KR100387538B1 - 시아노벤젠설페닐할라이드및이를사용한3-치환된벤즈이소티아졸의제조방법 - Google Patents

시아노벤젠설페닐할라이드및이를사용한3-치환된벤즈이소티아졸의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 일반식(I)(여기서, X는 Cl 또는 Br임)의 화합물, 그의 제조방법 및 피페라진 화합물과 일반식(I)의 화합물을 반응시킴으로써 3-치환된 벤즈이소티아졸을 제조하는 방법에 관한 것이다:

Description

시아노벤젠설페닐 할라이드 및 이를 사용한 3-치환된 벤즈이소티아졸의 제조방법
본 발명은 신규한 2-시아노벤젠설페닐 할라이드 및 그의 제조 방법 및 상기 화합물을 사용한 3-치환된 벤즈이소티아졸의 신규한 제조 방법에 관한 것이다. 2-시아노벤젠설페닐 할라이드는 이전에는 알려진바 없는 신규한 화합물이며, 특히 약학제제의 제조에 중간체로서 중요한 3-치환된 벤즈이소티아졸 유도체의 제조에서 중간체로서 유용한 화합물이다.
3-치환된 벤즈이소티아졸 유도체의 제조방법으로서, 3-할로-1,2-벤즈이소티아졸을 피페라진 화합물과 하기의 반응 도식에 따라 반응시키는 많은 방법들이 현재까지 알려져 있다:
JP-A 63-83067; JP-A 63-83085; EP-A 196096, 및 문헌[J. Chem. Soc.,Perkin. Trans., 1(8), 2141, 1988]; [Ger. Often., 3530089]; [J. Med. Chem., 29(3), 359, 1986]; 및 [J. Org. Chem., 43(8), 1604, 1978]을 참조한다.
그러나, 상기 공지된 방법에서 원료로 사용된 3-할로-1,2-벤즈이소티아졸은 수득하기가 용이하지 않다. 1,2-벤즈이소티아졸-3-온 의 염소화 방법 및 출발물질로서 티오살리실산을 사용하는 방법이 상기 참조문헌에 기술되어 있다. 그러나, 상기 방법은 값비싼 원료를 사용하면서 수율이 낮으므로, 산업적으로 유리하지 않다.
전술된 바와 같이, 3-치환된 벤즈이소티아졸 유도체를 산업적 규모에서 유리하게 제조하는 것은 어려운 일이었다.
따라서, 본 발명의 목적은 3-치환된 벤즈이소티아졸 유도체를 산업적으로 유리하게 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 3-치환된 벤즈이소티아졸 유도체의 제조에서 사용될 수 있는 유용한 중간체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 상기 중간체의 제조방법을 제공하는 것이다.
당해분야의 숙련자라면 하기 설명에 의해 본 발명의 상기 목적뿐 아니라 기타 목적 및 장점을 명백하게 알 수 있을 것이다.
상기 사실에 근거하여, 본 발명자들은 값비싼 원료를 사용하지 않고 3-치환된 벤즈이소티아졸 유도체를 쉽고 경제적으로 제조할 수 있는 산업적으로 유리한 제조방법을 제공하기 위해 연구해왔다. 그 결과로, 하기 일반식(I)로 나타내지는 2-시아노벤젠설페닐 할라이드가 3-치환된 벤즈이소티아졸 유도체의 제조에서 중요한 중간체라는 것을 발견하였고, 할라이드의 물성을 연구하였으며, 할라이드 및 3-치환된 벤즈이소티아졸 유도체의 산업적으로 유리하고 용이한 제조방법을 연구해왔다.
2-시아노벤젠설페닐 할라이드는 문헌에는 기술된 적이 없는 신규한 화합물이고 그의 물성 및 제조방법은 공지되지 않았다.
즉, 본 발명자들은 하기 일반식(II)로 나타내어지는 2-시아노페닐티오 유도체를 할로겐화시킴으로써 본 신규한 2-시아노벤젠설페닐할라이드를 쉽게 수득할 수 있고, 2-시아노벤젠설페닐 할라이드를 피페라진 화합물과 반응시킴으로써 3-치환된 벤즈이소티아졸 유도체를 쉽게 수득할 수 있음을 발견하였다.
