CZ2015383A3 - Způsob přípravy klíčového intermediátu apremilastu, využívající enzymatické štěpení racemických aminů - Google Patents

Způsob přípravy klíčového intermediátu apremilastu, využívající enzymatické štěpení racemických aminů Download PDF

Info

Publication number
CZ2015383A3
CZ2015383A3 CZ2015-383A CZ2015383A CZ2015383A3 CZ 2015383 A3 CZ2015383 A3 CZ 2015383A3 CZ 2015383 A CZ2015383 A CZ 2015383A CZ 2015383 A3 CZ2015383 A3 CZ 2015383A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
formula
amine
methoxyphenyl
ethoxy
ethyl
Prior art date
Application number
CZ2015-383A
Other languages
English (en)
Inventor
Jan Dubský
Robert Klvańa
Jindřich Richter
Petr Lehnert
Original Assignee
Zentiva, K.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zentiva, K.S. filed Critical Zentiva, K.S.
Priority to CZ2015-383A priority Critical patent/CZ2015383A3/cs
Priority to PCT/CZ2016/000061 priority patent/WO2016192694A1/en
Publication of CZ2015383A3 publication Critical patent/CZ2015383A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P41/00Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C317/00Sulfones; Sulfoxides
    • C07C317/26Sulfones; Sulfoxides having sulfone or sulfoxide groups and nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups, bound to the same carbon skeleton
    • C07C317/28Sulfones; Sulfoxides having sulfone or sulfoxide groups and nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups, bound to the same carbon skeleton with sulfone or sulfoxide groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/02Amides, e.g. chloramphenicol or polyamides; Imides or polyimides; Urethanes, i.e. compounds comprising N-C=O structural element or polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P41/00Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture
    • C12P41/006Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by reactions involving C-N bonds, e.g. nitriles, amides, hydantoins, carbamates, lactames, transamination reactions, or keto group formation from racemic mixtures
    • C12P41/007Processes using enzymes or microorganisms to separate optical isomers from a racemic mixture by reactions involving C-N bonds, e.g. nitriles, amides, hydantoins, carbamates, lactames, transamination reactions, or keto group formation from racemic mixtures by reactions involving acyl derivatives of racemic amines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Řešení se týká způsobu přípravy (S)-1-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-aminu (S)-1, respektive jeho N-acyl derivátů obecného vzorce (S)-2. Amin (S)-1 je klíčovým intermediátem v syntéze (S)-{2-[1-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-methylsulfonylethyl]-4-acetylaminoisoindolin-1,3-dionu, známého jako apremilast. Při této syntéze se amin (S)-1, případně jeho odpovídající soli, podrobují kondenzaci s 3-acetamidoftalanhydridem 4 za vznik žádaného produktu 3. Racemický 1-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)2-(methylsulfonyl)-ethyl-amin je tvořen ve skutečnosti ekvimolární směsí (1:1) dvou opačných enantiomerů (S)-1 a (R)-1. Reakce katalyzované enzymy se obecně a často vyznačují vysokou stereoselektivitou vůči substrátům. Díky tomu dochází v přítomnosti vhodného enzymu a acyl-donoru 5 přednostně k derivatizaci pouze jednoho z obou enantiomerů.

Description

Způsob přípravy klíčového intermediátu apremilastu, využívající enzymatické štěpení racemických aminů
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu přípravy (S)-l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-aminu (5)-1, respektive jeho A-acyl derivátů obecného vzorce (S)-2
(S)-1 (S)-2
Obrázek 1
Amin (5)-l je klíčovým intermediátem v syntéze (<S)-{2-[l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-methylsulfonylethyl]-4-acetylaminoisoindolin-l,3-dionu 3, známého jako Apremilast. Při této syntéze se amin (5)-1, případně jeho odpovídajících solí, podrobují kondenzaci s 3-acetamidoftalanhydridem 4 za vzniku žádaného produktu 3 (Schéma 1).
Racemický l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-amin (rac)-1 je tvořen ve skutečnosti ekvimolámí směsí (1:1) dvou opačných enantiomerů (5)-l a (/ř)-l. Reakce katalýzo váné enzymy se obecně a často vyznačují vysokou stereoselektivitou vůči substrátům. Díky tomu dochází v přítomnosti vhodného enzymu a acyl-donoru 5 přednostně kderivatizaci pouze jednoho zobou enantiomerů. Produktem této reakce je buď směs požadovaného chirálního aminu (5)-l a A-acyl derivátu (R)-2 (metoda i, Schéma 1), nebo směs aminu (*)-l a A-acyl derivátu požadovaného aminu (5)-2 (metoda ii, Schéma 1).
Schéma 1 V prvním případě (metoda i) lze opticky čistý amin (5)-l po oddělení od příslušného derivátu (R)-2 použít přímo pro syntézu Apremilastu 3. Ve druhém případě (metoda ii) se po enzymatickém štěpení a oddělení produktů uvolní požadovaný amin (5)-1 chemicky z odpovídajícího derivátu (5)-2.
Popsané enzymatické štěpení dovoluje dosáhnout teoreticky max. 50% výtěžku, jelikož obsah každého ze dvou opačných enantiomerů (5)-l a (lř)-l v racemickém aminu (rač)-1 je právě 50 %. V přítomnosti vhodného racemizačního katalyzátoru ale dochází k neustálé vzájemné přeměně (5) a (R) izomerů, a tak lze dosáhnout teoreticky až 100% výtěžku požadovaného izomeru, resp. jeho derivátu. Tato metoda je obecně známa jako enzymatická dynamická kinetická rezoluce (dále jen: DKR\ Obrázek 2). Předkládaný vynález tak představuje velice efektivní, z ekonomického pohledu výhodnou, a navíc vůči životnímu prostředí šetrnou metodu pro přípravu klíčového intermediátu syntézy Apremilastu 3, tedy (S)-l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-aminu (5)-l.
X = NH, O Y = C(=0)R"
Obrázek 2
Dosavadní stav techniky
Apremilast 3 (Schéma 1) je perorálně dostupný inhibitor fosfodiesterázy 4 (PDE4), inhibuje spontánní tvorbu faktoru nádorové nekrózy a (TNF-α), a vykazuje tak protizánětlivou aktivitu. Může být užit při léčbě psoriatické artritidy a také je testován v léčbě dalších zánětlivých onemocnění.
Apremilast 3 byl poprvé popsán jako racemická směs farmaceuticky aktivních látek (WO 2000/25777 AI; EP 1126839 B). O několik let později byl v přihlášce (WO 2003/080049) popsán konkrétní enantiomer, (S)-izomer označovaný běžně jen jako Apremilast 3, který je nositelem vlastní biologické aktivity. Pro syntézu Apremilastu 3 je tedy klíčovým intermediátem chirální amin (5)-l. V přihlášce (WO 2003/080049) je popsán postup chirálního štěpení racemického aminu (rač)-1 pomocí /V-acetyl-L-leucinu a následné použití odpovídající soli 6 pro syntézu Apremilastu 3 (Schéma 2).
(roc)-l 6 3
Schéma 2 Tímto postupem byl požadovaný enantiomer (5)-l izolován ve výtěžku 44 %, resp. 89 % (počítáno na teoretický obsah 50 % (5)-1 v racemickém aminu (rac)-1). Rovněž pozdější přihlášky (US 2008/0234359 AI; EP 2431371 AI) využívají použití vV-acetyl-L-leucinu, případně obecně derivátů chirálních aminokyselin, pro chirální štěpení racemického aminu (rac)-1 a následné použití odpovídající soli 6 pro syntézu Apremilastu 3 (Schéma 2).
