JP2004527577A - 4−フェニル酪酸の合成 - Google Patents

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Abstract

芳香族化合物とブチロラクトンを反応させて、その後塩基で中和することにより式(I)の化合物を得る、式(I)の化合物の合成方法。反応は、触媒の存在下で行われ得る。好ましい触媒は、ルイス酸である。好ましい式Iの生成物は、塩化アルミニウムの存在下でベンゼンとブチロラクトンを反応させて、その後塩基で中和することにより得られる、4−フェニル酪酸である。

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、式Iの化合物の新規合成方法に関する。
【0002】
【化1】
Figure 2004527577
【背景技術】
【0003】
フェニル酪酸及び薬学的に許容できるその誘導体は、本発明の特に好ましい対象である。フェニル酪酸ナトリウムは、尿素サイクルの疾患の治療において広く使用されてきた(Batshaw等、Brusilow等(Ped.Research)、Brusilow等(New Eng.J.Med.)、Finkelstein等、Maestri等、Redonnet−Vernhet等、Rowe等)。フェニル酪酸誘導体はまた、鎌状赤血球貧血(Collins等、Dover等(New Eng.J.Med.)、Dover等(Blood))、嚢胞性線維症(Bradbury等、Loffing等)、エイズ(Roberts等)、及びいくつかの型の癌(Carducci等、Darmanun等、Englehard等、Gorospe等)の治療における医薬としての特性を期待させることを示してきた。
【0004】
従来、フェニル酪酸誘導体は、ジアゾメタンを酸化銀とチオ硫酸ナトリウムと共に用いてArndt−Einstert反応により調製されてきた(J.Chem.Soc.,1997−99(1938))。あるいは、チアナフテン−2−酢酸及びチアナフテン−3−酢酸が、β−フェニル酪酸の調製のために使用されてきた(J.Am.Chem.Soc.,70,3768(1948))。塩化ベンジルマグネシウムであるグリニャール試薬もまた、フェニル酪酸の合成に使用され、結果として16.1%の収量が得られている(J.Am.Chem.Soc.,71,2807−2808(1949))。
【0005】
合成の制限(すなわちジアゾメタン及びグリニャール試薬から水分を積極的に排除する必要性)によって阻害されず、前記の反応よりも高い収量の生成物が得られるフェニル酪酸及びその誘導体の合成経路を得ることは有益である。
【発明の開示】
【0006】
本発明の一つの形態は、式I:
【0007】
【化2】
Figure 2004527577
(式中、Rは独立して、水素、ハロ、C1−C4アルキル、アルケニル、アルキニル、C3−C6シクロアルキル、C1−C4アルコキシ、アルケンオキシ、アルキンオキシから選ばれ;及び、Xは水素、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、又は置換アンモニウムである。)の化合物を調製するための方法である。本発明の一つの実施態様は、
a)式II;
【0008】
【化3】
Figure 2004527577
(式中、Rは前に定義される通りである。)の化合物と、式III;
【0009】
【化4】
Figure 2004527577
の化合物を反応させるステップ、及び、
b)結果として得られる化合物と、式IV;
【0010】
【化5】
Figure 2004527577
(式中、Xは前に定義される通りであり、及びZはヒドロキシ、スルフェート、ホスフェート、バイカルボネート、カルボネート、又はアルコキシであり、及び、b及びcは独立して1〜5である。)の化合物を反応させるステップを含む方法である。特に適当な式IVの化合物は、水酸化ナトリウムである。
【0011】
本発明の一つの態様によると、式Iの化合物と式IIの化合物の反応は、触媒の存在下で行われる。特に適当な触媒はルイス酸であり、塩化アルミニウム、塩化亜鉛、塩化鉄、塩化スズ、三臭化ホウ素、三フッ化ホウ素、又は硫酸を含むがこれらに限定されない。
