JP5079416B2 - Process for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin - Google Patents

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Description

本発明は、光学材料、電子材料、医農薬原体及び中間体、診断薬原体及び中間体として重要な、ヒダントイン環を有する化合物及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a compound having a hydantoin ring, which is important as an optical material, an electronic material, a pharmaceutical and agrochemical raw material and an intermediate, a diagnostic pharmaceutical raw material and an intermediate, and a method for producing the same.

ヒダントイン環を有する化合物は光学材料、電子材料、医農薬原体及び中間体、診断薬原体及び中間体の合成中間体として有用な化合物である。   A compound having a hydantoin ring is a compound useful as an optical material, an electronic material, a pharmaceutical and agrochemical raw material and intermediate, a diagnostic pharmaceutical raw material and a synthetic intermediate of the intermediate.

ヒダントイン環を有する化合物(5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン、以後、ヒダントイン誘導体ともいう)の製造方法としては、水/メタノール混合溶媒中で、3−ベンジルシクロブタノンに炭酸アンモニウム、塩化アンモニウム、シアン化カリウムを反応させる合成方法が知られている(非特許文献1)。この方法で得られるヒダントイン誘導体は幾何異性体のシン体およびアンチ体が共存している。   As a method for producing a compound having a hydantoin ring (5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, hereinafter also referred to as a hydantoin derivative), 3-benzylcyclobutanone is mixed with ammonium carbonate, ammonium chloride, potassium cyanide in a water / methanol mixed solvent. A synthesis method in which is reacted is known (Non-patent Document 1). The hydantoin derivative obtained by this method coexists with the syn isomers and anti isomers of geometric isomers.

人や動物に使用する医薬品類は幾何異性体や光学異性体等の一方の異性体が有効である場合が多い。両方の異性体が混在すると他方の異性体が著しい薬害を発現するケースがある。この問題を回避するため、医薬品として機能する一方の異性体のみを選択的に単離して医薬品類として使用する必要がある。この様にして、医薬品類の安全性、有効性が確保される。   In many cases, pharmaceuticals used for humans and animals are effective in one isomer such as geometric isomers and optical isomers. When both isomers are mixed, there is a case where the other isomer exhibits significant phytotoxicity. In order to avoid this problem, it is necessary to selectively isolate only one isomer that functions as a pharmaceutical and use it as a pharmaceutical. In this way, the safety and effectiveness of pharmaceuticals are ensured.

非特許文献1においては、シン体とアンチ体とからなるヒダントイン誘導体をそれぞれの異性体に分割するためにカラムクロマトグラフィーを採用している。非特許文献1に記載されているカラムクロマトグラフィーによる分離条件は、シリカゲル95gを充填したカラムを用いてヒダントイン誘導体1gを展開し、シン体のヒダントイン誘導体500mgを単離している。   In Non-Patent Document 1, column chromatography is employed to separate a hydantoin derivative consisting of a syn form and an anti form into respective isomers. The separation conditions by column chromatography described in Non-Patent Document 1 are that 1 g of hydantoin derivative is developed using a column packed with 95 g of silica gel, and 500 mg of a hydantoin derivative is isolated.

しかし、カラムクロマトグラフィーは小規模の精製に適しており、大規模な設備設計が困難であることに加え、カラムクロマトグラフィーは分離に長時間を要するので作業効率が悪く、また大量の溶離液を必要とするため大量の廃液が発生するため経済性に乏しい。更に、シリカゲルを大量に使用するため大量の産業廃棄物が発生し、しかも一回に取得できるシン体の量が極度に少ない問題がある。従って、カラムクロマトグラフィーによる幾何異性体の分割方法は、操作性、作業性、経済性の観点から、工業的な製造方法として通用する方法ではない。従って、シン体を高い選択率で製造できる工業的製造方法が求められている。   However, column chromatography is suitable for small-scale purification, and it is difficult to design a large-scale facility.In addition, column chromatography requires a long time for separation, so that work efficiency is low, and a large amount of eluent is required. Since a large amount of waste liquid is generated because it is necessary, it is not economical. In addition, since a large amount of silica gel is used, a large amount of industrial waste is generated, and there is a problem that the amount of sine that can be obtained at one time is extremely small. Therefore, the method for separating geometric isomers by column chromatography is not an effective method for industrial production from the viewpoints of operability, workability, and economy. Accordingly, there is a demand for an industrial production method that can produce a syn-body with high selectivity.

更に、上記非特許文献1の製造方法による場合、その収率はたかだか50%程度であり、更に高い収率のsyn-ヒダントイン誘導体の製造方法が求められている。
Applied Radiation and Isotopes、58巻、P657、2003年 2.2 Chemistry
Furthermore, in the case of the production method of Non-Patent Document 1, the yield is at most about 50%, and a production method of a syn-hydantoin derivative with a higher yield is demanded.
Applied Radiation and Isotopes, 58, P657, 2003 2.2 Chemistry

本発明者等は、上記課題を解決するために種々検討した結果、ヒダントイン誘導体の製造において、(1)反応原料の配合量を特定の割合にすること、(2)反応温度を所定温度範囲に保つことにより、反応収率及びシン体の選択率を同時に向上できることを発見した。   As a result of various studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that in the production of a hydantoin derivative, (1) the amount of reaction raw materials is set to a specific ratio, and (2) the reaction temperature is within a predetermined temperature range. It was discovered that the reaction yield and the selectivity for the syn form can be improved simultaneously by maintaining the same.

本発明は、上記発見に基づいて完成するに至ったもので、その目的とするところは、反応収率が高く、且つシン体の選択率が高いヒダントイン誘導体の製造方法を提供することにある。   The present invention has been completed based on the above discovery, and an object of the present invention is to provide a method for producing a hydantoin derivative having a high reaction yield and a high syn-body selectivity.

上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。   The present invention for achieving the above object is described below.

