JP4922761B2 - 置換された複素環化合物の合成 - Google Patents
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Description
−Xは、NH、O、SまたはN−p基(pは保護基、例えば、BocまたはTroc)を示し、
−Yは、N、OまたはSを示し、
−Zは、NH2またはNH−pを示し、
−R1は、C1−C6アルコキシ基、アリールオキシ基(特には、フェニルオキシ基)またはピロリル基を示し、これらの基は置換されてもよい)
で表される化合物またはそれらの塩またはこれらの化合物の異性体を開環する工程であって、
開環工程は、式II:
−R3は、1、2または3つの位置を占め、かつ、ハロゲンを示す)
の複素環を生じる条件下に行われる、工程を包含することを特徴とする。
−X1は、O、SまたはNHを示し、
−Y1およびZ1は、NH2を示す。
中間体、上記に定義された式Iの化合物
本発明の化合物は、有利には、天然の前駆体、例えば、海洋起源のアルカロイド(ヒメニジン、クラトロジンおよびオロイヂン)の迅速な合成、海洋起源のアルカロイドに類似の化合物(ギロリン等)の合成、または適切に置換され、かつ官能基化されるのであればアザ糖誘導体の合成のために用いられ得る。
(cis)−2−アミノ−5,7a−ジヒドロ−3aH−イミダゾ[4,5−b]ピリジン−1,4−ジカルボン酸 1−tert−ブチルエステル 4−メチルエステル(2)および(cis)−2−tert−ブトキシカルボニルアミノ−1,3a,5,7a−ヘキサヒドロイミダゾ[4,5−b]ピリジン−4−カルボン酸メチルエステル(3)
(cis)−2−アミノ−1,3a,5,7a−テトラヒドロイミダゾ[4,5−b]ピリジン−4−カルボン酸メチルエステル塩酸塩(4)
2M HCl(9ml)中の生成物(2)および(3)の混合物(124mg,0.42mmol)の溶液が、室温で17時間にわたり攪拌放置され、次いで、乾固するまで濃縮される。生成物(4)が茶色半固体塩酸塩の形態で得られる(99mg,0.42mmol,定量)。
(cis)−2−アミノ−5,7a−ジヒドロ−3aH−オキサゾロ[4,5−b]ピリジン−4−カルボン酸メチルエステル(5)
DMF(5ml)中のBr2(1ml,19.3mmol,1当量)の溶液が20分間にわたって、DMF(19ml)およびCH3CN(6ml)の混合液中のN−メトキシカルボニル−1,2−ジヒドロピリジン(1)(2.68g,19.3mmol,1当量)および尿素(2.3g,38.6mmol,3当量)の溶液に室温およびアルゴン下に加えられる。反応は、臭素の添加の終了時点で終了し、反応混合物は、乾固されるまで濃縮される。残渣は、メタノール(30ml)に溶解させられ、氷冷水(150ml)上に注がれ、次いで、ブフナーロートによりろ過される。ろ液は、10より大きいpHが得られるまで5%Na2CO3で塩基性化される。ジクロロメタンにより抽出した後(4×100ml)、水相は、NaClにより飽和され、次いで、ジクロロメタンにより再抽出される(4×100ml)。MgSO4で乾燥し、溶媒を留去した後、得られた固体(5.94g)は、シリカゲルを用いアンモニアにより飽和されたジクロロメタン(DCM)、次いで、NH3により飽和されたDCM:MeOH=98:2によるクロマトグラフィーに付される。生成物は、ベージュ色の固体の形態で得られた(1.9g,50%)。
(cis)−2−アミノ−5,7a−ジヒドロ−3aH−チアゾロ[4,5−b]ピリジン−4−カルボン酸メチルエステル(6)
