JP4238978B2 - ベンゾアゼピン化合物及びその製造法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベンゾアゼピン化合物及びその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般式(1)
【0003】
【化7】
【0004】
[式中、Xはハロゲン原子を示す。]
で表されるベンゾアゼピン化合物は、バソプレシン アンタゴニストとして有用なベンゾアゼピン化合物の合成中間体として有用な化合物である(特許文献1)。
【0005】
従来、一般式(1)のベンゾアゼピン化合物は、例えば、下記反応式−1に示す方法で製造されている(非特許文献1)。
【0006】
【化8】
【0007】
[式中、Xは前記に同じ。Tsはトシル基を示す。R1はメチル基又はエチル基を示す。]
上記反応式−1に示す方法は、反応工程数が多く、しかもアミノ基の保護基として使用されているトシル(Ts)基を脱保護する際に、ポリ燐酸、硫酸等の酸と加熱する等、過激な反応条件を用いる必要があった。更に、目的とする一般式(1)のベンゾアゼピン化合物を得るためには、大量の塩基性化合物を用いて反応液を中和する等、煩雑な精製工程を必要としていた。そのため、反応式−1に示す方法は、目的とする一般式(1)のベンゾアゼピン化合物の大量合成には適しておらず、工業的に有利な製造方法の開発が望まれている。
【0008】
【特許文献1】
特開平4−154765号公報
【0009】
【非特許文献1】
Kazumi Kondo 他, Biorganic & Medicinal Chemistry 7, 1743-1754(1999)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、一般式(1)のベンゾアゼピン化合物の大量合成に最適で、工業的に有利な製造方法を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、一般式(1)のベンゾアゼピン化合物の工業的に有利な製造方法を開発すべく鋭意研究を重ねてきた。そして、その研究過程において、公知の化合物から容易に合成できる一般式(2)
【0012】
【化9】
【0013】
[式中、Xは前記に同じ。Rは低級アルキル基を示す。]
で表される3,1−ベンゾオキサジン化合物を出発物質に用い、一般式(3)
【0014】
【化10】
【0015】
[式中、X及びRは前記に同じ。]
で表されるベンゾアゼピン化合物を経由することにより、上記課題を解決できることを見い出した。本発明はこのような知見に基づいて完成されたものである。1.本発明は、一般式(3)
【0016】
【化11】
【0017】
[式中、Xはハロゲン原子を示す。Rは低級アルキル基を示す。]
で表されるベンゾアゼピン化合物又はその塩である。
2.本発明は、一般式(2)
【0018】
【化12】
【0019】
[式中、Xはハロゲン原子を示す。Rは低級アルキル基を示す。]
で表される3,1−ベンゾオキサジン化合物又はその塩を塩基性化合物の存在下に開環−閉環反応させて、一般式(3)
【0020】
【化13】
【0021】
[式中、X及びRは前記に同じ。]
で表されるベンゾアゼピン化合物又はその塩を製造する方法である。
3.本発明は、一般式(2)
【0022】
【化14】
【0023】
[式中、Xはハロゲン原子を示す。Rは低級アルキル基を示す。]
で表される3,1−ベンゾオキサジン化合物又はその塩である。
4.本発明は、一般式(3)
【0024】
【化15】
【0025】
[式中、Xはハロゲン原子を示す。Rは低級アルキル基を示す。]
で表されるベンゾアゼピン化合物又はその塩を脱炭酸化して、一般式(1)
【0026】
【化16】
【0027】
[式中、Xは前記に同じ。]
で表されるベンゾアゼピン化合物又はその塩を製造する方法である。
【0028】
【発明の実施の形態】
本発明の一般式(2)で表される3,1−ベンゾオキサジン化合物及び一般式(3)で表されるベンゾアゼピン化合物は、本発明者らが初めて合成に成功した文献未記載の新規化合物である。これらの化合物は、バソプレシン アンタゴニストとして有用なベンゾアゼピン化合物を合成するための中間体として有用な一般式(1)で表されるベンゾアゼピン化合物の製造に好適に使用できる。
【0029】
本明細書において、Xで示されるハロゲン原子は、弗素原子、塩素原子、臭素原子及び沃素原子である。
【0030】
Rで示される低級アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、イソペンチル、n−ペンチル、n−ヘキシル基等の炭素数1〜6の直鎖又は分枝鎖状アルキル基を挙げることができる。
【0031】
本発明において、一般式(1)で表されるベンゾアゼピン化合物は、下記反応式−2に示すように、一般式(2)の3,1−ベンゾオキサジン化合物から製造される。
【0032】
【化17】
