JP4765167B2 - 1−(6−メチルピリジン−3−イル)−2−[4−(メチルスルホニル)フェニル]エタノンおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、式
【化9】
の化合物、1−(6−メチルピリジン−3−イル)−2−[4−(メチルスルホニル)フェニル]エタノン、およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
1−(6−メチルピリジン−3−イル)−2−[4−(メチルスルホニル)フェニル]エタノンは、いわゆるCOX−2インヒビター、鎮痛−炎症抑制作用のある、薬理学的に活性な物質を製造するための、新規な出発物質である(R. S. Friesen et al., Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 8 (1998) 2777-2782; WO 98/03484)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、薬理学的に活性な化合物の製造に使用する、この新規な出発物質を、自由に使えるように提供することにある。本発明のさらなる目的は、この出発物質の、技術的に実用可能な製造方法を提供することにある。
【0004】
この目的は、請求項1に記載の化合物により、また本発明に従う請求項2の製造方法により、達成される。
【0005】
【発明の実施形態】
本発明の製造方法は、ひとつのとくに有利な実施形態においては、下記の4段階からなる製造方法である。
第一段階a)において、2−メチル−5−エチルピリジンを500℃ないし700℃で触媒の存在下に2−メチル−5−ビニルピリジンに転化し、
第二段階b)において、2−メチル−5−ビニルピリジンをオゾンで処理し、最終的には還元して、2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドに転化し、
第三段階c)において、2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドをジアルキルアミンおよびシアン化合物と反応させて、対応するN,N−ジアルキルアミノ−(6−メチル−3−ピリジル)アセトニトリルに転化し、そして最後に、
最終段階d)において、N,N−ジアルキルアミノ−(6−メチル−3−ピリジル)アセトニトリルを、塩基の存在下に、4−(メチルスルホニル)ベンジルハロゲナイドと反応させて、1−(6−メチルピリジン−3−イル)−2−[4−(メチルスルホニル)フェニル]エタノンに転化させること。
【0006】
この、本発明の製造方法の実施態様における特筆すべき利点は、全体の技術から見て、入手容易な2−メチル−5−エチルピリジンから出発することができるという事実である。
【0007】
段階a)
2−メチル−5−エチルピリジンの2−メチル−5−ビニルピリジンへの脱水は、文献により既知である(たとえば、A. Nenz et al., Hydrocarbon Processing, 47 (11) 1968, 139-144; US-A-2,769,773)。
【0008】
反応は、500℃から700℃において、好ましくは600℃から700℃において、さまざまな触媒のうちのいずれかの存在下に進行する。通常、触媒としては、二酸化ケイ素、シリカゲル、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化クロム、銅クロマイト、酸化マグネシウム、酸化カリウム、酸化アルミニウム、またはボロンフォスフェートを、単独で、または混合物として、場合によっては担体に担持させて使用する。たとえば、単体としての軽石に担持させた酸化亜鉛触媒を使用したときに、好成績が得られる。2−メチルピリジンを水蒸気雰囲気または不活性ガス、とりわけ水蒸気雰囲気で希釈して用いることが、反応にとって、とくに好都合である。
【0009】
2−メチル−5−ビニルピリジンを一段階で、たとえば水相の分離、および最終的には水蒸気蒸留または真空蒸留によって精製することができ、それを後続する段階b)に供給することができる。
【0010】
段階b)
オゾンとの反応は、鉱酸の存在下に、温度−20℃から0℃において、ことに−15℃から−5℃において実施することが好ましい。鉱酸としては、硫酸またはリン酸、とりわけ硫酸が好適である。反応媒体としては、水および(または)極性の溶媒が好ましい。極性の溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノールまたはヘキサノールのような、C1−6アルコールを使用することができる。メタノールまたはエタノールのようなC1−6アルコールと、水との混合物がとくに好適であることが実証された。中間に生成するオゾン錯体は還元性であって、好ましくはアルカリ金属亜硫酸水素塩で処理することにより、2−メチル−5−カルブアルデヒドが取得できる。
