JP2023077018A - METHOD FOR PRODUCING α-OXO 2-FURANACETIC ACID - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、α-オキソ2-フラン酢酸の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing α-oxo-2-furanacetic acid.
セファロスポリン類抗生物質であるセフロキシムナトリウムとセフロキシムエステルは、良好な治療効果を有することから、近年これらの需要は益々大きくなっている。 The demand for cefuroxime sodium and cefuroxime ester, which are cephalosporin antibiotics, has been increasing in recent years due to their good therapeutic effects.
このセファロスポリン類抗生物質の中間体として有用な化合物であるZ-α-メトキシイミノ-2-フラン酢酸アンモニウム塩は、工業的には、主に2-アセチルフランからα-オキソ2-フラン酢酸を経て製造される(特許文献1及び5)。 Z-α-methoxyimino-2-furanacetate ammonium salt, which is a compound useful as an intermediate for this cephalosporin antibiotic, is industrially produced mainly from 2-acetylfuran to α-oxo-2-furanacetate. (Patent Documents 1 and 5).
しかしながら、これら特許文献1及び5の製造方法では、pH、温度、反応時間等の反応条件の僅かな違いが収率に多大な影響を及ぼすため、α-オキソ2-フラン酢酸の安定的な大量生産には適さない。 However, in the production methods of Patent Documents 1 and 5, slight differences in reaction conditions such as pH, temperature, and reaction time have a great effect on the yield. Not suitable for production.
このような問題を改善することを意図した技術として、(1)相関移動触媒を添加する方法(特許文献2)、(2)銅塩、亜鉛塩等の金属塩又はパラジウム触媒を添加する方法(特許文献3及び4)、並びに(3)炭素数1~10のアルカン酸を添加する方法(特許文献5)が知られている。 Techniques intended to improve such problems include (1) a method of adding a phase transfer catalyst (Patent Document 2), (2) a method of adding a metal salt such as a copper salt or zinc salt or a palladium catalyst ( Patent Documents 3 and 4) and (3) a method of adding an alkanoic acid having 1 to 10 carbon atoms (Patent Document 5) are known.
しかしながら、上記(1)の場合、高価な相関移動触媒を使用することは、大量製造にはコスト的に不利である。また、相関移動触媒反応は、攪拌効率の影響を受け易いため、工業的製造方法としては十分ではない。上記(2)の方法は、微量の有害金属残留に留意する必要があるため、医薬中間体の工業的製造法としては十分ではない。上記(3)は炭素数1~10のアルカン酸を2-アセチルフランに対して過剰量用いるため、大量製造にはコスト的に不利である。 However, in the case of (1) above, the use of an expensive phase transfer catalyst is disadvantageous in terms of cost for mass production. Further, phase transfer catalysis is not sufficient as an industrial production method because it is easily affected by stirring efficiency. The method (2) above is not sufficient as an industrial production method for pharmaceutical intermediates, since it is necessary to pay attention to trace amounts of harmful metal residues. The method (3) uses an excess amount of alkanoic acid having 1 to 10 carbon atoms relative to 2-acetylfuran, which is disadvantageous in terms of cost for mass production.
更に、亜硝酸ナトリウムを使用する上記の製造方法では、発がん性物質であるニトロソアミンの生成・残留の可能性がある。ニトロソアミンに関しては、欧州医薬品庁(EMA)が、2019年9月にすべての医薬品(ジェネリック医薬品やOTC製品を含む)の販売承認保持者に対し、ニトロソアミンの混入リスクを評価し、適切なリスク軽減策を講じるよう通達をしている(EMA/189634/2019 Notification参照)。 Furthermore, in the above production method using sodium nitrite, there is a possibility that nitrosamines, which are carcinogenic substances, may be generated and remain. Regarding nitrosamines, in September 2019, the European Medicines Agency (EMA) announced that marketing authorization holders of all medicines (including generics and OTC products) will be assessed for the risk of nitrosamine contamination and appropriate risk mitigation measures should be taken. (See EMA/189634/2019 Notification).
