KR20070095973A - 5―클로로―2,4-디히드록시피리딘의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 온화한 조건에서, 짧은 공정으로, 또한 산업폐기물이 적은, 항악성종양제 5-플루오로우라실의 생체내 분해효소 저해제인 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 공업적으로 유리한 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 화학식 2
[화학식 2]
(화학식 중, R1 및 R2는 명세서에서 정의한 바와 같다.)
로 표시되는 5-클로로-1,3-디옥신-4-온 유도체(2)에, 화학식 3
[화학식 3]
(화학식 중, R3 및 R4는 동일 또는 상이하고, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기, 또는 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기로 치환된 실릴기를 나타낸다.)
으로 표시되는 케텐 아세탈 유도체(3)을 반응시켜서, 화학식 4
[화학식 4]
(화학식 중, R3 및 R4는 상기한 바와 같다.)
로 표시되는 피론 유도체(4)를 얻고, 그것을 산처리 후, 암모니아와 반응시키는 것을 특징으로 하는, 화학식 1
[화학식 1]
로 표시되는 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘을 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 우수한 항종양효과를 갖는 항악성종양제 5-플루오로우라실의 생체내 분해효소의 저해제로서 유용한 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 제조방법 및 그의 제조 중간체인 피론 유도체에 관한 것이다.
5-클로로-2,4-디히드록시피리딘(일반명: 기메라실)은 항악성종양제 5-플루오로우라실의 생체내 분해효소 디히드로피리미딘 데히드로게나아제를 저해함으로써, 상기 항종양제의 항종양활성을 증강시키는 것이 알려져 있고(특허문헌 1 참조), 또한, 기메라실(Gimeracil), 테가푸르(Tegafur), 오테라실 칼륨(Oteracil potassium)의 합제(合劑)인 5-플루오로우라실계 항종양제(판매명: TS-1)가 시판되고 있다.
종래, 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 제조방법으로서 이하의 방법이 알려져 있다. 또한, 하기 기재에 있어서, 「Ac」는 아세틸기를, 「Et」는 에틸기를 나타낸다.
비특허문헌 1에 기재된 방법은, 산성 조건하에서 오토클레이브 중 200℃라고 하는 과혹한 반응조건이 포함되어 있어, 공업적인 제조법에 적합하다고는 할 수 없다.
또한, 비특허문헌 2에 기재된 방법은 매우 많은 공정을 필요로 하고 있어, 공업적인 제조법으로서 실시하기에는 문제가 있다.
특허문헌 2에는 말로닐 디클로라이드로부터 α,β-불포화 케토에스테르 유도체를 합성하고, 암모니아를 반응시켜서, 2,4-디히드록시-5-할로게노피리딘 유도체를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이것도 중간체의 α,β-불포화 케토에스테르 유도체의 합성원료의 취급과 반응조건의 문제로부터, 공업적인 제조법으로 하기는 어렵다.
특허문헌 3에는 3-시아노-2-히드록시-3-메톡시피리딘의 5번 위치를 선택적으로 할로겐화하고, 강산으로의 가열에 의해 시아노기를 가수분해·탈탄산으로 제거하여 2,4-디히드록시-5-할로게노피리딘 유도체를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 경우도 가수분해에 사용하는 다량의 강산의 중화에 다량의 염기를 사용하고, 그 결과, 산업폐기물로서 다량의 염이 생성되기 때문에 환경상 바람직하지 않다.
특허문헌 1 : 일본국 특허공개 제(소)62-155215호 공보
특허문헌 2 : 일본국 특허공개 제(평)5-39241호 공보
특허문헌 3 : 일본국 특허공개 제(평)5-78324호 공보
비특허문헌 1 : 「Recueil DesTravaux Chemiques Des Pays-Bas」, 1954, Vol. 73, p. 704
비특허문헌 2 : 「Recueil DesTravaux Chemiques Des Pays-Bas」, 1953, Vol. 72, p. 285
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
따라서 본 발명은 온화한 조건에서, 짧은 공정으로, 또한 산업폐기물이 적은, 항악성종양제 5-플루오로우라실의 생체내 분해효소 저해제인 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 공업적으로 유리한 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자는 상기 문제에 비추어, 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 공업적인 제조방법에 대해서 연구를 거듭하는 과정에서, 화학식 4로 표시되는 피론 유도체가, 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 제조 중간체로서 매우 유용한 것을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은
화학식 2
(화학식 중, R1 및 R2는 동일 또는 상이하고 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬 기를 나타내거나, 또는 R1 및 R2는 인접하는 탄소원자와 함께 탄소수 3~6의 시클로알칸을 형성해도 된다.)
