KR830002380B1 - 카바페넴계 항생물질 유도체의 제조방법 - Google Patents

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Description

카바페넴계 항생물질 유도체의 제조방법

본 발명은 다음 구조식(I)의 카바페넴계 항생물질 유도체 제조방법에 관한 것이다.

상기식에서 R은 수소 또는 쉽게 제거될 수 있는 보호기를 나타내러, R₁은 메칠, 에칠, 프로필, 이소프로필, 1-하이드록시에칠, 2-하이드록시에칠, 1-하이드록시프로필, R₂는 수소 또는 아세틸을 나타낸다.

상기구조식(I) 화합물은 공지 화합물로서 유효한 항균작용을 가지며 이들 화합물과 그 약리 학상 허용되는염, 에테르, 에스테르 및 아미드 유도체는 항생물질로서 유용하다.

페니실린이나 세팔로스포린계 항생물질과 같이 β-락탐환을 갖는 β-락탐계 항생물질들의 항균력을 무효화 시키는 β-락탐 분해효소가 발견됨에 따라 이에 대항하는 방법들이 연구되었다.

이들 방법중의 하나로, 세균이 β-락탐 분해효소를 생산하는 것을 억제하는 물질을 제조하는 방법이 연구 되었으며, 상기 구조식(I) 화합물은 이러한 β-락탐 분해 효소 억제제이다.

또한 본 화합물은 자체로서도 높은 항균력을 나타낸다.

상기 구조식(I)화합물은 여러 문헌에 기술되어 있으며, 예를들면 미국 특허 제3,950,357호 제 4,235,922호, 제 4,153,374호, 제 4,210,661호, 제 4,194,047호와 네덜란드 특허 제 7,712,093호, 제 7,802,976호 및 일본 공개 특허 제 55-72,191호와 테트론 라헤드론 레터즈vol 21,4221등에 기재되어 있다.

이들 문헌에 기술된 방법들은 균주를 배양·발효에 의해 제조하였거나, 이를 출발물질로 하여 그 유도체들을 제조하었다.

또한 전체합성에 의해서도 제조하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래방법의 여러가지 문제점을 해결한 방법의 발명으로서 그 특징은

첫째, 미국특허 제 4,235,922호등에 기재된 발효법의 문제점인 시설 투자비 문제와 균주확보의 문제를해 하였으며,

둘째, 미국특허 제 4,153,374호등에 기재된 반합성 방법의 문제점인 출발물질의 수득문제와 반응공정의 제문제 즉 반응단계, 조건, 복잡성, 수율 등을 개선한 방법이며,

셋째, 미국특허 제 4,194,047호에는 전합성 방법이 기재되어 있는데, 이 방법은 반응단계가 19단계나 되므로 유기합성에 있어서의 가장 큰 결정을 갖고 있는 반면, 본원발명은 6단계로서 목적화합물을 제조하는 방법이다.

즉, 본 발명은 산업적으로 쉽게 이용될 수 있도록 공정을 단순화시킨 방법이며, 또한 안정된 상태에서 반응이 진행되고 비교적 고수율의 목적화합물이 제조될 수 있는 방법이다. 본 발명을 상세힌 설명하면 다음과 같다.

다음 구조식(Ⅱ)화합물을 오존과 반응시켜 구조식(Ⅲ)화합물을 만들고 여기에 치올 화합물과 아자이드류를 반응시켜 구조식(Ⅳ)화합물을 만든 후 구조식(Ⅷ)의 글리옥시릭에시드 에스테르를 반응시켜 구조식(V)화합물을 만들고, 다시 구조식(Ⅸ)의 포스핀 유도체를 반응시켜 구조식(Ⅵ) 화합물을 만들고, 이 화합물을 환류 조건하에서 환화 반응시켜 구조식(Ⅶ) 화합물을 만든다.

이 구조식(Ⅶ)합물을 가수소와 반응을 시키고 필요에 따라 아실화시켜 구조식(I) 화합물을 제조한다.

상기식에서 R,R₁R₂는 전술한 바와 같으며, R₃R₄R₅는 각각 지급 알킬, 페닐, 메톡시페닐, 디-저급알킬 아미노 그룹이다. 출발물질로 사용되는 구조식(Ⅱ) 화합물은 공지의 화합물이며 공지방법 예를들면 일본 공개 특허 소 55-7251 등에 기재된 방법으로 제조할 수 있다.

구조식(Ⅱ) 화합물에서 구조식(Ⅲ) 화합물을 제조하는 반응은 강한 유기산인 트리플루오로아세틱에시드, 트리클로르아세틱에시드등의 존재하에 구조식(Ⅱ) 화합물에 오존을 반응시키며, 메칠렌클로라이드, 클로로포름, 1,1,1- 트리 클로로에칠렌등과 같은 불활성 용매내에서 행한다. 이때의 반응 온도는 -40°-80℃의 저온이 적당하다. 과잉의 오존은 아르곤등 불확성 기체를 통과시켜 제거시키고, 과산(Peracid) 예를들면 m-클로로퍼벤조익에서 3,5-드디클로로퍼벤조익에시드, P-니트로퍼벤조익에시드등을 사용하여 오존나이드를 분해시킨다.

