説明

ヒドラゾン類の製造法

本発明は、次の反応式に従う、式(5)で表されるヒドラゾン体の工業的に有利な製造法を提供する。
【化1】

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塩酸サプロプテリン等の医薬品の製造中間体として重要なヒドラゾン類の製造法に関する。
【背景技術】
【0002】
塩酸サプロプテリン(L−テトラヒドロビオプテリン塩酸塩)は、異型高フェニルアラニン血症の治療薬として広く用いられている。塩酸サプロプテリンは、L−ラムノースからL−ラムノースジエチルメルカプタール(REM)、5−デオキシ−L−アラビノース(5−DA)を経由してヒドラゾン体を得、このヒドラゾン体をアセチル化した後、これに6−ヒドロキシ−2,4,5−トリアミノピリミジンを反応させ、アセチル基を脱離させた後、不斉還元することにより製造されている(特許文献1、非特許文献1参照)。
【0003】
【化1】

【0004】
このようにヒドラゾン体は塩酸サプロプテリン製造工程における重要な中間体である。しかし、このヒドラゾン体製造工程中のL−ラムノースジエチルメルカプタノール(REM)から5−DAまでの反応収率や再現性が極めて悪く、また反応時間の長さやその後処理が煩雑である、という問題があった。
【特許文献1】特開昭59−186986号公報
【非特許文献1】Helv. Chim. Acta 68(6)1639-1643(1985)
【特許文献2】米国特許第 3505329号
【非特許文献2】J.Am.Chem.Soc. 96. 6781(1974)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、前記重要中間体であるヒドラゾン体の工業的に有利な製造法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は、まず、ヒドラゾン体の収率低下の原因について種々検討したところ、REMの酸化工程にあることを見出した。REMの工業的な酸化方法としては、過酸化水素、過安息香酸、過酢酸等が用いられている(特許文献2、非特許文献2参照)が、これらの酸化剤を用いた場合、反応の進行とともに生成物の分解、脱水体の生成等の副反応も同時に生じてしまい、反応収率が向上しないことが判明した。さらに、このように副反応が生起するため、酸化体から5−DAへの反応、さらにヒドラゾン化反応の収率も低く、得られるヒドラゾン体の純度も低いことが判明した。また、従来の酸化剤の滴下または投入時には、非常に激しい発熱があるため、作業時間が長時間に及ぶという作業効率の問題があった。後処理方法も、従来の酸化剤では、還元剤の投入時間や溶媒の濃縮など、煩雑で多段階の処理を要すことが問題となっていた。
そこで本発明者は、REMの酸化剤としてモノ過硫酸塩を用いたところ、全く意外にも従来法で生じた副反応がほとんど生じず、反応液が極めてきれいであり、5−DA化及びヒドラゾン化反応も定量的に進行することを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明は一般式(1)
【0008】
【化2】

【0009】
(式中、R1はアルキル基を示す)
で表される1,1−ビスアルキルスルファニル化合物にモノ過硫酸塩を反応させることを特徴とする、一般式(2)
【0010】
【化3】

【0011】
(式中、R1は前記と同じ)
で表される1,1−ビスアルキルスルホニル化合物の製造法を提供するものである。
【0012】
また、本発明は、一般式(1)
【0013】
【化4】

【0014】
(式中、R1は前記と同じ)
で表される1,1−ビスアルキルスルファニル化合物にモノ過硫酸塩を反応させ、得られた一般式(2)
【0015】
【化5】

【0016】
(式中、R1は前記と同じ)
で表される1,1−ビスアルキルスルホニル化合物にアンモニアを反応させることを特徴とする、式(3)
【0017】
【化6】

【0018】
で表されるアルデヒド化合物の製造法を提供するものである。
【0019】
さらに本発明は、一般式(1)
【0020】
【化7】

【0021】
(式中、R1は前記と同じ)
で表される1,1−ビスアルキルスルファニル化合物にモノ過硫酸塩を反応させ、得られた一般式(2)
【0022】
【化8】

【0023】
(式中、R1は前記と同じ)
で表される1,1−ビスアルキルスルホニル化合物にアンモニアを反応させて式(3)
【0024】
【化9】

【0025】
で表されるアルデヒド化合物を得、次いで当該化合物に式(4)
【0026】
【化10】

【0027】
(式中、R2及びR3は同一又は異なって、水素原子、アルキル基又はアリール基を示す)で表されるヒドラジン類を反応させることを特徴とする、一般式(5)
【0028】
【化11】

【0029】
(式中、R2及びR3は前記と同じ)
で表されるヒドラゾン類の製造法を提供するものである。
【発明の効果】
【0030】
本発明方法によれば、チオエーテル体の酸化反応が極めて短時間かつ高収率で進行し、かつ副反応が生起しないため反応管理が容易であり、かつヒドラゾン体までの3工程すべてが定量的に進行する。また、チオエーテル体からヒドラゾン体までの反応すべてが副反応を生じないので、3工程をすべてワンポットで行なうこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0031】
本発明方法は、下記の反応式で表される。
【0032】
【化12】

