JPH10195052A - デオキシピリジノリンの合成方法 - Google Patents

デオキシピリジノリンの合成方法

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JPH10195052A
JPH10195052A JP9350499A JP35049997A JPH10195052A JP H10195052 A JPH10195052 A JP H10195052A JP 9350499 A JP9350499 A JP 9350499A JP 35049997 A JP35049997 A JP 35049997A JP H10195052 A JPH10195052 A JP H10195052A
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ロバート・ピー・ハッチ
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D213/00Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D213/02Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
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    • C07D213/60Heterocyclic compounds containing six-membered rings, not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom and three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members having no bond between the ring nitrogen atom and a non-ring member or having only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D213/62Oxygen or sulfur atoms
    • C07D213/63One oxygen atom
    • C07D213/65One oxygen atom attached in position 3 or 5
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 デオキシピリジノリンの新規合成方法の提
供。 【解決手段】 特定構造のリシンとエポキシドからの、
デオキシピリジノリンの合成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【従来の技術】コラーゲンは、すべての組織の中に種々
の形態で存在する。今では、コラーゲンが、ピリジニウ
ム架橋によって架橋されたアミノ酸鎖の形態を有するこ
とは十分に認められている。ピリジニウム架橋は、3個
のヒドロキシリシン残基から形成され、それらの2個
は、コラーゲン分子の末端ペプチド(非らせん形)が反
応の前に酵素的にアルデヒドに転換されたものからであ
り、第三のヒドロキシリシンは、隣接するコラーゲン分
子のらせん部に位置している。2個のピリジニウム架
橋、すなわちピリジノリン(PYD)及びデオキシピリ
ジノリン(DPD)が同定されている。文献には、酵素
標識した抗PYDを使用して、ピリジノリン−酵素標識
複合体を形成し、これを酵素結合イムノソーバント検定
によって検出することにより、尿中のピリジノリンを計
測する技術が記載されている。PYDの分析は、骨粗し
ょう症及び慢性関節リウマチを選別する手段として有用
であるが、連結組織及び骨におけるその存在が、骨粗し
ょう症又は骨の退化の診断に偏った結果を生じさせるお
それがある。したがって、骨の退化の初期の検出に関し
ては、骨中にのみ見いだされるデオキシピリジノリン
(DPD)の免疫検定がPYDの免疫検定よりも好まれ
るようになった。
【0002】DPDの試験は、流体試料、たとえば尿
を、DPDに特異的な標識された抗体と接触させること
によって実施することができる。特に簡便なDPD分析
の方法は、図1に示すタイプの試験片の使用を含む。図
1を参照すると、標識された抗DPD抗体複合体(通常
は、標識物質として金ゾルを用いて、金ゾル−DPD抗
体複合体を形成したもの)を有する試験片10が、試験
片10の塗布区域12に塗布された流体試料中のDPD
と結合し、第一の捕捉区域14及び第二の捕捉区域16
の中を移動する。第一の捕捉区域14の中では、固定さ
