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JP2004284997A - 高純度インドールカルボン酸類の製造方法 - Google Patents

高純度インドールカルボン酸類の製造方法 Download PDF

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JP2004284997A
JP2004284997A JP2003079900A JP2003079900A JP2004284997A JP 2004284997 A JP2004284997 A JP 2004284997A JP 2003079900 A JP2003079900 A JP 2003079900A JP 2003079900 A JP2003079900 A JP 2003079900A JP 2004284997 A JP2004284997 A JP 2004284997A
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Eiji Nohayashi
英二 野林
Katsuhiro Fujii
克宏 藤井
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Taoka Chemical Co Ltd
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Taoka Chemical Co Ltd
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Abstract

【課題】医薬、農薬および機能性材料の中間体として有用な高純度のインドールカルボン酸類を高収率で、かつ工業的に有利に製造する方法を提供する。
【解決手段】一般式(1)で示されるインドールカルボン酸エステル類を非極性溶媒、水、及びアルコール溶媒の存在下にアルカリ金属の水酸化物を用いて加水分解したのちに反応液から非極性溶媒層を分離除去し、残った水層から酸析により結晶を得ることにより、高純度のインドールカルボン酸類が高収率で得られる。
Figure 2004284997

(式中、R、R、R、R、R、Rは、それぞれ、独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシル基、アリール基、アラルキル基、アラルキルオキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、カルボキシ基、カルボン酸エステル基を示し、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。但し、R〜Rのうち、少なくとも1つは、カルボン酸エステル基である。)
【選択図】なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は医薬、農薬および機能性材料の中間体として有用な高純度インドールカルボン酸類の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インドールカルボン酸類の製造法については、いくつかの方法が報告されている。
【0003】
例えば、インドールカルボン酸エステル類をエタノール溶媒中、水酸化カリウム水溶液で加水分解する方法(非特許文献1)、また、インドールカルボン酸エステル類をメタノール溶媒中、水酸化カリウムで加水分解する方法(非特許文献2)が公知である。
【0004】
【非特許文献1】
Eur.J.Med.Chem.Chim.Ther. 30(12) P963−972(1995)
【0005】
【非特許文献2】
Tetrahedron. 54(37) P11079−11094(1998)
【0006】
これらの方法では水への溶解性が小さいインドールカルボン酸エステル類をアルコール溶媒を用いて加水分解を行っているが、アルコール溶媒中で加水分解した場合、不純物が増加し純度、収率が低下する。また、加水分解後、酸析により結晶を得るために、大量の水を用いて希釈するか、又はアルコール溶媒を濃縮後、水に置換する必要があり工業的に必ずしも有利な製法とはいえなかった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、医薬、農薬および機能性材料の中間体として有用なインドールカルボン酸類が高純度、高収率で得られ、かつ、工業的に有利な製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するためにインドールカルボン酸類を工業的に、さらに有利に製造できる方法を鋭意検討した結果、一般式(1)で示されるインドールカルボン酸エステル類を非極性溶媒、水、及びアルコール溶媒の存在下にアルカリ金属の水酸化物を用いて加水分解することにより不純物の生成を抑制し、かつ速やかに反応が進行すること、また、反応液から非極性溶媒層を分離除去後、残った水層から酸析により結晶を得ると言う工業的に有利な方法で高純度のインドールカルボン酸類が高収率で得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
即ち本発明は、
