JP7874741B2 - LpxC類似体の調製に有用な中間体、及びそれらの調製のためのプロセス - Google Patents

LpxC類似体の調製に有用な中間体、及びそれらの調製のためのプロセス

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本発明は、式(1)のLpxCヒドロキサム酸阻害剤である(R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-N-ヒドロキシ-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタンアミドを調製するための新たなプロセスを提供する。
LpxC阻害剤である(R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-N-ヒドロキシ-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタンアミド(1)は、様々なグラム陰性菌に対して生物学的活性を有する獣医学的ヒドロキサム酸抗生物質である。グラム陰性細菌は、尿路、血流、消化管、及び気道関連感染症を含む広範囲の疾患を引き起こす。グラム陰性細菌は、細菌の外膜を構成する糖脂質リポ多糖及びグリセロールリン脂質から構成される非対称二重層を有する。グラム陰性外膜は、抗生物質に対する保護を提供し、カチオン性抗菌ペプチドなどの宿主先天性免疫分子を提供する重要なバリアであり、抗菌耐性を助ける重要な構築物である。最近、キノロン、コリスチン(ポリミキシン)、カルバペネム、セファロスポリン、及び他のβ-ラクタム抗生物質を含む一般的に使用される抗生物質に対する耐性を有するグラム陰性細菌が動物から単離される頻度が増加している。グラム陰性菌を標的とした新たな抗生物質の開発は減少しており、臨床的に有用な抗菌薬の全て又は大半に耐性がある生物が既に単離されているため、グラム陰性菌による薬剤耐性感染症は、将来における重大な医療上の懸念事項である。したがって、感受性及び耐性の両方を有するグラム陰性細菌に対する新たな抗生物質が必要とされている。
グラム陰性菌(Escherichia coli、Salmonella、及びHaemophilus parasuisなど)は、長年にわたりブタ業界で重大な問題となっている。これらの細菌によって生成される病原体は、炎症を引き起こすだけでなく、様々な疾患も引き起こし、ブタのウイルス感染症に対する感受性がより高くなる。異なるE.coli株は、子ブタの下痢及び腸毒血症を引き起こし、体重増加の減少又は更には突然死をもたらす可能性がある。Salmonella entericaは、ブタにおける肺炎及び下痢の両方、並びにヒトの食品媒介性胃腸炎を引き起こす可能性がある。もう1つの重要な有害なブタ細菌であるHaemophilus parasuisは、線維性多発性漿膜炎、髄膜炎、及び関節炎(グレーサー病(Glasser’s disease)と呼ばれる)を引き起こす可能性のある病原体である。
近年では、多くの属及び種の細菌がグラム陰性抗生物質に対してある一定の耐性を示し始めた。したがって、これらの細菌、特に耐性グラム陰性細菌と戦うための新たな抗菌剤に対する必要性が継続して存在する。式(1)のLpxC阻害剤は、グラム陰性菌に対して抗菌効果を有することが示されている。先行文献、すなわち、米国特許第8,664,401号には、この分子及びその調製が記載されている。しかしながら、記載されたプロセスは、約13%の収率の主要な鏡像異性体的に純粋な中間体である(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタン酸(R2)しか生じないため、拡張可能ではない。更に、このプロセスは、高価な(例えば、Cs2CO3)及び危険な(例えば、NaH)試薬の使用を説明し、追加の合成ステップを必要とし、不安定な中間体であるエチル4-ブロモ-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタノエートを含む。本明細書に記載のプロセスは、ステップがより少なく、中間体が安定しており、危険又は高価な試薬がなく、(R2)中間体の全収率が31%である、新規の拡張可能なプロセスを提供する。
当該技術分野で説明されるように、手順ステップの数、及びより低収率の式(1)を調製するための高価で危険な試薬の使用を考慮して、より高く安価な収率の式(1)化合物を調製するためのより堅牢で効率的なプロセスが開発された。
本発明の一態様では、ラセミ中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)である。
別の態様では、3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)中間化合物を、以下のrxn-1手順に従って調製するためのプロセスであって、
a)3-ブロモテトラヒドロフラン-2(3H)-オン(a)を、溶媒A、相間移動触媒、及び任意選択的に脱水剤の存在下、約40~100℃の温度で約1~24時間、メタンスルフィン酸ナトリウムと反応させて、中間体3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)を調製することと、
b)混合物を周囲温度で一晩冷却し、固形物を濾過し、溶媒Aで洗浄することと、
c)固形物を、相間移動触媒、メチル化剤、溶媒B、及び任意選択的に脱水剤の存在下、約40~100℃の温度で約4~48時間の期間、塩基と反応させることと、
d)更に4時間加熱しながら、反応器に追加のメチル化剤及び塩基を充填することと、
e)溶媒濾液を保持しながら、固形物を濾過することと、
f)溶媒濾液を再び保持しながら、固形物を溶媒Bで洗浄し、次いで、合わせた濾液を、約1.5体積を除く全てを留去しながら、約65℃に加熱することと、
g)溶媒を溶媒Aと交換し、冷却及び播種することと、
h)更に冷却して結晶化を誘発し、結晶を濾過し、溶媒Aで洗浄して、最終生成物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を得ることと、を含む、プロセスである。
別の態様では、中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を調製するためのrxn-1プロセスであって、
a)3-ブロモテトラヒドロフラン-2(3H)-オンを、イソプロパノール、相間移動触媒、及び任意選択的に脱水剤の存在下、約50~80℃の温度で約1~11時間、メタンスルフィン酸ナトリウムと反応させて、3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オンを調製することと、
b)混合物を周囲温度で一晩冷却し、固形物を濾過し、イソプロパノールで洗浄することと、
c)固形物を、相間移動触媒、硫酸ジメチル、アセトン、及び任意選択的に脱水剤の存在下、約50~80℃の温度で約16~24時間の期間、炭酸カリウムと反応させることと、
d)更に4時間加熱しながら、反応器に追加の硫酸ジメチル及び炭酸カリウムを充填することと、
e)アセトン濾液を保持しながら、固形物を濾過することと、
f)アセトン濾液を再び保持しながら、固形物をアセトンで洗浄し、約1.5体積を除く全てを留去しながら、約65℃に加熱することと、
g)アセトンをイソプロパノールと交換し、約35℃に冷却し、播種することと、
h)更に約25℃に冷却して結晶化を誘発し、結晶を濾過し、イソプロパノールで洗浄して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オンを得ることと、を含む、rxn-1プロセスである。
別の態様では、中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を調製するためのrxn-1プロセスであって、
a)3-ブロモテトラヒドロフラン-2(3H)-オンを、イソプロパノール、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、及び任意選択的に脱水剤である硫酸マグネシウムの存在下、約80℃の温度で約3時間、メタンスルフィン酸ナトリウムと反応させて、3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オンを調製することと、
b)混合物を周囲温度で一晩冷却し、固形物を濾過し、イソプロパノールで洗浄し、固形物を濃縮することと、
c)固形物を、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、硫酸ジメチル及び硫酸マグネシウム、並びにイソプロパノールの存在下、約60℃の温度で約7時間、炭酸カリウムと反応させることと、
d)更に4時間加熱しながら、反応器に追加の硫酸ジメチル及び炭酸カリウムを充填することと、
e)反応混合物を濾過して、無機塩を除去することと、
f)固形物をアセトンで洗浄し、約1.5体積を除く全てを留去しながら、約65℃に加熱することと、
g)アセトンをイソプロパノールと交換し、混合物を約35℃に冷却し、混合物を播種することと、
h)更に約25℃に冷却して結晶化を誘発し、結晶を濾過し、イソプロパノールで洗浄して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オンを得ることと、を含む、rxn-1プロセスである。
別の態様では、中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を調製するためのrxn-1プロセスであって、
a)3-ブロモテトラヒドロフラン-2(3H)-オンを、イソプロパノール、塩化メチトリオクチルアンモニウム、及び硫酸マグネシウムの存在下、約80℃の温度で約3時間、メタンスルフィン酸ナトリウムと反応させて、中間体3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オンを調製することと、
b)混合物を周囲温度で一晩冷却し、イソプロパノールに溶解することによって固形物を単離し、固形物を濾過し、イソプロパノールで洗浄することと、
c)固形物を、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、硫酸ジメチル、及び硫酸マグネシウムの存在下、アセトン中で約60℃の温度で約7時間、炭酸カリウムと反応させることと、
d)更に4時間加熱しながら、反応器に追加の硫酸ジメチル及び炭酸カリウムを充填することと、
e)アセトン濾液を保持しながら、固形物を濾過することと、
f)アセトン濾液を再び保持しながら、固形物をアセトンで洗浄し、次いで、合わせた濾液を、約1.5体積を除く全てを留去しながら、約65℃に加熱することと、
g)アセトンをイソプロパノールと交換し、混合物を約35℃に冷却し、播種することと、
h)更に約25℃に冷却して結晶化を誘発し、結晶を濾過し、イソプロパノールで洗浄して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オンを得ることと、を含む、rxn-1プロセスである。
別の態様では、中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を、以下の伸縮(telescoped)手順に従って調製するための伸縮プロセス(rxn-t)であって、
a)3-ブロモジヒドロフラン-2(3H)-オン(a)を、相間移動触媒、溶媒B、及び任意選択的に脱水剤の存在下、ジャケット式反応器中で約7~11時間、50~80℃でメタンスルフィン酸ナトリウムと反応させることと、
b)約12時間一晩撹拌しながら混合物を室温に冷却し、反応混合物を濾過し、濾液を保持し、濾液を保持しながら、固形物を溶媒Bで洗浄することと、
c)合わせた濾液と、メチル化剤、塩基、及び任意選択的に脱水剤とを、反応物を約50~80℃に約15~20時間ゆっくりと加熱しながら、反応させることと、
d)より多くの塩基及びメチル化剤を混合物に添加し、更に約3~6時間加熱することと、
e)混合物を周囲温度に冷却し、濾過して、濾液を保持しながら、固形物を除去することと、
f)再び濾液を保持しながら、固形物を溶媒Bで洗浄し、合わせた濾液を約60~70℃に加熱し、次いで、約1.5体積を保持しながら、溶媒を留去することと、
g)約30~40℃に冷却しながら溶媒Bを溶媒Aと交換し、播種し、次いで更に約20~25℃に冷却して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オンを得ることと、を含む、伸縮プロセス(rxn-t)である。
別の態様では、中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を調製するためのrxn-tプロセスであって、
a)3-ブロモジヒドロフラン-2(3H)-オンを、相間移動触媒、脱水剤、及びアセトンの存在下、ジャケット式反応器中で約7~11時間、50~80℃でメタンスルフィン酸ナトリウムと反応させることと、
b)約12時間一晩撹拌しながら混合物を室温に冷却し、反応混合物を濾過し、濾液を保持し、固形物をアセトンで洗浄し、濾液を再び保持することと、
c)濾液と、硫酸ジメチル、塩基、及び脱水剤とを、反応物を約50~80℃に約15~20時間ゆっくりと加熱しながら、反応させることと、
d)より多くの塩基及びメチル化剤を混合物に添加し、更に約3~6時間加熱することと、
e)混合物を周囲温度に冷却し、濾過して、濾液を保持しながら固形物を除去することと、
f)固形物をアセトンで洗浄し、再び濾液を保持し、合わせた濾液を約60~70℃に加熱し、次いで、再び約1.5体積を保持しながら、アセトンを留去することと、
g)約30~40℃に冷却しながら、アセトンをイソプロパノールと交換し、播種し、次いで更に約20~25℃に冷却して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オンを得ることと、を含む、rxn-tプロセスである。
別の態様では、中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を調製するためのrxn-tプロセスであって、
a)3-ブロモジヒドロフラン-2(3H)-オンを、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、硫酸マグネシウム、及びアセトンの存在下、ジャケット式反応器中で約9時間メタンスルフィン酸ナトリウムと反応させて、約56℃で還流させることと、
b)約12時間一晩撹拌しながら混合物を室温に冷却し、濾液を保持しながら反応混合物を濾過し、固形物をアセトンで洗浄し、濾液を再び保持することと、
c)合わせた濾液と、ジメチル硫酸、無水炭酸カリウム、及び無水硫酸マグネシウムとを、反応物をゆっくりと加熱しながら、反応させて、約56℃で約15時間還流させることと、
d)より多くの炭酸カリウム及び硫酸ジメチルを混合物に添加し、更に約4時間加熱することと、
e)混合物を周囲温度に冷却し、濾過して、濾液を保持しながら固形物を除去することと、
f)固形物をアセトンで洗浄し、再び濾液を保持し、合わせた濾液を約65℃に加熱し、次いで、再び約1.5体積を保持しながら、アセトンを留去することと、
g)約35℃に冷却しながら、アセトンをイソプロパノールと交換し、播種し、次いで更に約20℃に冷却して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オンを得ることと、を含む、rxn-tプロセスである。
