专利名称：用于制备2-(4-羟基-3-吗啉基)-2-环己烯酮的方法
用于制备2-(4-羟基-3-吗啉基)-2-环己烯酮的方法
描述
本发明涉及用于由N-羟基吗啉开始制备2-(4-羟基-3-吗啉基)-2-环己烯 酉同(2-(4隱hydroxy-3-morfolynil)画2-cyclohexenone )的方法。本发明还涉及用 于制备羟胺、特别是N-羟基吗啉的新方法。
也称为BTG-1675A的式I的化合物2-(4-羟基-3-吗啉基)-2-环己烯酮是 最近已在国际申请第PCT/GB2004/002324号(公开号WO2004/111021)中被 描述为用于治疗抑郁症和焦虑症、特别用于治疗由苯并二氮卓类的停药引 起的、或由突然停止施用物质诸如尼古丁、酒精或可卡因引起的焦虑 (anxiogenesis)的药物的物质。
根据该国际文件，BTG-1675 A通过提供硝酮、即式II的化合物
式n
与式m的环己烯酮
式m
之间的反应的方法来获得。
具体地，在该国际文件中，BTG-1675 A通过提供下述步骤的方法来 获得
a) 氧化吗啉以便通过催化氧化的反应产生式II的化合物；
b) 添加环己烯酮；和
c) 通过蒸馏和色语法分离和纯化BTG-1675 A。
如在所引用的国际申请的实施例1中所描述，步骤a)的反应通过使 用过量的过氧化氢作为氧化剂和鴒酸钠作为催化剂，在O"C的反应温度下 进行约l个半小时。然后，在相同的反应容器中，加入步骤b)的(式III的) 环己烯酮，环己烯酮与在步骤a)后原位形成的式II的硝酮在室温至100°C 的温度范围内进一步反应48小时。随后，在约55。C的温度下加热反应混 合物2小时，然后在65。C下进一步加热2小时。如在该文件中所示，获得 了式IV(环加成化合物)的中间物的形成，
通过质子化或通过碱性催化反应，从所述中间物原位获得本发明的化合 物。
尽管这样的方法在其实现中非常简单，但它显示了仅仅产生收率仅约 14%的很少克数的BTG-1675 A的缺点，这使这样的方法不适于在工业规 冲莫上应用。此外，获得这样的14%的收率是由于复杂的色谱纯化过程，其 产生大量的废产物。
为了增加收率，通过设法改善反应条件或通过应用最近将吗啉转化为 硝酮(即式II的化合物)的方法，进行很多尝试。由于获得的目标化合物的 产量基本上极少，因而所有这样的尝试均是徒然的，因为从反应混合物的
式IV
分析，显示了吗啉的不完全氧化、式IV的化合物的极少转化、存在大量的
N-羟基吗啉、蒸馏中的反应原料的迅速分解(Forcato, M.; Nugent, W. A.; Licini, G. refra/^謂丄饥2003, ", 49; Murray, R. W.; Iyanar, K. J. (>g. C/^w. 1996, 67, 8099; Goti, A.; Nannelli, L. T^ra/ edro"1996, 37, 6025)。
仍觉得需要允许以几百克的量获得BTG-1675 A且因而适于在工业规 模上的这样的生产的方法。
因此，本发明的目标是通过便于在工业规^莫上生产的方法来获得大量 的BTG-1675 A。
本发明的进一步目标是获得高收率和高纯度的化合物BTG-1675 A以 便其被用作药物。
通过在权利要求1所述的方法来实现这样的目标。
根据本发明的方法包括下述步骤
i)在氧化剂存在下使式V的N-羟基吗啉
与式III的环己烯酮
式<formula>formula see original document page 7</formula>
反应，由此获得式iv的异噁唑烷
式IV;和
ii)使式IV的异噁唑烷转化为化合物BTG-1675 A。
才艮据本发明，步骤i)在多种温和的氧化剂的存在下发生，所述氧化剂 优选金属氧化物如氧化汞、二氧化铅、活性二氧化锰和氧化银。
具体地，氧化汞允许有效氧化依照本发明的N-羟基吗啉。但是，在氧 化期间氧化汞至金属汞的转化被认为略微有利于大规模方法，因为金属汞 的高毒性。活性二氧化锰在其毒性上几乎没有问题，但需要由反应制备的 二氧化锰的困难处理且通过>^人装置中过滤除去二氧化锰是困难的。
