JPH0977770A - 1−アザビシクロ[1.1.0]ブタンの製造法 - Google Patents

1−アザビシクロ[1.1.0]ブタンの製造法

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JPH0977770A
JPH0977770A JP25728295A JP25728295A JPH0977770A JP H0977770 A JPH0977770 A JP H0977770A JP 25728295 A JP25728295 A JP 25728295A JP 25728295 A JP25728295 A JP 25728295A JP H0977770 A JPH0977770 A JP H0977770A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D477/00Heterocyclic compounds containing 1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring systems, i.e. compounds containing a ring system of the formula:, e.g. carbapenicillins, thienamycins; Such ring systems being further condensed, e.g. 2,3-condensed with an oxygen-, nitrogen- or sulphur-containing hetero ring
    • C07D477/02Preparation
    • C07D477/04Preparation by forming the ring or condensed ring systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工業製品や医薬品の合成原料として有用な1
−アザビシクロ[1.1.0]ブタンを、高収率でかつ
簡便に合成するための新規製造法の提供。 【解決手段】 2−ハロゲン化メチルアジリジンに塩
基、例えばn−ブチルリチウムを反応させることによっ
て、目的とする1−アザビシクロ[1.1.0]ブタン
を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、工業製品や医薬品
の合成原料として有用な次式(I):
【0002】
【化2】
【0003】で示される1−アザビシクロ[1.1.
0]ブタンの製造法に関する。
【0004】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
医薬品、特に抗生物質の分野では、リード化合物に種々
の修飾基を導入してその活性や化合物の物理化学的性質
をより好ましいものにするための構造変換が、盛んに行
われている。例えば我々は、カルバペネム骨格の2−位
に1−(1,3−チアゾリン−2−イル)アゼチジン−
3−イルチオ基を導入した次式(A):
【0005】
【化3】
【0006】で示される化合物がそれ自体強力な抗菌活
性を示すばかりでなく、当該化合物をエステル化するこ
とにより経口投与用抗菌剤となり得ることを見出し、既
に当該化合物及びそのエステル誘導体に関して特許出願
を完了している(特願平6−170496号、後記製造
例参照)。また、上記1−(1,3−チアゾリン−2−
イル)アゼチジン−3−イルチオ基を導入するための試
薬である次式(B):
【0007】
【化4】
【0008】で示される3−メルカプト−1−(1,3
−チアゾリジン−2−イル)アゼチジンの効率的な製造
法についても、同様に特許出願を完了している(特願平
6−331423号)。
【0009】ところで、上記式(B)の化合物を合成す
る場合の重要な出発原料として、上記式(I)で示され
る1−アザビシクロ[1.1.0]ブタンが挙げられ
る。当該式(I)の化合物はそれ自体公知であり、例え
ば2−アミノ−1,3−ジヒドロキシプロパンを原料と
して合成できることが知られている(アンゲヴァンテ・
ヘミ(Angew.Chem.Internat.Edit. ),Vol.8(1969)p70
)。しかしながら、この既知の合成法は収率が極めて
低く、工業的に実施する場合に決して満足できる方法で
はない。そこで、本発明者らは、上記式(I)の化合物
を高収率で得ることができる製造法を開発すべく検討し
た結果、本発明を完成した。
【0010】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、2−ハロ
ゲン化メチルアジリジンに塩基を反応させることを特徴
とする、上記式(I)で示される1−アザビシクロ
[1.1.0]ブタンの製造法を提供するものである。
