JP5640283B2 - ピリミジン誘導体の調製プロセス - Google Patents
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Description
本発明は、ピリミジン誘導体の調製に関する。さらに正確には、本発明は、次式
［式中、ＲはＣＯＮＨ２またはＣＮである］
の５−置換４−アミノ−２−メチルピリミジンおよびその酸付加塩の調製に関する。
［式中、ＲはＣＯＮＨ２またはＣＮである］
の５−置換４−アミノ−２−メチルピリミジンおよびその酸付加塩の調製に関する。
式Ｉの化合物およびその酸付加塩は、チアゾールおよびピリミジンを含むビタミンＢ１（チアミン）の調製プロセスにおける公知の化合物および中間体である。チアミンの１つの一般合成手法は、チアゾールビルディングブロックおよびピリミジンビルディングブロックの別個の合成と、その後に続くそれらの縮合反応である。この方法は、最初にウィリアムズ（Ｗｉｌｌｉａｍｓ，Ｒ．Ｒ．）らによって報告された（Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、５８巻、１５０４頁［１９３６年］）。代替の一般方法は、予備形成されたピリミジン中間体上にチアゾール環を構築する。現在、すべての工業生産プロセスでは、重要な中間体である４−アミノ−５−アミノメチル−２−メチルピリミジン（別名Ｇｒｅｗｅジアミン）経由で進行するこの手法が使用される。アミノメチル側鎖は、３−クロロ−５−ヒドロキシペンタン−２−オン、３−メルカプトケトン、またはそれらの対応するアセテートによって伸長され、チアゾール環へと環化される。
通例この手法では、ピリミジン環の構築には、マロノニトリルが出発材料として使用される。マロノニトリルはやはり、アンモニアをアクリロニトリルに添加し、β−アミノプロピオニトリルを、気相中、分子状酸素および金属触媒の存在下に高温で酸化的脱水素化反応にかけることによって得ることができる（Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、５版、２７Ａ巻、５１５〜５１７頁）。
マロノニトリルは、ビタミンＢ１を工業的に合成する上で非常にコストのかかる出発材料であるので、それに代わるより適切なものを見い出すことが目的であった。この課題は、環化において、式Ｈ２Ｈ ＣＨ＝Ｃ（Ｒ） ＣＮの化合物（ＩＩ）［式中、ＲはＣＯＮＨ２またはＣＮである］を式Ｈ３Ｃ Ｃ（＝ＮＨ） ＯＣＨ３のアセトイミド酸メチルエステル（ＩＩＩ）と共に使用して、ビタミンＢ１の４−アミノ−２−メチルピリミジン環を形成することによって克服された。
したがって、本発明は、次式の５−置換４−アミノ−２−メチルピリミジン
［式中、ＲはＣＯＮＨ２またはＣＮである］、
およびその酸付加塩の調製プロセスであって、Ｈ２Ｎ ＣＨ＝Ｃ（Ｒ）−ＣＮの化合物（ＩＩ）とアセトイミド酸メチルエステル（Ｈ３Ｃ Ｃ（＝ＮＨ） Ｏ ＣＨ３）またはその酸付加塩を反応させること、および望むなら、式Ｉの化合物を酸付加塩に転換させることを特徴とするプロセスに関する。
［式中、ＲはＣＯＮＨ２またはＣＮである］、
およびその酸付加塩の調製プロセスであって、Ｈ２Ｎ ＣＨ＝Ｃ（Ｒ）−ＣＮの化合物（ＩＩ）とアセトイミド酸メチルエステル（Ｈ３Ｃ Ｃ（＝ＮＨ） Ｏ ＣＨ３）またはその酸付加塩を反応させること、および望むなら、式Ｉの化合物を酸付加塩に転換させることを特徴とするプロセスに関する。
反応は、溶媒なしで、または溶液として実施することができる。この反応は、好ましくは１〜８個のＣ原子、より好ましくは１〜４個のＣ原子を有する脂肪族アルコールなどの不活性極性溶媒中、−１０〜１００℃、好ましくは０〜６０℃の範囲の温度、１〜１０バール、好ましくは１〜５バールの圧力で、望むなら不活性ガス下で実施されることが好都合である。通常、反応は、１２時間後から２４時間後までに完了する。
