JPH06192260A - 3−アルキルキサンチンから3,7−ジアルキルキサンチンを得る方法 - Google Patents
3−アルキルキサンチンから3,7−ジアルキルキサンチンを得る方法Info
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Abstract
ルキルキサンチンの製法。 【構成】 3−アルキルキサンチンを、第4級アンモニ
ウムおよび(または)ホスホニウム化合物、および必要に
応じて追加のポリエーテルの存在下において2−相混合
物中でアルキル化剤と反応させる3,7−ジアルキルキ
サンチンの製法。
Description
ンまたは1位において置換されている3,7−ジアルキ
ルキサンチンは、医薬の製造における重要なプレカーサ
ーまたは中間体である。すなわち、化合物3,7−ジメ
チルキサンチン(テオブロミン)は、例えば、血管治療
性を有する式VIII
433)および類似化合物の製造におけるプレカーサー
として使用することができる。
I)を得るためには、テオブロミンは、十分に高い純度
で使用しなければならない。特に化合物3−メチルキサ
ンチン(II、R1=CH3)を使用して出発する場合
は、過メチル化化合物カフェイン(IX)および異性化合
物テオフィリン(X)
る。
において知られている。これらの方法においては、使用
される主なアルキル化剤は、硫酸ジメチル、炭酸ジメチ
ルおよび塩化メチル、塩化エチル、塩化プロピル、硫酸
ジエチル、硫酸ジプロピル、炭酸ジエチルまたは炭酸ジ
プロピルである。3−メチルキサンチンからテオブロミ
ンを製造するためのメチル化剤として硫酸ジメチルを使
用する方法は、特許DD 222 026に要約されてい
る。テオブロミンは、使用されるメチル化法によって、
純粋なテオブロミンを基にして、理論値の65〜76%
の収率で得られる。しかしながら、高収率のテオブロミ
ンを得る方法においては、普通、比較的多量の副生成物
を生ずる。この副生成物は、活性医薬成分を製造する品
質必要条件のために、さらに追加的な精製操作により除
去しなければならない。
方法(DE 3 741 883)は高圧法でありそして
この方法は、80〜160バールの圧力に耐える特殊な
オートクレーブ中においてのみ実施することができる。
この方法においては、HPLCにより測定して少なくと
も99.6%の含量を有する純粋なテオブロミンの理論
値の65.8%と73.2%との間の収率が得られる。
オブロミンを製造するためのメチル化剤として塩化メチ
ルを使用する方法(CS 267 100)は、高い収率
を示す。しかしながら、この場合においては、報告され
ている融点は純粋なテオブロミンの融点から非常に遠く
離れているので、テオブロミンは副生成物によりひどく
不純化されているはずである。例えば、純粋なテオブロ
ミンおよび約5%の3−メチルキサンチンの混合物は、
CS 267 100により製造されたテオブロミンの融
点より約100℃高い融点を示す。それ故に、精製によ
り除去しなければならないかなりな量のカフェイン(I
X)およびおそらくテオフィリン(X)がなお単離され
た生成物中に存在していると考えざるを得ない。純粋な
テオブロミンを得るために必要な追加的な処理における
収率の損失も、同様に全く重要な問題である。
チンを製造する方法(CS 267796)が知られて
おりそしてこの方法は、8〜18個の炭素原子を有する
テトラアルキルアンモニウム塩またはジメチルベンジル
アルキルアンモニウム塩のような相間移行(interphase
transfer)に対する少量の触媒の添加により改善され
ることが述べられている。しかしながら、実施例は、触
媒を使用しまたは触媒を使用しないで製造された生成物
の融点は同じであるけれども、ジメチルベンジルアルキ
ルアンモニウムブロマイド約0.26ミリモルの添加
は、収率を5%まで減少することを示している。
ている実施例は、使用するバッチが大きければ収率はよ
り低いということを示している。この事実は、また、特
許DD 222 026においても記載されている。バッ
チサイズを100倍増大した本発明者等の実験は、CS
267 796に記載されている条件下で明らかな収率
の減少を示す。本発明の目的は、3,7−ジアルキルキ
サンチンを、3−アルキルキサンチンから、高い収率で
そして非常に高い純度でそして非常に良好な空間/時間
収率で選択的に製造することのできる方法を見出すこと
である。
アルキルである)の3−アルキルキサンチンを、(a)
水性相において塩基性剤を使用してその塩に変換し、
そして(b) この塩を、式IIIおよびIV
独立して(a)直鎖状または分枝鎖状の(C1〜C20)
−アルキル、(b)ベンジルまたは(c)フェニルであ
