JP5911131B2 - 新規ニトロキシルラジカル化合物及びその製造方法 - Google Patents
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Description
R1〜R4は、独立して、C1〜C10のアルキルであるか、或いは、R1及びR2、又はR3及びR4が共に結合して、(CH2)n、(CH2)nO(CH2)n、(CH2)nSO2(CH2)n、(CH2)nNX(CH2)n、(CH2)nCY(CH2)n、
Xは、CH3CO、CF3CO、又はR1COであり、
Yは、酸素(=O)、(OCH2)nであり、
nは2〜4の整数であり、
当該方法は、
化学式2で示される化合物であって、
R1〜R4は、独立して、C1〜C10のアルキル、R1及びR2、又はR3及びR4が共に結合して、(CH2)n、(CH2)nO(CH2)n、(CH2)nS(CH2)n、(CH2)nNX(CH2)n、(CH2)nCY(CH2)n、
Xは、CH3CO、CF3CO、又はR1COであり、
Yは、酸素(=O)、(OCH2)nであり、
nは2〜4の整数である、化学式3で示される化合物と
をアンモニウム塩の存在下にて反応させることにより、2,6置換−4−ピペリドン誘導体を生成させる工程と、
前記2,6置換−4−ピペリドン誘導体を酸化させる工程と、
を有する、前記ニトロキシラジカル化合物の製造方法が提供される。
方法A
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オン(1)1.55g(10mmol)とシクロヘキサノン(a)2.94g(30mmol)をDMSO 15mlに溶解し、NH4Cl 3.21g(60mmol)を室温下で加えた。この溶液を60℃で20時間撹拌した。水を40mL加え希釈し、7%塩酸水溶液で酸性にした。これを、エーテルで洗浄し、水層を10%K2CO3水溶液でアルカリ性にした。さらに、これを酢酸エチルで抽出し、水洗を行い、有機層を硫酸ナトリウム乾燥し、溶媒を完全に留去した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、再結晶を行い白色結晶376mg(収率:16%)を得た。
1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−オン(2)1.69g(10mmol)とシクロヘキサノン(a)2.94g(30mmol)をDMSO15mlに溶解し、NH4Cl3.21g(60mmol)を室温下で加えた。この溶液を60℃で5時間撹拌した。水を40mL加え希釈し、7%塩酸水溶液で酸性にした。これを、エーテルで洗浄し、水層を10%K2CO3水溶液でアルカリ性にした。さらに、これを酢酸エチルで抽出し、水洗を行い、有機層を硫酸ナトリウム乾燥し、溶媒を完全に留去した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、再結晶を行い白色結晶799mg(収率:34%)を得た。
mp:103℃(hexane−EtOAc,lit.mp 101−103℃[19]);
MS(FAB+):236.3(M++1);
νmax/cm−1:1689(C=O);
1H−NMR(400MHz;CDCl3)δ(ppm):1.36−1.46(8H,m),1.47−1.56(8H,m),1.68−1.71(4H,m),2.31(4H,s);
Found:C,76.51;H,10.68;N,5.93%.Calc.forC15H25NO:C,76.55;H,10.71;N,5.95%.
方法Bに従って、シクロヘキサノン(a)をテトラヒドロ−4H−ピラン−4−オン(b)3.00g(30mmol)に変えて行った。得られた結晶はHexane−EtOAcから再結晶した。
収率:32%;
mp:167℃;
MS(FAB+):240.1 (M++1);
νmax/cm−1:1692(C=O);
1H−NMR(400MHz;CDCl3)δ(ppm):1.64(8H,t,J=5.6Hz),2.40(4H,s),3.54−3.60(4H,m),3.81−3.87(4H,m);
Found:C,65.17;H,8.85;N,5.86%.Calc.for C13H21NO3:C,65.25;H,8.84;N,5.85%.
方法Bに従ってシクロヘキサノン(a)をテトラヒドロ−4H−チオピラン−4−オン(c) 3.49g(30mmol)に変えて行った。
収率:30%;
mp:155−157℃(EtOAc);
MS(FAB+):272.2(M++1);
νmax/cm−1:1697(C=O);
1H−NMR(400MHz;CDCl3)δ(ppm):0.8(1s,br s),1.75−1.90(8H,m),2.27(4H,s),2.43−2.50(4H,m),2.88−2.95(4H,m);
Found:C,57.54;H,7.78;N,5.11%.Calc.for C13H21NOS2:C,57.52;H,7.80;N,5.16%.