式（Ｉ）の化合物と有機酸または無機酸との酸付加塩は、反応が対応する酸性条件下で実施された場合または反応後に対応する酸が添加された場合に得られる。好ましい酸付加塩は、ハロゲン化水素酸との塩である。塩酸塩が最も好ましい。
出発材料の３−アミノ−２−シアノアクリルアミドは、公知の材料であり、例えば米国特許第３，４８７，０８３号明細書に記載のようにホルムアミジンおよびシアノアセトイミドから得ることができる。
アセトイミド酸メチルエステルも市販の公知化合物であり、例えば欧州特許出願公開第１ ８４０ １１８Ａ１号明細書に記載のように調製することができる。
ＰＯＣｌ３を用いた４−アミノ−２−メチル−５−ピリミジンカルボキサミドの分子内脱水による４−アミノ−２−メチル−５−ピリミジンカルボニトリルへの変換は、例えば収率が最高５０％でしかないもののＪ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１９３７年、３６４頁（トッド（Ｔｏｄｄ）ら）から公知である。反応条件を変化させることによってこの反応の収率を向上させる発明者ら自身の実験は、失敗した。一方、ＰＯＣｌ３を用いた３−アミノ−２−シアノアクリルアミドから２−アミノメチレン−マロノニトリルへの分子内脱水については、今まで文献に記載されていなかったが、収率７９．４％、純度４２．６％で実現した。その結果は、特にＣＯＣｌ２を用いて、脱水を実現しなかったので、驚くべきものである。
したがって、この反応も本発明の一部分である。
脱水反応は、溶液として、好ましくはジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、またはジメトキシエタンなどの極性溶媒中、−１０℃〜１００℃、好ましくは０〜６０℃の範囲の温度、１〜１０バール、好ましくは１〜５バールの範囲の圧力下で、好ましくは塩基、例えばピリジンまたはＮＲ３（式中、Ｒ３はＣ１〜４アルキルである）などの芳香族または脂肪族アミン、最も好ましくはトリエチルアミンの存在下で実施されることが好都合である。通常、反応は、１２時間後から２４時間後までに完了する。
２−アミノメチレン−マロノニトリルの４−アミノ−２−メチル−５−シアノピリミジンへの環化は、本発明の反応条件下、アセトイミド酸メチルエステルを用いると収率６０％、純度６４．８％で実現されるが、アセトイミジンを用いると環化は実現しないということを指摘するのは興味深く、化合物ＩＩの化合物Ｉへの環化において、アセトイミジンとアセトイミド酸メチルエステルを等価であるとみなすことはできないと示唆される。
以下の実施例によって、本発明をさらに詳細に説明する。
［実施例１］
アセトアミド酸メチルエステル塩酸塩１．８５ｇ（９５．０％、１６．０７ミリモル）および３−アミノ−２−シアノ−アクリルアミド（６８．７％、１２．３６ミリモル）２．０ｇを、メタノール２０ｍｌに懸濁した。ＮａＯＭｅ２．８９ｇ（３０％、１６．０７ミリモル）を添加し、懸濁液を、２４時間撹拌下４５℃に加熱した。変換は観察されなかった。次いで、反応混合物を３．５時間撹拌下、７０℃に加熱した。ＮａＯＭｅメタノール（３０％）１．１５ｍｌを添加した後、撹拌下７０℃に加熱することを３時間継続した。反応混合物を濾過し、濾過ケーキを３０ミリバール／５０℃で乾燥した。４−アミノ−２−メチル−５−ピリミジンカルボキサミドの収量は２．２５ｇ（純度３０．１％）であった。母液を３０ミリバール／５０℃で濃縮すると、さらに１．０ｇの生成物（純度１２．３％）が得られた。全収率：４２．５％．