別の態様では、3-ブロモジヒドロフラン-2(3H)-オンから中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を調製するために使用される反応物は、以下を含む:好ましい塩基は、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、リン酸カリウム、及び炭酸セシウムからなる群から選択され、好ましいメチル化剤は、ヨードメタン、ブロモメタン、クロロメタン、硫酸ジメチル、及び炭酸ジメチルからなる群から選択され、好ましい相間移動触媒は、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、PEG300及びPEG400からなる群から選択され、好ましい脱水剤は、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、及び塩化カルシウムからなる群から選択され、好ましい溶媒Aは、イソプロパノール、エタノール、メタノール、及びアセトニトリウムからなる群から選択され、好ましい溶媒Bは、アセトン又は2-ブタノンである。
別の態様では、3-ブロモジヒドロフラン-2(3H)-オンから中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を調製するために使用される反応物は、以下を含む:より好ましい塩基は、炭酸カリウムであり、より好ましいメチル化剤は、硫酸ジメチルであり、より好ましい相間移動触媒は、塩化メチルトリオクチルアンモニウムであり、より好ましい脱水剤は、硫酸マグネシウムであり、より好ましい溶媒Aは、イソプロパノールであり、より好ましい溶媒Bは、アセトンである。
別の態様では塩基として炭酸カリウム、メチル化剤として硫酸ジメチル、及び溶媒Bとしてアセトンを使用して、脱水剤を用いて、3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基として炭酸ナトリウム、メチル化剤としてヨードメタン、溶媒Bとしてアセトニトリルを使用して、脱水剤を用いて、3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基として炭酸カリウム、メチル化剤としてトシル酸メチル、及び溶媒Bとしてアセトンを使用して、脱水剤を用いて、3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基として炭酸カリウム、メチル化剤としてヨードメタン、及び溶媒Bとしてアセトンを使用して、脱水剤を用いて、3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基として炭酸ナトリウム、メチル化剤としてヨードメタン、及び溶媒Bとしてアセトンを使用して、脱水剤を用いて、3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基としてリン酸カリウム、メチル化剤としてヨードメタン、及び溶媒Bとしてアセトンを使用して、脱水剤を用いて、3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基として炭酸ナトリウム、メチル化剤としてヨードメタン、及び溶媒Bとして2-ブタノンを使用して、脱水剤を用いて、3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。
別の態様では、塩基として炭酸カリウム、メチル化剤として硫酸ジメチル、及び溶媒Bとしてアセトンを使用して、脱水剤を用いずに、3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基として炭酸ナトリウム、メチル化剤としてヨードメタン、及び溶媒Bとしてアセトニトリルを使用して、脱水剤を用いずに、3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基として炭酸カリウム、メチル化剤としてトシル酸メチル、及び溶媒Bとしてアセトンを用いて、脱水剤を用いずに、3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基として炭酸カリウム、メチル化剤としてヨードメタン、及び溶媒Bとしてアセトンを用いて、脱水剤を用いずに、3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基として炭酸ナトリウム、メチル化剤としてヨードメタン、及び溶媒Bとしてアセトンを用いて、脱水剤を用いずに、3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基としてリン酸カリウム、メチル化剤としてヨードメタン、及び溶媒Bとしてアセトンを使用して、脱水剤を用いずに、3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。別の態様では、塩基として炭酸ナトリウム、メチル化剤としてヨードメタン、及び溶媒Bとして2-ブタノンを使用して、脱水剤を用いずに、3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)から中間化合物3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を作製するためのプロセスである。
本発明の別の態様では、鏡像異性体的に純粋な中間化合物(R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(R1)である。
別の態様では、キラルクロマトグラフィーを使用して、以下の手順に従って、ラセミ(rc1)基質から鏡像異性体的に純粋な中間化合物(R1)を調製するためのプロセスである。
別の態様では、ラセミ基質(rc1)からの鏡像異性体的に純粋な中間化合物(R1)のキラル分離は、キラルクロマトグラフィーによって達成され得る。別の態様では、キラルクロマトグラフィーは、Chiralpak(登録商標)又はChiracel(登録商標)カラムを使用する。別の態様では、Chiralpak(登録商標)クロマトグラフィーカラムは、AD、AS、AY、AZ、IA、IB、IC、ID、IE、IF、又はIGカラムである。別の態様では、Chiralpak(登録商標)クロマトグラフィーカラムは、AD Chiralpak(登録商標)カラムである。別の態様では、鏡像異性体的に純粋な中間化合物(R1)は、Chiralpak(登録商標)ADクロマトグラフィーカラムを用いてラセミ(rc1)基質から分離され得る。別の態様では、Chiracel(登録商標)クロマトグラフィーカラムは、OD又はOJ Chiracel(登録商標)カラムである。別の態様では、鏡像異性体的に純粋な中間化合物(R1)は、Chiralcel(登録商標)OD又はOJクロマトグラフィーカラムを用いてラセミ(rc1)基質から分離され得る。別の態様では、鏡像異性体的に純粋な中間化合物(R1)は、Chiralcel(登録商標)ODクロマトグラフィーカラムを用いてラセミ(rc1)基質から分離され得る。別の態様では、鏡像異性体的に純粋な中間化合物(R1)は、Chiralcel(登録商標)OJクロマトグラフィーカラムを用いてラセミ(rc1)基質から分離され得る。
別の態様では、以下の手順に従って、塩基及び溶媒の存在下でピリジノンと(rc1)を反応させて中間化合物(rc2)を調製することによって、(rc1)から(rc2)を調製するためのプロセスである。
別の態様では、3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)から中間化合物4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)を調製するためのプロセスであって、
a)カリウムtert-ブトキシドを無水DMSOに溶解し、次いで約18~27℃の温度を維持しながら4-クロロピリジン-2(1H)-オンを添加することと、
b)(rc1)及び臭化ベンジルトリエチルアンモニウムの混合物に添加し、約85℃に約2時間加熱することと、
c)反応物を約85℃で約17~20時間熟成させることと、
d)酢酸イソプロピルを添加し、約60℃で約1時間撹拌することと、
e)1時間にわたって約20℃に冷却し、1時間熟成させ、固形物を濾過し、酢酸イソプロピルで洗浄し、約50℃で一晩乾燥させて、(rc2)のカリウム塩を生成することと、
f)乾燥させた固形物を水に溶解し、メタノール及びメチルテトラヒドロフランで処理し、濃HClを充填することと、
g)スラリーを室温で約2時間撹拌し、更に1時間撹拌しながら、約0~5℃に冷却することと、
h)スラリーを濾過し、水:MeOH(8:2)で洗浄し、次いで窒素下で真空中で乾燥させて、(rc2)を得ることと、を含む、プロセスである。
別の態様では、3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)から中間化合物4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)を調製するためのプロセスであって、
a)PEG、2-メチル-2-ブタノール、及び4-クロロ-2-ヒドロキシピリジンを窒素下で反応器に充填することと、
b)反応器温度を約18~25℃に調整し、撹拌しながらカリウムtert-ブトキシドを添加することと、
c)反応混合物を、約40~50℃で約30~60分間熟成させることと、
d)(rc1)を反応器に添加し、約15~30分間にわたって約100℃に加熱することと、
e)温度を約95~100℃で約12~24時間維持することと、
f)反応物を約50~60℃に冷却し、水で希釈し、HClでpHを約1~2に調整することと、
g)反応物を約1~3時間にわたって約0~5℃に冷却し、約1~2時間熟成させ、得られた固形物を濾過することと、
h)固形物を水で洗浄し、乾燥させて、(rc2)を得ることと、を含む、プロセスである。
別の態様では、3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)から中間化合物4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)を調製するためのプロセスであって、
a)PEG400、2-メチル-2-ブタノール、及び4-クロロ-2-ヒドロキシピリジンを窒素下で反応器に充填することと、
b)反応器温度を約20℃に調整し、撹拌しながらカリウムtert-ブトキシドを少しずつ添加することと、
c)反応混合物を、約40~45℃で約30~45分間熟成させることと、
d)(rc1)を反応器に添加し、約20分間にわたって約100℃に加熱することと、
e)温度を約95~100℃で約16~20時間維持することと、
f)反応物を約50~60℃に冷却し、水で希釈し、HClでpHを約1~2に調整することと、
g)反応物を約2時間にわたって0℃に冷却し、約1時間熟成させ、得られた固形物を濾過することと、
h)固形物を脱イオン水で洗浄し、約70℃で乾燥させて、(rc2)を得ることと、を含む、プロセスである。
別の態様では、中間化合物4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸、(rc2)である。
別の態様では、溶媒中でピリジノンと鏡像異性体的に純粋な(R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(R1)を反応させて中間化合物(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(R2)を調製することによって、以下の手順に従って、(R1)から(R2)を調製するためのプロセスであって、
式中、R’が、H又はKである、プロセスである。
別の態様では、(R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(R1)から中間化合物(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン(R2)酸を調製するためのプロセスであって、
a)カリウムtert-ブトキシドを無水DMSO又はスルホランに溶解し、次いで約18~27℃の温度を維持しながら4-クロロピリジン-2(1H)-オンを添加することと、
b)(R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(R1)及び臭化ベンジルトリエチルアンモニウムの混合物に添加し、約85℃に2時間加熱することと、
c)反応物を約85℃で約17~20時間熟成させることと、
d)酢酸イソプロピルを添加し、約60℃で約1時間撹拌することと、
e)1時間にわたって約20℃に冷却し、1時間熟成させ、固形物を濾過し、酢酸イソプロピルで洗浄し、約50℃で一晩乾燥させて、(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸のカリウム塩を生成することと、
f)乾燥させた固形物を水に溶解し、メタノール及びメチルテトラヒドロフランで処理し、濃HClを充填することと、
g)スラリーを室温で約2時間撹拌し、更に1時間撹拌しながら、約0~5℃に冷却することと、
h)スラリーを濾過し、水:MeOH(8:2)で洗浄し、次いで窒素下で真空中で乾燥させて、(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸を得ることと、を含む、プロセスである。
別の態様では、中間化合物(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸、(R2)である。
別の態様では、(S)-鏡像異性体的に純粋な中間化合物(S1)である3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オンである。
本発明の態様には、以下の態様も含まれる。
態様1
3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オンである、式(rc1)化合物
及びその立体異性体。
態様2
(R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オンである、式(R1)化合物
である、態様1に記載の化合物。
態様3
態様1に記載の式(rc1)化合物
及びその立体異性体を、以下のrxn-1手順に従って調製するためのプロセスであって、
a)3-ブロモテトラヒドロフラン-2(3H)-オン(a)を、溶媒A、相間移動触媒、及び任意選択的に脱水剤の存在下、約40~100℃の温度で約1~24時間、メタンスルフィン酸ナトリウムと反応させて、中間体3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)を調製することと、
b)混合物を周囲温度で一晩冷却し、固形物を濾過し、溶媒Aで洗浄することと、
c)前記固形物を、相間移動触媒、メチル化剤、溶媒B、及び任意選択的に脱水剤の存在下、約40~100℃の温度で約4~48時間の期間、塩基と反応させることと、
d)更に4時間加熱しながら、反応器に追加のメチル化剤及び塩基を充填することと、
e)溶媒濾液を保持しながら、前記固形物を濾過することと、
f)前記溶媒濾液を再び保持しながら、前記固形物を溶媒Bで洗浄し、次いで、合わせた前記濾液を、約1.5体積を除く全てを留去しながら、約65℃に加熱することと、
g)前記溶媒を溶媒Aと交換し、冷却及び播種することと、
h)更に冷却して結晶化を誘発し、結晶を濾過し、溶媒Aで洗浄して、最終生成物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を得ることと、を含む、プロセス。
態様4
硫酸ナトリウム、塩化カルシウム、及び硫酸マグネシウムからなる群から選択される脱水剤を更に含む、態様3に記載のプロセス。
態様5