〔1〕 3−ベンジルオキシシクロブタノンと、炭酸アンモニウムと、シアン化カリウムと、塩化アンモニウムとを、水およびアルコールの存在下に反応させる5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法において、
3−ベンジルオキシシクロブタノン1.0モルに対して炭酸アンモニウム及びシアン化カリウムをそれぞれ1.0〜2.0モル反応させると共に、炭酸アンモニウム1.0モルに対して塩化アンモニウムを0.2〜1.0モル使用し、反応温度を50〜58℃の温度範囲に制御して該反応を行うことを行うことを特徴とする5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法。
[1] In a method for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, in which 3-benzyloxycyclobutanone, ammonium carbonate, potassium cyanide, and ammonium chloride are reacted in the presence of water and an alcohol.
Ammonium carbonate and potassium cyanide are reacted in an amount of 1.0 to 2.0 mol with respect to 1.0 mol of 3-benzyloxycyclobutanone, and 0.2 to 1.0 mol of ammonium chloride with respect to 1.0 mol of ammonium carbonate. A process for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, characterized in that the reaction is carried out by controlling the reaction temperature within a temperature range of 50 to 58 ° C.

〔2〕 前記反応温度を反応開始後1時間以内に50〜58℃に上昇させ、以後該温度範囲に制御して反応を行うことを特徴とする〔1〕に記載の5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法。   [2] The reaction temperature is raised to 50 to 58 ° C. within 1 hour after the start of the reaction, and then the reaction is performed within the temperature range. (Oxycyclobutane) Hydantoin production method.

〔3〕 アルコールとしてメタノールを使用する〔1〕または〔2〕に記載の5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法。   [3] The process for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin according to [1] or [2], wherein methanol is used as the alcohol.

〔4〕 反応終了後に得られる反応混合液から常圧下でアルコールを留去する工程を含む〔1〕〜〔3〕の何れかに記載の5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法。   [4] The process for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin according to any one of [1] to [3], which comprises a step of distilling off alcohol from the reaction mixture obtained after completion of the reaction under normal pressure.

本発明の5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法においては、出発原料の3−ベンジルオキシシクロブタノンに対する他の原料化合物の配合量を、非特許文献1の配合量と比較して約1/10程度以下に低減している。その結果、後述する実施例、比較例のデータから分るように、理由は明らかではないが、作業性、収率、純度等を向上できる。   In the method for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin of the present invention, the amount of the other raw material compound with respect to the starting material 3-benzyloxycyclobutanone is about 1 compared with the amount of Non-Patent Document 1. / 10 or less. As a result, as can be seen from the data of Examples and Comparative Examples described later, workability, yield, purity and the like can be improved, although the reason is not clear.

本発明の5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法においては、反応温度を50〜58℃に制御して反応させている。このように温度制御を行うことにより、昇華性の炭酸アンモニウムの昇華を抑制させ、反応中に炭酸アンモニウムによる冷却管の閉塞を有効に防止できる。さらに、冷却管を閉塞している炭酸アンモニウムの昇華量が多いと、製造された5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインと昇華した炭酸アンモニウムとが接触しやすくなることが原因と考えられるが、これを分解させるようである。本発明においては、炭酸アンモニウムの配合量が少なく、その結果5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの分解が減少し、最終的に収率が従来法と比較し大幅(30%)に向上する。また、反応温度を反応開始後1時間以内に50〜58℃に上昇させることにより、純度をより向上させることができる。   In the method for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin of the present invention, the reaction is carried out while controlling the reaction temperature at 50 to 58 ° C. By controlling the temperature in this manner, sublimation of sublimable ammonium carbonate can be suppressed, and clogging of the cooling pipe by ammonium carbonate can be effectively prevented during the reaction. Furthermore, if the sublimation amount of ammonium carbonate closing the cooling pipe is large, it is considered that the produced 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and the sublimated ammonium carbonate are likely to come into contact with each other. It seems to break down this. In the present invention, the amount of ammonium carbonate is small, and as a result, the decomposition of 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin is reduced, and the yield is finally greatly improved (30%) compared to the conventional method. . Moreover, purity can be improved more by raising reaction temperature to 50-58 degreeC within 1 hour after reaction start.

また、反応終了後に得られる反応混合液から常圧下でアルコールを留去することにより、製造上、問題なく5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの取り出すことが可能となる。   Moreover, 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin can be taken out without any problem in production by distilling off the alcohol from the reaction mixture obtained after completion of the reaction under normal pressure.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の、5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法においては、下記反応式(A)に示すように、出発原料である3−ベンジルオキシシクロブタノン(1)と、炭酸アンモニウムと、塩化アンモニウムと、シアン化カリウムとを反応させ、syn-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(2)及びanti-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(3)を製造する。   In the process for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin of the present invention, as shown in the following reaction formula (A), 3-benzyloxycyclobutanone (1) as a starting material, ammonium carbonate, and chloride Ammonium and potassium cyanide are reacted to produce syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (2) and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (3).

Figure 0005079416
Figure 0005079416

出発原料である3−ベンジルオキシシクロブタノン(1)は、例えば前記非特許文献1の2.2.2欄に記載されている方法により製造できる。   The starting material 3-benzyloxycyclobutanone (1) can be produced, for example, by the method described in the column 2.2.2 of Non-Patent Document 1.

炭酸アンモニウムの配合量は、出発原料である3−ベンジルオキシシクロブタノン(1)の1.0モルに対して、1.0〜2.0モルであり、1.0〜1.5モルがより好ましい。炭酸アンモニウムの配合量が、1.0モル未満の場合は、5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの収率が低下する。炭酸アンモニウムの配合量が、2.0モルを超える場合は、シン体の選択率が低下する傾向にある。また、反応中に炭酸アンモニウムが昇華して冷却管に析出して、冷却管を閉塞させやすくなり、その結果、5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインが分解して反応収率が低下する傾向にある。   The compounding quantity of ammonium carbonate is 1.0-2.0 mol with respect to 1.0 mol of 3-benzyloxycyclobutanone (1) which is a starting material, and 1.0-1.5 mol is more preferable. . When the compounding amount of ammonium carbonate is less than 1.0 mol, the yield of 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin decreases. When the compounding amount of ammonium carbonate exceeds 2.0 mol, the selectivity for the syn form tends to decrease. In addition, ammonium carbonate sublimates during the reaction and precipitates in the cooling pipe, making it easy to block the cooling pipe. As a result, 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin is decomposed and the reaction yield tends to decrease. It is in.