このため、2-アセチルフランを亜硝酸ナトリウムで酸化する方法を使用せずに、安定的にα-オキソ2-フラン酢酸を製造できる方法が望まれている。例えば、2-フランカルボン酸を出発物質としたα-オキソ2-フラン酢酸の製造方法が知られているが(特許文献6)、出発物質の2-フランカルボン酸は安価ではないため、より安価な化合物であるフルフラールを出発物質とするのが望ましい。 Therefore, there is a demand for a method capable of stably producing α-oxo-2-furanacetic acid without using a method of oxidizing 2-acetylfuran with sodium nitrite. For example, a method for producing α-oxo-2-furanacetic acid using 2-furancarboxylic acid as a starting material is known (Patent Document 6), but since 2-furancarboxylic acid as a starting material is not cheap, it is cheaper. A desirable starting material is furfural, which is a complex compound.
この点、フルフラールから2-フランカルボン酸への酸化反応には、(4)金属触媒を用いた空気酸化(非特許文献1)及び(5)酵素反応があるが(非特許文献2)、上記(4)の手法は、微量の有害金属残留に留意する必要があるため、医薬中間体の工業的製造方法としては十分ではなく、上記(5)の場合、酵素反応の最適化が容易ではなく、非特許文献1によれば96時間もの反応時間がかかり、大量製造には十分ではない。 In this regard, the oxidation reaction of furfural to 2-furancarboxylic acid includes (4) air oxidation using a metal catalyst (Non-Patent Document 1) and (5) enzymatic reaction (Non-Patent Document 2). The method (4) is not sufficient as an industrial production method for pharmaceutical intermediates because it is necessary to pay attention to trace amounts of harmful metal residues, and in the case of (5) above, it is not easy to optimize the enzymatic reaction. , Non-Patent Document 1, the reaction time is as long as 96 hours, which is not sufficient for mass production.
以上のように、フルフラールからα-オキソ2-フラン酢酸をより工業的に大量で簡便な操作で得る手段が望まれているのが実情である。 As described above, the actual situation is that there is a demand for means for industrially obtaining α-oxo-2-furanacetic acid from furfural in a large amount and by a simple operation.
上記のとおり、α-オキソ2-フラン酢酸を工業的に製造するために、アセチルフランを原料として亜硝酸ナトリウムで酸化する方法においては、pHや温度、反応時間等の反応条件の僅かな違いが収率に多大な影響を及ぼし、発がん物質であるニトロソアミンの生成・残留の可能性がある。そこで、本発明の目的は、ニトロソアミンが発生せず、かつ安定的にα-オキソ2-フラン酢酸を大量製造でき得る手段を提供することにある。 As described above, in order to industrially produce α-oxo-2-furanacetic acid, in the method of oxidizing acetylfuran as a raw material with sodium nitrite, there are slight differences in reaction conditions such as pH, temperature and reaction time. It has a great influence on the yield and may form/residue carcinogenic nitrosamines. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide means capable of stably mass-producing α-oxo-2-furanacetic acid without generating nitrosamines.
本発明者らは、かかる課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、亜硝酸ナトリウムを使用せずにフルフラールからα-オキソ2-フラン酢酸を製造する方法を見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have made intensive studies to solve such problems, and as a result, have found a method for producing α-oxo-2-furanacetic acid from furfural without using sodium nitrite, and have completed the present invention. rice field.
即ち、本発明は、
(1)下記一般式(1):
(2)前記ステップ(1)で得られた2-フランカルボン酸を塩素化剤と反応させて、下記一般式(3):
(3)前記ステップ(2)で得られた2-フランカルボン酸クロライドをシアノ化剤と反応させて下記一般式(4):
(4)前記ステップ(3)で得られたα-オキソ2-フランアセトニトリルを加水分解して下記一般式(5):
を含むことを特徴とするα-オキソ2-フラン酢酸の製造方法、を提供する。
That is, the present invention
(1) the following general formula (1):
(2) reacting the 2-furancarboxylic acid obtained in the step (1) with a chlorinating agent to give the following general formula (3):
(3) The 2-furancarboxylic acid chloride obtained in step (2) is reacted with a cyanating agent to give the following general formula (4):
(4) The α-oxo-2-furanacetonitrile obtained in step (3) is hydrolyzed to give the following general formula (5):
A method for producing α-oxo-2-furanacetic acid, comprising:
上記本発明のα-オキソ2-フラン酢酸の製造方法においては、前記ステップ(1)のマンガン系酸化剤が、過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム又は二酸化マンガンであること、が好ましい。 In the method for producing α-oxo-2-furanacetic acid of the present invention, the manganese-based oxidizing agent in step (1) is preferably potassium permanganate, sodium permanganate or manganese dioxide.