로 표시되는 5-클로로-1,3-디옥신-4-온 유도체(2)에, 화학식 3
(화학식 중, R3 및 R4는 동일 또는 상이하고, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 갖는 실릴기를 나타낸다.)
으로 표시되는 케텐 아세탈 유도체(3)을 반응시켜서, 화학식 4
(화학식 중, R3 및 R4는 상기와 같다.)
로 표시되는 피론 유도체(4)를 얻고, 상기 피론 유도체(4)를 산처리 후, 암모니아와 반응시키는 것을 특징으로 하는, 화학식 1
로 표시되는 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 화학식 4
[화학식 4]
(화학식 중, R3 및 R4는 상기와 같다.)
로 표시되는 피론 유도체에 관한 것이다.
발명의 효과
본 발명의 제조방법에 의하면, 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘을 온화한 조건, 간편한 방법으로, 또한 산업폐기물 적게 제조할 수 있어, 공업적 제조에 적합하다. 또한, 본 발명 화합물인 피론 유도체는 단리 정제가 가능하여, 의약품 제조 중간체로서 매우 유용하다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
화학식 중, R1 및 R2로 나타내어지는 「탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알 킬기」로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기 등을 들 수 있다. 또한, R1 및 R2가 인접하는 탄소원자와 함께 형성해도 되는 「탄소수 3~6의 시클로알칸」으로서는, 시클로프로판, 시클로부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산 등을 들 수 있다. 이들 중, 탄소수 3~6의 시클로알칸이 바람직하고, 특히 시클로헥산이 바람직하다.
화학식 중, R3 및 R4로 나타내어지는 「탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기」로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기 등을 들 수 있다. 또한, 「탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 갖는 실릴기」로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기 등으로 예시되는 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 동일 또는 상이하고 1~3개 갖는 실릴기를 들 수 있다. 이들 중, 탄소수 1~6의 알킬기가 바람직하고, 특히 에틸기가 바람직하다.
본 발명의 출발물질인 5-클로로-1,3-디옥신-4-온 유도체(2)는 예를 들면 다음의 반응식에 따라, 1,3-디옥신-4-온 유도체(5)를 초산의 존재하에서 N-클로로숙신산 이미드에 의해 처리함으로써 얻을 수 있다(J Chem Soc Chem Commun., 699페이지(1991년)). 또한, 1,3-디옥신-4-온 유도체(5)를 피리딘 존재하에서 염화설푸릴에 의해 처리하는 것으로도 얻을 수 있다.
(화학식 중, R1 및 R2는 상기와 같다.)
또한, 상기 1,3-디옥신-4-온 유도체(5)는 공지의 화합물로, 예를 들면 Synthesis, 1985, p224-225에 기재된 방법에 의해, 포르밀멜드럼산 유도체와 케톤 또는 알데히드를 반응시켜, 용이하게 합성할 수 있다.
본 발명의 제조방법은 하기에 나타내는 2개의 공정(a) 및 (b)로 되어 있다.
[공정(a)]
(화학식 중, R1~R4는 상기와 같다.)
본 공정은 본 발명의 피론 유도체(4)를 합성하는 공정이다.
5-클로로-1,3-디옥신-4-온 유도체(2)와 케텐 아세탈 유도체(3)과의 반응은 용매 중에서 행해진다.
반응에서 사용하는 용매로서는, 반응에 악영향을 미치지 않는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 디에틸에테 르, 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르류; 디클로로메탄, 클로로포름 등의 할로겐화 탄화수소류 등을 예시할 수 있다.
케텐 아세탈 유도체(3)의 사용비율은 5-클로로-1,3-디옥신-4-온 유도체(2)에 대해 0.7~5 당량 사용하는 것이 바람직하다.
반응온도는 특별히 한정되지 않지만, 통상 50℃~150℃, 바람직하게는 90℃~140℃이다.
반응시간은 특별히 한정되지 않지만, 통상 5~120분간, 바람직하게는 20~60분간이다. 또한, 화학식 4로 표시할 수 있는 화합물은 통상의 분리 정제법, 예를 들면 칼럼 크로마토그래피, 증류, 추출 등에 의해 용이하게 단리 정제할 수 있다.
