JP2020529414A - ピロリジン化合物を調製するためのプロセス - Google Patents
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Abstract
Description
(a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること;ならびに
(d)(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを還元して、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンを得ること。
スキーム1.(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンの合成
(a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること;
(d)(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを還元して、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンを得ること;ならびに
(e)(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンを酸で処理して、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンの塩を得ること。
(a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること;ならびに
(d)(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを還元して、(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンを得ること。
スキーム2.(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンの合成
(a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること;
(d)(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを還元して、(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンを得ること;ならびに
(e)(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンを酸で処理して、(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンの塩を得ること。
(a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;ならびに
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること。
スキーム3.5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンの合成
(a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;ならびに
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること。
スキーム4:(S)−3,5,5−トリメチルピロリジン−2−オンの合成
(a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンをクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;ならびに
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること。
スキーム5:(R)−3,5,5−トリメチルピロリジン−2−オンの合成
いくつかの実施形態では、2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させる。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの塩基は、カリウムt−ブトキシド、水酸化カリウム、及び水酸化ナトリウムから選択される。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの塩基は水酸化ナトリウムである。
いくつかの実施形態では、(b)の反応の酸は、プロトン酸の水溶液から選択される。いくつかの実施形態では、プロトン酸は、塩酸、メタンスルホン酸、トリフル酸、及び硫酸から選択される。いくつかの実施形態では、上記プロトン酸の水溶液の濃度は1M〜18Mの範囲である。いくつかの実施形態では、上記プロトン酸の水溶液の濃度は2M〜10Mの範囲である。いくつかの実施形態では、(b)の反応の酸は、2M〜3Mの範囲の濃度を有するHClから選択される。いくつかの実施形態では、(b)の反応の酸は、2MのHClから選択される。いくつかの実施形態では、(b)の反応の酸は、2.5MのHClから選択される。いくつかの実施形態では、(b)の反応の酸は、3MのHClから選択される。いくつかの実施形態では、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して0.5〜10モル当量の上記酸を(b)の反応に添加する。いくつかの実施形態では、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して1〜4モル当量の上記酸を(b)の反応に添加する。いくつかの実施形態では、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して1.5モル当量の上記酸を(b)の反応に添加する。
