【発明の詳細な説明】
エポキシドからのcis−1−アミノ−2−
アルカノールの位置特異的製法発明の背景
本発明は、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)によりコードされたプロテアーゼ
を阻害する化合物、特に後記実施例における化合物Jのような或る種のオリゴペ
プチドアナログ、を合成するための新規な中間体および方法に関する。これらの
化合物はHIVによる感染の予防、HIVによる感染の治療、およびその感染に
よる後天性免疫不全症候群(AIDS)の治療に価値がある。上記化合物はさら
にレニンおよび他のプロテアーゼ阻害にも有用である。
本明細書中に記載の本発明は、エポキシド前駆体からのcis−1−アミノ−
2−アルカノール、特にcis−1−アミノ−2−インダノール(化合物B)の
位置特異的生成を行う方法に関する。より具体的には、インデンオキシド出発物
質のC−2位の炭素−酸素結合の立体化学をそのまま保持して、適する生成物1
−アミノ−2−インダノールへのほぼ完全な変換を生ぜしめる。たとえば、(1
S,2R)−インデンオキシド
は実質的に1S−アミノ−2R−インダノールを生成し、また、(1R,2S)
−インデンオキシドは実質的に1R−アミノ−2S−インダノールを生成する。
エポキシド エナンチオマーの混合物は1−アミノ−2−インダノール エナン
チオマーの同じ混合物を実質的に生成する。本明細書に記載の本方法は、この方
法がより短時間(すなわち、より生産的)であり、より高い収率を示すと共に環
境に与える影響が少ないという点で、従来技術より優れている。
レトロウイルスと称するヒト免疫不全ウイルス(HIV)は、免疫系の進行性
破壊(後天性免疫不全症候群;AIDS)並びに中枢および末梢神経系の変性を
含む合併症の病因因子である。このウイルスはLAV、HTLV−IIIまたは
ARVとして従来から知られている。レトロウイルス複製の共通の特徴は、ウイ
ルスがコードするプロテアーゼによりポリ蛋白質前駆体を徹底的に翻訳後プロセ
シングして、ウイルスの組み立ておよびその機能に必要な成熟ウイルス蛋白質を
生成することである。このプロセシングの阻害は、通常感染性であるウイルスの
生成を防止する。たとえば、N.E.Kohl等、Proc.Nat′l Acad.Sci.、第8
5巻、第4686頁(1988)は、HIVによっ
てコードされたプロテアーゼの遺伝的失活が未成熟な非感染性ウイルス粒子を生
成することを実証している。これらの結果は、HIVプロテアーゼの阻害がAI
DSの治療およびHIVによる感染の予防もしくは治療に有効な方法であること
を示唆している。
HIVのヌクレオチド配列は、1個の読取り枠(ORF)中にpol遺伝子の
存在を示す[L.Ratner等、Nature、第313巻、第277頁(1
985)]。アミノ酸配列の相同性は、pol配列が逆転写酵素、エンドヌクレ
アーゼおよびHIVプロテアーゼをコードするという証拠を与える[H.Toh
等、EMBOJ.、第4巻、第1267頁(1985);M.D.Power等
、Science、第231巻、第1567頁(1986);L.H.Pear
l等、Nature、第329巻、第351頁(1987)]。本発明の新規な
中間体および方法から作成しうる或る種のオリゴペプチドアナログを包含する最
終生成化合物はHIVプロテアーゼの阻害剤であり、1993年5月12日付け
公開のEPO 541,168号に開示されている[たとえば、化合物J参照]
。
従来、化合物Jおよび関連化合物の合成は12工程の方法を介して行われてき
た。この方法はEPO 541,168号に
記載されている。この経路の極端な長さ(12工程)はこの方法を時間浪費的に
すると共に甚しい労力を要するものとし、多くの高価な試薬および高価な出発物
質の使用を必要とする。より少ない反応工程および試薬しか必要としない経路は
、望ましい経済上および時間節約上の利点を与えるであろう。
具体的には、本発明は、(1S,2R)−インデンオキシド(化合物A)から
の1S−アミノ−2R−インダノール(化合物B)の合成方法を提供する。
エポキシドAを強酸とニトリルとで処理し、次いで水により加水分解して目的化
合物Bを得る。本発明の方法は1工程法であって、中間体の単離を回避する。
1−アミノ−2−インダノールの製造は、これまで多段階法によって行われて
きた。この方法は、trans−1−アミノ−2−インダノール(化合物C)を
生成させるためアンモニア水によるインデンオキシドの処理を含む。
次いで中間体Cをハロゲン化アシルで処理して、アミンをアミド中間体(化合物
D)まで変換する。ヒドロキシアミンDのヒドロキシル基をメシレート(化合物
E)への変換により活性化し、次いでこれを環化しオキサゾリンFを生成するよ
う誘導させる。この従来法により製造されたオキサゾリンFを精製した後、目的
のcis−1−アミノ−2−インダノールへの変換を行うべく上記したと同様な
条件にかける。
従来の試みにおいて、エポキシドは強酸/ニトリル溶剤の条件にかけるとオキ
サゾリン位置異性体の収率がかなり低いと報告されている[R.Bishop、
「Comprehensive Organic Synthesis」、B.