또한, 본 발명자들은 상기 두 반응을 연속적으로 수행함으로써, 즉 2-시아노페닐티오 유도체를 할로겐화시켜 2-시아노벤젠설페닐 할라이드를 수득한후 이를 피페라진 화합물과 반응시킴으로써 3-치환된 벤즈이소티아졸 유도체를 효과적으로 수득할 수 있음을 발견하였다.
본 발명은 상기 연구결과에 의해 완성되었으며,
(1) 하기 일반식(I)의 2-시아노빈젠설페닐 할라이드;
(2) 하기 일반식(II)의 2-시아노페닐티오 유도체를 할로겐화시킴을 포함하는, 일반식(I)의 2-시아노벤젠설페닐 할라이드를 제조하는 방법;
(3) 일반식(I)의 2-시아노벤젠설페닐 할라이드를 하기 일반식(III)의 피페라진 화합물과 반응시킴을 포함하는, 하기 일반식(IV)의 3-치환된 벤즈이소티아졸을 제조하는 방법; 및
(4) 일반식(II)의 2-시아노페닐티오 유도체를 할로겐화시켜 일반식(I)의 2-시아노벤젠설페닐 할라이드를 수득하고, 일반식(I)의 할라이드를 일반식(III)의 피페라진 화합물과 반응시킴을 포함하는, 일반식(IV)의 3-치환된 벤즈이소티아졸을 제조하는 방법을 제공한다:
상기식에서,
X는 Cl 또는 Br이고;
R1은 H, 알칼리 금속, 2-시아노페닐티오 그룹 또는 1개 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬 그룹이고;
R2는 H, 1개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 그룹 또는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬렌 그룹이다.
본 발명은 하기에 자세하게 설명하였다.
신규한 화합물인 일반식(I)의 2-시아노벤젠설페닐 할라이드에서, X 그룹은 Cl 또는 Br이다. 즉, 일반식(I)의 화합물은 2-시아노벤젠설페닐 클로라이드 또는 2-시아노벤젠설페닐 브로마이드이다.
일반식(I)의 화합물은 일반식(II)의 2-시아노페닐티오 유도체를 할로겐화시킴으로써 제조할 수 있다.
일반식(II)의 화합물에서, R1그룹은 H, 알칼리 금속(예: 나트륨, 칼륨 등), 2-시아노페닐티오 그룹, 또는 1개 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬 그룹(예: 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, t-부틸 등)이다. 일반식(II)의 화합물의 예는 2-시아노벤젠티올, 2,2'-디시아노디페닐 디설파이드, 2-시아노페닐 메틸 설파이드, 2-시아노페닐 에틸 설파이드, 2-시아노페닐 n-프로필 설파이드, 2-시아노페닐 이소프로필 설파이드, 2-시아노페닐 n-부틸 설파이드, 2-시아노페닐 t-부틸 설파이드 등이다.
일반식(II)의 화합물을 할로겐화시키기 위해서, 할로겐화제로서 염소, 설푸릴 클로라이드, 브롬, 설푸릴 브로마이드 및 그의 혼합물을 사용할 수 있다. 이중에서 염소 및 브롬이 바람직하다. 할로겐화제의 사용량은 일반식(II)의 화합물의 종류에 따라 달라지고 통상적으로 일반식(II)의 화합물의 몰의 0.5 내지 7배이다.
할로겐화 반응 온도는 일반식(II)의 화합물의 종류에 따라 달라지고 통상적으로 약 -10℃ 내지 약 160℃, 바람직하게는 약 -5℃ 내지 약 130℃이다. 반응 온도가 너무 낮을때는 반응 속도가 느려진다. 반대로, 반응 온도가 너무 높을때는 부반응이 일어나서 수율이 감소된다.
할로겐화 반응은 임의의 용매의 존재 또는 부재하에서 수행할 수 있다. 용매의 예는 탄화수소(예: 헥산, 사이클로헥산, 헵탄 등), 할로겐화 탄화수소(예: 디클로로에탄, 디클로로메탄, 클로로포름 등), 방향족 탄화수소(예: 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠 등) 및 극성 용매(예: N,N-디메틸포름아미드, 디메틸 설폭사이드 등)이나 이에 한정되지 않는다. 용매를 사용할 경우에 용매의 사용량은 통상적으로 일반식(II)의 화합물의 중량의 0.1 내지 10배이나 이에 한정되지 않는다.
상기와 같이 수득한 일반식(I)의 2-시아노벤젠설페닐 할라이드를 증류, 결정화 등과 같은 종래 방법에 의해 단리시킬 수 있다.
