JPH08119935A - 2−ピロリジノン誘導体の製造方法 - Google Patents

2−ピロリジノン誘導体の製造方法

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JPH08119935A
JPH08119935A JP7219974A JP21997495A JPH08119935A JP H08119935 A JPH08119935 A JP H08119935A JP 7219974 A JP7219974 A JP 7219974A JP 21997495 A JP21997495 A JP 21997495A JP H08119935 A JPH08119935 A JP H08119935A
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克弘 小林
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浩 福原
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▲とよ▼矩 竹林
Isao Kawamoto
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】本製法は優れたピロリジノン誘導体(2)の製
法である。 【解決手段】 下記反応式に示すピロリジノン誘導体
(2)の製法 【化1】 上記式中、Xはハロゲン原子;R1 はH,保護基;R2
は保護基を示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は医薬用抗菌剤の合成
中間体として有用な光学活性な2−ピロリジノン誘導体
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光学活性な4−ヒドロキシ−2−ピロリ
ジノンについては光学活性なS若しくはR配位の4−ア
ミノ−3−ヒドロキシ酪酸を原料とする方法が知られて
いるが、収率の良好なものはヘキサメチルジシラザン等
の高価な縮合剤を用いる必要がある(Synthesi
s,1978,614)。また光学純度の低い(S)−
4−クロロ−3−ヒドロキシ酪酸を25%アンモニア水
で加熱して(S)−4−ヒドロキシ−2−ピロリジノン
を製造する方法(J.Chem.Research
(S),1984,132)があるが、収率も低く、光
学純度も高いものが得られない等の問題点を有し、いず
れも工業的製法としては不向きである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、これらの
問題点を解決し、多量に高品質の光学活性な2−ピロリ
ジノン誘導体を得る目的で鋭意検討したところ、R配位
若しくはS配位を有する式(1)を有する化合物をアジ
ド基を有する式(2)を有する化合物に導びき、ついで
アミノ基を有する式(3)を有する化合物を得、室温下
放置乃至は加熱することにより、R配位若しくはS配位
を有する式(4)が効率良く得られたことを見出し、発
明を完成させたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はR配位若しくは
S配位を有する式
【0005】
【化5】
【0006】(式中、Xはハロゲン原子、R1 は水素原
子若しくは水酸基の保護基を示し、R2 はカルボキシル
基の保護基を示す。)で表わされる化合物をアルカリ金
属アジドと反応させ、式
【0007】
【化6】
【0008】(式中、R1 ,R2 は前述したものと同意
義である。)で表わされる化合物とし、この化合物を還
元することにより、式
【0009】
【化7】
【0010】(式中、R1 ,R2 は前述したものと同意
義である。)で表わされる化合物とし、この化合物を閉
環反応を行い、式
【0011】
【化8】
【0012】(式中、R1 は前述したものと同意義であ
る。)で表わされる光学活性な2−ピロリジノン誘導体
の製造方法である。
【0013】式(1)の定義中、Xは塩素、臭素、ヨウ
素などのハロゲン原子を示し、R1の水酸基の保護基
は、たとえば、トリメチルシリル,トリエチルシリルな
どのシリル基;ベンジル,4−ニトロベンジル,2−ニ
トロベンジル,4−メトキシベンジルなどのアラルキル
