(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-07
(45)【発行日】2024-10-16
(54)【発明の名称】チオ―ルまたはジスルフィド含有メイタンシノイドエステルおよびその中間体の調製のためのジアステロ選択的方法
(51)【国際特許分類】
C07D 498/18 20060101AFI20241008BHJP
A61K 31/537 20060101ALN20241008BHJP
A61P 43/00 20060101ALN20241008BHJP
【FI】
C07D498/18 CSP
A61K31/537
A61P43/00 105
A61P43/00 111
(21)【出願番号】P 2021561939
(86)(22)【出願日】2020-04-09
(86)【国際出願番号】 EP2020060214
(87)【国際公開番号】W WO2020212256
(87)【国際公開日】2020-10-22
【審査請求日】2023-03-28
(32)【優先日】2019-04-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(73)【特許権者】
【識別番号】591092198
【氏名又は名称】インデナ エッセ ピ ア
(74)【代理人】
【識別番号】100123788
【氏名又は名称】宮崎 昭夫
(74)【代理人】
【識別番号】100127454
【氏名又は名称】緒方 雅昭
(72)【発明者】
【氏名】フォンタナ、 ガブリエル
(72)【発明者】
【氏名】ベレッタ、 ルッジェロ
(72)【発明者】
【氏名】タッデイ、 マウリツィオ
(72)【発明者】
【氏名】プリンチョット、 サルヴァトーレ
【審査官】鳥居 福代
(56)【参考文献】
【文献】特表2008-528493(JP,A)
【文献】特表2009-504655(JP,A)
【文献】特表2016-500657(JP,A)
【文献】Angewandte Chemie, International Edition,2016年,Vol.55,pp.13263-13266
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C07D
A61K
A61P
CAplus/REGISTRY/CASREACT(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(V)で表されるメイタンシノイドエステルの製造方法であって、
【化1】
(式中、Rは水素または直鎖若しくは分岐鎖のC
1-C
5のアルキル、アリール、ヘテロアリール、または直鎖若しくは分岐鎖のC
1-C
5のアルカノイル、
アリールオイルまたは
ヘテロアリールオイルであり、
R
4はC
1-C
5の直鎖若しくは分岐鎖のアルキルであり、
R
5は水素または直鎖若しくは分岐鎖のC
1-C
5のアルキルであり、
アスタリスクは
炭素原子がL-またはD-コンフィギュレーションのいずれかであることを示し、)
前記方法は、以下の工程、
a)式
(II
)の化合物
【化2】
(式中、Rは先の定義のとおりであり)
を式
(III
)のα-アジド酸と反応させ、
【化3】
(式中、R
4およびアスタリスクは先の定義のとおりであり)
式(IV)のメイタンシノイドα-アジドエステルを得る工程と、
【化4】
(式中、R、R
4およびアスタリスクは先の定義のとおりであり)
b)式(IV)のメイタンシノイドα-アジドエステル中のアジド基を還元して、式(V)のメイタンシノイドα-アミノエステルを得る工程と、
を含む製造方法。
【請求項2】
Rがメチルである請求項1に記載の方法。
【請求項3】
R
4がメチルである請求項1
または2に記載の方法。
【請求項4】
R
5がメチルである請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項5】
R
4
がメチルであり、R
5
が水素である請求項1~
3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項6】
工程a)が、脱水剤、ルイス酸および有機溶媒の存在下で行われる請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項7】
式(I)で表されるメイタンシノイドエステルの製造方法であって、
【化5】
(式中、R、R
4、R
5およびアスタリスクは先に定義したとおりであり、R
1は-X-S-R
2であり、ここでXは直鎖または分岐鎖のC
1-C
5アルキレンであり、R
2は水素、直鎖若しくは分岐鎖のアルキルであるか、またはR
1は-X-S-S-R
3であり、ここでR
3は直鎖または分岐鎖のアルキルであり)、
前記方法は、請求項1に記載の方法に従って調製された、式(V)のメイタンシノイドα-アミノエステルの、
【化6】
(式中、R、R
4、R
5およびアスタリスクは先に定義したとおりであり)、
式(IX)のカルボン酸またはその反応性誘導体と一緒の反応を含み、
(IX) R
3-S-S-X-COOH
(式中、XおよびR
3は先に定義されたとおりであり)、
メイタンシノイドエステル(I)を得る(式中、R
1は先に定義されたとおりの-X-S-S-R
3基である)、
および任意選択で、ジスルフィド含有メイタンシノイドエステル(I)を還元して、メイタンシノイドエステル(I)(式中、R
1は-X-SH基であり、Xは先に定義されたとおりである)を得る
製造方法。
【請求項8】
R
3がメチルである請求項7に記載の方法。
【請求項9】
下式(IV)のメイタンシノイドα-アジドエステル:
【化7】
(式中、Rは、直鎖若しくは分岐鎖のC
1-C
5
のアルキル、アリール、ヘテロアリール、直鎖若しくは分岐鎖のC
1-C
5のアルカノイル、
アリールオイルまたはヘテロアリール