さらに、アリルアミンにハロゲン化剤を反応させて2−
ハロゲン化メチルアジリジンを得、次いで得られた2−
ハロゲン化メチルアジリジンに塩基を反応させることを
特徴とする上記(I)の化合物の製造法をも提供するも
のである。本発明が提供する製造法によれば、式(I)
の化合物を高収率で容易に得ることができる。そして、
かかる方法により得られる式(I)の化合物を用いれ
ば、臨床上極めて有用な上記式(B)で示されるカルバ
ペネム化合物を、工業的規模で、しかも効率よく製造す
ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の製造法を模式的に示せ
ば、以下の反応式のとおりである。
【0012】
【化5】
【0013】(式中、Xはハロゲン原子を表す。) ここで、ハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子、フ
ッ素原子、ヨウ素原子等を例示することができる。反応
式に示す製造法を、各工程に従って詳細に説明する。
【0014】工程(a) 本工程は、アリルアミンとハロゲン化剤とを反応させ
て、2−ハロゲン化メチルアジリジンを得る工程であ
る。反応は、反応に不活性な溶媒、例えばメタノール、
エタノール、プロパノール、n−ブタノールなどのアル
コール系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン
などのエーテル系溶媒;n−ヘプタン、n−ヘキサン、
シクロヘキサン、ペンタン、シクロペンタン等の炭化水
素系溶媒;酢酸メチルエステル、酢酸エチルエステル等
のエステル系溶媒;ジクロロメタン、クロロホルム、四
塩化炭素等のハロゲン系溶媒;アセトニトリル、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスル
ホキシド等の中から選ばれる溶媒中で、ハロゲン化剤に
アリルアミンを加えて撹拌することによって実施するこ
とができる。ここで用いられるハロゲン化剤としては、
塩化スルフリル、塩素、臭素等を例示することができ
る。
【0015】この反応におけるハロゲン化剤の使用量は
特に限定されるものでなく、通常、アリルアミンに対し
て約1〜約20モル、好ましくは約1.5〜約5モルの
割合で使用することができる。反応温度は厳密に制限さ
れるものでなく、使用される塩基の種類や量により適宜
変更できるが、一般に約−78℃〜約100℃、好まし
くは約−78℃〜60℃程度の温度で行うことができ、
かかる条件下で反応は約10分間〜数時間で終了させる
ことができる。上記反応を行う場合に、必要に応じて、
反応液中に例えばヨウ素を触媒量添加することによっ
て、目的とする2−ハロゲン化メチルアジリジンの収率
を挙げることができる。さらに反応は、不活性ガス、例
えば窒素ガスまたはアルゴンガス気流中で行うことが好
ましい。以上の方法により式(II)で示される化合物
を収率よく得ることができ、反応液はそのまま次の工程
に用いることができるが、必要に応じて反応液を通常行
われる精製手段、例えば蒸留、抽出、洗浄、溶媒留去、
カラム又は薄層クロマトグラフィー等に付すことによ
り、式(II)の化合物を単離精製することができる。
【0016】工程(b) 本工程は、上記工程(a)で得られた2−ハロゲン化メ
チルアジリジンに塩基を反応させることによって、本発
明の式(I)で示される1−アザビシクロ[1.1.
0]ブタンを得る工程である。反応は、2−ハロゲン化
メチルアジリジンを上記例示した中から選択される適当
な溶媒、好ましくはジエチルエーテル、テトラヒドロフ
ラン等のエーテル系溶媒に溶解又は懸濁させ、これに適
当な塩基、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム等の
アルカリ金属;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ
土類金属;水素化リチウム、水素化ナトリウム等のアル
カリ金属水素化物;水素化カルシウム等のアルカリ土類
金属水素化物;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の
アルカリ金属水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム
等のアルカリ金属炭酸塩;炭酸水素ナトリウム、炭酸水
素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩;メチルリチウ
ム、n−ブチルリチウム等のアルカリ金属アルキル;ア
ルキルグリニアール試薬;リチウムアミド、リチウムジ
イソプロピルアミド、ナトリウムアミド、カリウムアミ
ド等のアルカリ金属アミド;ナトリウムメトキシド;ナ
トリウムエトキシド、カリウム第三級ブトキシド等のア
ルカリ金属アルコキシド;酢酸ナトリウム等のアルカン