いくつかの実施形態では、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(S)−または(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得る。
いくつかの実施形態では、開示するプロセスは、(S)−または(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを還元して、それぞれ(S)−または(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンを得ることを含む。いくつかの実施形態では、還元は少なくとも1つの還元剤の存在下で実施される。いくつかの実施形態では、少なくとも1つの還元剤は水素化物である。いくつかの実施形態では、水素化物は、水素化リチウムアルミニウム、重水素化リチウムアルミニウム、水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、及びボランから選択される。いくつかの実施形態では、1〜2当量の水素化物を添加する。いくつかの実施形態では、還元剤は、水素化リチウムアルミニウムである。
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること;
(d)(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを還元して、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンを得ること;ならびに
(e)場合により、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンを酸で処理して、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンの塩を得ること
を含む、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンまたはその塩を調製するためのプロセス。
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること
を含む、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを調製するためのプロセス。
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること;
(d)(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを還元して、(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンを得ること;ならびに
(e)場合により、(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンを酸で処理して、(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンの塩を得ること
を含む、(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンまたはその塩を調製するためのプロセス。
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;ならびに
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること
を含む、(S)−3,5,5−トリメチルピロリジン−2−オンを調製するためのプロセス。
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;ならびに
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること
を含む、(R)−3,5,5−トリメチルピロリジン−2−オンを調製するためのプロセス。
2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オン(50.00g、305.983mmol、1.000当量)、トリブチルメチルアンモニウムクロリド(2.89g、3.0mL、9.179mmol、0.030当量)、クロロホルム(63.92g、43.2mL、535.470mmol、1.750当量)、及びDCM(ジクロロメタン)(100.0mL、2.00vol)を、オーバーヘッドスターラーを装備した1000mLの3口丸底フラスコに入れた。反応混合物を300rpmで撹拌し、断続的な氷/アセトン浴により温度を25℃未満に維持しながら、50wt%のNaOH(195.81g、133.2mL、2,447.863mmol、8.000当量)を1.5時間かけて滴下した(滴下漏斗を用いる)。反応混合物を500rpmで18時間撹拌し、GCでモニターした(18時間後の未反応ピペリジノン3%)。懸濁液をDCM(100.0mL、2.00vol)及びH2O(300.0mL、6.00vol)で希釈し、相分離させた。