JPS6320438B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシトシン アラビノシド及びその製法
に関する。

シトシン アラビノシドは１−β−Ｄ−アラビ
ノフラノシルシトシンとしても知られており、既
知の抗白血病剤である。従つて、この化合物及び
他の重要なシトシン ヌクレオシドの経済的かつ
安全な合成は、人類に対する多大な貢献である。
OrgelとSanchezに付与されたアメリカ特許
3658788号の発明により、シトシン ヌクレオシ
ド、特にシトシン アラビノシドを製造するため
の新規方法が提供された。この方法では中間体で
あるアミノオキサゾリンを製造し、ついでこれを
シアノビニル化してシクロシチジン塩とする。シ
クロシチジン塩をついでアンモニア水溶液で処理
してシトシン ヌクレオシドを形成する。しか
し、この合成経路には困難が伴う。シアノビニル
化工程において使用される求電子試薬の多くは高
価すぎて商業ベースでは使用できない。採算の取
れる試薬は他の重大な欠点を有する。例えば、シ
アノアセチレンは爆発のおそれがあり極度に危険
である。

今や、シトシン アラビノシドを製造するため
の新規方法が発見された。その合成は中間体であ
るアミノオキサゾリンを経て進行するが、この中
間体の単離工程は必要ではない。更に、前述した
重大な問題点のない新規シアノビニル化剤が発見
された。

本発明には、これらアミノオキサゾリンとシア
ノビニル化剤を製造するための新規方法も含まれ
る。

シクロシチジン トシレートを製造するための
方法は、 ａ 不活性溶媒中でＤ−アラビノースをシアナミ
ド、又はシアニド＋アンモニア水溶液と反応さ
せてＤ−アラビノースのアミノオキサゾリンを
製造し； ｂ このアミノオキサゾリンをシス−β−（トリ
メチルアンモニウム）−アクリロニトリル ト
シレートと接触させる； ことからなる。

第二の発明は、触媒量の塩基が存在する実質上
の無水条件下の不活性中性溶媒中でＤ−アラビノ
ースとシアナミドとを反応させることからなるＤ
−アラビノースのアミノオキサゾリンの製法であ
る。

第三の発明は、Ｄ−アラビノースのアミノオキ
サゾリンをシス−β−（トリメチルアンモニウム）
−アクリロニトリル トシレートと反応させるこ
とからなる、 式 ： の化合物の製法である。

第四の発明は、ナトリウムメトキシドと等しい
かそれより強い塩基性の塩基を−40℃ないしそれ
より低い温度にある不活性有機溶媒中でイソキサ
ゾールと接触させることからなる、シス−１−シ
アノ−２−ヒドロキシエチレンのアニオンの選択
的製法である。添加時におけるイソキサゾール温
度が重要であることも発見された。イソキサゾー
ルが周囲温度にあるならば、該シスアニオンの収
率を適切なものにするためには有機溶媒温度が−
40℃以下であることが必須条件である。しかし、
イソキサゾールをその添加前に冷却するならば、
反応溶液を更に高温に維持することもできる。

第五の発明は、シス−β−（トリメチルアンモ
ニウム）−アクリロニトリル トシレートである。

中間体であるアミノオキサゾリンを経てシトシ
ン アラビノシドに至る類似経路がOrgelと
Sanchezに付与された前記特許の明細書に示され
ている。シトシン アラビノシドのアミノオキサ
ゾリンの製造に関しては、OrgelとSanchezに付
与された特許の明細書の第４欄第63行〜第６欄第
11行の開示内容を参考のため本明細書に述べる。

該アミノオキサゾリンを製造するための新規で
一層好ましい方法が発見された。この方法では、
触媒量の塩基が存在する実質上の無水条件下の不
活性中性溶媒中でＤ−アラビノースとシアナミド
とを反応させてＤ−アラビノースのアミノオキサ
ゾリンを形成する。水性系中で実施するよりも実
質上の無水系が好ましい。従つて、シアナミドが
アンモニアとシアンとを含む普通の水性系よりも
好ましい。シアナミドは、固体のカルシウム シ
アナミド又はシアナミド水溶液として商業的に入
手できる。しかし、このカルシウム シアナミド
は、塩酸添加後に抽出精製することにより、遊離
シアナミドにかえることができる。無水シアナミ
ドは、含水シアナミドを塩化カルシウムと接触さ
せた後に酢酸エチルで抽出することにより別途製
造できる。