在寻找替代方案的尝试中，本发明的发明人令人惊奇地发现偶氮二羧 酸的酯和酰胺衍生物是最佳的氧化剂，所述氧化剂在环己烯酮的存在下允 许N-羟基吗啉的氧化、从而达到可与通过氧化汞或活性二氧化锰可获得的 收率相比的收率而没有它们的缺点。在酯的衍生物中，可以引用偶氮二羧 酸二乙酯、偶氮二羧酸二异丙酯、载于聚合材料上的偶氮二羧酸二乙酯、 偶氮二羧酸二叔丁基酯、偶氮二羧酸二节酯。在偶氮二羧酸的酰胺衍生物 中，可以引用偶氮二甲酰胺(azodicarboxamide) 、 1,1，-(偶氮二羰基)二 哌啶和环状衍生物l-苯基-1,2,4-三唑啉-2,5-二酮。
在本发明的又一个方面，本发明涉及偶氮二羧酸的酯和酰胺衍生物作 为氧化剂的用途，如在权利要求24中所述。具体地，偶氮二羧酸的酯和 酰胺衍生物可以用于氧化羟胺(hydroxylammine)。本说明书中术语"鞋胺 (hydroxylamine)"是指具有脂环或环状链的且被N-羟基取代的仲胺。更 优选地，根据权利要求26，这样的衍生物用于氧化N-羟基吗啉。
优选地，根据本发明的方法的氧化剂是偶氮二曱酰胺。这样的物质在 工业中已知作为聚合物中的消泡剂和作为面包中的添加剂。特别地，如杲 与除了在市场上具有更高的价格(prize)之外通常大量使用的氧化汞和活性 二氧化锰比较，偶氮曱酰胺的成本是低的。有利的是，根据本发明的方法 的步骤i)中所用的偶氮二甲酰胺变成亚肼基二曱酰胺 (idrazodicarboxamide)，亚肼基二甲酰胺是在反应混合物中几乎不溶解的固 体并因此可以通过过滤容易地被去除。更有利的是，如此获得的亚肼基二
曱酰胺可以通过与例如过氧化氢的氧化反应或用电化学方法再转回偶氮 二甲酰胺。因而根据本发明的方法，当氧化剂是偶氮二甲酰胺时，可以通 过将亚肼基二甲酰胺转化成偶氮二曱酰胺来提供重复利用氧化剂的步骤。
在步骤i)的氧化剂的存在下，N-羟基吗啉与环己烯酮之间的反应优选 在小于1小时和在40°C至100°C的温度下发生，还更优选在约70°C下发生。 除了氧化剂之外，步骤i)的反应允许式IV的产物的收率大于至少50°/。，且 当氧化剂选自由氧化汞、活性二氧化锰和偶氮二甲酰胺组成的组时，收率 将优选为约75%。
N-羟基吗啉是已知的化合物，其可通过不同的途径来获得(O，Neil， I.A.; Cleator, E. T 7^ra/2e^朋2001, 42, 8247; Rogers M. A. T, J 1955, 769)。令人惊奇地发现，通过合成路线和更方便的方法来获得N-羟 基吗啉是可能的，所述合成路线是已知的路线的替代方案，由此获得具有 适合于根据本方法的目标的收率和纯度水平的N-羟基吗啉。因此，在另一 个方面，本发明涉及获得轻胺的方法，所述方法包括如权利要求16所述 的在催化量的特别亲电子酮的存在下、使仲胺与过量的氧化剂反应的步 骤。术语"特别亲电子酮"是指能接受电子的酮式有机化合物，如六氟丙酮 三水合物、水合茚三酮(ninidrine);优选地，所述酮式有机化合物是六 氟丙酮三水合物。优选地，根据本发明这样的方法允许获得N-羟基吗啉。 根据权利要求18,通过从吗啉开始如此获得95%的收率和85%的纯度的产 物N-轻基吗啉。
有利的是，N-羟基吗啉可以通过沉淀其与对曱苯磺酸 (p-toluensolphonic acid)形成的盐来进一步纯化。N-羟基吗啉通过在丙酮中 用碳酸钠分解来如此获得。相对于初始的吗啉，根据此方法的收率为约 60%。为了获得N-羟基吗啉，根据权利要求19，氧化剂优选是过氧化氢或 过氧化氢-脲复合物。更优选地，这样的氧化剂是过量的过氧化氢。
优选地，吗啉至N-羟基吗啉的氧化反应发生在20。C至80。C的温度下， 更优选在约50。C的温度下。
根据本发明获得的N-羟基吗啉(未加工的或纯化的)被优选用作获得根 据本发明的BTG-1675 A的起始试剂。根据通过在氧化剂的存在下与环己
烯酮反应的这样的方法，N-羟基吗啉变成式IV的异噁唑烷，异噁唑烷在随
后的步骤ii)中转化成BTG-1675 A。用热的方法或通过碱性催化有利于促 进这样的转化反应。