水相をDCM(100.0mL、2.00vol)で抽出した。有機相を合一し、3M塩酸(16.73g、153.0mL、458.974mmol、1.500当量)を添加した。混合物を500rpmで2時間撹拌した。約1時間後に転化が完了した。水相をNaClで飽和させ、H2O(100.0mL、2.00vol)を添加してエマルションの減少を促進し、相分離させた。水相をDCM(100.0mL、2.00vol)で2回抽出した。H2O(100.0mL、2.00vol)を添加して、エマルションの分離を促進した。有機相を合一し、乾燥(MgSO4)させて濃縮し、32.6g(85%)の粗化合物(3)を淡橙色の塊状固体として得た。熱した(90℃)iPrOAc(酢酸イソプロピル)から粗製物を再結晶させ(71.7mL、2.2volの粗製物)、80℃に冷却し、結晶化合物(3)約50mgを種結晶として添加した。77℃で結晶化を開始し、混合物をゆっくりと周囲温度まで冷却し、2時間熟成させた。濾過により固体を回収し、50/50 iPrOAc/ヘプタン(20.0mL、0.40vol)で2回洗浄し、40℃の真空オーブンで一晩乾燥させて、所望の生成物(23.70g、189.345mmol、62%収率)を白砂色の結晶固体として得た。1H NMR(400MHz,CDCl3,7.26ppm)δ7.33(bs,1H),5.96−5.95(m,1H),5.31−5.30(m,1H),2.6(t,J=2.5Hz,2H),1.29(s,6H)。
i.窒素雰囲気下で、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オン(257.4kg、1658.0mol、1.00当量)、トリブチルメチルアンモニウムクロリド(14.86kg、63.0mol、0.038当量)、クロロホルム(346.5kg、2901.5mol、1.75当量)、及びDCM(683.3kg)を500Lのエナメル反応器に加えた。反応物を85rpmで撹拌し、15〜17℃に冷却した。温度を15〜25℃に維持しながら、50wt%の水酸化ナトリウム溶液(1061.4kg、13264.0mol、8.00当量)を40時間かけて滴下した。反応混合物を撹拌し、GCでモニターした。
ii.懸濁液をDCM(683.3kg)及び水(1544.4kg)で希釈した。有機相を分離した。水相をDCM(683.3kg)で抽出した。有機相を合一し、10℃に冷却した後、3M塩酸(867.8kg、2559.0mol、1.5当量)を添加した。混合物を10〜15℃で2時間撹拌した。有機相を分離した。水相をDCM(683.3kg×2)で抽出した。有機相を合一して、Na2SO4(145.0kg)で6時間乾燥させた。固体を濾別し、DCM(120.0kg)で洗浄した。濾液を活性炭(55kg)とともに6時間撹拌した。得られた混合物を濾過し、濾液を減圧濃縮した(30〜40℃、−0.1MPa)。次に、酢酸イソプロピル(338kg)を添加し、混合物を87〜91℃に加熱し、1時間撹拌した。次に、溶液を18時間で15℃に冷却し、15℃で1時間撹拌した。濾過により固体を回収し、50%酢酸イソプロピル/ヘキサン(80.0kg×2)で洗浄し、50℃の真空オーブンで一晩乾燥させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンをオフホワイトの固体として得た(収率55%)。
工程1:Rh触媒形成の調製:3Lのシュレンクフラスコ内で、1.0Lのテトラヒドロフラン(THF)をアルゴン流で脱気した。Mandyphos配位子SL−M004−1(1.89g)及び[Rh(nbd)Cl]2(98%、0.35g)(クロロノルボルナジエンロジウム(I)二量体)を添加した。得られた橙色の触媒溶液を室温で30分間撹拌して、触媒溶液を生成した。
Rh触媒の代わりにRu触媒を使用する以外は、実施例2Aで上述したものと類似する方法で反応を実施した。
実施例2A及び2Bからの生成物の転化率、化学選択性、及び鏡像体過剰率を決定するためのキラルHPLC分析法を以下の条件下で実施した。装置:Agilent Chemstation 1100;カラム:Phenomenex Lux 5u Cellulose−2、4.6mm×250mm×5um、LHS6247;溶媒:ヘプタン/iPrOH(90:10);流量:1.0ml/分;検出:UV(210nm);温度:25℃;試料濃度:蒸発させた反応溶液30μlを1mLヘプタン/iPrOH(80/20)に溶解;注入量:10.0μL、実行時間20分;保持時間:5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オン:13.8分、(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オン:10.6分、及び(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オン:12.4分。
不斉水素化のIPC分析方法
乾燥した750ml反応器に無水THF(100ml)を入れ、ジャケット温度を50℃に設定した。容器の内容物が50℃になったら、LiAlH4ペレット(10g、263mmol、1.34当量)を加えた。混合物を10分間撹拌した後、温度を50〜60℃に維持しながら、(4S)(25g、197mmol)の無水THF(100ml)溶液を45分かけて滴下した。滴下が完了したら、ジャケット温度を68℃に上げ、反応物を18.5時間撹拌した。反応混合物を30℃に冷却した後、温度を40℃未満に維持して、飽和硫酸ナトリウム溶液(20.9ml)を30分かけて滴下した。水素の活発な発生が観察され、反応混合物は増粘したが混合可能なままであった。滴下が終わりに近づくと混合物は低粘度になった。混合物を20℃に冷却し、iPrOAc(100ml)で希釈し、さらに10分間撹拌した。その後、懸濁液を排出し、下部出口バルブを通して回収し、追加のiPrOAc(50ml)で洗い流した。回収した懸濁液を、焼結ガラス漏斗上のセライトパッドを通して吸引濾過し、iPrOAc(2×50ml)で洗浄した。