상기와 같이 수득한 일반식(I)의 2-시아노벤젠설페닐 할라이드를 일반식(III)의 피페라진 화합물과 반응시켜 일반식(IV)의 3-치환된 벤즈이소티아졸을 수득할 수 있다.
피페라진 화합물의 예는 피페라진, 1-알킬-피페라진(예: 1-메틸-피페라진, 1-에틸-피페라진, 1-n-부틸-피페라진 등) 및 1-치환된 알킬렌 -피페라진(예: 1-이미도부틸렌-피페라진, 1-아미도부틸렌-피페라진, 1-((5-인돌)에틸렌)-피페라진 등)이다.
피페라진 화합물의 사용량은 통상적으로는 일반식(I)의 2-시아노벤젠설페닐 할라이드의 몰의 1 내지 10배, 바람직하게는 3 내지 6배이다.
반응 온도는 통상적으로 약 80℃ 내지 약 150℃, 바람직하게는 약 100℃ 내지 약 130℃이다. 반응 온도가 너무 낮을때는 반응 속도가 느려진다. 반대로 반응 온도가 너무 높을때는 부반응이 일어나서 수율이 감소된다.
용매는 반드시 필요한 것은 아니며, 반응은 용매없이 수행하는 것이 바람직하다. 한편으로, 반응을 용매중에서 수행할 수도 있다. 용매의 예는 탄화수소(예: 사이클로헥산, 헵탄 등), 방향족 탄화수소(예: 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 디클로로벤젠, 트리클로로벤젠 등) 및 극성 용매(예: N,N-디메틸포름아미드, 디메틸 설폭사이드 등)이다. 용매를 사용할 경우에 용매의 사용량은 통상적으로 일반식(I)의 화합물의 중량의 0.1 내지 10배이나 이에 한정되지 않는다.
상기와 같이 수득한 일반식(IV)의 3-치환된 벤즈이소티아졸을 결정화 등과 같은 종래 방법에 의해 반응 혼합물로부터 단리시키고 정제할 수 있다.
3-치환된 벤즈이소티아졸의 예는 3-(1-피페라지닐)-1,2-벤즈이소티아졸, 3-(4-에틸-1-피페라지닐)-1,2-벤즈이소티아졸, 3-(4-n-부틸-1-피페라지닐)-1,2-벤즈이소티아졸, 3-(4-사이클로헥실-1-피페라지닐)-1,2-벤즈이소티아졸 등이다. 상기 화합물은 염산, 황산 등의 존재하에 산성 조건에서 염산염, 황산염 등과 같은 무기산염으로서 단리시킬 수 있다.
일반식(IV)의 3-치환된 벤즈이소티아졸을 또한 상기 두 반응을 연속 수행함으로써,즉 일반식(II)의 2-시아노페닐티오 할라이드를 할로겐화시켜 일반식(I)의2-시아노벤젠설페닐 할라이드를 수득한후 이를 일반식(III)의 피페라진 화합물과 반응시킴으로써 제조할 수도 있다.
상기 방법에서 할로겐화 반응 및 피페라진 화합물과의 반응은 각 반응에 대해 기술된 바와 같이 수행시킬 수 있다.
일반식(I)의 화합물을 제조하기 위한 원료로서 사용되는 일반식(II)의 화합물은 일본국 특허원 제 94-289763 호에 기술된 본 발명자의 방법에 따라 쉽게 수득할 수 있다. 즉, 메틸머캅탄의 나트륨염으로 2-시아노클로로벤젠을 2-시아노페닐메틸 설파이드로 전환시키고, 그의 메틸 그룹을 할로겐화 및 가수분해시켜 2-시아노벤젠티올을 수득하고, 이를 알칼리로 처리하여 그의 알칼리 금속염을 수득하고, 이를 산화시켜 2,2'-디시아노페닐 디설파이드를 수득한다.
하기의 실시예는 본 발명을 상세하게 설명하기 위한 것이며 그의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
실시예 1
67.5g(0.500몰)의 2-시아노벤젠티올 및 150g의 클로로벤젠을 교반기, 온도계, 염소 취입구 및 냉각기가 장착된 300㎖ 들이 4목 플라스크에 넣고 이를 교반시키면서 39g(0.55몰)의 염소를 약 80℃에서 2시간에 걸쳐 취입시켰다. 용매를 증류시키고 감압하에서 증발시켜 81.7g의 백색 결정을 수득하고 하기 데이타로부터 2-시아노벤젠설페닐 클로라이드로 판명하였다. 2-시아노벤젠티올을 출발물질로 한 수율은 96.4%였다.