9−Acetyl−2,2−dimethyl−1,9−diazaspiro[5.5]undecan−4−one(3d’)
方法Bと同様に1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−オン(2)0.845 g (5mmol)、1−アセチル−4−ピペリドン(d)2.12g(15mmol)、NH4Cl 1.61g(30mmol)、DMSO 12mlの混合物を58〜62℃で8時間加熱撹拌する。水40mLで希釈し、7%塩酸水溶液で酸性にした後、エーテルで中性部分を抽出除去した。水層を10%K2CO3水溶液でpH 9〜10に調整し、クロロホルムで抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下、留去して得られた油状物質を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(1〜5%MeOH/CHCl3)で精製し、hexane−EtOAcから再結晶を行い、3d 328mg、3d’556mgを得た。
3d;
収率:21%;
mp:164.2℃;
MS(FAB+):322.3(M++1);
νmax/cm−1:1687(C=O),1634(N−Ac);
1H−NMR(400MHz;CDCl3)δ(ppm):1.58−1.66(8H,m),2.08(6H,s),2.38(4H,s),3.37−3.71(8H,m);
Found:C,62.92;H,8.62;N,12.12%.Calc.for C17H27N3O3:C,63.53;H,8.47;N,13.07%.
3d’;
収率:47%;
mp:80.4℃(hexane−EtOAc);
MS(FAB+):239.2(M++1);
1H−NMR(400MHz;CDCl3)δ(ppm):1.21(6H,d,J=13.6Hz),1.50−1.69(4H,m),2.05(3H,s),2.28(4H,d,J=9.2Hz),3.34−3.78(4H,m);
Found:C,64.86;H,9.28;N,11.67%.Calc.for C13H22N2O2:C,65.51;H,9.30;N,11.75%.
方法Bに従ってシクロヘキサノン(a)を1,4−シクロヘキサンジオンモノエチレンアセタール(e)4.69g(30mmol)に変えて行い、Hexane−EtOAcから再結晶を行い3e 1.12gを得た。
収率:32%;
mp:190.6℃;
MS(FAB+):352.4(M++1).
νmax/cm−1:1699(C=O),1083(−O−CH2−CH2−O−);
1H−NMR(400MHz;CDCl3)δ(ppm):1.56−1.74(12H,m),1.85−1.92(4H,m),2.32(4H,s),3.93(8H,t,J=2.8Hz);
Found:C,64.95;H,8.30;N,4.05%.Calc.for C19H29NO5:C,64.93;H,8.32;N,3.99%.
方法Bに従ってシクロヘキサノン(a)をアセトフェノン(f) 3.60 g (30 mmol)に変えて行った。
収率:16%;
mp:109.5℃(EtOAc);
MS(FAB+):218.2(M++1).
1H−NMR(400MHz;CDCl3)δ(ppm):1.20(3H,s),1.31(3H,s),2.23−2.50(4H,m),2.34(3H,s),4.17−4.20(1H,m),7.11−7.33(4H,m);
Found:C,77.92;H,8.78;N,6.44%.Calc.for C19H29NO5:C,77.38;H,8.81;N,6.45%.
方法Bに従ってシクロヘキサノンをレブリン酸メチル(g)に変えて行った。この化合物は、二置換体との混合物が得られており、単離には至っていない。構造の同定は、3gを酸化して得られるMethyl 3−(2,6,6−trimethyl−4−oxopiperidin−1−oxyl−2−yl)propanoate(4g)で行った。
方法Bに従ってシクロヘキサノン(a)をp−トルアルデヒド(h)3.60g(30mmol)に変えて行った。
収率:10%;
mp:109.5℃(hexane);
MS(FAB+):218.2(M++1);
νmax/cm−1:1693(C=O);
1H−NMR(500MHz;CDCl3)δ(ppm):1.20(3H,s),1.31(3H,s),1.53(1H,brs),2.25−2.50(4H,m),2.34(3H,s),4.18(1H,dd,J1=11.5Hz,J2=3.5Hz),7.16(2H,d,J=8.0Hz),7.29(2H,d,J=8.0Hz);
Found:C,77.55;H,8.82;N,6.53%.Calc.for C14H19NO:C,77.38;H,8.81;N,6.45%.