【0033】
(式中、R1、R2及びR3は前記と同じ)
【0034】
原料である1,1−ビスアルキルスルファニル化合物(1)は、例えば、L−ラムノースに、氷冷下、塩酸水溶液中でエタンチオール2モル当量を加え、20時間氷冷下作用させた後、析出した結晶をろ取し、得られた結晶を氷水及びn−ヘキサンで洗浄、乾燥することによって製造することができる。ここで、R1で示されるアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基等の炭素数1〜8の直鎖又は分岐鎖のアルキル基が挙げられるが、炭素数1〜5のアルキル基、特にエチル基が好ましい。
【0035】
化合物(1)にモノ過硫酸塩を反応させることにより、化合物(2)が得られる。モノ過硫酸塩としては、モノ過硫酸カリウム(KHSO5)、モノ過硫酸ナトリウム(NaHSO5)等のモノ過硫酸アルカリ金属塩が挙げられる。モノ過硫酸塩としては、混合物も使用でき,例えばデュポン社からOXONEの商品名で販売されている2KHSO5・KHSO4・K2SO4の組成の混合物を使用することができる。モノ過硫酸塩は、化合物(1)に対してOXONE(=2KHSO5・KHSO4・K2SO4)として2〜3.5モル当量、さらに2〜3モル当量、特に2.2〜2.4モル当量使用するのが好ましい。
反応溶媒としては、水又は低級アルコールが好ましく、特に水が好ましい。ここで低級アルコールとしては、メタノール、エタノール、イソプロパノール等の炭素数1〜5のアルコールが挙げられる。反応溶媒の使用量は、化合物(1)に対して10〜30倍容量、特に10〜20倍容量が好ましい。また、反応温度は副反応を防止する点から5〜20℃、さらに5〜15℃、特に5〜10℃が好ましい。反応時間は副反応を防止し、反応を完結させる点から1〜10時間、さらに1〜5時間、特に2〜5時間が好ましい。
【0036】
得られた溶液中の化合物(2)にアンモニアを反応させることにより、化合物(3)が得られる。この反応は、化合物(1)から化合物(2)を得た後、そのまま継続して行なうことができる。
用いるアンモニアとしては、14〜28%アンモニア水が挙げられる。反応は、pH8以上、さらに8〜10、特に9〜10条件で行なうのが好ましい。また、反応は5〜35℃の条件で、1〜50時間、特に10〜40時間行なうのが好ましい。
反応終了後は、酢酸エチル、トルエン、クロロホルム等の有機溶媒で洗浄するだけで、容易に純度の高い化合物(3)を得ることができる。
【0037】
化合物(3)と化合物(4)を反応させることにより、化合物(5)(ヒドラゾン体)が得られる。
式(4)中、R2及びR3のアルキル基としては、炭素数1〜7の直鎖若しくは分岐鎖の低級アルキル基、例えばメチル基、エチル基等が挙げられ、メチル基が好ましい。アリール基としては、炭素数6〜14のアリール基、例えばフェニル基、ナフチル基等が挙げられ、フェニル基が好ましい。R2及びR3における基としては特に水素原子又はフェニル基が好ましい。ヒドラジン類(4)としては、ヒドラジン、1,1−ジメチルジアジン、フェニルヒドラジン等が挙げられ、特にフェニルヒドラジンが好ましい。
この反応も水又はアルコール等の溶媒中で行なうことができ、特に水中で行なうのが好ましい。ヒドラジン類(4)の使用量は、化合物(3)に対し、1〜1.5モル当量、特に1〜1.1モル当量が好ましい。反応は、酸性条件下で行なわれ、pH4.0〜6.5が好ましい。反応液中に添加する酸は、酢酸等の有機酸、塩酸、硫酸等の無機酸が挙げられる。
反応は、0〜50℃で1〜20時間行なうのが好ましい。反応終了後、反応液の水層を有機溶媒で抽出すれば、容易に純度の高い化合物(5)が得られる。
【0038】
本発明方法においては、化合物(1)から化合物(5)までの製造工程を全て単一の溶媒、特に水溶液中で行なうことができる。また、すべての工程、特に酸化反応の反応時間が短かく、後処理操作もなく工業的に有利である。化合物(1)から化合物(5)までの工程において、副反応がほとんど生起しないため、カラム操作や濃縮操作等を必要とせず、工業的製法として有利である。
【0039】
かくして得られたヒドラゾン体(5)は、前記公知の方法に従い、塩酸サプロプテリンへと導くことができる。
【実施例】
【0040】
次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。
【0041】
実施例1
(1)5000mLの4頚フラスコに、1,1−ビス−エチルスルファニルヘキサン−2,3,4,5−テトラオール(REM)(200.00g,0.7396モル)及び水(3000mL)を加え懸濁させ、外温5℃に冷却した。反応液にOXONE(登録商標)(デュポン社、1046g,1.701モル)を内温20℃以下を保つように投入した。OXONE(登録商標)投入後、外温5℃で2時間撹拌し、反応終点をTLCにて確認した(化合物(1):Rf=0.7、化合物(2):Rf=0.45、TLC条件;プレート:薄層クロマトグラフ用シリカゲル、スポット量:2μL、展開溶媒:クロロホルム/メタノール/酢酸(10:2:1)、展開長:5〜10cm、発色試薬:1% 硫酸セリウム(IV)水溶液/10% 硫酸(1:1)の混合液、操作方法:上記条件で展開したTLCプレートに発色試薬を一様に噴霧した後、加熱する)。懸濁反応液に内温25℃以下を保つように28%アンモニア水を滴下し、反応液のpHを9〜10になるように調整した。懸濁反応液を外温10℃で滴下終了から15.5時間撹拌した後、反応終点をTLCにて確認した(上記同一条件、化合物(3):Rf=0.3)。反応液をろ過し、残渣を酢酸エチル(1000mL)及び水(200mL)で続けて練り洗いをし、残渣に目的物(2,3,4−トリヒドロキシペンタナール)の残存がないかTLCで確認した(上記同一条件)。ろ液を分液し、水層を酢酸エチル(1000mL)で2回洗浄した後、有機層をあわせ、水(200ml)を加え再度抽出した。水層をあわせ、2,3,4−トリヒドロキシペンタナール(5−DA)を含む水溶液(4485g)を得た。