この反応で用いられる溶媒は、反応温度で液体
であるジアルキルアミド、ジアルキルスルホキシ
ド等の不活性中性有機溶媒であることが好まし
い。かかる溶媒の例は、ジメチルホルムアミド、
ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、
ジエチルホルムアミド、ジエチルアセトアミド等
である。

オキサゾリンの収率を高め、反応時間を短縮す
るためには、触媒量の塩基を存在させることが好
ましい。用いることができる塩基は、カリウム、
リチウム、ナトリウム等の金属の炭酸塩；カリウ
ム、リチウム、ナトリウム等の金属の重炭酸塩；
及びアンモニアである。ピリジン、ルチジン、ト
リエチルアミン等の有機塩基も又使用できる。最
も好ましい塩基は重炭酸カリウムである。重炭酸
カリウム等の固体物質を使用する時には微粉にす
ることが好ましいことが発見されている。易流動
性乾燥物質の方がより高い収率をもたらすと思わ
れる。

固体触媒を使う時の触媒量は、Ｄ−アラビノー
ル150ｇ当たり約10〜30ｇである。液体触媒を用
いるならば、触媒量はＤ−アラビノースの約0.1
〜1.0倍モル量である。

本反応は約30〜130℃の温度で実施すると便利
である。この温度域の下限は反応時間に幾分左右
される。温度が低くてもオキサゾリンは形成され
るが、温度が低い程、反応速度は遅い。上記温度
域の上限は、オキサゾリンの所望収率に左右され
る。例えば、温度の上昇につれてオキサゾリンは
一層容易に減成する。

反応時間は温度に左右される。しかし、90℃75
分で好収率のオキサゾリンが適当な時間で得られ
ることが発見された。

このオキサゾリンは、シアノビニル化剤である
シス−β−（トリメチルアンモニウム）−アクリロ
ニトリル トシレートとの反応によりシクロシチ
ジン塩にかえられる。このオキサゾリンは、所望
ならば単離することなく該アクリロニトリルと直
接に反応させることができる。このオキサゾリン
は結晶化という標準法により単離し、シアノビニ
ル化法によりシクロシチジン塩にかえることがで
きる。

このシアノビニル化は、該アミノオキサゾリン
をシス−β−（トリメチルアンモニウム）−アクリ
ロニトリル トシレートと反応させることにより
実施される。満足すべき収率でシクロシチジン塩
を得るためには、ジアルキルアミド、例えばホル
ムアミド類、アセトアミド類及び反応温度で液体
である他アミド類、等の不活性中性溶媒中で反応
を行わねばならない。かかる溶媒の例は、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジエチ
ルホルムアミド等である。反応時間は反応温度に
左右される。約30〜100℃の温度域が一般に好ま
しい。約40〜60℃の温度域が収率、反応時間から
考えて一層好ましい。この反応は、流動窒素雰囲
気中で実施するのが好ましい。これら条件下で、
該シクロシチジン塩は白色結晶物質として回収さ
れる。窒素等の不活性・流動性気体を用いないな
らば、該シクロシチジン塩は黄色結晶物質として
回収される。分析すればこれら物質が同一である
ことが示される。観察される色の違いの原因は明
らかではないが、トリメチルアミンが結晶に色を
与えると考えられる。窒素を反応容器中を通過さ
せるとこのトリメチルアミンが追い出され、白色
結晶物質が単離される。

前述の、OrgelとSanchezの特許明細書に示さ
れる通り、該シクロシチジン塩は、室温ないしそ
れよりわずかに高温、例えば25〜75℃で水酸化ナ
トリウム、アンモニア水溶液等の希塩基と接触さ
せることにより容易にシトシン アラビノシドに
かえられる。これにより、実質上定量的な収率の
シトシン アラビノシドと副生物であるトシ酸と
が生ずる。これらは、マクロ網状樹脂、Dowex
MSC−１等の強酸樹脂で容易に分離される。該
シトシン アラビノシドはついで常法によつて更
に精製される。