구조식(Ⅲ) 화합물에서 구조식(Ⅳ) 화합물을 제조하는 과정은 구조식(Ⅲ) 화합물에 먼저 디메칠포스로 클로리데이트, 디에칠포스포로클로리데이드 와 같은 할로포스파이트등을 가한뒤 치올화합물을 반응시킨다.

이때의 치올화합물로는 2-하이드록시메탄치올이나 이의 소디움, 카리움, 탈리움염 등을 사용한다.

반응은 비교적 친핵성이 낮은 염기(예를들면 피리딘, 2-피콜린, 2,6-루티딘등) 나트리 -저급알킬아민(트리에틸아민등)의 존재하에서 행하는것이 좋으며, 불활성 유기 용매내에서 진행시킨다. 온도는 -0°-40℃가 적당하며, 특히 -10°-30℃의 범위에서 행하는 것이 좋다.

적당한 불활성 유기 용매로다 테트라하이드로푸란, 디옥산등이다. 이렇게생성된 화합물 소디움 아자이드(NaN₃)와 반응시켜 구조식(Ⅳ)화합물을 만든다. 이 반응은 먼저 메탄설포닐클로라이드 등으로 처리한다 소디움 아자이드를 반응시키는데 이때 사용 용매로서는 디옥산, 테트라하이드로푸란, N,N-더메칠 포름아마이드, 등의 불활성 용매가 적합하다. 구조식(V) 화합물은 구조식(Ⅳ) 화합물에 구조식(Ⅷ)의 글리옥시릭에시드 에스테르를 반응시켜 벤젠, 톨루엔, 크실렌등과 같은 불활성 용매에서 환류(reflux)시켜 제조한다.

구조식(V) 화합물에서 구조식(Ⅵ) 화합물을 제조하는 반응은 먼저 구조식(V) 화합물에 치오닐클로라이드, 5염화인등을 반응시키고 구조식(Ⅸ)의 포스핀 유도체를 반응시킨다. 이때에도 역시 비교적 친핵성이등은 염기존재하에서 반응시키는 것이 바람직하다. 사용에 적합한 염기로는 2,6-루티딘, 2-피콜린, 피리딘적이 있으며, 용매로서는 디옥산, 테트라하이드로푸란, N,N-디메칠포름아마이드, 클로로포름 등이며, 이들 용매를 건조시켜 사용한다.

구조식(Ⅸ)의 포스핀으로 가장 바람직한 것은 트리페닐포스핀이다. 구조식(Ⅶ)화합물을 제조하는 반응은 Wittig 반응을 이용하여 구조식(Ⅵ) 화합물을 환화 반응시킨다. 이 반응은 불활성 용매내에서 구조식(Ⅵ) 화합물을 -90°-120℃로 가열한다.

적당한 불활성 용매로는 톨루엔, 벤젠, 크실렌등이다. 특히 불황성 기체에서 건조된 상태에서 반응시키는 것이 바람직하다. 가수소화 반응과 아실화반응은 통상의 방법으로 행한다. 가수소화 반응시에는 백금, 파라듐-카본, 이산화백금 등을 촉매로 하여 가압하 수소를 공급시키면서 반응시키는 것이 좋으며, 특히 이산화백금 사용시 가장 만족할만한 결과를 얻는다.

구조식(I) 화합물의 카복실유도체로서 에스테르 화합물을 만들 수 있으며 이들 에스테르기로서는 알킬, 알케닐, 알키닐, 페닐, 벤질등이며 이들은 저급알콕시, 저급 아실옥시 할로겐등으로 치환 될 수 있다. 예를들면 P-메톡시벤질, 2,4,6-트리메틸벤질, P-니트로벤질, 4-피리딜메틸, 에톡시에틸, 트리클로로에틸,,2,2-트리브로모에틸, 3급부틸, 디페닐메칠, 트리펜닐메칠 등이 적당하다.

또한 구조식(I) 화합물은 다소 과량의 염기나 유기 아민염기등과 반응시켜 해당하는 염으로 만들 수 있다.

예를들면 소디움, 포타시움, 칼슘, 마그네슘염과 같은 알카리 금속염 또는 알카리 토류금속염, 암모니움염 또는 t-부틸아민염과 같은 치환된 암모니움염 등이다.

이하 실시예에서 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

[실시예 1]

4-아릴 -3-에틸 아제티디논의 제조

3-에틸-4-메칠설포닐아제티디논 178mg을 더에칠에텔/THF 혼액 l0ml에 용해시키고 이 용액에 아릴마그네슘 브로마이드 145mg을 -20℃에서 2시간 반응시킨다.

반응액을 여과한 후 물 5ml 를 가하고 감암농축하여 유기 용매를 제거한 후 물층을 에칠아세테이트 20m1로 2회 추출한다.

분리한 에칠아세테이트층을 MgSO4로 탈수시키고 감압 농축하면 점성이 큰 오일상의 목적물 128mg을 얻는다.(수율 =92%)

[실시예 2]

4-카복시메칠-3-에칠 아제티디논의 제조

(실시 예 1)에서 제조한 4-아릴-3-에칠아제티디는 140mg을 탈수한 메칠렌클로라이드에 녹인 후 트리플로오로아세틱에시드 0.88m1를 가한다. 이 용액을 -50℃로 냉각시킨 후 반응액이 푸른색을 나타낼때까지 오존을 반응시킨다.(Ozonolysis)

반응후 과량의 오존은 아르곤기체를 통과시켜 제거하고 반응액에 m 클로로퍼벤조익에시드용액(본품173mg+디메칠설폭시이드 3ml)을 가하고 실온으로 한 다음 18시간 교반한다.

