DE2436149A1 - Verfahren zur herstellung von 5fluorcytosin - Google Patents

Verfahren zur herstellung von 5fluorcytosin

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DE2436149A1 DE19742436149 DE2436149A DE2436149A1 DE 2436149 A1 DE2436149 A1 DE 2436149A1 DE 19742436149 DE19742436149 DE 19742436149 DE 2436149 A DE2436149 A DE 2436149A DE 2436149 A1 DE2436149 A1 DE 2436149A1
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Description

' Juli
Ol OCt Aft
RAN 4450/41
F. HoflFmann-La Roche & Co. Aktiengesellschaft, Basel/Schweiz
Verfahren zur Herstellung von 5-Fluorcytosin
5-Fluorcytosin ist ein bekanntes Antimykoticum, das besonders gegen die Erreger der Kandidiase, Kryptokokkose und Chromoblastomykoae wirksam ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von 5-Fluorcytosin, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man ein 2-Alkoxy-4-amino-5-fluorpyrimidin der Formel
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Mez/20.6.1974
-2~ 2438149
worin R ein Alkylrest mit 1-6 Kohlenstoffatomen ist, hydrolysiert.
Als C1_g-Alkylreste kommen gerad- und verzweigtkettige in Frage, wie beispielsweise Methyl, Aethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl oder tert.-Butyl. Eine bevorzugte Ausgangsverbindung für das erfindungsgemässe Verfahren ist das 2-Aethoxy-4-amino-5-fluorpyrimidin.
Die Hydrolyse eines 2-Alkoxy-4-amino-5-fluorpyrimidins der Formel I kann in an sich bekannter Weise durchgeführt werden, vorzugsweise mit einer starken anorganischen Säure, wie z.B. HBr, HCl, HJ, H3SO4, H3PO^ oder HClO^, wobei konzentrierte Salzsäure bevorzugt ist. Als lösungsmittel können polare protisohe verwendet werden ,wie Wasser, Alkohole oder Oemisohe hiervon. Vorzugsweise arbeitet man in wässriger Lösung. Die Reaktion kann bei Raumtemperatur bis zur RUokflusstemperatur des Reaktionsgemisches und ggf. unter
erhöhtem Druck durchgeführt werden. Bevorzugt ist eine Temperatur um die Rückflusstemperatur, für konzentrierte wässrige Salzsäure beispielsweise etwa 80-110°. Im allgemeinen wird man mit einem Ueberschuss an Säure, zweckmässigerweise der 2,5 3fachen Gewichtsmenge, arbeiten,so dass man das entsprechende Salz erhält, das, gewünsentenfalls unter vorgängiger Isolierung aus der Lösung, in der üblichen Weise in die freie Base übergeführt werden kann. Dies kann mit einer Lauge wie KOH, NaOH oder vorzugsweise mit Ammoniak geschehen.
Das als Ausgangsmaterial eingesetzte 2-Alkoxy-4-amino-5-fluorpyrimidin der Formel I kann aus einem entsprechenden 2-Alkoxy-4-ohlor-5-fluorpyrimidin der allgemeinen Formel
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worin R ein Alkylrest mit 1-6 Kohlenstoffatomen ist, in an sich bekannter Weise, z.B. durch Umsetzung mit Ammoniak in reiner oder wässriger Form, gewUnschtenfalls in einem der üblichen Lösungsmittel,wie einem Alkohol, Toluol, Wasser etc. oder Gemischen hiervon, erhalten werden. Die Reaktion kann bei normaler oder erhöhter Temperatur und ggf. unter erhöhtem Druck durchgeführt werden. Bevorzugt ist eine Temperatur von 20-80° und ein Ueberdruck von 1-2 Atmosphären.
Das 2-Alkoxy-4-chlor-5-fluorpyrimidin der Formel II wiederum kann aus einem entsprechenden 2-Alkoxy-5-fluor-4(3H)-pyrimidinon der allgemeinen Formel
III
worin R ein Alkylrest mit 1-6 Kohlenstoffatomen ist, in an sich bekannter Weise, vorzugsweise durch Umsetzung mit POCl- in Gegenwart einer tertiären organischen Base, ohne oder in Gegenwart eines inerten organischen Lösungsmittels wie z.B. Toluol, Benzol, Hexan, Trichloräthylen oder Methylenchlorid, hergestellt werden. Eine besonders geeignete tertiäre organische Base ist Dimethylanilin. Die Umsetzung kann bei Raumtemperatur bis znr RUckflusstemperatur des Reaktionsgemisches, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen
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50 und 100°C, gewUnechtenfalls auch unter erhöhtem Druck, durchgeführt werden. Zwecks Erhöhung der Ausbeute arbeitet man vorzugsweise mit einem Ueberschuss der Chlorierungsreagenzien. Bei einem Ueberschuss von jeweils etwa 50# an POCl, und Dimethylanilin gegenüber den stöchiometrischen Verhältnissen erhält man das 2-Alkoxy-4-chlor-5-fluorpyrimidin beispielsweise in einer Ausbeute von etwa 97#.