オイルであり、
R
4はC
1-C
5
の直鎖または分岐鎖のアルキルであり、アスタリスクは、炭素原子がL-またはD-コンフィギュレーションのいずれかであることを示す)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はメイタンシノイドエステルの調製のためのジアステレオ選択的方法、特に、C-3側鎖にチオール-またはジスルフィド基を含むメイタンシノイドエステルの調製のためのジアステレオ選択的方法に関する。
【背景技術】
【0002】
メイタンシノイドは、細胞傷害活性を与えられた天然の大環状化合物(「アンサマクロライド」とも呼ばれる)である。特に、メイタンシノイドは、β-チューブリン上の特異的部位に結合する抗有糸分裂化合物およびチューブリン重合阻害剤である(Ballantyneら、Drugs 2013 73 755-765)(Protaら、PNAS 2014 111(38)13817-13821)。
【0003】
これらの大環状化合物の先導である、下式のメイタンシン:
【0004】
【0005】
(式中、C-3ヒドロキシル基は、N-アシル-N-メチルアラニンでエステル化されている)は、1972年にアフリカ低木Maytenus ovatusから最初に単離された(Kupchan S.M.ら、J.Am.Chem.Soc.,1972, 94(4), pp 1354)。その後の研究により、メイタンシンのより良好な単離および特性化、ならびにC-3側鎖においてメイタンシンとは異なる他のメイタンシノイドの同定がもたらされた。例えば、他のメイタンシノイドは、Maytenus buchananii (Kupchan S. M. ら、J. Chem. Commun., 1972, (19) 1065; US 3,896,111)、Putterlickia verrucose (Kupchan S. M. ら、J. Am. Chem. Soc., 1975, 18)、Maytenus serrata (Kupchan S. M. ら、J. Org. Chem. 1977 42 2349)、Maytenus rothiana(Myllymaki R. W.ら、J. Nat. Prod., 1981, 44 (3), pp 340-347)、Maytenus ilicifolia Journal of Natural Products (1982), 45(4), 509-10)。
【0006】
さらなる研究により、メイタンシノイドもまた、主にNocardia spp.に属する微生物を使用する発酵方法によって産生され得るという発見がなされた(US 4,151,042; Asai. M. ら、Tetrahedron 1979 35 9 1079; Nakahama K.ら、J. Antibiot. 1981, 34(5)489; US 4,162,940; US 4,225,494; US 4,320,200); US 4,360,462; U.S.Pat. No.4,356,265; Hatano K.ら、Agr. Biol. Chem. 1984 48 (7) 1721;US 6,573,074; US 6,790,954; US 7,192,750)。
【0007】
しかし、メイタンシノイドがナノモル濃度でさえ細胞毒性活性を発揮する能力は、抗体薬物結合体(ADC)複合体の出現まで、抗癌剤としてのそれらの治療的使用が制限されてきた(Chiari R. V. J.ら、J. Med. Chem. 2006, 49, 4392)。
【0008】
抗体に結合させるために、メイタンシンのC-3 N-アシル-N-メチル-L-アラニルエステル側鎖が、次式のチオールまたはジスルフィド含有N-アシル-N-メチル-L-アラニルエステル側鎖に変換される:
【0009】
【0010】
(式中、Xは直鎖または分枝鎖アルキレンであり、Rは水素または-S-R’であり、ここで、R’は直鎖または分枝鎖低級アルキルであり、波線は、メイタンシンの式の残りが特定されていないことを示す)。得られた化合物(以下、「チオールまたはジスルフィド含有メイタンシノイドエステル」という)は、次に抗体と結合される。
【0011】
チオール含有メイタンシノイドエステルの例は、下式のメイタンシノイドMD1:
【0012】
【0013】
および下式のMD4:
【0014】
【0015】
である。
【0016】
チオール-またはジスルフィド-含有メイタンシノイドエステルの調製のための最初の合成アプローチ(US 5,208,020、US 5,416,064; US 6,333,410; US 7,276,497)は、下式のメイタンシノールから開始する。
【0017】
【0018】
これは、例えば、US 4,151,042およびUS 7,411,063に開示されているような天然メイタンシノイドから得ることができる。
【0019】
この方法によれば、メイタンシノールは活性化剤[ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)]およびルイス酸(ZnCl2)の存在下で、N-メチル-L-アラニンジスルフィド含有化合物でエステル化され、反応の完了時に、対応するジスルフィド含有メイタンシノールエステルが得られる。ジスルフィド含有メイタンシノイドエステルの対応するチオール含有メイタンシノイドエステルへの転化は、ジチオトレイトール(DTT)による還元によって達成することができる。この合成アプローチの主な欠点は、N-メチル-L-アラニンジスルフィド含有化合物のα-炭素の異性化である。実際、マイタンシノールとのエステル化反応のためにエナンチオプル化合物を使用しても、メイタンシノイドエステルのジアステレオマー混合物が得られる。所望のL-ジアステレオ純粋なメイタンシノイドエステルは時間がかかり、高価なクロマトグラフィー分離プロセスの後にのみ得ることができ、これはメイタンシノイドエステルの極端な毒性のために、高い封じ込め環境で実施しなければならない。