酸アルカリ金属塩;炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム
等のアルカリ土類金属炭酸塩;トリメチルアミン、トリ
エチルアミン、N,N−ジイソプロピル−N−エチルア
ミン等のトリ(低級)アルキルアミン;ピリジン、ピコ
リン、ルチジン、N,N−ジメチルアミノピリジンのよ
うなN,N−ジ(低級)アルキルアミノピリジン等のピ
リジン化合物;キノリン;N−メチルモルホリン等のN
−低級アルキルモルホリン;N,N−ジメチルベンジル
アミン等のN,N−ジ(低級)アルキルベンジルアミン
等のような有機塩基又は無機塩基、あるいは分子中に活
性メチレンを有し塩基として用いられるジムシルナトリ
ウム、ジムシルリチウム等、好ましくはメチルリチウ
ム、n−ブチルリチウムなどのアルキルリチウム、リチ
ウムアミド、リチウムジイソプロピルアミドなどのアル
カリ金属アミド等を加えて攪拌することにより実施する
ことができる。
【0017】この反応における塩基の使用量は特に限定
されるものでなく、通常、2−ハロゲン化メチルアジリ
ジンに対して約1〜約20モル、好ましくは約1.5〜
約5モルの割合で使用することができる。反応温度は厳
密に制限されるものでなく、使用される塩基の種類や量
により適宜変更できるが、一般に約−78℃〜約100
℃、好ましくは約−78℃〜60℃程度の温度で行うこ
とができ、かかる条件下で反応は約10分間〜数日間で
終了させることができる。反応は、不活性ガス、例えば
窒素ガスまたはアルゴンガス気流中で行うことが好まし
い。以上の方法により式(I)で示される化合物を収率
よく得ることができ、反応液を通常行われる精製手段、
例えば蒸留、抽出、洗浄、溶媒留去等に付すことによ
り、式(I)の化合物を単離精製することができる。
【0018】上記した本発明の製造法に従って得られる
式(I)の化合物は、例えば後記製造例に示すとおりカ
ルバペネム化合物の有用な合成原料として用いられる。
【0019】
【実施例】以下に実施例、製造例及び試験例によって本
発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの記載
によって何ら限定されるものではない。なお、下記記載
中の各記号は以下の意味を有する。 PNB:p−ニトロベンジル実施例1
【0020】
【化6】
【0021】臭素94mlのジエチルエーテル110m
l溶液に15℃以下でアリルアミン(1)80gを滴下
し、室温で一日攪拌する。反応終了後、析出した結晶を
濾取し、ジエチルエーテル55mlで洗浄後真空乾燥す
ることにより2−ブロモメチルアジリジン・臭化水素酸
塩(2)を302.6g(収率:99.6%)得た。1 H−NMR(CD3 OD)δ:3.35(dd,1
H,J=9.89Hz,14.19Hz)、3.71
(dd,1H,J=3.30Hz,14.19Hz)、
3.86(dd,1H,J=8.58Hz,10.89
Hz)、4.01(dd,1H,J=4.62Hz,1
0.89Hz)、4.4−4.6(m,1H)
【0022】実施例2
【0023】
【化7】
【0024】塩化スルフリル9.64ml及び触媒量の
ヨウ素の乾燥ジクロルメタン溶液900mlを40℃で
還流下、この溶液にアリルアミン(1)7.6mlの乾
燥ジクロルメタン溶液100mlを滴下し、滴下終了
後、同温度で2時間撹拌する。反応終了後、反応液を室
温に戻し、濾過して得られる残渣をジクロルメタン及び
n−ヘキサンで洗浄した後真空乾燥して、2−クロロメ
チルアジリジン・塩酸塩(3)を8.37g(収率:6
5.8%)得た。1 H−NMR(D2 O)δ:3.26(dd,1H,J
=9.57Hz,13.85Hz)、3.53(dd,
1H,J=3.30Hz,13.85Hz)、3.78
(dd,1H,J=6.60Hz,12.21Hz)、
3.88(dd,1H,J=4.95Hz,12.21
Hz)、4.38−4.47(m,1H)実施例3
【0025】
【化8】
【0026】上記実施例1で得られた2−ブロモメチル
アジリジン・臭化水素酸塩(2)1.00gの乾燥テト
ラヒドロフラン12ml懸濁液に−78℃でn−ブチル
リチウム5.94ml(1.63M)を滴下し、1時間
撹拌する。反応液を水浴(90℃)で常圧蒸留して、沸
点約51℃の1−アザビシクロ[1.1.0]ブタン
(4)を得た(収率約78%)。実施例4
【0027】
【化9】
【0028】上記実施例2で得られた2−クロロメチル
アジリジン・塩酸塩(3)1.28gのテトラヒドロフ
ラン25ml懸濁液を窒素雰囲気下−78℃で撹拌し、
この溶液に21mmolのn−ブチルリチウムを5分間
で滴下する。滴下後、同温度にて1時間撹拌した後、室
温に戻しながら更に10分間撹拌する。反応液に50%
水酸化カリウム水溶液2mlを加えて10分間撹拌した
後、この反応液を常圧蒸留して1−アザビシクロ[1.
