JPH0254339B2 - - Google Patents
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- JPH0254339B2 JPH0254339B2 JP56044080A JP4408081A JPH0254339B2 JP H0254339 B2 JPH0254339 B2 JP H0254339B2 JP 56044080 A JP56044080 A JP 56044080A JP 4408081 A JP4408081 A JP 4408081A JP H0254339 B2 JPH0254339 B2 JP H0254339B2
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- reaction
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- amino acid
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は次の一般式()
(式中、R1及びR2は水素、鎖状若しくは環状
アルキル、アラルキル、アルキルチオ、アルコキ
シ、アシルアミノ、アルコキシカルボニル又はフ
エニルを、そしてR3は水素、鎖状若しくは環状
アルキル、フエニル又は窒素原子の保護基を示
す。)
で表わされる抗生物質の基本骨格として興味がも
たれ、工業・農業用薬品や医薬品等の中間原料と
しても有用であるβ−ラクタムの製造法に関す
る。
従来、β−ラクタムの製造に際して、高濃度で
反応をおこなうと、分子間反応を伴いやすく環状
二量体や重合体が得られやすいため、希釈条件下
における反応がおこなわれてきた。しかし、この
希釈条件下における反応では、反応原料を徐々に
加えることや反応後の処理などの点で煩雑な操作
を必要とし、合成化学上満足すべきものではなか
つた。(たとえば、Archiv.Pharm.(Weinheim),
301,230(1968))
上記の事実に鑑み、本発明者らは、かかる欠点
なしにβ−ラクタムを製造する方法を見出すべく
鋭意研究した結果、高収率でしかも工業的に有用
な製法を見出し本発明を完成した。
従つて、本発明の目的は、簡便な操作でβ−ラ
クタムを高収率で製造する新規な方法を提供せん
とするにある。
本発明の方法は一般式()
(式中、R1,R2及びR3は前記と同じ)
で表わされるβ−アミノ酸を縮合剤、相関移動触
媒およびアルカリ性物質を用い有機溶媒と水との
二層系で反応させ一般式()のβ−ラクタムを
製造する方法である。
さらに詳しく述べると、一般式()のβ−ア
ミノ酸とアルカリ性物質とが作用して生成する塩
の型で水層中に存在するβ−アミノ酸を水層から
相関移動触媒により有機層へ移動させ有機層で縮
合剤の働きによりβ−ラクタムを生成せしめる方
法である。
本発明の方法は、有機層と水層との二相系で相
関移動触媒を用いて反応させることにより、これ
まで必要であつた乾燥条件下で反応を行なわなけ
ればならないなどの煩雑さをなくし、高収率でβ
−ラクタムを製造することを可能とした工業的に
有用な製造法である。さらに本発明の方法は、光
学活性なアミノ酸に対しても異性化することなく
適応可能なすぐれた方法である。
本発明の方法は、次の如く実施される。
β−アミノ酸、アルカリ性物質および相関移動
触媒に水および縮合剤を含む有機溶媒を加え撹拌
する。反応が完結した後必要なら適当な有機溶媒
を加え得られる有機層を食塩水または、水で洗浄
し有機層から通常の操作で目的とするβ−ラクタ
ムを得ることが出来る。
反応は、通常室温でおこなうが、必要なら該有
機溶媒の沸点でおこなうことも出来る。また、反
応時間は、反応規模、反応温度等により異なるが
通常は10時間〜30時間である。
本発明に用いられる有機溶媒としては、ジクロ
ルメタン、ジクロルエタン、クロルホルム等のハ
ロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン等の芳香族化合物さらには、エチルエーテル、
プロピルエーテルなどのエーテル類等反応に関与
しなく、かつ水に易溶でない溶媒ならば特に限定
されない。
縮合剤としては、塩化メタンスルホニル、メタ
ンスルホニルトリアゾール、塩化o−ニトロベン
ゼンスルホニル、塩化p−ニトロベンゼンスルホ
ニル、塩化p−ニトロベンゼンスルホニル、ビス
(o−ニトロフエニル)フエニルホスホナート、
o−ニトロベンゼンスルホニルトリアゾール等が
用いられるが安価で入手が容易な塩化メタンスル
ホニル、塩化p−ニトロベンゼンスルホニル等を
使用するのが有利である。使用量は、原料である
β−アミノ酸に対し1〜5倍モル量、好ましく
は、1.5〜2.5倍モル量用いればよい。
また、相関移動触媒としては、通常使用される
4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩が用い
られる。
具体的には、硫酸水素テトラブチルアンモニウ
ム、塩化トリエチルベンジルアンモニウム、塩化
テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルア
ンモニウム、塩化トリオクチルメチルアンモニウ
ム、臭化トリオクチルメチルアンモニウム、臭化
トリオクチルメチルホスホニウム等があげられ
る。使用量は、β−アミノ酸、有機溶媒、縮合剤
さらには相関移動触媒の種類により異なるがβ−
アミノ酸に対し0.01倍〜3倍モル量、好ましく
は、0.05〜1.5倍モル量使用すればよい。
アルカリ性物質としては、水酸化リチウム、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、重炭酸リチウ
ム、重炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸ナト
リウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属の水酸
化物あるいは弱酸塩であればよく、特に限定され
るものではない。使用量は、通常β−アミノ酸に
対し1.0〜6.0当量用いる。
本発明は、広く適用可能なβ−ラクタムの製造
方法を提供するものであり、一般式()のβ−
アミノ酸で、R1,R2及びR3で表わされる(鎖状
若しくは環状)アルキル、アルキルチオ、アルコ
キシ、アシルアミノ、アルコキシカルボニル、フ
エニル、アラルキルの置換基としては、ハロゲ
ン、ニトロ、シアノ、アルキル、アリルオキシ、
アルコキシ、アシルオキシ、アルキルチオ、アリ
ルチオ、カルバモイル、カルバモイルオキシ、ア
シルアミノ、アミノスルホニル、アシル、シリル
等のうち反応に関与しない有機残基であれば特に
限定することなく本発明を実施することが出来、
又R3で表わされる窒素原子の保護基としてはベ
