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HERSTELLUNG
VON SULFONAMIDEN
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Ethylenglycolsulfonamidderivaten.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Sulfonamide
der Formel:
mit einem 1,2-Diheteroethylensubstituenten
(d.h. einer Ethylengruppe, die Heteroatomsubstituenten auf 1- und
2-Positionen enthält)
an der Pyrimidinringeinheit, wie Bosentan, weisen eine große Vielfalt
von biologischen Aktivitäten
auf, einschließlich
der Inhibierung des Renin-Angiotensin-Systems und der Wirkung als
Endothelinantagonist. Diese Verbindungen sind nützlich bei der Behandlung einer
Vielfalt von Krankheiten, einschließlich Herz-Kreislauf-Störungen,
wie Hypertension, Ischämie,
Vasospasmen und Angina pectoris.
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Ein
derzeitiges Verfahren zur Herstellung von Ethylenglycolsulfonamidderivaten
beinhaltet das Umsetzen eines auf geeignete Weise substituierten
Pyrimidinmonohalogenids mit einem Monoanionethylenglycol (z.B. Natriumethylenglycol),
typischerweise unter Verwendung von Ethylenglycol als ein Lösungsmittel.
Einer der Nachteile der Verwendung eines Monoanions von Ethylenglycol
ist jedoch die Bildung von ungewünschtem Ethylenglycol
bis-sulfonamid, in dem zwei Moleküle des Pyrimidinmonohalogenids
mit einem Molekül
Ethylenglycol gekoppelt sind. Die Bildung dieser Bis-sulfonamidverbindung
erfordert teure und aufwändige
Trennschritte, um eine pharmazeutisch geeignete reine Ethylenglycolsulfonamidverbindung
zu erhalten. Außerdem ist
die Verwendung von Ethylenglycol als ein Lösungsmittel, das bei einer
Reaktion in kleinem Maßstab
akzeptabel ist, bei einer Synthese in großem industriellem Maßstab wegen
seiner Toxizität
und seines hohen Siedepunktes, der viel Zeit und einen hohen Energieverbrauch
erfordert, um es durch Destillation zu entfernen, unpraktikabel.
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Ein
weiterer Nachteil der derzeitigen Synthese ist die Notwendigkeit
des Isolierens eines Pyrimidindihalogenids (W = Halogenid) der Formel:
von dem angenommen wird,
dass es ein potenter Sensibilisator ist. Dieses Problem wird durch
die Verwendung eines halogenierten Lösungsmittels, z.B. Methylenchlorid,
während
der Isolierung von Pyrimidindihalogenid, weiter verkompliziert.
Ein halogeniertes Lösungsmittel
ist in Bezug auf die angemessene Entsorgung teuer, was zu zusätzlichen
Kosten führt.
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Des
Weiteren erfordert die derzeitige Synthese mindestens sechs separate
Isolierungsschritte und die Verwendung von vielen verschiedenen
Lösungsmitteln,
was sie wirtschaftlich weniger attraktiv macht als ein industrielles
Verfahren.
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Daher
besteht Bedarf an einem Verfahren zur Herstellung der vorstehend
beschriebenen 1,2-Diheteroethylensulfonamide
mit einer reduzierten Anzahl an Reaktionsprodukt-Isolierungsschritten. Es besteht Bedarf
an einem Verfahren zur Herstellung der 1,2-Diheteroethylensulfonamide, bei dem
keine unerwünschten 1,2-Diheteroethylen
bis-sulfonamide erzeugt werden. Es besteht Bedarf an einem Verfahren
zur Herstellung der 1,2- Diheteroethylensulfonamide,
bei dem keine Isolierung von potenten Sensibilisatoren, wie Pyrimidindihalogenid
und/oder Pyrimidinmonohalogenid-Zwischenprodukten, erforderlich
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines
mono-geschützten
1,2-Diheteroethylen-substituierten
Sulfonamids der Formel:
durch in Kontakt bringen
eines Pyrimidinmonohalogenids der Formel:
mit einem mono-geschützten 1,2-Diheteroethylenanion
der Formel M
1XCH
2CH
2YR
5 zur Verfügung, wobei
R
1 für
Wasserstoff, Niederalkyl, Niederalkoxy, Niederalkylthio, Halogen
oder Trifluormethyl steht;
R
2 für Wasserstoff,
Halogen, Niederalkoxy, Trifluormethyl oder OCH
2COOR
a steht; und
R
3 für Wasserstoff,
Halogen, Niederalkyl, Niederalkylthio, Trifluormethyl, Cycloalkyl,
Niederalkoxy oder Trifluormethoxy steht; oder
R
2 und
R
3 zusammen Butadienylen, Methylendioxy,
Ethylendioxy oder Isopropylidendioxy sein können;
R
4 für Wasserstoff,
Niederalkyl, Cycloalky, Trifluormethyl, Niederalkoxy, Niederalkylthio,
Niederalkylthioniederalkyl, Hydroxyniederalkyl, Hydroxyniederalkoxy,
Niederalkoxyniederalkyl, Hydroxyniederalkoxyniederalkyl, Hydroxyniederalkoxyniederalkoxy,
Niederalkylsulfinyl, Niederalkylsulfonyl, 2-Methoxy-3-hydroxypropoxy, 2-Hydroxy-3-phenylpropyl,
Aminoniederalkyl, Niederalkylaminoniederalkyl, Diniederalkylaminoniederalkyl, Amino,
Niederalkylamino, Diniederalkylamino, Arylamino, Aryl, Arylthio,
Aryloxy, Arylniederalkyl oder Heterocyclyl steht;
R
5 eine Schutzgruppe darstellt;
R
6, R
7, R
8 und
R
9 unabhängig
für Wasserstoff,
Halogen, Niederalkyl, Trifluormethyl, Niederalkoxy, Niederalkylthio,
Hydroxy, Hydroxymethyl, Cyano, Carboxyl, Formyl, Methylsulfinyl,
Methylsulfonyl, Methylsulfonyloxy oder Niederalkyloxycarbonyloxy
stehen; oder
R
7 zusammen mit R
6 oder R
8 Butadienylen,
Methylendioxy, Ethylendioxy oder Isopropylidendioxy sein kann;
Z
für O,
S, Ethylen, Vinylen, C(=O), OCHR
10 oder
SCHR
10 steht;
R
10 für Wasserstoff
oder Niederalkyl steht;
X und Y unabhängig O, S oder NH darstellen;
M
für Wasserstoff,
ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall steht;
M
1 für ein Alkalimetall
oder ein Erdalkalimetall steht; und
W für ein Halogenid steht.
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Vorzugsweise
wird die Reaktion in einem unpolaren aprotischen Lösungsmittel
durchgeführt.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Entfernung
der Schutzgruppe, R5, zur Verfügung.
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Bei
einem Aspekt der Erfindung stehen X und Y für O und die Schutzgruppe, R5 steht für
eine tert-Butylgruppe, die verwendet wird, um die Hydroxygruppe
von Ethylenglycol als einen Ether zu schützen. Die tert-Butylgruppe
eines Ethers wird dann unter Verwendung einer Ameisensäure entfernt,
um ein Formyloxy-geschütztes
Ethylenglycolsulfonamidderivat (R5 = CHO)
zu erzeugen. Die Behandlung dieser Verbindung mit einer Base erzeugt
dann ein Ethylenglycolsulfonamidderivat, das eine freie Hydroxygruppe
enthält.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung
des Pyrimidinmonohalogenids durch in Kontakt bringen eines Pyrimidindihalogenids
der Formel:
mit einem Sulfonamid der
Formel:
zur Verfügung. Diese Kopplungsreaktion
wird vorzugsweise in einem unpolaren Lösungsmittel durchgeführt und
wird durch die Gegenwart einer Base und eines Phasen-Transfer-Katalysators
erleichtert, was die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht. Es sollte
ersichtlich sein, dass, wenn eine Base vorhanden ist, die eigentliche
Verbindung, die mit dem Pyrimidindihalogenid in Kontakt gebracht
wird, das Anion des Sulfonamids sein kann. Durch Verwendung des
gleichen Reaktionslösungsmittels
bei dieser Reaktion wie bei der nachfolgenden Reaktion wird eine
Notwendigkeit der Isolierung und/oder Reinigung von Pyrimidinmonohalogenid
vermieden. Wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Begriff "Isolierung" einer Verbindung
auf die Konzentrierung oder Abtrennung des Reaktionsproduktes oder
eines resultierenden Aufarbeitungsproduktes, so dass die resultierende
Zusammensetzung, einschließlich
jeglichen Lösungsmittels,
das vorhanden sein kann, mindestens etwa 80% der Verbindung, vorzugsweise
mindestens etwa 90% der Verbindung und stärker bevorzugt mindestens etwa
95% der Verbindung umfasst. Der Begriff "Reinigung" bezieht sich auf ein Verfahren zur
Abtrennung der gewünschten
Verbindung von ungewünschten
Verbindungen. Eine Reinheit einer Verbindung bezieht sich auf die
Menge der gewünschten
Verbindung, die in dem Gemisch vorhanden ist, wobei keinerlei Lösungsmittel, das
auch vorhanden sein kann, einbezogen ist. Somit kann eine zu 90%
reine Verbindung, die in einem großen Volumen Lösungsmittel
gelöst
ist, immer noch als 90% rein angesehen werden, aber sie kann nicht
als "isoliert" angesehen werden,
da immer noch eine große
Menge an Lösungsmittel
vorhanden ist.
