JPH01304896A - β―ラクタム化合物の変換法 - 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】 する公知の方法に従ってβ−ラクタム化合物を他の化合
物に変換させる方法における改良に係る。

さらに詳述すれば、本発明は、β−ラクタム化合物の化
学におけるカルボキシ基の新規な保護法に係る。該方法
によれば、カルボキシ基を相当するフェニルーアセトキ
シーメチルエステルに変化させることによって保護する
。保護基の除去は、ペニシリンアシラーゼ（Ｅ．Ｃ．　
３．５．１．１１）によって酵素法で達成される。

カルボキシ基の保護の問題は、各種の化学法における興
味深い対象であり、β−ラクタム系抗生物質の化学（容
易に天然源から人手可能なこの種の化合物に属する特殊
な構造から出発して開発された多数の変性法及び相互変
換法が存在する）の如き入組んだ分野では特に強く感じ
られる。

たとえば、ペニシリンのチアゾリジン環を拡張してセフ
ァロスポラン系化合物の代表的な骨格を形成する方法は
非常に重要である。広範かつ変化のある抗菌スペクトル
を有する化合物を発見することを目的として、ペニシリ
ン及びセファロスポリンの両方について、他の方法によ
っては得られない置換基を自然法によって導入するよう
各種の変換が行われている。

このような変換の間に、そのままの状態では脱力ルボキ
シル化を受け［Ｍｏｒｉｎ　ｒＪＡｃｓＪ　９１，　１
４０１。

（１９６９）］、又は望ましくない副生物を生ずる［Ｇ
ｕｔｏｗｓｋｉ　ｒテトラヘドロン・レターズ（Ｔｅｔ
ｒａ−ｈｅｄｒｏｎ　ＬｅｔｔｅｒｓＪ　３７，　３４
３３　（１９７１）］ため、カルボキシ基の保護がしば
しば要求される。

このような望ましくない″反応の発生を阻止するため、
各種の保護基が見出されているが、これら保護基につい
て、β−ラクタム環の感受性を妨げない条件下で除去さ
れうるちのとの特性が付与されなければならない。たと
えば、かかる特性は、ベンジル基及びベンズヒドリル基
の場合（これらの基は水素化分解によって除去される）
、ｐ−メトキン−ベンジル基の場合（トリフルオル酢酸
によって加水分解される）、ｐ＝二トロベンジル基及び
β−トリクロルエチル基［これらの基はＺｎ及び酢酸に
よって除去される（Ｗｏｏｄｗｏｒｄ　ｒＪＡｃｓＪ　
８ｇ，　　８５２（１９６６）］、ビバリルーオキシー
メチル基の場合（温和な塩基性条件下で加水分解する）
、及びトリメチル−シリル基の場合［メチルアルコール
又は水の存在下で不安定である（Ｋｏｎｉｎｇ　ｒＪＯ
ｃＪ　４０，　１３４６（１９７５））コに見られる。

残念なことには、これら保護基のいくつかについては除
去率がかなり低い。たとえば、ベンズヒドリル基は３０
％以下の収率で水素化分解され［Ｍｏｒｉｎ　ｒＪＡｃ
ｓＪ　９１，　１４０１　（１９６９）］、トリクロル
エチル基では、除去の間に亜鉛イオンを生じ、該亜鉛イ
オンがセファロスボラン形の基質と錯体を形成するため
、反応混合物からの分離が煩雑となり、従って、イオン
交換樹脂を使用することによって除去されなければなら
ない［Ｃｈａｕｖｅｔｔｅ　ｒＪＯｃＪ　３６。

１２５９　（１９７１）］。これに対して、ｐ−メトキ
シ−ベンジル基の如き他の保護基はチアゾリジン環の拡
張の収率に対して影響を及ぼし［Ｃｈａｕｖｅｔｔｅ　
ｒＪＯｃＪ岨，　１２５９　（１９７１）コ、トリメチ
ル−シリル基の如き保護基は揮発性の生成物を生じ、汚
染の問題を生ずる原因となる。

発明者らは、新たに、ペニシリン、セファロスポリン及
び一般にβ−ラクタム系化合物のカルボキシ官能基を、
下記構造を有する相当するフェニル−アセトキシ−メチ
ルエステルに変化させることによって保護できることを
見出した。

