(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
末端アルキン部分を有する第一反応体とアジド部分を有する第二反応体とを含む溶液と、ＣｕＩＩ塩及び還元剤とを接触させるステップを含む、１，４−二置換［１，２，３］−トリアゾールの製造方法。
【請求項２】
室温で行われる、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記溶液が、等モル量の前記第一反応体と前記第二反応体を含む、請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
前記ＣｕＩＩ塩が、ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏである、請求項１に記載の製造方法。
【請求項５】
前記還元剤が、アスコルビン酸ナトリウムである、請求項１に記載の製造方法。
【請求項６】
前記溶液が、水溶液である、請求項１に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅（Ｉ）を触媒とする段階的Ｈｕｉｓｇｅｎ付加環化法に関する。より詳細には、本発明は、トリアゾールを生成するための、銅を触媒とするアジドと末端アルキンの位置選択的クリックケミストリーライゲーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｈｕｉｓｇｅｎ  １，３−双極子付加環化は、二つの不飽和反応体を接合する発エルゴン融合反応である（Ｒ．Ｈｕｉｓｇｅｎ，ｉｎ  １，３−Ｄｉｐｏｌａｒ  Ｃｙｃｌｏａｄｄｉｔｉｏｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，（Ｅｄ．：Ａ．Ｐａｄｗａ），Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８４，ｐｐ．１−１７６；およびＡ．Ｐａｄｗａ，ｉｎ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，（Ｅｄ．：Ｂ．Ｍ．Ｔｒｏｓｔ），Ｐｅｒｇａｍｏｎ，Ｏｘｆｏｒｄ，１９９１，Ｖｏｌ．４，ｐｐ１０６９−１１０９）。不斉１，３−双極子付加環化反応の総説については、Ｋ．Ｖ．Ｇｏｔｈｅｌｆ，ｅｔ  ａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．１９９８，９８，８６３−９０９を参照されたい。１，３−双極子付加環化の合成応用の総説については、Ｊ．Ｍｕｌｚｅｒ，Ｏｒｇ．Ｓｙｎｔｈ．Ｈｉｇｈｌｉｇｈｔｓ  １９９１，７７−９５を参照されたい。Ｈｕｉｓｇｅｎ１，３−双極子付加環化によって、実に様々な５員複素環を迅速に入手することができる。（ａ）Ｗ．−Ｑ．Ｆａｎ，ｅｔ  ａｌ．，ｉｎ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ＩＩ，（Ｅｄｓ．：Ａ．Ｒ．Ｋａｔｒｉｔｚｋｙ，ｅｔ  ａｌ．），Ｐｅｒｇａｍｏｎ，Ｏｘｆｏｒｄ，１９９６，Ｖｏｌ．４，ｐｐ．１０１−１２６；ｂ）Ｒ．Ｎ．Ｂｕｔｌｅｒ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ＩＩ，（Ｅｄｓ．：Ａ．Ｒ．Ｋａｔｒｉｔｚｋｙ，ｅｔ  ａｌ．），Ｐｅｒｇａｍｏｎ，Ｏｘｆｏｒｄ，１９９６，Ｖｏｌ．４，ｐｐ．６２１−６７８；およびｃ）Ｋ．Ｂａｎｅｒｔ，Ｃｈｅｍ．Ｂｅｒ．１９８９，１２２，９１１−９１８）。トリアゾールを得るためのアジドとアルキンの付加環化は、恐らくこの系列の最も有用な構成員といえるだろう（ａ）Ｒ．Ｈｕｉｓｇｅｎ，Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．Ｃｈｅｍ．１９８９，６１，６１３−６２８；ｂ）Ｒ．Ｈｕｉｓｇｅｎ，ｅｔ  ａｌ．，Ｃｈｅｍ．Ｂｅｒ．１９６７，１００，２４９４−２５０７；ｃ）Ｗ．Ｌｗｏｗｓｋｉ  ｉｎ  １，３−Ｄｉｐｏｌａｒ  Ｃｙｃｌｏａｄｄｉｔｉｏｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，（Ｅｄ．：Ａ．Ｐａｄｗａ），Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９８４；Ｖｏｌ．１，Ｃｈａｐｔｅｒ  ５；ｄ）Ｊ．Ｂａｓｔｉｄｅ，ｅｔ  ａｌ．，Ｂｕｌｌ．Ｓｏｃ．Ｃｈｉｍ．Ｆｒ．１９７３，２５５５−２５７９，２８７１−２８８７）。しかし、おそらく有機アジドを用いる作業の安全性についての懸念から、純粋な分野においても、応用分野においても、合成化学は、この転移に対して、それに値する特別な注意を払っていない。アジド以外の１，３−双極子のほうが実際の付加環化工程が速く、および／または位置選択的である場合もあるが、誘導するため、および多くの合成工程を通して隠し持つためには、アジドが断然、最高に便利である。実際、それは、副反応がほぼ無い、たった原子３個の双極子であるように見える。