【0042】
(2)2000mLの4頚フラスコに、前項で合成した5−DAを含む水溶液(897g)を加え、アルゴン気流下、外温10℃に冷却した。反応液のpHが5〜6になるように酢酸(4.20g)を加え、次いでフェニルヒドラジン(16.00g,0.148モル)を投入した。反応液を外温10℃、1時間撹拌した後、反応終点をTLCにて確認した(実施例1のTLC条件と同一条件、化合物(5):Rf=0.56)。橙色懸濁反応液のpHが7付近になるように20%水酸化ナトリウム水溶液(4.05g)を加え、次いで酢酸エチル(200mL)及び食塩(225g)を加えた。反応液を分液し、水層に酢酸エチル(200mL)を加え、再度抽出した。有機層を合わせ、無水硫酸ナトリウム(40g)を加え、脱水・ろ過し、フェニルヒドラゾン体(5)を含む酢酸エチル溶液(500mL)を得た。
得られたフェニルヒドラゾン体(5)を含む酢酸エチル溶液及び分液水層について含まれているフェニルヒドラゾン体(5)の定量分析を行ったところ、酢酸エチル溶液中の含量換算収率は102.4%、水層中の含量換算収率は0.58%であった。HPLC条件;カラム:Inertsil ODS-2、4.6mm×250mm、カラム温度:40℃、移動相:10mM KH2PO4(pH3〜3.3)/アセトニトリル=7:3、流量:1.0mL/min、測定波長:247nm、分析時間:30分、内部標準物質:ニトロベンゼン、操作:反応液を1mLとり、メタノールで20mLにメスアップした。この液を5μL注入し、分析を行った。
【0043】
実施例2
REM1gを水15mLに懸濁し、外温5℃で撹拌した後、OXONE(登録商標)2.1〜2.4モル当量を添加し、TLCで反応を追跡した(実施例1のTLC条件と同一条件)。その結果、酸化反応は2〜5時間で十分に終了した。また、本反応においては、他の過酸を用いた比較例1〜3に見られた副反応物のスポットは生じなかった。
【0044】
実施例3
REM1gを水15mLに懸濁し、反応温度を5〜10℃とし、OXONE(登録商標)2.3モル当量を添加し、TLCで反応を追跡した(実施例1のTLC条件と同一条件)。その結果、5〜10℃で、酸化反応は2〜5時間で十分に終了し、副反応はほとんど生じなかった。
【0045】
実施例4
REM100gをメタノール1.5Lに溶解し、外温を20℃とし、OXONE(登録商標)3モル当量を添加し、TLCで反応を追跡した(実施例1のTLC条件と同一条件)。16時間後に酸化反応は完結し、副反応はほとんど生じなかった。
【0046】
比較例1(過酸化水素法)
REM1.5kgに酢酸8.25Lを加え、外温15℃で攪拌した後35%過酸化水素水1185.64gを内温30℃以下で約8時間かけて滴下した。反応液を終夜攪拌した後、濃塩酸18.04gを加え、反応液を外温40℃に加温した後、再度35%過酸化水素水1778.39gを約30分かけて滴下した。反応液を外温40℃で約9時間攪拌した後、外温10℃で冷却し、反応液に酢酸ナトリウム60.02gを溶かした水溶液750mLを投入した後、終夜攪拌した。反応液を外温0℃で冷却し、ハイドロサルファイトナトリウム525.27gを溶かした水溶液3Lを、酸化還元電位436mVとなるまで滴下し、外温5℃で終夜攪拌した。反応液を外温60℃で、内温の上昇が止まるまで減圧濃縮した。濃縮残渣を次工程に用いた。濃縮残渣のTLCから複数のスポットが確認された(実施例1のTLC条件と同一条件)。その後、実施例1と同様にアンモニア処理及びフェニルヒドラゾン化反応を行なった。その結果、ヒドラゾン体までの収率は45〜75%であった。
【0047】
比較例2(過酢酸法)
32%過酢酸(希酢酸溶液)3.55g及び水1mLをフラスコに加え、外温10℃で攪拌し、反応液にREM1gを分割投入した。反応液を外温30℃で終夜攪拌し、21時間後にTLCで反応終了を確認した(実施例1のTLC条件と同一条件)。反応液を氷冷し、ハイドロサルファイトナトリウム0.35gをゆっくり添加し、反応液中の過酸化物の消失をKI/デンプン紙にて確認した後、反応液を外温50℃で減圧濃縮した。濃縮残渣として白色固体及び油状物の混合物として2.337gを得た。濃縮残渣のTLCから生成物は、主に脱水体(6,6−ビス−エタンスルフォニル−ヘキス−5−エン−2,3,4−トリオール)であった。
【0048】
比較例3(過安息香酸法)
REM1260gに1,4−ジオキサン12Lを加え、40℃に加温し溶解を確認した後、反応液を水冷した。反応液にメタクロロ過安息香酸(含量68%)5700gを4時間かけて徐々に加えた。反応液に酢酸エチル12Lを加え、一晩放置した後低温室に4時間保存し、析出した結晶をろ取した。同様の反応をREM1390gで行い、2回分の結晶を合わせ、ヌッチェ上で酢酸エチル15Lで洗浄した。得られた結晶を3日間風乾し、化合物(2)(1,1−ビス−エタンスルフォニル−ヘキサン−2,3,4,5−テトラオール)を2965g得た。化合物(2)のIR分析からメタクロロ安息香酸が混入していた。
【0049】
実施例1〜4と比較例1〜3との対比から明らかなように、本発明方法によれば、副反応がほとんど生起しないため、反応時間、反応条件のコントロールが容易であり、後処理も簡便な操作で良く、反応時間が短縮され、かつ収率も極めて高い。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式(1)
【化1】


