JPWO2017002849A1 - ピロール化合物の製造法 - Google Patents
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Abstract
Description
1位に置換スルホニル基を有するピロール化合物(以下、スルホニルピロール化合物という。)は、酸分泌抑制剤(プロトンポンプ阻害剤)、新生物の疾患(neoplastic disease)および自己免疫疾患の治療薬として有用であり得る。
特許文献1には、化合物(XII)から化合物(XIII)を得る還元反応は、水素源と金属触媒の存在下で接触水素化により行うことができると開示されている。
しかしながら、この方法は、反応後に金属触媒を取り除くろ過操作が必要であり、操作が煩雑であるため、工業的に有利と言えない。
[1] 式
[2] 式
[3] (1)式
前記還元反応は金属担持触媒を充填した固定床反応器において、連続的に水素化する反応であり、
(2)得られた化合物を還元反応後、加水分解し、式
(3)次いで、得られた化合物を、式
R3−SO2−X (V)
(式中、R3は置換されていてもよい炭化水素基または置換されていてもよい複素環基を、Xは脱離基を示す。)で表される化合物またはその塩との反応に付して式
(4)得られた化合物を、式
R4−NH2 (VII)
(式中、R4はアルキル基を示す。)で表される化合物またはその塩と反応させることを特徴とする式
[4] 金属担持触媒の金属が、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)、コバルト(Co)、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、前記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の製造法。
[5] 金属担持触媒の金属が、パラジウム(Pd)である、前記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の製造法。
[6] 金属担持触媒中の金属の含有量が、金属担持触媒の全重量に対して0.1〜15wt%である、前記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の製造法。
[7] 金属担持触媒の金属を担持する担体が、カーボン、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア、ゼオライト、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム−鉛、モレキュラーシーブおよびポリマーからなる群から選択される、前記[1]〜[6]のいずれか1つに記載の製造法。
[8] 金属担持触媒の金属を担持する担体が、アルミナである、前記[1]〜[7]のいずれか1つに記載の製造法。
[9] 水素化を、酸を混合した溶媒中で行うことを特徴とする、前記[1]〜[8]のいずれか1つに記載の製造法。
[10] 酸が酢酸である、前記[9]に記載の製造法。
[11] 酸が、式(I)で表される化合物またはその塩に対して0.1〜50モル当量で混合される前記[9]または[10]に記載の製造法。
[12] 溶媒が、テトラヒドロフランおよびアセトニトリルから選択される、前記[9]〜[11]のいずれか1つに記載の製造法。
[13] 水素化を、40〜100℃の温度で行うことを特徴とする、前記[1]〜[12]のいずれか1つに記載の製造法。
[14] 水素化を、0.01〜1MPaの圧力下で行うことを特徴とする、前記[1]〜[13]のいずれか1つに記載の製造法。
[15] 式(I)で表される化合物またはその塩が0.01〜1h−1のWHSV(時間当たりの重量空間速度)で固定床反応器に供給されることを特徴とする、前記[1]〜[14]のいずれか1つに記載の製造法。
[16] 式(I)で表される化合物またはその塩が溶液中1〜20wt%の濃度で固定床反応器に供給されることを特徴とする、前記[1]〜[15]のいずれか1つに記載の製造法。
[17] 固定床反応器がトリクル(trickle)ベッド反応器である、前記[1]〜[16]のいずれか1つに記載の製造法。
[18] 式
[19] (1)式
前記還元反応は金属担持触媒を充填した固定床反応器において、連続的に水素化する反応であり、
(2)次いで、得られた化合物を、式
R3−SO2−X (V)
(式中、R3は置換されていてもよい炭化水素基または置換されていてもよい複素環基を、Xは脱離基を示す。)で表される化合物またはその塩との反応に付して式
(3)得られた化合物を、式
R4−NH2 (VII)
(式中、R4はアルキル基を示す。)で表される化合物またはその塩と反応させることを特徴とする式
[20] 金属担持触媒の金属が、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、クロム(Cr)、タングステン(W)およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、前記[18]または[19]に記載の製造法。
[21] 金属担持触媒中の金属の含有量が、金属担持触媒の全重量に対して0.1〜15wt%である、前記[18]〜[20]のいずれか1つに記載の製造法。
[22] 金属担持触媒の金属を担持する担体が、ゼオライトである、前記[18]〜[21]のいずれか1つに記載の製造法。
[23] ゼオライトが、HYゼオライトである前記[22]に記載の製造法。
[24] 水素化を、酸を混合した溶媒中で行うことを特徴とする、前記[18]〜[23]のいずれか1つに記載の製造法。
[25] 酸がプロピオン酸である、前記[24]に記載の製造法。
[26] 酸が、式(III)で表される化合物またはその塩に対して0.1〜50モル当量で混合される前記[24]または[25]に記載の製造法。
[27] 溶媒が、水とテトラヒドロフランとの混合溶媒である、前記[24]〜[26]のいずれか1つに記載の製造法。
[28] 水素化を、40〜100℃の温度で行うことを特徴とする、前記[18]〜[27]のいずれか1つに記載の製造法。
[29] 水素化を、0.01〜1MPaの圧力下で行うことを特徴とする、前記[18]〜[28]のいずれか1つに記載の製造法。
[30] 水素化を、水素濃度1〜15vol%で行うことを特徴とする、前記[18]〜[29]のいずれか1つに記載の製造法。
[31] 式(III)で表される化合物またはその塩が0.01〜1h−1のWHSV(時間当たりの重量空間速度)で固定床反応器に供給されることを特徴とする、前記[18]〜[30]のいずれか1つに記載の製造法。
[32] 式(III)で表される化合物またはその塩が溶液中1〜20wt%の濃度で固定床反応器に供給されることを特徴とする、前記[18]〜[31]のいずれか1つに記載の製造法。
[33] 固定床反応器がトリクル(trickle)ベッド反応器である、前記[18]〜[32]のいずれか1つに記載の製造法。
[34] (1)式
前記還元反応は金属担持触媒(A)を充填した固定床反応器において、連続的に水素化する反応であり、
(2)得られた化合物を還元反応後、加水分解し、式
前記還元反応は金属担持触媒(B)を充填した固定床反応器において、連続的に水素化する反応であり、
(3)次いで、得られた化合物を、式
R3−SO2−X (V)
(式中、R3は置換されていてもよい炭化水素基または置換されていてもよい複素環基を、Xは脱離基を示す。)で表される化合物またはその塩との反応に付して式
(4)得られた化合物を、式
R4−NH2 (VII)
(式中、R4はアルキル基を示す。)で表される化合物またはその塩と反応させることを特徴とする式
また、本発明の方法によれば、金属担持触媒の連続使用による触媒活性の低下が少なくなり得、触媒を長期間、継続的に使用し得る。副反応の生成を最小限に抑制し得るので、製造工程を精密にコントロールし得るという利点もある。触媒の使用量を低減し得、ろ過、洗浄操作が不要なため、溶媒の使用量も低減し得、環境負荷の少ない、経済的に有利な製法となり得、工業的製造に適している。
本明細書において、式(I)で表される化合物を「化合物(I)」と略称する場合がある。その他の式で表される化合物についても同様である。
以下、式中の各記号の定義について詳述する。
R2で示される「置換されていてもよい複素環基」としては、前記R1で示される「置換されていてもよい複素環基」と同様の基が挙げられる。
R3で示される「置換されていてもよい複素環基」としては、前記R1で示される「置換されていてもよい複素環基」と同様の基が挙げられる。
[2](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、(ii)シアノ、(iii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)、(iv)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルコキシ(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等)および(v)アセチルから選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよいチエニル基、または