一般式(1)で示されるインドールカルボン酸エステル類を非極性溶媒、水及びアルコール溶媒中、アルカリ金属の水酸化物を用いて加水分解することを特徴とする高純度インドールカルボン酸類の製造方法および一般式(1)で示されるインドールカルボン酸エステル類を非極性溶媒、水及びアルコール溶媒中、アルカリ金属の水酸化物を用いて加水分解した後、反応液より非極性溶媒層を分離除去し、残った水層から酸析により結晶を得ることを特徴とする高純度インドールカルボン酸類の製造方法を提供するものである。
以下に本発明の方法をさらに詳しく説明する。
【0010】
本発明で用いられるインドール類は、一般式(1)で示されるようなインドールおよびインドール誘導体であり、例えば、インドール−2−カルボン酸メチルエステル、インドール−2−カルボン酸エチルエステル、インドール−2−カルボン酸ブチルエステル、インドール−2−カルボン酸ベンジルエステル、インドール−3−カルボン酸メチルエステル、インドール−3−カルボン酸エチルエステル、インドール−4−カルボン酸メチルエステル、インドール−4−カルボン酸エチルエステル、インドール−5−カルボン酸メチルエステル、インドール−5−カルボン酸エチルエステル、インドール−6−カルボン酸メチルエステル、インドール−6−カルボン酸エチルエステル、インドール−2,5−ジカルボン酸エチルエステル、1−メチルインドール−2−カルボン酸メチルエステル、1−メチルインドール−2−カルボン酸エチルエステル、1−メチルインドール−2−カルボン酸ブチルエステル、1−メチルインドール−2−カルボン酸ベンジルエステル、1−メチルインドール−3−カルボン酸エチルエステル、1−メチルインドール−4−カルボン酸エチルエステル、1−メチルインドール−5−カルボン酸メチルエステル、1−メチルインドール−5−カルボン酸エチルエステル、1−メチルインドール−6−カルボン酸メチルエステル、1−メチルインドール−6−カルボン酸エチルエステル、1−メチルインドール−2,5−ジカルボン酸エチルエステル、1−エチルインドール−2−カルボン酸メチルエステル、1−エチルインドール−2−カルボン酸エチルエステル、1−エチルインドール−2−カルボン酸ブチルエステル、1−エチルインドール−2−カルボン酸ベンジルエステル、1−エチルインドール−3−カルボン酸エチルエステル、1−エチルインドール−4−カルボン酸エチルエステル、1−エチルインドール−5−カルボン酸メチルエステル、1−エチルインドール−5−カルボン酸エチルエステル、1−エチルインドール−6−カルボン酸メチルエステル、1−エチルインドール−6−カルボン酸エチルエステル、1−アセチルインドール−2−カルボン酸メチルエステル、2−メチルインドール−3−カルボン酸エチルエステル、2−メチルインドール−4−カルボン酸エチルエステル、5−メチルインドール−2−カルボン酸エチルエステル、6−メチルインドール−2−カルボン酸エチルエステル、5−メトキシインドール−2−カルボン酸エチルエステル、2−フェニルインドール−5−カルボン酸エチルエステル、5−ブロモインドール−2−カルボン酸エチルエステル、5−ブロモインドール−2−カルボン酸メチルエステル、5−シアノインドール−2−カルボン酸エチルエステル、5−シアノインドール−2−カルボン酸メチルエステル、5−ニトロインドール−2−カルボン酸エチルエステル、5−ニトロインドール−2−カルボン酸メチルエステル、1,2−ジメチルインドール−3−カルボン酸エチルエステル、1,2−ジメチルインドール−4−カルボン酸エチルエステル、1,5−ジメチルインドール−2−カルボン酸エチルエステル、1,6−ジメチルインドール−2−カルボン酸エチルエステル、1−メチル−5−メトキシインドール−2−カルボン酸エチルエステル、1−メチル−2−フェニルインドール−5−カルボン酸エチルエステル、1−メチル−5−ブロモインドール−2−カルボン酸エチルエステル、1−メチル−5−ブロモインドール−2−カルボン酸メチルエステル、1−メチル−5−シアノインドール−2−カルボン酸エチルエステル、1−メチル−5−シアノインドール−2−カルボン酸メチルエステル、1−メチル−5−ニトロインドール−2−カルボン酸エチルエステル、1−メチル−5−ニトロインドール−2−カルボン酸メチルエステルなどが挙げられる。これらのインドール類は、公知の方法で合成したものが使用できるが、本発明はこれらの合成法により限定されるものではない。本法はこれらのインドールカルボン酸類のうち、1−アルキルインドールカルボン酸エステル類において特に有効である。
【0011】
本発明における非極性溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、メチルシクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の脂肪族炭化水素類、トルエン、キシレン、アミルベンゼン、イソプロピルベンゼン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、メシチレン等の芳香族炭化水素類が挙げられる。好ましくはアルカリ金属の水酸化物の溶解性および経済性の面からトルエン、キシレン、ヘプタンが挙げられる。これらの非極性溶媒は、単独で使用してもよくまた2種以上を混合して使用しても良い。
【0012】
本発明におけるアルコール溶媒としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール等が挙げられる、好ましくメタノール、エタノールが挙げられる。これらのアルコールは単独で使用してもよくまた2種以上を併用してもよい。
【0013】
