KR100814266B1 - Process for the preparation of N-carboxyanhydrides - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 반응의 적어도 일부분이 1000mbar 미만의 압력하에 수행됨을 특징으로 하는, 상응하는 아미노산 또는 이의 염중의 하나와 포스겐, 디포스겐 및/또는 트리포스겐을 용매 매질 속에서 반응시켜 N-카복시산 무수물을 제조하기 위한 개선된 방법에 관한 것이다.The present invention provides N-carboxylic anhydrides by reacting phosgene, diphosgene and / or triphosgene in a solvent medium with at least one of the corresponding amino acids or salts thereof, wherein at least a portion of the reaction is carried out under a pressure of less than 1000 mbar. An improved method for preparing the same is provided.

따라서 N-카복시산 무수물은 보다 양호한 수율과 개선된 순도로 수득된다.Thus N-carboxylic anhydride is obtained with better yields and improved purity.

N-카복시산 무수물, 아미노산, 포스겐, 반응성 그룹N-carboxylic anhydride, amino acid, phosgene, reactive group

Description

N-카복시산 무수물의 제조방법{Process for the preparation of N-carboxyanhydrides}Process for the preparation of N-carboxyanhydrides

본 발명은 상응하는 아미노산 및 포스겐, 디포스겐 또는 트리포스겐으로부터 N-카복시산 무수물을 제조하기 위한 개선된 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an improved method for preparing N-carboxylic anhydrides from the corresponding amino acids and phosgene, diphosgene or triphosgene.

α-, β- 또는 γ-아미노산으로부터 수득되는 N-카복시산 무수물(약어: NCA)은 이의 산 작용 그룹의 활성화로 인해 매우 유용한 화합물이다. 사실, N-카복시산 무수물은 이러한 산 작용 그룹이 어떠한 친핵체와도 반응되게 할 수 있다. 따라서, 아민 작용 그룹과의 반응에 의한 아미드 작용 그룹의 생성이 용이해진다. 이러한 이유로 인해, N-카복시산 무수물은 즉시 중합되어 펩타이드를 형성하는데 사용된다. 또한, 알코올과의 반응에 의해 에스테르 결합이 용이하게 생성된다. 이는 산 작용 그룹을 감소시키고자 하는 경우 또한 유리하다.N-carboxylic anhydrides (abbreviated: NCA) obtained from α-, β- or γ-amino acids are very useful compounds due to the activation of their acid functional groups. In fact, N-carboxylic anhydrides can cause these acid functional groups to react with any nucleophile. Thus, generation of amide functional groups by reaction with amine functional groups is facilitated. For this reason, N-carboxylic anhydride is immediately polymerized and used to form peptides. In addition, ester bonds are readily produced by reaction with alcohol. This is also advantageous if one wants to reduce acid functional groups.

N-카복시산 무수물을 제조하기 위한 몇 가지 방법이 공지되어 있다. 가장 널리 보급되어 있고 가장 직접적인 방법 중의 하나는 아미노산 또는 이의 하이드로클로라이드를 용매 매질속에서 포스겐, 디포스겐 또는 트리포스겐과 반응시키는 방법이다.Several methods are known for preparing N-carboxylic anhydrides. One of the most widespread and most direct methods is the reaction of an amino acid or its hydrochloride with phosgene, diphosgene or triphosgene in a solvent medium.

포스겐을 사용하는 일반적 반응식은 다음과 같다:The general scheme for using phosgene is as follows:

Figure 112002016606038-pat00001
Figure 112002016606038-pat00001

상기 반응식에서,In the above scheme,

R은 α-, β- 또는 γ-아미노산의 주요 라디칼을 나타내고,R represents the main radical of the α-, β- or γ-amino acid,

R'는 수소 원자 또는 아미노산의 2급 아미노 그룹의 라디칼을 나타내며, 여기서 R'는 R과 함께 환을 형성할 수 있다.R 'represents a hydrogen atom or a radical of a secondary amino group of amino acids, where R' may form a ring with R.

N-카복시산 무수물 이외에, 다량의 염산도 형성되는데, 즉 NCA 1몰당 2몰의 염산이 형성된다는 것이 밝혀졌다. 염산은 매우 반응성이다. 매질중의 이의 존재는 부반응 및 염소화 부산물의 생성을 야기한다. 생성된 NCA중에 잔류하는 이러한 염소화 불순물은 질과 수율 둘다의 측면에서 한결같이 바람직하지 않다. 이는 이들 염소화 불순물이 NCA의 중합 반응에 극도로 유해하기 때문이다. 당해 중합 반응을 적절하기 수행하기 위해, NCA 단량체 중에 존재하는 염소화 화합물의 양을 실질적으로 감소시키는 것이 필수적이다. 따라서, 가수분해성 염소의 수준이 일반적으로 0.05중량% 미만이어야 한다. In addition to N-carboxylic anhydrides, it has been found that large amounts of hydrochloric acid are also formed, ie 2 moles of hydrochloric acid per mole of NCA. Hydrochloric acid is very reactive. Its presence in the medium leads to side reactions and the production of chlorination byproducts. These chlorinated impurities remaining in the resulting NCA are unequally desirable in terms of both quality and yield. This is because these chlorinated impurities are extremely harmful to the polymerization reaction of NCA. In order to perform this polymerization reaction properly, it is essential to substantially reduce the amount of chlorinated compounds present in the NCA monomers. Therefore, the level of hydrolyzable chlorine should generally be less than 0.05% by weight.                         