【0033】
[式中、X及びRは前記に同じ。]
上記一般式(2)の3,1−ベンゾオキサジン化合物を開環−閉環反応させて一般式(3)のベンゾアゼピン化合物に導く反応は、適当な溶媒中、塩基性化合物の存在下に行われる。
【0034】
ここで使用される溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、tert−ブタノール、エチレングリコール等のアルコール類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、モノグライム、ジグライム等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ベンゼン、o−ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキサイド、ヘキサメチル燐酸トリアミド等の非プロトン性極性溶媒等又はこれらの混合溶媒等が挙げられる。
【0035】
塩基性化合物としては公知の無機塩基及び有機塩基を広く使用できる。
【0036】
無機塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化リチ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、炭酸セシウム、炭酸リチウム等のアルカリ金属炭酸化物;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化物;水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化カルシウム等の金属水素化物;ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;炭酸銀等が挙げられる。
【0037】
有機塩基としては、例えば、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウム tert−ブトキシド等のアルコラート類、酢酸ナトリウム等の有機酸金属塩類、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、N,N−ジメチルアニリン、N−メチルモルホリン、4−ジメチルアミノピリジン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,4−ジアザビシクロ「2.2.2]オクタン(DABCO)等のアミン類等が挙げられる。
【0038】
これらの塩基性化合物は、1種単独で又は2種以上混合して使用される。
【0039】
塩基性化合物の使用量は、一般式(2)の3,1−ベンゾオキサジン化合物に対して、通常少なくとも等モル量、好ましくは2〜5倍モル量程度である。
【0040】
開環−閉環反応は、通常−50〜100℃付近、好ましくは−50〜70℃付近にて行われ、一般に1〜10時間程度にて該反応は終了する。
【0041】
一般式(3)のベンゾアゼピン化合物の脱炭酸反応(脱ROCO−反応)は、適当な溶媒中、酸の存在下に行われる。
【0042】
ここで使用される溶媒としては、例えば、前記一般式(2)の化合物の閉環−開環反応で使用される溶媒をいずれも使用することができる。
【0043】
酸としては、公知の無機酸及び有機酸を広く使用することができる。
【0044】
無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、臭化水素酸等が挙げられる。
【0045】
有機酸としては、例えば、酢酸、p−トルエンスルホン酸等の芳香族スルホン酸等を挙げることができる。
【0046】
酸の使用量としては、例えば、一般式(3)のベンゾアゼピン化合物に対して、通常少なくとも等モル量、好ましくは等モル〜5倍モル量程度である。
【0047】
脱炭酸反応は、通常室温〜150℃付近、好ましくは室温〜100℃付近にて行われ、一般に1〜15時間程度にて該反応は終了する。
【0048】
出発原料として用いられる一般式(2)の3,1−ベンゾオキサジン化合物は、例えば、以下の反応式−3の方法に従い、公知の一般式(9)で表される3,1−ベンゾオキサジン化合物及び一般式(10)で表されるハロゲン化合物から容易に製造される。
【0049】
【化18】
【0050】
[式中、X及びRは前記に同じ。X1はハロゲン原子を示す。]
一般式(9)の3,1−ベンゾオキサジン化合物と一般式(10)のハロゲン化合物との反応は、適当な溶媒中、塩基性化合物の存在下に行われる。
【0051】
ここで使用される溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、エチレングリコール等のアルコール類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、モノグライム、ジグライム等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ベンゼン、o−ジクロロベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキサイド、ヘキサメチル燐酸トリアミド等の非プロトン性極性溶媒等又はこれらの混合溶媒等が挙げられる。