용매를감압 농축하여 제거하고 생성된 오일 상물질물 실리카겔칼럼에 크로마토그라프 시키고 에탄올 : 에테르 혼합용매(1:1)로 용출시켜 분리한다.

용출액을 농축하여 얻은 불순물을 다소 함유한 오일상 물질을 클로로포름 10m1에 용해시킨 후 염기성 알루미나와 함께 일야 교반한다.

반응액을 여과하고 용매를 농축하면 오일상의 목적물 63mg을 얻는다.(수율=40%)

[실시예 3]

3-에칠-4-(2'-옥소-3'-치아-5'-하이드록시펜틸)아제티디논의 제조

(실시예 2)에서 제조한 4-카복시메칠-3-에칠-아제티디논 158mg을 테르라하이드로푸란 15m1에 가하고 10℃로 내린 후 트리에칠아민 113mg을 가하여 용해시켜 놓는다.

디에칠포스포로클로리데이트 190mg을 테트라하이드로푸란 3ml에 녹인 용액을 아르곤 기류하 실온에서 적가하고 5시간 교반한다. 반응액을 여과한 후 여액에 2-하이드록시에탄치올의 소디움염 88mg을 가하고 30℃로 가온후 동온도에서 5시간 교반하고 다시 반응액의 온도를 20℃로 냉각시킨후 15시간을 계속 교반시킨다. 다음에 반응액을 여과하여 생성된 결정을 제거하고 여액을 감압 농축한다. 생성된 오일상 물질을실리카겔럼에 크로마토그래프시키고 에칠아세테이트-핵산(1:1)을 사용하여 용출시켜 생성물을 분리한다음농축하여이소프로필에텔에 분산하여 결정화시키면 배색의 결정 156mg을 얻는다.(수율=72%)

MP : 108°-110℃

[실시예 4]

3-에칠-4-(2'-옥소-3'-치아-5'-아지도펜틸)아제티디논의 제조

(실시예 3)에서 제조한 3-에칠-4-(2'-옥소-3'-치아-5'-하이드록시펜틸)아제티디논 217mg을 테트라하이드로푸란 100m1에 용해시키고 -5℃로 한 후 여기에다 메칠설포닐클로라이드 235mg을 테트라하이드로푸란에 용해시킨 용액을 가한다. 이어서 트피에칠아민 0.35m1를 가하고 질소 기류하에서 2시간 교반한다.

반응액을 여과하여 트리에칠아민염산염을 제거하고 여액을 감압 농축하여 용매를 환전히 제거한다. 디메칠 설폭사이드 15ml를 상기반응 생성물에 가하여 용해시킨 후 NaN₃785mg을 가하고 아르곤기류하 10℃에서 1야 반응시킨다. 반응물에 물 20m1,의 메칠 에칠케톤 40m1를 가하여 교반하고 층분리하여 메칠에칠케톤층을 취하고 물층을 메칠에칠케톤 20m1로 세척한후 유기층을 취하여 앞서나온 것과 합한다. 메칠에칠케톤 추출액을 MgRO₄로 건조시키고 여과한 후 여액을 농축하면 오일상의 조생성물을 얻는다. 이것을 실리카겔칼럼에 크로마토그라프 시킨 후 분리하여 결정화 시키면 백색의 결정 201mg을 얻는다. (수율=83%)

[실시예 5]

3-에칠-4-(2'-옥소-3'-치아-5'-아지도펜틸)-1-(1'-P-니트로벨질옥시카보닐-1'-하이드록시)메칠-아제티디논의 제조.

P-니트로벤질글리옥시레이트 1수화물 45mg을 톨루엔 10m1에 용해시키고 Dean-Stark trap을 사용하여 2시간환류하여 물을 충분히 제거시킨다. 다음에(실시예 4)에서 제조한 아지도 화합물 242mg를 가하고 3시간 환류하여 반응시킨다. 반응액을 실온으로 한 후 농축하여 실리카겔칼럼에 크로마토그래프 시킨 후 에칠아세테이트핵산용액으로 용출시켜 생성물을 분리한다.

용출액을 농축한 후 이소프로필에테르에 분산하면 미황색의 결정 406mg을 얻는다. (수율=90%)

MP : 137°-139℃

[실시예 6]

3-에칠-4-(2'-옥소-3'-치아-5'-아지도펜틸)-1-(1'-p-니트로벤질옥시카보닐 1'-트리페닐포스핀)메칠렌아제티디논의 제조. (실시예5)에서 제조한 3-헤칠-4-(2'-옥소-3'-치아-5'-아지도펜)-1-(1'-p-틸니트로벤

옥시카보닐-1'-하이드록시) 메칠-아제티디는 452mg을 탈수된 테트라하이드로푸란 10m1에 가하고 교반하여 -20℃로 냉각시킨다.

여기에다 2,6-루티딘0.232ml를 가하고 뒤이어 테트라하이드로푸란 2.0ml에 치오닐클로라이드 0.15ml 용해시킨 용액을 적가한다. 반응액의 온도를 0℃로 조절한 후 1시간동안 교반하고 생성되는 결정을 여과 제거 한다.