りそしてXは陰イオンである)の少なくとも1種の第4
級アンモニウム化合物および(または)ホスホニウム化
合物の存在下において2−相混合物中で1〜6個の炭素
原子を有するアルキル化剤と反応させ、
V R11−O−(Y)n−R12 (V) (式中、R11およびR12は、同一または異なりそして相
互に独立して(C1〜C8)−アルキルであり、Yは(a)
-CH2-CH2-O-または(b)-CH2-CH2-CH2-O-の群からの基
でありそしてnは1〜8の整数である)の線状ポリエー
テルの存在下に実施することからなる式I
は分枝鎖状である(C1〜C6)−アルキルである)の
3,7−ジアルキルキサンチンを得る方法に関するもの
である。
は、R1およびR2が相互に独立して(C1〜C3)−アル
キルである式Iの3,7−ジアルキルキサンチンが製造
される。 この方法に対して特に好ましい3,7−ジアルキルキサ
ンチンは、次の通りである。 3,7−ジメチルキサンチン(R1=R2=-CH3である式Iの
化合物) 3−エチル−7−プロピルキサンチン(R1=-CH2-CH3で
ありそしてR2=-CH2-CH2-CH3である式Iの化合物) 3−メチル−7−プロピルキサンチン(R1=-CH3であり
そしてR2=-CH2-CH2-CH3である式Iの化合物)。
れることなしに、キサンチンの7−位におけるアルキル
化が驚く程高度に選択的に行われるということは有利で
ある。さらに、式IIIおよび(または)IVの化合物なら
びに式Vの化合物は、必要に応じて水性相から容易に分
離しそしてさらに他の反応に対して使用することができ
る。アルカリ金属の水酸化物および(または)アルカリ
金属の炭酸塩、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナト
リウムまたは炭酸カリウムが好ましい塩基性剤である。
ニウムまたはホスホニウム化合物は、有利には水に不溶
性または難溶性であるものである。メチルトリオクチル
アンモニウムクロライド、メチルトリオクチルアンモニ
ウムヒドロキシド、メチルトリカプリルアンモニウムク
ロライド、メチルトリカプリルアンモニウムヒドロキシ
ド、エチルトリオクチルアンモニウムクロライド、エチ
ルトリオクチルホスホニウムクロライド、およびヘキサ
デシルトリブチルホスホニウムブロマイドが式IIIおよ
びIVの好ましい第4級アンモニウムまたはホスホニウム
化合物である。エチレングリコールジブチルエーテル、
ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレン
グリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコー
ルジブチルエーテル、ジエチレングリコールエチル第3
−ブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエー
テル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、種々
なエーテル鎖長(式Vにおけるnは2〜8である)のポ
リエチレングリコールジブチルエーテルおよびポリプロ
ピレングリコールジブチルエーテルが、式Vの好ましい
ポリエーテルである。
アルキルハライド、例えば塩化アルキル、臭化アルキ
ル、弗化アルキルまたは沃化アルキル、特に塩化メチ
ル、塩化エチルまたは塩化プロピル;(C1〜C6)−ジ
アルキルサルフェート、例えば硫酸ジメチル、硫酸ジエ
チル、硫酸ジプロビル、硫酸ジブチル、硫酸ジペンチル
または硫酸ジヘキシル;または(C1〜C6)−ジアルキ
ルカーボネート、例えば炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、
炭酸ジプロピル、炭酸ジブチル、炭酸ジペンチルまたは
炭酸ジヘキシルである。
イド、ハイドロジンサルフェートまたはヒドロキシドを
意味すると理解されるべきである。アルキルなる用語
は、炭化水素基、例えばメチル、エチル、プロピル、ブ
チル、ペンチルまたはヘキシルを意味すると理解される
べきである。本発明によるアルキル化反応に対する出発
物質としての3−(C1〜C6)−アルキルキサンチンは、
文献から知られている方法によって、例えば変形成され
たTraube synthesis〔Ullmanns Enzyklopaedie der Tec
hnischen Chemie (Ullmann'sEncyclopedia of Industri
al Chemistry), 4th Edition, Volume 19 (1980), 579
頁〕によって製造することができる。
リ金属水酸化物および(または)アルカリ金属炭酸塩、
