KR20060027435A

KR20060027435A - 팜시클로버의 제조방법

Info

Publication number: KR20060027435A
Application number: KR1020040075768A
Authority: KR
Inventors: 문영호; 박철현; 양원기; 김진희; 장영길; 이관순
Original assignee: 한미약품 주식회사
Priority date: 2004-09-22
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2006-03-28
Anticipated expiration: 2024-09-22
Also published as: KR100618232B1

Abstract

본 발명은 팜시클로버 (famciclovir)의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 2-아미노퓨린과 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)부탄올을 미쮸노부 (Mitsunobu) 조건하에서 커플링 반응을 수행하여 높은 레지오선택성 (regioselectivity)으로 팜시클로버를 제조하는 방법에 관한 것이다. 레지오선택성이 우수하고 구성이 단순하여 경제적인 본 발명의 방법은 팜시클로버를 고수율 및 고순도로 제조하는데 유용하게 사용될 수 있다.

Description

팜시클로버의 제조방법{METHOD FOR THE PREPARATION OF FAMCICLOVIR}

본 발명은 2-아미노퓨린과 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)부탄올을 미쮸노부 조건하에서 커플링 반응을 수행하여 높은 레지오선택성으로 하기 화학식 1의 팜시클로버를 제조하는 방법에 관한 것이다.

팜시클로버는 9-[4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰트-1-일]-2-아미노퓨린으로 명명되는 항바이러스 활성을 갖는 퓨린계열의 약물로서, 생체이용률 및 세포내 반감기가 기존의 항바이러스 약물인 아시클로버 (Acyclovir)보다 현저하게 증가되어 저용량 저빈도 투여가 가능하므로 투약이 간편하고 내약성이 우수하다는 장점을 지 니고 있다.

팜시클로버는 다양한 경로를 통해 제조될 수 있는데, 주된 반응경로는 하기 반응식 1에 도시한 바와 같이, 2-아미노퓨린 유도체(I)와 팜시클로버의 사이드-체인 (side-chain)인 2-아세톡시메틸-뷰트-1-일-아세테이트 유도체(II)를 S_N2 치환반응을 통하여 커플링 (coupling)시키고, 수득된 커플링 산물로부터 탈치환기 반응을 거쳐 제조하는 것이다. 이때, 2-아미노퓨린의 N-9 위치뿐만 아니라 N-7 위치에서도 커플링 반응이 진행되기 때문에, 레지오선택성에 따라 N-9 이성체(Ⅲ)와 N-7 이성체(Ⅳ)가 일정한 비율로 생성된 혼합물의 상태로 커플링 산물이 수득된다.

상기 식에서, L은 이탈기를, Z는 치환기를, Ac는 아세틸기를 의미한다.

상기 반응식에서, N-9 위치로 커플링이 진행된 이성체(Ⅲ)가 팜시클로버의 전구체이며, 함께 생성된 N-7 이성체(Ⅳ)는 부생성물로서 별도의 정제방법을 통해 제거되어야 한다. 그러나, N-7 이성체는 N-9 이성체와 구조적으로 매우 유사하기 때문에 재결정 등과 같은 일반적인 정제방법을 통해서는 효율적인 제거가 어렵다. 따라서, N-7 이성체의 양이 많아질수록 정제는 더욱 어려워지고, 그로 인해 적합한 품질의 팜시클로버를 수득하기 위해서 여러 번의 정제과정을 수행해야 하기 때문에 전체 수율이 현저하게 감소하는 문제점이 있다. 따라서, N-9 위치로의 반응이 선택적으로 진행되도록 좋은 레지오선택성을 갖는 커플링 방법을 개발하는 것이 팜시클로버를 제조하는데 있어서 매우 중요하다.

종래 공지된 방법에 따르면 커플링 반응의 레지오선택성은 출발물질로 사용하는 2-아미노퓨린의 6-위치의 치환기 종류에 따라 차별화된 결과를 보여주며, 또한 치환기가 없는 경우에도 상이한 결과를 나타낸다.

미국특허 제5,684,153호에는 6-위치의 치환기가 클로로인 2-아미노퓨린을 출발물질로 사용하여 팜시클로버를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 하기 반응식 2에 도시한 바와 같이, 2-아미노-6-클로로퓨린(Ⅴ)을 다이메틸폼아마이드 중에서 2-아세톡시메틸-4-할로뷰트-1-일-아세테이트(Ⅵ)와 커플링 반응을 수행하여 N-9 이성체인 9-[4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)부트-1-일]-2-아미노-6-클로로퓨린(Ⅶ)과 부생성물인 N-7 이성체(Ⅷ)를 4 : 1의 비율로 제조한다.

상기 식에서, X는 할로겐을, Ac는 아세틸기를 의미한다.