【0011】
好適なアルカリ金属亜硫酸水素塩は、亜硫酸水素ナトリウムまたはカリウムである。そのほかの既知の還元剤、たとえばジメチルサルファイド、チオ尿素、またはトリメチルフォスファイト、あるいは適当な触媒の存在下における水素などを選択することもまた、可能である。
【0012】
亜硫酸水素アルカリを使用した好ましい還元処理を行なう場合、オゾン化のための条件と実質上同じ条件で、かつ常用の方法で、温度−20℃から20℃において、好ましくは−10℃から0℃において、処理を実施する。
【0013】
さらなる処理操作によって、2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドまたは亜硫酸水素アルカリと2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドとのアダクトが生成する。すなわち1−ヒドロキシ−(6−メチルピリジン−3−イル)メタンスルホン酸塩である。
【0014】
2−メチル−5−カルブアルデヒドの単離を所望する場合、反応混合物の選択的抽出を、pH約4〜5において、適当な有機溶媒、たとえば酢酸エチルを使用して行なうことができる。別法として、好ましいことであるが、アルカリ金属亜硫酸水素塩と2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドとのアダクトをまず生成させ、それをpH値約10において分解させて、2−メチル−5−カルブアルデヒドを得ることができる。
【0015】
後続の工程c)にとってとくに好ましいのは、アルカリ金属亜硫酸水素塩と2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドのアダクトを反応させることである。それによって、比較的不安定な2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドの単離を、巧妙に回避することができる。
【0016】
アルカリ金属亜硫酸水素塩と2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドとのアダクトは新規であって、文献未記載の物質であるから、それ自身もまた、その製造方法と同様に、本発明の対象である。このアダクトは、下の一般式(II)を有しており、
【化10】
(式中、Mはアルカリ金属を表す。)
1−ヒドロキシ−(6−メチルピリジン−3−イル)メタンスルホン酸塩として表記される。好ましいアルカリ金属Mは、NaまたはKである。
【0017】
段階c)
2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドとの、またはアルカリ金属亜硫酸水素塩/2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドのアダクトとの反応は、シュトレッカー合成の原理に従って、シアン化合物およびジアルキルアミンを用いて実施され、対応するN,N−ジアルキルアミノ−(6−メチル−3−ピリジル)アセトニトリルに至る。
【0018】
シアン化合物としては、水性のHCN溶液または水性のシアン化アルカリ溶液を使用することができる。好適なジアルキルアミンは、C1−4ジアルキルアミンであり、ここでC1−4アルキルは、具体的には、メチル、エチル、n−プロピル、iso-プロピル、n−ブチル、iso-ブチルまたはtert-ブチルを意味する。とくに好ましいジアルキルアミンは、ジメチルアミンおよびジエチルアミンである。
【0019】
反応温度は、0℃から30℃の範囲が好ましい。
【0020】
水と混和しない有機溶媒、たとえばトルエンまたはt−ブチルメチルエーテルを存在させることは、有利であるといえる。操作と、対応するN,N−ジアルキルアミノ−(6−メチル−3−ピリジル)アセトニトリルの単離とは、一回の相分離によって行なうことができる。一般式
【化11】
(式中、R1およびR2は、同一または異なるものであって、C1−4アルキルをあらわす。)
のN,N−ジアルキルアミノ−(6−メチル−3−ピリジル)アセトニトリルは、新規な、文献未記載の化合物であって、その製造方法とともに、本発明の対象である。
【0021】
C1−4アルキルは、メチル、エチル、n−プロピル、iso-プロピル、n−ブチル、iso-ブチルまたはtert-ブチルを意味する。とくに好ましいアルキルは、メチルおよびエチルである。
【0022】
段階d)