M.Trost等編、パーガモン・プレス社、ニューヨーク
(1991)、第6巻、第276頁;R.Oda等、Bull.Chem.So
c.Jpn.、第35巻、第1219頁(1962)参照]。
本発明とは異なり、酸およびニトリルで処理すると、ステロイド エポキシド
はトランスジアキシャル(transdiaxial)のα−アミドアルコール
を生成しオキサゾリンを生成しないと報告されている[G.Bourgery等
、Tetrahedron、第28巻、第1377頁(1972);R.J.R
yan等、Tetrahedron、第29巻、第3649頁(1973)]。
さらに本発明とは異なり、メチル−trans−2−エポキシステアレートは
エリスロ−β−アミノアルコールを生成するがオキサゾリンを生成しないと報告
されている[E.N.ZvankovaおよびR.P.Evstigneeva
、Zh.Org.Khim、第10巻、第878頁(1974)]。
したがって、関連技術の教示は、本発明に記載の条件下でのエポキシドの処理
は低収率をもたらすだけでなく低品質の生成物をも生成させることを予想させる
。
本発明の方法は、より少ない化学工程により1S−アミノ−
2R−インダノールの同じ全合成を達成する経路を提供する。さらに、中間体の
単離は本発明では不要である。さらに本発明の方法は、より少量の有機溶剤を使
用すると共に従来の方法よりも高い全収率にて進行し、その結果、従来の方法よ
りも環境に与える影響が少ない。発明の概要
本発明は、(1S,1R)−アミノ−(2R,2S)−アルカノール、特に1
S−アミノ−2R−インダノールの位置特異的生成を行うための新規な方法を提
供する。本発明の方法は、(1S,1R)−アミノ−(2R,2S)−アルカノ
ール出発物質の炭素−酸素結合の立体化学を実質的にそのまま保持する。生成化
合物は、HIVプロテアーゼ、レニンおよび他のプロテアーゼの阻害剤を合成す
る際に有用な化合物の中間体となる。発明の詳細な説明
本発明はエナンチオマー中間体1−アミノ−2−アルカノール、特に1S−ア
ミノ−2R−インダノールもしくは1R−アミノ−2S−インダノールの新規な
製造方法を提供する。これらの中間体はHIVプロテアーゼ阻害剤の製造に有用
で
ある。
本発明においては、cis−1−アミノ−2−インダノールのエナンチオマー
または前記エナンチオマーの混合物を合成するための位置選択的方法を開示し、
この方法はインデンオキシド出発物質のC−2位の炭素−酸素結合の立体化学を
実質的にそのまま保持し、さらにこの方法は、
(a) アルキルニトリルもしくはアリールニトリルから選択される溶剤および
必要に応じ助溶剤に溶解された1当量のインデンオキシドを供給するステップ、
(b) これに、強プロトン酸もしくはルイス酸または有機酸から選択される約
2当量の酸を混合し、次いで得られた混合物の温度を約−70℃〜約+30℃に
約0.25〜約6.0時間にわたり維持するステップ、
(c) 過剰の水を添加して加水分解を行うと共に約0.5〜約8.0時間にわ
たり約25〜約100℃の温度で撹拌してcis−1−アミノ−2−インダノー
ルの対応エナンチオマーまたは前記エナンチオマーの混合物を得るステップ、
を包含する。
この特定用途において、出発物質であるインデンオキシド
(化合物Aは1S,2Rエナンチオマーを示す)は各種の方法により容易に合成
される。ラセミ形および光学的に純粋な形を包含するエナンチオマーの任意の混
合物の形態で出発物質であるインデンオキシドを強プロトン酸(たとえば硫酸も
しくはH2SO4−SO3)またはルイス酸(たとえば三弗化硼素)または有機酸
(たとえばp−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸もし
くはトリフルオロメタンスルホン酸)により処理する。反応は溶剤と必要に応じ
助溶剤との混合液中で行うことができ、溶剤はアルキルニトリルもしくはアリー
ルニトリル、たとえばアセトニトリル、プロピオニトリルもしくはベンゾニトリ
ルからなる。助溶剤は限定はしないが、たとえばヘキサン、ヘプタンもしくはト
ルエンのような炭化水素、またはたとえばジクロロメタンもしくはクロロベンゼ
ンのようなハロカーボンを包含する。他の条件は約−70℃〜約+30℃の温度
および約0.25〜約6.0時間の範囲の温置時間を包含する。これら工程(a
)および(b)においては、水の存在は必要とせず、或る場合には望ましくない
結果をもたらす。工程(b)の生成物は一般構造F(ここでは、1S,2R形)
のオキサゾリンであると考えられ、約50〜85%の範囲の収率である。
可能ではあるが、中間体オキサゾリンFの単離は不必要である。好ましくは、
非単離のオキサゾリンFを水により約0.5〜約8時間にわたり約25〜100
℃の範囲の温度で直接処理する。これはオキサゾリンの加水分解を行って1S−
アミノ−2R−インダノール(化合物B)を生成する。結晶質遊離塩基(すなわ
ちアミノ−インダノール)として或いはアミン塩誘導体(たとえば酒石酸塩)と
しての前記生成物の単離をpH調整により反応媒体から直接に行って、このアミ
ノインダノール中間体を得る。全収率、すなわち上記工程(a)〜(c)の収率
は約50〜約80%の範囲である。
本発明による位置選択的方法の1実施態様においては、(1S,2R)−イン
デンオキシドを1S−アミノ−2R−インダノールまで実質的に変換するが、こ
れは、
(a) アルキルニトリルもしくはアリールニトリルから選択される溶剤および
必要に応じ助溶剤に溶解された1当量の(1S,2R)−インデンオキシドを供
給し、
(b) これに、強プロトン酸もしくはルイス酸または有機酸から選択される約
2当量の酸を混合し、次いで得られた混合物の温度を約−70℃〜約+30℃に
約0.25〜約6.0時
間にわたり維持し;
(c) 過剰の水を添加して加水分解を行うと共に約0.5〜約8.0時間にわ
たり約25℃〜約100℃の温度で撹拌して、他のエナンチオマーを実質的に含
まない1S−アミノ−2R−インダノールを得る、
工程により行われる。
本発明による位置選択的方法の他の実施態様においては、(1R,2S)−イ
ンデンオキシドを1R−アミノ−2S−インダノールまで実質的に変換するが、
これは、
(a) アセトニトリルおよび必要に応じ助溶剤に溶解された1当量の(1R,
2S)−インデンオキシドを供給し;
(b) これに、メタンスルホン酸もしくはH2SO4−SO3から選択された約
2当量の酸を混合し、次いで約−10℃〜25℃の温度を約30分〜約2.5時
間にわたり維持し;
(c) 過剰の水を添加して加水分解を行うと共に約2〜約5時間にわたり約4
5℃〜約100℃の温度範囲で撹拌して、他のエナンチオマーを実質的に含まな