(式中、R1はアルキル基を示す)
で表される1,1−ビスアルキルスルファニル化合物にモノ過硫酸塩を反応させることを特徴とする、一般式(2)
【化2】


(式中、R1は前記と同じ)
で表される1,1−ビスアルキルスルホニル化合物の製造法。
【請求項2】
一般式(1)
【化3】


(式中、R1はアルキル基を示す)
で表される1,1−ビスアルキルスルファニル化合物にモノ過硫酸塩を反応させ、得られた一般式(2)
【化4】


(式中、R1は前記と同じ)
で表される1,1−ビスアルキルスルホニル化合物にアンモニアを反応させることを特徴とする、式(3)
【化5】


で表されるアルデヒド化合物の製造法。
【請求項3】
一般式(1)
【化6】


(式中、R1はアルキル基を示す)
で表される1,1−ビスアルキルスルファニル化合物にモノ過硫酸塩を反応させ、得られた一般式(2)
【化7】


(式中、R1は前記と同じ)
で表される1,1−ビスアルキルスルホニル化合物にアンモニアを反応させて式(3)
【化8】


で表されるアルデヒド化合物を得、次いで当該化合物に式(4)
【化9】


(式中、R2及びR3は同一又は異なって、水素原子、アルキル基又はアリール基を示す)
で表されるヒドラジン類を反応させることを特徴とする、一般式(5)
【化10】


(式中、R2及びR3は前記と同じ)
で表されるヒドラゾン類の製造法。
【請求項4】
反応を水系又はアルコール系溶媒中で行なうものである請求項1〜3のいずれか1項記載の製造法。

【公表番号】特表2008−539163(P2008−539163A)
【公表日】平成20年11月13日(2008.11.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−539416(P2007−539416)
【出願日】平成18年4月27日(2006.4.27)
【国際出願番号】PCT/JP2006/309204
【国際公開番号】WO2006/118322
【国際公開日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【出願人】(000234605)白鳥製薬株式会社 (17)
【出願人】(503062312)アスビオファーマ株式会社 (25)
【Fターム(参考)】