溶媒Aが、メタノール、エタノール、又はイソプロパノールであり、溶媒Bが、アセトン又はn-ブタノールであり、前記塩基が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、及びリン酸三カリウムからなる群から選択され、前記相間移動触媒が、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、PEG400、又はPEG300から選択され、前記メチル化剤が、ヨードメタン、ブロモメタン、クロロメタン、トシル酸メチル、硫酸ジメチル、炭酸ジメチル、及びジアゾメタンからなる群から選択される、態様3又は4に記載のプロセス。
態様6
溶媒Aが、イソプロパノールであり、溶媒Bが、アセトンであり、前記相間移動触媒が、塩化メチルトリオクチルアンモニウム又はPEG400であり、前記メチル化剤が、硫酸ジメチルであり、前記塩基が、炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムである、態様5に記載のプロセス。
態様7
a)3-ブロモテトラヒドロフラン-2(3H)-オンを、イソプロパノール、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、及び硫酸マグネシウムの存在下、約80℃の温度で約3時間、メタンスルフィン酸ナトリウムと反応させて、中間体3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オンを調製することと、
b)混合物を周囲温度で一晩冷却し、イソプロパノールに溶解することによって固形物を単離し、前記固形物を濾過し、イソプロパノールで洗浄することと、
c)前記固形物を、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、硫酸ジメチル、及び硫酸マグネシウムの存在下、アセトン中で約60℃の温度で約7時間、炭酸カリウムと反応させることと、
d)更に4時間加熱しながら、前記反応器に追加の硫酸ジメチル及び炭酸カリウムを充填することと、
e)アセトン濾液を保持しながら、前記固形物を濾過することと、
f)前記アセトン濾液を再び保持しながら、前記固形物をアセトンで洗浄し、次いで、合わせた前記濾液を、約1.5体積を除く全てを留去しながら、約65℃に加熱することと、
g)前記アセトンをイソプロパノールと交換し、混合物を約35℃に冷却し、播種することと、
h)更に約25℃に冷却して結晶化を誘発し、結晶を濾過し、イソプロパノールで洗浄して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を得ることと、を含む、態様6に記載のプロセス。
態様8
態様1に記載の式(rc1)化合物
及びその立体異性体を、以下のrxn-t手順に従って調製するためのプロセスであって、
a)3-ブロモジヒドロフラン-2(3H)-オン(a)を、相間移動触媒、溶媒B、及び任意選択的に脱水剤の存在下、ジャケット式反応器中で約7~11時間、50~80℃でメタンスルフィン酸ナトリウムと反応させることと、
b)約12時間一晩撹拌しながら混合物を室温に冷却し、反応混合物を濾過し、濾液を保持し、前記濾液を保持しながら、固形物を溶媒Bで洗浄することと、
c)合わせた前記濾液と、メチル化剤、塩基、及び任意選択的に脱水剤とを、反応物を約50~80℃に約15~20時間ゆっくりと加熱しながら、反応させることと、
d)より多くの塩基及びメチル化剤を混合物に添加し、更に約3~6時間加熱することと、
e)混合物を周囲温度に冷却し、濾過して、濾液を保持しながら、固形物を除去することと、
f)再び前記濾液を保持しながら、前記固形物を溶媒Bで洗浄し、合わせた前記濾液を約60~70℃に加熱し、次いで、約1.5体積を除く全てを留去することと、
g)約30~40℃に冷却しながら溶媒Bを溶媒Aと交換し、播種し、次いで更に約20~25℃に冷却して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を得ることと、を含む、プロセス。
態様9
硫酸ナトリウム、塩化カルシウム、及び硫酸マグネシウムからなる群から選択される脱水剤を更に含む、態様8に記載のプロセス。
態様10
溶媒Bが、アセトンであり、前記相間移動触媒が、塩化メチルトリオクチルアンモニウム又はPEG400であり、前記メチル化剤が、ヨードメタン、ブロモメタン、クロロメタン、トシル酸メチル、及び硫酸ジメチルからなる群から選択され、前記塩基が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、及びリン酸三カリウムからなる群から選択される、態様8又は9に記載のプロセス。
態様11
a)3-ブロモジヒドロフラン-2(3H)-オンを、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、硫酸マグネシウム、及びアセトンの存在下、ジャケット式反応器中で約9時間メタンスルフィン酸ナトリウムと反応させて、約56℃で還流させることと、
b)約12時間一晩撹拌しながら混合物を室温に冷却し、濾液を保持しながら反応混合物を濾過し、固形物をアセトンで洗浄し、前記濾液を再び保持することと、
c)合わせた前記濾液と、ジメチル硫酸、無水炭酸カリウム、及び無水硫酸マグネシウムとを、反応物をゆっくりと加熱しながら、反応させて、約56℃で約15時間還流させることと、
d)より多くの炭酸カリウム及び硫酸ジメチルを混合物に添加し、更に約4時間加熱することと、
e)混合物を周囲温度に冷却し、濾過して、濾液を保持しながら固形物を除去することと、
f)前記濾液を再び保持しながら、前記固形物をアセトンで洗浄し、合わせた前記濾液を約65℃に加熱し、次いで、約1.5体積を除く前記アセトンの全てを留去することと、
g)約35℃に冷却しながら、前記アセトンをイソプロパノールと交換し、播種し、次いで更に約20℃に冷却して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オンを得ることと、を含む、態様7に記載のプロセス。
態様12
3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)から4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)を調製するためのプロセスであって、
a)カリウムtert-ブトキシドを無水DMSOに溶解し、次いで約18~27℃の温度を維持しながら4-クロロピリジン-2(1H)-オンを添加することと、
b)3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)及び臭化ベンジルトリエチルアンモニウムの混合物に添加し、約85℃に2時間加熱することと、
c)反応物を約85℃で約17~20時間熟成させることと、
d)酢酸イソプロピルを添加し、約60℃で約1時間撹拌することと、
e)1時間にわたって約20℃に冷却し、1時間熟成させ、固形物を濾過し、酢酸イソプロピルで洗浄し、約50℃で一晩乾燥させて、4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸のカリウム塩を生成することと、
f)乾燥させた前記固形物を水に溶解し、メタノール及びメチルテトラヒドロフランで処理し、濃HClを充填することと、
g)スラリーを室温で約2時間撹拌し、更に1時間撹拌しながら、約0~5℃に冷却することと、
h)前記スラリーを濾過し、水:MeOH(8:2)で洗浄し、次いで窒素下で真空中で乾燥させて、4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸を得ることと、を含む、プロセス。
態様13
3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)から4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)を調製するためのプロセスであって、
a)PEG400、2-メチル-2-ブタノール、及び4-クロロ-2-ヒドロキシピリジンを窒素下で反応器に充填することと、
b)反応器温度を約18~25℃に調整し、撹拌しながらカリウムtert-ブトキシドを添加することと、
c)反応混合物を、約40~50℃で約30~60分間熟成させることと、
d)3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を前記反応器に添加し、約15~30分間にわたって約100℃に加熱することと、
e)前記温度を約95~100℃で約12~24時間維持することと
f)反応物を約50~60℃に冷却し、水で希釈し、HClでpHを約1~2に調整することと、
g)前記反応物を約1~3時間にわたって約0~5℃に冷却し、約1~2時間熟成させ、得られた固形物を濾過することと、
h)前記固形物を水で洗浄し、乾燥させて、4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)を得ることと、を含む、プロセス。
態様14
(R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(R1)から(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタン酸(R2)を調製するためのプロセスであって、
a)カリウムtert-ブトキシドを無水DMSOに溶解し、次いで約18~27℃の温度を維持しながら4-クロロピリジン-2(1H)-オンを添加することと、
b)(R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン及び臭化ベンジルトリエチルアンモニウムの混合物に添加し、約85℃に2時間加熱することと、
c)反応物を約85℃で約17~20時間熟成させることと、
d)酢酸イソプロピルを添加し、約60℃で約1時間撹拌することと、
e)1時間にわたって約20℃に冷却し、1時間熟成させ、固形物を濾過し、酢酸イソプロピルで洗浄し、約50℃で一晩乾燥させて、(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタン酸のカリウム塩を生成することと、
f)乾燥させた前記固形物を水に溶解し、メタノール及びメチルテトラヒドロフランで処理し、濃HClを充填することと、
g)スラリーを室温で約2時間撹拌し、更に1時間撹拌しながら、約0~5℃に冷却することと、
h)前記スラリーを濾過し、水:MeOH(8:2)で洗浄し、次いで窒素下で真空中で乾燥させて、(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタン酸を得ることと、を含む、プロセス。
態様15
4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸又は(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸である、化合物。
式(1)の化合物(R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-N-ヒドロキシ-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタンアミドの形態1、形態2及び形態3の粉末X線回折図。
本明細書に記載され、かつ特許請求されている本発明の目的のために、以下の用語及び語句を、以下のように定義する。
「約」は、測定可能な数値変数に関連して使用される場合、変数の示された値、及び示された値の実験誤差内(例えば、平均値の95%信頼区間以内)又は示された値の10パーセント以内にある変数の全ての値のいずれか大きい方を指す。この用語は、記述子として容易に削除することができる。
本明細書で使用する場合、「動物(複数可)」は、別段の指示がない限り、哺乳動物である個体動物を指す。具体的には、哺乳動物は、非ヒトである脊椎動物を指し、分類学上は哺乳綱のメンバーである。非ヒト哺乳動物の例としては、伴侶動物(すなわち、ネコ、イヌ及びウマ)並びに家畜(すなわち、ブタ、ウシ、ヒツジ及びヤギ)が挙げられる。好ましい家畜は、ブタ及びウシであり、より好ましいのは、ブタである。
本明細書で使用する場合、「薬学的に許容され得る」は、別段の指示がない限り、物質又は組成物が、組成物(製剤)を含む他の成分と、及び/又はそれにより治療される動物と、化学的に及び/又は毒物学的に適合性がなくてはならないことを指す。語句「及び薬学的に許容され得る塩(複数可)」の使用は、「又は薬学的に許容され得る塩(複数可)」と置き換えることができる。
本明細書で使用する場合、「播種すること」は、別段の指示がない限り、反応から得られる最終中間体又は生成物のための結晶又は多結晶材料の少量の試料(例えば、参照標準品)を過飽和反応混合物に添加して、所望の結晶の成長を促進し、それによって、溶液中の別個の分子間の分子間力を増強して、結晶格子の基礎を形成し、ランダムな分子衝突又は相互作用の必要性を排除することを示す。
本明細書に記載されるように、以下の中間体(化合物)及びそれぞれの名称は、同義である:
(a)=3-ブロモジヒドロフラン-2(3H)-オン、
(b)=3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン、
(rc1)=3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(ラセミ)、
(rc2)=4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(ラセミ)、
(R1)=(R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン、
(R2)=(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタン酸、及び
(S1)=(S)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン。
LpxC阻害剤である式(1)(R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-N-ヒドロキシ-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタンアミドは、様々なグラム陰性菌に対して生物学的活性を有する獣医学的ヒドロキサム酸抗生物質である。化合物は、少なくとも1つの他の薬学的に許容され得る賦形剤とともに遊離塩基として、又は少なくとも1つの他の薬学的に許容され得る賦形剤とともに塩として製剤化することができる。このプロセスの目的のために、ヒドロキサム酸式(1)化合物は、家畜、すなわち、ウシ及びブタ、並びに好ましくはブタにおけるグラム陰性細菌を処理するために使用するために製剤化することができる。
ラセミ中間化合物(rc1)は、キラル中心を有し、したがって、2つの鏡像異性体のラセミ混合物を含む。各鏡像異性体は、平面偏光(+/-)を等量で反対方向に回転させる能力を除いて、同一の化学的及び物理的特性を有する。鏡像異性体は、光学異性体とも呼ばれる。光学活性異性体及びその鏡像異性体の等しい部分の混合物は、各(+)形態の正の回転が各(-)形態の負の回転によって正確に相殺されるため、平面偏光のゼロネット回転を有する。ラセミ混合物からの(R1)鏡像異性体の分離は、キラル吸着剤上の標準的なクロマトグラフィー方法によって達成することができる。代替的に、ラセミ体を、反応物(c)とカップリングさせて(rc2)を調製することができ、(rc2)を、光学的に純粋な(S)-(+)-Α-メチルベンジルアミンと(rc2)を反応させることによって、従来の分解技法により(R2)に分解することができる。
薬学的な塩