Kromě výše zmíněných, je rovněž popsána řada asymetrických syntéz žádaného enantiomeru (5)-l využívajících chirálních katalyzátorů přechodných kovů, např. rhodia (US2013/217919 AI; US2014/81032 AI). Tyto postupy ovšem nejsou z ekonomického hlediska vhodné pro průmyslovou produkci (5)-l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethylaminu (5)-1, resp. Apremilastu 3.
Dynamická kinetická rezoluce (DKR, Obrázek 2) patří v dnešní době již k dobře zavedeným a hojně využívaným metodám nejen v laboratorním, ale i v průmyslovém měřítku (P. Hoyos, V. Páce, A. R. Alcántara: Adv. Synth. Catal. 2012, 354, 2585-2611; A. Schmíd, J. S. Dordick, B. Hauer, A. Kiener, M. Wubbolts, B. Witholt: Nátuře 2001, 409, 258-268; A. Kamal, M. A. Azhar, T. Krishnaji, M. S. Malik, S. Azeeza: Coord. Chem. Rev. 2008, 252, 569-592; O. Kirk, and M. W. Christensen: Org. Process Res. Dev. 2002, 6, 446-451). Průmyslově se této metody využívá i pro řadu aminů benzylového typu, tedy pro látky strukturně blízké racemickému aminu (rac)-1.
Enzymy použitelné obecně pro enzymatické štěpení či pro DKR patří do širší skupiny tzv. hydroláz (mezinárodní značení EC 5), zahrnujících např. lipázy, esterázy, peptidázy apod. Kromě volných enzymů nebo buněčných kultur lze s výhodou využít i enzymů mobilizovaných na pevných nosičích, které umožňují provádět výše zmíněné reakce i v organických rozpouštědlech bez přítomnosti vody či dalších aditiv. Jedním z nejběžněji využívaných mobilizovaných enzymů je tzv. Novozym 435®, což je lipáza B z kvasinek Candida antarctica (C AL-B) navázaná zpravidla na polymery akrylátového typu.
Vhodnými V-acyl donory 5 (Schéma 1; Y-donor v Obrázku 2) jsou nej častěji estery karboxylových kyselin 5a, méně pak volné karboxylové kyseliny 5b a jejich odpovídající anhydridy 5c, nebo vzácněji též deriváty kyseliny uhličité 5d (Obrázek 3) (C. E. Hoben, L. Kanupp, J.-E. Backvall: Tetrahedron Lett. 2008, 49, 977-979). V případě DKR se jako racemízační katalyzátory využívají nejčastěji komplexy některých přechodných kovů, zejména ruthenia, iridia, palladia, rhodia nebo vanadu (Obrázek 4), nebo dokonce přímo i přechodné kovy samotné, adsorbované případně na vhodných nosičích (např. Pd/C, Pd/CaCCb, Pd/BaSC>4, Rh/C, RI1/AI2O3 apod.).
R, = Me, Et, CF3i MeOCH2 apod. R2 = alkyly a aryly (i jakkoliv substituované) R3 = Me, Et, í-Bu, PhCH2, allyl apod.
Obrázek 3
Obrázek 4
Podstata vynálezu Předmětem vynálezu je proces přípravy (S)-l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-aminu (S)-l, respektive jeho V-acyl derivátů obecného vzorce (S)-2, využívající obecně enzymatické štěpení odpovídajícího racemického aminu (rad)-1 (<Schéma
Schéma 3
Racemický l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-amin (rač)-1 je tvořen ekvimolámí směsí (1:1) dvou opačných enantiomerů (S)-l a (Jř)-1. V přítomnosti vhodného acyl-donoru 5 a vhodného enzymu ze skupiny tzv. hydroláz (mezinárodní značení EC 3), zahrnujících např. lipázy, ester úzy, peptidázy apod., dochází přednostně k derivatizaci pouze jednoho z obou enantiomerů. Produktem takové reakce je pak buď směs požadovaného chirálního aminu (5)-1 a iV-acyl derivátu (/ř)-2 (metoda i, Schéma 3), nebo směs aminu (/ř)-l a JV-acyl derivátu požadovaného aminu (5)-2 (metoda ii, Schéma 3).
Vhodnými acyl-donory 5 (Obrázek 3 a Obrázek 5) využitelnými pro enzymatické štěpení racemického aminu (rač)A jsou obecně následující látky: a) estery karboxylových kyselin 5a, b) karboxylové kyseliny 5b, c) anhydridy karboxylových kyselin 5c nebo d) estery kyseliny uhličité (tzv. karbonáty) 5d. V případě všech těchto látek představují R ,R je R nezávisle na sobě H (s výjimkou 5c a 5d), Ci-Cis alkyl, aryl nebo heteroaryl s jedním nebo více heteroatomy, přičemž všechny tyto skupiny mohou být též dále substituovány libovolnými funkčními skupinami. Pojmem „libovolná funkční skupina“ se pro účely předkládaného vynálezu rozumí: (a) halogeny, (b) hydroxy, alkoxy nebo aryloxy skupiny, (c) amino a nitro skupiny, (d) CHO a acylové skupiny (tedy ketony), (e) deriváty karboxylových kyselin. V případě esterů 5a může být skupinou R2 též libovolná alkenyl-skupina (tedy tzv. enol-estery).
Obrázek 5 S výhodou mohou pak být využity deriváty 5a-5c, kde R1 představuje skupinu CH3. nXn (η = 1 až 3), přičemž X je libovolný Cj-Cig alkyl, libovolný halogen (F, Cl, Br a I) nebo alkoxy-skupina OR4, kde R4 značí libovolný Ci-Cis alkyl nebo Có-Cjo aryl. U esterů 5a mohou být s výhodou využity rovněž enol-estery, tedy látky kde R2 je buď vinyl, nebo isopropenyl. Vhodnými karbonáty 5d jsou pak látky, kde R představuje nezávisle na sobě Ci-Ci8 alkyl, aryl nebo heteroaryl s jedním nebo více heteroatomy, přičemž všechny tyto skupiny mohou být též dále substituovány libovolnými funkčními skupinami ve smyslu výše o uvedené definice. S výhodou pak zejména karbonáty 5d, kde R je Cj-Có alkyl, fenyl, benzyl nebo allyl.
Enzymy použitelné pro výše popsané enzymatické štěpení {Schéma 3) mohou být jakékoliv enzymy patřící do širší skupiny tzv. hydroláz (mezinárodní značení EC 3), zahrnujících např. lipázy, esterázy, peptidázy apod. Kromě volných enzymů nebo buněčných kultur lze s výhodou využít i enzymů imobilizováných na pevných nosičích, které umožňují provádět výše zmíněné reakce i v organických rozpouštědlech, bez přítomnosti vody či dalších aditiv. Z mobilizovaných enzymů lze s výhodami využít zejména tzv. Novozym 435® (E.C. 3.1.1.3; lipáza B z kvasinek Candida antarctica CAL-B navázaná na polymer akrylátového typu), Subtilisin (E.C. 3.4.21.62; proteáza z Bacillus species kovalentně vázaná na amino-akrylátovém polymeru) nebo Penicilin-G amidázu (E.C. 3.5.1.11; amidáza z Escherichia coli mobilizovaná na epoxy-akrylátovém polymeru). •5
Nečekaně bylo zjištěno, že zejména karbonáty 5d (R = C1-C3) poskytují za přítomnosti mobilizované lipázy Novozym 435® ve vysokých chemických výtěžcích, a navíc s vysokou chirální čistotou, žádaný enantiomer aminu (5)-1 ve formě příslušných karbamátů (5)-2a {Schéma 4). Nespornou výhodou takovéto transformace je možnost použití příslušných karbamátů 5d nejen jako acyl-donorů, ale též přímo jako reakčních médií. Karbonáty 5d jsou přitom běžně komerčně dostupné, levné a vůči životnímu prostředí naprosto šetrné látky. To vše jsou z hlediska průmyslové výroby, její ekonomiky a ekologických aspektů významné inovativní prvky.
