“PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE 1,3,5-TRIAMINOBENZENO E SUA HIDROLIZAÇÃO EM FLOROGLUCINOL DE ALTA PUREZA” Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de 1,3,5-triaminobenzeno e de sua hidrólise, seguida da purificação em florogiucinol de aita pureza.
Fundamentos da Invenção [002] O florogiucinol é um composto conhecido tanto pelo tintureiro quanto pelo farmacêutico. Em primeiro lugar, o florogiucinol despertou interesse para uso em tintura de papéis ou têxteis. Foi só mais tarde que os farmacêuticos descobriram suas propriedades antiespasmódica e musculotrópicas. É, porém, claro que as exigências de pureza são muito mais elevadas quando o florogiucinol é utilizado como antiespasmódico ao invés de agente de tintura. [003] A literatura descreve de modo extensivo a preparação do florogiucinol por hidrólise do 1,3,5-triaminobenzeno em presença de ácido clorídrico concentrado. O 1,3,5-triaminobenzeno representa, portanto, um intermediário muito utilizado na preparação do florogiucinol. [004] No que diz respeito à preparação do 1,3,5-triaminobenzeno, um número importante de vias de síntese já foi proposto. [005] Entre as vias de síntese já propostas, pode-se citar a patente US 4.380.670. Dita patente descreve a preparação do 1,3,5-triaminobenzeno a partir do 3,5-diaminoclorobenzeno em presença de amônia e de sais ou de óxidos de cobre com diversos graus de oxidação a uma temperatura compreendida entre 150-C e 250°C. Dita patente especifica, ainda, na coluna 1, linhas 38 a 42, que a preparação do 1,3,5-triaminobenzeno por aminação direta do 1,3,5-triclorobenzeno não é possível. Os autores da patente indicam claramente que a reação de aminação desejada não ocorre.
Outra via de síntese possível do 1,3,5-triaminobenzeno é descrita por H.T. Clarke e W.W. Hartman no artigo intitulado Phloroglucinol, Organic Synthesis, vol. 45. Nesse artigo, o 1,3,5-triaminobenzeno é obtido partindo-se do ácido 2,4,6-trinitrobenzóico em ácido clorídrico concentrado e em presença de estanho. Todavia, a síntese do ácido trinitrobenzóico é relativamente longa e delicada, requerendo a preparação do trinitrotolueno (TNT), que é explosivo. Além disso, a preparação do 1,3,5-triaminobenzeno partindo-se do ácido trinitrobenzóico gera dificuldades de purificação. De fato, após a hidrólise do 1,3,5-triaminobenzeno, é particularmente difícil purificar o floroglucinol obtido. Conseqüentemente, um floroglucinol de alta pureza, que atenda às exigências farmacêuticas, não pode ser obtido por essa via.
No que se refere mais precisamente à etapa ulterior de hidrólise do 1,3,5-triaminobenzeno para obtenção do floroglucinol, pode-se citar a patente US 4.115.451. Dita patente preconiza uma hidrólise do 1,3,5-triaminobenzeno em um excesso de ácido clorídrico concentrado a uma temperatura de 100°C a 200°C para obtenção do floroglucinol. Dita etapa de hidrólise é seguida de uma etapa de extração com éster acético. A fase extraída que contém o floroglucinol cristaliza após resfriamento. Após filtração, o floroglucinol é recristalizado em água que contém carvão ativo.
Apesar de toda essa literatura sobre a síntese do 1,3,5-triaminobenzeno e sua hidrólise em floroglucinol, a preparação de um floroglucinol de alta pureza acarreta ainda muitos problemas para as indústrias do ramo farmacêutico. As exigências de pureza impostas pela Farmacopéia requerem um método de síntese que resulte em um floroglucinol de acordo com os critérios de pureza farmacêutica.
Além disso, o aprimoramento das vias de síntese, em particular o preço de custo das matérias-primas e a redução do número de etapas de síntese, tem repercussões favoráveis sobre os custos de fabricação de um princípio ativo farmacêutico. É trabalhando nesse sentido que os inventores conseguiram desenvolver um processo para a preparação de 1,3,5-triaminobenzeno e de sua hidrólise em floroglucinol, que é original, eficaz e menos onerosa.
Dito processo permite, ainda, obter um floroglucinol de alta pureza totalmente de acordo com as exigências farmacêuticas.
