KR20090033444A - (2r,3r)-3-(3-메톡시페닐)-n,n,2-트릴메틸펜탄아민의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진통제 타펜타돌의 제조를 위한 중간체인 (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민의 개선된 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 진통제 타펜타돌의 제조를 위한 중간체인 (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민의 개선된 제조방법에 관한 것이다.
타펜타돌은 화합물이 하기 화학식으로 나타내는 3-[(1R,2R)-3-(디메틸아미노)-1-에틸-2-메틸프로필]페놀 모노하이드로클로라이드의 INN (국제 일반명)이다:
타펜타돌의 화학 구조는 화합물 (+21)로서 EP-A-0,693,475에 개시되어 있다. 타펜타돌의 합성은 실시예 1 및 실시예 24 단계 1 내지 3에 기재되어 있으며, 상기 EP-A-0,693,475에 기재된 다수의 화합물을 이용하여 하기에 개략적으로 나타낸다.
상기 반응도식의 타펜타돌의 합성 전구체는 염화티오닐을 사용하여 대응하는 할로겐화물로 연속 전환하여, (2S,3R)-1-(디메틸아미노)- 3-(3-메톡시페닐)-2-메틸-3-펜탄올의 삼차 하이드록시기를 제거하고, 이어서 수소화붕소아연, 시아노수소화붕소아연 및/또는 시아노수소화붕주석으로 처리하여 Cl을 제거함으로써, 얻어질 수 있는 (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민 (상기 반응도식의 중간체 (+23))이다. 이 절차는 할로겐화물 화합물이 공격적인 염소화제인 과잉량의 염화티오닐을 사용하여 제조된다는 단점이 있다. 또한, 수소화 시약, 예컨대 수소화붕소아연, 시아노수소화붕소아연 및 시아노수소화붕주석은 공업 규모로 사용되는 경우에는 상당한 화재 및 건강 위험성을 나타낸다.
WO-2004/108658는 하기에 개략적으로 나타내는 바와 같이, (2S,3S)-1-(디메틸아미노)-3-(3-메톡시페닐)-2-메틸-3-펜탄올을 (2R,3R)-과 (2R,3S)-3-(3-메톡시페 닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민의 혼합물로 전환함으로써, (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민을 얻는 다른 방법을 개시하고 있다.
(2R,3R)-과 (2R,3S)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민의 얻어진 혼합물은 원하는 (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민을 얻기 위해, 이의 개별 입체 이성질체로 분리되어야 하고, 그 다음에 예를 들면, EP-A-0,693,475에 기재된 바와 같이, 진한 브롬화수소산과 함께 가열함으로써, 타펜타돌로 전환될 수 있다.
WO-2005/000788는 하기에 개략적으로 나타내는 바와 같이, (2S,3S)-1-(디메틸아미노)-3-(3-메톡시페닐)-2-메틸-3-펜탄올을 (2R,3R)-과 (2R,3S)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민의 혼합물로 전환함으로써, (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민을 얻는 다른 방법을 개시하고 있다.
얻어진 (2R,3R)-과 (2R,3S)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민의 혼합물은 원하는 (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민을 얻기 위해 이의 개별 입체 이성질체로 분리되어야 하고, 그 다음에 예를 들면, EP-A-0,693,475에 기재된 바와 같이, 진한 브롬화수소산과 함께 가열함으로써, 타펜타돌로 전환될 수 있다.
WO-2004/108658 및-2005/00078의 방법은 [3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민이 원하는 (2R,3R) 입체 이성질체를 얻기 위해 분리되어야 하는 (2R,3R)과 (2R,3S) 입체 이성질체의 혼합물로서 얻어진다는 단점을 갖고 있다. 원하지 않는 (2R,3S) 입체 이성질체는 원하는 (2R,3R) 입체 이성질체로 전환될 수 없으며, 화학 폐기물로서 처리되어야 하므로, 공업 규모 생산에 경제적으로 바람직하지 않다.