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Die
Isolierung und/oder Reinigung jedes Produktes in der Reaktion wird
durch Verwendung eines unpolaren Lösungsmittels als das Reaktionslösungsmittel
vermieden. Vorzugsweise ist das unpolare Lösungsmittel ein aprotisches
Lösungsmittel,
wie ein Ether und ein Kohlenwasserstoff, stärker bevorzugt ist das unpolare
Lösungsmittel
ausgewählt
aus Toluol, Tetrahydrofuran und 2-Methyltetrahydrofuran, und am stärksten bevorzugt
ist das unpolare Lösungsmittel
Toluol.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung des
Pyrimidindihalogenids durch in Kontakt bringen eines Pyrimidindions
der Formel:
mit einem Dehydrohalogenierungsmittel.
Das Produkt, Pyrimidindihalogenid, ist ein potenter Sensibilisator, und
das Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Verwendung des Pyrimidindihalogenids
in dem anschließenden
Verfahren ohne die Notwendigkeit einer Isolierung.
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Die
vorliegende Erfindung ist besonders nützlich bei der Synthese eines
Ethylenglycolsulfonamidderivats der Formel:
aus den entsprechenden Ausgangsmaterialien.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines
Ethylenglycolsulfonamids der Formel:
umfassend:
- (a)
in Kontakt bringen eines Pyrimidindions der Formel: mit einem Dehydrohalogenierungsmittel,
um ein Pyrimidindihalogenid der Formel: herzustellen;
- (b) in Kontakt bringen des Pyrimidindihalogenids mit einem Sulfonamid
der Formel: in einem unpolaren aprotischen
Lösungsmittel
in Gegenwart einer ersten Base und eines Phasen-Transfer-Katalysators, um ein Pyrimidinmonohalogenid
der Formel: herzustellen;
- (c) in Kontakt bringen des Pyrimidinmonohalogenids mit einem
mono-geschützten
Ethylenglycol der Formel HOCH2CH2OR5 in dem unpolaren
aprotischen Lösungsmittel
in Gegenwart einer zweiten Base, um ein mono-geschütztes Ethylenglycolsulfonamid
der Formel: herzustellen, wobei
R5 eine Hydroxyschutzgruppe ist; und
- (d) Entfernen der Schutzgruppe, um das Ethylenglycolsulfonamid
herzustellen.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt die neuen chemischen Verbindungen p-tert-Butyl-N-[6-(2-tert-butoxyethoxy)-5-(o-methoxyphenoxy)-2-(pyrimidin-2-yl)-pyrimidin-4-yl]benzolsulfonamid,
p-tert-Butyl-N-[6-(2-formyloxyethoxy)-5-(o-methoxyphenoxy)-2-(pyrimidin-2-yl)-pyrimidin-4-yl]benzolsulfonamid, p-tert-Butyl-N-[6-(2-formyloxyethoxy)-5-(o-methoxyphenoxy)-2-(pyrimidin-2-yl)-pyrimidin-4-yl]benzolsulfonamidmonoethylalkoholsolvat
in einer kristallinen Form und p-tert-Butyl-N-[6-chlor-5-(o-methoxyphenoxy)-2-(pyrimidin-2-yl)-pyrimidin-4-yl]benzolsulfonamidkaliumsalz
zur Verfügung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines Reaktionsschemas der vorliegenden Erfindung zur Herstellung
von Bosentan.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von mono-geschütztem 1,2-Diheteroethylensulfonamid
der Formel I und seinen Hydraten:
wobei
R
1 für Wasserstoff,
Niederalkyl, Niederalkoxy, Niederalkylthio, Halogen oder Trifluormethyl
steht;
R
2 für Wasserstoff, Halogen, Niederalkoxy,
Trifluormethyl oder OCH
2COOR
a steht;
R
3 für
Wasserstoff, Halogen, Niederalkyl, Niederalkylthio, Trifluormethyl,
Cycloalkyl, Niederalkoxy oder Trifluormethoxy steht; oder
R
2 und R
3 zusammen
Butadienylen, Methylendioxy, Ethylendioxy oder Isopropylidendioxy
sein können;
R
4 für
Wasserstoff, Niederalkyl, Cycloalkyl, Trifluormethyl, Niederalkoxy,
Niederalkylthio, Niederalkylthioniederalkyl, Hydroxyniederalkyl,
Hydroxyniederalkoxy, Niederalkoxyniederalkyl, Hydroxyniederalkoxyniederalkyl, Hydroxyniederalkoxyniederalkoxy,
Niederalkylsulfinyl, Niederalkylsulfonyl, 2-Methoxy-3- hydroxypropoxy, 2-Hydroxy-3-phenylpropyl,
Aminoniederalkyl, Niederalkylaminoniederalkyl, Diniederalkylaminoniederalkyl, Amino,
Niederalkylamino, Diniederalkylamino, Arylamino, Aryl, Arylthio,
Aryloxy, Arylniederalkyl oder Heterocyclyl steht;
R
5 eine Schutzgruppe darstellt;
R
6, R
7, R
8 und
R
9 unabhängig
für Wasserstoff,
Halogen, Niederalkyl, Trifluormethyl, Niederalkoxy, Niederalkylthio,
Hydroxy, Hydroxymethyl, Cyano, Carboxyl, Formyl, Methylsulfinyl,
Methylsulfonyl, Methylsulfonyloxy oder Niederalkyloxycarbonyloxy
steht; oder
R
7 zusammen mit R
6 oder R
8 Butadienylen,
Methylendioxy, Ethylendioxy oder Isopropylidendioxy sein kann;
Z
für O,
S, Ethylen, Vinylen, C(=O), OCHR
10 oder
SCHR
10 steht;
R
10 für Wasserstoff
oder Niederalkyl steht; und
X und Y unabhängig O, S oder NH darstellen;
und
Salzen davon zur Verfügung.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung bietet viele Vorteile und Verbesserungen
gegenüber
der derzeitigen Verfahren zum Synthetisieren der vorstehend definierten
1,2-Diheteroethylensulfonamidverbindungen.
Die entsprechenden Ausgangsmaterialien sind entweder im Handel erhältlich oder
können
durch das in der europäischen
Patentanmeldung
EP 0 526 708 beschriebene
Verfahren erhalten werden.
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Der
Begriff "Nieder", wie er hier verwendet
wird, bezeichnet Reste mit 1–7
Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1–4 Kohlenstoffatomen. Alkyl-,
Alkoxy- und Alkylthiogruppen sowie Alkylgruppen als Komponenten von
Alkanoylgruppen können
geradkettig oder verzweigt sein. Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl,
Butyl, sec- und tert-Butyl sind Beispiele für solche Alkylgruppen. Halogen
bezeichnet Fluor, Chlor, Brom und Iod, wobei Chlor bevorzugt wird.
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Cycloalkyl
bezeichnet Reste mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie Cyclopropyl,
Cyclobutyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl und dergleichen. Beispiele
für Arylreste
sind Phenyl und substituierte Phenylreste, wobei Halogen, Niederalkyl,
Niederalkoxycarboxyl und Trifluormethyl insbesondere als Substituenten
in Betracht kommen. Beispiele für
Heterocyclylreste sind unsubstituierte oder, vorzugsweise, substituierte
(zum Beispiel mono- oder
disubstituiert mit Niederalkyl, Niederalkoxy, Halogen, Aryl, Arylniederalkyl
oder Gemischen davon), mono- oder bicyclische 5- und 6-gliedrige
heterocyclische Reste mit Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel als das
Heteroatom, wie zum Beispiel 2- und 3-Furyl, Pyrimidinyl, 2-, 3-
und 4-Pyridyl und Pyridyl-N-oxid, 1,2- und 1,4-Diazinyl, Morpholin,
2- und 3-Thienyl, Isoxazolyl, Oxazolyl, Imidazolyl, Pyrrolyl, Benzofuranyl,
Benzothienyl, Indolyl, Purinyl, Chinolyl, Isochinolyl, Chinazolyl
und dergleichen.
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In
Bezug auf Verbindung I:
Vorzugsweise steht Z für O und
des Weiteren steht R6 für Niederalkoxy, insbesondere
Methoxy, und R7, R8 und R9 stehen für Wasserstoff.
R5 steht für
eine Schutzgruppe. Es wird erkannt werden, dass die Identität der Schutzgruppe
von der Identität der
Y-Einheit abhängt.