1.0]ブタン(4)を得た(収率約82%)。製造例
【0029】
【化10】
【0030】(a)上記実施例4で得られた1−アザビ
シクロ[1.1.0]ブタン(4)550mgのテトラ
ヒドロフラン30ml溶液を水酸化カリウム及び炭酸カ
リウムで乾燥した後、この溶液にチオ酢酸0.85ml
を室温で滴下する。同温度で1時間撹拌した後、反応液
を減圧濃縮し、次いで3規定塩酸3.33mlを加えて
1時間加熱還流する。室温まで戻した後、反応液に水3
0mlを加えて酢酸エチルで洗浄する。分液して得られ
る水層と、有機層から抽出した水層とを合わせて、溶媒
を減圧下留去し、3−メルカプトアゼチジン・塩酸塩
(5)を無色油状物として913mg(収率:72.7
%)得た。1 H−NMR(D2 O)δ:4.0−4.3(m,3
H)、4.5−4.7(m,2H)
【0031】(b)上記(a)で得られた3−メルカプ
トアゼチジン・塩酸塩(5)22.7mgの95%メタ
ノール(水1ml含有)溶液に、2−(メチルチオ)−
1,3−チアゾリン26.6mg及びトリフェニルホス
フィン5.2mgを加えて、6時間加熱還流する。反応
終了後溶媒を減圧下留去して得られる残渣を0.1規定
塩酸に溶解しこの溶液を酢酸エチルで洗浄する。得られ
る水層の溶媒を減圧下留去して得られる残渣を高速液体
クロマトグラフィーで分離精製することにより、3−メ
ルカプト−1−(1,3−チアゾリン−2−イル)アゼ
チジン・塩酸塩(6)を無色針状晶として29.1mg
(収率:73.4%)得た。1 H−NMR(CDCl3 )δ:2.57(d,1H,
J=8.2Hz)、3.59(t,2H,J=7.4H
z)、4.02−4.18(m,4H)、4.63
(t,2H,J=7.4Hz)、5.19−5.26
(m,1H)、12.19(s,1H)
【0032】(c)上記(b)で得られた3−メルカプ
ト−1−(1,3−チアゾリン−2−イル)アゼチジン
・塩酸塩(6)700mgを水、アセトニトリル及びク
ロロホルムの混合溶媒15mlに溶解し、p−ニトロベ
ンジル (1R,5R,6S)−2−(ジフェニルフォ
スフォリルオキシ)−6−[(R)−1−ヒドロキシエ
チル]−1−メチル−カルバペン−2−エム−3−カル
ボキシレート(7)1668mgを加える。この溶液
に、窒素気流中氷冷下にて、ジイソプロピルエチルアミ
ン2.8mlを加えて、同温度にて2時間攪拌する。反
応液に酢酸エチルを加えて飽和重曹水及び飽和食塩水で
洗浄した後、溶媒を減圧下留去して、得られた残渣をシ
リカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:ア
セトン=1:2)に付して、p−ニトロベンジル (1
R,5S,6S)−2−[1−(1,3−チアゾリン−
2−イル)アゼチジン−3−イル]チオ−6−[(R)
−1−ヒドロキシエチル]−1−メチル−カルバペン−
2−エム−3−カルボキシレート(8)を1339mg
(収率:92%)得た。1 H−NMR(CDCl3 )δ:1.235(d,3
H,J=7.26Hz)、1.349(d,3H,J=
6.27Hz)、3.160(quintet,1H,
J=7.26Hz)、3.265(dd,1H,J=
2.3,6.26Hz)、3.367(t,2H,J=
7.26Hz)、3.898〜4.038(m,4
H)、4.071〜4.147(m,1H)、4.21
2〜4.278(m,2H)、4.372(2H,J=