い1R−アミノ−2S−インダノールを得る、
工程により行われる。
本発明の他の実施態様は1S−アミノ−2R−インダノールを合成する位置選
択的方法であり、この方法は、
(a) アセトニトリルおよび必要に応じ助溶剤に溶解された1当量の(1S,
2R)−インデンオキシドを供給し;
(b) これに、メタンスルホン酸またはH2SO4−SO3から選択された約2
当量の酸を混合し、次いで約−10℃〜25℃の温度を約30分〜約2.5時間
にわたり維持し;
(c) 過剰の水を添加して加水分解を行うと共に約2〜約5時間にわたり約4
5℃〜約100℃の温度範囲で撹拌して、他のエナンチオマーを実質的に含まな
い1S−アミノ−2R−インダノールを得る、
工程を含む。
本発明の他の実施態様は1R−アミノ−2S−インダノールを合成する位置選
択的方法であり、この方法は、
(a) アセトニトリルおよび必要に応じ助溶剤に溶解された1当量の(1R,
2S)−インデンオキシドを供給し;
(b) これに、メタンスルホン酸またはH2SO4−SO3から選択された約2
当量の酸を混合し、次いで約−10℃〜
25℃の温度を約30分〜約2.5時間にわたり維持し;
(c) 過剰の水を添加して加水分解を行うと共に約2〜約5時間にわたり約4
5℃〜約100℃の温度範囲で撹拌して、他のエナンチオマーを実質的に含まな
い1R−アミノ−2S−インダノールを得る、
工程を含む。
本発明の方法および中間体は、HIVプロテアーゼの阻害、ヒト免疫不全ウイ
ルス(HIV)による感染の予防もしくは治療、並びにその結果としての、たと
えばAIDSのような病理学的症状の治療に有用である最終生成化合物を製造す
るのに有用である。AIDSの治療またはHIVによる感染の予防もしくは治療
は、限定はしないが広範囲のHIV感染の状態:AIDS、ARC(AIDS関
連合併症)、徴候的および非徴候的の両者、並びにHIVに対する実際的もしく
は潜在的な暴露、を包含すると規定される。たとえば本発明の方法および中間体
から製造しうる最終生成化合物は、たとえば輸血、器官移植、体液交換、咬創、
偶発的針刺、または手術の際の患者血液に対する暴露により過去にHIVに暴露
したと疑われた後のHIVによる感染を治療するのに有用である。
最終生成物であるHIVプロテアーゼ阻害剤はさらに、抗ウイルス性化合物の
スクリーニングアッセイ系の組み立ておよび実施にも有用である。たとえば最終
生成化合物は、一層強力な抗ウイルス性化合物の優れたスクリーニング手段であ
る酵素突然変異体を単離するのに有用である。さらに、この種の化合物はたとえ
ば競合阻害によりHIVプロテアーゼに対する他の抗ウイルス剤の結合部位を確
定または決定するにも有用である。したがって、本発明の方法および中間体から
製造される最終生成化合物はこれらの目的で販売される市販製品となる。
本発明の中間体および方法により製造しうるHIVプロテアーゼ阻害化合物類
は、EPO 541,164号に開示されている。HIVプロテアーゼ阻害化合
物は、治療を必要とする患者に、医薬キャリヤおよび治療上有効量の化合物もし
くはその医薬上許容しうる塩を含有する医薬組成物として投与することができる
。EPO 541,164号は適する医薬処方、投与経路、塩の形態、および化
合物の用量を開示している。
本発明の化合物は不整中心を有してラセミ体、ラセミ混合物および個々のジア
ステレオマーもしくはエナンチオマーとして存在することができ、全ての異性体
の型が本発明に包含される。
任意の構成成分に任意の変動(たとえばアリール)が2回以上生起する場合、
各場合の変動の規定は他の全ての場合の変動の規定とは独立する。さらに各置換
基および/または変動の組合せは、この種の組合せが安定化合物をもたらす場合
のみ許容しうる。
特記しない限り、本明細書中で用いる「アルキル」という用語は、特定数の炭
素原子を有する分枝鎖および直鎖の両飽和脂肪族炭化水素基を包含することを意
図する(Meはメチルであり、Etはエチルであり、Prはプロピルであり、B
uはブチルであり、t−Buはt−ブチルである)。本明細書中で用いる「アリ
ール」という用語はフェニル(Ph)もしくはナフチルを意味することを意図す
る。
新規な方法を用いる代表的な実験手順を以下に詳述する。これらの手順は単に
例示に過ぎず、本発明の新規な方法を決して限定するものでない。実施例1
インデンオキシドからcis−1−アミノ−2−インダノールへの変換
10mlのアセトニトリルに溶解された1mlのインデンオキシド(8.33
ミリモル)に0.15mlの水(8.33ミリモル)を添加した。この混合物を
0〜5℃まで氷浴にて冷却した。濃硫酸を滴下しながら10℃未満のバッチ温度
を維持した。全部の酸を添加した後、温度を20〜25℃まで上昇させ
た。透明溶液を30分間にわたり熟成させた。
この混合物に2mlの水を添加し、溶液を30分間加熱した。メチルオキサゾ
リンがcis−アミノインダノールまで完全に変換された後、反応混合物を室温
まで冷却した。
5N KOHの溶液(3ml、15ミリモル)を添加した。これは硫酸に対す
る理論値の90%である。この溶液はリトマスに対し酸性を保った。pHが2よ
りも上昇すれば再アシル化が生じて、アミノインダノールの収率が低下する。白
色固体(K2SO4)を濾過により除去した。
ダウエックス(Dowex)樹脂15ml(アセトニトリルで濡らす)を撹拌
しながら添加した。撹拌樹脂を15分間にわたり熟成させ、LC(dilx50
)のためにサンプリングした。アミノインダノールのLCピークが消失した際、
樹脂を濾過によって集め、アセトニトリルで洗浄し、次いでメタノールにより洗
浄した。
湿潤樹脂をメタノール中の50mlの1N NH3の溶液で処理し、スラリー
を室温にて30分間撹拌した。再び樹脂を濾過によって集め、メタノール/NH3
を保存した。さらに
1N NH3/MeOH(20ml)を添加し、樹脂を再スラリー化させた。樹
脂を除去した後、アミノインダノールのメタノール/NH3溶液を合し、次いで
濃縮してNH3を除去した。最終MeOH溶液の分析は、酒石酸分割剤に使用し
うる1.0g(収率81%)のcis−1−アミノ−2−インダノールを示した
。実施例2 ラセミ体インデンオキシドの調製
インデン(95%、122ml)をメタノール(812ml)およびアセトニ
トリル(348ml)に溶解させ、次いで濾過した。濾液を0.05Mの二塩基
性燐酸ナトリウム(116ml)で希釈し、次いで1M水酸化ナトリウム水溶液
によりpH10.5に調整した。過酸化水素水溶液(35%、105ml)を水
(53ml)で希釈し、3時間かけて添加しながら、25℃の温度を維持すると
共に内部pHを1M水酸化ナトリウム水溶液(全部で120ml)により10.