Wenn somit zum Beispiel Y für
NH steht, steht R5 für eine Aminschutzgruppe, wenn
Y für S
steht, ist R5 eine Thiolschutzgruppe, und
wenn Y für
O steht, ist R5 eine Hydroxyschutzgruppe.
Geeignete Schutzgruppen für
eine gegebene Y-Einheit sind dem Durchschnittsfachmann bekannt,
und einige der repräsentativen
geeigneten Schutzgruppen sind in "Protecting Groups in Organic Synthesis," T. W. Greene, John Wiley & Sons, New York,
N.Y., 1981, offenbart, welche Schrift hier in ihrer Gesamtheit durch
Bezugnahme aufgenommen ist. Wenn X und Y für O stehen, steht R5 vorzugsweise für tert-Butyl.
R1 und R2 stehen vorzugsweise
für Wasserstoff.
R3 steht vorzugsweise für Niederalkyl, stärker bevorzugt
t-Butyl.
R4 steht vorzugsweise für 2-Pyrimidinyl.
X
und Y stehen vorzugsweise für
Sauerstoff.
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung umfasst das in Kontakt bringen
eines Pyrimidinmonohalogenids der Formel II:
mit einem mono-geschützten 1,2-Diheteroethylenanion
der Formel M
1XCH
2CH
2YR
5, um das mono-geschützte 1,2-Diheteroethylensulfonamid
I herzustellen. M steht für
Wasserstoff oder ein Metall, vorzugsweise Wasserstoff, ein Alkalimetall
oder Erdalkalimetall, und stärker
bevorzugt Wasserstoff oder ein Alkalimetall. Noch stärker bevorzugt
ist M ausgewählt
aus Wasserstoff, Natrium, Lithium und Kalium, und am stärksten bevorzugt
ist M ausgewählt
aus Wasserstoff, Natrium und Kalium. M
1 steht
für ein
Metall, vorzugsweise ein Alkalimetall oder Erdalkalimetall, stärker bevorzugt
ein Alkalimetall. Noch stärker
bevorzugt ist M
1 ausgewählt aus Lithium, Kalium und
Natrium, und am stärksten
bevorzugt steht M
1 für Natrium. Eine bevorzugte
Reaktionstemperatur reicht von etwa 15°C bis etwa 100°C, stärker bevorzugt
von etwa 30°C
bis etwa 80°C,
und am stärksten
bevorzugt von etwa 50°C
bis etwa 60°C.
Eine bevorzugte Reaktionszeit reicht von etwa 1 bis etwa 15 Stunden, stärker bevorzugt
von etwa 2 bis etwa 10 Stunden, und am stärksten bevorzugt von etwa 3
bis etwa 7 Stunden. Vorzugsweise werden von etwa 1 Äquivalent
(Äq.) bis
etwa 10 Äq.
mono-geschütztes
1,2-Diheteroethylenanion
relativ zu dem Pyrimidinmonohalogenid II bei der Reaktion verwendet,
stärker
bevorzugt von etwa 1 Äq.
bis etwa 5 Äq.,
und am stärksten
bevorzugt von etwa 1 Äq.
bis etwa 1,2 Äq.
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Das
mono-geschützte
1,2-Diheteroethylenanion kann vor Zugabe zu dem Pyrimidinmonohalogenid
II hergestellt werden, oder es kann in situ durch in Kontakt bringen
der Verbindung der Formel HXCH2CH2YR5 mit einer Base
erzeugt werden. Es ist ersichtlich, dass jede Base, die HXCH2CH2YR5 deprotonieren
kann, verwendet werden kann. Vorzugsweise wird die Base ausgewählt aus
Hydroxiden, wie Natriumhydroxid, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid,
Kaliumhydroxid und Lithiumhydroxid; Hydriden, wie Natriumhydrid,
Kaliumhydrid, Lithiumhydrid und Calciumhydrid, Metallen, wie Natrium,
Carbonaten, wie Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat und Lithiumcarbonat;
Alkoxiden, wie tert-Butoxid und Isopropoxid; und Bicarbonaten, wie
Lithiumbicarbonat, Natriumbicarbonat und Kaliumbicarbonat; und Gemischen
davon. Stärker
bevorzugt ist die Base ein Hydroxid, noch stärker bevorzugt wird die Base
ausgewählt
aus Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid
und Lithiumhydroxid, und am stärksten
bevorzugt ist die Base Natriumhydroxid.
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Die
Herstellung von mono-geschütztem
1,2-Diheteroethylensulfonamid I kann in Abwesenheit von im Wesentlichen
jedem Lösungsmittel
durchgeführt
werden, oder sie kann in Gegenwart eines Reaktionslösungsmittels
durchgeführt
werden. Wie es in dieser Erfindung verwendet wird, bedeutet "Abwesenheit von im
Wesentlichen jedem Lösungsmittel", dass die Menge
des vorliegenden Lösungsmittels
weniger als etwa 5 Vol.-% (L) pro kg der Verbindung I (Vol/Gew.-%), vorzugsweise
weniger als etwa 2 Vol/Gew.-%, und stärker bevorzugt weniger als
etwa 1 Vol/Gew.-% beträgt.
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Wenn
das Reaktionslösungsmittel
vorhanden ist, wird es bevorzugt, dass das Reaktionslösungsmittel ein
unpolares Lösungsmittel
ist. Wie es in dieser Erfindung verwendet wird, bezieht sich ein "unpolares Lösungsmittel" auf ein Lösungsmittel
mit einer Dielektrizitätskonstante
von weniger als etwa 20, vorzugsweise weniger als etwa 15, stärker bevorzugt
weniger als etwa 10 und am stärksten
bevorzugt weniger als etwa 5. Wie sie in dieser Erfindung verwendet
wird, bezieht sich die Dielektrizitätskonstante, ε, eines Lösungsmittels auf
den Wert bei 20°C.
Die Dielektrizitätskonstante
eines Lösungsmittels
findet sich zum Beispiel in "Handbook of
Chemistry and Physics, 63. Ausgabe, CRC Press, 1983, S. E-51 bis
E-54, das hier durch Bezugnahme aufgenommen ist. Stärker bevorzugt
ist das Reaktionslösungsmittel
ein aprotisches Lösungsmittel,
wie Ether und Kohlenwasserstoffe. Wie es hier verwendet wird, bezieht
sich ein "aprotisches
Lösungsmittel" auf ein Lösungsmittel,
das kein guter Donator einer Wasserstoffbindung ist, d.h. Lösungsmittel,
die keine Heteroatom-Wasserstoffbindung, z.B. O-H- oder N-H-Bindung, enthalten. Es sollte
jedoch ersichtlich sein, dass, während
aprotische Lösungsmittel
keine guten Donatoren einer Wasserstoffbindung sind, diese gute
Akzeptoren einer Wasserstoffbindung sein können. Noch stärker bevorzugt
wird das Reaktionslösungsmittel ausgewählt aus
Toluol, Tetrahydrofuran und 2-Methyltetrahydrofuran, und am stärksten bevorzugt
ist das Reaktionslösungsmittel
Toluol.
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Das
mono-geschützte
1,2-Diheteroethylensulfonamid I kann aus dem Reaktionsgemisch isoliert
werden, indem dem Reaktionsgemisch eine ausreichende Menge an Säure zugegeben
wird, um jede möglicherweise
vorhandene Base zu neutralisieren, das Reaktionslösungsmittel
entfernt und es aus einem Kristallisationslösungsmittel kristallisiert
oder ausgefällt
wird. Vorzugsweise wird dem Reaktionsgemisch eine ausreichende Menge
Säure zugegeben,
die zu einem pH-Wert der Lösung
von etwa 5 bis etwa 7, stärker
bevorzugt von etwa 5 bis etwa 6 und am stärksten bevorzugt von etwa 5
bis etwa 5,5 führt.
Jede Säure
mit ausreichendem pKa, um den gewünschten pH-Wert zu erreichen,
kann verwendet werden. Vorzugsweise wird die Säure ausgewählt aus anorganischen Säuren, wie
Chlorwasserstoffsäure,
Iodwasserstoffsäure,
Bromwasserstoffsäure, Phosphorsäure und
Schwefelsäure,
und stärker
bevorzugt ist die Säure
Chlorwasserstoffsäure.
Vorzugsweise ist das Kristallisationslösungsmittel ein Niederalkylalkohol,
und stärker
bevorzugt Ethanol. Vorzugsweise wird das Kristallisationslösungsmittel
auf einer Temperatur von etwa –25°C bis etwa
50°C gehalten,
um das Reaktionsprodukt zu kristallisieren, stärker bevorzugt von etwa –10°C bis etwa
25°C, und
am stärksten
bevorzugt von etwa –5°C bis 10°C.