シス−β−（トリメチルアンモニウム）−アクリ
ロニトリル トシレートは次の通りにして製造さ
れる。

不活性中性溶媒中でイソキサゾールをナトリウ
ムメトキシドに等しいかそれより強い塩基性の塩
基と約−40℃ないしそれ以下の温度で接触させる
ことによりイソキサゾールをシス−１−シアノ−
２−ヒドロキシエチレンのアニオンに選択的にか
える。前述通り、添加時のイソキサゾールの温度
は重要である。例えば、イソキサゾールを周囲温
度で反応容器に入れるならば、容器内の温度は−
40℃以下でなければならない。しかし、イソキサ
ゾールを反応容器に入れる前に−20℃にまで冷却
するならば、反応温度は−20℃以下に維持でき
る。該シスアニオンの選択的製造には、イソキサ
ゾール予冷と反応容器温度維持との様々な組合せ
を利用できる。

該不活性有機溶媒は反応温度で液体である。か
かる溶媒の例はC_2〜8鎖式エーテルとC_4〜8環式エー
テルである。ジエチルエーテル、ジプロピルエー
テル、ジメチルホルムアミド、ジエチルアセトア
ミド等が該当する。１，２−ジメトキシエタンと
テトラヒドロフランも適当である。

適当な強度の塩基の例はｔ−ブトキシド、ｔ−
アミルオキシド、イソプロボキシド、メトキシ
ド、エトキシド等である。一般にそのカチオンは
Na，Ｋ，Li等の金属である。好ましい塩基−溶
媒系はカリウムｔ−ブトキシド−テトラヒドロフ
ランである。

温度は満足すべき反応速度が得られる限りいく
ら低くてもよい。イソキサゾールを実質上予冷却
しないとすれば、−40℃より実質上高い反応温度
は避けるべきである。望ましくない程度にまでト
ランス異性体が生成されるからである。

該１−シアノ−２−ヒドロキシエチレンアニオ
ンは、トシルハライド、無水トシル酸等の標準試
薬との反応によりトシル酸塩にかえられる。高収
率を維持するためには、反応温度は初めは該シス
アニオンの製造に使用される温度ないしそれ以下
のレベルに維持しなければならない。追加溶媒は
全く必要ないが１−シアノ−２−ヒドロキシエチ
レンの塩が溶解する溶媒を添加することはでき
る。かかる溶媒の例はアセトニトリルである。反
応副生物は、該シス−β−トシルオキシアクロリ
ロニトリルを、塩基水溶液と組み合せた酢酸エチ
ル、トルエン又はベンゼンで抽出することにより
分離される。

精製後に上記シス−β−トシルオキシアクリロ
ニトリルをトリメチルアミンと立体特異的に反応
させ、シス−β−（トリメチルアンモニウム）ア
クリロニトリル トシレートを形成する。反応温
度は一般に約５〜50℃である。該反応は、該シス
−β−トシルオキシアクリロニトリルから副生物
を分離するための前述の抽出工程で用いられる溶
媒中で実施できる。

以下は本発明の実施例であり、本発明の範囲を
限定するものではない。温度は℃による。

実施例 １ Ｄ−アラビノースのオキサゾリン シアナミド溶液（110ml、約61ｇのシアナミド
を含む）、42ｇのCaCl₂・2H₂O及び420mlの酢酸
エチルを振とうし、ついで水相を捨てた。有機相
を40mlのNaCl25％水溶液で逆洗した。

酢酸エチル相を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾
過し、小量になるまで真空濃縮し、100mlのイソ
プロパノールを加え、真空濃縮により乾固させ
た。

約45゜で共沸させてイソプロパノールと共に水
を除いた。生成物を冷却・固化させて白色固体
（40.97ｇ）を得た。高真空下で１時間乾燥後にも
重量は減少しなかつた（40.87ｇ）。これは、酢酸
エチル／水（2.5：１）の酢酸エチルで１回抽出
して得られたシアナミドの約67％に対応する。

Ｄ−アラビノース（90.0ｇ、600ミリモル）、シ
アナミド（31.0ｇ、740ミリモル、1.23当量）及
び粉砕重炭酸カリウム（3.60ｇ、36ミリモル、
0.06当量）の混合物を600mlのジメチルホルムア
ミド中で90゜で撹拌した。混合物は約５分後に薄
黄色溶液にかわり、更に６分後にこの溶液から生
成物の結晶が沈澱した。沈澱後75分間90℃で撹拌
した後に30゜に冷却した。約15分かけて酢酸エチ
ル（360ml）を加え、生じたサスペンシヨンを25
℃で30分、ついで０℃で１時間撹拌した。生成結
晶を濾取し、100mlの酢酸エチル／ジメチルホル
ムアミド（１：１）で２度、ついで150mlの酢酸
エチルで１度洗い、60℃、27″Hgで一夜乾燥させ
て88.1ｇ（85％）の灰白色結晶オキサゾリン
（mp173.5〜174.5゜）を得た。

