BRPI0312001B1 - Processo para produção de n-(2,6-dimetil-fenil)-2-piperazin-1-il-acetamida - Google Patents
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE N-(2,6-DIMETIL-FENIL)-2-PIPERAZIN-1-IL-ACETA-MIDA". A presente invenção refere-se a um processo para a produção de N-(2,6-dimetil-fenil)-2-piperazin-1-il-acetamida, um derivado de lidocaína, obtida da reação de piperazina com N-haloacetil-2,6-xilidina.
Tal processo de produção é conhecido da WO 96/40664 (Dade Chemístry Systems Inc.) em que piperazina (Fórmula I) é reagida com N-cloro-acetil-2,6-xilidina (Fórmula II) para produzir um resíduo oleoso que se solidifica no resfriamento. O dito processo pode ser descrito pelo esquema de reação abaixo. devido à escolha específica de reagentes, invariavelmente um aduto (Fórmula IV) é formado. Vários processos têm sido desenvolvidos a fim de reduzir a quantidade de aduto, entre os quais um processo pelo qual um excesso de piperazina é usado (WO 96/40664) e um processo em que a piperazina é mo-noprotegida (Patente Européia 126.449 B1 -Syntex Inc.), Patente Européia 582.164 B1- Bristol -Myers Squibb Company).
Todavia, todos os processos conhecidos têm a desvantagem que eles não são bem apropriados para a exploração da reação em uma escala industrial, em particular para um processo que produz uma dispersão ou pasta fluida da qual a parte sólida pode ser obtida pelos processos de separação industriais, em particular por filtração.
De acordo com o processo descrito em WO 96/40664, o solvente no qual o produto de reação (Fórmula III) é formado necessita que seja removido totalmente, produzindo deste modo um resíduo oleoso, que se solidifica após o resfriamento. A remoção toda do solvente requer grande quantidade de energia e a formação do dito sólido como um resíduo oleoso é indesejável nos reatores de escala industrial uma vez que é formado nas superfícies internas do reator, em particular nas paredes e pás do rotor e, portanto, é virtualmente impossível remover e coletar. O processo descrito em WO 96/40664 tem uma outra desvantagem que um grande excesso de piperazina é usado (razão de 10/1).
Usar piperazina protegida é comercialmente indesejável porque as etapas de processo extras eram requeridas para proteger e desproteger o nitrogênio. N-(2,6-dimetil-fenil)-piperazin-1-il-acetamida pode ser usada como um intermediário farmacêutico no processo de preparação de derivados de 1-(1,2-piperidinil dissubstituído)-4-piperazina substituída, que são úteis como substâncias -P antagonistas (Patente Européia 862.566 B1, Janssen Pharma-ceutica NV). O objetivo da presente invenção é proporcionar um processo para a produção de N-(2,6-dimetil-fenil)-2-piperazin -1-il-acetamida obtida da reação de piperazina com N-haloacetil -2,6-xilidina que é apropriado para reatores de escala industrial, em particular proporcionar um processo em que um aduto indesejável de acordo com a Fórmula (IV) ou produto final desejado de acordo com a Fórmula (lll)ou ambos são separados da mistura de reação por filtração. O outro objetivo da presente invenção é proporcionar um processo para a produção de N-(2,6-dimetil-fenil)-2-piperazin -1-il-acetamida obtida da reação de piperazina com N- haloacetil-2,6-xilidina com uma pureza de >95%.
Muito surpreendentemente, os inventores descobriram que as desvantagens dos processos conhecidos podem ser superadas por um processo que compreende as subseqüentes etapas a) a f): a) reagir piperazina com N-haloacetil-2,6-xilidina em uma razão molar entre cerca de 1/1 e cerca de 6/1 em um solvente aquoso no qual havia sido dissolvida uma quantidade equimolar de HCI, relativa à quantidade molar de pipeazina; b) separar o sólido formado na etapa a) de uma mistura de reação; c) neutralizar o filtrado; d) extrair o filtrado com um solvente que não é ou apenas a uma pequena extensão miscível com o solvente aquoso mencionado na etapa a); e) cristalizar o N-(2,6-dimetil-fenil) - 2-piperazin -1-il-acetamida do solvente mencionado na etapa d) e f) separar o sólido obtido na etapa e) do solvente mencionado na etapa d).