アセトアミド酸メチルエステル塩酸塩１．８５ｇ（９５．０％、１６．０７ミリモル）および３−アミノ−２−シアノ−アクリルアミド（６８．７％、１２．３６ミリモル）２．０ｇを、メタノール２０ｍｌに懸濁した。ＮａＯＭｅ２．８９ｇ（３０％、１６．０７ミリモル）を添加し、懸濁液を、２４時間撹拌下４５℃に加熱した。変換は観察されなかった。次いで、反応混合物を３．５時間撹拌下、７０℃に加熱した。ＮａＯＭｅメタノール（３０％）１．１５ｍｌを添加した後、撹拌下７０℃に加熱することを３時間継続した。反応混合物を濾過し、濾過ケーキを３０ミリバール／５０℃で乾燥した。４−アミノ−２−メチル−５−ピリミジンカルボキサミドの収量は２．２５ｇ（純度３０．１％）であった。母液を３０ミリバール／５０℃で濃縮すると、さらに１．０ｇの生成物（純度１２．３％）が得られた。全収率：４２．５％．
［実施例２］
３−アミノ−２−シアノ−アクリルアミド０．６Ｏｇ（８２．２％、４．４４ミリモル）とジメトキシエタン２０ｍｌの混合物に、トリエチルアミン０．５６ｇ（９９．５％、５．５２ミリモル）を室温で添加した。ＰＯＣｌ３０．５６ｇ（９８．０％、３．５５ミリモル）を滴下した。懸濁液は黄色になり、５時間後に、揮発性の／揮発性物質をすべて、３０ミリバール／４２℃で除去した。２−アミノメチレン−マロノニトリル７８０ｍｇが得られた。収率：７９．４％；純度４２．６％。ＮａＯＨ（２８％）水溶液中の生成物をジクロロメタンで抽出することにより、より高い純度に到達することができる。
３−アミノ−２−シアノ−アクリルアミド０．６Ｏｇ（８２．２％、４．４４ミリモル）とジメトキシエタン２０ｍｌの混合物に、トリエチルアミン０．５６ｇ（９９．５％、５．５２ミリモル）を室温で添加した。ＰＯＣｌ３０．５６ｇ（９８．０％、３．５５ミリモル）を滴下した。懸濁液は黄色になり、５時間後に、揮発性の／揮発性物質をすべて、３０ミリバール／４２℃で除去した。２−アミノメチレン−マロノニトリル７８０ｍｇが得られた。収率：７９．４％；純度４２．６％。ＮａＯＨ（２８％）水溶液中の生成物をジクロロメタンで抽出することにより、より高い純度に到達することができる。
［実施例３］
ＮａＯＭｅメタノール溶液２７．９７ｇ（１３．７２ミリモル、２．７％）を、アセトイミド酸メチルエステル塩酸塩１．５８ｇ（９５．０％、１３．７２ミリモル）および２−アミノメチレン−マロノニトリル１．４３ｇ（６８．７％、１０．５５ミリモル）に添加し、混合物を、アルゴン下、室温で５時間撹拌した。４−アミノ−２−メチル−５−ピリミジンカルボニトリルは、塩化ナトリウムを添加し、０℃に冷却したときでさえ沈澱せず、ワークアップは、揮発性物質をすべて、３０ミリバール／４８℃で除去することによって実現した。残留する固体を水に懸濁し、濾過した。濾過ケーキを乾燥し、ＮＭＲで分析した。ピリミジンカルボニトリルの収量：１．３３ｇ（６０．０％、純度６４．８％）。
ＮａＯＭｅメタノール溶液２７．９７ｇ（１３．７２ミリモル、２．７％）を、アセトイミド酸メチルエステル塩酸塩１．５８ｇ（９５．０％、１３．７２ミリモル）および２−アミノメチレン−マロノニトリル１．４３ｇ（６８．７％、１０．５５ミリモル）に添加し、混合物を、アルゴン下、室温で５時間撹拌した。４−アミノ−２−メチル−５−ピリミジンカルボニトリルは、塩化ナトリウムを添加し、０℃に冷却したときでさえ沈澱せず、ワークアップは、揮発性物質をすべて、３０ミリバール／４８℃で除去することによって実現した。残留する固体を水に懸濁し、濾過した。濾過ケーキを乾燥し、ＮＭＲで分析した。ピリミジンカルボニトリルの収量：１．３３ｇ（６０．０％、純度６４．８％）。
［実施例４］