本発明におけるアルカリ金属の水酸化物としては、アルカリ金属に属するLi、Na、K、Rb、Csなどの水酸化物であり、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等が挙げられる、好ましくは安価でかつ入手容易な水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが挙げられる。これらのアルカリ金属の水酸化物は、単独で使用してもよくまた2種以上を併用してもよい。これらを反応に用いる場合には、アルカリ金属の水酸化物をそのまま使用してもよく、また、予め所定の水でアルカリ金属の水酸化物の水溶液として使用してもよい。
【0014】
本発明におけるアルカリ金属の水酸化物の使用量は特に限定されるものではないが、通常、インドール類に対して2〜20モル倍量であり、好ましくは2〜5モル倍量の範囲である。 アルカリ金属の水酸化物の使用量が2モル倍量より少ない場合は、収率が低下する傾向にあり、20モル倍量より過剰に用いても収率の向上は認められず、経済的に不利となる。
【0015】
本発明におけるアルコール及び水の総和量は、非極性溶媒の1.5〜10重量倍であり、好ましくは2〜4重量倍である。アルコール及び水の総和量が1.5重量倍より少ない場合には、生成したインドールカルボン酸のアルカリ金属塩類が結晶として析出する場合がある。10重量倍より過剰に用いると収率、純度が低下し、また、容積効率が低下するなど経済的に不利となる。
【0016】
本発明におけるアルコール及び水の比率は、通常、水/アルコール重量比が30/70〜90/10であり、水の比率がこれより過少であると不純物の生成量が増え純度が低下する。また、水の比率がこれ以上過剰であると反応時間が長くなり、さらには反応が進行しなくなる。 好ましくは40/60〜60/40である。
【0017】
本発明において、非極性溶媒、水及びアルコール溶媒は必須であり、どの溶媒を除いても本発明の効果を得ることは出来ない。すなわち、これらの溶媒のうちアルコール溶媒を除いた場合には反応時間が極端に長くなるか、又は反応が進行しなくなる。また、水を除いた場合には反応時に不純物が生成し収率、純度が低下する。また非極性溶媒を除いた場合においても収率、純度が低下する。
【0018】
本発明は、加水分解の反応条件により特に限定されるものではないが通常、30〜100℃、好ましくは40〜80℃の温度範囲で行なわれる。さらに本発明においては反応終了後、反応液より非極性溶媒層を分液除去することで非極性溶媒と共に不純物を取り除くことが出来るために高純度のインドールカルボン酸を得ることが可能である。目的とするインドールカルボン酸は残った水層中にアルカリ金属塩として存在しており、これを塩酸、硫酸などを用いて酸析することにより結晶して取り出すことができるが、すでに高純度のインドールカルボン酸を酸析により取り出すことから高い晶析率で結晶を取り出すことが可能である。
【0019】
【発明の効果】
本発明により、高純度のインドールカルボン酸類を高収率で、かつ煩雑な精製操作をすることなく工業的に有利な方法で製造することができるようになった。
【0020】
【実施例】
以下実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれ等の実施例に限定されるものではない。
【0021】
【実施例1】
1−メチルインドール−2−カルボン酸エチル24、4g(0.12mol)をトルエン51gに溶かしたものに、4.8%水酸化ナトリウム水溶液109g(0.13mol)、メタノール85gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、1−メチルインドール−2−カルボン酸の純度は98.0%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析して1−メチルインドール−2−カルボン酸20g(収率95%、LC純度99.0%)を得た。
【0022】
【実施例2】
1−メチルインドール−2−カルボン酸エチル24、4g(0.12mol)をトルエン51gに溶かしたものに、6.6%水酸化カリウム水溶液111g(0.13mol)、メタノール85gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、1−メチルインドール−2−カルボン酸の純度は97.2%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析して1−メチルインドール−2−カルボン酸20.2g(収率96%、LC純度99.0%)を得た。
【0023】
【実施例3】
1−メチルインドール−2−カルボン酸エチル24、4g(0.12mol)をトルエン51gに溶かしたものに、4.6%水酸化カリウム水溶液158g(0.13mol)、メタノール38gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、1−メチルインドール−2−カルボン酸の純度は94.7%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析して1−メチルインドール−2−カルボン酸19.5g(収率93%、LC純度99.0%)を得た。
【0024】
【実施例4】