Com o termo "cerca de" entende-se um desvio de 10% ou menos do valor dado.
De preferência, na etapa a) como reagente, N-cloroacetil-2,6-xili-dina é usada como o último reagente barato e comercialmente disponível. Todavia, N-bromoacetil -2,6-xilidina pode também ser usada, bem como as misturas das mesmas em qualquer dada razão.
De preferência, na etapa a) a razão molar é cerca de 3/1. Usando excesso menor de piperazina dá uma elevação acentuada no aduto indesejável. Usando mais, não decresce essencialmente a quantidade de aduto e também torna a etapa do processo a) irracional em termos de custos e carga ambiental. Com "razão molar" entende-se a quantidade molar de piperazina versus a quantidade molar de N-haloacetil -2,6-xilidina.
De preferência, na etapa a), o solvente aquoso é água, embora outros solventes que são totalmente ou pelo menos a uma larga extensão miscível em água a uma dada condição de reação possam também ser usados, tais como álcoois, em particular metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol e sec-butanol; THF, acetona e acetato de etila. Também, misturas de diferentes solventes podem ser usadas, por exemplo, água/álcool, em particular água/isopropanol, em diferentes razões. Obviamente, o solvente deverá ser inerte à reação para os reagentes, em particular para HCI.
De preferência,a etapa a) é realizada pela primeira adição de uma quantidade de HCI a uma mistura de reação contendo o solvente aquo-so e piperazina e subseqüentemente pela adição de N-haloacetil -2,6-xilidina à mistura de reação. A adição de HCI à mistura de reação é uma reação exotérmica. A reação é ainda realizada de preferência em uma temperatura elevada (isto é, acima da temperatura ambiente e abaixo da temperatura de ebulição da mistura de reação). De preferência, a temperatura de reação na etapa a) é cerca de 60°C a cerca de 90°C, mais de preferência cerca de 80°C. Pela realização da reação na etapa a) um sólido é produzido, que corresponde ao aduto (Fórmula IV). O tempo de reação pode ser escolhido que seja entre 1 - 24 horas. O produto final desejável de acordo com a Fórmula (III) é completamente solúvel na mistura de reação.
Na etapa b), o sólido obtido na etapa a) é separado da mistura de reação. A separação pode ser realizada por qualquer processo conhecido por aqueles versados na técnica. De preferência, a mistura de reação contendo o sólido é filtrada, de preferência a uma temperatura elevada, mais de preferência a cerca de 60°C. Por esta etapa, o aduto é removido quase que completamente enquanto o produto final desejado é mantido na solução.
Na etapa c) o filtrado acídico é neutralizado até um pH > de cerca de 8. De preferência, o filtrado acídico é neutralizado até um pH igual a cerca de 10. Como agente neutralizante, qualquer agente apropriado para tal propósito pode ser usado, tal como, por exemplo, uma base tal como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e similar.
Na etapa d), o solvente usado para a extração é de preferência tolueno. Todavia, outros solventes que não são ou apenas a uma pequena extensão miscível em solvente aquoso mencionado na etapa a), sob dadas condições de reação podem também ser usados, tais como benzeno, THF, metil-t-butil-éter e metil-etil-cetona, bem como mistura dos mesmos em qualquer dada razão. Obviamente, o solvente de extração deverá ser inerte à reação. A extração é de preferência realizada à temperatura elevada, em particular a uma temperatura entre a temperatura ambiente e a temperatura de ebulição do solvente de extração utilizado. Quando tolueno é usado, a temperatura é de preferência entre cerca de 60° e cerca de 80°C, mais de preferência a cerca de 70°C.