実施例 ２ シス−β−（トリメチルアンモニウム）−アクリ
ロニトリル トシレート ジヤケツト付きの1.0入り三頚フラスコにカ
リウムｔ−ブトキシドのテトラヒドロフラン溶液
（273ｇ、55.4ｇ、KOtBu、495ミリモル）を入れ
た。この材料は20.3％のKOtBuと0.40％のKOH
とを含み、密度が0.9103ｇ／mlであると分析され
た。該溶液を−45゜にまで冷却し、ついでイソキ
サゾール（27.60ｇ、400ミリモル）の乾燥テトラ
ヒドロフラン（50ml）溶液を、温度が−39゜ない
しそれ以下に維持されるような速度で滴下した
（31分かかつた）。滴下開始約５分後に塩の白色沈
澱物があらわれ、滴下終了までには混合物は濃厚
スラリーとなつた。このスラリーを−40〜45゜で
30分撹拌した。温度が−38゜以下に保たれるよう
な速度で固体塩化トシル（92.5ｇ、486ミリモル）
を少しずつ加えたら白色サスペンシヨンは黒色と
なつた。添加には約13分要した。

アセトニトリル（300ml）を６分かけて滴下し
た。温度は−43゜に保たれた。−10゜で一夜撹拌し
た後に濃縮して小量（131ｇ）とし、750mlのトル
エンを加えて500mlずつの５％Na₂CO₃で２度抽
出した。抽出液を100mlのトルエンで逆洗した。
逆洗により得られたエマルジヨンを濾過して黒色
体を除去した。トルエン抽出液をあわせ、硫酸ナ
トリウムで乾燥し、10ｇのDarcoG60と共に30分
撹拌した。濾過し、充分に洗つてシス−β−トシ
ルオキシアクリロニトリルの薄褐色溶液を得た。
異性体比はシスが95.5％、トランスが4.5％だつ
た。

上記トルエン溶液を濃縮して1000ｇとし、35〜
40℃で撹拌した。約30分かけてトリメチルアミン
（50ml、32.8ｇ、560ミリモル）の冷トルエン
（150ml）溶液を滴下した。この滴下中にシス四級
塩の結晶が沈澱した。生じた結晶スラリーを室温
で２時間撹拌し、濾過し、75mlのトルエンついで
75mlのトルエン／塩化メチレン（２：１）で洗つ
た。更に75mlずつのペンタンで２度洗い、乾燥し
て106.1ｇの薄褐色固体（94％）を得た。

実施例 ３ シクロシチジン塩 オキサゾリン（13.051ｇ、75ミリモル）と実施
例２のシス四級塩と75mlのジメチルホルムアミド
の混合物を、室温のジメチルホルムアミド中を通
過させてジメチルホルムアミドで前もつて飽和さ
せた１フイード³／分の窒素を通気させながら50゜
で10.5時間撹拌した。

アセトニトリル（300ml）を急速添加し、溶液
に結晶の種を入れてシクロシチジン塩の結晶を析
出させた。生じたスラリーを30分かけて室温にま
でゆつくりと冷却し、ついで約１時間かけて0゜に
まで冷却し、0゜で１時間撹拌した。結晶を濾取
し、20mlずつのアクリロニトリル／ジメチルホル
ムアミドで２度、ついで25mlずつのアクリロニト
リルで２度洗い、60゜，27″Hgで一夜乾燥して
23.30ｇ（71％）の白色固体を得た。

実施例 ４ シトシン アラビノシド シクロシチジン塩（8.0023ｇ、18.25ミリモル）
と80mlの2N水酸化アンモニウムとを58゜で撹拌し
た。加水分解は70分で完了した。

シトシン アラビノシドはイオン交換クロマト
グラフイーにより単離した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｄ−アラビノースのアミノオキサゾリンの製
   法において、 Ｄ−アラビノースとシアナミドとを実質上の無
   水条件下の不活性中性有機溶媒中で反応させるこ
   とからなる製法。 ２ 溶媒がジメチルホルムアミドである、特許請
   求の範囲第１項記載の製法。 ３ 触媒量の塩基を存在させる、特許請求の範囲
   第２項の製法。 ４ 塩基が重炭酸カリウムである、特許請求の範
   囲第３項の製法。