이 방법은 커플링 반응이 비선택적으로 진행되기 때문에 N-9 이성체(Ⅶ)에 대한 N-7 이성체(Ⅷ)의 생성비율이 4 : 1 정도로 매우 높고, 그에 따라 과량 존재하는 N-7 이성체를 컬럼크로마토그래피를 사용하여 제거해야만 한다. 그러나, 컬럼크로마토그래피 방법은 고가의 실리카겔과 과량의 용매를 사용해야 하며, ㎏ 이상의 혼합물을 정제하는 것이 기술적으로 매우 어렵다. 또한, 6-위치의 클로로를 제거하기 위하여 수소 기류하에서 팔라듐 (palladium, Pd) 촉매를 사용해야 하는데, 이때 수소는 폭발성이 있는 매우 위험한 기체이고, Pd 촉매는 고가의 시약이어서 상기 방법은 산업적 규모로 적용하는데 어려움이 있다.

또 다른 반응의 예로서, 미국특허 제6,761,767호에는 하기 반응식 3에 도시한 바와 같이, 2-아미노-6-클로로퓨린(Ⅴ)과 2-아세톡시메틸-4-메탄설포닐옥시-1-뷰틸아세테이트(Ⅸ)를 반응시켜 N-9 이성체(Ⅶ)와 N-7 이성체(Ⅷ)를 5 : 1의 비율로 제조하는 방법이 기술되어 있다.

상기 식에서, Ms는 메탄설포닐을, Ac는 아세틸기를 의미한다.

이 방법은 상기한 반응식 2의 미국특허 제5,684,153호의 방법에 비하여 레 지오선택성은 다소 증가하였으나, 여전히 5 : 1 정도의 높은 N-7 이성체의 생성 비율을 나타내었다. 특히, 과량 함유된 N-7 이성체(Ⅷ)를 제거하기 위하여 복잡한 정제과정을 거쳐야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 정제과정 후 N-9 이성체(Ⅶ)의 수율이 50 내지 60％에 불과하며, 상기한 미국특허 제 5,684,153호의 방법과 같이 폭발위험이 상존하는 수소 기류하에서 고가의 Pd 촉매를 사용하여 6-위치의 클로로를 제거해야 하는 문제점이 있다.

한편, 미국특허 제5,138,057호에는 하기 반응식 4에 도시한 바와 같이, 2-아미노-6,8-다이클로로퓨린(Ⅹ)을 2-아세톡시메틸-4-요오도뷰트-1-일-아세테이트(ⅩⅠ)와 반응시켜 N-9 이성체(ⅩⅡ)와 N-7 이성체(ⅩⅢ)를 17 : 1의 비율로 제조한 후, 이성체를 분리하여 화학식 1의 팜시클로버를 수득하는 방법이 기술되어 있다.

상기 식에서, Ac는 아세틸기를 의미한다.

이 방법은 6-위치의 클로로와 8-위치의 클로로로 인해 7-위치가 입체적으로 차단 (blocking)됨으로써 선택적으로 N-9 위치로의 커플링 반응이 진행되어 목적하 는 N-9 이성체(ⅩⅡ)가 고비율로 제조되는 특징이 있다. 그러나, 이 방법 역시 N-7 이성체(ⅩⅢ)를 제거하고 순수한 N-9 이성체(ⅩⅡ)를 분리하기 위하여 컬럼크로마토그래피를 사용하고 있기 때문에 대량생산에 적합하지 않으며, 이를 이용하여 N-9 이성체를 분리하더라도 반응용매 중에서 재결정 해야 하고, 그 과정을 거쳐 수득한 산물의 수율이 35％ 내외에 불과하다는 단점이 있다. 특히, 6-위치와 8-위치의 클로로를 제거하기 위해서는 Pd 촉매를 이용하는 수소반응을 50 psi 이상의 고압하에서 진행해야 하므로 별도의 고압장치가 필요하고, 그러한 고압장치는 대용량에 어려움이 있어서 생산규모가 제한적일 수밖에 없으며, 또한 고수소압이라 대형 폭발의 위험에 항상 노출되어 있다는 문제가 있다.

한편, 6-위치의 클로로로 인해 레지오선택성이 떨어지는 것을 개선하기 위하여 클로로 대신 다양한 치환기를 도입하는 방법이 개발되었으며, 그 예로서 대한민국특허 제137468호에는 하기 반응식 5에 도시한 바와 같이, 2-아미노퓨린의 6-위치가 요오도기, 치환되거나 치환되지 않은 벤질티오기 또는 (페나실메틸)티오기로 치환된 화합물(ⅩⅣ)을 2-아세톡시메틸-4-할로뷰트-1-일-아세테이트(Ⅵ)와 커플링 반응시켜 N-9 이성체(ⅩⅤ)와 N-7 이성체(ⅩⅥ)를 7 : 1 내지 10 : 1의 높은 비율로 생성시킨 후, 생성된 N-9 이성체(ⅩⅤ)의 6-치환기를 환원반응을 통해 제거함으로써 팜시클로버를 제조하는 방법이 기술되어 있다.

상기 식에서, X는 할로겐을, Y는 요오도, 치환되거나 치환되지 않은 벤질티오기 또는 (페나실메틸)티오기를, Ac는 아세틸기를 의미한다.

