JPH01242590A - ３−メトキシメチルセファロスポラン酸誘導体とその製造方法および７−アミノ−３−アルコキシメチルセファロスポラン酸の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、医薬として有用なセファロスポリン系抗生物
質の製造原料である一般式（ＩＶ）（式中、Ｒは低級ア
ルキル基を表す。）で示される７−アミノ−３−アルコ
キシメチルセファロスポラン酸を工業的に安価に、かつ
、高収率で製造するために有効な中間体である次式（１
）で示される新規物質３−メトキシメチルセファロスポ
ラン酸誘導体およびその製造方法ならびに７−アミノ−
３−アルコキシメチルセファロスポラン酸の製造方法に
関するものである。

（従来の技術） ３−アルコキシメチルセファロスポリン類については、
特開昭５７−１９２３９２号の一般式（式中、Ｒ，ＮＨ
はアミノ基または保護されたアミノ基を表す。） で示される化合物またはその塩に、ヨウ素化合物の存在
下、低級アルコールを反応させることを特徴とする一般
式（Ｖｌ） （式中、Ｒ，ＮＨはアミノ基または保護されたアミノ基
、Ｒ１は低級アルキル基を表す。）で示される化合物の
製造法の中に、Ｒ３がグルタリル基である記載がある。

本発明者らは、特開昭５７−１９２３９２号について検
討を加え、次の知見を得た。すなわち、反応生成物であ
る一般式（Ｖｌ）において、Ｒ５がグルタリル基である
３−メトキシメチル−７β−（４−カルボキシブタンア
ミド）−３−セフェム−４−カルボン酸単離に関する記
載および単離物の物性、構造を示すデーターの記載が全
くない。

このことから、Ｒ，の単なる例示の意味においてグルタ
リル基を挙げたにすぎなく、特開昭５７−１９２３９２
号の発明において、３−メトキシメチル−７β−（４−
カルボキシブタンアミド）−３−セフェム−４−カルボ
ン酸の存在を確認することはできない。

また、式（Ｉ）で示される３−メトキシメチルセファロ
スポラン酸誘導体および一般式（ＩＶ）で示される７−
アミノ−３−アルコキシメチルセファロスポラン酸の製
造方法としては、下記の方法が知られている。

ａ）３−アセトキシメチル体を低級アルコールと反応さ
せる方法（特公昭５０−１０８７３号）。

ｂ）３−ヒドロキシメチル体をアルキル化する方法（特
公昭５０−１０８７３号） ｃ）３−ハロメチル体を低級アルコールと反応させる方
法（特公昭５０−１０８７２号）。

ｄ）３−ハロアセトキシメチル体を低級アルコールと反
応させる方法（特公昭５０−１０８７２号）。

ｅ）Δ２−３−ハロメチル体を低級アルコールと反応さ
せた後、６３体に異性化する方法　（Ｊ。

Ｈｅｄ、Ｃｈｅｍ、１４１１３（１９７１）　）。

ｆ）３−アセトキシメチル体をハロゲン化合物の存在下
低級アルコールと反応させる方法（特開昭５８−９６０
９１号）。

ｇ）３−アセトキシメチル体をスルホン酸類の存在下低
級アルコールと反応させる方法（特開昭５９−１６３３
８７号）。

ｈ）３−アセトキシメチル体を、３フン化ホウ素または
その錯体の存在下に低級アルコールと反応させる方法（
特開昭６１−２８９０９３号）。

しかしながら、上記のいずれの方法も収率が低く、工業
的規模での製造方法としては、決して満足できるもので
はない。加えて、ａ）法は、分離精製が困難なこと、ｂ
）法では、毒性、危険性の面で問題の大きいジアゾメタ
ンを大量に使用しなければならないこと、Ｃ）法、ｄ）
法、ｅ）法は、原料調製工程が長く煩雑であり、実用化
が極めて困難である等の欠点を有している。