본 발명의 목적은 이전에 공지된 방법보다 훨씬 더 편리하고 효과적인 (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민의 개선된 합성 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 a) (2S,3R)-1-(디메틸아미노)-3-(3-메톡시페닐)-2-메틸-3-펜탄올:
을 아실화제로 아실화하는 단계;
b) 이렇게 하여 얻어진 화합물 (III):
을 수소의 존재하에 반응 불활성 용매 중에서 적절한 촉매를 사용하여 입체 선택적 수소화 분해하는 단계; 및
c) 임의로 이렇게 하여 얻어진 (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민:
을 산부가염으로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민 또는 이의 산부가염의 개선된 제조방법을 제공함으로써, 상기 목적을 달성한다.
단계 a)의 아실화제는 무수 아세트산, 염화아세틸, 트리플루오로아세트산 무수물, 클로로아세트산 무수물, 염화클로로아세틸, 디클로로아세트산 무수물, 트리클로로아세트산 무수물, 벤조산 무수물, 염화벤조일, 무수 프탈산, 이염화프탈로일, 이염화테레프탈로일, 무수 숙신산, 염화숙시닐, 에틸 옥살릴 클로라이드, 메틸 옥살릴 클로라이드, 멜드럼산, 클로로포름산에틸, 클로로포름산메틸, 아세틸살리실로일 클로라이드, 또는 다른 적절한 아실화제 중에서 선택되는 유기 할로겐화아실 또는 유기 산무수물이다.
단계 a)의 아실화 반응은 반응 시에 유리된 산을 포획하도록 적절한 염기, 예를 들면 탄산나트륨, 탄산칼륨 또는 트리에틸아민의 존재하에 행해질 수 있다.
단계 b)의 촉매는 팔라듐 촉매, 또는 다른 적절한 촉매, 예를 들면 라니 니켈, 백금, 탄소 상의 백금, 루테늄 또는 탄소 상의 로듐 중에서 선택된다.
팔라듐 (Pd) 촉매는 균일 Pd 촉매, 예를 들면 Pd(OAc)2, PdCl2, Pd(PPh3)4, Pd(PPh3)2Cl2, Pd2(dba)3 (트리스(디벤질리덴 아세톤) 디팔라듐), 팔라듐 티오메틸페닐글루타르아미드 금속 함유 고리 화합물 (metallacycle) 등, 또는 불균일 Pd 촉매, 예를 들면 목탄 상의 팔라듐, 금속 산화물 상의 팔라듐, 제올라이트 상의 팔라듐일 수 있다. 바람직하게는, 팔라듐 촉매는 불균일 Pd 촉매, 더욱 바람직하게는 목탄 상의 팔라듐 또는 탄소 상의 팔라듐 (Pd/C)이다. Pd/C 는 재생가능한 촉매이며, 안정하고 비교적 저렴하다. 반응 혼합물로부터 용이하게 분리 (여과)될 수 있으므로, 최종 생성물에 미량의 Pd가 잔존할 위험할 위험성을 줄일 수 있다. Pd/C의 사용으로, 또한 고가로 독성을 지니며, 합성 생성물의 오염물질인 리간드, 예를 들면 포스핀 리간드가 필요가 없다.
단계 b)의 반응 불활성 용매는 디에틸에테르, 테트라하이드로푸란, 2-메틸테트라하이드로푸란 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된다.
본 발명의 일실시형태에 있어서, 단계 a) 및 b)는 "원 포트 합성" 절차로서 행해진다.
본 발명은 또한 화학식 (III)의 신규한 화합물에 관한 것이다.
화학식 (III)의 화합물의 아실기는 상술한 화학식 (III)의 화합물을 제조하는데 사용되는 아실화제가 무수 아세트산, 염화아세틸, 트리플루오로아세트산 무수물, 클로로아세트산 무수물, 염화클로로아세틸, 디클로로아세트산 무수물, 트리클로로아세트산 무수물, 메틸 옥살릴 클로라이드, 에틸 옥살릴 클로라이드, 클로로포름산메틸, 클로로포름산에틸, 벤조산 무수물, 염화벤조일, 또는 아세틸살리실로일 클로라이드 중에서 선택되는 경우에는, CH3-CO-, CF3-CO-, CH2Cl-CO-, CHCl2-CO-, CCl3-CO-, CH3O-CO-CO-, CH3O-CO-, CH3CH2O-CO-, CH3CH2O-CO-CO-, 페닐-CO-, 또는 메타-CH3COO-페닐-CO-를 나타낸다.
