JP2018108978A - Method for producing biotin intermediate and method for producing biotin - Google Patents
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Abstract
【課題】ビオチンの中間体であるトリオン化合物を特定のアミド体を経由して製造する方法の提供。【解決手段】式(3)に代表されるアミド体を特定のウレイド無水化合物から合成し、該アミド体からトリオン化合物を合成した後、特定のチオラクトン化合物を経てビオチンを製造する。[R1及びR2は夫々独立にH又はウレイレン基の保護基;R3はアルキル基、アラルキル基、又はアリール基;R4〜R6は夫々独立にH、アルキル基、アルコキシ基又はハロゲン原子]【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a trione compound which is an intermediate of biotin via a specific amide. An amide compound represented by formula (3) is synthesized from a specific ureido anhydrous compound, a trione compound is synthesized from the amide compound, and then biotin is produced via a specific thiolactone compound. [R1 and R2 are each independently a protecting group for H or a ureylene group; R3 is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group; R4 to R6 are each independently H, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom] None
Description
本発明は、ビオチン中間体の新規な製造方法に関する発明であり、かつ、該製造方法で得られた中間体を使用しる、ビオチンの新規な製造方法に関する。 The present invention relates to a novel method for producing a biotin intermediate, and also relates to a novel method for producing biotin using an intermediate obtained by the production method.
下記式(10) Following formula (10)
で示されるビオチンは、糖尿病予防効果等が期待される医薬品、及び飼料添加剤等に使用される水溶性ビタミンである。 The biotin represented by is a water-soluble vitamin used for pharmaceuticals that are expected to have a diabetes-preventing effect, feed additives, and the like.
該ビオチンは、非常に長い製造工程を有する。そのため、中間体であっても多くの工程を経て製造されている。例えば、ビオチンの代表的な中間体である、
下記式(5)
The biotin has a very long production process. Therefore, even if it is an intermediate body, it is manufactured through many processes. For example, a typical intermediate of biotin,
Following formula (5)
(式中、
R1、およびR2は、それぞれ、水素原子、又はウレイレン基の保護基であり、
R4、R5、およびR6は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、またはハロゲン原子である。)で示されるトリオン化合物は、以下の方法で製造されている。下記工程においては、R1、およびR2がベンジル基(Bn基)であり、R4、R5、およびR6が水素原子であり、R3がメチル基である場合の例を示した。
(Where
R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or a protecting group for a ureylene group,
R 4 , R 5 , and R 6 are each a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. ) Is produced by the following method. In the following process, an example in which R 1 and R 2 are benzyl groups (Bn groups), R 4 , R 5 , and R 6 are hydrogen atoms and R 3 is a methyl group is shown.
なお、ビオチンは、該トリオン化合物から還元反応、環化反応、および硫化剤等との反応を行い製造される(特許文献1参照)。 Biotin is produced from the trione compound through a reduction reaction, a cyclization reaction, and a reaction with a sulfurizing agent (see Patent Document 1).
特許文献1の実施例には、先ず、1,3−ジベンジル−2−イミダゾリドン−シス−4,5−ジカルボン酸(ウレイド化合物)、およびα−フェネチルアミン((R)−(+)−1−メチルベンジルアミン;光学活性アミン)をトルエン中、還流温度で反応させる。次いで、トルエンを留去した無溶媒の状態で220〜240℃以上の高温状態に保持することにより、1,3−ジベンジル−5−(α−フェネチル)−ヘキサヒドロピロロ[3,4−a]イミダゾール−2,4,6−トリオンを製造できることが示されている。 In Examples of Patent Document 1, first, 1,3-dibenzyl-2-imidazolidone-cis-4,5-dicarboxylic acid (ureido compound), and α-phenethylamine ((R)-(+)-1-methyl Benzylamine (optically active amine) is reacted in toluene at reflux temperature. Subsequently, 1,3-dibenzyl-5- (α-phenethyl) -hexahydropyrrolo [3,4-a] is maintained in a high temperature state of 220 to 240 ° C. or more in a solvent-free state in which toluene is distilled off. It has been shown that imidazole-2,4,6-trione can be produced.
しかしながら、本発明者等が、前記方法を追試すると、以下の点で改善の余地があることが分かった。前記方法は、還流下、反応系内を攪拌混合して実施されるのが一般的であると考えられるが、複数回、同じ実験を行った際、反応の途中で結晶が析出して反応系内を十分に攪拌混合できなくなる場合があった。また、取り出した結晶そのものを220〜240℃と非常に高温下で保持する必要があるため、それ相応の装置が必要になったり、生成物が分解するおそれがある点で改善の余地があった。さらには、無溶媒の状態のため、脱水が十分に行かず、トリオン化合物の収率が低下する場合があった。 However, when the present inventors tried the above method, it was found that there was room for improvement in the following points. It is considered that the above method is generally carried out by stirring and mixing the inside of the reaction system under reflux. However, when the same experiment was performed a plurality of times, crystals precipitated during the reaction and the reaction system was In some cases, the inside could not be sufficiently stirred and mixed. Moreover, since it is necessary to hold the extracted crystal itself at a very high temperature of 220 to 240 ° C., there is room for improvement in that there is a possibility that a corresponding apparatus is required or the product is decomposed. . Furthermore, since there is no solvent, dehydration is not sufficiently performed, and the yield of the trione compound may be reduced.
ビオチンは、非常に多くの工程を経て製造される。そのため、ビオチンの製造コストを低減するためには、それぞれの中間体の製造方法も重要となる。 Biotin is produced through numerous processes. Therefore, in order to reduce the production cost of biotin, the production method of each intermediate is also important.
したがって、本発明の目的は、ビオチンの中間体であるトリオン化合物を容易に製造できる方法を提供することにある。そして、該トリオン化合物のような中間体を原料とした、ビオチンの新規な製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method capable of easily producing a trione compound which is an intermediate of biotin. Another object of the present invention is to provide a novel method for producing biotin using an intermediate such as the trione compound as a raw material.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた。そして、従来法において反応系内に析出する結晶を確認した。するとトリオン化合物の反応は以下のように進行していることが考えられた。 The present inventors have made extensive studies to solve the above problems. And the crystal | crystallization which precipitates in a reaction system in the conventional method was confirmed. Then, it was considered that the reaction of the trione compound proceeded as follows.
上記反応において、原料(ウレイド化合物又は無水化合物)とα−フェネチルアミン((R)−(+)−1−メチルベンジルアミン;光学活性アミン)とを反応させた場合に、前記式で示されるアミド体(I)、およびアミド体(II)が一旦生成し、このアミド体(I)、およびアミド体(II)が結晶として反応系内に析出することが分かった。そして、この結晶を反応系内中に析出させずに、かつ同時に脱水を行うことができれば、均一な状態で反応を進めることができ、操作性をより向上できると考え、様々な検討を行った。その結果、特定の溶媒中で反応を実施することにより、アミド体(I)、およびアミド体(II)からなる混合物の結晶を析出させることなく、さらに、均一な状態の反応系内から容易に水を抜くことができるため、トリオン化合物を容易に製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。 In the above reaction, when the raw material (ureido compound or anhydrous compound) and α-phenethylamine ((R)-(+)-1-methylbenzylamine; optically active amine) are reacted, the amide compound represented by the above formula It was found that (I) and amide (II) were once generated, and this amide (I) and amide (II) were precipitated in the reaction system as crystals. And if this crystal was not precipitated in the reaction system and could be dehydrated at the same time, it was considered that the reaction could proceed in a uniform state and the operability could be further improved, and various studies were conducted. . As a result, by carrying out the reaction in a specific solvent, the mixture of the amide compound (I) and the amide compound (II) can be easily separated from the reaction system in a uniform state without precipitating crystals. Since water can be drained, the inventors have found that a trione compound can be easily produced, and have completed the present invention.
すなわち、第一の本発明は、
下記式(1)
That is, the first aspect of the present invention is
Following formula (1)
(式中、
R1、およびR2は、それぞれ、水素原子、又はウレイレン基の保護基である。)で示される無水化合物と、
下記式(2)
(Where
R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or a protecting group for a ureylene group. An anhydrous compound represented by
Following formula (2)
(式中、
R3は、アルキル基、アラルキル基、又はアリール基であり、
R4、R5、およびR6は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、またはハロゲン原子である。)で示される光学活性アミン化合物とを、
沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を含む反応溶媒中で反応させることにより、
下記式(3)
(Where
R 3 is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group,
R 4 , R 5 , and R 6 are each a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. And an optically active amine compound represented by
By reacting in a reaction solvent containing an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher,
Following formula (3)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるアミド体(I)、および
下記式(4)
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). Amide compound (I) represented by the following formula (4)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるアミド体(II)からなる混合物を製造する方法である。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). ) Is a method for producing a mixture comprising the amide (II).
また、第二の本発明は、
第一の本発明に記載の方法で得られた前記式(3)で示されるアミド体(I)、および前記式(4)で示されるアミド体(II)からなる混合物、並びに、沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を含む第一反応溶液を還流温度として、該混合物を脱水することにより、
下記式(5)
The second aspect of the present invention
A mixture comprising the amide compound (I) represented by the formula (3) and the amide compound (II) represented by the formula (4) obtained by the method according to the first aspect of the present invention, and a boiling point of 140 By dehydrating the mixture at a reflux temperature of the first reaction solution containing an aromatic hydrocarbon solvent at a temperature of ℃ or higher,
Following formula (5)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるトリオン化合物を製造する方法である。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). ) Is a method for producing a trione compound represented by
第三の本発明は、
前記沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を含む反応溶媒中、還流温度として、
下記式(6)
The third aspect of the present invention is
In a reaction solvent containing an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher, as a reflux temperature,
Following formula (6)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義である。)で示されるウレイド化合物を脱水することにより、前記式(1)で示される無水化合物を製造する方法である。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1). The anhydrous compound shown by said Formula (1) is manufactured by dehydrating the ureido compound shown by this.
第四の本発明は、
第三の本発明の方法で得られた前記式(1)で示される無水化合物、および前記沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を含む反応溶媒を含む第二反応溶液と、前記式(2)で示される光学活性アミン化合物を混合することにより、前記式(3)で示されるアミド体(I)、および前記式(4)で示されるアミド体(II)からなる混合物を製造する方法である。
The fourth aspect of the present invention is
A second reaction solution comprising an anhydrous compound represented by the formula (1) obtained by the method of the third aspect of the present invention, and a reaction solvent containing an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher; By mixing the optically active amine compound represented by (2), a mixture comprising the amide (I) represented by the formula (3) and the amide (II) represented by the formula (4) is produced. Is the method.