여액을 감압농축하면 흑갈색의 오일상 gum이 생성된다.

질이 gum 을 디옥산 10ml에 용해시킨 후 실온에서 트리페닐포스핀 524mg과 2,6-루티딘 0.3ml를 가한다. 반응액을 일야 교반하여 반응시킨 후 생성된 결정을 여과 제거한다.

여액을 농축한후 에칠아세테이트 10ml에 용해시킨다. 이 용액을 포화식염수 5ml 로 세척한 후 무수망초를 사용하여 건조시킨다. 용매를 농축한 후 실리카겔칼럼에 크로마토그래프하고 에질아세테이트 : 핵산(7:3) 혼액으로 용출시켜 목적물을 분리해 낸다.

용출액을 농축한 후 에테르에 분산하면 황백색의 결정 452mg를 얻는다. (수율 =65%)

MP 160-162℃

[실시예 7]

P-니트로벤질-6-에칠-7-옥소-3-(1'-치아-3'-아지도프로필)-1-아자비사이클로[3,2,0]헵트 -2-엔-2-카복시레이트의 제조

(실시예 6)에서 제조한 화합물을 696mg 탈수된 톨루엔 12ml에 가하고 아르곤 기류하에서 8시간 환류시킨다.

용매를 농축한 후 실리카겐 칼럼에 크르마토그라프 하고 에칠아세테이트 : 핵산(1:1)용액으로 용출시켜 생성물을 분리한다.

분리된 용출액을 농축한 후 벤젠-헵탄용액에 분산시켜 결정화시키면 미황색의 결정 105mg을 얻는다. (수율=25% )

MP : 139-142℃

[실시예 8]

6-에칠-7-옥소-3-(1'-치안-3'-아미노프로필)-1-아자비사이크로-[3,2,0] 헵트-2-엔-2-카복실산의 제조

(실시예 7)에서 제조한 P-니트로벤질-6-에칠-7-옥소-3-(1'-치아-3'-아지도프로필)-1-아자비사이클로-[3,2,0] 헵트-2-엔-2-카복실레이트 418mg을 디옥산 15ml, 테트라하이드로푸란 10ml, H₂O 5ml 혼합 용매에 용해시키고 PtO₂610mg 존재하에서 6시간 동안 40-Psi하에서 H₂를 공급시키면서 가수소화 반응을 시킨다.

반응 혼합물을 세라이트(Celite)를 통해서 여과하여 pH 7.0인 0.1N 인산염 완충액 15ml로 세척한 다음 여액을 농축시킨 후 농축액을 IAD-2 resin column에 크로마토그라프 시키고 H₂O로 용출시켜 순수한생성물을 분리해낸 후 동결 건조시키면 결정화된 목적물 200mg을 얻는다. (수율 78%)

MP : 126-128℃

[실시예 9]

4-아릴-3-이소프로필 아제티디논의 제조

3-이소프로필-4-메칠 설포닐 아제티디논 192mg을 데트라하이드로푸란 15ml에 용해시키고 이 용액에 아릴마그네슘브로마이드 145mg을 -15℃에서 3시간 반응시킨다.

반응액을 여과한 후 물 5ml를 가하고 감압농축하여 유기용매를 제거한후 물층을 에칠아세테이트 15ml로 2회 추출한다. 분리한 에칠아세테이트층을 MgSO₄를 사용하여 탈수시키고 감압농측하면 오일상의 목적물 42mg을 얻는다. (수율 =92%)

[실시예 10]

4-카복시메칠-3-이소프로필-아제티디논의 제조

(실시예 9)에서 제조한 4-아릴-3-이소프로필-아제티디논 154mg을 탈수된 메칠렌클로라이드에 녹인뒤 트리플루오로아세틱에시드 0.8ml를 가한다.

이 용액을 -60℃로 냉각시킨후 OzonoBysis 시킨다.

반흥후 과량의 오존은 아르곤기체를 통과시켜 제거하고 반응액에 m-클로로퍼벤조익에시드용액(본품173mg+메칠렌클로라이드 3ml)을 가하고 실온으로 한다음 15시간 교반한다.

용매를 갑압농축하여 제거하고 생성된 오일상물질을 실리카겔 칼럴에크로마토그라프 시키고 에탄올 : 에테를(1:1)혼합용매로 용출시켜 분리한다. 용출액을 농축하여 얻은 오일상의 조성물을1,1,1-트리클로로 에칠렌 10ml에 용해시킨 후 염기성 알루미나와함께 일야 교반한다. 용액을 여과하고 요매를 농축하면 오일상의목적물 60mg을 얻는다. (수율 =35%)

[실시예 11]

3-이소프로필-4(-2'-옥소-3'-치아-5'-하이드룩시펜틸)-아제티디논의 제조

(실시예 10)에서 제조한 4-카복시메칠-3-이소프로필-아제티디논 172mg을테트라하이드로푸란 12ml에 가하고 15℃에서 트리에칠아민 112mg을 가하여 용해시켜 놓는다.

