JPH0649716B2 - ネチルミシンの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 背景 本発明はシソミシン（sisomicin）をネチルミシン（net
imicin，１−Ｎ−エチル−シソミシン）に転化する方法
の改良に関する。

より詳細には、本発明は、基を選択的に保護したシソミ
シンを１−Ｎ−イミン誘導体に転化し、次いで、妨害副
産物を極めて低収率にしか産せずに目的化合物を高収率
に産するような条件下で、該イミンを１−Ｎ−エチル誘
導体（ネチルミシン）に還元する方法に関する。

ネチルミシンは以下に示す式を有しており、これは周知
のアミノ グルコシド系抗生物質である。本抗生物質とその製造法
は、アメリカ特許第4,002,742号；4,029,882号；4,230,
847号；および4,337,335号に記述されている。

もともと、ネチルミシンは、硫酸シソミシンを還元性の
条件下にてアセトアルデヒドと反応させることにより製
造されていた。しかし、シソミシンはアミノ基を５つ有
しているため、この方法では、目的外の生成物の割合が
異常に高率となり、総括収率は１０−１１％程度でしか
なかつた。アメリカ特許第4,230,847号に記載されてい
る方法ではかなりの向上を示した。銅錯体を使用するこ
とにより、シソミシンの３，2′および6′位のアミノ基
を選択的に保護し得た。

還元剤の存在下にて本中間体をアセトアルデヒドにより
アルキル化すると、収率がかなり向上した（収率は実験
室では６０％、工業用製造においては４９％）。

しかし、上述の改良方法はまた、総括収率を低下させる
目的外産生物もかなりの割合で生成した。目的外副産物
で最も大量のものは、１，１−Ｎ−ジエチル−シソミシ
ンから成る。上述の方法、即ち、還元剤の存在下でのア
セトアルデヒドとの反応、で使用された条件下では、未
反応あるいは過剰のアセトアルデヒドが既に生成した１
−Ｎ−エチル化シソミシンと反応して１，１−ジエチル
化産物を生成するものと思われる。

本発明は副反応を減少させ、従つて高収率となるよう
な、上述の方法の改良に関する。本発明の方法は以下の
各工程から成る： ａ）次式： ｛ここに、各Ｘは有機シリル基 （ただし、Ｒ¹〜Ｒ³は独立に低級アルキル、フエニルあ
るいはフエニル低級アルキルである）であり；Ｘ′は水
素あるいは上述の如く定義される有機シリル基であり；
各Ｙはアミノ保護基を表わし；Ｙ′は水素あるいはアミ
ノ保護基を表わす｝で表される選択的に選択的に基を保
護したシソミシン誘導体を、無水の条件下に、不活性の
非プロトン性有機溶媒中でアセトアルデヒドと反応させ
て対応する１−Ｎ−エチリデン誘導体を生成し； ｂ）該反応混合物中に存在するいかなる過剰の未反応ア
セトアルデヒドをも還元（これは無水条件下に行なうこ
とが好ましい）し； ｃ）該１−Ｎ−エチリデン基を水性もしくは無水の条件
下にエチルアミノ基に還元し； ｄ）すべての保護基を除去し；さらに、 ｅ）遊離塩基の形または酸付加塩の形でネチルミシンを
単離する。

該シソミシン誘導体は３，2′，6′位および場合に応
じ、3″位で、アミノ基保護化合物と反応させている。
好ましいアミノ保護置換基は、アセチル、ホルミル、プ
ロピオニルおよびアロイル基で、このうち特にアセチル
基が好ましい。アセチル、プロピオニルおよびアロイル
基をシソミシンに付加させる方法は、アメリカ特許第4,
337,335号に開示されており、該開示を引用することに
よりここに組み入れる。ホルミル置換基はシソミシンを
非対称の無水蟻酸と反応させて付加してもよい。