インドール−3−カルボン酸エチル22.7g(0.12mol)をトルエン91gに溶かしたものに、7.4%水酸化カリウム水溶液98g(0.13mol)、メタノール90.8gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、インドール−3−カルボン酸の純度は94.0%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析してインドール−3−カルボン酸17.8g(収率92%、LC純度98.0wt%)を得た。
【0025】
【実施例5】
インドール−6−カルボン酸メチル21g(0.12mol)をキシレン56gに溶かしたものに、5.8%水酸化ナトリウム水溶液89g(0.13mol)、メタノール84gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、インドール−6−カルボン酸の純度は97.5%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析してインドール−6−カルボン酸18.4g(収率95%、LC純度99.0%)を得た。
【0026】
【実施例6】
インドール−5−カルボン酸エチル22.7g(0.12mol)をトルエン61gに溶かしたものに、5.4%水酸化ナトリウム水溶液96g(0.13mol)、メタノール91gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、インドール−5−カルボン酸の純度は94.5%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析してインドール−5−カルボン酸18g(収率93%、LC純度98.0%)を得た。
【0027】
【実施例7】
2−メチルインドール−3−カルボン酸メチル22.7g(0.12mol)をトルエン60gに溶かしたものに、3.9%水酸化ナトリウム水溶液132g(0.13mol)、メタノール55gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、2−メチルインドール−3−カルボン酸の純度は97.2%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析して2−メチルインドール−3−カルボン酸20g(収率95%、LC純度99.0%)を得た。
【0028】
【実施例8】
5−メトキシインドール−2−カルボン酸エチル26.3g(0.12mol)をトルエン105gに溶かしたものに、4.3%水酸化ナトリウム水溶液121g(0.13mol)、メタノール95gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、5−メトキシインドール−2−カルボン酸の純度は93.0%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析して5−メトキシインドール−2−カルボン酸21.6g(収率94%、LC純度97.0%)を得た。
【0029】
【実施例9】
5−ニトロインドール−2−カルボン酸エチル28.1g(0.12mol)をトルエン113gに溶かしたものに、4.0%水酸化ナトリウム水溶液109g(0.13mol)、メタノール101gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、5−ニトロインドール−2−カルボン酸の純度は93.1%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析して5−ニトロインドール−2−カルボン酸22.8g(収率92%、LC純度98.0%)を得た。
【0030】
【実施例10】
5−ブロモインドール−2−カルボン酸エチル32.2g(0.12mol)をトルエン65gに溶かしたものに、3.5%水酸化ナトリウム水溶液147g(0.13mol)、メタノール116gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、5−ブロモインドール−2−カルボン酸の純度は94.3%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析して5−ブロモインドール−2−カルボン酸27.4g(収率95%、LC純度99.0%)を得た。
【0031】
【実施例11】
1−メチルインドール−2−カルボン酸エチル24、4g(0.12mol)をトルエン20gに溶かしたものに、4.6%水酸化ナトリウム水溶液112g(0.13mol)、メタノール88gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、1−メチルインドール−2−カルボン酸の純度は90.2%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析して1−メチルインドール−2−カルボン酸20g(収率95%、LC純度94.0%)を得た。
【0032】
【実施例12】
1−メチルインドール−2−カルボン酸エチル24、4g(0.12mol)をトルエン51gに溶かしたものに、2.7%水酸化ナトリウム水溶液196g(0.13mol)、メタノール4gを加え、55〜59℃で40時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、1−メチルインドール−2−カルボン酸の純度は97.1%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を酸析して1−メチルインドール−2−カルボン酸17.9g(収率85%、LC純度99.0%)を得た。