디에칠포스포로클로리데이트 190mg을 테트라하이드로푸란 3ml에 녹인 용액을 아르곤 기류하 실온에서 적가하고 4시간 교반한다. 반응액을 여과한 후 여액에 2-하이드룩시 에탄올의 소디움염 90mg을 가하고 10℃로 냉각시킨 후 8시간 교반한다. 생성된 오일상의 물질을 실리카겔 칼럼에 크로마토 그라프시키고 에칠아세테이트-헥산(1:1)을 사용하여 용출시켜 생성물을 분리한 다음 농축하여 이소프로필에테르에 분산하여 결정화시키면 백색의 결정 183mg을 얻는다. (수율 =79%)

MP : 109-111℃

[실시예 12]

3-이소프로필-4-(2'-옥소-3'-치아 -5'-아지펜틸)-아제티디논의 제조

(실시예 11)에서 제조한 3-이소프로필-4-(2'-옥소-3'-치아-5'-하이드룩시펜틸) 아제티디논 232mg을 디옥산 15ml에 용해시키고 10℃로 한 후 여기에다 메칠설포닐클로라이드 230mg을 디옥산 2ml에 용해시킨 용액을 가한다.

이어서 n-부칠아민 0.4ml를 가하고 질소 기류하에서 3시간 교반한다. 반응액을 여과하여 n-부칠아민 염산염을 제거하고 여액을 감압농축하여 용매를 완전히 제거한다.

디메칠설폭사이드 12m1 를 상기 반응생성물에 가하여 용해시킨 후 NaN₃775mg 을 가하고 질소 류하 10℃에서 1야 반응시킨다. 반응액에 물 20ml와 에칠아세테이트 40ml를 가하여 교반하고 충분리하여 에칠 아세테이트층을 취하고, 물층을 에칠아세테이트 20ml로 세척한 후 유기층을 취하여 앞서나온 것과 합한다.

에칠아세테이트 추출액을 MgSO로 건조시키고 여과한후 여액을 농축하면 오일상의 조 생성물을 얻는다. 이것을 실리카겔 칼럼에 크로마토그라프 시킨 후 분리하여 결정화시키면 백색의 결정 192mg을 얻는다. (수율 =75%)

MP : 130-133℃

[실시예 13]

3-이소프로필-4-(2'-옥소-3'-치아-5'-아지도펜틸)-1-(1'-P-니트로벤질옥시카보닐-1'-하이드룩시) 메칠아제티디논의 제조

P-니트로벤질글리옥시레이트 1수화물 457mg을 실렌 10m1에 용해시키고 딘-디스타크트림을 사용하여 5시간 환류하여 물을 충분히 제거시킨다. 다음에(실시예 12)에서 제조한 아지도 화합물 256mg을 가하고 5시간 환류하여 반응시킨다. 반응액을 실온으로 한후 농축하여 실리카겔칼림에 크로마토그라프 시킨 후 에칠아세테이트-핵산 용액으로 용출시켜 생성물을 분리한다. 용출액을 농축한 후 에티르에 분산하면 미황색의 결정 410mg를 얻는다. (수율=88%)

MP : 139-141℃

[실시예 14]

3-이소프로필-4-(2'-옥소-3'-치아-5'-아지도펜틸)-1-(1'-P-니트로벤질옥시카보닐-1'-트리페닐포스필)메칠렌-아제티디논의 제조

(실시예 13)에서 제조한 3-이소프로필-4-(2'-옥소-3'-치아-5'-아지도펜틸)-1-(1'-P-니트로벤질옥시카보닐-1'-하이드룩시)메칠-아제티디논 446mg을 탈수된 테트라하이드로푸란 10ml에 가하고 교반하여 -30℃로 냉각시킨다.

여기에다 2-피콜린 0.25ml 를 가하고 뒤이어 테트라하이드푸란 20ml에 치오닐클로라이드 0.16ml를 용해시킨 용액을 적가한다.

반응액의 온도를 0℃로 조절한 후 1.5시간동안 교반하고 생성되는 결정을 여과 제거한다.

여액을 감압농측시키면 오일상의 흑갈색 Gum 이 생성된다. 이 Gum을 디옥산 15ml에 용해시킨 후 실온에서 트리 페닐포스필 525mg과 2-피콜린 0.4ml 를 가한다. 반응액을 일야고반하여 반응 시킨 후 생성된 결정을 여과제거한다. 여액을 농축한 후 메칠에칠케톤 15ml에 용해시킨다. 이 용액을 포화식염수 5ml로 세척한 후 무수망초로 건조시킨다. 용매를 농축한 후 실리카겔칼럼에 크로마토그래프 하고 에칠아세테이트 : 헥산(7:3) 혼액으로 용출시켜 순수한 목적물을 분리해낸다.

용출액을 농축한후 이소프로필에테르에 분산하면 황백색의 결정 412mg을 얻는다. (수율=58%)

MP : 167-170℃

[실시예 15]

P-니트로벤질-6-이소프로필-7-옥소-3-(1'-치아-3-아지도프로필)-1-아자비사이클로-[3,2,0]헵드-2-엔-2-카복실레이트의 제조

(실시예 14)에서 제조한 화합물 710mg을 탈수된 톨루엔 10ml에 가하고 아르곤 기류하에서 6시간 환류 시킨다.

용매를 농축한 후 실리카겔 칼럼에 크로마토그라프하고 에칠아세테이트 : 헥산(1:1) 용액으로 용출시켜 목적물을 분리 한다.