ンジル等のアラルキル、メトキシ、エトキシ等の
アルコキシ等が挙げられる。尚、R3としては、
水素原子あるいは、該アミノ基と結合して実質的
にアミド基を形成する基などβ−ラクタム形成を
さまたげるような有機残基は本発明の実施にあた
つて好ましくない。
以下、本発明を具体的に実施例をあげて説明す
る。
実施例 1
1−シクロヘキシル−4−メチル−2−アゼチ
ジノン:
3−(シクロヘキシルアミノ)ブタン酸(185
mg、1m mol)、炭酸水素カリウム(400mg、
4m mol)、硫酸水素テトラブチルアンモニウム
(50mg、0.15m mol)を量りとりこの混合物に水
(15ml)を加えしばらく撹拌した。この水溶液に
塩化メタンスルホニル(228mg、2mmol)のクロ
ロホルム(5ml)溶液を加え、24時間撹拌した。
エーテルおよび水を加えた後有機層を水、飽和食
塩水それぞれ1回洗浄しその後無水硫酸マグネシ
ウムで乾燥した。減圧下溶媒を留去後シリカゲル
カラムクロマトグラフイー(エーテル:ヘキサン
=3:1)により1−シクロヘキシル−4−メチ
ル−2−アゼチジノンを135mg得た。
(収率81%)クーゲルロール法により減圧蒸留
をおこなうとbp100〜105℃(浴温)/1.5mmHgの
沸点をしめす。
IRνneat naxcm-1:1740(CO)
実施例 2
実施例1と同様な方法で表1のβ−ラクタムを
得た。
【表】
【表】
表中のβ−ラクタムで、C6H5はフエニル基を
表わし、C6H11はシクロヘキシル基を表わす。 [Detailed Description of the Invention] The present invention is based on the following general formula () (wherein R 1 and R 2 are hydrogen, linear or cyclic alkyl, aralkyl, alkylthio, alkoxy, acylamino, alkoxycarbonyl, or phenyl, and R 3 is hydrogen, linear or cyclic alkyl, phenyl, or protecting a nitrogen atom) This invention relates to a method for producing β-lactam, which is of interest as the basic skeleton of antibiotics and is also useful as an intermediate raw material for industrial and agricultural chemicals and pharmaceuticals. Conventionally, when producing β-lactams, reactions at high concentrations tend to involve intermolecular reactions and result in cyclic dimers and polymers, so reactions have been carried out under diluted conditions. However, the reaction under these diluted conditions required complicated operations such as gradual addition of reaction materials and post-reaction treatment, and was not satisfactory in terms of synthetic chemistry. (For example, Archiv.Pharm. (Weinheim),
301, 230 (1968)) In view of the above facts, the present inventors conducted intensive research to find a method for producing β-lactam without such drawbacks, and as a result, they discovered a production method that is high-yield and industrially useful. Heading The invention has been completed. Therefore, an object of the present invention is to provide a new method for producing β-lactams in high yields using simple operations. The method of the present invention is based on the general formula () (In the formula, R 1 , R 2 and R 3 are the same as above) A β-amino acid represented by the general formula ( ) is a method for producing β-lactam. To explain in more detail, the β-amino acid of the general formula () is in the form of a salt formed by the action of an alkaline substance, and the β-amino acid present in the aqueous layer is transferred from the aqueous layer to the organic layer using a phase transfer catalyst. This is a method in which β-lactam is produced in the layer by the action of a condensing agent. The method of the present invention eliminates the complication of having to carry out the reaction under dry conditions, which was previously necessary, by carrying out the reaction in a two-phase system of an organic layer and an aqueous layer using a phase transfer catalyst. , β in high yield
