JP5073497B2 - テトラ置換−5−アザスピロ[2.4]へプタン誘導体の製法およびその光学活性中間体 - Google Patents
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Description
また、光学活性な7−アミノ−7−メチル−5−アザスピロ[2.4]へプタン−5−イル基を構築するための光学活性な7−アミノ−7−メチル−5−アザスピロ[2.4]へプタンの取得は、適宜な中間体でのキラルカラムを用いたHPLC分割法に拠っていた。しかしながら、HPLC分割法では量的な制限があり工業的に不利であることや、さらには不要の異性体が再利用できない等の問題があり、光学活性化合物の製法として十分に満足できる方法とは言い難かった。
この(7S)−7−メチル−4−オキソ−5−[(1R)−フェニルエチル]−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン−7−カルボン酸エステル化合物は結晶性に優れることから、7位のアミノ基の配位が(7S)であることがX線結晶構造解析によって容易に確定できた。この化合物の立体が確定できたことによって、この化合物を経由して調製される一連の化合物の配位も決定された。
で表わされる化合物に、塩基存在下でメチル化剤を反応させて、式(II)
で表わされる化合物を得、この化合物に、塩基存在下で式(III)
で表わされる化合物を反応させて、式(IV)
で表わされる化合物を得、この化合物の水酸基の保護基を脱保護して式(V)
で表わされる化合物を得、この化合物の水酸基をハロゲン原子、または求核置換反応で用いられる脱離基に変換させて式(VI)
で表わされる化合物を得、この化合物を塩基性条件下で処理することを特徴とする式(VII)
で表わされる化合物の製造方法に係るものである。
で表わされる化合物を得、この化合物のエキソメチレン基をシクロプロパン化反応に付することを特徴とする式(VII)
で表わされる化合物の製造方法に係るものである。
で表わされる化合物をエステルの加水分解条件下にて処理して式(IX)
で表わされる化合物を得、この化合物のカルボキシ基をアミノ基へ転位反応させて式(X)
で表わされる化合物を得、この化合物を直接に還元条件下、もしくはカルボニル基をチオカルボニル基へ変換後に還元条件下に処理して式(XI)
で表わされる化合物を得、この化合物を置換基R1の脱保護反応に付すことを特徴とする式(XII)
で表わされる化合物の製造方法に係るものである。
式(II)
で表わされる化合物。
で表わされる化合物。
で表わされる化合物。
で表わされる化合物。
で表わされる化合物。
で表わされる化合物。
で表わされる化合物。
で表わされる化合物。
で表わされる化合物。
で表わされる化合物。
また、優れた抗菌活性、体内動態、および安全性を発現するのに重要である、特定の立体配置(7S)が確定した7−アミノ−7−メチル−5−アザスピロ[2.4]へプタン誘導体の容易で効率的な製造およびそのための光学活性中間体化合物を提供することが可能となった。さらに、本発明者は、特願2005−146386号に記載され、本発明に係る7−アミノ−7−メチル−5−アザスピロ[2.4]へプタン誘導体のエナンチオマーのうち、(7S)体のほうが(7R)体より高い抗菌活性を示すキノロンカルボン酸(ピリドベンズオキサジンカルボン酸)誘導体の側鎖であることを明らかにした。
工程A:第一工程→第五工程[化合物(I)→化合物(VII)]
Rで示されるアリール基としては、フェニル基またはナフチル基が挙げられ、これらは、ハロゲン原子、炭素数1から6のアルコキシ基、炭素数1から6のアルキル基、またはニトロ基を置換基として有していてもよい。
Rで示されるアラルキル基としては、特にベンジル構造を有する基がよい。具体的には、ベンジル基、パラニトロベンジル基、パラメトキシベンジル基、トリフェニルメチル基等を挙げることができる。
で表わされる化合物を反応させて化合物(IV)を得る工程である。
メトキシメチル基等のエーテル基は、塩酸、硫酸、硝酸、フッ化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、またはトリクロロ酢酸等の無機酸あるいは有機酸から適宜選択した酸で処理すれば脱保護することができるが、この場合の酸としては、COORのエステル加水分解を避ける酸を選択する必要がある。
第三級ブチルジメチルシリル基等の置換シリル基は、酸またはフッ素アニオンにより脱保護される。この場合の酸としては、酢酸、塩酸、フッ化水素酸等から当該シリル基の性質に応じた酸を選択することできるが、COORのエステル加水分解を避ける酸を選択する必要がある。また、フッ素アニオンとしては、フッ化テトラブチルアンモニウム等使用すればよい。
