチル)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−オン:
【0096】
【化36】
【0097】
である。
【0098】
本発明の更なる目的は、式(I):
【0099】
【化37】
【0100】
〔式中、基Rは両方とも水素であるか、又は一方が水素であり、他方が直鎖状若しくは分岐状C1−C4アルキル基であり、場合により1個以上の−OPg保護ヒドロキシ基(ここで、Pgはヒドロキシ保護基である)で置換されている〕
の化合物である。
【0101】
特に好ましくは、式(I B):
【0102】
【化38】
【0103】
で示される化合物2−フェニルメトキシメチルデカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン(ここで、Rはフェニルメトキシメチル基(R=PhCH2OCH2−)である)である。
【0104】
本発明の更なる目的は、式(XI):
【0105】
【化39】
【0106】
で示される化合物トランス−デカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレンである。
【0107】
【実施例】
下記の例は、本発明の方法を実施する最良の実験条件を説明する。
【0108】
実験の部
ガスクロマトグラフィー分析のために下記の手順を使用した。
計測器 オートサンプラーシリーズ7673及びHP-3365ユニットを備えたHewlett-Packard 5890ガスクロマトグラフィーシステム
カラム CP Sil 19 CB、25m×0.32mm、フィルム0.52mm
オーブン温度プログラム 第1の恒温120℃で5分間;ランプ15℃/minで260℃まで;第2の恒温260℃で12分間
インジェクター 分流量11.5mL/min
温度250℃
検出器 FID
温度275℃
水素圧1.2bar
空気圧2.8bar
カラム流量 1.2μl/min
キャリヤーガス He2
カラム圧20psi
補助ガス流量10mL/min
隔膜パージ流量5mL/min
注入 1μl
サンプル濃度 20mg/mL
内部標準液 アセナフテン
内部標準液濃度 10mg/mL
【0109】
例1
オクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−1,2−ジオン(III)シス/トランス体の調製
【0110】
【化40】
【0111】
(A)3H,6H−2a,5,6,8a−オクタヒドロテトラアザアセナフチレン(IV A)の調製
【0112】
【化41】
【0113】
直線状のトリエチレンテトラミン(TETA)水和物370.5g、水2kg及び水酸化カルシウム296.4gを、穏やかな窒素流下、適切な反応器に投入した。次に、40%溶液290gを水1kgと混合し、窒素ブランケット中で撹拌し、0〜5℃に冷却して調製した9%(w/w)グリオキサール水溶液を、得られた懸濁液に加えた。添加の完了後、混合物を5℃で1時間保持し、予め水0.5kgで洗浄したCelite(登録商標)を通して濾過した。濾液を減圧下で蒸発乾固した。
【0114】
生成物を精製に付さずに、直接、その後の反応に使用した。
収率:98.5%(乾燥分)
GCアッセイ:>75%(面積%)
【0115】
(B)化合物(III)の調製及び塩酸塩としての単離
窒素雰囲気下に保持し、エタノール0.4L中の化合物(IV)(例1(A)の記載と同様にして調製した)50g(0.297mol)の溶液を入れた1L反応器に、シュウ酸ジエチル130g(0.891mol)を加えた。得られた溶液を磁気撹拌下、68℃で24時間保持し、次に減圧下で部分濃縮して384gにした。12.5%w/wHClエタノール溶液86.4g(0.296mol)を反応混合物に滴加し、磁気攪拌下で40分間保持した。懸濁液を磁気攪拌下で45分間保持し、得られた固体を濾過し、エタノール75mLによりフィルタ上で洗浄した。湿潤固体を、固定乾燥機中、真空下、40℃で12時間乾燥させて、下記の分析特性を有する目的化合物38.4g(0.146mol)を得た。
GCアッセイ:94.6%(面積%)
回収収率:49%
1H−NMR、13C−NMR、IR及びMSスペクトルは表示した構造と一致した。
