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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Eintopfverfahren zur Herstellung
von 1-[2-Dimethylamino-(4-methoxyphenyl)ethyl]cyclohexanol der Formel
1. 1-[2-Dimethylamino-(4-methoxyphenyl)ethyl]cyclohexanol der Formel
1 ist allgemein unter der Bezeichnung Venlafaxin und auch als Effexor
bekannt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Eintopfsynthese
der Verbindung der Formel 1 aus 1-[Cyano(4-methoxyphenyl)methyl]cyclohexanol
der Formel 2, die wiederum durch eine einstufige Umwandlung hergestellt
wird, bei der man 4-Methoxyphenylacetonitril in Gegenwart einer
zweckmäßigen Base,
wie Natriumhydroxid, mit Cyclohexanon kondensiert.
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Hintergrund
der Erfindung
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Venlafaxin
der Formel 1 und pharmazeutisch unbedenkliche Salze davon sind wichtige
Antidepressiva des zentralen Nervensystems, die von Wyeth-Ayerat & Company im Jahre
1993 entwickelt wurden [Zhou Jinpei, Zhang Huibin, Huang Xuezhe
Huang Wenlong J, China Pharm. Univ. 1999, 30 (4) S. 249–50].
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Im
Stand der Technik [Husbands et al., US-PS 4,535,186 (1985)] erfolgt
die Herstellung der Verbindung der Formel 1 durch Umsetzung von
p-Methoxyphenylacetonitril bei –78°C mit Cyclohexanon
unter dem Einfluß von n-Butyllithium
nach zur Verfügung
stehenden Methoden [Sauvetre et al., Tetrahedron 34 2135 (1978)]
und anschließende
Reduktion unter hohem Druck unter Verwendung von Rhodium auf Aluminiumoxid als
Katalysator, erhalten durch Leuckart-Reaktion. Die symmetrische
N-Methylierung wird in Anlehnung an die Verfahrensweise von Eschweiler
und Clarke unter Verwendung von Formalin, Ameisensäure und
einem großen Überschuß Wasser
erreicht, wie von Tilford et al. [J.A.C.S. 76, 2431 (1954)] illustriert.
Alternativ dazu bedient man sich der Verfahrensweise von Borch und
Hassid unter Verwendung von Natriumcyanoborhydrid und Formaldehyd.
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Gemäß Fristed,
W. E. et al., Manganese (III) γ-Lactone
Annulation with Substituted Acids (Am. Chem. Soc. [1985] 4143–3148) kann
man Dihydro-3-[(N,N-dimethylamino)methyl]-5-octyl-2(3H)-furanon
aus dem entsprechenden α-Cyanolacton
durch Behandlung mit Formaldehyd in Ethanol unter Wasserstoffatmosphäre unter
Verwendung eines Raney-Nickel-Katalysators synthetisieren. Die 1949
veröffentlichte
US-PS 2,462,736 betrifft die Synthese von N-Alkyl substituierten
Alkanolaminen aus einfachen Aldehyd- und Ketoncyanhydrinen, wobei
die Beispiele die Umsetzung von Formaldehyd mit Formaldehydcyanhydrin
oder Acetoncyanhydrin betreffen. Keine dieser Druckschriften betrifft
die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Verbindungen.
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Gemäß einer
anderen Druckschrift des Standes der Technik [Robin Gerald Shepherd,
UK-Patent Nr.
GB 2 227
743 A (1990)] gelingt die Kondensation von 4-Methoxyphenylacetonitril
mit Cyclohexanon durch Verwendung von Lithiumdiisopropylamid in
Kohlenwasserstofflösungsmitteln
wie Hexan, Toluol oder Cyclohexan bei Umgebungstemperatur, wodurch
die Ausbeute auf 79% verbessert wird, und weitere Reduktion von
2 zum Amin mit anschließender
Schätzung
des Amins unter Erhalt der geforderten Verbindung der Formel 1.
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Gemäß noch einer
anderen Druckschrift des Standes der Technik [Zhou Jinpei, Zhang
Huibin, Huang Xuezhen, Huang Wenlong J, China Pharm. Univ. 1999,
30 (4) S. 249–50]
wird Anisol zum Chloracetylderivat acyliert und mit N,N-Dimethylamin
aminiert, die Carbonylgruppe dieser Verbindung mit KBH4 zum
Alkohol reduziert und mit PBr3 in das Bromderivat
umgewandelt, das wiederum bei Umsetzung mit Mg und dann Cyclohexanon
in einer Grignard-Reaktion zu Venlafaxin reagiert.