분리된 용출액을 농축한 후 벤젠-헥산용액에 분산시켜 결정화시키면 미황색의 결정 120mg을 얻는다. (수율=28% )

MP : 141-144℃

[실시예 16]

6-이소프로필-7-옥소-3-(1'-치아 -3'-아미노프로필)-1-아자비사이클로-[3,2,0] 헵트-2-엔-2-카복실산의 제조

(실시예 15)에서 제조한 P-니트로벤질에스테르 432mg을 디옥산 15ml, 테트라하이드로푸란, 15ml H₂O 8ml의 혼합용 매에 용해시키고 PtO₂620mg 존재하에서 8시간동안 40-PSi 하에서 H₂를 공급시키면서 가수소화반응물 시킨다.

반응혼합물을 Celite 를 통해서 여과하여 PH7.0인 0.1N인산염 완충액 20ml로 세척한다음 여액을 농축시킨다,

다음에 테트라하이드로푸란 20ml를 가해 다시 농축시킨 후 농축액을 IAD-2 resin cofumn에 크로마토그라프시키고 H₂O로 용출시켜 순수한 목적물을 분리해낸 후 동결 건조시키면 결정의 목적물 208mg을 얻는다. (수율=77%)

MP : 129-131℃

[실시예 17]

6-이소프로필-7-옥소-3-(1'-치아-3'-아세트아미드)프로필-1-아자비사이클로 [3,2,0] 헵트-2-16)엔-카복실산의 제조

(실시예 16)에서 제조한 물질 270mg을 3구 플라스크에서 테트라하이드로푸란 10ml,CHCl₂, 20ml의 혼합 용매에 분산후 트리에칠아민 117mg을 가하여 용해시킨후 온도를 -10℃로 유지시키며 교반한다. dropping unnel 2개를 사용하여 각각 피리딘 0.081ml와 아세칠클로라이드 0.071ml 를 반응액의 pH 6-8을 유지하게 하면서 30분에 걸쳐 적가시킨다. 적자완료후 -10-15℃ 에서 2시간 계속 교반하고 반응액의 온도를 실온으로 올린다.

PH 7인 0.1N-인산염 완충 용액 15ml를 반응액에 가하고 30분간 교반시킨후 수층을 분리하여 CHCl₃5ml로 세척한다. 분리된 수층을 과량의 amberite IRA 400 resin column에 흡학시키고 정제수로 새척액의 pH가 7-8이 될 때까지 충분히 세척한다.

다음 1N-인산을 사용하여 free acid 상태의 생성물을 용출시켜 분리해낸다. 분리된 용출액을 감압농축한뒤 벤젠에 분산하여 결정화시키면 목적물 212mg을 얻는다. (수율 =68%)

[실시에 18]

6-에칠-7-옥소-3-(1'-치아-3'-아세트아미도)프로필-1-아자비사이클로[3,2,0] 헵트-2-엔 -2-카복실산의 제조

(실시예 8)에서 제조한 물질 256mg을 3구 플라스크에서 테트라하이드로푸란 20ml, CHCl3 20ml의 혼합용 매에 분산후 트리에칠아민 115mg을 가하여 용해시킨 후 온도를 -l5℃로 유지시키며 교반한다. dropping funnel 2개를 사용하여 각각 2,6-루티딘 0.08ml와 아세칠클로라이드 0.07ml 를 반응액의 pH가 6-8을 유지하게 하면서 30 분간에걸쳐 적가시킨다. 적자완료 후 -5- -10℃에서 1.5시간 계속 교반하고 반응액의 온도를 실온으로 올린다.

pH 7인 0.1N-인산염 완충용액 30mL를 가하고 30분간 교반하고 수층을 분리하여 CHCl3 30ml 로 세척한다.

분리된 수층를 과량의 Amberite IRA 400 resin colunln 흡착 시키고 정제수로 세척액의 pH이 7-8될때까지 충분히 세척한다.다음 1N-인산을 사용하여 free acid 상태의 생성물을 용출시켜 분리해낸다.

분리된 용출액을 감압농축한뒤 n-헥산에 분산하여 결정화 시키면 목적물 230mg 를 얻는다. (수율 =77% )

MP : 160℃(분해)

[실시예 19]

4-카복시메칠-3-(1'-P-니트로벤질옥시카보닐옥시)에칠아제티디논의 제조

4-아릴-3(1'-P-니트로벤질옥시카보닐옥시)에칠 아제티디논 336mg을 메칠렌클로라이드 l0ml에 녹인 후 트리플루오로 아세틱에시드 0.76ml를 가한다. 이용액을 -70℃로 냉각시킨 후 반응색이 푸르게 될 때까지 오존을 통하여 Ozono1y효 반응을 시킨다. 반응후 과량의 오존은 아르곤가스를 통과시켜 제거하고 반응액에 m-클로로퍼벤조익 에시드용액(본품 172.5mg+매칠렌클로라이드 2ml) 을 가하고 반응액을 실온으로 한 다음 20시간 교반한다. 용매를 감압농축 제거하고 생성된 오일상 물질을 실리자겔 칼럼에 크로마토그라프 시키고 에탄올 : 에테르(1:1)혼합용매로 용출시켜 분리한다. 용출액을 농축하여 얻은 조 생성물을 CHCl₃10ml에 용해시킨후 염기성알루미나와 함께 일야 교반한다. 반응핵을 여과하고 용매를 농축하면 거의 순수한 오일상의 목적물 120mg을 얻는다. (수율 =34%)

[실시예 20]

4-(2'-옥소-3'-치아-5'-하이드록시펜틸)-3-(1'-P-니트로벤질옥시카보닐옥시)에칠-아제티디논의 제조

(실시예 19)에서 제조한 물질 354mg을 테트라하이드푸란 10ml에 가하고 실온에서 트리에칠아밀 111mg을 가하여 용해시켜 놓는다. 디에칠포스포로클로리데이트 190mg을 테트라하이드로푸란 3ml에 녹인용액을 아르곤가스하 실온에서 적가하고 7시간 교반한다.