[3](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、(ii)シアノ、(iii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよい低級(具体的にはC1−6)アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)、(iv)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルコキシ(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等)、(v)アシル(例えば、アセチル)、(vi)ニトロおよび(vii)アミノから選ばれる1〜4個の置換基で置換されていてもよいピリジル基が好ましい。
[2](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、(ii)シアノ、(iii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)、(iv)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルコキシ(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等)および(v)アセチルから選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよいチエニル基、または
[3](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、(ii)シアノ、(iii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよい低級(具体的にはC1−6)アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)、(iv)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルコキシ(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等)、(v)アシル(例えば、アセチル)、(vi)ニトロおよび(vii)アミノから選ばれる1〜4個の置換基で置換されていてもよいピリジル基が好ましく、
特に、[1](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)および(ii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)から選ばれる1〜5個(好ましくは1〜3個)の置換基で置換されていてもよいフェニル基、
[2](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)および(ii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)から選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよいチエニル基、または
[3](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)および(ii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよい低級(具体的にはC1−6)アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)から選ばれる1〜4個の置換基で置換されていてもよいピリジル基が好ましい。
R4としては、メチルまたはエチルが好ましく、特にメチルが好ましい。
好ましい態様は、例えば、
R1が、[1](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、(ii)シアノ、(iii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)、(iv)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルコキシ(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等)、(v)アセチル、(vi)C3−7シクロアルキル(例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル等)、(vii)C1−6アルキルスルホニル(例、メチルスルホニル、エチルスルホニル等)、(viii)ヒドロキシで1〜3個置換されたC1−6アルキル基(例、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル等)、(ix)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキルチオ(例、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、ブチルチオ、イソブチルチオ、sec−ブチルチオ、ペンチルチオ、ヘキシルチオ等)および(x)C1−6アルキルスルフィニル(例、メチルスルフィニル、エチルスルフィニル等)から選ばれる1〜5個(好ましくは1〜3個)の置換基で置換されていてもよいC6−14アリール基(例、フェニル基)、
[2](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、(ii)シアノ、(iii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)、(iv)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルコキシ(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等)および(v)アセチルから選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよいチエニル基、
[3](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、(ii)シアノ、(iii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよい低級(具体的にはC1−6)アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)、(iv)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルコキシ(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等)、(v)アシル(例えば、アセチル)、(vi)ニトロおよび(vii)アミノから選ばれる1〜4個の置換基で置換されていてもよいピリジル基、または
[4]ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜3個置換されていてもよいビピリジル基;
R2が、水素原子、C1−6アルキル基(例、メチル、エチル、n−プロピル、イソブチル等)、C1−6アルキル−カルボニル基(例、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、ペンタノイル、ヘキサノイル、ヘプタノイル等)、フッ素原子または塩素原子;
R3が、(i)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、(ii)ヒドロキシ、(iii)シアノ、(iv)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキル(例、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)、(v)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルコキシ(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等)、(vi)C1−6アルキル(例、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)で置換されていてもよいアミノ基および(vii)C1−6アルコキシ−カルボニル(例、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル、プロポキシカルボニル、tert−ブトキシカルボニル等)から選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよい5〜6員の芳香族単環式含窒素複素環基(例えば、チアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニルなど)またはイミダゾ[1,2-a]ピリミジニル基;