第五の本発明は、
第二の本発明の方法により前記式(5)で示されるトリオン化合物を製造した後、該トリオン化合物を還元剤で還元することにより、
下記式(7)
The fifth aspect of the present invention is
After producing the trione compound represented by the formula (5) by the method of the second present invention, reducing the trione compound with a reducing agent,
Following formula (7)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるアミドアルコール化合物を製造する方法である。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). Is a method of producing an amide alcohol compound represented by
第六の本発明は、
第五の本発明の方法により前記式(7)で示されるアミドアルコール化合物を製造した後、該アミドアルコール化合物を酸で環化することにより、
下記式(8)
The sixth invention relates to
After producing the amide alcohol compound represented by the above formula (7) by the method of the fifth invention, the amide alcohol compound is cyclized with an acid,
Following formula (8)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義である。)で示されるラクトン化合物を製造する方法である。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1). Is a method for producing a lactone compound represented by
第七の本発明は、
第六の本発明の方法により前記式(8)で示されるラクトン化合物を製造した後、該ラクトン化合物と硫化剤とを反応させることにより、
下記式(9)
The seventh aspect of the present invention is
After producing the lactone compound represented by the above formula (8) by the method of the sixth invention, by reacting the lactone compound with a sulfurizing agent,
Following formula (9)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義である。)で示されるチオラクトン化合物を製造する方法である。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1). Is a method for producing a thiolactone compound represented by
第八の本発明は、
第七の本発明の方法により前記式(9)で示されるチオラクトン化合物を製造した後、該チオラクトン化合物を原料として、
下記式(10)
The eighth aspect of the present invention is
After producing the thiolactone compound represented by the formula (9) by the method of the seventh invention, using the thiolactone compound as a raw material,
Following formula (10)
で示されるビオチンを製造する方法である。 Is a method for producing biotin represented by
本発明の方法によれば、ビオチン中間体である、アミド体(I)、およびアミド体(II)の混合物、並びにトリオン化合物を操作性よく製造することができる。その結果、本発明の方法によれば、ビオチンを効率よく製造することができる。 According to the method of the present invention, a mixture of amide (I) and amide (II), which are biotin intermediates, and a trione compound can be produced with good operability. As a result, according to the method of the present invention, biotin can be produced efficiently.
特に、原料となるウレイド化合物を無水化合物とする前段階から、沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を使用することにより、反応系内に光学活性アミン化合物を導入し、反応系内から脱水を行うだけで、その都度、生成物を取り出さなくとも、トリオン化合物を製造できる。この方法を使用すれば、特に、ビオチンを効率よく製造することができる。 In particular, the optically active amine compound is introduced into the reaction system by using an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher from the previous stage where the ureido compound as a raw material is an anhydrous compound. A trione compound can be produced only by performing dehydration without taking out the product each time. In particular, biotin can be efficiently produced by using this method.
本発明は、前記式(1)で示される無水化合物と、前記式(2)で示される光学活性アミン化合物とを、沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を含む反応溶媒中で反応させることにより、前記式(3)で示されるアミド体(I)、および前記式(4)で示されるアミド体(II)からなる混合物を製造する方法である。該芳香族炭化水素系溶媒を使用することが、本発明の最大の特徴である。以下、順を追って説明する。 In the present invention, the anhydrous compound represented by the formula (1) and the optically active amine compound represented by the formula (2) are reacted in a reaction solvent containing an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher. To produce a mixture comprising the amide (I) represented by the formula (3) and the amide (II) represented by the formula (4). The use of the aromatic hydrocarbon solvent is the greatest feature of the present invention. In the following, description will be given in order.
(無水化合物)
本発明においては、
下記式(1)
(Anhydrous compound)
In the present invention,
Following formula (1)
(式中、
R1、およびR2は、それぞれ、水素原子、又はウレイレン基の保護基である。)で示される無水化合物(以下、単に「無水化合物」とする場合もある。)を原料とする。
(Where
R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or a protecting group for a ureylene group. ) (Hereinafter sometimes simply referred to as “anhydrous compound”).
式中、R1、およびR2は、それぞれ、水素原子、又はウレイレン基の保護基であり、同一であっても、異なる基であってもよい。イミド基の保護基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基、またはアシル基が挙げられる。中でも、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数5〜10のアリール基、炭素数6〜11のアラルキル基、または炭素数1〜11のアシル基が挙げられる。特に、それぞれがベンジル基であることが好ましい。 In the formula, R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or a protecting group for a ureylene group, and may be the same or different groups. Examples of the protecting group for the imide group include an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, and an acyl group. Especially, a C1-C10 alkyl group, a C5-C10 aryl group, a C6-C11 aralkyl group, or a C1-C11 acyl group is mentioned. In particular, each is preferably a benzyl group.
ここで、ウレイレン基は−NHCONH−で示される基である。ウレイレン(ureylene)基の保護基とは、ウレイド基に置換して所定反応中に不活性化する基である。所定反応後、脱保護によりウレイレン基が形成される。 Here, the ureylene group is a group represented by -NHCONH-. A protecting group for a ureylene group is a group that is substituted with a ureido group and inactivated during a predetermined reaction. After the predetermined reaction, a ureylene group is formed by deprotection.
(無水化合物の製造方法)
この無水化合物は、特に制限されるものではないが、以下の方法により製造することが好ましい。つまり、下記式(6)
(Method for producing anhydrous compound)
The anhydrous compound is not particularly limited, but is preferably produced by the following method. That is, the following formula (6)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義である。)で示されるウレイド化合物(以下、単に「ウレイド化合物」とする場合もある。)を脱水して製造することが好ましい。このウレイド化合物は、公知の化合物であり、特許文献1に例示されている化合物である。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1). The ureido compound represented by () (hereinafter sometimes simply referred to as “ureido compound”) is preferably produced by dehydration. This ureido compound is a known compound and is a compound exemplified in Patent Document 1.
前記無水化合物は、前記ウレイド化合物を脱水して環化することにより製造できる。前記ウレイド化合物を脱水するには、沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒中で実施することが好ましい。該芳香族炭化水素系溶媒を使用することにより、前記ウレイド化合物を容易に脱水できる。 The anhydrous compound can be produced by dehydrating and cyclizing the ureido compound. The dehydration of the ureido compound is preferably carried out in an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher. By using the aromatic hydrocarbon solvent, the ureido compound can be easily dehydrated.
前記芳香族炭化水素系溶媒は、沸点が140℃以上であれば、特に制限されるものではない。該芳香族炭化水素系溶媒の沸点は、該溶媒自体の工業的生産、除去のし易さ、有用性等を考慮すると、140〜210℃であることが好ましく、160〜190℃であることがさらに好ましい。 The aromatic hydrocarbon solvent is not particularly limited as long as the boiling point is 140 ° C. or higher. The boiling point of the aromatic hydrocarbon solvent is preferably 140 to 210 ° C, and preferably 160 to 190 ° C in consideration of industrial production, ease of removal, usefulness, etc. of the solvent itself. Further preferred.
(無水化合物の製造方法;芳香族炭化水素系溶媒)
前記芳香族炭化水素系溶媒は、市販のものが何ら制限なく使用できる。具体的には、沸点が140℃以上であって、ベンゼンに炭素数1〜3のアルキル基が1〜6個置換した溶媒、または、ベンゼンにハロゲン原子が2〜6個置換した溶媒であることが好ましい。具体的な溶媒を例示すると、メシチレン(沸点165℃)、プソイドクメン(沸点169℃)、ヘミメリデン(沸点176℃)、クメン(沸点152℃)、1,2−ジクロロベンゼン(沸点180℃)、1,3−ジクロロベンゼン(沸点172℃)、1,4−ジクロロベンゼン(沸点174℃)が挙げられる。これら溶媒は、単独で使用することもできるし、複数種類の混合溶媒を使用することもできる。中でも、脱水のし易さ、前記無水化合物の溶解性、および次の反応における操作性等を考慮すると、メシチレン(沸点165℃)が特に好ましい。
(Anhydrous compound production method; aromatic hydrocarbon solvent)
A commercially available aromatic hydrocarbon solvent can be used without any limitation. Specifically, it is a solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher and having benzene substituted with 1 to 6 alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms, or a solvent having benzene substituted with 2 to 6 halogen atoms. Is preferred. Specific solvents include mesitylene (boiling point 165 ° C.), pseudocumene (boiling point 169 ° C.), hemimeridene (boiling point 176 ° C.), cumene (boiling point 152 ° C.), 1,2-dichlorobenzene (boiling point 180 ° C.), 1, Examples include 3-dichlorobenzene (boiling point 172 ° C.) and 1,4-dichlorobenzene (boiling point 174 ° C.). These solvents can be used singly or a plurality of kinds of mixed solvents can be used. Among these, mesitylene (boiling point 165 ° C.) is particularly preferable in consideration of easiness of dehydration, solubility of the anhydrous compound, operability in the next reaction, and the like.
前記芳香族炭化水素系溶媒中で前記ウレイド化合物を脱水するためには、以下の方法を採用することが好ましい。すなわち、前記ウレイド化合物が前記芳香族炭化水素系溶媒に溶解した溶液を準備する。そして、この溶液を還流温度に維持しながら、反応系内に生じる水を該系外に取り出せばよい。 In order to dehydrate the ureido compound in the aromatic hydrocarbon solvent, the following method is preferably employed. That is, a solution in which the ureido compound is dissolved in the aromatic hydrocarbon solvent is prepared. Then, while maintaining this solution at the reflux temperature, water generated in the reaction system may be taken out of the system.
前記ウレイド化合物を脱水する場合の条件は、特に制限されるものではないが、以下の条件を採用することが好ましい。 The conditions for dehydrating the ureido compound are not particularly limited, but the following conditions are preferably employed.