상기 방법은 2-아미노퓨린의 6-위치에 클로로보다 크기가 큰 작용기를 도입함으로써 7-위치로 커플링되는 반응을 입체적으로 방해하여 N-9 이성체(ⅩⅤ)를 N-7 이성체(ⅩⅥ)에 비하여 7 내지 10배 정도 높은 고비율로 수득하였다. 그러나, N-9 이성체(ⅩⅤ)를 분리, 정제하기 위하여 컬럼크로마토그래피를 여전히 사용해야 한다는 문제점이 여전히 남아 있다. 특히, 6-치환기를 환원시켜 제거하는 방법에 있어서, 6-치환기가 요오도인 경우에는 50 내지 100 psi의 높은 수소압하에서 Pd 촉매를 사용하여 반응을 수행해야 하기 때문에, 전술한 바와 같은 심각한 문제점을 갖고 있다. 또한, 6-치환기가 벤질티오기 또는 (페나실메틸)티오기인 경우에는 생산에 적용하기 어려울 정도의 고압인 100 psi의 고수소압 하에서 레이니-니켈 (Raney-Ni)을 사용하여 반응을 수행해야 하므로 수소사용에 따른 문제점과 더불어 고가의 시약인 레이니-Ni의 사용에 따른 별도의 문제점을 내포하고 있다.

한편, 전술한 방법들과 달리, 2-아미노퓨린의 6-위치에 치환기가 없는 2-아 미노퓨린을 출발물질로 사용하는 경우를 살펴보면, 대한민국특허 제137468호에는 하기 반응식 6에 도시한 바와 같이, 2-아미노퓨린(ⅩⅦ)을 탈륨(I) 에톡사이드 (Thallium(I) ethoxide)와 반응시켜 2-아미노퓨린.탈륨염(ⅩⅧ)을 제조한 다음 2-아세톡시메틸-4-브로모부트-1-일-아세테이트(ⅩⅠⅩ)와 극성용매 중에서 반응시켜 화학식 1의 팜시클로버인 N-9 이성체를 N-7 이성체(ⅩⅩ) 대비 98 : 2의 높은 비율로 제조하는 방법이 기술되어 있다.

이 방법은 커플링 반응이 레지오선택적으로 진행되어 목적하는 화학식 1의 N-9 이성체를 매우 높은 비율로 수득할 수 있으며, 특히 6-위치에 치환기가 없기 때문에 고수소압 하에서 Pd 촉매나 레이니-Ni을 사용하는 반응을 피할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 주요한 중간체인 2-아미노퓨린.탈륨염(ⅩⅧ)의 제조에 사용되는 탈륨(I) 에톡사이드가 매우 고가의 시약으로서 2-아미노퓨린(ⅩⅦ)에 대해 중량비로 3배나 되는 과량을 사용해야 하기 때문에 팜시클로버를 생산하는 제조단가가 비현실적으로 높아질 수밖에 없으며, 반응시간도 84시간 이상의 장시간을 요하므로 산업적으로 적합하지 않은 방법이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 종래 공지된 커플링 반응을 통한 팜시클로버의 제조방법은 커플링 반응의 레지오선택성이 낮아 목적하는 N-9 이성체의 생산 수율이 떨어지거나, 커플링 반응이 레지오선택적으로 진행되더라도 6-위치의 치환기를 제거시키기 위하여 별도의 고압반응기가 필요하고, 고수소압에 따른 대형 폭발의 위험성이 있으며, 고가의 Pd 촉매, 레이니-Ni, 및 탈륨(I) 에톡사이드와 같은 고가의 시약을 사용하기 때문에 산업적인 대량생산을 위한 방법으로 적합하지 않다. 따라서, 제조공정의 효율상 2-아미노퓨린의 6-위치에 치환기가 없이 온화한 조건하에서 N-9 이성체의 생성을 극대화시킬 수 있는 제조방법의 개발이 요구되고 있다.

이에, 본 발명자들은 종래 팜시클로버의 제조방법상의 문제점을 해결하고자 예의 연구 노력한 결과, 2-아미노퓨린과 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올을 미쮸노부 조건하에서 커플링 반응을 수행함으로써 방법이 높은 레지오선택성으로 고순도의 팜시클로버를 고수율로 제조할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 커플링 반응시 우수한 레지오선택성을 나타내며, 간단한 재결정 과정을 통해 고순도의 팜시클로버를 고수율로 생산할 수 있는, 신규한 팜시클로버의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적에 따라, 본 발명은 트라이페닐포스핀과 아조다이카르복실레이트 화합물이 혼합된 미쮸노부 반응조건 하에서 6-위치에 치환기가 없는 2-아미노퓨린과 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올을 커플링시켜 우수한 레지오선택성으로 고순도의 팜시클로버를 고수율로 제조하는 방법을 제공한다.

구체적으로, 본 발명은 화학식 4의 2-아미노퓨린, 화학식 3의 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올 및 트라이페닐포스핀을 반응용매에 가하여 혼합한 후, 상기 혼합물에 화학식 2의 아조다이카르복실레이트 화합물을 가하고 저온에서 커플링 반응을 진행하는 것을 포함하는, 화학식 1의 팜시클로버의 제조방법을 제공한다.

<화학식 1>

상기 식에서, R은 에틸 또는 CH(CH₃)₂이며, Ac는 아세틸기이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 제조방법을 개괄적으로 설명하면 하기 반응식 7에 도시한 바와 같다.

상기 반응식에서, R 에틸 또는 CH(CH₃)₂이며, Ac는 아세틸기이다.

