JP3996228B2 - 3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類の製造法 - Google Patents

3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類の製造法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医薬品の製造中間体として有用な化合物である3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類の新規な製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、3−ピペラジニルベンズイソチアゾール誘導体の製造には、主に2つの方法が知られている。そのうちの1つは、反応式(1):
【0003】
【化9】
Figure 0003996228
【0004】
に従って、3−ハロ−1,2−ベンズイソチアゾールとピペラジン化合物とを反応させる方法(特開昭63−830687号;特開昭63−83085号;EP−A 196096;J.Chem.Soc., Perkin.Trans.,1(8),2141,1988;Ger.Offen.,3530089;J.Med.Chem.,29(3),359,1986)であり、もう1つは、反応式(2):
【0005】
【化10】
Figure 0003996228
(式中、XはClまたはBrを表し、RはH、炭素数1〜6のアルキル基または炭素数1〜6の置換アルキレン基を表す)に従う、本出願人らが先に出願した特願平7−098387号に開示の方法である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の公知技術では大過剰のピペラジン量を必要とすること、非常に長い反応時間を必要とすること、また収率が低いという理由から、工業的に有利な方法とは言いがたい。
このように、公知のいずれの方法によっても、3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類を工業的に有利に製造することは困難であった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の状況に鑑み、容易かつ経済的に有利に3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類を製造する方法を提供すべく鋭意検討した。その結果、本発明者らは、3−ハロ−1,2−ベンズイソチアゾールまたは2−シアノベンゼンスルフェニルハライドとピペラジン化合物とを反応させて、3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類を製造する反応において、アルキレングリコール誘導体の存在下で該反応を行うと、ピペラジン使用量削減、収率向上、反応時間の短縮の効果を示すことを見い出した。
【0008】
この原因については定かではないが、アルキレングリコール誘導体が相間移動触媒的な作用を示し、ピペラジン化合物の反応系内への溶解を促進する作用を有するためと思われる。
【0009】
すなわち、本発明は、本発明者らのかかる新たな知見に基づいて完成されたもので、一般式(I):
【0010】
【化11】
Figure 0003996228
【0011】
(式中、XはClまたはBrを表す)
で示される3−ハロ−1,2−ベンズイソチアゾール、または、一般式(V):
【0012】
【化12】
Figure 0003996228
【0013】
(式中、Xは前記定義に同じ)
で示される2−シアノベンゼンスルフェニルハライドと、一般式(II):
【0014】
【化13】
Figure 0003996228
【0015】
(式中、R1は水素、または炭素数1〜6のアルキル基もしくは置換アルキレン基を表す)
で示されるピペラジン化合物とを、一般式(III):
【0016】
【化14】
Figure 0003996228
【0017】
(式中、R2およびR3は、各々、水素、または炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基を表し、n=2〜4である)
で示されるアルキレングリコール誘導体の存在下で反応させることを特徴とする一般式(IV):
【0018】
【化15】
Figure 0003996228
【0019】
(式中、R1は前記定義に同じ)
で示される3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類の経済的に有利な製造法を提供するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる3−ハロ−1,2−ベンズイソチアゾールは、一般式(I)で示され、その具体例としては、3−クロロ−1,2−ベンズイソチアゾール、3−ブロモ−1,2−ベンズイソチアゾール等が挙げられる。
【0021】