R4がメチルまたはエチルである。
式(I)、(II)、(III)および(IV)においては、上記R1およびR2の組み合わせが好ましい。式(VI)においては、上記R1、R2およびR3の組み合わせが好ましい。
R1が、[1](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)および(ii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)から選ばれる1〜5個(好ましくは1〜3個)の置換基で置換されていてもよいフェニル基、
[2](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)および(ii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)から選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよいチエニル基、または
[3](i)ハロゲン原子(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)および(ii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよい低級(具体的にはC1−6)アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)から選ばれる1〜4個の置換基で置換されていてもよいピリジル基、
R2が水素原子またはフッ素原子、
R3が、(i)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキル(例、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、ヘキシル等)および(ii)ハロゲン(例、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)で1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルコキシ(例、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ等)から選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよいピリジル基、
R4がメチルである。
式(I)、(II)、(III)および(IV)においては、上記R1およびR2の組み合わせがより好ましい。式(VI)においては、上記R1、R2およびR3の組み合わせがより好ましい。
R1が、(i)ハロゲン原子および(ii)ハロゲンで1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキルから選ばれる1〜5個(好ましくは1〜3個)の置換基で置換されていてもよいフェニル基、
R2が水素原子またはフッ素原子、
R3が、(i)ハロゲンで1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルキルおよび(ii)ハロゲンで1〜5個(好ましくは1〜3個)置換されていてもよいC1−6アルコキシから選ばれる1〜3個の置換基で置換されていてもよいピリジル基、
R4がメチルである。
式(I)、(II)、(III)および(IV)においては、上記R1およびR2の組み合わせが特に好ましい。式(VI)においては、上記R1、R2およびR3の組み合わせが特に好ましい。
化合物(III)の好ましい例としては、5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルボニトリルまたはその塩などが挙げられる。
化合物(IV)の好ましい例としては、5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルバルデヒドまたはその塩などが挙げられる。
化合物(VI)の好ましい例としては、5−(2−フルオロフェニル)−1−(ピリジン−3−イルスルホニル)−1H−ピロール−3−カルバルデヒドまたはその塩などが挙げられる。
1−{5−(2−フルオロフェニル)−1−[(6−メチルピリジン−3−イル)スルホニル]−1H−ピロール−3−イル}−N−メチルメタンアミンまたはその塩、
1−[4−フルオロ−5−フェニル−1−(ピリジン−3−イルスルホニル)−1H−ピロール−3−イル]−N−メチルメタンアミンまたはその塩、
N−メチル−1−[5−(4−メチル−3−チエニル)−1−(ピリジン−3−イルスルホニル)−1H−ピロール−3−イル]メタンアミンまたはその塩、
1−[5−(2−フルオロピリジン−3−イル)−1−(ピリジン−3−イルスルホニル)−1H−ピロール−3−イル]−N−メチルメタンアミンまたはその塩、
1−[5−(2−フルオロフェニル)−1−(ピリジン−3−イルスルホニル)−1H−ピロール−3−イル]−N−メチルメタンアミンまたはその塩、
N−メチル−1−[5−(2−メチルフェニル)−1−(ピリジン−3−イルスルホニル)−1H−ピロール−3−イル]メタンアミンまたはその塩、
1−{4−フルオロ−5−(2−フルオロピリジン−3−イル)−1−[(4−メチルピリジン−2−イル)スルホニル]−1H−ピロール−3−イル}−N-メチルメタンアミンまたはその塩などが挙げられる。
反応式中の化合物(I)〜(VIII)の塩としては、例えば、金属塩、アンモニウム塩、有機塩基との塩、無機酸との塩、有機酸との塩、塩基性または酸性アミノ酸との塩等が挙げられる。金属塩の好適な例としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩;カルシウム塩、マグネシウム塩、バリウム塩等のアルカリ土類金属塩;アルミニウム塩等が挙げられる。有機塩基との塩の好適な例としては、例えば、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ピリジン、ピコリン、2,6−ルチジン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、N,N’−ジベンジルエチレンジアミン等との塩が挙げられる。無機酸との塩の好適な例としては、例えば、塩酸、臭化水素酸、硝酸、硫酸、リン酸等との塩が挙げられる。有機酸との塩の好適な例としては、例えば、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、フタル酸、フマル酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、クエン酸、コハク酸、リンゴ酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸等との塩が挙げられる。塩基性アミノ酸との塩の好適な例としては、例えば、アルギニン、リジン、オルニチン等との塩が挙げられ、酸性アミノ酸との塩の好適な例としては、例えば、アスパラギン酸、グルタミン酸等との塩が挙げられる。
溶媒に溶解した化合物(I)またはその塩を、金属担持触媒(以下、工程1または3で使用する金属担持触媒を金属担持触媒(A)という)を充填した固定床反応器において連続的に水素化することにより、化合物(II)またはその塩を製造することができる。
金属担持触媒とは、触媒金属が担体に担持された触媒を意味する。
金属担持触媒(A)の金属としては、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)、コバルト(Co)、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、これらの金属を担持させるための担体としては、カーボン、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア、ゼオライト、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム−鉛、モレキュラーシーブおよびポリマー(例えば、ポリシラン;尿素樹脂;ポリスチレン;フェノール樹脂;ポリプロピレン;セルロース;ポリウレタン;ポリアミド;ポリエステル;ポリエチレン;ポリメチルペンテン;ポリブテン;ポリブタジエン;ポリイソブチレン;ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂;天然ゴム;スチレンブタジエンゴム;ブチルゴム等)からなる群から選択される。なかでも、パラジウムアルミナ触媒が好適である。金属担持触媒(A)中の金属の含有量は、金属担持触媒(A)の全重量の0.1〜15wt%であり、好ましくは0.5〜5wt%である。
溶媒に酸(例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、トリフルオロ酢酸、クエン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、塩酸、硫酸、硝酸など)を混合してもよい。酸としては、酢酸またはプロピオン酸が好適であり、酢酸が特に好適である。化合物(I)またはその塩に対して酸は、通常、0.1〜50モル当量、好ましくは0.5〜15モル当量混合してもよい。