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Im
Gegensatz zu dem Verfahren, das im Abschnitt „Hintergrund" beschrieben ist,
stellt eine besondere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mono-geschützten Ethylenglycolsulfonamidderivats
der Verbindung I (wobei X und Y für O stehen) unter Verwendung
eines mono-geschützten
Ethylenglycolderivats zur Verfügung,
das die Bildung einer ungewünschten
Ethylenglycol bis-sulfonamidverbindung verhindert, z.B. wobei zwei
Moleküle
der Verbindung II an ein Molekül
Ethylenglycol gekoppelt sind, um ein Molekül einer allgemeinen Struktur
Ar-OCH2CH2O-Ar zu
bilden, wobei Ar der Anteil der Verbindung II ist, der an Ethylenglycol
gekoppelt worden war. Ohne an irgendeine Theorie gebunden zu sein,
wird angenommen, dass bei dem im Abschnitt „Hintergrund" beschriebenen Verfahren
die Hydroxygruppe eines Teils des anfänglich gebildeten Ethylenglycolsulfonamidderivats
mit nicht umgesetztem Natriumethylenglycol (NaOCH2CH2OH) oder anderen Basen, die in dem Reaktionsgemisch
vorhanden sein können,
reagiert, um ein Anion zu bilden, das dann mit einem anderen Molekül von Pyrimidinmonohalogenid
II reagiert, um das ungewünschte
Ethylenglycol bis-sulfonamidderivat zu bilden. Durch Verwendung
des mono-geschützten
Ethylenglycolderivats eliminiert die vorliegende Erfindung jede
Möglichkeit
des Bildens eines derartigen Anions, wodurch die Erzeugung des ungewünschten
Ethylenglycol-bis-sulfonamidderivats
vollständig
eliminiert wird. Diese Eliminierung der Erzeugung von ungewünschtem
Bis-sulfonamidethylenglycolderivat führt zu einer höheren Gesamtausbeute
des Produktes und zu einer leichteren Produktreinigung.
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Ein
weiterer Nachteil des Verfahrens, das in dem Abschnitt „Hintergrund" beschrieben wird,
ist die Verwendung von Ethylenglycol als ein Lösungsmittel, das nach der Reaktion
durch Destillation entfernt werden muss. Bei einer Reaktion in kleinem
Maßstab
bringt die Verwendung von Ethylenglycol als ein Lösungsmittel keine
großen
Schwierigkeiten mit sich. Bei einer Reaktion in großem industriellem
Maßstab
ist die Verwendung von Ethylenglycol jedoch wegen seiner Toxizität und seines
hohen Siedepunktes, der viel Zeit und Energie für dessen Entfernung erfordert,
unpraktikabel. Im Gegensatz dazu verwendet das Verfahren der vorliegenden
Erfindung ein unpolares Lösungsmittel,
wie vorstehend besprochen.
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Das
Verfahren zur Herstellung des mono-geschützten 1,2-Diheteroethylensulfonamids
I kann ferner einen Schritt des Entfernens der Schutzgruppe einschließen, d.h.
die Umwandlung von R5 zu Wasserstoff. Die Entfernung
einer Vielfalt von Schutzgruppen wird in vorstehend erwähnter Schrift "Protecting Groups
in Organic Synthesis" offenbart.
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Als
Veranschaulichung wird das Verfahren zur Entfernung einer Schutzgruppe
von mono-geschütztem Ethylenglycolsulfonamid
I in Bezug auf das Entfernen einer tert-Butyletherschutzgruppe eines Alkohols
besprochen (d.h. die Umwandlung von R5 von
tert-Butyl zu Wasserstoff,
wobei X und Y für
O stehen). Das in Kontakt bringen des tert-Butylether-geschützten Ethylenglycolsulfonamids
I (d.h. Verbindung I, wobei YR5 eine O-tert-Butyleinheit
ist) mit einer Säure
entfernt die tert-Butylschutzgruppe. Jede Säure mit einer ausreichenden Säurestärke, um
die tert-Butylethergruppe zu entfernen, kann verwendet werden. Beispielhafte
Säuren
umfassen organische Säuren,
wie Toluolsulfonsäure,
Trifluoressigsäure
(TFA), Methansulfonsäure
(MSA), Ameisensäure,
Essigsäure
und andere Carbonsäuren;
anorganische Säuren,
wie Schwefelsäure,
Bromwasserstoffsäure,
Iodwasserstoffsäure
und Chlorwasserstoffsäure;
und Lewis-Säuren,
wie ZnCl2, AlCl3,
FeCl3, TiCl4 und Me3SiI. Derartige Säuren können individuell oder als ein
Gemisch verwendet werden. Vorzugsweise wird die Säure ausgewählt aus
Trifluoressigsäure
(TFA), Methansulfonsäure
(MSA), Ameisensäure,
Essigsäure, Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, FeCl3, TiCl4 und Me3SiI, und stärker bevorzugt ist die Säure Ameisensäure.
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Bei
Verwendung einer protischen Säure
bei der Entfernung einer Etherschutzgruppe wird bevorzugt, dass
ein Alkohollösungsmittel
bei der Reaktion zur Entfernung der Schutzgruppe verwendet wird.
Wie er in dieser Erfindung verwendet wird, bezieht sich der Begriff "protische Säure" auf eine Bronsted-Lowry-Säure, d.h. jede
Substanz, die in der Lage ist, ein Wasserstoffion oder Proton abzugeben.
Vorzugsweise wird das Alkohollösungsmittel
ausgewählt
aus Methanol, Ethanol, iso-Propanol und Butanol, stärker bevorzugt
wird das Alkohollösungsmittel
ausgewählt
aus Methanol, Ethanol und iso-Propanol, und am stärksten bevorzugt
ist das Alkohollösungsmittel
Ethanol.
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In
Bezug auf tert-Butylether-geschütztes
Ethylenglycolsulfonamid I reicht eine nützliche Reaktionstemperatur
für das
Entfernen einer Etherschutzgruppe von etwa 10°C bis etwa 125°C, stärker bevorzugt
von etwa 25°C
bis etwa 100°C
und am meisten bevorzugt von etwa 80°C bis etwa 90°C. Das Verhältnis der
protischen Säure
zu dem tert-Butylether-geschützten
Ethylenglycolsulfonamid I kann von etwa 1 Liter der Säure:1 Kilogramm
der mono-geschützten
Verbindung (d.h. 1:1 (l/kg)) bis etwa 10:1 (l/kg), vorzugsweise
etwa 5:1 (l/kg) und am stärksten
bevorzugt etwa 2:1 (l/kg) reichen. Unter diesen Bedingungen verbleiben
weniger als etwa 5% restliches tert-Butylether-geschütztes Ethylenglycolsulfonamid
I nach etwa 1 bis 10 Stunden, und vorzugsweise weniger als etwa
1%. Vorzugsweise führt
die Reaktion zur Entfernung der Schutzgruppe zu einem Verbleib von
weniger als etwa 1% tert-Butylether-geschütztem Ethylenglycolsulfonamid
I.
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Nach
der Reaktion zur Entfernung der Schutzgruppe wird das Reaktionsgemisch
gekühlt
und ein unpolares aprotisches Lösungsmittel,
wie vorstehend besprochen, wird zugegeben. Eine wesentliche Menge
unpolares Lösungsmittel
und die protische Säure
werden dann entfernt, zum Beispiel durch Azeotropdestillation unter
einem reduzierten Druck.
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Wenn
Ameisensäure
für die
Entfernung der Schutzgruppe von tert-Butylether-geschütztem Ethylenglycolsulfonamid
I verwendet wird, kann das anfängliche
Produkt ein Formyloxy-geschütztes Ethylenglycolsulfonamid
I sein (d.h. Verbindung I, wobei X und Y für O stehen und R
5 für CHO steht).
Die Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren, bei dem das in
Kontakt bringen eines mono-geschützten
1,2-Diheteroethylensulfonamids mit Ameisensäure ein mono- geschütztes 1,2-Diheteroethylensulfonamid-Zwischenprodukt
der Formel:
erzeugt.
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Das
Formyloxy-geschützte
Ethylenglycolsulfonamid I wird typischerweise durch das folgende
Verfahren aus dem Reaktionsgemisch isoliert. Das Reaktionsgemisch,
das Formyloxy-geschütztes Ethylenglycolsulfonamid
I enthält,
wird auf von etwa 25°C
bis etwa 100°C,
stärker
bevorzugt von etwa 35°C
bis etwa 85°C
und am stärksten
bevorzugt von etwa 45°C
bis etwa 55°C
gekühlt.
Die resultierende Aufschlämmung
wird dann mit einem Alkohollösungsmittel,
vorzugsweise Ethanol, verdünnt
und bis zum Rückfluss
erwärmt.
Das Abkühlen des
resultierenden Alkohollösungsmittelgemischs
auf von etwa –25°C bis etwa
25°C, vorzugsweise
von etwa –15°C bis etwa
15°C und
stärker
bevorzugt von etwa –10°C bis etwa
0°C ergibt
das gewünschte
Formyloxy-geschützte
Ethylenglycolsulfonamid I. In manchen Fällen wird ein solvatisiertes
Formyloxy-geschütztes
Ethylenglycolsulfonamid I durch dieses Verfahren erhalten, d.h.
ein festes Formyloxy-geschütztes
Ethylenglycolsulfonamid I, das Lösungsmittelmoleküle enthält, z.B.