式(1)化合物は、その天然型(塩基)で使用され得るか、又は塩として使用され得る。式(1)化合物は、塩基性官能基を有し、酸と付加塩を形成することができる。そのような塩は、獣医学的使用のために許容される範囲で、本発明の範囲内に含まれる。好適な酸添加塩は、無毒の塩を形成する酸から形成される。例としては、アセテート、アジペート、アスパルテート、ベンゾエート、ベシレート、バイカーボネート/カーボネート、バイスルフェート/スルフェート、ボレート、カンシレート、シトレート、シクラメート、エジシレート、エシレート、ホルメート、フマレート、グルセプテート、グルコネート、グルクロネート、ヘキサフルオロホスフェート、ヒベンゼート、ヒドロクロライド/クロライド、ヒドロブロミド/ブロミド、ヒドロヨード/ヨード、イセチオネート、ラクテート、マレート、マレエート、マロネート、メシレート、メチルスルフェート、ナフチレート、2-ナプシレート、イコチネート(icotinate)、ニトレート、オロテート、オキサレート、パルミテート、パモエート、ホスフェート/ハイドロゲンホスフェート/ジハイドロゲンホスフェート、ピログルタメート、サッカレート、ステアレート、スクシネート、タンネート、タルトレート、トシレート、トリフルオロアセテート、及びキシノホエート塩が挙げられる。
組成物/製剤
式(1)化合物を含む薬学的組成物は、当該技術分野において周知のプロセスによって、例えば、従来の混合、溶解、造粒、微粒子化(levigating)、乳化、カプセル化、封入(entrapping)、凍結乾燥プロセス、又は噴霧乾燥により製造することができる。
式(1)化合物に従って使用するための薬学的組成物は、1つ以上の薬学的に許容され得る賦形剤を使用して従来の方法で製剤化することができ、これは、活性化合物の、それを必要とする動物への薬学的投与のために使用できる調製物への処理を容易にする。適切な製剤は、選択される投与経路に依存する。薬学的に許容され得る賦形剤は、当業者には一般に知られており、したがって、本発明に含まれる。そのような賦形剤は、一般に、例えば、“Remington’s Pharmaceutical Sciences”,Mack Pub.Co.,New Jersey(1991)に記載されている一態様では、式(1)化合物を含む組成物は、経口、非経口(静脈内、筋肉内及び皮下)又は局所組成物として調製される。好ましい投与経路は、経口投与であり、特に、飲料水中での投与のためである。組成物を受容する好ましい動物は、家畜、好ましくはウシ及びブタである。最も好ましいのは、ブタである。経口組成物は、他の賦形剤とともに製剤化することができる。薬学的組成物を調製するための他の一般的に使用される賦形剤としては、例えば、酸化防止剤(例えば、BHT、BHA、ビタミンE、メタ重亜硫酸ナトリウム、没食子酸プロピルなど)、防腐剤(例えば、ベンジルアルコール、クエン酸、アルキルパラベン、フェノール、メタクレゾールなど)、消泡剤(例えば、セトステアリルアルコール、ヒマシ油、ステアリン酸塩、ポリジメチル-シロキサン、グリコールなど)、界面活性剤(例えば、ポリソルベート、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリルジメチルアミンオキシド、ポリエトキシル化アルコール、ポリオキシエチレンソルビタン、オクトキシノール、ポリオキシル10ラウリルエーテル、ポリオキシルヒマシ油、シクロデキストリン、レシチンなど)、及び式(1)化合物の水溶性を増加させることができる向水性剤(例えば、ニコチンアミド、ベンズアミド、N,N-ジエチルニコチンアミド、ニコチン酸、安息香酸ナトリウム、尿素、サリチル酸カリウム又はナトリウムなど)のうちのいずれか1つ以上を挙げることができる。式(1)化合物は、例えば、10mg/mL、25mg/mL、50mg/mL、100mg/mL、150mg/mL、200mg/mL、250mg/mL及びそれ以上の濃縮量で調製することができる。式(1)化合物は、それを必要とする動物に、約0.25~約2.5mg/kgの範囲の用量、又は約0.5~約2mg/kgの投薬量、又は約0.75~約1.5mg/kgの投薬量、又は約1~約1.25mg/kgの投薬量で投与することができる。式(1)化合物は、それを必要とする動物に、0.25~2.5mg/kgの範囲の用量、又は0.5~2mg/kgの投薬量、又は0.75~1.5mg/kgの投薬量、又は1~1.25mg/kgの投薬量で投与することができる。
獣医学的使用
式(1)化合物は、感染性障害、特に、動物における感受性及び多剤耐性のグラム陰性細菌によって引き起こされる感染性障害の治療又は予防のために使用され得る。そのようなグラム陰性細菌の非限定的な例としては、Acinetobacter baumannii、Acinetobacter spp.、Achromobacter spp.、Aeromonas spp.、Actinobacillus pleuropneumoniae、Bacteroides fragilis、Bordetella spp.、Borrelia spp.、Brucella spp.、Campylobacter spp.、Citrobacter diversus(koseri)、Citrobacter freundii、Enterobacter aerogenes、Enterobacter cloacae、Escherichia coli、Francisella tularensis、Fusobacterium spp.、Haemophilus parasuis、Helicobacter pylori、Klebsiella oxytoca、Klebsiella pneumoniae、Lawsonia intracellularis、Legionella pneumophila、Moraxella catarrhalis(β-ラクタマーゼ陽性及び陰性)、Morganella morganii、Neisseria gonorrhoeae、Neisseria meningitidis、Proteus vulgaris、Porphyromonas spp.、Prevotella spp.、Mannheimia haemolyticus、Pasteurella spp.、Proteus mirabilis、Providencia spp.、Pseudomonas aeruginosa、Pseudomonas spp.、Salmonella spp.、(S.enterica)Shigella spp.、Serratia marcescens、Treponema spp.、Burkholderia cepacia、Vibrio spp.、Yersinia spp.、及びStenotrophomonas mulophiliaが挙げられる。
式(1)化合物で治療され得る感染症の例としては、院内肺炎、尿路感染症、全身感染症(菌血症及び敗血症)、皮膚及び軟組織感染症、肺感染症、外科的感染症、腹腔内感染症などが挙げられる。式(1)化合物の好ましい使用は、グラム陰性細菌に対して動物、好ましくは家畜(例えば、ウシ及びブタ)、及びより好ましくはブタを治療することである。
本明細書に記載される以下の頭字語は、エタノール(EtOH)、イソプロパノール(IPA)、メチル(Me)、エチル(Et)、酢酸エチル(EtOAc)、酢酸カリウム(KOAc)、水素化ナトリウム(NaH)、メタノール(MeOH)、炭酸ナトリウム(Na2CO3)、ポリエチレングリコール(PEG)、塩酸(HCl)、アセトニトリル(MeCN、CH3CN、Acn)、炭酸カリウム(K2CO3)、塩化オキサリル(CsO2Cl2)、リン酸カリウム(K3PO4)、メチルトリフレート(MeOTf)、トシル酸メチル(MeOTs)、硫酸ジメチル((CH3)2SO4)、炭酸セシウム(Cs2CO3)、三フッ化酢酸(TFA)、テトラヒドロフラン(THF)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カリウム(KOH)、水酸化ナトリウム(NaOH)、臭化ナトリウム(NaBr)、ジクロロメタン(DCM)、テトラヒドロピラン(THP)、酢酸カリウム(KOAc)、カリウムtert-ブトキシド(KOtBu)、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)、臭化水素酸(HBr)、酸化アルミニウム(Al2O3)、2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2’,4’,6’-トリイソプロピル-1,1’-ビフェニル(XPhos)、硫酸マグネシウム(MgSO4)、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、塩化カルシウム(CaCl2)、ヨードメタン(MeI)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ブロモメタン(MeBr)、クロロメタン(MeCl)、メチルリチウム(MeLi)、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、ブチル化ヒドロキシアニソール(BHA)、ジブロモエタン(DBE)、水酸化リチウム(LiOH)、クロロ(2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2′,4′,6′-トリイソプロピル-1,1′-ビフェニル)[2-(2′-アミノ-1,1′-ビフェニル)]パラジウム(II)、第2世代(XPhos PD G2)、テトラヒドロキシジボロン(B2(OH)4)、ナトリウムメタンスルフィネート(MeSO2Na)、水溶液(aq)、当量(eq)、以下(NMT)、以上(NLT)、触媒(cat)、検出限界(LOD)、体積(vol)、分(複数可)(min)、融点(mp)、及び室温(RT)を含む。
スキーム1~3は、中間化合物(b)、(rc1)、(R1)、(rc2)、(R2)及び式(1)化合物の調製及び単離(又はそうでない(すなわち、伸縮))のための一般的手順の概要を示す。しかしながら、本明細書で十分に説明され、特許請求の範囲に記載されている本発明は、以下のスキーム又は調製様式の詳細によって限定されることが意図されていないことを、理解されたい。出発物質及び様々な反応物は、当業者に周知の方法を使用して、市販の供給源から得ることができるか、又は市販の有機化合物から容易に調製される。
代替的に、中間化合物(R2)及び式(1)化合物は、米国特許第8,664,401号及びPCT公開第2019/178305号に記載されている方法によって調製することができる。本明細書に記載のプロセスを使用して中間化合物(R2)を調製するための方法は、従来の方法よりも多くの利点を有する。例えば、
1)(R2)までのステップ数は、キラル分離経路では4、従来の分離経路では6であるのに対し、7ステップである、
2)新規ラクトン中間体(rc1)により、不安定な中間体4-ブロモ-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタノエートが排除される、
3)収率が13%から31%(最大50%)へと2倍を超えて増加する、
4)高価な(Cs2CO3)及び危険な(NaH)試薬を排除することによって、拡張可能性が向上する、及び
5)伸縮(非単離)反応ステップ(複数可)の可能性、である。
スキーム1.中間体(R2)の調製
スキーム1に示すように、市販のa-ブロモ-g-ブチロラクトン(a)をメタンスルフィン酸ナトリウムで処理すると、スルホン(b)が得られ、これは、使用される溶媒に応じて、単離されるか、又は[伸縮されて]次のステップに進むことができる。(b)の、メチル化剤(例えば、ヨウ化メチル、硫酸ジメチルなど)の存在下での塩基(例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなど)への曝露により、(rc1)が生じた。カルボン酸(R2)は、従来の分解に依存する経路とキラルクロマトグラフィー分解に依存する経路の2つの異なる経路によって実現された。塩基(例えば、カリウムtert-ブトキシド、ナトリウムtert-アミレートなど)の存在下、ラクトン(rc1)をピリジノン(c)[式中、R’は、H又はKである]でアルキル化することにより、(rc2)を得た。(rc2)の従来の分解は、キラルアミン(例えば、α-メチルベンジルアミン、エフェドリン、フェニルグリシノールなど)を使用して達成され、単一の鏡像異性体として(R2)を得た。
代替的に、(rc1)のクロマトグラフィー分解により、(R1)を単一の鏡像異性体として得た。クロマトグラフィーは、当該技術分野で既知の方法に従って(Geoffrey B.Cox Preparative Enantioselective Chromatography,Blackwell Publishing,Ltd:Ames,IA;2005)、キラル固定相(例えば、ChiralPak AD、Chiralcel OJなど)、及び適切なHPLC溶媒(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ヘプタン、メチルtert-ブチルエーテルなど)からなる移動相を使用して実施した。塩基(例えば、カリウムtert-ブトキシド、ナトリウムtert-アミレートなど)の存在下、ラクトン(R1)をピリジノン(c)でアルキル化することにより、(R2)を得た。
スキーム2.(R2)からの式(1)化合物の調製
スキーム2に記載されるように、類似体(2.1)を、塩化ピリジノン(R2)とボロラン(d)のパラジウム触媒Suzuki交差カップリングによって得た。代替的に、(d)の代わりに、2-(4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル)-2H-1,2,3-トリアゾールを使用することができる。カルボン酸(2.1)を、当該技術分野で既知の典型的な試薬、例えば、塩化オキサリル、塩化チオニルなどを使用して、対応する酸塩化物(2.2)に変換した。酸塩化物(2.2)をテトラヒドロピラニルで保護されたヒドロキシルアミンに供することにより、中間体(2.3)を得た。典型的な試薬を使用したテトラヒドロピラニル基の、当該技術分野で既知のもの、例えば、水性酸(例えば、塩酸、硫酸、マレイン酸、リン酸、シュウ酸、クエン酸、酒石酸、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸ピリジニウムなど)への切断により、式(1)化合物を得た。好ましい切断試薬は、硫酸又はマレイン酸である。このプロセスに関する追加の化学的説明は、米国特許第8,664,401号及びPCT公開第2019/178305号に見出すことができる。
スキーム3-(R2)のための従来の調製方法
スキーム3によれば、2-クロロプロピオン酸エチルをメタンスルフィン酸ナトリウムで処理し、続いて水素化ナトリウム及びジブロモエタンへの後続曝露により、臭化物を得た。文献手順に従って調製されたクロロピリジノン(Honraedt and Gallagher SynLett,2016,27,67)を、炭酸セシウムの存在下、臭化物でアルキル化し、続いて水酸化リチウムでエステルを後続鹸化することにより、(rc2)が生じた。(-)-エフェドリンを使用した(rc2)の従来の分解を、単一の鏡像異性体として(R2)を得ることが知られている既知の手順(すなわち、Brown et.al.,J.Med.Chem.2021,55,914)に従って実施した。
本明細書に記載されるように、鏡像異性体的に純粋な鏡像異性体(R1)は、キラルクロマトグラフィー技法によってラセミ混合物(rc1)又は基質から分解することができる。例えば、Chiralpak(登録商標)AD、AS、AY、AZ、IA、IB、IC、ID、IE、IF、IGカラム、又はChiralcel(登録商標)OD若しくはOJカラム:両方とも、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトニトリル、アセトン、酢酸エチル、THF、CH2Cl2、MTBE及びヘプタン、又はそれらの混合物のうちのいずれか1つから選択される溶媒移動相を有する。好ましいHPLC溶媒は、メタノール、エタノール及びヘプタンから選択される。最も好ましいHPLC溶媒は、メタノールである。