Descrição da Invenção De modo geral, a presente invenção tem por objeto um processo para a preparação de 1,3,5-triaminobenzeno, que compreende uma etapa (a) de aminação de um composto de fórmula (I): (I) em que: A representa um átomo de halogênio ou um grupo NH2, X1 e X2, que são idênticos ou diferentes, representam, cada um, um átomo de halogênio, sendo que a dita etapa de aminação é realizada na presença de amônia e de um catalisador selecionado no grupo constituído pelos sais de cobre, os óxidos cúprico e cuproso e suas misturas, a uma temperatura que varia de 150°C a 250°C e a uma pressão superior a 35 x 105 Pa (35 bars).
Deve-se notar que o processo de acordo com a presente invenção é totalmente original em relação à arte anterior apresentada acima.
De fato, como foi descrito anteriormente, os inventores contrariaram um preconceito técnico da patente US 4.380.670 e 0 superaram. Os inventores descobriram, contra qualquer expectativa, que era possível realizar a aminação do composto de fórmula (I), ou seja, em particular do 1,3,5-triclorobenzeno ou da 3,5-dicloroanilina, e obter o 1,3,5-triaminobenzeno de modo quantitativo, em uma só etapa e a partir de compostos estáveis e disponíveis comercialmente.
Na fórmula (I), A representa um grupo NH2 ou um átomo de halogênio, ou seja, bromo, cloro, flúor ou, ainda, iodo. De preferência, A representa um grupo NH2, ou bromo ou cloro e, de maior preferência, cloro. X1 e X2 são idênticos ou diferentes entre si e representam um átomo de halogênio, ou seja, como indicado acima, bromo, cloro, flúor ou, ainda, iodo, de preferência, cloro ou bromo.
De modo vantajoso, X1 e X2 são idênticos e representam, cada um, um átomo de bromo ou cloro, de preferência, um átomo de cloro.
Os compostos (I) preferidos são 1,3,5-triclorobenzeno, 3,5-dicloroanilina, 1,3,5-tribromobenzeno ou 3,5-dibromoanilina.
Quanto ao catalisador, este é selecionado, de preferência, no grupo constituído pelos sais halogenados de cobre, também chamados halogenetos de cobre e, de maior preferência, entre o brometo de cobre, cloreto de cobre, iodeto de cobre e suas misturas.
Dito catalisador é, de preferência, utilizado em quantidades que variam de 1% a 5%, porcentagem essa que exprime o peso total do catalisador em relação ao peso total de reagente.
Além disso, essa etapa (a) é realizada na presença de uma solução de amônia cuja concentração é, de preferência, de 20% a 30% e, de maior preferência, cuja concentração é igual a 28%.
No processo de acordo com a presente invenção, dita solução de amônia é utilizada em uma quantidade que varia, de preferência, de 70% a 95% em peso em relação ao peso total dos reagentes. O processo de acordo com a presente invenção pode também compreender uma etapa adicional de hidrólise do 1,3,5-triaminobenzeno em floroglucinol, bem como eventuais etapas de purificação deste último. O processo de acordo com a presente invenção fornece, ainda, um 1,3,5-triaminobenzeno particularmente apropriado para o uso para a preparação de floroglucinol por hidrólise.
Dita hidrólise pode assim ser realizada da seguinte maneira: (b) hidrólise do 1,3,5-triaminobenzeno obtido na etapa (a) na presença de ácido clorídrico ou de ácido sulfúrico a uma temperatura superior a 90°C e, de preferência, de 100°C a 120°C, durante um período de 6 a 24 horas para obter um hidrolisado que contém floroglucinol, (c) eventualmente filtração à temperatura ambiente do hidrolisado obtido na etapa (b), (d) extração do floroglucinol do hidrolisado obtido na etapa (b) ou do filtrado obtido na etapa (c) por éter etílico ou outro solvente com base éster, por exemplo, benzoato de etila, acetato de etila, acetato de isopropila ou acetato de n-butila.
Nessa etapa de hidrólise, o ácido clorídrico pode estar, em particular, presente a uma concentração de 20% a 40%, de preferência, a uma concentração de 37%, e em quantidades que variam de 10% a 15% em peso em relação ao peso total de reagente. O ácido sulfúrico pode estar a uma concentração de 10% em volume (V) a 100% em volume (V), de preferência, de 50% em volume (V) a 98% em volume (V), sendo que as quantidades variam de 2 a 6 equivalentes de H+, de preferência, 4 equivalentes de H+. É possível recorrer a várias vias para a purificação do floroglucinol.