本工程は、化合物(V)の水酸基をハロゲン原子、もしくは求核置換反応で使用されるその他の脱離基に変換して化合物(VI)を得る工程である。
反応温度は溶媒によって異なるが、−20℃から0℃の範囲で行えばよい。
反応温度は塩基の種類や使用する溶媒によって異なるが、−78℃から溶媒の沸点の範囲で行えばよい。
さらに、化合物(VII)は結晶性に優れることからこの化合物においてX線結晶構造解析を実施し、メチル基の置換位置である7位の不斉炭素部分の絶対配置が(7S)であると判明した。このことからより優れた生理活性であるキノロンを与える配置が7Sであることが確定した。
は、遊離のカルボン酸でもよいが、カルボキシ基の塩に変換してもよい。カルボキシ基の塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、また、トリエチルアミン塩等、無機塩類、有機塩類のいずれでもよい。また、これらのカルボキシ基の塩は、水和物として存在することもある。
は、遊離のアミン体(二塩基性体)、またはその酸付加塩として存在することができる。酸付加塩の例としては、無機酸塩および有機酸塩を挙げることができる。これらの具体例としては、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、リン酸塩等の無機酸塩類、あるいは、メタンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸塩等のスルホン酸塩、酢酸塩、クエン酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、乳酸塩、シュウ酸塩等のカルボン酸塩等の有機酸塩類を挙げることができる。また、これらの酸付加塩は、水和物としても存在することができる。
5−オキソ−1−[(1R)−1−フェニルエチル]ピロリジン−3−カルボン酸第三級ブチル
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:1.45(9H,s),1.54(3H,d,J=7.08Hz),2.59−2.74(2H,m),2.95−3.03(1H,m),3.14(1H,dd,J=9.77,8.79Hz),3.49(1H,dd,J=9.77,6.35Hz),5.50(1H,q,J=7.1Hz),7.26−7.36(5H,m).
高極性異性体:
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:1.36(9H,s),1.53(3H,d,J=7.32Hz),2.59−2.75(2H,m),3.02−3.11(1H,m),3.16(1H,dd,J=10.01,5.62Hz),3.51(1H,dd,J=10.01,8.54Hz),5.50(1H,q,J=7.1Hz),7.24−7.36(5H,m).
5−オキソ−1−[(1R)−1−フェニルエチル]ピロリジン−3−カルボン酸第三級ブチル(別途合成法)
5−オキソ−1−[(R)−1−フェニルエチル]ピロリジン−3−カルボン酸(500mg,2.14mmol)のジクロロメタン(2.67mL)溶液に、氷冷下、オキサリルクロライド(224μL,2.57mmol)、およびN,N−ジメチルホルムアミド(1滴)を加え、氷冷下にて15分間、次いで室温にて15分間攪拌した。トルエンを加えて溶媒を減圧乾固する操作を3回繰り返し、朱色油状物質603mgを得た。別の容器に準備した第三級ブタノール(614μL,6.42mmol)のジクロロメタン(2.67mL)溶液に、窒素雰囲気下、氷冷しながら上記の朱色油状物質(603mg)のジクロロメタン(2.67mL)溶液を滴下した。反応液にトリエチルアミン(448μL,3.21mmol)を加えて、室温で30分間攪拌した。水(10mL)を加えて、ジクロロメタン(10mL×2)にて抽出した。有機層を飽和食塩水(25mL)にて洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。ろ過後、ろ液を減圧濃縮後、トルエンを加えて減圧乾固する操作を3回繰り返した。得られた残留物558mgをショートシリカゲルカラムクロマトグラフィー(酢酸エチル100%にて溶出)で精製し、淡黄色の標記化合物523mg(85%)をジアステレオマー混合物(ジアステレオマー比=2.2:1.0)として得た。
(3S)−3−メチル−5−オキソ−1−[(1R)−1−フェニルエチル]ピロリジン−3−カルボン酸第三級ブチル
(3S)−4−[2−(第三級ブチルジメチルシリル)ヒドロキシエチル]−3−メチル−5−オキソ−1−[(1R)−フェニルエチル]ピロリジン−3−カルボン酸第三級ブチル
MS(ESI)m/z:363(M−Boc+H)+.