Schéma 4
Enzymatické štěpení skýtá i další potenciální výhodou, kterou je výše popsaná enzymatická dynamická kinetická rezoluce (Obrázek 2). V přítomnosti vhodných racemizačních katalyzátorů lze tak totiž docílit neustálé vzájemné přeměny enantiomerů (5)-l a (R)-1, a tak lze dosáhnout teoreticky až 100% výtěžku požadovaného izomeru, resp. jeho derivátu, zatímco bez přítomnosti racemizačních katalyzátorů může být maximální výtěžek jen 50 %. Z pohledu průmyslové výroby a její ekonomiky představuje tato skutečnost rovněž nezanedbatelnou výhodu. Překvapivě bylo zjištěno, že za podmínek enzymatického štěpení racemického aminu (rac)-1, v přítomnosti vhodných racemizačních katalyzátorů, lze efektivně dosáhnout vzájemné přeměny obou enantiomerů (5)-1 a (lř)-l (v racemickém aminu zastoupených vmolámím poměru 1:1), tedy dosáhnout i chemických výtěžků žádaného enantiomerů (5)-1 ve formě příslušných derivátů (5)-2 přesahujících 50 % (,Schéma 5). Vhodnými racemizačními katalyzátory pro tuto transformaci se ukázaly být především některé komplexy přechodných kovů, s výhodou pak komplexy ruthenia - tzv. Shvo-katalyzátory 7a a 7b (Obrázek 4).
Schéma 5
Podrobný popis vynálezu Předmětem vynálezu je proces přípravy (S)-l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-aminu (5)-1, respektive jeho V-acyl derivátů obecného vzorce (5)-2, využívající obecně enzymatického štěpení odpovídajícího racemického aminu (rac)-l. Předmětem vynálezu je dále též proces přípravy (5)-l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-aminu (5)-1, respektive jeho iV-acyl derivátů obecného vzorce (5)-2, využívající obecně tzv. enzymatické dynamické kinetické rezoluce (Obrázek 2, Schéma 5), tedy enzymatického štěpení v přítomnosti libovolných racemizačních katalyzátorů. Předmětem vynálezu je rovněž převedení derivátů obecného vzorce (5)-2 na chirální amin (5)-7 a jeho využití pro přípravu apremilastu 3 (Schéma 7).
Racemický l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-amin (rač)-1 je tvořen ekvimolámí směsí (1:1) dvou opačných enantiomerů (5)-l a (R)-l. V přítomnosti vhodného acyl-donoru 5 a vhodného enzymu ze skupiny tzv. hydroláz (mezinárodní značení EC 3) dochází kderivatizaci přednostně pouze jednoho zobou enantiomerů. Produktem takové reakce je pak buď směs požadovaného chirálního aminu (S)-1 a τΥ-acyl derivátu (R)-2 (metoda i, Schéma 3), nebo směs aminu (R)-l a V-acyl derivátu požadovaného aminu (*S)-2 (metoda ti, Schéma 3).
533 R, — MeOCH2; R2= Me 5ds R3 = M© 5ab R, = MeOCH2; R2 =/-Pr 5db R3 = Et 5ac R1 = CH3;R2 = Et 5dc R3 = CH2Ph 5ad = CH3; R2 = /-Pr 5ae R, = CH3; R2 = CH=CH2
Sae R, = CH3; R2 = C(CH3)=CH2 5af R1 = CF3;R2 = Et
Obrázek 6
Vhodnými acyl-donory 5 (Obrázek 6) využitelnými pro enzymatické štěpení racemického aminu (rac)-1 jsou obecně následující látky: a) estery karboxylových kyselin 5a, b) karboxylové kyseliny 5b, c) anhydridy karboxylových kyselin 5c nebo d) estery kyseliny uhličité (tzv. karbonáty) 5d. V případě všech těchto látek představují R*,R2 R3 nezávisle na sobě H (s výjimkou 5c a 5d), Ci-Cis alkyl, aryl nebo heteroaryl sjedním nebo více heteroatomy, přičemž všechny tyto skupiny mohou být též dále substituovány libovolnými funkčními skupinami. Pojmem „libovolná funkční skupina“ se pro účely předkládaného vynálezu rozumí: (a) halogeny, (b) hydroxy, alkoxy nebo aryloxy skupiny, (c) amino a nitro skupiny, (d) CHO a acylové skupiny (tedy ketony), (e) deriváty karboxylových kyselin. V případě esterů 5a může být skupinou R2 též libovolná alkenyl-skupina (tedy tzv. enol-esterý). S výhodou lze pak využít především buďto estery obecného vzorce 5a, v konkrétním případě estery 5aa - 5af, nebo karbonáty obecného vzorce 5d, konkrétně látky 5da - 5dc (1Obrázek ď). Všechny zmíněné acyl-donory 5a a 5d jsou kapalné látky, běžně komerčně dostupné, a navíc levné, takže je lze s výhodou využít nejen jako acyl-donorů, ale rovněž jako reakčních médií (rozpouštědel), která jsou navíc šetrná k životnímu prostředí.
Enzymy použitelné pro výše popsané enzymatické štěpem {Schéma 5) mohou být jakékoliv enzymy patřící do širší skupiny tzv. hydroláz (mezinárodní značení EC 3), zahrnujících např. lipázy, esterázy, peptidázy apod. Kromě volných enzymů nebo buněčných kultur lze s výhodou využít i enzymů mobilizovaných na pevných nosičích, které umožňují provádět výše zmíněné reakce i v organických rozpouštědlech, bez přítomnosti vody či dalších aditiv. Z imobilizovaných enzymů lze s výhodami využít zejména tzv. Novozym 435® (E.C. 3.1.1.3; lipáza B z kvasinek Candida antarctica CAL-B navázaná na polymer akrylátového typu), Subtilisin (E.C. 3.4.21.62; proteáza z Bacillus species kovalentně vázaná na amino-akrylátovém polymeru) nebo Penicilin-G amidázu (E.C. 3.5.1.11; amidáza z Escherichia coli imobilizovaná na epoxy-akrylátovém polymeru). Překvapivě bylo zjištěno, že zejména karbonáty 5d (R3 = C1-C3), s výhodou pak dimethyl-karbonát 5da, a také estery karboxylových kyselin 5a, s výhodou pak zvláště estery methoxyoctové kyseliny 5aa a 5ab, poskytují za přítomnosti mobilizovaných lipáz, s výhodou pak s imobilizovanou lipázou Novozym 435®, ve vysokých chemických výtěžcích, a navíc s vysokou chirální čistotou, žádaný enantiomer aminu (5)-l ve formě příslušných derivátů (5)-2aa, resp. (5)-2ba {Schéma 6).
