JPWO2016047428A1 - 環状ヘミアセタール化合物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、L−ヌクレオシド類似体は優れた抗ウイルス剤として有用であり、L−リボースから容易に合成することが可能である。しかし、L−リボースは高価である。そのため、代わりとなるL−ヌクレオシド類似体の合成方法や、L−リボースおよび誘導体の立体選択的な合成の研究が行われている(例えば、非特許文献1参照)。
このため、希少糖を含めた各種糖の誘導体の需要が、従来にも増して高まっている。
また、医薬、農薬などにおける生理活性物質は、化合物の立体構造により、生体などに及ぼす作用が大きく異なる。このため、一方の立体異性体のみを選択的に合成する必要がある。また、一方の異性体から他方の立体異性体(例えばD体−L体変換)を温和な反応条件で、かつ短工程で変換させることが求められる。
さらには、糖などのように立体異性体を考慮しなければならない場合であっても適用でき、立体選択性に優れ、大量製造が可能な環状ヘミアセタール化合物の製造方法を提供することを課題とする。
<1>下記一般式(I)で表される化合物を酸性条件下で反応させる、下記一般式(II)で表される化合物の製造方法。
<2>一般式(I)で表される化合物が、下記一般式(IA)で表される化合物であり、一般式(II)で表される化合物が、下記一般式(IIA)で表される化合物である、<1>に記載の製造方法。
<3>Lが、ハロゲン原子または−OSO2Raであって、RNが−Rb、−ORbまたは−N(Rb)(Rc)であり、ここで、Raが、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはヘテロ環基であって、RbおよびRcが各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アシル基、アリール基またはヘテロ環基であり、
R1が、水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアリール基であり、Xが、単結合または−C(RXA)(RXB)−であって、R2A、R2B、R3A、R3B、RXAおよびRXBが、各々独立に、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、シリルオキシ基、アミノ基、アシルアミノ基、シアノ基またはアジド基であり、R4AおよびR4Bが各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはヘテロ環基であり、
ここで、R2AとR2B、R3AとR3B、RXAとRXBが、互いに共同して、=O、または=C(Rd)(Re)で表されるメチリデン基を形成してもよく、また、R2A〜R4A、R2B〜R4B、RXAおよびRXBの少なくとも2つが、互いに結合して環を形成してもよいが、この場合、RdおよびReが、各々独立に、水素原子またはアルキル基である、
<1>に記載の製造方法。
<4>RNが、−ORbである<1>〜<3>のいずれか1つに記載の製造方法。
<5>R1が、水素原子である<1>〜<4>のいずれか1つに記載の製造方法。
<6>Lが、−OSO2Raである<1>〜<5>のいずれか1つに記載の製造方法。
<7>R4AおよびR4Bの一方が水素原子で、他方が置換基であるか、R4AおよびR4Bが異なる置換基である<1>〜<6>のいずれか1つに記載の製造方法。
<8>R2A、R3A、R2BおよびR3Bの少なくとも1つが、水酸基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、シリルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基またはアリールスルホニルオキシ基である<1>〜<7>のいずれか1つに記載の製造方法。
<9>Lが、−OSO2Raであり、RNが、−ORbであり、R1が水素原子であり、R2A、R3A、R2BおよびR3Bが、各々独立に水素原子、水酸基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基またはアリールスルホニルオキシ基であり、R4AおよびR4Bのいずれか一方が水素原子で他方がアルキル基である<1>〜<8>のいずれか1つに記載の製造方法。
<10>下記一般式(IIIA)で表される化合物から一般式(IA)で表される化合物を製造した後、反応を行う、<2>に記載の製造方法。
<11>反応を、水存在下で行う<1>〜<10>のいずれか1つに記載の製造方法。
<12>反応を、アルデヒド化合物存在下で行う<1>〜<11>のいずれか1つに記載の製造方法。
<13>反応を、グリオキシル酸存在下で行う<1>〜<12>のいずれか1つに記載の製造方法。
しかも、糖などのように立体異性体を考慮しなければならない場合であっても適用でき、立体選択性に優れ、大量製造が可能な環状ヘミアセタール化合物の製造方法を提供することができる。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、下記の記載からより明らかになるであろう。