본 발명의 방법에 대한 출발물질, 즉, (2S,3R)-1-(디메틸아미노)-3-(3-메톡시페닐)-2-메틸-3-펜탄올 (화합물 4)을 (2S)-3-(디메틸아미노)-1-(3-메톡시페닐)-2-메틸-1-프로판온 (화합물 3)을 그리냐르 반응 조건하에 THF 중에서 에틸마그네슘 클로라이드와 반응시킴으로써 제조하였다.
그리냐르 시약과 케톤 화합물 (3)의 반응에 의해, 제 2 비대칭 탄소 원자를 도입한한다. (2S)-3-(디메틸아미노)-1-(3-메톡시페닐)-2-메틸-1-프로판온 (화합물 3)과 에틸마그네슘 할라이드의 그리냐르 반응은 매우 입체 특이적이다. 출발 화합물 (3)의 광학 순도는 98.0%인 것으로 밝혀졌다. 화합물 (4)은 원하는 (2S,3R) 에난티오머 96.8%, (2S,3S) 에난티오머 0.4% 미만 및 (2R,3S) 에난티오머 3.0%를 포함하는 것으로 분석되었다. 표 1은 상기와 같이 제조되는 경우의 화합물 (4)의 입체 이성질체 순도를 나타낸다.
화합물 (4)은 "원 포트 합성" 절차에서, 화합물 (4)을 트리플루오로아세트산 무수물로 아실화하고, 이어서 용매로서 2-메틸테트라하이드로푸란을 사용하여, 팔라듐 촉매로 수소화 분해함으로써, 화합물 (5)로 전환될 수 있다.
출발 화합물 (4)의 광학 순도는 96.8% 에난티오머 (2S,3R)이었다. 화합물 (4)의 아실화 후의 수소화 분해가 매우 입체 특이적이므로, 광학 순도가 96.3%인 화합물 (5)의 원하는 에난티오머 (2R,3R)-에난티오머가 얻어지는 것으로 밝혀졌다.
화합물 (5)의 추가의 염 생성에 의해서도, 화합물 (5)의 광학 순도가 향상된다. 예를 들면, > 99%의 디아스테레오머 초과분 (diastereomeric excess)은 결정화 용매로서 2-프로판올을 사용하여, 화합물 (5)을 이의 염산염 화합물 (6)로 전환함으로써 달성되었다.
표 1: 화합물 (4), (5) 및 (6)의 입체 이성질체 순도
(실험 부분)
실시예 1: 3-(디메틸아미노)-1-(3-메톡시페닐)-2-메틸-1-프로판온 (1)의 합성
2-프로판올 (584 ml) 중의 1-(3-메톡시페닐)-1-프로판온 (240 g)의 혼합물을 주위 온도에서 교반하였다. 디메틸아민 하이드로클로라이드 (238.3 g)를 가한 다음에, 파라포름알데히드 (109.5 g) 및 HCl 수용액 (26.5 ml, 35% w/w)을 가하였다. 반응 혼합물을 환류 온도로 가열하여, 5 시간 동안 교반, 환류시켰다. 반응 혼합물을 20℃로 냉각시켜, 물 (730 ml) 및 톨루엔 (146 ml)을 가하였다. 상부 유기층을 폐기하고, NaOH 수용액 (50% w/w, 175.2 ml)을 10분간 교반하고, 온도를 25℃ 이하로 유지하면서, 수층에 가하였다. 10분 후에, 층을 분리하고, 상부 유기층을 분리하여, 물 (219 ml)로 세정하였다. 유기층을 분리하여, 농축시켜, 유성 잔류물 (294.9 g)로서의 3-(디메틸아미노)-1-(3-메톡시페닐)-2-메틸-1-프로판온을 얻었다.