３−アミノ−２−シアノアクリルアミド０．６８ｇ（８２．２％、５．０３ミリモル）とジメトキシエタン１０ｍｌの混合物に、トリエチルアミン０．６３ｇ（９９．５％、６．２６ミリモル）を添加した。次いで、ＰＯＣｌ３０．６３ｇ（９８．０％、４．０２ミリモル）を滴下し、その際に懸濁液は茶色がかった色になった。室温で２時間撹拌した後、まだ２０％の出発材料が残存していた。さらにＰＯＣｌ３（０．１７ｍｌ）を滴下した。３時間後、揮発性物質をすべて、３０ミリバール、４０℃で除去した。残留する固体残渣をメタノール１０ｍｌに溶解し、アセトイミド酸メチルエステル塩酸塩０．７５ｇ（９５．０％、６．５４ミリモル）を添加した。次いで、ＮａＯＭｅメタノール溶液１３．３３ｇ（２．７％、６．５４ミリモル）を添加し、混合物を４５℃で１８時間撹拌した。２−アミノメチレン−マロノニトリルのみ認められ、ピリミジンカルボニトリルは認められなかった。
３−アミノ−２−シアノアクリルアミド０．６８ｇ（８２．２％、５．０３ミリモル）とジメトキシエタン１０ｍｌの混合物に、トリエチルアミン０．６３ｇ（９９．５％、６．２６ミリモル）を添加した。次いで、ＰＯＣｌ３０．６３ｇ（９８．０％、４．０２ミリモル）を滴下し、その際に懸濁液は茶色がかった色になった。室温で２時間撹拌した後、まだ２０％の出発材料が残存していた。さらにＰＯＣｌ３（０．１７ｍｌ）を滴下した。３時間後、揮発性物質をすべて、３０ミリバール、４０℃で除去した。残留する固体残渣をメタノール１０ｍｌに溶解し、アセトイミド酸メチルエステル塩酸塩０．７５ｇ（９５．０％、６．５４ミリモル）を添加した。次いで、ＮａＯＭｅメタノール溶液１３．３３ｇ（２．７％、６．５４ミリモル）を添加し、混合物を４５℃で１８時間撹拌した。２−アミノメチレン−マロノニトリルのみ認められ、ピリミジンカルボニトリルは認められなかった。
［実施例５］
イソプロパノール１０ｍｌ中２−アミノメチレン−マロノニトリル０．４１ｇ（４．４４ミリモル）の混合物に、アセトアミジンイソプロパノール溶液２．７４ｇ（９．９％、４．６６ミリモル）をゆっくりと添加した。懸濁液を室温で４時間撹拌した後、ピリミジンカルボニトリルは反応混合物中に検出されなかった。
イソプロパノール１０ｍｌ中２−アミノメチレン−マロノニトリル０．４１ｇ（４．４４ミリモル）の混合物に、アセトアミジンイソプロパノール溶液２．７４ｇ（９．９％、４．６６ミリモル）をゆっくりと添加した。懸濁液を室温で４時間撹拌した後、ピリミジンカルボニトリルは反応混合物中に検出されなかった。
Claims (3)
- 次式
［式中、ＲはＣＯＮＨ ２ である］
の５−置換４−アミノ−２−メチルピリミジンおよびその酸付加塩の調製プロセスであって、式Ｈ２ＮＣＨ＝Ｃ（Ｒ）−ＣＮの化合物（ＩＩ）とアセトイミド酸メチルエステルまたはその酸付加塩を反応させること、および望むなら、式Ｉの化合物を酸付加塩に転換することを特徴とするプロセス。 - 次式
［式中、ＲはＣＮである］
の５−置換４−アミノ−２−メチルピリミジンおよびその酸付加塩の調製プロセスであって、
（ａ）ＰＯＣｌ３を用いて３−アミノ−２−シアノアクリルアミドを脱水することで、２−アミノメチレン−マロノニトリルを得る工程と、
（ｂ）前記２−アミノメチレン−マロノニトリルを、アセトイミド酸メチルエステルまたはその酸付加塩と反応させ、式Ｉの化合物を得る工程と、場合により
（ｃ）式Ｉの化合物を酸付加塩に転換する工程と、
を含む、プロセス。 - ２−アミノメチレン−マロノニトリルの調製プロセスであって、３−アミノ−２−シアノアクリルアミドをＰＯＣｌ３で脱水する工程を含む、プロセス。
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