【0020】
このような課題を克服するために、メイタンシノールをジスルフィド含有N-メチル-L-アラニン無水物、例えば下式の無水物と反応させることが提案されている(US 7,301,019)。
【0021】
【0022】
【0023】
これは、下式のN-メチル-L-アラニンジスルフィド含有誘導体から調製される。
【0024】
次いで、この無水物を、メイタンシノールをZn(NSiMe3)2(亜鉛ビス[ビス(トリメチルシリル)アミド])で処理することによって生成したメイタンシノールアニオンと反応させて、下式のメイタンシノールエステルを得る。
【0025】
【0026】
しかしながら、この方法は、N-メチル-L-アラニンジスルフィド含有誘導体の半分が対称無水物の合成のために浪費されるという欠点を有する。
【0027】
US 7,301,019によれば、ジスルフィド含有アミノ酸を最初にフッ化アシルとして活性化し、次いでメイタンシノールアニオンと反応させて、対応するメイタンシノイドエステルを得る。所望のメイタンシノイドエステルに有利な転化率の向上にもかかわらず、この方法は不安定性および/または副反応を被る危険な、毒性および腐食性試薬の管理などのフッ化アシルの調製に関連する課題に依然として影響される(Schoenebeck F.ら、Org. Lett. 2017, 19, 5740-5743)。
【0028】
N-メチル-L-アラニン側鎖の完全またはほぼ完全なα-異性化を回避するメイタンシノイドエステルのさらなる調製方法は、2つの工程からなる:第1の工程が次式の環状無水物によるメイタンシノールのアシル化であり:
【0029】
【0030】
(式中、Vは水素若しくは直鎖または分枝鎖アルキルである)
下式のメイタンシノイドα-アミノエステルを与える:
【0031】
【0032】
(式中、Vは先に定義したとおりである)
第2の工程は、脱水剤の存在下での上記メイタンシノイドα-アミノエステルと適当なジスルフィド含有カルボン酸との反応である。第1の工程において、メイタンシノールの転化率は所望のL-メイタンシノイドαアミノエステルは有利には50%であり、望ましくないD-メイタンシノイドαアミノエステルは5%であり、残りの45%は未反応出発物質である。第2の工程では、得られる生成物がクロマトグラフィー精製後に単一ジアステレオ異性体として得られるL-ジスルフィド含有メイタンシノイドエステルは有利には95:5混合物である。
【0033】
この手順の第1の改良(US 7,598,375)では、第1の反応工程におけるルイス酸の添加が対応するL-α-アミノメイタンシノイドエステルへのメイタンシノールの転化率を71%まで増加させた。第2の改良(US 9,012,629)において、モレキュラーシーブのような乾燥剤の添加は、第1の工程において、80%の転化率に達することを可能にした。
【0034】
これまでに達成された全ての改善にもかかわらず、メイタンシノールアニオンを介したメイタンシノールのアシル化は湿度に対するアニオンの極端な感受性のために、スケールアップするための困難な手順のままである。この理由のために、側鎖におけるキラル中心の異性化を回避し、同時に、試薬としてのメイタンシノールイオンの使用を回避する、メイタンシノイドエステルのジアステレオ選択的調製のための新規で、強固で、容易に再現可能な手順を開発する必要性が依然として感じられている。
【発明を実施するための形態】
【0035】
メイタンシノイドリング状のC-3炭素原子上に下式(MO-I)の部分を含むメイタンシノイドエステルの合成におけるキラル中心の異性化の課題が見出された:
【0036】
【0037】
ここで、*はLまたはDコンフィギュレーションのキラル炭素原子を表し、メイタンシノールまたはその類似体をエナンチオピュアα-アジド酸と反応させ、続いてアジド基を還元することによって都合よく克服することができる。メイタンシノールまたはその類似体とα-アジド酸との反応は、メイタンシノイド環のC-3炭素原子上に、下式(MO-II)の部分を有するメイタンシノイド誘導体(以下、「メイタンシノイドα-アジドエステル」と呼ぶ)を与える:
【0038】
【0039】
また、アルファアジドエステルの還元により、メイタンシノイド環のC-3炭素原子上に、下式(MO-III)の部分を有するメイタンシノイド誘導体(以下、「メイタンシノイドアルファ-アミノエステル」という)が提供される:
【0040】
【0041】
疑義を避けるために、波線(すなわち曲がりくねった線)は、メイタンシノイド化合物の式の特定されていない部分を示す。
【0042】
また、疑義を避けるために、本明細書において、「エナンチオピュアの」または「鏡像体的に純粋である」α-アジド酸は、鏡像体過剰%(L/DまたはD/L、式MO-IIの部分におけるキラル炭素原子に関して)が95%以上、好ましくは96%以上、より好ましくは97%以上、さらにより好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上であるものである。好ましい実施形態によれば、高光学純度のα-アジド酸は、LエナンチオマーがDエナンチオマーより優勢であり、%エナンチオマー過剰率が95%以上、好ましくは96%以上、より好ましくは97%以上、さらにより好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上であるものである。
【0043】
本明細書において、メイタンシノール類似体は、20位のメトキシ基が、ヒドロキシ、アルコキシ、ヘテロ(アリールオイル)、アリールオイル、アルカノイル、アシルオキシ、(ヘテロ)アロイルオキシで置換されているメイタンシノール誘導体である。
【0044】
第1の態様において、本発明は、下式(V)のメイタンシノイドエステルの調製方法に関する。