３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセチルシソミシン（以下化
合物１と呼ぶ）のシソミシンからの生成も、アメリカ特
許第4,230,848号および4,136,254号に開示されている。
各特許の実施例１６Ｃ(1)は、酢酸銅（II）水和物のシ
ソミシンとの反応、次いで無水酢酸、さらに硫化水素ガ
スとの反応を示している。生成物は水酸化物サイクル
（Kydroxide cycle）におけるイオン交換樹脂から回収
する。引用により具体例をここに組み入れる。

シソミシンから３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセチルシソ
ミシンを製造する別法は以下の如くである。Ｎ，Ｎ−ジ
メチルホルムアミドと水をほぼ６：２に混合したものに
酢酸銅（II）を懸濁させ、これに濃縮シソミシンを加え
る。トリエチルアミンを添加することにより、pHを8.5
〜10.5に調節する。該懸濁液を約５℃まで冷却し、０〜
１０℃にてよく攪拌しつつ無水酢酸のＮ，Ｎ−ジメチル
ホルムアミド溶液を徐々に加える。該反応混合物のpH
は、必要に応じてさらにトリエチルアミンを加えること
により、8.5〜10.5に保つ。別の加え方としては、無水
酢酸のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶液の９０％を前
述のように最初に加える。残りの１０％の該溶液を約６
倍容量のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドで希釈し、それ
をさらに加える。該反応の完了は薄層クロマトグラフイ
ーにより監視する。未完了の場合は、無水酢酸のＮ，Ｎ
−ジメチルホルムアミド溶液を少量ずつ加えて完了させ
てもよい。該反応の完了後、該混合物を減圧下に濃縮す
る。濃縮物を水で希釈し、約４時間冷却して０゜〜１０
℃とし、固形物を過して除去する。該生成物をここで
も部分的アンモニアサイクル（partial ammonium cycl
e）におけるイオン交換樹脂から回収する。

どちらの方法で得られた３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセ
チルシソミシンも、その後、水分を除去するため噴霧乾
燥する。

本発明の工程により、出発物質（化合物１）に基づいて
計算したネチルミシンの収率は約８５〜９０％以上で、
未反応のシソミシンは約３％〜７％（通常５％程度）、
また、副反応生成物は無視しうる程度の微量である。

本発明の工程の第一段階で、３，2′，6′−トリ−Ｎ−
アセチルシソミシン（化合物１）はシリル化される。反
応しうる部位を保護することに加えて、シリル化はまた
該シソミシン誘導体の溶媒への溶解度も向上される。シ
リル化剤は、水酸基部位と反応して一般式 （Ｒ¹−Ｒ³は低級アルキル、フエニル、もしくはフエニ
ル低級アルキル基）である有機シリル置換基となる有機
シリル化合物から成る。好適な置換基は、トリ低級アル
キルシリル類であり、特に好適なのはトリメチルシリル
置換基である。

３つの水酸基部位、即ち、５，2″および4″位をシリル
化してよい。しかし、これらのうち２つの部位のみ、即
ち、５および2″位がシリル化される場合もこの発明の
範囲に含まれる。これは、シリル化剤、シリル化条件お
よび添加するシリル化剤の量の調節を適切に選択するこ
とにより行なうことができる。該シソミシン誘導体がど
の程度シリル化されているかは、ＮＭＲにより監視しう
る。シリル化の工程を簡素化し、溶解性を向上させるた
めには、３つの水酸基のすべてをシリル化することが望
ましい。以下に図示する好適な工程においては、３，
2′，6′−トリ−Ｎ−アセチルシソミシンが以下の反応
図式に従つて、３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセチル−
５，2″，4″−トリメチルシリルシソミシン（化合物
２）にシリル化される。