DMF(5ml)中のBr2(0.71ml,13.9mmol,1当量)の溶液が10分間にわたりDMF(15ml)/CH3CN(5ml)中のN−メトキシカルボニル−1,2−ジヒドロピリジン(1)(1.92g,13mmol,1当量)およびチオ尿素(3.95g,52mmol,4当量)の溶液に室温、アルゴン下に加えられる。反応は臭素添加の終了時点で終了し、反応混合物は、約2倍に濃縮され、氷冷水(200ml)上に注がれ、次いで、ブフナーロートによりろ過される。ろ液は、10より大きいpHが得られるまで塩基性化され(5%Na2CO3)、次いで、NaClにより飽和される。DCMにより抽出した後、MgSO4により乾燥させ、溶媒を留去し、得られた液体(10.8g)が、シリカゲルを用いDCM(飽和NH3)次いでDCM(飽和NH3)/MeOH(2%)によるクロマトグラフィーに付される。生成物(6)(Rf=0.39、DCM/MeOH(NH3)=98/2)が白色固体の形態で得られる(0.32g,11%)。
(cis)−2−アミノ−5,7a−ジヒドロ−3aH−イミダゾ[4,5−b]ピリジン−1,4−ジカルボン酸1−tert−ブチルエステル 4−フェニルエステル(8)および(cis)−2−tert−ブトキシカルボニルアミノ−1,3a,5,7a−ヘキサヒドロイミダゾ[4,5−b]ピリジン−4−カルボン酸フェニスエステル (9)
DMF(5ml)中のBr2(0.36ml,7mmol,1当量)の溶液が15分間にわたりDMF(15ml)/CH3CN(5ml)中のN−フェニルオキシカルボニル−1,2−ジヒドロピリジン(7)(1.42g,7mmol,1当量)およびBoc−グアニジン(4.5g,28mmol,4当量)の溶液に室温でアルゴン下に加えられる。反応は臭素添加の終了時点で終了し、溶媒が減圧下に留去され、粗生成物(2g)がシリカゲルを用いるクロマトグラフィーに付される(DCM飽和NH3)。2つの位置異性体(Rf=0.40,CDM(NH3))が白色固体の形態で得られる(1.9g,6.42mmol,20%)。2つの生成物(8)および(9)は、厚層(thick layer)クロマトグラフィーによって容易に精製される。
1H NMR(300MHz,CD3OD):δ=1.56(s,9H,(CH3)3),3.78(dd,1H,9−Ha,J=18Hz),4.33(dd,J=18Hz,1H,9−Hb),4.73(m,1H,6−H),5.88(broad d,1H,J=10Hz,7−H),6.11(m,1H,8−H),6.24(dd,J=8Hz,1H,2−H),7.26(m,5H,H−フェニル);13C NMR(75.5MHz,CD3OD):δ=28.7 (C(CH3)3),40.1 (C−9),55.6 (C−6),70.5 (C−2),84.8 (CtBu),122.8 (C−8),127.1 (C−7),123.3,130.7 (C−Ph),153.0 (C−4);MS(EI):m/z 358 [M]+,257 [M−Boc]+.
1H NMR(300MHz,CD3OD):δ=1.46(s,9H,(CH3)3),3.57(dd,J=19Hz,1H,9−Ha),4.18(d,J=8Hz,1H,6−H),4.40(dd,J=19Hz,H,9−Hb),5.68(m,1H,7−H),5.87(m,1H,8−H),6.55(dd,J=8Hz,1H,2−H),7.22(m,5H,H−フェニル);13C NMR(75.5MHz,CD3OD):δ=28.9 ((CH3)3),40.1 (C−9),56.5 (C−6),70.5 (C−2),85.8 (CtBu),122.8 (C−Ph),124.8 (C−8),127.1 (C−7),128.3,130.7 (C−Ph); MS(EI):m/z 358 [M]+,257 [M−Boc]+.
