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JP2014507415A - シタグリプチンの中間体の製造方法 - Google Patents

シタグリプチンの中間体の製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、糖尿病の治療剤であるジャヌビア(Januvia)の主要中間体である化学式2の化合物を簡単な方法で経済的で且つ高収率で製造する方法を提供する。
Figure 2014507415

[前記式中、Rは、Boc[t−ブチルオキシカルボニル(t−butyloxycarbonyl)]、Cbz[ベンジルオキシカルボニル(benzyloxylcarbonyl)]、Fmoc[フルオレニルメチルオキシカルボニル(fluorenylmethyloxycarbonyl)]、アセチル(acetyl)またはベンゾイル(benzoyl)である。]
【選択図】なし

Description

本発明は、糖尿病の治療剤であるシタグリプチンの中間体の製造方法に関する。
シタグリプチン(sitagliptin)は、ベータアミノ酸構造を有するトリアゾロピペラジン化合物として、(2R)−4−オキソ−4−[3−(トリフルオロメチル)−5,6−ジヒドロ−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−α]ピラジン−7(8H)−イル)−1−(2,4,5−トリフルオロフェニル)ブタン−2−アミンという化学名を有する。これはアメリカメルク社(Merck)により開発されたもので、2型糖尿病の治療のための最初のDPP−IV阻害剤として、現在世界各国においてリン酸シタグリプチン一水和物の形態でジャヌビア(Januvia)という商品名の糖尿病治療剤で市販されている。
シタグリプチンの中間体である「t−ブチル(R)−4−(3−(トリフルオロメチル)−5,6−ジヒドロ−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−α]ピラジン−7(8H)−イル)−1−(2,4,5−トリフルオロフェニル)−4−オキソブタン−2−イルカルバメート」(下記反応スキーム1において化合物2)は、下記反応スキーム1のように製造され、これはアメリカ特許第6699871号に記載されている。
Figure 2014507415
しかし、上の方法において、反応試薬で使用する1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBT)及び1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDC)は、高価であるだけではなく、生成物の収率が非常に低くて商業的大量生産に不適合であるという問題がある。
したがって、本発明は上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、低価の試薬を用いて経済的で且つ優秀な収率を提供することで商業的大量生産に適合できる化学式2の化合物の製造方法を提供することにある。
前記目的を達成するための本発明は、有機溶媒の中で、下記化学式3の化合物を2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン及び第三級有機アミンの存在下で、下記3−(トリフルオロメチル)−5,6,7,8−テトラヒドロ−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−α]ピラジンまたはその塩と反応させて下記化学式2の化合物を製造する方法を提供する。
Figure 2014507415
Figure 2014507415
前記化学式2及び化学式3において、Rは、Boc[t−ブチルオキシカルボニル(t−butyloxycarbonyl)]、Cbz[ベンジルオキシカルボニル(benzyloxylcarbonyl)]、Fmoc[フルオレニルメチルオキシカルボニル(fluorenylmethyloxycarbonyl)]、アセチル(acetyl)またはベンゾイル(benzoyl)である。
好ましくは、本発明の化学式2及び化学式3において、Rは、BocまたはCbzである。
本発明において、出発物質で使用される化学式3の化合物は、市販されているものを使用することができ、また、アメリカ特許登録第6,699,871号公報の第23コラムに記載されたINTERMEDIATE 3の製造方法により製造することができる。本発明の化学式3の化合物において、Rが、Cbz、Fmoc、アセチルまたはベンゾイルの場合は、アメリカ特許登録公報第6,699,871号第23コラムに記載されたINTERMEDIATE 3の製造方法の中、Step B.において、ジ−t−ブチルジカーボネート(di−tert−butyldicarbonate)の代わりに、各々ベンジルクロロホルマート(benzyl chloroformate)、フルオレニルメチルオキシカルボニルクロリド(fluorenylmethyloxycarbonyl chloride) )]、アセチルクロリド(acetyl chloride)またはベンゾイルクロリド(benzoyl chloride)を使用して製造することができる。
本発明において、下記化学式4の化合物である2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジンは、市販されているものを使用することができる。
Figure 2014507415
また、本発明において、反応物質の下記化学式5の化合物である3−(トリフルオロメチル)−5,6,7,8−テトラヒドロ−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−α]ピラジンまたはその塩は、市販されているものを購入して使用するか、アメリカ特許登録第6,699,871号公報に記載された方法により製造することができ、その塩は、塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩、メタンスルホン酸塩、p−トルエンスルホン酸塩のような塩の形態である。
Figure 2014507415
本発明において、第三級有機アミンは、有機化学分野でアミド(amide)結合を形成させる時よく使用する塩基を意味し、例えば、N−メチルモルホリン、ピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリイソプロピルアミン、キノリンがある。
本発明において、化学式3の化合物と化学式5の化合物の反応モル比は、多様に変えることができ、好ましくは、1:0.8〜1:3モル比、より好ましくは、1:1.1〜1:1.3モル比である。
本発明において、化学式3の化合物と化学式4の化合物の反応モル比は、多様に変えることができ、好ましくは、1:1〜1:3モル比、より好ましくは、1:1.1〜1:1.4モル比である。
本発明において、化学式3の化合物とN−メチルモルホリンの反応モル比は、多様に変えることができ、好ましくは、1:2〜1:5モル比、より好ましくは、1:2.5〜1:4.0モル比、一番好ましくは、1:3モル比である。
本発明において、有機溶媒は、有機化学分野でアミド(amide)形成反応で使用する一般的な有機溶媒を使用することができ、例えば、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、トルエン及びジクロロメタンからなる群より選択されたものを使用することが好ましい。