【0045】
【0046】
(式中、Rは水素または直鎖若しくは分岐鎖のC1-C5のアルキル、アリール、ヘテロアリール、または直鎖若しくは分岐鎖のC1-C5のアルカノイル、アリールオイルまたはヘテロアリールオイルであり、
R4はC1-C5の直鎖または分岐鎖のアルキルであり、
R5は水素または直鎖若しくは分岐鎖のC1-C5のアルキルであり、
アスタリスクは炭素原子がL-またはD-コンフィギュレーションのいずれかであること、好ましくはL-コンフィギュレーションを示す。)
前記方法は、以下の工程、
前記方法は、以下の工程を含む:
a) 式IIの化合物を、
【0047】
【0048】
(式中、Rは先の定義のとおりであり)
式IIIのα-アジド酸と反応させ、
【0049】
【0050】
(式中、R4およびアスタリスクは先の定義のとおりであり)
式(IV)のメイタンシノイドα-アジドエステルを得る工程と、
【0051】
【0052】
(式中、R、R4およびアスタリスクは先の定義のとおりであり)
b) 式(IV)のメイタンシノイドα-アジドエステル中のアジド基を還元して、式(V)のメイタンシノイドα-アミノエステルを得る工程と、
を含む製造方法。
【0053】
一態様では、式(III)、(IV)および(V)において、R4は好ましくはメチルであり、式(V)において、R5は好ましくはC1-C5アルキル、より好ましくはメチルである。
【0054】
疑義を避けるために、本明細書で報告されるすべての構造式において、アステリスクは炭素原子がL-またはD-コンフィギュレーションのいずれかにあり、%鏡像体過剰率(L/DまたはD/L)が95%以上、好ましくは96%以上、より好ましくは97%以上、さらにより好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上であることを示す。好ましい実施形態によれば、炭素原子はL-コンフィギュレーションにあり、%エナンチオマー過剰率は95%以上、好ましくは96%以上、より好ましくは97%以上、さらにより好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上である。
【0055】
第2の態様において、本発明は、メイタンシノイドαアミノエステル(V)を、下式(I)のジスルフィドまたはチオール含有メイタンシノイドエステルに転化するための方法に関する。
【0056】
【0057】
(式中、R、R4およびR5およびアスタリスクは先に定義したとおりであり、R1は-X-S-R2であり、ここでXは直鎖または分岐鎖のC1-C5アルキレンであり、R2は水素、直鎖若しくは分岐鎖アルキル、好ましくは水素、または-S-R3であり、ここでR3は、水素または直鎖若しくは分岐鎖アルキル、好ましくはメチルである。
【0058】
式(IV)のメイタンシノイドα-アジドエステルおよび式(V)のメイタンシノイドα-アミノエステルは、本発明のさらなる態様を表す。好ましくは、式(IV)のメイタンシノイドアルファ-アジドエステルおよび式(V)のメイタンシノイドアルファ-アミノエステルにおいて、C-3側鎖上のキラル炭素原子はL-コンフィギュレーションにあり、95%以上の鏡像異性体純度%を有し、先に定義された好ましい純度範囲を含む。
【0059】
本発明によれば、メイタンシノイドα-アジドエステル(IV)は、下式(II)の化合物を、
【0060】
【0061】
(式中、Rは先の定義のとおりである)
下式(III)のα-アジド酸と、
【0062】
【0063】
(式中、R4およびアスタリスクは、先の定義のとおりである。)
脱水剤、ルイス酸および有機溶剤の存在下で反応させることによって得られる。
【0064】
好ましい態様によれば、式(II)の化合物は、マイタンシノール、すなわち、Rがメチルである式(II)の化合物である。好ましい態様によれば、アジドは、R4がメチル、すなわちアジドアラニン、最も好ましくはL-アジドアラニンである式(III)のエナンチオピュアアジドである。特に好ましい態様によれば、メイタンシノールをL-アジドアラニンと反応させて、RおよびR4が両方ともメチルであり、アジドアラニン残基のキラル炭素がL-コンフィギュレーションを有する式(IV)の化合物を与える。式(II)の化合物と式(III)のアジドとの間のモル比は、典型的には1:1~1:10、好ましくは1:1~1:6であり、より好ましくは、モル比は1:4である。
【0065】
ルイス酸は、ZnCl2、ZnTfO2、ScTfO3、FeCl3、InCl3、InTfO3、AlCl3、TiCl4およびCuTfO3から選択できる。推奨される観点からは、ルイス酸はZnCl2である。
【0066】
有機溶媒は典型的には塩化メチレン(CH2Cl2)、テトラヒドロフラン(THF)、2-メチルテトラヒドロフラン(2-Me-THF)、酢酸メチル(AcOMe)、酢酸エチル(AcOEt)から選択され、好ましい態様によれば、有機溶媒は塩化メチレン(CH2Cl2)である。
【0067】
反応は、周囲温度および周囲圧力で実施される。本出願では、周囲温度は20℃~25℃を意味し、周囲圧は90kPa~110kPaを意味する。
【0068】
典型的には、薄層クロマトグラフィー(好ましくは溶離剤としてCH2Cl2:MeOH 9:1を用いる)によって、反応の進行をモニターする。反応の完了時(典型的には4~18時間)、典型的には適当な有機溶剤、典型的には塩化メチレン(CH2Cl2)を加えることによって反応液をクエンチし、次いで濾過し、NaHCO3およびブラインで洗浄し、乾燥させる。反応粗物は、当技術分野で公知の方法に従って、典型的にはカラムクロマトグラフィーによって精製に供することができる。特に、RおよびR4の両方がメチルである式(IV)の化合物は、溶離剤としてメタノール(MeOH)および塩化メチレン(CH2Cl2)を使用するシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって単離することができる。しかしながら、本発明の特に好都合な態様によれば、メイタンシノイドアルファ-アジドエステルは精製に供されないが、本明細書中以下に記載されるように、式(V)のメイタンシノイドアルファ-アミノ酸エステルに直接変換される。