반응식 7에서, 화학식 4의 2-아미노퓨린과 화학식 3의 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올을 반응용매 중에서 저온을 유지하면서 트라이페닐포스핀과 화학식 2의 아조다이카르복실레이트를 매개체로 한 미쮸노부 반응을 수행하면, 커플링 반응이 높은 레지오선택성으로 진행되어 고순도의 화학식 1의 팜시클로버를 고수 율로 수득할 수 있다.

본 발명의 커플링 반응에서 출발물질로 사용하는 화학식 4의 2-아미노퓨린은 상업적으로 구입하거나, 공지된 방법 (Tisler, Miha et al., Heteroccycles, 17: 405, 1982; Cook, A.H et al., Journal of the Chemical Society, 1888: 1954)에 따라 제조하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 커플링 반응에 또 다른 출발물질로 사용되는 화학식 3의 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올은 하기 반응식 8에 도시한 바와 같이, 2-브로모에탄올을 출발물질로 하는 5 단계의 공정을 통해 용이하게 제조할 수 있다.

상기 식에서, DMAP는 4-(다이메틸아미노)피리딘을, PPTS는 피리디늄 파라톨루엔설포네이트를, THF는 테트라하이드로퓨란을, MC는 메틸렌클로라이드를 의미한다.

본 발명에 따른 화학식 3의 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올은 화학식 4의 2-아미노퓨린에 대하여 1 내지 3 몰당량, 바람직하게는 1.5 내지 2 몰당량으로 사용할 수 있다.

또한, 트라이페닐포스핀 및 화학식 2의 아조다이카르복실레이트는 동량으로 사용하는 것이 바람직하며, 화학식 4의 2-아미노퓨린에 대하여 1 내지 3 몰당량, 바람직하게는 1.7 내지 2 몰당량으로 사용할 수 있다.

본 발명의 커플링 반응은 종래 커플링 반응에서 사용하던 다이메틸폼아마이드, 다이메틸설폭사이드 또는 아세토니트릴 등을 반응용매로 사용하는 경우에는 레지오선택성이 저하되는 결과를 나타내는 반면, 테트라하이드로퓨란, 1,4-다이옥산, 또는 이의 혼합물을 반응용매로 사용하는 경우에는 우수한 레지오선택성을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 커플링 반응에서는 테트라하이드로퓨란, 1,4-다이옥산, 또는 이의 혼합용매를 반응용매로 사용하는 것이 바람직하며, 테트라하이드로퓨란과 1,4-다이옥산의 혼합용매가 더욱 바람직하다. 이때, 테트라하이드로퓨란과 1,4-다이옥산의 혼합비율은 10 : 1 내지 1 : 10 (v/v)이 바람직하며, 4 : 1 내지 1 : 2의 비율이 더욱 바람직하다.

한편, 상기한 특정의 반응용매가 높은 레지오선택성을 부여한다고 하더라도 반응온도가 실온 이상인 경우에는 본 발명의 커플링 반응이 다소 저하된 레지오선택성을 나타낸 반면, 커플링 반응을 0 내지 25℃에서 수행하는 경우에는 높은 레지오선택성을 유지한다. 따라서, 본 발명의 커플링 반응에서 반응온도는 1,4-다이옥산을 반응용매로 사용하는 경우에는 어는점을 고려하여 10 내지 15℃, 테트라하이드로퓨란 또는 테트라하이드로퓨란과 1,4-다이옥산의 혼합물을 반응용매로 사용하는 경우에는 5 내지 10℃가 가장 바람직하다.

본 발명의 방법에 따라 미쮸노부 반응을 저온에서 수행할 경우 반응의 레지 오선택성은 15 : 1 내지 20 : 1로서, 부생성물인 N-7 이성체와 비교하여 화학식 1의 팜시클로버가 매우 높은 비율로 생성됨을 알 수 있으며, 특히 이 비율은 화학식 1의 팜시클로버가 94％ 이상의 순도로 생성된 것으로서, 간단한 반응구성으로도 고수율 및 고순도의 팜시클로버를 제조할 수 있다. 또한, 커플링 반응 후 얻어지는 팜시클로버의 순도가 높기 때문에 컬럼크로마토그래피 등을 수행하지 않아도 간단한 재결정 과정을 통해 99％ 이상의 고순도로 팜시클로버를 제조할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는, 본 발명의 방법에 따라 높은 레지오선택성으로 제조된 N-9 이성체와 N-7 이성체의 커플링 혼합물을 50 내지 55℃에서 물에 용해시킨 다음 포화소금물과 염화나트륨을 가하여 결정을 형성시킨 후 이를 여과하여 높은 수율로 고순도의 팜시클로버를 정제하였다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 6-위치에 치환기가 없는 2-아미노퓨린을 출발물질로 사용하기 때문에, 커플링 반응 후 별도의 6-치환기 제거반응이 필요 없으며, 그에 따라 종래 6-치환기 제거반응에서 나타나던 여러 가지 심각한 문제점을 피할 수 있다. 또한, 종래 팜시클로버의 제조방법들이 거의 모든 경우 말단부가 메실레이트, 또는 브로모, 요오도 등과 같은 할로겐인 사이드-체인을 커플링 반응에 사용하는 반면, 본 발명에서는 말단부가 하이드록시인 화학식 3의 알카놀 사이드-체인을 사용하여 미쮸노부 반응을 통한 커플링 반응을 수행한다.

