ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Um número de 3a-hidróxi, 3β-substituido-5a- pregnano-20-onas derivados de esteroides têm se provado efetivos na modulação de receptor GABA de complexo cloreto de ionóforo (complexo GR) in vitroe exibe efeitos terapêuticos úteis em modelos animais de doenças do SNC humano. Em primeiro lugar entre eles está 3a-hidróxi, 3β-metil-5α- pregnano-20-ona (Ganaxolona, GNX, 1) que tem mostrado estimular o complexo GR e demonstra uma variedade de efeitos fisiológicos benéficos in vivo. Ganaxolona 1 está sendo testado em estágios avançados de testes clínicos para epilepsia e pode ter utilidade em um número de outras doenças do SNC. As altas doses de ganaxolona requeridas para tratamento eficaz em humanos (> 1 g/dia) faz com que seja necessário um processo de produção eficiente e de baixo custo (Nohria e Giller, J. Am. Soc. Exp. Neurotherapeutics, (2007) 4: 102-105).
3 -hidróxi, 3 -metil-5 -pregnano-20-ona Ganaxolona (1)
A abordagem mais direta para a síntese de ganaxolona é via ataque regiosseletivo e estereosseletivo a carbonila C-3 de 5a-pregnano 3,20-diona (Diona 2) por agentes de metilação organometálicos tais como metil de Grignard ou metil lítio. A metilação direta de 5α-pregnano 3,20-diona com metil lítio ou metil de Grignard para preparar ganaxolona não tem sido possível uma vez que o ataque irreversível de ambos os grupos carbonila C3 e C20 por ânions de carbono produz misturas complexas de produtos.
5a-pregano-3,20-diona (Diona 2)
Como os produtos indesejados da metilação de diona 2 tem propriedades físicas similares a da ganaxolona, deve-se obter ganaxolona a partir de uma reação de metilação organometálica de Diona 2 com menos que 10% de qualquer tipo de impureza para evitar múltiplas etapas de purificação que também abaixa o rendimento efetivo e aumenta os custos de produção para obter ganaxolona farmaceuticamente pura (sem uma única impureza >0,1%).
A abordagem padrão para a síntese de Ganaxolona 1 envolve proteção da carbonila C-20 de 3α-hidroxi-5α-pregnano 20-ona antes da oxidação para reagir com um agente de metilação organometálico na posição 3 para introduzir o grupo 3β-metil seguido por hidrólise do acetal no C-20 (Hogenkamp et al., J. Med. Chem., (1997) 40: 61- 72). A desvantagem desta abordagem é que adiciona pelo menos duas etapas adicionais à síntese total, primeiro a proteção da carbonila C20, remoção do grupo de proteção depois da introdução do grupo 3β-metil.
Mais importante, a estereosseletividade é muito pobre, resultando em quantidades quase iguais de isômeros 3α e 3β. Isto aumenta o custo e a complexidade da síntese e reduz o rendimento total para o processo.
Um outro método para a síntese de ganaxolona (1) é fornecido por U.S. Patente No. 5,319,115 e a literatura (He et. al., Zhongguo Xinyao Zazhi (2005), 14(8),1025- 1026) em que diona 2 reage com reagente de Corey (iodeto de trimetil sulfônio) e butóxido de potássio em tetrahidrofurano via uma reação reversível termodinamicamente controlada (Johnson et al., J. Am. Chem. Soc., (1973), 95 (22), 7424-7431) para gerar o mais estável isômero de epóxido (1-((2'R,5S,8R,9S,10S,13S,14S,17S)-10,13- dimetilhexadecahidrospiro [ciclopenta[a]fenantreno-3,2'-oxirano]-17-yl)etanona) em C3. O epóxido é reduzido sob uma variedade de condições incluindo abertura nucleofílica do epóxido com iodeto de potássio e reduzindo o iodeto resultante via hidrogenação para arcar com a ganaxolona 1. Esta síntese requer isolamento e purificação do epóxido intermediário assim como muitas manipulações e uma etapa de hidrogenação cara, todos contribuindo para um processo mais caro e longo. A reação do reagente de Corey com Diona 2 seguida pela redução do epóxido produzindo um subproduto 17- hidroxigalaxolona 8 que é difícil de remover. Obtendo ganaxolona purificada via a rota de reagente de Corey tem frequentemente produzido níveis de 17-hidroxigalaxolona >0,1% por HPLC.
Continua a existir uma necessidade por uma síntese de ganaxolona eficiente e de efeito de custo, que forneça ganaxolona de elevada pureza.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A invenção fornece um método simples e rentável para a produção de ganaxolona a partir de 5a-pregnano-3, 20-diona.
Os inventores surpreendentemente descobriram que adição de organometálico a 3,20-diona (2) pode ser realizada com ambas a regiosseletividade e a estereosseletividade inesperadamente boas. Os inventores descobriram que é possível para realizar a reação regiosseletiva na carbonila C3 de Diona 2 com pouca ou nenhuma reação ocorrendo na carbonila C20 com a apropriada seleção de reagentes e condições de reação. Os inventores ainda confirmaram que a escolha apropriada de reagentes e condições pode dar alta estereosseletividade através de um ataque equatorial do agente de metilação para produzir o isômero beta metil ganaxolona desejado. Assim, em um primeiro aspecto, a invenção fornece um método para a produção de ganaxolona compreendendo reagir 5a-pregnano-3,20-diona (Diona 2) com um agente de metilação organometálico em um solvente inerte para fornecer um composto de fórmula
em que a pureza da ganaxolona é maior que 80 por cento puro pelo HPLC.
A invenção também tem a vantagem de fornecer ganaxolona em alto rendimento e substancialmente livre de impurezas de reação. Através do uso apropriado de agente de metilação organometálico esta transformação pode ser alcançada inesperadamente em um alto e rendimento químico com alto controle regiosseletivo e estereosseletivo. Usando esta invenção nenhuma proteção da carbonila C20 é requerida e a transformação total é efetuada em uma etapa química sem a necessidade de isolar quaisquer intermediários.
A invenção ainda fornece um método para produzir de ganaxolona compreendendo reagir 5α-pregnano-3,20-diona com um agente de metilação organometálico em um solvente inerte para fornecer ganaxolona, que é pelo menos 99,5% puro pelo HPLC. Em certas modalidades, após uma única etapa de purificação, a ganaxolona obtida contém menos que 0,1 por cento de área pelo HPLC de quaisquer das impurezas da reação de fórmula:
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
FIGURA 1. Produtos Potenciais a partir da Adição de Organometálico de Diona 2.