【0069】
本発明によれば、式(V)のメイタンシノイドαアミノエステルの調製は、式(IV)のメイタンシノイドα-アジドエステル中のアジド基の還元を含む。従って、本発明によれば、式(V)のメイタンシノイドα-アミノエステルの製造方法は、以下の工程を含む:
a) 先に定義した式(II)の化合物を先に定義した式(III)のα-アジド酸と反応させて、先に定義した式(IV)のメイタンシノイドアルファ-アジドエステルを得、b)式(IV)のメイタンシノイドアルファ-アジドエステル中のアジド基を還元して、式(V)のメイタンシノイドアルファ-アミノエステルを得る。
【0070】
R5が水素である式(V)の化合物を調製するために、工程b)は、式(IV)の化合物を当技術分野で公知の方法に従って水素化することによって、または式(V)の化合物をシュタウディンガー反応に供することによって達成することができる。好都合には工程a)で得られる式(IV)のα-アジドエステルは精製されないが、直接工程b)に供される;最も好都合には工程a)およびb)がワンポットで実施され、すなわち、α-アジドエステルは反応容器から取り出されず、工程a)が実施され、工程b)を実施するための試薬が同じ容器に添加される。より詳細には、シュタウディンガー反応を達成するために、式(IV)の化合物を極性非プロトン性有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン(THF)に溶解し、次いでトリフェニルホスフィン(PPh3)をモル量1:1~1:5、好ましくは1:2および水(好ましくはTHFの体積に対して7%~8%体積の水)の範囲で添加し、反応が完了するまで(典型的には24~48時間)周囲温度および圧力で攪拌下に維持し;反応は典型的には溶離剤としてCH2Cl2およびMeOHを用いて、CH2Cl2/MeOH体積比9:1で薄層クロマトグラフィーによってモニターすることができ、次いで反応混合物を減圧下で蒸発させ、溶離剤としてメタノール(MeOH)および塩化メチレン(CH2Cl2)を使用するシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーによって精製する。
【0071】
R5がC1-C5直鎖若しくは分枝鎖アルキルである式(V)の化合物を調製するために、工程b)は、式(IV)の化合物を、
式(VI)のアルデヒドの存在下で、
R6CHO (VI)
(式中、R6は互いに独立して、直鎖若しくは分枝鎖のC1-C4アルキルである)
または式(VII)のケトンとともに、
R7C(O)R8の (VII)
(式中、R7およびR8は、直鎖若しくは分枝鎖のC1-C4のアルキルである)
アザ-ウィッティヒ反応に供することによって達成することができる。
【0072】
好ましい態様によれば、工程b)は、アルデヒドを使用して実施され;より好ましくは工程b)が式(VI)のアルデヒドとしてホルムアルデヒドを使用して実施される。より詳細には、工程a)で得られた式(IV)のメイタンシノイドα-アジドエステルを、典型的には塩化メチレン(CH2Cl2)、テトラヒドロフラン(THF)、2-メチルテトラヒドロフラン(2-Me-THF)、酢酸メチル(AcOMe)、酢酸エチル(AcOEt)、好ましくは塩化メチレン(CH2Cl2)から選択される有機溶剤に、トリフェニルホスフィン(PPh3)を1:1~1:5、好ましくは1:2の範囲のモル量で添加し、室温および常圧で一晩攪拌し続ける。その後、アルデヒド(VI)を、式(IV)の化合物に対して典型的には2:1~10:1、好ましくは5:1の範囲のモル量で添加し、反応混合物を、式(IV)の化合物が完全に消失するまで、室温および加圧下で攪拌しながら放置する(反応は、典型的にはCH2Cl2/MeOH体積比9:1で、溶離剤としてCH2Cl22およびMeOHを用いた薄層クロマトグラフィによってモニターする)。次いで、0℃に冷却し、適当な溶剤、典型的にはメタノール(MeOH)に溶解した還元剤、典型的にはNaBH4を加える。還元反応が完了したとき(典型的には約1~2時間)、反応混合物を、通常はNa2CO3水溶液を加え、洗浄することによって後処理し、次いで得られた有機相を乾燥し、得られた残渣を公知の方法に従って、典型的にはシリカゲル上のカラムクロマトグラフィーによって精製して、メイタンシノイドα-アミノエステル(V)を得る。
【0073】
あるいはR5がC1-C5直鎖または分枝鎖アルキルである式(V)のメイタンシノイドαアミノエステルを調製するために、工程b)はR5が水素である式(V)のメイタンシノイドαアミノエステルを式(VIII)の化合物と公知の方法により反応させることによって達成される:
R5-L (VIII)
(式中、R5は先に定義したとおりであり、Lは脱離基を表す)
典型的には、脱離基Lは、アルキルスルホニルまたはアリールスルホニル基であり、好ましくはハロゲン原子、最も好ましくはフッ素原子で置換されたアルキルスルホニルまたはアリールスルホニル基である。好ましい脱離基Lは、とりわけR5がメチルである場合、トリフルオロメチルスルホニル基(トリフラート)である。
【0074】
別法として、R5がメチルである式(V)のメイタンシノイドアルファアミノエステルを製造するために、アルキル化反応は以下の化合物:MeI、Me2SO4、(Me3O)BF4のいずれか1つを用いて、Lebleuら、Chem. Commun. 2014, 50 1836に開示されている方法に従って行うことができる。.