Die Verbindungen der allgemeinen Formeln I und II sind neu und ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch die folgenden Beispiele illustriert:
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Beispiel 1
In einem Sulfierkolben (1,5 Liter), ausgerüstet mit Rührer, Thermometer, Rückflusskühler, Calciumohlorid-Rohr und Oelbad mit Thermostat, werden 154 g 2-Aethoxy-5-fluor-4(JH)-pyrimidinon nacheinander mit 180 ml Dimethylanilin und 475 ml Toluol versetzt. Dann werden unter Rühren IJO ml Phosphoroxychlorid zugetropft und der Kolbeninhalt wird mit einem auf 1050C thermostatisierten Oelbad erwärmt. Nach ca. 15 Minuten ist eine Temperatur von 980C erreicht und die Reaktionslösung klar. Es wird 2 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Nach dem Abkühlen auf 250C wird die Lösung innert 10 Minuten unter Kühlen in einem Kältebad (COg/Aceton) und Rühren bei 28-35°C zu 1100 ml Wasser zugetropft. Anschliessend wird 45 Minuten bei dieser Temperatur weitergerührt, in einen 3-Liter-Scheidetrichter gegossen, die untere, wässrige Phase abgetrennt und zweimal mit je 400 ml Toluol extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden unter vermindertem Druck eingedampft. Der Rückstand wird dann im Hochvakuum (0,3 - 1 Torr) bei einer Badtemperatur von 80-950C und einer Kopftemperatur von 5O-55°C destilliert. Man erhält 162,7 g 2-Aethoxy-4-chlor-5-fluorpyrimidin in Form eines farblosen
PO
Destillats, Kp. 173°C; n£ - 1.498.
Das erhaltene Produkt wird im Autoklaven in 800 ml Alkohol und 48 ml Wasser gelöst. Die Apparatur wird auf ca. 150 Torr evakuiert. Dann wird Ammoniak aus einer Bombe eingeleitet, bis der Druck auf 5 atü gestiegen ist. Die Temperatur steigt anfangs auf 35-4O°C und wird durch Kühlung auf 230C gebracht. Ueber Nacht wird bei 23°C und 4,5 atü Druck gerührt, am Morgen der Ueberdruck vorsichtig abgelassen. Dabei kühlt sich die Reaktionsmischung ab. Sie wird auf 200C erwärmt und bei einer Badtemperatur von 5O-6O°C im Vakuum zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird mit 400 ml
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Wasser versetzt und noohmals .zur Trockene eingedampft. Der weisse, feste Rückstand wird in 300 ml Wasser aufgeschlämmt, die Suspension auf 200C gekühlt, filtriert und mit Wasser nachgewaschen. Der Filterkuchen wird mit 150 ml hochsiedendem Petroläther angerührt und nochmals abfiltriert. Man erhält so 136,2 g 2-Aethoxy-4-amino-5-fluorpyrimidin (91, P.
In einem Sulfierkolben (1 l/2 Liter), ausgerüstet mit Rührer, Thermometer, RUckflueskUhler und Oelbad mit Thermostat, werden 136,2 g 2-Aethoxy-4-amino-5-fluorpyrimidin mit 300 ml konzentrierter Salzsäure versetzt. Die Mischung wird innert 20 Minuten auf 9O-95°C erhitzt und 2 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Anschliessend wird die klare, leicht gelbliche Lösung unter vermindertem Druck zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wird in 550 ml Wasser gelöst und auf 45°e erwärmt. Bei 4O-45°C wird innerhalb von 30 Minuten eine Lösung von 100 ml 25#igem Ammoniak in 100 ml Wasser solange zugetropft bis ein pH-Wert von 8,5 erreicht ist. Innert 1 Stunde wird auf 2°C gekühlt, abgenutscht, mit 100 ml Wasser von 2°C angerührt und wieder abgesaugt. Nach Trocknung erhält man 103,1 g rohes 5-Fluorcytosin (Ausbeute 92,1$).
Das Rohprodukt kann folgendermassen gereinigt werden:
103*1 S 5-Fluorcytosin werden in 825 ml Wasser von 9O-95°C gelöst. Zu dieser leicht trüben Lösung wird 1 g Diatomeenerde gegeben und das Gemisch nach gutem Durchmischen heiss filtriert. Man kühlt das Filtrat unter Rühren auf 2°C ab und nutscht anschliessend ab. Nach nochmaligem Anrühren der Kristalle mit 100 ml Wasser von 2°C, Abnutschen und Trocknung erhält man 96,9 g reines 5-Fluorcytosin.
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Durch Aufarbeitung der Mutterlauge erhöht eioh die Ausbeute an reinem 5-FluorcytosIn noch um 3,1 β auf insgesamt 100,0 g (89*3£ bezogen auf 2-Aethoxy-4-amino-5-fluorpyriaidin), P. 301-306°C (Zers.).