具体的には、後工程、および脱水のし易さ等を考慮すると、前記ウレイド化合物1gに対して、前記芳香族炭化水素系溶媒を1〜20mL使用することが好ましく、さらには、2〜6mL使用することが好ましい。 Specifically, in consideration of the post-process, ease of dehydration, etc., it is preferable to use 1 to 20 mL of the aromatic hydrocarbon solvent with respect to 1 g of the ureido compound, and further 2 to 6 mL. It is preferable to use it.
また、脱水反応を行う際には、反応系内が十分に混合されるような状態とすることが好ましく、撹拌混合することが好ましい。脱水する際の温度(反応温度)は、反応液の還流温度とすることが好ましく、具体的には、140℃以上210℃の範囲で行うことが好ましく、さらには160〜190℃の範囲で行うことが好ましい。この脱水反応は、減圧、常圧、加圧下の何れの条件で実施してもよい。ただし、脱水を十分に行うためには、減圧から常圧下の範囲で実施することが好ましい。中でも、前記芳香族炭化水素溶媒を使用した場合には、水と共沸し易く、容易に脱水反応が進むため、常圧での反応であってもよい。 Moreover, when performing a dehydration reaction, it is preferable to set it as the state in which the inside of a reaction system is mixed sufficiently, and stirring mixing is preferable. The temperature (reaction temperature) at the time of dehydration is preferably the reflux temperature of the reaction solution, specifically, preferably 140 to 210 ° C., more preferably 160 to 190 ° C. It is preferable. This dehydration reaction may be performed under any conditions of reduced pressure, normal pressure, and increased pressure. However, in order to perform sufficient dehydration, it is preferable to carry out in a range from reduced pressure to normal pressure. Among these, when the aromatic hydrocarbon solvent is used, it is easy to azeotrope with water, and the dehydration reaction proceeds easily.
反応時間も特に制限されるものではなく、前記無水化合物の生成状態を確認して適宜決定すればよい。つまり、共沸する水の量を確認して反応の進行を確認することができ、共沸する水が出なくなるまで実施すればよい。通常、0.5〜20時間で十分である。また、反応雰囲気も、特に制限されるものではなく、空気雰囲気下、または窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で実施することができる。 The reaction time is not particularly limited, and may be appropriately determined by confirming the production state of the anhydrous compound. That is, the progress of the reaction can be confirmed by confirming the amount of azeotropic water, and it may be carried out until no azeotropic water is produced. Usually 0.5 to 20 hours is sufficient. In addition, the reaction atmosphere is not particularly limited, and the reaction can be performed in an air atmosphere or an inert gas atmosphere such as nitrogen gas.
以上のような脱水反応は、公知の設備で実施することができる。例えば、冷却機を備えた装置(例えば、Dean−Stark脱水装置)を使用して実施できる。 The dehydration reaction as described above can be performed with a known facility. For example, it can be performed using an apparatus (for example, a Dean-Stark dehydrator) equipped with a cooler.
本発明において、前記ウレイド化合物の脱水反応に、沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を使用した場合には、脱水反応が終了した後は、前記式(1)で示される無水化合物、および前記沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を含む反応溶媒を含む第二反応溶液とすることができる。本発明においては、一旦、前記無水化合物を反応系内から取り出すこともできるが、操作性をより向上するためには、前記第二反応溶液をそのまま、次工程の反応(光学活性アミン化合物との反応)に使用することが好ましい。 In the present invention, when an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher is used for the dehydration reaction of the ureido compound, after the dehydration reaction is completed, the anhydrous compound represented by the formula (1), And a second reaction solution containing a reaction solvent containing an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher. In the present invention, the anhydrous compound can be once taken out from the reaction system. However, in order to further improve the operability, the second reaction solution is used as it is in the next step (with an optically active amine compound). (Reaction) is preferably used.
(光学活性アミン化合物)
本発明においては、前記無水化合物と
下記式(2)
(Optically active amine compound)
In the present invention, the anhydrous compound and the following formula (2)
(式中、
R3は、アルキル基、アラルキル基、又はアリール基であり、
R4、R5、およびR6は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、またはハロゲン原子である。)で示される光学活性アミン化合物(以下、単に「光学活性アミン化合物」とする場合もある)とを反応させる
R3は、アルキル基、アラルキル基、アリール基である。中でも、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数6〜11のアラルキル基、または炭素数5〜10のアリール基が好ましい。中でも、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、特に、メチル基であることが好ましい。
(Where
R 3 is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group,
R 4 , R 5 , and R 6 are each a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. R 3 is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group, which is reacted with an optically active amine compound (hereinafter sometimes referred to simply as “optically active amine compound”). Among these, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aralkyl group having 6 to 11 carbon atoms, or an aryl group having 5 to 10 carbon atoms is preferable. Among these, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable, and a methyl group is particularly preferable.
また、R4、R5、およびR6は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子である。中でも、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、またはハロゲン原子であることが好ましい。中でも、R4、R5、およびR6は、全てが水素原子であることが好ましい。 R 4 , R 5 , and R 6 are each a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. Among these, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, or a halogen atom is preferable. Among them, it is preferable that all of R 4 , R 5 , and R 6 are hydrogen atoms.
(光学活性アミン化合物と無水化合物との反応条件)
本発明の特徴は、前記無水化合物と前記光学活性アミン化合物とを、沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を含む反応溶媒中で反応させる点にある。該芳香族炭化水素系溶媒は、前記(無水化合物の製造方法;芳香族炭化水素系溶媒で例示したもの)と同じ溶媒が挙げられ、好ましい溶媒も同じ理由で同じ溶媒である。
(Reaction conditions for optically active amine compound and anhydrous compound)
A feature of the present invention is that the anhydrous compound and the optically active amine compound are reacted in a reaction solvent containing an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher. Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include the same solvents as those described above (an example of an anhydrous compound production method; examples of aromatic hydrocarbon solvents), and preferred solvents are also the same solvents for the same reason.
本発明においては、前記無水化合物を一旦反応系内から取り出し、別途、沸点が140℃以上の芳香族炭化水素溶媒中、前記光学活性アミン化合物と反応させることもできる。ただし、より操作性を向上するためには、前記無水化合物、および前記沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を含む反応溶媒を含む第二反応溶液と光学活性アミン化合物とを混合することにより、反応を進行させることが好ましい。なお、前記反応溶媒には、不可避的に混入される水等が含まれていてもよい。 In the present invention, the anhydrous compound can be once taken out from the reaction system and separately reacted with the optically active amine compound in an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher. However, in order to further improve the operability, the optically active amine compound is mixed with the second reaction solution containing the anhydrous compound and the reaction solvent containing the aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher. The reaction is preferably allowed to proceed. The reaction solvent may contain water inevitably mixed.
本発明者等の検討によれば、この反応で得られる
下記式(3)
According to the study by the present inventors, the following formula (3) obtained by this reaction is obtained.
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるアミド体(以下、単に「アミド体(I)」とする場合もある。)、および
下記式(4)
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). ) (Hereinafter sometimes simply referred to as “amide (I)”), and the following formula (4)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるアミド体(II)(以下、単に「アミド体(II)」とする場合もある。)からなる混合物は、トルエンのような溶媒に溶解し難いことが分かった。そのため、反応条件によっては、トルエン中に該混合物の結晶が析出し、反応系内の攪拌を阻害する場合があることが分かった。これに対し、本発明で使用する、沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒は、該混合物の溶解性が高いため、該混合物の析出を抑制しつつ、均一な条件で該混合物の脱水反応を進めることができる。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). It was found that the mixture consisting of the amide compound (II) represented by () (hereinafter sometimes simply referred to as “amide compound (II)”) is difficult to dissolve in a solvent such as toluene. For this reason, it was found that depending on the reaction conditions, crystals of the mixture may precipitate in toluene and hinder the stirring in the reaction system. In contrast, the aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher used in the present invention has high solubility of the mixture, so that the mixture is dehydrated under uniform conditions while suppressing the precipitation of the mixture. The reaction can proceed.
本発明においては、前記無水化合物1gに対して、前記芳香族炭化水素系溶媒を1〜20mL使用することが好ましく、2〜6mL使用することが好ましい。前記芳香族炭化水素系溶媒の使用量を前記範囲とすることで、該混合物等の析出を抑制できる、なお、前記第二反応溶液を使用する場合、前記芳香族炭化水素系溶媒の量が足りない場合には、新たに、前記芳香族炭化水素系溶媒を追加することもできる。 In the present invention, 1 to 20 mL of the aromatic hydrocarbon solvent is preferably used with respect to 1 g of the anhydrous compound, and 2 to 6 mL is preferably used. By setting the amount of the aromatic hydrocarbon solvent used within the above range, precipitation of the mixture or the like can be suppressed. When the second reaction solution is used, the amount of the aromatic hydrocarbon solvent is sufficient. If not, the aromatic hydrocarbon solvent can be newly added.
また、前記光学活性アミン化合物は、特に制限されるものではないが、前記無水化合物1モルに対して、0.8〜2.0モル使用することが好ましく、0.9〜1.2モル使用することがより好ましい。 The optically active amine compound is not particularly limited, but is preferably used in an amount of 0.8 to 2.0 mol, and 0.9 to 1.2 mol, relative to 1 mol of the anhydrous compound. More preferably.
前記光学アミン化合物と前記無水化合物とを反応させる際の反応温度は、原料となる無水化合物、並びに生成するアミド体(I)およびアミド体(II)を含む混合物が析出しない温度が好ましい。具体的には、140℃以上が好ましく、さらには160℃以上が好ましい。また、反応温度の上限は、反応液の還流温度であるが、具体的には、210℃でもよく、さらに好ましくは190℃でもよい。 The reaction temperature at the time of reacting the optical amine compound and the anhydrous compound is preferably a temperature at which a mixture containing the anhydrous compound as a raw material and the resulting amide (I) and amide (II) does not precipitate. Specifically, 140 ° C. or higher is preferable, and 160 ° C. or higher is more preferable. Further, the upper limit of the reaction temperature is the reflux temperature of the reaction solution, but specifically, it may be 210 ° C, more preferably 190 ° C.