9−Trifluoroacetyl−2,2−dimethyl−1,9−diazaspiro[5.5]undecan−4−one(3i’)
方法Bに従ってシクロヘキサノン(a)を1−トリフルオロアセチル−4−ピペリドン(i)5.85g(30mmol)に変えて行った。EtOAcで中性部分を抽出除去し、pH9〜10に調整後、CHCl3で抽出した。Hexane−EtOAcから再結晶し、3i 192mg、3i’126mgを得た。
3i;
収率:4%;
mp:172.6−173.2℃;
MS(FAB+):430.2(M++1);
νmax/cm−1:1688(−N−CO−CF3);
1H−NMR(400MHz;CDCl3)δ(ppm):1.64−1.77(8H,m),2.42(4H,s),3.57−3.82(8H,m);
Found:C,47.62;H,5.01;N,9.79%.Calc.for C17H21F6N3O3:C,47.56;H,4.93;N,9.79%.
3i’;
収率:4%;
mp:85.8−86.4℃(hexane−EtOAc);
MS(FAB+):293.1(M++1);
νmax/cm−1:1692(−N−CO−CF3);
1H−NMR(400MHz;CDCl3)δ(ppm):1.23(3H,s),1.25(3H,s),1.62−1.80(4H,m),2.30(2H,s),2.33(2H,s),3.54−3.96(4H,m),;
Found:C,53.30;H,6.44;N,9.58%.Calc.for C13H19F3N2O2:C,53.42;H,6.55;N,9.58%.
7−Aza−15−oxodispiro[5.1.5.3]hexadec−7−yl−7−oxyl(4a)
7−Azadispiro[5.1.5.3]hexadecan−15−one(3a)235mg(0.99mmol)をエタノール10mLに溶解し、Na2WO4・2H2O 50mg(0.15mmol)を加え、この溶液にH2O2(30%)2mLを徐々に加えた。これを室温下、24時間撹拌した。その後、K2CO3を加えクエンチし、クロロホルムで抽出した。続いて、溶媒を完全に留去し、再結晶(ヘキサン)により精製し、微黄色鱗片状結晶208mg(収率:83%)を得た。
mp:114.2°C(lit.mp 114−116°C);
MS (FAB+):250.3(M+);
νmax/cm−1:1717(C=O);
Found:C,71.86;H,9.62;N,5.57%.Calc.for C15H24NO2:C,71.96;H,9.66;N,5.59%.
方法Cに従って7−Aza−3,11−dioxadispiro[5.1.5.3]hexadecan−15−one(3b)130mg(0.54mmol)を原料として行った。EtOAcから再結晶し、4b 110mg(0.43mmol)を得た。
収率:80%;
mp:149.5°C;
MS(FAB+):255.2(M++2);
νmax/cm−1:1717(C=O);
Found:C,61.23;H,7.97;N,5.40%.Calc.for C13H20NO4:C,61.40;H,7.93;N,5.51%.
7−Aza−3,11−dithiadispiro[5.1.5.3]hexadecan−15−one(3c)210mg(0.78mmol)、Na2WO4・2H2O 118mg(0.36mmol)、MeOH 3ml、及び、H2O2(30%)1mLを混合し、室温で48時間撹拌した。K2CO3を加え、CHCl3:MeOH=3:1の混合溶媒で抽出し、溶媒を留去した。これを、水から再結晶し4c 80mg(0.23mmol)を得た。
収率:29%;
mp:212.5−214.2°C;
MS(FAB+):351.0(M++1);
νmax/cm−1:1712(C=O),1287(SO2),1122(SO2);
Found:C,44.38;H,5.79;N,3.93%.Calc.for C13H21NO5S2:C,44.56;H,5.75;N,4.00%.
方法Cに従って3,11−Diacetyl−3,7,11−trithiadispiro[5.1.5.3]hexadecan−15−one(3d)を原料として行った。
mp:162−163°C;
MS(FAB+):337.3(M++1);
νmax/cm−1:1720(C=O),1637(−N−CO−CH3);
方法Cに従って1,4,14,17−Tetraoxa−9−azatetraspiro[4.2.1.2.4.2.3.2]tetracosan−21−one(3e)を原料として行った。
mp:183.2−184.2°C;
MS(FAB+):367.3(M++1);
νmax/cm−1:1713(C=O);
Found:C,62.18;H,7.38;N,3.88%.Calc.for C19H28NO6:C,62.28;H,7.70;N,3.82%.