本発明によれば、メイタンシノイドα-アミノエステル(V)の、C-3側鎖にジスルフィド基を含むメイタンシノイドエステルへの転化は、メイタンシノイドα-アミノエステル(V)と、ジスルフィド部分を含むカルボン酸またはその反応性誘導体との反応によって達成することができる。特に、R1が-X-S-S-R3基(XおよびR3がは先に定義された通り)であるメイタンシノイドエステル(I)への転化は、化合物(V)と式(IX)のカルボン酸、
(IX) R3-S-S-X-COOH
(式中、XおよびR3は、先に定義した通りである)か、またはその反応性誘導体を有する。
またはその反応性誘導体との反応により達成される。
【0075】
式(IX)の好ましい酸には、式(IXa)および(IXb)の化合物およびその反応性誘導体が含まれる:
(IXa) R3-S-S-CH2CH2COOH
(IXb) R3-S-S-(CH3)2CCH2CH2COOH
(式中、R3は先に定義したとおりである)
好都合には、式(IX)の酸において、R3はメチルである。
【0076】
従って、本発明によれば、R1が-X-S-S-R3部分であり、XおよびR3が先に定義したとおりであるメイタンシノイドエステル(I)の製造方法は、以下の工程を含む:
a) 先に定義した式(II)の化合物を、先に先に定義した式(III)のα-アジド酸と反応させて、先に定義した式(IV)のメイタンシノイドα-アジドエステルを得る;
b) 式(IV)のメイタンシノイドアルファ-アジドエステル中のアジド基を還元して式(V)のメイタンシノイドアルファ-アミノエステルを得る、
c) 式(V)のメイタンシノイドアルファ-アミノエステルを、式(IX)のカルボン酸またはその反応性誘導体と反応させる。
【0077】
本明細書において、式(IX)のカルボン酸の「反応性誘導体」は、ハロゲン化物、好ましくはフッ化物または塩化物、無水物または尿素である。
【0078】
工程c)は、典型的にはメイタンシノイドα-アミノエステル(V)を式(IX)の酸と1:1~1:5の範囲のモル比で、好ましくは1:2のモル比で、好ましくはテトラヒドロフラン(THF)、2-メチルテトラヒドロフラン(2-Me-THF)、酢酸メチル(AcOMe)、酢酸エチル(AcOEt)および塩化メチレン(CH2Cl2)から好ましくは選択される有機溶剤の存在下、室温および常圧で、脱水剤の存在下で反応させることによって実施される。モレキュラーシーブは、穏やかな条件下で反応を行うことができるので、脱水剤として使用するのが好都合である。
【0079】
反応が完了すると、反応混合物は所望のジスルフィド含有メイタンシノイドエステル(I)を単離するために、当技術分野で公知の方法に従って後処理することができ、これもまた、ガスクロマトグラフィー、例えば分取TLCまたはカラムガスクロマトグラフィーによる精製に供することができる。
【0080】
メイタンシノイドアルファアミノ酸エステル(V)のメイタンシノイドエステル(I)(ここで、R1はXが先に定義される-X-SH基である)への転換が公知の方法に従って、メイタンシノイドエステル(I)(ここで、R1は先に定義される-X-S-S-R3基である)の還元によって達成され得る。
【0081】
従って、本発明によれば、チオール基を含むメイタンシノイドエステル(I)の製造方法は、以下の工程を含む:
a) 先に定義した式(II)の化合物を、先に定義した式(III)のα-アジド酸と反応させて、先に定義した式(IV)のメイタンシノイドα-アジドエステルを得る;
b) 式(IV)のメイタンシノイドアルファ-アジドエステル中のアジド基を還元して、式(V)のメイタンシノイドアルファ-アミノエステルを得る;
c) 式(V)のメイタンシノイドα-アミノエステルを式(IX)のカルボン酸またはその反応性誘導体と反応させて、R1が先に定義した-X-S-S-R3基であるメイタンシノイドエステル(I)を得る、
d) ジスルフィド含有メイタンシノイドエステル(I)を還元して、R1が先に定義した-X-SH基であるメイタンシノイドエステル(I)を得る。
【0082】
以下の実施例は、本発明をより詳細に開示する。
【0083】
実験の部
材料及び方法
メイタンシノール(II)は、市販のアンサミトシンP3(BrightGene Bio-Medical Technology Co、Ltd.)を、Chari et al、J. Med. Chem 2006, 49, 4392によって開示された手順に従って還元することによって得た。
【0084】
L-アジド-アラニンはGoddard-Borgerら、Org. Lett. 2007, 9, 19, 3797によって開示された手順に従って、市販のL-アラニン(Honeywell Fluka)から出発して調製した。
【0085】
モレキュラーシーブ(4Å、ペレット、1.6mm)はアルドリッチから購入した。
【0086】
NMRスペクトルは、アルドリッチから購入した重水素化溶媒中、Bruker 400分光計で記録した。
【0087】
HPLC分析は、INERTSIL ODS-3Vカラム(4.6×250mm、5μm)を有するVARIAN PROSTAR 325 HPLCシステムで行った。
【実施例】
【0088】
実施例1 3-O-(2’S-アジドプロピオニル)-マイタンシノールの調製
【0089】
【0090】
丸底フラスコ中で、乾燥ジクロロメタンCH2Cl2(5mL)中のジシクロヘキシルカルボジイミドDCC(2700mg、13mmol)および2-Me-THF(0.76mL、1.44mmol)中の1.9M ZnCl2を、乾燥ジクロロメタン(15mL)中のメイタンシノール(680mg、1.20mmol)および2-(S)-アジドプロピオン酸(1350mg、12mmol)の溶液に滴下した。一晩撹拌した後、反応混合物を酢酸エチル(AcOEt)で希釈し、濾過した。得られた透明液を飽和食NaHCO3 及びブラインで洗浄した。集めた有機相を硫酸ナトリウムNa2SO4で乾燥し、溶剤を減圧除去した。シリカゲルクロマトグラフィー(MeOH:CH2Cl2 98:2)による粗生成物の精製により、3-O-(2’S-アジドプロピオニル)-マイタンシノールを白色固体として得た(370mg、0.56ミリモル、Y=66%、マイタンシノールの残留15%を考慮)。
【0091】
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.10 (s, 1H), 6.82 (s, 1H), 6.42 (dd, J = 15.3, 11.1 Hz, 1H), 6.33 (s, 1H), 6.19 (d, J = 10.8 Hz, 1H), 5.44 (dd, J = 15.3, 8.8 Hz, 1H), 5.30 (s, 1H), 4.95 (dd, J = 11.9, 2.6 Hz, 1H), 4.19 (t, J = 10.6 Hz, 2H), 3.96 (s, 3H), 3.94 - 3.81 (m, 2H), 3.50 (m, 4H), 3.34 (s, 3H), 3.16 (s, 3H), 2.82 (d, J = 9.7 Hz, 1H), 2.57 (dd, J = 14.0, 12.1 Hz, 1H), 2.20 (dd, J = 14.1, 2.5 Hz, 1H), 1.90 (d, J = 9.7 Hz, 2H), 1.77 (d, J = 13.2 Hz, 3H), 1.66 (s, 5H), 1.54 (d, J = 6.8 Hz, 4H), 1.25 (d, J = 6.4 Hz, 3H), 0.83 (s, 3H).