7.92Hz)、5.255及び5.517(d(A
B),2H,J=13.85Hz)、7.665(d,
2H,J=8.58Hz)、8.226(d,2H,J
=8.58Hz)
【0033】(d)上記反応(c)で得られた化合物
(8)1339mgのテトラヒドロフラン20ml溶液
に、0.38Mリン酸緩衝液(pH6.0)60ml及
び亜鉛末11.2gを加えて2時間激しく攪拌する。反
応液をセライトで濾過して不溶物を除去し、濾液を酢酸
エチルで洗浄した後、pHを5.5に調整する。得られ
た溶液を減圧下濃縮し、この濃縮液をDiaion H
P−40(三菱化成工業株式会社製)によるカラムクロ
マトグラフィー(5%イソプロピルアルコール水)に付
して、目的とする(1R,5S,6S)−2−[1−
(1,3−チアゾリン−2−イル)アゼチジン−3−イ
ル]チオ−6−[(R)−1−ヒドロキシエチル]−1
−メチル−カルバペン−2−エム−3−カルボン酸
(A)を861mg(収率:87%)得た。1 H−NMR(D2 O)δ:1.093(d,3H,J
=6.93Hz)、1.207(d,3H,J=6.2
7Hz)、3.05〜3.20(m,1H)、3.35
7(dd,1H,J=2.3,5.94Hz)、3.5
58(t,2H,J=7.26Hz)、3.920
(t,2H,J=7.26Hz)、4.00〜4.20
(m,5H)、4.20〜4.30(m,1H)、4.
60〜4.70(m,1H) IR(KBr):1740,1640,1590cm-1
【0034】試験例 本発明の製造法によって得られる化合物(I)の有用性
を、当該化合物を合成中間体として用い製造した上記製
造例化合物(A)の抗菌活性を測定することにより確認
した。 (1)試験方法 日本化学療法学会標準法[Chemothrapy, vol29,76
〜79(1981)]に準じた寒天平板希釈法による。
すなわち、被検菌のMueller-Hinton(MH)寒天液体培
地上での37℃、一夜培養液を約106cells/ml になる
ようにBufferedsaline gelatin (BSG)溶液で希釈
し、ミクロプランターを用い試験化合物含有MH寒天培
地に約5μl接種し、37℃で18時間培養後、被検菌
の発育が認められない最小濃度をもってMinimum inhibi
tory concentration(MIC)とした。ここで、使用菌
株は標準菌株を用いた。 (2)結果 上記試験の結果を下記表1に示す。
【0035】
【表1】
【0036】上記の結果から、本発明の製造法によって
得られる式(I)で示される化合物は、例えば、抗菌活
性の優れたカルバペネム化合物を修飾するための合成中
間体として有用であることが確認された。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2−ハロゲン化メチルアジリジンに塩基
    を反応させることを特徴とする、次式(I): 【化1】 で示される1−アザビシクロ[1.1.0]ブタンの製
    造法。
  2. 【請求項2】 アリルアミンにハロゲン化剤を反応させ
    て2−ハロゲン化メチルアジリジンを得、次いで得られ
    た2−ハロゲン化メチルアジリジンに塩基を反応させる
    ことを特徴とする、上記1−アザビシクロ[1.1.
    0]ブタンの製造法。
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