れたDPDが、拘束されていない標識された抗DPDを
捕捉する。流体試料中のDPDと結合していたために第
一の捕捉区域では捕捉されなかった標識された抗体は、
第二の捕捉区域16で、この区域で固定されている抗D
PD抗体によって捕捉される。試料中のDPD濃度は、
第一の捕捉区域14で捕捉された標識されたDPDの量
を分光光度的に計測することによって測定することもで
きるし、区域14及び16の両方からの反射率計測のア
ルゴリズム処理によってより正確に測定することもでき
る。
【0003】第一の捕捉区域12は、固定されたDPD
を要し、このDPDと、流体試料中のDPDとで反応し
ていない標識された抗DPDとが合わさって、この捕捉
区域中で固定されることができる。この種の使い捨て試
験系は、動物の骨から採取されるならば非常に高価であ
る相当量のDPDの使用を必要とする。天然のDPDの
調達に伴う費用が、この物質を合成し、それにより、D
PD検出系にDPDを用いる診断試験片の費用を減らそ
うとする試みにつながった。
【0004】DPD及びPYDならびにそれらの誘導体
を合成する一つの方法が、欧州特許公開第055615
2号公報に開示されている。この手法では、式:
【0005】
【化7】
【0006】の化合物を、X5 −CH2 −CHX1 −Z
−R3 と定義されるR群と反応させる。式中、R、X、
Y及びZ基は、DPD、PYD又はそれらの種々の誘導
体を提供するように選択される。いずれの場合にも、窒
素原子に対する側鎖の付加の前にピリジン環が形成され
る。本発明のDPD調製方法では、X5 −CH2 −CH
1 −Z−R3 を別個に調製する必要がないため、工程
が少なくなり、それにより、より労働集約的でない方法
が提供される。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によって考慮され
るDPDの合成は、以下の工程を含む。
【0008】a)Nα保護−O保護−リシン(化合物
1、反応式1)を適当な溶媒中で、少なくとも2当量の
5,6−エポキシ−2−N保護−O保護−(2S)−2
−アミノヘキサン酸エステルと(化合物5、反応式1)
反応させて、対応するアミノジオール(化合物6、反応
式1)を製造する。適当な溶媒には、アセトニトリル、
メタノール及び水/アルコールがある。反応式1では、
反応を触媒するために提供される添加物として過塩素酸
リチウムが示されている。ジアルキル化が必要な工程で
あるため、アミノヘキサン酸エステル1当量あたりエポ
キシド2当量が必要である。
【0009】b)次に、アミノジオール6を、適当な溶
媒、たとえば塩化メチレン中、適当な酸化剤、たとえば
塩化オキサリル−DMSOで酸化させて、対応するアミ
ノジケトン(化合物7、反応式1)を得る。塩化オキサ
リル−DMSO以外の適当な酸化剤には、塩化チオニル
−DMSO、トリフルオロ酢酸無水物−DMSO及び酢
酸無水物−DMSOがある。塩化メチレン以外の適当な
溶媒には、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン及び
クロロホルムがある。
【0010】c)工程b)のアミノジケトンをさらに、
アルコール又は第三級アミン、たとえばトリエチルアミ
ン中、塩基、たとえば水酸化ナトリウムと反応させて、
3−ヒドロキシジヒドロピリジンを製造し、これを、適
当な溶媒、たとえば塩化メチレン中O2 の存在下で、酸
化剤、たとえば塩基(DBN)と合わせて、反応式1の
ピリジニウム生成物8を得る。他の適当な酸化剤には、
ジシアノジクロロキノン(DDQ)、臭素又はMnO2
があるが、反応は、他の溶媒、たとえば塩化メチレン、
酢酸又はメタノールの中で実施することもできる。生成
物8を脱保護してデオキシピリジノリンを得る。
【0011】
【化8】
【0012】
【実施例】以下の実施例によって本発明をさらに説明す
る。
【0013】A.Nα−CBZ−O−tert−ブチル L
−リシン(1)の調製 Sigma 社のNα−CBZ−L−リシン(ここで、CBZ
はベンジルオキシカルボニルである)25gと、酢酸te
rt−ブチル250mlと、70%過塩素酸14mlとの混合
物を、すべての固形物が溶解するまで激しく攪拌した。
一夜攪拌したのち、酢酸エチル375mlを加え、続いて
水250mlを加えた。20%NaOHを用いて水層のpH
を5.5に上げたところで、有機相を分離した。この有
機相を酢酸エチル溶液で抽出し、pHを再び10.5に上
げたところで、新しい酢酸エチル200mlによって再び
抽出した。有機抽出物を合わせ、飽和ブラインで洗浄
し、Na2 SO4 上で乾燥させ、濃縮した。高減圧下に
残渣を一夜乾燥させると、無色で粘ちょうな物質23.