(cis)−2−アミノ−1,3a,5,7a−テトラヒドロイミダゾ[4,5−b]ピリジン−4−カルボン酸フェニルエステル塩酸塩 (10)
HCl(2M,5ml)中の生成物(8)および(9)の混合物(54mg,0.15mmol)の溶液が室温で17時間にわたり攪拌され、次いで、乾固まで濃縮される。生成物(10)(Rf≒0.5、アセトン/AcOEt/水/HCOOH=30/50/5/5)が茶黄色固体の形態で得られる(37mg,84%)。
(cis)−2−アミノ−1,3a,5,7a−テトラヒドロイミダゾ[4,5−b]ピリジン−4−カルボン酸2,2,2−トリクロロエチルエステル塩酸塩
DMF(5ml)中のBr2(0.79ml,15.5mmol,1当量)の溶液が15分にわたりDMF(10ml)/CH3CN(5ml)中のN−トリクロロエチルカルボニル−1,2−ジヒドロピリジン(11)(4g,15.5mmol,1当量)およびBoc−グアニジン(10g,62.0mmol,4当量)の溶液に冷却条件(0〜5℃)下およびアルゴン下に加えられる。反応は臭素添加の終了時点で終了し、反応混合物は、氷冷水(600ml)上に注がれる。続いて、水相がDCMにより抽出される(3×200ml)。有機相が合わされ、次いで、水により洗浄され、乾固するまで溶媒留去される。得られる粗生成物(3.5g)は、最小量のメタノール中に溶解させられ、次いで、2N塩酸水溶液10ml中で10分間にわたり還流状態とされる。冷却の後、反応混合物は、エーテルにより洗浄され、次いで、乾固するまで溶媒留去され、1.4gの脱保護された生成物(14)を2工程で26%の収率で与える。
N−(1H−ピロール−2−イル)グアニジンギ酸塩(15)
1M NaOH(10ml)中の異性体(2)および(3)の混合物(131mg,0.44mmol)の溶液が加熱されて20分間にわたり還流される。室温に冷却し、1M HCl溶液を用いて中和した後、反応混合物は、乾固するまで濃縮される。固体残渣はメタノールにより粉砕され、次いで、ろ過される。ろ液は、乾固するまで濃縮され(333mg)、次いで、シリカゲルを用いるクロマトグラフィーに付され(アセトン/AcOEt/水/HCO2H=360/600/12/12続いて300/500/50/50)、54mgの化合物(15)(Rf=0.44、アセトン/AcOEt/水/HCO2H=30/50/5/5)を67%の収率で与える。
[3−(2−アミノ−2,3−ジヒドロ−1H−イミダゾール−4−イル)アリル]カルバミン酸メチルエステル(16)
2−アミノ−1,3a,5,7a−テトラヒドロイミダゾ[4,5−b]ピリジン−4−カルボン酸のメチルエステル(4)(0.111g(0.47mmol)が、NaOH溶液の4mlに加えられる(1ml)。反応混合物が攪拌しながら5分間にわたり還流状態にされる(反応はTLCによってモニタリングされる)。冷却の後、リン酸塩バッファー溶液(pH=7)(20ml)が加えられ、混合物は、抽出され尽くされるまでBuOHにより抽出される。有機相が合わされ、乾固するまで溶媒留去させられ、0.079gのアリルアミン(16)を茶色固体の形態で85%の収率で与える。
1H−イミダゾ[4,5−b]ピリジン−2−イルアミン(17)
cis−アリルアミン(16)20mg(0.1mmol)が1M NaOH溶液(2ml)中に溶解させられる。混合物が室温で48時間にわたり放置される。この溶液はBuOHにより抽出される(3×20ml)。ブタノール相が合わされ、乾固するまで溶媒留去される。残渣が最小量のメタノールに溶解させられ、次いで、分取用(preparativeプレパラティブ)シリカゲルプレート上でDCM/MeOH(NH3)=8/2混合液を溶離液として用いて精製される。化合物(17)(4mg)が収率31%で得られる。
[3−(2−アミノオキアゾール−5−イル)アリル]カルバミン酸メチルエステル(18)
DMSO(75.5ml)中の生成物(5)(1.2g,6.1mmol,0.8M)の溶液が1時間30分にわたり175℃に加熱される。室温に冷却した後、反応混合物は、水(200ml)上に注がれ、10より大きいpHまで塩基性化され(5%Na2CO3)、次いで、DCMにより抽出される(4×150ml)。次いで、水相がNaClにより飽和され、次いで、DCMにより抽出される(4×150ml)。有機相が合わされ、乾燥させられ(MgSO4)、次いで、溶媒留去される。次いで、得られる粗生成物(6.6g)は、シリカゲルを用いるクロマトグラフィーによって精製される(DCM(飽和NH3)次いでDCM(飽和NH3)/MeOH=98/2)。生成物(18)(Rf=0.36,DCM/MeOH(NH3)=98/2)が茶色の半固体の形態で得られ(265mg,22%)るが、これは、Z/E(14/86)異性体の分離不能な混合物である。