【0116】
例2
化合物(III)、遊離塩基の調製
適切な反応器に、窒素雰囲気下、エタノール0.4L中の化合物(IV)(例1(A)の記載と同様にして調製した)50.5g(0.3mol)の溶液及びシュウ酸ジエチル131.5g(0.9mol)を加えた。溶液を68℃に加熱し、磁気攪拌下、その温度で27時間保持した。溶媒を減圧下、蒸発させて150gの重量の残渣にして、トルエン123mLとエタノール13mLの溶液を加えた。得られた懸濁液を磁気攪拌下で2時間保持し、次に多孔隔膜を通して濾過した。固体をエタノール/トルエン=1/1溶液(v/v)40mLで洗浄し、次に固定乾燥機中、真空下、40℃で12時間乾燥させて、下記の分析特性を有する目的化合物31g(0.132mol)を得た。
GCアッセイ:95%(面積%)
収率:44%
1H−NMR、13C−NMR、IR及びMSスペクトルは表示した構造と一致した。
【0117】
例3
塊での反応による化合物(III)の調製
窒素雰囲気下に保持した、還流冷却器、温度計及び機械式撹拌器を備えた50mL丸底フラスコに、例1(A)と同様にして調製した生成物12g(0.071mol)及びシュウ酸ジエチル11.9g(0.078mol)を投入した。混合物を塊(mass)で65℃で5時間加熱し、次にシュウ酸ジエチル1.19g(0.0078mol)を加え、加熱を6時間続けた。混合物を放置して室温まで冷却し、反応の間に形成されたエタノールを部分真空下で留去した。生成物をシリカゲルカラムでのクロマトグラフィー(溶離剤:CHCl3/メタノール=8/2V/V)により精製して、下記の分析特性を有する目的化合物11.2g(0.050mol)を得た。
GCアッセイ:98%(面積%)
収率:60%
【0118】
例4
2−ヒドロキシピリジンの存在下での化合物(III)の調製
エタノール0.4L中の化合物(IV)(例1(A)の記載と同様にして調製した)50.5g(0.3mol)の溶液に、磁気攪拌下及び窒素雰囲気下、2−ヒドロキシピリジン14.1g(0.148mol)及びシュウ酸ジエチル86.80g(0.594mol)を加えた。溶液を68℃で6時間保持し、次に部分真空下、重量122gまで部分濃縮した。
【0119】
残留生成物にトルエン170mL及びエタノール18mLを加え、懸濁液を磁気攪拌下、17時間保持し、次に濾過し、エタノール/トルエン1/1溶液(v/v)によりフィルタ上で洗浄した。生成物を固定乾燥機中で乾燥させて、下記の分析特性を有する目的化合物41g(0.179mol)を得た。
GCアッセイ:96.9%
収率:60%
1H−NMR、13C−NMR、IR及びMSスペクトルは表示した構造と一致した。
【0120】
例5
ナトリウムメトキシドの存在下での化合物(III)の調製
エタノール0.4L中の化合物(IV)53.5g(0.318mol)の溶液に、磁気攪拌下及び窒素雰囲気下、ナトリウムメトキシド17.2g(0.318mol)を加えた。懸濁液が完全に溶解するまで撹拌し、次にシュウ酸ジエチル92.9g(0.636mol)を加えた。混合物を68℃に加熱し、この温度で1.5時間保持した。溶液を部分濃縮し、次にエタノール130mLを残渣に70℃で加えた。
【0121】
得られた懸濁液を機械式撹拌下、23℃で72時間保持した。固体生成物を濾過し、エタノール45mLで洗浄し、固定乾燥機中、部分真空下で乾燥させて、下記の分析特性を有する目的化合物35.3g(0.159mol)を得た。
GCアッセイ:95%
収率:50%
1H−NMR、13C−NMR、IR及びMSスペクトルは表示した構造と一致した。
【0122】
例6
シスーオクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−1,2−ジオン(VII)の調製
【0123】
【化42】
【0124】
例1(A)の調製の記載と同様にして得られた式(IV A)の中間体を、下記の手順に従って、酢酸塩として塩化することにより精製した。
例1(A)の調製の記載と同様にして調製した化合物15g(0.09mol)をトルエン100gに溶解し、次にこの溶液に濃酢酸溶液5.5gを滴加し、得られた懸濁液を10分間撹拌した。得られた固体を濾過し、トルエンで洗浄し、真空下、30℃で乾燥させて、化合物(IV C)14.1gをモノアセタートとして得た。
