JP2672874B2 - シトシンの製法 - Google Patents

シトシンの製法

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D239/00Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings
    • C07D239/02Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings
    • C07D239/24Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D239/28Heterocyclic compounds containing 1,3-diazine or hydrogenated 1,3-diazine rings not condensed with other rings having three or more double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, directly attached to ring carbon atoms
    • C07D239/46Two or more oxygen, sulphur or nitrogen atoms
    • C07D239/47One nitrogen atom and one oxygen or sulfur atom, e.g. cytosine

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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、β−アルコキシアクリルニトリル及び/又
はジアルコキシプロピオニトリルと尿素とをアルコレー
トの存在で反応させ、引続き中和することによって、場
合によっては5−位で置換されていてもよいシトシンを
製造する方法に関する。
従来の技術 上記の各出発物質を、溶剤としてのアルコール中で反
応させることは公知である。極めて有利なのは第二又は
第三アルコール中で処理することであり、この場合アル
コレート及びアルコールが適当である。欧州特許第00 8
2 339号明細書にはt−ブタノール中の非置換ニトリル
からカリウム−t−ブタノレートの存在でシトシンを製
造することが記載されている。その収率は最高62.3%で
あり、満足のいくものではない。またこの収率は極めて
高価な第二及び第三アルコールを用いた場合にのみ達成
し得るにすぎない。低級アルコールであるエタノール及
びメタノールはそのアルコレートをも含め、更に一層低
い収率を生じる。
西ドイツ国特許3 434 142号明細書には二工程で処理
する。まずアルカリ−尿素塩を懸濁液状で又は有利には
固体物質として生ぜしめる。この第一工程で場合によっ
ては更に低級アルコールを使用することもできる。欠点
は第一工程中又はその後にアルコールをできるだけ完全
に除去する必要があることである。それというのもさも
ないと第二工程が完全には進行しないからである。この
処理には一層多くの工業的経費が必要となる。第二処理
工程におけるニトリルとの反応も同様にアルコール中で
行うが、第一工程を上記のように実施した場合にのみ70
%までの収率が得られるにすぎない。この方法の欠点は
処理を二段階で行うこと、アルコールを2倍量使用する
こと及び第一工程での限界温度が90℃であることであ
る。それというのも他の条件の場合にはアルカリ−尿素
塩が分解し、収率は極端に低下するからである。また無
水アルコールだけを新たに使用してよいことから、費用
をかけて溶剤を後処理しなければならない。
発明が解決しようとする課題 従ってシトシンの製造行程を改良し、一層簡略化し、
また良好又は一層良好な収率を達成するという課題が存