【0052】
塩基性化合物としては公知の無機塩基及び有機塩基を広く使用できる。
【0053】
無機塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム、水酸化リチ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、炭酸セシウム、炭酸リチウム等のアルカリ金属炭酸化物;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化物;水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化カルシウム等の金属水素化物;ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属;燐酸カリウム、燐酸水素カリウム等の金属燐化合物;炭酸銀等が挙げられる。
【0054】
有機塩基としては、例えば、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウム tert−ブトキシド等のアルコラート類、酢酸ナトリウム等の有機酸金属塩類、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、ピリジン、N,N−ジメチルアニリン、N−メチルモルホリン、4−ジメチルアミノピリジン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,4−ジアザビシクロ「2.2.2]オクタン(DABCO)等のアミン類等が挙げられる。
【0055】
これらの塩基性化合物は、1種単独で又は2種以上混合して使用される。
【0056】
塩基性化合物は、一般式(9)の3,1−ベンゾオキサジン化合物に対して、通常少なくとも等モル量、好ましくは等モル〜5倍モル量程度使用する。
【0057】
一般式(10)の化合物は、一般式(9)の3,1−ベンゾオキサジン化合物に対して、通常少なくとも等モル量、好ましくは等モル〜20倍モル程度使用する。
【0058】
一般式(9)の化合物と一般式(10)の化合物との反応は、通常室温〜150℃付近、好ましくは室温〜100℃付近にて行われ、一般に1〜10時間程度にて該反応は終了する。
【0059】
該反応においては、モレキュラーシーブス 3A、ゼオライト A−3(Zeolite A−3)等の脱水剤を反応系内に添加すると反応が有利に進行する。
【0060】
本発明の一般式(2)で表される3,1−ベンゾオキサジン化合物中、塩基性基を有する化合物は、通常の薬理的に許容される酸と容易に塩を形成し得る。斯かる酸としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、燐酸、臭化水素酸党の無機酸、酢酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、シュウ酸、マレイン酸、フマル酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、マロン酸、乳酸、安息香酸等の有機酸を例示できる。本発明の一般式(2)で表される3,1−ベンゾオキサジン化合物には、そのような塩も包含される。
【0061】
また、本発明の一般式(2)で表される3,1−ベンゾオキサジン化合物には、立体異性体、光学異性体等の異性体が包含される。
【0062】
本発明の一般式(3)で表されるベンゾアゼピン化合物中、塩基性基を有する化合物は、通常の薬理的に許容される酸と容易に塩を形成し得る。斯かる酸としては、例えば、硫酸、硝酸、塩酸、燐酸、臭化水素酸党の無機酸、酢酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、シュウ酸、マレイン酸、フマル酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、マロン酸、乳酸、安息香酸等の有機酸を例示できる。本発明の一般式(3)で表されるベンゾアゼピン化合物には、そのような塩も包含される。
【0063】
また、本発明の一般式(3)で表されるベンゾアゼピン化合物には、立体異性体、光学異性体等の異性体が包含される。
【0064】
上記各種の反応で得られる各々の目的化合物は、通常の分離手段により反応系内により分離され、更に精製することができる。この分離及び精製手段としては、例えば蒸留法、再結晶法、カラムクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、ゲルクロマトグラフィー、親和クロマトグラフィー、プレパラテイヴ薄層クロマトグラフィー、溶媒抽出法等を採用できる。