（発明が解決しようとする課題） 一般式（Ｖ） ミノ基を表す。） で示される化合物を原料として、上記　ａ）法、ｆ）法
、ｇ）法、ｈ）法により、３−アルコキシメチル体を製
造するに当たっては、Ｒ，ＮＨがアミン基（すなわち、
Ｒ，＝Ｈの場合、７−アミノセファロスポラン酸、以下
、７ＡＣＡと呼称する）の場合よりも、Ｒ，ＮＨがアシ
ル化されたアミノ基またはシッフ塩基を形成したアミノ
基のような、反応に関与しない保３１基で保護されたア
ミノ基の方が、反応率が高い傾向にあることはよく知ら
れていることである。使用に適した保護基の選択は、最
終製造目的物の構造、保護基の調製および付加反応が容
易であるかどうか、Ｒ，ＮＨがアミノ基である７ＡＣＡ
を原料とした場合との、３位置換反応率の比較、脱保護
の方法および効率等を勘案して決定されることになる。

本発明が最終製造目的物とする７位がアミノ基である３
−アルコキシメチル体の場合は、７位を保護して３位置
換反応を行うと、単離、精製に際しては、必ず脱保護反
応を行わなければならず、従来の化学的な脱保護法の場
合は、脱保護反応、単離、精製工程の効率が数段にわた
ってかかる結果、７ＡＣＡを原料とした場合に比べ、同
等あるいはそれ以下の量しか得られず、反応工程での優
位性をなんら享受できるものではなかった。すなわち、
反応率の高さが、脱保護工程以降の多段工程効率で相殺
されてしまうという問題点があった。

（課題を解決するための手段および作用）本発明者らは
、前記の課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、特
公昭５４−１７０３２号に示される７ＡＣＡの製造にお
ける中間体であるＲ。

がグルタリル基である３−アセトキシメチル−７β−（
４−カルボキシブタンアミド）−３−セフェム−４−カ
ルボン酸を本発明の出発原料とすることにより、７ＡＣ
Ａを原料とする場合に比べ、数段高い反応率を得た後、
容易かつ定量的に脱保護を行うことにより、工業的規模
においても反応率の優位性を・維持できる本発明を完成
するに至った。

すなわち、本発明の第１は、本発明の最終製造目的物に
容易に変換可能な中間体であり、かつ、それ自体も優れ
た抗菌活性を有する次式（１）で示される３−メトキシ
メチルセファロスポラン酸誘導体およびその塩であり、
本発明の第２は、次式（ＩＩ） で示される化合物の３位をメチル化することを特徴とす
る上記式（１）で示される３−メトキシメチルセファロ
スポラン酸誘導体およびその塩の製造法である。さらに
、本発明の第３は、−ｍ式［） ％式％ （式中、Ｒは低級アルキル基を表す。）で示される化合
物の７位を脱アシル化することを特徴とする一般式（Ｉ
Ｖ） （式中、Ｒは低級アルキル基を表す。）で示される７−
アミノ−３−アルコキシメチルセファロスポラン酸の製
造法である。

本発明における式（１）の塩とは、例えば、塩酸、硫酸
などの無機酸の塩、またはメタスルホン酸、パラトルエ
ンスルホン酸、酒石酸、リンゴ酸などの有機酸の塩を挙
げることができる。

出発原料である式（ｆｆ）で示される３−アセトキシメ
チル−７β−（４−カルボキシブタンアミド）−３−セ
フェム−４−カルボン酸は、特公昭５４−１７０３２号
に記載されているセファロスポリンＣから７−アミツセ
フアロスボラン酸の製造中間体として容易に得られる。

そして、この式（１１）で示される化合物の３位をメチ
ル化して、式（１）で示される３−メトキシメチルセフ
ァロスポラン酸誘導体を製造するに当たっては、式（■
）で示される化合物を酸性触媒の存在下、メタノールと
反応させる。この場合、酸性触媒としては、例えば、硫
酸、弗酸などの無機酸、またはメタンスルホン酸、パラ
トルエンスルホン酸などの有機酸、あるいは、ＢＦ、、
塩化亜鉛、四塩化スズ、三塩化鉄などのルイス酸を挙げ
ることができる。