本発明の製造方法は、下記一般式(I)で表される化合物を酸性条件下で反応させ、下記一般式(II)で表される化合物を合成する製造方法である。
なお、上記の加水分解中間体は、上記の反応系(反応液)中に、一時的に生じる中間体である。
ハロゲン原子は、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が好ましく、臭素原子またはヨウ素原子がより好ましく、ヨウ素原子がさらに好ましい。
Raにおけるハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が好ましく、フッ素原子または塩素原子がより好ましい。
脂肪族基は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基が好ましい。このうち、アルキル基の炭素数は1〜6が好ましく、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシルが挙げられる。アルケニル基の炭素数は2〜6が好ましく、例えば、ビニル、アリル、1−プロペニル、2−プロペニルが挙げられる。アルキニル基の炭素数は2〜6が好ましく、例えば、エチニル、2−プロピニル挙げられる。シクロアルキル基の炭素数は、3〜8が好ましく、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルが挙げられる。シクロアルケニル基の炭素数は5〜10が好ましく、例えば、シクロペンテニル、シクロヘキセニルが挙げられる。
アリール基の炭素数は、6〜20が好ましく、6〜12がより好ましく、例えば、フェニル、ナフチルが挙げられる。
ヘテロ環基は、SO2の硫黄原子に結合する原子が炭素原子のものが好ましく、ヘテロ環基のヘテロ環を構成するヘテロ原子が、酸素原子、硫黄原子、窒素原子で、5または6員環のものが好ましく、ベンゼン環などの環が縮環していても構わない。またヘテロ環基のヘテロ環は、飽和環でも不飽和環もしくは芳香環のいずれでも構わない。ヘテロ環基の炭素数は0〜20が好ましい。このようなヘテロ環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、ピロール環、イミダゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、テトラヒドロフラン環、ピロール環、ピペラジン環、モルホリン環が挙げられる。
アシル基の炭素数は、2〜20が好ましく、このうち、アリールカルボニル基を含む芳香族のアシル基の炭素数は6〜20が好ましく、脂肪族のアシル基は2〜10が好ましい。脂肪族基−C(=O)−の「脂肪族基」、芳香族のアシル基の「芳香族」基部分の「アリール」基は、Raにおける脂肪族基およびアリール基で挙げた好ましい範囲および具体的な例示の基が好ましく適用される。
R1は、水素原子、脂肪族基(好ましくは、アルキル基、アルケニル基)またはアリール基が好ましく、水素原子または脂肪族基がより好ましく、反応性の観点から、水素原子が最も好ましい。
R2A〜R4A、R2B〜R4B、RXAおよびRXBは、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、脂肪族基(好ましくはアルキル基、アルケニル基)、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、シリルオキシ基、アミノ基、アシルアミノ基、シアノ基またはアジド基が好ましく、脂肪族基(好ましくはアルキル基、アルケニル基)、アリール基、ヘテロ環基、アミノ基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、シアノ基またはアジド基が好ましい。
また、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基のアルキル部の炭素数、アリール部の炭素数は、Raにおけるアルキル基、アリール基の好ましい範囲の炭素数が好ましい。アシルアミノ基、アシルオキシ基の「アシル」部の炭素数は、RbおよびRcにおけるアシル基の好ましい範囲が好ましい。
R2A、R2B、R3AおよびR3Bの少なくとも1つは、水酸基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、シリルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基またはアリールスルホニルオキシ基がより好ましい。R2A、R2B、R3AおよびR3Bが、各々独立に、水素原子、水酸基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基またはアリールスルホニルオキシ基であることがさらに好ましい。
本発明では、これらの好ましい基を少なくとも2つ有するものが、さらに好ましい。