(Z)−18:1H NMR(300MHz,CD3OD):δ=3.64(s,3H,12−H),4.06(broad d,J=6Hz,1H,8−H),5.36(dt,J=6および12Hz,1H,7−H),6.09(dd,J=12および1Hz,1H,6−H),6.63(s,1H,4−H).13C NMR(75.5MHz,CD3OD):δ=40.9 (C−8),52.5 (OMe),115.8 (C−6),125.6 (C−7),126.7 (C−4),144.5 (COカルバマート) (C−2,C−5,未検出).MS(ES):m/z 197.8 [M+H]+
実施例12a
[3−(2−イミノ−2,3−ジヒドロチアゾール−5−イル)アリル]カルバミン酸メチルエステル
(E異性体):1H NMR(300MHz,CDC13):δ=3.64(s,3H,H−12),3.8(d,J=5Hz,2H,H−8),5.57(dt,J=6および15Hz,1H,H−7),6.45(d,J=15Hz,1H,H−6),6.85(s,1H,H−5);13C NMR(75.5MHz,CDC13):δ=42.4 (C−8),51.9 (C−12),122.0 (C−6),124.1 (C−7),125.8 (C−4),136.4 (C−5),157.4 (C−10),168.1 (C−2).MS(ES):m/z=214[M+H]+;MS(HR) (ES):計算値 C8H11N3O2S,実測値 214.0650. [M+H]+,IR,(CHC13,cm−1):1699,1636,1536,1503,1023,949.
(Z異性体):1H NMR(300MHz,CDC13):δ=3.64(S,3H,H−12),3.77(d,J=5Hz,2H,H−8),5.36(dt,J=6および11Hz,1H,H−7),6.37(d,J=11Hz,1H,H−6),6.93(s,1H,H−5).
(単離されていないZ異性体の値は、E異性体の実際のスペクトルから取り出されたものである。)
実施例13
(cis)−2−オキソ−1,2,3,3a,5,7a−ヘキサヒドロイミダゾ[4,5−b]ピリジン−4−カルボン酸メチルエステル(19)
(2H−ピリジン−1−イル)(1H−ピロール−2−イル)メタノン(20)
ピロール酸(1.11g,10.0mmol,1当量)が、アルゴン下トルエン(20ml)中に懸濁させられる。塩化オキサリル(2ml,23.0mmol,2.3当量)が迅速に滴下され、次いで、1滴のDMFが加えられ、これは、ガスの放出および生成物の溶解を引き起こす。室温で終夜放置した後、反応媒質は減圧下に濃縮され、真空ポンプ(vacuum pump)を用いて2時間にわたり乾燥させられる。こうして得られた酸塩化物は、ジクロロメタン(10ml)中に加えられ、アルゴン下に二頚フラスコに導入される。ピリジン(0.8ml,10.0mmol,1当量)がこの溶液に加えられる。室温で1時間後に、形成された沈殿物が乾燥させられる。それはメタノール(10ml)中に加えられ、−78℃に冷却され、NaBH4(0.19g,5.0mmol,0.5当量)が加えられる。反応媒質は、同温で30分にわたり攪拌され、次いで、それは、氷冷水(50ml)上に注がれ、ジエチルエーテルにより抽出される(2×50ml)。有機相が硫酸マグネシウムで乾燥させられ、次いで、減圧下に濃縮される。残渣は、アルミナゲルのカラムを用いジクロロメタンにより溶離させられるクロマトグラフィーによって精製される。ジヒドロピリジン(20)が39%の収率で得られる(0.68g)。
[4−(1H−ピロリル−2−カルボニル)−3a、4,5,7a−テトラヒドロ−3H−イミダゾ[4,5−b]ピリジン−2−イル]カルバミン酸tert−ブチルエステル(21)
ジヒドロピリジン(20)(0.50g,2.8mmol,1当量)およびN−Boc−グアニジン(1.36g,8.4mmol,3当量)がDMF/CH3CN=3/1(8ml)の混合液中に懸濁させられる。DMF(2ml)溶液中の臭素(0.14ml,2.8mmol,1当量)が15分にわたってこの懸濁液に滴下される。添加の終了時点で、反応混合物は減圧下に濃縮され、次いで、真空ポンプを用いて乾燥させられる。残渣は、シリカゲルのカラムを用いアンモニアで飽和されたCH2Cl2/MeOH=99/1混合液により溶離させられるクロマトグラフィーによって精製される。カップリング生成物(21)が28%の収率で得られる(0.26g)。
