BRPI0714671A2 - preparaÇço de ( 2r,3r)-3-(3- metoxifenil)-n,n,2-trimetilpentanamina - Google Patents
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Abstract
PREPARAÇçO DE (2R,3R)-3-(3-METOXIFENIL)-N,N,2-TRIMETILPENTANAMINA. A presente invenção refere-se a um processo melhorado para a preparação de (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentanamina o qual é um intermediário para a preparação do tapentadol analgésico.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PREPARA- ÇÃO DE (2R,3R)-3-(3-METOXIFENIL)-N,N,2-TRIMETILPENTANAMINA".
A presente invenção refere-se a um processo melhorado para a preparação de (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentanamina o qual é um intermediário para a preparação do tapentadol analgésico.
Tapentadol é a INN (Denominação Comum Internacional) de monocloridrato de 3-[(1R,2R)-3-(dimetilamino)-1-etil-2-metilpropil]fenol cujo composto é representado pela fórmula:
OH
. HCl
tapentadol
A estrutura química de tapentadol tem sido divulgada no EP-A-
0.693.475 como composto (+21). A síntese de tapentadol é descrita no e- xemplo 1 e no exemplo 24, etapas 1 a 3 e é descrita a seguir usando os nú- meros dos compostos como mencionado no referido EP-A-0.693.475.
^,ocu,
OCH,
Mg
THF
(2S,3S) + (2R,3R>
(ΚΊΙ,
separação quiral
Chiralcel OD
(+1)
soei,
(+22)
(2R,3R)
<2R,3R)
O precursor sintético de tapentadol no esquema acima é (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentanamina (intermediário (+23) no esquema acima), que pode ser obtido removendo o grupo hidróxi terciário de (2S,3R)-1 -(dimetitamino)-3-(3-metoxifenil)-2-metil-3-pentanol por conversão consecutiva para o halogeneto correspondente com cloreto de tionila e re- moção subseqüente do Cl por tratamento com borohidreto de zinco, ciano- borohidreto de zinco e/ou cianoborohidreto de estanho. Este procedimento tem a desvantagem de o composto de halogeneto ser preparado usando uma quantidade excessiva de cloreto de tionila que é um agente de cloração agressivo. Além disso, os reagentes de hidrogenação, tais como o borohi- dreto de zinco, cianoborohidreto de zinco e cianoborohidreto de estanho a- presentam um considerável perigo à saúde e de incêndio quando usado em escala industrial.
A W0-2004/108658 divulga um processo alternativo para obter (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentanamina pela conversão de (2S,3S)-1-(dimetilamino)-3-(3-metoxifenil)-2-metil-3-pentanol em uma mistu- ra de (2R,3R) e (2R,3S)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentanamina como descrito abaixo.
ÇT'h - (YwhiJTI0' çr' + ÇT'
â I Il Il ã
(2S,3S) (Z)-(2R) + (E)-(2R) (2R>?R) (2R.3S)
A mistura resultante de (2R,3R) e (2R,3S)-3-(3-metoxifenil)- N,N,2-trimetilpentanamina tem que ser separada em seus estereoisômeros individuais a fim de obter a (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2- trimetilpentanamina desejada, que pode então ser convertida em tapentadol por, por exemplo, aquecimento com ácido bromídrico concentrado conforme descrito no EP-A-0.693.475.
A W0-2005/000788 divulga um processo alternativo para obter (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentanamina pela conversão de (2S,3S)-1-(dimetilamino)-3-(3-metoxifenil)-2-metil-3-pentanol em uma mistu- ra de (2R,3R) e (2R,3S)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentanamina como descrito abaixo. OC Η,
OCHi
catalisador heterogêneo
(2S.3S)
(Z)-(2S) + (E)-(2S)
catalisador Hi
ΔΤ / ΔΡ
ocn,
1) catalisador heterogêneo
2) catalisador / II2 / ΔΤ / ΔΡ
"uma câmara de síntese"
(2R,3R)
aOCH,
(2R.3S)
A mistura resultante de (2R,3R) e (2R,3S)-3-(3-metoxifenil)- N,N,2-trimetilpentanamina tem que ser separada em seus estereoisômeros individuais a fim de obter a (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentana- mina desejada, que pode então ser convertida em tapentadol por, por exem- plo, aquecimento com ácido bromídrico concentrado conforme descrito no EP-A-0.693.475.
