(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２−ハロゲン化メチルアジリジンに塩基を反応させることを特徴とする、次式（Ｉ）：
【化１】
0003724854.tif 000012
で示される１−アザビシクロ［１．１．０］ブタンの製造法。
【請求項２】
アリルアミンにハロゲン化剤を反応させて２−ハロゲン化メチルアジリジンを得、次いで得られた２−ハロゲン化メチルアジリジンに塩基を反応させることを特徴とする、上記１−アザビシクロ［１．１．０］ブタンの製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業製品や医薬品の合成原料として有用な次式（Ｉ）：
【０００２】
【化２】
0003724854.tif 000002
【０００３】
で示される１−アザビシクロ［１．１．０］ブタンの製造法に関する。
【０００４】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、医薬品、特に抗生物質の分野では、リード化合物に種々の修飾基を導入してその活性や化合物の物理化学的性質をより好ましいものにするための構造変換が、盛んに行われている。例えば我々は、カルバペネム骨格の２−位に１−（１，３−チアゾリン−２−イル）アゼチジン−３−イルチオ基を導入した次式（Ａ）：
【０００５】
【化３】
0003724854.tif 000003
【０００６】
で示される化合物がそれ自体強力な抗菌活性を示すばかりでなく、当該化合物をエステル化することにより経口投与用抗菌剤となり得ることを見出し、既に当該化合物及びそのエステル誘導体に関して特許出願を完了している（特願平６−１７０４９６号、後記製造例参照）。また、上記１−（１，３−チアゾリン−２−イル）アゼチジン−３−イルチオ基を導入するための試薬である次式（Ｂ）：
【０００７】
【化４】
0003724854.tif 000004
【０００８】
で示される３−メルカプト−１−（１，３−チアゾリジン−２−イル）アゼチジンの効率的な製造法についても、同様に特許出願を完了している（特願平６−３３１４２３号）。
【０００９】
ところで、上記式（Ｂ）の化合物を合成する場合の重要な出発原料として、上記式（Ｉ）で示される１−アザビシクロ［１．１．０］ブタンが挙げられる。当該式（Ｉ）の化合物はそれ自体公知であり、例えば２−アミノ−１，３−ジヒドロキシプロパンを原料として合成できることが知られている（アンゲヴァンテ・ヘミ（Angew.Chem.Internat.Edit. ）,Vol.8(1969)p70 ）。しかしながら、この既知の合成法は収率が極めて低く、工業的に実施する場合に決して満足できる方法ではない。
そこで、本発明者らは、上記式（Ｉ）の化合物を高収率で得ることができる製造法を開発すべく検討した結果、本発明を完成した。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明は、２−ハロゲン化メチルアジリジンに塩基を反応させることを特徴とする、上記式（Ｉ）で示される１−アザビシクロ［１．１．０］ブタンの製造法を提供するものである。さらに、アリルアミンにハロゲン化剤を反応させて２−ハロゲン化メチルアジリジンを得、次いで得られた２−ハロゲン化メチルアジリジンに塩基を反応させることを特徴とする上記（Ｉ）の化合物の製造法をも提供するものである。
本発明が提供する製造法によれば、式（Ｉ）の化合物を高収率で容易に得ることができる。そして、かかる方法により得られる式（Ｉ）の化合物を用いれば、臨床上極めて有用な上記式（Ｂ）で示されるカルバペネム化合物を、工業的規模で、しかも効率よく製造することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の製造法を模式的に示せば、以下の反応式のとおりである。
【００１２】
【化５】
0003724854.tif 000005
【００１３】
（式中、Ｘはハロゲン原子を表す。）
ここで、ハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子、フッ素原子、ヨウ素原子等を例示することができる。
反応式に示す製造法を、各工程に従って詳細に説明する。
【００１４】
工程（ａ）