基;アセチル,プロピオニル,ベンゾイルなどのアシル
基;メトキシカルボニル,アリルオキシカルボニルなど
の置換オキシカルボニル基またはテトラヒドロピラニ
ル,メトキシメチル,1−エトキシエチルなどのエーテ
ル基があげられる。R2 のカルボキシル基の保護基は、
たとえばメチル,エチル,若しくはtert−ブチルの
ようなアルキル基;ベンジル,ジフェニルメチル,4−
ニトロベンジル若しくは2−ニトロベンジルのようなア
ラルキル基;アリル,2−クロロアリル,2−メチルア
リル若しくは3,3−ジメチルアリルのようなアルケニ
ル基;トリメチルシリル基;ピバロイルオキシメチル,
アセトキシメチルのようなアルカノイルオキシアルキル
基;1−(エトキシカルボニルオキシ)エチル,1−
(イソプロポキシカルボニルオキシ)エチルのようなア
ルコキシカルボニルオキシアルキル基;フタリジル,イ
ソダニル,メトキシメチル基があげられる。
【0014】式(2)の定義中、R1 ,R2 は前述した
ものと同意義を示す。
【0015】
【発明の実施の形態】R配位若しくはS配位を有する式
(1)を有する化合物に、アジ化リチウム,アジ化カリ
ウム,アジ化ナトリウム等のアルカリ金属アジドを作用
させることによってR配位の(1)からはR配位の式
(2)を有する化合物を得ることができ、また、S配位
の(1)からはS配位の(2)を得ることができる。
【0016】使用されるアルカリ金属アジドの量は化合
物(1)に対してモル比1〜5倍、好ましくは1.2〜
2倍である。本反応に使用される有機溶剤としてはベン
ゼン,トルエン,キシレン等の炭化水素類;塩化メチレ
ン,2,4−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水類,
テトラヒドロフラン,ジオキサン等のエーテル類,酢酸
エチル等のエステル類,ジメチルホルムアミド,ジメチ
ルアセトアミド等のアミド類,ジメチルスルホキシド等
のスルホキシド類があげられ、好適にはアミド類があげ
られる。反応温度は40〜120℃で特に好適には80
〜110℃である。反応時間は反応温度によって異るが
通常3〜10時間であり、好ましくは4〜7時間であ
る。また、用いる溶媒によっては、反応を円滑に進行さ
せるために、塩化テトラn−ブチルアンモニウム,臭化
テトラn−ブチルアンモニウム,ヨウ化テトラn−ブチ
ルアンモニウム等のような相関移動触媒の存在下で行う
のが好適であり、特に好適には臭化テトラn−ブチルア
ンモニウム,ヨウ化テトラn−ブチルアンモニウムであ
る。
【0017】目的とする化合物は、クロマトグラフィー
または蒸留等により精製することができる。
【0018】式(3)の定義中、R1 ,R2 は前述した
ものと同意義を示す。
【0019】R配位若しくはS配位を有する式(2)を
有する化合物は水素添加反応、金属と酸を用いる還元反
応、金属とアルコール類を用いる還元反応、金属ハイド
ライドを用いる還元反応、リン化合物を用いる還元反応
等によりR配位を有する(2)からはR配位を有する式
(3)の化合物を得ることができ、またS配位を有する
(2)からはS配位を有する(3)を得ることができ
る。好適には水素添加による還元反応である。
【0020】水素添加反応では触媒として5%〜10%
パラジウム炭素、5%白金炭素、ラネーニッケル,リン
ドラー触媒等を用いることができる。使用される触媒の
量は化合物(2)に対して重量比0.02〜1.0倍、
好ましくは0.05〜0.5倍である。本反応は通常有
機溶剤中で行われ、有機溶剤としては、ベンゼン,トル
エン,キシレン等の炭化水素類、テトラヒドロフラン、
ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル等のエステル
類、メタノール,エタノール,イソプロピルアルコール
等のアルコール類、ジメチルホルムアミド,ジメチルア
セトアミド等のアミド類があげられ、好適にはアルコー
ル類があげられる。反応温度は0〜40℃で特に好適に
は10〜30℃である。水素の圧力は1〜4気圧が好適
である。反応時間は反応温度や水素の圧力により異るが
好ましくは0.5〜2.0時間である。
【0021】金属と酸を用いる還元反応では使用する金
属としては粒状または粉末状の亜鉛、塩化クロム等を用
いることができる。使用する金属の量は化合物(2)に
