JP5473303B2 - 2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルの製造方法 - Google Patents
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Description
この2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルは、4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンからMeerwein arylation反応により製造されている。(例えば、非特許文献1および特許文献1参照)。この反応は、臭化水素の存在下、亜硝酸塩と4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンとを反応させて4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン由来のジアゾニウム塩を製造した後、銅触媒存在下、該ジアゾニウム塩とアクリル酸メチルとを反応させるものである。このような反応を行った後、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルは、溶媒を留去した後、アンモニア水で中和し、酢酸エチルで抽出、水洗し、酢酸エチルを留去することにより得ることができる。
で示される4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンと亜硝酸塩とを反応させてジアゾニウム塩を合成した後、銅触媒の存在下、得られたジアゾニウム塩とアクリル酸メチルとを反応させて下記式(2)
で示される2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを合成する工程、および
前記工程で得られた2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチル、臭化水素酸、および非水溶性有機溶媒を混合し、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを該非水溶性有機溶媒中に抽出する工程
とを含むことを特徴とする2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルの製造方法である。
以下、各工程について説明する。
本発明において、ブロモ体合成工程とは、臭化水素酸の存在下、前記式(1)で示される4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンと亜硝酸塩とを反応させてジアゾニウム塩を合成した後、銅触媒の存在下、得られたジアゾニウム塩とアクリル酸メチルとを反応させて前記式(2)で示される2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを合成する工程である。以下、ブロモ体合成工程で使用する原料、反応条件について説明する。
本発明で使用する前記式(1)で示される4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンは、公知の方法に基づいて製造することができる。具体的には、特許文献1に記載された方法を用いて製造できる。この方法に従えば、2−(5−エチル−2−ピリジル)エタノールと4−フルオロニトロベンゼンをN,N’−ジメチルホルムアミド中、水素化ナトリウムでエーテル化し、4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]ニトロベンゼンを得、4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]ニトロベンゼンをメタノール中、パラジウム炭素存在下、室温、1気圧で接触還元を行うことにより、4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンを得ることができる。
次に、本発明においては、上記4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンを、臭化水素酸の存在下、亜硝酸塩と反応させ、4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンに由来するジアゾニウム塩を合成する。
このジアゾニウム塩を合成する反応において、臭化水素酸は、試薬或いは工業原料が何ら制限無く使用できる。使用する臭化水素酸の濃度は、高いほど反応速度の向上、不純物の抑制の観点から、臭化水素の量が47質量%程度の汎用的な臭化水素酸を使用することが好ましい。また、この臭化水素酸の使用量は、含まれる臭化水素の量が、理論量では4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンの2倍モルであるが、ピリジル基と塩を形成する分を考慮することが好ましく、具体的には、4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン1モルに対して、臭化水素が3〜5モルとなる範囲の臭化水素酸を使用することが好ましい。
本発明において、上記亜硝酸塩は、試薬或いは工業原料が何ら制限無く使用できる。これら亜硝酸塩を具体的に例示すると、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム等が挙げられる。亜硝酸塩の使用量は、ジアゾニウム塩の収率を高くするという観点から、4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン1モルに対して、好ましくは1〜2モル、より好ましくは1〜1.5モル使用する。この亜硝酸塩は、直接、反応液中に添加することもできるが、水に溶解させて反応液中に滴下することが好ましい。そのとき使用する水の量は、亜硝酸塩の溶解性と経済性を考慮すると、使用する亜硝酸塩1gに対して、好ましくは1〜3ml、より好ましくは1.2〜2.5mlである。