공지된 방법에 따라 반응을 염기성 화합물의 존재 없이 수행하는 경우, 사실 이러한 저 수준의 가수분해성 염소를 재현성있게 수득하기는 어렵다. 반면에, 염기성 화합물을 첨가하여 염산을 중화시키는 경우, 당해 단계에서는 바람직하지 않은 NCA의 중합 반응이 활성화되고 이어서 매질속에서 중합이 발생할 위험이 있다.If the reaction is carried out according to known methods without the presence of a basic compound, it is in fact difficult to reproducibly obtain such low levels of hydrolysable chlorine. On the other hand, in the case of neutralizing hydrochloric acid by adding a basic compound, there is a risk that the polymerization of the undesirable NCA is activated in this step, and then polymerization occurs in the medium.

또한, 상기 방법의 또 다른 어려움 중 하나는 용매의 선택이다. 이는 양쪽성 에스테르(예: 에틸 아세테이트) 또는 비극성 비양성자성 용매(예: 디클로로메탄 또는 톨루엔)와 같은 용매 속에서 NCA의 형성 반응이 일반적으로 매우 느리며 불완전한 것으로 밝혀졌기 때문이다. 테트라하이드로푸란 또는 디옥산과 같은 에테르 계통의 용매 속에서, 반응은 보다 빠르지만 이들 용매는 포스겐 및 염산에 대해 완전히 불활성이어서 기타 불순물을 생성한다.In addition, one of the difficulties of the method is the choice of solvent. This is because the formation reactions of NCA in solvents such as amphoteric esters (eg ethyl acetate) or nonpolar aprotic solvents (eg dichloromethane or toluene) are generally found to be very slow and incomplete. In ether-based solvents such as tetrahydrofuran or dioxane, the reaction is faster but these solvents are completely inert to phosgene and hydrochloric acid, producing other impurities.

따라서 NCA를, 특히 0.05% 미만의 가수분해성 염소의 수준을 유지하면서 보다 양호한 수율 및 개선된 순도로 수득하기 위해서는, 아미노산을 포스겐, 디포스겐 또는 트리포스겐과 직접 반응시키는 현재의 방법을 개선해야할 필요가 있다. 가장 불활성인 용매 속에서 반응 시간을 감소시키는 것도 매우 바람직하다.Thus, in order to obtain NCAs with better yields and improved purity, especially while maintaining levels of hydrolysable chlorine below 0.05%, there is a need to improve the current method of directly reacting amino acids with phosgene, diphosgene or triphosgene. have. It is also highly desirable to reduce the reaction time in the most inert solvents.

본 발명에 따르는 방법은 상기 요구를 충족시킨다. 본 방법은, N-카복시산 무수물을 제조하기 위해, 용매 매질속에서 상응하는 α-, β- 또는 γ-아미노산 또는 이의 염 중의 하나와 포스겐, 디포스겐 및/또는 트리포스겐의 반응이 1000mbar(105Pa) 미만의 압력하에 적어도 부분적으로 수행됨을 특징으로 한다.The method according to the invention fulfills this need. The process is characterized in that the reaction of phosgene, diphosgene and / or triphosgene with one of the corresponding α-, β- or γ-amino acids or salts thereof in a solvent medium to produce N-carboxylic anhydride is 1000 mbar (10 And at least partially under pressure of less than 5 Pa).

당해 신규 방법은 선행 분야의 방법을 실행하는 경우 발생하는 문제를 해결할 수 있도록 한다. 따라서 염산의 일부가 형성되자 마자 반응 매질로부터 제거된다. 다수의 부반응이 억제되도록 하여 유해한 불순물의 생성도 억제한다. 추가로, 반응 평형의 목적하는 NCA의 생성 방향으로의 이동도 촉진되고 이어서 반응의 속도론이 가속화된다.This novel method allows solving problems that occur when implementing the prior art methods. Thus, as soon as a portion of hydrochloric acid is formed, it is removed from the reaction medium. Many side reactions are suppressed, which in turn inhibits the formation of harmful impurities. In addition, the movement of the reaction equilibrium in the direction of production of the desired NCA is also promoted, followed by the kinetics of the reaction.

또한, 아미노산을 2급 아민 작용 그룹을 사용하여 전환시키는 경우, 당해 감압하에 이러한 반응을 실행하면 트리에틸아민 또는 N-메틸모르폴린과 같은 3급 아민을 매질에 첨가하는 것이 불필요해짐이 밝혀졌다. 그럼에도 불구하고, 이러한 아민은 현재까지 당해 숙련가에 의해 매질속에서 중간체로서 가장 먼저 형성되는 카바모일 클로라이드로부터 결정화시키는데 필수적인 것으로 고려되고 있다.It has also been found that when amino acids are converted using secondary amine functional groups, this reaction under reduced pressure makes it unnecessary to add tertiary amines such as triethylamine or N-methylmorpholine to the medium. Nevertheless, such amines are to date considered by the person skilled in the art to be essential for crystallization from carbamoyl chloride which is first formed as an intermediate in the medium.

게다가, 추가 반응물의 부재는 생성물 분리 및 회수 공정을 단순화시킨다. 이러한 이유로 인해 당해 방법은 보다 경제적이기도 하다.In addition, the absence of additional reactants simplifies the product separation and recovery process. For this reason the method is also more economical.

