CZ206299A3

CZ206299A3 - Způsob přípravy enantiomerně obohaceného THREO-metalfenidátu

Info

Publication number: CZ206299A3
Application number: CZ992062A
Authority: CZ
Inventors: Susan Faulconbridge; Hooshang Shariari Zavareh; Graham Robert Evans; Marianne Langston
Original assignee: Medeva Europe Limited
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1997-12-11
Publication date: 1999-09-15
Also published as: NO992875D0; NO992875L; AU7847098A; HUP0001604A2; WO1998025902A1; EP0948484A1; PL334136A1; CA2272373A1; HUP0001604A3; JP2001506621A

Description

Způsob přípravy enantiomemě obohaceného THRE( Vmelylfenidátu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přípravy enantiomemě olxihaceného íhreo-melylíenidátu, a zejména biologického štěpeni a separace enantiomerů (optických izomérů) z kyselinové adiční soli tlireo-metylfenidálu. a dále se tyká i dosaženi enantiomemiho přebytku (ee) jednoho z enantiomerů ve směsi.

Dosavadní stav techniky

Metylíenidát je terapeutická látka široce ixiuživaná v léčbě poruch označované jako hyperaktivita při nedostatku pozornosti. Je sledovanou drogou.

Metylíenidát byl poprvé jňipraven jako směs eiythro- a Ihrco- racemálú. Patent US-A2957880 popisuje studie dvou raeemickýeh směsi. Při této studii bvl učiněn objev, ž.e terapeutická aktivita spočívá v threo stereoizomeru (disastereoizomeru). Nyní se tedy předpokládá, že výhodnou terapeutickou aktivitu způsobuje d-threo /čili (R.Rý enantiomer. Použitím tohoto enantiomerů se zabývají patenty WO-,4.-9703671. WO-A-9703672 a WO-A9703673, jejichž obsah je zde uveden.

Rozštěpeni metyllenidátu bylo dosaženo s použitím drahého 1,1'-binaftyl-2,2'-diylhydro(sekund. )íosjoreěnanu, který žto způsob uvádí Patrick aj. v časopise .1. Pliannaeology hxperim. 1 herapeuties, 241:1 52-1 58 (1987). Patrick aj. také dosáhli mírného zlepšení enantiočistoty threo-metylfenidát.hydrochloridu krystalizaeí, a to od 95-97 % až do 99 % ec. \vní se ví. že tento prixluk! je kontaminován štěpícím činidlem a-iiebo kyselinou íilalinovou; viz také W( >-A~97J717ó.

Ve vynálezech W< )-3-97271 76 a W< )-3-073285 I je uvedeno, že rozštěpeni inetylfenidáhi se dosáhne hospodárněji s |x>užitim bud’ 0.0 -diaroyhinné nebo nienthoxyoetové kvseliny. Tímto štěpením se dojde k d-lhico-mety líenidátu s vvsokým ee (enantiomerním přebytkem) a chemickou čistotou, např. s obsahem pod 2 hmot. % štěpícího činidla a. nebo rilalinove kyseliny .

Všeobecně řečeno, racemat a jednotlivé enantiomery (optické slereoizomery) nějaké soli některé chirální sloučeninv . jako je threo-metylíenidát. mají v pevném stavu různou (odlišnou)

....

krystalickou formu. V důsledku toho taková sůl v roztoku bude mít enantomenú složení odpovídající jejímu bodu maximální rozpustnosti (bude mít eutektické složení), a toto složení je závislé na rozpustnosti racemické soli a solí jednoho enantioineru. Poměr rozpustností alfa je dán poměrem rozpustnosti racemické soli dělené rozpustnosti soli jednoho z enantiomerů.

Podstata vynálezu

Jedno hledisko tohoto vynálezu je založeno na objevu, že určité krystalické solí threometylfenidátu, v němž protiíonl je achirální, umožňují zvýšení enantiomemiho přebytku (ee) rekrystaizycLkrystalizací částečně obohaceného materiálu ve vhodném roz]xiuštědle. Zejména bylo překvapivě zjištěno, že v případě threo-metylfenidátu určité soli jednoho enantiomerů vykazovaly mnohem nižší rozpustnost ve směsi metanol TBMJL (lerc.butyl-metyléter), než odpovídající racemál.

