~21~7t~
La présente invention concerne un nouveau procédé
d'obterltLon de la vincristirle par oxydation sélective du groupe N-methyle de la vinblastine.
La vincristine est un alcaloid bis-indolique repondant a la formule I dans laquelle R représente un groupe Eormyle.
OH
- ~O2C ~
~I) 3 ~ CH3 ~ 21 ~ 7t ~
The present invention relates to a new process to obtain the vincristirle by selective oxidation of the vinblastine N-methyl group.
Vincristine is a bis-indolic alkaloid corresponding to formula I in which R represents a Eormyle group.
OH
- ~ O2C ~
~ I) 3 ~ CH3
2 3 La vincristine est utilisée en chimiotherapie anticancéreuse en particulier pour le traitement de cer-taines leucémies aigues.
Cet alcaloide est obtenu principalement par extra-ction a partir de feuilles de Catharanthus Roseus (brevet des Etats-Unis n 3 205 220) où il se trouve accompagné
d'autres alcaloides bis-indoliques, en particulier la vin-blastine. La vinblastine (I, R = CH3) est cependant pré-sente à une concentration très supérieure à celle de la vin-cristine et constitue donc un précurseur de choix pour 1'-hémysynthèse de cette dernière.
Plusieurs procédés de fabrication de la vincri-stine à partir de la vinblastine ont été divulgués. Nous relevons notamment les brevets ou demandes de breve-ts sui-vants :
35a) brevet belge 793.337 (Richter Gedeon) qui décrit une ., . , ., .i 76~:
methode d'oxydation de la vinblastine en vincristine par un Illelan~3e acide cllromique, acide acétique et acetone.
b) brevet belge 823.560 (Richter Gedeon) : l'oxydation est effectuee par l'oxygène dans l'acide formique et en pre-sence d'un catalyseur à base de platine, à temperature ambiante.
c) demande de brevet europeen 18 231 (Richter Gedeon) :
]'oxydation est effectuee par l'acide chromique ou un dichromate de metal alcalin en presence d'anhydride ace-tique et éventuellement d'éthanol et d'un solvant orga-nique immiscible à l'eau.
d) demande de brevet européen n 370289 (Eli Lilly) :
l'oxydation est effectuée par le perchlorate de fer (II) en présence de peroxide d'hydrogène et d'acétonitrile De plus, la demande de brevet européen 37.290 décrit un procédé d'oxydation de la vinblastine base avec Na2Cr2O7 en présence d'acide sulfurique dans le tétrahydrofuranne.
Cette reaction conduite à -50C est effectuee avec un rendement de 80-90 ~ calcule par dosage.
Les rendements observés ou la pureté des produits obtenus caractérisan-t les procédés décrits ci-dessus con-stituen-t cependant des désavantages importants. Un produit secondaire fréquement formé est la N-déméthyl vinblastine qu'il faut alors reformyler pour obtenir la vincristine.
Le procédé de la présente invention permet de pro-duire la vincristine de manière simple en quantité impor-tante et à un degré de pureté n'exigeant peu ou pas de puri-fication supplémentaire par recristallisation ou chromato-graphie.
," ~
~Z~L~76Z
~ e reactif d'oxydation utilise est l'ion perman-ganale solubilise dans un solvant aromatique ou un solvant organique chloré. Une alternative consiste à immobiliser l'anion permanganate sur un résine, par exemple un polymère du type polystyrène comprenant des groupes ammoniums.
I.a solubilisation peut être effectuée par l'action d'un agent complexant du type éther-couronne ("crown-ether") sur le permanganate de po-tassium.
L'anion permanganate peu-t également être solubi-lisé en préparant un sel d'ammonium ou de phosphonium quaternaire correspondant qui est soluble dans un solvant organique, en particulier un solvant organique chloré tel que le dichlorométhane. Dans ce but, on utilisera de pré-férence le permanganate de benzyltriéthy]ammonium.
L'obtention de vincristine à partir de la vinbla-stine en utilisant un sel de permangana-te est inattendue dans la mesure ou le permanganate de potassium utilisé dans dans l'acétone oxyde certains dérivés de la vinblastine au niveau de la partie velbanamine de la molecule (Kutnev, Balsevich et Worth, Heterocycles, 11, 69, 1978). Le groupe ~-méthyl de la partie vindoline reste intact.