Métodos anteriores para preparar ganaxolona via metilação direta do C3 de cetona de diona 2 deram ganaxolona e uma variedade de impurezas da reação como descrito aqui.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
TERMINOLOGIA
Anterior ao estabelecido na invenção em detalhe, pode ser útil fornecer definições de certos termos para serem usados no presente documento. Os compostos da presente invenção são descritos usando nomenclatura padrão. A não ser que seja definido de outra forma, todos os termos técnicos e científicos usados no presente documento têm o mesmo significado como é comumente entendido por aquele técnico no assunto a que esta invenção pertence.
Os termos “um” e “uma” não denotam uma limitação de quantidade, mas sim denota a presença de pelo menos um dos itens referenciados. O termo “ou” significa “e/ou”. Os termos “compreendendo”, “tendo”, “incluindo”, e “contendo” devem ser interpretados como termos em aberto (isto é, significando “incluindo, mas não limitando a”). A recitação de faixas de valores meramente se destina a servir como um método de atalho se referindo individualmente a cada valor separado que cai dentro da faixa, salvo indicação contrária no presente documento, e cada valor separado é incorporado dentro da especificação como se fossem individualmente recitados no presente documento. Os finais de todas as faixas estão incluídos dentro da faixa e independentemente combináveis. Todos os métodos descritos no presente documento podem ser realizados em uma ordem adequada, salvo indicação contrária no presente documento ou de outra forma em clara contradição com o contexto. O uso de quaisquer e todos os exemplos, ou linguagem exemplificadora (por exemplo, “tal como”), se destina meramente a melhor ilustrar a invenção e não representa uma limitação no escopo da invenção salvo indicação em contrário. Nenhuma linguagem na especificação deve ser interpretada como uma indicação de qualquer elemento não reivindicado como essencial para a prática da invenção como usado no presente documento. A não ser que seja definido de outra forma, termos técnicos e científicos usados no presente documento têm o mesmo significado como é comumente entendido por aquele técnico no assunto a que esta invenção pertence.
“Alcóxi” indica um grupo alquila como definido acima com o número de átomos de carbono indicados ligados através de uma ponte de oxigênio (-O-). Um “alcóxi inferior” tipicamente tem de 1 a cerca de 6 átomos de carbono e em algumas modalidades preferidas, de 1 a cerca de 3 átomos de carbono. Um “Complexo Ate” é um sal formado pela reação de um ácido de Lewis e uma base em que o átomo central no complexo de sal aumenta sua valência. Exemplos de complexos ate incluem (CH3)3FeLi e (CH3)3FeMgCI.
Como usado no presente documento “haleto” é cloreto, brometo, ou iodeto.
HPLC como usado no presente documento é cromatografia líquida de alta eficiência utilizando detecção de índice de refração com o método descrito na Seção Experimental.
Porcentagem pura (“% de pureza” se refere a) porcentagem da área obtida dividindo a área do pico de ganaxolona do HPLC pelo somatório das áreas para pico de ganaxolona do HPLC e os picos de HPLC de cada impureza da reação e multiplicando este dividendo por 100.
“Porcentagem de Rendimento ou rendimento isolado (% de rendimento)” é o peso do(s) produto(s) isolado(s) dividido(s) pelo peso molecular da ganaxolona dividido pelos moles de material inicial utilizado na reação.
“Impurezas da Reação” são impurezas relacionadas com o processo (subproduto) incluindo todos os materiais iniciais residuais, intermediários residuais, e outros produtos de reação outros que ganaxolona detectados pelo HPLC. O FDA usa o termo “impurezas relacionadas com o processo” para descrever impurezas derivadas do processo de produção.
“Regiosseletiva” é qualquer reação direta de metilação organometálica com 5a- pregnano-3,20-diona que resulta em menos que 10% de aduto 6 de C20 identificado na Figura 1.
“Estereosseletiva” é qualquer reação direta de metilação organometálica em 5a- pregnano-3, 20-diona que resulta em menos que 10% dos subprodutos epiméricos indesejados 3 na Figura 1.
As frases de transição “compreendendo”, “consistindo essencialmente de” e “consistindo de” carregam os significados de acordo estes termos pela atual lei de patentes. Todas as modalidades reivindicadas com uma das frases de transição podem também ser reivindicadas usando as outras frases de transição. Por exemplo, uma modalidade reivindicada com “compreendendo” como a frase de transição também inclui modalidades que podem ser reivindicadas com a linguagem de transição “consistindo essencialmente de” ou “consistindo de” e vice versa.
DESCRIÇÃO QUÍMICA
Dadas as questões sofridas pelos métodos de síntese de ganaxolona existentes, o método de produção de mais rentável é via metilação direta do C3 da cetona de diona 2. O ataque estereosseletivo e regiosseletivo ao C-3 com o reagente de Corey via um processo termodinâmico reversível não seria esperado para ser aplicável a adição direta e irreversível de um reagente organometálico a diona 2. Uma mistura de produtos é esperada desta reação. Esta expectativa nasce no Exemplo 1 da Seção Experimental em que diona 2 é reagida com metil lítio em tetrahidrofurano para arcar com uma mistura complexa de produtos (veja Figura 1) que contém apenas cerca de 11% do produto desejado de ganaxolona. Impureza relacionada com o processo 7 retrata os possíveis produtos de desidratação de olefina quando as impurezas relacionadas com o processo 4 e 5 são submetidas a um ambiente ácido que pode induzir a desidratação do C21 do grupo hidróxi. Impureza relacionada com o processo 9 retrata as possíveis posições de olefinas para desidratação do C21 do grupo hidróxi da estrutura 6 em consequência da adição de ácido.