【０００３】
アジドは、有機合成において瞬間的にしか登場しないが、窒素置換基を導入するための最も信頼できる手段の一つとしての役割を果たしているのが、−Ｒ−Ｘ  →  ［Ｒ−Ｎ3］  →  Ｒ−ＮＨ2である。このようなアジド中間体は、一般に直ちにアミンに還元されるため、角括弧の中に示される。アジド基それ自体によってもたらされるユニークな反応性に影響を及ぼす応用法は、Ａｕｂｅ、ＢａｎｅｒｔおよびＳｔｏｄｄａｒｔ（ａ）の研究所からの以下の参考文献により開示されている：（ａ）Ｐ．Ｄｅｓａｉ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ａｍ  Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０００，１２２，７２２６−７２３２；ｂ）Ｋ．Ｂａｎｅｒｔ，Ｔａｒｇｅｔｓ  ｉｎ  Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  １９９９，３，１−３２；Ｋ．Ｂａｎｅｒｔ，Ｌｉｅｂｉｇｓ  Ａｎｎ．／Ｒｅｃｌ．１９９７，２００５−１８；ｃ）Ｊ．Ｃａｏ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２０００，６５，１９３７−４６、およびそれらの中に引用されている参考文献。アジドの化学は危険であり得るが、これらの試薬での作業の危険は、適切な安全対策を施すことによって最小にすることができる。アジドは、クリックケミストリーにとって非常に重要な官能基として化学的に重要である（Ｈ．Ｃ．Ｋｏｌｂ，ｅｔ  ａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２００１，４０，２００４−２０２１）。クリックケミストリーにとってのアジドのユニークさは、Ｈ2Ｏ、Ｏ2、および大多数の有機合成条件に対するこれらの試薬の並外れた安定性に起因する。実際、有機アジド、特に、脂肪族系列のものは、酸素分子（ジオキシゲン）および水から生体細胞を構成する高官能化有機分子の水溶液に及ぶ一般的な反応性化学物質に対して非常に安定である（Ｅ．Ｓａｘｏｎ，ｅｔ  ａｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２０００，２８７，２００７−２０１０；およびＫ．Ｌ．Ｋｉｉｃｋ，ｅｔ  ａｌ．，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ  ２００２，９９，１９−２４）。アジド基の負荷スプリング形的性質は、良好な双極子試薬が都合よく与えられない限り、見えないままである。実際、それは、本発明者らの「インサイチュー・クリックケミストリー」という観念−今日までに知られているアセチルコリンエステラーゼの最も強力な非共有結合型阻害剤の発見をもたらしたアプローチ−を生んだこの付加環化法にとっての非常に鋭い反応性の手段であった（Ｗ．Ｇ．Ｌｅｗｉｓ，ｅｔ  ａｌ．，Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．２００２，４１，１０５３−１０５７）。しかし、それでも、望ましいトリアゾール形成性付加環化は、高温を必要とする可能性があり、また、そのアセチレン成分がカルボニルまたは過フルオロアルキルなどの電子求引性基に結合していない限り、いかなる場合でも、通常は１，４−および１，５−位置異性体の混合物を生じる（図１Ａ）（Ｊ．Ｂａｓｔｉｄｅ，ｅｔ  ａｌ．，Ｂｕｌｌ．Ｃｈｉｍ．Ｓｏｃ．Ｆｒ．１９７３，２２９４−２２９６；Ｎ．Ｐ．Ｓｔｅｐａｎｏｖａ，ｅｔ  ａｌ．，Ｚｈ．Ｏｒｇ．Ｋｈｉｍ．１９８５，２１，９７９−９８３；Ｎ．Ｐ．Ｓｔｅｐａｎｏｖａ，ｅｔ  ａｌ．，Ｚｈ．Ｏｒｇ．Ｋｈｉｍ．１９８９，２５，１６１３−１６１８；およびＤ．Ｃｌａｒｋｅ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｐｅｒｋｉｎ  Ｔｒａｎｓ．１  １９９７，１７９９−１８０４）。
【０００４】
