(57)【要約】【課題】電子スピン共鳴測定法に使用するスピントラップ剤として用いるニトロン化合物の合成中間体として有用、且つ、安全な化合物を開発する。【解決手段】下記一般式（１）    【化１】2006193439.tif 000005〔式中、Ｒ1 、Ｒ2 は水素原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基もしくはカルバモイル基を表し、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子もしくは炭素数１〜４個の低級アルキル基を表す。〕で示される新規ピロリジン化合物およびその塩。【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
【化１】
2006193439.tif 000004
〔式中、Ｒ1 、Ｒ2 は水素原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基もしくはカルバモイル基を表し、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子もしくは炭素数１〜４個の低級アルキル基を表す。〕で示される新規ピロリジン化合物およびその塩。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子スピン共鳴測定法に使用するスピントラップ剤として用いるニトロン化合物の合成中間体として有用な新規ピロリジン化合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子スピン共鳴測定法（ＥＳＲ、ＥＰＲとも称する）に用いるスピントラップ剤において、ピロリジン環を有するニトロン化合物としてはＤＭＰＯ（5,5-Dimethyl-1-pyrroline N-oxide）が最も汎用されている。ＤＭＰＯと比較してスピンアダクトの半減期が長いＤＥＰＭＰＯ(5-Diethoxyphosphoryl-5-methyl-1-pyrroline N-oxide：特表平８−５０１８０８、 Frejavilln C. et al., Journal of Medicinal Chemistry Vol.38 258-265(1995))は、ジエチル亜リン酸（ Diethylphosphite ） を原料として得られる中間体のピロリジン化合物ＤＥＰＭＰＨ（Diethyl(2-methyl-2-pyrroridin-2-yl)phosphonate :Pietri S. et al., European Journal of BiochemistryVol.254 254-265(1998) ) を介して合成が行われている。しかしながらＤＥＰＭＰＯはＤＭＰＯに比べ非常に高価格であるためにＤＭＰＯのようには普及していない。
【０００３】
従来より、ラジカルを捕捉するスピントラップ剤が具備すべき特性としては、各種のスピンアダクトが安定で半減期が長く測定が容易に出来ること、in vivo L-band ESR 計測などの生体におけるラジカル計測を容易にするために強いシグナル強度と低毒性であることなどが挙げられており、且つ、安価に供給が可能なことが求められている。しかしながら、このような特性を併せ持つスピントラップ剤の製造に供するための合成中間体は知られていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
亜リン酸に結合するエチルアルコールのような直鎖型低級アルコール、例えば、ＤＥＰＭＰＯの原料であるジエチル亜リン酸（Diethyl phosphite、Diethyl hydrogen phosphite  或いは Phosphonic acid diethyl ester と称する）は、安定性に欠けることが知られ、ジオール類との加熱反応において容易にエチルアルコールが脱離し、ジオール類との交換反応が起きて、より安定な環状フォスファイト構造を形成することが報告されている（Oswald A.A., Canadian of Journal Chemistry Vol.37 1498-1505(1959)、Barbati S. et al., Synthesis Vol.12 2036-2040 (1999)）。
【０００５】
従って、ＤＥＰＭＰＯ関連化合物（Stoize K. et al., Biological ChemistryVol.384
493-500 (2003)）が有する直鎖型ジ低級アルキルフォスファイト構造に対して、安定な環状フォスファイト構造を導入したピロリジン化合物類は、in vitro ラジカル計測、および生体組織における in vivo  ラジカル計測において半減期が長く安定した計測を可能にするニトロン化合物、即ち、新規スピントラップ剤を合成するための有用な合成中間体として期待される。
【０００６】
本発明者らは、上記の期待に答えるために新規ニトロン化合物の合成中間体として有用なピロリジン化合物を開発すべく、鋭意研究を行った結果、一般式（１）で表される環状フォスファイト、即ち、２−オキソ−１，３，２−フォスフォリナン（2-oxo-1,3,2-Dioxaphosphorinane、1,3,2-Dioxaphosphorinan-2-one 或いは〔１，２，３〕ジオキサホスフォフィナン−２−オキサイド（[1,3,2]-Dioxaphosphinane-2-oxide ）構造を併せ持つ新規ピロリジン化合物が安定性にすぐれ、且つ、安全性が高いことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明は、下記一般式（１）
【化２】
2006193439.tif 000002
〔式中、Ｒ1 、Ｒ2 は水素原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基もしくはカルバモイル基を表し、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子もしくは炭素数１〜４個の低級アルキル基を表す。〕で示される新規ピロリジン化合物およびその塩を提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