ガラス内張120L反応器に、LiAlH4ペレット(2.5kg、66mol、1.2当量)及び乾燥THF(60L)を入れ、30℃に温めた。得られた懸濁液に、反応温度を30〜40℃に維持しながら、(S)−3,5,5−トリメチルピロリジン−2−オン(7.0kg、54mol)のTHF(25L)溶液を2時間かけて充填した。添加完了後、反応温度を60〜63℃に上げ、一晩維持した。反応混合物を22℃に冷却し、サンプリングして完了を確認した後、EtOAc(1.0L、10モル、0.16当量)、続いてTHF(3.4L)と水(2.5kg、2.0当量)の混合物、さらに続いて水(1.75kg)と50%水酸化ナトリウム水溶液(750g、アルミニウムに対して1.4当量の水酸化ナトリウムを含む2当量の水)の混合物、続いて7.5Lの水を添加して(6当量、「フィーザー法」クエンチ)慎重にクエンチした。添加を完了した後、反応混合物を室温に冷却し、固体を濾過により除去し、THF(3×25L)で洗浄した。濾液と洗浄液を合一して、温度を30℃未満に維持しながら5.0L(58モル)の37%HCl水溶液(1.05当量)で処理した。得られた溶液を20L Buchiエバポレーターで真空蒸留により濃縮して2等分のロットのスラリーにした。イソプロパノール(8L)を入れ、真空蒸留によりほぼ乾燥するまで溶液を再濃縮した。イソプロパノール(4L)を添加し、約50℃に加温して生成物をスラリーにした。KFによる含水量が0.1%以下になるまでイソプロパノールからの蒸留を継続した。メチルtertブチルエーテル(6L)を添加し、スラリーを2〜5℃に冷却した。生成物を濾過により回収し、12Lのメチルtert−ブチルエーテルですすぎ、強い窒素流で吸引乾燥させ、さらに真空オーブン(55℃/300torr/N2抽気)で乾燥して、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジン・HCl((1S)・HCl)を白色の結晶固体として得た(6.21kg、収率75%)。1H NMR(400MHz,DMSO−d6)δ9.34(s,2H),3.33(dd,J=11.4,8.4 Hz,1H),2.75(dd,J=11.4,8.6Hz,1H),2.50−2.39(m,1H),1.97(dd,J=12.7,7.7Hz,1H),1.42(s,3H),1.38(dd,J=12.8,10.1Hz,1H),1.31(s, 3H),1.05(d,J=6.6Hz,,H)。
効率的な機械撹拌により、LiAlH4ペレット(100g、2.65mol;1.35当量)のTHF(1L;4vol当量)懸濁液を温度20℃〜36℃に温めた(加熱混合)。(S)−3,5,5−トリメチルピロリジン−2−オン(250g;1.97mol)のTHF(1L;4vol当量)溶液を30分かけて懸濁液に添加した。その間、反応温度は約60℃まで上昇した。反応温度を還流温度付近(約68℃)まで上げて約16時間維持した。反応混合物を40℃未満に冷却し、2時間かけてNa2SO4の飽和水溶液(209mL)を滴下して慎重にクエンチした。添加を完了した後、反応混合物を周囲温度まで冷却し、i−PrOAc(1L)で希釈し、完全に混合した。濾過(セライトパッド)により固体を除去し、i−PrOAc(2×500mL)で洗浄した。外部冷却とN2ブランケットにより、温度を20℃未満に維持しながら、濾液と洗浄液を混合し、無水4M HClのジオキサン(492mL;2.95mol;1当量)溶液を滴下して処理した。添加を完了した後(20分)、得られた懸濁液を加熱還流(74〜85℃)して留出物を除去することにより濃縮した。濃縮期間中、懸濁液にi−PrOAc(1L)を補充した。約2.5Lの留出物を回収した後、ディーンスタークトラップを取り付け、残留水をすべて共沸により除去した。懸濁液を30℃未満に冷却してから、N2ブランケット下での濾過により固体を回収した。固体をN2吸引下で乾燥させ、さらに真空オーブン(55℃/300torr/N2抽気)で乾燥して、261g(収率89%)の(S)−2,2,4−トリメチルピロリジン・HCl((1S)・HCl)を白色の結晶固体として得た。1H NMR(400MHz,DMSO−d6)δ9.34(s,2H),3.33(dd,J=11.4,8.4Hz,1H),2.75(dd,J=11.4,8.6Hz,1H),2.50−2.39(m,1H),1.97(dd,J=12.7,7.7Hz,1H),1.42(s,3H),1.38(dd,J=12.8,10.1Hz,1H),1.31(s,3H),1.05(d,J=6.6Hz,3H)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.55(d,J=44.9Hz,2H),3.52(ddt,J=12.1,8.7,4.3Hz,1H),2.94(dq,J=11.9,5.9Hz,1H),2.70−2.51(m,1H),2.02(dd,J=13.0,7.5Hz,1H),1.62(s,3H),1.58−1.47(m,4H),1.15(d,J=6.7Hz,3H)。