塩化アンモニウムの配合量は、炭酸アンモニウム1.0モルに対して、0.2〜1.0モルであり、0.3〜0.9モルがより好ましい。塩化アンモニウムの配合量が、0.2モル未満の場合は、ヒダントイン化反応が遅くなり、不純物も増加し、5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの収率が低下する。塩化アンモニウムの配合量が、1.0モルを超える場合は、シン体の選択率が低下し不純物が増加する傾向にある。また、反応収率が低下する傾向にある。   The compounding quantity of ammonium chloride is 0.2-1.0 mol with respect to 1.0 mol of ammonium carbonate, and 0.3-0.9 mol is more preferable. When the amount of ammonium chloride is less than 0.2 mol, the hydantoinization reaction is slowed, impurities are increased, and the yield of 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin is lowered. When the compounding amount of ammonium chloride exceeds 1.0 mol, the selectivity for the syn form tends to decrease and the impurities tend to increase. In addition, the reaction yield tends to decrease.

シアン化カリウムの配合量は、出発原料である3−ベンジルオキシシクロブタノン(1)の1.0モルに対して、1.0〜2.0モルであり、1.0〜1.5モルがより好ましい。シアン化カリウムの配合量が、1.0モル未満の場合は、5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの収率が低下する。シアン化カリウムの配合量が、2.0モルを超える場合は、シン体の選択率が低下し、不純物が増加する傾向にある。また、反応収率が低下する傾向にある。   The compounding quantity of potassium cyanide is 1.0-2.0 mol with respect to 1.0 mol of 3-benzyloxycyclobutanone (1) which is a starting material, and 1.0-1.5 mol is more preferable. When the compounding quantity of potassium cyanide is less than 1.0 mol, the yield of 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin decreases. When the compounding amount of potassium cyanide exceeds 2.0 mol, the selectivity for the syn form decreases and the impurities tend to increase. In addition, the reaction yield tends to decrease.

反応は、水及びアルコールの存在下に行われる。水、及びアルコールの配合量は、反応を十分に進行できる量であれば特に制限されるものではない。また、水、及びアルコールの混合比も、特に制限されるものではなく、出発原料の配合量、反応条件等に応じて適宜決定してやればよい。一般的には、水とアルコールとの混合比は、質量基準で1:99〜99:1が好ましく、10:90〜90:がより好ましい。   The reaction is carried out in the presence of water and alcohol. The blending amounts of water and alcohol are not particularly limited as long as the reaction can proceed sufficiently. Further, the mixing ratio of water and alcohol is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the blending amount of the starting materials, reaction conditions, and the like. In general, the mixing ratio of water and alcohol is preferably 1:99 to 99: 1, more preferably 10:90 to 90: on a mass basis.

アルコールとしては、炭素数1〜3のアルコールが好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2プロパノールが汎用的で好ましく、メタノールがより好ましい。   As alcohol, C1-C3 alcohol is preferable. Specifically, methanol, ethanol, 1-propanol, and 2propanol are general-purpose and preferable, and methanol is more preferable.

反応は、上記原料(3−ベンジルオキシシクロブタノン(1)、炭酸アンモニウム、塩化アンモニウム、シアン化カリウム)を混合した反応溶液中で行われる。炭酸アンモニウム、塩化アンモニウムは水に溶解または懸濁させ、3−ベンジルオキシシクロブタノン(1)はアルコールに溶解させ、炭酸アンモニウム、塩化アンモニウムが溶解または懸濁した水と、3−ベンジルオキシシクロブタノン(1)が溶解したアルコールとを混合し、最後にシアン化カリウムを混合することにより、反応を実施することが好ましい。このような手順で原料を混合することにより、より収率を高くすることができる。なお、本発明において、反応開始とは、全原料が混合された時点を指すものであり、上記の場合は、シアン化カリウムを混合した時点を反応開始とする。   The reaction is carried out in a reaction solution in which the above raw materials (3-benzyloxycyclobutanone (1), ammonium carbonate, ammonium chloride, potassium cyanide) are mixed. Ammonium carbonate and ammonium chloride are dissolved or suspended in water, 3-benzyloxycyclobutanone (1) is dissolved in alcohol, water in which ammonium carbonate and ammonium chloride are dissolved or suspended, and 3-benzyloxycyclobutanone (1) It is preferable to carry out the reaction by mixing the alcohol in which is dissolved and finally mixing potassium cyanide. A yield can be made higher by mixing a raw material in such a procedure. In the present invention, the reaction start refers to the time when all the raw materials are mixed. In the above case, the reaction starts when the potassium cyanide is mixed.

上記各原料を混合した反応溶液は、反応温度が50〜58℃に制御される。反応温度が、50℃未満の場合は、反応が実質的に進行しない。反応温度が58℃を超える場合は、炭酸アンモニウムの昇華が著しくなり、アルコールの還流用に備えた冷却管を閉塞しやすくなる。更には、析出した炭酸アンモニウムが、生成するsyn-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(2)を分解する傾向が認められる。従って、炭酸アンモニウムを添加した後は、液温を、58℃を超える温度にすることは好ましくない。   The reaction temperature of the reaction solution in which the raw materials are mixed is controlled to 50 to 58 ° C. When the reaction temperature is less than 50 ° C., the reaction does not substantially proceed. When the reaction temperature exceeds 58 ° C., the sublimation of ammonium carbonate becomes remarkable, and the cooling pipe provided for the reflux of alcohol tends to be blocked. Furthermore, the tendency for the deposited ammonium carbonate to decompose the generated syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (2) is recognized. Therefore, after adding ammonium carbonate, it is not preferable to set the liquid temperature to a temperature exceeding 58 ° C.