본 발명에 따르는 방법은 1급 또는 2급 아민 작용 그룹을 갖는 대부분의 사이클릭 또는 비사이클릭의 천연 또는 합성 α-아미노산 및 이의 유도체, 및 특히 포스겐, 디포스겐 및/또는 트리포스겐과의 반응으로 이미 공지된 모든 화합물의 N-카복시산 무수물을 수득할 수 있도록 한다.The process according to the invention is carried out by reaction with most cyclic or acyclic natural or synthetic α-amino acids and derivatives thereof having primary or secondary amine functional groups, and in particular phosgene, diphosgene and / or triphosgene. It is possible to obtain N-carboxylic acid anhydrides of all already known compounds.

마찬가지로, 당해 방법은 1급 또는 2급 아민 작용 그룹을 갖는 β- 및 γ-아미노산 및 이의 유도체의 N-카복시산 무수물을 수득하는데 매우 유용하다. 이는 이들 화합물을 선행 방법에 따라 제조하는 것이 어렵다고 고려되기 때문이다. Likewise, the process is very useful for obtaining N-carboxylic acid anhydrides of β- and γ-amino acids and derivatives thereof having primary or secondary amine functional groups. This is because it is considered difficult to prepare these compounds according to the prior methods.

출발 화합물로서 사용되는 아미노산은 바람직하게는, α, β 및 γ 탄소 또는 경우에 따라, 반응성 산 그룹과 반응성 아미노 그룹 사이에 위치하는 탄소들이 직쇄 또는 측쇄의 치환되거나 비치환된 알킬 라디칼 및/또는 치환되거나 비치환된 알킬 또는 헤테로알킬 환내에 전체 또는 일부가 포함될 수 있는 치환되거나 비치환된 알킬 탄화수소 쇄를 형성하는 α-, β- 및 γ-아미노산이다. 알킬 그룹에 의해 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 치환체는 일반적으로 아미노산에서 발견되는 그룹 또는 원자, 예를 들어, 하이드록실, 카복실, 머캅토, 알킬티오, 알킬디티오, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로사이클로알킬, 아릴, 헤테로아릴, 알킬옥시 또는 아릴옥시 그룹, 할로겐 원자(예: 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 원자) 또는 아미노, 구아니디노 또는 아미도 그룹이다.The amino acids used as starting compounds are preferably α, β and γ carbons or optionally substituted or unsubstituted alkyl radicals and / or substitutions of carbons located between reactive acid groups and reactive amino groups Α-, β-, and γ-amino acids that form substituted or unsubstituted alkyl hydrocarbon chains that may be contained, in whole or in part, in an unsubstituted alkyl or heteroalkyl ring. Substituents which may or may not be substituted by alkyl groups are generally groups or atoms found in amino acids, for example hydroxyl, carboxyl, mercapto, alkylthio, alkyldithio, alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl , Aryl, heteroaryl, alkyloxy or aryloxy groups, halogen atoms (eg fluorine, chlorine, bromine or iodine atoms) or amino, guanidino or amido groups.

보다 구체적으로, 아미노산을 고려하는 경우, 알킬 그룹은 1 내지 7개의 탄소 원자를 포함하며 상기 명시한 치환체에 의해 치환되거나 치환되지 않는다. 아릴 그룹은 비치환되거나, 할로겐 원자(예: 불소, 염소, 브롬 또는 요오드 원자) 및 알킬, 알콕시, 아릴옥시, 아릴, 머캅토, 알킬티오, 하이드록실, 카복실, 아미노, 알킬아미노, 디알킬아미노, 니트로 또는 트리플루오로메틸 그룹으로부터 선택되는 치환체에 의해 치환된다. 존재하는 경우, 이들 치환체 그룹은 보다 특히 1개 내지 3개가 존재한다. 아릴 그룹은 특히 치환되거나 비치환된 페닐 또는 나프틸 라디칼이다.More specifically, when considering amino acids, an alkyl group contains 1 to 7 carbon atoms and is unsubstituted or substituted by the substituents specified above. Aryl groups are unsubstituted, halogen atoms (e.g., fluorine, chlorine, bromine or iodine atoms) and alkyl, alkoxy, aryloxy, aryl, mercapto, alkylthio, hydroxyl, carboxyl, amino, alkylamino, dialkylamino , Substituted by a substituent selected from nitro or trifluoromethyl group. If present, these substituent groups are more particularly 1 to 3 present. Aryl groups are especially substituted or unsubstituted phenyl or naphthyl radicals.

사이클로알킬 그룹은 탄소수 3 내지 7의 치환되거나 비치환된 환으로 이루어 진다. 치환되거나 치환되지 않을 수 있는 헤테로사이클은, 환내에 질소, 산소 또는 황 원자로부터 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 포함하는 사이클로알킬 또는 아릴 그룹이다.The cycloalkyl group consists of a substituted or unsubstituted ring having 3 to 7 carbon atoms. Heterocycles, which may or may not be substituted, are cycloalkyl or aryl groups containing one or more heteroatoms selected from nitrogen, oxygen or sulfur atoms in the ring.

사이클로알킬 또는 헤테로사이클로알킬 그룹의 치환체는 알킬 및 아릴 라디칼에 대해 상기 명시한 치환체로부터 선택된다. 헤테로아릴 그룹의 치환체는 아릴 그룹에 대해 명시한 치환체로부터 선택된다. Substituents of a cycloalkyl or heterocycloalkyl group are selected from the substituents specified above for the alkyl and aryl radicals. Substituents of heteroaryl groups are selected from substituents specified for aryl groups.