1,4,14,17−Tetraoxa−9−azatetraspiro[4.2.1.2.4.2.3.2]tetracosan−21−one(3e)536mg(1.53mmol)を水2mLと酢酸5mLに溶解し、10%HClを滴下し、70℃で撹拌した。この溶液を水で希釈し、pHを7に調整し、酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を完全に留去した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーhexane/EtOAc,1:4)で分離精製し、再結晶(ヘキサン、酢酸エチル)により7−Aza−3,11,15−trioxodispiro[5.1.5.3]hexadecaneの白色個体330mg(1.25mmol)を得た。
収率:82%
mp:99.7℃;
MS(FAB+):264.2(M++1);
νmax/cm−1:1705(C=O);
1H−NMR(400MHz;CDCl3)δ(ppm):1.24(1H,brs),1.87−2.05(8H,m),2.29−2.67(8H,m),2.49(4H,s);
Found:C,76.51;H,10.68;N,5.93%.Calc.for C15H25NO:C,76.55;H,10.71;N,5.95%.
続いて、得られた7−Aza−3,11,15−trioxodispiro[5.1.5.3]hexadecane 215mg(0.82mmol)を方法Cに従って酸化し、4e’170mg(0.61mmol)を得た。
収率:75%
mp:161.5℃;
MS(FAB+):279.3(M++1);
νmax/cm−1:1708(C=O);
Found:C,64.71;H,7.25;N,5.06%.Calc.for C15H20NO4:C,64.73;H,7.24;N,5.03%.
方法Cに従ってMethyl 3−(2,6,6−trimethyl−4−oxopiperidin−2−yl)propanoate(3g)と二置換体の混合物147mgを原料として用い、赤色油状物質を得た37mg(0.15mmol)。
MS(FAB+):242.2(M+);
νmax/cm−1:1720(C=O);
Found:C,58.93;H,8.27;N,5.65%.Calc.for C12H20NO4:C,59.49;H,8.32;N,5.78%.
方法Cに従って3,11−Trifluoroacetyl−3,7,11−trithiadispiro[5.1.5.3]hexadecan−15−one(3i)130mg(0.30mmol)を原料として行い、4i 57mg(0.13mmol)を得た。
収率:42%
MS(FAB+):445.1(M++1);
Found:C,44.90;H,4.46;N,9.25%.Calc.for C17H20F6N3O4:C,45.95;H,4.54;N,9.46%.
NH4Clを15NH4Clに変えて、7−Aza−15−oxodispiro[5.1.5.3]hexadec−7−yl−7−oxyl(4a)と同様に行った。
mp:115.4−117.4℃(hexane);
MS(FAB+):251.3(M++1);
νmax/cm−1:1717(C=O);
Found:C,71.67;H,9.79;N,5.67%.Calc.for C15H24 15NO2:C,71.68;H,9.62;N,5.57%.
NH4Clを15NH4Clに変えて、7−Aza−3,11−Dioxa−15−oxodispiro[5.1.5.3]hexadec−7−yl−7−oxyl(4b)と同様に行った。
mp:171.7−172.0℃(EtOAc);
MS(FAB+):256.23(M++1);
νmax/cm−1:1719(C=O);
Found:C,61.18;H,7.90;N,5.52%.Calc.for C13H20 15NO4:C,61.16;H,7.90;N,5.48%.
NH4Clを15NH4Clに変えて、7−Aza−3,11,15−trioxodispiro[5.1.5.3]hexadec−7−yl−7−oxyl(4e’)と同様に行った。
mp:165.8℃(Hexane−EtOAc);
MS(FAB+):280.22(M++1);
νmax/cm−1:1707(C=O);
Found:C,64.47;H,7.22;N,5.01%.Calc.for C15H20 15NO4:C,64.50;H,7.22;N,5.01%.