ラセミ体(rc1)から(R1)鏡像異性体を分離するための好ましいカラムは、Chiralpak(登録商標)ADである。カラムは、多糖誘導体をシリカマトリクス上に物理的にコーティングすることによって製造されるコーティングされた多糖ベースのキラル固定相で満たされている。クロマトグラフィー分離は、約20~40℃、好ましくは約20~35℃、及びより好ましくは約25℃の温度で実施した。
中間体(b)からの(R2)の調製に使用することができる非限定的な塩基としては、例えば、Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3、K3PO4、アルカリ金属tert-ブトキシド(例えば、カリウム-、リチウム-、ナトリウム-、及びルビジウム-tert-ブトキシド)、ナトリウムtert-アミレートなどが挙げられる。好ましい塩基は、K2CO3、Na2CO3又はK3PO4であり、より好ましい塩基は、K2CO3である。
メチル化は、基質上のメチル基の付加、すなわち、アルキル化の形態、H原子のメチル基による置換を示す。非排他的なメチル化剤としては、例えば、ヨードメタン(CH3I)、ブロモメタン(CH3Br)、クロロメタン(CH3Cl)、メチルリチウム(CH3Li)、ジアゾメタン、炭酸ジメチル、二炭酸ジメチル、硫酸ジメチル、1,2-ジメチルヒドラジン、ジメチル亜鉛、フルオロスルフィン酸メチル、メチルコバラミン、塩化メチルマグネシウム、リン酸トリメチル、トシル酸メチル、メタンスルホネート、N-メチル-N’-ニトロソグアニジンなどが挙げられる。好ましいメチル化剤は、硫酸ジメチル、ブロモメタン及びヨードメタンから選択される。最も好ましいメチル化剤は、硫酸ジメチルである。
有機溶媒(溶媒)の非排他的な例としては、例えば、Rが1~8個の炭素原子を有する直鎖、分岐又は環状アルキルであるアルコール(ROH)(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n-プロパノール、2-ブタノール、n-ブタノール、t-ブタノール、イソブタノール、シロペンタノール、フェノール、ベンジルアルコールなど);ニトレン(例えば、アセトニトリル、プロプリオノニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、2-メチルブタンニトリル、ペンタニトリルなど);ケトン(例えば、アセトン、ブタノン、ペンタノン、2-メチルペンタノンなど);エーテル(例えば、メトキシメタン、メトキシエタン、エトキシエタン、エチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、メトキシベンゼンなど);エステル(例えば、酢酸エチル、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸イソプロピル、安息香酸エチルなど)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホラン、3-メチルスルホラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、エチレングリコール、ピリジン、トルエン、ジオキサンなどが挙げられる。好ましい溶媒としては、イソプロパノール、アセトン、アセトニトリル、2-ブタノール、スルホラン、t-ブタノール、及びDMSOが挙げられる。より好ましい溶媒は、イソプロパノール、アセトン、2-ブタノール、アセトニトリル、及びスルホランである。好ましい溶媒Aは、イソプロパノール、エタノール、メタノール、及びアセトニトリルである。より好ましい溶媒Aは、イソプロパノールである。好ましい溶媒Bは、アセトン又は2-ブタノンである。より好ましい溶媒Bは、アセトンである。
相間移動触媒は、有機溶媒(溶媒)に可溶な有機化合物と、無機塩などの水に可溶な化合物との間の異種系での反応を可能にするために使用される。相間移動触媒は、両方の溶媒に可溶性であり、無機塩の陰イオンを有機溶媒(溶媒)に運び、それらを水相に戻す。反応は通常、簡単な作業(work-up)手順で穏やかな条件下で進行する。このため、それらの反応は、工業的にも使用されている。典型的な相間移動触媒
ポリエチレングリコール(PEG)、四級アンモニウム塩、クラウンエーテル、及びホスホニウム化合物を含む。相間移動触媒のいくつかの非排他的な例としては、例えば、PEG400、PEG300、塩化ベンジルトリエチルアンモニウム、塩化メチルトリカプリルアンモニウム、塩化メチルトリブチルアンモニウム、チオシアン酸テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルホスホニウム、塩化メチルトリオクチルアンモニウム(Aliquat(登録商標)336)、臭化テトラブチルアンモニウム、臭化メチルトリオクチルアンモニウムなどが挙げられる。好ましい相間移動触媒は、PEG400及びAliquat(登録商標)336である。Aliquat(登録商標)336は、C8及びC10アルキル基[(C(8及び10)3NMe]を有するメチルトリアルキル-アンモニウム塩である。Aliquat商標は、Henkel Corporation,USAの登録商標である。
脱水剤はまた、水を乾燥させ除去するために、本明細書に記載の反応に使用され得る。脱水剤の非排他的な例としては、以下のものが挙げられる:MgSO4、Na2SO4、CaCL2、塩化亜鉛、NaBH4、Al2O3、酸化カルシウム(CaO)、シリカゲル、及びふるい。好ましい脱水剤は、MgSO4である。
分解剤の使用は、分解剤として知られるキラル剤の単一の鏡像異性体と化合物のラセミ混合物を反応させ、ジアステレオマーの混合物の成分を分離し、各ジアステレオマーを対応する鏡像異性体に化学的に変換することによって、化合物のラセミ混合物をジアステレオマーの混合物に変換する一般的な分解方法である。(rc2)~(R2)の従来の分解のための非排他的な分解剤としては、例えば、(S)-メチルベンジルアミン、フェニルグリシノール、エフェドリン、シンコニジン、2-アミノ-1,2-ジフェニルエタノール、キニン、キニジンなどが挙げられる。好ましい分解剤は、(S)-メチルベンジルアミン及びフェニルグリシノールである。最も好ましい分解剤は、(S)-メチルベンジルアミンである。
プロトン(1H)核磁気共鳴(NMR)スペクトルを、周囲温度で、各々が5mmのブロードバンドプローブを備えたBruker Avance III 600MHz分光計又はBruker Avance III HD 400MHzで収集した。化学シフトは、テトラメチルシラン(δ=0.0)に対して百万分率(δ)で報告され、残留溶媒共鳴(CDCl3δ=7.27、及びDMSO-d6δ=2.50)を基準としている。
以下の逆相HPLC法により、ラクトン開環(Lactone Opening)反応を監視した。
A)逆相HPLC条件:Agilent 1100 HPLC、1mL/min、40℃カラム温度、230nm UV検出、移動相:溶媒x(0.1%TFA水溶液)、及び溶媒y(Acn/MeOH(1:1v/v))。方法:勾配:溶媒x 50分間で5%~50%、次いで5分間で50%~100%。カラム:Supelco Ascentis Express C18 150×4.6 2.7μm、注入量5μL。試料は、反応混合物/母液10μLを、クエン酸を含有する水/アセトニトリル1mL、又は固形物試料については溶媒y中0.5mg/mLで希釈することによって調製した。保持時間:クロロピリドン(4.5分)、O-アルキル化ピリジン(12.7分)、N-アルキル化ピリジン(R2;7.7分)、化合物2.1(13.6分)、化合物2.3(18.4分)、及び式(1)化合物(11.8分)。
B)逆相キラルHPLC条件:Agilent 1100 HPLC、0.7mL/min、15℃カラム温度、218及び230nm UV検出、移動相:溶媒x(0.1%TFA水溶液)及び溶媒z(Acn)。方法:アイソクラティック:溶媒z 20%を25分間、及びカラム:Regis(S,S)-Whelk-01 Kromasil(登録商標)250x4.6mm 5μm Cat#780101、1:1Acn/水中の0.1mg/mLの濃度での(rc1)試料の注入量20μL。4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)の保持時間:R-鏡像異性体(R2、8.98分)、及びS-鏡像異性体については9.58分。
反応物、中間体(化合物)、及び式(1)の調製
カリウム4-クロロ-2-オキソ-2H-ピリジン-1-イド
化合物は、トルエン/エタノール/水の溶媒混合物中で、KOHの存在下、開始温度約5℃、終了温度約20℃で4-クロロピリジン-2(1H)-オンを反応させることによって調製した。代替的に、4-クロロピリジン-2(1H)-オンをカリウムtert-ブトキシド(KOtBu)と反応させることによって、ピリジン-イドをインサイチュで調製することができる。
(rc1)を調製するためのプロセス(rxn-1):3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン:
中間体(b):3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン
オーバーヘッド撹拌、加熱マントル、及び温度調節器を装備した4口丸底フラスコ(500mL)に、3-ブロモテトラヒドロフラン-2(3H)-オン((a)、100.0g、0.576mol、1.00eq)を窒素下で充填した。メタンスルフィン酸ナトリウム(90.0g、85%効力、0.750mol、1.30eq)、Aliquat(登録商標)336(1.5g、3.7mmol、0.0064eq)、硫酸マグネシウム(6.0g)、及びイソプロパノール(250mL)。得られた混合物を80℃に加熱した。3時間後、1H-NMRにより、反応が完了したことが示された。反応混合物を、氷浴冷却を使用して、室温に冷却した。得られた固形物を濾過によって単離し、イソプロパノール(100mL)で洗浄し、真空中で乾燥させて、中間体(b)及び無機塩の混合物176gを得た。代替的に、所望の生成物(b)は、アセトン中に溶解し、NaBrを濾過し、アセトン濾液を溶媒蒸発させることによって、きれいに分離することができる。上からの乾燥させた固形物を次のステップで使用して、(rc1)を調製した。
中間体(rc1):3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン
上記固形物混合物からの中間体(b)(94g、0.576mol、1.00eq)を、アセトン(2×100mL)で45℃で抽出した(完全抽出を重量分析(総重量損失94g)及びHPLC(第二抽出後にケーキ中に生成物が検出されなかった)によって検証した)。次いで、アセトン抽出物に、窒素下で、炭酸カリウム(325メッシュ100g、0.724mol、1.26eq)、Aliquat(登録商標)336(1.5g、3.7mmol、0.0064eq)、硫酸ジメチル(68mL、0.719mmol、1.25eq)、及び硫酸マグネシウム(6.0g)を充填した。反応混合物を60℃に7時間加熱し、1H NMR分析により、(b)が3%残っていることが示された。追加の7gの硫酸ジメチル、10gの炭酸カリウムを反応器に充填し、更に4時間加熱を維持した。反応混合物を濾過して、無機塩を除去した。固形物をアセトン(100mL)で洗浄した。濾液を65℃に加熱し、200mL又は約1.5体積の液体が残るまで反応釜からアセトンを蒸留した。この時点で、イソプロパノール(200mL)への溶媒交換を、ある一定の反応器体積で行った。イソプロパノール溶液を35℃に冷却し、播種した。更に25℃に冷却し、結晶化を誘発した。結晶を濾過し、100mLのイソプロパノールで洗浄した。93gの(rc1)をオフホワイトの結晶性固形物(91%)として単離した。mp 74℃、1H NMR(600MHz,クロロホルム-d)δppm 4.49-4.56(m,1H)、4.35-4.44(m,1H)、3.16-3.22(m,1H)、3.08(s,3H)、2.31(dt,J=14.63,8.83Hz,1H)、1.74(s,3H)。
代替的に、以下に示すように、反応を伸縮させる(rxn-t)ことによって、中間体(b)を単離することなく、(rc1)を調製することができる。
オーバーヘッド撹拌、温度調節器、及び還流冷却器を装備した30Lのジャケット式反応器に、3-ブロモテトラヒドロフラン-2(3H)-オン(a)(2.5kg、96%効力、14.4mol、1.00eq)を窒素下で充填した。メタンスルフィン酸ナトリウム(2.0kg、85%効力、16.7mol、1.16eq)、Aliquat(登録商標)336(30g、74.2mmol、0.005eq)、硫酸マグネシウム(120g、0.07eq)、及びアセトン(7.5L、3vol)。得られた混合物を加熱して還流させた(56℃)。9時間後、HPLCにより、1%未満の出発材料が示された。反応混合物を周囲温度に冷却し、一晩撹拌した。反応混合物を濾過し、固形物を200mLのアセトンで洗浄した。アセトン濾液の2mL試料を真空中で濃縮して、固形物(b)を得た。1H NMR(600MHz,DMSO-d6)d 4.75(dd,1H)、4.37(m,2H)、2.64(m,2H)。
オーバーヘッド撹拌、温度調節器、及び還流冷却器を装備した30Lのジャケット式反応器に、上からのアセトン濾液(8.3kg)を添加した。この溶液に、無水炭酸カリウム(2.73kg、325メッシュ、1.37eq)、硫酸ジメチル(2.27kg、1.25eq)及び無水硫酸マグネシウム(120g、0.07eq)を添加した。混合物をゆっくりと加熱還流(56℃)した。還流温度で15時間後、追加の炭酸カリウム(200g、0.1eq)及び硫酸ジメチル(200g、0.11eq)を添加し、更に4時間還流を継続した。混合物を周囲温度に冷却し、反応混合物を濾過して、無機塩を除去した。固形物をアセトン(2L、0.8vol)で洗浄した。母液を65℃に加熱し、3Lの液体が残るまで反応釜からアセトンを蒸留した。この時点で、アセトンからイソプロパノール(4L)への溶媒交換を、ある一定の反応器体積で行った。全てのイソプロパノールを反応器に滴下したら、溶液を35℃に冷却し、播種した。更に25℃に冷却し、結晶化を誘発した。混合物を更に20℃に冷却し、その温度で1時間保持した。結晶を濾過し、2Lのイソプロパノールで洗浄した。湿ったケーキを40℃で一晩真空乾燥させて、オフホワイトの結晶性固形物(78%)として2.0kgの(3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オンを得た。mp 74℃、1H NMR(600MHz,クロロホルム-d)δppm 4.49-4.56(m,1H)、4.35-4.44(m,1H)、3.16-3.22(m,1H)、3.08(s,3H)、2.31(dt,J=14.63,8.83Hz,1H)、1.74(s,3H)。
スルホニル化及びメチル化反応中に、上記の手順を使用するが、脱水剤である硫酸マグネシウムを使用せずに、中間体(a)から(rc1)を調製するための別個の合成により、得られた(rc1)の収率は64%であった。