本発明において、一般式（１）における好適な組合せ例としては、低級アルキル基において、通常はメチル基が好ましいが、脂溶性を高めるためには炭素数の多いアルキル基、例えばｔ−ブチル基などを選択することが出来る。水溶性を付加するにはカルボキシル基またはその塩が適している。生体内における代謝を利用してカルボキシル基に変換したい場合にはアルコキシカルボニル基或いはカルバモイル基を選択するのがよい。分子中の水素原子は、用途に応じて原料中間体あるいは目的物の各段階で文献記載の変換法（Pou S.et al., Journal of Organic Chemistry Vol.55 4438-4443 (1990)、Karoui H. et al., Journal of Organic Chemistry Vol.64 1471-1477 (1999)、Clement J.-L. et al., Organic Biomolecular Chemistry Vol.1 1591-1595 (2003) など）に準じて目的の部位に重水素原子の導入を行うことが可能である。
【０００９】
本発明に使用する好適な環状フォスファイトは、文献記載の方法（Zwierzak A., Canadian Journal of Chemistry Vol.45 2501-2512 (1967)、Macconnel R.L.et al., Journal of Organic Chemistry Vol.24 630-635 (1959)、Klosinski P.,Tetrahedron Letters Vol.31 2025-2028 (1990)、Maffei M. et al., Tetrahedron Vol.59 8821-8825 (2003) など）に準じて合成できる。
【００１０】
以下に本発明の新規ピロリジン誘導体の合成に好適な環状フォスファイトを例示する。
2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorinane
2-methyl-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorinane 
4-methyl-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorinane 
4,6-dimethyl-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorinane 
5-methyl-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorinane 
5,5-dimethyl-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorinane 
5-t-butyl-2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorinane
【００１１】
本発明の新規ピロリジン誘導体の合成に用いる好適なピロリン誘導体は、文献記載の方法（Kloetz M.C. et al., Journal of American Chemisrty Vol.73  2271-2275 (1947)、Evans G.G., Journal of American Chemisrty Vol.73 5230-5234 (1951) 、Bonnett R. et al., Journal of Chemical Society 2087-2093 (1959) 、Gutteridge N.J.A. et al., Journal of Chemical Society (C) 122-125(1971) 、Frejaville C. et al., Journal of Chemical Society Chemical Communications 1793-1979 (1994)、Clement J.L. et al., Organic Biomolecule Chemistry Vol.1 1591-1595(2003)、Dehnel A. et al., Journal of Organic Chemisrty Vol.53 1566-1567(1988) ほか）に準じて合成できる。
【００１２】
本発明に係る新規ニトロン化合物の中間体となるピロリジン誘導体の合成は、公知の環状フォスファイト（cyclic phosphite）、より具体的には 2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorinane （[1,3,2]-dioxaphosphinane 2-oxide  とも称する）誘導体とピロリン誘導体との反応（反応経路Ａ）或いはアンモニアの存在下に５−クロロ−２−ペンタノン誘導体との反応（反応経路Ｂ）などに関する文献記載の方法（Moigne F.L. et al., Journal of Organic Chemistry Vol.59 3365-3367 (1994)、Frejaville C. et al., Journal of Medicinal Chemistry Vol.38 258-265 (1995)、Karoui H. et al., Journal of Organic Chemistry Vol.64 1417-1477 (1999)、Barbati S. et al., Synthesis Vol.12 2036-2040(1999) など) に準じて下記の反応経路（Ａ）或いは反応経路（Ｂ）を用いて合成できる。前記の反応経路（Ｂ）において、５−クロロ−２−ペンタノン誘導体に代えて５−トシルオキシ−２−ペンタノン誘導体を，アンモニアに代えて炭酸アンモニウムを用いることが出来る。反応は無溶媒でも進行するが、使用するフォスファイトの種類によって反応液が個化することがあるので反応を制御するためには溶媒を使用することが望ましい。
【００１３】
前記の反応溶媒としてクロロホルム、ジクロルメタンなどのハロゲン系溶媒、テトラハイドロフラン、エーテル、ジイソプロピルエ−テル、ジメトキエタン、アセトニトリル、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ジメチルアセトアミド、ジメチルフォルムアミド、酢酸エチル、ベンゼン、トルエンなどの中から選択して使用し、下記の合成経路により製造することが出来る。
【００１４】
【化３】
2006193439.tif 000003
〔式中、Ｒ1 、Ｒ2 は水素原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基もしくはカルバモイル基を表し、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子もしくは炭素数１〜４個の低級アルキル基を表し、Ｒ6 はクロル基、ブロム基などのハロゲン原子、−０−ベンゼンスルホニル基、−０−トルエンスルホニル基、−０−メタンスルホニル基表す。〕