2gが得られた。
【0014】
【数1】
【0015】B.Nε−ジメチルアミノ−Nα−CBZ
−O−tert−ブチル Lリシン(2) ZnCl2 3.7g(27.2mmol)、NaCNBH3
3.2g(53mmol)及びメタノール60mlからなる混
合物を調製し、この混合物に、メタノール180ml中ア
ミン(1)18g(51.7mmol)の溶液を加えた。1
0〜15℃に冷却したのち、37%ホルムアルデヒド
(165mmol)12.4mlを2〜3分かけて滴下した。
反応を1時間攪拌し、クロロホルム/メタノール/濃縮
アンモニアの60:10:1(容量比)混合物(溶媒
A)を使用して溶離させるシリカゲル薄層クロマトグラ
フィーによってモニタした。水100mlを加え、混合物
を容量200mlまで濃縮した。酢酸エチル(200ml)
を加え、10%NaOHによってpHを10.5に上げ
た。酢酸エチルを分離させ、水相のpHを10.5に再調
節し、新しい酢酸エチル200mlで抽出した。酢酸エチ
ル抽出物を合わせ、NaClで洗浄し、Na2 SO4
で乾燥させ、ろ過し、濃縮すると、高減圧下に一夜乾燥
させたのち、粘ちょうな油14.86gが得られた。
【0016】
【数2】
【0017】C.Nε−ジメチルアミノ−Nα−CBZ
−O−tert−ブチル L−リシン N酸化物(3) ジメチルアミン(2)25.3g、30%過酸化水素
7.9ml及びメタノール150mlの溶液を5時間攪拌し
たのち、30%過酸化水素7.9gをさらに加えた。反
応を48時間攪拌し、溶媒Aで溶離させるシリカゲルT
LCによってモニタした。白金黒約5mgの水性スラリー
1mlを加えたところで、反応を7時間攪拌し、白金黒5
〜10mgの別のスラリーを加えた。混合物を一夜攪拌
し、過酸化物試験紙を使用して過酸化物がないかどうか
モニタし、必要ならば60℃に加熱して過酸化物を除去
した。反応を試験した結果、過酸化物の存在が否定され
たところで、混合物をろ過し、濃縮した。残渣をEtO
Ac300mlに溶解し、Na2SO4 上で乾燥させ、ろ
過し、濃縮し、シリカゲル400g上でクロマトグラフ
ィーに付して、溶媒Aで溶離させると、生成物13gが
無色の油として得られた。
【0018】
【数3】
【0019】このNα保護−O保護−リシンの合成は文
献において既知である(Scott et al., Commun., 1981,
11(4) 303-314)。
【0020】D.N−CBZ−2−アミノ−5−ヘキセ
ン酸=5−tert−ブチルエーテル(4) DMSO250ml中N酸化物(3)14.8gの溶液を
125℃で2時間加熱し、その間アルゴンでパージし
た。DMSOを高減圧下に70℃で蒸留した。シリカゲ
ル450ml上で残渣をクロマトグラフィーに付し、容量
比20:80のEtOAc/ヘキサンで溶離させると、
生成物が画分70〜120で得られた(18ml画分)。
これらを合わせ、濃縮すると、生成物3.15gが無色
の油として得られた。
【0021】
【数4】
【0022】E.N−CBZ−2−アミノ−5,6−エ
ポキシ−ヘキサン酸=tert−ブチルエステル(5)(化
合物4(工程D)を参照) Aldrich Chemical社の85%m−クロロ過安息香酸(m
CpBA)を、塩化メチレンに溶解し、pH7.5の緩衝
液で洗浄することによって精製した。有機層を分離し、
Na2 SO4 上で乾燥させ、ろ過し、濃縮した。固形物
を高減圧下に一夜乾燥させ、3℃で貯蔵した。
【0023】塩化メチレン25ml中ヘキサン酸エステル
(4)3.15g(9.75mmol)及びmCpBA1.
76g(10.2mmol)の混合物を室温で48時間攪拌
した。反応をEtOAc125mlで希釈し、5%NaO
Hで2回洗浄し、さらにブラインで洗浄した。Na2
4 上で乾燥させたのち、反応物をろ過し、濃縮する
と、生成物2.9gが無色の油として得られた。
【0024】
【数5】
【0025】F.2,12−ベンジルオキシカルボニル
アミノ−7−(5−ベンジルオキシカルボニルアミノ−
5−tert−ブトキシカルボニル−ペンチル)アザ−1,
13−ジ−tert−ブチル−5,9−ジヒドロキシ−トリ
デカン二酸エステル(6) エポキシド5(1.68g、5.01mmol)を乾燥アセ
トニトリル1.5mlに溶解したのち、無水LiClO4
0.53g(5.01mmol)を加えた。固形物が溶解す
ると、アセトニトリル1.5ml中アミン(1)0.8g
(23mmol)を加えた。混合物を50℃で一夜攪拌した
のち、減圧下で濃縮した。残渣をシリカゲル150g上
でクロマトグラフィーに付して、容量比7:1のクロロ
ホルム/溶媒Aで溶離させると、アミノジオール(6)
1g及び回収されたエポキシド0.5gが得られた。ジ
オールを既知量の塩化メチレンに溶解し、のちの使用に
備えて3Åモレキュラーシーブ上で貯蔵した。
【0026】
【数6】
【0027】G.3−ヒドロキシ−1−(5−ベンジル