図式Ａに図示されている反応は、無水条件下に還流して
行なわせる。この時、硫酸塩；塩化アンモニウムもしく
は硫酸アンモニウムのようなアンモニウム塩；硫酸；あ
るいは塩化トリメチルシリルのような触媒の存在下に行
なうことが好ましい。好適な触媒は化合物１の硫酸塩、
即ち、硫酸３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセチルシソミシ
ンである。化合物１（その硫酸塩を極微量加えて混合し
たもの）とシリル化剤、たとえば、ヘキサメチルジシラ
ザン、ビス（トリメチルシリル）アセトアミド（ＢＳ
Ａ）、モノ（トリメチルシリル）アセトアミド（ＭＳ
Ａ）、トリメチルクロロシラン（ＴＭＣＳ）あるいは他
の同等のシリル化剤のようなトリメチルシリル化剤との
反応は、不活性の有機溶媒、即ち、反応条件に対して不
活性な有機溶媒（たとえば、アセトニトリル、トルエ
ン、１，２−ジメトキシエタン等）中で行なわせる。好
適な溶媒は１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）であ
る。シリル化の進行は¹Ｈ−ＮＭＲにより監視する。反
応は約５時間で完了する。トリメチルシリル化された
2″位および場合によつては4″位の立体障害により、
3″位のアミノ基におけるアルキル化を阻止する目的
で、シリル化された置換基を使用するのである。

化合物２の１位のアミノ基はその後、以下の如き反応図
式に従つてＮ−イミノ基に転化される。この時、無水条
件下に行なうことが好ましい。Ｎ−イミノ基の生成段階
中に水が存在すると、１位での反応が完了しないことが
ある。

このイミン生成反応は本発明の多段階工程の中で重要な
反応である。化合物２とアセトアルデヒドとの反応は、
約１０℃と室温（約２５℃）との間の温度（約１５℃が
好ましい）にて、反応条件に不活性な有機非プロトン性
溶媒、たとえば、１，２−ジメトキシエタン、アセトニ
トリル、トルエン、ヘキサン、塩化メチレン、テトラヒ
ドロフラン等の溶媒中で行なう。好適な溶媒は塩化メチ
レンである。反応が約３０分間進行した後、水素化金属
の還元剤を該混合物に加え（この時、無水の条件を維持
したままであることが好ましい）、いかなる過剰のアセ
トアルデヒドをも完全に反応させ、従つていかなる目的
外の副反応もおきないようにする。好適な還元剤は、水
素化ホウ素ナトリウム、アミンボラン類、水素化アルミ
ニウムリチウムで、中でも水素化ホウ素ナトリウムが特
に好適である。その水素化ホウ素ナトリウムを加え、該
反応混合物を室温程度に加温し、約１０〜１５分間反応
させる。イミンの生成は¹Ｈ−ＮＭＲで監視する。反応
の第一段階の約３０分で完了する。水素化ホウ素ナトリ
ウムはいかなる未反応のアセトアルデヒドをも還元する
ので、目的外の副反応を妨げる。

過剰のアセトアルデヒドが除去された後、アミノ置換基
は、前述のような還元剤により、水性もしくは無水条件
下にて、エチルアミノ官能性まで還元してもよい。緩衝
剤を添加することが好ましく、また、pHは約７−１２
（約9.5−１０が好ましい）に維持する。水素化ホウ素
ナトリウムをこの段階の還元剤として使用する時、水お
よび／または緩衝剤のようなプロトン付加剤が存在する
ことが好ましい。この反応は図式Ｃに示す如く以下に説
明する。

pHを約７−１２に保ついかなる従来の緩衝剤でも適して
いる。例えば、リン酸塩、クエン酸塩あるいはホウ酸塩
緩衝剤である。ホウ酸塩緩衝剤が好ましい。該緩衝剤を
反応混合物に手早く加え、次いで該混合物を、イミンの
還元反応が完了するまで、約１５〜１２０分間、室温に
て攪拌する。反応の進行は¹Ｈ−ＮＭＲで監視できる。