また、本発明においては、使用する水、及びアルコールの温度を50〜58℃とすることにより、反応開始直後から反応温度を50〜58℃とすることも可能であるが、炭酸アンモニウムの取り扱いや、操作性を考慮すると、全原料を混合した後、反応溶液を加熱し、反応温度が50〜58℃の温度範囲となるように制御することが好ましい。つまり、反応を開始する際には、反応溶液の温度を50℃よりも低い温度とし、反応開始後に反応温度を50〜58℃に上昇させ、以後該温度範囲に制御して反応を行うことが好ましい。この場合、反応溶液の温度を50〜58℃の温度範囲に制御するのにかかる時間は、反応開始後、1時間以内であることが好ましく、さらに、50分間以内であることが好ましい。反応開始後、1時間以内に反応温度を50〜58℃に制御することにより、不純物をより少なくできる。   In the present invention, it is possible to set the reaction temperature to 50 to 58 ° C. immediately after the start of the reaction by setting the temperature of water and alcohol used to 50 to 58 ° C. In consideration of operability, it is preferable to control the reaction solution so that the reaction temperature is in the temperature range of 50 to 58 ° C. after mixing all the raw materials. That is, when starting the reaction, the temperature of the reaction solution is set to a temperature lower than 50 ° C., the reaction temperature is increased to 50 to 58 ° C. after the start of the reaction, and the reaction is subsequently performed within the temperature range. preferable. In this case, the time taken to control the temperature of the reaction solution in the temperature range of 50 to 58 ° C. is preferably within 1 hour after the start of the reaction, and more preferably within 50 minutes. Impurities can be reduced by controlling the reaction temperature to 50 to 58 ° C. within 1 hour after the start of the reaction.

反応時間は、0.5〜100時間が好ましく、1〜50時間がより好ましい。反応時間が、0.5時間未満の場合は、収率が低下する。なお、この反応時間は、反応温度が50〜58℃の温度範囲に制御されている時間を指す。   The reaction time is preferably 0.5 to 100 hours, more preferably 1 to 50 hours. When the reaction time is less than 0.5 hours, the yield decreases. In addition, this reaction time points out time when reaction temperature is controlled by the temperature range of 50-58 degreeC.

上記反応条件で反応させた後、得られる反応混合液からsyn-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(2)及びanti-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(3)の混合物を単離する。単離方法は特に制限がなく、溶剤の留去、抽出、吸着、晶析等の任意の単離方法が採用できる。   After the reaction under the above reaction conditions, a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (2) and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (3) is simply added from the resulting reaction mixture. Release. The isolation method is not particularly limited, and any isolation method such as solvent distillation, extraction, adsorption, crystallization and the like can be adopted.

溶剤を留去する場合には、先ず常圧下で反応混合液からアルコールを留去することが好ましい。常圧下でアルコールを留去することにより、反応混合液中に残存する炭酸アンモニウムの昇華を抑制できることができ、さらに、syn-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(2)及びanti-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(3)の混合物を安全に取り出せることができる。減圧下でアルコールを除去すると、原因は明らかではないが、反応混合液から泡が発生し、突沸するおそれがあり、操作性が低下する場合がある。   When distilling off the solvent, it is preferable to first distill off the alcohol from the reaction mixture under normal pressure. By distilling off the alcohol under normal pressure, sublimation of ammonium carbonate remaining in the reaction mixture can be suppressed. Furthermore, syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (2) and anti-5- A mixture of (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (3) can be safely removed. When the alcohol is removed under reduced pressure, the cause is not clear, but bubbles may be generated from the reaction mixture, which may cause bumping, and may reduce operability.

そのため、特に好ましい単離方法は、反応混合液中のアルコールを常圧下で留去し、その後得られるsyn-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(2)及びanti-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(3)の混合物を含む反応混合液を冷却することにより、syn-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(2)及びanti-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(3)の混合物を析出させる方法である。これらの目的化合物(2)、(3)は、更に精製することもできる。   Therefore, a particularly preferred isolation method is to distill off the alcohol in the reaction mixture under normal pressure, and then syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (2) and anti-5- (3-benzyl By cooling the reaction mixture containing a mixture of oxycyclobutane) hydantoin (3), syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (2) and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (3 ). These target compounds (2) and (3) can be further purified.

以上のようにして得られる、目的化合物syn-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(2)及びanti-5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン(3)の混合物の異性体比(シン体/アンチ体)は、78/22〜85/15であり、より条件を選択すれば、81/19〜85/15のものとなり、本発明によれば、シン体の選択性が高いものを得ることができる。
Isomeric ratio (syn isomer) of a mixture of the target compound syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (2) and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin (3) obtained as described above / Anti-body) is 78/22 to 85/15. If more conditions are selected, those of 81/19 to 85/15 are obtained. According to the present invention, a thin body having high selectivity is obtained. be able to.

