способ получения 3,7-диалкилксантинов
Классы МПК: | C07D473/10 с метильными радикалами в положениях 3 и 7 , например теобромин C07D473/06 с радикалами, содержащими только атомы водорода и углерода в положениях 1 или 3 |
Автор(ы): | Герхард Корб (DE), Ханс-Вольфрам Флемминг (DE) |
Патентообладатель(и): | Хехст АГ (DE) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-11-09 публикация патента:
10.07.1998 |
Использование: в медицине в качестве промежуточных продуктов для получения лекарственных средств. Сущность: получение 3,7-диалкилксантинов алкилированием соответствующих 3-алкилксантинов в двухфазной смеси в присутствии основания, четвертичного аммониевого и/или фосфониевого соединения и линейного простого полиэфира. Целевые соединения получают с очень высокими выходами с высокой степенью чистоты. 8 з.п. ф-лы.
Формула изобретения
1. Способ получения 3,7-диалкилксантинов формулы I
в которой R1 и R2 независимо друг от друга - С1-С6-алкил, линейный или разветвленный,
отличающийся тем, что 3-алкилксантин формулы II

в которой R1 - С1-С6-алкил, линейный или разветвленный,
переводят в водной фазе с помощью основного средства в его соль и эту соль подвергают взаимодействию в присутствии по меньшей мере одного четвертичного аммониевого соединения и/или фосфониевого соединения формулы III или IV

в которых R3 - R10 одинаковые или различные и независимо друг от друга обозначают С1-С20-алкил, линейный или разветвленный, бензил или фенил;
X - анион,
в двухфазной смеси с алкилирующим средством, содержащим 1-6 атомов углерода, и проводят алкилирование в присутствии линейного простого полиэфира формулы V
R11 - O - (Y)n - R12,
в которой R11 и R12 одинаковые или различные и независимо друг от друга - С1-С8-алкил;
Y - остаток группы -CH2-CH2-O- или -CH2-CH2-CH2-O-;
n - целое число 1 - 8. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что получают 3,7-диалкилксантины формулы I, где R1 и R2, независимо друг от друга, - С1-С3-алкил. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что получают 3,7-диметилксантин, 3-этил-7-пропилксантин или 3-метил-6-пропилксантин. 4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что вводят по меньшей мере одно аммониевое соединение формулы III, фосфониевое соединение формулы IV, простой полиэфир формулы V или органический растворитель, которые труднорастворимы в воде или вовсе не растворимы в ней. 5. Способ по пп.1 - 4, отличающийся тем, что в качестве основного средства используют гидроксид и/или карбонат щелочного металла, такой, как гидроксид натрия, гидроксид калия, гидрокарбонат натрия, гидрокарбонат калия, карбонат натрия или карбонат калия, в качестве четвертичного аммониевого или фосфониевого соединения формул III и IV вводят метил-триоктиламмонийхлорид, метил-триоктиламмоний-гидроксид, метил-трикаприламмонийхлорид, метил-трикаприламмоний-гидроксид, этил-триоктиламмонийхлорид, этил-триоктилфосфонийхлорид или гексадецилтрибутилфосфонийбромид и в качестве простых полиэфиров формулы V используют этиленгликольдибутиловый эфир, диэтиленгликольдибутиловый эфир, триэтиленгликольдибутиловый эфир, тетраэтиленгликольдибутиловый эфир, диэтиленгликоль-этил-трет-бутиловый эфир, пропиленгликольдибутиловый эфир, дипропиленгликольдибутиловый эфир, полиэтиленгликольдибутиловый эфир или полипропиленгликольдибутиловый эфир. 6. Способ по пп.1 - 5, отличающийся тем, что в качестве алкилирующего средства используют С1-С6-алкилгалогенид, С1-С6-диалкилсульфат или С1-С6-диалкилкарбонат, в особенности метилхлорид, этилхлорид, пропилхлорид или диметилсульфат. 7. Способ пп. 1 - 6, отличающийся тем, что на 100 моль 3-алкилксантина формулы II используют 5 - 100 моль соединений формулы III и/или IV, предпочтительно 10 - 60 моль, в особенности 10 - 50 моль, и в случае необходимости добавляют 3 - 100 моль линейного простого полиэфира формулы V, предпочтительно 5 - 80 моль, в особенности 10 - 50 моль. 8. Способ по пп.1 - 7, отличающийся тем, что алкилирование осуществляют при температурах от -10 до +140oС, предпочтительно при 40 - 110oС. 9. Способ по пп.1 - 8, отличающийся тем, что молярное соотношение 3-алкилксантина к алкилирующему средству составляет 1 : 1,02 - 1,5, предпочтительно 1 : 1,08 - 1,2.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу получения 3,7-диалкилксантинов, представляющих собой соединения формулы I
Незамещенные или также замещенные в положении 1 3,7-диалкилксантины являются основными фор- и промежуточными продуктами для получения лекарственных средств. Так, например, соединение 3,7-диметилксантин (теобромин) может применяться в качестве форпродукта для получения биологически активного лекарственного вещества пентоксифиллина (патент США 3737433) формулы VIII