【００１５】
本発明による新規ピロリジン誘導体の好適な化合物例を以下に示すが、用途に応じて適宜選択することができる。本発明の化合物において、ピロリジン環で形成される２級アミン部における塩の例としては、塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、ブロム水素酸塩、ヨウ化水素酸塩などの無機酸塩、シュウ酸塩、メタンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ピクリン酸などの有機酸塩が挙げられ、またカルボキシル基における塩の例としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などが挙げられ、これらは必要に応じて合成工程、精製工程、もしくは保存のために有利な塩を選択して使用することができる。
【００１６】
2-Methyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine
2-(5,5-Dimethyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-2-methyl-pyrrolidine
2-Methyl-2-(4-methyl-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine
2-Methyl-2-(5-methyl-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine
2-(5-t-Butyl-2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-2-methyl-pyrrolidine
2-(4,6-Dimethyl-2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine
5-Methyl-5-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-2-carboxylic acid
5-Methyl-5-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-2-carboxylic acid ethyl ester
5-Methyl-5-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-2-carboxylic acid amide
【００１７】
5-Methyl-5-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-3-carboxylic acid amide
5-Methyl-5-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-3-carboxylic acid ethyl ester
5-Methyl-5-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-3-carboxylic acid amide
5-(5,5-Dimethyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-5-methyl-pyrrolidine-2-carboxylic acid
5-(5,5-Dimethyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-5-methyl-pyrrolidine-2-carboxylic ethyl ester
5-(5,5-Dimethyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-5-methyl-pyrrolidine-2-carboxylic amide
5-(5,5-Dimethyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-5-methyl-pyrrolidine-3-carboxylic acid
5-(5,5-Dimethyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-5-methyl-pyrrolidine-3-carboxylic acid ethyl ester
5-(5,5-Dimethyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-5-methyl-pyrrolidine-3-carboxylic acid
【００１８】
以下に本発明の環状フォスファイトが付与されたピロリジン誘導体を原料化合物として用いて合成が可能なニトロン誘導体を例示する。新規ニトロン誘導体は、本発明のピロリジン誘導体を用いて文献記載に記載の合成法（Mathieu C. et al., Free Radical Biology & Medicine Vol.22 803-806 (1997)、Frejaville C. et al., Journal of Chemical Society Chemical Communications 1793-1979(1994) 、Clement J.-L. et al., Organic Biomolecular Chemistry Vol.1 1591-1595 (2003) 、Moigne F.L. et al., Journal of Organic Chemistry Vol.59 3365-3367 (1994)、Barbati S. et al., Synthesis Vol.12 2036-2040 (1999)、Janzen E.G. et al., Journal of Organic Chemistry Vol.60 5441-5445 (1995)など) に準じて合成することが可能である。
【００１９】
以下に本発明の新規ピロリジン化合物を用いて合成が可能なスピントラップ剤として有用な新規ニトロン化合物を例示する。
2-Methyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-3,4-dihydro-2H-pyrrole 1-oxide
2-Methyl-2-(4-methyl-2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-3,4-dihydro-2H-pyrrol 1-oxide