Schéma 6
Imobilizované lipázy jsou vysoce odolné vůči prostředí běžných rozpouštědel i vůči zvýšeným teplotám. Výše uvedené reakce {Schéma 6) je tak možné provádět buď bez přítomnosti jakýchkoliv rozpouštědel {acyl-donory 5 slouží zároveň jako rozpouštědlo), nebo v široké škále běžně dostupných rozpouštědel. Mezi použitelná rozpouštědla patří alifatické či aromatické uhlovodíky a jejich halogen-deriváty, ethery, alkoholy, deriváty karboxylových kyselin (např. amidy a nitrily), nebo deriváty síry jako např. sulfony a sulfoxidy. S výhodou pak lze využít zejména ethery jako ř-butyl methyl ether (MTBE), cyklopentyl methyl ether (CPME) nebo cyklický 2-methyltetrahydrofuran (MeTHF). Z ekonomického a environmentálního hlediska je ale ještě výhodnější provádět výše zmíněné enzymatické štěpení {Schéma 6) bez použití rozpouštědel. S výhodou lze využít především dimethyl-karbonát (DMC), který v konkrétním případě slouží nejen jako acyl-donor 5, ale i rozpouštědlo. DMC je znám, a často doporučován, jako levné, a přitom k životnímu prostředí šetrné, rozpouštědlo.
Vlastní reakci lze provádět v širokém teplotním rozmezí. Teplota reakČní směsi má vliv hlavně na rychlost reakce: se zvyšující se teplotou se reakce zrychluje, čili se zkracuje reakční čas. Výše zmíněné reakce je vhodné provádět při zvýšených teplotách (v závislosti na použití případného rozpouštědla a jeho fyzikálních vlastnostech), s výhodou v rozmezí teplot 50 až 125 °C. Překvapivě bylo zjištěno, že za podmínek enzymatického štěpení racemického aminu {rac)-\, v přítomnosti vhodných racemizačních katalyzátorů, lze efektivně dosáhnout vzájemné přeměny obou enantiomerů (5)-l a (2ř)-1 (v racemickém aminu zastoupených v molámím poměru 1:1), tedy dosáhnout i chemických výtěžků žádaného enantiomerů (5)-l ve formě příslušných derivátů (5)-2 přesahujících 50 % {Schéma 5). Vhodnými racemizačními katalyzátory pro tuto transformaci se ukázala být celá řada komplexů přechodných kovů, jakož i přechodných kovů samotných, ať již volných, nebo adsorbovaných na různých nosičích {Obrázek 4). S výhodou lze využít především tzv. „Shvo-katalyzátorů “ 7a a 7b v kombinaci s acyl-donory 5aa, 5ab a 5da a s imobilizovanou lipázou Novozym 435® jako enzymem {Schéma 7). Za těchto podmínek lze získat příslušné deriváty {S)-2 požadovaného aminu (5)-l v chemických výtěžcích až 90 % (tj. 40 % nežádoucího enantiomeru {R)-1 přeměněno), přičemž chirální čistota dosahuje až 97 %.
Schéma 7
Pro využití chráněných derivátů {S)-2 na přípravu apremilastu 3 {Schéma 1), je nejprve nutné je vhodným způsobem převést na požadovaný volný amin (5)-1 (metoda «, Schéma 1). Acylové skupiny RCO patří mezi skupiny běžně využívané pro chránění aminů. Díky tomu je popsána celá řada metod a činidel umožňujících provedení takových transformací dokonce i za velmi mírných podmínek. V konkrétním případě derivátů (5)-2aa a (5)-2ba lze k přeměně na volný amin (5)-1 využít stejně úspěšně buď silných kyselin, nebo silných bází {Schéma 8). Vhodnými kyselinami jsou jakékoliv silné minerální kyseliny, s výhodou pak zejména HC1, HBr nebo H2S04. Jak silné báze lze využít např. hydroxidy alkalických kovů či kovů alkalických zemin, s výhodou pak LiOH, NaOH, KOH a Ba(OH)2. Dále též některé uhličitany, s výhodou zejména Na2C03 a K2C03.
($)-2aa (S)-2ba (S)-1
Schéma 8 V obou výše zmíněných případech (využití kyselin nebo bází) se vlastní reakce mohou provádět v širokém teplotním rozmezí, s výhodou ale při teplotách od 50 do 150 °C, v závislosti na použitém činidle a rozpouštědle. Jako rozpouštědla lze pro oba přístupy použít především protická polární rozpouštědla, včetně vody, nebo jejich směsi saprotickými polárními rozpouštědly, s výhodou např. s ethery jako dimethoxyethan, tetrahydrofuran a dioxan. Vhodnými protickými rozpouštědly jsou: a) voda; b) alkoholy obecného vzorce R4OH, kde R4 značí libovolný Q-Cg alkyl (rozvětvený i nerozvětvený); c) dioly obecného vzorce HO-R5-OH, kde R5 značí (CHR6)n, přičemž n = 2-4 a R6 značí nezávisle na sobě H, C1-C3 alkyl nebo CH2OH; d) dioly obecného vzorce HO-R5-OH, kde R5 značí [(CH2)n Z(CH2)n]m, přičemž nezávisle na sobě je: n = 1-4, m = 1-4 a Z značí O, S nebo NR7, kde R7 je H nebo libovolný CpCg alkyl substituovaný případně další hydroxy skupinou; e) kapalné karboxylové kyseliny obecného vzorce R COOH kde R značí H nebo libovolný Ci-Cg alkyl. Ze zmíněných protických rozpouštědel lze s výhodou použít především vodu, methanol, ethanol, propanoly, butanoly, ethylenglykol, propylenglykoly, diethanolamin a triethanolamin. V případě karbamátu (5)-2aa lze případně k jeho transformaci na volný amin (5)-1 využít též dalších specifických činidel jako např. trialkyl-halogensilanů obecného vzorce (R9)3SiX, kde R9 představuje nezávisle na sobě Q-Cď alkyl a X může být Cl, Br nebo I. S výhodou lze využít zejména trimethyl-silyl jodidu Me3SiI (TMSI), přičemž vlastní reakci lze provést v různých polárních rozpouštědlech, s výhodou pak v dichlormethanu nebo v acetonitrilu.
Vynález je blíže objasněn v následujících příkladech provedení. Tyto příklady, které ilustrují zlepšení postupu podle vynálezu, mají výhradně ilustrativní charakter a rozsah vynálezu v žádném ohledu neomezují.
Experimentální část
Obecné:
Chemická čistota všech zmiňovaných látek byla stanovována pomocí vysoce účinné kapalinové chromatografie (HPLC vybavené UV/VIS detektorem). Analýzy byly prováděny na koloně XSelect® HSS Cl8 SB (100x4,6 mm; 2,5 pm stacionární fáze) za použití směsi acetonitril/10 mM fosfátový pufr (pH = 2,5) jako mobilní fáze (teplota 45 °C; průtok 0,8 ml/min; detekce při 230 nm).
Chirální čistota (obecně stereochemická čistota) všech zmiňovaných látek byla stanovována pomocí vysoce účinné kapalinové chromatografie (HPLC vybavené UV/VIS detektorem). Analýzy byly prováděny na koloně Chiracel® OZ-3 (150x4,6 mm; 3 pm stacionární fáze) za použití směsi hexan/ethanol 75:25 jako mobilní fáze (teplota 35 °C; průtok 1,2 ml/min; detekce při 280 nm).