1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−オン1.69g(10mmol)と3−ペンタノン5.16g(60mmol)をDMSO 28mlに溶解し、CsOH 1.50g(10mmol)、NH4Cl 3.22g(60mmol)を室温下で加えた。この溶液を80℃で4時間攪拌した。水を適量加えて希釈し、7〜8%塩酸水溶液で酸性にした。これを、エーテルで洗浄し、水層をK2CO3水溶液でアルカリ性にした。さらに、これを酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を完全に留去した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、淡黄色油状物質25mg(収率:1%)を得た。
2,2−dimethyl−6,6−dipropylpiperidin−4−one (3)
1,2,2,6,6−ペンタメチルピペリジン−4−オン1.69g(10mmol)と4−ヘプタノン3.43g(30mmol)をDMSO 16mlに溶解し、TritonB 2ml(4.40mmol)、NH4Cl 2.68g(50mmol)を室温下で加えた。この溶液を50℃で4.5時間攪拌した。水を適量加えて希釈し、7〜8%塩酸水溶液で酸性にした。これを、エーテルで洗浄し、水層をK2CO3水溶液でアルカリ性にした。さらに、これを酢酸エチルで抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を完全に留去した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、得られた結晶をヘキサンから再結晶し、淡黄色針状結晶368mg(収率:17%)を得た。mp:53.4−55.0℃;MS(FAB+):212.2(M++1);vmax/cm−1:1690(C=O);1H−NMR(300MHz;CDCl3)δ(ppm):0.88(6H,t,J=7.05Hz),1.21(6H,s),1.26−1.45(8H,m),2.23(2H,s),2.26(2H,s);Found:C,73.74;H,11.88;N,6.67%.Calc.for C13H25NO:C,73.88;H,11.92;N,6.63%.
方法Aに従って、2,2−dimethyl−6,6−dipropylpiperidin−4−one(3)59mg(0.28mmol)を原料として行った。反応溶液は、室温で一晩攪拌した。また、反応の進行をTLCで確認し、H2O2とNa2WO4・2H2Oを適宜追加した。抽出後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、橙色油状物質38mg(収率:60%)を得た。MS(FAB+):226.3(M+);vmax/cm−1:1720(C=O);Found:C,68.95;H,10.76;N,6.28%.Calc.for C13H24NO2:C,68.99;H,10.69;N,6.19%.
方法Bに従って、4−ヘプタノンを5−デカノン4.27g(30mmol)に変えて行った。反応溶液は、60℃の水浴中で4時間攪拌した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル,85:15)で精製し、淡黄色油状物質106mg(収率:4%)を得た。MS(FAB+):240.3(M++1);vmax/cm−1:1705(C=O);1H−NMR(300MHz;CDCl3)δ(ppm):0.89(6H,t,J=6.7Hz),1.25(6H,s),1.24−1.56(12H,m),2.23(2H,s),2.26(2H,s);Found:C,74.83;H,11.96;N,5.97%.Calc.for C15H29NO:C,75.26;H,12.21;N,5.85%.
方法Aに従って、2,2−dibutyl−6,6−dimethylpiperidin−4−one(5)100mg(0.42mmol)を原料として行った。反応溶液は、室温で一晩攪拌した。また、反応の進行をTLCで確認し、H2O2とNa2WO4・2H2Oを適宜追加した。抽出後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、橙色油状物質53mg(収率:50%)を得た。MS(FAB+):254.3(M+);vmax/cm−1:1720(C=O);Found:C,70.55;H,11.05;N,5.24%.Calc.for C15H28NO2:C,70.82;H,11.09;N,5.51%.
2,6−dibutyl−2,6−dimethylpiperidin−4−one (9)
方法Bに従って、4−ヘプタノンを2−ヘキサノン3.00g(30mmol)に変えて行った。反応溶液は、50℃の水浴中で2.5時間攪拌した。抽出後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル,9:1)で精製し、淡黄色油状物質(7)239mg(収率:12%)と淡黄色油状物質(9)98mg(収率:4%)を得た。(7):MS(FAB+):198.3(M++1);vmax/cm−1:1703(C=O);1H−NMR(300MHz;CDCl3)δ(ppm):0.90(3H,t,J=7.1Hz),1.16(3H,s),1.23(6H,s),1.29−1.33(6H,m),2.22−2.26(4H,m);Found:C,72.83;H,11.63;N,7.02%.Calc.for C12H23NO:C,73.04;H,11.75;N,7.10%.(9):MS(FAB+):240.4(M++1);vmax/cm−1:1706(C=O);1H−NMR(300MHz;CDCl3)δ(ppm):0.91(6H,t,J=3.3Hz),1.14(6H,s),1.28−1.46(12H,m),2.18−2.31(4H,m);Found:C,75.15;H,12.11;N,5.75%.Calc.for C15H29NO:C,75.26;H,12.21;N,5.85%.