また、上記の3−ハロ−1,2−ベンズイソチアゾールに換えて本発明で用いることができる2−シアノベンゼンスルフェニルハライド化合物は、一般式(V)で示され、例えば、本出願人らによる特願平7−98387号に記載の方法に従って、2−シアノフェニルチオ誘導体をハロゲン化することにより容易に得ることができ、その具体例としては、2−シアノベンゼンスルフェニルクロライド、2−シアノベンゼンスルフェニルブロマイド等が挙げられる。
【0022】
本発明で用いるピペラジン化合物は、一般式(II)で示され、例えば、ピペラジン、1−メチル−ピペラジン、1−エチル−ピペラジン、1−n−ブチル−ピペラジン等の1−アルキル−ピペラジン類、1−イミドブチレン−ピペラジン、1−アミドブチレン−ピペラジン、1−((5−インドール)エチレン)−ピペラジン等の1−置換アルキレン−ピペラジン類が挙げられ、特にピペラジンが好ましく用いられる。
【0023】
ピペラジン化合物の使用量は、一般式(I)で示される3−ハロ−1,2-ベンズイソチアゾールまたは一般式(V)で示される2−シアノベンゼンスルフェニルハライドに対し、通常、1〜10倍モルの範囲、好ましくは2〜4倍モルの範囲である。
【0024】
さらに、本発明で用いるアルキレングリコール誘導体は、一般式(III)で示され、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。特にエチレングリコールが好ましく用いられる。
【0025】
アルキレングリコール誘導体の使用量は、一般式(I)で示される3−ハロ−1,2−ベンズイソチアゾールまたは一般式(V)で示される2−シアノベンゼンスルフェニルハライドに対して、通常、0.1〜10倍重量の範囲、好ましくは0.5〜5倍重量の範囲である。
アルキレングリコール誘導体の使用量がこの範囲より少ない場合には、その効果が現れず、またこの範囲より多く用いても、もはやそれに見合う効果が得られず、却って反応操作上、不都合となる。
【0026】
本発明の目的生成物である3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類は、一般式(IV)で示され、その具体例としては、3−(1−ピペラジニル)−1,2−ベンズイソチアゾール、3−(4−エチル−1−ピペラジニル)−1,2−ベンズイソチアゾール、3−(4−n−ブチル−1−ピペラジニル)−1,2−ベンズイソチアゾール、3−(4−シクロヘキシル−1−ピペラジニル)−1,2−ベンズイソチアゾール等を挙げることができる。また、これらの化合物は塩酸、硫酸等の存在下、酸性条件で塩酸塩、硫酸塩等の鉱酸塩として単離することもできる。
【0027】
前記のごとき3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類の製造法における反応温度は、通常約70℃〜約150℃、好ましくは約100℃〜約130℃の範囲である。反応温度が70℃よりも低い場合には反応速度が遅くなり、反対に150℃よりも高い場合には副反応が起こり、収率低下の原因となるので好ましくない。
【0028】
反応に用いる溶媒は特に必要ではなく、無溶媒反応が好ましく用いられるが、該反応は溶媒中でも行うことができる。この場合に用いる溶媒としては、例えば、シクロヘキサン、ヘプタン等の炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の極性溶媒等を挙げることができる。その使用量は、特に限定されるものではないが、通常、一般式(I)で示される3−ハロ−1,2−ベンズイソチアゾールまたは一般式(V)で示される2−シアノベンゼンスルフェニルハライドに対して0.1〜10倍重量である。
かくして得られる一般式(IV)で示される3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類は、反応混合物から常法に従い、晶析等により容易に単離精製することができる。
【0029】
驚くべきことに、本発明の製造法を用いることにより、従来の方法に比して、約1/2〜1/12の反応時間で、約1/2〜1/6のピペラジン化合物量で、しかも約20%〜50%上回る収率で、目的生成物である3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類を得ることができる。
【0030】
【実施例】
つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。
実施例1
撹拌器、温度計、滴下ロートおよび冷却器を備え付けた1000ml四つ口フラスコに、ピペラジン215.4g(2.50モル)、クロロベンゼン50.0g、エチレングリコール100.0gを仕込み、撹拌下、約120℃で3−クロロ−1,2−ベンズイソチアゾール169.5g(1.00モル)を溶融状態で1時間かけて滴下し、その後2時間撹拌して反応を終了した。水で過剰のピペラジンを除去した後、塩酸酸性とした水層に抽出し、このものを水酸化ナトリウム水でアルカリ性にすることにより、3−(1−ピペラジニル)−1,2−ベンズイソチアゾールの結晶202.4g(融点89〜90℃)を得た。3−クロロ−1,2−ベンズイソチアゾールに対する収率は92.4%であった。
【0031】
実施例2