溶媒に溶解した化合物(I)またはその塩の濃度は、通常、1〜20wt%であり、好ましくは3〜10wt%である。
反応温度は、通常、40〜100℃、好ましくは50〜70℃である。
化合物(I)またはその塩を含有する溶液(供給液)と水素ガスを、金属担持触媒(A)を充填したトリクルベッド反応器5の上部から連続的に供給し、反応器の上方から下方へ流通させ、反応器の内部で化合物(I)またはその塩と水素を触媒の存在下で反応させる。生成した化合物(II)またはその塩を含有する反応液をトリクルベッド反応器5の下部から連続的に取り出し、反応液回収容器9に回収する。分離した水素ガスは水素排気装置10から排気される。
化合物(II)またはその塩を環化させることにより、化合物(III)またはその塩を製造することができる。
環化反応は、酸性条件下で行うことが好ましい。使用される酸としては、有機カルボン酸(例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、トリフルオロ酢酸、クエン酸など)、有機スルホン酸(例えば、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸など)、無機酸(例えば、塩酸、硫酸、硝酸など)などが挙げられる。酸の使用量は、化合物(II)1モルに対して、約0.01〜約100モル当量、好ましくは0.5〜20モル当量である。
本反応の溶媒は、反応が進行する限り特に限定されず、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど)、芳香族炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼンなど)、ハロゲン化炭化水素類(例えば、ジクロロメタン、クロロホルムなど)、エーテル類(例えば、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、エステル類(例えば、酢酸エチルなど)、アミド類(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなど)、ニトリル類(例えば、アセトニトリルなど)、カルボン酸類(例えば、酢酸など)、水またはそれらの混合物が挙げられるが、テトラヒドロフランもしくはアセトニトリルが好適である。溶媒の使用量は、化合物(II)1gに対して、通常、約1〜約1000ml、好ましくは3〜100mlである。
反応温度は、通常、約−10〜約100℃、好ましくは30〜70℃である。反応圧は、通常、0〜0.7MPaである。反応時間は、通常、約0.1〜約48時間、好ましくは0.5〜6時間である。
前記工程1で得られた化合物(II)またはその塩を単離することなく、連続的に環化反応に付すことにより、化合物(III)またはその塩を製造することができる。
工程1で得られる反応液を水素ガスと分離後、連続式反応装置(例えば、管型反応器、固定床反応器、連続槽型反応器など)で連続的に加熱反応させることにより、化合物(III)またはその塩を製造することができる。工程1において、酸を混合した溶媒中で連続的水素化を行った場合、酸を加えることなく環化反応を行うことができる。
反応温度は、通常、40〜100℃、好ましくは50〜70℃である。反応圧は、通常、0〜0.7MPaである。反応時間(反応器内の滞留時間)は、通常、約0.1〜約48時間、好ましくは0.5〜6時間である。
工程3で使用する反応装置の一態様の概略図を図2に示す。図2において、1は供給液、2は供給ポンプ、3は気液混合ゾーン、4は反応器加熱用ジャケット、5はトリクルベッド反応器(触媒充填)、6はマスフローコントローラ、7はチャンバー、8は圧力調整弁、9は反応液回収容器、10は水素排気装置、11は湯浴(反応器温度調整用)、12は管型反応器、13は水素タンク、14は気液分離装置を示す。
化合物(I)またはその塩を含有する溶液(供給液)と水素ガスを、金属担持触媒(A)を充填したトリクルベッド反応器5の上部から連続的に供給し、反応器の上方から下方へ流通させ、反応器の内部で化合物(I)またはその塩と水素を触媒の存在下で反応させる。生成した化合物(II)またはその塩を含有する反応液をトリクルベッド反応器5の下部から連続的に取り出し、気液分離装置14で水素ガスと反応液を分離する。分離した水素ガスは水素排気装置10から排気される。湯浴11で加熱された管型反応器12に反応液を流通させ、生成した化合物(III)またはその塩を含有する反応液を反応液回収容器9に回収する。
化合物(I)またはその塩を含有する溶液(供給液)と水素ガスを、金属担持触媒(A)を充填したトリクルベッド反応器5の上部から連続的に供給し、反応器の上方から下方へ流通させ、反応器の内部で化合物(I)またはその塩と水素を触媒の存在下で反応させる。生成した化合物(II)またはその塩を含有する反応液をトリクルベッド反応器5の下部から連続的に取り出し、気液分離装置14で水素ガスと反応液を分離する。分離した水素ガスは水素排気装置10から排気される。化合物(II)またはその塩を含有する反応液と、酸を含有する溶液(例えば、酢酸とテトラヒドロフランの混合液)とを、連続槽型反応器15(2個)に連続的に送り込み、撹拌下で反応させ、生成した化合物(III)またはその塩を含有する反応液を反応液回収容器9に回収する。
化合物(III)またはその塩を還元反応後、加水分解することにより、化合物(IV)またはその塩を製造することができる。
還元反応は、例えば、金属水素化物を用いる方法や接触水素化による方法が挙げられる。
金属水素化物としては、例えば、ホウ素試薬(例えば、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素亜鉛、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、トリアセトキシ水素化ホウ素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素リチウムなど)、アルミニウム試薬(例えば、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化アルミニウム、水素化アルミニウムリチウムなど)、ボラン錯体(例えば、ボラン−THF錯体、ボラン−ジメチルスルフィド、ボラン−ピリジンなど)、カテコールボランなどが挙げられる。金属水素化物の使用量は、例えば、化合物(III)1モルに対して、約0.2〜約10モル、好ましくは約0.2〜約5モルである。
金属水素化物による還元反応は、通常、反応に不活性な溶媒中で行われる。このような溶媒としては、例えば、芳香族炭化水素類(例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼンなど)、脂肪族炭化水素類(例えば、ヘプタン、ヘキサンなど)、ハロゲン化炭化水素類(例えば、クロロホルム、ジクロロメタンなど)、エーテル類(例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなど)、またはそれらの混合物が挙げられる。溶媒の使用量は、化合物(III)1gに対して、通常、約1〜約100ml、好ましくは約1〜約50mlである。
反応温度は、通常、約−100℃〜約100℃、好ましくは約−70℃〜約50℃である。反応時間は、通常、約0.5〜約24時間、好ましくは約0.5〜約5時間である。
水素源としては、水素ガス、ギ酸、ギ酸アンモニウム、ギ酸トリエチルアンモニウム、ホスフィン酸ナトリウム、ヒドラジンなどが挙げられる。水素ガス以外の水素源を用いる場合、水素源の化合物は、化合物(III)1モルに対してそれぞれ約1〜約100モル、好ましくは約1〜約50モル、さらに好ましくは約1〜約10モル、例えば約1〜約5モル用いる。
接触水素化は、通常、反応に不活性な溶媒中で行われる。このような溶媒としては、例えば、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど)、芳香族炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼンなど)、ハロゲン化炭化水素類(例えば、ジクロロメタン、クロロホルムなど)、エーテル類(例えば、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、エステル類(例えば、酢酸エチルなど)、アミド類(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなど)、カルボン酸類(例えば、酢酸など)、水またはそれらの混合物が挙げられる。溶媒の使用量は、化合物(III)1gに対して、通常、約1〜約1000ml、好ましくは約1〜約100mlである。
反応が行われる水素圧は、通常、約0〜約10気圧であり、好ましくは約0〜約5気圧である。反応温度は、通常、約−50℃〜約100℃、好ましくは約−20℃〜約50℃である。反応時間は、通常、約1〜約100時間、好ましくは約1〜約24時間、例えば約1〜約10時間である。
溶媒に溶解した化合物(III)またはその塩を、金属担持触媒(B)を充填した固定床反応器において連続的に水素化することにより、化合物(IV)またはその塩を製造することができる。