本工程は、アリルアミンとハロゲン化剤とを反応させて、２−ハロゲン化メチルアジリジンを得る工程である。
反応は、反応に不活性な溶媒、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ｎ−ブタノールなどのアルコール系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒；ｎ−ヘプタン、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、ペンタン、シクロペンタン等の炭化水素系溶媒；酢酸メチルエステル、酢酸エチルエステル等のエステル系溶媒；ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン系溶媒；アセトニトリル、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等の中から選ばれる溶媒中で、ハロゲン化剤にアリルアミンを加えて撹拌することによって実施することができる。
ここで用いられるハロゲン化剤としては、塩化スルフリル、塩素、臭素等を例示することができる。
【００１５】
この反応におけるハロゲン化剤の使用量は特に限定されるものでなく、通常、アリルアミンに対して約１〜約２０モル、好ましくは約１．５〜約５モルの割合で使用することができる。反応温度は厳密に制限されるものでなく、使用される塩基の種類や量により適宜変更できるが、一般に約−７８℃〜約１００℃、好ましくは約−７８℃〜６０℃程度の温度で行うことができ、かかる条件下で反応は約１０分間〜数時間で終了させることができる。
上記反応を行う場合に、必要に応じて、反応液中に例えばヨウ素を触媒量添加することによって、目的とする２−ハロゲン化メチルアジリジンの収率を挙げることができる。さらに反応は、不活性ガス、例えば窒素ガスまたはアルゴンガス気流中で行うことが好ましい。
以上の方法により式（ＩＩ）で示される化合物を収率よく得ることができ、反応液はそのまま次の工程に用いることができるが、必要に応じて反応液を通常行われる精製手段、例えば蒸留、抽出、洗浄、溶媒留去、カラム又は薄層クロマトグラフィー等に付すことにより、式（ＩＩ）の化合物を単離精製することができる。
【００１６】
工程（ｂ）
本工程は、上記工程（ａ）で得られた２−ハロゲン化メチルアジリジンに塩基を反応させることによって、本発明の式（Ｉ）で示される１−アザビシクロ［１．１．０］ブタンを得る工程である。
反応は、２−ハロゲン化メチルアジリジンを上記例示した中から選択される適当な溶媒、好ましくはジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒に溶解又は懸濁させ、これに適当な塩基、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属；カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属；水素化リチウム、水素化ナトリウム等のアルカリ金属水素化物；水素化カルシウム等のアルカリ土類金属水素化物；水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物；炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩；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塩；メチルリチウム、ｎ−ブチルリチウム等のアルカリ金属アルキル；アルキルグリニアール試薬；リチウムアミド、リチウムジイソプロピルアミド、ナトリウムアミド、カリウムアミド等のアルカリ金属アミド；ナトリウムメトキシド；ナトリウムエトキシド、カリウム第三級ブトキシド等のアルカリ金属アルコキシド；酢酸ナトリウム等のアルカン酸アルカリ金属塩；炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩；トリメチルアミン、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル−Ｎ−エチルアミン等のトリ（低級）アルキルアミン；ピリジン、ピコリン、ルチジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジンのようなＮ，Ｎ−ジ（低級）アルキルアミノピリジン等のピリジン化合物；キノリン；Ｎ−メチルモルホリン等のＮ−低級アルキルモルホリン；Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン等のＮ，Ｎ−ジ（低級）アルキルベンジルアミン等のような有機塩基又は無機塩基、あるいは分子中に活性メチレンを有し塩基として用いられるジムシルナトリウム、ジムシルリチウム等、好ましくはメチルリチウム、ｎ−ブチルリチウムなどのアルキルリチウム、リチウムアミド、リチウムジイソプロピルアミドなどのアルカリ金属アミド等を加えて攪拌することにより実施することができる。
【００１７】
この反応における塩基の使用量は特に限定されるものでなく、通常、２−ハロゲン化メチルアジリジンに対して約１〜約２０モル、好ましくは約１．５〜約５モルの割合で使用することができる。反応温度は厳密に制限されるものでなく、使用される塩基の種類や量により適宜変更できるが、一般に約−７８℃〜約１００℃、好ましくは約−７８℃〜６０℃程度の温度で行うことができ、かかる条件下で反応は約１０分間〜数日間で終了させることができる。
反応は、不活性ガス、例えば窒素ガスまたはアルゴンガス気流中で行うことが好ましい。
以上の方法により式（Ｉ）で示される化合物を収率よく得ることができ、反応液を通常行われる精製手段、例えば蒸留、抽出、洗浄、溶媒留去等に付すことにより、式（Ｉ）の化合物を単離精製することができる。
【００１８】
上記した本発明の製造法に従って得られる式（Ｉ）の化合物は、例えば後記製造例に示すとおりカルバペネム化合物の有用な合成原料として用いられる。
【００１９】
【実施例】
以下に実施例、製造例及び試験例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの記載によって何ら限定されるものではない。
なお、下記記載中の各記号は以下の意味を有する。
ＰＮＢ：ｐ−ニトロベンジル
実施例１
【００２０】
【化６】
0003724854.tif 000006
【００２１】
臭素９４ｍｌのジエチルエーテル１１０ｍｌ溶液に１５℃以下でアリルアミン（１）８０ｇを滴下し、室温で一日攪拌する。反応終了後、析出した結晶を濾取し、ジエチルエーテル５５ｍｌで洗浄後真空乾燥することにより２−ブロモメチルアジリジン・臭化水素酸塩（２）を３０２．６ｇ（収率：９９．６％）得た。   1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤ3 ＯＤ）δ：３．３５（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝９．８９Ｈｚ，１４．１９Ｈｚ）、３．７１（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝３．３０Ｈｚ，１４．１９Ｈｚ）、３．８６（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．５８Ｈｚ，１０．８９Ｈｚ）、４．０１（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝４．６２Ｈｚ，１０．８９Ｈｚ）、４．４−４．６（ｍ，１Ｈ）
【００２２】
実施例２
【００２３】
【化７】
0003724854.tif 000007
【００２４】
塩化スルフリル９．６４ｍｌ及び触媒量のヨウ素の乾燥ジクロルメタン溶液９００ｍｌを４０℃で還流下、この溶液にアリルアミン（１）７．６ｍｌの乾燥ジクロルメタン溶液１００ｍｌを滴下し、滴下終了後、同温度で２時間撹拌する。反応終了後、反応液を室温に戻し、濾過して得られる残渣をジクロルメタン及びｎ−ヘキサンで洗浄した後真空乾燥して、２−クロロメチルアジリジン・塩酸塩（３）を８．３７ｇ（収率：６５．８％）得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ2 Ｏ）δ：３．２６（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝９．５７Ｈｚ，１３．８５Ｈｚ）、３．５３（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝３．３０Ｈｚ，１３．８５Ｈｚ）、３．７８（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝６．６０Ｈｚ，１２．２１Ｈｚ）、３．８８（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝４．９５Ｈｚ，１２．２１Ｈｚ）、４．３８−４．４７（ｍ，１Ｈ）