반응액을 여과한 후 여액에 2-하이드록시에탄치올의 소디움염 86mg을 가하고 35℃에서 15시간 교반한다.

반응액을 실온으로 식힌후 생성된 결정을 제거하고 여액을 감압농축한다. 생성된 오일상 물질을 실리카겔 칼럼에 크로마토그라프 시키고 에칠아세테이트-헥산(1:1) 혼액을 사용해서 용출시켜 생성물을 분리한다음 농축하여 에테르에 분산하여 결정화시키면 백색의 결정 218mg을 얻는곱. (수율 53%)

MP : 124-126℃

[실시예 21]

4-(2'-옥소-3'-치아-5,-아지도펜틸)-3-(1'-P 니트로벤질옥시카보닐옥시)에칠一아제티디논의 제조.

(실시예 20)에서 제조한 물질 413mg을 0℃에서 테트라하이드로푸란 10ml에 용해시키고 다음에 메칠 설포닐클로라이드 230mg을 테트라하이드로푸란 2ml에 용해시킨 용액을 가한다.

이어서 트리에칠아민 0.30ml를 가하고 아르곤 기류하에서 5시간 교반한다. 반응액을 여과하여 트리에칠아민 염산염을 제거하고 여액을 감압농축하여 용매를 완전히 제거한다.

잔존하는 물질에 더메칠설폭사이드 10ml를 가하여 용해시킨 후 NaN3 780mg를 가하고 아르곤기류하 10℃ 에서 1야 반응 시킨다. 반응액에 물 20ml, 에칠아세테이트 40ml를 가하여 교반하고 난 후 층을 분리시켜 에칠아세테이트 층을 취하고 물층을 에칠아세테이트 20ml로 세척한 후 유기층을 취하여 앞서나온 것과 합한다. 에칠아세테이트 추출액을 MgSO₄를 사용하여 건조시키고 여과한 후 여액을 농축한 후 실리카겔칼럼에 크로마토그라프 시키고 분리하여 결정화시키면 미황백색의 결정 332mg을 얻는다. (수율=76% )

MP : 152-156℃

[실시예 22]

4-(2'-옥소-3'-치아-5'-아지도펜틸)-3-(1'-P-니트로벤질옥시카보닐옥시)에칠-1-(1'-P-니트로벤질옥시카보닐-1'-하이드록시)메칠-아제티디논의 제조

P-니트로벤질글리옥시레이트 1수화물 454mg을 벤젠 10ml 에 용해시키고 Dean-stark trap을 사용하여 시간 환류하여 물을 충분히 제거시킨다. 다음에(실시예 21)에서 제조한 아지도 화합물 438mg을 가하고 2시간 상류하여 반응시킨다. 반응액을 실온으로 한 후 농축하여 실리카겔 칼럼에 크로마토그래프 시키고 에칠아세테이트-헥산 용액으로 용출시켜 생성물를 분리한다. 용출액을 농축한 후 에테르분산하면 미황색의 결정 543mg을 얻는다. (수율 =84% )

MP : 164-168℃

[실시예 23]

4-(2'-옥소-3'-치아-5'-아지도펜틸)-3-(1'-P-니트로벤질옥시카보닐옥시)에칠-1-(1'-니트로벤질옥시카보닐-1'-트리포스핀)메칠렌-아제티디논의 제조

(실시예 22)에서 제조한물질 647mg을 테트라하이드로푸란 6ml에 가하고 교반하여 -20℃로 냉각시킨다. 16-루티딘 0.232ml 를 가하고 뒤이어 테트라하이드로푸란 10ml에 치오닐 클로라이드 0.144ml를 용해시킨 용액을 적기한다. 반응액의 온도를 0℃로 조절한 후 3시간 교반하고 생성되는 결정을 여과 제거한다. 여액을 감압 농축하면 흑갈색의 오일상의 gum이 생성된다. 이 gum을 디옥산 15ml에 용해시킨 후 실온에서 트리페닐포스핀 524mg과 2,6-루티딘 0.232ml 를 가한다. 반응액을 일야 교반하여 반응시킨 후 생성되는 결정을 여과 제거한다. 여액을 통축한 후에 칠아세테이트 10ml 에 용해시킨다.

이 용액을 포화식염수 5ml로 세척한 후 무수망초를 사용하여 탈수시킨다.