Na etapa e) o produto final é cristalizado da mistura de reação pelos processos comuns conhecidos pelas pessoas versadas na técnica. Em particular, o solvente de extração pode ser destilado até cerca de 2/3 de seu volume após o que a temperatura da mistura de reação pode ser abaixada, por exemplo, para 0°C. Também, pode ser conveniente inocular a mistura de reação para iniciar a cristalização e obter grandes cristais.
Finalmente, na etapa f) o produto final sólido obtido na etapa e) pode ser separado do solvente de extração por processos comumente conhecidos, tal como filtração.
Em particular, a invenção refere-se a um processo para a produção de N -(2,6-dimetil-feníl)-2-piperazin-l-il-acetamida obtida da reação de pipe-razina com N-cloroacetil-2,6-xilidina, que compreende as etapas subsequentes a) a f): a) reagir piperazina com N-cloroacetil-2,6-xilidina a cerca de 80°C em uma razão de cerca de 3/1 em água a qual tenham sido adicionados 3 equivalentes de HCI; b) filtrar a mistura de reação a cerca de 60°C; c) neutralizar o filtrado até um pH igual a cerca de 10; d) extrair o filtrado com tolueno a 70°C; e) cristalizar o N-(2,6-dimetil-fenil)-2-piperazin-1-il-acetamida a partir do tolueno e f) filtrar o sólido do filtrado. A invenção será, a seguir, ilustrada por alguns exemplos e experiências comparativas sem estar limitada aos mesmos.
Exemplos Experimentais Todos os materiais foram adquiridos dos fornecedores comerciais e usados sem purificação adicional. Todas as reações foram conduzidas sob uma atmosfera de nitrogênio. No laboratório, apenas vasos de vidro são usados; na planta piloto, tanto o vaso de aço como aquele revestido com vidro são usados. Para cada reação, uma amostra da mistura de reação foi coletada e analisada por meio de HPLC.
Exemplo I. Preparação de N-(2,6-dimetil-fenil)-2-piperazin -1-il-acetamida Em um frasco de 250ml, com 4 gargalos, equipado com um agitador, piperazina (12,9g, 0,15mol, 3 eq.)foi suspensa em água (15ml, 0,1 L/mol piperazina). A mistura foi agitada vigorosamente e HCI (124ml, 0,15mol, 3 eq.) foi adicionada cuidadosamente (exotérmica). A temperatura elevou-se para 45°C e a mistura tornou- se homogênea. Após resfriamento até 20 -25°C, N-haloacetil -2,6-xilidina (9,9g, 0,05mol, 1 eq.) foi adicionado, a mistura foi aquecida até 80 °C e agitada durante 2 horas. A mistura de reação foi então resfriada até 60°C e filtrada naquela temperatura sobre "dicalite", a fim de remover o precipitado de aduto. O filtrado foi tratado a 60°C com NaOH a 50% em água (8,5ml, 0,16mol, 3,2 eq.,pH> 10) e tolueno (120ml, 2,4L /mol) foi adicionado. A mistura foi então aquecida até 70°C, agitada por 15 minutos e as camadas separadas naquela temperatura. Após descarte da camada de água, cerca de 2/3 da fase orgânica foi destilada e a mistura lentamente resfriada até 22°C durante 3 horas. A inoculação foi realizada a 60°C. A mistura foi ainda resfriada até 0 - 5°C e agitada naquela temperatura durante 1 hora. O precipitado foi filtrado, lavado com tolueno (10ml, 0,2 L/mol) e seco durante 16 horas a 40°C sob vácuo. O produto final foi obtido como um precipitado branco : p.f. 118C
Rendimento: 8,6g (rendimento ativo 70%, 68%). HPLC e titulação de base deu resultado satisfatório (> 97,5% de pureza). 1H RMN(CDCI3, 360MHz) δ: 1,62 (bs, 1H, NH), 2,22 (s,6H), 2,63(m, 4H), 2,93(m, 4H), 3,15(s,2H),7,02 - 7,13 (m, 3H), 8,71 (bs, 1H.CONH) Anal. Cale. para C14H2iN30 : C, 67,98; H, 8,56; N, 16,99.