実施例３
【００２５】
【化８】
0003724854.tif 000008
【００２６】
上記実施例１で得られた２−ブロモメチルアジリジン・臭化水素酸塩（２）１．００ｇの乾燥テトラヒドロフラン１２ｍｌ懸濁液に−７８℃でｎ−ブチルリチウム５．９４ｍｌ（１．６３Ｍ）を滴下し、１時間撹拌する。反応液を水浴（９０℃）で常圧蒸留して、沸点約５１℃の１−アザビシクロ［１．１．０］ブタン（４）を得た（収率約７８％）。
実施例４
【００２７】
【化９】
0003724854.tif 000009
【００２８】
上記実施例２で得られた２−クロロメチルアジリジン・塩酸塩（３）１．２８ｇのテトラヒドロフラン２５ｍｌ懸濁液を窒素雰囲気下−７８℃で撹拌し、この溶液に２１ｍｍｏｌのｎ−ブチルリチウムを５分間で滴下する。滴下後、同温度にて１時間撹拌した後、室温に戻しながら更に１０分間撹拌する。反応液に５０％水酸化カリウム水溶液２ｍｌを加えて１０分間撹拌した後、この反応液を常圧蒸留して１−アザビシクロ［１．１．０］ブタン（４）を得た（収率約８２％）。
製造例
【００２９】
【化１０】
0003724854.tif 000010
【００３０】
（ａ）上記実施例４で得られた１−アザビシクロ［１．１．０］ブタン（４）５５０ｍｇのテトラヒドロフラン３０ｍｌ溶液を水酸化カリウム及び炭酸カリウムで乾燥した後、この溶液にチオ酢酸０．８５ｍｌを室温で滴下する。同温度で１時間撹拌した後、反応液を減圧濃縮し、次いで３規定塩酸３．３３ｍｌを加えて１時間加熱還流する。室温まで戻した後、反応液に水３０ｍｌを加えて酢酸エチルで洗浄する。分液して得られる水層と、有機層から抽出した水層とを合わせて、溶媒を減圧下留去し、３−メルカプトアゼチジン・塩酸塩（５）を無色油状物として９１３ｍｇ（収率：７２．７％）得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ2 Ｏ）δ：４．０−４．３（ｍ，３Ｈ）、４．５−４．７（ｍ，２Ｈ）
【００３１】
（ｂ）上記（ａ）で得られた３−メルカプトアゼチジン・塩酸塩（５）２２．７ｍｇの９５％メタノール（水１ｍｌ含有）溶液に、２−（メチルチオ）−１，３−チアゾリン２６．６ｍｇ及びトリフェニルホスフィン５．２ｍｇを加えて、６時間加熱還流する。反応終了後溶媒を減圧下留去して得られる残渣を０．１規定塩酸に溶解しこの溶液を酢酸エチルで洗浄する。得られる水層の溶媒を減圧下留去して得られる残渣を高速液体クロマトグラフィーで分離精製することにより、３−メルカプト−１−（１，３−チアゾリン−２−イル）アゼチジン・塩酸塩（６）を無色針状晶として２９．１ｍｇ（収率：７３．４％）得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ）δ：２．５７（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．２Ｈｚ）、３．５９（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝７．４Ｈｚ）、４．０２−４．１８（ｍ，４Ｈ）、４．６３（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝７．４Ｈｚ）、５．１９−５．２６（ｍ，１Ｈ）、１２．１９（ｓ，１Ｈ）
【００３２】