N,N−ジアルキルアミノ−(6−メチル−3−ピリジル)アセトニトリルを、4−(メチルスルホニル)ベンジルハロゲナイドとの反応によって式(I)の最終生成物に転換する工程は、塩基の存在下に実施する。好適な4−(メチルスルホニル)ベンジルハロゲナイドは、4−(メチルスルホニル)ベンジルクロライドである。
【0023】
塩基としては、水性のアルカリ金属水酸化物溶液、好ましくは水酸化ナトリウム水溶液が使用され、それによって、この場合、常用の相転移触媒が有用なものになる。適切な相転移触媒は、たとえば、テトラ−n−ブチルアンモニウムクロライド、またはテトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイドのような、テトラアルキルアンモニウムハロゲナイドである。反応温度は、40℃から70℃の範囲内で変化する。水と混和しない溶媒、たとえばトルエン、メチレンクロライドまたはt−ブチルメチルエーテルのようなものの使用が、有利であるということができる。
【0024】
別の、また有利な方法は、塩基としてアルカリ金属アルコラートを使用することである。適切なアルコラートは、たとえばナトリウム−またはカリウム−t−ブタノラートまたはナトリウム−t−ペンチラート、とりわけカリウム−t−ブタノラートである。溶媒としては、テトラヒドロフランのようなエーテル類が推奨される。この態様における反応温度は、15℃から25℃の範囲が好ましい。
【0025】
1−(6−メチルピリジン−3−イル)−2−[4−(メチルスルホニル)フェニル]エタノンは、当業者には常用の、たとえば反応混合物を酸性化し、最終的には、たとえばトルエンを用いた抽出によって、単離することができる。さらなる精製は、たとえばアセトニトリルからの再結晶によって行なうことができる。
【0026】
【実施例1】
2−メチル−5−ビニルピリジンの製造
粒径6〜8mmの軽石を水で湿らせ、乾燥重量の25%に相当する粒状の酸化亜鉛と混合して、湿潤状態で反応器(管の長さ750mm、管の直径60mm)に充填し、650℃〜700℃の窒素気流を24時間流通させた。
【0027】
76ml/hrの2−メチル−5−エチルピリジンを87ml/hrの水蒸気とともに、温度670℃〜680℃、圧力665mbarで、上記の触媒中に通した。反応器の出口において、40.6重量%の2−メチル−5−ビニルピリジンおよび56.3%の2−メチル−5−エチルピリジンから成る生成物の流れが取り出された。収率は、転化した2−メチル−5−エチルピリジン基準で、93.0%に達していた。
【0028】
2−メチル−5−ビニルピリジンを高純度で取得するために、反応生成物を最終的に水蒸気蒸留した(266mbar、塔頂温度59℃〜60℃)。
【0029】
2−メチル−5−ビニルピリジンの精製はまた、真空蒸留(20mbar、温度約90℃)によっても行なうことができた。
【0030】
【実施例2】
2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドの製造
11.92gの2−メチル−5−ビニルピリジン(純度85%、85mmol)、50mlのメタノールおよび10mlの水を装入した。濃硫酸(9.81g、98mmol)を添加したが、温度は20℃を超えなかった。溶液を−12℃に冷却し、最後にオゾン/酸素の混合物(O2中約5%のO3、50L/hr)を、2−メチル−5−ビニルピリジンが完全に反応するまで加えた。水(50ml)およびNaHSO3の40%水溶液(22.7g、85mmol)を、注意深く添加した。反応混合物を20℃に温め、30%のNaOH(約32g、0.24mol)を加えて中和した。メタノールを30〜40℃で蒸留して除去したのち、バイサルファイト・アダクトの形成のために、さらに22.7gの40%NaHSO3水溶液を添加した。30分間撹拌したのち、pHを再度中性にし、最後にこの中性の未精製物を、35mlのt−ブチルメチルエーテルで抽出した。水性相を30%NaOHでpH10とし、26.5g(0.25mol)のNa2CO3を添加した。生成した遊離のアルデヒドを2回、80mlのt−ブチルメチルエーテルで抽出した。溶媒を追い出したのち、9gの2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドが、淡黄色の油状物として得られた。
【0031】
【0032】
【0033】
【実施例3a】
N,N−ジエチルアミノ−(6−メチルピリジン−3−イル)アセトニトリルの製造(2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドから)