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

比較例1
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
Comparative Example 1
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin

Figure 0005079416
Figure 0005079416

20Lの四つ口セパラブルフラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 1250g(13モル)と塩化アンモニウム 278g(5.2モル)、イオン交換水 9kgをフラスコに加え溶解させた。次にエタノール7.1kgに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 236g(1.3モル)をフラスコに加え、25℃で30分攪拌し、さらにシアン化カリウム 380g(5.8モル)を加え2時間かけて60℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、30分毎にコンデンサーが閉塞したため、その都度コンデンサーを交換し対応した。反応終了後、減圧下で溶媒を留去しようとしたが、発泡が生じたので常圧下で乾固させ黄色固体を得た。これにイオン交換水 10kgを加え1時間攪拌後、固液分離し冷イオン交換水 100gで洗浄した。得られた湿体を60℃で12時間乾燥し、syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体 164g(収率51%)を得た。高速液体クロマトグラフィー(以後、HPLCともいう)により分析したところ、5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は22%、シン体/アンチ体=80/20であった。この比較例1及び以下に記載する実施例、比較例において用いたカラムはオクタデシルシリカゲル系のジーエルサイエンス(株)社製、商品名:イナートシルODS−3で、溶離液はアセトニトリル/リン酸バッファー=1/2(v/v)であった。このリン酸バッファーは20mモル/L リン酸二水素カリウム水溶液を使用した。   A thermometer, a condenser, and a stirring blade were attached to a 20 L four-necked separable flask. 1250 g (13 mol) of ammonium carbonate, 278 g (5.2 mol) of ammonium chloride and 9 kg of ion-exchanged water were added to the flask and dissolved. Next, 236 g (1.3 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 7.1 kg of ethanol was added to the flask and stirred at 25 ° C. for 30 minutes. Further, 380 g (5.8 mol) of potassium cyanide was added, and the mixture was added over 60 hours. The temperature was raised to ° C and stirred for 12 hours. During the reaction, the condenser was clogged every 30 minutes, so the condenser was replaced each time. After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure. Since foaming occurred, the solid was dried under normal pressure to obtain a yellow solid. 10 kg of ion exchange water was added thereto, and the mixture was stirred for 1 hour, then solid-liquid separated and washed with 100 g of cold ion exchange water. The obtained wet body was dried at 60 ° C. for 12 hours, and 164 g (yield 51%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was obtained. Obtained. When analyzed by high-performance liquid chromatography (hereinafter also referred to as HPLC), the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 22%, and the syn form / anti form = 80/20. The column used in Comparative Example 1 and the Examples and Comparative Examples described below are octadecyl silica gel GL Sciences, Inc., trade name: Inertosyl ODS-3, and the eluent is acetonitrile / phosphate buffer = 1. / 2 (v / v). As the phosphate buffer, a 20 mmol / L potassium dihydrogen phosphate aqueous solution was used.

実施例1
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
Example 1
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin

Figure 0005079416
Figure 0005079416

10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 1110g(11.6モル)と塩化アンモニウム 251g(4.7モル)、イオン交換水 3kgをフラスコに加え溶解させた。次にメタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、さらにシアン化カリウム 766g(11.8モル)をフラスコに加えた。その後、45分間で55℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、コンデンサーの閉塞は全く生じなかった。   A thermometer, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 1110 g (11.6 mol) of ammonium carbonate, 251 g (4.7 mol) of ammonium chloride and 3 kg of ion exchange water were added to the flask and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of methanol was added to the flask, and 766 g (11.8 mol) of potassium cyanide was further added to the flask. Then, it heated up to 55 degreeC in 45 minutes, and stirred for 12 hours. During the reaction, no blockage of the condenser occurred.

反応終了後、メタノールを常圧で留去した後、8℃に冷却し結晶をろ過操作にて固液分離した。常圧下でメタノールを留去した際、特に、発泡などは生じなかった。結晶を固液分離し、冷イオン交換水 500gで洗浄した。得られた湿体を40℃で12時間減圧乾燥した。得られた乾燥体はsyn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体 2246g(収率80%)であり、高速液体クロマトグラフィーの分析により5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は1%、シン体/アンチ体=83/17であった。   After completion of the reaction, methanol was distilled off at normal pressure, and then cooled to 8 ° C., and the crystals were separated into solid and liquid by filtration. When methanol was distilled off under normal pressure, no foaming occurred. The crystals were separated into solid and liquid and washed with 500 g of cold ion exchange water. The obtained wet body was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was 2246 g (yield 80%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, and was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 1%, and the syn isomer / anti isomer = 83/17.

実施例2
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 1110g(11.6モル)と塩化アンモニウム 251g(4.7モル)をイオン交換水 3kgをフラスコに加え溶解させた。次にメタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、シアン化カリウム 766g(11.8モル)をフラスコに加えた。その後10分間で55℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、コンデンサーの閉塞は全く生じなかった。反応終了後、8℃に冷却し結晶をろ過操作にて固液分離し、冷イオン交換水 500gで洗浄した。その後、結晶を固液分離し、得られた湿体を40℃で12時間減圧乾燥した。得られた乾燥体はsyn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタノン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体1966g(収率70%)であり、高速液体クロマトグラフィーの分析により5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は0.5%、シン体/アンチ体=82/18であった。
Example 2
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin A thermoliter, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 1110 g (11.6 mol) of ammonium carbonate and 251 g (4.7 mol) of ammonium chloride were added to 3 kg of ion exchange water and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of methanol was added to the flask, and 766 g (11.8 mol) of potassium cyanide was added to the flask. Thereafter, the temperature was raised to 55 ° C. over 10 minutes, followed by stirring for 12 hours. During the reaction, no blockage of the condenser occurred. After completion of the reaction, the mixture was cooled to 8 ° C., and the crystals were separated into solid and liquid by filtration, and washed with 500 g of cold ion exchange water. Thereafter, the crystals were subjected to solid-liquid separation, and the obtained wet body was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was 1966 g (yield 70%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutanone) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, and was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 0.5%, and the syn form / anti form = 82/18.

