JP4848704B2 - 2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンの製造方法 - Google Patents

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本発明は、2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンの製造方法に関する。さらに詳しくは、抗鬱剤として有用なミルタザピンの製造中間体として好適に使用しうる2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンの製造方法に関する。
ミルタザピンは、抗鬱剤として有用な化合物であり、ミルタザピンの製造中間体として、2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンが知られている。2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンの製造方法としては、1−メチル−3−フェニルピペラジンと、2−クロロ−3−シアノピリジンとをフッ化カリウムの存在下で反応させる方法が知られている(特許文献1)。
しかしながら、この方法には、高価なフッ化カリウムが使用するため経済的でなくまた、ガラスが使用された装置やガラスライニングされた装置では、腐食されるので使用することができないという欠点や、反応溶液にはタールの生成量が多く、目的化合物である2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンを取り出すことが困難であるという工業的生産性の面で欠点がある。
また、フッ化カリウムの代わりに沃化カリウムを使用し、塩基の存在下で同様に反応させて2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンを製造する方法が知られている(特許文献2)。
しかしながら、沃化カリウムは工業的には比較的高価であり、経済性の上で問題がある
特公昭59−42678号公報 再公表特許WO01/023345号公報
本発明の目的は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、高価なフッ化カリウムや沃化カリウムなどを使用せず、ミルタザピンの製造中間体として有用な2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンを工業的に容易に、しかも経済的に製造しうる方法を提供することである。
本発明は、下記のものである。
[1]1−メチル−3−フェニルピペラジンを2−クロロ−3−シアノピリジンと、有機塩基の存在下でかつアルカリ金属ハロゲン化物の非存在下に、極性非プロトン性有機溶媒中で反応させることを含む2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンの製造方法、
[2]有機塩基がアルキルアミンである[1]に記載の方法、
[3]アルキルアミンがトリエチルアミンである[2]に記載の方法、
[4]1−メチル−3−フェニルピペラジンの量が、2−クロロ−3−シアノピリジン1モルに対して、0.6〜1.1モルである[1]に記載の方法、
[5]1−メチル−3−フェニルピペラジン、2−クロロ−3−シアノピリジン及び有機塩基、必要により更に4級アンモニウム塩を、極性非プロトン性有機溶媒中、混合することを含む2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンの製造方法、に関する。
本発明の製造方法によって、ミルタザピンの製造中間体として好適に使用しうる、2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンを、工業的に有利に得ることができる。
2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンの製造は、1−メチル−3−フェニルピペラジンと2−クロロ−3−シアノピリジンとを、有機塩基の存在下でかつアルカリ金属ハロゲン化物の非存在下に、極性非プロトン性有機溶媒中で反応させることによって容易に行うことができる。1−メチル−3−フェニルピペラジンはたとえば、再公表特許WO01/023345号公報記載の方法で製造することができる。
2−クロロ−3−シアノピリジンは市販品を使用することができる。
1−メチル−3−フェニルピペラジンの量は、2−クロロ−3−シアノピリジンとの反応を十分に進行させる観点から、2−クロロ−3−シアノピリジン1モルに対して、0.6〜1.1モル、好ましくは0.65〜0.9モルである。
有機塩基としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミンなどのアルキルアミン類;N−メチルモルホリンなどの環状アミン類;ピリジン、ピコリンなどの芳香族アミン類などが挙げられる。これらのうち、経済性の観点より、トリエチルアミンが好ましい。有機塩基の量は、1−メチル−3−フェニルピペラジンと2−クロロ−3−シアノピリジンとの反応を十分に進行させる点及び経済性の点から、1−メチル−3−フェニルピペラジン1モルに対して通常1.1〜2モル、好ましくは1.3〜1.5モルである。塩基の使用量が1.1モル以下の場合は反応が未達となり、また2モル以上の場合は使用量に見合う効果がなく、経済的でない。