1Lの4口丸底フラスコを3回脱気した。LiAlH4のTHF(100mL)2M溶液をカニューラ移送により充填した。(S)−3,5,5−トリメチルピロリジン−2−オン(19.0g)のTHF(150mL)溶液を、50〜60℃で1.5時間かけて滴下漏斗により滴下し、THF(19mL)で洗い落とした。添加が完了したら、反応物を60℃で8時間撹拌し、室温になるまで一晩冷却した。GC分析は、残存する出発物質が1%未満であることを示した。10〜15℃で反応フラスコに脱イオン水(7.6mL)をゆっくりと添加した後、15%水酸化カリウム(7.6mL)を加えた。酢酸イソプロピル(76mL)を添加し、混合物を15分間撹拌して、濾過し、酢酸イソプロピル(76mL)で洗い流した。濾液を清浄な乾燥した500mLの4口丸底フラスコに入れ、0〜5℃に冷却した。温度を20℃未満に保って36%塩酸(15.1g、1.0当量)を添加した。溶媒の蒸留、酢酸イソプロピル(190mL)の補充を実施して、約85mLの残渣体積が残った。カールフィッシャー分析=0.11%w/w H2O。MTBE(メチルtertブチルエーテル)(19mL)を20〜30℃で添加し、窒素下、15〜20℃で固体を濾別し、酢酸イソプロピル(25mL)で洗浄して、40〜45℃で真空乾燥させ、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジン塩酸塩の粗製物を白色の結晶固体として得た(17.4g、収率78%)。GC純度=99.5%。含水量=0.20%w/w。キラルGCのeeは99.0%(S)であった。ルテニウム含有量=0.004ppm。リチウム含有量=0.07ppm。イソプロパノール(14.3mL)を入れた清浄な乾燥した250mLの4口丸底フラスコに、乾燥した(S)−2,2,4−トリメチルピロリジン塩酸塩の粗製物の一部(14.3g)を入れ、混合物を80〜85℃(還流)に1時間保持し、透明な溶液を得た。溶液を50℃まで冷却した後(冷却すると固体が沈殿した)、MTBE(43mL)を添加し、懸濁液を50〜55℃(還流)に3時間保持した。固体を10℃で濾別し、MTBE(14mL)で洗浄して、40℃で真空乾燥させ、再結晶した(S)−2.2.4−トリメチルピロリジン塩酸塩((1S)・HCl)を白色の結晶固体として得た(13.5g、再結晶時の収率94%、収率73%)。GC純度=99.9%。含水量=0.11%w/w。99.6%ee(キラルGC)(S)。ルテニウム含有量=0.001ppm。リチウム含有量=0.02ppm。
反応器に水素化リチウムアルミニウム(LAH)(1.20当量)及び2−MeTHF(2−メチルテトラヒドロフラン)(4.0vol)を入れ、撹拌してLAHを分散させながら内部温度60℃に加熱した。(S)−3,5,5−トリメチルピロリジン−2−オン(1.0当量)の2−MeTHF(6.0vol)溶液を調製し、25℃で撹拌して、(S)−3.5.5−トリメチルピロリジン−2−オンを完全に溶解させた。ガスの発生を適度に維持しながら、(S)−3,5,5−トリメチルピロリジン−2−オン溶液を反応器にゆっくりと添加した後、滴下漏斗を2−MeTHF(1.0vol)ですすぎ、反応器に加えた。反応物を内部温度60±5℃で6時間を超えないように撹拌した。内部温度を5±5℃に設定し、撹拌速度を上げた。2−MeTHF(4.0v)の水(1.35当量)溶液を調製し、内部温度を25℃以下に維持しながら、ゆっくりと反応器に添加した。内部温度を25℃以下に維持しながら、追加の水(1.35当量)をゆっくりと反応器に入れた。温度を25℃以下に維持しながら、水酸化カリウム(0.16当量)の水(0.40vol)溶液を20分以上かけて反応器に加えた。得られた固体を濾過により除去し、反応器及びケーキを2−MeTHF(2×2.5vol)で洗浄した。濾液をジャケット付き容器に戻して撹拌し、温度を15±5℃に調整した。温度を25℃以下に維持しながら、濃HCl水溶液(35〜37%、1.05当量)を濾液にゆっくりと添加し、30分以上撹拌した。真空状態にして、内部温度を55℃以下に維持しながら、溶液を合計4.0体積まで蒸留した後、2−MeTHF(6.00vol)を容器に加えた。カールフィッシャー分析(KF)が0.20%w/w H2O未満になるまで蒸留を繰り返した。イソプロパノールを添加し(3.00vol)、温度を70℃(65〜75℃)に調整して均一な溶液にし、70℃で30分以上撹拌した。溶液を1時間かけて50℃(47〜53℃)に冷却し、温度を50℃(47〜53℃)に維持しながら、1時間以上撹拌した。得られたスラリーを、12時間以上かけて−10℃(−15〜−5℃)に線形冷却した。スラリーを−10℃で2時間以上撹拌した。濾過または遠心分離により固体を単離し、2−MeTHF(2.25vol)とIPA(イソプロパノール)(0.75vol)の溶液で洗浄した。固体を真空下、45±5℃で6時間以上乾燥させて、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジン塩酸塩((1S)・HCl)を得た。
以下の記載のように、様々なPTCを試験した:
以下の記載のように、様々な溶媒及び量を試験した:
本実験では、以下の記載のように、様々な濃度のNaOHを試験した:
以下の記載のように、様々な量のPTCを試験した:テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(0.01当量)、TBAB(0.01当量)、トリブチルメチルアンモニウムクロリド(0.01当量)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(0.02当量)、TBAB(0.02当量)、トリブチルメチルアンモニウムクロリド(0.02当量)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(0.03当量)、TBAB(0.03当量)、トリブチルメチルアンモニウムクロリド(0.03当量)。