결론적으로, 본 발명의 기존의 방법과 달리 반응에 사용하는 시약의 구성이 간단하고 저렴하여 경제적으로 팜시클로버를 생산할 수 있으며, 그에 따라 대량생산에 바로 적용할 수 있어 매우 효율적이다. 또한, 본 발명의 커플링 반응은 레지 오선택성이 우수하여 간단한 재결정 과정을 거쳐 99％ 이상의 순도를 갖는 팜시클로버를 고수율로 수득할 수 있기 때문에 팜시클로버의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하의 실시예 및 비교예에서 사용한 HPLC의 분석조건은 다음과 같다.

HPLC 칼럼: ODS MG (150×4.6 ㎖, 5 μ)

이동상: 0.1 M 인산이수소나트륨 용액 (pH 6.8) : 메탄올 혼합액 = 72 : 28 (v/v)

검출기: 자외부 흡광도계 (측정파장 225 ㎚)

유속: 1.0 ㎖/분

주입량: 10 ㎕

<제조예 1> 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올의 합성

본 발명의 커플링 반응에 출발물질로 사용되는 알카놀 사이드-체인인 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올을 하기 단계에 의해 제조하였다.

<1-1> 1-브로모-2-(1-테트라하이드로피란옥시)에탄의 합성

2-브로모에탄올 1 ㎏을 얼음 중탕에서 0℃로 냉각시킨 후 3,4-디하이드로-2H-피란 653 g을 서서히 적가하였다. 동일한 온도에서 1시간 동안 교반한 후 반응 혼합물을 다음 반응에 바로 사용하였다.

<1-2> 다이에틸 [2-(1-테트라하이드로피란옥시)에틸] 말로네이트의 합성

테트라하이드로퓨란 3,850 ㎖에 60％ NaH 385 g을 분산시킨 후 얼음 중탕에서 0℃로 냉각시켰다. 동일한 온도에서 다이에틸말로네이트 1.54 ㎏을 서서히 첨가하고, 발생하는 기체가 멈출 때까지 실온에서 교반한 다음 제조예 <1-1>에서 합성한 1-브로모-2-(1-테트라하이드로피란옥시)에탄을 적가하고, 80℃에서 20시간 동안 교반하였다. 반응액을 실온으로 낮춘 후 에틸아세테이트 770 ㎖을 첨가하고, 물 3,850 ㎖ 및 1,925 ㎖로 순차적으로 세척한 다음 무수 황산마그네슘으로 건조하고 여과하였다. 여액을 감압 증류하여 미황색 오일의 표제화합물 2.3 ㎏ (수율 >100％)을 수득하였다.

¹H-NMR (300MHz, CDCl₃ δ): 4.56(1H, t), 4.20(4H, m), 3.79(2H, m), 3.57(1H, t,), 3.44(2H, m), 2.21(2H, q), 1.63∼1.52(6H, m), 1.27(6H, m)

<1-3> 2-[2-(테트라하이드로-2H-피라닐옥시)에틸]프로판-1,3-다이올의 합성

상기 제조예 <1-2>에서 합성한 다이에틸 [2-(1-테트라하이드로퓨란옥시)에틸]말로네이트 1.15 ㎏을 t-뷰탄올 3,220 ㎖에 희석시킨 후 소듐 보로하이드라이드 332 g을 첨가하고 30분간 가열 환류시켰다. 메탄올 800 ㎖을 서서히 적가하고 동일한 온도에서 5시간 동안 교반한 다음 용매를 감압하에서 증류하여 제거하였다. 잔사에 포화중조용액 6,640 ㎖를 가하고 5시간 동안 교반한 후 생성된 고체를 셀라이트를 통과시켜 제거하였다. 수용액 층을 n-헥산 3 ℓ 및 아이소프로필에테르 3 ℓ로 순차적으로 세척한 다음 소금으로 포화시켰다. 다시 포화된 수용액 층을 클로로폼 3 ℓ, 2 ℓ, 1 ℓ로 3회 추출하고 반응용매 층을 무수 황산마그네슘으로 건조시킨 다음, 여과하고 여액을 감압증류하여 미황색 오일의 표제화합물 524.4 g (수율 64.4％)을 수득하였다.

¹H-NMR (300MHz, CDCl₃ δ);4.60(1H, t), 3.88∼3.83(2H, m), 3.73∼3.67(4H, m), 3.51∼3.46(2H, m), 2.85(2H, broad OH), 1.87∼1.51(9H, m)

<1-4> 2-아세톡시메틸-4-[2-(테트라하이드로-2H-피라닐옥시)]뷰틸 아세테이트의 합성

상기 제조예 <1-3>에서 합성한 2-[2-(테트라하이드로-2H-피라닐옥시)에틸]프로판-1,3-다이올 448 g을 다이클로로메탄 4,480 ㎖에 용해시키고 트라이에틸아민 917 ㎖ 및 4-다이메틸아미노피리딘 26.8 g을 가하였다. 실온에서 아세트산 무수물 672 g을 서서히 적가한 다음 3시간 동안 교반하였다. 반응액을 얼음 중탕에서 냉각시키고, 메탄올 300 ㎖을 서서히 가한 다음 물 2,280 ㎖ 및 포화 중조용액 1,140 ㎖로 순차적으로 유기용매 층을 세척한 후, 무수 황산마그네슘으로 유기용매 층을 건조시켰다. 여과하고 여액의 용매를 감압하에서 제거하여 미황색 오일의 표제화합물 505 g (수율 80％)을 수득하였다.