Os inventores descobriram um método sintético de ganaxolona regiosseletivo e estereosseletivo de etapa única para a preparação de ganaxolona. Os materiais iniciais para este processo é 5o-pregnano-3,20-diona cuja síntese eficiente e rentável é conhecida. Reação dos reagentes de metilação organometálicos preferidos em um solvente inerte com 5o- pregnano-3, 20-diona arca com a ganaxolona correspondente em uma etapa química sem quaisquer intermediários isoláveis. O agente de metilação organometálico preferido pode ser um material purificado e bem caracterizado ou uma mistura de espécies organometálicas geradas in situ.A reação pode ser realizada em qualquer solvente inerte (ou combinações de solvente inertes), porém mais favoravelmente em solventes etéreos tais como tetrahidrofurano, glime, t-butil metil éter, 1,4- dioxano, dimetoxietano ou dietil éter. É também vantajoso adicionar sais inorgânicos tais como haletos de lítio à mistura de reação para melhorar ainda mais o rendimento da reação e reduzir à viscosidade da reação permitindo menos solvente inerte e maior tamanho da batelada em um recipiente de reação. Em geral a regiosseletividade e estereosseletividade da reação é uma função do solvente, temperatura e composição do reagente de metilação organometálico.
Em uma modalidade a invenção inclui um método para a produção de ganaxolona compreendendo reagir 5a-pregnano-3,20-diona com um agente de metilação organometálico em um solvente inerte. Em certas modalidades o % de rendimento de ganaxolona é pelo menos 45%, pelo menos 55%, pelo menos 70%, pelo menos 80%, pelo menos 85%, pelo menos 90% de rendimento. Em certas modalidades a pureza do produto 3a-hidróxi, 3β-metil-5α- pregnano-20-ona é pelo menos 70%, pelo menos 80%, pelo menos 90%, ou pelo menos 95% de área por HPLC. Em certas modalidades a quantidade de impurezas individuais da reação 3 a 8 na Figura 1 como uma porcentagem dos produtos totais de reação por HPLC é Não Mais Que (NMT) 20%, ou NMT 10% ou NMT 5%, NMT 2%, NMT 1%. É preferido que a produção de impurezas seja NMT que 2% de cada, mais preferivelmente NMT 1% de cada, e ainda mais preferivelmente NMT 0,1% da área do HPLC. É também preferido que a produção de impurezas 5 e 6 seja NMT 1% em conjunto.
Em uma modalidade o agente de metilação organometálico é gerado pela adição dentre 2 e 5 equivalentes de haleto de metil magnésio ou metil lítio a cloreto férrico anidro (FeCI3) (Reetz, M., et al., Tetrahedron Lett., (1192) 33(46): 6963- 6966 e Reetz, M.T., et al., J. Chem. Soc., Chem. Comm., (1993) 328-330.) ou anidro FeCI2 (Kauffmann, T., et al., Chem. Ber. (1992) 125: 163-169) em um sistema de solvente inerte. Isto gera vários reagentes de metilação distintos dependendo da estequiometria, notavelmente MeFeCI, Me2Fe, Me3Fe- Y+ e Me4Fe(2 ) 2Y+ onde Y é Li e/ou MgX (X= Cl, Br ou I) dependendo se o haleto de metil magnésio ou metil lítio (ou combinações) é usado para gerar o reagente. As propriedades destes reagentes podem ser vantajosamente modificadas pela adição de sais inorgânicos tais como cloreto de lítio na reação antes ou após a adição do agente organometálico na solução de cloreto férrico.
Em uma outra modalidade o complexo de ferro metilado é gerado pela adição 3-4 equivalentes de um haleto de metil magnésio na solução de cloreto férrico anidro em tetrahidrofurano contendo 0 a 3 equivalentes de cloreto de lítio (com base em FeCI3). O primeiro equivalente de haleto de metil magnésio reduz FeCI3 a FeCI2. Quando 4 equivalentes de haleto de metil magnésio são usados (com base em FeCI3) o agente de metilação é presumivelmente o complexo (Me3Fe- MgX+) embora seja possível uma mistura mais complicada de reagentes e contra íons é o agente de metilação. A temperatura ótima de reação está entre -40°C e 35°C para a geração do(s) agente(s) de metilação organometálico(s).
Em uma outra modalidade preferida da invenção o agente de metilação organometálico é gerado pela adição 0,5 a 2 equivalentes de cloreto férrico (com base em Diona 2), 3-4 equivalentes de cloreto de metil magnésio (com base em FeCI3) a uma solução de 0-2 equivalentes de LiCI (com base em FeCI3) em tetrahidrofurano e mantendo as temperaturas abaixo de cerca de -15°C.
Em uma outra modalidade preferida da invenção o agente de metilação organometálico é gerado pela adição 3 equivalentes de haleto de metil magnésio ou metil lítio a uma solução/suspensão de cloreto férrico anidro em tetrahidrofurano a temperaturas abaixo de cerca de -15°C. Em certas modalidades a temperatura de reação é mantida em cerca de -35°C a cerca de -15°C até a reação estiver completa. O agente de metilação é presumivelmente o complexo (Me2Fe), porém pode ser uma mistura mais complexa de espécies de ferro. A temperatura ótima de reação com Diona 2 está entre cerca de -25°C e cerca de 40°C.
Em uma outra modalidade o agente de metilação organometálico é gerado pela adição um a quatro equivalentes de um haleto de metil magnésio ou metil lítio ao reagente de titânio TiXYZT onde X, Y, Z e T são os mesmos ou diferentes e podem ser halogênio ou alcóxi com a ressalva de que o número máximo de equivalentes de reagente organometálico adicionados não é mais que o número de halogênios no reagente de titânio inicial. A reação subsequente com diona 2 é realizada em um solvente inerte e temperaturas de reação entre -40°C e 70°C.
Em certas modalidades o método para sintetizar ganaxolona compreende, além disso, adicionar cerca de 2 a cerca de 4 equivalentes de haleto de metil magnésio ou metil lítio a uma solução de haleto férrico anidro ou haleto ferroso anidro em um solvente orgânico, e desse modo formando o(s) agente(s) de metilação organometálico(s).
Em certas modalidades o método para sintetizar ganaxolona compreende, além disso, adicionar cerca de 0,1 a cerca de 4 equivalentes de cloreto de lítio (com base em FeCI3) ao solvente inerte antes de adicionar 3-4 equivalentes de cloreto de metil magnésio (com base em FeCI3) ao solvente inerte.
Em certas modalidades o método para sintetizar ganaxolona compreende, além disso, adicionar cerca de 1 equivalente de haleto de metil magnésio ou metil lítio (com base em Titânio) a uma solução de tri(Ci-C3 alcóxi) cloreto de titânio em solvente orgânico e desse modo gerando o agente de metilação organometálico.