前記光学アミン化合物と前記無水化合物との反応は、両者を混合することにより瞬時に反応する。そのため、前記無水化合物が反応系内に析出しないような条件下において、前記光学活性アミン化合物を混合することが好ましい。混合は、反応系内を攪拌混合してやればよい。すなわち、共沸により水が除去された第二反応溶液において、前記無水化合物が析出しないような温度条件下で、前記光学活性アミン化合物を前記第二反応溶液に添加しながら、撹拌混合することが好ましい。 The reaction of the optical amine compound and the anhydrous compound reacts instantaneously by mixing both. Therefore, it is preferable to mix the optically active amine compound under the condition that the anhydrous compound does not precipitate in the reaction system. Mixing may be performed by stirring and mixing the inside of the reaction system. That is, in the second reaction solution from which water has been removed by azeotropic distillation, the optically active amine compound is added to the second reaction solution under a temperature condition such that the anhydrous compound does not precipitate. preferable.
この反応は、前記反応溶液(好ましくは第二反応溶液)に光学活性アミン化合物が配合された際の溶液の還流温度で実施することが好ましい。この場合、反応が終了した時点で、前記混合物の脱水反応が始まり、前記トリオン化合物を得ることができる。そのため、使用する装置は、前記無水化合物を製造したのと同じ装置で実施することが好ましい。同じ装置を使用することで、操作性を向上できる。 This reaction is preferably carried out at the reflux temperature of the solution when the optically active amine compound is blended in the reaction solution (preferably the second reaction solution). In this case, when the reaction is completed, the dehydration reaction of the mixture starts, and the trione compound can be obtained. Therefore, it is preferable to carry out the apparatus to be used with the same apparatus as the said anhydrous compound was manufactured. By using the same device, operability can be improved.
この反応は、前記の通り、前記無水化合物と前記光学活性アミン化合物とが接触すると瞬時に完了する。そのため、反応時間は、前記無水化合物の消費の状態を確認して適宜決定すればよい。また、反応雰囲気も、特に制限されるものではなく、空気雰囲気下、または窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で実施できる。また、この反応は、瞬時に完結するため、減圧、常圧、加圧下の何れの条件で実施してもよい。ただし、その後の混合物の脱水反応を直ぐに行うためには、減圧から常圧下の実施が好ましい。中でも、前記芳香族炭化水素系溶媒を使用しているため、常圧下で実施することが好ましい。 As described above, this reaction is completed instantaneously when the anhydrous compound and the optically active amine compound come into contact with each other. Therefore, the reaction time may be appropriately determined by confirming the state of consumption of the anhydrous compound. Further, the reaction atmosphere is not particularly limited, and the reaction can be performed in an air atmosphere or an inert gas atmosphere such as nitrogen gas. Moreover, since this reaction is completed instantly, it may be carried out under any conditions of reduced pressure, normal pressure, and increased pressure. However, in order to immediately perform the subsequent dehydration reaction of the mixture, it is preferable to carry out under reduced pressure to normal pressure. Especially, since the said aromatic hydrocarbon type solvent is used, it is preferable to implement under a normal pressure.
本発明においては、次に、前記アミド体(I)、および前記アミド体(II)からなる混合物を脱水して、前記式(5)で示されるトリオン化合物を製造する。そのため、前記反応により得られる、前記アミド体(I)、および前記アミド体(II)からなる混合物、並びに、沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を含む第一反応溶液をそのまま還流温度として、該混合物を脱水することができる。次に、前記アミド体(I)、および前記アミド体(II)とからなる混合物の脱水反応について説明する。 In the present invention, next, a mixture of the amide (I) and the amide (II) is dehydrated to produce a trione compound represented by the formula (5). Therefore, the first reaction solution containing the mixture of the amide body (I) and the amide body (II) obtained by the reaction and the aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher is used as it is at the reflux temperature. As such, the mixture can be dehydrated. Next, the dehydration reaction of the amide body (I) and the mixture comprising the amide body (II) will be described.
(混合物の脱水反応)
前記混合物、すなわち、前記アミド体(I)、および前記アミド体(II)を脱水すると、両者が共に
下記式(5)
(Dehydration reaction of the mixture)
When the mixture, that is, the amide (I) and the amide (II) are dehydrated, both of them are represented by the following formula (5):
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるトリオン化合物(以下、単に「トリオン化合物」とする場合もある)となる。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). ) (Hereinafter sometimes simply referred to as “trione compound”).
前記方法で得られた混合物は、一旦反応系内から取り出し、別途、脱水反応を実施することもできる。ただし、この脱水反応を比較的柔和な条件、例えば、公知文献よりも温度(220℃未満)で実施するためには、該混合物が溶解した溶液から水を抜く方法を採用することが好ましい。この溶液を準備するためには、前記(無水化合物の製造方法;芳香族炭化水素系溶媒で例示したもの)と同じ芳香族炭化水素系溶媒を使用することが好ましい。その中でも、操作性を最も向上させるためには、前記第一反応溶液を使用することが好ましい。 The mixture obtained by the above method can be once taken out from the reaction system and separately subjected to a dehydration reaction. However, in order to carry out this dehydration reaction under relatively mild conditions, for example, at a temperature (less than 220 ° C.) than known literature, it is preferable to employ a method of removing water from the solution in which the mixture is dissolved. In order to prepare this solution, it is preferable to use the same aromatic hydrocarbon solvent as described above (an anhydrous compound production method; exemplified by the aromatic hydrocarbon solvent). Among these, in order to improve the operability most, it is preferable to use the first reaction solution.
該混合物の脱水反応は、均一に溶解した溶液中で反応を実施するためには、前記混合物(前記アミド体(I)と前記アミド体(II)との合計)1gに対して、前記芳香族炭化水素系溶媒を1〜20mL使用することが好ましく、さらには2〜6mL使用することが好ましい。前記第一反応溶液を使用する場合において、前記芳香族炭化水素系溶媒の量が足りない場合には、新たに、前記芳香族炭化水素系溶媒を追加することもできる。 In order to carry out the dehydration reaction of the mixture in a uniformly dissolved solution, the aromatic compound is added to 1 g of the mixture (the total of the amide compound (I) and the amide compound (II)). It is preferable to use 1 to 20 mL of a hydrocarbon solvent, and it is more preferable to use 2 to 6 mL. In the case of using the first reaction solution, when the amount of the aromatic hydrocarbon solvent is insufficient, the aromatic hydrocarbon solvent can be newly added.
前記混合物の脱水反応は、反応系内が十分に混合されるような状態とすることが好ましく、撹拌混合することが好ましい。脱水する際の温度(反応温度)は、反応液の還流温度が好ましく、具体的には、140℃以上210℃の範囲が好ましく、さらには160〜190℃の範囲が好ましい。この脱水反応は、減圧、常圧、加圧下の何れの条件で実施してもよい。ただし、脱水を十分に行うためには、減圧から常圧下の範囲で実施することが好ましい。中でも、前記芳香族炭化水素溶媒を使用した場合には、水と共沸し易く、容易に脱水反応が進むため、常圧であってもよい。 The dehydration reaction of the mixture is preferably in a state where the reaction system is sufficiently mixed, and is preferably stirred and mixed. The temperature at the time of dehydration (reaction temperature) is preferably the reflux temperature of the reaction solution, specifically, preferably in the range of 140 ° C. or higher and 210 ° C., more preferably in the range of 160 to 190 ° C. This dehydration reaction may be performed under any conditions of reduced pressure, normal pressure, and increased pressure. However, in order to perform sufficient dehydration, it is preferable to carry out in a range from reduced pressure to normal pressure. Above all, when the aromatic hydrocarbon solvent is used, it is easy to azeotrope with water, and the dehydration reaction proceeds easily.
反応時間も特に制限されるものではなく、前記トリオン化合物の生成状態を確認して適宜決定すればよい。つまり、共沸する水の量を確認して反応の進行を確認し、共沸する水が出なくなるまで実施すればよい。通常、0.5〜20時間で十分である。また、反応雰囲気も、特に制限されるものではなく、空気雰囲気下、または窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で実施できる。 The reaction time is not particularly limited, and may be appropriately determined by confirming the production state of the trione compound. That is, the amount of water to be azeotroped is confirmed to confirm the progress of the reaction, and the process may be carried out until no water to be azeotroped is produced. Usually 0.5 to 20 hours is sufficient. Further, the reaction atmosphere is not particularly limited, and the reaction can be performed in an air atmosphere or an inert gas atmosphere such as nitrogen gas.
本発明においては、操作性をより一層向上させるためには、前記第一反応溶液をそのまま使用し、該溶液から脱水することが好ましい。つまり、前記第一反応溶液をそのまま還流して、水を前記芳香族炭化水素系溶媒と共沸させて反応系内から除去して脱水反応を進めることができる。そのため、使用する装置は、前記無水化合物と光学活性アミン化合物とを反応させた装置と同じ装置で実施することが好ましい。同じ装置を使用することで、操作性を向上できる。 In the present invention, in order to further improve the operability, it is preferable to use the first reaction solution as it is and dehydrate it from the solution. That is, the first reaction solution can be refluxed as it is, and water can be azeotroped with the aromatic hydrocarbon solvent to remove it from the reaction system to proceed with the dehydration reaction. Therefore, the apparatus to be used is preferably carried out in the same apparatus as the apparatus in which the anhydrous compound and the optically active amine compound are reacted. By using the same device, operability can be improved.
(トリオン化合物の精製)
本発明においては、前記方法でトリオン化合物を製造できる。前記混合物、すなわち、前記アミド体(I)および前記アミド体(II)を含む混合物を脱水すると、両者が共にトリオン化合物となる。トリオン化合物を精製する方法は、特に制限されるものではないが、以下の方法を採用することが好ましい。
(Purification of trione compounds)
In the present invention, a trione compound can be produced by the above method. When the mixture, that is, the mixture containing the amide (I) and the amide (II) is dehydrated, both of them become a trione compound. The method for purifying the trione compound is not particularly limited, but the following method is preferably employed.