在する。独立した行程として尿素塩を回収することはで
きるだけ避けるべきである。他の課題は溶剤の後処理を
簡単に実施することである。
課題を解決するための手段 ところで予想外にも上記の各出発物質の反応を、反応
条件下に不活性で、水と僅かに混合可能の有機溶剤又は
溶剤混合物中で実施し得ることが判明した。この主とし
て非極性の中性溶剤の使用可能性は従来使用されてきた
極性アルコールの形の溶剤とは明らかに矛盾する。
本発明の対象は、一般式II: [式中R1はアルコキシ又はハロゲンで置換されていても
よい、炭素原子数1〜6のアルキル基を表し、R3はアル
アルキル基、H又は基R1におけるアルキル基を表す]の
β−アルコキシアクリルニトリル及び/又は一般式III: [式中R1及びR3は前記のものを表し、R2はアルコキシ又
はハロゲンで置換されていてもよい、炭素原子数1〜6
のアルキル基を表す]のβ,β−ジアルコキシプロピオ
ニトリルを尿素と、アルカリアルコレート MeOR4[式
中R4は炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、Meはアル
カリ金属を表す]の存在で反応させ、相応するシトシン
を0〜150℃の温度で中和することにより析出し、回収
することによって、5−位で置換されていてもよい一般
式I: [式中R3は前記のものを表す]のシトシンを製造する方
法において、反応媒体として炭化水素、ハロゲン化炭化
水素又はエーテルを使用することを特徴とする、シトシ
ンの製法にある。
好ましい実施態様において、炭化水素はアルキルアロ
マートである。
驚くべきことには本発明によれば任意のアルコール、
従って低級アルコールであるエタノール及び場合によっ
てはメタノールのアルコレートを使用することができ
る。これらのアルコレートから遊離したアルコールを無
水の形でまた別々に、使用した溶剤から分離することは
容易に可能である。使用した溶剤は簡単に回収すること
ができる。
不活性の、水と僅かに混合可能の有機溶剤としては、
炭化水素例えばヘキサン、ヘプタン又は異性オクタン、
シクロヘキサン、シクロヘプタン、ニトロエタン、クロ
ルベンゾール、ニトロベンゾール及び又は、エーテル例
えばアニソール、、ジベンジルエーテル又はジエチレン
グリコールエーテル、極めて有利にはアルキルアロマー
ト例えばキシロール、クモール、トルオール又はエチル
ベンゾールが使用される。この種の溶剤は中性特性を有
する点で共通しており、水素イオンの発生下における解
離をほとんど又はまったく生じない。本発明方法はアル
カリ−尿素塩を中間的に単離することなしに、簡単な反
応により尿素及びアルコレートをニトリル成分II及びII
Iと反応させる。欧州特許第0 082 339号明細書によれば
エタノールのような低級アルコール中で上記の各成分を
反応させた場合極端な収率損失が生じるが、上記の本発
明による溶剤を使用した場合には、低級アルコールの存
在でも、これが副成分として存在するにすぎない限り、
処理することができる。尿素とアルコレートとの反応に
際しては、使用した溶剤は30重量%未満、極めて有利に
は20重量%未満のアルコールを含むべきである。本発明
方法の他の利点は、尿素とアルコレートとからなる混合
物が前記溶剤中で、アルコールに関して記載した90℃の
限界温度を越える場合にも安定なことである。
本発明方法によれば反応は0〜150℃の温度範囲で実
施する。この場合各成分の混合は0〜130℃で行いまた
反応を完結させるためには60〜130℃の温度で処理す
る。
反応は、まず尿素とアルコレートとを0〜60℃の温度
で一緒にし、引続きβ−アルコキシアクリルニトルル
(II)及び/又はβ,β−ジアルコキシプロピオニトリ
ル(III)を60〜130℃の温度で連続的に又は断続的に加
えるようにして実施するのが有利である。
ニトリル成分の配量は0.5〜2時間以内に行うことが
できる。この反応時間は反応温度及び添加時間との関連