Druhé hledisko tohoto vynálezu je založeno na objevu, že (R.R)-metylfenidát 1 lze snadno získat biokatafyliekým štěpením racemické sloučeniny o vzorci 2 (v tiémž pro názornost je vyznačen jeden enantiomer), a to s použitím řady enzymů hvdiolázy.

Podrobný popis vynálezu

Podle prvního hlediska tohoto vynálezu a vhodným použitím částečně enantiomemč obohacené soli lze k získáni v podstatě enantiomemč čistého threo-metylfenidátu použil krvstalizace. Výchozím materiálem je tlii eo-metylťenidátová sůl enantiomemč obohacena nad eutektiekv bod. λ’ případě soli threo-nictylíenidát.hydrochlorid euteklický bod byl na základě rozpustnosti změřen pří 25 oce. To znamená, že sul threo-metylfenidál.l ICI se složením enantiomeni větším než. 25 °o ee poskytne po krystalizací obohacený materiál.

fíproti kiystatizaci uváděné Fatňckem a jinými lze tedy přímou kiy stalizací úspěšně obohatit soli supra, threometvllemdátu se značně nižší enantiomemí čistotou a to až do rozsahu

- 95 o. výhodněji 50 - 95 %. a nejvýhodněji 79 - 95 o. Způsob podle vynálezu má tedy

značnou vy užitelnost zejména v případě, že výchozím materiálem je threo-metvlfenidát se je možno odstranit, a to např. až do úrovně 2 hmotnostních % nebo méně, tedy ne více než 0,5 až 1 hmotn. %. Je výhodné, že zde není žádné chemické štěpící činidlo, jako je lomu při biologickém štěpení či asymetrické syntéze. Pii nejmenšíni v těchto dvou posledních případech není výchozí materiál kontaminován štěpícím činidlem. Nový krystalizační proces může být použit např. v kombinaci s novým biokalalytickým štěpením.

Nové biologické štěpení může mít následující provedení (uvádíme pouze jako příklad):

i) kdy R \le: enantioselektivní hydrolýza nežádoucího (S,S)-metylfenidátu (1-threo) poskytuje (S.S)-ritalinovou kyselinu, která se snadno separuje od nezreagovanélio (R,R)-metylfenidátu extrakcí do zředěného vodného roztoku alkálii.

ii) kdy R Me: (nebo jiná nižší alkylskupina): enantioselektivní hydrolýza (R,R)meiylíenidátu (d-lhreo), po niž. následuje izolace (R,R)-ritalinové ky seliny a chemická esterifikace. Pro maximální využiti atomu může být provedeno recyklování nezreagovaného (S.S)-melylfenidálu (1-threo), a to postupem popsaným ve vynálezu \V( t-A-9728124.

iii) kdy R l 1: enantioselektivní esterifikace (R,R)-ritalinové kyseliny poskytuje (R,R)melvlíenidát přímo.

iv) kdy R II: enantioselektivní esterifikace (S.S)-ritalinové kyseliny, následovaná separací od (R.R)-antipodu a chemickou esterifikací posledního.

V porovnání s klasickým štěpením způsob biologického štěpení podle tohoto vynálezu poskytuje četné vý hody, včetně mírných reakčních podmínek (teplota místnosti, malý ekologické dopad). úspor na nákladech tím, že není nutné použit stecliiomelrického množství štěpícího činidla, a včetně snadnějšího zpracováni (např v určitých případech jednoduchým dělením iozpoušlédly místo rozkladem (krakováním) soli).

Vhodné biokatalyzátory lze snadno nalezl, jak bude zřejmé z Přikladu 1 Je výhodné, že biokatalyzátor skytá dostatečné stupeň obohacení, takže žádaného produktu dosáhneme účinněji, např. na hodnotu nejméně 20 % ee. výhodněji nejméně 40 % ee. a nejvýhodněji nejméně 50 °» ee. tedv až k dosažení v podstatě jednoho enantiomeru. který má např. 80 % ne1)0 90 % ee.

Nového krystalizačního procesu je možno použít k obohacení (např. nejméně na 95 %) materiálu, ktciý má sám již. vysoké procento ee, a to v případě, že tento materiál byl vyroben v chemicky čistě lormě, a že bylo použito účinnější štěpící činidlo, než je 1,1 -binařtyl-2,2'divl-sekundánú fosfát. Jeden takový způsob je popsán ve vynálezech WO-A-9727176 a WOA-9732851.