2-Methyl-2-(5-methyl-2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-3,4-dihydro-2H-pyrrole 1-oxide
2-(5,5-Dimethyl-2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrole 1-oxide
2-(4,6-dimethyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrole 1-oxide
【００２０】
5-Methyl-5-(2-oxo-2-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl) 1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 2-carboxylic acid
5-Methyl-5-(2-oxo-2-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl) 1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 2-carboxylic acid ethyl ester
5-Methyl-5-(2-oxo-2-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl) 1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 2-carboxylic acid amide
5-Methyl-5-(2-oxo-2-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl) 1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 3-carboxylic acid
5-Methyl-5-(2-oxo-2-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl) 1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 3-carboxylic acid ethyl ester
5-Methyl-5-(2-oxo-2-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl) 1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 3-carboxylic acid amide
以下に実施例において本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２１】
〔実施例１〕
２−メチル−２−（２−オキソ−２λ5 −〔１，２，３〕ジオキサフォスフィナン−２−イル）−ピロリジン（ 2-Methyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine）の合成；
２−オキソ−１，２，３−ジオキソフォスフォリナン  30 g（0.25 mol) と２−メチルピロリン 20.8 g (0.25 mol)をジクロルメタン 100 ml に溶解し室温で１８時間、次いで 40 ℃で４時間反応した。反応液に塩酸酸性の飽和食塩水 200ml を加えて十分に攪拌した後に水層を分離した。次いで水層に炭酸ナトリウムを加えて塩基性とし、クロロホルム 300 ml で抽出した。クロロホルム層を飽和食塩水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；クロロホルム：メチルアルコール＝２０：１）により分離精製を行った。目的とする分画を減圧濃縮して非晶質固体 22.5 g(収率 43.9 %)を得た。
【００２２】
元素分析 (C8H16NO3P  Mol.Wt.: 205.19 )： Calc. C,46.83; H,7.86; N,6.83
Found  C,46.70; H,8.02; N,6.74
ＩＲスペクトル (KBr cm-1) : 3284.5, 2962.5, 2868.8, 147.94, 1425.3, 
1369.4, 1259.4, 1249.8, 1191.9, 1130.9, 1056.9, 941.2, 879.5, 804.3,
マススペクトル FAB+, m/z (%)： 206 M+ (16),84(100)、411(6)
1HNMR (300 MHz, CDCl3) :δ 140-1.43 (3H, D, J=15.7 Hz)、1.65-1.85(3H,m)
、1.86-1.93 (1H,m)、2.02-2.14 (2H,m)、2.25-2.33 (1H,m)、2.89-2.95 (1H,m)
、3.09-3.15 (1H,m)、4.47-4.58 (4H, m, PO-CH2×2)
13C NMR (CDCl3) : δ 24.2 、25.8、26.7、34.7、47.3、67.3、76,9、77,3
【００２３】
〔実施例２〕
２−（５，５−ジメチル−２−（２−オキソ−２λ5 −〔１，２，３〕ジオキサフォスフィナン−２−イル）−２−メチル−ピロリジン（2-(5,5-Dimethyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,2,3]dioxaphosphinan-2-yl)-2-methyl-pyrrolidine）の合成：
５，５−ジメチル−２−オキソ−１，２，３−ジオキソフォスフォリナン 36 g(0.24 mol)と２−メチルピロリン 17 g(0.24 mol) をジクロルメタンに溶解し、室温で反応した。シリカゲル薄層クロマトグラフィー（展開溶媒；クロロホルム：エチルアルコール＝１０：１）により反応の終了を確認した後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；クロロホルム：エチルアルコール＝２０：１）にて分離精製を行った。目的とする分画を集め、減圧濃縮により溶媒を除去して固形物を得た。これを結晶化して 24.5 g(mp 109-112℃、収率 48,2 %)を得た。
元素分析（C10H20NO3P  Mol.Wt. 233.24）：Calc.  C,51.49; H,8.64; N,6.01
Found  C,51.37; H,8.90; N,6.09