このため、R4AとR4Bは、Lが結合する炭素原子に生じる炭素カチオンの安定性を高める基が好ましく、例えば、アリール基やアリル基のように、この炭素上のカチオンと共役できる基が好ましい。
R4AとR4Bのいずれか一方が、上記の理由で水素原子である場合、残りの一方は、水素原子またはアルキル基が好ましく、アルキル基がより好ましい。このうち、アルキル基は、無置換のアルキル基に加えて、置換基を有するアルキル基も好ましい。アルキル基は、なかでも、メチル基、−CH2−O−Ryが好ましい。ここで、Ryは、水素原子、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アルキルもしくはアリールのスルホニル基、カルバモイル基またはスルファモイル基が好ましい。Ryにおけるアリール基、ヘテロ環基およびアルキルもしくはアリールのスルホニル基は、Raにおけるアリール基、ヘテロ環基およびアルキルもしくはアリールのスルホニル基が好ましく挙げられ、Ryにおけるアシル基は、RbおよびRcにおけるアシル基が好ましく挙げられる。なお、脂肪族基は、上記の−O−CH2−Arにおける、−CH2−Arが好ましい。
RdおよびReにおける置換基は、R2A〜R4A、R2B〜R4B、RXAおよびRXBにおける各基をさらに置換してもよい置換基が挙げられる。RdおよびReは水素原子またはアルキル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
本発明では、上記一般式(I)で表される化合物から得られる一般式(II)で表される化合物が、例示化合物として挙げられるのは当然であるため、省略する。
一般式(II)で表される化合物は、一般式(I)で表される化合物を、酸性条件下で反応させることにより、製造できる。
この反応に使用される溶媒(反応溶媒)としては、例えば、脂肪族炭化水素化合物、ハロゲン化炭化水素化合物、アルコール化合物、エーテル化合物、エステル化合物、ケトン化合物、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホキシド化合物、芳香族炭化水素化合物、尿素化合物および水が挙げられる。これらの溶媒は混合して使用してもよい。
反応溶媒に含まれる水は、有機溶媒100mLに対して、1〜70mLが好ましく、1〜50mLがより好ましく、1〜20mLがさらに好ましい。
本発明では、酸と、NH2−RNを捕獲して反応の平衡を脱保護側にずらすカルボニル化合物とを兼ね備えた化合物を用いてもよい。このような化合物は、スルホ基またはカルボキシ基とカルボニル基を分子内に有する化合物であり、グリオキシル酸は、この両方の機能を備えている。グリオキシル酸以外には、ピルビン酸、2−オキソブタン酸、2−オキソグルタミン酸、アセトンジカルボン酸、アセト酢酸、オキサル酢酸、ケトピン酸、2−ホルミルプロピオン酸などが挙げられる。
一般式(I)で表される化合物は、下記一般式(III)で表される化合物を用いて、合成することが好ましい。
一般式(III’)で表される化合物は、一般式(III)で表される化合物と、NH2−RNで表される化合物を反応させることで合成することが好ましい。
一般式(III)で表される化合物としては、例えば、常用されるピラノース化合物またはフラノースを用いることができる。
このため、続く、一般式(I)で表される化合物を得るための反応条件でも、>C=N−RN部分が安定である。また、一般式(I)で表される化合物を、酸性条件下で反応させ、脱保護で得られるアルデヒドもしくはケトン体の中間体を経由して、一般式(II)で表される化合物を合成する反応がも、温和な条件で進行する。
一般式(I)で表される化合物は、一般式(III’)で表される化合物の水酸基をLに変換することで合成することが好ましい。ここで、Lは、ハロゲン原子または−OSO2Raである。
一般式(III’)で表される化合物の水酸基を−OSO2−Raに変換する場合、Y−SO2−Ra、あるいは、O(SO2−Ra)2で、一般式(III’)で表される化合物中の水酸基をスルホニル化することが好ましい。ここで、Yはハロゲン原子である。
塩基としては、有機もしくは無機の塩基が挙げられ、例えば、Y−SO2−Raと反応しない第三級アミン、窒素原子を環構成原子として有する塩基性のヘテロ環化合物が挙げられ、トリエチルアミン、ピリジンおよびN−メチルイミダゾールが好ましい。塩基の使用量は、一般式(III’)で表される化合物に対して、0.8〜10倍モルであればよく、0.8〜4.0倍モルが好ましく、1.0〜3.0倍モルがより好ましい。
一般式(III’)で表される化合物の水酸基をハロゲン原子に変換する場合、ハロゲン化剤で、一般式(III’)で表される化合物中の水酸基をハロゲン化することが好ましい。
塩素化剤としては、塩化ホスホリル、三塩化リン、五塩化リン、Vilsmeier試薬(N,N−ジメチルホルムアミド−五塩化リン、N,N−ジメチルホルムアミド−オキシ塩化リン等)、Rydon試薬(Ph3PCl2、トリフェニルホスフィン−四塩化炭素)、塩化チオニルおよび塩化スルフリルなどが挙げられ、塩化スルフリル、三塩化リンまたは塩化チオニルが好ましい。