硫酸マグネシウムを用いずに、アセトンをイソプロパノールに置き換えて、中間体(a)から中間体(b)を調製するための別個の合成により、得られた中間体(b)の収率は83%であった。磁気撹拌棒、加熱マントル、及び温度調節器を備えた2口丸底フラスコに、3-ブロモテトラヒドロフラン-2-オン((a)、4.0g、24.2mmol、1.00eq)、メタンスルフィン酸ナトリウム(3.0g、28.3mmol)、1.2eq)、Aliquat(登録商標)336(0.12g、0.50mmol、0.02eq)、イソプロパノール(12mL)を窒素下で充填した。得られた混合物を80℃に加熱した。3時間後、1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)により、反応が完了したことが示された。反応混合物を、氷浴を使用して周囲温度に冷却した。得られた固形物を濾過によって単離し、イソプロパノール(5mL)で洗浄し、真空中で濃縮して、白色の固形物を得た。固形物をアセトン(20mL)中で再スラリー化し、濾過して臭化ナトリウムを除去した。母液を真空中で濃縮し、白色固形物3.3g(83%)、表1を得た。
硫酸マグネシウムを使用しない中間体(a)からのスルホニルラクトン(b)の同様の調製を、表1に示される異なる溶媒を使用して実行した。
表1.中間体(b)を調製するための様々な溶媒。
上記のような中間体(b)からのメチルスルホニルラクトン(rc1)の小規模調製を、塩基、メチル化剤及び/又は溶媒を変更しながら、脱水剤硫酸マグネシウムを使用せずに実施した。これらの反応の各々からの(rc1)収率を表2に示す。
表2.(rc1)を調製するための様々な反応物及び/又は溶媒。
ラクトン開環の一般的な手順:中間体4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)の合成
反応を、窒素下で、125mLのMettler Easy Max(登録商標)反応器(撹拌速度400RPM)又は磁気撹拌器を備えた40mLシンチレーションバイアルで実行した。カリウムtert-ブトキシド(9.89g、87.3mmol、1.01eq)を無水ジメチルスルホキシド(23mL)に溶解し、18~27℃の内部温度を維持しながら、無水ジメチルスルホキシド(11mL)中の4-クロロ-2-ヒドロキシピリジン(すなわち、4-クロロピリジン-2(1H)-オン(互変異性体))(11.2g、86.5mmol、1.00eq)に添加した。15分後、(rc1)16.5g、92.6mmol、1.07eq)及び臭化ベンジルトリエチルアンモニウム(1.21g、4.44mmol、0.0514eq)の混合物を一度に添加した。反応混合物を2時間85℃に加熱し、HPLC分析のためにサンプリングした。HPLCクロマトグラムは、30.7%のクロロピリドン、65.2%の(rc2)及び4.1%のO-アルキル化生成物、5-((4-クロロピリジン-2-イル)オキシ)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ペンタン酸を示した。反応混合物を85℃で17時間熟成させ(合計反応時間19時間)、再サンプリングした。HPLCは、5%のクロロピリドン、88.1%の(rc2)、及び2.4%のO-アルキル化化合物を示した。高温の間、反応混合物を酢酸イソプロピル(50mL)で処理し、400mLの反応器に移した。混合物を、追加の酢酸イソプロピル(100mL)で処理し、60℃のジャケット温度で1時間撹拌した。ジャケットを1時間にわたって20℃に冷却し、1時間熟成させた。得られた固形物を濾過によって単離し、酢酸イソプロピル(2×30mL)で洗浄し、50℃で一晩乾燥させて、オフホワイト固形物として25.75g(86%)の(rc2)(カリウム塩)を得た。
遊離カルボン酸(rc2)の合成
上記カリウム塩5.0gに水(15mL)中に溶解し、メチルアルコール(10mL)及びMe-THF(4mL)で処理した。次いで、1.8mLの濃HClを充填した。スラリーのpHは、約1であった。スラリーを室温で2時間撹拌した後、0~5℃に冷却し、その温度で1時間撹拌した。スラリーを濾過し、水:メタノール(8:2)で洗浄し、次いで、窒素を流しながら真空内で乾燥させて、4.04gの(rc2)(90.8%)を得た。1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ ppm 1.55(s,3H)2.14(ddd,J=13.39,10.18,4.86Hz,1H)2.42(ddd,J=13.34,10.22,5.96Hz,1H)3.14(s,3H)3.92(ddd,J=12.84,10.18,5.96Hz,1H)4.03(ddd,J=12.88,10.22,4.95Hz,1H)6.37(dd,J=7.34,2.38Hz,1H)6.52(d,J=2.38Hz,1H)7.76(d,J=7.15Hz,1H)13.85(br s,1H)。13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δppm 14.70,31.65,36.91,44.20,69.36,106.82,117.74,139.97,145.66,160.33及び169.18。
代替的に、以下の反応スキームに従って(rc2)を調製した。400mLの反応器に、以下の窒素下で充填した:PEG400(15.6g、38.6mmol、0.20当量)、2-メチル-2-ブタノール(175mL、7V)、及び4-クロロ-2-ヒドロキシピリジン(25.0g、193mmol、1.0当量)。ジャケット温度を20℃に調整し、機械的撹拌(300~600rpm)を使用して撹拌しながら、カリウムtert-ブトキシド(23.0g、201mmol、1.041eq)を添加した。注:内部温度が19℃から42℃に上昇した。発熱を大規模に制御するために、KOtBuの添加を少しずつ添加した。反応混合物を40~45℃で30~45分間熟成させ、次いで3-メチル-3-メチルスルホニル-テトラヒドロフラン-2-オン(38.6g、212mmol、1.10eq)を充填した(1回分)。反応器ジャケットを20分間にわたって100℃に加熱し、16~20時間維持した(内部温度は95~98℃であった)。4-クロロ-2-ヒドロキシピリジンが5%a/a未満となったら、反応が完了したとみなした(HPLC又はNMR)。次いで、反応混合物を50~60℃に冷却し、水(63mL、2.5V)で希釈し、濃HCl(約20mL)を使用してpHを1~2に調整した。次いで、反応混合物を2時間にわたって0℃に冷却し、1時間熟成させ、得られた固形物を濾過によって単離した。生成物を脱イオン水(2×40mL)で洗浄し、70℃で高真空下である一定の重量に乾燥させて、4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸46.5g(78.3%)をオフホワイトの結晶性固形物として得た。HPLC純度98.4%a/a(230nm)。1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ ppm 1.55(s,3H)2.14(ddd,J=13.39,10.18,4.86Hz,1H)2.42(ddd,J=13.34,10.22,5.96Hz,1H)3.14(s,3H)3.92(ddd,J=12.84,10.18,5.96Hz,1H)4.03(ddd,J=12.88,10.22,4.95Hz,1H)6.37(dd,J=7.34,2.38Hz,1H)6.52(d,J=2.38Hz,1H)7.76(d,J=7.15Hz,1H)13.85(br s,1H)。13C NMR(151MHz,DMSO-d6)δppm 14.70,31.65,36.91,44.20,69.36,106.82,117.74,139.97,145.66,160.33及び169.18。
(rc2)から(R2)への従来の分解
メタノール(5mL/g)中の(rc2)(1.0eq)のスラリーに、55℃~65℃の温度を維持しながら、メタノール(1vol)中の(S)-(+)-α-メチルベンジルアミン(1.05eq)の溶液をゆっくり(30~60分)添加した。反応物を65℃で30分間加熱し、続いて60℃にゆっくり冷却した。混合物を播種し、5時間の期間にわたって0℃に冷却し、2時間熟成させた。スラリーを濾過し、IPA(2×1vol)で洗浄し、真空下で55℃で一晩乾燥させて、所望のジアステレオマー塩(18.95kg、収率44%、純度98.93%)を得た。
(R1)からの(R2)の合成
4-クロロ-2-ヒドロキシピリジン(1.14g、8.80mmol)及び(R1)である3-メチル-3-メチルスルホニル-テトラヒドロフラン-2-オン(1.65g、9.26mmol)から出発する(rc2)~(R2)について上述の一般的な手順を使用して、(R2)の試料を調製した。1.63gの(R2)を単離した(60%)。HPLC純度96.4%(アキラル);キラルHPLC Rf 8.98分、純度99.9%。
(rc1)である(R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン及び(S)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オンから(R1)を分離するキラルクロマトグラフィー
合計5gのラセミ体(rc1)を、
230nmでのUV検出能を有する、30×250mmの5μ Daicel Chiralpak(登録商標)AD-Hカラムを装備した分取Sepiatec SFC 250機器に通した。カラムを移動相A(CO2)及び移動相B(MeOH)、イソクラティック25%B、90/mL/分、140バールの背圧で溶出した。(R)鏡像異性体は、2.4分で第1の溶出ピークであり、第2の溶出ピーク(S)は、2.8分で溶出した。溶離液を回転蒸発器を使用して蒸発させ、残留物をアセトニトリル/水の混合物から凍結乾燥させた。第1のピーク(2.15g、43%)は、99%超のHPLCキラル純度を有し、第2のピーク(2.32g、46%)は、96.0%のHPLCキラル純度を有した。ピーク割り当ては、各ピークの保持時間とそのそれぞれの参照標準品の保持時間とを比較することによって実行した。参照標準品:
・(R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン旋光
-0.198[α]20 589=-9.960°(2、0.5、MeOH)及び融点94℃
・(S)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン旋光+0.184[α]20 589=+9.250°(2、0.5、MeOH)及び92℃の融点
(S)-1-フェニルエタン-1-アミニウム(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタノエートの合成
400mLの反応器に、4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)、49.95g、162.3mmol、1.0eq)、続いてメタノール(200mL、4vol)を充填した。反応混合物(スラリー)を、0.5~1.5時間の期間にわたって55~60℃(目標60℃の内部温度)に加熱した。別の反応器で、メタノール(25mL、0.5vol)中の(S)-α-メチルベンジルアミン(20.76、171.3mmol、1.056eq)の溶液を調製した。メタノール中の(S)-α-メチルベンジルアミンの溶液を、ラセミ体を含有する反応器に30分間の期間にわたって移した。溶液の80%を添加した後、スラリーは透明な溶液になる。反応器及び移送ラインを、メタノール(12mL、0.25vol)ですすぎ、反応混合物に添加した。次いで、反応混合物を0.5~1時間の期間にわたって加熱して還流(65℃)させ、65℃で0.5~1時間熟成させ、30分間にわたって60℃に冷却した。反応混合物を、(S)-1-フェニルエタン-1-アミニウム(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタノエート(0.250g、ラセミ入力の0.5%)で播種した。注:種子が溶解したら、30分間にわたって55℃に冷却し、混合物に(S)-1-フェニルエタン-1-アミニウム(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタノエート(0.250g、ラセミ入力の0.5%)を再播種する。反応混合物を60℃で1~3時間熟成させて結晶化を開始し、4~10時間(目標5時間)にわたって-5~5℃(目標0℃)に冷却した。反応混合物を、-5℃で1時間熟成させ、得られた固形物を、濾過によって単離した。生成物をIPA(2×25mL、各々0.5vol)で洗浄し、55~65℃で10時間以上真空下で乾燥させて、30.6gの(S)-1-フェニルエタン-1-アミニウム(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタノエートを白色結晶性固形物(44%)として得た。
(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸、(R2)の合成
30Lのガラス反応器に、(S)-1-フェニルエタン-1-アミニウム(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタノエート(2.655kg、5.757mol、1.0eq)及び水(15L、5.6vol)中25%IPAを充填した。得られた混合物を、30分間にわたって35~45℃(標的40℃)に加熱し、温度を維持しながら、濃HCl(0.264L/kg、1.25eq、約11N)を、pHが1.0~2.0になるまでゆっくりと充填した。注:本実施例では、662mLの濃HClを添加して、pHを1.4とした。混合物を、約45℃で0.5時間熟成させ、次いで、2時間の期間にわたって0℃に冷却し、0℃で0.5時間熟成させた。得られた固形物を濾過によって単離し、水(2×2L、各々0.75vol)で洗浄し、窒素を流しながら65℃で真空下で乾燥させて、1.785kgの(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(R2)(100%)を得た。旋光=+0.425[α]23 589=+42.500o(2、0.5、MeOH)
ホウ素化:2-(4-(1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル)-2H-1,2,3-トリアゾールの合成
機械的撹拌器及び温度インジケータを装備した好適な容器(12Lフラスコ、容器1)において、テトラヒドロキシジボロン(0.398kg、4.306mol、1.50eq)、エチレングリコール(0.481kg、7.753mol、2.699eq)、及び200プルーフエチルアルコール(4L、8vol)を混合することによって、エタノール中の2,2’-ビ(1,3,2-ジオキサボロラン)の溶液を調製した。スラリーを、透明な溶液が観察されるまで、約20~25℃で加熱せずに撹拌した(NLT3時間)。溶液は、周囲温度で最長24時間まで窒素パージ下で保存することができる。別の容器(容器2)に、エタノール(4.8L、9.5vol)、酢酸(84.5g 1.4mol、0.489eq)を充填し、得られた溶液を、窒素を使用して約10分間脱気した。次いで、2-(4-クロロフェニル)-2H-1,2,3-トリアゾール(0.516kg、2.872mol、1.000eq)、予乾燥酢酸カリウム(0.691kg、6.97mol、2.43eq)、XPhosG2(4.43g、5.52mmol、0.002eq)、及びXPhos(5.37g、11.0mmol、0.004eq)を添加した。反応混合物を約50~60℃に加熱し、15~30分間熟成させ、次いで、約40~50℃の内部温度に到達するように冷却した。容器1内の溶液を窒素で約10分間脱気し、次いで、約45~60℃の内部温度を維持しながら、窒素圧力を使用して容器2内の反応混合物に移した(注:反応は発熱性である)。移動ラインを脱気エタノール(1vol)ですすいだ。反応混合物を50~60℃の内部温度で約1時間熟成させ、サンプリングして反応変換を確認した。残留塩化アリールが0.5%(a/a)未満となったら、反応が完了したとみなした。残留塩化アリールが0.5%a.aを超える場合、未反応の2-(4-クロロフェニル)-2H-1,2,3-トリアゾールの%に対して追加のテトラヒドロキシジボロン(1.5eq)を添加してもよい。注:このステップの制限試薬は、2-(4-クロロフェニル)-2H-1,2,3-トリアゾールである。代替的に、ホウ素化ステップは、ワンポットプロセスで実施することができる。