5に維持した。
6時間の後、1Mメタ重亜硫酸ナトリウム水溶液(26ml)を添加しながら
、1M NaOH水溶液(39ml)の添加によりpHを8.3以上に維持した
。水(700ml)を添加し、
混合物を塩化メチレン(580mlおよび300ml)で抽出した。インデンオ
キシド(117g)を含有する有機抽出物を合して600mlの容積まで濃縮し
た。実施例3 (1S,2R)−インデンオキシドの調製
基質、すなわち(1S,2R)−インデンオキシドをD.J.O’Donne
ll等、J.Organic Chemistry、第43巻、第4540頁(
1978)(これらの目的で、参考として本明細書に取り入れる)に記載された
方法により調製した。実施例4 cis−1−アミノ−2−インダノールの調製
塩化メチレン中に600mlの全容積まで希釈されたインデンオキシド(11
7g)をアセトニトリル(600ml)で希釈し、−20℃まで冷却した。次い
でメタンスルホン酸(114ml)を添加した。この混合物を25℃まで加温す
ると共に2時間にわたり熟成させた。水(600ml)を添加し、混合物を45
℃で5時間加熱した。有機相を分離し、水相をさらに4時間にわたり加熱還流さ
せて、約200g/Lまで濃縮した。この溶液を50%水酸化ナトリウム水溶液
でpH
12.5に調整し、次いで5℃まで冷却して濾過し、真空乾燥してcis−1−
アミノ−2−インダノールを得た。実施例5 1S−アミノ−2R−インダノールの調製
(1S,2R)−インデンオキシド(85%ee)(250g、0.185モ
ル)をクロルベンゼン(300ml)およびヘプタン(1200ml)に溶解さ
せ、アセトニトリル(1250ml)中のメタンスルホン酸(250ml、0.
375モル)の溶液に約−10℃未満の温度にてゆっくり添加した。この反応混
合物を22℃まで加温すると共に1.0時間にわたり熟成させた。水を混合物に
添加し、100℃の内部温度に達するまで蒸留により濃縮した。反応混合物を1
00℃にて2〜3時間加熱し、次いで室温まで冷却した。クロルベンゼン(10
00ml)を添加し、混合物を撹拌し、有機相を分離した。1S−アミノ,2R
−インダノール(85%ee、165g、60%)を含有する残留水相を50%
水酸化ナトリウム水溶液によりpH12に調整し、生成物を濾過によって回収し
、40℃で真空乾燥して1S−アミノ,2R−インダノール(85%ee、16
0g)を得た。実施例6 1S−アミノ−2R−インダノールの調製
(1S,2R)−インデンオキシド(85%ee)(250g、0.185モ
ル)をクロルベンゼン(300ml)およびヘプタン(1200ml)に溶解さ
せ、アセトニトリル(1250ml)中の発煙硫酸(21%SO3、184ml
)の溶液に約−10℃未満の温度にてゆっくり添加した。水を混合物に添加し、
100℃の内部温度に達するまで蒸留により濃縮した。この反応混合物を100
℃にて2〜3時間にわたり加熱し、次いで室温まで冷却した。クロルベンゼン(
1000ml)を添加し、混合物を撹拌し、有機相を分離した。1S−アミノ,
2R−インダノール(85%ee)205g、74%)を含有する残留水相を同
容量のアセトニトリルで希釈した。pHを50%水酸化ナトリウム水溶液により
12.5に調整し、有機相を分離した。残留水相をさらにアセトニトリルで抽出
した。アセトニトリル抽出物を合して減圧濃縮することにより、1S−アミノ,
2R−インダノール(85%ee、205g)を得た。
或いは、1S−アミノ−2R−インダノール(85%ee、
205g、74%)を含有する残留水相を同容量のブタノールで希釈し、pHを
50%水酸化ナトリウム水溶液で12.5に調整し、有機相を分離した。有機相
をクロルベンゼンで洗浄した。L−酒石酸を添加し、水を蒸留により除去してア
ミノ−インダノールの酒石酸塩を結晶化させた。実施例7 ベンゾニトリルの使用
インデンオキシド(5g)を25℃にてベンゾニトリル(50ml)に溶解さ
せ、硫酸(98%、2.25ml)を添加した。この混合物を5M水酸化ナトリ
ウム水溶液(50ml)で希釈し、塩化メチレンで抽出した。有機抽出物を減圧
濃縮して5.03gのオキサゾリンを得た。実施例8 cis−1−アミノ−2−インダノールの分割
cis−1−アミノ−2−インダノール(100g)をメタノール(1500
ml)に溶解させ、メタノール(1500ml)中のL−酒石酸(110g)の
溶液を添加した。この混合物を60℃まで加熱し、20℃まで冷却し、濾過し、
次いで真空乾燥して1S−アミノ,2R−インダノールL−酒石酸塩をメタノー
ル溶媒和物(88g)として得た。実施例9 1S−アミノ,2R−インダノールの調製
1S−アミノ,2R−インダノールL−酒石酸塩メタノール溶媒和物(88g
)を水(180ml)に溶解させ、55〜60℃まで加熱した。この溶液を濾過
により清澄させ、pHを50%水酸化ナトリウム水溶液により12.5に調整し
た。混合物を2時間かけて0〜5℃まで冷却し、次いでこの温度で1時間にわた
り熟成させ、濾過し、冷水で洗浄し、次いで40℃にて真空乾燥することにより
1S−アミノ,2R−インダノール(100ee、99%純度、37g)を得た
。実施例10 アミド1の調製
17.8Lの乾燥THF(KF=55mg/ml)(KFは水に関するカール
・フィッシャー滴定値を意味する)中の
(−)−cis−1−アミノインダン−2−オール(884g、5.93モル)
の溶液およびトリエチルアミン(868ml、6.22モル)の、熱電対プロー