Ambos os processos alternativos da W0-2004/108658 e WO- 2005/00078 têm a desvantagem de [3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetilpenta- namina ser obtida como uma mistura dos estereoisômeros (2R,3R) e (2R,3S) que têm de ser separados a fim de obter o estereoisômero (2R, 3R) desejado. O estereoisômero (2R, 3S) indesejado não pode ser convertido no estereoisômero (2R, 3R) desejado e tem de ser eliminado como lixo químico, o que é economicamente indesejável para qualquer escala industrial de pro- dução.
O objetivo da presente invenção é prover um método melhorado para a síntese de (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentanamina que é mais conveniente e mais eficiente do que os métodos conhecidos anterior- mente.
A presente invenção alcança este objetivo provendo um proces- so melhorado para a preparação de (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2- trimetilpentanamina, ou um sal de adição de ácido da mesma, que é caracte- rizada pela etapa de
a) acilar (2S,3R)-1 -(dimetilamino)-3-(3-metoxifenil)-2-metil-3-
pentanol
J^OCH3
(Π)
com um agente de acilação;
b) hidrogenólise estereosseletiva do assim obtido composto (III) .OfvH,
utilizando um catalisador adequado em um solvente de reação
inerte na presença de hidrogênio; e
c) convertendo de modo opcional assim obtido (2R,3R)-3-(3-
metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentanamina
,OCH3
(IV)
em um sal de adição de ácido.
O agente de acilação da etapa a) é um haleto de acila orgânico ou anidrido de ácido orgânico selecionado a partir de anidrido acético, clore- to de acetila, anidrido trifluoroacético, anidrido cloroacético, acetilcloreto de cloro, anidrido dicloroacético, anidrido tricloroacético, anidrido benzóico, clo- reto de benzoíla, anidrido ftálico, dicloreto de ftaloíla, tereftaloildicloreto, ani- drido succínico, cloreto de succinila, cloreto de etil oxalila, cloreto de metil oxalila, ácido de Meldrum, cloroformiato de etila, cloroformiato de metila, clo- reto de acetilsaliciloíla, ou qualquer outro agente de acilação adequado.
A reação de acilação da etapa a) pode ser efetuada na presen- ça de uma base adequada, tal como, por exemplo, carbonato de sódio, car- bonato de potássio ou trietilamina, para capturar o ácido liberado durante a reação.
O catalisador da etapa b) é selecionado a partir de um catalisa- dor de paládio, ou qualquer outro catalisador adequado tal como, por exem- plo: níquel de Raney, platina, platina sobre carbono, rutênio ou ródio sobre carbono.
O catalisador de paládio (Pd) pode ser um catalisador Pd homo- gêneo tal como, por exemplo, Pd(OAc)2, PdCI2, Pd(PPh3)4, Pd(PPh3)2CI2, Pd2(dba)3(tris(dibenzilideno acetona)dipaládio), metalaciclo de tiometilfenil- glutaramida de paládio e similares, ou um catalisador Pd heterogêneo, tal como, por exemplo, paládio sobre carvão vegetal, paládio sobre óxidos de metal, paládio sobre zeólitos. De modo preferencial, o catalisador de paládio é um catalisador Pd heterogêneo, mais preferencialmente paládio sobre car- vão vegetal ou paládio sobre carbono (Pd/C). Pd/C é um catalisador recupe- rável, é estável e relativamente econômico. Ele pode ser facilmente separa- do (filtração) da mistura de reação, desse modo reduzindo o risco de vestí- gios de Pd no produto final. O uso de Pd/C evita também a necessidade de ligantes, tal como, por exemplo, Iigantes de fosfina, que são onerosos, tóxi- cos e contaminantes dos produtos sintetizados.
O solvente de reação inerte da etapa b) é selecionado a partir de éter dietílico, tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano ou misturas dos mesmos.
Em uma modalidade da presente invenção, as etapas a) e b) são executadas como um procedimento de "uma câmara de síntese".
A presente invenção também refere-se a novos compostos de
fórmula (III) OClIi
(R)Xf°~aCÍIa W
Χ®)* γ*
0 grupo acila em compostos de fórmula (III) representa CH3- CO-, CF3-CO, CH2CI-CO1 CHCI2-CO, CCI3-CO-, CH3O-CO-CO-, CH3O-CO-, CH3CH2O-CO-, CH3CH2O-CO-CO, fenil-CO ou meta-CH3COO-fenil-CO- quando o agente de acilação utilizado para preparar os compostos de fórmu- la (III), conforme apresentado acima é selecionado a partir de anidrido acéti- co, cloreto de acetila, anidrido trifluoroacético, anidrido cloroacético, acetil- cloreto de cloro, anidrido dicloroacético, anidrido tricloroacético, cloreto de metil oxalila, cloreto de etil oxalila, cloroformiato de metila, cloroformiato de etila, anidrido benzóico, cloreto de benzoíla, ou cloreto de acetilsaliciloíla.
Os materiais de partida para o processo da presente invenção, isto é, (2S,3R)-1-(dimetilamino)-3-(3-metoxifenil)-2-metil-3-pentanol (com- posto 4), foram preparados reagindo (2S)-3-(dimetilamino)-1-(3-metoxifenil)- 2-metil-1-propanona (composto 3) com cloreto de etilmagnésio em THF sob condições de reação Grignard.
'(ΧΉ, ^^ ^(ΧΉ,
EtMgCl
THF
A reação do reagente Grignard com o composto cetona (3), in- troduz um segundo átomo de carbono assimétrico. A reação de Grignard (2S)-3-(dimetilamino)-1 -(3-metoxifenil)-2-metil-1 -propanona (composto 3) com um haleto de etilmagnésio é altamente estereoespecífica. A pureza óp- tica do composto (3) de partida foi encontrada a 98,0%. O composto (4) foi analisado para compreender 96,8% do enanciômero (2S,3R), menos de 0,4% do enanciômero (2S, 3S) e 3,0% do enanciômero (2R, 3S). A tabela 1 lista a pureza estereoisomérica do composto (4) quando preparado como descrito acima. 10
15
O composto (4) pode ser convertido no composto (5) pelo com- posto (4) de acilação com anidrido trifluoroacético e subseqüente hidrogenó- Iise sobre um catalisador de paládio, usando 2-metiltetrahidrofurano como um solvente, em um procedimento de "uma câmara de síntese".
(CF3CO)2O Pd/C
H2
2-meUITHF
A pureza óptica do composto (4) de partida foi de 96,8% de e- nanciômero (2S,3R). Foi verificado que a hidrogenólise após acilação do composto (4) é altamente estereoespecífica para dar o enanciômero do composto (5) enanciômero (2R,3R) desejado com uma pureza óptica de 96,3%.
A formação de sal adicional do composto (5) melhora ainda mais a pureza óptica do composto (5). Por exemplo, um excesso diastereo- mérico >99% foi alcançado pela conversão do composto (5) em seu com- posto (6) de sal de ácido clorídrico utilizando 2-propanol como solvente de cristalização.
,OCH3
OCH1
HCl
. HC l
4<R) _
(5) (6)
Tabela 1: Pureza estereoisomérica dos compostos (4). (5) e (6)
Pureza óptica Composto (3) 2S-enanciômero:98,0 2R-enanciômero:2,0 2S,3R 2S,3S 2R,3R 2R,3S Composto (4) 96,8 <0,4 ~ 3,0 Composto (5) <2,5 96,3 1,2 Composto (6) 99,7 0,3
Parte experimental.