Rozpouštědlo použité ve vynálezu si snadno zvolí každý pracovník, který' je běžně obeznámen s oborem. Tak např. rozpouštědlo musí být dostatečně polární, jako je např. alkohok který' může být použit volitelně s jiným rozpouštědlem, jako je např. éter. Je možno použít také aprotické rozpouštědlo, jako je acetonitril nebo aceton. Výhodná je smčs metanolu a PIJME.

Sůi použita ve vynálezu má vzorec;

kde PIX je jakákoliv achiráíní kyselina, která vytvoří vhodnou súl. Vhodnost soli pro použití podle vvnálezu si běžně zručný odborník snadno otestuje v krystalizačni proceduře. výhodným HX je hydrohalíd. a jako X je výhodnější brom nebo chlor.

Pro úéetv porovnáni hyl raeemat dl-rhreo-meiyU’enidát.Hv'1 (1.0 g) uveden do suspenze v 1 í) mJ směsi 1 : 1 metanol:TBME (7.4 g) a při 25 ··(? míchán po dobu 16 hodin. Pevný materiál bvl shromážděn na filtru a reakční nádobku byla vy my ta s 10 rul PIJME, lim by lo získáno 0.640 g pevného prectpitátu. Matečný louh byl odpařen do sucha a poskytnul 0.340 g bílé sušiny. lírdiž dl-threo-inetvlíenidát.lIC.T ma rozpustnost 34 mg na ml směsi 1 : 1 Me<bifl BMP při 25 C.

Tento experiment bvi opakován s použitím 2*1 % ee, 25 ^:)o ee a jediného enantiomerů di thieo-tnelvlfenidátT ICl. V fabulec 1 jsou uvedeny tyto a.(ine vysLdky rozpustnosti, získané s použiiun v podstatě stejného postupu. V tabulkách MP11 Ihreo-tnelvltenidal. PPI preeipii.it. a ML S matečný louh.

Tabulka 1 uvádí měřeni rozpustnosti pro !hico-me!y!-íemdáthydroeh!ori<l s různým enantioniemún složením (racernát nebo obohaceni na d-enanljomer). a lake příldadné dernonslruje jedno provedeni tobolo vynálezu, loii/ zvýšeni ee. dosažené rozpuštěním ♦ · · materiálu ve směsi 1 : l metanol: ΓΒΜΕ prí 25 °C, a separaci nerozpustného materiálu. Bodem maximální rozpustnosti je 25 % ee, čímž je definováno eulektieké složení a poměr rozpustnoslí ix 34,0/17,0 2,0. Zvýšeni ee je malé, je-li počáteční ee 30 %, a vzroste pouze na 31,9 %, je-li však počáteční ee vyšší, pozorujeme progresivní zvýšeni

Tabulka 1

ee MPIl.llCl	ee PP I	ecMLS	Rozpustnost (mg/ml)
0 %	-	-	34,0
20 %	I 5.9 %	25.0 %	36,0
25%	19,9 %	............24,7 %	40,0
30 %	31,9% ......	22.6%	33.0
50 %	54,4 %	24,3 %	.. _____________________________ ... 27,7
«>».............	70.7 %	25.1 %	26,5
73 %	93.0 %	46,0 %	25,5
99%	*	.....	17,0 l . . . - _______ _____ .. .. ........

V jiném provedeni tohoto vynálezu postup obohaceni lze uskutečnil prostým působením chlorovodíku v metanolu na roztok volné báze threo-metylíěnidátu nati eutektiekým bodem ( -25 % ee), a izolováním výsledného preeipitálu. Výsledky této řady experimentů jsou uvedeny v Tabulce 2.

t abulka 2

Vvtíli	i ee PP I (% výtěžku)	ί ee V1ES (% výtěžku)
82 - l-threo	97.0 %(Ó5 %)	' 36.9% (35%)
87 % - l-threo	98,0% (69%)	35.7% <23%)
88 % - l-threo	97,8 % (78 ⁿn)	32.1% (21%)
91 % - d-threo	’ 99,2% (80%)	43,6% (19 %)
94 % - d-threo	: 99.7 %<86 %>	72.3 % (8 %)
95 % - d-threo	' 99.0% (90%)	36,5 % (6%)

Vynález je podrobněji znázorněn v následujících Příkladech.

• fl · ·

Příklad 1

Enzymy vhodné pro biologické slepení byly identifikovány podle následujícího vylučovacího postupu (před]>isu).'