極性非プロトン性有機溶媒としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、1,3−ジメチルイミダゾリジン−2−オンなどが挙げられる。これらの中では、ジメチルホルムアミドが、経済性の観点より好適に使用しうる。溶媒の量は、特に限定がないが、1−メチル−3−フェニルピペラジン100重量部に対して、通常100〜500容量部、好ましくは150〜400容量部である。
なお、本発明においては、触媒として、例えば、ヨウ化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、塩化ベンジルトリメチルアンモニウムなどの4級アンモニウム塩などを適量使用してもよい。
1−メチル−3−フェニルピペラジンと2−クロロ−3−シアノピリジンとの反応は、例えば、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス中で行うことが好ましい。
具体的に例えば、前記不活性ガス雰囲気下に、1−メチル−3−フェニルピペラジン、2−クロロ−3−シアノピリジン及び有機塩基、必要により更に4級アンモニウム塩を、極性非プロトン性有機溶媒中、混合することにより行うことができる。
また、反応温度は、反応速度を向上させる観点および副生成物の生成を抑制する観点から、通常90〜160℃、好ましくは110〜150℃、さらに好ましくは110〜130℃である。反応時間は、反応温度によって異なるので一概には決定することができないが、通常、12〜30時間程度である。
1−メチル−3−フェニルピペラジンと2−クロロ−3−シアノピリジンとの反応終了後には、得られた反応溶液に含まれている溶媒を濃縮したり、あるいは水を添加し、酢酸エチルなどの溶媒で抽出し、濃縮して粗生成物を得たり、適当な溶媒から再結晶させることにより、2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンを容易に単離することができる。
例えば、反応溶液を内温70〜95℃、減圧度7〜2.7kPaで、使用したジメチルホルムアミドの75〜95%を留去し、70〜80℃で1−メチル−3−フェニルピペラジン100重量部に対して水100〜250重量部を加える。
次に、アルカリでpHを8〜9とする。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムなどが挙げられる。アルカリとして水酸化ナトリウムを用いる場合には、通常、10〜40重量%の水酸化ナトリウム水溶液として使用することができる。
次に、この反応溶液を酢酸エチル等の溶媒で抽出する。溶媒として酢酸エチルを使用する場合、その使用量は、1−メチル−3−フェニルピペラジン100重量部に対して、通常300〜800重量部である。また、抽出温度は、40〜50℃であることが好ましい。
また、本発明においては、生成した2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンを酢酸エチル、メタノールやエタノールなどの有機溶媒に溶解させ、これに酸を添加した後、結晶を濾過し、乾燥させ、2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンの塩として単離して使用することができる。この場合、酸として、例えば、蓚酸、コハク酸、マレイン酸、メタンスルホン酸、トルエンスルホン酸などの有機酸、硫酸、塩酸、リン酸などの無機酸を用いることができる。それらのなかでは、蓚酸は、結晶性、純度および収率の観点から好ましい。
例えば、反応溶液から抽出した2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンを含む溶液に、1−メチル−3−フェニルピペラジン100重量部に対して、メタノール100〜150重量部を加え、40〜50℃で蓚酸二水和物を添加するか、あるいは蓚酸100重量部に対してメタノール250〜400重量部の割合で蓚酸をメタノールに溶解させた溶液を滴下してもよい。蓚酸の量は、1−メチル−3−フェニルピペラジン1モルあたり、0.9〜1.5モルであることが好ましい。
次に、この溶液を15〜25℃に冷却し、1〜10時間熟成した後、濾過し、メタノールと酢酸エチルとの混合溶媒(例えば、メタノール1容量部に対して酢酸エチル3〜4容量部)で洗浄してもよい。その後、50〜60℃の乾燥温度で乾燥することにより、2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジン蓚酸塩を得ることができる。
かくして得られる2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンまたはその蓚酸塩はミルタザピンの製造中間体として有用な化合物である。
本発明によれば、従来、1−メチル−3−フェニルピペラジンと2−クロロ−3−シアノピリジンとの反応による2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンの製造において必須成分とされていたアルカリ金属ハロゲン化物を用いずに効率的に該化合物を得ることができ、そして前記従来法よりよい目的物の収率が期待できる。
次に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
実施例 1
2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジン蓚酸塩