本発明に係るα-オキソ2-フラン酢酸の製造方法によれば、フルフラールからα-オキソ2-フラン酢酸をより工業的に大量で簡便な操作で得ることができる。 According to the method for producing α-oxo-2-furanacetic acid according to the present invention, α-oxo-2-furanacetic acid can be industrially obtained from furfural in a large amount by a simple operation.
以下、本発明に係るα-オキソ2-フラン酢酸の製造方法の代表的な実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、重複する説明は省略することがある。 Hereinafter, representative embodiments of the method for producing α-oxo-2-furanacetic acid according to the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to these. Duplicate description may be omitted.
本実施形態に係るα-オキソ2-フラン酢酸の製造方法においては、以下に示される製造ル-トにより、α-オキソ2-フラン酢酸が製造されるものであり、(1)酸化反応の工(ステップ)、(2)塩素化反応の工程(ステップ)、(3)シアノ化反応の工程(ステップ)及び(4)加水分解反応の工程(ステップ)を含む。
以下において、上記も各工程(ステップ)を詳細に説明する。 In the following, each of the above processes (steps) will also be described in detail.
(1)酸化反応工程
まず、酸化反応工程として、上記一般式1で表されるフルフラールを、マンガン系酸化剤(1~6当量)、又は亜塩素酸塩(1~6当量)と次亜塩素酸の補足剤(1~6当量)とで、酸化反応させ、上記一般式(2)で表される2-フランカルボン酸を得る。
(1) Oxidation reaction step First, as an oxidation reaction step, furfural represented by the general formula 1 is treated with a manganese-based oxidizing agent (1 to 6 equivalents), or a chlorite (1 to 6 equivalents) and hypochlorous acid. It is subjected to an oxidation reaction with an acid scavenger (1 to 6 equivalents) to obtain 2-furancarboxylic acid represented by the general formula (2).
本酸化反応工程で使用することのできるマンガン系酸化剤としては、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択することができるが、例えば過マンガン酸カリウム、過マンガン酸ナトリウム又は二酸化マンガンであるのが好ましく、なかでも過マンガン酸カリウム又は二酸化マンガンが更に好ましい。 The manganese-based oxidizing agent that can be used in the oxidation reaction step can be appropriately selected within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples include potassium permanganate, sodium permanganate and manganese dioxide. is preferred, and potassium permanganate or manganese dioxide is more preferred.
また、本酸化反応工程で使用することのできる亜塩素酸塩としては、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択することができるが、例えば亜塩素酸ナトリウムが好ましい。 Moreover, the chlorite that can be used in the oxidation reaction step can be appropriately selected within a range that does not impair the effects of the present invention, and sodium chlorite, for example, is preferable.
本酸化反応工程で使用することのできる次亜塩素酸の補足剤としても、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択することができるが、例えば2-メチル-2-ブテン又はジメチルスルホキシド又はスルファミン酸アミド硫酸であり、好ましくは2-メチル-2-ブテン又はスルファミン酸である。亜塩素酸塩を用いる場合は中性~酸性条件で反応を行えばよい。 As a hypochlorous acid supplement that can be used in the oxidation reaction step, it can be appropriately selected within a range that does not impair the effects of the present invention. Acid amide sulfuric acid, preferably 2-methyl-2-butene or sulfamic acid. When chlorite is used, the reaction may be carried out under neutral to acidic conditions.
また、本酸化反応工程で使用することのできる溶媒は、処理する原料、酸化剤、目的物の溶解性があれば何でもよい。具体的には、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、ジクロロメタンやクロロホルム、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の有機酸エステル類、ジメチルスルホキシド、及び水が挙げられる。これらの溶媒は2種以上を混合して使用することができ、好ましくはケトン類と水との混合溶媒を使用するのがよい。 Any solvent can be used in this oxidation reaction step as long as it dissolves the raw material, oxidizing agent, and target substance to be treated. Specifically, for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether, and dioxane, nitriles such as acetonitrile and propionitrile, dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, and the like. halogenated hydrocarbons, organic acid esters such as ethyl acetate and butyl acetate, dimethyl sulfoxide, and water. These solvents can be used in combination of two or more, preferably a mixed solvent of ketones and water.