La formation d'un groupe N-CHO sur un squelette bis-indole du groupe de la vinblastine, en utilisant un sel de permanganate n'a jamais éte signalée.
Selon un mode du procede de la presente invention, la vinblastine, de préference sous la forme de sulfate, est traitee en pre~ence d'un acide organique tel l'acide acé-tique, avec un excès de permanganate de potassium dissous dans un solvant organique chloré ou le toluène en présence de "18-crown-6" éther ou les dérivé dibenzo- ou dicyclohexyl-correspondants. La réaction est menée à une température ~Z~L~762 com~)rise entre -40C et -75C et es-t avantageusemerlt suivie ell cl~romatogra~hie sur couche mince. Le temps de réaction varie ~enéralement de 5 minutes à 3 heures.
Le permanganate de potassium es-t de préference dissous dans le dichloromethane et la reaction d'oxydation est alors effectuee à -70C.
La solubili-te du permanganate de potassium est en effet substantiellement augmentée en présence d'un polyéther macrocvclique tel le "18-crown-6" éther (1,4,7,10,13,16-hexaoxacyclooctadécane) ou le dérivé dibenzo- ou dicyclo-hexyl correspondant.
Le mélange réactionnel est ensuite simultanément traite par un reducteur doux et alcalinisé. Dans ce but on utilisera de préférence une solution aqueuse de bisulfite de sodium et de l'ammoniaque.
La phase organique est séparée et la phase aqueuse est extraite plusieurs fois par le ch]orure de méthylène. Les phases organiques réunies sont concen-trées sous vide pour fournir un résidu comportant 80-85 % de vin-cristine base soit un rendement de 90-95 %.
Alternativement ou peut procéder à l'extraction du milieu réactionnel après réduction sans procéder à une alca-linisation simultanée. La solution aqueuse acide est alors extraite par le dichlorométhane. Cette voie constitue un procede original de purification de la vincristine formée dans le milieu réactionnel.
Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la vincristine est obtenue par oxydation de la vinglastine par action d'un permanganate d'ammonium quater-naire. Le ca-tion ammonium est de préférence le groupe ben-',~,'l, zyltrLetllylammonium ou benzyltrimethyl ammonium. (Voir p.e.~nc~ew. ~ cm., Intern. Ed. 13, 170, 1974). La reaction est errecLuee en 2 à 6 h à -60C dans un mélange de dichloromé-thane et d'acide acétique glacial. Après traitement par un agent reducteur doux en milieu aqueux, la solution acide ré-sultante est extraite par le dichlorornéthane puis la phase organi~ue est alcalinisee par lavage solution aqueuse basique et concentree. La vincristine solvatee est isolee avec un rendement superieur à 90 ~.
Dans la plupart des cas, la vincristine ainsi obtenue peut être directement transformee en un sel d'addi-tion d'acide organique ou mineral, de preference un sel pharrnaceutiquement acceptable.
En particulier le sulfate de vincristine est obtenu par addition de H2SO4 à un solution de vincristine base brute ou recristallisée dans l'éthanol, dissous dans un melange chlorure de méthylène-éthanol anhydre, élimination partielle sous vide du chlorure de méthylène et cristallisa-tion.
Le sulfate de vincristine ainsi obtenu presente un degre de purete suffisant pour être utilise comme médica-ment, en particulier sous forme de soluté injectable.
Le procédé d'oxydation décrit dans la présente invention peut également etre appliqué à d'autres alcaloides bisindoliques possédant un groupe N-méthyle analogue à la vindoline. La leurosidine ou la desoxy-4'-vinblastine A ou B peuverlt ainsi etre transformée en dérivé N-forrnyl cor-respondant. La méthode peut également etre utilisée pour obtenir la N-formyl leurosine qui est particulièrement active cornrne agent anti-tumoral. Eventuellement, le nouveau procede d'obtention sera appliqué aux dérivés bis-indoliques du type de la vinb]astine désacétylés en position 0-4, le ~lZ~76;~
grc>upe hydroxyle restant inerte dans les conditions d'oxyda-tion utilisées. Cette méthode peut en particulier être u-ti-lisée pour l'obtention de dérivé n-formyl de vinblastine conjuguée avec des acides amines ou des peptides, p.e. le N-vinblastineoyl-23 leucinate d'é-thyle.