【0012】
本発明の具体的な形態は、ベンゼンとブチロラクトンを反応させることによって4−フェニル酪酸を調製する方法である。
【0013】
(発明の詳細な説明)
以下の記載及び例証となる実施例に基づいて、本発明が、式I:
【0014】
【化6】
Figure 2004527577
(式中、Rは独立して、水素、ハロ、C1−C4アルキル、アルケニル、アルキニル、C3−C6シクロアルキル、C1−C4アルコキシ、アルケンオキシ、アルキンオキシから選ばれ;及び、Xは水素、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、又は置換アンモニウムである。)の化合物を合成する方法であることが当業者に理解されよう。
【0015】
当然ながら、任意のこれらの実際の実施態様の開発において、システムに関する及びビジネスに関する制約の順守といった開発者に特有の目標(それは各々の実施により異なる)を達成するために、多くの実施に固有の判断がされる必要があることが認識されよう。さらに、このような開発努力は手間と時間がかかるが、本開示の利益を得る当業者にとって決まりきった仕事であることが認識されよう。
【0016】
本発明の方法は、a)式II;
【0017】
【化7】
Figure 2004527577
の化合物と、式III
【0018】
【化8】
Figure 2004527577
の化合物を反応させるステップを含む。
【0019】
特に好ましい式IIの化合物は、ベンゼンである。本発明の一つの実施態様においては、反応は溶媒中で行われる。別の実施態様においては、式IIの化合物は、それ自身が反応に用いられる溶媒である。
【0020】
触媒が、式IIの化合物と式IIIの化合物の反応を促進するために使用されても良い。一つの好ましい触媒の種類は、ルイス酸である。特に好ましい触媒の例は、塩化アルミニウム、塩化亜鉛、塩化鉄、塩化スズ、三臭化ホウ素、三フッ化ホウ素、及び硫酸である。
【0021】
本発明の一つの実施態様においては、式IIの化合物と適当な溶媒の混合物に、又は溶媒が使用されない場合は純粋な式IIの化合物に、触媒が添加される。この混合物は、好ましくは攪拌しながら、約−80℃から周囲気圧での溶媒の沸点の間の温度に維持される。好ましくは、混合物は、0℃から溶媒の沸点の間に維持される。式IIの化合物と触媒の混合物は、式IIIの化合物を混合物に添加する前に、数秒間から数日間の範囲の時間で攪拌され得る。好ましくは、式IIの化合物と触媒の混合物は、式IIIの化合物を添加する前に、約1分間から約30分間の範囲の時間で攪拌される。
【0022】
式IIIの化合物は、純粋な試薬として、式IIの化合物と触媒の混合物に添加されてもよく、又は適当な溶媒中の溶液として添加されてもよい。式IIIの化合物は、少量のアリコートで、又は多量の部分として、滴下して添加される。式IIIの化合物を完全に添加した後、反応混合物は、好ましくは攪拌しながら、約−80℃から周囲気圧での溶媒の沸点の間の温度に維持される。好ましくは、混合物は0℃から溶媒の沸点の間に維持される。反応混合物は、数秒間から約24時間の範囲の時間で、このように維持され得る。好ましくは、反応混合物は、約10分間から約180分間、より好ましくは約60分間から約120分間で維持される。
【0023】
反応混合物は、急冷剤の添加によって急冷されてもよい。適当な急冷剤は、式IV:
【0024】
【化9】
Figure 2004527577
(式中、Xは前に定義される通りであり、及びZはヒドロキシ、スルフェート、ホスフェート、バイカルボネート、カルボネート、又はアルコキシであり、及び、b及びcは独立して1〜5である。)である。急冷剤は、純粋に、又は適当な溶媒中の溶液として添加されてもよい。特に好ましい急冷剤は、塩基の水溶液である。好ましい塩基は、水酸化ナトリウムである。他の好ましい急冷剤は、塩基の水溶液と氷の混合物である。
【0025】