具体的には、反応液から溶媒、例えば、前記芳香族炭化水素系溶媒を留去する。その後、残渣を、炭素数1〜6のアルコール、炭素数1〜6のグリコール、炭素数2〜6のアルキレングリコールモノアルキルエーテル等の親水性溶媒と水とを含む混合溶媒中に溶解させ、結晶(トリオン化合物)を析出させることが好ましい。該混合溶媒は、残渣の固形分1gに対して、親水性溶媒を0.5〜10mL、水を0.5〜10mL使用することが好ましく、さらに親水性溶媒を2〜6mL、水を1〜3mL使用することが好ましい。結晶化等させる温度、残渣を溶解させる際の温度は、前記混合溶媒の使用量で適宜決定することが好ましい。 Specifically, a solvent, for example, the aromatic hydrocarbon solvent is distilled off from the reaction solution. Thereafter, the residue is dissolved in a mixed solvent containing water and a hydrophilic solvent such as alcohol having 1 to 6 carbon atoms, glycol having 1 to 6 carbon atoms, alkylene glycol monoalkyl ether having 2 to 6 carbon atoms, and crystallized. It is preferable to deposit (trione compound). The mixed solvent is preferably 0.5 to 10 mL of hydrophilic solvent and 0.5 to 10 mL of water with respect to 1 g of the solid content of the residue, 2 to 6 mL of hydrophilic solvent, and 1 to 1 of water. It is preferable to use 3 mL. The temperature for crystallization and the like and the temperature for dissolving the residue are preferably determined appropriately depending on the amount of the mixed solvent used.
以上のように取り出したトリオン化合物の結晶は、再度、晶析、カラム分離、洗浄等の方法により精製することもできる。該トリオン化合物は、ビオチンの原料として使用できる。該トリオン化合物からビオチンを製造する方法は、特に制限されるものではなく、公知に方法を採用することができる。 The trione compound crystal taken out as described above can be purified again by a method such as crystallization, column separation, and washing. The trione compound can be used as a raw material for biotin. The method for producing biotin from the trione compound is not particularly limited, and a known method can be adopted.
この中でも、特に好適な前記トリオン化合物を例示すれば、cis−1,3−ジベンジル−5−[(R)−1−フェネチル]ヘキサヒドロピロロ[3,4−d]イミダゾール−2,4,6−トリオンが挙げられる。 Among these, particularly preferable trione compounds are exemplified by cis-1,3-dibenzyl-5-[(R) -1-phenethyl] hexahydropyrrolo [3,4-d] imidazole-2,4,6. -Trions are mentioned.
(トリオン化合物からビオチンの製造)
(トリオン化合物の還元)
本発明においては、前記トリオン化合物を還元剤で還元することにより、
下記式(7)
(Production of biotin from trione compounds)
(Reduction of trione compounds)
In the present invention, by reducing the trione compound with a reducing agent,
Following formula (7)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるアミドアルコール化合物(以下、単に「アミドアルコール化合物」とする場合もある。)を製造する。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). ) (Hereinafter sometimes simply referred to as “amide alcohol compound”).
(還元剤、還元反応)
本発明においては、前記トリオン化合物を還元するには、公知の還元剤を使用することができる。具体的には、使用する還元剤は、特に制限されるものではなく、公知の還元剤を使用できる。具体的には、水素化ビス(2−メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、または、その組み合わせなどを挙げることができる。
(Reducing agent, reduction reaction)
In the present invention, a known reducing agent can be used to reduce the trione compound. Specifically, the reducing agent to be used is not particularly limited, and a known reducing agent can be used. Specific examples include sodium bis (2-methoxyethoxy) aluminum hydride, sodium borohydride, or a combination thereof.
また(i)NaAlH2(OCH2CH2OCH3)2で還元した後(アミナール体およびアミドアルデヒド体の製造)、次いで、アミナール体およびアミドアルデヒド体を水素化ホウ素金属塩でさらに還元してアミドアルコール化合物を製造することもできる。
その他、(ii)水素化ホウ素カルシウムにより、トリオン化合物を還元してアミドアルコール化合物とすることもできる。水素化ホウ素カルシウムで還元することにより、より低温で反応することができる。
Further, (i) after reduction with NaAlH 2 (OCH 2 CH 2 OCH 3 ) 2 (production of aminal and amido aldehydes), the aminal and amido aldehydes are further reduced with a borohydride metal salt to obtain an amide Alcohol compounds can also be produced.
In addition, (ii) a trione compound can be reduced with calcium borohydride to an amide alcohol compound. By reducing with calcium borohydride, it is possible to react at a lower temperature.
前記トリオン化合物と前記還元剤とは、接触させるために、両者を混合すればよい。混合においては、反応溶媒中で混合することが好ましい。反応溶媒は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1,2−ジメトキシエタン、THF、塩化メチレン、トルエンなどを使用することができる。 What is necessary is just to mix both in order for the said trione compound and the said reducing agent to contact. In mixing, it is preferable to mix in a reaction solvent. As the reaction solvent, methanol, ethanol, isopropanol, 1,2-dimethoxyethane, THF, methylene chloride, toluene and the like can be used.
使用する還元剤の量は、特に制限されるものではなく、通常、前記トリオン化合物1モルに対して、0.25〜10モル使用すればよい。また、反応温度も、特に制限されるものではないが、−78〜50℃で実施することが好ましい。 The amount of the reducing agent to be used is not particularly limited, and usually 0.25 to 10 moles may be used per 1 mole of the trione compound. Further, the reaction temperature is not particularly limited, but it is preferable to carry out the reaction at −78 to 50 ° C.
中でも、前記トリオン化合物をNaAlH2(OCH2CH2OCH3)2で還元する際の反応温度は、高選択的に反応を進行させる観点から、−100℃以上10℃以下が好ましく、さらに、−20℃以上5℃以下が好ましい。また、NaAlH2(OCH2CH2OCH3)2で還元して得られる前記アミナール体および前記アミドアルデヒド体を、水素化ホウ素金属塩で還元する際の反応温度は、−20℃以上100℃以下が好ましく、さらに、0℃以上60℃以下が好ましい。 Among them, the reaction temperature when reducing the trione compound with NaAlH 2 (OCH 2 CH 2 OCH 3 ) 2 is preferably −100 ° C. or more and 10 ° C. or less from the viewpoint of allowing the reaction to proceed with high selectivity, 20 degreeC or more and 5 degrees C or less are preferable. Further, NaAlH 2 (OCH 2 CH 2 OCH 3) the aminal body obtained by reduction with 2 and an amide aldehyde, the reaction temperature during the reduction with metal borohydride salt, -20 ° C. or higher 100 ° C. or less It is preferably 0 ° C. or higher and 60 ° C. or lower.
また、前記トリオン化合物と前記水素化ホウ素カルシウムとを接触させる際の反応温度は、特に制限されるものではなく、−100℃以上100℃以下が好ましく、−30℃以上50℃以下がより好ましく、−10℃以上50℃以下がさらに好ましく、−10℃以上40℃以下が特に好ましい。 Further, the reaction temperature at the time of contacting the trione compound with the calcium borohydride is not particularly limited, and is preferably −100 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably −30 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, It is more preferably −10 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, and particularly preferably −10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower.
以上のような方法に従えば、前記アミドアルコール化合物を製造することができる。得られたアミドアルコール化合物は、適当な溶媒で抽出、濃縮、再結晶、及び乾燥等の操作を行い、反応系内から取り出すことができる。 According to the method as described above, the amide alcohol compound can be produced. The obtained amide alcohol compound can be taken out from the reaction system by performing operations such as extraction, concentration, recrystallization, and drying with an appropriate solvent.
(ラクトン化合物の製造方法)
前記方法で得られたアミドアルコール化合物は、公知の方法でラクトン化合物とすることができる。具体的には、前記アミドアルコール化合物を酸により環化することにより、
下記式(8)
(Method for producing lactone compound)
The amide alcohol compound obtained by the above method can be converted into a lactone compound by a known method. Specifically, by cyclizing the amide alcohol compound with an acid,
Following formula (8)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義である。)で示されるラクトン化合物を製造できる。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1). ) Can be produced.
使用する酸は、特に制限されるものではなく、公知の酸を使用できる。具体的には、塩酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、リン酸、酢酸などを挙げることができる。 The acid to be used is not particularly limited, and a known acid can be used. Specific examples include hydrochloric acid, sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, phosphoric acid, and acetic acid.
前記アミドアルコール化合物と前記酸とは、接触させるために、両者を混合すればよい。混合においては、反応溶媒中で混合することが好ましい。反応溶媒は、前記アミノール体の製造方法で例示した溶媒を使用することができる。 What is necessary is just to mix both in order for the said amide alcohol compound and the said acid to contact. In mixing, it is preferable to mix in a reaction solvent. As the reaction solvent, the solvents exemplified in the method for producing an aminol compound can be used.
使用する酸の量は、特に制限されるものではなく、通常、前記アミドアルコール化合物1モルに対して、0.1〜1000モル使用すればよい。また、反応温度も、特に制限されるものではないが、−20〜110℃で実施することが好ましい。 The amount of the acid to be used is not particularly limited, and usually 0.1 to 1000 mol may be used per 1 mol of the amide alcohol compound. Also, the reaction temperature is not particularly limited, but it is preferably carried out at -20 to 110 ° C.
以上のような方法でラクトン化合物を製造できるが、ラクトン化合物の収率を改善し、反応に使用した反応溶媒の除去が容易となり、後処理工程の操作性を向上するためには、以下のような条件で環化することが好ましい。具体的には、前記アミドアルコール化合物を製造した後、該アミドアルコール化合物を、塩化水素の存在下、分子中の全炭素原子の数が2〜12であるアルキレングリコールモノアルキルエーテルを含む溶媒中で環化させることにより、前記ラクトン化合物を製造することが好ましい。 The lactone compound can be produced by the above method. However, in order to improve the yield of the lactone compound, facilitate the removal of the reaction solvent used in the reaction, and improve the operability of the post-treatment process, It is preferable to cyclize under such conditions. Specifically, after producing the amide alcohol compound, the amide alcohol compound is added in a solvent containing an alkylene glycol monoalkyl ether having 2 to 12 total carbon atoms in the molecule in the presence of hydrogen chloride. It is preferable to produce the lactone compound by cyclization.
使用する塩化水素は、水を含む塩酸の状態で反応系内に導入することもできるし、塩化水素ガスを反応系内に導入することもできる。ただし、生産性、装置の簡便化を考慮すると、水を含む塩酸の状態で使用することが好ましい。塩酸を使用する場合、塩化水素が30〜40質量%であり、水が60〜70質量%である塩酸(ただし、水と塩化水素との合計は100質量%である)を使用できる。これら塩化水素、または塩酸は、市販のものを使用できる。 Hydrogen chloride to be used can be introduced into the reaction system in the form of hydrochloric acid containing water, or hydrogen chloride gas can be introduced into the reaction system. However, in consideration of productivity and simplification of the apparatus, it is preferable to use in the state of hydrochloric acid containing water. When hydrochloric acid is used, hydrochloric acid having 30 to 40% by mass of hydrogen chloride and 60 to 70% by mass of water (however, the total of water and hydrogen chloride is 100% by mass) can be used. Commercially available hydrogen chloride or hydrochloric acid can be used.