この１，４−対１，５−位置選択性の問題を調整するための努力は、様々な成功を遂げている（Ｐ．Ｚａｎｉｒａｔｏ，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｐｅｒｋｉｎ  Ｔｒａｎｓ．／１９９１，２７８９−２７９６；Ｄ．Ｊ．Ｈｌａｓｔａ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９９４，５９，６１８４−６１８９；Ｃ．Ａ．Ｂｏｏｔｈ，ｅｔ  ａｌ．，Ｔｅｔ．Ｌｅｔｔ．１９９８，３９，６９８７−６９９０；Ｓ．Ｊ．Ｈｏｗｅｌｌ，ｅｔ  ａｌ．，Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  ２００１，５７，４９４５−４９５４；Ｗ．Ｌ．Ｍｏｃｋ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１９８９，５４，５３０２−５３０８；Ｗ．Ｌ．Ｍｏｃｋ  Ｔｏｐ．Ｃｕｒｒ．Ｃｈｅｍ．１９９５，１７５，１−２４；Ｊ．Ｃｈｅｎ，ｅｔ  ａｌ．，Ｏｒｇ．Ｌｅｔｔ．２００２，４，３２７−３２９；Ｊ．Ｗ．Ｗｉｊｎｅｎ，ｅｔ  ａｌ．，Ｔｅｔ．Ｌｅｔｔ．１９９５，３６，５３８９−５３９２；Ｍ．Ｐ．Ｒｅｐａｓｋｙ，ｅｔ  ａｌ．，Ｆａｒａｄａｙ  Ｄｉｓｃｕｓｓ．１９９８，１１０，３７９−３８９）。
【０００５】
一つの報告では、銅（Ｉ）を触媒とするペプチドトリアゾールの位置特異的合成が、遊離アジドと固体支持体に結合させた末端アセチレンを使用して、有機溶媒中で達成された（Ｃ．Ｗ．Ｔｏｒｎｏｅ，ｅｔ  ａｌ．，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２００２，６７，３０５７）。反応体は、等モルではなかった。より以前の報告により、アセチレン基を有する二官能性試薬とインサイチューで生成されたアジドからの、銅（Ｉ）の存在下での、低収率副生成物としての、トリアゾールの生成が開示されている（Ｇ．Ｌ’ａｂｂｅ，Ｂｕｌｌ．Ｓｏｃ．Ｃｈｉｍ．Ｂｅｌｇ．１９８４，９３，５７９−５９２）。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の一つの態様は、トリアゾール部分を有する生成物を生成するための末端アルキン部分を有する第一反応体とアジド部分を有する第二反応体とのクリックケミストリーライゲーション反応を触媒する方法に関する。より詳細には、前記クリックケミストリーライゲーション反応は、インサイチューで前記Ｃｕ（ＩＩ）をＣｕ（Ｉ）に還元するための還元剤の存在下で触媒量のＣｕ（ＩＩ）を添加することによって触媒される。好ましい還元剤には、アスコルビン酸塩、金属銅、キノン、ヒドロキノン、ビタミンＫ1、グルタチオン、システイン、Ｆｅ2+、Ｃｏ2+、および印加電位が含まれる。さらに好ましい還元剤には、Ａｌ、Ｂｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、ＮｉおよびＺｎから成る群より選択される金属が含まれる。
【０００７】
本発明の別の態様において、トリアゾール部分を有する生成物を生成するための末端アルキン部分を有する第一反応体とアジド部分を有する第二反応体とのクリックケミストリーライゲーション反応は、金属銅と接触している溶液中でそのクリックケミストリーライゲーション反応を行うことによって触媒される。前記金属銅は、そのクリックケミストリーライゲーション反応に対する触媒作用に直接的または間接的に寄与する。好ましい方式では、前記溶液は、水溶液である。前記第一および第二反応体は、そのクリックケミストリーライゲーション反応中、等モル量で存在しうる。また、このクリックケミストリーライゲーション反応は、少なくとも部分的に銅容器と接触している溶液中で行うことができる。
【０００８】
本発明のもう一つの態様において、トリアゾール部分を有する生成物を生成するための末端アルキン部分を有する第一反応体とアジド部分を有する第二反応体とのクリックケミストリーライゲーション反応は、Ａｕ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＲｈおよびＷから成る群より選択される金属イオンを有する触媒量の金属塩を添加することにより触媒される。本発明のこの態様の好ましい方式では、クリックケミストリーライゲーション反応は、前記金属イオンを触媒活性形に還元するための還元剤の存在下で行われる。好ましい還元剤には、アスコルビン酸塩、キノン、ヒドロキノン、ビタミンＫ1、グルタチオン、システイン、Ｆｅ2+、Ｃｏ2+、印加電位、ならびにＡｌ、Ｂｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、ＮｉおよびＺｎから成る群より選択される金属が含まれる。
【０００９】
本発明のもう一つの態様において、トリアゾール部分を有する生成物を生成するための末端アルキン部分を有する第一反応体とアジド部分を有する第二反応体とのクリックケミストリーライゲーション反応は、水溶液中で行われ、触媒量の銅（Ｉ）によって触媒される。本発明のこの態様の好ましい方式では、前記第一および第二反応体は、等モル量で存在する。
【００１０】