¹H-NMR (300MHz, CDCl₃ δ): 4.65(1H, t), 4.11∼4.09(4H, m), 3.81∼3.80(2H, m), 3.45∼3.43(2H, m), 2.24∼2.20(1H, m), 2.10(6H, s)1.70∼1.54(8H, m)

<1-5> 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올의 제조

상기 제조예 <1-4>에서 합성한 2-아세톡시메틸-4-[2-(테트라하이드로-2H-피라닐옥시)]뷰틸 아세테이트 505 g 및 피리디늄 파라톨루엔설포네이트 44 g을 에탄올 2,530 ㎖에 용해시킨 후 50℃에서 3시간 동안 교반하였다. 반응액을 실온으로 냉각시키고 포화 중조용액 2,530 ㎖를 첨가하고 30분간 교반하였다. 석출된 고체를 셀라이트를 통과시켜 제거하고 여액을 n-헥산 500 ㎖로 2회 세척한 다음 다이클로로메탄 2,525 ㎖ 및 1,500 ㎖로 2회 추출하였다. 추출액을 무수 황산마그네슘으로 건조시키고, 여과한 다음 여액의 용매를 감압하에서 제거하여 오일상의 조생성물 310 g (수율 86.8％)을 얻었다. 상기 조생성물을 0.1 토르 (torr)의 진공하에서 증류하여 135 내지 140℃의 유분을 분취하여 무색 오일의 표제화합물 248 g (수율 80％)을 수득하였다.

질량분석기: (M+H)⁺=C₉H₁₇O₅=205.1

¹H-NMR (300MHz, CDCl₃ δ): 4.12 (4H, m), 3.76(2H, t), 2.23(1H, m), 2.08(6H, s), 1.65(2H, q)

<실시예 1> 9-[4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰틸]-2-아미노-9H-퓨린 (팜시클로버; N-9 이성체) 및 7-[4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰틸]-2-아미노- 9H-퓨린 (N-7 이성체)의 커플링 혼합물의 합성

상기 반응식에 따라 제조예 1에서 합성된 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올을 출발물질로 사용하여 하기와 같이 팜시클로버를 제조하였다.

<1-1> 혼합 반응용매를 사용하는 경우

테트라하이드로퓨란 390 ㎖ 및 1,4-다이옥산 50 ㎖의 혼합 반응용매에 2-아미노퓨린 10.9 g, 트라이페닐포스핀 31.4 g 및 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올 24.5 g을 혼합하고 30분간 교반한 다음 반응액을 얼음 중탕에서 5 내지 10℃로 냉각시켰다. 1,4-다이옥산 80 ㎖에 97％ 다이아이소프로필 아조다이카르복실레이트 24.2 g를 혼합한 용액을 동일한 온도에서 1시간 동안 적가하고 16시간 동안 동일한 온도를 유지하며 교반하였다. 용매를 감압하에서 제거하고, 이로부터 수득한 잔사에 물 200 ㎖를 가한 후 3시간 동안 교반하였다. 석출된 결정을 여과하여 제거한 다음 여액을 다이클로로메탄 각 200 ㎖로 2회 추출하였다. 추출액을 무수 황산마그네슘으로 건조시키고 여과한 다음, 여액의 용매를 감압하에서 제거하였다. 에틸아세테이트 100 ㎖를 수득한 잔사에 가하고, n-헥산 200 ㎖를 서서히 적가한 후 2시간 동안 교반하였다. 생성된 결정을 여과하고 건조하여 미백색 고체의 표제화합물 21.9 g (수율 85％)을 수득하였다. 수득한 결정을 HPLC로 분석하여 N-9 이성체 (팜시클로버)와 N-7 이성체의 비율을 조사하였다.

N-9 이성체 : N-7 이성체 = 18.4 : 1

융점 (m.p): 101∼103℃

¹H-NMR (300MHz, CDCl₃ δ): 8.70(1H, N-7 이성체, s), 8.57(1H, N-9 이성체, s), 8.29(1H, N-7 이성체, s), 8.10(1H, N-9 이성체, s), 6.51(2H, br-s), 4.14(2H, t), 4.03(4H, d), 1.99(6H, s), 1.83∼1.95(3H, m)