本酸化反応工程における反応温度は0~60℃であり、好ましくは5~40℃である。また、反応時間は、実質的に原料が消失すればよく、その範囲で適宜調整すればよいが、好ましくは1~24時間である。 The reaction temperature in this oxidation reaction step is 0 to 60°C, preferably 5 to 40°C. Moreover, the reaction time may be adjusted as long as the raw material is substantially lost, and may be adjusted within that range, preferably 1 to 24 hours.
(2)塩素化反応工程
次に、塩素化反応工程として、上記酸化反応工程(1)で得られた2-フランカルボン酸を、塩素又は塩化チオニル又は3塩化リン、オキシ塩化リン等の塩素化剤と反応させて、上記一般式(3)で表される2-フランカルボン酸クロライドを得る。
(2) Chlorination reaction step Next, in the chlorination reaction step, the 2-furancarboxylic acid obtained in the oxidation reaction step (1) is subjected to chlorination with chlorine, thionyl chloride, phosphorus trichloride, phosphorus oxychloride, or the like. 2-furancarboxylic acid chloride represented by the above general formula (3) is obtained by reacting with an agent.
本塩素化反応工程において使用する塩素化剤の量は、1~5当量であり、好ましくは1~3当量である。 The amount of the chlorinating agent used in this chlorination reaction step is 1 to 5 equivalents, preferably 1 to 3 equivalents.
また、本塩素化反応工程で使用する溶媒は、反応に支障なければ特に制限はなく、例えばジクロロメタンやクロロホルム、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の有機酸エステル類、トルエンやキシレン等の炭化水素類、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミド等のアミド類、及びそれらの混合溶媒、又は無溶媒である。 The solvent used in this chlorination reaction step is not particularly limited as long as it does not interfere with the reaction. Examples include halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform and 1,2-dichloroethane, and organic acids such as ethyl acetate and butyl acetate Esters, hydrocarbons such as toluene and xylene, ethers such as tetrahydrofuran, ethylene glycol dimethyl ether and dioxane, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, and mixed solvents or no solvents thereof.
本塩素化反応工程における反応温度は0~100℃であり、好ましくは20~90℃である。反応時間は、実質的に原料が消失すればよく、その範囲で適宜調整すればよいが、好ましくは1~10時間である。 The reaction temperature in this chlorination reaction step is 0 to 100°C, preferably 20 to 90°C. The reaction time may be adjusted as long as the raw material is substantially lost, and may be adjusted within that range, preferably 1 to 10 hours.
(3)シアノ化反応工程
次に、シアノ化反応工程として、上記塩素化反応工程(2)で得られた2-フランカルボン酸クロライドを、シアノ化剤と反応させて、上記一般式(4)で表されるα-オキソ2-フランアセトニトリルを得る。
(3) Cyanation reaction step Next, in the cyanation reaction step, the 2-furancarboxylic acid chloride obtained in the chlorination reaction step (2) is reacted with a cyanating agent to give the general formula (4). α-oxo-2-furanacetonitrile of the formula is obtained.
本シアノ化反応工程で使用することのできるシアノ化剤は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択することができるが、例えばシアン化カリウム、シアン化ナトリウム又はシアン化銅(I)が挙げられ、好ましくはシアン化ナトリウム又はシアン化カリウムである。また、4級アンモニウム塩を触媒として添加することで反応効率を向上することができる。 The cyanating agent that can be used in this cyanation reaction step can be appropriately selected within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples include potassium cyanide, sodium cyanide and copper (I) cyanide, Sodium cyanide or potassium cyanide is preferred. Moreover, reaction efficiency can be improved by adding a quaternary ammonium salt as a catalyst.
また、本シアノ化反応工程において使用するシアノ化剤の量は1~10当量であればよく、好ましくは1~3当量である。 The amount of the cyanating agent used in the cyanation reaction step may be 1 to 10 equivalents, preferably 1 to 3 equivalents.