代替的に、2-[4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル]-2H-1,2,3-トリアゾールを、鈴木カップリング反応のために調製することができる。
複合体[1,1′-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)及びジクロロメタン(280mg、0.34mmol)を、1,4-ジオキサン(10mL)中の2-(4-ブロモフェニル)-2H-1,2,3-トリアゾール(255mg、1.14mmol)、4,4,4′,4′,5,5,5′,5′-オクタメチル-2,2′-ビ-1,3,2-ジオキサボロラン(350mg、1.38mmol)、及び酢酸カリウム(340mg、3.46mmol)の混合物に添加した。この反応混合物を80℃に加熱し、この温度で一晩撹拌した。反応混合物を室温に冷却し、酢酸エチル(30mL)及びブライン(30mL)で希釈した。混合物を、セライト(約1インチ)を通して濾過した。有機層を分離し、水層を酢酸エチル(2×30mL)で抽出した。有機層を合わせ、乾燥させ(MgSO4)、濾過し、真空中で濃縮した。粗物質を、Analogix SF15-12gカラム及びn-ヘプタン中0~10%酢酸エチルの勾配を使用してフラッシュクロマトグラフィーにより精製して、橙色の固形物(240.6mg、78%)を得た。1 H NMR(400MHz,CDCl3)δ 8.10(d,J=8.59Hz,2H)、7.94(d,J=8.59Hz,2H)、7.83(s,2H)、1.36(s,12H)。LCMS:m/z272.4[M+H]+。
鈴木カップリング:(R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(2.1)の合成
別の反応器(容器3)に、脱イオン水(6L、6.9vol)、炭酸ナトリウム(0.745g、7.036mol 2.5eq)、(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(0.866kg、2.814mol、1.0eq)を充填し、溶液が観察されるまで約20~30℃で撹拌した。カルボン酸ナトリウム溶液を、窒素を使用して約10分間脱気した。次いで、脱気した溶液を、約50~60℃の内部温度を維持しながら、2-(4-(1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル)-2H-1,2,3-トリアゾールを含有する容器2内の反応塊に添加した。添加が完了したら、元の容器及び移送ラインを脱気脱イオン水(1vol)ですすいだ。反応混合物を約70~80℃に加熱し、3時間熟成させ、HPLC分析のためにサンプリングした。残留2-(4-(1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル)-2H-1,2,3-トリアゾールが0.5%a/a未満であった場合、反応が完了したとみなした。残留2-(4-(1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)フェニル)-2H-1,2,3-トリアゾールが0.5%a.aを超える場合、追加の(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタン酸(0.025eq)を添加してもよい。反応混合物を約50~60℃に冷却し、内部温度を50~60℃に維持しながら、2-メチルテトラヒドロフラン(3.2L、3.7vol)を充填した。混合物を更に冷却して、約40~50℃の内部温度を達成した。次に、約40~50℃の内部温度を維持しながら、濃塩酸(961mL、1.11vol)をゆっくりと充填した。固形物が観察されない場合は、追加の濃塩酸(0.1vol)を充填する。反応混合物を、約40~50℃の内部温度で約1時間熟成させ、次いで、約40~50℃の内部温度を維持しながら、濃HCl(961mL、1.1vol)を使用してpHを1に調整した。注意:pHは、NMT1でなければならない。最後に、バッチを約0~10℃に冷却し、1時間以上熟成させた。生成物を濾過によって単離し、湿ったケーキをエタノール/脱イオン水(4L)の混合物(1:1v/v)で洗浄し、続いて脱イオン水(1.65L)で洗浄した。生成物を乾燥機に移し、LODが0.5w/w%未満になるまで、65℃以下のジャケット温度で真空下で乾燥させて、1.153gの(R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(2.1)を明るいベージュ色の固形物(98%)として得た。1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ ppm 1.55(s,3H)2.14(m,1H)2.42(m,1H)3.14(s,3H)3.92(m,1H)4.03(m,1H)6.37(dd,1H)6.52(d,1H)7.76(d,1H)13.85(br s,1H)。
酸塩化物形成:(R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタノイルクロリド(2.2)の合成
塩基性スクラバに接続された乾燥した30Lのジャケット式ガラス反応器(反応により、ガスHCl、CO2、及びCOが除去される)に、窒素下、20℃でジクロロメタン(10L、10vol)、続いて塩化オキサリル(0.908kg、7.150mol、2.980eq)、及びN,N-ジメチルホルムアミド(10mL、129mmol、0.0538eq)を充填した。次に、約20~35℃の内部ジャケット温度を維持しながら、(R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸、2.1(1.000kg、2.401mol、1.0eq)(NLT30分)をゆっくりと充填する。注:ガスの発生が予想される。反応混合物を20~40℃(目標30℃)で90~120分間熟成させ、HPLC分析のためにサンプリングした。カルボン酸が5%未満(標的3%未満)となったら、反応が完了したとみなした。注:変換は、2滴の原料を2mLの無水メタノールでクエンチすることによって決定される。過剰な塩化オキサリル/DCMを大気圧下で留去して、厚いスラリー(最小体積1~2L)にし、次いでヘプタン(5L、5体積)を充填した)。ジャケット式内部温度が96~98℃(厚いスラリー)に達するまで蒸留を続けた。注:ヘプタン中の酸塩化物の混合物は、窒素下で室温で一晩保存してもよい。タンク内の最終容積は、約1~2Lであった。代替的に、過剰な塩化オキサリルは、一連のデカンテーション/DCM希釈を介して、又は低温(-5~5℃)で制御された量の水を添加することによって除去することができる。
アミド結合形成-(2R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-N-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)ブタンアミド(2.3)の合成
上記反応物を20~30℃に冷却し、ジクロロメタン(7.3L、7.3vol)で希釈した後、-5~5℃に冷却した。冷たい反応混合物に、温度を10℃未満に保ちながら、4-メチルモルホリン(0.777kg、7.682mol、3.199eq)をゆっくりと充填した。注:特に重要なのは、水分を制御することである。4-メチルモルヒネは、試薬グレード以上でなければならない。別個の反応器で、ジクロロメタン(3.4L、3.4vol)中のO-(テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)ヒドロキシルアミン(THP-ONH2、0.337g、2.885mol、1.202eq)の溶液を調製した。500ppmを超える共沸乾燥を次のように実行する必要がある場合、溶液の水分含有量は、500ppm未満でなければならない:バッチ体積の40%を蒸留し、無水DCM、カールフィッシャー滴定のための試料を添加し、水分が500ppm未満になるまで繰り返する。THP-ONH2溶液を、温度を10℃未満(標的-5~5℃)に保ちながら、40分間にわたってゆっくりと酸塩化物に移した。次いで、移送ラインをジクロロメタン(1L、1vol)ですすいだ。反応混合物の見かけのpHを、pH紙を使用してチェックした。7~10の間でない場合、見かけのpHが所望の範囲に調整されるまで、追加の4-メチル-モルホリンを充填する必要がある。次いで、反応混合物を-5~5℃で1~2時間熟成させ、1~3時間にわたって20~30℃に温め、20~30℃で30分以上保持した。反応混合物をサンプリングし、HPLCを使用して変換を確認した。残留酸塩化物を、酸塩化物をメチルエステルに変換することによって測定した。酸塩化物が0.5%未満となったら、反応が完了したとみなした。その後、少量の水(330mL)を充填し、反応混合物を30分以上熟成させた。生成物を以下の通り単離した。反応混合物を、大気圧での蒸留(反応器ジャケット温度60℃)によって濃縮して、7LのDCMを除去し、次いで、メタノール(8L、8vol)で希釈した。蒸留を大気圧で継続し、ジャケット温度を60~80℃にして7~8体積のDCM/MeOHを除去した。最後に、メタノール(5L、5vol)を充填し、内部温度が65~70℃(目標67℃)に達するまで、大気圧での蒸留を80~90℃のジャケット温度で継続した。約5Lの蒸留物を集めた。次いで、反応混合物を、2時間以上で-5~5℃(標的0℃)に冷却し、標的温度で1時間熟成させ、得られた固形物を濾過によって単離した。生成物をメタノール(3×1L)で洗浄し、プールし、30分間乾燥させ、50~60℃で真空下で乾燥させて、1.223kgの生成物(収率98.8%)(HPLC純度95.9%)を得た。1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ ppm 1.53(m,3H)1.59(d,3H)1.69(m,3H)2.14-2.27(m,1H)2.37-2.48(m,1H)3.11(d,3H)3.44-3.63(m,1H)3.65-3.93(m,1H)3.96-4.11(m,1H)4.11-4.32(m,1H)4.98(br s,1H)6.61-6.77(m,1H)6.79(m,1H)7.79(dd,1H)7.96(m,2H)8.04-8.16(m,2H)8.18(s,2H)11.63(br s,1H)
式(1)の合成:(R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-N-ヒドロキシ-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタンアミド
30Lのガラス反応器に、(2R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-N-((テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)ブタンアミド、2.3(2104g、4.08mol、1.00eq)、2-プロパノール(21L、10vol)、及び水(6.3L、6.30mol、1.54eq)中HCl(1mol/L)を充填した。代替的に、反応溶媒中0.025~1当量の硫酸又は反応溶媒中約1当量のマレイン酸も使用できる。得られた混合物を、約210rpmの速度で撹拌しながら、60~70℃に加熱し、約40~60分間、62~63℃に熟成させた。次いで、反応をサンプリングして、反応完了(すなわち、<0.5%)を確認した。そうでない場合は、最長約4時間反応を継続する。反応完了後、反応混合物を2~4時間にわたって20℃(±5℃)に冷却し、20℃で1~2時間熟成させた。最終生成物(式(1))を濾過によって単離し、2-プロプナオール(4L、2vol)、水(2×1.5L)で洗浄し、家庭用バキューム(house vacuum)を使用して55~65℃で乾燥させ、1.665kg(95%)を得た。1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ ppm 1.59(s,3H)2.18-2.21(m,1H)2.40-2.48(m,1H)3.11(s,3H)3.76-3.79(m,1H)4.12-4.16(m,1H)6.71(dd,1H)6.78(d,1H)7.79(d,1H)7.85-8.04(m,2H)8.04-8.15(m,2H)8.17(s,2H)9.24(s,1H)11.15(s,1H)。
代替的に、最終的なTHPの除去は、強酸(例えば、HCl又はHBr)の存在下、エタノール、イソプロパノール、アセトン、酢酸/テトラヒドロフランなどの溶媒中で達成することができる。又は、式(1)化合物は、ヨードピリジノンで、若しくはクロロピリジノンで置き換えて、PCT公開第2019/178305号に記載の手順ステップに従って、又は米国特許第8,664,401号に記載の手順ステップに従って、調製することができる。
結晶形態
(R)-4-(4-(4-(2H-1,2,3-トリアゾール-2-イル)フェニル)-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-N-ヒドロキシ-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタンアミドのいくつかの多形形態を、いくつかのプロトン及び非プロトン溶媒中のAPIスラリーとして調製した(形態1、2及び3)。アセトニトリル、メチルエチルケトン、及びテトラヒドロフランを除いて、酢酸エチル、酢酸ブチル、又は酢酸プロピルなどの非プロトン性溶媒の使用により、形態1が得られる。水を除いて、ブチルアルコール、プロピルアルコール及びエチルアルコールなどのプロトン性溶媒の使用により、形態2の形成が促進される。また、不安定な形態3も示された。アルコール中の水の存在により、溶液からの形態2の単離速度が増加した。初期の実験では主に形態1を生成した溶媒として純水を使用したが、スケールアップ実験では、純水から単離され、XRDによって迅速に分析された固形物が主に形態2であることがわかった。3つの形態は、構造的に関連し、溶媒和及び/又は水和された。このAPIが溶媒和物を形成する傾向は、本明細書に記載されていない他の結晶性溶媒和物が、APIを溶液中に溶解し、次いで、反溶媒添加、冷却、又は溶媒蒸発などの手段によって結晶化するときに形成され得ることを示す。
3つの単離された固形物形態の相対的安定性は、単離された固形物と比較して、懸濁液として異なるように見える。単離された固形物として、形態1は、最も安定な形態である可能性が高い。懸濁液として、これらの溶媒和物の相対的安定性は、存在する溶媒又は溶媒/水混合物に依存する。形態2は、特定の条件下では、溶液中で形態1よりも安定であり得るが、形態2は、単離された固形物として、形態1と比較して準安定である。形態3は、運動学的形態であるように見え、準安定的であり、形態2に変換される。形態3+形態1のXRDパターンは観察されず、形態3が形態2に変換され、形態2が形態1に変換されることを示唆している。