本発明の製造方法は、副反応を起こさない多様な温度で反応を実行することができるが、約0〜約35℃、約0〜30℃の反応温度で実行することが好ましい。より好ましくは、約0〜約10℃、一層好ましくは、約0〜約5℃で、出発物質、反応物質などを全て混合した後、常温に昇温させて反応させる。本発明で常温は、約15〜30℃を意味する。
また、本発明は、エチルアセテート、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノール、ジクロロメタン、ヘキサン、アセトニトリル及びテトラヒドロフランの中で選択された1種以上の溶媒を利用して化学式2の化合物を結晶化させる段階をさらに含むことができる。
結晶化方法は、この技術分野に属する通常の技術者が通常的に使用する方法で実行することができる。
また、本発明は、本発明の化学式2の化合物を製造する方法を含むリン酸シタグリプチン一水和物の製造方法を提供する。
本発明の製造方法は、シタグリプチンの主要中間体である化学式2の化合物をより経済的で且つ高収率で提供して大量生産に適用することができる効果がある。
以下、実施例を通じて本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲は、それに限定されるものではない。
<実施例1>
tert−ブチル (R)−4−(3−(トリフルオロメチル)−5,6−ジヒドロ−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−α]ピラジン−7(8H)−イル)−1−(2,4,5−トリフルオロフェニル)−4−オキソブタン−2−イルカルバメートの製造(RがBocである化学式2、tert−butyl (R)−4−(3-(trifluoromethyl)−5,6−dihydro−[1,2,4]triazolo[4,3−α]pyrazin−7(8H)−yl)−1−(2,4,5−trifluorophenyl)−4−oxobutan−2−ylcarbamate)
乾燥されたフラスコに、(R)−3−Boc−アミノ−4−(2,4,5−トリフルオロフェニル)−ブタン酸(3.0g、9.0mmol)及びテトラヒドロフラン(THF)(30ml)を投入して溶解させた後、N−メチルモルホリン(2.97ml、27.0mmol)を投入した。投入完了後、0〜5℃で冷却して2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン(2.05g、11.7mmol)を投入した。0〜5℃で一時間撹拌した後、3−(トリフルオロメチル)−5,6,7,8−テトラヒドロ−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−α]ピラジン塩酸塩(2.47g、10.8mmol)を投入し、20〜25℃で昇温させながら撹拌させた。TLCで反応完結を確認した後、10℃で冷却してジクロロメタン(30.0ml)と水(30.0ml)を投入して層を分離させた。飽和重曹水(30.0ml)と食塩水(30.0ml)で有機層を洗浄した後、有機層を、無水硫酸ナトリウムを使用して乾燥させて、減圧濃縮した後、エチルアセテート(12.0ml)とイソプロピルアルコール(6.0ml)で結晶化して、tert−ブチル (R)−4−(3−(トリフルオロメチル)−5,6−ジヒドロ−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−α]ピラジン−7(8H)−イル)−1−(2,4,5−トリフルオロフェニル)−4−オキソブタン−2−イルカルバメート(4.29g、94.0%)を得た。
1H NMR δ 7.04(dd,1H,J=0.012),6.84(dd,1H,J=0.013),5.01(s,2H),4.90(NH),4.20(s,2H),4.10(t,2H),4.04(t,2H),3.97(m,1H),2.97(t,2H),2.70(t,2H),
mp:183.0〜183.5℃(毛細管融点測定装置であるメトラーFP90を利用して、昇温速度2℃/minで測定)
<実施例2>
ベンジル (R)−4−(3−(トリフルオロメチル)−5,6−ジヒドロ−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−α]ピラジン−7(8H)−イル)−1−(2,4,5−トリフルオロフェニル)−4−オキソブタン−2−イルカルバメートの製造(RがCbzである化学式2、benzyl (R)−4−(3−(trifluoromethyl)−5,6−dihydro−[1,2,4]triazolo[4,3−α]pyrazin−7(8H)−yl)−1−(2,4,5−trifluorophenyl)−4−oxobutan−2−ylcarbamate)
乾燥されたフラスコに、(R)−3−Cbz−アミノ−4−(2,4,5−トリフルオロフェニル)−ブタン酸(3.0g、8.2mmol)及びテトラヒドロフラン(THF)(30ml)を投入して溶解させた後、N−メチルモルホリン(2.7ml、24.5mmol)を投入した。投入完了後、0〜5℃に冷却して、2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン(1.86g、10.6mmol)を投入した。0〜5℃で一時間撹拌した後、3−(トリフルオロメチル)−5,6,7,8−テトラヒドロ−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−α]ピラジン塩酸塩(2.05g、9.0mmol)を投入して、常温(20〜25℃)に昇温させながら撹拌した。TLCで反応完結を確認した後、10℃に冷却してジクロロメタン(30.0ml)と水(30.0ml)を投入して層を分離させた。飽和重曹水(30.0ml)と食塩水(30.0ml)で有機層を洗浄した後、有機層を、無水硫酸ナトリウムを使用して乾燥させて減圧濃縮した後、エチルアセテート(12.0ml)とイソプロピルアルコール(6.0ml)で結晶化して、ベンジル−(R)−4−(3−(トリフルオロメチル)−5,6−ジヒドロ−[1,2,4]-トリアゾロ[4,3−α]ピラジン−7(8H)−イル)−1−(2,4,5−トリフルオロフェニル)−4−オキソブタン−2−イルカルバメートを得た(収率3.98g、収率:90%)。
[1H NMR δ7.10〜7.34(m,5H),7.04(dd,1H,J=0.012),6.84(dd,1H,J=0.013),5.01(s,2H),4.90(NH),4.20(s,2H),4.10(t,2H),4.04(t,2H),3.97(m,1H),2.97(t,2H),2.70(t,2H)]
<比較例>
アメリカ特許登録第6,699,871号公報に記載された実施例7のSTEP A方法によるRはBocである化学式2の製造
ジクロロメタン(2.5ml)に(R)−3−Boc−アミノ−4−(2,4,5−トリフルオロフェニル)−ブタン酸(50.1mg、0.15mmol)を溶解して、3−(トリフルオロメチル)−5,6,7,8−テトラヒドロ−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−α]ピラジン(39.2mg、0.20mmol)を投入した後、0〜5℃を維持してHOBT(17.2mg、0.21mmol)添加して10分間反応させた。以後、0℃でEDC(48.3mg、0.25mmol)を投入して、常温に昇温させて14時間の間撹拌した。反応完了後、反応物を減圧真空で濃縮して100%エチルアセテートでカラムクロマトグラフィーして目的する化合物を精製して、29mgの表題の化合物を固体で得た(収率:47.5%)。