ＩＲスペクトル (KBr cm-1) : 3296.1, 2962.5, 2868.8, 1475.4, 1454.2, 
1253.6, 1234.4, 1191.9, 1136.0, 1062.7, 1018.3, 817.8 
マススペクトル FAB+, m/z (%)： 234 M+ (14)、84(100) 、467(7)
1HNMR (300 MHz, CDCl3) :δ 140-1.43 (3H, D, J=15.7 Hz)、1.65-1.85(3H,m)
、1.86-1.93 (1H,m)、2.02-2.14 (2H,m)、2.25-2.33 (1H,m)、2.89-2.95 (1H,m)
、3.09-3.15 (1H,m)、4.47-4.58 (4H, m, PO−CH2 ×2)
13C NMR (CDCl3) : δ 22.1 、24.6、26.2、、35.1、47.7、77.0、77,4、77.8
【００２４】
〔動物の行動への影響などに関する試験〕
ＳＤラット(300 g) に２−メチル−２−（２−オキソ−２λ5 −〔１，２，３〕ジオキサフォスフィナン−２−イル）−ピロリジン 20 mg  を含む 50 % PEG-400 水溶液 0.25 mlを腹腔内投与した直後から１８時間、行動に対する影響および毒性に係る症状の観察をした結果、記録すべき変化を生じなかった。
前記方法と同様にＳＤラット(300 g) に２−（５，５−ジメチル−２−（２−オキソ−２λ5 −〔１，２，３〕ジオキサフォスフィナン−２−イル）−２−メチル−ピロリジン 20 mg を投与した結果、記録すべき変化を生じなかった。
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月27日(2006.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）
【化１】
2006193439.tif 000006
〔式中、Ｒ1 、Ｒ2 は水素原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基もしくはカルバモイル基を表し、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子もしくは炭素数１〜４個の低級アルキル基を表す。〕で示される新規ピロリジン化合物およびその塩。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子スピン共鳴測定法に使用するスピントラップ剤として用いるニトロン化合物の合成中間体として有用な新規ピロリジン化合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子スピン共鳴測定法（ＥＳＲ、ＥＰＲとも称する）に用いるスピントラップ剤において、ピロリジン環を有するニトロン化合物としてはＤＭＰＯ（5,5-Dimethyl-1-pyrroline
N-oxide）が最も汎用されている。ＤＭＰＯと比較してスピンアダクトの半減期が長いＤＥＰＭＰＯ(5-Diethoxyphosphoryl-5-methyl-1-pyrroline N-oxide：特表平８−５０１８０８、 Frejavilln C. et al., Journal of Medicinal Chemistry Vol.38 258-265(1995))は、ジエチル亜リン酸（ Diethylphosphite ）を原料として得られる中間体のピロリジン化合物ＤＥＰＭＰＨ（Diethyl(2-methyl-2-pyrroridin-2-yl)phosphonate : Pietri S. et al., European Journal of Biochemistry Vol.254 254-265(1998) ) を介して合成が行われている。しかしながらＤＥＰＭＰＯはＤＭＰＯに比べ非常に高価格であるためにＤＭＰＯのようには普及していない。
【０００３】
従来より、ラジカルを捕捉するスピントラップ剤が具備すべき特性としては、各種のスピンアダクトが安定で半減期が長く測定が容易に出来ること、in vivo L-band ESR 計測などの生体におけるラジカル計測を容易にするために強いシグナル強度と低毒性であることなどが挙げられており、且つ、安価に供給が可能なことが求められている。しかしながら、このような特性を併せ持つスピントラップ剤の製造に供するための合成中間体は知られていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
亜リン酸に結合するエチルアルコールのような直鎖型低級アルコール、例えば、ＤＥＰＭＰＯの原料であるジエチル亜リン酸（Diethyl phosphite、Diethyl hydrogen phosphite 或いは Phosphonic acid diethyl ester と称する）は、安定性に欠けることが知られ、例えば、ジオール類と加熱すると交換反応が起き、容易にエチルアルコールが脱離し、より安定な環状フォスファイト構造を形成することが報告されている（Oswald A.A., Canadian of Journal Chemistry Vol.37 1498-1505(1959)、Barbati S. et al., Synthesis Vol.12 2036-2040 (1999)）。
【０００５】
従って、直鎖型ジ低級アルキルフォスファイト構造を有するＤＥＰＭＰＯ関連化合物（Stoize K. et al., Biological Chemistry Vol.384 493-500 (2003)）対して、安定な環状フォスファイト構造を導入したピロリジン化合物類は、in vitro ラジカル計測、および生体組織における in vivo ラジカル計測において半減期が長く安定した計測を可能にするニトロン化合物、即ち、新規スピントラップ剤を合成するための有用な合成中間体として期待される。
【０００６】
本発明者らは、上記の期待に答えるために新規ニトロン化合物の合成中間体として有用なピロリジン化合物を開発すべく、鋭意研究を行った結果、一般式（１）で表される環状フォスファイト、即ち、２−オキソ−［１，３，２］フォスフォリナン（2-oxo-［1,3,2］Dioxaphosphorinane、1,3,2-Dioxaphosphorinan-2-one ）或いは［１，２，３］ジオキサホスフォフィナン−２−オキサイド（ [1,3,2]Dioxaphosphinane-2-oxide ）構造を併せ持つ新規ピロリジン化合物が安定性にすぐれ、且つ、安全性が高いことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明は、下記一般式（１）