Em certas modalidades o agente de metilação organometálico é dimetil ferro (Me2Fe), metil trietoxititânio, metil cloro dietoxititânio ((CH3)CI(CH3CH2O)2Ti), metil triclorotitânio (CH3CI3Ti), tetrametiltitânio ((CH3)4Ti), dimetil dicloro titânio ((CH3)2Ti), trimetil clorotitânio ((CH3)3CITi), ou metil cloreto de ferro (CH3FeCI).
Em outras modalidades o agente de metilação organometálico é um “complexo ate” contendo um ânion (CH3)3Fe’ e tanto lítio ou MgX, como o cátion, onde X é uma haleto.
Em certas modalidades o método para sintetizar ganaxolona compreende, além disso, adicionar cerca de 1 equivalente de haleto de metil magnésio ou metil lítio a uma solução de anidro di(CrC3 alcóxi) dicloreto de titânio em um solvente orgânico e desse modo gerando o agente de metilação organometálico.
Em certas modalidades o método para sintetizar um 3a-hidróxi, 3β-metil- 5α- pregnano-20-ona, além disso, um agente de metilação formado pela adição de cerca de 1 a cerca de 4 equivalentes de haleto de metil magnésio ou metil lítio a uma solução de TiCI4 em um solvente orgânico.
Em uma outra modalidade preferida da invenção 0,75 a 4 equivalentes molares do agente de metilação organometálico de ferro (com base em Diona 2) são reagidos com diona 2 em um solvente inerte.
Em uma outra modalidade preferida da invenção ganaxolona bruta é purificada agitando o produto bruto em acetato de etila quente para eficientemente remover as impurezas da reação.
Na Seção Experimental a Tabela 1 resume várias condições de reação e estequiometrias com diferentes reagentes organometálicos. Conversões úteis de Diona 2 a ganaxolona podem ser efetuadas com o uso de diferentes reagentes organometálicos som diferentes condições de reação. A Tabela 2 resume a otimização de parâmetros em relação à purificação de ganaxolona bruta.
EXEMPLOS
MÉTODOS ANALÍTICOS
Espectrometria de massa O espectro de massa foi obtido em sistema LC/MS consistindo de um módulo de separação HP 1100 LC equipado com detector de massa Thermo Finnigan LCQ-Deca. A fonte de íon é ESI+/MS. As condições LC estão listadas abaixo. Coluna: Waters Sunfire C18, 4,6(ID) x 250(L) mm, 5μm Fase móvel: ACN/MeOH/H2O - 65/5/30 (Isocrática) Tempo de corrida: 40min Taxa de fluxo: 1 ml/min Temperatura da Coluna: ambiente Detector: RI Temperatura do Detector: 40°C Volume de injeção: 50μl. HPLC
Análises HPLC foram realizadas em um módulo de separação HITACHI L-2000 series ou Waters 2695 equipado com um detector de índice de refração (RI) Waters 2414. As condições estão listadas abaixo: Coluna: Waters Sunfire C18, 4,6(ID) x 250(L) mm, 5μm Fase móvel: ACN/MeOH/H2O = 65/5/30 (Isocrática) Tempo de detenção: 40min Taxa de fluxo: 1 ml/min Temperatura: ambiente Temperatura do Detector: 40°C Volume de injeção: 50μl
Concentrações das amostras para serem injetadas são de 0,1 a 1 mg/ml em metanol.
Espectroscopia NMR
O espectro NMR foi obtido em um espectrômetro Broker Avance 400 ou um Oxford 300 NMR em CDCI3ou outros solventes deuterados.
Pureza
A pureza de Ganaxolona bruta e purificada é expressa pela porcentagem da área para cada impureza de reação e o Tempo de Retenção relativo (RRT) para o produto desejado por análise de HPLC. % de Rendimentos são expressos como rendimentos isolados.
EXEMPLO 1.
Tetrahidrofurano anidro (190g) e 5a-pregnano-3,20-diona (1,0g, 3,16 mmol) são carregados em um balão de fundo redondo 3 bocas de 250mL seco sob atmosfera de nitrogênio para obter uma solução límpida. O balão é então resfriado a -30°C (temperatura interna) na temperatura que a solução de metil lítio em dietoxietano (3M, 1,1mL, 3,3mmol) é adicionada via uma seringa. A reação é agitada em -25 a -20 °C sob atmosfera de nitrogênio por 1h. Uma alíquota é parada com HCI a 3N e extraído com acetato de etila. A camada orgânica é lavada com NaOH a 3N e água. A remoção do solvente proporciou um sólido branco, que é dissolvido em metanol e analisado pelo HPLC (Tabela 1, entrada 1).
EXEMPLO 2.
Tert-butil metil éter (anidro, 30mL) refrigerado a -10°C é adicionado por gotejamento a uma suspensão bem agitada de 5a-pregnano-3, 20-diona (1,9g, 6 mmol). A mistura de reação é mantida entre 0°C e 10°C por 4 horas, seguido por 12 horas a 10- 15°C. A mistura de reação é parada pela adição de 100ml de HCI a 2N e os produtos são extraídos com 200mL de acetato de etila. A camada orgânica é lavada com NaOH a 2N e solução salina, e o solvente é removido in vacuopara arcar uma complexa mistura de produtos contendo 30,1% de ganaxolona 1 por HPLC juntamente com 0,99% de 5a- pregnano-3, 20- diona 2 inicial (Tabela 1, entrada 2).
EXEMPLO 3.
Tetracloreto de titânio (350μL, 3,2mmol) é adicionado por gotejamento a uma solução de tetra etóxido de titânio (2,42g, 10,6 mmol) em tetrahidrofurano (anidro, 30 mL) resfriada a 0°C. Após agitar por 20 min a 0°C, o cloreto de metil magnésio (3M, 4,3mL 12,9mmol) em solução de tetrahidrofurano é adicionado gota a gota enquanto se mantém a temperatura abaixo de 5°C. Após agitar por adicionais 20 minutos a 5°C, 5a-pregnano- 3, 20-diona (2,53g, 8mmol) foi adicionado em uma parte. A reação é aquecida a 40°C e agitada por 4 horas. A mistura de reação é parada com 20mL de metanol e o solvente removido in vacuo.A mistura de reação é particionada entre 100 ml de HCI a 3N e 100mL de acetato de etila. A camada orgânica é lavada com hidróxido de sódio a 1N e solução salina e o solvente removido in vacuopara produzir ganaxolona bruta como um sólido branco de 75,9% ganaxolona pura por HPLC (Tabela 1, entrada 3).