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Die
Verwendung von Reagentien wie Butyllithium und Lithiumdiisopropylamid,
Rhodium auf Aluminiumoxid und Chloracetylchlorid ist aufgrund ihrer
Gefährlichkeit
mit schweren Nachteilen behaftet. Außerdem sind die verwendeten
Lösungsmittel
ebenfalls gefährlich
und bei der großmaßstäblichen
Herstellung der Verbindung der Formel 1 unzweckmäßig.
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Aufgaben der
Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines einfachen
und zweckmäßigen Verfahrens
zur Synthese von Venlafaxin unter Verwendung von leicht zugänglichen
Ausgangsstoffen.
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Kurze Darstellung
der Erfindung
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Herstellung
von 2-[Dimethylamino-(4-methoxyphenyl)ethyl]cyclohexanol
der Formel 1, bei dem man 1-[Cyano(4-methoxyphenyl)methyl]cyclohexanol
der Formel 2
mit einem Formylierungsmittel
in einem protischen Lösungsmittel
in Gegenwart eines Katalysators bei einer Temperatur im Bereich
zwischen 30–60°C über einen
Zeitraum im Bereich von 6–16
Stunden bei einem Wasserstoffdruck im Bereich von 100 bis 400 psi
(ungefähr
6,89 × 10
5 bis 2,76 × 10
6 N·M
–2)
reduziert, den Katalysator abfiltriert und die Verbindung der Formel
1 isoliert und reinigt.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung wird die nicht umgesetzte Verbindung der Formel 2
zurückgeführt.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung verwendet man als Formylierungsmittel 35%iges Formalin.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung verwendet man als protisches Lösungsmittel Methylalkohol.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung verwendet man als Katalysator Raney-Nickel.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt man die Verbindung der Formel
2 durch Behandlung von Cyclohexanon mit 4-Methoxyphenylacetonitril
in Gegenwart von Base nach dem in der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung
EP-A-1,238,967 beschriebenen Verfahren her.
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Nach
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet man das Raney-Nickel in einem
Verhältnis
von 1:1, 2:1 und 3:1 (w/v) zum Edukt.
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Nach
noch einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beträgt
der Wasserstoffdruck 200 psi (ungefähr 1,38 × 106 N·M–2).
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Nach
noch einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beträgt
die Reaktionszeit 10 Stunden.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird das nicht umgesetzte Edukt vollständig zurückgewonnen
und zurückgeführt.
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Nähere Beschreibung
der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird anhand der folgenden Beispiele, die lediglich zur Erläuterung dienen
und den Schutzbereich der Reaktion in keiner Weise einschränken sollen,
beschrieben.
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Beispiel 1
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Eine
Lösung
von 1-[Cyano(4-methoxyphenyl)methyl]cyclohexanol der Formel (2)
(5,0 Teile, 0,02 Mol) in Methanol (100 Teile) wurde mit Formalin
(35%ige Lösung,
25 Teile) und Raney-Nickel (5 ml, abgesetztes Material) versetzt.
Die Mischung wurde unter Druck (200 psi – ungefähr 1,38 × 106 N·M–2)
6 h bei 60°C
hydriert. Dann wurde der Ansatz entnommen und filtriert, wonach
das Raney-Nickel mit Methanol (4 × 25 Teile) gewaschen wurde
und die vereinigten Filtrate zu einem öligen Rückstand auf konzentriert wurden.
Dieser wurde dann in Essigsäureethylester
(100 Teile) gelöst
und zwischen 10%iger verd. HCl verteilt. Die wäßrige Schicht wurde mit Essigsäureethylester
gewaschen, mit 25%iger Natronlauge bis pH 10 basisch gestellt, mit Natriumchlorid
gesättigt
und mit Essigsäureethylester
extrahiert, welches nach Waschen mit Kochsalzlösung (2 × 25 Teile) und Trocknen über Na2SO4 am Rotationsverdampfer
auf konzentriert wurde, was einen leuchtend weißen Feststoff mit Fp. 74–6°C ergab.
Ausbeute 1,6 Teile (28%). Die säureunlösliche Portion
wurde nach Waschen und Trocknen auf konzentriert, was das nicht
umgesetzte Nitril (3 Teile, 60%) ergab. 1H-NMR
(CDCl3) δ (ppm):
7,32–6,98
(4H, q, p-substituierter Aromat), 3,78 (3H, s, OCH 3), 3,64 (2H,
m, CH 2 N(CH3)2, 3,06 (1H, m, CH-CH2N-(CH3), 2,74 (6H, s, N(CH 3)2,
1,38 (10H, Br m, aliphatisches Cyclohexyl).