물성
2-시아노벤젠설페닐 클로라이드
외관: 백색 결정
융점: 38.5 - 39.0℃
NMR: δ (ppm) 7.37 - 8.09(m)
IR: (KBr, cm-1) 1595, 1467, 1248, 1012, 760
원소 분석:
계산치- C: 49.56, H: 2.38; N: 8.26; S: 18,90
실측치- C: 49.60; H: 2.34, N: 8.25; S: 18.88
실시예 2
67.2g(0.250몰)의 2,2'-디시아노디페닐 디설파이드 및 150g의 클로로벤젠을 교반기, 온도계, 적하 깔때기 및 냉각기가 장착된 300㎖ 들이 4목 플라스크에 넣고 이를 교반시키면서 84.0g(0.525몰)의 브롬을 약 80℃에서 1시간에 걸쳐 적가하였다. 과량의 브롬을 탄산나트륨 수용액으로 제거하고 사이클로헥산으로 결정화시켜 101.9g의 백색 결정을 수득하고, 이를 하기의 데이타로부터 2-시아노벤젠설페닐 브로마이드로 판명하였다. 2,2'-디시아노디페닐 디설파이드를 출발물질로 한 수율은 95.2%였다.
물성
2-시아노벤젠설페닐 브로마이드
외관: 백색 결정
융점: 59.5 - 60.5℃
NMR: δ(ppni) 7.38 - 8.07(m)
IR: (KBr, cm-1) 1589, 1462, 1242, 958, 760
원소 분석:
계산치- C: 39.27; H: 1.88; N: 6.54; S: 14.98
실측치- C: 39.32, H: 1 88; N: 6.52; S: 15.00
실시예 3
74.5g(0.500몰)의 2-시아노페닐 메틸 설파이드 및 250g의 클로로벤젠을 교반기, 온도계, 적하 깔때기 및 냉각기가 장착된 500㎖ 들이 4목 플라스크에 넣고 이를 교반시키면서 96.0g(0.600몰)의 브롬을 약 100℃에서 5시간에 걸쳐 적가하였다. 과량의 브롬을 탄산나트륨 수용액으로 제거하고 감압하에서 증류시켜 90.4g의 2-시아노벤젠설페닐 브로마이드를 수득하였다. 2-시아노페닐 메틸 설파이드를 출발물질로 한 수율은 84.5%였다.
실시예 4
86.2g(1.00몰)의 피페라진 및 7.5g의 클로로벤젠을 교반기, 온도계, 적하 깔때기 및 냉각기가 장착된 500㎖ 들이 4목 플라스크에 넣고 이를 교반시키면서 42.4g(0.25몰)의 용융 2-시아노벤젠설페닐 클로라이드를 약 130℃에서 1시간에 걸쳐 적가한후 4시간동안 교반하여 반응을 완결시켰다. 과량의 피페라진을 물로 제거하고 염산으로 산성화시키고 수성층내로 추출하였다. 상기 수성층을 수산화나트륨수용액으로 염기성화시켜 40.9g의 3-(1-피페라지닐)-1,2-벤즈이소티아졸(융점: 89-90℃)을 결정으로 수득하였다. 2-시아노벤젠설페닐 클로라이드를 출발물질로 한 수율은 74.7%였다.
실시예 5
원료로서 2-시아노벤젠설페닐 클로라이드 대신에 2-시아노벤젠설페닐 브로마이드를 사용한다는 것을 제외하고 실시예 4에서와 동일한 방법을 수행하고, 염산으로 산성화시킨 수용액을 냉각시킨후 46.6g의 3-(1-피페라지닐)-1,2-벤즈이소티아졸 하이드로클로라이드(분해 온도 275-280℃)를 결정으로서 수득하였다. 2-시아노벤젠설페닐 클로라이드를 출발물질로 한 수율은 73.0%였다.