撹拌器、温度計、滴下ロートおよび冷却器を備え付けた1000ml四つ口フラスコに、ピペラジン215.4g(2.50モル)、クロロベンゼン50.0g、エチレングリコール100.0gを仕込み、撹拌下、約120℃で2−シアノベンゼンスルフェニルクロライド214.1g(1.00モル)を溶融状態で1時間かけて滴下し、その後2時間撹拌して反応を終了した。水で過剰のピペラジンを除去した後、塩酸酸性とし水層に抽出し、このものを水酸化ナトリウム水でアルカリ性にすることにより、3−(1−ピペラジニル)−1,2−ベンズイソチアゾールの結晶199.5g(融点89〜90℃)を得た。2−シアノベンゼンスルフェニルクロライドに対する収率は91.1%であった。
【0032】
比較例1
撹拌器、温度計、滴下ロートおよび冷却器を備え付けた1000ml四つ口フラスコに、ピペラジン304.2g(3.53モル)、クロロベンゼン7.5g、3−クロロ−1,2−ベンズイソチアゾール39.8g(0.235モル)を仕込み、約120℃で20時間加熱撹拌した。水で過剰のピペラジンを除去した後、塩酸酸性とし水層に抽出し、このものを水酸化ナトリウム水でアルカリ性にすることにより、3−(1−ピペラジニル)−1,2−ベンズイソチアゾールの結晶24.4g(融点89〜90℃)を得た。3−クロロ−1,2−ベンズイソチアゾールに対する収率は47.4%であった。
【0033】
比較例2
撹拌器、温度計、滴下ロートおよび冷却器を備え付けた500ml四つ口フラスコに、ピペラジン86.2g(1.00モル)、クロロベンゼン7.5gを仕込み、撹拌下、約130℃で2−シアノベンゼンスルフェニルクロライド53.5g(0.25モル)を溶融状態で1時間かけて滴下し、その後、4時間撹拌して反応を終了した。水で過剰のピペラジンを除去した後、塩酸酸性とし水層に抽出し、このものを水酸化ナトリウム水でアルカリ性にすることにより、3−(1−ピペラジニル)−1,2−ベンズイソチアゾールの結晶40.9g(融点89〜90℃)を得た。2−シアノベンゼンスルフェニルクロライドに対する収率は74.7%であった。
【0034】
【発明の効果】
3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類の製造において、ピペラジン化合物と他の原料との反応をアルキレングリコール誘導体の存在下で行う。その結果、ピペラジンの使用量の削減が図られたうえ、収率が向上し、かつ反応時間の短縮が可能となった。

Claims (8)

  1. 一般式(I):
    Figure 0003996228
    (式中、XはClまたはBrを表す)
    で示される3−ハロ−1,2−ベンズイソチアゾールと、一般式(II):
    Figure 0003996228
    (式中、R1は水素、または炭素数1〜6のアルキル基もしくは置換アルキレン基を表す)
    で示されるピペラジン化合物とを、一般式(III):
    Figure 0003996228
    (式中、R2およびR3は、各々、水素または炭素数1〜4の直鎖もしくは分岐のアルキル基、n=2〜4を表す)
    で示されるアルキレングリコール誘導体の存在下で反応させることを特徴とする一般式(IV):
    Figure 0003996228
    (式中、R1は前記定義に同じ)
    で示される3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類の製造法。
  2. 一般式(V):
    Figure 0003996228
    (式中、Xは請求項1の定義に同じ)
    で示される2−シアノベンゼンスルフェニルハライドと、一般式(II):
    Figure 0003996228
    (式中、R1は請求項1の定義に同じ)
    で示されるピペラジン化合物とを、一般式(III):
    Figure 0003996228
    (式中、R2およびR3は請求項1の定義に同じ)
    で示されるアルキレングリコール誘導体の存在下で反応させることを特徴とする一般式(IV):
    Figure 0003996228
    (式中、R1は前記定義に同じ)
    で示される3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類の製造法。
  3. 一般式(II)で示されるピペラジン化合物がピペラジンである請求項1記載の方法。
  4. 一般式(II)で示されるピペラジン化合物がピペラジンである請求項2記載の方法。
  5. 一般式(IV)で示される3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類が3−(1−ピペラジニル)−1,2−ベンズイソチアゾールである請求項1記載の方法。
  6. 一般式(IV)で示される3−ピペラジニルベンズイソチアゾール類が3−(1−ピペラジニル)−1,2−ベンズイソチアゾールである請求項2記載の方法。
  7. 一般式(III)で示されるアルキレングリコール誘導体がエチレングリコールである請求項1記載の方法。
  8. 一般式(III)で示されるアルキレングリコール誘導体がエチレングリコールである請求項2記載の方法。
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