[공정(b)]
(화학식 중, R3 및 R4는 상기와 같다.)
본 공정은 본 반응의 최종 산물인 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘(1)을 합성하는 공정이다.
화학식 4로 표시할 수 있는 피론 유도체를 산처리하고, 계속해서 과잉의 암모니아를 반응시킴으로써 고리변환 반응이 진행된다.
반응에서 사용하는 용매로서는, 반응에 악영향을 미치지 않는 것이라면 특별 히 한정되지 않지만, 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 디에틸에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산 등의 에테르류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 디클로로메탄, 클로로포름 등의 할로겐화 탄화수소류; 아세토니트릴, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸설폭시드 등의 비프로톤성 극성 용매류; 물 등을 예시할 수 있다.
산처리에는 공지의 산을 사용할 수 있고, 예를 들면 염산, 브롬화수소산, 황산, 질산 등의 무기산; 포름산, 초산, p-톨루엔설폰산, 메탄설폰산, 트리플루오로초산 등의 유기산; 프로톤성 용매에 더하여 in situ에 산을 발생시키는, 염화아세틸, 브롬화아세틸 등의 할로겐화물을 예시할 수 있다.
산처리시의 산의 사용비율은 특별히 한정되지 않지만, 피론 유도체(4)에 대해 0.01~10 당량, 바람직하게는 0.1~3 당량 사용한다.
반응온도는 특별히 한정되지 않지만, 통상 0℃~100℃, 바람직하게는 15℃~60℃이다.
반응시간은 특별히 한정되지 않지만, 통상 5~120분간이고, 바람직하게는 30~90분간이다.
고리변환 반응에서 사용되는 암모니아로서는, 암모니아수, 액체 암모니아, 가스상 암모니아, 반응계에 도입하는 용매에 녹인 암모니아 또는 반응계 중에서 in situ에 발생시킨 암모니아를 예시할 수 있다.
암모니아를 용매에 녹여 사용할 때의 용매로서는, 반응에 악영향을 미치지 않는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 디에틸에테르, 테트라히드로푸란, 디옥산 등 의 에테르류; 디클로로메탄, 클로로포름 등의 할로겐화 탄화수소류; 아세토니트릴, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸설폭시드 등의 비프로톤성 극성 용매류; 물 등을 예시할 수 있다.
in situ에 암모니아를 발생시키기 위해서는, 종래 공지의 방법을 채용하면 되고, 예를 들면 염화암모늄 등의 무기 암모늄염류 또는 초산암모늄 등의 유기 암모늄염류를 사용함으로써 행할 수 있다. 또한, 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 등의 염기를 첨가해도 된다.
암모니아의 사용비율은 특별히 한정되지 않지만, 피론 유도체(4)에 대해 1~30 당량 사용하는 것이 바람직하다.
암모니아와의 반응온도는 특별히 한정되지 않지만, 통상 0℃~100℃, 바람직하게는 15℃~60℃이다.
암모니아와의 반응시간은 특별히 한정되지 않지만, 통상 0.5~24시간, 바람직하게는 2~16시간이다.
상기와 같이 하여 얻어지는 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘(1)은, 반응액을 농축하고, 잔사에 산을 첨가하여 단리할 수 있다. 또는, 반응종료 후에 염기를 첨가하여, 석출되는 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘(1)을 염으로서 단리하고, 산으로 처리하여 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘(1)로서 단리할 수 있다. 염으로서는 나트륨염, 칼륨염, 리튬염 등의 알칼리금속의 염, 마그네슘염, 칼슘염 등의 알칼리토류금속의 염 등의 형태를 들 수 있다.
이하, 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘(1)의 제조법을 실시예 및 참고예에 의해 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다.
참고예 1
5-클로로-2,2-디메틸-1,3-디옥신-4-온의 합성
2,2-디메틸-1,3-디옥신-4-온 3.2 g(0.025 mol)의 피리딘(16 ㎖)용액에 빙냉하에서 염화설푸릴 2.44 ㎖(0.03 mol)를 적하하고, 동일 온도에서 30분간, 실온에서 2시간 교반하였다. 반응액을 빙냉하고, 물을 첨가하였다. 반응액을 디클로로메탄으로 추출하고, 디클로로메탄층을 무수 황산나트륨 건조하여, 농축하였다. 농축 잔사를 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용출용매 n-헥산:초산에틸=95:5)에 의해 정제하여, 표기 화합물을 유상물질로서 2.08 g(수율 51.2%) 얻었다.