において0.5〜6時間である。
アルコレートは有利には低級アルコールの、特に有利
にはナトリウム又はカリウムのアルカリアルコレートで
ある。アルコレートのアルコキシ基は有利には炭素原子
を1〜4個、極めて有利には2個有する。アルコレート
は有利には反応溶液又は溶剤中に懸濁させて使用するこ
とことができる。本発明によれば尿素対アルコレートの
使用モル比は0.5〜5:1、有利には1〜1.4:1である。
本発明によれば尿素対ニトリル成分II及び/又はIII
のモル比は0.5〜5:1、有利には1〜2:1である。常用の
材料費を考慮した場合、他の反応成分を最良に利用する
には最も安価な成分として尿素を過剰量で使用するのが
有利である。
尿素とアルコレートとの反応並びにニトリル成分のピ
リミジン系への縮合に際してはアルコールが生じる。反
応を完結させるため、反応混合物中に存在するアルコー
ルを有利には反応過程で、遅くとも後処理前にすべて又
は部分的に除去する。この重要かつ有利な手段によって
反応を完結させ、収率を改良しまたアルコールを回収す
ることができる。反応に際して生じたシトシンのアルカ
リ塩を単離するか又は、酸又はその無水物を加えるとに
よって遊離シトシンに変えることができる。硫酸を使用
した場合には相応する硫酸塩が得られる。遊離シトシン
を製造する他の方法としては添加したエステルの鹸化を
利用することができる。
水と僅かに混合可能の本発明における溶剤を使用する
ことによって、簡単な方法でシトシンを遊離及び単離す
ることが可能である。本発明によれば後処理するため、
反応に際して生じた固体を、場合によっては水を添加し
た後に分離する。シトシンを相分離後上記の中和法によ
り水相から析出させ、単離する。活性炭の存在で水から
再結晶した後、シトシンを高純度で収率>70%で得るこ
とができる。
分離した有機溶剤から水を除去し、特に有利なアルキ
ルアロマートを使用した場合には別個に後処理すること
なく、直接以後の反応に使用することができる。この返
還処理は生成物の収率を77%以上に高める。
再結晶の母液は更に次のバッチの水性後処理に使用す
ることができ、これにより収率を一層高めることができ
る。
シトシンは医薬、農薬及び光化学薬品の製造に使用さ
れる。
実施例 例 1 尿素78.1g(1.3m)及びナトリウムエチレート81.7g
(1.2m)をキシロール240gに懸濁させ、還流温度に加熱
する。60分以内にシアンアセトアルデヒドジエチルアセ
タール143.2g(1m)を配量する。混合物を更に3時間加
熱沸騰させ、引続き反応に際して生じたアルコールを留
去する。残存する懸濁液に水500gを加え、生じた生成物
水相からキシロール相を分離する。水相を酢酸72g(1.2
m)で中和することによって、シトシンを沈殿させる。
引続き活性炭の存在で水から再結晶させると、純粋なシ
トシン82.3g(理論値の74.1%)が生じる。
例 2 例1からの分離したキシロール相に尿素78.1g(1.3
m)及びナトリウムメチレート81.7g(1.2m)を懸濁さ
せ、例1と同様にしてシアンアセトアルデヒドジエチル
アセタール143.2g(1m)と反応させる。上記の後処理
後、純粋なシトシン85.8g(理論値の77.2%)が得られ
る。
例 3 尿素78.1g(1.3m)及びナトリウムメチレート81.7g
(1.2m)をキシロール240gに懸濁させ、エタノール23g
(0.5m)を加える。これを還流温度に加熱し、1時間以
内にシアンアセトアルデヒドジエチルアセタール143.2g
(1m)を配量し、更に3時間加熱沸騰させる。反応混合
物中に存在するアルコールを留去し、残渣に水500gを加
える。水相から、酢酸72g(1.2m)を加えることによっ
てシトシンを沈殿させ、濾別し、水から活性炭の存在で
再結晶させる。シトシン81.6g(理論値の73.5%)が得
られる。
例 4 尿素36g(0.6m)及びナトリウムメチレート37.4g(0.