本発明において、上記ジアゾニウム塩を合成する反応には、反応速度、反応温度の調整、副反応物の低減等を考慮すると、有機溶媒を使用することが好ましい。この有機溶媒は、水と混合可能なもの(水溶性有機溶媒)が好ましく、具体的には、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、メタノール、エタノールなどのアルコール類、テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトニトリルなどのニトリル類が挙げられる。これらの有機溶媒は、試薬或いは工業原料が何ら制限無く使用でき、単独で使用することもできるし、2種類以上を混合して使用することもできる。中でも、反応速度、原料および得られるジアゾニウム塩の溶解度、ジアゾニウム塩を形成する選択率の観点から、ケトン類、アルコール類を使用することが好ましく、これらの混合溶媒を使用することが好ましい。これら有機溶媒の使用量は、経済性、副反応物を低減するという観点から、使用する4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン1gに対して、好ましくは5〜25ml、より好ましくは7〜20mlである。
本発明において、臭化水素酸の存在下、前記式(1)で示される4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンと亜硝酸塩とを反応させる際、これらの混合方法、添加順序は、特に制限されるものではない。例えば、臭化水素酸、4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン、および亜硝酸塩とを同時に反応容器内に滴下し、混合する方法、または、予め2成分を混合し、その混合溶液に他の成分を添加して混合する方法などが挙げられる。中でも、副反応を制限するためには、以下の方法で4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン由来のジアゾニウム塩を合成することが好ましい。即ち、必要に応じて有機溶媒に分散させた4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンと臭化水素酸とを混合した溶液中に、亜硝酸塩を添加することが好ましい。また、この添加する亜硝酸塩は水に溶解させたものであることが好ましい。
以下、上記ジアゾニウム塩を含む溶液とアクリル酸メチルとの反応について説明する。この反応は、銅触媒の存在下、得られたジアゾニウム塩とアクリル酸メチルとを反応させるものである。
本発明において、上記アクリル酸メチルは、試薬或いは工業原料が何ら制限無く使用できる。アクリル酸メチルの使用量は、通常、4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン由来のジアゾニウムの使用量(使用モル数)以上であることが好ましく、該ジアゾニウム塩1モルに対して、好ましくは1モル以上、より好ましくは2モル以上である。なお、アクリル酸メチルの使用量の上限値は、特に制限されるものではないが、後処理の操作性、経済性等を考慮すると、4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン由来のジアゾニウム塩1モルに対して、好ましくは50モル、より好ましくは40モルである。
本発明において、上記銅触媒は、試薬或いは工業原料が何ら制限無く使用できる。これらを具体的に例示すると、酸化銅(I)、酸化銅(II)、臭化銅(I)、臭化銅(II)などが挙げられる。銅触媒の使用量は、通常の触媒量と同じであり、具体的には、4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン由来のジアゾニウム塩1モルに対して、好ましくは0.01〜0.2モル、より好ましくは0.02〜0.1モルである。
本発明においては、銅触媒存在下、上記4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン由来のジアゾニウム塩を含む溶液とアクリル酸メチルとを混合することにより、両者を反応させる。ジアゾニウム塩とアクリル酸メチルとの混合方法は特に制限はなく、特許文献1のようにジアゾニウム塩にアクリル酸メチルを混合した後、銅触媒により反応させてもよいが、ジアゾニウム塩を含む溶液を、アクリル酸メチルと銅触媒の混合液に滴下することが好ましい。さらに、アクリル酸メチルと銅触媒の混合液にピリジンなどの複素環式化合物を加えると反応の選択率が向上するため好ましい。本発明において、このような複素環式化合物を使用した場合には、複素環式化合物を使用することの効果、および下記に詳述する臭化水素酸を使用することの効果により、より高純度の2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルをより高収率で得ることができる。なお、複素環式化合物の使用量は、特に制限されるものではないが、ジアゾニウム塩1モルに対して、0.05モル以上10モル以下となる範囲が好ましい。
本発明において、洗浄工程とは、前記工程で得られた2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチル、臭化水素酸、および非水溶性有機溶媒を混合し、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを該非水溶性有機溶媒中に抽出する工程である。