実施例3
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 1110g(11.6モル)と塩化アンモニウム 251g(4.7モル)、イオン交換水 3kgをフラスコに入れ溶解させた。次にエタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、さらにシアン化カリウム 766g(11.8モル)をフラスコに加えた。その後45分間で55℃に昇温し12時間攪拌した。反応中、コンデンサーの閉塞は全く生じなかった。反応終了後、エタノールを常圧で留去した後、8℃に冷却し結晶をろ過操作により固液分離し、冷イオン交換水 500gで洗浄した。エタノールを常圧で留去した際、特に、発泡などは生じなかった。得られた湿体を40℃で12時間減圧乾燥した。得られた乾燥体はsyn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体 2106g(収率75%)であり、高速液体クロマトグラフィーの分析により5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は3.0%、シン体/アンチ体=82/18であった。
Example 3
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin A thermoliter, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 1110 g (11.6 mol) of ammonium carbonate, 251 g (4.7 mol) of ammonium chloride, and 3 kg of ion exchange water were placed in a flask and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of ethanol was added to the flask, and 766 g (11.8 mol) of potassium cyanide was further added to the flask. Thereafter, the temperature was raised to 55 ° C. over 45 minutes and stirred for 12 hours. During the reaction, no blockage of the condenser occurred. After completion of the reaction, ethanol was distilled off at normal pressure, followed by cooling to 8 ° C., and the crystals were subjected to solid-liquid separation by filtration, and washed with 500 g of cold ion-exchanged water. When ethanol was distilled off at normal pressure, no foaming occurred. The obtained wet body was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was 2106 g (yield 75%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, and was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 3.0%, and the syn form / anti form = 82/18.

実施例4
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 2084g(21.7モル)と塩化アンモニウム 1036g(19.38モル)、イオン交換水 3kgをフラスコに加え溶解させた。次にメタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、さらにシアン化カリウム 1413g(21.7モル)をフラスコに加えた。その後、45分間で58℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、わずかに白色結晶の付着が観測されたがコンデンサーの閉塞は全く生じなかった。
Example 4
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin A thermoliter, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 2084 g (21.7 mol) of ammonium carbonate, 1036 g (19.38 mol) of ammonium chloride and 3 kg of ion-exchanged water were added to the flask and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of methanol was added to the flask, and 1413 g (21.7 mol) of potassium cyanide was further added to the flask. Then, it heated up at 58 degreeC in 45 minutes, and stirred for 12 hours. During the reaction, a slight amount of white crystals was observed, but no clogging of the capacitor occurred.

反応終了後、メタノールを常圧で留去した後、8℃に冷却し結晶をろ過操作にて固液分離した。常圧下でメタノールを留去した際、特に、発泡などは生じなかった。結晶を固液分離し、冷イオン交換水 500gで洗浄した。得られた湿体を40℃で12時間減圧乾燥した。得られた乾燥体はsyn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体 2190g(収率78%)であり、高速液体クロマトグラフィーの分析により5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は1.5%、シン体/アンチ体=81/19であった。   After completion of the reaction, methanol was distilled off at normal pressure, and then cooled to 8 ° C., and the crystals were separated into solid and liquid by filtration. When methanol was distilled off under normal pressure, no foaming occurred. The crystals were separated into solid and liquid and washed with 500 g of cold ion exchange water. The obtained wet body was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was 2190 g (yield 78%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, and was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 1.5%, and the syn form / anti form = 81/19.

実施例5
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 1110g(11.6モル)と塩化アンモニウム 251g(4.7モル)、イオン交換水 3kgをフラスコに加え溶解させた。次にメタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、さらにシアン化カリウム 766g(11.8モル)をフラスコに加えた。その後、45分間で58℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、コンデンサーの閉塞は全く生じなかった。
Example 5
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin A thermoliter, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 1110 g (11.6 mol) of ammonium carbonate, 251 g (4.7 mol) of ammonium chloride and 3 kg of ion exchange water were added to the flask and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of methanol was added to the flask, and 766 g (11.8 mol) of potassium cyanide was further added to the flask. Then, it heated up at 58 degreeC in 45 minutes, and stirred for 12 hours. During the reaction, no blockage of the condenser occurred.

反応終了後、メタノールを常圧で留去した後、8℃に冷却し結晶をろ過操作にて固液分離した。常圧下でメタノールを留去した際、特に、発泡などは生じなかった。結晶を固液分離し、冷イオン交換水 500gで洗浄した。得られた湿体を40℃で12時間減圧乾燥した。得られた乾燥体はsyn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体 2246g(収率80%)であり、高速液体クロマトグラフィーの分析により5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は1%、シン体/アンチ体=83/17であった。   After completion of the reaction, methanol was distilled off at normal pressure, and then cooled to 8 ° C., and the crystals were separated into solid and liquid by filtration. When methanol was distilled off under normal pressure, no foaming occurred. The crystals were separated into solid and liquid and washed with 500 g of cold ion exchange water. The obtained wet body was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was 2246 g (yield 80%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, and was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 1%, and the syn isomer / anti isomer = 83/17.

実施例6
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 1110g(11.6モル)と塩化アンモニウム 251g(4.7モル)、イオン交換水 3kgをフラスコに加え溶解させた。次にメタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、さらにシアン化カリウム 766g(11.8モル)をフラスコに加えた。その後、45分間で52℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、コンデンサーの閉塞は全く生じなかった。
Example 6
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin A thermoliter, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 1110 g (11.6 mol) of ammonium carbonate, 251 g (4.7 mol) of ammonium chloride and 3 kg of ion exchange water were added to the flask and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of methanol was added to the flask, and 766 g (11.8 mol) of potassium cyanide was further added to the flask. Then, it heated up to 52 degreeC in 45 minutes, and stirred for 12 hours. During the reaction, no blockage of the condenser occurred.

反応終了後、メタノールを常圧で留去した後、8℃に冷却し結晶をろ過操作にて固液分離した。常圧下でメタノールを留去した際、特に、発泡などは生じなかった。結晶を固液分離し、冷イオン交換水 500gで洗浄した。得られた湿体を40℃で12時間減圧乾燥した。得られた乾燥体はsyn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体 2162g(収率77%)であり、高速液体クロマトグラフィーの分析により5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は1%、シン体/アンチ体=83/17であった。   After completion of the reaction, methanol was distilled off at normal pressure, and then cooled to 8 ° C., and the crystals were separated into solid and liquid by filtration. When methanol was distilled off under normal pressure, no foaming occurred. The crystals were separated into solid and liquid and washed with 500 g of cold ion exchange water. The obtained wet body was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was 2162 g (yield 77%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, and was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 1%, and the syn isomer / anti isomer = 83/17.