헤테로아릴 그룹은 바람직하게는 치환되거나 비치환된 2- 또는 3-푸라닐, 2- 또는 3-티에닐, 2-, 3- 또는 4-피리디닐, 4-이미다졸릴 및 3-인돌릴 그룹이다.Heteroaryl groups are preferably substituted or unsubstituted 2- or 3-furanyl, 2- or 3-thienyl, 2-, 3- or 4-pyridinyl, 4-imidazolyl and 3-indolyl groups to be.

아미노산은 이의 다양한 형태로 존재할 수 있으며, 특히 하나 이상의 비대칭 탄소를 갖는 경우 이의 다양한 에난티오머 형태, 라세미 혼합물 또는 부분입체이성체의 혼합물 또는 순수한 입체이성체 형태로 존재할 수 있다.The amino acids may exist in various forms thereof, especially in the case of having one or more asymmetric carbons, in their various enantiomeric forms, racemic mixtures or mixtures of diastereomers or pure stereoisomeric forms.

아미노산의 라디칼이, 무수물 환을 형성하는 아미노 그룹 및 산 그룹 이외에 당해 방법의 조건하에 반응할 수 있는 작용 그룹을 포함하는 경우, 이들 작용 그룹은 공지된 방식으로 보호 그룹에 의해 차단된다.When the radicals of an amino acid include functional groups capable of reacting under the conditions of the method in addition to the amino group and acid group forming the anhydride ring, these functional groups are blocked by the protecting group in a known manner.

반응성 아미노 그룹은 1급 또는 2급 아미노 그룹일 수 있다. 그 결과, 질소 원자는 아민 부류에서 통상적인 바와 같이, 치환되거나 비치환된 지방족, 지환족, 아르지방족 또는 아릴 라디칼을 지닐 수 있다. 특히, 이러한 라디칼은, 치환체로서 상기 명시한 그룹에 의해 치환될 수 있다.The reactive amino group can be a primary or secondary amino group. As a result, the nitrogen atom may have substituted or unsubstituted aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aryl radicals, as is common in the amine class. In particular, such radicals may be substituted by the groups specified above as substituents.

아미노 그룹의 라디칼은, 예를 들어, 프롤린에서와 같이 아미노산의 라디칼의 잔기를 갖는, 비치환되거나 상기 명시한 바와 같이 치환된 환을 형성할 수도 있다.The radicals of the amino group may, for example, form a ring which is unsubstituted or substituted as specified above, with the residues of the radicals of the amino acid as in proline.

아미노 그룹의 라디칼이 반응성 그룹을 포함하는 경우, 반응성 그룹은 통상적으로 보호된다.If the radical of the amino group contains a reactive group, the reactive group is usually protected.

이러한 아미노 그룹의 라디칼로서, 특히, 비치환되거나, 예를 들어 포스겐을 사용하여 형성시킨 신규 NCA에 대해 미국 특허 제4,686,295호에 기재되어 있는 그룹, 특히 알콕시카보닐, 아릴옥시카보닐 및 아르알킬옥시카보닐 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 그룹에 의해 치환된 알킬, 사이클로알킬 또는 아르알킬 그룹을 언급할 수 있다.As radicals of such amino groups, in particular the groups described in US Pat. No. 4,686,295, in particular alkoxycarbonyl, aryloxycarbonyl and aralkyloxy, for new NCAs which are unsubstituted or formed using, for example, phosgene Mention may be made of alkyl, cycloalkyl or aralkyl groups substituted by one or more groups selected from carbonyl groups.

아미노산의 예로서, 가장 통상의 아미노산, 예를 들어, 글리신, 알라닌, 발린, 루신, 이소루신, 페닐알라닌, 세린, 트레오닌, 리신, δ-하이드록시리신, 아르기닌, 오르니틴, 아스파르트산, 아스파라긴, 글루탐산, 글루타민, 시스테인, 시스틴, 메티오닌, 티로신, 티록신, 프롤린, 하이드록시프롤린, 트립토판, 히스티딘 및 이의 유도체를 언급할 수 있다.As examples of amino acids, the most common amino acids such as glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, serine, threonine, lysine, δ-hydroxylysine, arginine, ornithine, aspartic acid, asparagine, glutamic acid Mention may be made of glutamine, cysteine, cystine, methionine, tyrosine, thyroxine, proline, hydroxyproline, tryptophan, histidine and derivatives thereof.

아미노산 대신에, 이의 염 중의 하나를 출발 물질로서 사용할 수 있다. "아미노산의 염"이란 용어는 아미노 그룹과 유기 또는 무기 산의 반응으로 수득되는 염, 예를 들어, 설페이트, 아세테이트, 톨루엔설포네이트 또는 메탄설포네이트, 및 바람직하게는 하이드로할라이드, 특히 하이드로클로라이드 및 하이드로브로마이드를 의미하는 것으로 이해된다.Instead of amino acids, one of its salts may be used as starting material. The term "salts of amino acids" refers to salts obtained by reaction of amino groups with organic or inorganic acids, for example sulfates, acetates, toluenesulfonates or methanesulfonates, and preferably hydrohalides, in particular hydrochlorides and hydros It is understood to mean bromide.