(3S)−4−(2−ヒドロキシエチル)−3−メチル−5−オキソ−1−[(1R)−フェニルエチル]ピロリジン−3−カルボン酸第三級ブチル
MS(ESI)m/z:348(M+H)+.
(3S)−4−[2−(ベンゼンスルホニル)オキシエチル]−3−メチル−5−オキソ−1−[(1R)−フェニルエチル]ピロリジン−3−カルボン酸第三級ブチル
MS(ESI)m/z:510(M+Na)+.
(7S)−7−メチル−4−オキソ−5−[(1R)−フェニルエチル]−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン−7−カルボン酸第三級ブチル
[α]D 25.1=122.1゜(c=0.517,CHCl3).
1H−NMR(400MHz,CDCl3)δ:0.72−0.77(1H,m),0.85−0.90(1H,m),1.04−1.13(2H,m),1.18(3H,s),1.32(9H,s),1.54(3H,d,J=7.1Hz),3.08(1H,d,J=9.8Hz),3.53(1H,d,J=9.8Hz),5.52(1H,q,J=7.1Hz),7.26−7.34(5H,m).
元素分析;C20H27NO3として:
計算値:C,72.92;H,8.26;N,4.25.
実測値:C,72.64;H,8.27;N,4.06.
MS(FAB)m/z:330(M+H)+.
HRMS(FAB)m/z:330.2069(Calcd for C20H28NO3 330.2069).
IR(ATR)ν:3066,2976,2933,2879,1720,1676,1481,1454,1433,1365,1329,1286,1238,1203cm-1.
(3S)−4−(2−ヨードエチル)−3−メチル−5−オキソ−1−[(1R)−フェニルエチル]ピロリジン−3−カルボン酸第三級ブチル
MS(ESI)m/z:458(M+H)+.
(7S)−7−メチル−4−オキソ−5−[(1R)−フェニルエチル]−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン−7−カルボン酸第三級ブチル
MS(ESI)m/z:330(M+H)+.
(3S)−3−メチル−4−メチレン−5−オキソ−1−[(1R)−1−フェニルエチル]ピロリジン−3−カルボン酸第三級ブチル
IR(ATR)ν:1724,1687,1427,1369,1315,1279,1230,1161,1132,700cm-1.
MS(ESI)m/z:316(M+1)+.
HRMS(EI)m/z:315.1842(Calcd for C19H25NO3 315.1834).
(7S)−7−メチル−4−オキソ−5−[(1R)−1−フェニルエチル]−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン−7−カルボン酸第三級ブチル
MS(FAB+)m/z:330(M+H)+.
HRMS(FAB+)m/z:330.2069(Calcd for C20H28NO3 330.2069).
(7S)−7−メチル−4−オキソ−5−[(1R)−フェニルエチル]−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン−7−カルボン酸
MS(ESI)m/z:274(M+H)+.