Ethanol. Der Begriff "solvatisiert" bedeutet eine feste
Verbindung, die Lösungsmittelmoleküle in dem
Kristallgitter der Verbindung enthält.
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Alternativ
wird das Alkohollösungsmittelgemisch
von oben auf von etwa 0°C
bis etwa 50°C,
stärker
bevorzugt von etwa 15°C
bis etwa 35°C
und am stärksten
bevorzugt auf etwa 25°C
abgekühlt.
Das Lösungsmittel wird
durch Dekantieren aus einer kristallisierten Aufschlämmung, die
das Produkt enthält,
entfernt. Obwohl das Produkt getrocknet werden kann, wird typischerweise
das nasse Produkt direkt in dem nachfolgenden Verfahren verwendet.
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Die
Formyloxygruppe kann dann entfernt werden, indem das Formyloxy-geschützte Ethylenglycolsulfonamid
mit einer Base in Kontakt gebracht wird. Jede Base, die die Formyloxygruppe
hydrolisieren kann, kann verwendet werden. Vorzugsweise wird die
Base ausgewählt
aus Hydroxiden, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid,
Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid; Carbonaten, wie Natriumcarbonat,
Lithiumcarbonat, Kaliumcarbonat und Calciumcarbonat; Bicarbonaten,
wie Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat und Lithiumbicarbonat. Stärker bevorzugt
wird die Base ausgewählt
aus Hydroxid, und am stärksten
bevorzugt Natriumhydroxid. Das Entfernen der Formyloxyschutzgruppe
kann in Gegenwart eines Lösungsmittels
erfolgen. Vorzugsweise ist das Lösungsmittel
ein protisches Lösungsmittel,
wie Wasser, Alkohol und ein Gemisch davon, stärker bevorzugt ist das Lösungsmittel
Wasser, Ethanol und ein Gemisch davon.
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Zur
Entfernung der Formyloxygruppe wird typischerweise das kombinierte
Gemisch bei einer Temperatur von etwa 5°C bis etwa 65°C, stärker bevorzugt
von etwa 15°C
bis etwa 45°C
und am stärksten
bevorzugt bei etwa 25°C
gerührt.
Die Reaktionszeit kann von etwa 5 Minuten bis etwa 48 Stunden, stärker bevorzugt
von etwa 15 Minuten bis etwa 5 Stunden, und am stärksten bevorzugt
von etwa 30 Minuten bis etwa 90 Minuten reichen. Nach der Entfernung
der Formyloxygruppe wird das Reaktionsgemisch angesäuert, um
den pH-Wert des Reaktionsgemisches auf einen pH-Wert von etwa 5
bis etwa 7, stärker
bevorzugt auf einen pH-Wert
von etwa 5 bis etwa 6 und am stärksten
bevorzugt auf einen pH-Wert von etwa 5 bis etwa 5,5 einzustellen.
Jede Säure,
die ausreichend stark ist, um den pH-Wertbereich des Reaktionsgemisches
auf einen gewünschten pH-Wert
einzustellen, kann verwendet werden. Vorzugsweise ist die Säure Chlorwasserstoffsäure, stärker bevorzugt
ist die Säure
12 N HCl-Lösung. Nach
Zugabe von Säure
wird Wasser zugegeben und die Suspension wird von etwa 1 Stunde
bis etwa 10 Stunden, stärker
bevorzugt von etwa 2 Stunden bis etwa 5 Stunden und am stärksten bevorzugt
etwa 3 Stunden gerührt.
Das feste Produkt, Ethylenglycolsulfonamid (d.h. Verbindung I, wobei
X und Y für
O stehen und R5 für Wasserstoff steht), wird
dann filtriert, mit einem Alkohol-Wasser-Gemisch, vorzugsweise einem
Ethanol-Wasser-Gemisch, gewaschen und unter Verwendung eines Standardverfahrens
getrocknet, um das gewünschte
Ethylenglycolsulfonamid zu erhalten.
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Das
Ethylenglycolsulfonamid kann weiter gereinigt werden, indem die
Lösung
des nassen unreinen Ethylenglycolsulfonamids in einem Alkohol, vorzugsweise
Ethanol, unter Zugabe von Wasser während des Rückflusses unter Rückfluss
erwärmt
wird. Die resultierende Suspension wird dann auf einen Bereich von
etwa 0°C
bis etwa 50°C,
stärker
bevorzugt von etwa 15°C
bis etwa 35°C,
am stärksten
bevorzugt von etwa 20°C
bis etwa 30°C
abgekühlt.
Das Gemisch wird über
einen Zeitraum von etwa 1 Stunde bis etwa 24 Stunden, stärker bevorzugt
von etwa 2 Stunden bis etwa 12 Stunden und am stärksten bevorzugt von etwa 5
Stunden bis etwa 7 Stunden auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt. Das
gereinigte Ethylenglycolsulfonamid wird dann isoliert und getrocknet.
Unter Verwendung dieses Verfahrens kann Ethylenglycolsulfonamid
mit einer Reinheit von mehr als etwa 99,3%, stärker bevorzugt von mehr als
etwa 99,5% und am stärksten
bevorzugt von mehr als etwa 99,8% erzeugt werden.
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Das
Verfahren zur Herstellung von mono-geschütztem 1,2-Diheteroethylensulfonamid
I der vorliegenden Erfindung kann auch ein Verfahren zur Herstellung
des Pyrimidinmonohalogenids II durch in Kontakt bringen eines Pyrimidindihalogenids
III der Formel
mit einem Sulfonamid IV der
Formel
einschließen.
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Diese
Kopplungsreaktion zwischen dem Pyrimidindihalogenid III und dem
Sulfonamid IV kann die Gegenwart einer Base einschließen. Ohne
an irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, dass die Base
das Sulfonamid deprotoniert und jede Säure neutralisiert, die während der
Reaktion erzeugt wird. Es wird angenommen, dass in Abwesenheit einer
Base die resultierende Säure,
die bei der Kopplungsreaktion erzeugt wird, die Geschwindigkeit
der nachfolgenden Kopplungsreaktion durch Protonierung des Sulfonamids
IV reduzieren kann, wodurch dessen Reaktionsvermögen reduziert wird, oder die
Säure kann
eine Zersetzung des Produktes und/oder Ausgangsmaterials bewirken,
was zu einer Abnahme der Gesamtausbeute führt. Es sollte ersichtlich
sein, dass in Gegenwart einer Base die reaktive Spezies das deprotonierte
Sulfonamid (d.h. Sulfonamidanion) sein kann. Somit umfasst das Verfahren
der vorliegenden Erfindung, während
das Sulfonamid in seiner neutralen Form vertreten ist, in Gegenwart
einer Base, auch das entsprechende Sulfonamidanion. Vorzugsweise
wird die Base ausgewählt
aus Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat, Lithiumbicarbonat, Natriumcarbonat,
Kaliumcarbonat, Lithiumcarbonat, Natriumhydroxid, Lithiumhydroxid,
Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid und Kaliumhydroxid, stärker bevorzugt
wird die Base ausgewählt
aus Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid,
und am stärksten
bevorzugt ist die Base Kaliumcarbonat. Die Menge der bei dieser
Reaktion verwendeten Base reicht von etwa 1 Äq. bis etwa 2 Äq., vorzugsweise
von etwa 1 Äq.
bis etwa 1,5 Äq.,
stärker
bevorzugt von etwa 1 Äq.
bis etwa 1,3 Äq.
und ist am stärksten
bevorzugt etwa 1,1 Äq.
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Diese
Kopplungsreaktion kann in dem gleichen Reaktionslösungsmittel
durchgeführt
werden wie das Lösungsmittel,
das bei der Kopplungsreaktion zwischen dem Pyrimidinmonohalogenid
II und der mono-geschützten
1,2-Diheteroethylenverbindung verwendet wird. Außerdem kann das Reaktionsgemisch
der Kopplungsreaktion zwischen dem Pyrimidindihalogenid III und
dem Sulfonamid IV ohne Isolierung oder Reinigung direkt in dem nächsten Schritt
verwendet werden.
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Die
Kopplungsreaktion zwischen dem Pyrimidindihalogenid III und dem
Sulfonamid IV kann auch die Gegenwart eines Phasen-Transfer-Katalysators
einschließen.
Ein "Phasen-Transfer-Katalysator" bezieht sich auf
einen Katalysator oder ein Mittel, der/das einem Reaktionsgemisch
von Komponenten zugegeben wird, um ein oder mehrere der reagierenden
Komponenten an eine Stelle zu transferieren, wo sie zweckmäßig und schnell
mit einer anderen reagierenden Komponente reagieren kann. Nicht
einschränkende
Beispiele für
Phasen-Transfer-Katalysatoren oder Mittel, die eingesetzt werden
können,
werden in "Phase-Transfer
Catalysis" von C.