EXEMPLO 4.
A solução de cloreto férrico (anidro, 2,14g, 13,2 mmol) em tetrahidrofurano (anidro, 40mL) é resfriada a -50°C. Cloreto de metil magnésio (3M, 17,6ml, 52,8mmol) em tetrahidrofurano é adicionado a esta mistura gota a gota mantendo a temperatura interna abaixo de -40°C. Após 10 min a -40°C, 5α-pregnano-3, 20-diona (3,48g, 11 mmol) é adicionado em uma parte com agitação. A temperatura é trazida a -20°C mais de 30 min e agitada 2 horas. A mistura de reação é parada com 100ml de HCI a 2N e o produto extraído com 100 ml acetato de etila. A camada orgânica é lavada com NaOH a 2N e solução salina e o solvente removido in vacuopara produzir ganaxolona bruta (80,2% de pureza por HPLC (Tabela 1, entrada 4).
EXEMPLO 5.
Uma mistura de cloreto férrico (anidro, 1,63g, 10,06mmol) em tetrahidrofurano (anidro, 35 ml) é resfriada a -50°C sob atmosfera de nitrogênio. Metil lítio (3M, 3,4mL, 10,2mmol) em dietoximetano é adicionado à mistura de cloreto férrico, mantendo a temperatura abaixo de -40°C. Após esta adição estar completa, a solução cloreto de metil magnésio (3M, 10,1 ml, 30,18 mmol) em tetrahidrofurano é adicionada mantendo a temperatura interna abaixo de -40°C. Após 10 min a -40°C, 5a-pregnano-3, 20-diona (2,84g, 9mmol) é adicionado em uma parte com agitação. A temperatura é trazida a - 20°C e agitada por 3,5 horas. A reação é extinta pela adição de 3ml de ácido acético e o tetrahidrofurano foi removido in vacuo.O resíduo é particionado entre 100 ml de HCI a 3N e 200 ml de acetato de etila. A camada orgânica é lavada com hidróxido de sódio a 1N e solução salina e o solvente é removido in vacuopara produzir ganaxolona bruta (94,8% pureza por HPLC) (Tabela 1, entrada 5).
EXEMPLO 6.
O fraco de reação é carregado com solução de cloreto de lítio anidro em tetrahidrofurano (0,5M, 100mL, 50mmol). A mistura de reação é refrigerada a 0°C e cloreto férrico anidro (5,61 g, 34,6mmol) foi adicionado em partes mantendo a temperatura abaixo de 10°C. A solução verde pálida resultante foi resfriada a -35°C e a solução de cloreto de metil magnésio em tetrahidrofurano (3M, 47mL, 141 mmol) é adicionada mantendo a temperatura abaixo de -30°C. Após a adição estar completa a mistura da reação é resfriada a -35°C e 5a- pregnano-3, 20-diona (10g, 31,65mmol) é adicionado com agitação mantendo a temperatura abaixo de -25°C. É permitido aquecer a reação até -20°C e é agitada de -18°C a -22°C por 3 horas. Neste momento havia 0,96% de material inicial por HPLC e 94,46% ganaxolona (Tabela 1, entrada 6). A reação é resfriada pela adição lenta de 225 ml de HCI a 3N mantendo a temperatura abaixo de 25 °C. Após a adição estar completa a suspensão resultante de ganaxolona é granulada overnight sob atmosfera de nitrogênio. A reação é filtrada e a torta de filtro lavada sucessivamente com 50ml de 20% THF/HCI a 3N, 50ml_ de HCI a 3N, e duas vezes com 50ml de água. A torta de filtro é seca em um forno a vácuo a 70°C para fornecer 9,54g (91% de rendimento) de 99% de ganaxolona pura 1 como um sólido branco.
EXEMPLO 7.
Tetrahidrofurano (anidro, 35 mL) é resfriado a 10°C e 907mg (21,4mmol) de cloreto de lítio (anidro) é adicionado em uma parte. A mistura é agitada por 10 min depois que uma solução límpida é obtida. A esta mistura é adicionado cloreto férrico (anidro, 1,62g, 10mmol) em uma parte e agitada por adicionais 5 min. A mistura de reação é então resfriada a -35°C e cloreto de metil magnésio (3M, 13,3ml, 40mmol) em tetrahidrofurano é adicionado gota a gota mantendo a temperatura interna entre -35°C e - 30°C. Após a adição estar completa a agitação é continuada por 10 min a -30°C e 5a- pregnano-3, 20-diona 2 (2,85 g, 9 mmol) é adicionado em uma parte com agitação. É permitido elevar a temperatura interna a - 20°C e manter entre -15°C e -20°C por 2 horas. A análise de HPLC de uma alíquota demonstrou 1,2% de material inicial e 95,3% de ganaxolona (Tabela 1, entrada 7).
EXEMPLO 8.
O cloreto lítio (1,43g, 33,8mmol) é adicionado a tetrahidrofurano (anidro, 40ml) a 10°C e agitado ate a solução ser obtida. Cloreto férrico (anidro, 1,63g, 10,06 mmol) é adicionado e agitado por 5 minutos. A mistura de reação é então resfriada a -35°C e a solução de cloreto de metil magnésio (3M, 13,4ml, 40,24mmol) em tetrahidrofurano é adicionado enquanto se mantém a temperatura interna entre -35°C e -25°C. Após a adição a agitação é continuada por 10 min a -30°C e 5α-pregnano-3, 20-diona (3,0g, 9,5mmol) é adicionado em uma parte com agitação. É permitido elevar a temperatura interna a -20°C e agita-se entre -15°C e -20°C por 2 horas. A análise de HPLC de uma alíquota demonstrou 1,47% de material inicial e 94,25% de ganaxolona (Tabela 1, entrada 8). A reação é parada pela adição lenta de 2,4mL (42 mmol) de ácido acético enquanto se mantém a temperatura abaixo de -10°C. Após a adição estar completa é permitido aquecer a mistura de reação a temperatura ambiente com agitação vigorosa. O tetrahidrofurano é então removido in vacuoe o resíduo resultante é particionado entre HCI a 3N e acetato de etila. A camada orgânica é lavada com NaOH a 2N e solução salina e o solvente removido in vacuopara fornecer 3,5 g de ganaxolona bruta (98% de pureza por HPLC).