方法Aに従って、2−butyl−2,6,6−trimethylpiperidin−4−one(7)199mg(1.01mmol)を原料として行った。反応溶液は、室温で一晩攪拌した。また、反応の進行をTLCで確認し、H2O2とNa2WO4・2H2Oを適宜追加した。抽出後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル,95:5)で精製し、橙色油状物質68mg(収率:32%)を得た。MS(FAB+):212.3(M+);vmax/cm−1:1720(C=O);Found:C,68.01;H,10.44;N,6.53%.Calc.for C12H22NO2:C,67.89;H,10.44;N,6.60%.
方法Aに従って、2,6−dibutyl−2,6−dimethylpiperidin−4−one(9)77mg(0.32mmol)を原料として行った。反応溶液は、室温で一晩攪拌した。また、反応の進行をTLCで確認し、H2O2とNa2WO4・2H2Oを適宜追加した。抽出後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、橙色油状物質25mg(収率:31%)を得た。MS(FAB+):254.3(M+);vmax/cm−1:1720(C=O);Found:C,70.94;H,10.98;N,5.18%.Calc.for C15H28NO2:C,70.82;H,11.09;N,5.51%.
方法Bに従って、4−ヘプタノンを2−デカノン4.69g(30mmol)に変えて行った。反応溶液は、50℃の水浴中で4時間攪拌した。抽出後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、淡黄色油状物質137mg(収率:5%)を得た。MS(FAB+):254.3(M++1);vmax/cm−1:1708(C=O);1H−NMR(300MHz;CDCl3)δ(ppm):0.87(3H,t,J=5.7Hz),1.16(3H,s),1.22(6H,s),2.16−2.29(4H,m);Found:C,75.57;H,12.15;N,5.09%.Calc.for C16H31NO:C,75.83;H,12.33;N,5.53%.
方法Aに従って、2,2,6−trimethyl−6−octylpiperidin−4−one(11)100mg(0.39mmol)を原料として行った。反応溶液は、室温で一晩攪拌した。また、反応の進行をTLCで確認し、H2O2とNa2WO4・2H2Oを適宜追加した。抽出後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、橙色油状物質78mg(収率:74%)を得た。MS(FAB+):268.3(M+);vmax/cm−1:1721(C=O);Found:C,71.45;H,11.13;N,5.10%.Calc.for C16H30NO2:C,71.59;H,11.27;N,5.22%.
2,6−dispiro−2’,2’−ditricyclo[3.3.1.1 3’,7’ ]decanepiperidine−4−one(16)
方法Bに従って、4−ヘプタノンを2−アダマンタノン4.51g(30mmol)に変えて行った。反応条件はTableに示した。抽出後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、得られた結晶をヘキサンからそれぞれ再結晶し、白色針状結晶(13)と淡黄色鱗片状結晶(16)を得た。(13):収率:(粗結晶);mp:92.5−92.6℃;MS(FAB+):248.3(M++1);vmax/cm−1:1699(C=O);1H−NMR(300MHz;CDCl3)δ(ppm):1.23(6H,s),1.50−1.95(14H,m),2.27(2H,s),2.53(2H,s);Found:C,77.65;H,10.12;N,5.60%.Calc.for C16H25NO:C,77.68;H,10.19;N,5.66%.(16):収率:0.62%(2.5時間50℃)(粗結晶);mp:131.2−131.5℃;MS(FAB+):340.4(M++1);vmax/cm−1:1709(C=O);1H−NMR(400MHz;CDCl3)δ(ppm):1.25(brs),1.56−1.69(m),1.79−1.92(m),2.33(brs),2.36(brs),2.61(4H,s);Found:C,81.30;H,9.77;N,4.07%.Calc.for C23H33NO:C,81.37;H,9.80;N,4.13%.
2,2−dimethyl−6−spiro−2’−tricyclo[3.3.1.1 3’,7’ ]decane−4−oxo−piperidin−1−yl 1oxyl (14)
2,2−dimethyl−6−spiro−2’−tricyclo[3.3.1.13’,7’]decanepiperidine−4−one(13)410mg(1.66mmol)をクロロホルム30mlに溶解し、氷浴中で攪拌した。MCPBA371mg(1.66mmol)を加え、15分後に室温に戻し、さらに2時間攪拌を続けた。クロロホルムで抽出を行い、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を完全に留去した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、得られた結晶をジイソプロピルエーテルから再結晶し、橙色鱗片状結晶172mg(収率:40%)を得た。mp:134.7−135.3℃;MS(FAB+):262.3(M+);vmax/cm−1:1709(C=O);Found:C,73.13;H,9.14;N,5.29%.Calc.for C16H24NO2:C,73.25;H,9.22;N,5.34%.