【化２】
2006193439.tif 000007
〔式中、Ｒ1 、Ｒ2 は水素原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基もしくはカルバモイル基を表し、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子もしくは炭素数１〜４個の低級アルキル基を表す。〕で示される新規ピロリジン化合物およびその塩を提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
本発明において、一般式（１）における好適な組合せ例としては、低級アルキル基において、通常はメチル基が好ましいが、脂溶性を高めるためには炭素数の多いアルキル基、例えばｔ−ブチル基などを選択することが出来る。水溶性を付加するにはカルボキシル基またはその塩が適している。生体内における代謝を利用してカルボキシル基に変換したい場合にはアルコキシカルボニル基或いはカルバモイル基を選択するのがよい。分子中の水素原子は、用途に応じて原料中間体あるいは目的物の各段階で文献記載の変換法（Pou S.et al., Journal of Organic Chemistry Vol.55 4438-4443 (1990)、Karoui H. et al., Journal of Organic Chemistry Vol.64 1471-1477 (1999)、Clement J.-L. et al., Organic Biomolecular Chemistry Vol.1 1591-1595 (2003) など）に準じて目的の部位に重水素原子の導入を行うことが可能である。
【０００９】
本発明に使用する好適な環状フォスファイトは、文献記載の方法（Zwierzak A., Canadian Journal of Chemistry Vol.45 2501-2512 (1967)、Macconnel R.L.et al., Journal of Organic Chemistry Vol.24 630-635 (1959)、Klosinski P.,Tetrahedron Letters Vol.31 2025-2028 (1990)、Maffei M. et al., Tetrahedron Vol.59 8821-8825 (2003) など）に準じて合成できる。
【００１０】
以下に本発明の新規ピロリジン誘導体の合成に好適な環状フォスファイトを例示する。
2-oxo-[1,3,2]dioxaphosphorinane
4-methyl-2-oxo-[1,3,2]dioxaphosphorinane 
4,6-dimethyl-2-oxo-[1,3,2]dioxaphosphorinane
5-methyl-2-oxo-[1,3,2]dioxaphosphorinane
5,5-dimethyl-2-oxo-[1,3,2]dioxaphosphorinane 
5-t-butyl-2-oxo-[1,3,2]dioxaphosphorinane
【００１１】
本発明の新規ピロリジン誘導体の合成に用いる好適なピロリン誘導体は、文献記載の方法（Kloetz M.C. et al., Journal of American Chemisrty Vol.73  2271-2275 (1947)、Evans G.G., Journal of American Chemisrty Vol.73 5230-5234 (1951) 、Bonnett R. et al., Journal of Chemical Society 2087-2093 (1959) 、Gutteridge N.J.A. et al., Journal of Chemical Society (C) 122-125(1971) 、Frejaville C. et al., Journal of Chemical Society Chemical Communications 1793-1979 (1994)、Clement J.L. et al., Organic Biomolecule Chemistry Vol.1 1591-1595(2003)、Dehnel A. et al., Journal of Organic Chemisrty Vol.53 1566-1567(1988) ほか）に準じて合成できる。
【００１２】
本発明に係る新規ニトロン化合物の中間体となるピロリジン誘導体の合成は、公知の環状フォスファイト（cyclic phosphite）、より具体的には 2-oxo-1,3,2-dioxaphosphorinane （[1,3,2]dioxaphosphinane 2-oxide とも称する）誘導体とピロリン誘導体との反応（反応経路Ａ）或いはアンモニアの存在下に５−クロロ−２−ペンタノン誘導体との反応（反応経路Ｂ）などに関する文献記載の方法（Moigne F.L. et al., Journal of Organic Chemistry Vol.59 3365-3367 (1994)、Frejaville C. et al., Journal of Medicinal Chemistry Vol.38 258-265 (1995)、Karoui H. et al., Journal of Organic Chemistry Vol.64 1417-1477 (1999)、Barbati S. et al., Synthesis Vol.12 2036-2040(1999) など) に準じて下記の反応経路（Ａ）或いは反応経路（Ｂ）を用いて合成できる。前記の反応経路（Ｂ）において、５−クロロ−２−ペンタノン誘導体に代えて５−トシルオキシ−２−ペンタノン誘導体を，アンモニアに代えて炭酸アンモニウムを用いることが出来る。反応は無溶媒でも進行するが、使用するフォスファイトの種類によって反応液が固まることがあるので反応を制御するためには溶媒を使用することが望ましい。
【００１３】
前記の反応溶媒としてクロロホルム、ジクロルメタンなどのハロゲン系溶媒、テトラハイドロフラン、エーテル、ジイソプロピルエーテル、ジメトキエタン、アセトニトリル、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ジメチルアセトアミド、ジメチルフォルムアミド、酢酸エチル、ベンゼン、トルエンなどの中から選択して使用し、下記の合成経路により製造することが出来る。
【００１４】
【化３】