金属担持触媒(B)の金属としては、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、クロム(Cr)、タングステン(W)、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され、これらの金属を担持させるための担体としては、カーボン、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア、ゼオライト(例えば、HYゼオライト)、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム−鉛、モレキュラーシーブおよびポリマー(例えば、ポリシラン;尿素樹脂;ポリスチレン;フェノール樹脂;ポリプロピレン;セルロース;ポリウレタン;ポリアミド;ポリエステル;ポリエチレン;ポリメチルペンテン;ポリブテン;ポリブタジエン;ポリイソブチレン;ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂;天然ゴム;スチレンブタジエンゴム;ブチルゴム等)からなる群から選択される。なかでも、HYゼオライトに担持されたニッケル−モリブデン触媒が好適である。金属担持触媒(B)中の金属の含有量は、金属担持触媒(B)の全重量の0.1〜15wt%であり、好ましくは0.5〜5wt%である。
溶媒に酸(例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、トリフルオロ酢酸、クエン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、塩酸、硫酸、硝酸など)を混合してもよい。酸としては、プロピオン酸が好適である。化合物(III)またはその塩に対して酸は、通常、0.1〜50モル当量、好ましくは0.5〜15モル当量混合してもよい。
溶媒に溶解した化合物(III)またはその塩の濃度は、通常、1〜20wt%であり、好ましくは3〜10wt%である。
反応温度は、通常、40〜100℃、好ましくは50〜70℃である。
工程4の連続的水素化には、図1に示す反応装置と同様のものを使用することができる。
加水分解は反応に不活性な溶媒を用いて行うのが有利である。このような溶媒としては、反応が進行する限り特に限定されないが、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど)、芳香族炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼンなど)、ハロゲン化炭化水素類(例えば、ジクロロメタン、クロロホルムなど)、エーテル類(例えば、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、アミド類(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなど)、カルボン酸類(例えば、酢酸など)、水またはそれらの混合物が挙げられる。溶媒の使用量は、化合物(III)1gに対して、通常、約1〜約100ml、好ましくは約1〜約50mlである。
反応温度は、通常、約−20℃〜約100℃、好ましくは約0℃〜約50℃である。反応時間は、通常、約1〜約48時間、好ましくは約1〜約24時間である。
化合物(IV)またはその塩を、化合物(V)またはその塩との反応に付すことにより、化合物(VI)またはその塩を製造することができる。
化合物(V)の使用量は、化合物(IV)1モルに対して、好ましくは約1〜約10モル、より好ましくは約1〜約5モルである。
本反応は反応に不活性な溶媒を用いて行うのが有利である。このような溶媒としては、反応が進行する限り特に限定されないが、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど)、芳香族炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼンなど)、ハロゲン化炭化水素類(例えば、ジクロロメタン、クロロホルムなど)、エーテル類(例えば、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、エステル類(例えば、酢酸エチルなど)、アミド類(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなど)、ニトリル酸類(例えば、アセトニトリル、プロピオニトリルなど)、水またはそれらの混合物が挙げられる。溶媒の使用量は、化合物(IV)1gに対して、通常、1〜100ml、好ましくは1〜50mlである。
本反応は塩基の存在下に行うことが好ましい。塩基としては、例えば、水素化ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩基類、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸水素ナトリウムなどの塩基性塩類、カリウムエトキシド、カリウムtert−ブトキシド、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシドなどの金属塩基類、ピリジン、ルチジンなどの芳香族アミン類、ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、4−N,N−ジメチルアミノピリジン、N,N−ジメチルアニリン、N−メチルピペリジン、N−メチルピロリジン、N−メチルモルホリンなどの第3級アミン類、またはこれらの混合物などが挙げられる。塩基の使用量は、化合物(IV)1モルに対して、約0.01〜約10モル、好ましくは約0.1〜約5モルである。
また、本反応はクラウンエーテル類を共存させて行うことも可能である。クラウンエーテルとしては、例えば、15−クラウン−5−エーテル、18−クラウン−6−エーテルなどが挙げられる。これらクラウンエーテルの使用量は、化合物(IV)1モルに対して、約1〜約10モル、好ましくは約1〜約5モルである。
反応時間は、通常、約30分〜約24時間、好ましくは約30分〜約8時間である。反応温度は、通常、約0℃〜約100℃、好ましくは約10℃〜約50℃である。
化合物(VI)またはその塩を、化合物(VII)またはその塩と反応させ、形成されたイミンを還元することにより、化合物(VIII)またはその塩を製造することができる。あるいは、化合物(VI)またはその塩と化合物(VII)またはその塩との反応を、還元剤の存在下で行うことにより、形成されたイミンを単離することなく、化合物(VIII)またはその塩を得ることができる。
本反応は、還元アミノ化反応として知られる慣用の反応条件に従って行うことができる。例えば、新実験化学講座、第14-III巻、1380頁〜1385頁(丸善株式会社刊)に記載の方法に準じて行うことができる。
化合物(VII)の使用量は、化合物(VI)1モルに対して、好ましくは約1〜約10モル、より好ましくは約1〜約5モルである。
本反応は反応に不活性な溶媒を用いて行うのが有利である。このような溶媒としては、反応が進行する限り特に限定されないが、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど)、芳香族炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼンなど)、ハロゲン化炭化水素類(例えば、ジクロロメタン、クロロホルムなど)、エーテル類(例えば、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、エステル類(例えば、酢酸エチルなど)、アミド類(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなど)、水またはそれらの混合物が挙げられる。溶媒の使用量は、化合物(VI)1gに対して、通常、1〜100ml、好ましくは1〜50mlである。
反応時間は、通常、約0.5〜約24時間、好ましくは約0.5〜約10時間である。反応温度は、通常、約−50℃〜約100℃、好ましくは約−10℃〜約50℃である。
還元は、接触水素化によって行うこともできる。
接触水素化は、水素源と金属触媒の存在下で行うことができる。金属触媒としては、例えば、パラジウム触媒(例えば、パラジウム炭素、水酸化パラジウム炭素、酸化パラジウムなど)、ニッケル触媒(例えば、ラネーニッケルなど)、白金触媒(例えば、酸化白金、白金炭素など)、ロジウム触媒(例えば、ロジウム炭素など)、コバルト触媒(例えば、ラネーコバルトなど)などが挙げられる。なかでも、パラジウム炭素またはラネーニッケルが好適である。金属触媒の使用量は、化合物(VI)1モルに対して、約0.01〜約10モル、好ましくは約0.01〜約5モルである。
水素源としては、水素ガス、ギ酸、ギ酸アンモニウム、ギ酸トリエチルアンモニウム、ホスフィン酸ナトリウム、ヒドラジンなどが挙げられる。水素ガス以外の水素源を用いる場合、水素源の化合物は、化合物(VI)1モルに対してそれぞれ約1〜約100モル、好ましくは約1〜約50モル、さらに好ましくは約1〜約10モル、例えば約1〜約5モル用いる。