용매를 농측시킨 후 실리카겔칼럼에 크로마토 그래프하고 에칠아세테이트 ; 헥산(7:3) 혼액으로 용출시켜 순수한 목적풀을 분리해 낸다. 용출액을 농축한 후 디옥산에 분산하면 황백색의 결정 428mg을 얻는다. (수율 = 48%)

MP : 192-198℃

[실시예 24]

P-니트로벤질-6-(1'-P-니트로벤질옥시카보닐옥시) 에칠-7-옥소-'-치아-3'-아지도프로필)-1-아자비사이클로-[3,2,0)헵트-2-엔-2-카복실레이트의 제조

(실시예 23)에서 제조한 화합물 860mg을 탈수된 톨루엔 20ml 에 가하고 아르곤기류하에서 12시간 환류 시킨다.

용매를 농축한 후 실리카겔칼럼에 크로마토 그래프 하고 에칠아세테이트 : 헥산(1:1)용액으로 용술시켜 생성물을 분리한다.

분리된 용출액을 농축한 후 벤젠에 분산시켜 결정화 시키면 미황색의 결정 270mg을 얻는다. (수율=44%)

MP : 202-205℃

[실시예 25]

6-(1'-하이든록시에칠)-7-옥소-3-(1'-치아-3'-아미노프로필)-1-아자비사이클로-[3,2,0] 헵트-2-엔-2-카복실산의 제조

(실시 예 24)에서 제조한 물질 613mg을 디옥산 20ml, 테트라하이드로푸란 15ml, H₂O 7.5ml 의 혼합용매에 용해시키고 PtO₂510mg 존재하에서 4시간 동안 40 psi 하에서 H₂를 공급시키면서 가수소화 반응을 시킨다.

반응 혼합물을 Celite를 통해서 여과하여 pH 7인 0.1N 인산염 완충액 10ml로 세척한 다음 여액을 농축시킨다. 소량의 용량으로 농축시킨 후 농축액을 XAD-2 resin column 에 크로마로그래프 시키고 H2O호 용출시켜 순수한 목적물을 분리해낸 후 동결 건조시키면 결정 298mg을 얻는다. (수율 =66% )

MP : 192 : 198℃ (분해)

[실시예 26]

6-(1'-하이드록시에칠)-7-옥소-3-(1'-치아-3'-아세트아미도)프로필-1-아자비사이클로 3,2,0 헵트-2-엔-2-카복실산의 제조

(실시예 26)에서 제조한 물질 273mg을 테트라하이드로푸란 l0ml 메칠렌클로라이드 5ml 혼합용매중에 분산후트리에 칠아민 115ml을 가하고 용해시킨 후 온도를 -10℃로 유지시키며 교반한다. dropping funne12개를 사용하여 2-피콜린 0.09ml와 아세칠클로라이드 0.071ml를 반응액의 pH 6-8을 유치하게 하면서 1 시간에 걸쳐 적가한다.

적가 완료후 -5- =10℃에서 1시간 계속 교반하고 반응액의 온도를 실온으로 올린다. 다음에 교반을 강력하게 하면서 PH 7인 0.1 N-인산염 완충 용액 10ml를 가하고 30분간 교반하고 수층을 분리하여 메칠렌클로라이드 10ml로 세척한다.

분리된 수층을 과량의 Amberite IRA 400 resin column에 흡착시키고 정제수로 세척액의 PH가 7-8정도 될 때까지 충분히 세척한다. 다음 1N-인산을 사용하여 free acid 상태의 생성물을 용출시켜 분리해 낸다.

분리된 용출액을 감압농축한 뒤 사이클로헥산에 분산하여 결정화시키면 목적물 230mg을 얻는다. (수율 = 73%)

MP : 164-167℃

Claims (5)

1. 다음 구조식(Ⅱ) 화합물에 오존을 반응시켜 구조식(Ⅲ) 화합물을 만들고 여기에 치올화합물과 아자이드를 반응시켜 구조식(Ⅳ) 화합물을 만든 후, 구조식(Ⅷ) 화합물을 반응시켜 구조식(Ⅴ) 화합물을 만들고 다시 구조식(Ⅸ) 화합물을 반응시켜 구조식(Ⅵ) 화합물을 만들고 이 화합물을 환화 반응시켜 구조식(Ⅶ)화합물을 만들어 가수소화 반응시킴을 특징으로 하는 구조식(I) 화합물을 제조하는 방법.

   

   상기식에서 R은 수소 또는 쉽게제거될 수 있는 보호기를 나타내며, R₁은 메칠, 에칠, 프로필, 이소프로팔, 1-하이드록시에칠, 2-하이드록시에칠, 1-하이드록시프로필 : R₂는 수소 또는 아세틸 : R₃R₄R₅는 각각 저급 알킬, 페닐, 메록시페닐, 디-저급알킬아미노 그룹을 나타낸다.
2. 제1항에 있어서,R이 H이고 : R₁이 에칠, 이소프르필, 1-하이드록시에칠이고 : R₂가 수소 또는 아세칠인 구조식(I)화합물의 제조방법.
3. 제2항에 있어서,R₁이 에칠 : R,R₂가 수소인 구조식(I) 화합물의 제조방법.
4. 제2항에 있어서,R₁이 1-하이드록시 에칠 : R. R₂가 수소인 구조식(I)화합물의 제조방법.
5. 제2항에 있어서,R이 수소 : R₁이 에칠 또는 이소프로필 : R₂가 아세칠인 구조식(I)화합물의 제조방법.