2006193439.tif 000008
〔式中、Ｒ1 、Ｒ2 は水素原子、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基もしくはカルバモイル基を表し、Ｒ3 、Ｒ4 は水素原子もしくは炭素数１〜４個の低級アルキル基を表し、Ｒ6 はクロル基、ブロム基などのハロゲン原子、−０−ベンゼンスルホニル基、−０−トルエンスルホニル基、−０−メタンスルホニル基を表す。〕
【００１５】
本発明による新規ピロリジン誘導体の好適な化合物例を以下に示すが、用途に応じて適宜選択することができる。本発明の化合物において、ピロリジン環で形成される２級アミン部における塩の例としては、塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩、ブロム水素酸塩、ヨウ化水素酸塩などの無機酸塩、シュウ酸塩、メタンスルホン酸塩、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、ピクリン酸などの有機酸塩が挙げられ、またカルボキシル基における塩の例としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などが挙げられ、これらは必要に応じて合成工程、精製工程、もしくは保存のために有利な塩を選択して使用することができる。
【００１６】
2-Methyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine
2-(5,5-Dimethyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-2-methyl-pyrrolidine
2-Methyl-2-(4-methyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine
2-Methyl-2-(5-methyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine
2-(5-tert-Butyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-2-methyl-pyrrolidine
2-(4,6-Dimethyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine
【００１７】
5-Methyl-5-(5-methyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-2-carboxylic acid
5-Methyl-5-(5-methyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-2-carboxylic acid ethyl ester
5-Methyl-5-(5-methyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-2-carboxamide
5-Methyl-5-(5-methyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-3-carboxylic acid
5-Methyl-5-(5-methyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-3-carboxylic acid ethyl ester
5-Methyl-5-(5-methyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine-3-carboxamide
【００１８】
以下に本発明の環状フォスファイトが付与されたピロリジン誘導体を原料化合物として用いて合成が可能なニトロン誘導体を例示する。新規ニトロン誘導体は、本発明のピロリジン誘導体を用いて文献記載に記載の合成法（Mathieu C. et al., Free Radical Biology & Medicine Vol.22 803-806 (1997)、Frejaville C. et al., Journal of Chemical Society Chemical Communications 1793-1979(1994) 、Clement J.-L. et al., Organic Biomolecular Chemistry Vol.1 1591-1595 (2003) 、Moigne F.L. et al., Journal of Organic Chemistry Vol.59 3365-3367 (1994)、Barbati S. et al., Synthesis Vol.12 2036-2040 (1999)、Janzen E.G. et al., Journal of Organic Chemistry Vol.60 5441-5445 (1995)など)に準じて合成することが可能である。
【００１９】
以下に本発明の新規ピロリジン化合物を用いて合成が可能なスピントラップ剤として有用な新規ニトロン化合物を例示する。
2-Methyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-3,4-dihydro-2H-pyrrole 1-oxide
2-Methyl-2-(4-methyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-3,4-dihydro-2H-pyrrol 1-oxide
2-Methyl-2-(5-methyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-3,4-dihydro-2H-pyrrole 1-oxide
2-(5,5-Dimethyl-2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrole 1-oxide
2-(4,6-dimethyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-2-methyl-3,4-dihydro-2H-pyrrole 1-oxide
【００２０】
5-Methyl-5-(5,5-dimetyl-2-oxo-2-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 2-carboxylic acid