本シアノ化反応工程で使用する溶媒は、反応に支障なければ特に制限はなく、例えばアセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミド等のアミド類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の有機酸エステル類、トルエンやキシレン等の炭化水素類、ジメチルスルホキシド、及びそれらの混合溶媒、が挙げられ、好ましくは、アセトニトリル及びアセトニトリルを主成分とする混合溶媒である。 The solvent used in this cyanation reaction step is not particularly limited as long as it does not interfere with the reaction. amides, organic acid esters such as ethyl acetate and butyl acetate, hydrocarbons such as toluene and xylene, dimethyl sulfoxide, and mixed solvents thereof, preferably acetonitrile and a mixture containing acetonitrile as a main component is a solvent.
本シアノ化反応工程における反応温度は-15~100℃であり、好ましくは0~90℃である。反応時間は、実質的に原料が消失すればよく、その範囲で適宜調整すればよいが、好ましくは0.5~10時間である。 The reaction temperature in this cyanation reaction step is -15 to 100°C, preferably 0 to 90°C. The reaction time may be adjusted as long as the raw materials are substantially lost, and may be adjusted within that range, preferably 0.5 to 10 hours.
(4)加水分解反応工程
次いで、上記シアノ化反応工程で得られたα-オキソ2-フランアセトニトリルを酸の共存下で加水分解し、上記一般式(5)で表されるα-オキソ2-フラン酢酸を得る。
(4) Hydrolysis reaction step Next, the α-oxo-2-furanacetonitrile obtained in the cyanation reaction step is hydrolyzed in the presence of an acid to obtain α-oxo-2- Furanacetic acid is obtained.
本加水分解反応の工程で使用することのできる酸は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜選択することができるが、無機酸でよく、好ましくは塩酸又は硫酸である。酸の使用量は、副生するアンモニアの中和量以上であればよく、1.1~50当量、好ましくは2~10当量である。 The acid that can be used in this hydrolysis reaction step can be appropriately selected within a range that does not impair the effects of the present invention, and may be an inorganic acid, preferably hydrochloric acid or sulfuric acid. The amount of acid to be used may be equal to or greater than the neutralization amount of by-produced ammonia, and is 1.1 to 50 equivalents, preferably 2 to 10 equivalents.
また、本加水分解反応工程における反応温度は0~100℃であり、好ましくは20~100℃である。反応時間は、実質的に原料が消失すればよく、その範囲で適宜調整すればよいが、好ましくは0.5~24時間である。 The reaction temperature in this hydrolysis reaction step is 0 to 100°C, preferably 20 to 100°C. The reaction time may be adjusted as long as the raw material is substantially lost, and may be adjusted within that range, preferably 0.5 to 24 hours.
本加水分解反応工程で使用する水以外の溶媒は、反応に支障なければ特に制限はない。例えばジクロロメタンやクロロホルム、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、トルエンやキシレン等の炭化水素類、エチレングリコールジメチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、及びそれらの混合溶媒、又は無溶媒である。 Solvents other than water used in this hydrolysis reaction step are not particularly limited as long as they do not interfere with the reaction. For example, halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform and 1,2-dichloroethane, hydrocarbons such as toluene and xylene, ethers such as ethylene glycol dimethyl ether and dioxane, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, and It is a mixed solvent thereof or no solvent.
上記において本発明に係るα-オキソ2-フラン酢酸の製造方法の代表的な実施形態について説明したが、以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。 The representative embodiments of the method for producing α-oxo-2-furanacetic acid according to the present invention have been described above, and the present invention will be described in more detail below with reference to examples. However, the present invention is not limited by these examples.
<実験例1:酸化反応工程>
室温で、アセトン12mlと水3mlの混合溶媒に、上記一般式(1)で表されるフルフラール300mg(3.1mmol)を加えた、この溶液を15℃に保ちスルファミン酸909mg(9.4mmol)を加えて、完全溶解するまで攪拌した。次いでこの混合液に、72%亜塩素酸ナトリウム(431mg、3.4mmol)を徐々に添加し、室温で5時間攪拌した。反応終了後、アセトンを留去し、ジクロロメタン(4x15ml)で抽出をした。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥をして、濃縮して上記一般式(2)で表される2-フランカルボン酸317mg(収率90%)を得た。
<Experimental Example 1: Oxidation reaction step>
300 mg (3.1 mmol) of furfural represented by the general formula (1) was added to a mixed solvent of 12 ml of acetone and 3 ml of water at room temperature. Add and stir until complete dissolution. To this mixture was then slowly added 72% sodium chlorite (431 mg, 3.4 mmol) and stirred at room temperature for 5 hours. After completion of the reaction, acetone was distilled off and extraction was performed with dichloromethane (4×15 ml). The organic layer was dried with sodium sulfate and concentrated to obtain 317 mg of 2-furancarboxylic acid represented by the general formula (2) (yield 90%).