粗生成物(C18カラム、MeCN:H2O直線勾配55%~62%で45分間溶出)の高速液体クロマトグラフィーにより、ジアステレオ異性体過剰率95%(97.5:2.5d.r.)で、標題化合物のほとんど排他的な存在が明らかになった。
【0092】
Rt=12.91分。
【0093】
実施例2 N-メチル-L-アラニンメイタンシノールエステルの調製
【0094】
【0095】
丸底フラスコ中で、乾燥ジクロロメタン(1ml)中の3-O-(2’S-アジドプロピオニル)-マイタンシノール(30mg、0.04mmol)をトリフェニルホスフィンPPh3(25mg、0.09mmol)で処理した。一晩撹拌した後、パラホルムアルデヒド(7mg、0.23mmol)を添加し、出発物質が完全に転化するまで混合物を撹拌し(TLCでモニター)、次いでそれを0℃に冷却し、メタノール(MeOH、0.5ml)およびNaBH4(9mg、0.24mmol)で処理した。還元の完了時に、飽和NaHCO3でクエンチし、ジクロロメタン(CH2Cl2)で希釈した。有機相を収集し、飽和NaHCO3およびブラインで洗浄し、硫酸ナトリウム上で乾燥させ、減圧下で蒸発させた。シリカゲルクロマトグラフィー(直線勾配0~10%MeOH:CH2Cl2)による粗生成物の精製により、N-メチル-L-アラニンメイタンシノールエステル(7mg、0.01mmol、Y=27%)およびL-アラニンメイタンシノールエステル(17mg、0.03mmol、Y=67%)を得た。
【0096】
N-メチル-L-アラニンメイタンシノールエステル
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.87 (s, 1H), 6.83 (s, 1H), 6.43 (dd, J = 15.1, 11.1 Hz, 1H), 6.25 (d, J = 11.9 Hz, 1H), 6.16 (d, J = 10.9 Hz, 1H), 5.49 (dd, J = 15.6, 9.0 Hz, 1H), 5.00 - 4.91 (m, 1H), 4.24 (t, J = 10.9 Hz, 1H), 3.98 (s, 3H), 3.34 (s, 3H), 3.13 (s, 3H), 2.84 (d, J = 9.7 Hz, 1H), 2.63 - 2.51 (m, 1H), 2.40 (s, 3H), 2.23 (d, J = 11.7 Hz, 1H), 1.86 (s, 3H), 1.67 (s, 3H), 1.37 (d, J = 6.7 Hz, 3H), 1.28 (d, J = 6.3 Hz, 3H), 0.84 (s, 3H)。
【0097】
L-アラニンメイタンシノールエステル
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.83 (s, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.40 (dd, J = 18.4, 7.9 Hz, 2H), 6.16 (d, J = 10.9 Hz, 1H), 5.52 (dd, J = 15.4, 8.9 Hz, 1H), 4.92 (dd, J = 11.9, 3.0 Hz, 1H), 4.28 (t, J = 11.1 Hz, 1H), 3.97 (s, 3H), 3.66 (m, 1H), 3.54 - 3.41 (m, 4H), 3.32 (s, 3H), 3.14 (s, 3H), 2.86 (d, J = 9.6 Hz, 1H), 2.57 (dd, J = 14.0, 12.1 Hz, 1H), 2.21 (dd, J = 14.1, 2.9 Hz, 1H), 1.65 (s, 3H), 1.46 (d, J = 6.8 Hz, 3H), 1.26 (d, J = 6.3 Hz, 3H), 0.83 (s, 3H)。
【0098】
生成物のHPLC解析(C18列Inertsil(商標) ODS-3v、250mm x 5μm、MECN:H2O、45分で55%から75%の線形勾配)により、対応するプライマリミンに対してRt = 4.34分とRt = 6.08分が明らかになった。
【0099】
実施例3 3-O-(2’S-アジドプロピオニル)-マイタンシノールのシュタウディンガー還元
【0100】
【0101】
丸底フラスコ中で、THF(1mL)中の3-O-(2’S-アジドプロピオニル)-マイタンシノール(28mg、0.04mmol)を、水(0.03mL)の存在下でトリフェニルホスフィン(PPh3、20mg、0.08mmol)で処理した。混合物を約24~48時間撹拌し、次いで減圧下で蒸発させた。シリカゲルクロマトグラフィーによる粗生成物の精製
(1:9 MeOH:CH2 Cl2)により、L-アラニンメイタンシノールエステル(20mg,0.03ミリモル、Y=87%)を得た。
【0102】