~XEMPLES
Formation de vincristine par oxydation auKMnO4 de la VLB.
Un solution de 2,78 g de sulfate de vinblastine dans 330 ml de chlorure de methylène et 42 ml d'acide ace-tique est degazee par barbo-ttage d'argon pendant 30 minutes à temperature ambiante puis refroidie à -70C.
On additionne goutte à goutte une solution de 1,07 g de KMnO4 dans 125 ml de chlorure de methylène et 2,22 g de 1,4,7,10,13,16 hexaoxacycloactadecane l18-crown-6). La reaction est suivie et controlee en CCM (plaque de Silice -elution ether 80 - méthanol 20).
Le milieu réactionnel est ensuite versé sur un melange refroidi et agite (consistance pateuse) de 220 ml de solution aqueuse de bisulfite de sodium à 5 % et de 110 ml d'ammoniaque 14 N.
L'emulsion eventuelle due à la presence de dioxyde de manganèse est traite par filtration du melange total sur terre de diatomees. Les deux phases claires sont decantees et la phase aqueuse est épuisee par le chlorure de méthylène.
Les extraits sont reunis, sechés sur MgS04 et évaporés à sec (Poids : 2,93 g).
I,e résidu est dosé à 83 % de vincris-tine base soit un rendement de 96%.
~lZ~7~:
l,a vincristine base est obtenue par cristallisa-tion du residu dans l'ethanol et est identique à un echan-til1On authentique de reference (spec-tre de masse, D, spec-tre UV, spectre RMN H).
Sulfate : La vincristine base est solubilisée dans un mélange de CH2C12 et d'éthanol (60 :40). Le pH es-t ajuste à 4,0C par addition d'un solution à 1,84 % d'H2SO4 dans l'ethanol anhydre. Le solvant est partiellement eli-mine par distallation sous vide et le sulfate cris-tallise lentement par agitation de la solution à temperature ambi-ante.
Formation de la vincristine par oxydation de la vinblastine en presence de permanganate de benzyltriethyl-ammonium.
Dans un ballon de 4 L, on place 20 g de sulfate de vinblastine dans 1,6 L de dichloromethane. On ajoute 360 mL
d'acide acetique sec qui solubilise la vinblastine. On refroidit sous atmosphère d'argon à -60C.
Une solution de 27,68 g de permanganate de benzyl-triethylammonium dans 1,6 L de dichlorométhane est préparée.
Cette solution est filtrée sur papier afin d'éliminer un éventuel précipité de dioxyde de manganèse. On addi-tionne la solution oxydante goutte à goutte sans dépasser -60C~
L'addition est effectuee en 3 heures.
On refroidit jusqu'a l'état pateux une solution de 2 3 Vincristine is used in chemotherapy anticancer in particular for the treatment of certain some acute leukemias.
This alkaloid is obtained mainly by extra-made from Catharanthus Roseus leaves (patent No. 3,205,220) where he is accompanied other bis-indole alkaloids, in particular wine-blastine. Vinblastine (I, R = CH3) is however pre-smells at a concentration much higher than that of wine-cristine and is therefore a precursor of choice for 1'-hemysynthesis of the latter.
Several processes for the manufacture of vincri-stine from vinblastine have been disclosed. We note in particular the patents or patent applications following before:
35a) Belgian patent 793,337 (Richter Gedeon) which describes a .,. ,., .i 76 ~:
method of oxidizing vinblastine to vincristine by an Illelan ~ 3rd cllromic acid, acetic acid and acetone.
b) Belgian patent 823,560 (Richter Gedeon): the oxidation is carried out by oxygen in formic acid and in pre-sence of a platinum catalyst at temperature ambient.
c) European patent application 18 231 (Richter Gedeon):
] 'oxidation is carried out by chromic acid or a alkali metal dichromate in the presence of ace anhydride tick and possibly ethanol and an organic solvent water immiscible picnic.
d) European patent application no. 370289 (Eli Lilly):
the oxidation is carried out with iron (II) perchlorate in the presence of hydrogen peroxide and acetonitrile In addition, European patent application 37,290 describes a oxidation process of vinblastine base with Na2Cr2O7 in the presence of sulfuric acid in tetrahydrofuran.
This reaction conducted at -50C is carried out with a yield of 80-90 ~ calculated by dosage.
The yields observed or the purity of the products obtained characterize the processes described above.