Exemplo 1: Síntese de 3-(dimetilamino)-1-(3-metoxifenil)-2-metil-1-propano- na(1)
20 OCH,
OCH,
H—i/ .HCl \
(CH2O)r
HCl 2-propanol
(1)
10
15
20
Uma mistura de 1-(3-metoxifenil)-1-propanona (240 g) em 2- propanol (584 ml) é agitada à temperatura ambiente. Cloridrato de dimetila- mina (238,3 g) é adicionado, seguido de paraformaldeído (109,5 g) e uma solução aquosa de HCI (26,5 ml, 35% em p/p). A mistura de reação é aque- cida à temperatura de refluo e agitada e refluxada durante 5 horas. A mistura de reação é permitida esfriar a 20°C, e água (730 ml) e tolueno (146 ml) são adicionados. A camada orgânica superior é descartada e uma solução aquo- sa de NaOH (50% em p/p, 175,2 ml) é adicionada à camada de água en- quanto agita-se por 10 minutos e mantém-se a temperatura abaixo de 25°C. Após 10 minutos, permite-se separar as camadas, a camada orgânica supe- rior é isolada e lavada com água (219 ml). A camada orgânica é isolada e concentrada para obter 3-(dimetilamino)-1-(3-metoxifenil)-2-metil-1- propanona como sobre resíduo oleoso (294,9 g).
Exemplo 2: Síntese e isolamento de (2S)-3-(dimetilamino)-1-(3-metoxifenil)-
2-metil-1 -propanona (3)
,OCH3
etanol
H/j
(Γ Y ^ L-H-DBTA-H2O IKXX^W
â' I O
OCH,
0"k<!
H
COOH
O
(1)
OCH,
(2)
EtiNH
MTBE
(2)
(3)
a) O composto (1) (114,7 g) em etanol (50 ml) é adicionado a uma solução de monohidrato de ácido L-(-)-dibenzoil-tartárico (188,2 g) em etanol (950 ml) e a mistura de reação é aquecida a 38°C e agitada durante 48 horas a 38°C. Permite-se então que a mistura de reação seja esfriada a 22°C agitada durante 14 horas a 22°C. O precipitado é filtrado, lavado duas vezes com etanol (50 ml) e seco a vácuo a uma temperatura de 40°C, forne- cendo o composto (2) (207,5 g).
b) O composto (2) (202,9 g) é suspenso em metil-terc-butiléter (1050 ml) e dietilamina (72,4 ml) é adicionada. A suspensão é agitada por 3
horas à temperatura ambiente e o precipitado é removido por filtração. O filtrado é concentrado sob pressão reduzida, fornecendo (2S)-3- (dimetilamino)-1-(3-metoxifenil)-2-metil-1-propanona (3) como um óleo (73,9 g).
Um procedimento alternativo ao procedimento b:
c) O composto (2) (312,8 g) é suspenso em 2- metiltetrahidrofurano (405 ml) e água (540 ml). NH4OH aquoso (93 ml, 51% em p/p) é adicionado e, em seguida, permite-se que a mistura seja agitada durante 30 minutos. As camadas são separadas e a camada orgânica supe-
rior isolada é lavada com água (100 ml), então concentrada sob pressão re- duzida, fornecendo (2S)-3-(dimetilamino)-1 -(3-metoxifenil)-2-metil-1 -propa- nona (3) como um óleo amarelo (109,0 g).
O composto (3) preparado de acordo com o procedimento do exemplo 2 tipicamente tem uma pureza enantiomérica de 97% ou mais.
Exemplo 3: Síntese de (2S.3R)-1-(dimetilamino)-3-(3-metoxifenil)-2-metil-3- pentanol (4)
.OCHi ΑΚΗ*
EtMeCl
THF
(4)
Uma solução de EtMgCI em THF (242 ml, 2M) foi agitada e res-
friada a 2°C.