Pojmem „laboratorní teplota" se pro účely následujícího, i předchozího textu rozumí rozmezí teplot od 22 do 26 °C. Není-li uvedeno jinak, pojmem „ekvivalent" (nebo zkráceně ,,ekv.“) se v následujícím textu a tabulkách vždy rozumí „molámí poměr". Údaj ee značí „enantiomemí přebytek" (v procentech) čistého izomeru (R nebo S) v jeho směsi s racemátem (RS), a pro jeho výpočet platí: ee = (|R - S\)/(R + 5)· 100 = \%R - %S\ [%].
Zkratky a názvy chemických sloučenin: (rad)-1 l-(3-Ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-amin (5)-l (5)-l-(3-Ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-amin (iř)-l (R)-1 -(3-Ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-amin 2aa Methyl (1 -(3 -ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)ethyl)karbamát (5)-2aa Methyl (5)-(1-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2- (methylsulfonyl)ethyl)karbamát (*S)-2ba (S)-N-( 1 -(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl)-2- methoxyacetamid
Novozym 435 Lipáza B z kvasinek Candida antarctica (E.C. 3.1.1.3; CAL-B) imobilizovaná na methakrylátovém polymeru (>5000 U/g). TMSI Trimethyl-silyl jodid DMC Dimethyl-karbonát
MeTHF 2-Methyltetrahydrofuran MTBE /-Butyl methyl ether CPME Cyklopentyl methyl ether Příklady Příklad 1
Methyl (5)-(1-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsuIfonyl)ethyl)karbamát (5)-2aa 0,13 g (0,48 mmol) racemického aminu (rac)-l se suspenduje ve směsi CPME (0,4 ml) a dimethyl-karbonátu (0,1 ml). Do bílé suspenze se přidá Novozym 435 (60 mg) a směs se za mírného míchání udržuje při teplotě 85-90 °C. Po 43 hodinách je v reakční směsi 44 % výchozího aminu 1 a 53 % karbamátu 2aa. Reakční směs se za horka přefiltruje a filtrát se zahustí za sníženého tlaku. Záhustek se rozmíchá ve 2M vodné HC1 a extrahuje se 2x 3 ml dichlormethanu. Spojené organické extrakty se zahustí. Takto se získá 75 mg karbamátu 2aa (47 %) s obsahem (5)-2aa 92 %. Příklad 2
Methyl (S)-( 1 -(3 -ethoxy-4-methoxy fenyl)-2-(methylsulfonyl)ethyl)karbamát (5)-2aa 0,13 g (0,48 mmol) racemického aminu (rac)-l se suspenduje ve směsi CPME (0,4 ml) a dimethyl-karbonátu (0,1 ml). Do bílé suspenze se přidá Novozym 435 (60 mg) a 5% Pd na CaC03 (16 mg). Směs se za mírného míchání udržuje při teplotě 80 °C. Po 24 hodinách je v reakční směsi 45 % výchozího aminu 1 a 53 % karbamátu 2aa. Reakční směs se za horka přefiltruje a filtrát se zahustí za sníženého tlaku. Záhustek se rozmíchá ve 2M vodné HC1 a extrahuje se 2x 3 ml dichlormethanu. Spojené organické extrakty se zahustí. Takto se získá 75 mg karbamátu 2aa (47 %) s obsahem (5)-2aa 82 %. Příklady 3-7
Methyl (S^-(l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)ethyl)karbamát (S)-2aa
Postup uvedený v Příkladu 1 byl přesně opakován v následujících experimentech. Veškeré, a jediné, změny (druh rozpouštědla, teplota, reakění doba, případně přídavek katalyzátoru) jsou specifikovány v Tabulce 1.
Tabulka 1. a Obsah karbamátu 2aa v reakění směsi (dle HPLC); b Obsah (S)-2aa v izolovaném karbamátu 2aa (dle HPLC).
Příklad 8
Methyl (S)-( 1 -(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)ethyl)karbamát (5)-2aa 0,13 g (0,48 mmol) racemického aminu (rac)-1 se suspenduje v dimethyl-karbonátu (0,5 ml). Do bílé suspense se přidá Novozym 435 (60 mg). Směs se za mírného míchání udržuje při teplotě 70 °C. Po 40 hodinách je v reakění směsi 25 % karbamátu 2aa. Reakění směs se za horka přefiltruje a filtrát se zahustí za sníženého tlaku. Záhustek se rozmíchá ve 2M vodné HC1 a extrahuje se 2x 3 ml dichlormethanu. Spojené organické extrakty se zahustí. Takto se získá 35 mg karbamátu 2aa (22 %)s obsahem (<S)-2aa 92 %. Příklad 9
Methyl (5)-(1 -(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)ethyl)karbamát (5)-2aa 0,13 g (0,48 mmol) racemického aminu (rac)-1 se suspenduje v dimethyl-karbonátu (0,5 ml). Do bílé suspense se přidá Novozym 435 (60 mg). Směs se za mírného míchání udržuje při teplotě 90 °C. Po 18 hodinách je v reakění směsi 44 % karbamátu 2aa. Reakění směs se za horka přefiltruje a filtrát se zahustí za sníženého tlaku. Záhustek se rozmíchá v methanolu (5 ml). Bílý krystalický produkt se odsaje a vysuší. Takto se získá 44 mg karbamátu 2aa (28 %)s obsahem (S)-2aa 92 %. Příklad 10
Methyl (S)-( 1 -(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)ethyl)karbamát (5)-2aa 0,13 g (0,48 mmol) racemického aminu (rac)-1 se suspenduje v dimethyl-karbonátu (0,5 ml). Do bílé suspense se přidá Novozym 435 (100 mg). Směs se za mírného míchání udržuje při teplotě 90 °C. Po 5 hodinách je v reakění směsi 46 % karbamátu 2aa. Reakění směs se za horka přefiltruje a filtrát se zahustí za sníženého tlaku. Záhustek se rozmíchá v methanolu (5 ml). Bílý krystalický produkt se odsaje a vysuší. Takto se získá 40 mg karbamátu 2aa (25 %)s obsahem (5)-2aa 97 %. Příklad 11
Methyl (S)-( 1 -(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)ethyl)karbamát (*S)-2aa 0,13 g (0,48 mmol) racemického aminu (rac)-1 se suspenduje v dimethyl-karbonátu (0,5 ml). Do bílé suspense se přidá Novozym 435 (100 mg) a 52 mg (0,048 mmol) racemizačního katalyzátoru 7a (Obrázek 4). Směs se za mírného míchání udržuje na teplotě 90 °C. Po 5 hodinách je v reakění směsi přítomno 90 % karbamátu 2aa. Reakění směs se za horka přefiltruje a filtrát se zahustí za sníženého tlaku. Záhustek se rozmíchá v methanolu. Bílý krystalický produkt se odsaje a vysuší. Takto se získá 108 mg karbamátu 2aa (68 %)s obsahem (*S)-2aa 97 %. Příklad 12 (S)-N-( 1 -(3 -ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl)-2-methoxyacetamid (S)-2ba K 0,342 g (1,251 mmol) racemického aminu (rac)-1 se přidá 50 mg Novozymu 435,20 ml CPME; 0,87 ml (8,757 mmol) methyl-methoxyacetátu 5aa a reakění směs se míchá 37 h při 105 °C. Vzniklá směs s obsahem 48 % příslušného amidu 2ba se přefiltruje, zahustí za sníženého tlaku na odparce, a produkt se izoluje pomocí sloupcové chromatografie na silikagelu (směs ethylacetát/hexan jako mobilní fáze). Takto se získá 199 mg (46 %) krystalické látky (5)-2ba o chirální čistotě ee 97 % a chemické čistotě 99,3 % (HPLC). Příklad 13 (S)-N-( 1 -(3 -ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl)-2-methoxyacetamid (5)-2ba K 0,342 g (1,251 mmol) racemického aminu (rac)-1 se přidá 50 mg Novozymu 435,20 ml CPME a 0,121 ml (8,757 mmol) isopropyl-methoxyacetátu 5ab a reakění směs se míchá 37 h při 105 °C. Vzniklá směs s obsahem 47 % příslušného amidu 2ba se přefiltruje, zahustí za sníženého tlaku na odparce, a produkt se izoluje pomocí sloupcové chromatografie na silikagelu (směs ethylacetát/hexan jako mobilní fáze). Takto se získá 194 mg (45 %) krystalické látky (5)-2ba o chirální čistotě ee 95 % a chemické čistotě 99,2 % (HPLC). Příklad 14 (iS)-V-(l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl)-2-methoxyacetamid(5)-2ba K 0,342 g (1,251 mmol) racemického aminu (rac)-1 se přidá 50 mg Novozymu 435, 136 mg (0,1251 mmol) racemizačního katalyzátoru 7a (Obrázek 4), 20 ml CPME a 0,87 ml (8,757 mmol) methyl-methoxyacetátu 5aa. Reakční směs se míchá 37 h při 105 °C. Vzniklá směs se přefiltruje, zahustí za sníženého tlaku na odparce, a produkt se izoluje pomocí sloupcové chromatografie na silikagelu (směs ethylacetát/hexan jako mobilní fáze). Takto se získá 346 mg (80 %) krystalické látky (<S)-2ba o chirální čistotě ee 97 % a chemické čistotě 99.4 % (HPLC). Příklad 15 (5)-V-(l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl)-2-methoxyacetamid (<S)-2ba K 0,342 g (1,251 mmol) racemického aminu (rac)-1 se přidá 50 mg Novozymu 435, 136 mg (0,1251 mmol) racemizačního katalyzátoru 7b (Obrázek 4), 20 ml CPME a 0,87 ml (8,757 mmol) methyl-methoxyacetátu 5aa. Reakční směs se míchá 37 h při 105 °C. Vzniklá směs se přefiltruje, zahustí za sníženého tlaku na odparce, a produkt se izoluje pomocí sloupcové chromatografie na silikagelu (směs ethylacetát/hexan jako mobilní fáze). Takto se získá 389 mg (90 %) krystalické látky (*S)-2ba o chirální čistotě ee 97 % a chemické čistotě 99.4 % (HPLC). Příklad 16 (S)-1 -(3-Ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-amin (5)-1 K 345 mg (1 mmol) amidu (5)-2ba z Příkladu 15 se přidá 0,5 g triethanolaminu a 0,5 ml 50% (váhově) vodného roztoku NaOH. Směs se v baňce zahřívá postupně až na 120 °C a při této teplotě s v zahřívání a míchání pokračuje dalších 6 hodin. Po ochlazení na laboratorní teplotu se reakční směs zředí vodou (5 ml) a extrahuje toluenem (3x 5 ml). Spojené toluenové fáze se promyjí vodou (2x 5 ml) a solankou (lx 5 ml). Po odpaření za sníženého tlaku na odparce se získá 243 mg (89 %) krystalického aminu (5)-1 o chirální čistotě ee 97 % a chemické čistotě 99,7 % (HPLC). Příklad 17 (S)-1 -(3 -Ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-amin (5)-l K 331 mg (1 mmol) karbamátu (5)-2aa získaného podle postupu v Příkladu 11 se přidají 2 ml ethylenglykolu a 0,5 ml 50% (váhově) vodného roztoku KOH. Směs se v baňce zahřívá při 100 °C po dobu 12 hodin. Po ochlazení na laboratorní teplotu se reakční směs zředí vodou (10 ml) a extrahuje se MTBE (3x 5 ml). Spojené etherové fáze se promyjí vodou (2x 5 ml) a solankou (lx 5 ml). Po odpaření za sníženého tlaku na odparce se získá 249 mg (91 %) krystalického aminu (5)-l o chirální čistotě ee 92 % a chemické čistotě 99,5 % (HPLC). Příklad 18 (5)-1 -(3-Ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-amin (<S)-1 K roztoku 331 mg (1 mmol) karbamátu (5)-2aa získaného podle postupu v Příkladu 11 v 10 ml suchého DCM se přidá 215 μΐ TMSI (1,5 mmol) a směs se zahřívá k varu po dobu 12 hodin. Reakční směs se poté zahustí za sníženého tlaku na odparce, zředí vodou (10 ml), a po neutralizaci 1M vodným roztokem NaOH se extrahuje MTBE (3x 5 ml). Spojené etherové fáze se promyjí vodou (2x 5 ml) a solankou (lx 5 ml). Po odpaření za sníženého tlaku na odparce se získá 211 mg (77 %) krystalického aminu (5)-l o chirální čistotě ee 94 % a chemické čistotě 99,7 % (HPLC). Příklad 19 (S)-1 -(3-Ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl-amin (5)-1 K 331 mg (1 mmol) karbamátu (5)-2aa získaného podle postupu v Příkladu 11 se přidají 2 ml komerčního roztoku HBr v kyselině octové (33% roztok - váhově) a směs se míchá při teplotě 25 °C po dobu 24 hodin. Reakční směs se zahustí za sníženého tlaku na odparce, zředí vodou (10 ml), a po neutralizaci 1M vodným roztokem NaOH se extrahuje MTBE (3x 5 ml). Spojené etherové fáze se promyjí vodou (2x 5 ml) a solankou (lx 5 ml). Po odpaření za sníženého tlaku na odparce se získá 257 mg (94 %) krystalického aminu (5)-l o chirální čistotě ee 94 % a chemické čistotě 99,2 % (HPLC). Příklad 20 (5)- (2-[l -(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-methylsulfonylethyl]-4-acetylaminoisoindolin-l ,3-dion (3)
Do 25 ml baňky bylo předloženo 137 mg (0,5 mmol; 97 % ee) (5)-l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethylaminu (5)-l (viz Příklad 16), 108 mg (0,525 mmol) 3-acetamidoftalanhydridu 4 a 5 ml ledové kyseliny octové. Směs byla refluxována přes noc, a pak ochlazena na laboratorní teplotu. Poté byla směs zahuštěna za sníženého tlaku a residuum bylo rozpuštěno ve 25 ml ethylacetátu. Výsledný roztok byl promyt vodou (2x5 ml), nasyceným vodným roztokem NaHC03 (2x5 ml), solankou (2x5 ml) a vysušen síranem sodným. Rozpouštědlo bylo odpařeno za sníženého tlaku a zbytek byl krystalován ze směsi ethanol / aceton 2:1 (objemově). Vyloučené krystaly byly izolovány filtrací na fritě, promyty ethanolem a vysušeny za sníženého tlaku (0,5 kPa) při 60 °C. Takto se získalo 194 mg Apremilastu 1 (výtěžek 84 %, 97 % ee, HPLC 99,8 %). Příklad 21 (S)-{2-[l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-methylsulfonylethyl]-4-acetylaminoisoindolin-l,3-dion (3)
Do 50 ml baňky bylo předloženo 1,21 g (4,43 mmol; 97 % ee) (5)-l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethylaminu (5)-l (získaného postupem z Příkladu 16), 954 mg (4,65 mmol) 3-acetamidoftalanhydridu 4 a 18 ml ledové kyseliny octové. Směs byla refluxována 3h a ochlazena na 20 °C. Poté bylo přidáno pomalu 35 ml vody, za stálého míchání byla směs naočkována krystaly Apremilastu 3 (10 mg) a míchána dále při 20 °C po dobu 15 hodin. Vyloučené krystaly byly odsáty, promyty směsí kyselina octová-voda (objemový poměr 2:5) a vysušeny za sníženého tlaku. Bylo získáno 1,875 g nažloutlých krystalů produktu 3 (výtěžek 92 %, 98 % ee, HPLC 99,1 %).