臭素化剤としては、三臭化リン、N,N−ジメチルホルムアミド−三臭化リン、トリフェニルホスフィン−四臭化炭素およびトリフェニルホスフィンジブロミドなどが挙げられる。
塩基としては、有機もしくは無機の塩基が挙げられ、例えば、第三級アミン、窒素原子を環構成原子として有する塩基性のヘテロ環化合物が挙げられ、トリエチルアミン、ピリジンおよびN−メチルイミダゾールが好ましい。塩基の使用量は、一般式(III’)で表される化合物に対して、0.8倍モル以上が好ましく、1倍モル以上が特に好ましい。上限としては、50倍モル以下が好ましく、20倍モル以下がより好ましく、10倍モル以下が特に好ましい。
塩の使用量は、一般式(III’)で表される化合物に対して、0.5倍モル以上が好ましく、0.8倍モル以上がより好ましく、1倍モル以上が特に好ましい。上限としては、20倍モル以下が好ましく、5倍モル以下がより好ましく、3倍モル以下が特に好ましい。
一般式(II)で表される化合物は、抗ウイルス剤として有用なL−ヌクレオシド〔例えば、いずれもTetrahedron,2011,67,p.4031−4035に記載の、B型肝炎ウイルスに有用な2’−フルオロ−5−メチル−β−L−アラビノフラノシルリジンやL−2’,3’−ジデオキシ−2’,3’−ジデヒドロ−5−フルオロシチジン、耐C型肝炎ウイルス活性を示す1−(β−L−リボフラノシル)−1,2,4−トリアゾール−3−カルボキサミドやそのバリンエステル前駆薬〕の製造などに有用な化合物である。
カラムクロマトグラフィー
測定機器:山善株式会社製の分取クロマト装置 W−Prep 2XY(商品名)
クロマト担体:シリカゲル
測定機器:Bruker社のAVANCE 300(商品名)
全δ値をppmで示した。
下記反応条件で、例示化合物(I−3)から、例示化合物(II−1)を合成した。
無色油状物は、そのまま次の反応に使用した。
1H−NMRを測定した結果、シン/アンチ比は4:1であった。
下記反応条件で、例示化合物(I−2)から、例示化合物(II−1)を合成した。
1H−NMR(CDCl3) δ値:8.10−7.90(7H,m),7.64−7.38(10H,m),7.27−7.20(2H,m),6.90(0.25H,d,J=5.7Hz),6.55(0.25H,dd,J=4.8,5.7Hz),6.07−5.90(1.75H,m),5.56−5.50(0.75H,m),5.49−5.43(0.25H,m),4.90−4.84(1.00H,m),4.68−4.54(1.00H,m),3.96(0.75H,s),3.85(2.25H,s)
下記反応条件で、例示化合物(I−1)から、例示化合物(II−1)を合成した。
1H−NMR(CDCl3) δ値:8.10−7.89(6H,m),7.83−7.76(2H,m),7.65−7.55(3H,m),7.50−7.40(7H,m),7.34−7.28(2H,m),6.85(0.25H,d,J=5.7Hz),6.51(0.25H,dd,J=4.8,5.7Hz),6.04−5.92(1.75H,m),5.47−5.40(0.75H,m),5.40−5.34(0.25H,m),4.92−4.83(1.00H,m),4.60−4.48(1.00H,m),3.94(0.75H,s),3.85(2.25H,s)
下記反応により、例示化合物(I−21)から、例示化合物(II−3)を合成した。
1H−NMR(CDCl3) δ値:7.44(0.8H,d,J=8.1Hz),7.37−7.15(15H,m),6.89(0.2H,d,J=6.6Hz),5.02(0.2H,dd,J=2.4,6.6Hz),4.79−4.42(6H,m),4.33(0.8H,dd,J=3.3,8.1Hz),3.88(2.4H,s),3.87(0.6H,s),3.89−3.76(2H,m),3.66−3.54(2H,m),2.68(0.2H,d,J=5.7Hz),2.58(0.8H,d,J=4.8Hz)
1H−NMR(CDCl3) δ値:8.08(0.8H,s),8.06(0.2H,s),7.35−7.22(14H,m),7.16(0.8H,d,J=7.5Hz),7.10−7.06(2H,m),6.69(0.2H,d,J=6.6Hz),5.04−4.96(1H,m),4.81(0.2H,dd,J=5.4,6.6Hz),4.74−4.58(3H,m),4.41−4.32(1H,m),4.20(2H,s),4.06−3.94(1.8H,m),3.89(2.4H,s),3.87(0.6H,s),3.74−3.66(1.2H,m),3.52(0.8H,dd,J=3.0,11.4Hz)
下記反応条件で、例示化合物(I−3)から、例示化合物(II−1)を合成した。
J.Chem.Soc.,C.1967,p.1186〜1187に記載の合成方法を以下に示す。