However, there are significant disadvantages. A product frequently formed secondary is N-demethyl vinblastine which must then be reformulated to obtain vincristine.
The process of the present invention allows to pro-simply drink vincristine in large quantities aunt and to a degree of purity requiring little or no purity additional fication by recrystallization or chromatography spelling.
, "~
~ Z ~ L ~ 76Z
~ e oxidation reagent used is the permanent ion ganale solubilizes in an aromatic solvent or a solvent chlorinated organic. An alternative is to immobilize the permanganate anion on a resin, for example a polymer of the polystyrene type comprising ammonium groups.
Solubilization can be carried out by action a complexing agent of the crown-ether type ("crown-ether") on potassium permanganate.
The permanganate anion can also be solubi-made by preparing an ammonium or phosphonium salt corresponding quaternary which is soluble in a solvent organic, in particular a chlorinated organic solvent such as than dichloromethane. For this purpose, we will use pre-ference benzyltriethy ammonium permanganate.
Obtaining vincristine from vinbla-stine using a permangana salt is unexpected to the extent that potassium permanganate used in in acetone oxidizes certain derivatives of vinblastine to level of the velbanamine part of the molecule (Kutnev, Balsevich and Worth, Heterocycles, 11, 69, 1978). The group ~ -methyl of the vindoline part remains intact.
The formation of an N-CHO group on a skeleton bis-indole from the vinblastine group, using a salt permanganate has never been reported.
According to a mode of the process of the present invention, vinblastine, preferably in the form of sulfate, is treated in the presence of an organic acid such as acetic acid tick, with an excess of dissolved potassium permanganate in a chlorinated organic solvent or toluene in the presence of "18-crown-6" ether or the dibenzo- or dicyclohexyl- derivatives correspondents. The reaction is carried out at a temperature ~ Z ~ L ~ 762 com ~) rise between -40C and -75C and are you advantageous followed ell cl ~ romatogra ~ hie on thin layer. Reaction time varies ~ usually from 5 minutes to 3 hours.
Potassium permanganate is preferred dissolved in dichloromethane and the oxidation reaction is then carried out at -70C.
The solubility of potassium permanganate is in substantially increased effect in the presence of a polyether macrocyclic such as "18-crown-6" ether (1,4,7,10,13,16-hexaoxacyclooctadecane) or the dibenzo- or dicyclo- derivative corresponding hexyl.
The reaction mixture is then simultaneously treated with a soft, alkalized reducer. For this purpose we preferably use an aqueous bisulfite solution of sodium and ammonia.
The organic phase is separated and the phase aqueous is extracted several times by the ch] orure of methylene. The combined organic phases are concentrated vacuum to provide a residue comprising 80-85% wine-cristine base is a yield of 90-95%.
Alternatively or can extract the reaction medium after reduction without carrying out an alca-simultaneous linisation. The acidic aqueous solution is then extracted with dichloromethane. This route constitutes a original process for the purification of vincristine formed in the reaction medium.
According to another embodiment of the present invention, vincristine is obtained by oxidation of vinglastine by the action of an ammonium permanganate quater-nary. The ammonium ca-tion is preferably the ben-', ~,' l, zyltrLetllylammonium or benzyltrimethyl ammonium. (See pe ~ nc ~ ew. ~ Cm., Intern. Ed. 13, 170, 1974). The reaction is errecLuee in 2 to 6 h at -60C in a mixture of dichloromé
thane and glacial acetic acid. After treatment with a mild reducing agent in an aqueous medium, the acidic solution sultante is extracted with dichlorornethane then the phase organi ~ eu is alkalized by washing aqueous solution basic and concentrated. Vincristine solvatee is isolated with a yield greater than 90 ~.
In most cases, vincristine as well obtained can be directly transformed into an addi-tion of organic or mineral acid, preferably a salt pharrnaceutically acceptable.
In particular vincristine sulfate is obtained by adding H2SO4 to a solution of vincristine raw base or recrystallized from ethanol, dissolved in a anhydrous methylene chloride-ethanol mixture, elimination partial vacuum of methylene chloride and crystallized tion.
Vincristine sulphate thus obtained presents sufficient purity to be used as a medicine ment, in particular in the form of an injectable solution.