GCアッセイ:98%(面積%)
回収収率:70%
【0125】
上記で調製した化合物2gを10%NaOH溶液に溶解し、クロロホルムで抽出した。分離した有機相を乾燥させ、濾過し、残渣の重量1g(0.006mol)まで蒸発させて、それをエタノール10mLに溶解し、シュウ酸ジエチル2.6g(0.018mol)を加えた。得られた溶液を70℃で12時間加熱し、減圧下で濃縮して、固体の残渣にした。粗生成物を、CHCl3/MeOH=8/2溶離剤混合物(v/v)を使用して、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製して、下記の分析特性を有する化合物(VII)0.6gを得た。
GCアッセイ:99%(面積%)
1H−NMR、13C−NMR、IR及びMSスペクトルは表示した構造と一致した。
【0126】
例7
化合物(VII)及び(VIII)、シス及びトランス−オクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−1,2−ジオンの調製
【0127】
【化43】
【0128】
(A)シス−オクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−1,2−ジオン(VII)の調製
1L反応器に、窒素雰囲気下、無水エタノール160mL、例1(A)と同様にして調製した生成物21g(0.125mol)、ナトリウムメトキシド6.74g(0.125mol)及びシュウ酸ジエチル36.5g(0.250mol)を投入した。溶液を加熱し、68℃で2時間保持し、次に室温に冷却し、それに37%HCl溶液12.3g(0.125mol)を滴加した。得られた懸濁液をCeliteを通して濾過し、濾液を蒸発乾固して、粗化合物(VIII)を得て、それをその後の化合物(VIII)の単離に使用した(Bを参照)。
【0129】
フィルタ上の生成物を脱イオン水に懸濁し、Celiteを通して濾過した。濾液にNa2CO3 6.9g(0.065mol)を加え、得られた懸濁液を蒸発させて残渣にした。固体残渣をメタノールに懸濁し、60℃で濾過した。得られた溶液を放置して23℃まで自然冷却し、結晶化で得られた固体生成物を濾過し、真空下、40℃で12時間乾燥させて、下記の分析特性を有する乾燥生成物7.5gを得た。
GCアッセイ:100%(面積%)
1H−NMR、13C−NMR、IR、MS及びX線回析分析により得られた固態構造は表示した構造と一致した。
【0130】
(B)トランスーオクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−1,2−ジオン(VIII)の単離
粗化合物(VIII)(Aを参照すること)を、CHCl3/MeOH/NH3溶離剤混合物を使用して、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。精製した生成物を含有する画分を合わせ、蒸発させて、固体残渣にした。得られた生成物をメタノールから再結晶させて、生成物を得て、それを真空下、40℃で12時間乾燥させて、下記の分析特性を有する化合物1.5gを得た。
GCアッセイ:100%(面積%)
1H−NMR、13C−NMR、IR、MS及びX線回析分析により得られた固態構造は表示した構造と一致した。
【0131】
例8
トランスーオクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−3,4−ジオン(X)の調製と単離
【0132】
【化44】
【0133】
(A)デカヒドロジイミダゾ−〔1,2−a:2′,1′−c〕ピラジン(IV B)の調製
窒素雰囲気下に保持した適切な2L反応器に、直線状の水和TETA 50g(305mmol)及び無水エタノール1Lを投入した。溶液に、40%グリオキサール溶液44.5g(305mmol)を加えた。添加の完了後、溶液を磁気攪拌下、23℃で17時間保持した。得られた溶液を部分真空下で油状残渣下で濃縮した。
GCアッセイ:75%(面積%)
【0134】
(B)化合物(X)の調製及び単離
【0135】