하이드로클로라이드가 바람직한 염이다.Hydrochloride is the preferred salt.

당해 방법은 아미노산, 예를 들어, N-(1-에톡시-카보닐-3-페닐프로필)알라닌, 루신, 알라닌, N-(트리플루오로아세틸)리신 또는 글루탐산의 γ-벤질 에스테르 또는 γ-메틸 에스테르의 N-카복시산 무수물의 제조용으로 가장 적합하다.The method comprises a γ-benzyl ester or γ- of amino acids, for example N- (1-ethoxy-carbonyl-3-phenylpropyl) alanine, leucine, alanine, N- (trifluoroacetyl) lysine or glutamic acid. Most suitable for the production of N-carboxylic anhydrides of methyl esters.

당해 방법을 실행하는 경우, 포스겐, 디포스겐 및/또는 트리포스겐을 아미노산과 반응시켜 N-카복시산 무수물의 환을 형성할 수 있다. 포스겐이 바람직한 화합물이다.When the method is practiced, phosgene, diphosgene and / or triphosgene can be reacted with amino acids to form a ring of N-carboxylic anhydride. Phosgene is the preferred compound.

아미노산에 대해 매우 과량의 포스겐은 필요하지 않다. 따라서, 바람직하게는, 아미노산 또는 이의 염 1mol당 약 1 내지 3mol의 포스겐을 첨가한다.There is no need for very excess phosgene for amino acids. Thus, preferably, about 1 to 3 mol of phosgene is added per mol of amino acid or salt thereof.

동일한 포스겐/아미노산 비율을 수득하기 위해, 디포스겐 또는 트리포스겐을상응하는 양으로 첨가한다.To obtain the same phosgene / amino acid ratio, diphosgene or triphosgene are added in corresponding amounts.

반응은 극성 비양성자성 용매 속에서 수행할 수 있다. 에테르, 특히 테트라하이드로푸란 및 디옥산을 사용할 수 있지만, 바람직하게는 지방족 에스테르 계통에 속하는 용매를 선택한다.The reaction can be carried out in a polar aprotic solvent. Ethers, in particular tetrahydrofuran and dioxane can be used, but preferably solvents belonging to the aliphatic ester family are selected.

염소화 또는 비염소화 지방족 또는 방향족 탄화수소 계통에 속하는 비극성 비양성자성 용매, 예를 들어, 디클로로메탄 또는 톨루엔을 사용할 수도 있다.Nonpolar aprotic solvents belonging to the chlorinated or non-chlorinated aliphatic or aromatic hydrocarbon system, for example dichloromethane or toluene, may also be used.

에스테르 또는 탄화수소 계통에 속하는 용매는 포스겐 또는 염산과 반응하지 않는다는 이점을 가진다. 따라서, 이러한 용매를 사용하는 것이 보다 유리하다.Solvents belonging to the ester or hydrocarbon system have the advantage of not reacting with phosgene or hydrochloric acid. Therefore, it is more advantageous to use such a solvent.

알킬 아세테이트가 매우 적합하며, 특히 에틸 아세테이트가 적합하다.Alkyl acetates are very suitable, in particular ethyl acetate.

본 발명에 따라서, 반응은 1000mbar(105Pa) 미만 및 특히 960mbar(96×103Pa) 이하의 압력하에 적어도 부분적으로 수행된다.According to the invention, the reaction is carried out at least partially under pressures below 1000 mbar (10 5 Pa) and in particular below 960 mbar (96 × 10 3 Pa).

용매가 탄화수소인 경우, 압력은 보다 특히 50 내지 960mbar의 범위내에서 선택한다. 바람직하게는, 용매가 에틸 아세테이트 또는 탄화수소인 경우, 압력은 800 내지 960mbar의 범위내에서 선택한다.If the solvent is a hydrocarbon, the pressure is more particularly chosen in the range of 50 to 960 mbar. Preferably, when the solvent is ethyl acetate or hydrocarbon, the pressure is selected in the range of 800 to 960 mbar.

반응 온도는 일반적으로 0℃ 내지 120℃ 또는 이러한 수치와 동일하며 바람직하게는 약 40℃ 및 약 90℃의 통상의 온도이다.The reaction temperature is generally from 0 ° C. to 120 ° C. or equal to this value, and is typically at temperatures of about 40 ° C. and about 90 ° C.

반응은 바람직하게는 무수 조건하에 수행한다.The reaction is preferably carried out under anhydrous conditions.

본 발명에 따르는 방법의 이점 중의 하나는 반응 시간이 짧고, 특히 에스테르와 같은 용매속에서 선행 기술의 방법에 비하여 심지어 절반까지 감소시킬 수 있다는 점이다. 후자의 용매가 보다 저렴하기 때문에, 이러한 이유로 본 발명에 따르는 방법을 사용하면 실질적으로 경제적이다.One of the advantages of the process according to the invention is that the reaction time is short and can even be reduced by half compared to the process of the prior art, especially in solvents such as esters. Since the latter solvent is cheaper, for this reason the use of the process according to the invention is substantially economical.

반응이 완결되면, 생성물을 통상의 공정에 따라 분리한다. 포스겐 및 용매는 일반적으로 매우 낮은 압력하에 증류하여 제거한다.Once the reaction is complete, the product is separated according to conventional procedures. Phosgene and solvent are generally removed by distillation under very low pressure.