참고예 2
5-클로로-2,2-시클로헥실-1,3-디옥신-4-온의 합성
2,2-시클로헥실-1,3-디옥신-4-온 2.52 g(0.015 mol)의 피리딘(13 ㎖)용액에 빙냉하에서 염화설푸릴 1.46 ㎖(0.018 mol)를 적하하고, 동일 온도에서 30분간, 실온에서 2시간 교반하였다. 반응액을 빙냉하고, 물을 첨가하였다. 반응액을 디클로로메탄으로 추출하고, 디클로로메탄층을 무수 황산나트륨 건조하여 농축하였다. 농축 잔사를 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(용출용매 n-헥산:초산에틸=95:5)에 의해 정제하고, 얻어진 유상물질을 n-헥산에 의해 결정화하여 표기 화합물을 2.00 g(수 율 65.9%) 얻었다.
실시예 1
5-클로로-2,2-디에톡시-2,3-디히드로피란-4-온의 합성
참고예 2에서 얻은 2,2-시클로헥실-5-클로로-1,3-디옥신-4-온 0.91 g(0.0045 mol)과 케텐 디에틸에테르 0.63 g(0.0054 mol)에 크실렌(10 ㎖)을 첨가하고, 128-130℃(내온)에서 40분간 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 농축하였다. 잔사를 감압 증류함으로써 표기 화합물을 0.77 g(수율 77.7%) 얻었다.
비점 : 113-115℃/0.6kPa
실시예 2
5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 합성
참고예 1에서 얻은 5-클로로-2,2-디메틸-1,3-디옥신-4-온 0.49 g(0.003 mol)과 케텐 메틸 t-부틸디메틸실릴에테르 0.69 g(0.0037 mol)을 건조 톨루엔(7 ㎖)에 용해하고, 질소 분위기하 40분간 환류하였다. 반응액을 실온까지 냉각 후, 농축하여, 5-클로로-2-메톡시-2-t-부틸디메틸실릴옥시-2,3-디히드로피란-4-온을 0.94 g 얻었다. 이것을 건조 메탄올(25 ㎖)로 용해하고, 실온에서 염화아세틸 0.5 ㎖(0.007 mol)를 첨가하여 1시간 교반하였다. 반응액을 농축하고, 잔사에 메탄올(20 ㎖)을 첨가하여 용해하고, 재농축하였다. 잔사를 메탄올(25 ㎖)에 용해하고, 실온에서 진한 암모니아수(28%)(5 ㎖)를 첨가하고, 2.5시간 교반하였다. 반응액을 농축하고, 잔사에 물(5 ㎖), 초산(0.5 ㎖)을 첨가하고, 실온에서 1시간 교반하였다. 석출된 결정을 여과하여 모으고, 수세 후에 감압 건조(40-45℃, 18시간)를 행하여 표기 화합물을 0.16 g(5-클로로-2,2-디메틸-1,3-디옥신-4-온으로부터의 수율 36.5%) 얻었다.
융점 : 262℃(분해)
실시예 3
5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 합성
참고예 1에서 얻은 5-클로로-2,2-디메틸-1,3-디옥신-4-온 0.32 g(0.002 mol)과 케텐 디에틸에테르 0.28 g(0.0024 mol)을 건조 톨루엔(4 ㎖)에 용해하고, 질소 분위기하 40분간 환류하였다. 반응액을 실온까지 냉각 후, 농축하여, 5-클로로-2,2-디에톡시-2,3-디히드로피란-4-온을 0.39 g(수율 89.0%) 얻었다. 이 화합물 0.23 g(0.001 mol)을 에탄올(5 ㎖)에 용해하고, 실온에서 염화아세틸(0.1 ㎖)을 첨가하여 1시간 교반하였다. 반응액을 농축하고, 잔사를 에탄올(5 ㎖)에 용해 후, 진한 암모니아수(28%)(1 ㎖)를 첨가하여 실온에서 15시간 교반하였다. 반응액을 농축 하고, 잔사에 물(1.4 ㎖), 초산(0.14 ㎖)을 첨가하고, 실온에서 2시간 교반하였다. 석출된 결정을 여과하여 모으고, 수세 후에 감압 건조(40-45℃, 18시간)함으로써, 표기 화합물을 0.05 g(5-클로로-2,2-디에톡시-2,3-디히드로피란-4-온으로부터의 수율 33.0%, 5-클로로-2,2-디메틸-1,3-디옥신-4-온으로부터의 통산수율 29.4%) 얻었다.