<実験例2:酸化反応工程>
室温で、アセトン5mlに、上記一般式(1)で表されるフルフラール100mg(1.04mmol)を加えた、この溶液に予め過マンガン酸カリウム329mg(2.08mmol)を水5mlに懸濁させた液を添加し、室温で12時間攪拌した。反応終了後、アセトンを留去して、濃塩酸で水層をpH1に調整後、エーテル(5x15ml)で抽出し、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥し、濃縮して上記一般式(2)で表される2-フランカルボン酸50.7mg(収率43%)を得た。
<Experimental Example 2: Oxidation reaction step>
100 mg (1.04 mmol) of furfural represented by the above general formula (1) was added to 5 ml of acetone at room temperature, and 329 mg (2.08 mmol) of potassium permanganate was previously suspended in 5 ml of water. The liquid was added and stirred at room temperature for 12 hours. After completion of the reaction, acetone was distilled off, and the aqueous layer was adjusted to pH 1 with concentrated hydrochloric acid, extracted with ether (5 x 15 ml), washed with saturated brine, dried over magnesium sulfate, and concentrated to give a solution of the above general formula ( 50.7 mg (43% yield) of 2-furancarboxylic acid represented by 2) was obtained.
<実験例3:塩素化反応工程>
実験例1で得た2-フランカルボン酸1gを塩化チオニル5.2mlに溶解させ、ジメチルホルムアミドを触媒量滴下した後、80℃で4時間攪拌した。反応終了後、濃縮し、上記一般式(3)で表される2-フランカルボン酸クロライドを得た。
<Experimental Example 3: Chlorination reaction step>
1 g of 2-furancarboxylic acid obtained in Experimental Example 1 was dissolved in 5.2 ml of thionyl chloride, a catalytic amount of dimethylformamide was added dropwise, and the mixture was stirred at 80° C. for 4 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was concentrated to obtain 2-furancarboxylic acid chloride represented by the general formula (3).
<実験例4:シアノ化反応工程>
アセトニトリル3mlにシアン化ナトリウム891mgを添加し、0~4℃で攪拌しながら、実験例3で得た2-フランカルボン酸クロライドをアセトニトリル3mlに溶かした溶液を滴下した。反応液を室温で15分間攪拌した後、90℃で1時間攪拌した。反応終了後、反応液を室温に戻し、ろ過、濃縮して、上記一般式(4)で表される油状のα-オキソ-2-フランアセトニトリルを得た。
<Experimental Example 4: Cyanation reaction step>
891 mg of sodium cyanide was added to 3 ml of acetonitrile, and a solution of 2-furancarboxylic acid chloride obtained in Experimental Example 3 dissolved in 3 ml of acetonitrile was added dropwise while stirring at 0 to 4°C. The reaction solution was stirred at room temperature for 15 minutes and then at 90° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the reaction solution was returned to room temperature, filtered and concentrated to obtain oily α-oxo-2-furanacetonitrile represented by the general formula (4).
<実験例5:加水分解反応工程>
実験例4で得たα-オキソ-2-フランアセトニトリルに水10ml及び濃塩酸7mlを加え、室温で12時間攪拌をした。反応終了後、酢酸エチル(3x5ml)で抽出し、飽和食塩水で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥、濃縮してα-オキソ-2-フラン酢酸(上記実験例3の塩素化反応工程の2-フランカルボン酸1gからの収率48%)を得た。
<Experimental Example 5: Hydrolysis reaction step>
10 ml of water and 7 ml of concentrated hydrochloric acid were added to the α-oxo-2-furanacetonitrile obtained in Experimental Example 4, and the mixture was stirred at room temperature for 12 hours. After completion of the reaction, it was extracted with ethyl acetate (3×5 ml), washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated to give α-oxo-2-furanacetic acid (2-furan in the chlorination reaction step of Experimental Example 3 above). 48% yield from 1 g of carboxylic acid) was obtained.