и подобных соединений, которые обладают вазотерапевтическими свойствами. Для получения полностью описанного пентоксифиллина (VIII) необходимо использовать теобромин достаточно высокой чистоты. Действуют как помехи, в частности, исходное соединение 3-метилксантин [(II), R1=CH3], переметилирование соединение кофеин IX и изомерное соединение теофиллин X

а также окрашивающие примеси. Из литературы известны способы получения соединения формулы I. При этом в качестве алкилирующего средства используют главным образом диметилсульфат, диметилкарбонат и метилхлорид, этилхлорид, пропилхлорид, диэтилсульфит, дипропилсульфат, диэтилкарбонат или дипропилкарбонат. Способы с использованием диметилсульфата в качестве метилирующего средства для получения теобромина из 3-метилксантина обобщены в патенте ГДР 222026. В зависимости от используемого метода метилирования получают теобромин с выходами 65 - 76% от теории в расчете на чистый теобромин. Однако в случае способов с высокими выходами теобромина чаще всего получаются еще большие количества побочных соединений, которые из-за требований к качеству для получения биологически активных лекарственных веществ следует удалять путем дополнительного процесса очистки. Способ с использованием диметилкарбоната в качестве метилирующего средства (патент ФРГ 3741883) представляет собой способ, осуществляемый при высоком давлении, который можно проводить только в специальных автоклавах, которые выдерживают давления 80 - 160 бар. При этом достигаемые выходы составляют 65,8 - 73,2% от теории в расчете на чистый теобромин с содержанием последнего по меньшей мере 99,6%, которое определяется с помощью ВЭЖХ. Способ с использованием метилхлорида в качестве метилирующего средства для получения теобромина (патент Чехословакии 267100) в водной или водно-спиртовой среде дает высокие выходы. Однако здесь речь идет о теобромине, который должен быть очень сильно загрязнен побочными продуктами, так как указанные температуры плавления очень далеки от температуры плавления чистого теобромина. Смесь из теобромина и примерно 5% 3-метилксантина, например, всегда имеет лежащую примерно на 100oC выше температуру плавления, как полученный согласно патенту Чехословакии 267100 теобромин. Поэтому нужно исходить из того, что в выделенном продукте содержатся еще значительные количества кофеина (IX) и в случае необходимости теофиллина (X), которые нужно удалять путем очистки. Потери в выходе при дальнейшей обработке до чистого теобромина могут быть очень значительными. Далее, известен способ получения 3-метил-7-пропилксантина (патент Чехословакии 267796), причем способ должен быть улучшен путем добавки небольших количеств катализаторов, работающих на границе раздела фаз, как соли тетраалкиламмония или диметилбензилалкиламмония с 8 - 18 C-атомами. Однако примеры показывают, что добавка примерно 0,26 моль диметилбензилалкиламмонийбромида приводит к снижению выхода на 5%, причем температуры плавления продуктов, полученных с катализатором и без него, одинаковы. Кроме того, приведенные в патенте Чехословакии 267100 примеры показывают, что в случае больших загрузочных смесей выход меньше. Этот факт также описан в патенте ГДР 222026. Собственные наши опыты, в которых в сто раз увеличено количество загрузочной смеси, при описанных в патенте Чехословакии 267796 условиях показывают значительное снижение выхода. Задачей предлагаемого изобретения являлась разработка способа получения селективно 3,7-диалкилксантинов из 3-алкилксантинов с высокими выходами одновременно очень высокой чистоты и очень хорошими выходами на единицу объема в единицу времени. Поэтому изобретение относится к способу получения 3,7-диалкилксантинов формулы I