【0033】
【実施例13】
1−メチルインドール−2−カルボン酸エチル24、4g(0.12mol)をトルエン51gに溶かしたものに、11.8%水酸化ナトリウム水溶液44g(0.13mol)、メタノール156gを加え、55〜59℃で3時間保温攪拌する。反応後水層をLC分析した結果、1−メチルインドール−2−カルボン酸の純度は91.1%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析して1−メチルインドール−2−カルボン酸18.5g(収率88%、LC純度95%)を得た。
【0034】
【比較例1】
1−メチルインドール−2−カルボン酸エチル24、4g(0.12mol)に4.8%水酸化ナトリウム水溶液109g(0.13mol)を加え、55〜59℃で40時間保温攪拌したが原料が残り反応が完結しなかった。反応液をLC分析した結果、1−メチルインドール−2−カルボン酸の純度は80.2%であった。この反応液を塩酸で酸析して1−メチルインドール−2−カルボン酸13.7g(収率65%、LC純度91.0%)を得た。
【0035】
【比較例2】
1−メチルインドール−2−カルボン酸エチル24、4g(0.12mol)をメタノール47gに溶かしたものに、水酸化カリウム8.6g(0.13mol)を加え、55〜59℃で2時間保温攪拌する。反応液をLC分析した結果、1−メチルインドール−2−カルボン酸の純度は72.0%であった。この反応液に水150gを加え、塩酸で酸析して1−メチルインドール−2−カルボン酸16.8g(収率80%、LC純度82.0%)を得た。
【0036】
【比較例3】
1−メチルインドール−2−カルボン酸エチル24、4g(0.12mol)をメタノール78gに溶かしたものに、4.3%水酸化ナトリウム水溶液122g(0.13mol)を加え、55〜59℃で2時間保温攪拌する。反応液をLC分析した結果、1−メチルインドール−2−カルボン酸の純度は75.1%であった。この反応液を塩酸で酸析して1−メチルインドール−2−カルボン酸18.9g(収率90%、LC純度83.0%)を得た。
【0037】
【比較例4】
1−メチルインドール−2−カルボン酸エチル24、4g(0.12mol)をトルエン51gに溶かしたものに、4.8%水酸化ナトリウム水溶液109g(0.13mol)を加え、55〜59℃で40時間保温攪拌したが原料が残り反応が完結しなかった。反応後水層をLC分析した結果、1−メチルインドール−2−カルボン酸の純度は97.3%であった。この反応液より有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析して1−メチルインドール−2−カルボン酸13.7g(収率65%、LC純度99.0%)を得た。
【0038】
【比較例5】
1−メチルインドール−2−カルボン酸エチル24、4g(0.12mol)をトルエン51gに溶かしたものに、水酸化ナトリウム5.2g(0.13mol)、メタノール98gを加え、55〜59℃で2時間保温攪拌する。反応液をLC分析した結果、1−メチルインドール−2−カルボン酸の純度は74.7%であった。この反応液に水200gを加え有機層を分離除去し、水層を塩酸で酸析して1−メチルインドール−2−カルボン酸16.8g(収率78%、LC純度86.0%)を得た。

Claims (5)

  1. 一般式(1)で示されるインドールカルボン酸エステル類を非極性溶媒、水及びアルコール溶媒中、アルカリ金属の水酸化物を用いて加水分解することを特徴とする高純度インドールカルボン酸類の製造方法。
    Figure 2004284997
    (式中、R、R、R、R、R、R、はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシル基、アリール基、アラルキル基、アラルキルオキシ基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、カルボキシ基、カルボン酸エステル基を示し、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を示す。ただしR〜Rのうち少なくとも1つはカルボン酸エステル基である。)
  2. 一般式(1)で示されるインドールカルボン酸エステル類を非極性溶媒、水及びアルコール溶媒中、アルカリ金属の水酸化物を用いて加水分解した後、反応液より非極性溶媒層を分離除去し、残った水層から酸析により結晶を得ることを特徴とする高純度インドールカルボン酸類の製造方法。
  3. 一般式(1)で示される化合物が1−アルキルインドールカルボン酸エステル類である請求項1、2記載の製造方法。
  4. 一般式(1)で表される化合物が1−アルキルインドール−2−カルボン酸エステル類である請求項1、2記載の製造方法
  5. 加水分解中の水とアルコールの総和量が非極性溶媒の2〜4重量倍でかつ水/アルコール重量比が30/70〜90/10である請求項1〜4記載の製造方法。
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US8889730B2 (en) 2012-04-10 2014-11-18 Pfizer Inc. Indole and indazole compounds that activate AMPK
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