急冷された溶液は、約0から約50℃の温度に、数分間から約10時間、好ましくは約1時間から約3時間の範囲の時間で維持されてもよい。溶液のpHは、約6.5から約10、好ましくは約9から約9.5に維持され得る。溶液のpHは、塩基の添加によってさらに上昇し得る。急冷された溶液は、濾過して存在し得るいかなる粒子も除去することにより、精製され得る。急冷された溶液は、有機溶媒と接触させて残りの出発原料、副生成物、及び不純物を抽出することにより、さらに精製されてもよい。好ましい抽出溶媒の例は、クロロホルム、ジクロロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、及びジエチルエーテルを含む。生成物は、酸の添加によって水溶液から析出し得る。
【0026】
生成物は、濾過によるか又は適当な有機溶媒中に抽出されて、単離され得る。生成物が有機溶媒中に抽出される場合は、溶媒の蒸留により再生され得る。
【0027】
以下の実施例は、本発明の好ましい実施例の例証に含まれる。以下の実施例に開示される技術は、本発明の実施において十分に役割を果たすことを本発明者によって見出された技術を代表するものであり、及びそれにより、その実施における好ましい形態を構成すると考えられ得ることが当業者によって認識されるべきである。しかしながら、当業者は、本開示を考慮して、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、開示された具体的な実施態様において多くの変形が構成されてもよく、及びさらに、同等もしくは類似の結果が得られることを認識するべきである。
【実施例1】
【0028】
粉末状の塩化アルミニウム(200g)をベンゼン(400g)に添加して、50℃で10分間攪拌した。ブチロラクトン(86g)を少量ずつ添加した。温度を50℃から60℃の間で90分間維持して、その後、攪拌しながら、氷と5%水酸化ナトリウムの混合物に、反応混合物を添加した。2時間、温度を35℃より低く維持して、pHを9から9.5の範囲に維持した。混合物を真空下で濾過した。氷と塩酸を添加することにより、フェニル酪酸を水性分画から析出させた。未精製(93.7%〜94.3%)の4−フェニル酪酸を真空濾過により単離した。
【0029】
未精製の4−フェニル酪酸を、減圧蒸留(120〜125℃、1mmHg)により精製した。酸を5%水酸化ナトリウム中に溶解して、攪拌した。酸を5%水酸化ナトリウム中に溶解して、四塩化炭素と共に15分間攪拌した。四塩化炭素を除去して、4−フェニル酪酸溶液を、アセトン、メタノール及び少量の活性炭と、室温で15分間混合した。混合物を濾過し、HClを添加して酸性にした。4−フェニル酪酸の結晶(81.15%収量)を単離して、凍結乾燥により乾燥した。HPLC分析は、最終生成物の純度が99.87%であることを示した。
【0030】
本明細書において開示される及び特許請求の範囲に記載される全ての方法は、必要以上の実験の必要がなく、本開示を考慮して、作製され実施され得る。本発明の組成物及び方法は、好ましい実施態様として記載されているが、本発明の概念、精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の方法及び方法のステップもしくは一連のステップにおいて変形が適用され得ることは、当業者に明らかであろう。より具体的には、化学的及び物理的に関連したいくつかの成分が、本明細書に記載の成分に置換され得、同等もしくは類似の結果が得られることが明らかであろう。当業者に明らかである全てのこのような類似の置換及び修飾は、添付の特許請求の範囲により定義される本発明の精神、範囲及び概念の範囲内であると見なされる。
【0031】
(引用文献)
以下の引用文献は、その範囲において、本明細書の記載に、典型的な手順又はその他の詳細な説明を提供するものであり、本明細書に参照として取り込まれる。
【0032】
【表1】
Figure 2004527577
Figure 2004527577

Claims (20)

  1. 式I:
    Figure 2004527577
    (式中、Rは独立して、水素、ハロ、C1−C4アルキル、アルケニル、アルキニル、C3−C6シクロアルキル、C1−C4アルコキシ、アルケンオキシ、アルキンオキシから選ばれ;及び、