EXEMPLO 9.
THF (anidro, 190g), LiCI (anidro, 4,2 g, 0,100 mol), e FeCI3 (anidro,10,8 g, 0,066 mol) sob atmosfera de nitrogênio são carregados em um balão de fundo redondo 3 bocas de 500mL seco. MeMgCI (3M, 84,4 mL, 0,253mol) em tetrahidrofurano é adicionado enquanto se mantém a temperatura interna entre 0°C a 15 °C. Após a conclusão da adição, 5a-pregnano-3,20-diona (20g, 0,0633mol) é adicionado em uma parte e a mistura resultante ê agitada entre 0°C a 15°C sob N2. A reação é monitorada por HPLC do seguinte modo: uma alíquota é parada com HCI a 3N e extraída com acetato de etila. A camada orgânica é lavada com NaOH a 3N e água. A remoção do solvente forneceu um sólido branco, que é dissolvido em metanol e analisado pelo HPLC (Tabela 1, entrada 9).
EXEMPLO 10.
THF (anidro, 80g) e LiCI (anidro, 2,12g, 50mmol) são carregados em um balão de fundo redondo 3 bocas de 500mL seco. O balão é resfriado a -10 °C e FeCI3 (anidro, 5,63g, 34,8 mmol) é adicionado. A mistura é resfriada a -35 °C sob atmosfera de nitrogênio. A solução de MeMgCI em tetrahidrofurano (3M, 58 mL, 174 mmol) é adicionada lentamente enquanto se mantém temperatura interna entre -27 a -35 °C durante a adição. Após a adição, 5a-pregnano-3,20-diona (10g, 31,6 mmol) é adicionado em uma parte e a mistura resultante é agitada entre -25 a -20 °C sob atmosfera de nitrogênio. A reação é monitorada por HPLC do seguinte modo: uma alíquota é tirada, parada com HCI a 3N e extraído com acetato de etila. A camada orgânica é lavada com NaOH a 3N e água e evaporado até ficar seco. O resíduo branco é dissolvido em metanol e analisado pelo HPLC (Tabela 1, entrada 10).
EXEMPLO 11.
THF (anidro, 120 g) e LiCI (anidro, 2,12g, 50mmol) são carregados em um balão de fundo redondo 3 bocas de 500mL seco. O balão foi resfriado a -10 °C e FeCI3 (anidro, 1,28g, 7,9mmol) foi adicionado. A mistura foi resfriada a -35 °C sob atmosfera de nitrogênio. A solução de MeMgCI em tetrahidrofurano (3M, 13,3mL, 39,9mmol) foi adicionado lentamente enquanto se mantém temperatura interna entre -27 a -35 °C durante a adição. Após a adição, 5a-pregnano-3,20-diona (10g, 31,6 mmol) foi adicionado em uma parte e a mistura resultante foi agitada entre -25 a -20 °C sob atmosfera de nitrogênio. A reação foi monitorada por HPLC como o seguir: uma alíquota foi tirada, parada com HCI a 3N e extraído com acetato de etila. A camada orgânica foi lavada com NaOH a 3N, água e evaporado até ficar seco. O resíduo branco foi dissolvido em metanol e analisado pelo HPLC (Tabela 1, entrada 11).
aQuatro subprodutos adicionais desconhecidos foram detectados pelo HPLC.b Reação não foi completa após 20h com ca 30% de material inicial 3,20-diona restante.
EXEMPLO 12A.
THF (anidro, 9.65 kg) e LiCI (anidro,0,21 kg) são carregados em um reator 5 Hastelloy 50-L purgado com N2. A mistura é agitada sob N2 e resfriada a -10°C por 1h. FeCI3 (anidro, 0,515 kg) é carregado no reator com agitação e a mistura de reação é resfriada a -35°C. MeMgCI (3,0M, 4.04 kg) em tetrahidrofurano é lentamente carregado no reator enquanto se mantém temperatura interna em um alvo de -35°C com agitação. Após adição estar completa, a reação é agitada a -35°C por uma hora. 5a-Pregano-3, 20- 10 diona (1,00 kg) é carregado no reator enquanto se mantém a temperatura interna em cerca de -35°C. Após a adição, a reação é aquecida a -21 °C em cerca de 1 h e agitada na mesma temperatura por 1 h. Ácido acético glacial (3,36 kg) é lentamente carregado no reator (1h) e a reação é aquecida a cerca de 25°C (1h). THF é removido por destilação a vácuo com a temperatura da jaqueta estabelecida a 35°C em um volume final de reação de 7,8L. O resíduo é resfriado a cerca de 0°C seguido por lenta adição de HCI a 3N (13,86 kg) enquanto se mantém a temperatura interna abaixo de 25°C. A mistura de reação é agitada a 25°C por 6h. O sólido é coletado por filtração e a torta produzida lavada com 25% THF em água (p/p, 4,89 kg) uma vez e água (5,0 kg) quatro vezes seguido por uma lavagem final com 25%THF/água (p/p, 4,86kg). A torta úmida é seca sob vácuo a 50°C para obter ganaxolona bruta (0,983kg) com uma pureza de 95,5% por HPLC (Tabela 2, entrada 1).
EXEMPLO 12B.
Um balão de fundo redondo 3 bocas de 2L equipado com um agitador mecânico, um funil adicional de 500mL graduado e um termômetro de baixa temperatura é carregado com tetrahidrofurano anidro (THF) (950 g) sob atmosfera de nitrogênio. O balão é resfriado em um banho frio a cerca de 0 °C (temperatura interna) momento em que cloreto de lítio (anidro, 21,2 g, 0,5001 mol) é adicionado em uma parte. A mistura é agitada enquanto é resfriada a -10 °C e cloreto férrico (anidro, 51,3 g, 0,3165mol) é adicionado em uma parte. A mistura é agitada para dissolver os sólidos enquanto é resfriada a -30 °C. Cloreto de metil magnésio (3M, 394,2 g, 1,171 mol) em tetrahidrofurano é adicionado lentamente via o funil adicional mantendo temperatura interna entre -30°C e -25 °C. 5α-Pregano-3, 20-diona (100g, 0,3165 mol) é adicionado em uma parte e a reação é agitada entre -25 e -20 °C sob atmosfera de nitrogênio até a conclusão (5h) (<3% de área por HPLC).