ブと機械撹拌機と窒素入口アダプタと吹込装置とが装着された50Lの丸底フラ
スコにおける溶液を15℃まで冷却した。次いで塩化3−フェニルプロピオニル
(1000g、5.93モル)を75分間かけて添加し、氷水冷却浴で14〜2
4℃の内部温度にした。添加の後、混合物を18〜20℃にて30分間にわたり
熟成させ、(−)−cis−1−アミノインダン−2−オールの消失につきHP
LC分析により検査した。
反応の進行度を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)分析により監視した
:25cmデュポンC8−RXカラム、60:40アセトニトリル/10mM(
KH2PO4/K2HPO4)、1.0ml/分、注入容量=20ml、検出=20
0nm、試料調製=500倍希釈。おおよその保持時間:
保持時間(分) 同 定
6.3 cis−アミノインダノール
反応生成物をp−トルエンスルホン酸ピリジニウム(241g、0.96モル
、0.16当量)で処理し、10分間撹拌し
た(1mlの試料を同容量の水で希釈した後の混合物のpHは4.3〜4.6で
ある)。次いで2−メトキシプロペン(1.27L、13.24モル、2.2当
量)を添加し、反応物を38〜40℃まで2時間かけて加熱した。反応混合物を
20℃まで冷却し、酢酸エチル(12L)と5%NaHCO3水溶液(10L)
との間に分配させた。混合物を撹拌して相を分離させた。酢酸エチル抽出物を5
%NaHCO3水溶液(10L)と水(4L)とで洗浄した。酢酸エチル抽出物
を常圧蒸留により乾燥し、溶剤をシクロヘキサン(全容量〜30L)に換えた。
蒸留および濃縮(酢酸エチル抽出容積の20容量%)の終了後、熱シクロヘキサ
ン溶液をゆっくり25℃まで冷却して生成物を結晶化させた。得られたスラリー
をさらに10℃まで冷却すると共に1時間にわたり熟成させた。生成物を濾過に
より単離し、湿潤ケーキを冷(10℃)シクロヘキサン(2×800ml)で洗
浄した。洗浄ケーキを減圧(Hg26インチ)にて40℃で乾燥させて1.65
kgのアセトニド1(86.4%、HPLCにより98面積%)を得た。
1H NMR(300.13MHz,CDCl3,主ロータマー)δ7.36-7.14(m,9H)
,5.03(d,J=4.4,1H),4.66(m,1H),3.15
(m,2H),3.06(br s,2H),2.97(m,2H),1.62(s,3H),1.37(s,3H);13C NMR
(75.5MHz,CDCl3主ロータマー)δc168.8,140.9,140.8,140.6,128.
6,128.5,128.4,127.1,126.3,125.8,124.1,96.5,78.6,65.9,38.4,36.
2,31.9,26.5,24.1。
元素分析:
C21H23NO2の計算値:C78.47;H7.21;N4.36。
実測値:C78.64 ;H7.24;N4.40。実施例11 エポキシド3の調製、トシレート法
15.6LのTHF(KF=22mg/ml)中のアセトニド1(1000g
、3.11モル)および2(S)−グリシジルトシレート(853g)3.74
モル、1.2当量)の、熱電対と機械撹拌機と滴下漏斗と窒素入口アダプタとが
装着さ
れた50Lの4つ首丸底フラスコにおける溶液を減圧窒素パージにより3回ガス
抜きし、−56℃まで冷却した。次いでリチウムヘキサメチルジシラジド(Li
N[(CH3)3Si]2)(2.6L、1.38M、1.15当量)を2時間か
けて添加すると共に内部温度を−50〜−45℃に保持した。反応混合物を−4
5〜−40℃にて1時間撹拌し、次いで−25℃まで1時間かけて加温した。混
合物を−25〜−22℃にて4時間(または出発アセトニドが3.0面積%にな
るまで)撹拌した。
反応の進行をHPLC分析により監視した:25cm×4.6nm ゾルバッ
クス(Zorbax)シリカカラム、ヘキサン中20%酢酸エチル、2.0ml
/分、注入容量=20ml、検出=254nm、試料調製=100倍希釈。おお
よその保持時間:
保持時間(分) 同 定
5.5 アミド1
6.5 グリシジルトシレート2
13.5 エポキシド3
反応混合物を蒸留水(6.7L)により−15℃で反応停止させ、酢酸エチル
(10L)で分配させた。この混合物を撹拌
し、相を分離した。酢酸エチル抽出物を1%NaHCO3水溶液(5L)と飽和
NaCl(0.5L)との混液で洗浄した。酢酸エチル抽出物(28.3L)を
減圧蒸留(Hg28インチ)により濃縮し、さらに酢酸エチルを添加して酢酸エ
チルへの溶剤切換えを完了した(最終容量=11.7L)。酢酸エチル濃縮物を
さらにMeOHに溶剤切換えして生成物を結晶化させ、次いで3.2Lの最終容
量まで濃縮した。残留酢酸エチル溶剤を、10Lのメタノールの添加および10
Lの留液(distillate)の回収により除去した。得られたスラリーを
22℃にて1時間撹拌し、次いで5℃まで冷却すると共に0.5時間にわたり熟
成させた。生成物を濾過により単離し、湿潤ケーキを冷メタノール(2×250
ml)で洗浄した。洗浄ケーキを減圧(Hg26インチ)下で25℃にて乾燥さ
せることにより727gのエポキシド3(61.2%、HPLCによる主エポキ
シドの98.7面積%)を得た。13
C NMR(300MHz,CDCl3)δ171.1,140.6,140.5,139.6,129.6
,128.8,128.2,127.2,126.8,125.6,124.1,96.8,79.2,65.8,50.0,48.0