例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナ
トリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウムまたは炭
酸カリウムを使用して、水性相中で3−(C1〜C6)−
アルキルキサンチンを相当する塩に変換する。好ましく
は、3−アルキルキサンチン100モル当り、上述した
アルカリ金属水酸化物またはアルカリ金属炭酸塩100
〜120モルが使用される。
たはIVの第4級アンモニウムまたはホスホニウム化合物
を3−アルキルキサンチン塩の溶液または懸濁液に加え
る。アンモニウムおよび(または)ホスホニウム化合物
の混合物もまた使用することができる。式IIIおよび
(または)IVの化合物は、水に不溶性であるかまたは難
溶性である。このために、水性相および式IIIおよびIV
のアンモニウムおよび(または)ホスホニウム化合物に
より形成される相からなる2−相混合物が形成される。
2−相混合物なる用語は、2つの液相:水相および式II
IおよびIVのアンモニウムおよび(または)ホスホニウ
ム化合物を含有する相の混合物を意味するものと理解さ
れるべきである。一般に、2−相混合物は、その他の固
体/液体相境界を含有していない。しかしながら、凝集
が低温度およびキサンチン塩の高濃度において生じても
よい。2−相混合物は、相の良好な分散が確保されるよ
うに、慣用方法によって撹拌および混合される。
ン100モル当り式IIIおよび(または)IVの化合物5
〜100モル、好ましくは10〜60モル、特に10〜
50モルが使用される。必要に応じて、さらに反応の速
度を増大するために、式Vの線状ポリエーテルを加える
ことができる。好ましくは、式IIの3−アルキルキサン
チン100モル当り式Vの線状ポリエーテル3〜100
モル、好ましくは5〜80モル、特に10〜50モルを
使用する。
分離を改善するために、有機溶剤、例えばヘプタン、シ
クロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、酢酸ブチル、
酢酸アミル、ジオキサン、アニソールまたはアミルアル
コールを、式III、IVおよびVの化合物に加えることが
できる。しかしながら、好ましくは、追加的な溶剤は使
用されない。
難溶性であることが有利である。溶剤の使用される量
は、広範囲にわたり変化することができそして当業者に
より容易に確立することができる。次にアルキル化剤を
加える。例えば、3−メチルキサンチン100モルのメ
チル化に対して、塩化メチル102〜150モル、特に
105〜140モル、好ましくは108〜120モル、
または硫酸ジメチル102〜150モル、特に105〜
130モル、好ましくは110〜120モルが必要であ
る。
とができる。それは、一般に−10〜+140℃、好ま
しくは40〜110℃である。塩化メチルを使用するア
ルキル化法においては、せいぜい5バールの過剰の圧力
が反応容器中で得られる。その結果、反応は、化学反応
に対して慣用の装置を使用して実施することができる。
反応時間は、一般に1〜4時間の間である。硫酸ジメチ
ルを使用するアルキル化反応においては、反応中に形成
されるメチル硫酸は、アルカリ金属水酸化物、アルカリ
金属炭酸塩、アルカリ土類金属水酸化物またはアルカリ
土類金属炭酸塩の緩慢な添加により中和される。
互いに分離される。それから、アルカリ金属水酸化物お
よび(または)アルカリ土類金属水酸化物および(また
は)アルカリ金属炭酸塩を、凝集した式Iの3,7−ジ
アルキルキサンチンに、乳濁液が形成されるまで加え
る。この目的のために、約80〜120モルが一般に上
述したバッチサイズに対して必要である。2−相混合物
の相は、慣用方法によって互いに分離する。式IIIおよ
び(または)IVの化合物ならび必要に応じて式Vの化合
物が主に存在する有機相、直接または水で洗浄した後
に、アルキル化反応に対して再び使用することができ
る。3,7−ジアルキルキサンチン塩および不純物を含
有する水性相は、セルロースまたはシリカを基にした濾
過助剤または活性炭と混合しそして濾過する。この濾液
を加熱しそして鉱酸を速やかに、pHが副生成物を除去す
るのに有利になるまで加える。この点において、純粋な
3,7−ジアルキルキサンチンが沈殿する。あげること
のでき鉱酸の例は、塩酸、硫酸または硝酸である。炭酸
もまた使用することができる。沈殿が行われる温度は、
一般に約50〜110℃、特に75〜105℃、好まし
くは85〜95℃である。沈殿後、溶液のpHは、一般に
7〜10である。必要な鉱酸の量は、一般に88〜11
0モルである。次に、固体を、吸引濾過により単離しそ