本発明において、洗浄に使用する臭化水素酸は、試薬或いは工業原料が何ら制限無く使用できる。使用する臭化水素酸の濃度は、あまり高いと、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルが溶解し、抽出されにくくなり、あまり低いと不純物が除去できないため、臭化水素の量が0.1質量%〜47質量%程度の汎用的な臭化水素酸を使用することが好ましい。特に、操作性を考慮すると、臭化水素の量が1質量%〜20質量%の臭化水素酸を使用することが好ましい。また、この臭化水素酸の使用量は、含まれる臭化水素の量が、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチル1モルに対して、臭化水素が0.1〜5モルとなる範囲の臭化水素酸を使用することが好ましい。
本発明で使用する非水溶性有機溶媒は、試薬あるいは工業原料が何ら制限なく使用できる。これらを具体的に例示すると酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル類;塩化メチレン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタンなどの飽和炭化水素類などが挙げられる。これらの中でも、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルの溶解性や分配性などを考慮すると、エステル類、ハロゲン化炭化水素類が好ましい。非水溶性有機溶媒の使用量は、使用する非水溶性有機溶媒の種類、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルの量、臭化水素酸の濃度、使用量等に応じて、適宜決定してやればよく、臭化水素酸と相分離する量の範囲であればよい。
前記ブロモ体合成工程において、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルは、反応に使用した溶媒、水、未反応のアクリル酸メチル等を含んだ反応液中に生成される。反応に使用した溶媒の種類、量によっては、反応液を濃縮することなく、この反応液と臭化水素酸、および非水溶性有機溶媒とを混合することもできる。ただし、ブロモ体合成工程において、水溶性有機溶媒を使用した場合には、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルの収率、操作性を考慮すると、この水溶性有機溶媒を留去することが好ましい。また、前処理として、これら反応液、または濃縮した反応液(残留物)をアンモニア水等のアルカリ水溶液で中和処理を行うことも可能である。
上記方法により有機層中に抽出した2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルは、特に制限されるものではないが、以下の方法で精製することが好ましい。つまり、前記有機層をアンモニア水などで中和し、次いで、水洗する。さらに、有機層を硫酸マグネシウム等のような乾燥剤により乾燥した後、溶媒を留去することにより、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを得ることができる。このようにして得られる2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルは、不純物の含有量が少なく、高純度であるため、次工程に好適に使用することができる。
次に、上記にように製造された2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを使用して、上記式(3)で示される5−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]ベンジル}−2−イミノ−4−チアゾリジノンを製造する方法について説明する。
前記式(4)で示される塩酸塩を製造する方法を例示すると、得られた5−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]ベンジル}−2−イミノ−4−チアゾリジノンを、3〜20倍の塩化水素を含む水溶液に溶解させ、還流温度下で加水分解を行い、次いで、得られた水溶液を冷却することにより、上記式(4)で示される5−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]ベンジル}チアゾリジン−2,4−ジオン塩酸塩を結晶として取り出すことができる。この結晶は、公知の方法で精製することができる。
(ブロモ体の合成工程:ジアゾニウム塩の合成)
4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン30.64g(0.126mol)を、温度計を備えた3つ口フラスコに仕込み、メタノール90g、アセトン112.5gを加え、氷冷した。次いで、上記4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリンを含む溶液を撹拌しながら、47質量%臭化水素酸67.48g(臭化水素 0.392mmol)を添加し、2℃まで冷却した。さらに、撹拌中の上記臭化水素酸を加えた溶液に、17.3gの水に亜硝酸ナトリウム8.85g(0.128mmol)を溶解させた溶液を溶液の温度が5℃を超えないように滴下した。滴下後、4℃で20分間攪拌し、ジアゾニウム塩を合成した(ジアゾニウム塩を含む溶液を製造した。)。HPLC(高性能 液クロマトグラフ)により純度を確認したところ、99.0質量%で、ほぼ定量的にジアゾニウム塩が得られた。
温度計を備えた別の3つ口フラスコにアクリル酸メチル132g(1.53mol)、ピリジン30.0g(0.379mol)を加え、46℃まで昇温し、撹拌中のアクリル酸メチルに臭化銅(I)2.29g(15.9mmol)を添加した。次に、上記4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]アニリン由来のジアゾニウム塩を含む溶液を、撹拌中の上記臭化銅(I)、ピリジンを含むアクリル酸メチルに滴下した。滴下後、得られた溶液(反応液)を47℃で1時間攪拌した。