本発明のもう一つの態様において、トリアゾール部分を有する生成物を生成するための末端アルキン部分を有する第一反応体とアジド部分を有する第二反応体とのクリックケミストリーライゲーション反応は、触媒量の銅（Ｉ）によって触媒され、一方、前記第一および第二反応体は、等モル量で存在する。本発明のこの態様の好ましい方式では、クリックケミストリーライゲーション反応は、水溶液中で行われる。
【００１１】
本発明のもう一つの態様において、トリアゾール部分を有する生成物を生成するための末端アルキン部分を有する第一反応体とアジド部分を有する第二反応体とのクリックケミストリーライゲーション反応は、触媒量の銅（Ｉ）を含有する溶液中で行われる。しかし、この場合、前記第一反応体または第二反応体のいずれか一方が毒性であるか、高価であり、残りの反応体がモル過剰で存在することを条件とする。
【００１２】
本発明のもう一つの態様において、トリアゾール部分を有する生成物を生成するための末端アルキン部分を有する第一反応体とアジド部分を有する第二反応体とのクリックケミストリーライゲーション反応は、細胞内で行われる。前記細胞は、クリックケミストリーライゲーション反応を触媒するために充分な触媒量の銅（Ｉ）を含有するタイプのものである。前記銅（Ｉ）は、前記クリックケミストリーライゲーション反応に対する触媒作用に寄与する。
【００１３】
本発明のもう一つの態様において、トリアゾール部分を有する生成物を生成するための末端アルキン部分を有する第一反応体とアジド部分を有する第二反応体とのクリックケミストリーライゲーション反応は、触媒量の金属イオンを含有する溶媒中で行われる。前記金属イオンは、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＲｈおよびＷから成る金属群より選択される。前記金属イオンは、前記クリックケミストリーライゲーション反応に対する触媒作用に直接的または間接的に寄与する。前記金属イオンは、リガンドと配位結合して、前記溶媒中のそうした金属イオンを可溶化し、そうした金属イオンの酸化を阻害し、および前記金属イオンによるクリックケミストリーライゲーション反応の触媒作用中にそうした金属イオンから全部または一部解離する。好ましいリガンドは、アセトニトリルである。もう一つの好ましいリガンドは、シアン化物、ニトリルまたはイソニトリルである。もう一つの好ましいリガンドは、水である。他の好ましいリガンドには、ニトリル、イソニトリル、第一、第二または第三アミン、窒素含有複素環、カルボン酸塩、ハロゲン化物、アルコール、チオール、硫化物、ホスフィンおよび亜リン酸塩が含まれる。他の好ましいリガンドは、多価であり、ニトリル、イソニトリル、第一、第二または第三アミン、窒素含有複素環、カルボン酸塩、ハロゲン化物、アルコール、チオール、硫化物、ホスフィンおよび亜リン酸塩から成る群より選択される一つ以上の官能基を含む。
【００１４】
本発明のもう一つの態様は、トリアゾール部分を有する生成物を生成するための反応性中間体に関する。前記反応性中間体は、下記６員環構造：
【化１】
0004638225.tif 000002
によって表される。上記の構造において、Ｒ1は、４−トリアゾール置換基であり、Ｒ2は、１−トリアゾール置換基であり、Ｌは、Ｃｕリガンドであり、および「ｎ」は、１、２または３である。
【００１５】
本発明のもう一つの態様は、トリアゾールを生成するための反応性中間体に関する。前記反応性中間体は、下記６員環構造：
【化２】
0004638225.tif 000003
によって表される。上記の構造において、Ｒ1は、４−トリアゾール置換基として用いることができ、Ｒ2は、１−トリアゾール置換基として用いることができ、Ｌは、Ｃｕリガンドであり、および「ｎ」は、１、２、３または４である。
【００１６】
本発明のも一つの態様は、トリアゾールを伴うアミン含有分子を誘導する二段法に関する。この方法の第一工程では、アミン含有分子を誘導して、末端アルキンを生成する。その後、触媒量のＣｕの存在下でアジド含有分子を添加することにより、第一工程の生成物をアジド含有分子とライゲートして、アミン含有分子のトリアゾール誘導体を生成する。
【００１７】
本発明のもう一つの態様は、多価トリアゾールを生成するための一段法に関する。この方法では、触媒量のＣｕの存在下で末端アルキンを有する分子を添加することにより、ポリアジド核を誘導する。
【００１８】
本発明のもう一つの態様は、多価トリアゾールを生成するための一段法に関する。この方法では、触媒量のＣｕの存在下でアジド含有分子を添加することにより、ポリアルキン核を誘導する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（詳細な説明）