粉末X線回折(XRD)パターン(図1(形態1、2、3))、及び形態1及び形態2の相対ピーク位置、強度及びd間隔(表3a及び3b)は、非常に類似しており、これらの3相形態が実質的に類似した構造モチーフセットを共有していることを強く示唆している。これらの3つの溶媒和固形物は、ほぼ等構造であり、溶媒又は水で構造内の溶媒和部位内を満たす方法に関連する微妙な方法の点で異なる可能性が非常に高い。XRDパターンの複雑さが増しており、形態1が最も複雑(最もピークが多い)であり、形態3が最もピークが少ない。このパターンの複雑さ(F1>F2>F3)は、乾燥した単離試料の見かけの安定性と平行である。384個の溶媒混合物のうち、合計90個の試料は、純粋な相形態ではなく混合物であった。
熟練した結晶学者によって理解されるように、本明細書の表(3a及びb)及び図(1)に報告される様々なピークの相対強度、位置及び間隔は、X線ビーム内の結晶の配向効果、又は分析される材料の純度、又は試料の結晶度などの多くの要因によって変化し得る。XRDピーク位置はまた、試料高さの変動に合わせてシフトしてもよいが、ピーク位置は、表に規定されるように、実質的に変化しないであろう。熟練した結晶学者はまた、異なる波長を使用した測定が、ブラッグ方程式-nA、=2ci sinθに従って異なるシフトをもたらすことを理解するであろう。代替波長の使用によって生成されるそのような更なるXRDパターンは、本発明の結晶材料のXRDパターンの代替表現であると考えられ、したがって、本発明の範囲内である。
X線回折図は、ペルチェ冷却固体検出器を備えたScintag X1粉末回折計で得た。0.03°ステップサイズを使用して、4~40°2θでデータを収集し、試料特性評価のためのデータ取得時間は、45~60分であった。小規模予備実験の大部分から単離された固形物のデータ収集は、7~37度2θで15分間にわたって0.04°ステップサイズであった。銅Kα放射線(λ=1.54056Å)を利用し、チューブ電圧及びアンペア数を、それぞれ45kV及び40mAに設定した。機器の較正は、石英参照標準品を使用して実行した。
熱データでは、XRDパターンに基づいて容易に識別され得る形態を明確に区別することができない。熱データは、3つの固形物形態全てが溶媒和されているが、溶媒含有量は可変であることを示している。全ての試料は、形態に関係なく、1℃以内で同じDSC融点吸熱最大ピーク
を示した。これらの試料の熱分析(示差走査熱量測定(DSC))を、TA Instruments DSC 2920上で実行した。試料をアルミニウムDSCパンに入れ、重量を正確に記録した。蓋及びパンは一緒に取り付けられていたが、揮発性成分が逃げることができるように、圧着されていなかった。試料を、毎分10℃で300℃に加熱した。

Claims (14)

  1. 3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オンである、式(rc1)化合物
    及びその立体異性体。
  2. (R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オンである、式(R1)化合物
    である、請求項1に記載の化合物。
  3. 請求項1に記載の式(rc1)化合物
    及びその立体異性体を、以下のrxn-1手順に従って調製するためのプロセスであって、
    a)3-ブロモテトラヒドロフラン-2(3H)-オン(a)を、溶媒A、相間移動触媒、及び任意選択的に脱水剤の存在下、40~100℃の温度で1~24時間、メタンスルフィン酸ナトリウムと反応させて、中間体3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(b)を調製することと、
    b)混合物を一晩放冷し、固形物を濾過し、溶媒Aで洗浄することと、
    c)前記固形物を、相間移動触媒、メチル化剤、溶媒B、及び任意選択的に脱水剤の存在下、40~100℃の温度で4~48時間の期間、塩基と反応させることと、
    d)更に4時間加熱しながら、反応器に追加のメチル化剤及び塩基を充填することと、
    e)溶媒濾液を保持しながら、前記固形物を濾過することと、
    f)前記溶媒濾液を再び保持しながら、前記固形物を溶媒Bで洗浄し、次いで、合わせた前記濾液を、1.5体積を除く全てを留去しながら、65℃に加熱することと、
    g)前記溶媒を溶媒Aと交換し、冷却及び播種することと、
    h)更に冷却して結晶化を誘発し、結晶を濾過し、溶媒Aで洗浄して、最終生成物3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を得ることと、を含む、プロセス。
  4. 硫酸ナトリウム、塩化カルシウム、及び硫酸マグネシウムからなる群から選択される脱水剤を更に含む、請求項3に記載のプロセス。
  5. 溶媒Aが、メタノール、エタノール、又はイソプロパノールであり、溶媒Bが、アセトン又はn-ブタノールであり、前記塩基が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、及びリン酸三カリウムからなる群から選択され、前記相間移動触媒が、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、PEG400、又はPEG300から選択され、前記メチル化剤が、ヨードメタン、ブロモメタン、クロロメタン、トシル酸メチル、硫酸ジメチル、炭酸ジメチル、及びジアゾメタンからなる群から選択される、請求項3又は4に記載のプロセス。
  6. 溶媒Aが、イソプロパノールであり、溶媒Bが、アセトンであり、前記相間移動触媒が、塩化メチルトリオクチルアンモニウム又はPEG400であり、前記メチル化剤が、硫酸ジメチルであり、前記塩基が、炭酸ナトリウム又は炭酸カリウムである、請求項5に記載のプロセス。
  7. a)3-ブロモテトラヒドロフラン-2(3H)-オンを、イソプロパノール、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、及び硫酸マグネシウムの存在下、80℃の温度で3時間、メタンスルフィン酸ナトリウムと反応させて、中間体3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オンを調製することと、
    b)混合物を一晩放冷し、イソプロパノールに溶解することによって固形物を単離し、前記固形物を濾過し、イソプロパノールで洗浄することと、
    c)前記固形物を、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、硫酸ジメチル、及び硫酸マグネシウムの存在下、アセトン中で60℃の温度で7時間、炭酸カリウムと反応させることと、
    d)更に4時間加熱しながら、前記反応器に追加の硫酸ジメチル及び炭酸カリウムを充填することと、
    e)アセトン濾液を保持しながら、前記固形物を濾過することと、
    f)前記アセトン濾液を再び保持しながら、前記固形物をアセトンで洗浄し、次いで、合わせた前記濾液を、1.5体積を除く全てを留去しながら、65℃に加熱することと、
    g)前記アセトンをイソプロパノールと交換し、混合物を35℃に冷却し、播種することと、
    h)更に25℃に冷却して結晶化を誘発し、結晶を濾過し、イソプロパノールで洗浄して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を得ることと、を含む、請求項6に記載のプロセス。
  8. 請求項1に記載の式(rc1)化合物
    及びその立体異性体を、以下のrxn-t手順に従って調製するためのプロセスであって、
    a)3-ブロモジヒドロフラン-2(3H)-オン(a)を、相間移動触媒、溶媒B、及び任意選択的に脱水剤の存在下、ジャケット式反応器中で7~11時間、50~80℃でメタンスルフィン酸ナトリウムと反応させることと、
    b)12時間一晩撹拌しながら混合物を室温に冷却し、反応混合物を濾過し、濾液を保持し、前記濾液を保持しながら、固形物を溶媒Bで洗浄することと、
    c)合わせた前記濾液と、メチル化剤、塩基、及び任意選択的に脱水剤とを、反応物を50~80℃に15~20時間ゆっくりと加熱しながら、反応させることと、
    d)より多くの塩基及びメチル化剤を混合物に添加し、更に3~6時間加熱することと、
    e)混合物を放冷し、濾過して、濾液を保持しながら、固形物を除去することと、
    f)再び前記濾液を保持しながら、前記固形物を溶媒Bで洗浄し、合わせた前記濾液を60~70℃に加熱し、次いで、1.5体積を除く全てを留去することと、
    g)30~40℃に冷却しながら溶媒Bを溶媒Aと交換し、播種し、次いで更に20~25℃に冷却して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を得ることと、を含む、プロセス。
  9. 硫酸ナトリウム、塩化カルシウム、及び硫酸マグネシウムからなる群から選択される脱水剤を更に含む、請求項8に記載のプロセス。
  10. 溶媒Bが、アセトンであり、前記相間移動触媒が、塩化メチルトリオクチルアンモニウム又はPEG400であり、前記メチル化剤が、ヨードメタン、ブロモメタン、クロロメタン、トシル酸メチル、及び硫酸ジメチルからなる群から選択され、前記塩基が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、及びリン酸三カリウムからなる群から選択される、請求項8又は9に記載のプロセス。
  11. a)3-ブロモジヒドロフラン-2(3H)-オンを、塩化メチルトリオクチルアンモニウム、硫酸マグネシウム、及びアセトンの存在下、ジャケット式反応器中で9時間メタンスルフィン酸ナトリウムと反応させて、56℃で還流させることと、
    b)12時間一晩撹拌しながら混合物を室温に冷却し、濾液を保持しながら反応混合物を濾過し、固形物をアセトンで洗浄し、前記濾液を再び保持することと、
    c)合わせた前記濾液と、ジメチル硫酸、無水炭酸カリウム、及び無水硫酸マグネシウムとを、反応物をゆっくりと加熱しながら、反応させて、56℃で15時間還流させることと、
    d)より多くの炭酸カリウム及び硫酸ジメチルを混合物に添加し、更に4時間加熱することと、
    e)混合物を放冷し、濾過して、濾液を保持しながら固形物を除去することと、
    f)前記濾液を再び保持しながら、前記固形物をアセトンで洗浄し、合わせた前記濾液を65℃に加熱し、次いで、1.5体積を除く前記アセトンの全てを留去することと、
    g)35℃に冷却しながら、前記アセトンをイソプロパノールと交換し、播種し、次いで更に20℃に冷却して、3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オンを得ることと、を含む、請求項7に記載のプロセス。
  12. 3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)から4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)を調製するためのプロセスであって、
    a)カリウムtert-ブトキシドを無水DMSOに溶解し、次いで18~27℃の温度を維持しながら4-クロロピリジン-2(1H)-オンを添加することと、
    b)3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)及び臭化ベンジルトリエチルアンモニウムの混合物に添加し、85℃に2時間加熱することと、
    c)反応物を85℃で17~20時間熟成させることと、
    d)酢酸イソプロピルを添加し、60℃で1時間撹拌することと、
    e)1時間にわたって20℃に冷却し、1時間熟成させ、固形物を濾過し、酢酸イソプロピルで洗浄し、50℃で一晩乾燥させて、4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸のカリウム塩を生成することと、
    f)乾燥させた前記固形物を水に溶解し、メタノール及びメチルテトラヒドロフランで処理し、濃HClを充填することと、
    g)スラリーを室温で2時間撹拌し、更に1時間撹拌しながら、0~5℃に冷却することと、
    h)前記スラリーを濾過し、水:MeOH(8:2)で洗浄し、次いで窒素下で真空中で乾燥させて、4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸を得ることと、を含む、プロセス。
  13. 3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)から4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)を調製するためのプロセスであって、
    a)PEG400、2-メチル-2-ブタノール、及び4-クロロ-2-ヒドロキシピリジンを窒素下で反応器に充填することと、
    b)反応器温度を18~25℃に調整し、撹拌しながらカリウムtert-ブトキシドを添加することと、
    c)反応混合物を、40~50℃で30~60分間熟成させることと、
    d)3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン(rc1)を前記反応器に添加し、15~30分間にわたって100℃に加熱することと、
    e)前記温度を95~100℃で12~24時間維持することと
    f)反応物を50~60℃に冷却し、水で希釈し、HClでpHを1~2に調整することと、
    g)前記反応物を1~3時間にわたって0~5℃に冷却し、1~2時間熟成させ、得られた固形物を濾過することと、
    h)前記固形物を水で洗浄し、乾燥させて、4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)ブタン酸(rc2)を得ることと、を含む、プロセス。
  14. (R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)-ジヒドロフラン-2(3H)-オン(R1)から(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタン酸(R2)を調製するためのプロセスであって、
    a)カリウムtert-ブトキシドを無水DMSOに溶解し、次いで18~27℃の温度を維持しながら4-クロロピリジン-2(1H)-オンを添加することと、
    b)(R)-3-メチル-3-(メチルスルホニル)ジヒドロフラン-2(3H)-オン及び臭化ベンジルトリエチルアンモニウムの混合物に添加し、85℃に2時間加熱することと、
    c)反応物を85℃で17~20時間熟成させることと、
    d)酢酸イソプロピルを添加し、60℃で1時間撹拌することと、
    e)1時間にわたって20℃に冷却し、1時間熟成させ、固形物を濾過し、酢酸イソプロピルで洗浄し、50℃で一晩乾燥させて、(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタン酸のカリウム塩を生成することと、
    f)乾燥させた前記固形物を水に溶解し、メタノール及びメチルテトラヒドロフランで処理し、濃HClを充填することと、
    g)スラリーを室温で2時間撹拌し、更に1時間撹拌しながら、0~5℃に冷却することと、
    h)前記スラリーを濾過し、水:MeOH(8:2)で洗浄し、次いで窒素下で真空中で乾燥させて、(R)-4-(4-クロロ-2-オキソピリジン-1(2H)-イル)-2-メチル-2-(メチルスルホニル)-ブタン酸を得ることと、を含む、プロセス。
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