在碱性催化的情况下，当使用温和的碱性催化剂时，例如在甲醇中的 三乙胺或在曱醇中化学计量的NaOH， BTG-1675 A緩慢地形成，由此产生 平衡状态的混合物，在所述混合物中式IV的化合物和BTG-1675 A的比率 是2:3。有利的是，可以利用使用过量曱醇钠(sodimnmetoxide)来使平衡移 动至BTG-1675 A。
在本发明中，从碱性催化(优选通过热甲醇中的三乙胺)促进的反应， 通过在芳族烃中研磨(trituration)可以有利于以纯化合物的形式获得收率 为45%的BTG-1675A,其中式IV的异噁唑烷是显著地更可溶的。通过蒸发 研磨的母液，可以有利地获得纯BTG-1675 A。根据本发明，以这样的方 法，通过考虑未被转化的回收的材料，由此获得使异噁唑烷转化为 BTG-1675 A且收率为约90%是可能的。优选地，用于研磨的芳族烃是甲 苯或苯，更优选曱苯。
在根据本发明的方法中，式IV的异噁唑烷转化为化合物BTG-1675 A 和随后在芳族烃中研磨是以工业规;溪获得BTG-1675A的有利的和有用的 解决方案。
下面是制备N-羟基吗啉和BTG-1675 A的实施例，所述实施例是出于 例证的和非限定性的目的而被提供。
实施例1
N-羟基吗啉的制备
在三颈圆底烧瓶(顶上有回流冷凝器)中，在保持机械搅拌下，逐滴添 加H2O2(200 mL30o/。的溶液，3.6 mol)至含有吗啉(174 mL, 2mol)和六氟 丙酮三水合物(3 mL, 21 mmol)的丙酮(350 mL)溶液中。添加后温度递增， 并在添加约50mL后，溶液开始剧烈回流；为了保持恒定的回流调整添加。 当添加结束时，使溶液搅拌1小时，然后通过旋转蒸发仪(rotavapor)在减
压下蒸发，同时水浴的温度保持在50。C。将蒸发的红黄残留物悬浮在乙酸 乙酯(500mL)中并用氯化钠饱和混合物；然后分离溶液的有机相(上层)，用 双乙酸乙酯(ethyldiacetate)(250 mL)萃取水相两次。用无水碳酸钠(20 g)千燥 所收集的有机萃取物，通过旋转蒸发仪在减压下蒸发，同时水浴的温度保 持在50。C。然后获得未加工的N-鞋基吗啉(190g,收率92%,纯度85%， 剩余的主要由未反应的吗啉构成)。然后将未加工的N-羟基吗啉用于制备 BTG-1675 A。
通过下述方法纯化未加工的所获得的N-鞋基吗啉的样品n g， io
mmol):
将样品溶解在丙酮(IO mL)中；将对甲苯磺酸(1.9 g, 10 mmol)溶解在如 此获得和加热的溶液中；混合物降至4°C ，将N-羟基吗啉鎗 (N-hydroxymorfolinium)的对甲苯磺酸盐(l .9 g, 65%)分离出来，其为白色结 晶固体熔点152-154。C。丄H-NMR (DMDO-d6): 2.27 (3H, s)、 1.54(2H，m)、 3.54-3.69 (4H, m)、 3.97 (2H,m)、 7.14 (2H, d, J二8 Hz)、 7.51 (2H, d, J=8 Hz)。 13C-NMR(CDC13): 20.9、 55.5、 62.6、 125.6、 128,5、 138,6、 144.6。将如 此获得的盐添加至在丙酮(20 mL)中的无水)暖酸钠(l g, 10 mmol)的悬浮液 中，并磁力搅拌混合物12小时；然后过滤除去固体，通过蒸发滤液，获 得为无色油状物的纯化的N-羟基吗啉(0,65 g, 100%)。 ^-NMR (CDC13): 2.54 (2H, t, J=ll Hz)、 3.04 (2H, d, J=ll Hz)、 3.49 (2H， t, J=ll Hz)、 3.80 (2H, d, J=llHz)、 7.9(1H,bs)。 13C-NMR(CDC13): 58.9、 66.6。
实施例2
2-(4-羟基-3-吗啉基)-2-环己烯酮(BTG-1675A)的制备
步骤D: N-羟基吗啉与环己烯酮的反应和式IV的异噁唑烷的生产