2,2−dimethyl−6−spiro−2’−tricyclo[3.3.1.13’,7’]decane−4−oxo−piperidin−1−yl 1oxyl(14)180mg(0.73mmol)をエタノール5mlに溶解し、水浴中で攪拌した。NaBH434mg(0.91mmol)を加え、室温に戻し、一晩攪拌を続けた。また、反応の進行をTLCで確認し、NaBH4を適宜追加した。これをクロロホルムで抽出し、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を完全に留去した。その後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム/メタノール,99:1)で精製し、得られた結晶を酢酸エチルから再結晶し、赤紫色鱗片状結晶89mg(収率:46%)を得た。mp:132.0−133.6℃;MS(FAB+):264.3(M+);vmax/cm−1:3407(br,OH);Found:C,72.55;H,9.89;N,5.36%.Calc.for C16H24NO2:C,72.69;H,9.91;N,5.30%.
方法Cに従って、2,6−dispiro−2’,2’−ditricyclo[3.3.1.13’,7’]decanepiperidine−4−one(16)149mg(0.439mmol)を原料として行った。抽出後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン、酢酸エチル)で精製し、得られた結晶をヘキサンから再結晶し、紫色球状結晶18mg(収率:12%)を得た。mp:154.6−160.9℃;MS(FAB+):354.3(M+);vmax/cm−1:1705(C=O);Found:C,77.67;H,9.03;N,3.76%.Calc.for C23H32NO2:C,77.92;H,9.10;N,3.95%.
ニトロキシルラジカルは、細胞内で、アスコルビン酸やチオール(金属が触媒する反応)、ミトコンドリア呼吸鎖、NADPH、シトクロムP450などと反応することが報告され、アポトーシスの誘発や、シトクロムP450を介したH2O2の産生などが細胞毒性の原因となっていると報告されている。一方、テトラエチル基を有するニトロキシルラジカルは、アスコルビン酸との反応性が顕著に低下していることを、本発明者らは報告している。そこで、合成したニトロキシルラジカル化合物の細胞毒性を評価した。
HUVEC(ヒト臍帯静脈内皮細胞)はブレットキットEGMを培地として用いて、37℃、5%CO2下、CO2インキュベーターで培養した。また、HUVECは対数増殖期を維持するために、一定の間隔で継代を行い、2〜5代培養の間を実験に用いた。HUVEC(5000cells/well)は、コラーゲンIコートした透明平底プレートを用いて、各濃度のニトロキシルラジカルを添加後、24時間インキュベートし、細胞生存率をWST−1法により解析した。24時間インキュベート後、WST−1試薬を各ウェル10μlずつ添加し、3時間インキュベート後、450nmの吸光度をプレートリーダーにて測定した。ポジティブコントロールに2%Tween20、ネガティブコントロールにPBSを用い、データはコントロールに対する相対値(%)で表した。
HUVEC細胞にニトロキシルラジカル化合物を添加し、24時間後の細胞増殖能を測定した。その結果、Oxo−TEMPO、Tempolは、濃度依存的な細胞増殖能抑制効果を示した。一方、テトラエチル基を導入した化合物では、1mMの濃度まで細胞増殖能抑制効果は認められず、脂溶性が高いにも関わらず低毒性であることが示された(図1を参照)。
アジュバント関節炎ラットの作成
ニトロキシルラジカルが、アジュバント関節炎ラット(AAラット)におけるインドメタシン惹起胃潰瘍を抑制するか否か検討した。
結核死菌Mycobacterium tuberculosis H37 RAを瑪瑙乳鉢中で磨砕し、この中にheavy mineral oilを滴下しつつ加え、さらに磨砕し10mg/mlとした。この結核死菌−oil懸濁液を3分間超音波処理後1ml容量のシリンジにとり、イソフルラン麻酔下、5週齢のDAラットの左足蹠皮内に100μL投与し、アジュバント関節炎を惹起した。陰性対照群は、heavy mineral oilのみを左足蹠皮内に投与した。