2.5%の(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンTHF溶液を、シリカゲルに担持された4%Pt−2%Sn/TiO2触媒を予備充填した充填層反応器に0.05mL/分で流した。H2ガスも充填層反応器に20mL/分で流した。200℃、圧力50bar、WHSV(重量空間速度)0.01〜0.02h−1で反応を実施した。生成物のフィードをバッチタンクに回収し、バッチモードで(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンHClに転化した。温度を20℃未満に保って36%塩酸(1.1当量)を添加した。溶媒の蒸留、酢酸イソプロピル(4v)の補充を実施し、5vの残渣体積が残った。カールフィッシャー分析0.2%w/w H2O未満。MTBE(メチルtertブチルエーテル)(1v)を20〜30℃で添加し、窒素下、15〜20℃で固体を濾別し、酢酸イソプロピル(1.5v)で洗浄して、40〜45℃で真空乾燥させ、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジン塩酸塩を白色の結晶固体として得た(収率88.5%、29.6%ee)。
2.5%の(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンTHF溶液を、シリカゲルに担持された2%Pt−0.5%Sn/TiO2触媒を予備充填した充填層反応器に0.05mL/分で流した。H2ガスも充填層反応器に20mL/分で流した。150℃、圧力50bar、WHSV(重量空間速度)0.01〜0.02h−1で反応を実施した。生成物のフィードをバッチタンクに回収し、バッチモードで(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンHClに転化した。温度を20℃未満に保って36%塩酸(1.1当量)を添加した。溶媒の蒸留、酢酸イソプロピル(4v)の補充を実施し、5vの残渣体積が残った。カールフィッシャー分析0.2%w/w H2O未満。MTBE(メチルtertブチルエーテル)(1v)を20〜30℃で添加し、窒素下、15〜20℃で固体を濾別し、酢酸イソプロピル(1.5v)で洗浄して、40〜45℃で真空乾燥させ、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジン塩酸塩を白色の結晶固体として得た(収率90.9%、98.0%ee)。
2.5%の(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンTHF溶液を、シリカゲルに担持された2%Pt−8%Sn/TiO2触媒を予備充填した充填層反応器に0.03mL/分で流した。H2ガスも充填層反応器に40mL/分で流した。180℃、圧力55bar、滞留時間6分で反応を実施した。生成物のフィードをバッチタンクに回収し、バッチモードで(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンHClに転化した。温度を20℃未満に保って36%塩酸(1.1当量)を添加した。溶媒の蒸留、酢酸イソプロピル(4v)の補充を実施し、5vの残渣体積が残った。カールフィッシャー分析0.2%w/w H2O未満。MTBE(メチルtertブチルエーテル)(1v)を20〜30℃で添加し、窒素下、15〜20℃で固体を濾別し、酢酸イソプロピル(1.5v)で洗浄して、40〜45℃で真空乾燥させ、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジン塩酸塩を白色の結晶固体として得た(収率90.4%、96.8%ee)。
Claims (48)
- (a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること;
(d)(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを還元して、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンを得ること;ならびに
(e)場合により、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンを酸で処理して、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンの塩を得ること
を含む、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンまたはその塩を調製するためのプロセス。 - (a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること;
(d)(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを還元して、(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンを得ること;ならびに
(e)場合により、(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンを酸で処理して、(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンの塩を得ること