,44.8,39.2,37.4,36.2,26.6,24.1。実施例12 ペナルチメート(penultimate)6の調製
機械撹拌機と還流凝縮器と水蒸気浴とテフロン被覆の熱電対と窒素入口とが装
着された4個の入口を備える72Lの丸底フラスコにおけるイソプロパノール(
2−プロパノール、18.6L)中の2(S)−t−ブチルカルボキサミド−4
−N−Boc−ペピラジン4(1950g、6.83モル、>99.5%ee)
(ee=エナンチオマー過剰)およびエポキシド3(2456g、4S/Rエポ
キシドの97.5:2.5混合物、6.51モル)のスラリーを加熱還流させた
(内部温度は84〜85℃とした)。40分後、均質溶液が得られた。この混合
物を28時間にわたり加熱還流した。
還流の際の内部温度は84〜85℃とした。反応の進行をHPLC分析により
監視した:
25cmデュポンC8−RXカラム、60:40アセトニトリル/10mM(K
H2PO4/K2HPO4)、1.0ml/分、検出=220nm、試料調製=2μ
L(反応混合物をアセトニトリル中に1mlまで希釈した)。おおよその保持時
間:
保持時間(分) 同 定
4.8 ピペラジン4
8.9 エポキシド3
15.2 結合生成物5
28時間後、残留エポキシド3および結合生成物5(HPLC分析による)は
それぞれ1.5面積%および91〜93面積%であった。混合物を0〜5℃まで
冷却し、20.9Lの6N HClを添加しながら15℃未満の温度を保持した
。添加が完了した後、混合物を22℃まで加温した。ガスの発生がこの時点で認
められた(イソブチレン)。混合物を20〜22℃にて6時間にわたり熟成させ
た。
反応の進行をHPLC分析により監視した:上記と同じ条件。おおよその保持
時間:
保持時間(分) 同 定
7.0 cis−アミノインダノール
11.9 ペナルチメート6
15.1 結合生成物5
混合物を0℃まで冷却し、7.5Lの50%NaOHをゆっくり添加して混合
物のpHをpH=11.6に調整すると共に、添加に際し25℃未満の温度を保
持した。混合物を酢酸エチル(40L)と水(3L)とで分配させた。混合物を
撹拌し相を分離した。有機相(60L)を減圧(Hg29イン
チ)の下で濃縮し、DMFに溶剤切換えして10.5L(KF=1.8mg/m
l)の最終容量まで濃縮した。酢酸エチルにおける化合物6のHPLC分析収率
は86.5%であった。DMF中のペナルチメート化合物6を、さらに精製する
ことなく次の工程に直接使用した。単離した化合物6:13
C NMR(75.4MHz,CDCl3)δ175.2,170.5,140.8,140.5,139.9
,129.1,128.5,127.9,126.8,126.5,125.2,124.2,73.0,66.0,64.8,62.
2,57.5,49.5,47.9,46.4,45.3,39.6,39,3,38.2,28.9。実施例13 化合物Jの一水和物の調製
上記工程からのDMF(10.5L、KF=10mg/ml)中の化合物6の
溶液にシーブ乾燥した8LのDMF(KF<30mg/L)を添加し、混合物を
水蒸気浴でHg30インチの減圧下に加熱して、主として水および/または残留
イソプロパノールもしくは酢酸エチル溶剤を留去した。最終濃縮液の容量は13
.5L(KF=1.8mg/ml)であり、次いでトリエチルアミン(2.86
L、20.51モル)を25℃の溶液に添加し、次いで塩化3−ピコリル塩酸塩
(96%、1287g、7.84モル)を添加した。得られたスラリーを68℃
まで加熱した。
反応の進行をHPLC分析により上記工程と同じ条件を用いて追跡した。おお
よその保持時間:
保持時間(分) 同 定
2.7 DMF
4.2 塩化3−ピコリル
4.8 化合物J
9.1 ペナルチメート6
混合物を、残留ペナルチメート化合物6がHPLC分析によ
り<0.3面積%になるまで68℃にて熟成させた。
この混合物を68℃にて4時間撹拌し、次いで25℃まで冷却し、酢酸エチル
(80L)と、24Lの飽和NaHCO3水溶液および蒸留水(14L)の混液
とで分配させた。混合物を55℃にて撹拌し、層を分離した。酢酸エチル層を水
(20L)で55℃にて3回洗浄した。洗浄された酢酸エチル層を大気圧下で3
0Lの最終ポット容積まで濃縮した。大気圧濃縮の終了後、水(560ml)を
熱溶液に添加し、混合物を55℃まで冷却し、次いで化合物J一水和物をシーデ
ィングした。この混合物を4℃まで冷却すると共に濾過して生成物を回収した。
生成物を冷酢酸エチル(2×3L)で洗浄し、25℃にて減圧下で乾燥させて2
905g(70.7%)の化合物J一水和物を白色固体として得た。実施例14 ピラジン−2−tert−ブチカルボキサミド9
2−ピラジン 3.35kg(27モル)
カルボン酸(8)
塩化オキサリル 3.46kg(27.2モル)
t−ブチルアミン 9.36L(89モル)
(KF=460μg/mL)
EtOAc 27L
(KF=56μg/mL)
DMF 120ml
1−プロパノール 30L
カルボン酸8を72Lの3つ首フラスコにおける27LのEtOAcおよび1
20mlのDMFに機械撹拌しながらN2下で懸濁させ、懸濁物を2℃まで冷却
した。塩化オキサリルを添加すると共に5〜8℃の温度を維持した。
添加を5時間で完了した。発熱性の添加に際しCOおよびCO2が発生した。
生成したHClは主として溶液中に残留した。沈殿物が存在し、これは恐らくピ
ラジン酸塩化物のHCl塩である。酸塩化物生成の分析を、t−ブチルアミンと
の反応の無水試料を反応停止させて行った。完了に際し、<0.7%の酸8が残