Claims (8)

  1. 有機溶媒の中で、下記化学式3の化合物を2−クロロ−4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン及び第三級有機アミンの存在下で、3−(トリフルオロメチル)−5,6,7,8−テトラヒドロ−[1,2,4]トリアゾロ[4,3−α]ピラジンまたはその塩と反応させて下記化学式2の化合物を製造する方法。
    Figure 2014507415
    Figure 2014507415
    [前記化学式2及び化学式3において、Rは、Boc[t−ブチルオキシカルボニル(t−butyloxycarbonyl)]、Cbz[ベンジルオキシカルボニル(benzyloxylcarbonyl)]、Fmoc[フルオレニルメチルオキシカルボニル(fluorenylmethyloxycarbonyl)]、アセチル(acetyl)またはベンゾイル(benzoyl)である。]
  2. 化学式2及び化学式3において、Rが、BocまたはCbzであることを特徴とする請求項1に記載の化学式2の化合物の製造方法。
  3. 第三級有機アミンが、N−メチルモルホリン、ピリジン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリイソプロピルアミン又はキノリンであることを特徴とする請求項1に記載の化学式2の化合物の製造方法。
  4. 第三級有機アミンが、N−メチルモルホリンであることを特徴とする請求項3に記載の化学式2の化合物の製造方法。
  5. 有機溶媒が、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、トルエン及びジクロロメタンからなる群より選択されたものであることを特徴とする請求項1に記載の化学式2の化合物の製造方法。
  6. 反応が、0〜30℃の反応温度で実行されることを特徴とする請求項1に記載の化学式2の化合物の製造方法。
  7. 化学式2の化合物をエチルアセテート及びイソプロピルアルコールを利用して結晶化させることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の化学式2の化合物を製造する方法。
  8. 請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の化学式2の化合物を製造する方法を含むことを特徴とするリン酸シタグリプチン一水和物の製造方法。
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