上記反応を好適に実施するには、式（ＩＩ）の化合物お
よびその１．　０〜５０倍当量、望ましくは１〜２０倍
当量のメタノール、および０．５〜１００倍当量の酸性
触媒を適当な溶媒中で反応させる。溶媒としては、反応
の進行を妨げるものでなければ適宜に使用することがで
きるが、ジオキサン、ＴＨＦ、ニトロアルカン、低級ア
ルキルニトリルなどの溶媒が好ましい。

反応温度は一４０°Ｃ−１００°Ｃ１望ましくは一２０
°Ｃ〜８０°Ｃで、反応時間は数時間、望ましくは１〜
６時間である。

次に、−ｉ式（ＩＩＩ）で示される化合物の７位を脱ア
シル化して、−数式（ＩＶ）で示される７−アミノ−３
−アルコキシメチルセファロスポラン酸の製造法である
が、−ｉ式（Ｖ）で示される化合物のうち、Ｒ１がグル
タリル基である３−アセトキシメチル−７β−（４−カ
ルボキシブタンアミド）−３−セフェム−４−カルボン
酸は、例えば、シュードモナス　エスピー（Ｐｓｅｕｄ
ｏｍｏｎａｓ　ｓｐ、）ＳＥ−８３（微工研条寄第８１
７号）の生成するセファロスポリンアシレースの代表的
基質であり、それら微生物菌体もしくはその処理物と接
触させることにより、容易に脱アシル化して７ＡＣＡを
生成するが、特開昭６１−２１０９７号に記載されてい
る。

本発明者らは、基質特異性の限られた酵素反応において
、３−アセトキシメチルの代わりに３−アルコキシメチ
ルである一般式（ＩＩＩ）で示される３−アルコキシメ
チル−７β−（４−力ルボキシブタンアミド）−３−セ
フェム−４−カルボン酸への上記酵素の適用をはかった
結果、−数式（■）で示される７−アミノ−３−アルコ
キシメチルセファロスポラン酸が驚くべき高収率で生成
することを見出したのである。３−アセトキシメチル−
７β−（４−カルボキシブタンアミド）−３−セフェム
−４−カルボン酸から３−アルコキシメチル−７β−（
４−カルボキシブタンアミド）−３−セフェム−４−カ
ルボン酸を導くための３位置換反応としては、エーテル
を合成する技術が適用可能である。すなわち、アルコー
ルの存在下、■硫酸、濃塩酸、Ｐ−トルエンスルホン酸
、メタンスルホン酸を加え反応を行う方法、■Ａ　Ｉ　
ＣＩ　：＋ＺｎＣｌ、、５ｎＣ１４、ＢＦ３などのルイ
ス酸を触媒とする方法、■Ｉ２、Ｎａｌなどのハロゲン
化合物の添加により反応させる方法などがある。

さらに、■アルコキサイドを反応基質としてエステルと
反応させる方法がある。セファム骨格がアルカリ条件下
では不安定となるため、酸性または中性条件下で反応が
実施できる■〜■の方法が好ましい。

反応系から生成した一般式（ＩＶ）で示される化合物を
単離するには、スチレン−ジビニルベンゼンの供電合体
よりなる合成吸着剤を用いる方法、活性炭を用いる方法
、イオン交換樹脂を用いる方法などのいわゆる樹脂法で
も、−船釣な溶媒抽出法でも、いずれの場合も選択が可
能である。また、単離された一般式（ＩＶ）で示される
化合物は、弱酸性から弱塩基性にわたるｐＨ範囲の水性
媒質中で酵素と接触させることにより、脱アシル化反応
を受ける。反応に供せられる酵素の使用形態としては、
培養菌体自身（有機溶媒処理菌体を含む）、界面活性剤
や物理的細胞破砕処理を経て得られた無細胞抽出液、そ
れらを包括剤で包括したり、担体への固定化処理を行っ
た、いわゆる固定化酵素などのうちから自由に選択でき
る。