して副生成物を除去するために水で洗浄する。本発明に
よる方法を、以下の実施例によってより詳細に説明す
る。
強度の水酸化ナトリウム溶液310g、重炭酸ナトリウ
ム20gおよびメチルトリオクチルアンモニウムクロラ
イド200gを、反応器に導入する。反応器を固く密閉
したらすぐに、塩化メチル135gを約50℃で導入す
る。次に、内部圧がさらに低下しなくなるまで、反応を
約110℃で続ける。反応器を約60℃に冷却しそして
簡単に排気する。それから、33%強度の水酸化ナトリ
ウム溶液310gを加えそして次に有機相を分離する。
それから、これを水100mlで洗浄する。この方法で回
収したメチルトリオクチルアンモニウムクロライドは、
再び次のメチル化に対して使用することができる。活性
炭を水性相に加えそして溶液を濾過する。次に、テオブ
ロミンを、37%強度の塩酸の合計252gの滴加によ
って、85〜95℃で沈殿させる。冷却後、テオブロミ
ンを吸引濾去しそしてそれから水で洗浄する。一定の重
量になるまで乾燥した後、99.5%の含量(HPL
C)を有するテオブロミン367gを得た。融点35
0.5〜351℃。これは、出発物質3−メチルキサン
チンを基にして、理論値の84.5%に相当する。
して1M水酸化ナトリウム溶液1mlを加えそしてサンプ
ルを溶解して透明な溶液を得る。それから、サンプルを
1M酢酸2mlで酸性にしそして溶液を容量測定フラスコ
中で水で100mlにする。 比較のための溶液:カフェイン、3−メチルキサンチン
およびテオフィリン1mgを上述したように溶解する。
R(E. Merck社製から) 流 速:1ml/分 移動相:0.1%強度のKH2PO4溶液80容量% メタノール20容量% 検 出:UVディテクター273nm ランニング時間:20分 保持時間:3−メチルキサンチン4.05分、テオブロ
ミン5.47分、カフェイン11.15分 融点測定 融点は、Mettler TA3000系を使用して示差熱分析により
測定した。
強度の水酸化ナトリウム溶液310g、重炭酸ナトリウ
ム20gおよびメチルトリオクチルアンモニウムクロラ
イド200gおよびジエレングリコールジブチルエーテ
ル100gを、反応器に導入する。反応器を固く密閉し
たらすぐに、塩化メチル134gを約50℃で導入す
る。次に、内部圧力がさらに低下しなくなるまで、反応
を約90℃で続ける。反応器を約50℃に冷却しそして
簡単に排気する。それから、33%強度の水酸化ナトリ
ウム溶液310gを加えそして次に有機相を分離する。
それから、これを水100mlで洗浄する。この方法で回
収したメチルトリオクチルアンモニウムクロライドおよ
びジエチレングリコールジブチルエーテルは、再び次の
メチル化に対して使用することができる。活性炭を水性
相に加えそして溶液を濾過する。次に、テオブロミン
を、37%強度の塩酸の合計約252gの滴加によっ
て、85〜95℃で沈殿させる。冷却後に、テオブロミ
ンを吸引濾去しそしてそれから水で洗浄する。一定の重
量になるまで乾燥した後、99.5%の含量(HPL
C)を有するテオブロミン376gを得た。これは、出
発物質3−メチルキサンチンを基にして、理論値の8
6.5%に相当する。
強度の水酸化ナトリウム溶液294g、メチルトリオク
チルアンモニウムクロライド200gおよびトリエチレ
ングリコールジブチルエーテル100gを、撹拌装置に
導入する。次に、硫酸ジメチル351gを、約50〜6
0℃で滴加する。添加終了に近づいたら、33%強度の
水酸化ナトリウム溶液16gを、追加的に反応混合物に
滴加する。次に、反応を約60℃で続ける。混合物を冷
却しそしてそれから、33%強度の水酸化ナトリウム溶
液310gを加える。次に、有機相を分離する。それか
ら、これを水100mlで洗浄する。この方法で回収した
メチルトリオクチルアンモニウムクロライドおよびトリ
エチレングリコールジブチルエーテルは、次のメチル化
に再び使用することができる。水性相を活性炭と混合し
そして濾過する。その後、37%強度の塩酸の合計約2
50gの滴加によって、テオブロミンを85〜95℃で
沈殿させる。冷却後に、テオブロミンを吸引濾去しそし
てそれから水で洗浄する。一定の重量になるまで乾燥し
た後、99.5%の含量(HPLC)を有するテオブロ
ミン361gを得た。これは、出発物質3−メチルキサ
ンチンを基にして、理論値の83.2%に相当する。
Claims (10)
- 【請求項1】 式II 【化1】 (式中、R1は直鎖状または分枝鎖状の(C1〜C6)−
アルキルである)の3−アルキルキサンチンを、 (a) 水性相において塩基性剤を使用してその塩に変