실시예 2: (2S)-3-(디메틸아미노)-1-(3-메톡시페닐)-2-메틸-1-프로판온 (3)의 합성 및 분리
a) 에탄올 (50 ml) 중의 화합물 (1) (114.7 g)을 에탄올 (950 ml) 중의 L-(-)-디벤조일-타르타르산 일수화물 (188.2 g)의 용액에 가해, 반응 혼합물을 38℃로 가온시켜, 38℃에서 48 시간 동안 교반하였다. 그 다음에, 반응 혼합물을 22℃로 냉각시켜, 22℃에서 14 시간 동안 교반하였다. 침전물을 여과하여, 에탄올 (50 ml)로 2회 세정하고, 40℃의 온도에서 진공 중에서 건조시켜, 화합물 (2) (207.5 g)을 얻었다.
b) 화합물 (2) (202.9 g)을 메틸-tert-부틸에테르 (1050 ml)에 현탁시켜, 디에틸아민 (72.4 ml)을 가하였다. 현탁액을 주위 온도에서 3 시간 동안 교반하여, 침전물을 여과에 의해 제거하였다. 여액을 감압하에 농축시켜, 오일 (73.9 g)로서의 (2S)-3-(디메틸아미노)-1-(3-메톡시페닐)-2-메틸-1-프로판온 (3)을 얻었다.
절차 b)에 대한 대체 절차:
c) 화합물 (2) (312.8 g)을 2-메틸테트라하이드로푸란 (405 ml) 및 물 (450 ml)에 현탁시켰다. NH4OH 수용액 (93 ml, 51% w/w)을 가한 다음에, 혼합물을 30분간 교반하였다. 층을 분리하여, 분리된 상부 유기층을 물 (100 ml)로 세정한 다음에, 감압하에 농축시켜, 황색 오일 (109.0 g)로서의 (2S)-3-(디메틸아미노)-1-(3-메톡시페닐)-2-메틸-1-프로판온 (3)을 얻었다.
실시예 2의 절차에 따라 제조된 화합물 (3)은 통상 에난티오머 순도가 97% 이상이다.
실시예 3: (2S,3R)-1-(디메틸아미노)-3-(3-메톡시페닐)-2-메틸-3-펜탄올 (4)의 합성
THF (242 ml, 2 M) 중의 EtMgCl의 용액을 교반하여, 2℃로 냉각하였다. 반응 혼합물의 온도를 25℃로 유지하면서, 화합물 (3) (101.3 g, 0.44 mole)을 50분 간에 걸쳐서 서서히 가하였다. 혼합물을 22℃에서 3 시간 동안 교반한 다음에, 빙수 (352 ml)와 아세트산 (63.9 ml)의 혼합물 중에서 서서히 켄칭 (quenching)하였다. 혼합물을 주위 온도에서 30 분간 교반한 다음에, NH4OH 수용액 (98.8 ml, 51% w/w)을 가한 후에, 주위 온도에서 10 분간 교반하였다.
층을 분리한 다음에, 분리된 상부 유기층을 물 (44 ml)로 세정한 후에, 감암하에 농축하여 건조시켜, 주위 온도에서의 정치 시에 고화하는 황색 오일 (112.0 g)로서의 (2S,3R)-1-(디메틸아미노)-3-(3-메톡시페닐)-2-메틸-3-펜탄올 (4)을 얻었다.
실시예 4의 절차에 따라 제조된 화합물 (4)은 원하는 (2S,3R) 에난티오머 96.8%, (2S,3S) 에난티오머 0.4% 미만 및 (2R,3S) 에난티오머 3.0%를 포함한다.
실시예 4: (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민 (5)의 합성
a) 2-메틸테트라하이드로푸란 (120 ml)에 용해된 화합물 (4) (50.3 g)의 용액을 교반하여, 5℃로 냉각시켰다. 그 다음에, 반응 혼합물의 온도를 20℃ 이하로 유지하면서, 트리플루오로아세트산 무수물 (30.6 ml)을 10 분간에 걸쳐서 서서히 가하였다. 첨가 후에, 반응 혼합물을 20℃에서 1 시간 동안 교반하였다.
b) 활성탄 (50% 습윤) (2.52 g) 상의 팔라듐 10%를 가해, 반응 혼합물을 800 rpm에서 교반하여, 수소 가스로 2 기압 (202.65 kPa)으로 가압하였다. 반응 혼합 물을 40℃로 가열하여, 40℃에서 4 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 20℃로 냉각하여, 질소 분위기하에 여과하였다. 필터를 2-메틸테트라하이드로푸란 (10 ml)으로 세정하였다. 물 (160 ml)을 여액에 가해, 혼합물을 교반한 다음에, 온도를 20℃ 이하로 유지하면서, NaOH 수용액 (28.6 ml, 50% w/w)을 10분간에 걸쳐서 가하였다. 유기층 및 수층을 분리한 다음에, 유기층을 분리하여, 물 (50 ml)로 세정하고, 감압하에 농축하여 건조시켜, 무색 오일 (46.10 g)로서의 (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민 (5)을 얻었다.