실시예 6
74.5g(0.500몰)의 2-시아노페닐 메틸 설파이드 및 250g의 클로로벤젠을 교반기, 온도계, 적하 깔때기 및 냉각기가 장착된 500㎖ 들이 4목 플라스크에 넣고 이를 교반시키면서 96.0g(0.600몰)의 브롬을 약 100℃에서 5시간에 걸쳐 적가하고 이어서 2시간동안 교반시켜 반응을 완결시켰다. 과량의 브롬을 탄산나트륨 수용액으로 제거하고 용매를 증류 제거하여 92.0g의 조 2-시아노벤젠설페닐 브로마이드를 수득하였다. 이와는 별도로, 172.4g(2.00몰)의 피페라진 및 15g의 클로로벤젠을 교반기, 온도계, 적하 깔때기 및 냉각기가 장착된 1000㎖ 들이 4목 플라스크에 넣고 이를 교반시키면서 상기 수득한 용융 조 2-시아노벤젠설페닐 브로마이드를 약 130℃에서 1시간에 걸쳐 적가하고 이어서 5시간동안 교반시켜 반응을 완결시켰다. 과량의 피페라진을 물로 제거하고 반응 혼합물을 염산으로 산성화시키고 수성층내로추출하였다. 수성층을 수산화나트륨 수용액으로 염기성화시켜 65.9g의 3-(1-피페라지닐)-1,2-벤즈이소티아졸을 결정으로서 수득하였다. 2-시아노페닐 메틸 설파이드를 출발물질로 한 수율이 60.2%였다.
실시예 7
피페라진 대신에 100g(1.00몰)의 N-메틸피페라진을 사용하는 것을 제외하고 실시예 5에서와 동일한 방법을 수행하여 55.9g의 3-(4-메틸-1-피페라지닐)-1,2-벤즈이소티아졸 하이드로클로라이드(융점: 250-252℃)를 결정으로서 수득하였다. 2-시아노벤젠설페닐 브로마이드를 출발물질로 한 수율은 83.0%였다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서는 신규한 2-시아노벤젠설페닐할라이드 및 그의 제조방법이 제공되며, 상기 화합물을 사용하여 약학제제의 제조에 중요한 중간체인 3-치환된 벤즈이소티아졸 유도체를 산업적으로 유리하고 효율적이고 경제적으로 제조할 수 있다.

Claims (13)

  1. 하기 일반식(I)의 2-시아노벤젠설페닐 할라이드:
    상기식에서, X는 Cl 또는 Br이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    2-시아노벤젠설페닐 클로라이드인 화합물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    2-시아노벤젠설페닐 브로마이드인 화합물.
  4. 하기 일반식(II)의 2-시아노페닐티오 유도체를 할로겐화시킴을 포함하는, 제 1 항에서 정의된 일반식(I)의 2-시아노벤젠설페닐 할라이드의 제조방법:
    상기식에서,
    R1은 H, 알칼리 금속, 2-시아노페닐티오 그룹 또는 1개 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬 그룹이다.
  5. 제 4 항에 있어서,
    할로겐화를 염소 또는 브롬을 사용하여 수행하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    2-시아노페닐티오 유도체가 2-시아노벤젠티올인 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    2-시아노페닐티오 유도체가 2,2'-디시아노디페닐 디설파이드인 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    2-시아노페닐티오 유도체가 2-시아노페닐 메틸 설파이드인 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    2-시아노페닐티오 유도체가 2-시아노페닐 t-부틸 설파이드인 방법.
  10. 제 1 항에서 정의된 일반식(I)의 2-시아노벤젠설헤닐 할라이드를 하기 일반식(III)의 피페라진 화합물과 반응시킴을 포함하는, 하기 일반식(IV)의 3-치환된벤즈이소티아졸을 제조하는 방법:
    상기식에서,
    R2는 H, 1개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 그룹 또는 1개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 치환된 알킬렌 그룹이다.
  11. 제 10 항에 있어서,
    일반식(III)의 피페라진 화합물이 피페라진인 방법.
  12. 제 4 항에서 정의된 일반식(II)의 2-시아노페닐티오 유도체를 할로겐화시켜 제 1 항에서 정의된 일반식(I)의 2-시아노벤젠설페닐할라이드를 수득하고, 이어서 일반식(I)의 할라이드를 제 10 항에서 정의된 일반식(III)의 피페라진 화합물과 반응시킴을 포함하는, 제 10 항에서 정의된 일반식(IV)의 3-치환된 벤즈이소티아졸을 제조하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    일반식(IV)의 3-치환된 벤즈이소티아졸이 3-(1-피페라지닐)-1,2-벤즈이소티아졸인 방법.
KR1019960012366A 1995-04-24 1996-04-23 시아노벤젠설페닐할라이드및이를사용한3-치환된벤즈이소티아졸의제조방법 KR100387538B1 (ko)

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