【化45】
【0136】
機械式撹拌器及び温度計を備えた0.25L丸底フラスコに、窒素雰囲気下、上記例8(A)の記載と同様にして調製した化合物(IV B)5.5g(0.0326mol)、無水エタノール80mL、ナトリウムメトキシド0.88g(0.0163mol)及びシュウ酸ジエチル2.38g(0.0163mol)を投入した。得られた溶液を68℃で8時間加熱し、真空下で部分濃縮した後、放置して23℃まで自然に冷却した。結晶化した固体生成物を濾過し、メタノールから再結晶させた。生成物を再結晶させ、濾過し、固定乾燥機中、真空下、40℃で12時間乾燥させて、下記の分析特性を有する目的化合物0.5gを得た。
GCアッセイ:100%(面積%)
1H−NMR、13C−NMR、IR、MS及びX線回析分析により得られた固態構造は表示した構造と一致した。
【0137】
例9
シスーオクタヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクロペンタ〔fg〕アセナフチレン−3,4−ジオン(IX)の調製及び単離
【0138】
【化46】
【0139】
機械式撹拌器、温度計、還流冷却器及び窒素ブランケットを備えた1L反応器に、例8(A)と同様にして調製した生成物30g(0.178mol)、無水エタノール225mL及びシュウ酸ジエチル13g(0.089mol)を投入した。溶液を加熱し、68℃で18時間保持し、次にシュウ酸ジエチル2.6g(0.0178mol)を加え、溶液を68℃で4時間保持した。溶液を放置して23℃まで冷却し、結晶化した固体を濾過し、メタノールから再結晶させた。得られた生成物を40℃で12時間乾燥させて、6.2g(0.0279mol)の重量にし、それは下記の分析特性を有した。
GCアッセイ:100%(面積%)
1H−NMR、13C−NMR、IR、MS及びX線回析分析により得られた固態構造は表示した構造と一致した。
【0140】
例10
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−オン(XIII A)の調製
【0141】
【化47】
【0142】
エタノール0.2L及び例1(A)と同様にして調製した化合物(IV A)18g(0.107mol)を含有する1L丸底フラスコに、Na2CO3 22.7g(0.214mol)、NaI 1.6g(0.0107mol)及びクロロ酢酸エチル26.2g(0.214mol)を投入した。得られた懸濁液を23℃で24時間撹拌し、次に多孔隔膜を通して濾過し、得られた濾液を蒸発乾固した。
【0143】
機械式撹拌器、還流冷却器、窒素ブランケット及び温度計を備えた0.25L丸底フラスコ中に、上記で調製した生成物16g、エタノール60mL及び2−ピリジノール1.47g(0.016mol)を入れた。得られた溶液を48時間還流した。溶液を冷却し、蒸発乾固した。残渣を、CHCl3/MeOH=95/5(v/v)溶離剤溶液を用いてシリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。精製した生成物を含有する画分を合わせ、部分真空下で濃縮して、固体残渣にして、下記の分析特性を有する精製化合物10gを得た。
収率:45%
GCアッセイ:80%(面積%)
【0144】
例11
2−(フェニルメトキシメチル)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−オン(XIII B)の調製
【0145】
【化48】
【0146】
250mL丸底フラスコに、エタノール100mL及び例1(A)と同様にして調製した化合物(IV A)10g(0.059mol)を投入し、次に炭酸ナトリウム6.25g(0.059mol)、NaI 0.45g(0.03mol)及びエチル3−ベンジルオキシ−2−クロロプロピオナート21.4g(0.088mol)を加えた。懸濁液を室温で36時間撹拌し、次に濾過した。固体をエタノール30mLで洗浄した。濾液を部分濃縮して120gにして、2−ピリジノール2.66g(0.029mol)を加えた。得られた溶液を48時間還流し、次に蒸発させ、残渣を、クロロホルム/メタノール=9/1で溶離して、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。精製した生成物を含有する画分を合わせ、蒸発させて残渣にして、化合物7.4gを得た。