결정화 후에 수득된 NCA의 수율은 현저하게 개선되며 흔히 90% 이상이다. 가수분해성 염소의 수준은 0.05% 미만이다.The yield of NCA obtained after crystallization is markedly improved and is often at least 90%. The level of hydrolyzable chlorine is less than 0.05%.

따라서, 본 발명의 방법에 따라 제조된 NCA는 매우 순수한 제품이 요구되는 수많은 적용시 사용될 수 있으며, 특히 약제학적 제품의 제조에서 사용할 수 있다.Thus, NCAs prepared according to the process of the present invention can be used in a number of applications where very pure products are required, in particular in the manufacture of pharmaceutical products.

하기 실시예는 본 발명을 설명하나 이로 한정하고자 하는 것은 아니다.The following examples illustrate the invention but are not intended to be limiting.

실시예 1Example 1

글루탐산의 γ-벤질 에스테르의 N-카복시산 무수물(H-Glu(OBzl)-NCA)의 제 조.Preparation of N-carboxylic Anhydride (H-Glu (OBzl) -NCA) of γ-benzyl ester of glutamic acid.

Figure 112002016606038-pat00002
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H-Glu(OBzl)-OH 100g(0.42mol)을 에틸 아세테이트 885㎖ 속에 현탁시킨다. 당해 현탁액을 5℃로 냉각한 다음, 기체 포스겐 90g(0.91mol, 2.16당량)을 10℃의 온도에서 1시간 30분에 걸쳐 상기 현탁액에 도입한다.100 g (0.42 mol) of H-Glu (OBzl) -OH are suspended in 885 ml of ethyl acetate. The suspension is cooled to 5 ° C. and then 90 g (0.91 mol, 2.16 equiv) of gaseous phosgene are introduced into the suspension over 1 hour 30 minutes at a temperature of 10 ° C.

반응 매질의 온도를 60℃가 되도록한 다음, 반응 매질을 감압(850 내지 950mbar)하에 위치시키고 정적 조건하에 60℃의 벌크 온도에서 3시간 동안 방치한다. 매질은 정적 조건하에서 1시간 후에 투명해진다.The temperature of the reaction medium is brought to 60 ° C., and then the reaction medium is placed under reduced pressure (850-950 mbar) and left for 3 hours at a bulk temperature of 60 ° C. under static conditions. The medium becomes clear after 1 hour under static conditions.

이어서 약 13mbar에서 증류하여 에틸 아세테이트와 포스겐의 혼합물 600㎖를 분리한다. 공업용 헵탄 600㎖을 온난 조건하에 잔류 매질에 첨가하고 0℃에서 1시간 동안 매질을 냉각시킨다. 결정화된 생성물을 여과 제거하고 공업용 헵탄으로 세척한다.Distillation at about 13 mbar then separates 600 ml of the mixture of ethyl acetate and phosgene. 600 ml of industrial heptane is added to the residual medium under warm conditions and the medium is cooled at 0 ° C. for 1 hour. The crystallized product is filtered off and washed with industrial heptane.

건조 후, H-Glu(OBzl)-NCA 106g(수율: 95.5%)이 수득되며, 가수분해성 염소의 수준은 0.05% 미만이다.After drying, 106 g of H-Glu (OBzl) -NCA (yield: 95.5%) are obtained and the level of hydrolyzable chlorine is less than 0.05%.

비교 실시예 1:Comparative Example 1:

글루탐산의 γ-벤질 에스테르의 N-카복시산 무수물(H-Glu(OBzl)-NCA)의 제조.Preparation of N-carboxylic anhydride (H-Glu (OBzl) -NCA) of γ-benzyl ester of glutamic acid.

H-Glu(OBzl)-OH 100g(0.42mol)을 에틸 아세테이트 885㎖ 속에 현탁시킨다. 당해 현탁액을 5℃로 냉각시킨 다음, 기체 포스겐 90g(0.91mol, 2.16당량)을 상기 현탁액에 도입한다.100 g (0.42 mol) of H-Glu (OBzl) -OH are suspended in 885 ml of ethyl acetate. The suspension is cooled to 5 ° C. and then 90 g (0.91 mol, 2.16 equiv) of gaseous phosgene are introduced into the suspension.

반응 매질을 60℃로 가열한다. 반응은 천천히 일어난다. 반응 매질은 상기 실시예에서의 3시간 대신에 6시간 동안 상기 온도에서 정적 조건하에 방치해야 한다.The reaction medium is heated to 60 ° C. The reaction takes place slowly. The reaction medium should be left under static conditions at this temperature for 6 hours instead of 3 hours in the above examples.

이어서 상기한 바와 동일하게 증류하여 에틸 아세테이트와 포스겐의 혼합물 600㎖을 분리한다. 공업용 헵탄 600㎖을 온난 조건하에 잔류 매질에 첨가하고 매질을 -10℃에서 2시간 동안 냉각시킨다. 결정화된 생성물을 여과 제거하고 공업용 헵탄으로 세척한다.Subsequently, 600 ml of a mixture of ethyl acetate and phosgene was separated by distillation as described above. 600 ml of industrial heptane is added to the residual medium under warm conditions and the medium is cooled at -10 ° C for 2 hours. The crystallized product is filtered off and washed with industrial heptane.