<1-2> 단일 반응용매를 사용하는 경우

2-아미노퓨린 11.4 g, 트라이페닐포스핀 33.0 g 및 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올 25.7 g을 1,4-다이옥산 320 ㎖에 가하고 30분간 교반한 다음 반응액을 얼음 중탕에서 10 내지 15℃로 냉각시켰다. 1,4-다이옥산 100 ㎖에 97％ 다이아이소프로필 아조다이카르복실레이트 25.4 g를 혼합한 용액을 동일한 온도에서 1시간 동안 적가하고 16시간 동안 동일한 온도를 유지하며 교반하였다. 감압하에서 반응용매를 제거하고, 이로부터 수득한 잔사에 물 220 ㎖를 가한 후 3시간 동안 교반하였다. 석출된 결정을 여과하여 제거한 다음 여액을 다이클로로메탄 각 220 ㎖로 2회 추출하였다. 추출액을 무수 황산마그네슘으로 건조시키고 여과한 다음, 여액의 용매를 감압하에서 제거하였다. 에틸아세테이트 110 ㎖를 수득한 잔사에 가하고, n-헥산 220 ㎖를 서서히 적가한 후 2시간 동안 교반하였다. 석출된 결정을 여과하고 건조하여 미백색 고체의 표제화합물 19.5 g (수율 72％)을 수득하였다. 수득한 결정을 HPLC로 분석하여 N-9 이성체 (팜시클로버)와 N-7 이성체의 비율을 조사하였다.

N-9 이성체 : N-7 이성체 = 16.6 : 1

융점 (m.p): 101∼103℃

<실시예 2> 커플링 혼합물로부터 팜시클로버의 정제

상기 실시예 1에 따라 제조된 커플링 혼합물 (N-9 이성체 : N-7 이성체 = 18.4 : 1) 18.6 g에 물 37 ㎖을 가하고 50 내지 55℃로 가열하여 용해시킨 다음 서서히 냉각시켰다. 여기에 포화소금물 185 ㎖을 첨가하고, 이어서 염화나트륨 18.6 g을 가하였다. 반응액을 3시간 동안 교반한 후 생성된 고체를 여과하였다. 수득한 고체를 클로로폼 185 ㎖에 용해시키고 무수 황산마그네슘을 첨가하여 건조시킨 후 여과하였다. 여액의 용매를 갑압증류하여 제거하고, 수득한 잔사에 에틸아세테이트 100 ㎖을 가하여 용해시킨 다음 n-헥산 150 ㎖을 적가하여 3시간 동안 교반하 였다. 이로부터 생성된 결정을 여과한 후 에틸아세테이트/n-헥산 (1 : 2, v/v) 혼합용매 30 ㎖로 세척하고 40℃에서 밤새 훈풍건조하여 미백색 고체의 표제화합물 (팜시클로버) 15.1 g (수율 81％)을 수득하였다.

HPLC 순도 (면적％): N-9 이성체 (팜시클로버) 99.62％

N-7 이성체 0.07％

융점 (m.p): 102∼104℃

¹H-NMR (300MHz, CDCl₃ δ): 8.57(1H, s), 8.10(1H, s), 6.51(2H, br-s), 4.14(2H, t), 4.03(4H, d), 1.99(6H, s), 1.83∼1.95(3H, m)

HPLC 분석 결과, 본 발명의 방법에 따라 선택적으로 커플링 반응이 이루어져 N-9 이성체 (팜시클로버)와 N-7 이성체가 18.4 : 1의 비율로 얻어진 커플링 혼합물에서는 N-7 이성체의 함량이 매우 낮기 때문에 간단한 재결정 방법만으로도 N-7 이성체가 효율적으로 제거되었으며, 그로 인해 99％ 이상의 고순도로 팜시클로버가 정제되었다.

<비교예 1> 기존 용매를 사용하는 경우

반응용매로 다이메틸아세트아마이드를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 <1-1>과 동일한 공정을 수행하였고, 이로부터 수득한 결정을 HPLC로 분석하였다.

수율 46.7％

N-9 이성체 : N-7 이성체 = 9 : 1

<비교예 2> 반응온도를 높여 반응시키는 경우

반응온도가 30 내지 40℃인 것을 제외하고는 상기 실시예 <1-1>과 동일한 공정을 수행하였고, 이로부터 수득한 결정을 HPLC로 분석하였다.

수율 45.1％

N-9 이성체 : N-7 이성체 = 10 : 1

<비교예 3> 종래 방법에 의한 팜시클로버의 합성

<3-1> 9-[4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰틸]-2-아미노-9H-퓨린 (팜시클로버; N-9 이성체) 및 7-[4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰틸]-2-아미노-9H-퓨린 (N-7 이성체)의 커플링 혼합물의 합성

N,N-다이메틸폼아마이드 15 ㎖에 2-아미노퓨린 1.36 g, 2-아세톡시메틸-4-메탄설포닐옥시-부트-1-일 아세테이트 3.44 g 및 탄산칼륨 1.55 g을 첨가하고, 25 내지 30℃ 온도에서 18시간 동안 교반하였다. 반응이 종결된 후, 용매를 감압하에서 농축하여 제거한 다음 잔사에 물 30 ㎖를 첨가하였다. 수용액 층을 클로로폼 30 ㎖ 및 20 ㎖로 2회 추출한 후 추출액을 무수 황산마그네슘으로 건조시키고 여과한 다음 여액의 용매를 감압하에서 제거하였다. 이로부터 수득한 잔사에 에틸아세테이트 20 ㎖를 첨가하고, 이어서 n-핵산 400 ㎖를 가한 후 2시간 동안 교반하였다. 생성된 결정을 여과하고 밤새 훈풍 건조하여 미황색 고체의 표제화합물 1.94 g (수율 60％)을 수득하였고, 이를 HPLC로 분석하여 N-9 이성체와 N-7 이성체의 비율을 결정하였다.