換し、そして (b) この塩を、式IIIまたはIV 【化2】 (式中、R3〜R10は、同一または異なりそして相互に
独立して(a)直鎖状または分枝鎖状の(C1〜C20)
−アルキル、(b)ベンジルまたは(c)フェニルであ
りそしてXは陰イオンである)の少なくとも1種の第4
級アンモニウム化合物および(または)ホスホニウム化
合物の存在下において2−相混合物中で1〜6個の炭素
原子を有するアルキル化剤と反応させ、 (c) 必要に応じて、アルキル化を、式V R11−O−(Y)n−R12 (V) (式中、R11およびR12は同一または異なりそして相互
に独立して(C1〜C8)−アルキルであり、Yは(a)
-CH2-CH2-O-または(b)-CH2-CH2-CH2-O-の群からの基
でありそしてnは1〜8の整数である)の線状ポリエー
テルの存在下において実施することからなる式I 【化3】 (式中、R1およびR2は、相互に独立して、直鎖状また
は分枝鎖状の(C1〜C6)−アルキルである)の3,7−
ジアルキルキサンチンを得る方法。 - 【請求項2】 式I(式中、R1およびR2は、相互に独
立して、(C1〜C3)−アルキルである)の3,7−ジア
ルキルキサンチンを製造する請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 3,7−ジメチルキサンチン、3−エチ
ル−7−プロピルキサンチンまたは3−メチル−7−プ
ロピルキサンチンを製造する請求項1または2記載の方
法。 - 【請求項4】 少なくとも1種の式IIIのアンモニウム
化合物、式IVのホスホニウム化合物、式Vのポリエーテ
ルまたは有機溶剤(これらのそれぞれは水に不溶性また
は難溶性である)を使用する請求項1〜3の何れか1項
記載の方法。 - 【請求項5】 水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭
酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム
または炭酸カリウムのようなアルカリ金属水酸化物およ
び(または)アルカリ金属炭酸塩を塩基性剤として使用
し、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド、メチ
ルトリオクチルアンモニウムヒドロキシド、メチルトリ
カプリルアンモニウムクロライド、メチルトリカプリル
アンモニウムヒドロキシド、エチルトリオクチルアンモ
ニウムクロライド、エチルトリオクチルホスホニウムク
ロライドまたはヘキサデシルトリブチルホスホニウムブ
ロマイドを請求項1に記載した式IIIおよびIVの第4級
アンモニウムまたはホスホニウム化合物として使用し、
そしてエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコー
ルジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジブチ
ルエーテル、ジエチレングリコールエチル第3−ブチル
エーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジ
プロピレングリコールジブチルエーテル、ポリエチレン
グリコールジブチルエーテルまたはポリプロピレングリ
コールジブチルエーテルを式Vのポリエーテルとして使
用する請求項1〜4の何れか1項記載の方法。 - 【請求項6】 (C1〜C6)−アルキルハライド、(C
1〜C6)−ジアルキルサルフェートまたは(C1〜C6)
−ジアルキルカーボネート、特に塩化メチル、塩化エチ
ル、塩化プロピルまたは硫酸ジメチルをアルキル化剤と
して使用する請求項1〜5の何れか1項記載の方法。 - 【請求項7】 式IIの3−アルキルキサンチン100モ
ル当り式IIIおよび(または)IVの化合物5〜100モ
ル、好ましくは10〜60モル、特に10〜50モルを
使用しそして、必要に応じて、式Vの線状ポリエーテル
3〜100モル、好ましくは5〜80モル、特に10〜
50モルを加える。請求項1〜6の何れか1項記載の方
法。 - 【請求項8】 アルキル化を、−10〜+140℃、好
ましくは40〜110℃の温度で実施する請求項1〜7
の何れか1項記載の方法。 - 【請求項9】 アルキル化剤に対する3−アルキルキサ
ンチンのモル比が、1:1.02〜1.5、好ましくは
1:1.08〜1.2である請求項1〜8の何れか1項記
載の方法。 - 【請求項10】 式IIIおよび(または)IVの化合物、
ならびに必要に応じて、式Vの化合物を請求項1に記載
した上記反応から生成する請求項1〜9の何れか1項記
載の方法。
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