還元は、反応に不活性な溶媒を用いて行うのが有利である。このような溶媒としては、反応が進行する限り特に限定されないが、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなど)、炭化水素類(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなど)、ハロゲン化炭化水素類(例えば、ジクロロメタン、クロロホルムなど)、エーテル類(例えば、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなど)、エステル類(例えば、酢酸エチルなど)、アミド類(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなど)、水またはそれらの混合物が挙げられる。溶媒の使用量は、化合物(VI)1gに対して、通常、1〜100ml、好ましくは1〜50mlである。
反応時間は、通常、約0.5〜約24時間、好ましくは約0.5〜約10時間である。反応温度は、通常、約−50℃〜約100℃、好ましくは約−20℃〜約50℃である。
以下の参考例、実施例中の「室温」は通常約10℃ないし約35℃を示すが、特に厳密に限定されるものではない。「%」は特記しない限り重量パ一セン卜を示す。但し、収率はmol/mol%を示す。1H-NMRスペクトルは内部標準としてテ卜ラメチルシラン(TMS)を用い、Bruker AVANCEIII500 (500 MHz)を用いて測定した。
実施例における略号の意味は以下の通りである。
s :シングレッ卜(singlet)、d :ダブレッ卜(doublet)、dd :ダブルダブレッ卜(double doublet)、ddd:ダブルダブルダブレッ卜(double double doublet)、t:トリプレット(triplet)、m:マルチプレッ卜(multiplet)、brs:ブロードシングレッ卜(broad singlet)、J:カップリング定数(coupling constant)、Hz:ヘルツ(Hertz)、THF:テトラヒドロフラン、WHSV:時間当たりの重量空間速度(Weight Hourly Space Velocity)。
4−(2−フルオロフェニル)−2−(イミノメチル)−4−オキソブタンニトリル
ステンレス鋼SUS316製の高圧反応用リアクター(トリクルベッド反応器、内径12 mm、長さ213 mm)に15 gの1%パラジウムアルミナ触媒を充填した。別に用意した200 mLガラス製容器に[2−(2−フルオロフェニル)−2−オキソエチル]プロパンジニトリル(10.0 g, 46.1 mmol)をTHF(190.0 g)に溶解し、5%の濃度の反応溶液を調製した。水素を50 mL/minで、反応溶液を1.0 mL/min(WHSV:0.19 h-1)の流速で触媒の充填された高圧反応用リアクターに送り込み、リアクターの内温65℃、内圧8.0-9.0 bar (0.8-0.9 MPa)で連続的に水素化し、反応液を合計3.5時間回収した。反応液を減圧下で濃縮乾固し、標題化合物の粗生成物を得た。得られた粗生成物を酢酸エチル (30 mL)/n−ヘキサン(60 mL)混液に懸濁し、0.5時間撹拌した。固体を吸引ろ取し、酢酸エチル/n−ヘキサン混液(1/2 (v/v), 30 mL)で洗浄した。減圧下、室温にて乾燥すると標題化合物(6.8 g, 収率72.4%)が得られた。
5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルボニトリル
ステンレス鋼SUS316製の高圧反応用リアクター(トリクルベッド反応器、内径9 mm、長さ490 mm)に12 gの1%パラジウムアルミナ触媒を充填した。別に用意した1500 mLガラス製容器に[2−(2−フルオロフェニル)−2−オキソエチル]プロパンジニトリル(60.0 g, 296.8 mmol)をTHF(1122.2 g)と酢酸(17.8 g, 296.8 mmol)の混合液に溶解し、5%の濃度の反応溶液を調製した。水素を25 mL/minで、反応溶液を0.24 mL/min(WHSV:0.05 h-1)の流速で触媒の充填された高圧反応用リアクターに送り込み、リアクターの内温57-65℃、内圧0.5 bar (0.05 MPa)で連続的に水素化した。連続的に排出される水素ガスと反応液を分離した後、反応液を0.24 mL/minの流速で外温60℃のステンレス鋼SUS316製のチューブ型リアクター(内径4.1 mm、長さ417 mm)に連続的に送り込んで反応させた後、リアクター出口から排出される反応液を合計100時間回収した。減圧下、45℃以下で反応液の容量を120 mLまで濃縮し、酢酸(75 mL)/0.5N 塩酸(225 mL)を内温30℃以下で滴下し、室温で3時間撹拌した。内温を0-10℃まで冷却し、同温度で1時間撹拌した。析出した結晶をろ取し、5℃に冷却したTHF(36 mL)/水(144 mL)で洗浄した。減圧下、40℃にて恒量になるまで乾燥すると標題化合物(50.5 g, 収率91.5%)が得られた。
1H-NMR (DMSO-d6, TMS, 500 MHz) δ (ppm): 6.84 (d, J = 1.7 Hz, 1H), 7.1-7.3 (m, 3H), 7.3-7.4 (m, 1H), 7.5-7.6 (m, 1H), 9.3 (br, 1H).
5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルボニトリル
ステンレス鋼SUS316製の高圧反応用リアクター(トリクルベッド反応器、内径25 mm、長さ1200 mm)に100 gの1%パラジウムアルミナ触媒を充填した。別に用意した2000 mLガラス製容器に[2−(2−フルオロフェニル)−2−オキソエチル]プロパンジニトリル(14.56 g, 72.0 mmol)をTHF(189.12 g)と酢酸(4.32 g, 72.0 mmol)の混合液に溶解し、7%の濃度の反応溶液を調製した。水素を300 mL/minで、反応溶液を1.59 mL/min(WHSV:0.06 h-1)の流速で触媒の充填された高圧反応用リアクターに送り込み、リアクターの内温85℃、内圧3.0 bar (0.3 MPa)で連続的に水素化した。連続的に排出される水素ガスと反応液を分離した後、1.59 mL/minの流速の反応液を酢酸/THF混合液(weight ratio 8:2, 流速0.112 mL/min)と連続的に混合した後、連続槽型反応器(Continuous stirred-tank reactor)(内容量400 mL、リアクター数2個)に連続的に送り込んで内温60℃で反応させた後、リアクター出口から排出される反応液を合計200 g回収した。減圧下、45℃以下で反応液の容量を44 mLまで濃縮し、酢酸(18.2 mL)/0.5N 塩酸(54.6 mL)を室温で1時間かけて滴下し、室温で3時間撹拌した。内温を0-5℃まで冷却し、同温度で1時間撹拌した。析出した結晶をろ取し、5℃に冷却したTHF(8.7 mL)/水(34.9 mL)で洗浄した。減圧下、40℃にて恒量になるまで乾燥すると標題化合物(11.5 g, 収率85.8%)が得られた。
5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルバルデヒド
四径コルベンに5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルボニトリル(10.0 g, 53.71 mmol)とTHF(30 mL)を加えて溶解し、酢酸(50 mL)と水(10 mL)を添加した。窒素ガスに置換後、展開ニッケル(川研ファインケミカル、NDHT-90, 5mL)を添加した。次いで、水素雰囲気下、内温15-25℃で約4時間激しく撹拌した。窒素ガスに置換後、展開ニッケルをろ去し、酢酸エチル(64 mL)で洗浄した。酢酸エチル(36 mL)を添加後、内温10-40℃でろ液に8N水酸化ナトリウム水溶液(87 mL)を加えて、pH6.5-7.5に調整し、分液した。有機層を5%炭酸水素ナトリウム水溶液(50 mL)と5%食塩水(50 mL)で洗浄した。有機層に5%食塩水(50 mL)を添加し、室温で6N塩酸を加えてpH3.0-3.5に調整し、室温で10時間撹拌し、分液した。有機層を5%食塩水(50 mL)で洗浄した後、減圧下、45℃以下で反応液を約35 gまで濃縮した。さらに、濃縮液に酢酸エチル(50 mL)を添加後、減圧下、45℃以下で反応液を約35 gまで濃縮した。室温で1時間撹拌後、n−ヘプタン(50 mL)を滴下し、同温度で1時間撹拌した。続いて、内温0-10℃で1時間撹拌した。析出した結晶をろ取し、5℃に冷却したn−ヘプタン(20 mL)/酢酸エチル(10 mL)で洗浄した。減圧下、50℃にて恒量になるまで乾燥すると標題化合物(8.6 g, 収率84.4%)が得られた。
1H-NMR (DMSO-d6, TMS, 500 MHz) δ (ppm): 6.91 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 7.21-7.31 (m, 3H), 7.75-7.80 (m, 2H), 9.76 (s, 1H), 12.17 (brs, 1H).