実施例16
[4−(4−ブロモ−1H−ピロリル−2−カルボニル)−3a,4,5,7a−テトラヒドロ−3H−イミダゾ[4,5−b]ピリジン−2−イル]カルバミン酸tert−ブチルエステル(22)
化合物(21)に対するのと同一の手順であるが、ただし、2当量のBr2を用いた(最適化された収率が19%である)。
[4−(4,5−ジブロモ−1H−ピロリル−2−カルボニル)−3a,4,5,7a−テトラヒドロ−3H−イミダゾ[4,5−b]ピリジン−2−イル]カルバミン酸tert−ブチルエステル(23)
化合物(20)(0.24g,1.4mmol,1当量)およびN−Boc−グアニジン(0.65g,4.1mmol,4当量)がDMF/CH3CN=3/1混合液(8ml)中に懸濁させられる。DMF(2ml)溶液中の臭素(0.21ml,4.2mmol,3当量)が15分間にわたって滴下される。添加終了時点で、反応混合物は減圧下に濃縮され、真空ポンプを用いて乾燥させられる。残渣は、シリカゲルのカラムを用いアンモニアで飽和されたCH2Cl2/MeOH=99/1混合液により溶離させられるクロマトグラフィーによって精製される。生成物(23)が47%の収率で得られる(0.31g)。
[4−(1H−ピロリル−2−カルボニル)−3a,4,5,7a−テトラヒドロ−3H−イミダゾ[4,5−b]ピリジン−2−イル]カルバミン酸(24)
化合物(21)(0.15g,0.3mmol,1当量)がジクロロメタン(3ml)中に溶解させられ、次いで、同一容積のトリフルオロ酢酸が加えられる。反応混合物は、室温で出発物質が完全に消費されるまで攪拌される。次いで、混合物は、減圧下に濃縮され、真空ポンプを用いて2時間にわたり乾燥させられる。残渣は、シリカゲルのカラムを用いアンモニアで飽和されたCH2Cl2/MeOH=9/1混合液により溶離させられるクロマトグラフィーによって精製される。生成物(24)が68%の収率で得られる(0.11g)。
[4−(1H−ピロリル−2−カルボニル)−3a,4,5,7a−テトラヒドロ−3H−イミダゾ[4,5−b]ピリジン−2−イル]カルバミン酸(25)およびその開環生成物(26)
二環物(22)(50mg,0.12mmol,1当量)がジクロロメタン(1ml)中に溶解させられる。同等容積のトリフルオロ酢酸がそれに加えられ、媒質が室温で出発物質が完全に消費されるまで攪拌される。次いで、反応混合物は、減圧下に濃縮され、真空ポンプを用いて2時間にわたり乾燥させられる。残渣は、プレパラティヴ薄層クロマトグラフィーによって、アンモニアで飽和されたCH2Cl2/MeOH=9/1混合液により溶離させられて精製される。生成物(25)および(26)(cis−ヒメニジン(cis-hymenidin))がそれぞれ52%および15%の収率で得られる。
[4−(4,5−ジブロモ−1H−ピロリル−2−カルボニル)−3a,4,5,7a−テトラヒドロ−3H−イミダゾ[4,5−b]ピリジン−2−イル]カルバミン酸(27)
化合物(23)(30mg,0.06mmol,1当量)がジクロロメタン(2ml)中に溶解させられる。同等容積のトリフルオロ酢酸が加えられ、媒質が室温で出発物質が完全に消費されるまで攪拌される。次いで、混合物は、減圧下に濃縮され、真空ポンプを用いて2時間にわたり乾燥させられる。残渣は、プレパラティヴプレートを用いアンモニアで飽和されたCH2Cl2/MeOH=9/1混合液により溶離させられて精製される。脱保護された生成物(27)が53%の収率で得られる(16mg)。
cis−クラトロジン(clathrodin)(28)
二環物(24)(100mg,0.3mmol,1当量)が1N水酸化ナトリウム溶液(2ml)中に懸濁させられ、5分間にわたり100℃に加熱される。室温に戻した後、反応媒質は、酢酸エチルにより抽出される(4×5ml)。有機相は硫酸マグネシウムにより乾燥させられ、減圧下に濃縮される。クラトロジン(28)が25%の非最適化の収率で得られる(17mg)。
cis−オロイジン(oroidin)(29)の合成