73.2g(1.25当量)のジエチルアミンと100.3g(1.15当量)の25%HCN溶液を、10℃から15℃において、1時間にわたり、良好な撹拌混合下に、水200mlおよびトルエン200ml中の2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒド98.3g(1.0当量)に添加した。反応混合物を3時間の間、30℃で撹拌した。それから両相を分離し、水相を2回、100mlのトルエンで抽出した。有機相は一体にし、トルエンを除去したところ、表題化合物が黄色い油状物として、収量172.3g(90.1%)で得られた。
【0034】
【0035】
【0036】
【実施例3b】
N,N−ジエチルアミノ−(6−メチルピリジン−3−イル)アセトニトリルの製造(2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドと亜硫酸水素ナトリウムとのアダクトから)
23.84gの2−メチル−5−ビニルピリジン(83.1%GC,166.2mmol)から出発して、オゾン化分解を、実施例2と同様に実施した。未精製物を中性のpHにおいて抽出操作にかけたのち、水相を15℃に冷却して、そこへ、まず21.94gのジエチルアミン(0.3mol)を、ついで9.8gのNaCN(0.2mol)を添加した(添加時間は各10分間)。溶液を4.5時間、15℃で撹拌し、最後に生成物を3回、85mlのトルエンで抽出した。
【0037】
一体にした抽出液を濃縮した。
取得物:37.4gのN,N−ジエチルアミノ−(6−メチルピリジン−3− イル)アセトニトリルをオレンジ色の油状物として
含有量:83.7%(GC,重量%)(0.34%のアルデヒド)
収率:2−メチル−5−ビニルピリジン基準で92.7%
【0038】
【0039】
【実施例3c】
2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドと亜硫酸水素ナトリウムとのアダクトの製造および特性の測定
バイサルファイト・アダクトの生成後、1H−および13C−NMRを利用した試験を行なった。アルデヒドのNMRシグナルは全体的に消滅し、それに代って下記のシグナルが観察された。
【0040】
【0041】
【0042】
【実施例4a】
1−(6−メチルピリジン−3−イル)−2−[4−(メチルスルホニル)フェニル]エタノンの製造(塩基として水性NaOH溶液)
41.07g(89.1%、1.00当量)のN,N−ジエチルアミノ−(6−メチルピリジン−3−イル)アセトニトリル、30mlのトルエンおよび10.0gのセライトを装入した。そこへ、50%水性NaOH溶液72g(5当量)を、15分間かけて添加した。その間、温度は、20℃に維持することができた。反応混合物を45℃に温めた。強い撹拌のもとに、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイドの第一の部分、0.32gを添加した。
【0043】
ついで直ちに、0.32gのテトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイドの溶液と、44.52g(1.2当量)の4−(メチルスルホニル)ベンジルクロライドのトルエン200ml溶液とを、1.5時間にわたって添加した。半分を添加したところで、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロマイドの第三の部分である0.32gを添加し、6時間、45℃において、さらに撹拌した。
【0044】
反応混合物を放置して室温にし、100mlの水と100mlのトルエンとを添加した。残留物を濾過して25mlのトルエンで洗浄したのち、二つの相を分離した。水相を2回、50mlのトルエンで抽出した。一体にした有機相は、380mlの1N−HClで抽出した。29.6gの50%水性NaOH溶液で中和し、pHを4.5にしたところで、表題化合物の結晶の析出が始まった。懸濁液を濾過し、生成物を、水100mlで2回、イソプロパノール/水の1:1混合液80mlで2回、洗浄した。最終的には、20℃/20mbarで乾燥した。
【0045】
40.19g(76.4%)の表題化合物を、99.0%の純度で取得した。
融点:182℃−183℃
【0046】
【0047】
【実施例4b】
1−(6−メチルピリジン−3−イル)−2−[4−(メチルスルホニル)フェニル]エタノンの製造(アルコラート使用、無水)
48.16g(84.5%、1.00当量)のN,N−ジエチルアミノ−(6−メチルピリジン−3−イル)アセトニトリルのテトラヒドロフラン20ml中の溶液を、30分間かけて、20℃で、カリウム−t−ブタノラート38.58g(1.7当量)のテトラヒドロフラン60ml中の懸濁液に添加した。直ちに、4−(メチルスルホニル)ベンジルクロライド42.59g(1.03当量)のテトラヒドロフラン60ml中の溶液を、1.5時間にわたり、20℃から25℃で、これに添加した。