N-9 이성체 : N-7 이성체 = 4.46 : 1

<3-2> 커플링 혼합물로부터 팜시클로버의 정제

상기 비교예 <3-1>에서 제조된 혼합물 (N-9 이성체 : N-7 이성체= 4.46 : 1) 21.5 g에 물 400 ㎖과 활성탄 3 g을 가한 다음 50℃ 내외로 가열하면서 1시간 동안 교반한 후 열 여과 (hot filter)를 수행하였다. 여액을 실온으로 냉각시킨 다음 염화나트륨을 가하여 포화시키고, 메틸렌클로라이드 600 ㎖로 2회 수용액 층을 추출하였다. 추출액을 무수 황산마그네슘으로 건조시키고 여과한 다음 여액을 감압하에서 농축하였다. 잔사에 에틸아세테이트 100 ㎖를 가하여 용해시키고, 10℃ 내외를 유지하면서 n-헥산 200 ㎖를 적가하였다. 석출된 결정을 여과하고 훈풍건조하여 N-7 이성체가 대부분 제거된 팜시클로버 13.5 g을 수득하였다. 이를 HPLC로 분석한 결과, N-9 이성체는 97.2％, N-7 이성체는 2.8％의 면적비를 보여주었다. 수득한 팜시클로버 13.5 g에 물 27 ㎖를 가하고 50 내지 55℃로 가열하여 용해시킨 다음 실온으로 냉각시켰다. 여기에 염화나트륨 13.5 g을 가하여 녹이고, 포화소금물 135 ㎖을 가하였다. 반응액을 실온에서 3시간 동안 교반하고 생성된 고체를 여과하여 수득한 다음 클로로폼 135 ㎖에 용해시키고 무수 황산마그네슘로 건조시켰다. 여과하고 여액의 용매를 갑압증류하여 제거한 다음 수득한 잔사를 에틸아세테이트 70 ㎖ 및 n-헥산 150 ㎖로 재결정하였다. 석출된 결정을 여과하고 에틸아세테이트/n-헥산 (1 : 2, v/v) 혼합용매 30 ㎖로 세척한 다음 40℃에서 밤새 훈풍건조하여 미백색 고체의 팜시클로버 11.2 g (수율 52％)을 수득하였다.

HPLC 순도 (면적％): N-9 이성체 (팜시클로버) 99.27％

N-7 이성체 0.12％

융점 (m.p): 102∼104℃

¹H-NMR (300MHz, CDCl₃ δ) ; 8.57(1H, s), 8.10(1H, s), 6.51(2H, br-s), 4.14(2H, t), 4.03(4H, d), 1.99(6H, s), 1.83∼1.95(3H, m)

HPLC 분석 결과, 종래 방법에 따라 5 : 1 내외의 낮은 레지오선택성으로 커플링 산물이 얻어지는 경우 N-7 이성체의 함량이 높기 때문에 이를 제거하기 위한 정제방법이 복잡해지고, 이로 인해 정제수율도 상당히 저하되었다.

상기 실시예 및 비교예의 결과로부터, 본 발명의 방법에 따라 높은 레지오선택성으로 커플링 방법이 진행되는 경우에 N-7 이성체의 함량이 매우 낮기 때문에 간단한 방법으로 고순도의 팜시클로버를 고수율로 생산할 수 있음을 확인하였다.

상기에서 전술한 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 특정의 반응용매 중에서 저온을 유지하면서 미쮸노부 반응을 수행하면 커플링 반응의 레지오선택성이 15 : 1 내지 20 : 1로 증가하여 화학식 1의 팜시클로버를 고수율로 제조할 수 있으며, 이로부터 간단한 재결정 과정을 통해 99％ 이상의 고순도로 팜시클로버를 정제할 수 있다.

Claims

화학식 4의 2-아미노퓨린, 화학식 3의 4-아세톡시-3-(아세톡시메틸)뷰탄올 및 트라이페닐포스핀을 테트라하이드로퓨란, 1,4-다이옥산 및 이의 혼합용매로 구성된 군으로부터 선택된 반응용매에 가하여 혼합한 후, 화학식 2의 아조다이카르복실레이트 화합물을 가하고 0 내지 25℃에서 커플링 반응을 수행하는 단계를 포함하는, 화학식 1의 팜시클로버의 제조방법:

<화학식 1>

<화학식 2>

<화학식 3>

<화학식 4>

상기 식에서, R은 에틸 또는 CH(CH₃)₂이며, Ac는 아세틸기이다.
제 1항에 있어서,

혼합용매에서 테트라하이드로퓨란과 1,4-다이옥산의 부피비가 10 : 1 내지 1 : 10인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서,

반응용매가 1,4-다이옥산이고, 커플링 반응이 10 내지 15℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서,

반응용매가 테트라하이드로퓨란 또는 테트라하이드로퓨란과 1,4-다이옥산의 혼합물이고, 커플링 반응이 5 내지 10℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.