二環物(27)(16mg,0.03mmol,1当量)が1N水酸化ナトリウム溶液(1ml)中に懸濁させられ、10分間にわたり100℃に加熱される。室温に戻した後、媒質は、酢酸エチルにより抽出される(5×5ml)。有機相は硫酸マグネシウムにより乾燥させられ、減圧下に濃縮され、残渣は、数滴のメタノールおよび1滴の酢酸中に再溶解させられ、次いで、乾燥が行われる。生成物(29)の塩が85%の収率で得られる(13mg)。
クラトロジン(30)
cis−クラトロジン・AcOH(28)(24mg,0.08mmol,1当量)が、メタノール(0.5ml)中に溶解させられ、次いで、6N HCl溶液(0.6ml)が加えられる。反応媒質は、24時間にわたり60℃に加熱される。室温に戻し、混合物を減圧下に乾固するまで濃縮した後、残渣は、アンモニアで飽和されたCH2Cl2/MeOH=9/1混合液により溶離させられるプレパラティヴプレートにより処理される。生成物(30)が24%の収率で得られる(5mg)。物理的特徴は、文献中のものと同一である。
オロイジン(31)の合成
cis−オロイジン・AcOH(29)(12mg,0.03mmol,1当量)がメタノール(0.4ml)中に溶解させられ、次いで、0.6mlの6N HCl溶液が加えられ、媒質は、24時間にわたり60℃に加熱される。室温に戻した後、媒質は減圧下に濃縮され、真空ポンプを用いて乾燥させられる。残渣は、プレパラティブプレートにより、アンモニアで飽和されたCH2Cl2/MeOH=9/1混合液により溶離させられて精製される。オロイジン(31)が44%の収率で得られる(5mg)。物理的特徴は文献中のものと同一である。
実施例24
2−イミノ−2,3,5,6−テトラヒドロ−1H−1,3,5−トリアザアズレン−4−オン
1H NMR(300MHz,CD3OD):δ=3.48(d,J=6Hz,2H,H−8),5.88(dt,J=6および11Hz,1H,7−H),6.52(d,J=11Hz,1H,6−H).13C NMR(75.5MHz,CD3OD):δ 38.4 (C−8),124.6 (C−7),126.5 (C−6),159.7 (C−2),162.9 (C−10).MS(ES):m/z=165 [M+H]+,187.0526 [M+Na]+;HRMS(ES):C7H8N4Oに対する計算値:165.0776;実測値 165.0785;IR(cm−1) CHCl3:2928,1669,1630,1645,1079,786.
Claims (18)
- 保護基pがBocまたはTrocであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 式Iで表される化合物またはそれらの塩を開環する工程は、アルカリ媒質中または溶媒中で、加熱還流することにより行われることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 溶媒がDMSOであることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- R1がピロリル基を示す場合に、式Iで表される化合物またはそれらの塩を、溶媒の溶液中、室温でトリフルオロ酢酸と反応することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 溶媒がジクロロメタンであることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 式Iの化合物の塩が使用されることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の方法。
- 式Iの化合物がヒドロイミダゾピリジンであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の方法。
- 開環工程に付される式Iの化合物がヒドロオキサゾピリジンであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の方法。
- 式Iの化合物がヒドロチアゾピリジンであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の方法。
- IXおよびXの化合物間の反応は、有機溶媒中、臭素の存在下、室温およびアルゴン下に行われることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 有機溶媒がDMFおよび/またはCH3CNであることを特徴とする請求項15に記載の方法。
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