Claims (14)

  1. Patentové nároky
    1. Způsob přípravy apremilastu, (S)-{2-[l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-methylsulfonylethyl]-4-acetylaminoisoindolin-l,3-dionu vzorce 3
    vyznačující se tím, že zahrnuje reakci racemického aminu vzorce (rac)-l
    kde Me je methyl a Et je ethyl s N-acyl donory vzorce 5,
    kde Rje H, Ci-Cie alkyl, Có-Ch aryl nebo C1-C9 heteroaryl s jedním nebo více heteroatomy, nebo Ci-Ci 8 alkoxy skupina, přičemž všechny tyto skupiny mohou být též dále substituovány libovolnými funkčními skupinami; donor je OH, libovolná C1-C18 alkoxy-, C1-C9 aryloxy-, Ci-Cu alkylthio-skupina nebo Cj-Cis acyloxy-skupina; v přítomnosti enzymu ze skupiny hydroláz, s výhodou v přítomnosti racemizačního katalyzátoru, přičemž vzniká buď (i) přímo chirální amin vzorce (<S)-1,
    nebo (ii) iV-acylovaný amin vzorce (5)-2,
    ((S)-2) který se působením báze nebo kyseliny v přítomnosti rozpouštědla převede na chirální amin (5)-1, přičemž amin (5)-l získaný v kroku (i) nebo (ii) se dále podrobí reakci s 3-acetamidoftalanhydridem vzorce 4
    za vzniku apremilastu vzorce 3.
  2. 2. Způsob přípravy podle nároku 1 vyznačující se tím, že iV-acyl donor je vybrán z řady esterů karboxylových kyselin vzorce 5a, karboxylových kyselin vzorce 5b, anhydridů karboxylových kyselin vzorce 5c nebo derivátů kyseliny uhličité vzorce 5d výhodně ve formě esterů karboxylových kyselin vzorce 5a a derivátů kyseliny uhličité vzorce 5d, kde R^R2, R3 jsou nezávisle na sobě H, s výjimkou vzorců 5c a 5d, Ci-Cig alkyl, aryl nebo heteroaryl s jedním nebo více heteroatomy, přičemž všechny tyto skupiny mohou být též dále substituovány libovolnými funkčními skupinami.
  3. 3. Způsob přípravy podle nároku 1 a 2 vyznačující se tím, že iV-acyl donor je ester karboxylových kyselin vzorce 5a a je vybrán z řady methyl-methoxyacetát, isopropyl-methoxyacetát, ethyl-acetát, isopropyl-acetát, vinyl-acetát, isopropenyl-acetát nebo ethyl-trifluoracetát, výhodně pak methyl-methoxyacetát.
  4. 4. Způsob přípravy podle nároku 1 a 2 vyznačující se tím, že N-acyl donor je derivát kyseliny uhličité vzorce 5d vybraný z řady dimethyl-karbonát, diethyl-karbonát nebo dibenzyl-karbonát, výhodně pak dimethyl-karbonát.
  5. 5. Způsob přípravy podle nároku 1-4 vyznačující se tím, že enzym ze skupiny hydroláz je vybrán z řady lipáz, esteráz nebo peptidáz, které jsou volné nebo imobilizované na pevných nosičích, přičemž výhodně se jedná o Novozym 435, tj. lipáza B z kvasinek Candida Antarctica zpravidla navázaná na polymery akrylátového typu, Subtilisin nebo Penicilin-G amidázu.
  6. 6. Způsob přípravy podle nároku 1-5 vyznačující se tím, že reakce racemického aminu vzorce (mc)-l s iV-acyl donorem vzorce 5 probíhá v přítomnosti racemizačního katalyzátoru, kterým je přechodný kov vybraný z řady Ru, Ir, Pd, Pt nebo Rh, který je volný nebo adsorbovaný na nosiči vybraném z řady aktivní uhlí, oxid hlinitý a uhličitan vápenatý, nebo to jsou komplexy přechodných kovů vybraných z řady Ru, Ir, Pd, Rh nebo V, s výhodou komplexy přechodných kovů zejména tzv. Shvo-katalyzátory.
  7. 7. Způsob přípravy apremilastu podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že zahrnuje reakci racemického aminu vzorce (rac)-l s dimethyl-karbonátem za působení Novozymu 435, výhodně v přítomnosti racemizačního katalyzátoru, za vzniku methy 1-(5)-(1 -(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)ethyl)karbamátu vzorce (5)-2aa.
    8. (5)-(1 -(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)ethyl)karbamát (5)-2aa.
  8. 9. Způsob přípravy apremilastu podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že zahrnuje reakci racemického aminu vzorce (rac)-1 s methyl-methoxyacetátem nebo isopropyl-methoxyacetátem za působení Novozymu 435, výhodně v přítomnosti racemizačního katalyzátoru za vzniku (5)-JV-(l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl)-2-methoxyacetamidu vzorce (S)-2ba.
    10. (S)-N-( 1 -(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl)-2-methoxyacetamidu (5)-2ba
  9. 11. Použití (S)-(l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)ethyl)karbamátu vzorce (S)-2aa nebo (S)-N-(l -(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)-ethyl)-2- methoxyacetamidu vzorce (5)-2ba pro přípravu apremilastu.
  10. 12. Způsob přípravy apremilastu podle nároku 1-7 a 9 vyznačující se tím, že vV-acylovaný amin vzorce (5)-2 je převeden v přítomnosti rozpouštědla na volný amin (5)-l působením kyseliny vybrané z řady kyselina chlorovodíková, bromovodíková, sírová nebo báze vybrané ze skupiny LiOH, KOH, NaOH, Ba(OH)2, Na2C03, K2C03.
  11. 13. Způsob přípravy podle nároku 12, vyznačující se tím, že TV-acylovaný amin vzorce (5)-2 je vybrán z methyl-(S)-(l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2- (methylsulfonyl)ethyl)karbamátu nebo (S)-N-( 1 -(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2- (methylsulfonyl)-ethyl)-2-methoxyacetamidu.
  12. 14. Způsob přípravy apremilastu podle nároku 1 až 7, 9,12 vyznačující se tím, že rozpouštědlo je vybráno z řady protických polárních rozpouštědel jako je voda, Cl-8 alkoholy, dioly, C1-C8 karboxylové kyseliny nebo jejich směsi saprotickými polárními rozpouštědly vybranými ze skupiny etherů jako dimethoxyethan, THF a dioxan, s výhodou je rozpouštědlem voda, methanol, ethanol, ethylenglykol, propylenglykol, diethanolamin, dimethoxyethan, THF, dioxan nebo jejich směsi.
