KR19980019751A - 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기의 구조식을 갖는 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 (1) 온도 70~140℃하에, N-알콕시카르보닐-β-알라닌, 염화인 및 아인산을 1:1:1~1:3:3의 몰비로 하고, 반응 용매로서의 크실렌중에서 반응시키는 단계; (2) 가수분해하는 단계; 및 (3) 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산을 상분리하여 수득하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 미확인 부산물을 쉽게 분리할 수 있어 순도가 높고, 사용되는 크실렌은 클로로벤젠보다 저렴하기 때문에 제조단가가 낮으며, 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디스폰산의 수율 또한 높다.

Description

3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 제조방법
본 발명은 하기의 구조식을 갖는 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 개선된 제조방법에 관한 것이다.
상기 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산은 골다공증 치료제로 사용되는 유용한 화합물이다.
골다공증(Osteoporosis)은 병적으로 골 밀도가 감소되는 질환으로서, 골중의 무기질 감소 개소 및 그 정도의 경중에 따라 요부통과 같은 동통이나, 신장의 감소와 같은 변형 및 병적 골절을 수반할 수 있고, 연장자, 특히 갱년기 여성에게 가장 흔하게 볼 수 있는 질환이다.
따라서, 골다공증의 치료에 효과적인 새로운 신약의 개발 노력과 함께, 기존의 효과적인 치료 물질로 알려져 있는 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산에 대한 효과적인 제조 방법이 모색되어 왔으며, 그 대표적인 예로서는, 독일특허 제2,130,794호에 개시(開示)되어 있는 제조 방법을 들 수 있다.
독일특허 제2,130,794호는 β-알라닌과 삼염화인 및 아인산과의 혼합물을 반응 용매인 클로로벤젠 중에서 반응시켜 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산을 제조하는 방법을 제안하고 있으나, 수율 및 순도가 낮을 뿐만 아니라, 미확인 구조의 황적색 무정형 인-산호화합물이 부산물로서 생성되어 이를 분리하기가 대단히 곤란할 뿐만 아니라 그 분리에 많은 비용이 소요된다는 단점이 있었다. 또한 β-알라닌을 옥시염화인과 아인산과의 혼합물과 클로로벤젠 중에서 반응시킨후 가수분해하여 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산을 제조하는 방법이 알려져 있으나, 이 또한 마찬가지로 그 수율 및 순도가 만족스럽지 않다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 출발물질로 N-알콕시카르보닐-β-알라닌을 사용하며, 크실렌을 반응 용매로 사용함으로써 최종 생성물의 수율을 향상시킬 수 있는 동시에, 높은 순도로 얻을 수가 있는 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 개선된 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, (1) 온도 70~140℃하에서, N-알콕시카르보닐-β-알라닌, 염화인 및 아인산을 1:1:1~1:3:3의 비율로 반응용매인 크실렌 중에서 반응시키는 단계; (2) 가수분해하는 단계; 및 (3) 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 수득단계로 되는 것을 특징으로 하는 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
β-알라닌과 클로로포름산염을 반응시켜 제조되는 N-알콕시카르보닐-β-알라닌을 출발물질로 한다. 온도 70~140℃하에, 출발물질 N-알콕시카르보닐-β-알라닌 1~3몰과, 오염화인 또는 삼염화인 1~3몰과 아인산 1~3과를 1:1:1~1:3:3, 바람직하게는 1:1:1의 몰비로 반응시킨다.
상기 클로로포름산염으로는 클로로포름산 메틸, 크로로포름산 에틸, 클로로포름산 이소프로필, 클로로포름산 프로필, 클로로포름산 알릴, 클로로포름산 t-부틸, 또는 클로로포름산 벤질 등을 들 수 있다.
이어서, 물을 사용하여 온도 25~110℃하에서 반응혼합물을 가수분해한 후, 물층을 분리하여 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디스폰산을 수득한다.
한편, 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 수율을 증가시키기 위하여 메탄올을 첨가할 수 있다. 메탄올의 첨가량은 150~250ml, 바람직하게는 200ml이며, 크실렌과의 비는 크실렌:메탄올=2.0~3.2:1, 바람직하게는 2.5:1이다.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제조예 (N-알콕시카르보닐-β-알라닌의 제조)
(상기 식 중 R은 CH3, CH3CH2, (CH3)2CH, CH3CH2CH2, CH2=CHCH2, (CH3)3C 또는 PhCH2이다)
β-알라닌 17.8g(0.2몰)과 1N NaOH(200ml)의 용액에 1N NaOH를 적하하여 pH를 9.0~9.5로 유지하면서 클로로포름산(105몰)을 1시간에 2~3몰씩 첨가하였다. 그후 반응혼합물의 온도를 0℃로 낮추고, 에테르(3×100ml)로 추출하여 인산으로 pH를 1로 조절하였다. 계속해서 물층을 염화나트륨으로 포화시켜 100ml의 M.C.(매스크로마토그래피)로 3회 추출하고, 유기층을 증발시켜 N-알콕시카르보닐-β-알라닌을 제조하였다. 그 결과 수율은 85%이었다.
실시예 1