-This is an industrially useful production method that makes it possible to produce lactams. Furthermore, the method of the present invention is an excellent method that can be applied to optically active amino acids without isomerizing them. The method of the invention is carried out as follows. Water and an organic solvent containing a condensing agent are added to the β-amino acid, alkaline substance, and phase transfer catalyst and stirred. After the reaction is completed, if necessary, an appropriate organic solvent is added, the resulting organic layer is washed with brine or water, and the desired β-lactam can be obtained from the organic layer by conventional operations. The reaction is usually carried out at room temperature, but if necessary, it can also be carried out at the boiling point of the organic solvent. Further, the reaction time varies depending on the reaction scale, reaction temperature, etc., but is usually 10 hours to 30 hours. Examples of organic solvents used in the present invention include halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, dichloroethane, and chloroform; aromatic compounds such as benzene, toluene, and xylene; and ethyl ether,
The solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that does not participate in the reaction and is not easily soluble in water, such as ethers such as propyl ether. As the condensing agent, methanesulfonyl chloride, methanesulfonyltriazole, o-nitrobenzenesulfonyl chloride, p-nitrobenzenesulfonyl chloride, p-nitrobenzenesulfonyl chloride, bis(o-nitrophenyl)phenylphosphonate,
Although o-nitrobenzenesulfonyltriazole and the like are used, it is advantageous to use methanesulfonyl chloride, p-nitrobenzenesulfonyl chloride, etc., which are inexpensive and easily available. The amount to be used may be 1 to 5 times the molar amount, preferably 1.5 to 2.5 times the molar amount of the β-amino acid as the raw material. Further, as the phase transfer catalyst, commonly used quaternary ammonium salts and quaternary phosphonium salts are used. Specifically, tetrabutylammonium hydrogen sulfate, triethylbenzylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, trioctylmethylammonium chloride, trioctylmethylammonium bromide, trioctylmethylphosphonium bromide, etc. . The amount used varies depending on the type of β-amino acid, organic solvent, condensing agent, and phase transfer catalyst.
It may be used in an amount of 0.01 to 3 times the molar amount, preferably 0.05 to 1.5 times the molar amount of the amino acid. The alkaline substances may be hydroxides or weak acid salts of alkali metals such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium bicarbonate, sodium bicarbonate, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, etc. It is not limited. The amount used is usually 1.0 to 6.0 equivalents relative to the β-amino acid. The present invention provides a widely applicable method for producing β-lactams, and includes β-lactams of the general formula ().