  13. 15. Způsob přípravy apremilastu podle kteréhokoliv z nároků 1 až 7, 9, 12 až 14 vyznačující se tím, že reakce aminu vzorce (5)-l s 3-acetamidoftalanhydridem vzorce 4 je prováděna v přítomnosti vody, organického rozpouštědla nebo jejich směsi, přičemž organické rozpouštědlo je s výhodou vybráno ze skupiny, která zahrnuje C2-C5 karboxylové kyseliny, zejména kyselina octová, nitrily C2-C5 karboxylových kyselin, zejména acetonitril, a polární aprotická rozpouštědla jako např. dimethylformamid, dimethylacetamid, dimethylsulfoxid, dále pak uhlovodíky s výhodou např. toluen, xyleny, α,α,α-trifluortoluen, chlorbenzen a n-butyl chlorid.
  14. 16. Způsob přípravy apremilastu podle nároku 1 vyznačující se tím, že zahrnuje reakci racemického aminu (rac)-l s dimethyl-karbonátem za působení Novozymu 435 za vzniku methyl (S)-(l-(3-ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-(methylsulfonyl)ethyl)karbamátu vzorce (5)-2aa, výhodně v přítomnosti racemizačního katalyzátoru, přičemž vzniklý karbamát je převeden s použitím kyseliny bromovodíkové v přítomnosti kyseliny octové na chirální amin vzorce (5)-1, který následnou reakcí s 3-acetamidoftalanhydridem vzorce 4 v ledové kyselině octové dává žádoucí (S)- {2-[ 1 -(3 -ethoxy-4-methoxyfenyl)-2-methylsulfonylethyl]-4- acetylaminoisoindolin-l,3-dion vzorce 3.
CZ2015-383A 2015-06-05 2015-06-05 Způsob přípravy klíčového intermediátu apremilastu, využívající enzymatické štěpení racemických aminů CZ2015383A3 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-383A CZ2015383A3 (cs) 2015-06-05 2015-06-05 Způsob přípravy klíčového intermediátu apremilastu, využívající enzymatické štěpení racemických aminů
PCT/CZ2016/000061 WO2016192694A1 (en) 2015-06-05 2016-06-02 A process for preparing the key intermediate of apremilast, using enzymatic resolution of the racemic amines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-383A CZ2015383A3 (cs) 2015-06-05 2015-06-05 Způsob přípravy klíčového intermediátu apremilastu, využívající enzymatické štěpení racemických aminů

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ2015383A3 true CZ2015383A3 (cs) 2016-12-14

Family

ID=56463986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2015-383A CZ2015383A3 (cs) 2015-06-05 2015-06-05 Způsob přípravy klíčového intermediátu apremilastu, využívající enzymatické štěpení racemických aminů

Country Status (2)

Country Link
CZ (1) CZ2015383A3 (cs)
WO (1) WO2016192694A1 (cs)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10494342B2 (en) 2015-08-26 2019-12-03 Glenmark Life Sciences Limited Process for the preparation of apremilast
IT201600083132A1 (it) * 2016-08-05 2018-02-05 Dipharma Francis Srl Procedimento per la preparazione di un inibitore della fosfodiesterasi 4
IT201700020784A1 (it) * 2017-02-23 2018-08-23 Dipharma Francis Srl Procedimento per la preparazione di un inibitore selettivo della fosfodiesterasi 4
CA3216107A1 (en) * 2021-04-26 2022-11-03 Amgen Inc. Process for synthesizing apremilast

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981267A (en) * 1996-01-24 1999-11-09 The Scripps Research Institute Enantioselection of amines using homocarbonates with hydrolase
US6020358A (en) 1998-10-30 2000-02-01 Celgene Corporation Substituted phenethylsulfones and method of reducing TNFα levels
US7893101B2 (en) 2002-03-20 2011-02-22 Celgene Corporation Solid forms comprising (+)-2-[1-(3-ethoxy-4-methoxyphenyl)-2-methylsulfonylethyl]-4-acetylaminoisoindoline-1,3-dione, compositions thereof, and uses thereof
US6962940B2 (en) 2002-03-20 2005-11-08 Celgene Corporation (+)-2-[1-(3-Ethoxy-4-methoxyphenyl)-2-methylsulfonylethyl]-4-acetylaminoisoindoline-1,3-dione: methods of using and compositions thereof
DE102006028818A1 (de) * 2006-06-21 2007-12-27 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung enantiomerenangereicherter Amine und Amide durch enzymatische Racematspaltung
RU2536865C2 (ru) 2009-05-14 2014-12-27 Тяньцзинь Химэй Байо-Тек Ко., Лтд. Производные тиофена
US9126906B2 (en) 2012-02-21 2015-09-08 Celgene Corporation Asymmetric synthetic processes for the preparation of aminosulfone compounds
US8981117B2 (en) 2012-09-14 2015-03-17 Celgene Corporation Processes for the preparation of isoindole compounds and isotopologues thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016192694A1 (en) 2016-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109836362B (zh) 一种制备手性(2s,3r)-对甲砜基苯丝氨酸乙酯的方法
CZ2015383A3 (cs) Způsob přípravy klíčového intermediátu apremilastu, využívající enzymatické štěpení racemických aminů
TWI628158B (zh) 新穎方法及中間物
CZ329692A3 (en) Process for preparing optically pure (+)-r-2-phenoxypropionic acids esters
CA2724828A1 (en) Process for the stereoselective enzymatic hydrolysis of 5-methyl-3-nitromethyl-hexanoic acid ester
EP1992609A1 (en) A process for the preparation of a (S)(+)-3-(aminomethyl)-5-methylhexanoic acid
JP2009046467A6 (ja) (s)(+)−3−(アミノメチル)−5−メチルヘキサン酸の調製方法
NZ568971A (en) Preparation of gamma-amino acids having affinity for the alpha-2-delta protein
JPS592694A (ja) 遊離Lα−アミノ酸の製造法
CN111072718A (zh) 一种l-草铵膦的制备方法
EP1724253A2 (en) Production method of optically active diphenylalanine compounds
JP2013173677A (ja) (1r,2s)−1−アミノ−2−ビニルシクロプロパンカルボン酸エステルの製造法
EP2725012A1 (en) 1-amino-2-vinyl cyclopropane carboxylic acid amide, salt of same, and method for producing same
Tengeiji et al. A new method for production of chiral 2-aryloxypropanoic acids using effective kinetic resolution of racemic 2-aryloxycarboxylic acids
Kovalevsky et al. Concise enantioselective synthesis of non-proteinogenic α-aminoacids via an organocatalytic Mannich-type reaction
CN1121383C (zh) 地尔硫䓬合成的废产物的再利用方法
JP5010266B2 (ja) 光学活性ビフェニルアラニン化合物またはその塩およびそのエステルの製造方法
WO2006094800A2 (en) Cascade reaction process
US5831119A (en) Process for the preparation of aminoacetic acids with a tertiary hydrocarbon radical in the α-position, or their nitriles
EP2319825A1 (en) Enzymatic synthesis of enantiomerically enriched derivatives of cis- and trans-cyclopentane-1,2-diamines
JPH064578B2 (ja) 光学活性シアノ化合物の製造方法
JP2008510761A (ja) ジアリールシクロアルキル誘導体の製造方法
CN112142616B (zh) 一种α,α-二取代的含手性季碳中心的α-苯甲酰氨基酸甲酯类化合物的合成方法
JP2005520552A (ja) ラセミのN−アシル化β−アミノカルボン酸からの光学的活性β−アミノカルボン酸の製造方法
CN108017552B (zh) 一种α-羟基-β-氨基酸单一立体异构体的合成方法