    Xは水素、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、又は置換アンモニウムである。)の化合物を調製するための方法であって、下記;
    a)式II;
    Figure 2004527577
    (式中、Rは前に定義される通りである。)の化合物と、式III;
    Figure 2004527577
    の化合物を反応させること、及び、
    b)結果として得られる化合物と、式IV;
    Figure 2004527577
    (式中、Xは前に定義される通りであり、及びZはヒドロキシ、スルフェート、ホスフェート、又はアルコキシ、バイカルボネート、カルボネートであり、及び、b及びcは独立して1〜5である。)の化合物を反応させることを含む方法。
  2. 式IVの化合物が水酸化ナトリウムである、請求項1に記載の方法。
  3. Rが水素である、請求項1に記載の方法。
  4. 式Iの化合物と式IIの化合物の反応が触媒の存在下で行われる、請求項1に記載の方法。
  5. 触媒がルイス酸である、請求項4に記載の方法。
  6. 触媒が塩化アルミニウム、塩化亜鉛、塩化鉄、塩化スズ、三臭化ホウ素、三フッ化ホウ素、又は硫酸である、請求項5に記載の方法。
  7. 触媒が塩化アルミニウムである、請求項6に記載の方法。
  8. 式IIの化合物と塩化アルミニウムを含む混合物を共に、約40℃から約60℃の間の温度で約10分間攪拌して、その後、式IIIの化合物を添加する、請求項7に記載の方法。
  9. 式IIIの化合物を、式IIの化合物と塩化アルミニウムを含む混合物と共に、約50℃から約60℃の間の温度で約90分間攪拌して、その後、水酸化ナトリウムを添加する、請求項8に記載の方法。
  10. a)ベンゼンとブチロラクトンを反応させること;及び
    b)結果として得られる混合物と、X−Zの化合物(式中、Xは水素、アルカリ金属カチオン、アンモニウム、又は置換アンモニウムであり;Zはヒドロキシ、スルフェート、ホスフェート、又はアルコキシ、バイカルボネート、カルボネートであり、及び、b及びcは独立して1〜5である。)を反応させることを含む、4−フェニル酪酸を調製するための方法。
  11. ベンゼンとブチロラクトンの反応が触媒の存在下で行われる、請求項10に記載の方法。
  12. 触媒がルイス酸である、請求項11に記載の方法。
  13. 触媒が塩化アルミニウム、塩化亜鉛、塩化鉄、塩化スズ、三臭化ホウ素、三フッ化ホウ素、又は硫酸である、請求項12に記載の方法。
  14. ブチロラクトンとの反応の前に、触媒をベンゼンに添加して、ベンゼンと触媒の混合物を得る、請求項13に記載の方法。
  15. ブチロラクトンとの反応の前に、ベンゼンと触媒の混合物を共に、1分間から約15分間攪拌する、請求項14に記載の方法。
  16. ブチロラクトンを添加する前に、ベンゼンと触媒の混合物を約50℃から約60℃の間の温度で攪拌する、請求項15に記載の方法。
  17. ブチロラクトンをベンゼンと触媒の混合物に添加して、ベンゼン、触媒、及びブチロラクトンの反応混合物を得る、請求項14に記載の方法。
  18. ベンゼン、触媒、及びブチロラクトンの反応混合物を、30分間から約120分間攪拌する、請求項17に記載の方法。
  19. ベンゼン、触媒、及びブチロラクトンの反応混合物が50℃から約60℃の間に維持される、請求項18に記載の方法。
  20. c)ベンゼン、触媒、及びブチロラクトンを含む反応混合物を、式IVの化合物を含む水性混合物と共に急冷するステップ、
    d)水性混合物と反応混合物との組み合せを有機溶媒と接触させて、有機相及び水相を得るステップ、
    e)生成物を水相から析出させるのに十分な量で、酸を水相に添加して、水相のpHを低下させるステップ、及び、
    f)水相から生成物を分離するステップをさらに含む、請求項19に記載の方法。
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