건조 후, H-Glu(OBzl)-NCA 88g이 수득되며, 가수분해성 염소의 수준은 0.13%이다. 수율은 단지 74.6%이다.
After drying, 88 g of H-Glu (OBzl) -NCA is obtained and the level of hydrolyzable chlorine is 0.13%. The yield is only 74.6%.

실시예 2Example 2

N-(1-에톡시카보닐-3-페닐프로필)알라닌의 N-카복시산 무수물(EPAL-NCA)의 제조.Preparation of N-carboxylic acid anhydride (EPAL-NCA) of N- (1-ethoxycarbonyl-3-phenylpropyl) alanine.

Figure 112002016606038-pat00003
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무수 에틸 아세테이트 350㎖ 및 N-(1-에톡시카보닐-3-페닐프로필)알라닌(EPAL) 42g(0.15mol, 1당량)을 질소로 미리 불활성화 되도록한 항온적으로 조절된 1ℓ들이 반응기에 도입한다. 이어서, EPAL 하이드로클로라이드를 형성시키기 위해, 기계적으로 교반하여 수득된 현탁액에 무수 기체 염산 6g(0.165mol, 1.1당량/EPAL)을 10℃ 내지 28℃의 온도에서 15분 동안 도입한다.In a thermostatically controlled 1 liter reactor, 350 ml of anhydrous ethyl acetate and 42 g (0.15 mol, 1 equivalent) of N- (1-ethoxycarbonyl-3-phenylpropyl) alanine (EPAL) were pre-inactivated with nitrogen. Introduce. Subsequently, 6 g (0.165 mol, 1.1 equivalents / EPAL) of anhydrous gaseous hydrochloric acid are introduced into the suspension obtained by mechanical stirring for 15 minutes to form EPAL hydrochloride.

이어서 기체 포스겐 30g(0.3mol, 2당량/EPAL)을 1시간 동안 반응 매질에 첨가한다. 이어서 매질을 60℃로 가열하고 압력을 약 800mbar으로 감소시켜 에틸아세테이트의 환류를 생성시킨다. 이러한 조건을 3시간 동안 유지시킨다. 이어서 HPLC 분석으로 반응 매질중에 EPAL이 더이상 존재하지 않음을 확인한다.30 g (0.3 mol, 2 equiv / EPAL) of gaseous phosgene are then added to the reaction medium for 1 hour. The medium is then heated to 60 ° C. and the pressure is reduced to about 800 mbar to produce reflux of ethyl acetate. This condition is maintained for 3 hours. HPLC analysis then confirms that EPAL is no longer present in the reaction medium.

잔류 염산 및 과량의 포스겐을 제거하고, 압력을 약 13mbar(1.3kPa)로 감소시켜 에틸 아세테이트를 분리한다.The residual hydrochloric acid and excess phosgene are removed and the ethyl acetate is separated by reducing the pressure to about 13 mbar (1.3 kPa).

이어서 디이소프로필 에테르 200㎖을 농축된 반응 매질에 첨가하고 0 내지 5 ℃로 냉각시킨다. EPAL-NCA를 결정화시킨다. 이를 질소 대기하에 여과하여 수거한다.200 ml of diisopropyl ether is then added to the concentrated reaction medium and cooled to 0-5 ° C. Crystallize EPAL-NCA. It is collected by filtration under a nitrogen atmosphere.

20℃ 내지 25℃의 온도에서 진공하에 건조시킨 후, HPLC로 측정된 순도가 99.7% 이상인 EPAL-NCA(백색 고체) 41.2g을 수득하며 가수분해성 염소의 수준은 0.05% 미만이다. 수율은 90%이다.
After drying in vacuo at a temperature between 20 ° C. and 25 ° C., 41.2 g of EPAL-NCA (white solid) having a purity of at least 99.7% is obtained with HPLC and the level of hydrolyzable chlorine is less than 0.05%. The yield is 90%.

비교 실시예 2Comparative Example 2

N-(1-에톡시-카보닐-3-페닐프로필)알라닌의 N-카복시산 무수물(EPAL-NCA)의 제조.Preparation of N-carboxylic acid anhydride (EPAL-NCA) of N- (1-ethoxy-carbonyl-3-phenylpropyl) alanine.

상기 실시예와 동일한 양의 화합물을 사용하며, 제조는 반응 압력을 감소시키지 않고 표준 대기압을 유지한다는 점을 제외하고는 동일한 조건하에 동일한 방식으로 수행한다.Using the same amount of compound as in the above examples, the preparation is carried out in the same manner under the same conditions except that the standard atmospheric pressure is maintained without reducing the reaction pressure.

60℃에서 8시간 동안 반응시킨 후, 반응되지 않은 EPAL 3.73중량%는 반응 매질중에 여전히 남아있으며 전환은 더이상 관찰되지 않는다.After reacting at 60 ° C. for 8 hours, 3.73% by weight of unreacted EPAL still remains in the reaction medium and no further conversion is observed.

실시예 3Example 3

알라닌의 N-카복시산 무수물(H-Ala-NCA)의 제조.Preparation of N-Carboxylic Anhydride (H-Ala-NCA) of Alanine.

Figure 112002016606038-pat00004
Figure 112002016606038-pat00004

알라닌(H-Ala-OH) 25g(0.285mol)을 에틸 아세테이트 220㎖ 속에 현탁시킨다. 이어서 기체 포스겐 70.5g(0.71mol, 2.5당량)을 10℃의 온도에서 1시간 30분에 걸쳐 당해 현탁액에 도입한다.25 g (0.285 mol) of alanine (H-Ala-OH) is suspended in 220 ml of ethyl acetate. Then 70.5 g (0.71 mol, 2.5 equivalents) of gaseous phosgene are introduced into the suspension over 1 hour 30 minutes at a temperature of 10 ° C.