причем R1 и R2 независимо друг от друга, обозначают линейный или разветвленный C1-C6-алкил,
отличающемуся тем, что 3-алкилксантин формулы II

в которой R1 обозначает линейный или разветвленный C1-C6-алкил,
а) в водной фазе с помощью основного средства переводят в его соль и
б) эту соль в присутствии по меньшей мере одного четвертичного аммониевого соединения и/или фосфониевого соединения формул III и IV

причем R3 - R10 являются одинаковыми или разными и независимо друг от друга обозначают линейный или разветвленный C1-C20-алкил; бензил или фенил; и X - анион, в двухфазной смеси вводят во взаимодействие с алкилирующим средством с 1-6 C-атомами;
в) в случае необходимости алкилирование осуществляют в присутствии линейного простого полиэфира формулы V
R11-O-(Y)n-R12
причем R11 и R12 являются одинаковыми или разными и независимо друг от друга обозначает C1-C8-алкил; Y - остаток из группы, включающей -CH2-CH2-O- или -CH2-CH2-CH2-O-; и n - целое число, равное 1-8. В предлагаемом согласно изобретению способе предпочтительно получают 3,7-диалкилксантины формулы I, причем R1 и R2 независимо друг от друга обозначают C1-C3-алкил. Особенно предпочтительными 3,7-диалкилксантинами для способа согласно изобретению являются:
3,7-диметилксантин (= соединение формулы I с R1 и R2 = -CH3);
3-метил-7-пропилксантин (= соединение формулы I с R1 = CH3 и R2 = -CH2-CH2-CH3);
3-этил-7-пропилксантин (= соединение формулы I с R1 = -CH2-CH3 и R2 = -CH2-CH2-CH3). Предпочтительна неожиданно высокая селективность алкилирования в положение 7 ксантина, в то время как алкилирование в положение 1 дальше не происходит. Кроме того, соединения формул III и/или IV, а также в случае необходимости формулы V, можно легко отделять от водной фазы и использовать для дальнейших взаимодействий. Предпочтительными основными средствами являются гидроксиды и/или карбонаты щелочных металлов, как например гидроксид натрия, гидроксид калия, гидрокарбонат натрия, гидрокарбонат калия, карбонат натрия или карбонат калия. Предпочтительны используемые четвертичные аммониевые или фосфониевые соединения формул III и IV, которые только трудно или вовсе нерастворимы в воде. Предпочтительными четвертичными аммониевыми или фосфониевыми соединениями формул III и IV являются: метил-триоктиламмонийхлорид, метил-триоктиламмонийгидроксид, метил-трикаприламмонийхлорид, метил-трикаприламмонийгидроксид, этил-триоктиламмонийхлорид, этил-триоктилфосфонийхлорид и гексадецилтрибутилфосфонийбромид. Предпочтительными простыми полиэфирами формулы V являются этиленгликольдибутиловый эфир, диэтиленгликольдибутиловый эфир, триэтиленгликольдибутиловый эфир, тетраэтиленгликольдибутиловый эфир, диэтиленгликоль-этил-трет-бутиловый эфир, полиэтиленгликольдибутиловый эфир и полипропиленгликольдибутиловый эфир и полипропиленгликольдибутиловый эфир с различными длинами простых эфирных цепей (причем n в формуле V имеет значение, равное 2-8). Предпочтительными алкилирующими средствами являются C1-C6-алкилгалогениды, как алкилхлорид, алкилбромид, алкилфторид или алкилиодид, в особенности метилхлорид, этилхлорид; C1-C6-диалкилсульфат, как диметил-, диэтил-, дипропил-, дибутил-, дипентил- или дигексилсульфат; или C1-C6-диалкилкарбонат, как диметил-, диэтил-, дипропил-, дибутил-, дипентил- или дигексилкарбонат. Под понятием "анион" понимают хлорид, бромид, гидросульфат или гидроксид. Под понятием "алкил" понимают углеводородные остатки, как метил, этил, пропил, бутил, пентил или гексил. 3-(C1-C6)-алкилсантины в качестве исходных веществ для предлагаемой согласно изобретению реакции алкилирования получают известными из литературы способами, например путем модифицированного "Trauben-синтеза" (Ullmann"s Enzyklop