（Ｉ［） （式中、Ｒ”＝　　Ｍｅ、　ＯＭｅＳＣ１２）保護基の
除去は、ペニシリンアシラーゼ（Ｅ、Ｃ。

３．５．１．１１）を使用する酵素法によって行われる
。

このようにして、反応は室温で行われ、高価な化学反応
体の使用及び環境問題を生じる副生物の生成の両問題点
を同時に回避できる。この保護基の導入は容易に達成さ
れる。すなわち、一般式％式％ （式中、Ｘは、好ましくはＣＱ、　Ｂｒ、　Ｉｌ、　ｃ
ｕ３ｓＯｓ　−１ＣＦ３ＳＯ３−１ＣＨ３Ｃ，Ｉｌ、Ｓ
Ｏ３−である）で表される化合物と酸分子との縮合によ
って行われる。なお、該−般式で表される化合物自体は
、フェニル酢酸の塩素化物又は臭素化物、ホルムアルデ
ヒド及び塩化亜鉛から調製される［Ｂｏｄｏｒｒジャー
ナル・オブ・メディシン（Ｊ、Ｍｅｄ、）Ｊ　２３．５
６６　（１９８０）］。

保護基の除去についても、溶液とした酵素、支持体に不
動化した酵素又は膜反応器内の酵素によって容易に実施
される。たとえばポリアミド樹脂のビーズ（Ｅｕｐｅｒ
ｇｉｔ　Ｃ）上に不動化した酵素系を使用することによ
り、かなり多数回のサイクルに使用することが可能とな
る。実際、同一の酵素を加水分解４００サイクル以上に
使用した後でも、活性の低下はほとんど見られない。反
応条件は極めて温和であり、反応を温度０ないし５５℃
、ｐＨ５ないし９．５で実施すればよい。

さらに、上記構造（１）、（Ｉ［）及び（■）（ここで
、Ｒ及びＲ′はφＣＨ，ＣＯ−である）の如き新規な保
護基を使用することにより、カルボキシ基の保護基を除
去する際、その間にアミド置換基の加水分解ら同時に行
われる。

このような特殊な利点は下記の如き方法において見られ
、公知のものよりもｌ工程少ない工程数で達成されるこ
とになる。

（ＩＶ） ７−アミツージアセトキシ−セファロスボラン酸（ＩＶ
）から、一般式 で表されるすべての生成物が得られる。

０ＯＨ （Ｖ） （ここで、Ｘ＝０１＋Ｉｅ、　Ｃ０ ７−アミノ−３−メトキシ−セフ−３−エム−４−カル
ボキシ酸及び７−アミノ−３−クロロ−セフ−３−エム
−４−カルボキシ酸（Ｖ）から、一般式で表される化合
物が得られる。

これら方法の反応混合物について行った肝ＬＣ分析から
、エステル基の加水分解及びアミド基の加水分解が同じ
速度で進行し、常に唯一の反応生成物がフェニル酢酸に
対してモル比ｌ：２で見出されることが明らかである。

反応中間体は全く見出されなかった。

このように、下記の２つの利点を示す酸のための新規な
保護基が見出された。１つの利点は、容易かつ高収率で
あることにある。これにより、β−ラクタム環の反応性
を妨げることなく、かつ危険な反応体を使用することな
く除去される。第２の利点は、６位又は７位に各々フェ
ニル−アセトアミド置換基を有するペニシリン及びセフ
ァロスポリンの如き特殊な基質において同時加水分解を
生ずることが可能であることにある。

実施例 １）ベンジルペニシリンスルホキシド 水ｌ１２中に含有されたベンジルペニシリンカリウム塩
７５ｇ（０，１９モル）にメタ過ヨウ素酸ナトリウム４
５．５９（０，２０モル）を添加し、混合物を室温で２
時間撹拌した。０℃に冷却後、反応混合物をｐＨ１にお
いてクロロホルムで抽出した。

有機相を濃縮して容量を１５０ｘｃとし、エーテル４０
０ｘＱを添加してベンジルペニシリンスルホキシドを沈
殿させた。沈殿したベンジルペニシリンスルホキシドを
戸数し、エーテルで洗浄し、減圧下で乾燥させた。生成
物６４９が得られた（９０％）。

無水ＤＭＦ１４０ｍ１２に溶解せしめたベンジルペニシ
リンスルホキシド５０９（０，１６モル）に、トリエチ
ルアミン４４１１σ（０，３２モル）を添加し、窒素雰
囲気中、室温においてフェニルアセチルオキシメチレン
クロリド５ｇ９（０，３２モル）を滴加した。

室温に２４時間維持した後、反応塊状物を水に注加し、
塩化メチレンで抽出した。

ついで、有機相を非常に薄い酸、炭酸水素ナトリウム溶
液及び最後に水で順次洗浄した。洗浄した有機相を完全
に乾燥させ、濃縮し、クロマトグラフィー（希釈剤：ヘ
キサン／Ａｃ０ｔ　６：４．２：８）によって生成物を
単離した。生成物３０９が得られた（収率４０％）。