Após a conclusão reação, ácido acético (320ml) é adicionado. A mistura é agitada até uma solução ser formada. THF é removido in vacuopara obter a pasta (1016 g), que é agitada em HCI a 3N (1250 mL) por 6 h. A suspensão resultante é resfriada em banho de gelo por 2 h e filtrada sob vácuo. A torta úmida é lavada com solução fria de THF a 20% em água (v/v, 100 mL) e água (200mL x 3) para obter a ganaxolona bruta como um sólido branco úmido (144 g) com 97,33% de pureza por HPLC (Tabela 2 entrada 4).
EXEMPLO 12C.
THF (anidro, 106 mL), LiCI (anidro, 2,1 g, 0,050 mol) e FeCI3 (anidro, 5,1 g, 0,0317 mol) são carregados em um balão de fundo redondo 3 bocas de 250mL seco. A mistura é agitada sob atmosfera de nitrogênio enquanto é resfriada a cerca de -25 °C. O material inicial 5α-Pregano-3, 20-diona (10g, 0,0316 mol) é adicionado em uma parte e a suspensão resultante agitada por 5 min. MeMgCI de Grignard (3M, 39mL, 0,117 mol) em tetrahidrofurano é adicionado lentamente enquanto se mantém temperatura interna entre -25 a -20 °C. Após a adição, a mistura de reação marrom escura é agitada sob atmosfera de nitrogênio na mesma temperatura overnight. A análise de HPLC mostrou a conclusão da reação, com a diona sendo menos que 1,37% e ganaxolona 92,71%.
A reação é extinta pela adição de ácido acético (32 ml_). A mistura marrom escura é agitada enquanto aquecida para obter uma solução marrom clara. A solução é concentrada por Rotovap para obter um resíduo esverdeado (82g), que é agitada com HCI a 3N (125 ml_) a temperatura ambiente por 1h. A suspensão é filtrada sob vácuo. A torta úmida é lavada com água (50 mL x 2) e seca por sucção. A ganaxolona bruta úmida é dissolvida em THF (100mL) a temperatura ambiente. A solução é clarificada por filtragem através de um filtro de membrana 0,45μm. O filtrado é concentrado por destilação em pressão atmosférica para remover a maioria do THF (ca 70%). Enquanto no refluxo, água (150mL) é adicionada. A suspensão branca é agitada no refluxo por 10 min. É então resfriada em banho de gelo por 1 h. O sólido é coletado por filtração, lavado com água e seco por sucção.
O sólido úmido é suspenso em acetato de etila (50 mL) a 70°C por 8h e resfriada em banho de gelo por 1h. O sólido é filtrado e lavado com acetato de etila frio (10 mL). Após a secagem a 50°C sob vácuo, ganaxolona purificada como obtida (8,3g, 79% de rendimento). Pureza: 99,59% por HPLC.
EXEMPLO 13A. PURIFICAÇÃO DE GANAXOLONA BRUTA
A ganaxolona bruta do Exemplo 12A (20g) é suspensa em acetato de etila (120 mL) a 70 °C por 18h. A pasta bruta é removida do calor e a suspensão resfriada em banho de gelo por 1h. O produto é coletado por filtração, lavado com 20mL da mistura de 2- propanol/água (1:1, v/v) e seco para produzir 16,6 g de ganaxolona. A pureza da ganaxolona purificada foi de 99,71% com única maior impureza de reação sendo 0,07% (Tabela 2, entrada 2).
EXEMPLO 13B. GANAXOLONA PURIFICADA
Ganaxolona purificada, obtida pelo método dado no Exemplo 13A (100 g) é dissolvida em THF quente (700 ml). A solução é clarificada enquanto quente por filtração através um filtro 0,45μm (para remover materiais insolúveis). A solução é concentrada para remover cerca de 370mL de THF e o resíduo aquecido no refluxo para obter uma solução límpida. Enquanto no refluxo, água (450 mL) é adicionado lentamente para induzir a precipitação. O calor é removido e a reação agitada a 25°C por 2h. A reação é ainda agitada a 0°C por 2h. O sólido é coletado por filtração e seco para obter 96 g de ganaxolona com 97,2% pureza. Uma parte da ganaxolona clarificada acima (20 g) é purificada agitando em acetato de etila (100 mL) a 70°C por 19h. A ganaxolona é resfriada e agitada em cerca de 5°C por 2h e filtrada. Após a secagem, é obtida ganaxolona pura (17 g) com uma pureza de 99,83% e a única maior impureza da reação presente é 0,07% (Tabela 2, entrada 3).
EXEMPLO 13C.
Ganaxolona bruta úmida (140 g) do Exemplo 12B é agitada em uma mistura de acetato de etila (630mL) e 2-propanol (70mL) a 55 °C por 8h e resfriada a temperatura ambiente e ainda resfriada em banho de gelo por 2h. A suspensão é filtrada sob vácuo, lavada com 50mL da mistura fria de acetato de etila/2-propanol/água (9:1:0,7, v/v/v) e seca em um forno a vácuo a 60°C para peso constante (76,2g, 74,4% de rendimento). A pureza é 99,81% e nenhuma impureza é maior que 0,1% por HPLC (Tabela 2, entrada 5).
EXEMPLO 13D.
Ganaxolona bruta (9 g) com a perfil de pureza mostrado na Tabela 2 entrada 6, preparada por um método similar aquele descrito no Exemplo 12A, é dissolvida em uma mistura de acetato de etila (27 mL) e 2-propanol (63 mL) no refluxo. Água purificada (45 mL) é adicionada e a suspensão resultante é agitada no refluxo por 10 min. O aquecimento é removido e a suspensão resfriada em banho de gelo por 1 h. O sólido é coletado por filtração. A torta úmida é lavada com 40 mL de mistura de 2-propanol/água (1/2, v/v) e seca a 60 °C sob vácuo por 63h para obter 7,78 g de ganaxolona purificada. Sua pureza é 99,69% com a única maior impureza sendo 0,08% (Tabela 2, entrada 7).
EXEMPLO 13E.