本方法は、実験が簡単であり、見たところ、非常に多くの範囲を有する。多数の銅（Ｉ）源を直接用いることができるが（下記参照）、ＣｕI塩と比べて安価であり、多くの場合、純粋であるＣｕII塩（ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏがよく役立っている）の還元により、この触媒が、インサイチューでより良好に調製されることを開示する。還元剤としては、触媒ローディング０．２５〜２ｍｏｌ％で、高収率、高純度の幅広いスペクトルの１，４−トリアゾール生成物の調製を可能にするため、アスコルビン酸および／またはアルコルビン酸ナトリウムが非常に優れていると判明した。Ｌ−アスコルビン酸と遷移金属の反応についての総説は、Ｍ．Ｂ．Ｄａｖｉｅｓ  Ｐｏｌｙｈｅｄｒｏｎ  １９９２，１１，２８５−３２１およびその中に引用されている参考文献を参照されたい。アスコルビン酸の酸化還元特性は、Ｃ．Ｃｒｅｕｔｚ  Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．１９８１，２０，４４４９にまとめられている。この反応は、見たところ非常に寛容であり、特別な対策は一切必要としない。ｔ−ブタノールまたはエタノールの水溶液、および非常に重要なものとしては有機系補助溶媒を含有しない水を含む様々な溶媒中、常温で、６時間から３６時間で完了まで進む。出発原料が反応溶媒に溶解している必要はない。この反応は、適切な攪拌さえ維持されれば効率的に進行するようである。殆どの実験は、中性ｐＨ付近で行ったが、この触媒は、約４から１２の範囲のｐＨ値でよく進行するようである。この触媒法は、非常にしっかりしており、通常の反応パラメータには反応しない。
【００２０】
さらに、Ｃｕ0も触媒種の供給源として使用できることを開示する。これらの反応は、完了まで進むのにより長い時間がかかるが、実験手順は極めて簡単である。例えば、登録番号２に示されているビス−トリアゾール（図３Ａ）は、対応するアジドおよびアセチレン成分を２４時間、約２ｇの金属銅の削りくずとともに攪拌した後、定量的に得られた。その削りくずを反応終了時に除去し、単純な濾過によって純粋な白色生成物を回収した。
【００２１】
２：１の水／ｔ−ブタノール混合物中、５ｍｏｌ％のアスコルビン酸ナトリウムおよび１ｍｏｌ％の硫酸銅（ＩＩ）の存在下での、フェニルプロパルギルエーテルとベンジルアジドの反応は、蓋をしたシンチレーションバイアルの中で、８時間、室温で攪拌した後、別に酸素を排除する努力をすることなく、９１％の収率で１，４−二置換トリアゾール生成物を生じた［反応式（２）］。その生成物の位置化学を、ＮＯＥ実験によって証明し、Ｘ線結晶分析によって確認した。
【００２２】
比較のために、これらの基質間の熱反応（ニート、９２℃、１８時間）では、図１Ａに示されているように、１，４−異性体を優先的に、１．６：１の比率で両方の位置異性体が得られた。
【００２３】
この銅を触媒とするトリアゾール合成の範囲の一部を、図３ＡおよびＢ中の例で示す。官能基の干渉がないことに、特にご注目いただきたい。これらのトリアゾールは、試薬を攪拌することおよび純粋な生成物を濾過することより多くのことを一般に殆ど含まない手順を用いて得られる。様々な置換第一、第二、第三および芳香族アジドが、この転移に直ちに関与する。アセチレン成分の変化に対する許容度も極めてよい。
【００２４】
銅（Ｉ）塩、例えば、ＣｕＩ、ＣｕＯＴｆ・Ｃ6Ｈ6および［Ｃｕ（ＮＣＣＨ3）4］ＰＦ6は、還元剤が不在の状態で直接使用するすることもできる。これらの反応は、補助触媒としてのアセトニトリルと一当量の窒素塩基（例えば、２，６−ルチジン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、またはピリジン）を通常必要とする。しかし、望ましくない副生成物、主として、ジアセチレン、ビス−トリアゾールおよび５−ヒドロキシトリアゾールの生成がしばしば観察される。銅（Ｉ）錯体と酸素分子の反応に関する最近の概括については、Ｓ．Ｓｃｈｉｎｄｌｅｒ  Ｅｕｒ．Ｊ．Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．２０００，２３１１−２３２６、およびＡ．Ｇ．Ｂｌａｃｋｍａｎ，Ｗ．Ｂ．Ｔｏｌｍａｎ  ｉｎ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ，Ｂ．Ｍｅｕｎｉｅｒ，Ｅｄ．，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ，Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，２０００，ｖｏｌ．９７，ｐ．１７９−２１１を参照されたい。ＣｕI種の直接使用に伴うこの複雑さは、２，６−ルチジンを使用すると最小限に抑えられ、酸素を排除することにより、生成物の純度および収率がさらに改善された。例えば、エチルプロピオレートおよびアジ化ベンジルは、この手順を使用すると、対応する１，４−トリアゾールを収率５５％で生じたが、１当量のトリエチルアミンを用い、酸素を排除しないと、わずかな量の生成物しか得られなかった。広範なアセチレン成分およびアジド成分が、両方とも容易にアセトニトリル系の中で反応するにもかかわらず、本発明者らは、それらよりいっそう信頼性があり、単純なＣｕII／アスコルビン酸塩水溶液系（補助溶媒およびアミンバッファ／添加剤を伴うまたは伴わない）を選んでいる。