실시예 4
5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 합성
참고예 2에서 얻은 2,2-시클로헥실-5-클로로-1,3-디옥신-4-온 0.81 g(0.004 mol)과 케텐 디에틸에테르 0.56 g(0.0048 mol)에 크실렌(8 ㎖)을 첨가하고, 질소 분위기하 20분간 환류하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고 농축하여, 5-클로로-2,2-디에톡시-2,3-디히드로피란-4-온을 농축 잔사로서 0.92 g 얻었다. 이것을 에탄올(20 ㎖)에 용해하고, 염화아세틸(0.5 ㎖)을 첨가하여 실온에서 1시간 교반하였다. 반응액을 농축하고, 잔사에 에탄올(10 ㎖)을 첨가하여, 재농축하였다. 잔사를 에탄올(1.4 ㎖)에 용해하고, 진한 암모니아수(28%)(0.5 ㎖)를 첨가하여, 실온에서 16시간 교반하였다. 석출된 결정을 여과하여 모으고, 에탄올 세정 후에, 물(5 ㎖)에 용해하였다. 용액에 초산(0.5 ㎖)을 첨가하고, 실온에서 2시간 교반하였다. 석출된 결정을 여과하여 모으고, 수세 후 감압 건조(40-50℃, 18시간)하여, 표기 화합물을 0.31 g(2,2-시클로헥실-5-클로로-1,3-디옥신-4-온으로부터 수율 53.3%) 얻었다.
실시예 5
5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 합성
참고예 2에서 얻은 2,2-시클로헥실-5-클로로-1,3-디옥신-4-온 4.25 g(0.021 mol)과 케텐 디에틸에테르 2.91 g(0.025 mol)에 크실렌(40 ㎖)을 첨가하고, 128-130℃(내온)에서 40분간 가열 교반하였다. 반응액을 실온까지 냉각하고, 농축하였다. 잔사에 에탄올(60 ㎖)을 첨가하여 용해하고, 실온에서 염화아세틸 0.17 g(0.0022 mol)을 첨가하여, 1시간 교반하였다. 반응액에 진한 암모니아(28%)(4.2 ㎖)를 첨가하고, 실온에서 4시간 교반하여, 30% 수산화나트륨수용액 3 g(0.0225 mol)을 첨가하였다. 반응액을 실온에서 12시간 교반하고, 석출된 결정을 여과하여 모으고 에탄올(10 ㎖, 2회)로 세정하여, 감압 건조(실온, 5시간) 후, 결정으로서 3.04 g 얻었다. 얻어진 결정을 물(30 ㎖)에 가열 용해하고, 실온까지 냉각 후, 6 N 염산수 4.5 g을 첨가하여 실온에서 5시간 교반하였다. 석출된 결정을 여과하여 모으고, 수세 후에 감압 건조(40-45℃, 18시간)함으로써, 표기 화합물을 2.21 g(2,2-시클로헥실-5-클로로-1,3-디옥신-4-온으로부터의 수율 72.4%) 얻었다.
Claims (2)
- 화학식 2[화학식 2](화학식 중, R1 및 R2는 동일 또는 상이하고 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 나타내거나, 또는 R1 및 R2는 인접하는 탄소원자와 함께 탄소수 3~6의 시클로알칸을 형성해도 된다.)로 표시되는 5-클로로-1,3-디옥신-4-온 유도체(2)에, 화학식 3[화학식 3](화학식 중, R3 및 R4는 동일 또는 상이하고, 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 탄소수 1~6의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 갖는 실릴기를 나타낸다.)으로 표시되는 케텐 아세탈 유도체(3)을 반응시켜서, 화학식 4[화학식 4](화학식 중, R3 및 R4는 상기한 바와 같다.)로 표시되는 피론 유도체(4)를 얻고, 상기 피론 유도체(4)를 산처리 후, 암모니아와 반응시키는 것을 특징으로 하는, 화학식 1[화학식 1]로 표시되는 5-클로로-2,4-디히드록시피리딘의 제조방법.
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