A ganaxolona bruta com um perfil de pureza mostrado na Tabela 2, entrada 8 é preparada por um método similar aquele descrito no Exemplo 12A, exceto que menos FeCI3 é adicionado. O material bruto (30g) é dissolvido em tetrahidrofurano (210mL) no refluxo. A solução é filtrada a quente através de um papel filtro para remover materiais insolúveis. O filtrado límpido é concentrado in vacuoaté restar aproximadamente 100g de tetrahidrofurano. A pasta é aquecida no refluxo para dissolução. Água (135 g) é adicionada lentamente no refluxo. A suspensão branca é agitada no refluxo por 30 min e removida do calor. A suspensão é resfriada a temperatura ambiente e ainda resfriada em banho de gelo por 1 h. O sólido é coletado por filtração e seco a 50 °C sob vácuo durante a noite para produzir 28,5g de produto.
O sólido acima (28,5g) é agitado em acetato de etila (285mL) a 70°C por 4h. O sólido é agitada a temperatura ambiente por 2h e resfriado em banho de gelo por 2h. O sólido é coletado por filtração, lavado com acetato de etila frio (10mL) e seco a 50°C sob vácuo overnight para obter 21,5g de produto. Este material é agitado mais duas vezes em acetato de etila (5ml/g sólido, 4 horas de agitando) a 70 °C seguido por resfriamento a 10°C e filtragem) para fornecer 17,5g (58,3% de rendimento) de ganaxolona purificada. Sua pureza é 99,86% com única maior impureza de reação sendo 0,06% (Tabela 2 Entrada 9).
* Transferido a partir de 5α-Pregano-3, 20-diona; ** Provavelmente formado pela metilação da carbonila C20 de pregnanolona; *** 20-OH produto de desidratação da impureza 4; PD: Produto Desconhecido; ND: Não Detectado
EXEMPLO 14.
5α-Pregnano 3,20-diona (10 g) é reagido com um reagente obtido pela reação de FeCI3 (5,2g) e MeMgCI (4 equiv, com base em FeCI3) em tetrahidrofurano anidro (200mL) a -25°C por 3h. A reação é parada com ácido acético (32 ml). A mistura de reação é concentrada in vacuoe o resíduo é agitado com HCI a 3N por 6h. O sólido é coletado por filtração, lavado com água e seco a 50°C sob vácuo para obter ganaxolona bruta. O produto bruto é dissolvido em THF (33 mL) no refluxo e filtrado a quente. O filtrado é adicionado com água (45 mL) para obter a suspensão, que é coletada por filtração, lavada com água e seca. O produto seco é ainda suspenso em acetato de etila (50L) a 70 °C por 19h. A suspensão é resfriada a 0°C e filtrada, lavada com acetato de etila frio e seca para obter a ganaxolona.
EXEMPLO 15.
5a-Pregnano 3,20-diona (10 g) é reagida com a reagente obtido pela reação de FeCI3 (5,2g) e MeMgCI (4 equiv, com base em FeCI3) em dioxano (anidro, 200mL) a - 25°C por 5h. A reação é extinta com ácido acético (32ml). A mistura de reação é concentrada in vacuoe o resíduo é agitado com HCI a 3N por 6h. O sólido é coletado por filtração, lavado com água e seco a 50 °C sob vácuo para obter ganaxolona bruta. O produto bruto é dissolvido em THF (33mL) no refluxo e filtrado a quente. O filtrado é adicionado com água (45 mL) para obter a suspensão, que é coletada por filtração, lavada com água e seca. O produto seco é ainda suspenso em acetato de etila (50mL) a 70 °C por 19h. A suspensão é resfriada a 0°C e filtrada, lavada com acetato de etila frio. A etapa de suspensão em acetato de etila é repetida uma vez para obter ganaxolona purificada.
EXEMPLO 16.
5a-Pregnano 3,20-diona (10 g) é reagida com a reagente obtido pela reação de FeCI3 (5,2g) e MeMgCI (4 equiv, com base em FeCI3) em t-butil metil éter (anidro, 200mL) a -25°C por 3h. A reação é extinta com ácido acético (32ml). A mistura de reação é concentrada in vacuoe o resíduo é agitado com HCI a 3N por 6h. O sólido é coletado por filtração, lavado com água e seco a 50°C sob vácuo para obter ganaxolona bruta. O produto bruto é dissolvido em THF (33 mL) no refluxo e filtrado a quente. O filtrado é adicionado com água (45 mL) para obter a suspensão, que é coletada por filtração, lavada com água e seca. O produto seco é ainda suspenso em acetato de etila (50mL) a 70°C por 19h. A suspensão é resfriada a 0 °C e filtrada. A etapa de suspensão em acetato de etila foi repetida uma segunda vez para obter ganaxolona purificada.
EXEMPLO 17.
Cloreto ferroso (4g) é reagido com MeMgCI (3 equiv com base em FeCI2) em THF (anidro, 200 mL) a -25 °C sob atmosfera de nitrogênio. A esta mistura é então adicionado 5α- Pregnano 3,20-diona (10 g). A mistura é agitada a -25°C por 4h e é extinta pela adição de ácido acético (32mL). A mistura é concentrada in vacuoe o resíduo é agitado em HCI a 3N (200mL) por 6h. O sólido é coletado por filtração, lavado com água e seco. O produto bruto é dissolvido em THF (33 mL) no refluxo e filtrado a quente. O filtrado é 5 misturado com água (45 mL) e o sólido é coletado por filtração, lavado com água e seco.
O sólido é ainda suspenso em acetato de etila (50mL) a 70°C por 19h. É resfriado a 5°C e filtrado, lavado com acetato de etila frio e seco para obter ganaxolona.
EXEMPLO 18.
Cloreto ferroso (4 g) é reagido com MeLi (3 equiv. com base em FeCI2) em 10 tolueno (anidro, 200mL) a -25°C sob atmosfera de nitrogênio. 5α-pregnano 3,20-diona (10g) é então adicionado a esta mistura. A mistura é agitada a -25°C por 5h. É extinta pela adição de ácido acético (32mL). A mistura é concentrada in vacuo e o resíduo é agitado em HCI a 3N (200mL) por 6h. O sólido é coletado por filtração, lavado com água e seco. O produto bruto é dissolvido em THF (33mL) no refluxo e filtrado a quente. O 15 filtrado é misturado com água (45 mL) e o sólido é coletado por filtração, lavado com água e seco. O sólido é ainda suspenso em acetato de etila (50mL) a 70°C por 8h. É resfriado a 5°C e filtrado, lavado com acetato de etila frio e seco para obter ganaxolona.