【００２５】
触媒サイクルについてのメカニズムの提案を図２に示す。それは、例外なく、銅（Ｉ）アセチリドｉの生成で始まる（Ｇ．ｖａｎ  Ｋｏｔｅｎ，Ｊ．Ｇ．Ｎｏｌｔｅｓ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｇ．  Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ，Ｅｄ．，Ｖｏｌ．２，ｃｈａｐ．１４，Ｐｅｒｇａｍｏｎ  Ｐｒｅｓｓ，１９８２，７２０）。予想通り、分子内アルキンとの反応は、観察されない。約１２〜１５ｋｃａｌまで、当該［２＋３］付加環化（Ｂ−ダイレクト）を強く嫌う、また、６員の銅含有中間体ｉｉｉを経由して進行する段階的なアニーリング順序（Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３）（Ｍ．Ｐ．Ｄｏｙｌｅ，ｅｔ  ａｌ．，ｉｎ  Ｍｏｄｅｒｎ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｗｉｔｈ  Ｄｉａｚｏ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ  Ｗｉｌｅｙ（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ），１９９７，１６３−２４８）を指し示す、納得させる証拠が、大量の密度関数理論計算によってもたらされることを本明細書にて開示する。それ故、用語「ライゲーション」は、銅（Ｉ）によって触媒される段階的［２＋３］付加環化を本明細書では示す。
【００２６】
本明細書に記載するＣｕIを触媒とする転移−熱および加水分解安定性トリアゾール結合を導く「融合」法を高収率、且つ、簡単に行える−は、クリック反応の系列への理想的な追加である。この方法は、広い範囲を示し、１，４−二置換［１，２，３］−トリアゾール生成物を優れた収率、且つ、ほぼ完璧な位置選択性で提供する。銅（Ｉ）アセチリドと有機アジドの反応性は、実際上、停止不能であることを本明細書にて開示する。
【００２７】
この新規触媒法は、多様な構成単位間の共有結合の生成に依存する有機合成目的に対する前例のないレベルの選択性、信頼性および範囲をもたらす。この方法の能力を際立たせる幾つかの応用計画を図６〜８に示す。
【実施例】
【００２８】
実験手順：
１７−［１−（２，３−ジヒドロキシプロピル）−１Ｈ−［１，２，３］トリアゾール−４−イル］−エストラジオールの合成を例とする一般手順。１７−エチニルエストラジオール（８８８ｍｇ、３ｍｍｏｌ）および（Ｓ）−３−アジドプロパン−１，２−ジオール（３５２ｍｇ、３ｍｍｏｌ）を、１２ｍＬの１：１  水／ｔ−ブタノール混合物に懸濁させた。アスコルビン酸ナトリウム（０．３ｍｍｏｌ、調製したての水中１Ｍ溶液３００μＬ）を添加し、続いて硫酸銅（ＩＩ）・五水和物（７．５ｍｇ、０．０３ｍｍｏｌ、水１００μＬ中のもの）を添加した。その不均一混合物を一晩激しく攪拌し、その時点で透明になり、ＴＬＣ分析は、反応体の完全消費を示した。その反応混合物を５０ｍＬの水で希釈し、氷で冷却して、濾過により白色の沈殿を回収した。冷水（２×２５ｍＬ）で洗浄した後、沈殿を真空下で乾燥させて、１．１７ｇ（９４％）の純粋な生成物がオフホワイトの粉末として得られた。融点２２８〜２３０℃。元素分析計算値：Ｃ  ６４．０２％、Ｈ  ７．７１％、Ｎ  ９．７４％；実測値：Ｃ  ６４．０６％、Ｈ  ７．３６％、Ｎ  ９．６４％。
【化３】
0004638225.tif 000004
【００２９】
還元環境効果：
Ｃｕ（Ｉ）は、非常に容易にＣｕ（ＩＩ）に酸化される−主として酸素によるが、もっと弱い酸化剤であってもこれを達成することができる。加えて、Ｃｕ（Ｉ）は、アセチレンと他の有機銅種の酸化カップリングを媒介し、それによって、還元収量と汚染生成物がもたらされる。これらすべての問題は、弱い還元剤の使用によって回避することができる。アスコルビン酸塩、ヒドロキノン、他のキノン（ビタミンＫ1など）、銅の削りくず／銅線、グルタチオン、システイン、Ｆｅ2+、Ｃｏ2+などの様々な還元剤を使用することができる。実際には、Ｃｕ（ＩＩ）をＣｕ（０）に急速に還元するような強力なものでない、どんな還元剤でも利用することができる。