O composto (3) (101,3 g, 0,44 mol) foi adicionado lentamente ao
longo de um período de 50 minutos, enquanto a temperatura da mistura de reação foi mantida abaixo de 25°C. A mistura foi agitada por 3 horas a 22°C, então lentamente extinguida em uma mistura de gelo-água (352 ml) e ácido acético (63,9 ml). A mistura foi agitada durante 30 minutos à temperatura ambiente e, em seguida, NH4OH aquoso (98,8 ml, 51% em p/p) foi adiciona- do e, em seguida, permitiu-se agitar durante 10 minutos à temperatura am- biente.
As camadas são separadas e a camada orgânica superior isola-
da é então lavada com água (44 ml), então concentrada sob pressão reduzi- da, até a secura, fornecendo (2S,3R)-1-(dimetilamino)-3-(3-metoxifenil)-2- metil-3-pentanol (4) como um óleo amarelo que solidifica mediante perma- nência à temperatura ambiente (112,0 g).
O composto (4) preparado de acordo com o procedimento do
exemplo 4 compreende 96,8% do enanciômero (2S,3R) desejado, menos de 0,4% do enanciômero (2S,3S) e 3,0% do enanciômero (2R,3S). Exemplo 4: Síntese de (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N.N,2-trimetilpentanamina Í51
OCH, ^,OCH,
1) (CF3CO),O
2Me-THF
15
2) Pd/C 10%
(4) = ' Hi (5)
a) Uma solução de composto (4) (50,3 g) dissolvido em 2- metiltetrahidrofurano (120 ml) foi agitada e resfriada a 5SC. Então anidrido trifluoroacético (30,6 ml) foi adicionado lentamente ao longo de um período de 10 minutos enquanto a temperatura da mistura de reação foi mantida a-
baixo de 20°C. Após a adição, permitiu-se que a mistura de reação fosse agitada durante 1 hora a 20°C.
b) 10% de paládio sobre carvão ativado (50% umedecido) (2,52 g) foi adicionado e a mistura de reação foi agitada a 800 rpm e pressurizada a 2 atmosferas (202,65 kPa), com gás hidrogênio. A mistura de reação foi
aquecida a 40°C e agitada por 4 horas a 40°C. A mistura foi permitida resfri- ar a 20°C e filtrar sob atmosfera de nitrogênio. O filtro foi lavado com 2- metiltetrahidrofurano (10 ml). Água (160 ml) foi adicionada ao filtrado e a mistura foi agitada e, em seguida, uma solução aquosa de NaOH (28,6 ml, 50% em p/p), foi adicionada ao longo de um período de 10 minutos, enquan- to a temperatura foi mantida abaixo de 20°C. Permitiu-se que as camadas orgânica e de água fossem separadas, a camada orgânica foi isolada e la- vada com água (50 ml), e concentrada sob pressão reduzida, até a secura, fornecendo (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetil-pentanamina (5) como um óleo incolor (46,10 g).
O composto (5) preparado de acordo com o procedimento do exemplo 5 compreende 96,3% do enanciômero (2R,3R) desejado, 2,5% do enanciômero (2S,3S) e 1,2% do enanciômero (2R,3S).
Utilizando um procedimento análogo conforme descrito em a), mas substituindo anidrido trifluoroacético por cloreto de acetila ou cloreto de etil oxalila e adicionando trietilamina à mistura da reação, forneceu os com- postos (7) e (8), respectivamente. Tais compostos (7) e (8) foram converti- dos em composto (8) utilizando o procedimento b) acima.