（発明の効果） ７−アミノ−３−アルコキシメチルセファロスポラン酸
を製造するにあたり、中間体として一般式（■）で示さ
れる３−アルコキシメチル−７β−（４−カルボキシブ
タンアミド）−３−セフェム−４−カルボン酸を経るこ
とにより、酵素反応を用いたほとんど定量的とも言える
脱アシル化が可能となり、原料として７ＡＣＡを用いる
場合の３位置換反応時の反応収率に対する不満を解決し
、工業的規模で経済的にも格段に有利に製造することが
可能となった。

（実施例） 次に、実施例によって本発明をさらに具体的に説明する
が、この実施例によって本発明が限定されるものではな
い。

実施例１ ３−メトキシメチル−７β−（４−カルボキシブタンア
ミド）−３−セフェム−４−カルボン酸四塩化炭素１０
０ｄにメタノール２２．４ｇ。

３−フッ化ホウ素２メタノール錯体３．９ｇ、塩化亜鉛
１００ｇを混合し、６０°Ｃに昇温する。１５分攪拌し
て塩化亜鉛をほぼ完溶させ、３−アセトキシメチル−７
β−（４−カルボキシブタンアミド）−３−セフェム−
４−カルボン酸４２．５ｇ（０，１１モル）を添加し、
６０℃２０分反応を行う。反応後、直ちに５°Ｃ以下に
冷却し、冷却水を６５０１９添加する。アスピレータ−
減圧下、液量を６５０ｄまで減少させる。この液に酢酸
エチル６５０ｄを添加し、５分攪拌後、分液する。

酢酸エチル３００ｄずつを用いて、さらに抽出を２回繰
り返す。得られた酢酸エチル溶液を蒸発させると、白色
の粉末状結晶を得る。これを酢酸エチル・ヘキサンで再
結晶すると、３−メトキシメチル−７β−（４−カルボ
キシブタンアミド）−３−セフェム−４−カルボン酸３
１．９ｇ（収率８１％）を得た。

元素分析、ＮＭＲを以下に示すが、これらは目的物の構
造を支持する。

元素分析 理論値　　　　　　分析値 Ｃ４６，９３％　　　４６．８５％ Ｈ５，０３％　　　　５．２１％ Ｎ　　　　７．８２％　　　　７．６８％０　　３１．
２８％　　　３１．４６％３　　　　８．９４％　　　
　　８．８０％ＮＭＲ（Ｄ、０）　　　δ　（ｐｐｍ）
２、　３５　　（ｍ、　　６Ｈ，（ＧＨｚ）、＋　　）
３．３０　　（ｓ、３Ｈ，０ＣＨｙ　　）３．６０　　
（ｓ、２Ｈ，Ｓ　　ＧＨｚ　）３−メトキシメチル−７
β−（４−カルボキシブタンアミド）−３−セフェム−
４−カルボン酸の抗菌活性について示すと、次のとおり
である。

（ペーパーディスク拡散法） ブイヨン培地で培養した検定菌株を用いて、１０７〜１
０ｈケ／戚の菌を含むハートインフユージゴンアガー（
ＤＩＦＣＯ製）平板培地を作成した。次いで、蒸留水で
希釈したサンプルをペーパー・ディスクに浸潤させ、平
板培地上にのせる。

３７°Ｃで２０〜３０時間静置した後、生育阻止円の有
無を判定した。

対象薬剤として、７−（Ｄ−５−アミノ−５−カルボキ
シバレルアミド）−３−アセトキシメチル−３−セフェ
ム−４−カルボン酸（Ｃｅｐｈ−Ｃと略）を選定した。

注）菌生育が確認されなかったものを−（抗菌活性あり
）、確認されたものを＋（抗菌活性なし）として表記し
た。

実施例２ ７−アミノ−３−メトキシメチルセファロスポラン酸 肉エキス０．　５％、食塩０．３％、ヘプトン１％を含
む液体培地（ｐＨ７，０）５００ｍｌ！を５２容三角フ
ラスコに分注して、１２０°Ｃで１５分間蒸気滅菌した
後、シュードモナス　５Ｅ−８３（微工研条寄第８１７
号）を接種し、３０°Ｃで１日間回転振する。この培養
液全量を、カゼイン２％、酵母エキス０．０５％、Ｃ３
Ｌ０．４％、グルタミン酸ソーダ０．５％、グルタル酸
０．１％を含む液体培地（ｐＨ９，０）１０１を２０ｆ
容ジャーファーメンタ−に分注し、１２０°Ｃ３０分間
蒸気滅菌したものに接種し、３０°Ｃで３日間、通気１
００％／ｍｉｎ、攪拌３００ｒｐｍで培養した。