47℃で1時間撹拌した反応液を濃縮して、溶媒を留去した。得られた残留物に、10質量%臭化水素酸を41g、非水溶性有機溶媒として酢酸エチルを115g加え、混合し、有機層に2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチル抽出した。次いで、臭化水素酸の層を分離した後、5質量%アンモニア水48gを加えて中和した後、有機層を水洗した。その後、有機層を乾燥し、さらに、溶媒を留去して2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを含む油状物41.1gを得た。HPLC(高性能 液クロマトグラフ)により純度を確認したところ、純度は85.2質量%、純度を考慮した2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルの収率は70.8%であった。
実施例1で得られた2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチル12.5g(純度85.2質量%)をジムロート還流管と温度計を備えた3つ口フラスコに仕込み、エタノール76ml、チオ尿素3.87gを加え溶解させ、撹拌下、酢酸ナトリウム4.17gを加えて4時間還流した。還流後、冷却することにより析出した結晶をろ過、水洗、乾燥を行い、5−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]ベンジル}−2−イミノ−4−チアゾリジノンを含む微黄色結晶8.79g(収率91.1%)を得た。HPLCにより純度を確認したところ、純度は98.87質量%であった。
実施例2で得られた5−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]ベンジル}−2−イミノ−4−チアゾリジノン8.79gをジムロート還流管と温度計を備えた3つ口フラスコに仕込み、1.0mol/L塩酸水溶液を74mL加え、室温で溶解させた。溶媒を還流させながら4時間攪拌を行い、加水分解を行った。反応後、系内(得られた反応液)を1.5時間で5℃まで冷却し、結晶化させた。得られた結晶をろ過し、真空で12時間乾燥させ、(5−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]ベンジル}チアゾリジン−2,4−ジオン塩酸塩を含む白色結晶8.74g(収率90.0%)を得た。HPLCにより純度を確認したところ、純度は99.1質量%であった。
実施例1において、ブロモ体の合成工程(ジアゾニウム塩の合成、およびジアゾニウム塩とアクリル酸メチルとの反応)は、実施例1と同様の操作を行った。
実施例1と同様の方法で得られた反応液から、溶媒を留去し、酢酸エチル115gを加え、次いで、5質量%アンモニア水48gを加えて中和処理した。その後、有機層を実施例1と同様に、水洗し、乾燥した後、溶媒を留去して2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを含む油状物を46.39g得た。HPLCにより純度を確認したところ、純度は71.9質量%と低い値であった。純度を考慮した2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルの収率は、67.4%であった。
実施例1における10質量%臭化水素酸に代えて、10質量%塩酸にした以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを含む油状物9.36gを得た。HPLCにより純度を確認したところ、純度は82.3質量%であったが、純度を考慮した2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルの収率は15.6%と低収率であった。
実施例1の洗浄工程において、10質量%臭化水素酸に代えて、10質量%酢酸にした以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを含む油状物44.47gを得た。HPLCにより純度を確認したところ、純度は72.6質量%と低い値であった。純度を考慮した2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルの収率は65.3%であった。
実施例1の洗浄工程において、10質量%臭化水素酸に代えて、10質量%硫酸にした以外は実施例1と同様の操作を行った。その結果、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを含む油状物12.44gを得た。HPLCにより純度を確認したところ、純度は84.1質量%であったが、純度を考慮した2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルの収率は21.2%と低収率であった。
実施例1のジアゾニウム塩とアクリル酸メチルとの反応において、ピリジンを使用しなかった以外は、実施例1と同様の操作を行った。
実施例4の洗浄工程において、10質量%臭化水素酸を使用しなかった以外は、実施例4と同様の操作を行った。
Claims (3)
- 臭化水素の存在下、下記式(1)
前記工程で得られた2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルに、臭化水素酸、および非水溶性有機溶媒を加えて混合し、2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルを該非水溶性有機溶媒中に抽出する工程
とを含むことを特徴とする2−ブロモ−3−{4−[2−(5−エチル−2−ピリジル)エトキシ]フェニル}プロピオン酸メチルの製造方法。
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