アセトン60mLにアセタール化合物(VIII)1.5gを加えた溶液と5Nのスルホン酸(10mL)を混合し、還流下で6時間加熱撹拌した。得られた生成物をクロロホルムで分離し、シリカゲル50gを使用したクロマトグラフィーで分離した。ベンゼン−エーテル(19:1)の溶離液から、アセタール化合物(VIII)とアルデヒド化合物(IX)の混合物が得られ、ベンゼン−エーテル(85:15)の溶離液から、スラリー状の2,3,5−トリ−O−ベンジル−L−リキソフラノース(XI)201mgを得た。また、アセタール化合物(VIII)とアルデヒド化合物(IX)の混合物をクロマトグラフィーで、精製を繰り返し、アセタール化合物(VIII)とアルデヒド化合物(IX)の混合物895mgを得た。
アセタール化合物(VIII)からの収率を計算すると20%であった。
特に、大量製造を行う場合、10%以上の収率向上は、大幅なコスト削減になる。
このように、本発明の製造方法を、自然界における存在量が少ない希少糖の製造に適用することで、各種の効果が見いだされつつある希少糖を安価に、大量供給することが可能となり、研究開発の促進に有用であることがわかる。
Claims (13)
- 下記一般式(I)で表される化合物を酸性条件下で反応させる、下記一般式(II)で表される化合物の製造方法。
- 前記Lが、ハロゲン原子または−OSO2Raであって、前記RNが−Rb、−ORbまたは−N(Rb)(Rc)であり、ここで、Raが、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはヘテロ環基であって、RbおよびRcが各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アシル基、アリール基またはヘテロ環基であり、
前記R1が、水素原子、アルキル基、アルケニル基またはアリール基であり、前記Xが、単結合または−C(RXA)(RXB)−であって、前記R2A、R3A、R2B、R3B、RXAおよびRXBが、各々独立に、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、シリルオキシ基、アミノ基、アシルアミノ基、シアノ基またはアジド基であり、前記R4AおよびR4Bが各々独立に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基またはヘテロ環基であり、
ここで、R2AとR2B、R3AとR3B、RXAとRXBが、互いに共同して、=O、または=C(Rd)(Re)で表されるメチリデン基を形成してもよく、また、R2A〜R4A、R2B〜R4B、RXAおよびRXBの少なくとも2つが、互いに結合して環を形成してもよいが、この場合、RdおよびReが、各々独立に、水素原子またはアルキル基である、
請求項1に記載の製造方法。 - 前記RNが、前記−ORbである請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記R1が、水素原子である請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記Lが、前記−OSO2Raである請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記R4AおよびR4Bの一方が水素原子で、他方が置換基であるか、R4AおよびR4Bが異なる置換基である請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記R2A、R3A、R2BおよびR3Bの少なくとも1つが、水酸基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、シリルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基またはアリールスルホニルオキシ基である請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記Lが前記−OSO2Raであり、前記RNが前記−ORbであり、前記R1が水素原子であり、前記R2A、R3A、R2BおよびR3Bが、各々独立に水素原子、水酸基、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基またはアリールスルホニルオキシ基であり、前記R4AおよびR4Bのいずれか一方が水素原子で他方がアルキル基である請求項1〜8のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記反応を、水存在下で行う請求項1〜10のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記反応を、アルデヒド化合物存在下で行う請求項1〜11のいずれか1項に記載の製造方法。
- 前記反応を、グリオキシル酸存在下で行う請求項1〜12のいずれか1項に記載の製造方法。
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