（ｃ）上記（ｂ）で得られた３−メルカプト−１−（１，３−チアゾリン−２−イル）アゼチジン・塩酸塩（６）７００ｍｇを水、アセトニトリル及びクロロホルムの混合溶媒１５ｍｌに溶解し、ｐ−ニトロベンジル  （１Ｒ，５Ｒ，６Ｓ）−２−（ジフェニルフォスフォリルオキシ）−６−［（Ｒ）−１−ヒドロキシエチル］−１−メチル−カルバペン−２−エム−３−カルボキシレート（７）１６６８ｍｇを加える。この溶液に、窒素気流中氷冷下にて、ジイソプロピルエチルアミン２．８ｍｌを加えて、同温度にて２時間攪拌する。反応液に酢酸エチルを加えて飽和重曹水及び飽和食塩水で洗浄した後、溶媒を減圧下留去して、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（クロロホルム：アセトン＝１：２）に付して、ｐ−ニトロベンジル  （１Ｒ，５Ｓ，６Ｓ）−２−［１−（１，３−チアゾリン−２−イル）アゼチジン−３−イル］チオ−６−［（Ｒ）−１−ヒドロキシエチル］−１−メチル−カルバペン−２−エム−３−カルボキシレート（８）を１３３９ｍｇ（収率：９２％）得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3 ）δ：１．２３５（ｄ，３Ｈ，Ｊ＝７．２６Ｈｚ）、１．３４９（ｄ，３Ｈ，Ｊ＝６．２７Ｈｚ）、３．１６０（ｑｕｉｎｔｅｔ，１Ｈ，Ｊ＝７．２６Ｈｚ）、３．２６５（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝２．３，６．２６Ｈｚ）、３．３６７（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝７．２６Ｈｚ）、３．８９８〜４．０３８（ｍ，４Ｈ）、４．０７１〜４．１４７（ｍ，１Ｈ）、４．２１２〜４．２７８（ｍ，２Ｈ）、４．３７２（２Ｈ，Ｊ＝７．９２Ｈｚ）、５．２５５及び５．５１７（ｄ（ＡＢ），２Ｈ，Ｊ＝１３．８５Ｈｚ）、７．６６５（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝８．５８Ｈｚ）、８．２２６（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝８．５８Ｈｚ）
【００３３】
（ｄ）上記反応（ｃ）で得られた化合物（８）１３３９ｍｇのテトラヒドロフラン２０ｍｌ溶液に、０．３８Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ６．０）６０ｍｌ及び亜鉛末１１．２ｇを加えて２時間激しく攪拌する。反応液をセライトで濾過して不溶物を除去し、濾液を酢酸エチルで洗浄した後、ｐＨを５．５に調整する。得られた溶液を減圧下濃縮し、この濃縮液をＤｉａｉｏｎ  ＨＰ−４０（三菱化成工業株式会社製）によるカラムクロマトグラフィー（５％イソプロピルアルコール水）に付して、目的とする（１Ｒ，５Ｓ，６Ｓ）−２−［１−（１，３−チアゾリン−２−イル）アゼチジン−３−イル］チオ−６−［（Ｒ）−１−ヒドロキシエチル］−１−メチル−カルバペン−２−エム−３−カルボン酸（Ａ）を８６１ｍｇ（収率：８７％）得た。
1Ｈ−ＮＭＲ（Ｄ2 Ｏ）δ：１．０９３（ｄ，３Ｈ，Ｊ＝６．９３Ｈｚ）、１．２０７（ｄ，３Ｈ，Ｊ＝６．２７Ｈｚ）、３．０５〜３．２０（ｍ，１Ｈ）、３．３５７（ｄｄ，１Ｈ，Ｊ＝２．３，５．９４Ｈｚ）、３．５５８（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝７．２６Ｈｚ）、３．９２０（ｔ，２Ｈ，Ｊ＝７．２６Ｈｚ）、４．００〜４．２０（ｍ，５Ｈ）、４．２０〜４．３０（ｍ，１Ｈ）、４．６０〜４．７０（ｍ，１Ｈ）
ＩＲ（ＫＢｒ）：１７４０，１６４０，１５９０ｃｍ-1
【００３４】
試験例
本発明の製造法によって得られる化合物（Ｉ）の有用性を、当該化合物を合成中間体として用い製造した上記製造例化合物（Ａ）の抗菌活性を測定することにより確認した。
（１）試験方法
日本化学療法学会標準法［Chemothrapy, vol２９，７６〜７９（１９８１）］に準じた寒天平板希釈法による。すなわち、被検菌のMueller-Hinton（ＭＨ）寒天液体培地上での３７℃、一夜培養液を約１０6cells/ml になるようにBuffered saline gelatin （ＢＳＧ）溶液で希釈し、ミクロプランターを用い試験化合物含有ＭＨ寒天培地に約５μｌ接種し、３７℃で１８時間培養後、被検菌の発育が認められない最小濃度をもってMinimum inhibitory concentration（ＭＩＣ）とした。
ここで、使用菌株は標準菌株を用いた。
（２）結果
上記試験の結果を下記表１に示す。
【００３５】
【表１】
0003724854.tif 000011
【００３６】
上記の結果から、本発明の製造法によって得られる式（Ｉ）で示される化合物は、例えば、抗菌活性の優れたカルバペネム化合物を修飾するための合成中間体として有用であることが確認された。