比較例2
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 874g(9.1モル)と塩化アンモニウム 5.9g(0.11モル)、イオン交換水 3kgをフラスコに加え溶解させた。次にメタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、さらにシアン化カリウム 593g(9.1モル)をフラスコに加えた。その後、45分間で58℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、コンデンサーの閉塞は観測されなかった。
Comparative Example 2
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin A thermoliter, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 874 g (9.1 mol) of ammonium carbonate, 5.9 g (0.11 mol) of ammonium chloride and 3 kg of ion exchange water were added to the flask and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of methanol was added to the flask, and 593 g (9.1 mol) of potassium cyanide was further added to the flask. Then, it heated up at 58 degreeC in 45 minutes, and stirred for 12 hours. No capacitor blockage was observed during the reaction.

反応終了後、メタノールを常圧で留去した後、8℃に冷却し結晶をろ過操作にて固液分離した。結晶を固液分離し、冷イオン交換水 500gで洗浄した。得られた湿体を40℃で12時間減圧乾燥した。得られた乾燥体はsyn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体 561g(収率20%)であり、高速液体クロマトグラフィーの分析により5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は10%、シン体/アンチ体=80/20であった。   After completion of the reaction, methanol was distilled off at normal pressure, and then cooled to 8 ° C., and the crystals were separated into solid and liquid by filtration. The crystals were separated into solid and liquid and washed with 500 g of cold ion exchange water. The obtained wet body was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was 561 g (yield 20%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, and was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 10%, and the syn form / anti form = 80/20.

比較例3
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 2411g(25.1モル)と塩化アンモニウム 1583g(29.6モル)、イオン交換水 3kgをフラスコに加え溶解させた。次にメタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、さらにシアン化カリウム 1635g(25.1モル)をフラスコに加えた。その後、45分間で58℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、30分毎にコンデンサーの閉塞したためその都度コンデンサーを交換し対応した。
Comparative Example 3
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin A thermoliter, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 2411 g (25.1 mol) of ammonium carbonate, 1583 g (29.6 mol) of ammonium chloride and 3 kg of ion-exchanged water were added to the flask and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of methanol was added to the flask, and 1635 g (25.1 mol) of potassium cyanide was further added to the flask. Then, it heated up at 58 degreeC in 45 minutes, and stirred for 12 hours. During the reaction, the condenser was blocked every 30 minutes, so the condenser was replaced every time.

反応終了後、メタノールを常圧で留去した後、8℃に冷却し結晶をろ過操作にて固液分離した。結晶を固液分離し、冷イオン交換水 500gで洗浄した。得られた湿体を40℃で12時間減圧乾燥した。得られた乾燥体はsyn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体 1488g(収率53%)であり、高速液体クロマトグラフィーの分析により5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は1%、シン体/アンチ体=80/20であった。   After completion of the reaction, methanol was distilled off at normal pressure, and then cooled to 8 ° C., and the crystals were separated into solid and liquid by filtration. The crystals were separated into solid and liquid and washed with 500 g of cold ion exchange water. The obtained wet body was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was 1488 g (yield 53%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, and was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 1%, and the syn form / anti form = 80/20.

比較例4
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 1110g(11.6モル)と塩化アンモニウム 251g(4.7モル)、イオン交換水 3kgをフラスコに加え溶解させた。次にメタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、さらにシアン化カリウム 766g(11.8モル)をフラスコに加えた。その後、45分間で45℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、コンデンサーの閉塞は全く生じなかったが、高速液体クロマトグラフィーの分析の結果、反応が全く進行していない事を確認した。
Comparative Example 4
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin A thermoliter, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 1110 g (11.6 mol) of ammonium carbonate, 251 g (4.7 mol) of ammonium chloride and 3 kg of ion exchange water were added to the flask and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of methanol was added to the flask, and 766 g (11.8 mol) of potassium cyanide was further added to the flask. Then, it heated up to 45 degreeC in 45 minutes, and stirred for 12 hours. During the reaction, the condenser was not blocked at all, but as a result of high performance liquid chromatography analysis, it was confirmed that the reaction did not proceed at all.

比較例5
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 2411g(25.1モル)と塩化アンモニウム 251g(4.7モル)、イオン交換水 3kgをフラスコに加え溶解させた。次にメタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、さらにシアン化カリウム 766g(11.8モル)をフラスコに加えた。その後、45分間で55℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、30分毎にコンデンサーの閉塞を生じたためその都度コンデンサーを交換し反応した。
Comparative Example 5
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin A thermoliter, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 2411 g (25.1 mol) of ammonium carbonate, 251 g (4.7 mol) of ammonium chloride and 3 kg of ion-exchanged water were added to the flask and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of methanol was added to the flask, and 766 g (11.8 mol) of potassium cyanide was further added to the flask. Then, it heated up to 55 degreeC in 45 minutes, and stirred for 12 hours. During the reaction, the condenser was clogged every 30 minutes, so the condenser was replaced and reacted each time.

反応終了後、メタノールを常圧で留去した後、8℃に冷却し結晶をろ過操作にて固液分離した。結晶を固液分離し、冷イオン交換水 500gで洗浄した。得られた湿体を40℃で12時間減圧乾燥した。得られた乾燥体はsyn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体 1865g(収率60%)であり、高速液体クロマトグラフィーの分析により5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は5%、シン体/アンチ体=77/23であった。   After completion of the reaction, methanol was distilled off at normal pressure, and then cooled to 8 ° C., and the crystals were separated into solid and liquid by filtration. The crystals were separated into solid and liquid and washed with 500 g of cold ion exchange water. The obtained wet body was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was 1865 g (yield 60%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, and was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 5%, and the syn form / anti form = 77/23.