M. Starks et al., Chapman & Hall,
New York, N.Y., 1994, beschrieben, welche Schrift hier in ihrer
Gesamtheit bezugnehmend aufgenommen wird. Vorzugsweise wird der
Phasen-Transfer-Katalysator
ausgewählt aus
Tetrabutylammoniumbromid, Tetrabutylphosphoniumbromid, Tetrabutylammoniumchlorid,
Tetrabutylphosphoniumchlorid, Benzyltriethylammoniumchlorid und
Tetrabutylammoniumhydrogensulfat, und stärker bevorzugt Tetrabutylammoniumbromid.
Vorzugsweise wird dem Reaktionsgemisch von etwa 0,5 Mol.-% bis etwa
10 Mol.-% Phasen-Transfer-Katalysator
zugegeben, stärker
bevorzugt von etwa 1 Mol.-% bis etwa 5 Mol.-%, noch stärker bevorzugt
von etwa 1,5 Mol.-% bis etwa 2,5 Mol.-%, und am stärksten bevorzugt
etwa 2 Mol.-%.
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Vorzugsweise
reicht die Reaktionszeit von etwa 2 Stunden bis etwa 15 Stunden,
stärker
bevorzugt von etwa 5 Stunden bis etwa 10 Stunden, und am stärksten bevorzugt
von etwa 5 Stunden bis etwa 7 Stunden. Die Reaktion kann unter einer
Bedingung durchgeführt
werden, bei der jegliches Wasser, das vorhanden ist oder in dem
Reaktionsgemisch gebildet wird, entfernt wird. Dies kann zum Beispiel
durch Verwendung eines Reaktionslösungsmittels erreicht werden,
das Wasser unter Verwendung einer Dean-Stark-Einrichtung azeotrop
entfernen kann. Vorzugsweise ist das Reaktionslösungsmittel das gleiche wie
das Lösungsmittel,
das in der Kopplungsreaktion zwischen dem Pyrimidinmonohalogenid
II und der mono-geschützten
1,2-Diheteroethylenverbindung
verwendet wird. Die Verwendung des gleichen Reaktionslösungsmittels
ermöglicht
die Durchführung
der Kopplungsreaktion zwischen dem Pyrimidinmonohalogenid II und
der mono-geschützten 1,2-Diheteroethylenverbindung
ohne Isolieren des Produktes von der Kopplungsreaktion zwischen
dem Pyrimidindihalogenid III und dem Sulfonamid IV. Diese Eliminierung
der Notwendigkeit der Isolierung eines Produktes reduziert die Produktionszeit
und die Gesamtkosten. Außerdem
eliminiert sie die Isolierung von Sensibilisator Pyrimidinmonohalogenid
II, wodurch das Risiko des Ausgesetztseins an eine schädliche Chemikalie reduziert
wird.
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Das
Verfahren zur Herstellung von mono-geschütztem 1,2-Diheteroethylensulfonamid
I der vorliegenden Erfindung kann auch ein Verfahren zur Herstellung
eines Pyrimidindihalogenids III durch in Kontakt bringen von Pyrimidindion
V der Formel:
mit einem Dehydrohalogenierungsreagenz
einschließen.
Wie es in dieser Erfindung verwendet wird, bezieht sich ein "Dehydrohalogenierungsreagenz" auf jedes Reagenz,
das in der Lage ist, das Pyrimidindion V zu Pyrimidindihalogenid
III umzuwandeln. Beispielhafte Dehydrohalogenierungsreagenzien umfassen
Phosphoroxychlorid, Phosphorpentachlorid, Phosphortrichlorid, Phosphoroxybromid,
Phosphorpentabromid, Phosphortribromid, Oxalylchlorid und Gemische
davon. Vorzugsweise wird das Dehydrohalogenierungsmittel ausgewählt aus
Phosphoroxychlorid, Phosphorpentachlorid, Phosphortrichlorid und
Gemischen davon.
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Die
Umwandlung von Pyrimidindion V zu Pyrimidindihalogenid III unter
Verwendung eines Dehydrohalogenierungsmittels wird typischerweise
bei einer erhöhten
Temperatur durchgeführt.
Vorzugsweise ist die Reaktionstemperatur mindestens etwa 80°C, stärker bevorzugt
mindestens etwa 85°C
und am stärksten
bevorzugt mindestens etwa 90°C.
Obwohl die Reaktion in jedem Lösungsmittel
durchgeführt
werden kann, das im Wesentlichen inert zu den Reaktionsbedingungen
ist, wird die Reaktion typischerweise in Abwesenheit eines Lösungsmittels
durchgeführt.
Nachdem sich eine ausreichende Menge des Pyrimidindihalogenids III
gebildet hat, wird das Reaktionsgemisch mit einem Lösungsmittel
verdünnt,
das einen Siedepunkt von mindestens 80°C, vorzugsweise mindestens etwa
90°C, und
stärker
bevorzugt mindestens etwa 110°C
hat. Vorzugsweise ist das Lösungsmittel
ein unpolares Lösungsmittel,
stärker
bevorzugt ein aprotisches unpolares Lösungsmittel, noch stärker bevorzugt
Toluol, und am stärksten
bevorzugt das gleiche unpolare Lösungsmittel, wie
dasjenige, das in dem nachfolgenden Verfahren verwendet wird. Durch
Verwendung des gleichen unpolaren Lösungsmittels wie in dem nachfolgenden
Verfahren vermeidet die vorliegende Erfindung, dass das Pyrimidindihalogenid
III, von dem bekannt ist, dass es ein potenter Sensibilisator ist,
isoliert und/oder gereinigt werden muss. Das resultierende Reaktionsgemisch
wird dann gequencht, um jegliches verbleibende Dehydrohalogenierungsmittel
zu zerstören.
Das Quenchmittel ist jede Verbindung, die mit dem Dehydrohalogenierungsmittel
reagiert, ohne wesentlich mit Pyrimidindion V und/oder Pyrimidindihalogenid
III zu reagieren. Vorzugsweise ist das Quenchmittel ausgewählt aus
einem Alkohol, Wasser und Gemischen davon. Stärker bevorzugt ist das Quenchmittel
Wasser. Das Quenchmittel kann auch eine Base enthalten, um jede
Säure zu
neutralisieren, die sich während
des Quenchschrittes bilden kann. Jede Base, die die Säure neutralisieren
kann, die sich in dem Quenchschritt bildet, kann verwendet werden.
Vorzugsweise ist die Base ein Hydroxid, und stärker bevorzugt Natriumhydroxid.
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Wenn
eine Phosphorverbindung als das Dehydrohalogenierungsmittel verwendet
wird, werden während
des Quenchschrittes Phosphor-Nebenprodukte erzeugt. Die Entfernung
dieser Phosphor-Nebenprodukte kann durch Zugabe eines Metalloxids
erleichtert werden. Vorzugsweise wird das Metalloxid ausgewählt aus einem Übergangsmetalloxid,
Erdalkalimetalloxid und Alkalimetalloxid, stärker bevorzugt wird das Metalloxid ausgewählt aus
einem Erdalkalimetalloxid, und am stärksten bevorzugt ist das Metalloxid
Calciumoxid. Das Pyrimidindihalogenid III kann von dem Reaktionsgemisch
vor dem nachfolgenden Verfahren isoliert werden; es wird jedoch
angenommen, dass das Pyrimidindihalogenid III ein Sensibilisator
ist. Daher wird es bevorzugt, dass das Pyrimidindihalogenid III
in dem nachfolgenden Verfahren ohne vorherige Isolierung oder Reinigung verwendet
wird.
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Weitere
Aufgaben, Vorteile und neuen Merkmale dieser Erfindung werden dem
Fachmann bei Prüfung der
folgenden Beispiele deutlich, die nicht einschränkend sein sollen.
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BEISPIELE
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4-tert-Butylbenzolsulfonamid
(4) wurde von der Säurefabrik
Schweizerhall bezogen. Phosphoroxychlorid, Kaliumcarbonat, Tetrabutylammoniumbromid,
Natriumhydroxidperlen und Ameisensäure wurden von der Aldrich
Chemical Company bezogen. Toluol wurde von Burdick and Jackson bezogen.
Ethylenglycolmono-tert-butylether (ETB) wurde von TCI America bezogen.
Ethanol wurde von Spectrum Chemical bezogen.
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Ethylenglycolmono-tert-butylether
ist auch von Maruzen und Spectrum erhältlich.
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Alle
anderen Reagenzien und Lösungsmittel
sind problemlos im Handel zu beziehen, zum Beispiel von der Aldrich
Chemical Company oder entsprechenden Handelslieferanten.