【００３０】
リガンド：アセトニトリル効果
金属は、溶液中に「裸の状態」では存在しない−溶媒分子または「デザイナー」リガンドであるリガンドが、常に、配位領域に存在する。リガンドは、金属中心の反応性、ならびにその金属の酸化還元特性に対して重大な影響を及ぼし、（ａ）それらは、ある一定の酸化状態の金属を安定させることができ（例えば、本発明者らの場合、Ｃｕ（Ｉ）が望ましい形である）、（ｂ）まさに重要なこととしては、それらは、触媒種をその溶液中に保ち、それによってその触媒作用を常に利用できるようにする。金属／リガンドの組合せが、望ましい転移付加環化（すなわち、この場合、ライゲーション）に対する触媒作用に有用であるためには、これらの要件を両方とも満たさねばならない。
【００３１】
銅媒介有機転移は、７０年以上にわたって研究されており、その主題に関する文献は、相当広範囲である。従来技術の重要な教訓は、シアン化物および／またはニトリルが、Ｃｕ（Ｉ）の最良のリガンドの一部であり、この場合、Ｃｕ（Ｉ）は、通常、四配位されて、四面体錯体を形成するということである。実際、アセトニトリルは、Ｃｕ（Ｉ）に非常に強力に配位結合するため、［Ｃｕ（ＣＨ3ＣＮ）4］+ＰＦ６-錯体は、市販の酸素不感受性Ｃｕ（Ｉ）製剤である（すなわち、このＣｕ（Ｉ）は、非反応性である）。反応性が本発明者らの目標である場合、この「過安定性」は、明らかに不利である。下に示す反応は、その点を説明するものである。水／アルコール混合物を溶媒として利用すると（両方ともＣｕ（Ｉ）に対する弱いリガンドであることに留意したい）、この反応は、６時間未満で完了する。しかし、アセトニトリルを溶媒として使用すると、それ以外は同じ条件下で、２４時間後でさえ全く反応が観察されない。
【化４】
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【００３２】
この現象を説明するために、この反応のメカニズムを思い出していただきたい。ライゲーションが進行するようにするために、アジドは、銅に配位結合せねばならず（工程Ｂ１）、一方のリガンドは、その金属の配位領域から除去せねばならず、強く配位結合しているアセトニトリルの場合、この工程はうまくいかない。
【化５】
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【００３３】
従って、有用な活性窓口を有するために、本発明者らは、金属に比較的よく結合し、それを適正な酸化状態、および溶液中で保つ（すなわち、高分子量沈殿を生成するところまで凝集しない）が、同時に、その金属中心を取り除いて、中間体ｉｉを生成することができる（これは、触媒作用順序に必要な工程である）ようなリガンドを選択するか、設計することにする。手持ちの例を使用するために、トリエチルアミンまたは２，６−ルチジンなどのアミンを上記のアセトニトリル系に添加することによって、反応性の問題は解決される−約８時間後に定量収率で生成物が生成される。
【００３４】
好ましいリガンドには、シアン化物、ニトリル、イソニトリル、第一または第二アミン、カルボン酸塩、ハロゲン化物、アルコールおよびチオールが挙げられる。塩化物は、好ましいハロゲン化物であり、１〜５Ｍで最も良好に用いられる。ニトリル、イソニトリル、第一または第二アミン、カルボン酸塩、アルコールおよびチオールから選択される一つ以上の官能基を含む多価リガンドを用いてもよい。
【００３５】
他の金属触媒：
このタイプの付加環化を触媒することができる金属は、Ｃｕだけではない。中間体ｉｉを生成することができさえすれば（すなわち、その金属が、配位結合により不飽和になるか、なることができさえすれば）、安定なアセチリドを生成することが知られている他の金属も利用できる。安定なアセチリドを生成することができる金属の例には、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｈｇ、Ｃｄ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、ＲｈおよびＷが挙げられる。正しい金属とリガンドの組合せを見つけることが重要である。銅は、水性系中で非常によく支持され、その結果、極めて簡単な実験手順および驚くべき官能基許容度をもたらすため、他の金属の中でもユニークである。
【００３６】
金属容器によるライゲーション反応に対する触媒作用：