塩化水素の使用量は、特に制限されるものではないが、後処理工程を容易とし、反応を十分に進めるためには、前記アミドアルコール化合物1モルに対して、0.1〜100モルが好ましく、さらには、1〜10モルが好ましい。 The amount of hydrogen chloride to be used is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 100 mol with respect to 1 mol of the amide alcohol compound in order to facilitate the post-treatment step and sufficiently advance the reaction. Furthermore, 1-10 mol is preferable.
分子中の全炭素数が2〜12であるアルキレングリコールモノアルキルエーテルを含む溶媒としては、特に2−メトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−メトキシ−1−プロパノールを使用することが好ましい。 As the solvent containing an alkylene glycol monoalkyl ether having 2 to 12 total carbon atoms in the molecule, it is particularly preferable to use 2-methoxyethanol, 2-butoxyethanol, or 2-methoxy-1-propanol.
以上のような方法に従えば、前記ラクトン化合物を製造することができる。得られたラクトン化合物は、適当な溶媒で抽出、濃縮、再結晶、及び乾燥等の操作を行い、反応系内から取り出すことができる。 According to the method as described above, the lactone compound can be produced. The obtained lactone compound can be taken out from the reaction system by performing operations such as extraction, concentration, recrystallization, and drying with an appropriate solvent.
(チオラクトン化合物の製方法)
前記方法で得られたラクトン化合物は、公知の方法でチオラクトン化合物とすることができる。具体的には、前記ラクトン化合物を硫化剤と反応させることにより、
下記式(5)
(Method for producing thiolactone compound)
The lactone compound obtained by the above method can be converted into a thiolactone compound by a known method. Specifically, by reacting the lactone compound with a sulfurizing agent,
Following formula (5)
(式中、
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義である。)で示されるチオラクトン化合物を製造できる。
(Where
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1). ) Can be produced.
使用する硫化剤としては、特に制限されるものではなく、公知の硫化剤を使用できる。具体的には、チオ酢酸カリウム、キサントゲン酸カリウム、水流化ナトリウム、チオアセトアミド等を挙げることができる。 The sulfurizing agent to be used is not particularly limited, and a known sulfurizing agent can be used. Specific examples include potassium thioacetate, potassium xanthate, sodium hydrate, thioacetamide, and the like.
前記アミドアルコール化合物と前記硫化剤とは、接触させるために、両者を混合すればよい。混合においては、反応溶媒中で混合することが好ましい。反応溶媒は、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン等を使用することができる。 What is necessary is just to mix both in order for the said amide alcohol compound and the said sulfurizing agent to contact. In mixing, it is preferable to mix in a reaction solvent. As the reaction solvent, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone and the like can be used.
使用する硫化剤の量は、特に制限されるものではなく、通常、前記ラクトン化合物1モルに対して、1〜10モル使用すればよい。また、反応温度も、特に制限されるものではないが、50〜200℃で実施することが好ましい。 The amount of the sulfiding agent to be used is not particularly limited, and usually 1 to 10 mol may be used with respect to 1 mol of the lactone compound. Also, the reaction temperature is not particularly limited, but it is preferably carried out at 50 to 200 ° C.
以上のような方法に従えば、前記チオラクトン化合物を製造することができる。得られたラクトン化合物は、適当な溶媒で抽出、濃縮、再結晶、及び乾燥等の操作を行い、反応系内から取り出すことができる。 According to the method as described above, the thiolactone compound can be produced. The obtained lactone compound can be taken out from the reaction system by performing operations such as extraction, concentration, recrystallization, and drying with an appropriate solvent.
(ビオチンの製造方法)
前記チオラクトン化合物は、それを原料として、
下記式(10)
(Biotin production method)
The thiolactone compound is used as a raw material,
Following formula (10)
で示されるビオチンを製造することができる。 Can be produced.
前記チオラクトン化合物からビオチンを製造する方法は、公知の方法を採用できる。具体的には、特許文献1、その特許文献のファミリー特許である特公昭53−35076号公報、特公昭55−16435号公報、および特開2000−191665号公報の方法に従い実施すればよい。 A known method can be adopted as a method for producing biotin from the thiolactone compound. Specifically, it may be carried out according to the methods described in Patent Document 1, Japanese Patent Publication No. 53-35076, Japanese Patent Publication No. 55-16435, and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-191665, which are family patents of the patent literature.
具体的には、グリニヤール反応により側鎖を導入し、脱水、水素添加する。次いで、ハロゲン化水素によりスルホニウム塩とし、マロン酸ジエチルと反応させ、加水分解脱炭酸し、N1,N3−置換基を除去することにより、前記ビオチンを製造することができる(特許文献1、特公昭53−35076号公報、特公昭55−16435号公報参照。)。 Specifically, side chains are introduced by Grignard reaction, dehydrated and hydrogenated. Next, the biotin can be produced by converting it to a sulfonium salt with hydrogen halide, reacting with diethyl malonate, hydrolytic decarboxylation, and removing the N 1 , N 3 -substituent (Patent Document 1, (See Japanese Patent Publication No. 53-35076 and Japanese Patent Publication No. 55-16435.)
また、側鎖に該当する亜鉛試薬(亜鉛試薬:X−Zn−CH2−Q−Y、式中、X:ハロゲン原子、Q:例えば、トリメチレン基、Y:例えば、エステル基)を前記チオラクトン化合物に付加反応させた後、加水分解し、脱水を行う。次いで、還元、および必要に応じてR1、およびR2の脱保護反応を行うことにより、前記ビオチンを製造できる(特開2000−191665号公報参照)。 In addition, a zinc reagent corresponding to the side chain (zinc reagent: X—Zn—CH 2 —QY, where X is a halogen atom, Q is a trimethylene group, Y is an ester group, for example), and the thiolactone compound. Then, it is hydrolyzed and dehydrated. Then, reduction, and optionally followed by deprotection reaction of R 1, and R 2, can be produced the biotin (see JP 2000-191665).
以上のような方法でビオチンを製造することができる。本発明によれば、ビオチンの中間体である、前記アミドアルコール化合物の収率を向上することができるため、最終的に得られるビオチンも効率よく製造することができる。 Biotin can be produced by the method as described above. According to the present invention, since the yield of the amide alcohol compound, which is an intermediate of biotin, can be improved, biotin finally obtained can also be efficiently produced.
以下に実施例を挙げて、本発明を詳細に説明するが、具体例であって、本発明はこれらにより限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is specific examples, and the present invention is not limited thereto.
実施例1
下記式で示されるウレイド化合物から同じ反応容器内でトリオン化合物を製造した場合の例である。
Example 1
It is an example at the time of manufacturing a trione compound in the same reaction container from the ureido compound shown by a following formula.
(ウレイド化合物から無水化合物を製造する方法;脱水反応)
3口ナスフラスコにcis−1,3−ジベンジル−2−オキソ−4,5−イミダゾリジンジカルボン酸(200.0g、564.4mmol ウレイド化合物)、メシチレン(600.0mL;沸点165℃、本発明の「140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒」)を仕込んだ。3口ナスフラスコにDean−Stark管と冷却管を取り付け、窒素を1分流し窒素置換をした。185℃で加熱、環流、攪拌した。Dean−Stark管に溜まった水は適時除去した。合計3時間以上加熱した。反応の進行は反応液を0.1〜0.2mL抜き出し、2mLのメタノールを加え、さらに5MのNaOMeメタノール液を数滴加えるメタリシス処理を行なったサンプルを用いてHPLC(高速液体クロマトグラフィー)で確認した(無水化合物が合成されているのを確認した。)。この脱水反応により、沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒と前記無水化合物とを含む第二反応溶液を準備した。第二反応溶液は、前記無水化合物1g当たり、メシチレンを3mL含むものであった。
(Method for producing anhydrous compound from ureido compound; dehydration reaction)
In a three-necked eggplant flask, cis-1,3-dibenzyl-2-oxo-4,5-imidazolidinedicarboxylic acid (200.0 g, 564.4 mmol ureido compound), mesitylene (600.0 mL; boiling point 165 ° C., “Aromatic hydrocarbon solvent at 140 ° C. or higher”) was charged. A Dean-Stark tube and a cooling tube were attached to a three-necked eggplant flask, and nitrogen was exchanged by flowing nitrogen for 1 minute. Heated, refluxed and stirred at 185 ° C. The water accumulated in the Dean-Stark tube was removed timely. Heated for a total of 3 hours or more. Progress of the reaction is confirmed by HPLC (High Performance Liquid Chromatography) using a sample subjected to metallization treatment by extracting 0.1 to 0.2 mL of the reaction solution, adding 2 mL of methanol, and adding a few drops of 5M NaOMe methanol solution. (It was confirmed that an anhydrous compound was synthesized). By this dehydration reaction, a second reaction solution containing an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher and the anhydrous compound was prepared. The second reaction solution contained 3 mL of mesitylene per 1 g of the anhydrous compound.
(無水化合物と光学活性アミン化合物との反応)
前記3口ナスフラスコに滴下ロートを取り付け、(R)−(+)−1−メチルベンジルアミン(65.6g、536.2mmol、0.95当量 光学活性アミン化合物)を前記3口ナスフラスコ中に仕込んだ。つまり、第二反応溶液を185℃に加熱、撹拌したまま、2時間30分かけて、該第二反応溶液中に該光学活性アミン化合物を滴下した。瞬時に反応が完了した。無水化合物が消費された(アミド体(I)、およびアミド体(II)からなる混合物が生成した)のは、HPLC(高速液体クロマトグラフィー)で確認した。また、この際、アミド体(I)、およびアミド体(II)からなる混合物は、溶液中に析出しなかった。以上の方法を行うことにより、前記混合物、およびメシチレンを含む第一反応溶液を準備した。この時、第一反応溶液は、前記混合物1g当たり、メシチレンを3mL含むものであった。
(Reaction of anhydrous compound with optically active amine compound)
A dropping funnel was attached to the three-necked eggplant flask, and (R)-(+)-1-methylbenzylamine (65.6 g, 536.2 mmol, 0.95 equivalent optically active amine compound) was added to the three-necked eggplant flask. Prepared. That is, the optically active amine compound was dropped into the second reaction solution over 2 hours and 30 minutes while the second reaction solution was heated to 185 ° C. and stirred. The reaction was completed instantly. It was confirmed by HPLC (high performance liquid chromatography) that the anhydrous compound was consumed (a mixture of the amide (I) and the amide (II) was formed). At this time, the mixture comprising the amide (I) and the amide (II) did not precipitate in the solution. By performing the above method, the first reaction solution containing the mixture and mesitylene was prepared. At this time, the first reaction solution contained 3 mL of mesitylene per 1 g of the mixture.