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Beispiel 2
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Eine
Lösung
von 1-[Cyano(4-methoxyphenyl)methyl]cyclohexanol der Formel (2)
(5,0 Teile, 0,02 Mol) in Methanol (100 Teile) wurde mit Formalin
(35%ige Lösung,
25 Teile) und Raney-Nickel (5 ml, abgesetztes Material) versetzt.
Die Mischung wurde unter Druck (200 psi – ungefähr 1,38 × 106 N·M–2)
16 h bei 30°C
hydriert. Dann wurde der Ansatz entnommen und filtriert, wonach
das Raney-Nickel mit Methanol (4 × 25 Teile) gewaschen wurde
und die vereinigten Filtrate zu einem öligen Rückstand auf konzentriert wurden.
Dieser wurde dann in Essigsäureethylester
(100 Teile) gelöst
und zwischen 10%iger verd. HCl verteilt. Die wäßrige Schicht wurde mit Essigsäureethylester
gewaschen, mit 25%iger Natronlauge bis pH 10 basisch gestellt, mit Natriumchlorid
gesättigt
und mit Essigsäureethylester
extrahiert, welches nach Waschen mit Kochsalzlösung (2 × 25 Teile) und Trocknen über Na2SO4 am Rotationsverdampfer
auf konzentriert wurde, was einen leuchtend weißen Feststoff mit Fp. 74–6°C ergab.
Ausbeute 0,85 Teile (15%). Die säureunlösliche Portion
wurde nach Waschen und Trocknen auf konzentriert, was das nicht
umgesetzte Nitril 2 (3 Teile, 60%) ergab.
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Beispiel 3
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Eine
Lösung
von 1-[Cyano(4-methoxyphenyl)methyl]cyclohexanol der Formel (2)
(5,0 Teile, 0,02 Mol) in Methanol (100 Teile) wurde mit Formalin
(35%ige Lösung,
25 Teile) und Raney-Nickel (1,25 ml, abgesetztes Material) versetzt.
Die Mischung wurde unter Druck (200 psi – ungefähr 1,38 × 106 N·M–2)
16 h bei 60°C
hydriert. Dann wurde der Ansatz entnommen und filtriert, wonach
das Raney-Nickel mit Methanol (4 × 25 Teile) gewaschen wurde
und die vereinigten Filtrate zu einem öligen Rückstand aufkonzentriert wurden.
Dieser wurde dann in Essigsäureethylester
(100 Teile) gelöst
und zwischen 10%iger verd. HCl verteilt. Die wäßrige Schicht wurde mit Essigsäureethylester
gewaschen, mit 25%iger Natronlauge bis pH 10 basisch gestellt, mit Natriumchlorid
gesättigt
und mit Essigsäureethylester
extrahiert, welches nach Waschen mit Kochsalzlösung (2 × 25 Teile) und Trocknen über Na2SO4 am Rotationsverdampfer
auf konzentriert wurde, was einen leuchtend weißen Feststoff mit Fp. 74–6°C ergab.
Ausbeute 0,85 Teile (15%). Die säureunlösliche Portion
wurde nach Waschen und Trocknen auf konzentriert, was das nicht
umgesetzte Nitril 2 (3,2 Teile, 64%) ergab.
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Beispiel 4
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Eine
Lösung
von 1-[Cyano(4-methoxyphenyl)methyl]cyclohexanol der Formel (2)
(5,0 Teile, 0,02 Mol) in Methanol (100 Teile) wurde mit Formalin
(35%ige Lösung,
25 Teile) und Raney-Nickel (2,5 ml, abgesetztes Material) versetzt.
Die Mischung wurde unter Druck (400 psi – ungefähr 2,76 × 106 N·M–2)
10 h bei 60°C
hydriert. Dann wurde der Ansatz entnommen und filtriert, wonach
das Raney-Nickel mit Methanol (4 × 25 Teile) gewaschen wurde
und die vereinigten Filtrate zu einem öligen Rückstand auf konzentriert wurden.
Dieser wurde dann in Essigsäureethylester
(100 Teile) gelöst
und zwischen 10%iger verd. HCl verteilt. Die wäßrige Schicht wurde mit Essigsäureethylester
gewaschen, mit 25%iger Natronlauge bis pH 10 basisch gestellt, mit Natriumchlorid
gesättigt
und mit Essigsäureethylester
extrahiert, welches nach Waschen mit Kochsalzlösung (2 × 25 Teile) und Trocknen über Na2SO4 am Rotationsverdampfer
auf konzentriert wurde, was einen leuchtend weißen Feststoff mit Fp. 74–6°C ergab.
Ausbeute 1,6 Teile, 30%. Die Essigsäureethlyester-Portion wurde
nach Waschen mit Wasser (2 × 20
Teile) und Trocknen auf konzentriert, was das nicht umgesetzte Nitril
2 (3,2 Teile, 64%) ergab.