(7S)−7−アミノ−7−メチル−4−オキソ−5−[(1R)−フェニルエチル]−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン
得られたイソシアネート体粗生成物を1,4−ジオキサン(180mL)に溶解し、水(90mL)、および濃塩酸(90mL)を加えた後、50℃のオイルバスで1時間加熱攪拌した。反応液に水(200mL)を加え、酢酸エチル(200mL)にて洗浄後、水層に氷冷下にて10mol/L水酸化ナトリウム水溶液(170mL)を加えpH9〜10とし、トルエン(200mL×2)にて抽出した。有機層を飽和食塩水(100mL)にて洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥後、ろ過し、ろ液を減圧濃縮して標記化合物15.8g(64.7mmol)を淡黄色油状物として得た。尚、本成績体は、精製せずに次の工程に使用した。
(7S)−7−(第三級ブトキシカルボニルアミノ)−7−メチル−5−[(1R)−フェニルエチル]−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン
MS(ESI)m/z:331(M+H)+.
(7S)−7−(第三級ブトキシカルボニルアミノ)−7−メチル−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン
MS(ESI)m/z:227(M+H)+.
7−[(7S)−7−アミノ−7−メチル−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン−5−イル]−6−フルオロ−1−[(1R,2S)−2−フルオロシクロプロピル]−8−メトキシ−1,4−ジヒドロ−4−オキソキノリン−3−カルボン酸
本成績体の1H−NMRをはじめとする機器データは、特願2005−146386号に記載されている実施例9の化合物のデータと完全に一致した。すなわち、特願2005−146386号に記載されている7−アミノ−7−メチル−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン−5−イル基を有するキノロン誘導体のうち、高活性な化合物である実施例9に記載されたキノロン誘導体の7位の立体は、(7S)と判明した。
Claims (16)
- 式(I)
で表わされる化合物に、塩基存在下でメチル化剤を反応させて、式(II)
で表わされる化合物を得、この化合物に、塩基存在下で式(III)
で表わされる化合物を反応させて、式(IV)
で表わされる化合物を得、この化合物の水酸基の保護基を脱保護して式(V)
で表わされる化合物を得、この化合物の水酸基をハロゲン原子、または求核置換反応で用いられるハロゲン原子以外の脱離基に変換させて式(VI)
で表わされる化合物を得、この化合物を塩基性条件下で処理することを特徴とする式(VII)
で表わされる化合物の製造方法。 - R1が、1−(R)−フェニルエチル基、または1−(S)−フェニルエチル基である
請求項1に記載の製造方法。 - Rが、炭素数1から6のアルキル基である請求項1または2に記載の製造方法。
- Rが、第三級ブチル基である請求項1から3のいずれか一項に記載の製造方法。
- Yが、置換スルホニルオキシ基またはハロゲン原子である請求項1から4のいずれか一項に記載の製造方法。
- Yが、ベンゼンスルホニルオキシ基またはヨウ素原子である請求項1から5のいずれか一項に記載の製造方法。
- 式(II)
で表わされる化合物をエキソメチレン化して式(VIII)
で表わされる化合物を得、この化合物のエキソメチレン基をシクロプロパン化反応に付すことを特徴とする式(VII)
で表わされる化合物の製造方法。 - R1が、1−(R)−フェニルエチル基、または1−(S)−フェニルエチル基である請求項7に記載の製造方法。
- Rが、炭素数1から6のアルキル基である請求項7または8に記載の製造方法。
- Rが、第三級ブチル基である請求項7から9のいずれか一項に記載の製造方法。
- 式(VII)で表される化合物が(7S)−7−メチル−4−オキソ−5−[(1R)−フェニルエチル]−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン−7−カルボン酸エステルである請求項1から10のいずれか一項に記載の製造方法。
- 式(VII)で表される化合物が(7S)−7−メチル−4−オキソ−5−[(1R)−フェニルエチル]−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン−7−カルボン酸第三級ブチルの請求項1から10のいずれか一項に記載の製造方法。
- 式(VII)
で表わされる化合物。 - Rが、第三級ブチル基である請求項13に記載の化合物。
- R1が、1−(R)−フェニルエチル基または1−(S)−フェニルエチル基である請求項13または14に記載の化合物。
- (7S)−7−メチル−4−オキソ−5−[(1R)−フェニルエチル]−5−アザスピロ[2.4]ヘプタン−7−カルボン酸第三級ブチル。
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