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Beispiel 1
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Dieses
Beispiel veranschaulicht die Herstellung von 4,6-Dichlor-5-(O-methoxy-phenoxy)-2,2'-bipyrimidin (3).
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Ein
Gemisch von 150,0 g (0,480 Mol) 5-(O-Methoxy-phenoxy)-2-(2-pyrimidin-2-yl)-4,6(1H,5H)-pyrimidindion
(2) und 176 ml (290 g, 1,89 Mol) Phosphoroxychlorid wurde auf 90°C erwärmt. Nachdem
die kräftige Gasentwicklung
nachgelassen hatte, wurde die Gefäßtemperatur auf 105°C erhöht und 5
Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Das Gemisch wurde auf 80–90°C abgekühlt, mit
225 ml Toluol verdünnt
und dann über eine
12er Messkanüle
zu einem Gemisch von 675 ml Toluol und 525 ml H2O
während
15–30
Minuten gegeben. Es wurde externes Kühlen angewandt, um die Quenchgemisch-Temperatur
auf weniger als 80°C
zu halten. Wässriges
Natriumhydroxid (400 ml, 30%ig) wurde bei 70–80°C zugegeben, dann wurden die
Schichten getrennt. Die Toluolschicht wurde mit 500 ml Wasser gewaschen,
das 1 ml 30% wässriges
NaOH enthielt. Um ein Ausfällen
von Dichlorpyrimidin (3) zu vermeiden, muss die Temperatur nach
der Laugenzugabe auf mehr als 70°C
gehalten werden.
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Die
kombinierten wässrigen
Schichten wurden mit 500 ml Toluol extrahiert. Die kombinierten
organischen Phasen wurden durch Destillation des Toluolazeotrops
getrocknet. Die resultierende Lösung
wurde direkt in dem nächsten
Schritt verwendet.
-
Beispiel 2
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Dieses
Beispiel veranschaulicht die Herstellung von p-tert-Butyl-N-[6-chlor-5-(O-methoxy-phenoxy)[2,2'-bipyrimidin]-4-yl]benzolsulfonamidkaliumsalz
(5) unter Verwendung von BTEAC.
-
Ein
Gemisch von 6,427 g (30,13 mmol) 4-tert-Butylbenzolsulfonamid (4),
wasserfreiem Kaliumcarbonat (Armand, extrafein, 4,997 g, 36,16 mmol,
1,2 Äquiv.),
69 mg (0,301 mmol, 1 Mol.-%) Benzyltriethylammoniumchlorid (BTEAC),
Dichlorpyrimidin (3) (10,521 g, 30,13 mmol) und Toluol (150 ml)
wurde 8 Stunden unter Rückfluss
erwärmt
(Wärmebad
bei 130°C,
Dean-Stark-Abscheider). Das resultierende Gemisch wurde über Nacht
gekühlt.
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Dem
gerührten
Gemisch wurden 3,5 ml 12 N HCl (42 mmol) zugegeben, und Wasser wurde
durch Azeotropdestillation entfernt. Die Reaktionsanalyse durch
HPLC zeigte 96,4% des gewünschten
Produktes nach der Säureaufarbeitung.
-
Beispiel 3
-
Dieses
Beispiel veranschaulicht die Herstellung von p-tert-Butyl-N-[6-chlor-5-(O-methoxy-phenoxy)[2,2'-bipyrimidin]-4-yl]benzolsulfonamidkaliumsalz
(5) unter Verwendung von TBAB.
-
4-tert-Butylbenzolsulfonamid
(4) (102,4 g, 0,480 mol), 79,6 g (0,576 mol) wasserfreies pulveriges
(extrafeines) Kaliumcarbonat, 4,6 g (14 mmol, 2,9 Mol.-%) Tetrabutylammoniumbromid
(TBAB) und 1950 ml Toluol wurden der Toluollösung von Dichlorpyrimidin (3)
bei 50°C
zugegeben. Die resultierende Suspension wurde unter kontinuierlicher
Entfernung von Wasser unter Verwendung eines Dean-Stark-Abscheiders
5–7 Stunden
unter Rückfluss
erwärmt.
Die Suspension wurde gekühlt
und dann direkt in dem nächsten
Schritt verwendet.
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Beispiel 4
-
Dieses
Beispiel veranschaulicht die Herstellung von p-tert-Butyl-N-[6-(2-tert-butyloxy-ethoxy)-5-(O-methoxy-phenoxy-)[2,2'-bipyrimidin]-4-yl]benzolsulfonamid
(6).
-
Ethylenglycolmono-tert-butylether
(ETB) (189 mol, 170 g, 1,44 mol) und 38,4 g (0,960 mol) körniges Natriumhydroxid
wurden der Benzolsulfonamidkaliumsalz(5)-Suspension in Toluol zugegeben.
Die Suspension wurde dann 3 bis 7 Stunden auf 55°C erwärmt. Das Gemisch änderte sich
von einer Aufschlämmung
nahezu zu einer Lösung
und zu einer Suspension, als das Produkt gegen Ende der Reaktion
ausfiel. Die Suspension wurde gekühlt und 80 ml 12 N HCl in 720
ml Wasser wurden zugegeben. Es wurde mehr Säure (10–15 ml) zugegeben, um den pH-Wert
auf 3–4
einzustellen und zwei klare Schichten zu erzeugen. Die Schichten wurden
getrennt. Die organische Schicht wurde zweimal mit 500 ml Wasser
gewaschen.
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Das
Toluol-Wasser-Azeotrop und Toluol wurden bei atmosphärischem
Druck destilliert (3.200 ml aufgefangen). Der Kolben wurde gekühlt und
die Destillation wurde unter reduziertem Druck fortgesetzt, bis
etwa 50 ml Toluol verblieben. Die Gefäßlösung wurde gekühlt und
mit 1500 ml denaturiertem Ethanol verdünnt. Toluol wurde als Ethanolazeotrop
entfernt (500–750
ml aufgefangen) und die Suspension konnte über Nacht auf 25°C abkühlen. Nach
Abkühlen
auf 2–5°C wurde die
Suspension 2 Stunden gerührt.
Der Niederschlag wurde saugfiltriert, mit 500 ml kaltem denaturiertem
Ethanol gewaschen, dann in einem Vakuumofen bei 40–50°C getrocknet,
um 268 g (91,8%) nahezu farbloses Pulver zu ergeben.
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Die
Rekristallisierung von Toluol, dann Ethylether ergab Material für die Elementaranalyse:
mp 156–156,5°C, 300 MHZ 1H NMR (CDCl3) δ 1,13 (s,
9H), 1,28 (s, 9H), 3,62 (t, 2H, J = 4,9 Hz), 3,99 (s, 3H), 4,62 (t,
2H, J = 4,9 Hz), 6,83–6,88
(m, 1H), 6,96–6,99
(d, 1H, J = 8,1 Hz), 7,08–7,13
(m, 1H), 7,29 (d, 1H, J = 8,1 Hz), 7,38–7,42 (m, 3H), 8,38 (d, 2H,
J = 8,6 Hz), 8,98 (d, 2H), 9,1 (br, 1H); IR (KBr-Pellet) 3300–3200, 2975, 2890,
2840, 1575, 1500 cm–1: Anal. berechnet für C31H37N5O6S: C, 61,27; H, 6,14; N, 11,52. gefunden:
C, 61,53; H, 6,37; N, 11,42.
-
Beispiel 5
-
Dieses
Beispiel veranschaulicht die Herstellung von p-tert-Butyl-N-[6-(2-formyloxy-ethoxy)-5-(O-methoxy-phenoxy)[2,2'-bipyrimidin]-4-yl]benzolsulfonamid-monoethylalkoholsolvat
(8).
-
Ein
Gemisch von p-tert-Butyl-N-[6-(2-tert-butyl-ethoxy)-5-(O-methoxy-phenoxy)[2,2'-bipyrimidin]-4-yl]benzolsulfonamid (6)
(250,82 g, 0,413 mol) und 500 ml 95–97% Ameisensäure wurde
4 Stunden auf 85°C
erwärmt.
Die resultierende gelbe Lösung
wurde gekühlt
und mit 800 ml Toluol verdünnt.
Ameisensäure und
Toluol wurden als Azeotrop unter Verwendung eines 1000 ml Destillationsspeicherkopfes
[Ace Glass Katalog # 6620-14] als ein Schichtentrennkollektor bei
35–39°C und 97–102 mm
Hg destilliert (aufgefangen 680 ml obere Phase und 450 ml untere
Phase).
-
Zu
diesem Zeitpunkt zeigt die Gaschromatographie (GC)-Analyse, dass
das Toluoldestillat Ameisensäure
nur in Spuren enthält
und das Produkt-Toluol-Verhältnis
(LC-Bereich%) ~92:4 war. Die Suspension wurde auf 50°C abgekühlt, mit
615 ml absolutem Ethanol verdünnt,
dann bis Rückfluss
erwärmt.
Die Lösung
konnte bei ~150 Upm während
18 Stunden auf 25°C
abkühlen.