<実験例6:シアノ化反応工程>
アセトニトリル67mlにシアン化カリウム5.87gを加え、5℃に氷冷攪拌しながら、2-フランカルボン酸クロライド(東京化成工業(株)製)5.87gを8℃以下に保ちながら添加し15分攪拌した。攪拌後、30分加熱還流した後に、室温まで冷却し、ろ過、濃縮して上記一般式(4)で表されるα-オキソ-2-フランアセトニトリルを5.7g得た。
<Experimental Example 6: Cyanation reaction step>
5.87 g of potassium cyanide was added to 67 ml of acetonitrile, and while stirring at 5° C. with ice cooling, 5.87 g of 2-furancarboxylic acid chloride (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added while maintaining the temperature at 8° C. or lower, and the mixture was stirred for 15 minutes. . After stirring, the mixture was heated under reflux for 30 minutes, cooled to room temperature, filtered and concentrated to obtain 5.7 g of α-oxo-2-furanacetonitrile represented by the general formula (4).
<実験例7:加水分解反応工程>
実験例6で得たα-オキソ-2-フランアセトニトリル1.9gに濃塩酸13mlを加え、室温で24時間攪拌した。この反応液に、水7mlを加えて5分間攪拌した後、酢酸エチル(5x9ml)で抽出し、有機層を飽和食塩水で洗浄した。硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮をしてα-オキソ-2-フラン酢酸を1.88g(上記実験例6のシアノ化反応工程の2-フランカルボン酸クロライド5.87gからの収率70%)得た。
<Experimental Example 7: Hydrolysis reaction step>
13 ml of concentrated hydrochloric acid was added to 1.9 g of α-oxo-2-furanacetonitrile obtained in Experimental Example 6, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. After adding 7 ml of water to the reaction solution and stirring for 5 minutes, the mixture was extracted with ethyl acetate (5×9 ml), and the organic layer was washed with saturated brine. After drying with sodium sulfate, it was concentrated to obtain 1.88 g of α-oxo-2-furanacetic acid (70% yield from 5.87 g of 2-furancarboxylic acid chloride in the cyanation reaction step of Experimental Example 6 above). rice field.
[評価]
上記実験例1~7からわかるように、本発明に係るα-オキソ2-フラン酢酸の製造方法によれば、医薬中間体であるα-オキソ2-フラン酢酸を、亜硝酸ナトリウムを使用せずに効率的に製造できることが実証された。
[evaluation]
As can be seen from Experimental Examples 1 to 7 above, according to the method for producing α-oxo-2-furanacetic acid according to the present invention, α-oxo-2-furanacetic acid, which is a pharmaceutical intermediate, is produced without using sodium nitrite. It was demonstrated that it can be efficiently manufactured in
本発明に係るα-オキソ2-フラン酢酸の製造方法は、医薬中間体の製造のために利用でき、α-オキソ2-フラン酢酸から誘導したセフロキシムは抗生物質医薬品として利用できる。
The method for producing α-oxo-2-furanacetic acid according to the present invention can be used for the production of pharmaceutical intermediates, and cefuroxime derived from α-oxo-2-furanacetic acid can be used as an antibiotic drug.
Claims (2)
(2)前記ステップ(1)で得られた2-フランカルボン酸を塩素化剤と反応させて、下記一般式(3):
(3)前記ステップ(2)で得られた2-フランカルボン酸クロライドをシアノ化剤と反応させて下記一般式(4):
(4)前記ステップ(3)で得られたα-オキソ2-フランアセトニトリルを加水分解して下記一般式(5):
を含むことを特徴とするα-オキソ2-フラン酢酸の製造方法。 (1) the following general formula (1):
(2) reacting the 2-furancarboxylic acid obtained in the step (1) with a chlorinating agent to give the following general formula (3):
(3) The 2-furancarboxylic acid chloride obtained in step (2) is reacted with a cyanating agent to give the following general formula (4):
(4) The α-oxo-2-furanacetonitrile obtained in step (3) is hydrolyzed to give the following general formula (5):
A method for producing α-oxo-2-furanacetic acid, comprising:
を特徴とする請求項1に記載のα-オキソ2-フラン酢酸の製造方法。
The manganese-based oxidizing agent in step (1) is potassium permanganate, sodium permanganate or manganese dioxide;
The method for producing α-oxo-2-furanacetic acid according to claim 1, characterized in that
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