1H-NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.83 (s, 1H), 6.79 (s, 1H), 6.40 (dd, J = 18.4, 7.9 Hz, 2H), 6.16 (d, J = 10.9 Hz, 1H), 5.52 (dd, J = 15.4, 8.9 Hz, 1H), 4.92 (dd, J = 11.9, 3.0 Hz, 1H), 4.28 (t, J = 11.1 Hz, 1H), 3.97 (s, 3H), 3.66 (m, 1H), 3.54 - 3.41 (m, 4H), 3.32 (s, 3H), 3.14 (s, 3H), 2.86 (d, J = 9.6 Hz, 1H), 2.57 (dd, J = 14.0, 12.1 Hz, 1H), 2.21 (dd, J = 14.1, 2.9 Hz, 1H), 1.65 (s, 3H), 1.46 (d, J = 6.8 Hz, 3H), 1.26 (d, J = 6.3 Hz, 3H), 0.83 (s, 3H)。
【0103】
実施例4 N-メチル-L-アラニンメイタンシノールエステルの調製
【0104】
【0105】
0℃で、メチルトリフラートMeOTf(10μL、0.09mmol)を、1,1,1-3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール(HFIP; 1mL)中のL-アラニンマイタンシノールエステル(40mg、0.063mmol)の溶液に滴下した。反応混合物を50分間撹拌し、温度を安定に維持した。次に、エタノール中2.0M NH3(60μL、0.13ミリモル)を加えて反応を停止させ、減圧乾燥した。シリカゲルクロマトグラフィー(直線勾配0~10% MeOH:CH2Cl2)による粗生成物の精製により、N-メチル-L-アラニンマイタンシノールエステル(21mg、0.03ミリモル、Y=51%)を得た。副産物としてN,N-ジメチル-L-アラニンマイタンシノールを単離した。
【0106】
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 6.87 (s, 1H), 6.83 (s, 1H), 6.43 (dd, J = 15.1, 11.1 Hz, 1H), 6.25 (d, J = 11.9 Hz, 1H), 6.16 (d, J = 10.9 Hz, 1H), 5.49 (dd, J = 15.6, 9.0 Hz, 1H), 5.00 - 4.91 (m, 1H), 4.24 (t, J = 10.9 Hz, 1H), 3.98 (s, 3H), 3.34 (s, 3H), 3.13 (s, 3H), 2.84 (d, J = 9.7 Hz, 1H), 2.63 - 2.51 (m, 1H), 2.40 (s, 3H), 2.23 (d, J = 11.7 Hz, 1H), 1.86 (s, 3H), 1.67 (s, 3H), 1.37 (d, J = 6.7 Hz, 3H), 1.28 (d, J = 6.3 Hz, 3H), 0.84 (s, 3H)。
【0107】
実施例5 N-メチル-L-アラニンメイタンシノールエステル(DM1-SMe)の調製
【0108】
【0109】
S-メチルプロパン酸ジスルフィド(11mg、0.046mmol)を、モレキュラーシーブ(4A)の存在下で、乾燥ジクロロメタンCH2Cl2(2mL)混合物N-メチル-L-アラニンマイタンシノールエステル(15mg、0.023mmol)の溶液に添加し、EDC HCL(5mg、0.025mmol)を一晩撹拌した。反応終了後、ジクロロメタンCH2Cl2で希釈し、飽和食NaHCO3、ブラインで洗浄した。集めた有機相を硫酸ナトリウムNa2SO4で乾燥させ、加圧蒸発させた。DM1-SMeを、さらに精製することなく得た。
【0110】
生成物のHPLC解析(C18列;CH3CN:H2O線形勾配55%~80%、30分)Rt=13.27分。
【0111】
1H-NMR (CDCl3) δ 6.85 (d, J = 1.5 Hz, 1H), 6.77 (d, J = 11 Hz, 1H), 6.67 (d, J = 1.5 Hz, 1H), 6.47 (dd, J = 15, 11 Hz, 1H), 6.25 (s, 1H), 5.69 (dd, J = 15, 9 Hz, 1H), 5.45 (q, J = 7 Hz, 1H), 4.82 (dd, J = 12, 3 Hz, 1H), 4.31 (t, J = 11 Hz, 1H), 4.02 (s, 3H), 3.72 (d, J = 13 Hz, 1H), 3.54 (d, J = 9 Hz, 1H), 3.39 (s, 3H), 3.28 (s, 3H), 3.14 (d, J = 12 Hz, 1H), 3.08 (d, J = 9 Hz, 1H), 3.03 - 2.92 (m, 2H), 2.90 (s, 3H), 2.86 - 2.73 (m, 2H), 2.65 (dd, J = 15, 12 Hz, 1H), 2.30 (s, 3H), 2.24 (dd, J = 15, 12 Hz, 1H), 1.97 (d, J = 9 Hz, 1H), 1.68 (s, 3H), 1.52 - 1.46 (m, 1H), 1.35 (d, J = 6 Hz, 3H), 1.31 (d, J = 6 Hz, 3H), 1.23 - 1.11 (m, 1H), 0.84 (s, 3H).