将在乙酸乙酯(500mL)中含有由实施例1获得的未加工的N-羟基吗啉 (190 g)、 2-环己烯酮(120mL， 1.25 mol)和偶氮二甲酰胺(235 g， 2mol)的混 合物，在顶上有回流冷凝器的圓底烧瓶中保持机械搅拌，小心地加热直至 反应变成放热，由此允许混合物自发地回流；在自发加热的结尾，加热混 合物使之回流4小时。此时，偶氮二甲酰胺的嫩黄色固体变成带白色的固 体。然后将圓底烧瓶中的仍温热的内容物转移至设置有多孔隔膜的玻璃
柱，通过施加压力过滤溶液；用热的乙酸乙酯(400 mL)洗涤柱中的固体。 在减压下蒸发所收集的滤液以得到半固体的残留物，添加(200 mL)甲醇至 残留物中；为了研磨半固体块并且增溶油状馏分，首先加热混合物，然后 使之冷却至-20。C;收集为无色结晶固体的式IV的异噁唑烷(130 g,相对于 环己烯酮54%的收率)熔点101-102。C。 13C-NMR (CDC13): 17.8、 28.1、 39.2、 50.4、 53.2、 64.6、 65.6、 66.1、 76.0、 210.9。
步骤式IV的异噁唑烷转化为化合物BTG-1675A
加热由上述步骤i)中获得的式IV的异噁唑烷(500 g， 2,5 mol)、三乙胺 (100 mL)和甲醇(l L)组成的混合物，使之回流24小时，然后在减压下蒸发。 将残留物悬浮在曱苯(1,3 L)中，在旋转蒸发仪中减压蒸发部分溶剂(水浴温 度70。C)直至馏出物澄清；通过加入曱苯使混合物的体积达约800 mL， 在水水浴中冷却混合物。在真空下过滤收集沉淀，并用冷甲苯洗涤沉淀一 次，得到为无色结晶块的式IV的异噁唑烷和BTG-1675 A的混合物(490 g, 98%)。将所述块悬浮在70。C预热的甲苯(l L)中，使混合物保持剧烈地搅拌， 同时让其重新平衡至室温；将在真空下过滤收集的固体进行两次上述的循 环在热甲苯中研磨、接着冷却和过滤；由此获得为水白(ice-white)色结晶 固体的纯的BTG-1675 A(230 g， 46%,基于所收集的异噁唑烷和BTG-1675 A的混合物的量的90%;纯度大于98%):熔点127-128°C 。 ^-NMR (CDC13): 1.96 (2H, m)、2.41 (4H, m)、2.83 (1H, dt, J=3.5和11.5 Hz)、3,06 (1H, t,J二11.5Hz)、 3,20(1H, d, J=ll Hz)、 3.54-3.90 (4H, m)、 5.45(1H,bs)、 7.12 (lH,t,4.3Hz)。 13C-NMR(CDC13):23.2、 26.5、 38.9、 58.9、 64.5、 67.2、 71.9、 136.2、 148.8、 199.1。蒸发来自研磨的所收集的滤液，得到残留物，所述 残留物通过在冷乙醚中研磨获得由5:1比率的异噁唑烷和BTG-1675 A组 成的混合物(245 g, 49%)。
如上述的实施例显示，根据本发明的方法允许以数百克的量和高收率 获得2-(4-羟基-3-吗啉基)-2-环己烯酮，这使根据本发明的方法适于以工业 M^莫生产BTG-1675 A。
此外，通过根据本发明的方法获得的BTG-1675 A可以方便地纯化和 用作药物。
根据制备的两个实施例描述了本发明，但是可以提供更改，如使用不 同的氧化剂，而没有超出所附的权利要求书的保护范围。
权利要求
1. 一种用于制备下式I的2-(4-羟基-3-吗啉基)-2-环己烯酮的方法，式I其包括下述步骤:i)在氧化剂存在下使式V的N-羟基吗啉式V与式II的环己烯酮式II反应，由此获得式IV的异噁唑烷式IV；以及ii)使式IV的异噁唑烷转化为2-(4-羟基-3-吗啉基)-2-环己烯酮。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化剂选自由偶氮二羧酸的 金属氧化物、酯和酰胺组成的组。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述氧化剂选自由氧化汞、二氧 化铅、活性二氧化锰、氧化银、偶氮二羧酸二乙酯、偶氮二羧酸二异丙酯 和偶氮二甲酰胺组成的组。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述氧化剂是氧化汞或活性二氧 化锰。