55m)をトルオール150gに懸濁させ、加熱沸騰させる。3
0分以内にβ−エトキシアクリルニトリル48.5g(0.5m)
を配量し、更に4時間還流温度に保つ。トルオールとの
共沸混合物としてエタノールを留去した後、水250gを加
え、例1におけると同様にして後処理する。再結晶後シ
トシン39.6g(理論値の71.4%)を単離する。
例 5 尿素39g(0.65m)及びナトリウムメチレート39.1g
(0.575m)及びシアンアセトアルデヒドジエチルアセタ
ール71.6g(0.5m)をトルオール100gに一緒に加え、5
時間加熱沸騰させる。引続きトルオールとの共沸混合物
として生じたエタノールを留去し、残渣を水250gに取
る。水相を分離した後、酢酸34.5g(0.575m)を加える
ことによってシトシンを沈殿させ、濾過し、例1と同様
にして精製する。収量としてシトシン34.1g(理論値の6
1.3%)が得られる。
例 6 尿素78.1g(1.3m)及びナトリウムメチレート81.7gを
キシロール240gに懸濁させ、例1と同様にしてシアンア
セトアルデヒドジエチルアセタール132.2g(1m)と反応
させる。引続き反応混合物にアルコールを留去すること
なく水500gを加え、例1におけると同様にして後処理す
る。純粋なシトシン74.6g(理論値の67.1%)が得られ
る。
例 7 尿素39g(0.65m)をナトリウムメチレート37.4g(0.5
5m)と一緒にジベンジルエーテル120gに懸濁させ、95℃
で60分以内にβ−エトキシアクリルニトリル48.5g(0.5
m)を配量する。還流温度で更に3時間反応させた後、
生じたエタノールを留去し、残渣に水250gを加え、例1
に相応して後処理する。シトシン39.2g(理論値の70.6
%)が得られる。
例 8 例7を繰り返すが、その際溶剤としてクロルベンゾー
ル120gを使用する。上記の後処理の後、シトシン35.7g
(理論値の64.3%)が得られる。
例 9 キシロール50g中の尿素15.6g(0.26m)及びナトリウ
ムエチレート15.7g(0.23m)に還流温度で3−エトキシ
−2−エチルアクリルニトリル25g(0.2m)を1時間以
内に配量し、混合物を更に3時間加熱沸騰させる。引続
きエタノールを留去し、残渣を水120gで取る。水相を分
離し、酢酸13.8g(0.23m)を加える。生じた生成物を吸
引濾別し、活性炭の存在で水から再結晶させる。純粋な
5−エチルシトシン18.4g(理論値の66.3%)が得られ
る。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式II: 〔式中R1はアルコキシ又はハロゲンで置換されていても
    よい、炭素原子数1〜6のアルキル基を表し、R3はアル
    アルキル基、H又は基R1におけるアルキル基を表す〕の
    β−アルコキシアクリルニトリル及び/又は一般式III: 〔式中R1及びR3は前記のものを表し、R2はアルコキシ又
    はハロゲンで置換されていてもよい、炭素原子数1〜6
    のアルキル基を表す〕のβ,β−ジアルコキシプロピオ
    ニトリルを尿素と、アルカリアルコラート MeOR4〔式
    中R4は炭素原子数1〜4のアルキル基を表し、Meはアル
    カリ金属を表す〕の存在で反応させ、相応するシトシン
    を0〜150℃の温度で中和することにより析出し、回収
    することによって、5位で置換されていてもよい一般式
    I: 〔式中R3は前記のものを表す〕のシトシンを製造する方
    法において、反応媒体として炭化水素、ハロゲン化炭化
    水素又はエーテルを使用することを特徴とする、シトシ
    ンの製法。
  2. 【請求項2】炭化水素がアルキルアロマートである、請
    求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】第1反応工程で尿素及びアルコラートを0
    〜60℃の温度で一緒に加え、引続き敷きIIのβ−アルコ
    キシアクリルニトリル及び/又は式IIIのβ,β−ジア
    ルコキシプロピオニトリルを60〜130℃の温度で連続的
    に又は断続的に加えることにより反応を実施する、請求
    項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】低級アルコールのアルカリアルコレートを
    使用する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方
    法。
  5. 【請求項5】尿素対アルコレートのモル比が0.5〜5:1で
    ある、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
  6. 【請求項6】尿素対ニトリル成分のモル比が0.5〜5:1で
    ある、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
  7. 【請求項7】反応に際して生じたアルコールを反応中
    に、遅くとも後処理前に全部又は部分的に除去する、請
    求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
  8. 【請求項8】反応に際して生じた固体を溶剤から分離
    し、これを以後の反応で再び使用する、請求項1から7
    までのいずれか1項記載の方法。
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EP0385062A2 (de) 1990-09-05
DE3906855A1 (de) 1990-09-06
JPH02273663A (ja) 1990-11-08
EP0385062A3 (de) 1991-02-06
DE59006539D1 (de) 1994-09-01
US5026852A (en) 1991-06-25

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