5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルバルデヒド
ステンレス鋼SUS316製の高圧反応用リアクター(トリクルベッド反応器、内径12.7 mm、長さ450 mm)に8.5 gの15%ニッケル-0.5%モリブデン HYゼオライト触媒を充填した。別に用意した2000 mLガラス製容器に5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルボニトリル(28.10 g, 150.9 mmol)をTHF(472.25 g)、プロピオン酸(33.50 g, 452.2 mmol)と水(28.10 g, 452.2 mmol)の混合液に溶解し、5%の濃度の反応溶液を調製した。水素を5 mL/min、窒素を95 mL/minで、反応溶液を0.17 mL/min(WHSV:0.054 h-1)の流速で触媒の充填された高圧反応用リアクターに送り込み、リアクターの内温50-60℃、内圧1.0 bar (0.1 MPa)で連続的に水素化し、リアクター出口から排出される反応液を合計60時間回収した。減圧下、45℃以下で反応液を281.0 gまで濃縮し、濃縮液に酢酸エチル(300 mL)と水(275 mL)を添加後、内温20℃で8N水酸化ナトリウム水溶液を加えて、pH6.8に調整し、分液した。有機層を5%炭酸水素ナトリウム水溶液(150 mL)と飽和食塩水(150 mL)で洗浄した。有機層に水(150 mL)を添加し、20℃で6N塩酸を加えてpH3.4に調整し、20℃で2時間撹拌し、分液した。有機層を飽和食塩水(150 mL)で洗浄した後、減圧下、40℃で反応液を約102.4 gまで濃縮した。さらに、濃縮液に酢酸エチル(150 mL)を添加後、減圧下、40℃で反応液を99.7 gまで濃縮した。20℃で1時間撹拌後、n−ヘプタン(150 mL)を20℃で40分間かけて滴下し、20℃で1時間撹拌した。続いて、内温0-10℃で1時間撹拌した。析出した結晶をろ取し、5℃付近に冷却したn−ヘプタン(60 mL)/酢酸エチル(30 mL)で洗浄した。減圧下、45℃にて恒量になるまで乾燥すると標題化合物(22.45 g, 収率78.6%)が得られた。
5−(2−フルオロフェニル)−1−(ピリジン−3−イルスルホニル)−1H−ピロール−3−カルバルデヒド
四径コルベンに5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルバルデヒド(7.0 g, 37.00 mmol)、N,N−ジメチルピリジン−4−アミン(0.902 g, 7.38 mmol)、ジイソプロピルエチルアミン(6.69 g, 51.80 mmol)およびアセトニトリル(28 mL)を加え、続いてピリジン−3−スルホニルクロリド(7.89 g, 44.42 mmol)を滴下し、アセトニトリル(3.5 mL)で洗いこんだ。内温40-50℃で約1時間撹拌し、内温25-35℃に冷却した後、同温度で水(21 mL)を滴下した。続いて、室温で0.5N 塩酸(8 mL)を用いてpH4-5に調整し、室温で水(41 mL)を滴下した。室温で30分間撹拌後、内温0-10℃まで冷却し、1時間撹拌した。析出した結晶をろ取し、5℃に冷却したアセトニトリル(14 mL)/水(28 mL)で洗浄した。減圧下、50℃にて恒量になるまで乾燥すると標題化合物(10.6 g, 収率87.0%)が得られた。
1H-NMR (CDCl3, TMS, 500 MHz) δ (ppm): 6.68 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 7.02 (dd, J = 8.2, 8.2 Hz, 1H), 7.14-7.19 (m, 2H), 7.38 (dd, J = 8.2, 4.9 Hz, 1H), 7.44-7.48 (m, 1H), 7.72 (ddd, J = 8.2, 2.5, 1.6 Hz, 1H), 8.17 (d, J = 1.9 Hz, 1H), 8.59 (d, J = 1.9 Hz, 1H), 8.82 (dd, J = 4.7, 1.6 Hz, 1H), 9.90 (s, 1H).
1−[5−(2−フルオロフェニル)−1−(ピリジン−3−イルスルホニル)−1H−ピロール−3−イル]−N−メタンアミン フマル酸塩
窒素置換した四径コルベンにN,N−ジメチルアセトアミド (10 mL) と水素化ホウ素ナトリウム (0.275 g, 7.27 mmol)を加え溶解した (溶液A)。別の窒素置換した四径コルベンに5−(2−フルオロフェニル)−1−(ピリジン−3−イルスルホニル)−1H−ピロール−3−カルバルデヒド (5.0 g, 15.14 mmol) とメタノール (22.5 mL) を加え、続いて室温で40%メチルアミンのメタノール溶液 (1.59 g, 21.04 mmol) を滴下し、室温で約1時間攪拌した。内温0-10℃に冷却し、同温度で先に調製した溶液Aを滴下し、内温0-10℃で1時間撹拌した。内温20℃以下で1N 塩酸水溶液 (35 mL)を滴下し、内温20±5℃で2時間攪拌した。12.5%アンモニア水 (30 mL)、酢酸エチル (50 mL) を加え分液した。水層に5%食塩水 (25 mL) 及び酢酸エチル (25 mL) を加え抽出した。併せた有機層を5%食塩水 (30 mL) で2回洗浄した。有機層を約12.5 mLまで濃縮し、酢酸エチル (35 mL) を加え、再度約19 mLまで濃縮した。N,N−ジメチルアセトアミド (29 mL) を加え、内温40℃に加温し、フマル酸 (0.878 g, 7.56 mmol) を添加した。内温40-50℃で30分間撹拌後、再びフマル酸 (0.878 g, 7.56 mmol) を添加し、N,N−ジメチルアセトアミド (1 mL)で洗いこんだ。内温40-50℃で30分間撹拌後、酢酸エチル (15 mL) を滴下し、内温45±5℃で30分間撹拌した。冷却し、室温で約1時間撹拌した。析出した結晶をろ取し、酢酸エチル(3.75 mL)/N,N−ジメチルアセトアミド (3.75 mL)、続いて酢酸エチル (15 mL) で洗浄し、粗生成物 (湿体) を得た。
上記で得た粗生成物 (湿体、全量) を室温でメタノールと水の混合溶液 (2:3, 75 mL) に懸濁し、内温60-70℃で溶解させた。活性炭白鷺A (登録商標) (0.15 g) を加え、メタノールと水の混合溶媒 (2:3, 2 mL)で洗いこんだ。約1時間撹拌後、ろ過し、メタノールと水の混合溶媒 (2:3, 8 mL) で洗浄した。併せたろ液を内温60-70℃で再溶解させた後、内温0-10℃まで冷却し、同温度で1時間撹拌した。析出した結晶をろ取し、メタノールと水の混合溶液(2:3, 10 mL) で洗浄した。外温50℃で減圧乾燥し、標題化合物を得た (4.63 g, 単離収率72.7%)。
1H-NMR (DMSO-d6, TMS, 500 MHz) δ (ppm): 2.48 (s, 3H), 3.95 (s, 2H), 6.51 (s, 2H), 6.53 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 7.11 (ddd, J = 7.6, 7.6, 1.6 Hz, 1H), 7.21-7.25 (m, 2H), 7.51-7.55 (m, 1H), 7.62 (dd, J = 8.2, 5.0 Hz, 1H), 7.80 (brs, 1H), 7.90 (ddd, J = 8.2, 2.5, 1.6 Hz, 1H), 8.57 (d, J = 1.9 Hz, 1H), 8.89 (dd, J = 4.7, 1.6 Hz, 1H), 10.53 (brs, 3H).