1−メチル−3−フェニルピペラジン 21.1g(120.3ミリモル)、2−クロロ−3−シアノピリジン20.0g(144.4ミリモル)及びトリエチルアミン16.6g(164.1ミリモル)をジメチルホルムアミド42gに添加し、窒素ガス雰囲気中、125〜130℃で24時間反応させた。次に、減圧下でトリエチルアミンとジメチルホルムアミドを反応溶液から留去した後、水32mlと酢酸エチル87gを添加し、10%水酸化ナトリウム水溶液でpHを8〜9に調整した。分液後、有機層にメタノール24gを添加し、蓚酸15.2gを添加して結晶化した。次に、この液を濾過し、結晶を乾燥し、表題化合物31.6gを得た。(HPLC含量:86.1%、1−メチル−3−フェニルピペラジンからの収率は61.4%であった)
IR(KBr)ν=3039、2223、1733、1636、1578、1567、1436、758、701cm−1
1H−NMR(CDCl,400MHz)δppm:8.29、7.77、6.76(dd,each 1H);7.1−7.44(m,5H);5.46(t,1H,CH-Ph);3.83、3.59(m,each H);2.95(dd,1H);2.65−2.80(m,4H);2.55(m,1H);2.33(s,3H,NCH
実施例 2
2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジン蓚酸塩
1−メチル−3−フェニルピペラジン 21.1g(120.3ミリモル)、2−クロロ−3−シアノピリジン24.0g(173.2ミリモル)及びトリエチルアミン16.6g(164.1ミリモル)をジメチルホルムアミド42gに添加し、窒素ガス雰囲気中、125〜130℃で24時間反応させた。次に、減圧下でトリエチルアミンとジメチルホルムアミドを反応溶液から留去した後、 水32mlと酢酸エチル87gを添加し、10%水酸化ナトリウム水溶液でpHを8〜9に調整した。分液後、有機層にメタノール24gを添加し、蓚酸15.2gを添加し結晶化した。次に、この液を濾過し、結晶を乾燥し、表題化合物31.9gを得た。(HPLC含量:92.4%、1−メチル−3−フェニルピペラジンからの収率は66.5%であった)
実施例 3
2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジン蓚酸塩
1−メチル−3−フェニルピペラジン 21.3kgを含むジメチルホルムアミド溶液57.3kgに、2−クロロ−3−シアノピリジン22.2kg及びトリエチルアミン15.3kgを加え、窒素ガス雰囲気中、114〜125℃で17時間反応させた。減圧下で濃縮した。留去量は36kgであった。水29.3kgを加え、25%水酸化ナトリウム水溶液でpHを8.45に調整した。酢酸エチル79.2kgを加えて、5%食塩水20kgで洗浄し、分液した。有機層にメタノール23.1kgを加え、45〜48℃で蓚酸二水和物13.9kgを約1時間で添加した。同温度で1時間攪拌し、35℃付近でろ過、酢酸エチル42.2kgとメタノール12.4kgの混合液で結晶を洗浄した。結晶を約50℃で減圧乾燥し、表題化合物32.65kgを得た。(HPLC含量:90.2%、1−メチル−3−フェニルピペラジンからの収率は66.2%であった)
比較例1
1−メチル−3−フェニルピペラジン21.1g(120.3ミリモル)、2−クロロ−3−シアノピリジン20.0g(144.4ミリモル)、トリエチルアミン12.8g(126.3ミリモル)及び沃化カリウム2.0g(12.0ミリモル)をジメチルホルムアミド42gに添加し、窒素ガス雰囲気中、125〜130℃で24時間反応させた。次に、減圧下でトリエチルアミンとジメチルホルムアミドを反応溶液から留去した後、水32mlと酢酸エチル87gを添加し、10%水酸化ナトリウム水溶液でpHを8〜9に調整した。分液後、有機層にメタノール24gを添加し、蓚酸15.2gを添加し結晶化した。次に、この液を濾過し、結晶を乾燥し、2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジン蓚酸塩26.6gを得た。(HPLC含量:93.8%、 1−メチル−3−フェニルピペラジン からの収率56.6%であった)
比較例2
1−メチル−3−フェニルピペラジン32.1gを含むジメチルホルムアミド溶液86.2gに、2−クロロ−3−シアノピリジン36.3gを加え、窒素ガス雰囲気中、120〜125℃で18時間反応させた。減圧下で濃縮した。実施例3と同様の方法で後処理し、HPLCで測定した結果、2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンは、1−メチル−3−フェニルピペラジンから40.9%生成していた。
HPLC条件:
カラム:ODSカラム(SUMIPAX ODS A−212)
移動相: A液 燐酸水素2ナトリウム0.05モル量を精製水1Lに溶解し、燐酸でpH6に調整。
B液 アセトニトリル
A液:B液=65:45
検出波長:UV220nm

Claims (4)

  1. 1−メチル−3−フェニルピペラジンを2−クロロ−3−シアノピリジンと、有機塩基の存在下でかつアルカリ金属ハロゲン化物の非存在下に、極性非プロトン性有機溶媒中で反応させることを含む2−(4−メチル−2−フェニルピペラジン−1−イル)−3−シアノピリジンの製造方法。
  2. 有機塩基がアルキルアミンである請求項1に記載の方法。
  3. アルキルアミンがトリエチルアミンである請求項2に記載の方法。
  4. 1−メチル−3−フェニルピペラジンの量が、2−クロロ−3−シアノピリジン1モルに対して、0.6〜1.1モルである請求項1に記載の方法。
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