金属容器を触媒種の供給源として使用して、ライゲーション反応を触媒することもできる。例えば、銅容器（Ｃｕ0）を利用して、反応を触媒することができる。必要なイオンを供給するには、反応溶液をその容器の表面の銅と物理的に接触させねばならない。あるいは、反応を非金属容器内で実施し、銅線、銅の削りくずまたは他の構造のものと反応溶液を接触させることによって、触媒金属イオンを供給する。これらの反応は、完了まで進行するのに時間がかかることがあるが、実験手順は極めて簡単である。例えば、登録番号２に示されているビス−トリアゾール（図３Ａ）は、対応するアジドとアセチレン成分を２４時間、約２ｇの金属銅の削りくずすとともに攪拌した後、定量収率で得られた。その削りくずを反応終了時に除去し、単純な濾過によって純粋な白色生成物を回収した。
【００３７】
別の還元剤：
金属を還元剤として利用して、Ｃｕ（Ｉ）触媒または他の金属触媒の酸化状態を維持することができる。好ましい金属還元剤には、Ｃｕ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｍｎ、ＮｉおよびＺｎが含まれる。あるいは、印加電位を利用して、触媒の酸化状態を維持することができる。
【００３８】
インビボ触媒作用：
本反応は、新鮮なヒト血漿（蛋白質ローディング  ６５〜８５ｍｇ／ｍＬ、Ｃazide＝Ｃalkyne＝５ｍＭ；ＣCu+＝１００ｍＭ）中および全血中で良好に進行した。これは、銅種が、血漿タンパク質に高度に結合しているにもかかわらず、触媒作用に利用できる状態を維持していたこと、ならびにそのライゲーション反応が、銅および／または他の金属イオンならびに鋳型による触媒作用を、細胞内を含むインビボで受けうることを示している。反応は、著しい触媒交換の損失および著しい蛋白質沈降を伴わずに、新鮮なヒト血漿中および細胞内的には全血中で進行する。
【００３９】
直接使用されるＣｕ（Ｉ）塩：
Ｃｕ（Ｉ）塩を直接使用する場合、還元剤は必要ないが、（Ｃｕ（Ｉ）からＣｕ（ＩＩ）への急速な酸化を防止するために）アセトニトリル、または上に示した他のリガンドのうちの一つを溶媒として使用すべきであり、且つ、（そうでなければ極めて遅い反応−上記参照−を加速するために）１当量のアミンを添加すべきである。この場合、より良い収率および生成物純度のために、酸素は排除すべきである。従って、多くの場合、アスコルビン酸塩（または他の還元剤）手順のほうが、非還元手順より好ましい。還元剤の使用は、手順的に簡単であり、卓越した収率および高純度でトリアゾール生成物を生じる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１Ａ】従来技術の、触媒を用いないアジドと末端アルキンのＨｕｉｓｇｅｎ付加環化を示す図である。
【図１Ｂ】銅を触媒とするアジドと末端アルキンの位置選択的ライゲーションを示す図である。
【図２】銅を触媒とするアジドと末端アルキンの段階的ライゲーションについて提案するメカニズムを示すとともに、このメカニズムを直接付加環化と比較する図である。
【図３Ａ】アスコルビン酸塩の存在下でＣｕIにより触媒される１，４−二置換［１，２，３］−トリアゾールの合成を示す表である。すべての反応は、補助溶媒としてｔ−ブタノールを含む水中で、反応体０．２５〜０．５Ｍで、１モル％のＣｕＳＯ4および１０ｍｏｌ％のアスコルビン酸ナトリウムとともに行い、１２〜２４時間で完了した。
【図３Ｂ】アスコルビン酸塩の存在下でＣｕIにより触媒される１，４−二置換［１，２，３］−トリアゾールの合成を示す表である。すべての反応は、補助溶媒としてｔ−ブタノールを含む水中で、反応体０．２５〜０．５Ｍで、１モル％のＣｕＳＯ4および１０ｍｏｌ％のアスコルビン酸ナトリウムとともに行い、１２〜２４時間で完了した。
【図４】Ｃｕ（２）をＣｕ（１）に還元するための還元剤としてＣｕ（０）を用いる、銅を触媒とするアジドと末端アルキンの位置選択的ライゲーションを示す図である。
【図５】反応のための溶媒としてのヒト血漿の使用を示す図である。アジド１００ｍＭおよびアセチレン２００ｍＭで、反応は１２〜１４時間で完了する。アジド２ｍＭおよびアセチレン４ｍＭでは、４８時間後に反応が約８０％完了する。反応は、血漿中で衰えるのではなく、単に遅速することに留意されたい。蛋白質の濃度が高く、蛋白質にＣｕが結合しているにもかかわらず、反応はよく進行する。
【図６】トリアゾールを伴うアミン含有分子（例えば、エリスロマイシン）を誘導するための二段法の具体例を示す図である。この手順は、任意のアミン含有分子に応用可能である。
【図７】Ｃｕ触媒作用を利用して、ポリアジド核を誘導し、多価トリアゾールを生成する一段法を示す図である。
【図８】Ｃｕ触媒作用を利用して、ポリアルキン核を誘導し、多価トリアゾールを生成する一段法を示す図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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