1H−NMR、13C−NMR、IR及びMSスペクトルは表示した構造と一致した。
【0147】
例12
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(I A)の調製
【0148】
【化49】
【0149】
トルエン0.2L中のVitride(登録商標)100.8g(トルエン中70%;0.349mol)を含む1L丸底フラスコに、窒素雰囲気下及び磁気攪拌下に保持して、例5と同様にして調製した化合物(III)19.4g(0.087mol)を加えた。得られた懸濁液を加熱し、112℃で1時間保持した。
【0150】
溶液を放置して22℃に冷却し、次に、それに5%w/w NaOH水溶液58mLをゆっくりと滴加した。得られた2つの相を分離し、水相をトルエンで抽出した。最初に分離した有機相及びトルエン抽出から派生したものを合わせ、蒸発乾固し、残渣を脱イオン水80mLに溶解した。水溶液を、予めH+形態に再生させた、Amberjet 1200(登録商標)陽イオン樹脂165mLを含有するカラム上にパーコレートさせた。最初に水を樹脂床にパーコレートさせて中性溶出液にし、次に2.5%NH4OH溶液をパーコレートさせた。生成物を含有するアンモニア画分を蒸発乾固した。固体残渣をn−ヘキサンにより50℃で抽出し、得られた溶液を合わせ、部分真空下で更に蒸発させて残渣にした。得られた固体生成物をP2O5の存在下で乾燥させて、下記の分析特性を有する化合物14.2g(0.073mol)を得た。
Tit.G.C.:100%
収率:84%
1H−NMR、13C−NMR、IR及びMSスペクトルは表示した構造と一致した。
【0151】
例13
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−オン(XIIIA)から出発するデカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクペンタ〔fg〕アセナフチレン(I A)の調製
【0152】
【化50】
【0153】
トルエン10mL及びRedal(登録商標)2.8g(トルエン中70%;0.0096mol)を含む0.1L丸底フラスコに、機械式撹拌下及び窒素ブランケット下に保持して、例10の化合物1g(0.004mol)を45℃で加えた。溶液を100℃で1時間加熱し、次に室温に冷却し、5%NaOH 1.5mLを加えた。得られた2つの相を分離し、水相をトルエンで抽出した。合わせた有機相を真空下で濃縮して固体残渣にした。得られた生成物をCHCl3/MeOH=8/2混合物(v/v)で溶離して、シリカゲルクロマトグラフィーにより精製した。精製した生成物を含有する画分を合わせ、濃縮して、0.60gの重量の固体残渣にした。
収率:77%
GCアッセイ:100%(面積%)
1H−NMR、13C−NMR、IR及びMSスペクトルは表示した構造と一致した。
【0154】
例14
2−フェニルメトキシメチルデカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクペンタ〔fg〕アセナフチレン(I B)の調製
【0155】
【化51】
【0156】
出発生成物として化合物(XIII B)を使用し、例13の記載と同様の還元条件を使用して化合物(I B)を得た。
1H−NMR、13C−NMR、IR及びMSスペクトルは表示した構造と一致した。
【0157】
例15
トランスーデカヒドロ−2a,4a,6a,8a−テトラアザシクペンタ〔fg〕アセナフチレン(XI)の調製
【0158】
【化52】
【0159】
例12で得られた異性体シス/トランス混合物から、CHCl3/CH3OH=9:1で溶離して、シリカゲルクロマトグラフィーにより化合物(XI)を単離した。得られた化合物は下記の分析特性を有する。
GCアッセイ:100%(面積%)
1H−NMR、13C−NMR、IR及びMSスペクトルは表示した構造と一致した。
Claims (26)
- 一般式(I):
工程(a)一般式(IV):