반응 매질을 55℃로 가열한 다음, 감압(850 내지 950mbar)하에 위치시켜 55℃의 벌크 온도에서 6시간 동안 정적 조건하에 방치한다. 반응 매질은 정적 조건하에 3시간 후 투명해진다.The reaction medium is heated to 55 ° C. and then placed under reduced pressure (850-950 mbar) and left under static conditions for 6 hours at a bulk temperature of 55 ° C. The reaction medium becomes clear after 3 hours under static conditions.

이어서, 에틸 아세테이트와 포스겐의 혼합물 200㎖를 분리하기 위해 매우 낮은 압력하에 증류한다.Subsequently, 200 ml of a mixture of ethyl acetate and phosgene are distilled off under very low pressure.

이후에 톨루엔 80㎖을 온난 조건하에 잔류 매질에 첨가하고, 에틸 아세테이트와 톨루엔의 혼합물 78g을 분리하기 위해 다시 증류한다. 이어서 잔류 매질을 0℃에서 1시간 동안 냉각시킨다. 결정화된 생성물을 여과 제거하고 냉 톨루엔 39g으로 세척한다.80 ml of toluene is then added to the residual medium under warm conditions and distilled again to separate 78 g of a mixture of ethyl acetate and toluene. The residual medium is then cooled at 0 ° C. for 1 hour. The crystallized product is filtered off and washed with 39 g of cold toluene.

건조 후, H-Ala-NCA 19.4g(수율: 59.2%)이 수득되며, 가수분해성 염소의 수준은 0.05% 미만이다.
After drying, 19.4 g (yield: 59.2%) of H-Ala-NCA are obtained, and the level of hydrolyzable chlorine is less than 0.05%.

본 발명의 방법에 의해, 상응하는 아미노산과 포스겐, 디포스겐 또는 트리포스겐으로부터 N-카복시산 무수물을 보다 양호한 수율과 개선된 순도로 수득할 수 있다.By the process of the invention, N-carboxylic anhydrides can be obtained with better yields and improved purity from the corresponding amino acids and phosgene, diphosgene or triphosgene.

Claims (10)

반응이 1000mbar 미만의 압력하에 수행됨을 특징으로 하는, 용매 매질속에서 상응하는 α-, β- 또는 γ-아미노산 또는 이의 염 중 하나와 포스겐, 디포스겐, 트리포스겐 및 이들의 배합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물과의 반응에 의한 N-카복실산 무수물의 제조방법.The reaction is carried out under a pressure of less than 1000 mbar, selected from the group consisting of phosgene, diphosgene, triphosgene and combinations thereof with one of the corresponding α-, β- or γ-amino acids or salts thereof in a solvent medium Process for the production of N-carboxylic anhydrides by reaction with compounds. 제1항에 있어서, 압력이 960mbar 이하임을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the pressure is less than or equal to 960 mbar. 제1항에 있어서, 용매가 테트라하이드로푸란, 디옥산, 디클로로메탄, 톨루엔 및 에틸 아세테이트로 이루어진 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the solvent is selected from the group consisting of tetrahydrofuran, dioxane, dichloromethane, toluene and ethyl acetate. 제1항에 있어서, 용매가 에틸 아세테이트이고, 압력이 800 내지 960mbar의 범위내에서 선택됨을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1 wherein the solvent is ethyl acetate and the pressure is selected in the range of 800 to 960 mbar. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 반응이 포스겐을 사용하여 수행됨을 특징으로 하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the reaction is carried out using phosgene. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 아미노산의 라디칼이, 무수물 을 형성하는 아미노 그룹 및 산 그룹 이외의 반응성 그룹을 포함하는 경우 당해 반응성 그룹이 보호됨을 특징으로 하는 방법. 5. The method according to claim 1, wherein the reactive group is protected when the radical of the amino acid comprises a reactive group other than an amino group and an acid group forming an anhydride. 6. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 출발 아미노산이 루신, 알라닌, N-(트리플루오로아세틸)리신, 글루탐산의 γ-벤질 에스테르 및 γ-메틸 에스테르, N-(1-에톡시카보닐-3-페닐프로필)알라닌 및 이의 염으로 이루어진 그룹중에서 선택됨을 특징으로 하는 방법.The starting amino acid according to any one of claims 1 to 4, wherein the starting amino acid is leucine, alanine, N- (trifluoroacetyl) lysine, γ-benzyl ester and γ-methyl ester of glutamic acid, N- (1-ethoxy Carbonyl-3-phenylpropyl) alanine and salts thereof. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 아미노산 염이 설페이트, 아세테이트, 톨루엔설포네이트 또는 메탄설포네이트임을 특징으로 하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the amino acid salt is sulfate, acetate, toluenesulfonate or methanesulfonate. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 아미노산 염이 하이드로할라이드임을 특징으로 하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the amino acid salt is a hydrohalide. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 반응이 0℃ 내지 120℃의 온도에서 수행됨을 특징으로 하는 방법.The process according to claim 1, wherein the reaction is carried out at a temperature of 0 ° C. to 120 ° C. 6.
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