を含む、(R)−2,2,4−トリメチルピロリジンまたはその塩を調製するためのプロセス。 - (a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;ならびに
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること
を含む、(S)−3,5,5−トリメチルピロリジン−2−オンを調製するためのプロセス。 - (a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること;ならびに
(c)5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを水素化して、(R)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ること
を含む、(R)−3,5,5−トリメチルピロリジン−2−オンを調製するためのプロセス。 - (a)2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム及び少なくとも1つの塩基と反応させること;ならびに
(b)(a)の反応生成物を酸と反応させて、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを得ること
を含む、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを調製するためのプロセス。 - (S)−2,2,4−トリメチルピロリジンをHClで処理して、(S)−2,2,4−トリメチルピロリジン塩酸塩を得ることをさらに含む、請求項1または3に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの塩基が、カリウムt−ブトキシド、水酸化カリウム、及び水酸化ナトリウムから選択される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの塩基が水酸化ナトリウムである、請求項7に記載のプロセス。
- (a)の反応時に、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して3〜15モル当量の前記少なくとも1つの塩基を添加する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
- 5〜12モル当量の前記少なくとも1つの塩基を添加する、請求項9に記載のプロセス。
- 7.5モル当量の前記少なくとも1つの塩基を添加する、請求項9に記載のプロセス。
- 10モル当量の前記少なくとも1つの塩基を添加する、請求項9に記載のプロセス。
- 8モル当量の水酸化ナトリウムを添加する、請求項9に記載のプロセス。
- (a)の反応のために添加される前記少なくとも1つの塩基が、前記水溶液の総重量に対して20wt%〜80wt%の範囲の濃度を有する水溶液の形態である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの塩基が20wt%のNaOH水溶液である、請求項14に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの塩基が40wt%のNaOH水溶液である、請求項14に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの塩基が50wt%のNaOH水溶液である、請求項14に記載のプロセス。
- 前記クロロホルムが、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して1〜4モル当量の範囲の量で存在する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記クロロホルムが、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して1.5〜3.5モル当量の範囲の量で存在する、請求項18に記載のプロセス。
- 前記クロロホルムが、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して1.75モル当量の量で存在する、請求項18に記載のプロセス。
- 前記2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム、少なくとも1つの塩基、及び少なくとも1つの相間移動触媒と反応させる、請求項1〜20のいずれか1項に記載のプロセス。
- 少なくとも1つの相間移動触媒が、テトラアルキルアンモニウム塩及びクラウンエーテルから選択される、請求項21に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの相間移動触媒が、テトラアルキルアンモニウム塩から選択される、請求項21に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの相間移動触媒が、テトラアルキルアンモニウムハライドから選択される、請求項21に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの相間移動触媒が、トリブチルメチルアンモニウムクロリド、トリブチルメチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムブロミド(TBAB)、テトラブチルアンモニウムクロリド(TBAC)、テトラブチルアンモニウムヨージド(TBAI)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド、テトラオクチルアンモニウムブロミド(TAOB)、テトラオクチルアンモニウムクロリド(TAOC)、テトラオクチルアンモニウムヨージド(TAOI)、トリオクチルメチルアンモニウムクロリド、及びトリオクチルメチルアンモニウムブロミドから選択される、請求項21に記載のプロセス。