【0048】
20℃で0.5時間撹拌した後、反応混合物を100mlの水で希釈し、180mlの2N−HClで、1時間の間にpHを2に下げた。さらに0.5時間、20℃において、30%水性NaOH溶液10gで、pHを3に調節した。20℃において1時間撹拌した懸濁液を濾過し、生成物を、水150mlで2回、水/イソプロパノールの1:1混合液100mlで2回、洗浄した。20℃/20mbarで乾燥したところ、53.72g(92%)の表題化合物が、純度99.1%で得られた。
【0049】
融点:182℃−183℃
【0050】
Claims (18)
- 式
とし、これを、塩基の存在下に4−(メチルスルホニル)ベンジルハライドと反応させて、式(I)の1−(6−メチルピリジン−3−イル)−2−[4−(メチルスルホニル)フェニル]エタノンに転換することを特徴とする製造方法。 - 2−メチル−5−ビニルピリジンとオゾンとの反応を、鉱酸の存在下に実施する請求項1の製造方法。
- 2−メチル−5−ビニルピリジンとオゾンとの反応を、温度−20℃から0℃において実施する請求項2の製造方法。
- 還元を、温度−20℃から20℃において行なう請求項4の製造方法。
- 1−ヒドロキシ−(6−メチルピリジン−3−イル)メタンスルホン酸塩を単離することなく使用して、一般式(III)のN,N−ジアルキルアミノ−(6−メチル−3−ピリジル)アセトニトリルを製造する請求項4または5の製造方法。
- 2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドの転化に当り、シアン化合物として、水性のHCN溶液またはアルカリ金属シアン化物の水性溶液を使用する請求項2ないし6のいずれかの製造方法。
- 2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドとジアルキルアミンおよびシアン化合物との反応を、0℃から30℃において実施する請求項2ないし7のいずれかの製造方法。
- 式(III)のN,N−ジアルキルアミノ−(6−メチル−3−ピリジル)アセトニトリルの転化に際して使用する塩基として、水性のアルカリ金属水酸化物溶液を相転移触媒とともに使用するか、またはアルカリ金属アルコラートを有機溶媒の存在下に使用して実施する請求項2ないし8のいずれかの製造方法。
- 2−メチル−5−エチルピリジンから出発して、2−メチル−5−ビニルピリジンを取得する請求項2ないし9のいずれかの製造方法。
- 2−メチル−5−エチルピリジンを、500℃から700℃で、触媒の存在下に、2−メチル−5−ビニルピリジンに転換する請求項10の製造方法。
- 触媒として、二酸化ケイ素、シリカゲル、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化クロム、銅クロマイト、酸化マグネシウム、酸化カリウム、酸化アルミニウム、またはボロンフォスフェートを、単独でまたは混合物として、場合によっては担体に担持させて使用する請求項11の製造方法。
- 反応を、600℃ないし700℃において実施する請求項11または12の製造方法。
- 請求項14に記載した1−ヒドロキシ−(6−メチルピリジン−3−イル)メタンスルホン酸塩を製造する方法であって、2−メチル−5−ビニルピリジンの、オゾンとの反応および最終的なアルカリ金属硫酸水素塩を用いた還元により、式(II)の最終生成物に導く請求項14の製造方法。
- 一般式の1−(6−メチルピリジン−3−イル)−2−[4−(メチルスルホニル)フェニル]エタノンを製造する方法であって、
第二段階b)において、2−メチル−5−ビニルピリジンをオゾンで処理し、最終的には還元して、2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドに転化し、
第三段階c)において、2−メチルピリジン−5−カルブアルデヒドをジアルキルアミンおよびシアン化合物と反応させて、対応するN,N−ジアルキルアミノ−(6−メチル−3−ピリジル)アセトニトリルに転化し、最後に、
第四段階d)において、N,N−ジアルキルアミノ−(6−メチル−3−ピリジル)アセトニトリルを、塩基の存在下に、4−(メチルスルホニル)ベンジルハライドと反応させて、1−(6−メチルピリジン−3−イル)−2−[4−(メチルスルホニル)フェニル]エタノンに転化させること、
を特徴とする製造方法。
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