対して重量比5〜15であり、好適には8〜10倍であ
る。使用する酸としては塩酸等の鉱酸および酢酸等の有
機酸である。使用する酸の量は化合物(2)の重量に対
し、体積比として5〜15倍であり、好適には8〜10
倍である。反応溶媒としてはアセトンおよびその水溶液
が好ましい。
【0022】金属とアルコール類を用いる還元反応では
使用する金属としては粒状または粉末状のマグネシウ
ム、粒状または粉末状のカルシウム、四塩化錫等があげ
られる。使用する金属の量は化合物(2)に対して重量
比0.1〜5.0倍であり、好適には0.2〜3.0倍
である。使用するアルコール類はメタノール,エタノー
ル,イソプロパノール等であり、好適にはメタノール,
エタノールである。
【0023】金属ハイドライドを用いる還元反応では使
用する金属ハイドライドとしては水素化ホウ素ナトリウ
ム,水素化リチウムアルミニウム等があげられる。使用
する金属ハイドライドの量は化合物(2)に対してモル
比2.0〜5.0倍、好適には2.5〜3.5倍であ
る。使用する有機溶媒としては、エーテル,テトラヒド
ロフラン等のエーテル類、メタノール,エタノール等の
アルコール類である。反応温度は室温から使用する溶媒
の還流温度の範囲であり、反応時間は反応温度にもよる
が3〜15時間である。
【0024】リン化合物を用いる還元反応ではトリフェ
ニルホスフィン等のトリアルキルフォスフィン類,トリ
エステルホスファイト等のトリアルキルフォスファイト
類が使用される。使用されるリン化合物の使用量は化合
物(2)に対してモル比1.0〜3.0倍であり、好適
には1.0〜1.5倍である。反応は有機溶剤と水の混
合溶液中で行われ、有機溶剤としては、ジエチルエーテ
ル,テトラヒドロフラン,ジオキサン等のエーテル類,
メタノール,エタノール,イソプロピルアルコール等の
アルコール類が用いられる。反応温度は室温下で、反応
時間は15〜20時間である。
【0025】上記の種々の還元反応により得られる化合
物(3)は常法(たとえばクロマトグラフィーまたは塩
酸塩として)により精製することができる。
【0026】式(4)の定義中、R1 ,R2 は前述した
ものと同意義を示す。
【0027】R配位若しくはS配位を有する式(3)を
有する化合物は室温下放置または加熱閉環することによ
り、R配位の(3)からはR配位の式(4)を有する化
合物を得ることができ、またS配位の(3)からはS配
位の(4)を得ることができる。
【0028】閉環反応は無溶媒下または有機溶媒中で実
施される。使用される有機溶媒としては、ベンゼン,ト
ルエン,キシレン等の炭化水素類、テトラヒドロフラ
ン、ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル等のエステ
ル類、メタノール,エタノール,イソプロピルアルコー
ル等のアルコール類、ジメチルホルムアミド,ジメチル
アセトアミド等のアミド類があげられ、好適にはエステ
ル類、アルコール類があげられる。反応温度は、室温乃
至用いる有機溶剤の還流温度で、好適には50〜70℃
である。反応時間は反応温度によって異るが好ましくは
4.0〜6.0時間である。
【0029】化合物(4)は反応終了後、溶媒を濃縮
し、アルコール類、エステル類等乃至はそれらの混合液
から結晶化し、単離することができる。
【0030】また、本反応は式(2)の化合物の還元反
応において用いる方法や用いる溶媒により、式(3)の
化合物を単離することなく、反応溶媒や抽出溶媒を加熱
する連続操作で式(4)の化合物を得ることができる。
【0031】以下に実施例をあげて説明するが、本発明
はこれらに限定されるものではない。
【0032】
【発明の効果】本発明により効率よくかつ大量に2−ピ
ロリジノン誘導体が得られる。ここに得られた2−ピロ
リジノン誘導体は特開平2−49783号公報に記載さ
れた方法によりすぐれた抗菌剤であるカルバペネム誘導
体へ導くことができる。
【0033】
【実施例】
実施例1(S)−4−アジド−3−ヒドロキシ酪酸エチル (S)−4−クロロ−3−ヒドロキイ酪酸エチル(10
0g)をジメチルホルムアミド(1 l)に溶解し、ナ
トリウムアジド(78.0g)を加えた後、100℃、
3時間加熱した。反応液を室温まで冷却したのち、水を
加え、酢酸エチルにより抽出した。得られた有機層を1