The oxidation process described in this invention can also be applied to other alkaloids bisindolics having an N-methyl group analogous to vindoline. Leurosidine or deoxy-4'-vinblastine A or B can thus be transformed into N-forrnyl derivative cor-respondent. The method can also be used to get N-formyl leurosine which is particularly active as an anti-tumor agent. Possibly, the new process of obtaining will be applied to bis-indole derivatives vinb] astin deacetylated in position 0-4, the ~ lZ ~ 76; ~
grc> upe hydroxyle remaining inert under the oxidizing conditions tion used. This method can in particular be used for obtaining the n-formyl derivative of vinblastine conjugated with amino acids or peptides, eg N-vinblastineoyl-23 ethyl leucinate.
~ XEMPLES
Vincristine formation by oxidation with KMnO4 of the VLB.
2.78 g solution of vinblastine sulfate in 330 ml of methylene chloride and 42 ml of ace-tick is degassed by argon barbohydrate for 30 minutes at room temperature then cooled to -70C.
A solution of 1.07 g is added dropwise of KMnO4 in 125 ml of methylene chloride and 2.22 g of 1,4,7,10,13,16 hexaoxacycloactadecane l18-crown-6). The reaction is monitored and controlled in TLC (Silica plate -elution ether 80 - methanol 20).
The reaction medium is then poured onto a cooled and stirred mixture (pasty consistency) of 220 ml of 110% aqueous sodium bisulfite solution, 110 ml 14 N ammonia The possible emulsion due to the presence of dioxide of manganese is treated by filtration of the total mixture on land of diatoms. The two clear phases are decanted and the aqueous phase is exhausted with methylene chloride.
The extracts are combined, dried over MgS04 and evaporated to dryness (Weight: 2.93 g).
I, e residue is dosed with 83% vincris-tine base, ie a yield of 96%.
~ lZ ~ 7 ~:
the base vincristine is obtained by crystallization tion of the residue in ethanol and is identical to a sample til1On authentic reference (mass spec-tre, D, spec-be UV, H NMR spectrum).
Sulfate: Vincristine base is dissolved in a mixture of CH2Cl2 and ethanol (60:40). PH is adjusts to 4.0C by adding a solution of 1.84% H2SO4 in anhydrous ethanol. The solvent is partially removed.
vacuum distallation mine and cris-tallise sulfate slowly by stirring the solution at room temperature ante.
Vincristine formation by oxidation of vinblastine in the presence of benzyltriethyl- permanganate ammonium.
In a 4 L flask, place 20 g of sulphate vinblastine in 1.6 L of dichloromethane. Add 360 mL
dry acetic acid which dissolves vinblastine. We cools under an argon atmosphere at -60C.
A solution of 27.68 g of benzyl permanganate triethylammonium in 1.6 L of dichloromethane is prepared.
This solution is filtered on paper in order to eliminate a possible precipitate of manganese dioxide. We add-tion the oxidizing solution drop by drop without exceeding -60C ~
The addition is carried out in 3 hours.
A solution of
3,2 L de bisulfite de sodium à 5%. On -transfère, sous pres-sion d'argon le mélange réactionnel dans la solution de bisulfite qui est agitée mécaniquement. On laisse revenir à température ambiante et la phase aqueuse est épuisée par le dichlorométhane (3,2 L initialement, puis 3 L, puis deux fois 2L~. Les phases organiques réunies sont alcalinisées , ~l2~ 7~;~
I)ar a(lditiorl de 2 I. de bicarbonate de sodium à 80 g/L. J.e dici~k~rolllc~harle est alors cvapore sous vide. On obtien-t ainsi 16,47 g de vincristine brute. Après sechage sous vide pendant 12 heures à -température ambiante, on obtient 15,12 g de vincristine de purete superieure à 92 %. 3.2 L of 5% sodium bisulfite. On -transfère, sous pres-argon sion the reaction mixture in the solution of bisulfite which is mechanically stirred. We let come back at room temperature and the aqueous phase is exhausted by dichloromethane (3.2 L initially, then 3 L, then two times 2L ~. The combined organic phases are made alkaline , ~ l2 ~ 7 ~; ~
I) ar a (lditiorl of 2 I. sodium bicarbonate at 80 g / LJe dici ~ k ~ rolllc ~ harle is then evapore vacuum. We obtain thus 16.47 g of crude vincristine. After vacuum drying for 12 hours at room temperature, 15.12 g are obtained of purity vincristine greater than 92%.