5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルボニトリルの長時間連続反応合成
実施例2で示した条件を用いて、5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルボニトリルの長時間連続反応合成を行い、1%パラジウムアルミナ触媒の触媒寿命確認試験を行った。合計720時間の反応時間を経ても触媒の活性の低下は認められなかった。結果を表1に示す。
5−(2−フルオロフェニル)−1H−ピロール−3−カルボニトリル
四径コルベンに[2−(2−フルオロフェニル)−2−オキソエチル]プロパンジニトリル(45.0 g, 222.6 mmol)とTHF(392.1 g)を加え溶解した。窒素ガスに置換後、50%含水10%パラジウムカーボン触媒(3.542 g, Dry換算重量 1.575 g)を添加し、THF(8.0 g)で洗浄した。続いて水素で置換し、水素圧0.00〜0.02MPa下、内温35-45℃で原料が3%以下になるまで反応させた(反応時間:13時間)。触媒をろ去し、THF(120.0 g)で洗浄した。減圧下、45℃以下で反応液を90 gまで濃縮し、酢酸(90.0 mL)を添加した。内温50〜65℃で1.5時間撹拌した。反応液に内温15-25℃で0.5N 塩酸(405.0 mL)を滴下し、同温度で30分間撹拌した。続いて、内温を0-10℃まで冷却し、同温度で1時間撹拌した。析出した結晶をろ取し、5℃に冷却したTHF(27 mL)/水(108 mL)で洗浄した。減圧下、40℃にて恒量になるまで乾燥すると標題化合物(32.4 g, 収率78.2%)が得られた。
本発明の方法により得られるスルホニルピロール化合物(VIII)は、酸分泌抑制剤(プロトンポンプ阻害剤)として有用であり得る。
2 供給ポンプ
3 気液混合ゾーン
4 反応器加熱用ジャケット
5 トリクルベッド反応器(触媒充填)
6 マスフローコントローラ
7 チャンバー
8 圧力調整弁
9 反応液回収容器
10 水素排気装置
11 湯浴(反応器温度調整用)
12 管型反応器
13 水素タンク
14 気液分離装置
15 連続槽型反応器
Claims (34)
- 式
- 式
- (1)式
前記還元反応は金属担持触媒を充填した固定床反応器において、連続的に水素化する反応であり、
(2)得られた化合物を還元反応後、加水分解し、式
(3)次いで、得られた化合物を、式
R3−SO2−X (V)
(式中、R3は置換されていてもよい炭化水素基または置換されていてもよい複素環基を、Xは脱離基を示す。)で表される化合物またはその塩との反応に付して式
(4)得られた化合物を、式
R4−NH2 (VII)
(式中、R4はアルキル基を示す。)で表される化合物またはその塩と反応させることを特徴とする式
- 金属担持触媒の金属が、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、ルテニウム(Ru)、コバルト(Co)、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造法。
- 金属担持触媒の金属が、パラジウム(Pd)である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造法。
- 金属担持触媒中の金属の含有量が、金属担持触媒の全重量に対して0.1〜15wt%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造法。
- 金属担持触媒の金属を担持する担体が、カーボン、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア、ゼオライト、炭酸カルシウム、炭酸カルシウム−鉛、モレキュラーシーブおよびポリマーからなる群から選択される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造法。
- 金属担持触媒の金属を担持する担体が、アルミナである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造法。
- 水素化を、酸を混合した溶媒中で行うことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造法。
- 酸が酢酸である、請求項9に記載の製造法。
- 酸が、式(I)で表される化合物またはその塩に対して0.1〜50モル当量で混合される請求項9に記載の製造法。
- 溶媒が、テトラヒドロフランおよびアセトニトリルから選択される、請求項9記載の製造法。
- 水素化を、40〜100℃の温度で行うことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造法。
- 水素化を、0.01〜1MPaの圧力下で行うことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造法。
- 式(I)で表される化合物またはその塩が0.01〜1h−1のWHSV(時間当たりの重量空間速度)で固定床反応器に供給されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造法。
- 式(I)で表される化合物またはその塩が溶液中1〜20wt%の濃度で固定床反応器に供給されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造法。
- 固定床反応器がトリクル(trickle)ベッド反応器である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造法。
- 式
- (1)式
前記還元反応は金属担持触媒を充填した固定床反応器において、連続的に水素化する反応であり、
(2)次いで、得られた化合物を、式
R3−SO2−X (V)
(式中、R3は置換されていてもよい炭化水素基または置換されていてもよい複素環基を、Xは脱離基を示す。)で表される化合物またはその塩との反応に付して式
(3)得られた化合物を、式
R4−NH2 (VII)
(式中、R4はアルキル基を示す。)で表される化合物またはその塩と反応させることを特徴とする式
- 金属担持触媒の金属が、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、クロム(Cr)、タングステン(W)およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項18または19に記載の製造法。
- 金属担持触媒中の金属の含有量が、金属担持触媒の全重量に対して0.1〜15wt%である、請求項18または19に記載の製造法。
- 金属担持触媒の金属を担持する担体が、ゼオライトである、請求項18または19に記載の製造法。
- ゼオライトが、HYゼオライトである請求項22に記載の製造法。
- 水素化を、酸を混合した溶媒中で行うことを特徴とする、請求項18または19に記載の製造法。
- 酸がプロピオン酸である、請求項24に記載の製造法。
- 酸が、式(III)で表される化合物またはその塩に対して0.1〜50モル当量で混合される請求項24に記載の製造法。
- 溶媒が、水とテトラヒドロフランとの混合溶媒である、請求項24に記載の製造法。
- 水素化を、40〜100℃の温度で行うことを特徴とする、請求項18または19に記載の製造法。
- 水素化を、0.01〜1MPaの圧力下で行うことを特徴とする、請求項18または19に記載の製造法。
- 水素化を、水素濃度1〜15vol%で行うことを特徴とする、請求項18または19に記載の製造法。
- 式(III)で表される化合物またはその塩が0.01〜1h−1のWHSV(時間当たりの重量空間速度)で固定床反応器に供給されることを特徴とする、請求項18または19に記載の製造法。
- 式(III)で表される化合物またはその塩が溶液中1〜20wt%の濃度で固定床反応器に供給されることを特徴とする、請求項18または19に記載の製造法。
- 固定床反応器がトリクル(trickle)ベッド反応器である、請求項18または19に記載の製造法。
- (1)式
前記還元反応は金属担持触媒(A)を充填した固定床反応器において、連続的に水素化する反応であり、
(2)得られた化合物を還元反応後、加水分解し、式
前記還元反応は金属担持触媒(B)を充填した固定床反応器において、連続的に水素化する反応であり、
(3)次いで、得られた化合物を、式
R3−SO2−X (V)
(式中、R3は置換されていてもよい炭化水素基または置換されていてもよい複素環基を、Xは脱離基を示す。)で表される化合物またはその塩との反応に付して式
(4)得られた化合物を、式
R4−NH2 (VII)
(式中、R4はアルキル基を示す。)で表される化合物またはその塩と反応させることを特徴とする式
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