-òcií,...........................................................;
(7)
OCIi3
Ϊ 9
JO-C-C-O
(S) ¥
(8)
Exemplo 5: Síntese de monocloridrato de (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N.N.2- trimetilpentanamina (6)
OCHi
OCH-i
HCl / ísopropanol
.HCl
O composto (5) (23,0 g) foi dissolvido em 2-propanol (50 ml) e agitado à temperatura ambiente. Em seguida, uma solução de HCI em 2- propanol (20,3 g, 17,9% em p/p) foi adicionada lentamente ao longo de um período de 5 minutos. A mistura foi semeada com o composto (6) (10 mg) e a mistura de reação foi permitida agitar à temperatura ambiente durante 1 hora. A mistura foi resfriada a uma temperatura de 0°C e agitada por 4 ho- ras. O precipitado foi filtrado, lavado com 2-propanol (5 ml) e seco sob vá- cuo, fornecendo monocloridrato de (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2- trimetilpen-tanamina (6) como um sólido branco (22,9 g).
O Composto (6) preparado de acordo com o procedimento do exemplo 6, compreende 99,7% do enanciômero (2R,3R) desejado, e 0,3% do enanciômero (2R,3S).
Claims (13)
1. Processo de preparação de (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2- trimetilpentanamina, ou sal de adição de ácido da mesma, compreendendo as etapas de a) acilar (2S,3R)-1-(dimetilamino)-3-(3-metoxifenil)-2-metil-3- pentanol <formula>formula see original document page 14</formula>com um agente de acilação; b) hidrogenólise do assim obtido composto (III) <formula>formula see original document page 14</formula> utilizando um catalisador adequado em um solvente de reação inerte, na presença de hidrogênio; e c) opcionalmente converter o assim obtido (2R,3R)-3-(3- metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentanamina <formula>formula see original document page 14</formula> em um sal de adição de ácido.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o agente de acilação da etapa a) é um haleto de acila orgânico ou anidrido de ácido orgânico.
3. Processo de acordo com a reivindicação 2, em que o haleto de acila orgânico ou o anidrido de ácido orgânico é selecionado a partir de anidrido acético, cloreto de acetila, anidrido trifluoroacético, anidrido cloroa- cético, acetilcloreto de cloro, anidrido dicloroacético, anidrido tricloroacético, anidrido benzóico, cloreto de benzoíla, anidrido itálico, dicloreto de ftaloíla, dicloreto de tereftaloíla, anidrido succínico, cloreto de succinila, cloreto de etil oxalila, cloreto de metil oxalila, ácido de Meldrum, cloroformiato de etila, clo- roformiato de metila, ou cloreto de acetilsaliciloíla.
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, em que o anidrido de ácido é anidrido trifluoroacético.
5. Processo de acordo com a reivindicação 3, em que o haleto de acil orgânico é cloreto de acetila ou cloreto de etil oxalila.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que o catalisador da etapa b) é selecionado a partir de níquel de Ra- ney, paládio, paládio sobre carbono, platina, platina sobre carbono, rutênio ou ródio sobre carbono, ou qualquer outro catalisador adequado.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, em que o catali- sador é paládio sobre carbono.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que o solvente de reação inerte da etapa b) é selecionado a partir de éter dietílico, tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano ou as misturas dos mesmos.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8 em que (2R,3R)-3-(3-metoxifenil)-N,N,2-trimetilpentanamina é convertida em seu sal de adição de ácido clorídrico correspondente.
10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, em que as etapas a) e b) são realizadas em uma reação de uma câma- ra.
11. Composto de fórmula (III), em que acila representa CH3-CO, CF3-CO-, CH2CI-CO-, CHCI2-CO-, CCI3-CO-, CH3O-CO-, CH3CH2O-CO-, CH3O-CO-CO, CH3CH2O-CO-CO-, fenil-CO-, ou meta-CH3COO-fenil-CO-. <formula>formula see original document page 16</formula>
12. Composto de fórmula (III), de acordo com a reivindicação -11, em que acila representa CF3-CO.
13. Composto de fórmula (III), de acordo com a reivindicação - 11, em que acila representa CH3-CO ou CH3CH2O-CO-CO-.
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