留した。
酸塩化物生成の完了に関する分析は、不完全な反応がビス−
t−ブチルオキサミド不純物の生成をもたらすため重要である。
反応はHPLCにより監視することができる:
25cmデュポン・ゾルバックスRXC8カラム、1ml/分の流速および検出
250nm,;98%の0.1%H3PO4および2%のCH3CN水溶液から5
0%のH3PO4および50%のCH3CN水溶液までの線状濃度勾配、30分間
。保持時間:酸8=10.7分、アミド9=28.1分。
この反応混合物を5℃にて1時間にわたり熟成させた。得られたスラリーを0
℃まで冷却し、t−ブチルアミンを20℃未満の内部温度を保持するような速度
で添加した。
添加には、反応が極めて発熱性であるため6時間を要した。発生したt−ブチ
ルアンモニウム塩酸塩の小部分を反応物から羽毛状の白色固体として除去した。
混合物を18℃にてさらに30分間にわたり熟成させた。沈澱したアンモニウ
ム塩を濾過により除去した。濾過ケーキを12LのEtOAcで洗浄した。有機
相を合して6Lの3%NaHCO3と2×2Lの飽和NaCl水溶液とで洗浄し
た。有機相を200gのダルコG60炭で処理し、ソルカ・フロック(Solk
a Flok)で濾過し、次いでケーキを4LのEtOAcで洗浄した。
カーボン処理は生成物中の幾分かの紫色を効率的に除去した。
化合物9のEtOAc溶液を10ミリバールにて初期容量の25%まで濃縮し
た。30Lの1−プロパノールを添加し、蒸留を20Lの最終容量に達するまで
継続した。
この時点で、EtOAcは1H NMRにおける検出限界(<1%)未満であ
った。この溶剤変化における内部温度は<30℃であった。化合物3の1−プロ
パノール/EtOAc溶液は大気圧にて数日間にわたる還流に対し安定であった
。
アリコートの蒸発により淡褐色固体(m.p.87〜88℃)を得た。13
C NMR(75MHz,CDCl3,ppm)161.8,146.8,145.0,143.8,1
42.1,51.0,28.5。実施例15 rac−2−tert−ブチルカルボキサミド−ピペラジン10
材 料
ピラジン−2−t−ブチルカルボキサミド9 2.4kg(13.4モル)の
1−プロパノール溶液12L、20%Pd(OH)2/C16重量%水144g
。
ピラジン−2−t−ブチルカルボキサミド9/1−プロパノール溶液を5ガロ
ンのオートクレーブに入れた。触媒を添加し、混合物を40psi(3気圧)の
H2下で65℃にて水素化した。
24時間後、反応物は理論量の水素を吸収し、GCは<1%の化合物9を示し
た。この混合物を冷却し、N2でパージし、触媒をソルカ・フロックでの濾過に
より除去した。触媒を2Lの温1−プロパノールで洗浄した。濾過ケーキの洗浄
に際し温1−プロパノールの使用は濾過を向上させると共に濾過ケーキにおける
生成物の損失を減少させることが判明した。
反応をGCにより監視した:30mメガボアカラム、10℃/分にて100℃
から160℃まで、5分間保持、次いで10℃/分にて250℃まで。保持時間
:化合物9=7.0分、化合物10=9.4分。反応をさらに、EtOAc/M
eOH(50:50)を溶剤にすると共にニンヒドリンを発色剤として用いるT
LCにより監視した。
アリコートの蒸発は、アミド化および水素化にわたる収率が88%であると共
に、化合物10の濃度が133g/Lであることを示した。
アリコートの蒸発は化合物10を白色固体(m.p.150〜151℃)とし
て与えた;13
C NMR(75MHz,D2O,ppm)173.5,59.8,52.0,48.7,45.0,44
.8,28.7。実施例16 (S)−2−tert−ブチルカルボキサミド−ピペラジンビス(S)−カンフ ァースルホン酸塩(S)−11
材 料
rac−2−t−ブチル 4.10kg
カルボキサミド− (22.12モル)
ピペラジン10
(1−プロパノール溶液) (25.5kg溶剤中)
(S)−(+)−10− 10.0kg
カンファースルホン酸 (43.2モル)
1−プロパノール 12L
アセトニトリル 39L
水 2.4L
1−プロパノールにおけるアミン10の溶液を、バッチ濃縮器が装着された1
00Lのフラスコに仕込んだ。この溶液を10ミリバールおよび<25℃の温度
で約12Lの容量まで濃縮した。
この時点で生成物が溶液から沈澱したが、混合物を50℃まで加熱すると溶液
に戻った。
均質アリコートの分析は、化合物10の濃度が341g/Lであることを示し
た。濃度はHPLCにより測定した:
25cmデュポン・ゾルバックスRXC8カラム、1.5ml/分の流速および
250nmでの検出;イソクラチック
(98/2)CH3CN/0.1%H3PO4水溶液。化合物10の保持時間:2
.5分。
アセトニトリル(39L)と水(2.4L)とを添加して透明な僅かに褐色の
溶液を得た。
KF滴定による含水量および1H NMR積分値によるCH3CN/1−プロパ
ノール比の測定は、CH3CN/1−プロパノール/H2Oの比が26/8/1.
6であることを示した。溶液における濃度は72.2g/Lであった。
(S)−10−カンファースルホン酸を30分間かけて20℃で4回に分けて
添加した。温度はCSAを添加した後に40℃まで上昇した。数分後、濃厚な白
色沈澱が生成した。この白色スラリーを76℃まで加熱して全固体を溶解させ、
次いで淡褐色溶液を8時間かけて21℃まで冷却した。
生成物が62℃にて沈澱した。この生成物を21℃にて熟成することなく濾過
し、濾過ケーキを5LのCH3CN/1−プロパノール/H2O(26/8/1.