［（！　］２０＝　　＋１６７．９８°（ｃ＝１．　Ｃ
Ｈ（４３中）ベンジルペニシリンスルホキシドのフェニ
ルアセチルオキシメチルエステル１０ｇ（０，０２モル
）と無水のｐ−）ルエンスルホン酸２゜５ｇとの混合物
を、テトラメチル尿素２５０ｍ１２中、１３５℃で２時
間加熱した。溶媒を除去し、得られた油状物を酢酸エチ
ル１００Ｊ１１２中に溶解させた。有機相を炭酸水素ナ
トリウムの希溶液で洗浄し、ついで水で２回洗浄し、完
全に乾燥させ、蒸発させた。固状生成物８．６９が得ら
れ、酢酸エチル／ヘキサンから晶析させた（収率＝９０
％）。

［α］”　＝　　＋７ｔ、ｇ９゜ 融点　＝　１５０−１５１’Ｃ ４）７−アミツージアセトキシ−セファロスポラン酸 Ｅｕｐｅｒｇｉｔに支持したペニシリンアシラーゼ２０
０１０（１９０１Ｕ／９）を水／アセトニトリル混合物
（９０／１０）３００３！１２中に懸濁させた。アセト
ニトリルに溶解せしめた７−フエニルアセドアミトーデ
アセトキシーセフアロスボラン酸のフェニルアセチルオ
キシメチルエステル４００ｍｇを２５℃において前記系
に滴加し、その間、Ｉ　Ｎ　ＮａＯＨを添加して溶液の
ｌ）Ｈ値を７．３ないし７．５の範囲に維持した。Ｎａ
ＯＨの論理量（２ｅｑ、１モル）を消費したところで酵
素を炉去し、ＨＣｌ２を添加することによってＰ液を酸
性化してｐｕ５とし、フェニル酢酸を酢酸エチルで抽出
した。減圧下で濃縮して水相の容量を減少させ、生成物
１７８Ｎｇを得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　２位のカルボキシ基の保護を必要とする公知の方法
   に従ってβ−ラクタム化合物を他の化合物に変換させる
   方法において、該カルボキシ基を相当するフェニルアセ
   チルオキシメチルエステル形として保護し、酵素加水分
   解によって該保護基を除去することを特徴とする、β−
   ラクタム化合物の変換法。 ２　請求項１記載の方法において、保護基の除去に使用
   する酵素がペニシリンアシラーゼ（Ｅ．Ｃ．３．５．１
   ．１１）である、β−ラクタム化合物の変換法。 ３　請求項２記載の方法において、酵素加水分解を、温
   度０ないし５５℃、ｐＨ５ないし９．５において水性／
   有機溶媒中で行う、β−ラクタム化合物の変換法。 ４　請求項１記載の方法において、遊離カルボキシ基を
   有するβ−ラクタム基質を、一般式ＸＣＨ＿２ＯＣＯＣ
   Ｈ＿２φ （式中、ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉ、ＣＨ＿３Ｃ＿８Ｈ＿４Ｓ
   Ｏ＿３＾−、ＣＨ＿３ＳＯ＿３＾−、ＣＦ＿３ＳＯ＿３
   ＾−でなる群から選ばれるものである）で表される化合
   物で処理することによって前記フェニルアセチルオキシ
   メチルエステルを形成させる、β−ラクタム化合物の変
   換法。 ５　請求項４記載の方法において、前記反応を、エーテ
   ル、クロル化溶媒、芳香族溶媒、アセトニトリル、ジメ
   チルホルムアミド、ジメチルスルホキシドでなる群から
   選ばれる有機溶媒中、温度０ないし５０℃で行う、β−
   ラクタム化合物の変換法。 ６　請求項１記載の方法において、ペニシリンＧスルホ
   キシドの７−ＡＤＣＡ酸、７−アミノ−３−メトキシ−
   セフ−３−エム−４−カルボキシ酸、又は７−アミノ−
   ３−クロロ−セフ−３−エム−４−カルボキシ酸への変
   換方法において、ａ）カルボキシ基を保護し、ｂ）環を
   拡張させ、ｃ）７位のフェニルアセチル基を除去し、及
   びｄ）カルボキシ保護基を加水分解し、これら工程のｃ
   ）及びｄ）をペニシリンアシラーゼにより単一工程で行
   う、β−ラクタム化合物の変換法。