アセチルおよびトリメチルシリル基は化合物４から加水
分解によつて除去され、ネチルミシン（化合物５）が下
図の反応図式に示すように得られる。

実施例１ トリ−シリル化トリ−Ｎ−アセチルシソミシン ａ）オーバーヘツド機械的攪拌装置、乾燥管で栓をした
還流冷却器、および温度計を装着した５００ｍの三つ
口丸底フラスコに、15.0ｇ（26.2ミリモル；ＨＰＬＣで
８３％の純度）の３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセチルシ
ソミシン、0.750ｇ（1.12ミリモル）の硫酸３，2′，
6′−トリ−Ｎ−アセチルシソミシン、１５０ｍの
１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）および２５ｍの
ヘキサメチルジシラザン（118.5ミルモル）を加える。
該混合物を油浴（外部油浴温１０５℃）中で加熱して５
時間還流し、¹Ｈ−ＮＭＲによりシリル化の進行を監視
する。シリル化反応は５，2″および4″位において約３
〜８時間で完了する。

シリル化１−Ｎ−エチル３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセ
チルシソミシン ｂ）前項(a)で得られた無水反応混合物に室温で１５０
ｍの塩化メチレンを加える。該混合物を約１５℃まで
冷却してから3.0ｍの冷アセトアルデヒド（53.6ミリ
モル）を加える。３０分間攪拌を継続し、1.9ｇの粉末
水素化ホウ素ナトリウム（50.2ミリモル）を加える。該
反応混合物を室温までもどるよう加温し、いかなる過剰
のアセトアルデヒドも完全に除去されるように、１０〜
１５分間攪拌しておく。その後、該混合物に、３０ｍ
の0.5Ｍ水性ホウ酸塩緩衝液（pH9.75）を迅速な滴下速
度で添加用ロート（additional funnel）から加え、室
温にて２時間攪拌し、該イミンを対応するエチルアミノ
置換基に還元する。

ネチルミシン 前項(b)で得られた反応混合物に、３０ｍの１０％水
酸化ナトリウム水溶液を加えて水素化ホウ素ナトリウム
を不活性化する。該溶液混合物、ＤＭＥ／CH₂Cl₂を減圧
下に除去する。次に、２００ｍの１０％水酸化ナトリ
ウム水溶液を加え、該混合物を油浴（１０３℃）中で加
熱し、窒素ガスをおだやかに通気しつつ２０時間還流す
る。反応の進行はクロロホルム：メタノール：濃水酸化
アンモニウム１：１：１混合物の下相を展開溶媒として
使用する薄層クロマトグラフイーにより監視する。

該水解物を氷浴で冷却し、それを２５％の硫酸水溶液を
用いてpH６の酸性となし、沈澱を過して除去する。
液の一部をＨＰＬＣ定量用に適切な濃度となるよう希釈
する。ネチルミシンの補正ＨＰＬＣ収率は８８％であ
る。

実施例II 2″，５−ジシリル−３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセチ
ルシソミシンの製造 4.0ｇ（6.04ミリモル、ＨＰＬＣによる純度86.6％）の
３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセチルシソミシンと0.04ｇ
（0.06ミリモル）の硫酸３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセ
チルシソミシンを、４０ｍの１，２−ジメトキシエタ
ン（ＤＭＥ）中に攪拌懸濁させたものに、4.4ｍのヘ
キサメチルジシラザンを加え、該混合物を油浴中で加熱
して３時間還流した。該反応混合物は澄明るな均一の溶
液となり、この段階で反応を止めた（¹ＨＮＭＲによれ
ば）該混合物中に大量の2″，５−ジシリル化トリ−Ｎ
−アセチルシソミシンが含まれていた）。

イミンの生成、還元および加水分解は実施例Ｉに記述し
た通りに行なつた。

ネチルミシンの補正ＨＰＬＣ収率は８３％である。

実施例III ３，2′，6′，3″−テトラ−Ｎ−アセチルシソミシン
からのネチルミシンの製造 本研究に使用した精製３，2′，6′，3″−テトラ−Ｎ
−アセチルシソミシンは、３，2′，6′−トリ−Ｎ−ア
セチルシソミシンの3″位のアミノ基をＮ−アセチルイ
ミダゾールによりアセチル化し、シリカゲルのカラムに
より単離して得た。