培養後、培養物を冷却下遠心分離して集菌した。

このようにして集められた湿潤菌体１００ｇを０．１Ｍ
リン酸緩衝液（ｐＨ７，０）１００−に懸濁し、０°Ｃ
で超音波破砕を行う。菌体残渣を冷却下遠心分離して、
酵素液１００ｄを得た。陰イオン交換樹脂アンバーライ
トＩＲＡ９０４＠（ロームアンドハース社製商品名）２
０ｇを常法どおり０．２Ｎ苛性ソーダで再生し、さらに
Ｏ，１Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ７，０）で充分に洗浄後、
上記調製の酵素液１００ｄを加えて、３０°Ｃ３時間の
攪拌後、２５％ゲルタールアルデヒド２．６−を加え、
さらに３０℃で１時間攪拌し、酵素を樹脂に固定化した
。実施例１で得られた３−メトキシメチル−７β−（４
−カルボキシブタンアミド）−３−セフェム−４−カル
ボン酸１０．０ｇ（０，０２８ｍｏｌ）を０．５Ｎ、リ
ン酸２ソーダ水溶液５００ｄと水５００戚に溶解しくｐ
Ｈ８，０）、上記固定化セファロスポリンアシレースを
加えた後、３０°Ｃの条件下１００時間攪拌する。その
後、処理液を遠沈させて得られる液中の７−アミノ−３
−メトキシメチルセファロスポラン酸の生成率は９７％
であった。この分離液をｐＨ３゜５に調整した後、５°
Ｃで一晩放置後、結晶を分離、乾燥し、７−アミノ−３
−メトキシメチルセファロスポラン酸１０．２ｇ（純度
９５％：０．０２７ｍｏｌ）を得た。

ＮＭＲスペクトルデーターを以下に示すが、これは目的
物の構造を支持する。

ＮＭＲ（Ｄ、Ｏ）　　δ（ｐｐｍ） ３．３５　（ｓ、３Ｈ，０ＣＨｚ　） ３．６５　（ｓ、２Ｈ，Ｓ　　ＧＨｚ　）５．１０　（
ｄ、ＩＨ，Ｎ−ＣＨ−） 酵 手続ネ甫正書（方式） ％式％ ■　事件の表示 特願昭６３−６７１６５号 ２　発明の名称 ３−メトキシメチルセファロスポラン酸誘導体とその製
造方法および７−アミノ−３−アルコキシメチルセファ
ロスポラン酸の製造法 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 （００３）旭化成工業株式会社 ４代理人 郵便番号１０５ ５　補正命令の日付（発送臼） 昭和６３年　６月２８日 ７　補正の内容 明細書第１頁の発明の名称を次のとおり補正する。

「３−メトキシメチルセファロスポラン酸誘導体とその
製造方法および７−アミノ−３−アルコキシメチルセフ
ァロスポラン酸の製造法」

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）次式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） で示される３−メトキシメチルセファロスポラン酸誘導
   体およびその塩。
2. （２）次式（II） ▲数式、化学式、表等があります▼（II） で示される化合物の３位をメチル化することを特徴とす
   る請求項１記載の３−メトキシメチルセファロスポラン
   酸誘導体およびその塩の製造法。
3. （３）一般式（III） ▲数式、化学式、表等があります▼（III） （式中、Ｒは低級アルキル基を表す。） で示される化合物の７位を脱アシル化することを特徴と
   する一般式（IV） ▲数式、化学式、表等があります▼（IV） （式中、Ｒは低級アルキル基を表す。） で示される７−アミノ−３−アルコキシメチルセファロ
   スポラン酸の製造法。