Uma dessas vias compreende a seguinte etapa: (e1) recristalização do floroglucinol obtido na etapa (d) em água que contém carvão ativo para obter um floroglucinol de alta pureza.
Uma outra via compreende a sucessão das seguintes etapas: (e2) concentração do hídrolisado obtido na etapa (b) ou da solução de floroglucinol obtida na etapa (d) até a precipitação do floroglucinol, (f2) filtração do floroglucinol obtido na etapa (e2), (g2) recristalização do floroglucinol obtido na etapa (f2) em água que contém carvão ativo, (h2) recuperação do floroglucinol recristalizado obtido na etapa (g2) em éter etílico que contém carvão ativo para obter uma solução de floroglucinol, (i2) evaporação da solução de floroglucinol obtida na etapa (h2) para obter um floroglucinol de alta pureza.
Em ditas etapas de purificação, tanto o carvão ativo quanto os solventes são utilizados em quantidades habitualmente empregadas pelo técnico no assunto.
Dito processo de purificação implica o uso do éter e permite isolar um floroglucinol que atende às exigências da Farmacopéia, uma vez que ele apresenta, entre outras propriedades, uma coloração inferior ou igual à JB 5.
Análises de controle da pureza foram realizadas de acordo com métodos descritos no presente pedido. De acordo com ditas análises, o floroglucinol obtido de acordo com o processo da presente invenção apresenta, no total, menos de 0,5% de impurezas, de preferência, menos de 0,2% de impurezas e, de maior preferência ainda, menos de 0,1% de impurezas em peso em relação ao peso total de floroglucinol obtido.
As três impurezas mais características e mais amplamente representadas nesse tipo de preparação de floroglucinol são 3,5-dicloroanilina, floroglucido e resorcinol. Ora, constatou-se que o floroglucinol obtido de acordo com o processo da presente invenção não apresenta mais de 0,1%, de preferência, não mais de 0,05% e, de maior preferência ainda, não mais de 0,01% dessas três impurezas em peso sobre o peso total de floroglucinol obtido.
Ditos níveis de impurezas satisfazem inteiramente às exigências da Farmacopéia Francesa. Conseqüentemente, o floroglucinol obtido pelo processo de acordo com a presente invenção é perfeitamente indicado para a preparação de um medicamento, em particular para o tratamento de distúrbios ligados aos espasmos musculares ou para o tratamento da dor nos mamíferos. Métodos Utilizados Para as Análises A - Identificação 0 floroglucinol obtido é controlado de acordo com a monografia Phloroglucinol da Farmacopéia Francesa, 10a edição, Julho de 1987.
Espectro infravermelho: 32,11 nrf1, 16,24 m'1, 15,06 m'1, 14,19 m'1, 11,572 m'1, 10,087 m'\ 8,13 m'1.
Espectro NMR1H a 300 MHz em DMSOd6: 5,8 ppm (s, 3H, C-H) e 91,1 ppm (s, 3H, O-H).
Espectro NMR 13C a 300 MHz em DMSOd6: 95,9 (C-H); 159,6 (C-OH), B- Pureza As impurezas pesquisadas são principalmente 3,5-dicloroanilina, e floroglucido proveniente da dimerização do floroglucinol e do resorcinol. A 3,5-dicloroanilina está presente no floroglucinol produzido quando o processo de acordo com a presente invenção passa pela etapa (a). A 3,5-dicloroanilina é, de fato, um dos reagentes dessa etapa. Em compensação, o floroglucinol e o resorcinol estão presentes no floroglucinol, quaisquer que sejam as etapas de preparação.