In amino acids, substituents for (chain or cyclic) alkyl, alkylthio, alkoxy, acylamino, alkoxycarbonyl, phenyl, aralkyl represented by R 1 , R 2 and R 3 include halogen, nitro, cyano, alkyl, allyloxy,
The present invention can be carried out without particular limitation as long as it is an organic residue that does not participate in the reaction among alkoxy, acyloxy, alkylthio, allylthio, carbamoyl, carbamoyloxy, acylamino, aminosulfonyl, acyl, silyl, etc.
Examples of the protecting group for the nitrogen atom represented by R 3 include aralkyl such as benzyl, and alkoxy such as methoxy and ethoxy. Furthermore, as R 3 ,
Organic residues that hinder β-lactam formation, such as a hydrogen atom or a group that substantially forms an amide group by bonding with the amino group, are not preferred in the practice of the present invention. Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples. Example 1 1-Cyclohexyl-4-methyl-2-azetidinone: 3-(cyclohexylamino)butanoic acid (185
mg, 1m mol), potassium bicarbonate (400 mg,
4m mol) and tetrabutylammonium hydrogen sulfate (50mg, 0.15mmol) were weighed out, water (15ml) was added to the mixture, and the mixture was stirred for a while. A solution of methanesulfonyl chloride (228 mg, 2 mmol) in chloroform (5 ml) was added to this aqueous solution, and the mixture was stirred for 24 hours.
After adding ether and water, the organic layer was washed once with water and once with saturated brine, and then dried over anhydrous magnesium sulfate. After distilling off the solvent under reduced pressure, 135 mg of 1-cyclohexyl-4-methyl-2-azetidinone was obtained by silica gel column chromatography (ether:hexane=3:1). (Yield: 81%) When vacuum distillation is performed using the Kugelrohr method, the boiling point is bp100-105℃ (bath temperature)/1.5mmHg. IRν neat nax cm -1 : 1740 (CO) Example 2 The β-lactams shown in Table 1 were obtained in the same manner as in Example 1. [Table] [Table] In the β-lactams in the table, C 6 H 5 represents a phenyl group, and C 6 H 11 represents a cyclohexyl group.
Claims (1)
アルキル、アラルキル、アルキルチオ、アルコキ
シ、アシルアミノ、アルコキシカルボニル又はフ
エニルを、そしてR3は水素、鎖状若しくは環状
アルキル、フエニル又は窒素原子の保護基を示
す) で表わされるβ−アミノ酸を縮合剤、相関移動触
媒及びアルカリ性物質を用い、有機溶媒と水との
2相系で反応させて 一般式 (式中、R1,R2及びR3は前記と同じ) で表わされるβ−ラクタムの製造方法。[Claims] 1. General formula (wherein R 1 and R 2 are hydrogen, linear or cyclic alkyl, aralkyl, alkylthio, alkoxy, acylamino, alkoxycarbonyl, or phenyl, and R 3 is hydrogen, linear or cyclic alkyl, phenyl, or protecting a nitrogen atom) A β-amino acid represented by a group) is reacted with a condensing agent, a phase transfer catalyst, and an alkaline substance in a two-phase system of an organic solvent and water to form the general formula (wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same as above) A method for producing a β-lactam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56044080A JPS57159758A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Preparation of beta-lactam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56044080A JPS57159758A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Preparation of beta-lactam |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57159758A JPS57159758A (en) | 1982-10-01 |
| JPH0254339B2 true JPH0254339B2 (en) | 1990-11-21 |
Family
ID=12681635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56044080A Granted JPS57159758A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Preparation of beta-lactam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57159758A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3726121B2 (en) * | 2000-12-21 | 2005-12-14 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Synthesis method of β-lactam |
-
1981
- 1981-03-27 JP JP56044080A patent/JPS57159758A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57159758A (en) | 1982-10-01 |
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