【0065】
【発明の効果】
本発明の一般式(2)で表される3,1−ベンゾオキサジン化合物及び一般式(3)で表されるベンゾアゼピン化合物を経由すれば、一般式(1)のベンゾアゼピン化合物を、脱保護反応を必要とせず、短工程で、高収率且つ高純度にて製造することができる。
【0066】
本発明の方法によれば、煩雑な精製工程を経ることなく、高純度の一般式(I)のベンゾアゼピン化合物が容易に製造される。
【0067】
本発明の方法は、必要以上の試薬を用いることはないので、一般式(1)のベンゾアゼピン化合物を安価に製造することができる。
【0068】
従って、本発明方法は、一般式(1)のベンゾアゼピン化合物の工業的製造法として極めて好適である。
【0069】
【実施例】
以下に参考例及び実施例を挙げて本発明をより一層明らかにする。
【0070】
参考例1
エチル 4−(6−クロロ−2,4−ジオキソ−2H−3,1−ベンゾオキサジン−1(4H)−イル)ブタノエートの製造
6−クロロ−2H−3,1−ベンゾアゼピン−2,4(1H)−ジオン(25g)、トリエチルアミン(50ml)及び無水N,N−ジメチルホルムアミド(100ml)の混合物を90℃に加熱し、全体が均一になったところで、エチル4−ブロモブチレート(370.5g)を加え、90℃で6時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、2N−塩酸(83ml)及び水(17ml)を加えた。生じた結晶を濾取し、15%エタノール水溶液、水で順次洗浄した。60℃の温風で乾燥して、エチル 4−(6−クロロ−2,4−ジオキソ−2H−3,1−ベンゾオキサジン−1(4H)−イル)ブタノエート36.16g(収率:92%)を得た。
【0071】
融点:80.8〜81.1℃
1H−NMR δ(ppm):1.30(3H,t,J=7.1Hz),2.0−2.1(2H,m),2.51(2H,t,J=6.5Hz),4.05−4.15(2H,m),4.19(2H,q,J=7.1Hz),7.50(1H,d,J=9.0Hz),7.74(1H,dd,J=9.0Hz,J=2.5Hz),8.12(1H,d,J=2.5Hz)。
【0072】
参考例2
エチル 4−(6−クロロ−2,4−ジオキソ−2H−3,1−ベンゾオキサジン−1(4H)−イル)ブタノエートの製造
6−クロロ−2H−3,1−ベンゾアゼピン−2,4(1H)−ジオン(20.84g)、エチル 4−ブロモブチレート(21.6g)、燐酸カリウム(23.51g)、ゼオライト A−3(東ソー(株)製)(10.4g)及びN,N−ジメチルホルムアミド(80ml)の混合物を60℃で6時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、水(100ml)を加えた。生じた結晶を濾取し、15%エタノール水溶液、水で順次洗浄した。粗結晶を酢酸エチルに溶解し、不溶物を濾過して除いた。酢酸エチル溶液を減圧濃縮して酢酸エチルを留去し、エチル 4−(6−クロロ−2,4−ジオキソ−2H−3,1−ベンゾオキサジン−1(4H)−イル)ブタノエート32.1g(収率:98%)を得た。
【0073】
融点:80.8〜81.1℃
1H−NMR δ(ppm):1.30(3H,t,J=7.1Hz),2.0−2.1(2H,m),2.51(2H,t,J=6.5Hz),4.05−4.15(2H,m),4.19(2H,q,J=7.1Hz),7.50(1H,d,J=9.0Hz),7.74(1H,dd,J=9.0Hz,J=2.5Hz),8.12(1H,d,J=2.5Hz)。
【0074】
参考例3
エチル 7−クロロ−2,3,4,5−テトラヒドロ−5−オキソ−1H−1−ベンゾアゼピン−4−カルボキシレートの製造
6−クロロ−2H−3,1−ベンゾアゼピン−2,4(1H)−ジオン(10g)、エチル 4−ブロモブチレート(15g)、トリエチルアミン(20ml)及び無水N,N−ジメチルホルムアミド(40ml)の混合物を、90℃で5.5時間攪拌した。反応液を室温に冷却後、2N−塩酸水溶液(33ml)及び水(7ml)を加えた。生じた結晶を濾取し、15%エタノール水溶液、水で順次洗浄し、減圧下に乾燥して、エチル 7−クロロ−2,3,4,5−テトラヒドロ−5−オキソ−1H−1−ベンゾアゼピン−4−カルボキシレート14.47g(収率:92%)を得た。
【0075】
融点:80.8〜81.1℃
1H−NMR δ(ppm):1.30 (3H, t, J=7.1Hz), 2.0−2.1 (2H, m), 2.51 (2H, t, J=6.5Hz), 4.05−4.15 (2H, m), 4.19 (2H, q, J=7.1Hz), 7.50 (1H, d, J=9.0Hz), 7.74 (1H, dd, J=9.0Hz,J=2.5Hz), 8.12 (1H, d, J=2.5Hz)。
【0076】
実施例1
エチル 7−クロロ−2,3,4,5−テトラヒドロ−5−オキソ−1H−1−ベンゾアゼピン−4−カルボキシレートの製造