比較例6
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 1110g(11.6モル)と塩化アンモニウム 1583g(29.6モル)、イオン交換水 3kgをフラスコに加え溶解させた。次にメタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、さらにシアン化カリウム 766g(11.8モル)をフラスコに加えた。その後、45分間で55℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、コンデンサーの閉塞は全く生じなかった。
Comparative Example 6
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin A thermoliter, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 1110 g (11.6 mol) of ammonium carbonate, 1583 g (29.6 mol) of ammonium chloride and 3 kg of ion exchange water were added to the flask and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of methanol was added to the flask, and 766 g (11.8 mol) of potassium cyanide was further added to the flask. Then, it heated up to 55 degreeC in 45 minutes, and stirred for 12 hours. During the reaction, no blockage of the condenser occurred.

反応終了後、メタノールを常圧で留去した後、8℃に冷却し結晶をろ過操作にて固液分離した。結晶を固液分離し、冷イオン交換水 500gで洗浄した。得られた湿体を40℃で12時間減圧乾燥した。得られた乾燥体はsyn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体 1544g(収率55%)であり、高速液体クロマトグラフィーの分析により5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は10%、シン体/アンチ体=77/23であった。   After completion of the reaction, methanol was distilled off at normal pressure, and then cooled to 8 ° C., and the crystals were separated into solid and liquid by filtration. The crystals were separated into solid and liquid and washed with 500 g of cold ion exchange water. The obtained wet body was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was 1544 g (yield 55%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, which was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 10%, and the syn form / anti form = 77/23.

比較例7
syn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの合成
10Lの四つ口フラスコに、温度計、コンデンサー、攪拌羽根を装着させた。炭酸アンモニウム 1110g(11.6モル)と塩化アンモニウム 251g(4.7モル)、イオン交換水 3kgをフラスコに加え溶解させた。次にメタノール 1600gに溶解した3−ベンジルオキシシクロブタノン 2kg(11.4モル)をフラスコに加え、さらにシアン化カリウム 1635g(35.1モル)をフラスコに加えた。その後、45分間で55℃に昇温し、12時間攪拌した。反応中、コンデンサーの閉塞は全く生じなかった。
Comparative Example 7
Synthesis of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin A thermoliter, a condenser, and a stirring blade were attached to a 10 L four-necked flask. 1110 g (11.6 mol) of ammonium carbonate, 251 g (4.7 mol) of ammonium chloride and 3 kg of ion exchange water were added to the flask and dissolved. Next, 2 kg (11.4 mol) of 3-benzyloxycyclobutanone dissolved in 1600 g of methanol was added to the flask, and 1635 g (35.1 mol) of potassium cyanide was further added to the flask. Then, it heated up to 55 degreeC in 45 minutes, and stirred for 12 hours. During the reaction, no blockage of the condenser occurred.

反応終了後、メタノールを常圧で留去した後、8℃に冷却し結晶をろ過操作にて固液分離した。結晶を固液分離し、冷イオン交換水 500gで洗浄した。得られた湿体を40℃で12時間減圧乾燥した。得られた乾燥体はsyn-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインおよびanti-5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの混合体 1460g(収率55%)であり、高速液体クロマトグラフィーの分析により5-(3-ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントイン以外の不純物量は9%、シン体/アンチ体=77/23であった。   After completion of the reaction, methanol was distilled off at normal pressure, and then cooled to 8 ° C., and the crystals were separated into solid and liquid by filtration. The crystals were separated into solid and liquid and washed with 500 g of cold ion exchange water. The obtained wet body was dried under reduced pressure at 40 ° C. for 12 hours. The obtained dried product was 1460 g (yield 55%) of a mixture of syn-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin and anti-5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, and was analyzed by high performance liquid chromatography. As a result, the amount of impurities other than 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin was 9%, and the syn form / anti form = 77/23.

Claims (4)

3−ベンジルオキシシクロブタノンと、炭酸アンモニウムと、シアン化カリウムと、塩化アンモニウムとを、水およびアルコールの存在下に反応させる5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法において、
3−ベンジルオキシシクロブタノン1.0モルに対して炭酸アンモニウム及びシアン化カリウムをそれぞれ1.0〜2.0モル反応させると共に、炭酸アンモニウム1.0モルに対して塩化アンモニウムを0.2〜1.0モル使用し、反応温度を50〜58℃の温度範囲に制御して該反応を行うことを特徴とする5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法。
In the method for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, in which 3-benzyloxycyclobutanone, ammonium carbonate, potassium cyanide, and ammonium chloride are reacted in the presence of water and an alcohol.
Ammonium carbonate and potassium cyanide are reacted in an amount of 1.0 to 2.0 mol with respect to 1.0 mol of 3-benzyloxycyclobutanone, and 0.2 to 1.0 mol of ammonium chloride with respect to 1.0 mol of ammonium carbonate. A process for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin, characterized in that the reaction is carried out while controlling the reaction temperature within a temperature range of 50 to 58 ° C.
前記反応温度を反応開始後1時間以内に50〜58℃に上昇させ、以後該温度範囲に制御して反応を行うことを特徴とする請求項1に記載の5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法。 The 5- (3-benzyloxycyclobutane) according to claim 1, wherein the reaction temperature is raised to 50 to 58 ° C within 1 hour after the start of the reaction, and thereafter the reaction is controlled within the temperature range. A method for producing hydantoin. アルコールとしてメタノールを使用する請求項1または2に記載の5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法。 The method for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin according to claim 1 or 2, wherein methanol is used as the alcohol. 反応終了後に得られる反応混合液から常圧下でアルコールを留去する工程を含む請求項1乃至3の何れかに記載の5−(3−ベンジルオキシシクロブタン)ヒダントインの製造方法。 The method for producing 5- (3-benzyloxycyclobutane) hydantoin according to any one of claims 1 to 3, comprising a step of distilling off alcohol from the reaction mixture obtained after completion of the reaction under normal pressure.
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