Na prática, utiliza-se a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) para pesquisar essas impurezas. Os métodos que podem ser utilizados são em particular os seguintes: 1 - Identificação e Dosagem da 3,5-Dicloroanilina 1 .a) Cromatografia líquida de alta eficiência comparativa: Preparação das Soluções - Eluente Acetonitrila - H3PO4 (85%) a 0,5 g.L'1 de água; - Solução de controle (T-ι): dissolver 20,0 mg de 3,5-dicloroanilina de referência em 100 ml de eluente (álcool a 96%; acetonitrila, ácido diluído); - Tipo de coluna: coluna Agilent Interchim Zorbax SB-CN (4,6 x 250 mm) 5 pm, mantida a 35°C com detecção a 220 nm e uma vazão de 1 ml/min'1; - Solução de controle (T2): diluir a solução de controle (T-ι) a 1/100 em água; - Solução de ensaio (E): dissolver 200,0 mg de floroglucinol a ser analisado em 100 ml de água.
TÉCNICA
As técnicas utilizadas podem variar ligeiramente de acordo com 0 material utilizado. A título de exemplo a técnica pode ser a seguinte: - em um cromatógrafo apropriadamente equipado e regulado, injetar exatamente 10 μΙ de cada uma das soluções de controle e ensaio. - medir para cada uma das soluções, as áreas dos picos obtidos e seu tempo de retenção. A 3,5-dicloroanilina apresenta um pico com um tempo de retenção igual TR « 6,4 minutos. Cálculo Sejam: A-ι: o valor da área do pico de 3,5-dicloroanilina obtida para a solução de controle (T2) A2: o valor da área do pico de 3,5-dicloroanilina obtidos para a solução de ensaio (E) O teor em porcentagem (%) de 3,5-dicloroanilina será dado pela expressão: Expressão do Resultado O teor de 3,5-dicloroanilina contido no floroglucinol não deve ser superior a 0,1%. 2 - Identificação e Dosagem do Floroglucido 2.a) Cromatografia líquida de alta eficiência comparativa: - coluna: Agilent Interchim Zorbax SB-CN (4,6 x 250 mm) 5 μιη, mantida a 35°C; -1,5 ml,min'1 - detecção: 220 nm.
Preparação das Soluções - Eluente Acetonitrila - H3PO4 (85%) a 0,5 g.1'1 de água; - Solução de controle (T-ι): dissolver 20,0 mg de floroglucido de referência em 100 ml de metanol; - Solução de controle (T2): diluir a solução de controle (T-ι) a 1/100 em água; - Solução de ensaio (E): dissolver 200,0 mg de floroglucinol a ser analisado em 100 ml de água.
TÉCNICA
As técnicas utilizadas podem variar ligeiramente de acordo com 0 material utilizado. A título de exemplo a técnica pode ser a seguinte: - em um cromatógrafo apropriadamente equipado e regulado, injetar exatamente 10 μΙ de cada uma das soluções de controle e ensaio. - medir para cada uma das soluções, as áreas dos picos obtidos e seu tempo de retenção. O floroglucido apresenta um pico com um tempo de retenção igual TR « 12,6 minutos e 0 resorcinol um pico cromatográfico a Tr * 7,0 min. Cálculo Sejam: Ai: o valor da área do pico de uma impureza obtida para solução de controle; A2: o valor da área do pico de uma impureza obtida para a solução de ensaio. O teor em% de floroglucido será dado pela expressão: Expressão do Resultado O teor de floroglucido contido no floroglucinol não deve ser superior a 0,1%. A presente invenção será agora descrita mais detalhadamente por meio dos exemplos dados a seguir. Esses exemplos têm por objetivo ilustrar o processo da presente invenção sem, contudo, limitá-la a esses simples modos de realização.
Exemplos Exemplo 1 Preparação do 1 .3.5-Triaminobenzeno a partir do 1 .3.5-Triclorobenzeno e suaHidrólise em Floroglucinol Em uma cuba sob pressão, colocam-se 5 g (27,5 mmol) de 1,3,5-triclorobenzeno, adicionam-se 70 ml de amônia a 28% e 800 mg de iodeto de cobre. A mistura é aquecida a 180°C a uma pressão de 40 x 105 Pa (40 bars) durante 24 horas. Após resfriamento, adicionam-se 40 g de gelo picado e 79 ml de ácido clorídrico concentrado. Em seguida a mistura é aquecida a 120°C durante 20 horas. O conteúdo do balão é filtrado. O filtrado é extraído em seguida com 3 x 40 ml de éter etílico. Em seguida, a fase eterada é seca e evaporada, e obtém-se 1,4 g de floroglucinol, ou seja, um rendimento de 40%.