Beispiel 2
75 g 2-Aethoxy-5-fluor-4(3H)-pyrimidinon werden nacheinander mit 86,6 g Dimethylanilin und 100 g Toluol versetzt. Dann werden unter Rühren 109 g Phosphoroxychlorid zugetropft. Das Reaktionsgemisch wird auf 93-980C erwärmt und 2 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Nach dem Abkühlen auf 250C wird die Lösung unter Kühlen und Rühren bei 28-350C zu 54-0 ml Wasser zugetropft. Anschliessend wird 30 Minuten bei dieser Temperatur weitergerührt, in einen Scheidetrichter transferiert und nachgespült,die untere, wässrige Phase abgetrennt und zuerst mit 40 g, dann mit 20 g Toluol extrahiert.
Das erhaltene Produkt wird im Autoklaven mit 355 Alkohol und 50 ml Wasser versetzt. Die Apparatur wird auf ca. 150 Torr evakuiert. Dann wird geheizt und Ammoniak aus einer Bombe eingeleitet, bis die Temperatur auf 700C und der Druck auf 1,5 atü gestiegen sind. Ueber Nacht wird bei 700C und 1,5 atü Druck gerührt und am Morgen der Ueberdruck vorsichtig abgelassen. Die Reaktionsmischung wird bei einer Badtemperatur von 50-6O0C, im Vakuum zur Trockene eingedampft, der Rückstand mit 200 ml Wasser versetzt und nochmals zur Trockene eingedampft. Anschliessend wird der Rückstand in 85 ml Wasser und 60 ml Petroläther aufgeschlämmt, die Suspension auf 200C gekühlt, filtriert und mit Wasser nachgewaschen. Man erhält ca. 60-71 g 2-Aethoxy-4-amino-5-fluorpyrimidin. Die Weiterverarbeitung zu 5-Fluorcytosin erfolgt in zu Beispiel 1 analoger Weise.
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Beispiel 5
450 g 2-Aethoxy-5-fluor-4(3H)-pyrimidinon warden nacheinander mit 548 ml Dimethylanilin und 600 ml Toluol versetzt. Dann werden unter Rühren 311 ml Phosphoroiychlorid zugetropft und der Kolbeninhalt wird auf 94-960C erwärmt. Ea wird 2 Stunden bei dieser Temperatur gerührt. Nach dem Abkühlen auf 250C wird die Lösung unter Kühlen und Rühren bei 28-350C zu 3240 ml Wasser zugetropft. Anschliessend wird 45 Minuten bei dieser Temperatur weitergerührt, in einen Scheidetrichter transferiert und nachgespült, die untere, wässrige Phase abgetrennt und zuerst mit 280 ml, dann mit 145 ml Toluol extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen werden unter vermindertem Druck eingedampft.
Der Rückstand wird im Autoklaven mit 2130 ml Alkohol und 600 ml Wasser versetzt. Die Apparatur wird auf ca. 150 Torr evakuiert. Dann wird geheizt und Ammoniak aus einer Bombe eingeleitet, bis die Temperatur auf 700C und der Druck auf 1,5 atü gestiegen sind. Ueber Nacht wird bei 700C und 1,5 atü Druck gerührt, am Morgen der Ueberdruck vorsichtig abgelassen, die Reaktionsmischung bei einer Badtemperatur von 50-6O0C im Vakuum zur Trockene eingedampft, der Rückstand mit 405 ml Wasser versetzt und nochmals zur Trockene eingedampft. Anschliessend wird der Rückstand in 175 ml Wasser und 85 ml Petroläther aufgeschlämmt, die Suspension auf 200C gekühlt, filtriert und mit Wasser nachgewaschen. Man erhält so ca. 400 g 2-Aethoxy-4-amino-5-fluorpyrimidin. Die Weiterverarbeitung zu 5-Fluorcytosin erfolgt in zu Beispiel 1 analoger Weise.
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Claims (11)

~9~ 2436H9 Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von 5-Fluorcytosin, dadurch gekennzeichnet, dass man ein 2-Alkoxy-4-amino-5-fluorpyrimidin der Formel
worin R ein Alkylrest mit 1-6 Kohlenstoffatomen ist, hydrolysiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung der Formel I hydrolysiert, in der R Aethyl darstellt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydrolyse mittels einer starken Mineralsäure durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Mineralsäure Salzsäure verwendet wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Mineralsäure gebildete Salz des 5-Fluorcytosins in die freie Base überführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass die Ueberführung des Salzes in die freie Base mit Ammoniak erfolgt.
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7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das als Ausgangsmaterial eingesetzte 2-Alkoxy-4-amino-5-fluorpyrimidin der Formel I durch Umsetzung eines entsprechenden 2-Alkoxy-4-chlor-5-fluorpyrimidins mit Ammoniak hergestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7# dadurch gekennzeichnet, dass das 2-Alkoxy-4-chlor-5-fluorpyrimidin durch Chlorierung eines entsprechenden 2-Alkoxy-5-fluor-4-(j5H)-pyrlmidinons in 4-Stellung hergestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Chlorierung mit Phosphoroxyohlorid durchgeführt wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9» dadurch gekennzeichnet, dass die Chlorierung in Gegenwart einer tertiären organischen Base durchgeführt wird.
11. Verfahren naoh Anspruoh 10, dadurch gekennzeichnet, dass die tertiäre organische Base Dimethy!anilin ist.
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