オキシカルボニルアミノ−5−tert−ブトキシカルボニ
ル−ペンチル)−4−(2−ベンジルオキシカルボニル
アミノ−2−tert−ブトキシカルボニル−エチル)−5
−(3−ベンジルオキシカルボニルアミノ−3−tert−
ブトキシカルボニル−プロピル)ピリジニウム塩(8) 塩化メチレン1mlに対し、塩化メチレン中2M(1.2
mmol)塩化オキサリル0.6mlを加え、混合物を−55
℃に冷却した。次に、塩化メチレン0.25ml中ジメチ
ルスルホキシド(DMSO)(78μl 、1.1mmol)
を滴下した。15分後、塩化メチレン1ml中ジオール
(6)400mgを滴下した。この混合物を20分間攪拌
しながら−30℃に温めたのち、反応物を再び−55℃
に冷却したところで、トリエチルアミン0.26g
(2.6mmol)を加えた。反応物を室温まで温めたの
ち、EtOAc25mlで希釈し、5%NaOHで洗浄
し、続いてブラインで洗浄し、Na2 SO4 上で乾燥さ
せた。ろ過したのち、溶液を濃縮すると、2,12−ベ
ンジルオキシカルボニルアミノ−7−(5−ベンジルオ
キシカルボニルアミノ−5−tert−ブトキシカルボニル
−ペンチル)アザ−1,13−ジ−tert−ブチル−5,
9−ジオキソ−トリデカン二酸エステル(7)0.39
gが得られた。これは、その不安定性のため、特性決定
しなかった。残渣を塩化メチレン4mlに溶解し、ジアザ
ビシクロ〔4.3.0〕ノン−5−エン(DBN)0.
25gを加えた。乾燥管によって保護して、混合物を一
夜攪拌した。酢酸(100μl)を加え、溶媒を蒸発させ
た。残渣をシリカゲル100g上でクロマトグラフィー
に付して、20:1:0.5のクロロホルム/メタノー
ル/酢酸で溶離させた。画分11〜14(18ml画分)
は、ピリジニウム生成物(8)0.26gを含有してい
た。
【0028】H.デオキシピリジノリン(DPD) HOAc中酢酸ピリジニウム(8)160mg及びHBr
1mlの混合物を30分間攪拌したのち、HBr/HOA
c1mlをさらに加えた。1時間後、溶媒を除去し、残渣
を、n−ブタノール/水/HOAc4:1:1(容量
比)の混合物(溶媒B)50mlに溶解し、その後、繊維
セルロース5gを加えた。懸濁液を30分間放置し、ろ
過したのち、ろ液にセルロース3gをさらに加えてろ過
し、2時間後さらにろ過した。二つのセルロース固形物
を合わせ、水50ml中でスラリー化し、30分後にろ過
した。pH8の緩衝液中、326nmで、5290モル吸光
係数及び413の分子量を使用して吸光度がDPD28
mgを示したアリコートを除去した。溶液を凍結乾燥さ
せ、残渣をHCl(10mmol)及び洗浄したBioRad AG-
1X10(Cl- 形態)8gに溶解した。1時間後、得られ
たものをろ過し、ろ液をSavant Speed-Vac(登録商標)
濃縮装置上で乾燥状態まで濃縮すると、非常に吸湿性の
四塩化物塩56mgが得られた。
【0029】
【数7】
【0030】O−tert−ブチルエステル及びCBZ保護
基は、GreeneらによってProtectiveGroups in Organic
Synthesis; John Wiley & Sons: New York, 1991: Pp 2
46and 335-7 に記載されているように、当業者にはよく
知られる多様な処理によって除去することができる。た
とえば、tert−ブチルエステルは、他の酸、たとえばギ
酸、塩酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタ
ンスルホン酸、メタンスルホン酸及びトリフルオロ酢酸
を使用して除去することもできる。CBZ基は、多様な
方法、たとえば、ルイス酸、たとえば塩化アルミニウ
ム、ヨウ化トリメチルシリル及び三臭化ホウ素を用いる
水素化分解、光分解、電気分解、水酸化バリウム又は他
の酸、例えばトリフルオロスルホン酸及びメタンスルホ
ン酸の使用によって除去することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】標識された抗DPD抗体複合体を有する試験片
を示す平面図である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)式: 【化1】 のNα保護−O保護−リシンを、少なくとも2当量の、
    式: 【化2】 の5,6−エポキシ−2−N保護−O保護−(2S)−
    2−アミノヘキサン酸エステルと反応させて、式: 【化3】 の対応するアミノジオールを製造する工程と、 b)このアミノジオールを酸化剤と反応させて、式: 【化4】 の対応するアミノジケトンを得る工程と、 c)このアミノジケトンを塩基と反応させて、対応する
    3−ヒドロキシジヒドロピリジンを製造したのち、この
    3−ヒドロキシジヒドロピリジンを酸化剤と反応させ