впрыскиваемое количество: 10 мкл;
колонка: RP 8,250 - 4,10 мкм

степень текучести: 1 мл/мин;
подвижная фаза: 80 об.% 0,1%-ного раствора KH2PO4, 20 об.% метанола;
детекция: УФ-детектор, 273 нм;
время прохождения пробы: 20 мин;
время удерживания: 3-метилксантин - 4,05 мин, теобромин - 5,47 мин, кофеин - 11,15 мин. Определение точки текучести. Точки текучести определяют путем дифференциально-термического анализа с помощью системы Mettler TA3000. Пример 2. В реактор подают 2000 мл воды, 400 г 3-метилксантина, 310 г 33%-ного раствора едкого натра, 20 г бикарбоната натрия и 200 г метил-триоктиламмонийхлорида и 100 г диэтиленгликольдибутилового простого эфира. После того как реактор плотно закрыт, примерно при 50oC вводят 134 г метилхлорида. Затем примерно при 90oC оставляют еще дополнительно реагировать до тех пор, пока внутреннее давление не будет более падать. Реактор охлаждают примерно до 50oC и быстро обезгаживают. После этого добавляют 310 г 33%-ного раствора едкого натра и затем органическую фазу отделяют. Ее промывают дополнительно с помощью 100 мл воды. Таким образом, вновь выделенный метил-триоктиламмонийхлорид и диэтиленгликольдибутиловый простой эфир можно снова вводить для следующего метилирования. Водную фазу смешивают с активным углем и раствор отфильтровывают. Затем при 85 - 95oC путем прикапывания в целом примерно 252 г 37%-ной соляной кислоты осаждают теобромин. После высушивания до постоянного веса получают 376 г теобромина с содержанием самого теобромина 99,5% (ВЭЖХ). Это составляет 86,5% от теоретически рассчитанного значения, в расчете на исходный продукт 3-метилксантин. Пример 3. В аппаратуру с мешалкой подают предварительно 2000 мл воды, 400 г 3-метилксантина, 294 г 33%-ного раствора едкого натра, 200 г метил-триоктиламмонийхлорида и 100 г триэтиленгликольдибутилового простого эфира. Затем примерно при 50 - 60oC прикапывают 351 г диметилсульфата. По окончании добавления к реакционной смеси дополнительно прикапывают 16 г 33%-ного раствора едкого натра. Затем оставляют еще примерно при 60oC дореагировать. Охлаждают и затем добавляют 310 г 33%-ного раствора едкого натра. Затем органическую фазу отделяют. Ее отмывают с помощью 100 мл воды. Таким образом, вновь выделенный метил-триоктиламмонийхлорид и триэтиленгликольдибутиловый простой эфир можно снова вводить для следующего метилирования. Водную фазу смешивают с активным углем и отфильтровывают. После этого при 85 - 95oC путем прикапывания в целом примерно 250 г 37%-ной соляной кислоты осаждают теобромин. После охлаждения теобромин отсасывают и дополнительно промывают водой. После высушивания до постоянного веса получают 361 г теобромина с содержанием самого теобромина 99,5% (ВЭЖХ). Это составляет 83,2% от теоретически рассчитанного значения в расчете на исходный продукт 3-метилксантин. Пример 4. В реактор загружают 2000 мл воды, 400 г 3-метилксантина, 310 г 33%-ного натрового щелока, 20 г бикарбоната натрия, 200 г полиэтиленгликольдибутилового эфира (n = 3-5) и 100 г хлорида этилтриоктилфосфония. После плотного закрытия реактора вводят 135 г метилхлорида при температуре около 50oC. Затем при температуре около 90oC дают еще прореагировать, пока внутреннее давление не перестанет падать. Реактор охлаждают до



Класс C07D473/10 с метильными радикалами в положениях 3 и 7 , например теобромин
Класс C07D473/06 с радикалами, содержащими только атомы водорода и углерода в положениях 1 или 3