Die resultierende Suspension wurde auf –5°C abgekühlt, 2 Stunden gerührt, dann
dekantiert (aufgefangen 400 ml in 75 min). Der nasse Feststoff wurde
in 500 ml absolutem Ethanol unter Rückfluss aufgenommen. Die Lösung konnte
bei 150 Upm während
4 Stunden auf 25°C
abkühlen,
dann wurde die Suspension dekantiert (585 ml in 40 min). Der nasse
Feststoff wurde direkt in dem nächsten
Schritt verwendet.
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Die
Umkristallisierung aus wasserfreiem Ethanol ergab Material für die Elementaranalyse:
mp 138,5–140°C, 300 MHZ 1H NMR (CDCl3) δ 1,21 (t,
3H, J = 7,0 Hz), 1,29 (s, 9H), 1,67 (br, 1H), 3,70 (m, 2H), 3,90
(s, 3H), 4,35 (m, 2H), 4,71 (m, 2H), 6,80–6,85 (m, 1H), 6,95 (d, 1H,
J = 7,5 Hz), 7,03–7,11
(m, 2H), 7,40–7,44
(m, 3H), 7,89 (s, 1H), 8,41 (d, 2H, J = 8,4 Hz), 8,93 (br, 1H),
8,99 (d, 2H); IR (KBr-Pellet) 3600–3240, 2970, 2910, 2870, 1725,
1685, 1580, 1560 cm–1: Anal. berechnet für C30H35N5O8S: C, 57,59; H, 5,64; N, 11,19. gefunden:
C, 57,40; H, 5,51; N, 11,43.
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Beispiel 6
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Dieses
Beispiel veranschaulicht die Herstellung von p-tert-Butyl-N-[6-(2-formyloxy-ethoxy)-5-(O-methoxy-phenoxy)[2,2'-bipyrimidin]-4-yl]benzolsulfonamid
(7).
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Ein
Gemisch von p-tert-Butyl-N-[6-(2-tert-butyloxy-ethoxy)-5-(O-methoxy-phenoxy)[2,2'-bipyrimidin]-4-yl]benzolsulfonamid (6)
(47,692 g, 71,84 mmol) und 78 ml 96%ige Ameisensäure wurde 3 Stunden auf 90°C erwärmt. Die
resultierende gelbe Lösung,
die einige schwarze Flecken enthielt, wurde auf 25°C abgekühlt, und
die flüchtigen
Stoffe wurden auf einem Rotationsverdampfer bei 45°C entfernt,
und dann über
Nacht auf einer Vakuumpumpe. Der Restsirup wurde in 200 ml Ethylacetat
aufgenommen. Die Suspension wurde saugfiltriert, und der Niederschlag
wurde mit 50 ml Ethylacetat gewaschen.
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Die
Mutterlaugen wurden auf einem Rotationsverdampfer bei 35°C konzentriert
und der Rückstand wurde
mit 200 ml Ethylether verrieben. Der Niederschlag wurde saugfiltriert,
dann mit 50 ml Ethylether gewaschen. Das Kaliumformiat wurde im
Vakuum 20 Stunden bei 25°C
getrocknet, um 5,11 g eines farblosen Feststoffes zu erhalten. Das
Bosentanformiat (7) wurde 20 Stunden im Vakuum bei 25°C getrocknet,
um 45,028 g farblosen Feststoff zu ergeben.
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Die
theoretische Ausbeute des Kaliumformiats: 6,044 g
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Die
theoretische Ausbeute des Bosentanformiats (7): 41,644 g.
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Beispiel 7
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Dieses
Beispiel veranschaulicht die Herstellung von Bosentan (1).
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Absolutes
Ethanol (600 ml), 165,2 g 30%iges Natriumhydroxid (1,239 mol NaOH)
und 175 ml Wasser wurden zu dem nassen p-tert-Butyl-N-[6-(2-formyloxy-ethoxy)-5-(O-methoxy-phenoxy)[2,2'-bipyrimidin]-4-yl]benzolsulfonamid-monoethylalkoholsolvat
(8) zugegeben. Die resultierende Lösung wurde 60 min bei 25°C gerührt. Die
Suspension wurde langsam mit 77 ml 12 N HCl bis zu einem pH-Wert
von 5 unter Eiskühlung,
um 25°C
beizubehalten, angesäuert.
Wasser (350 ml) wurde tropfenweise zugegeben, dann wurde die Suspension
bei 25°C
3 Stunden gerührt.
Der Niederschlag wurde saugfiltriert, mit 250 ml Ethanol-Wasser
im Verhältnis
1:1 gewaschen und kurz bei 25°C
luftgetrocknet.
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Beispiel 8
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Dieses
Beispiel veranschaulicht die Reinigung von Bosentan (1).
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Das
nasse rohe Bosentan (1) aus Beispiel 7 wurde in 650 ml wasserfreiem
Ethanol unter Rückfluss aufgenommen.
Wasser (650 ml) wurde tropfenweise unter Rückfluss zugegeben. Die resultierende
Suspension konnte bei 150 Upm während
6 Stunden auf 25°C
abkühlen.
Der Niederschlag wurde saugfiltriert und bei 25°C 16 Stunden luftgetrocknet,
um 214,47 g von nahezu farblosen Kristallen zu ergeben (91,2% p-tert-Butyl-N-[6-(2-tert-butyloxy-ethoxy)-5-(O-methoxy-phenoxy)[2,2'-bipyrimidin]-4-yl]benzolsulfonamid
(6).
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Beispiel 9
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Dieses
Beispiel veranschaulicht die Herstellung von p-tert-Butyl-N-[6-chlor-5-(O-methoxy-phenoxy)[2,2'-bipyrimidin]-4-yl]benzolsulfonamidnatriumsalz.
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In
einen 100 ml fassenden 3-halsigen Morton-Kolben mit Kondensator,
Stickstoffadapter und oben aufgehängtem mechanischem Rührwerk wurde
4-tert-Butylbenzolsulfonamid (1,851 g, 8,68 mmol), 4,6-Dichlor-5-(O-methoxy-phenoxy)-2,2'-bipyrimidin (3)
(3,121 g, 8,93 mmol) und wasserfreies Natriumcarbonat (2,305 g,
21,75 mmol) gegeben. Der Kolben wurde verschlossen und die Atmosphäre wurde
durch 10 Stickstoff-Vakuum-Spülcyclen
zu trockenem Stickstoff geändert.
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2-Methyltetrahydrofuran
(30 ml) wurde über
eine Spritze zugegeben, und die Suspension wurde 25 Stunden bei
einer externen Badtemperatur von 80°C unter Rückfluss erwärmt. Nach etwa 23,5 Stunden
wurden unter Rückfluss
190 mg Tetrabutylammoniumbromid (TBAB) zugegeben, gefolgt von weiteren
810 mg TBAB. Der Reaktionsfortschritt wurde durch TLC (EtOAc) für insgesamt
24 Stunden verfolgt. Die Suspension erscheint identisch zu derjenigen
zu sein, die durch das entsprechende Kaliumsalz gebildet wurde.
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Beispiel 10
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Dieses
Beispiel veranschaulicht die Ausfällung von Phosphat aus dem
wässrigen
Abfall einer Reaktion zur Herstellung von 4,6-Dichloro-5-(O-methoxy-phenoxy-2,2'-bipyrimidin (3).
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Die
wässrigen
Schichten der Pyrimidindichlorid(3)-Aufarbeitung (50 g Kesselstein)
wurden kombiniert, dann durch 0,45 Mikron-Medien filtriert, um 650
ml einer klaren, hellgelben Lösung
zu ergeben, die etwa 0,985 M Phosphat (als PO4 –2)
enthielt. Das Filtrat (100 ml) wurde in einen 500 ml fassenden Kolben
gegeben, der mit einem oben aufgehängten Rührwerk ausgerüstet war.
Nachdem Calciumoxid (3, 4, oder 5 Äquivalente) zugegeben worden
war, wurde die weiße
Aufschlämmung
kräftig
30 bis 60 Minuten bei 20–22°C gerührt und
dann durch einen rauen Sinterglasstrichter filtriert.
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Die
Aufschlämmungen,
die unter Verwendung von 3 oder 4 Äquivalenten Calciumoxid erzeugt
worden waren, konnten beide gut filtriert werden. Lösliches
Phosphat wurde unter Verwendung von 3 Äquivalenten Calciumoxid von über 40.000
ppm auf 4 ppm reduziert. Lösliches
Phosphat wurde unter Verwendung von 4 Äquivalenten Calciumoxid auf
gerade 1 ppm reduziert.
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Der
Fachmann wird verstehen, dass zahlreiche Änderungen und Modifizierungen
an den bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung vorgenommen werden können. Es ist daher beabsichtigt,
dass die beigefügten
Ansprüche
alle derartigen äquivalenten
Varianten, die in den wahren Rahmen der Erfindung fallen, abdecken.