インドメタシンによる胃潰瘍惹起4時間後、ラットを過麻酔下頚椎脱臼により処理し、直ちに胃を食道、小腸側をそれぞれ約1cmずつ残して切断し摘出した。幽門部側を鉗子で固定し、1%ホルマリン溶液を10ml注入後、噴門部側を鉗子で固定した。これを10−20分間浸し続けることにより胃壁を両側面から固定した。固定後、大湾部に沿って胃を切開し、胃腔内膜をデジタルカメラで撮影した。画像処理ソフトImage Jを用いて胃底部粘膜に発生した損傷面積を計測した。
インドメタシンによる胃潰瘍惹起の程度を、インドメタシンを経口投与したAAラットの胃底部粘膜損傷面積で評価した結果、ニトロキシルラジカル化合物を投与していないAAラットでは、損傷面積が高い値を示し、胃潰瘍を惹起していること、つまり胃底部粘膜に炎症が起きていることが確認された。一方、ニトロキシルラジカル化合物を投与したAAラットでは、ニトロキシルラジカル化合物を投与していないAAラットと比較して損傷面積が有為に減少していることが示され、ニトロキシルラジカル化合物が、胃潰瘍における粘膜損傷を有為に抑制していることを示した。
TempolなどTEMPO系ニトロキシルラジカル化合物は、血圧降下作用を有し、高血圧研究に広く用いられている。血圧降下作用の原因は未だ明らかにはなっていないが、SOD様作用と相関があることから、活性酸素消去能によるものではないかと考察されている。そこで、今回新たに合成したニトロキシルラジカル化合物の血圧降下作用を明らかにする。
日周リズムへの影響を避けるために、実験は全て9:00から16:00の間に行った。自然発症高血圧モデルラット(SHR;♂、208−330g)は、イソフルランを用いて麻酔を施した。平均血圧(MAP)は、大腿部の動脈にポリエチレンチューブ(PE−50)をカニュレーション後、transducer(MLT0670 BP Transducer,ADinstruments,Sydney,Australia)とamplifier(ML117 BP Amp,ADinstruments,Sydney,Australia)にて計測した。ニトロキシルラジカル溶液(60μmol/kg)を1ml/minの速度で大腿静脈より投与し、投与後20分間血圧と心拍数を測定した。
ニトロキシルラジカル化合物を投与後の経時的な血圧変化を図3に示す。今回新たに開発したニトロキシルラジカル化合物(化合物C)が示す血圧降下作用は、既知のニトロキシルラジカル化合物であるTempolと比較して有為に高い作用を示した。また、血圧降下作用の持続時間は、新規ニトロキシル化合物(化合物C)は、Tempolと比較し長時間にわたって持続することも示された。
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Claims (3)
- 化学式1で示されるニトロキシラジカル化合物の製造方法であって、
R1〜R4は、独立して、C1〜C10のアルキルであるか、或いは、R1及びR2、又はR3及びR4が共に結合して、(CH2)n、(CH2)nO(CH2)n、(CH2)nSO2(CH2)n、(CH2)nNX(CH2)n、(CH2)nCY(CH2)nであり、
Xは、CH3CO、CF3CO、又はR1COであり、
Yは、酸素(=O)であり、
nは2〜4の整数であり、
当該方法は、
化学式2で示される化合物であって、
R5〜R8は、独立して、C1〜C20のアルキルである、化学式2で示される化合物と、
化学式3で示される化合物であって、
R1〜R4は、独立して、C1〜C10のアルキルであり、またはR1及びR2、又はR3及びR4が共に結合して、(CH2)n、(CH2)nO(CH2)n、(CH2)nS(CH2)n、(CH2)nNX(CH2)n、(CH2)nCY(CH2)nであり、
Xは、CH3CO、CF3CO、又はR1COであり、
Yは、酸素(=O)であり、
nは2〜4の整数である、化学式3で示される化合物と
をアンモニウム塩の存在下にて反応させることにより、2,6置換−4−ピペリドン誘導体を生成させる工程と、
前記2,6置換−4−ピペリドン誘導体を酸化させる工程と、
を有し、前記2,6置換−4−ピペリドン誘導体を生成させる工程は、水酸化セシウム又はベンジルトリメチルアンモニウムヒドロキシド(トリトンB)を含むものである、前記ニトロキシラジカル化合物の製造方法。 - 請求項1記載の方法において、前記アンモニウム塩は、塩化アンモニウムである、方法。
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