(混合物の脱水反応)
光学活性アミン化合物の滴下終了後さらに、撹拌しながら第一反応溶液を3時間30分加熱した。そして、Dean−Stark管にさらに水が溜まらないことを確認した。前記混合物が消費された(トリオン化合物が生成した)のは、HPLC(高速液体クロマトグラフィー)で確認した。
(Dehydration reaction of the mixture)
After completion of the dropwise addition of the optically active amine compound, the first reaction solution was heated for 3 hours and 30 minutes with stirring. And it confirmed that water did not accumulate further in a Dean-Stark pipe | tube. It was confirmed by HPLC (high performance liquid chromatography) that the mixture was consumed (a trione compound was produced).
(トリオン化合物の取り出し、精製)
その後、このDean−Stark管からメシチレンを合計200mL抜き出した。反応器内の温度を100℃以下に下げた。攪拌しながらイソプロピルアルコールを700mL加えた。温度を80℃に保ちながら、さらに水を280mL滴下した。その後、種晶を加え、さらに、水を220mL加えた。その後、23℃まで放冷して24時間撹拌し、得られた結晶をろ過した。
(Tunion compound removal and purification)
Thereafter, a total of 200 mL of mesitylene was extracted from the Dean-Stark tube. The temperature in the reactor was lowered to 100 ° C. or lower. While stirring, 700 mL of isopropyl alcohol was added. While maintaining the temperature at 80 ° C., 280 mL of water was further added dropwise. Thereafter, seed crystals were added, and 220 mL of water was further added. Thereafter, the mixture was allowed to cool to 23 ° C. and stirred for 24 hours, and the obtained crystals were filtered.
ろ取した結晶を5℃以下に冷却したイソプロピルアルコール75mLと水25mL混合液で洗浄した。洗浄した結晶を60℃で23時間30分真空乾燥することにより、目的のトリオン化合物を205.2g得た(466.9mmmol、収率87%)。mp:157℃、IR(KBr):1780、1705、1680cm−1。 The collected crystals were washed with a mixture of 75 mL of isopropyl alcohol and 25 mL of water cooled to 5 ° C. or lower. The washed crystals were vacuum-dried at 60 ° C. for 23 hours and 30 minutes to obtain 205.2 g of the desired trione compound (466.9 mmol, yield 87%). mp: 157 [deg.] C., IR (KBr): 1780, 1705, 1680 cm < -1 >.
実施例2 トリオン化合物の還元(アミドアルコール化合物の合成)
下記式で示される反応を行った。
Example 2 Reduction of Trione Compound (Synthesis of Amido Alcohol Compound)
The reaction represented by the following formula was carried out.
実施例1で得られたトリオン化合物(65.5g)をエタノール(500mL)に溶かし、水素化ホウ素ナトリウム23.3g)を25℃以下で添加した。この混合物を同温で15時間撹拌した。反応終了後、反応液に酢酸(35mL)を加え、反応液を減圧濃縮した。濃縮残渣に、水(200mL)およびエーテル(150ml)を加えて固体を濾過乾燥することにより粗体のアミドアルコール化合物64.1gを得た。このものをイソプロパノール/水=7:2の混合液で再結晶することにより純品のアミドアルコール化合物(32g、49%)を得た。 The trione compound (65.5 g) obtained in Example 1 was dissolved in ethanol (500 mL), and sodium borohydride (23.3 g) was added at 25 ° C. or lower. The mixture was stirred at the same temperature for 15 hours. After completion of the reaction, acetic acid (35 mL) was added to the reaction solution, and the reaction solution was concentrated under reduced pressure. Water (200 mL) and ether (150 ml) were added to the concentrated residue, and the solid was filtered and dried to obtain 64.1 g of a crude amide alcohol compound. This was recrystallized with a mixed solution of isopropanol / water = 7: 2 to obtain a pure amide alcohol compound (32 g, 49%).
実施例3 ラクトン化合物を製造する方法
下記に示す反応式に従い、以下の条件でラクトン化合物を製造した。
Example 3 Method for Producing Lactone Compound According to the reaction formula shown below, a lactone compound was produced under the following conditions.
実施例2で得られたアミドアルコール化合物(1.33g)を1,4−ジオキサン(5mL)に縣濁し、濃塩酸(0.5mL)を加えて、5時間加熱環流した。反応後、反応液を室温まで冷却後水洗濃縮することによりラクトン化合物(967mg, quant.)を得た。mp115-120℃。 The amide alcohol compound (1.33 g) obtained in Example 2 was suspended in 1,4-dioxane (5 mL), concentrated hydrochloric acid (0.5 mL) was added, and the mixture was heated to reflux for 5 hours. After the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature and then washed with water and concentrated to obtain a lactone compound (967 mg, quant.). mp 115-120 ° C.
実施例4 チオラクトン化合物の製造
下記の反応式に従い、以下の条件でチオラクトン化合物を製造した。
Example 4 Production of Thiolactone Compound According to the following reaction formula, a thiolactone compound was produced under the following conditions.
実施例3で製造したラクトン化合物(3.22g)のN,N−ジメチルアセトアミド(5mL)溶液に、チオ酢酸カリウム(1.52g)を加え、150℃で1時間、撹拌混合撹拌した。反応終了後、水(17mL)を60℃で加え、室温まで徐々に冷却後、10℃以下で1時間、撹拌混合した。得られた固体を濾取後メタノールから再結晶することによりチラクトン化合物(2.87g、85%)を得た。mp126℃。 To a solution of the lactone compound (3.22 g) produced in Example 3 in N, N-dimethylacetamide (5 mL) was added potassium thioacetate (1.52 g), and the mixture was stirred and stirred at 150 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, water (17 mL) was added at 60 ° C., the mixture was gradually cooled to room temperature, and stirred and mixed at 10 ° C. or lower for 1 hour. The obtained solid was collected by filtration and recrystallized from methanol to obtain a thilactone compound (2.87 g, 85%). mp 126 ° C.
実施例5 ビオチンの製造方法
下記の反応式に従い、以下の条件でビオチンを製造した。
Example 5 Biotin Production Method Biotin was produced according to the following reaction formula under the following conditions.
臭素(5.8g)を亜鉛末(9.3g)のTHF(18mL)とトルエン(12ml)縣濁液に40℃以下で加えた。この縣濁液に5−ヨードペンタン酸エチルエステル(18.6g)を1時間かけて加えた。同温で1時間、撹拌混合した後、実施例4で製造したチオラクトン化合物(17.6g)、トルエン(36mL)、ジメチルホルムアミドDMF(4.4ml)、10質量%Pd/C(0.5g)を加えて、28℃から40℃の温度範囲で5時間、撹拌混合した。反応終了後、反応液に18質量%塩酸水(34mL)を加えて室温で1時間、撹拌混合した。有機層を分離し水洗、乾燥後、減圧濃縮した。 Bromine (5.8 g) was added to a suspension of zinc dust (9.3 g) in THF (18 mL) and toluene (12 ml) at 40 ° C. or lower. To this suspension, 5-iodopentanoic acid ethyl ester (18.6 g) was added over 1 hour. After stirring and mixing at the same temperature for 1 hour, the thiolactone compound prepared in Example 4 (17.6 g), toluene (36 mL), dimethylformamide DMF (4.4 ml), 10% by mass Pd / C (0.5 g) The mixture was stirred and mixed for 5 hours in the temperature range of 28 ° C to 40 ° C. After completion of the reaction, 18% by mass hydrochloric acid (34 mL) was added to the reaction solution, and the mixture was stirred and mixed at room temperature for 1 hour. The organic layer was separated, washed with water, dried and concentrated under reduced pressure.
濃縮残渣をメタノール(160ml)と水(44mL)の混合液に溶かし、Pd(OH)2/C(50質量%ウエット、1.6g)を加えて、110℃、水素圧0.9MPaで12時間、接触還元した。反応終了後、反応液を濾過後、濾液に31質量%NaOH水溶液(19g)を加えて40℃で2時間、撹拌混合した。 The concentrated residue was dissolved in a mixture of methanol (160 ml) and water (44 mL), Pd (OH) 2 / C (50 wt% wet, 1.6 g) was added, and the mixture was heated at 110 ° C. and hydrogen pressure 0.9 MPa for 12 hours. , Catalytic reduction. After completion of the reaction, the reaction solution was filtered, and 31 mass% NaOH aqueous solution (19 g) was added to the filtrate, followed by stirring and mixing at 40 ° C for 2 hours.
水素付加反応終了後、反応液に10質量%塩酸を加えてpH1とした。メタノールを減圧留去し、生成物を酢酸エチルで抽出、水洗、濃縮した。 After completion of the hydrogenation reaction, the reaction solution was adjusted to pH 1 by adding 10 mass% hydrochloric acid. Methanol was distilled off under reduced pressure, and the product was extracted with ethyl acetate, washed with water, and concentrated.
濃縮残渣にメタンスルホン酸(1.2g)およびメシチレン(1.2mL)を加えて135℃で3時間、撹拌混合した。反応液を85℃まで冷却後、分液し、下層を水(8ml)中に注入する。この混合液を10℃以下で1時間、撹拌混合した後、析出した結晶を濾過することによりビオチン(10.7g、85%)を得た。mp231-232℃。 Methanesulfonic acid (1.2 g) and mesitylene (1.2 mL) were added to the concentrated residue, and the mixture was stirred and mixed at 135 ° C. for 3 hours. The reaction solution is cooled to 85 ° C. and then separated, and the lower layer is poured into water (8 ml). The mixture was stirred and mixed at 10 ° C. or lower for 1 hour, and the precipitated crystals were filtered to obtain biotin (10.7 g, 85%). mp 231-232 ° C.