    て、3−ヒドロキシピリジニウム環を形成し、それによ
    り、式: 【化5】 の化合物を得る工程と、 d)工程c)の化合物を脱保護して、式: 【化6】 のデオキシピリジニウムを得る工程と、を含むことを特
    徴とするデオキシピリジノリンの製造方法。
  2. 【請求項2】 アミノジケトンを除く中間生成物すべて
    を回収し、精製する、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 a)少なくとも2当量のN−CBZ−2
    −アミノ−5,6−エポキシ−ヘキサン酸=tert−ブチ
    ルエステルを、適当な溶媒中、Nα−CBZ−O−tert
    −ブチルL−リシンと反応させて、2,12−ベンジル
    オキシカルボニルアミノ−7−(5−ベンジルオキシカ
    ルボニルアミノ−5−tert−ブトキシカルボニル−ペン
    チル)アザ−1,13−ジ−tert−ブチル−5,9−ジ
    ヒドロキシ−トリデカン二酸エステルを得、このジオー
    ルを回収する工程と、 b)工程a)で調製したジオールを、適当な溶媒中、適
    当な酸化剤と反応させて、2,12−ベンジルオキシカ
    ルボニルアミノ−7−(5−ベンジルカルボニルアミノ
    −5−tert−ブトキシカルボニル−ペンチル)アザ−
    1,13−ジ−tert−ブチル−5,9−ジオキソ−トリ
    デカン二酸エステルを得る工程と、 c)前記トリデカン二酸エステルを、単離せずに、塩基
    と反応させて、3−ヒドロキシ−1−(5−ベンゾキシ
    カルボニルアミノ−5−tert−ブトキシカルボニル−ペ
    ンチル)−4−(2−ベンジルオキシカルボニルアミノ
    −2−tert−ブトキシカルボニル−エチル)−5−(3
    −ベンジルオキシカルボニルアミノ−3−ブトキシカル
    ボニル−プロピル)ピリジニウム塩を得る工程と、 d)工程c)で調製したピリジニウム塩を、適当な溶媒
    中、HBrと反応させて、デオキシピリジノリンを得る
    工程と、を含むことを特徴とするデオキシピリジノリン
    の製造方法。
  4. 【請求項4】 工程a)の反応を、溶媒としてのアセト
    ニトリル、メタノール又は水とアルコールとの混合物中
    で行う、請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 過塩素酸リチウムを触媒として工程a)
    に含め、アセトニトリルを溶媒として工程a)に含め
    る、請求項3記載の方法。
  6. 【請求項6】 工程b)における酸化剤が、塩化オキサ
    リル−DMSO、塩化チオニル−DMSO、トリフルオ
    ロ酢酸無水物−DMSO又は酢酸無水物−DMSOであ
    る、請求項3記載の方法。
  7. 【請求項7】 酸化剤が塩化オキサリル−DMSOであ
    る、請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】 工程b)における溶媒が塩化メチレン、
    ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン又はクロロホル
    ムである、請求項3記載の方法。
  9. 【請求項9】 工程c)における塩基がトリエチルアミ
    ンである、請求項3記載の方法。
  10. 【請求項10】 a)Nα保護−O保護−リシンを、適
    当な溶媒中、少なくとも2当量の5,6−エポキシ−2
    −N保護−O保護−(2S)−2−アミノヘキサン酸エ
    ステルと反応させて、対応するアミノジオールを得る工
    程と、 b)前記アミノジオールを酸化剤と反応させて、対応す
    るアミノジケトンを得る工程と、 c)前記アミノジケトンを塩基と反応させて、対応する
    3−ヒドロキシジヒドロピリジノリン化合物を中間体と
    して製造したのち、この中間体を酸化剤と反応させて、
    対応するピリジニウム化合物を形成する工程と、 d)前記ピリジニウム化合物を脱保護してデオキシピリ
    ジノリンを得る工程と、を含むことを特徴とするデオキ
    シピリジノリンの製造方法。
JP9350499A 1997-01-13 1997-12-19 デオキシピリジノリンの合成方法 Pending JPH10195052A (ja)

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US08/782,214 US5723619A (en) 1997-01-13 1997-01-13 Method for the synthesis of deoxypyridinoline
US08/782214 1997-01-13

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