Encontrada :C, 68,21; H, 8,38; N, 17,22.
Exemplo ll-XI; Efeito de Diferentes Condições de Reação para Etapa a) A etapa a) na preparação de acordo com o Exemplo I foi repetida para várias condições de reação. Os resultados são resumidos na Tabela 1.
Tabela 1: Efeito de diferentes condições de reação para etapa a) A: Razão Molar na Etapa a) B: Quantidade de HCI (equiv.) C: Solvente usado para a reação na etapa a) D: Tempo de reação (horas) E: Quantidade de aduto na mistura de reação(área LC,%) Exemplo ll-XI: Efeito de meios de cristalização e extração diferentes para, respectivamente, etapa d) e e) As etapas d) e e) na preparação de acordo com o Exemplo I foram repetidas para vários meios de reação. Os resultados das extrações e cristalizações (não realizadas consecutivamente) são resumidos na Tabela 2. Desta Tabela 2, pode ser visto que,embora acetato de etila seja apropiado para propósitos da extração, apenas tolueno é apropiado para extração e propósitos de cristalização, para deste modo tornar clara a necessidade da mudança do meio de extração para um meio de cristalização diferente.
Tabela 2: Efeito de meios de cristalização e extração diferentes e para, respectivamente, etapas d) e e).
Claims (6)
1. Processo para a produção de N-(2,6-dimetil-fenil) -2-piperazin -1-il- acetamida, obtida da reação de piperazina com N-haloacetil-2,6-xilidina, caracterizado pelo fato de que o processo compreende as subse-qüentes etapas a) a f): a) reagir piperazina com N-haloacetil-2,6-xilidina em uma razão molar entre cerca de 1/1 e cerca de 6/1 em um solvente aquoso no qual está dissolvida uma quantidade equimolar de HCI, relativa à quantidade molar de piperazina; b) separar o sólido formado na etapa a) da mistura de reação; c) neutralizar o filtrado; d) extrair o filtrado com um solvente que não é ou apenas a alguma extensão miscível com o solvente aquoso mencionado na etapa a); e) cristalizar N-(2,6-dimetil-fenil)-2-piperazin-1-il-acetamida do solvente mencionado na etapa d) e f) separar o sólido obtido na etapa e) do solvente mencionado na etapa d).
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que N-halo-acetiI-2,6-xiIidina é N-cloroacetil-2,6-xilidina.
3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que a razão molar na etapa a) é cerca de 3/1 e a quantidade equimolar de HCI é cerca de 3.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o solvente para extração (etapa d) e cristalização (etapa e) é tolueno.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o processo de separação na etapa b) e etapa f) é filtração.
6. Processo para produção de N-(2,6-dimetil-fenil)-2-piperazin -1-il-acetamida, obtida da reação de piperazina com N-cloroacetil -2,6-xilidina, caracterizado pelo fato de que o processo compreende as subse-qüentes etapas a) a f): a) reagir piperazina com N-cloroacetil-2,6-xilidina a cerca de 80Ό em água em uma razão molar de cerca de 3/1, a mistura de reação também contendo 3 equivalentes de HCI : b) filtrar a mistura de reação em torno de 60Ό; c) neutralizar o filtrado até um pH igual a ou em torno de 10; d) extrair o filtrado com tolueno a cerca de 70Ό; e) cristalizar o N-(2,6-dimetil-fenil)- 2-piperizin-1-il- acetamida a partir do tolueno e f) filtrar o sólido N-(2,6-dimetil-fenil)-2-piperazin-1-il-acetamida.
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