比較例1
3口ナスフラスコにCis−1,3−ジベンジル−2−オキソ−4,5−イミダゾリジンジカルボン酸(20.0g、56.4mmol ウレイド化合物)、トルエン(80mL)を仕込んだ。3口ナスフラスコにDean−Stark管と冷却管を取り付け、窒素を1分流し窒素置換をした。110℃で加熱、環流、攪拌した。Dean−Stark管に溜まった水は適時除去した。合計10時間以上加熱した。この時点で、無水化合物が多量に析出し撹拌困難となった。
Comparative Example 1
A 3-neck eggplant flask was charged with Cis-1,3-dibenzyl-2-oxo-4,5-imidazolidine dicarboxylic acid (20.0 g, 56.4 mmol ureido compound) and toluene (80 mL). A Dean-Stark tube and a cooling tube were attached to a three-necked eggplant flask, and nitrogen was exchanged by flowing nitrogen for 1 minute. Heated, refluxed and stirred at 110 ° C. The water accumulated in the Dean-Stark tube was removed timely. Heated for a total of 10 hours or more. At this point, a large amount of the anhydrous compound precipitated, making stirring difficult.
比較例2
比較例1で得られた下記式
Comparative Example 2
The following formula obtained in Comparative Example 1
で示される無水化合物と(R)−(+)−1−メチルベンジルアミン(光学活性アミン化合物)とを以下の条件で反応させた。すなわち、該無水化合物(50g)をトルエン(20mL)に縣濁し(R)−(+)−α−メチルベンジルアミン(18.9g)を加えて110℃でDean−Stark管を用いて環流脱水した。2時間経過した時、反応溶液中でアミド体(I)とアミド体(II)とからなる混合物の結晶が析出し、撹拌が困難となった。 And (R)-(+)-1-methylbenzylamine (optically active amine compound) were reacted under the following conditions. That is, the anhydrous compound (50 g) was suspended in toluene (20 mL), (R)-(+)-α-methylbenzylamine (18.9 g) was added, and reflux dehydration was performed at 110 ° C. using a Dean-Stark tube. . When 2 hours passed, crystals of a mixture consisting of amide (I) and amide (II) were precipitated in the reaction solution, making stirring difficult.
実施例6 トリオン化合物の還元(アミドアルコール化合物の合成)
下記式で示される反応を行った。
Example 6 Reduction of Trione Compound (Synthesis of Amido Alcohol Compound)
The reaction represented by the following formula was carried out.
ナスフラスコに塩化カルシウム(68.26mmol、7.97g(純度95%))とエタノール(180mL、純度99.4%)を入れて超音波を用いて溶かした。氷浴につけて5分以上攪拌した。氷浴で冷やしたまま、水素化ホウ素ナトリウム(136.51mmol、5.74g(純度90%))を加えた。そのまま氷浴で20分攪拌して水素化ホウ素カルシウムを製造した。 Calcium chloride (68.26 mmol, 7.97 g (purity 95%)) and ethanol (180 mL, purity 99.4%) were placed in an eggplant flask and dissolved using ultrasonic waves. The mixture was placed in an ice bath and stirred for 5 minutes or more. While cooled in an ice bath, sodium borohydride (136.51 mmol, 5.74 g (purity 90%)) was added. The mixture was stirred in an ice bath for 20 minutes to produce calcium borohydride.
次いで、実施例1と同様の操作を行い製造したトリオン化合物(30.0g、68.26mmol)を仕込み、室温(23℃)で16時間攪拌した。50℃に温度を上げて2時間攪拌した。得られた反応液をHPLCで分析した。トリオン化合物の転化率:100%、異性体比:75/25、アミナール体:0.6%であった。 Subsequently, the trione compound (30.0 g, 68.26 mmol) manufactured by performing the same operation as Example 1 was prepared, and it stirred at room temperature (23 degreeC) for 16 hours. The temperature was raised to 50 ° C. and stirred for 2 hours. The obtained reaction solution was analyzed by HPLC. The conversion rate of the trione compound was 100%, the isomer ratio was 75/25, and the aminal form was 0.6%.
反応液に水(270mL)と酢酸(15mL)を加えた。反応液をろ過した。得られた固体を60℃で6時間以上真空乾燥した。本品を含水メタノールから再結晶することによりアミドアルコール化合物を得た(収量:18.8g収率:62%)
実施例7 (ラクトン化合物の製造)
下記に示す反応式に従い、以下の条件でラクトン化合物を製造した。
Water (270 mL) and acetic acid (15 mL) were added to the reaction solution. The reaction solution was filtered. The obtained solid was vacuum-dried at 60 ° C. for 6 hours or more. This product was recrystallized from aqueous methanol to obtain an amide alcohol compound (yield: 18.8 g, yield: 62%).
Example 7 (Production of lactone compound)
According to the reaction formula shown below, a lactone compound was produced under the following conditions.
実施例6と同様の操作を行い製造したアミドアルコール化合物;4.15g、9.4mmol)と、アルキレンモノアルキルエーテルとして2−メトキシ−1−プロパノール(8.3mL)と、36質量%の塩酸(2.07g、塩化水素 20.4mmol 前記アミドアルコール化合物1モルに対して2.2モル使用)を3ツ口フラスコに仕込んだ。 Amide alcohol compound produced by the same operation as in Example 6; 4.15 g, 9.4 mmol), 2-methoxy-1-propanol (8.3 mL) as an alkylene monoalkyl ether, and 36% by mass hydrochloric acid ( 2.07 g, hydrogen chloride 20.4 mmol 2.2 mol used per 1 mol of the amide alcohol compound) was charged into a three-necked flask.
予め温めておいたオイルバスに該3口ナスフラスコを入れて加熱した。内温100℃で15分間攪拌した。攪拌したまま30℃に冷却し、水(83mL)を5分以上かけてゆっくりと加え、室温(25℃)で2時間攪拌して、前記式で示されるラクトン化合物の結晶を反応液中に析出させた。 The three-necked eggplant flask was placed in a preheated oil bath and heated. The mixture was stirred at an internal temperature of 100 ° C. for 15 minutes. While stirring, the mixture was cooled to 30 ° C, water (83 mL) was slowly added over 5 minutes, and the mixture was stirred at room temperature (25 ° C) for 2 hours to precipitate crystals of the lactone compound represented by the above formula in the reaction solution. I let you.
反応液をガラスフィルター漏斗でろ過して結晶を得た。得られた結晶に水(20mL)を加えてかき混ぜろ過した。得られた結晶を60℃で17時間、送風乾燥した。目的のラクトン化合物を2.96g得た(9.18mmol、収率98%)。 The reaction solution was filtered through a glass filter funnel to obtain crystals. Water (20 mL) was added to the obtained crystals, and the mixture was stirred and filtered. The obtained crystal was blown and dried at 60 ° C. for 17 hours. 2.96 g of the desired lactone compound was obtained (9.18 mmol, yield 98%).
得られたラクトン化合物の分析値;mp:100〜101℃、IR(Nujol):1775cm−1であり、目的とするラクトン化合物であることが確認できた。 The analytical value of the obtained lactone compound; mp: 100 to 101 ° C., IR (Nujol): 1775 cm −1 , confirming that it was the target lactone compound.
Claims (8)
R1、およびR2は、それぞれ、水素原子、又はウレイレン基の保護基である。)で示される無水化合物と、
下記式(2)
R3は、アルキル基、アラルキル基、又はアリール基であり、
R4、R5、およびR6は、それぞれ、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、またはハロゲン原子である。)で示される光学活性アミン化合物とを、
沸点が140℃以上の芳香族炭化水素系溶媒を含む反応溶媒中で反応させることにより、
下記式(3)
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるアミド体(I)、および
下記式(4)
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるアミド体(II)からなる混合物を製造する方法。 Following formula (1)
R 1 and R 2 are each a hydrogen atom or a protecting group for a ureylene group. An anhydrous compound represented by
Following formula (2)
R 3 is an alkyl group, an aralkyl group, or an aryl group,
R 4 , R 5 , and R 6 are each a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. And an optically active amine compound represented by
By reacting in a reaction solvent containing an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher,
Following formula (3)
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). Amide compound (I) represented by the following formula (4)
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). A method for producing a mixture comprising an amide (II) represented by formula (II):
下記式(5)
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるトリオン化合物を製造する方法。 A mixture comprising the amide (I) represented by the formula (3) and the amide (II) represented by the formula (4) obtained by the method according to claim 1, and a boiling point of 140 ° C or higher By dehydrating the mixture at a reflux temperature of the first reaction solution containing the aromatic hydrocarbon solvent of
Following formula (5)
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). The trione compound shown by this is manufactured.
下記式(6)
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義である。)で示されるウレイド化合物を脱水することにより、前記式(1)で示される無水化合物を製造する方法。 In a reaction solvent containing an aromatic hydrocarbon solvent having a boiling point of 140 ° C. or higher, as a reflux temperature,
Following formula (6)
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1). The method for producing the anhydrous compound represented by the formula (1) by dehydrating the ureido compound represented by formula (1).
下記式(7)
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義であり、
R3、R4、R5、およびR6は、前記式(2)におけるものと同義である。)で示されるアミドアルコール化合物を製造する方法。 After producing the trione compound represented by the formula (5) by the method according to claim 2, reducing the trione compound with a reducing agent,
Following formula (7)
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1),
R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 have the same meanings as those in formula (2). The method of manufacturing the amide alcohol compound shown by this.
下記式(8)
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義である。)で示されるラクトン化合物を製造する方法。 After producing the amide alcohol compound represented by the formula (7) by the method according to claim 5, the amide alcohol compound is cyclized with an acid,
Following formula (8)
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1). A method for producing a lactone compound represented by
下記式(9)
R1、およびR2は、前記式(1)におけるものと同義である。)で示されるチオラクトン化合物を製造する方法。 After producing the lactone compound represented by the formula (8) by the method according to claim 6, by reacting the lactone compound and a sulfurizing agent,
Following formula (9)
R 1 and R 2 have the same meaning as in the formula (1). A method for producing a thiolactone compound represented by the formula:
下記式(10)
Following formula (10)
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