6)溶剤混液で洗浄した。これを真空オーブンにて35℃でN2を吹込みながら
乾燥させて5.6kg(39%)の化合物11を白色結晶固体(m.p.288
〜290℃、分解を伴う)を得た。
[α]D 25=18.9°(c=0.37,H2O)。13
C NMR(75MHz,D2O,ppm)222.0,164.0,59.3,54.9,53.3,4
9.0,48.1,43.6,43.5,43.1,40.6,40.4,28.5,27.2,25.4,19.9,19.8。
材料のeeは次のキラルHPLC分析により95%であった:化合物11のア
リコート(33mg)を4mlのEtOHおよび1mlのEt3Nに懸濁させた
。Boc2O(11mg)を添加し、反応混合物を1時間にわたり熟成させた。
溶剤を完全に減圧除去し、残留物を約1mlのEtOAcに溶解させると共にパ
ッスールピペットを介しSiO2で濾過し、その際EtOAcを溶出剤として使
用した。蒸発した生成物フラクションを約1mg/mlにてヘキサン中に再溶解
させた。各エナンチオマーをダイセル・キラセルASカラムにてヘキサン/IP
A(97:3)溶剤系により1ml/分の流速で分離し、228nmにて検出し
た。保持時間:S対掌体=7.4分、R=9.7分。実施例17 塩11からの(S)−2−tert−ブチルカルボキサミド−4−tert−ブ トキシカルボニル−ピペラジン4
材料
(S)−2−t−ブチル 5.54kg
カルボキサミド− (8.53モル)
ピペラジン ビス
(S)−(+)−
CSA塩11、
95%ee
ジ−t−ブチル 1.86kg
ジカーボネート (8.53モル)
Et3N 5.95L
(42.6モル)
EtOH 55L
パンクチリアス(punctilious)
200プルーフ
EtOAc 2L
滴下漏斗を備える100Lの3つ首フラスコにおける(S)
−CSA塩11にN2下でEtOHを添加し、次いでトリエチルアミンを25℃
にて添加した。固体はEt3Nの添加に際し容易に溶解した。Boc2OをEtO
Acに溶解させ、滴下漏斗に仕込んだ。EtOAc中のBoc2Oの溶液を、2
5℃未満の温度を保持するような速度で添加した。添加には3時間を要した。こ
の反応混合物を、Boc2O溶液の添加が完了した後に1時間にわたり熟成させ
た。
反応をHPLCにより監視することができる:25cmデュポン・ゾルバック
スRXC8カラム、1ml/分の流速および228nmにおける検出、イソクラ
チック(50/50)CH3CN/0.1M KH2PO4(NaOHによりpH
=6.8に調整)。化合物4の保持時間=7.2分。キラル分析を先の工程にお
けると同じ系により行った。ここでも反応を100%EtOAcを溶剤とするT
LCにより監視した(Rf=0.7)。
次いで溶液を<20℃の内部温度にてバッチ式濃縮器で10ミリバールの減圧
下に約10Lまで濃縮した。溶剤切換えを20LのEtOAc中にゆっくり流出
させると共に約10Lまで再濃縮することにより完結した。この反応混合物を6
0Lの
EtOAcを用いて抽出器中で洗浄した。有機相を16Lの5%Na2CO3水溶
液と2×10Lの蒸留水と2×6Lの飽和塩化ナトリウム水溶液とで洗浄した。
洗浄水を合して20LのEtOAcで逆抽出し、有機相を2×3Lの水と2×4
Lの飽和塩化ナトリウム水溶液とで洗浄した。EtOAc抽出物を合して10ミ
リバールの減圧下に<20℃の内部温度で100Lバッチ式濃縮器にて約8Lま
で濃縮した。シクロヘキサンへの溶剤切換えは、約20Lのシクロヘキサン中に
ゆっくり流出させると共に約8Lまで再濃縮して達成した。このスラリーに5L
のシクロヘキサンと280mlのEtOAcとを添加し、混合物を全部が溶液に
なった際に加熱還流した。この溶液を冷却し、種晶(10g)を58℃にて添加
した。このスラリーを4時間で22℃まで冷却し、22℃にて1時間にわたり熟
成させた後に濾過により単離した。この濾過ケーキを1.8Lのシクロヘキサン
で洗浄し、真空オーブン内で35℃にてN2の吹込下に乾燥させて1.87kg
(77%、HPLCにより>99.9面積%、検出レベル未満のR−異性体)の
化合物4を微淡褐色の粉末として得た。
[α]D 25=22.0°(c=0.20,MeOH),m.p 107℃;13
C NMR(75MHz,CDCl3,ppm)170.1,154.5,79.8,58.7,50.
6,46.6,43.6,43.4,28.6,28.3。
以上、本発明を、例示の目的で提供した実施例により説明したが、本発明の実
施は、請求の範囲に記載の本発明の範囲およびその均等物を逸脱することなく、
あらゆる改変、改案および変形を含むものと理解されよう。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M
C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG
,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN,
TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG),
AM,AU,BB,BG,BR,BY,CA,CN,C
Z,EE,FI,GE,HU,JP,KG,KR,KZ
,LK,LR,LT,LV,MD,MG,MN,MX,
NO,NZ,PL,RO,RU,SG,SI,SK,T
J,TT,UA,UZ
(72)発明者 ロバーツ,エフ・エドワード
アメリカ合衆国、ニュー・ジャージー・
07065、ローウエイ、イースト・リンカー
ン・アベニユー・126
(72)発明者 セナナヤケ,クリス・エイチ
アメリカ合衆国、ニュー・ジャージー・
07065、ローウエイ、イースト・リンカー
ン・アベニユー・126
(72)発明者 ライアン,ケニス・エム
アメリカ合衆国、ニュー・ジャージー・
07065、ローウエイ、イースト・リンカー
ン・アベニユー・126