で示される化合物を、一般式(VI):
で示される化合物と、少なくともモル比1で、50℃より高い温度で反応させる工程;
工程(b)一般式(III):
を含む方法。 - 式(III)の化合物において、Rが水素か、又は場合により1個以上の−OPg基(ここでPgはベンジルである)で置換されている直鎖状若しくは分岐状C1−C4アルキルである、請求項1記載の方法。
- 式(IV)の化合物と式(VI)の化合物の反応を、トルエン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、DMSO、直鎖状若しくは分岐状C1−C4アルコール、グリム及びジグリムからなる群より選択される溶媒の存在下、化合物(IV)1モル当たり少なくとも1モルの化合物(VI)を使用して、不活性ガス雰囲気下で実施する、請求項1記載の方法。
- 工程(a)において溶媒を使用しない、請求項1又は2記載の方法。
- 工程(a)を、触媒として、直鎖状若しくは分岐状C1−C4アルコールの陰イオンのアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属塩、又は複素環式芳香族塩基の存在下で実施する、請求項1〜4のいずれか1項記載の方法。
- 触媒が、ナトリウムメトキシド又は2−ヒドロキシピリジンであり、化合物(IV)1モル当たり0.01〜2モルの範囲の量である、請求項1〜6のいずれか1項記載の方法。
- 式(III)の化合物が、塩酸、硫酸及びリン酸からなる群より選択される無機酸の塩、又は遊離塩基のいずれかとして、工程a)の縮合反応の完了時に単離される、請求項1〜7のいずれか1項記載の方法。
- 化合物(III)の還元を、無水媒体中、不活性雰囲気下で、ナトリウムビス(メトキシエトキシ)アルミニウムヒドリド、LiAlH4、NaBH4、ボラン又はテトラヒドロフラン若しくはジメチルスルフィドとのその付加物からなる群より選択される還元剤を使用するか、又は酸化白金上及びHCl溶液中の接触水素化により実施する、請求項1〜8のいずれか1項記載の方法。
- ナトリウムビス(メトキシエトキシ)アルミニウムヒドリド又はHCl水溶液中の酸化白金上の接触水素化を使用する、請求項9記載の方法。
- 還元剤が、ナトリウムビス(メトキシエトキシ)アルミニウムヒドリドであり、化合物(III)1モル当たり3〜4モルの範囲の量で、35℃より高い反応温度である、請求項10記載の方法。
- 式(I)の化合物を遊離塩基として単離するか、又は塩酸塩若しくはリン酸塩として単離する、請求項8〜11のいずれか1項記載の方法。
- 式(I)の化合物を、陽イオン交換樹脂を使用して方法の終了時に単離する、請求項12記載の方法。
- 式(VI A)の化合物において、R1がメトキシ又はエトキシである、請求項14記載の方法。
- 化合物(VI A)を、反応溶媒としての無水エタノール中、60〜70℃の温度で、化合物(IV)1モル当たり少なくとも1モルの量で使用する、請求項15記載の方法。
- R1がC1−C4アルコキシ基であり、そしてAが−CHRR2基(ここで、Rは、水素であるか、場合により1個以上の−OPg保護ヒドロキシ基(ここで、Pgはヒドロキシ保護基である)で置換されている直鎖状若しくは分岐状C 1 −C 4 アルキル基であり、R 2 は、ハロゲン又はスルホニルオキシから選択される離脱基である)である化合物(VI)を使用する、請求項1〜13のいずれか1項記載の方法。
- R1がメトキシ又はエトキシであり、そしてAが式:−CHRR2(式中、RはHであり、R2はCl又はBrである)の基である式(VI)の化合物を使用する、請求項17記載の方法。
- 工程(a)において、式(VI)の化合物としてクロロ酢酸エチルを、化合物(IV)1モル当たり少なくとも1モルの量で、化合物(IV)1モル当たり少なくとも2モルのNa2CO3の存在下、無水エタノール中、20〜70℃の範囲の温度、3〜24時間の範囲の反応時間で使用する、請求項18記載の方法。
- Rが水素、場合により1個以上のベンジル保護ヒドロキシ基で置換されている直鎖状又は分岐状C1−C4アルキルである、請求項20記載の化合物。
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