エチル 4−(6−クロロ−2,4−ジオキソ−2H−3,1−ベンゾオキサジン−1(4H)−イル)ブタノエート(32.1g)のN,N−ジメチルホルムアミド(190ml)溶液を0℃以下に冷却し、これにカリウム tert−ブトキシド(23.11g)を加えた。得られた混合物を0℃以下で1時間攪拌した後、濃塩酸(17.2ml)及び水(200ml)を加えて酢酸エチルで3回抽出した。抽出液を合わせ、これを水で3回洗浄し、減圧濃縮して、エチル 7−クロロ−2,3,4,5−テトラヒドロ−5−オキソ−1H−1−ベンゾアゼピン−4−カルボキシレート26.7g(収率:97%)を得た。
【0077】
1H−NMR δ(ppm):1.22(3H,t,J=9.3Hz),2.3−2.6(2H,m),3.0−3.1(1H,m),3.5−3.6(1H,m),4.05(1H,dd,J=8.0Hz,J=10.0Hz),4.1−4.3(2H,m),4.6(br.s),6.68(1H,d,J=8.6Hz),7.20(1H,dd,J=8.6Hz,J=2.5Hz),7.69(1H,d,J=2.5Hz)。
【0078】
実施例2
エチル 7−クロロ−2,3,4,5−テトラヒドロ−5−オキソ−1H−1−ベンゾアゼピン−4−カルボキシレートの製造
カリウム tert−ブトキシド(11.46g)のN,N−ジメチルホルムアミド(125ml)溶液を0℃以下に冷却し、これにエチル 4−(6−クロロ−2,4−ジオキソ−2H−3,1−ベンゾオキサジン−1(4H)−イル)ブタノエート(14.47g)のN,N−ジメチルホルムアミド(20ml)溶液を滴下した。得られた混合物を室温で5分間攪拌した後、エタノール(2.98ml)を滴下し、室温で1時間攪拌した。反応液に燐酸(7.4g)及び水(50ml)を加えて、酢酸エチルで抽出した。酢酸エチル抽出液を水、飽和食塩水で順次洗浄し、乾燥後濃縮した。残渣をジイソプロピルエーテル(75ml)に溶解し、水、飽和食塩水で順次洗浄し、乾燥後減圧濃縮して、エチル 7−クロロ−2,3,4,5−テトラヒドロ−5−オキソ−1H−1−ベンゾアゼピン−4−カルボキシレート12.06g(収率:97%)を得た。
【0079】
1H−NMR δ(ppm):1.22(3H,t,J=9.3Hz),2.3−2.6(2H,m),3.0−3.1(1H,m),3.5−3.6(1H,m),4.05(1H,dd,J=8.0Hz,J=10.0Hz),4.1−4.3(2H,m),4.6(br.s),6.68(1H,d,J=8.6Hz),7.20(1H,dd,J=8.6Hz,J=2.5Hz),7.69(1H,d,J=2.5Hz)。
【0080】
実施例3
メチル 7−クロロ−2,3,4,5−テトラヒドロ−5−オキソ−1H−1−ベンゾアゼピン−4−カルボキシレートの製造
エチル 4−(6−クロロ−2,4−ジオキソ−2H−3,1−ベンゾオキサジン−1(4H)−イル)ブタノエート(36.12g)の無水N,N−ジメチルホルムアミド(217ml)溶液を0℃に冷却し、これにナトリウムメチラート(18.79g)を加えた。反応液を室温で5時間攪拌した後、濃塩酸(36.3g)及び水(200ml)を加えて酢酸エチルで3回抽出した。抽出液を合わせ、これを水で4回洗浄し、減圧濃縮して、メチル 4−(6−クロロ−2,4−ジオキソ−2H−3,1−ベンゾオキサジン−1(4H)−イル)ブタノエート29.40g(収率:100%)を得た。
【0081】
1H−NMR δ(ppm):2.3−2.6(2H,m),3.0−3.1(1H,m),3.5−3.6(1H, m),3.73(3H,s),4.05(1H,dd,J=8.0Hz,J=10.0Hz),4.6(br.s),6.69(1H,d,J=8.6Hz),7.21(1H,dd,J=8.6Hz,J=2.5Hz),7.69(1H,d,J=2.5Hz)。
【0082】
実施例4
7−クロロ−1,2,3,4−テトラヒドロ−5H−1−ベンゾアゼピン−5−オンの製造
エチル 7−クロロ−2,3,4,5−テトラヒドロ−5−オキソ−1H−1−ベンゾアゼピン−4−カルボキシレート(12.06g)及び5N塩酸水溶液(36ml)の混合物を90℃で8時間攪拌した。反応液を室温に冷却し、15%水酸化ナトリウム水溶液(43ml)を加えた。生じた結晶を濾取し、水洗した後、60℃の温風で乾燥して、7−クロロ−1,2,3,4−テトラヒドロ−5H−1−ベンゾアゼピン−5−オン6.82g(収率:77%)を得た。
【0083】
1H−NMR δ(ppm):2.18(2H,quintet,J=7.0Hz),2.82(2H,t,J=7.2Hz),3.24(1H,br.t,J=5.5Hz),4.6(1H,br.s),6.69(1H,d,J=8.6Hz),7.18(1H,dd,J=8.6Hz,J=2.6Hz),7.68(1H,d,J=2.6Hz)。
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