5-Methyl-5-(5,5-dimetyl-2-oxo-2-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 2-carboxylic acid ethyl ester
5-Methyl-5-(5,5-dimetyl-2-oxo-2-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 2-carboxamide
5-Methyl-5-(5,5-dimetyl-2-oxo-2-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 3-carboxylic acid
5-Methyl-5-(5,5-dimetyl-2-oxo-2-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 3-carboxylic acid ethyl ester
5-Methyl-5-(5,5-dimetyl-2-oxo-2-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-1-oxy-4,5-dihydro-3H-pyrrole 3-carboxamide
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２１】
〔実施例１〕
２−メチル−２−（２−オキソ−２λ5 −［１，３，２］ジオキサフォスフィナン−２−イル）−ピロリジン（ 2-Methyl-2-(2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-pyrrolidine）の合成；
２−オキソ−[１，３，２]ジオキソフォスフォリナン30 g（0.25 mol) と２−メチルピロリン 20.8 g (0.25 mol)をジクロルメタン 100 ml に溶解し室温で１８時間、次いで 40 ℃で４時間反応した。反応液に塩酸酸性の飽和食塩水 200mlを加えて十分に攪拌した後に水層を分離した。次いで水層に炭酸ナトリウムを加えて塩基性とし、クロロホルム 300 ml で抽出した。クロロホルム層を飽和食塩水で洗浄、無水硫酸ナトリウムで乾燥した後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；クロロホルム：メチルアルコール＝２０：１）により分離精製を行った。目的とする分画を減圧濃縮して非晶質固体 22.5 g(収率 43.9 %)を得た。
【００２２】
元素分析 (C8H16NO3P  Mol.Wt.: 205.19 )：Calc. C,46.83; H,7.86; N,6.83
Found  C,46.70; H,8.02; N,6.74
ＩＲスペクトル (KBr cm-1) : 3284.5, 2962.5, 2868.8, 147.94, 1425.3, 
1369.4, 1259.4, 1249.8, 1191.9, 1130.9, 1056.9, 941.2, 879.5, 804.3,
マススペクトル FAB+, m/z (%)： 206 M+ (16),84(100)、411(6)
1HNMR (300 MHz, CDCl3) :δ 1.40-1.43 (3H, D, J=15.7 Hz)、1.65-1.85(3H,m)
、1.86-1.93 (1H,m)、2.02-2.14 (2H,m)、2.25-2.33 (1H,m)、2.89-2.95 (1H,m)
、3.09-3.15 (1H,m)、4.47-4.58 (4H, m, PO-CH2×2)
13C NMR (CDCl3) : δ 24.2 、25.8、26.7、34.7、47.3、67.3、76,9、77,3
【００２３】
〔実施例２〕
２−（５，５−ジメチル−２−（２−オキソ−２λ5 −［１，３，２］ジオキサフォスフィナン−２−イル）−２−メチル−ピロリジン（2-(5,5-Dimethyl-(2-oxo-2λ5-[1,3,2]dioxaphosphinan-2-yl)-2-methyl-pyrrolidine）の合成：
５，５−ジメチル−２−オキソ−[１，３，２]ジオキソフォスフォリナン36 g(0.24 mol)と２−メチル-1-ピロリン 17 g(0.24 mol) をジクロルメタンに溶解し、室温で反応した。シリカゲル薄層クロマトグラフィー（展開溶媒；クロロホルム：エチルアルコール＝１０：１）により反応の終了を確認した後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；クロロホルム：エチルアルコール＝２０：１）にて分離精製を行った。目的とする分画を集め、減圧濃縮により溶媒を除去して固形物を得た。これを結晶化して 24.5 g(mp 109-112℃、収率 48,2 %)を得た。
【００２４】
元素分析（C10H20NO3P  Mol.Wt. 233.24）：Calc. C,51.49; H,8.64; N,6.01
Found  C,51.37; H,8.90; N,6.09
ＩＲスペクトル (KBr cm-1) : 3296.1, 2962.5, 2868.8, 1475.4, 1454.2, 
1253.6, 1234.4, 1191.9, 1136.0, 1062.7, 1018.3, 817.8 
マススペクトル FAB+, m/z (%)： 234 M+ (14)、84(100) 、467(7)
1HNMR (300 MHz, CDCl3) :δ 1.40-1.43 (3H, D, J=15.7 Hz)、1.65-1.85(3H,m)
、1.86-1.93 (1H,m)、2.02-2.14 (2H,m)、2.25-2.33 (1H,m)、2.89-2.95 (1H,m)
、3.09-3.15 (1H,m)、4.47-4.58 (4H, m, PO−CH2 ×2)
13C NMR (CDCl3) : δ 22.1 、24.6、26.2、35.1、47.7、77.0、77,4、77.8
【００２５】
〔動物の行動への影響に関する試験〕
ＳＤラット(300 g) に２−メチル−２−オキソ−２λ5 −［１，３，２］ジオキサフォスフィナン−２−イル）−ピロリジン 20 mgを含む 50 % PEG-400 水溶液 0.25 mlを腹腔内投与した直後から１８時間、行動に対する影響および毒性に係る症状の観察をした結果、記録すべき変化を生じなかった。
前記方法と同様にＳＤラット(300 g) に２−（５，５−ジメチル−２−オキソ−２λ5 −［１，３，２］ジオキサフォスフィナン−２−イル）−２−メチル−ピロリジン 20 mg を投与した結果、記録すべき変化を生じなかった。