この凍結乾燥したテトラ−Ｎ−アセチルシソミシン４ｇ
を４０ｍのＤＭＥ中に懸濁し、4.4ｍのＨＭＤＳを
加えた。該混合物を加熱し、７時間還流した。¹ＨＮＭ
Ｈは、シリル化反応が完了していることを示した。

イミン生成、還流、および加水分解は、実施例１に記述
したものと類似の方法により行なつた。ネチルミシンの
補正ＨＰＬＣ収率は83.5％である。

３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセチル−５，2″，4″−ト
リメチルシソミシンと、３，2′，6′−トリ−Ｎ−アセ
チル−５，2″，4″−１−Ｎ−エチリデンシソミシンの
¹ＨＮＭＲを以下の表Ｉに示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チウ，ジョン・シェーハン アメリカ合衆国ニュ−ジャ−ジ−州07054, パーシッパニー，ファーンデール・ドライ ブ 12 (72)発明者 コロン，シーザー アメリカ合衆国ニュ−ジャ−ジ−州07204, ロゼール・パーク，ファテュウト・アベニ ュー 408

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】以下の各工程からなる、アセトアルデヒド
   を用いたシソミシンの１−Ｎ−エチル化によるネチルミ
   シンの製造方法： ａ）次式： ｛式中、各Ｘは有機シリル基 （ただし、Ｒ¹〜Ｒ³は独立に、低級アルキル、フェニル
   あるいはフェニル低級アルキルである）であり；Ｘ′は
   水素あるいは上述の如く定義される有機シリル基であ
   り；各Ｙはアミノ保護基を表わし；Ｙ′は水素あるいは
   アミノ保護基を表わし；そしてアミノ保護基が、アセチ
   ル、ホルミル、プロピオニル、アロイル、またはそれら
   の混合物である｝ で表される選択的に基を保護したシソミシン誘導体を、
   無水の条件下に、不活性の非プロトン性有機溶媒中でア
   セトアルデヒドと反応させて、対応する１−Ｎ−エチリ
   デン誘導体を生成し； ｂ）該反応混合物中に存在するいかなる過剰の未反応ア
   セトアルデヒドをも還元し； ｃ）該１−Ｎ−エチリデン基を水性もしくは無水の条件
   下にエチルアミノ基に還元し； ｄ）すべての保護基を除去し；さらに、 ｅ）遊離塩基の形または酸付加塩の形でネチルミシンを
   単離する。
2. 【請求項２】アミノ保護基がアセチル基である、請求の
   範囲第１項に記載の方法。
3. 【請求項３】シリル化が、硫酸塩、アンモニウム塩、硫
   酸、トリメチルシリルクロリド、およびそれらの混合物
   から成る化合物群から選択される触媒によって触媒され
   るという特徴がさらに加わった、請求の範囲第１項また
   は第２項に記載の方法。
4. 【請求項４】水素化金属還元剤を加えることにより過剰
   もしくは未反応のアセトアルデヒドを除去するという特
   徴がさらに加わった、請求の範囲第１項〜第３項のいず
   れか１項に記載の方法。
5. 【請求項５】過剰のアセトアルデヒドを還元した後、pH
   を約７〜１２の範囲に維持するために水性緩衝液を加え
   るという特徴がさらに加わった、請求の範囲第１項〜第
   ４項のいずれか１項に記載の方法。
6. 【請求項６】１−Ｎ−エチリデン基が、水素化ホウ素ナ
   トリウム、アミンボラン類、水素化アルミニウムリチウ
   ムおよびそれらの混合物から成る群から選択される還元
   剤を加えることによってエチルアミノ基に還元されると
   いう特徴がさらに加わった、請求の範囲第１項〜第５項
   のいずれか１項に記載の方法。