- 2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して0.01モル当量〜0.2モル当量の前記少なくとも1つの相間移動触媒を(a)の反応に添加する、請求項21〜25のいずれか1項に記載のプロセス。
- 2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して0.02モル当量〜0.1モル当量の前記少なくとも1つの相間移動触媒を添加する、請求項26に記載のプロセス。
- 2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して0.03モル当量〜0.06モル当量の前記少なくとも1つの相間移動触媒を添加する、請求項26に記載のプロセス。
- (b)の反応の前記酸が、プロトン酸の水溶液から選択される、請求項1〜28のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記プロトン酸が、塩酸、メタンスルホン酸、トリフル酸、及び硫酸から選択される、請求項29に記載のプロセス。
- 前記プロトン酸水溶液の濃度が1M〜18Mの範囲である、請求項29に記載のプロセス。
- 前記プロトン酸水溶液の濃度が2M〜10Mの範囲である、請求項31に記載のプロセス。
- (b)の反応の前記酸が、2M〜3Mの範囲の濃度を有するHClから選択される、請求項32に記載のプロセス。
- (b)の反応の前記酸が、2MのHClから選択される、請求項33に記載のプロセス。
- (b)の反応の前記酸が、2.5MのHClから選択される、請求項33に記載のプロセス。
- (b)の反応の前記酸が、3MのHClから選択される、請求項33に記載のプロセス。
- 2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して0.5〜10モル当量の前記酸を(b)の反応に添加する、請求項1〜36のいずれか1項に記載のプロセス。
- 2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して1〜4モル当量の前記酸を(b)の反応に添加する、請求項37に記載のプロセス。
- 2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して1.5モル当量の前記酸を(b)の反応に添加する、請求項37に記載のプロセス。
- (a)及び(b)の反応から得た5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンの収率が、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−オンのモル数に対して40%〜70%の範囲である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロセス。
- (c)の前記水素化反応が、5,5−ジメチル−3−メチレンピロリジン−2−オンを少なくとも1つの触媒及び水素ガスと反応させて(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを得ることを含む、請求項1〜4または6〜40のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記触媒が、ルテニウム水素化触媒、ロジウム水素化触媒、及びイリジウム水素化触媒から選択される、請求項41に記載のプロセス。
- (d)の前記還元反応が、(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンを水素化物と反応させて(S)−2,2,4−トリメチルピロリジンを得ることを含む、請求項1または6〜42のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記還元反応が、(S)−3,5,5−トリメチル−ピロリジン−2−オンのモル数に対して1〜2モル当量の水素化物を反応させることを含む、請求項41に記載のプロセス。
- 前記水素化物が、水素化リチウムアルミニウム、水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、及びボランから選択される、請求項41に記載のプロセス。
- 2,2,6,6−テトラメチル−ピペリジン−4−オンまたはその塩をクロロホルム、少なくとも1つの塩基、及び少なくとも1つの溶媒と反応させる、請求項1〜45のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの溶媒が有機溶媒から選択される、請求項46に記載のプロセス。
- 前記少なくとも1つの溶媒が、ジクロロメタン、ヘプタン、クロロホルム、トリフルオロトルエン、テトラヒドロフラン(THF)、及びN−メチルピロリドン(NMP)から選択される、請求項47に記載のプロセス。
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