0%食塩水、飽和食塩水で洗浄、さらに硫酸マグネシウ
ムで乾燥した後溶媒を減圧下留去し、油状の(S)−4
−アジド−3−ヒドロキシ酪酸エチル(94.7g)を
得た(収率91%)。
【0034】 赤外線吸収スペクトル(NaCl) 2102cm-1,1725cm-1 核磁気共鳴スペクトル (CDCl3 ,TMS 内部標準) δppm:1.28(3H,t,J=7.20Hz),2.54(2H,d,J=6.39Hz),3.35
(2H,d,J=5.31Hz),3.20-3.45(1H,m),4.19(2H,q,J=7.20H
z) 。
【0035】実施例2(S)−4−ヒドロキシ−2−ピロリジノン (S)−4−アジド−3−ヒドロキイ酪酸エチル(9
0.0g)をメタノール(450ml)に溶解し、5
0.1%水分含量のパラジウム−炭素粉末(パラジウム
含量,75重量%,180g)加え、水素気圧下(3.
0kg重/cm2 )20℃、1.5時間反応を行った。
その後反応液を濾過し、メタノール(450ml)で洗
浄し、反応濾液そのまま60℃,5.0時間加熱した。
反応終了後、溶媒を減圧下留去し、得られた残渣をエタ
ノール酢酸エチルにより再結晶を行ない、白色結晶の
(S)−4−ヒドロキシ−2−ピロリジノン(38.0
g)を得た。
【0036】融点 158〜161℃ 施光度[α]D 24 − 55.24°(C=1.0 , H2O) 赤外線吸収スペクトル(KBr)νmax cm-1: 3247,3145,16
72,1483,1446,1416. 核磁気共鳴スペクトル (400MHz,D2O 内部標準,トリメ
チルシリルプロピオン酸ナトリウム−d4) δppm:2.28(1H,dd,J=17.72,1.64Hz),2.77(1H,dd,J=17.7
2,6.72Hz),3.34(1H,dd,J=11.75,1.03Hz),3.72(1H,dd,J=
11.75,5.21Hz),4.60-4.64(1H,m) 。 実施例3(S)−4−ヒドロキシ−2−ピリジノン (S)−4−アミノ−3−ヒドロキシ酪酸エチル(1.
85g)をメタノール(19ml)に溶解し、60℃、
5.0時間反応を行った。以下実施例2と同様に処理、
精製して結晶状の(S)−4−ヒドロキシ−2−ピロリ
ジノン(0.67g)を得た。このものは、融点、施光
度核スペクトルにおいて実施例2で得られたものと一致
した。
フロントページの続き (72)発明者 川本 勲 東京都品川区広町1丁目2番58号 三共株 式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R配位若しくはS配位を有する式 【化1】 (式中、Xはハロゲン原子、R1 は水素原子若しくは水
    酸基の保護基を示し、R2 はカルボキシル基の保護基を
    示す。)で表わされる化合物をアルカリ金属アジドと反
    応させ、式 【化2】 (式中、R1 ,R2 は前述したものと同意義である。)
    で表わされる化合物とし、この化合物を還元することに
    より、式 【化3】 (式中、R1 ,R2 は前述したものと同意義である。)
    で表わされる化合物とし、この化合物を閉環反応を行
    い、式 【化4】 (式中、R1 は前述したものと同意義である。)で表わ
    される光学活性な2−ピロリジノン誘導体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0844242A1 (en) * 1996-11-26 1998-05-27 Daicel Chemical Industries, Ltd. Method of producing 4-hydroxy-2-pyrrolidinone and method of purifying the same
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US7262308B2 (en) 1999-05-14 2007-08-28 Kaneka Corporation Process for producing optically active azetidine-2-carboxylic acids

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