크실렌 500ml에 오염화인(312.36g, 1.5몰)을 현탁시킨후, 아인산(123.00g, 1.5몰)을 첨가하였다. 이 반응은 발열반응으로 투명한 용액이 된다. 이 용액을 상온까지 냉각한 후, 제조된 N-알콕시카르보닐-β-알라닌(147.13g, 1.5몰)을 첨가하였다. 그후 15분 동안 교반한 후, 서서히 100℃의 온도로 상승시키고 5시간 동안 환류시켰다. 이후, 이 혼합물을 상온으로 냉각한 후 1000ml의 물을 첨가하였다. 다시 반응혼합물의 온도를 서서히 100℃로 올린후 5시간동안 환류시켰다. 이어서 물층을 분리한 후 냉각하여 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산을 제조하였다. 그 결과 수율은 65%이었다.
얻어진 최종 생성물을 KBr 펠릿을 사용하여 퍼킨-엘머(Perkin-Elmer)사의 모델 621 분광광도계로 적외선 분광 스펙트럼을 측정하였으며, 또한 EM-390-90MHz 분광계를 사용한 D2O 중에서 NMR 스펙트럼을 측정한 바, 최종 생성물은 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산인 것으로 판명되었으며, 그 결과는 다음과 같았다.
IR:2900-3200cm-1에서 넓은 피크, 1600 및 540cm-1에서 피크.
NMR:2.2ppm에서 다중플릿, 3.3ppm에서 삼중플릿.
또한, ICN 케미칼 앤드 라디오아이소톱프 디비전으로부터 입수한 β-알라닌(1-14C)을 방사성 표지 출발 물질로 하여 방사성 순도 측정을 하였다. β-알라닌(1-C14C)의 비활성은 13.9mCi/mmole이었다. 방사성 스캐닝은 Packard사의 모델 7220/21 스캐너를 사용하여 수행하였으며, 비활성은 LS 9000 액체 신틸레이션 계수기를 사용하여 측정하였고, 박막 크로마토그라피(TLC)는 폴리그램 셀 300 셀룰로오스판을 이용하여 수행한 바, 최종 생성물에 대해서 단일 피크가 얻어졌으므로 순수 단일 물질인 것으로 판명되었다. 결과는 다음과 같았다.
방사성 순도:
물:에탄올:수산화알루미늄=80:10:15, r.f. 0.8
물:아세톤=70:30, r.f. 0.2
포름산:물=1:1, r,f. 1.0
실시예 2
크실렌 500ml에 N-알콕시카르보닐-β-알라닌(147.13g, 1몰)을 첨가한 후, 삼염화인(137.33g, 1몰)과 아인산(82.00g, 1몰)을 첨가하고 온도를 천천히 100℃로 올린후 5시간 동안 환류시켰다. 이 반응혼합물을 상온으로 냉각하고, 물 1000ml를 가한 후 다시 100℃로 상승시킨 후 5시간 동안 환류시켰다. 이어서 물층을 분리한 후 감압하에 농축하여 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산을 제조하였다. IR 및 NMR 측정 결과 최종 생성물은 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산인 것으로 판명되었으며, 수율은 63%이었다.
실시예 3
가수분해후 분리된 물층에 메탄올을 200ml를 첨가하여 결정화도를 높인 것외에는, 실시예 1과 동일한 절차를 반복하여 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산을 제조하였다. IR 및 NMR 측정 결과 최종 생성물은 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산인 것으로 판명되었으며, 수율은 72.0%이었다.
실시예 4
가수분해후 분리된 물층에 메탄올을 200ml를 첨가하여 결정화도를 높인 것외에는, 실시예 2와 동일한 절차를 반복하여 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산을 제조하였다. IR 및 NMR 측정 결과 최종 생성물은 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산인 것으로 판명되었으며, 수율은 69.1%이었다.
비교예 1~2
반응 용매로서 크실렌 500ml 대신에 클로로벤젠을 사용한 것외에는 실시예 1~2와 동일하게 하여 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산을 제조하였으며, 그 수율은 각각, 35% 및 32%이었다.
상기 실시예 및 비교예의 결과로부터, 반응 용매로서 클로로벤젠을 사용하는 경우의 최종 생성물 수율이 크실렌을 사용하는 경우에 비하여 떨어지는 이유는, 부산물의 생성율이 비교적 높을 뿐만 아니라 물보다 비중이 높기 때문에 생성물을 포함하는 유기층의 비중이 높아져서 물과 비슷하게 되어, 유기층중에 포함된 최종 생성물의 상분리 효율이 저하됨에 기인하는 것으로 믿어진다.
또한 실시예 3 및 4로부터 알 수 있는 바와같이, 메탄올을 첨가하는 경우에는 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 수율이 약간 증가하였다.
이상에서 본 바와같이, 본 발명에 의하면 미확인 부산물의 생성이 적을 뿐만 아니라 크실렌층에 용해된 부산물과 물층에 용해된 최종 생성물의 상분리가 효율적으로 이루어질 수 있어 수율 및 순도가 높게 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디스폰산을 제조할 수 있는 동시에, 반응 용매로서 사용되는 크실렌은 클로로벤젠보다 저렴하기 때문에 제조 단가를 저감시킬 수가 있다.

Claims (4)

  1. (1) 온도 70~140℃하에, N-알콕시카르보닐-β-알라닌, 염화인 및 아인산을 1:1:1~1:3:3의 몰비로 하고, 반응 용매로서의 크실렌중에서 반응시키는 단계;
    (2) 가수분해하는 단계; 및
    (3) 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산을 상분리하여 수득하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 크실렌:메탄올=2.0~3.2:1의 비율로 메탄올 150~250ml를 첨가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, N-알콕시카르보닐-β-알라닌, 염화인 및 아인산의 몰비는 1:1:1인 것을 특징으로 하는 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 제조방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 염화인이 오염화인 또는 삼염화인인 것을 특징로 하는 3-아미노-1-히드록시프로판-1,1-디포스폰산의 제조방법.
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