Exemplo 2 Preparação do 1.3.5-Triaminobenzeno a partir da3.5-Dicloroanilina e sua Hidrólise em Floroglucinol Em uma cuba sob pressão, colocam-se 3 g (18,5 mmol) de 3,5-dicloroanilina, adicionam-se 50 ml de amônia a 28% e 300 mg de iodeto de cobre. A mistura é aquecida a 180°C e a uma pressão de 40 x 105 Pa (40 bars) durante 24 horas. Após resfriamento, adicionam-se 30 g de gelo picado e uma solução de ácido clorídrico concentrado 37% até pH=1. Em seguida, a mistura é aquecida a 120°C durante 20 horas. O conteúdo do balão é filtrado. O filtrado é extraído em seguida com 3 x 40 ml de éter etílico seco e evaporado. Obtém-se um rendimento de floroglucinol da ordem de 40%.
Exemplo 3 Hidrólise do 1,3.5-Triaminobenzeno em Floroglucinol e sua Extração com Éter Etílico São aquecidos 2,2 g (18 mmol) do 1,3,5-triaminobenzeno em 150 mol de uma solução aquosa de ácido clorídrico a 2N a 100°C durante 18 horas. Após resfriamento à temperatura ambiente, a solução é filtrada. A fase aquosa é extraída em seguida com 3 x 40 ml de éter etílico. As fases eteradas são secas sobre sulfato de sódio, filtradas e evaporadas. O floroglucinol obtido é recristalizado em seguida em 17 ml de água contendo 15 mg de carvão ativo. Obtém-se 1,5 g de floroglucinol puro.
Exemplo 4 Hidrólise do 1,3,5-Triaminobenzeno em Floroglucinol e sua Purificação com Éter Etílico São aquecidos 5 g de 1,3,5-triaminobenzeno em 300 ml de uma solução aquosa de ácido clorídrico a 0,5 N a 120°C durante 15 horas. Após resfriamento, a solução é concentrada até a precipitação do floroglucinol. O precipitado filtrado é recristalizado em 40 ml de água com carvão ativo. O produto obtido é recuperado em seguida com um mínimo de éter etílico e aquecido por 15 minutos com carvão ativo. Após evaporação, obtêm-se 2,9 g de produto puro.
Exemplo 5 Preparação do 1 ,3.5-Triaminobenzeno a Partir da 3.5-Dicloroanilina. Hidrólise com o Ácido clorídrico do 1.3.5-Triaminobenzeno em Floroglucinol Em uma cuba sob pressão, colocam-se 30 g (18,6 mmol) de 3,5-dicloroanilina e 1,8 g de iodeto de cobre em 160 ml de amônia a 28%. O conjunto é aquecido a 190°C e sob uma pressão de 40 x 105 Pa (40 bars) durante 24 horas. O conteúdo da cuba é despejado em 200 ml de água e, em seguida, o excesso de amônia é eliminado. Adicionam-se então 56 g de ácido clorídrico a 10 N e aquece-se a 110°C durante 20 horas. Após filtração, a solução é resfriada em um banho de gelo até a precipitação do floroglucinol. O precipitado obtido é recristalizado em seguida em 400 ml de uma mistura água-etanol (95V-5V). Uma segunda recristalização na mesma mistura permite obter 12,5 g de floroglucinol puro.
Exemplo 6 Preparação do 1 ,3.5-Triaminobenzeno a Partir da 3.5-Dicloroanilina Hidrólise com o Ácido Sulfúrico do 1 .3.5-Triaminobenzeno em Floroglucinol e Purificação Em uma cuba sob pressão, colocam-se 30 g (18,6 mmol) de 3,5-dicloroanilina e 1,5 g de cloreto de cobre em 160 ml de amônia a 28%. O conjunto é aquecido a 190°C e sob uma pressão de 37 x 105 Pa (37 bars) durante 20 horas. O conteúdo da cuba é despejado em 200 ml de água e, em seguida, o excesso de amônia é eliminado. Adicionam-se então 37 g de ácido sulfúrico 98% e aquece-se a 110°C durante 20 horas. Após filtração, a solução é concentrada até atingir a terça parte, e resfriada em um banho de gelo até a precipitação do floroglucinol. O precipitado obtido é recristalizado em seguida em 350 ml de uma mistura água-etanol (93V - 7V). Uma segunda recristalização em água permite obter 13 g de floroglucinol puro.