실시예 5의 절차에 따라 제조된 화합물 (5)은 원하는 (2R,3R) 에난티오머 96.3%, (2S,3S) 에난티오머 2.5% 및 (2R,3S) 에난티오머 1.2%를 포함한다.
a)에 기재된 유사한 절차를 이용하나, 트리플루오로아세트산 무수물을 염화아세틸 또는 에틸 옥살릴 클로라이드로 치환하고, 트리에틸아민을 반응 혼합물에 가해, 각각 화합물 (7) 및 (8)을 얻었다. 상기 화합물 (7) 및 (8)을 상기 절차 b)를 이용하여, 화합물 (8)로 전환시켰다.
실시예 5: (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민 모노하이드로클로라이드 (6)의 합성
화합물 (5) (23.0 g)을 2-프로판올 (50 ml)에 용해시켜, 주위 온도에서 교반시켰다. 그 다음에, 2-프로판올 (20.3 g, 17.9% w/w) 중의 HCl의 용액을 5 분간에 걸쳐서 서서히 가하였다. 혼합물을 화합물 (6) (10 mg)로 시딩하여, 반응 혼합물을 주위 온도에서 1 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 0℃의 온도로 냉각하여, 4 시간 동안 교반하였다. 침전물을 여과하여, 2-프로판올 (5 ml)로 세정하고, 진공하에 건조시켜, 백색 고체 (22.9 g)로서의 (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민 모노하이드로클로라이드 (6)를 얻었다.
실시예 6의 절차에 따라 제조된 화합물 (6)은 원하는 (2R,3R) 에난티오머 99.7% 및 (2R,3S) 에난티오머 0.3%를 포함한다.
Claims (13)
- 제 1 항에 있어서, 단계 a)의 아실화제는 유기 할로겐화아실 또는 유기 산무수물인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 2 항에 있어서, 유기 할로겐화아실 또는 유기 산무수물은 무수 아세트산, 염화아세틸, 트리플루오로아세트산 무수물, 클로로아세트산 무수물, 염화클로로아세틸, 디클로로아세트산 무수물, 트리클로로아세트산 무수물, 벤조산 무수물, 염화벤조일, 무수 프탈산, 이염화프탈로일, 이염화테레프탈로일, 무수 숙신산, 염화숙시닐, 에틸 옥살릴 클로라이드, 메틸 옥살릴 클로라이드, 멜드럼산, 클로로포름산에틸, 클로로포름산메틸, 또는 아세틸살리실로일 클로라이드 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 3 항에 있어서, 산무수물은 트리플루오로아세트산 무수물인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 3 항에 있어서, 유기 할로겐화아실은 염화아세틸 또는 에틸 옥살릴 클로라이드인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b)의 촉매는 라니 니켈, 팔라듐, 탄소 상의 팔라듐, 백금, 탄소 상의 백금, 루테늄 또는 탄소 상의 로듐, 또는 다른 적절한 촉매 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 6 항에 있어서, 촉매는 탄소 상의 팔라듐인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 b)의 반응 불활성 용매는 디에틸에테르, 테트라하이드로푸란, 2-메틸테트라하이드로푸란 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, (2R,3R)-3-(3-메톡시페닐)-N,N,2-트리메틸펜탄아민은 이의 대응하는 염산 부가염으로 전환되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 a) 및 b)는 원 포트 반응으로 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 11 항에 있어서, 아실은 CF3-CO-를 나타내는 것을 특징으로 하는 화학식 (III)의 화합물.
- 제 11 항에 있어서, 아실은 CH3-CO- 또는 CH3CH2O-CO-CO-를 나타내는 것을 특징으로 하는 화학식 (III)의 화합물.
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