5. 根据权利要求3所述的方法，其中所述氧化剂是偶氮二曱酰胺。
6. 根据权利要求5所述的方法，其进一步包括回收所述氧化剂偶氮二 甲酰胺的步骤，其是通过将步骤i)所获得的反应产物亚肼基二曱酰胺与其 转化为偶氮二甲酰胺的分离来进行的。
7. 根据权利要求1至6任一项所述的方法，其中所述步骤i)在小于1 小时和在40。C至IO(TC、优选在约70。C的温度下发生。
8. 根据前述权利要求1至7任一项所述的方法，其中所述式IV的异噁 唑烷的收率大于至少50%。
9. 根据权利要求l、 4、 5和8任一项所述的方法，其中所述异噁唑烷 的收率为约75%。
10. 根据权利要求1至9任一项所述的方法，其中用热的方法或通过 ^喊性催化进行步骤ii)的所述转化。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中通过借助于选自曱醇中的三乙 胺和曱醇中的NaOH的碱性催化剂的碱性催化进行所述转化。
12. 根据权利要求10或11所述的方法，其中通过在芳族经中研磨来 获得纯的2-(4-羟基-3-吗啉基)-2-环己烯酮。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述芳族烃是曱苯或苯。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中所迷芳族烃是曱苯。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中获得了收率约45%的2-(4-羟 基_3-吗啉基)-2-环己烯酮。
16. —种用于制备羟胺的方法，其包括在催化量的特别亲电子酮的存 在下使仲胺与过量氧化剂反应的步骤。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述仲胺是吗啉。
18. 根据权利要求16或17所述的方法，其中羟胺是N-羟基吗啉。
19. 根据权利要求16至18任一项所述的方法，其中所述氧化剂是过 量的过氧化氢或过氧化氢-脲复合物。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述氧化剂是过量的过氧化氢。
21. 根据权利要求16至20任一项所述的方法，其中所述特别亲电子 酮是六氟丙酮三水合物或水合茚三酮。
22. 根据权利要求21所述的方法，其中所述特别亲电子酮是六氟丙酮 三水合物。
23. 根据权利要求1至15任一项所述的方法，其中步骤i)的N-羟基吗 啉是通过权利要求18的方法获得的N-羟基吗啉。
24. 偶氮二羧酸的酯或酰胺衍生物作为氧化剂的用途。
25. 根据权利要求24所述的用途，其用于氧化羟胺。
26. 根据权利要求25所述的用途，其中所述羟胺是N-羟基吗啉。
27. 根据权利要求24至26任一项所述的用途，其中所述偶氮二羧酸 的酰胺衍生物是偶氮二甲酰胺。
全文摘要
所公开的是用于制备2-(4-羟基-3-吗啉基)-2-环己烯酮(BTG-1675A)的方法，所述方法包括下述步骤i)在氧化剂存在下使N-羟基吗啉与环己烯酮反应，由此获得式IV的异噁唑烷；和ii)使式IV的异噁唑烷转化为2-(4-羟基-3-吗啉基)-2-环己烯酮。有利的是，步骤i)的氧化剂选自由偶氮二羧酸的金属氧化物、酯和酰胺组成的组并通过碱性催化进行步骤ii)的转化，然后在芳族烃、优选甲苯中研磨。所公开的方法允许以数百克的量和工业规模获得依照本发明的BTG-1675A。本发明进一步涉及用于制备羟胺、特别是N-羟基吗啉的新方法，在用于制备BTG-1675A的方法中使用N-羟基吗啉。
文档编号C07D265/30GK101384564SQ200780005139
公开日2009年3月11日 申请日期2007年2月12日 优先权日2006年2月13日
发明者埃里奥·纳波利塔诺 申请人:埃比奥吉恩药物股份公司