I 00 mg racetnického threo-metyiíenidálu (volná báze) bylo rozpuštěno ve 100 mM fosfátového pufru upraveného na pil 7. Bylo přidáno asi 50 mg (nebo ekvivalent v mililitrech) každého enzymu přicházejícího v úvahu a reakce probíhaly (inkubovaly) při 30 °C po dobu 24 hodin za mírného míchání. Pro účely hodnotící zkoušky bylo do fioly (lékovky) odměřeno 40pJ reakční směsi a ponecháno přes noc odpařovat v desikáloru nad KOH, Potom byl zbytek rozpuštěn v 1 ml roztoku ΓΡΛ 2 % dietylaminu a nerozpuštěný materiál byl odstraněn v odstředivce. Enantiomerní složení nezreagovaného threo-metylfenidátu zbývajícího v roztoku bylo analyzováno metodou hplc (vysokotlakou kapalinovou chromatografii) na koloně Cliirapak Al) s použitím směsi heptan IPA dietylamin v poměru 90 : 10 : 0,2 ph rychlosti 0,5 ml/min a λ

227 nm. Bylo zjištěno, že ritalinová kyselina rovněž přítomná v roztoku neruší detekci cnantiomemích metylesterú.

Reprezentativní výsledky byly získány s použitím α - chymohrypsinu (Sigma). Při jeho použití jxtmčr enantiomerů (SS : RR) v nezreagovaném substrátu činil 79,5 : 20,5.

Přiklad 2 d-lhreo-metylíenidal.HCI obohacený na d-enanliomer (73 ^l’í> ee) (0,950 g) byl suspendován v 10 tni směsi metáno] : TBME (7,7 g) v poměru 1:1; mícháno při 25 °C po dobu 16 hodin. Pevný nialciial bvi shromážděn na filtru a reakční nádobka byla wmvta s 10 m) TBME. l im bylo získáno 0.725 g pevného preeipitátu s přebytkem enantiomerů 93,0 %. Matečný louh byt odpařen do sucha a poskytnul 0,255 g bílé sušiny s enantiomerním přebytkem 46.0 °«. Tudíž d-lhren-nielylfěnidát.Ht '1 (73 ee) má rozpustnost 25,5 mg·'ml směsi t : 1 Met >1 I . I BMI· při 25 ' ('.

Příklad 3 d-threo-metySiemdát .1 ICl obohacený na d-enanlioinet 1 50 '« ee) (1,00 g) byl uveden do suspenze v 10 ml směsi metanol : TBME s poměrem 1 : I (7,9 g) a míchán při 25 ď po dobu hodin. Pevný- materiál lni zachycen na filtru a reakční nádobka byla vymyla s 10 ml TBME.

l im bylo získáno 0,710 g pevného preeipitátu s přebytkem enantiomerů 54.4 %. Matečný louh * * · · • v

99··

Přiklad 7 d-threo-metylfenidát. obohacený d-enanliomerem (91.3 % ce) (11,50 g) byt přidán do 23 mi metanolu a míchán při 40 - 50 ‘V za stálého probublávání plynného cldorovodíku reakční směsí po dobu 10 minul. Reakční směs byla potom zahřívána na úrovni deílegmatoru po dobil 5 minut. Potom bylo do reakční směsi přidáno 23 ml TBME a směs byla ponechána jednu hodinu na zeliladnutí na teplotu okolí, a konečné byla chlazena jednu hodinu při 0,^:;C. Pevný materiál byl zachycen na íiltin a reakční nádobka byla vymyla s 23 ml TBME. lim bylo získáno 10,60 g (79,7 %) pevné sraženiny s přebytkem enantiomeru 99,2 % . Matečný louh byl odpařen do sucha a bílá sraženina vážila 2,50 g (18,8 %) a přebytek enanliomeru činiJ 43,6 %.

K prokázání širší použitelnosti vynálezu jsme připravili odpovídající bromovodíkovou súl. Za prvé, dl-threo-metylfenidát (0,86 g; 3,71 mmol) a bromid amonný (0,436 g; 4,45 mmolu) jsme přidali do 10 ml metanolu a míchali pri 25 po dobu 10 minut. Rozpouštědlo jsme odstranili pod vakuem, a tento proces byl opakován ještě dvakrát. Výsledný bily krystalický materiál byl přidán do 25 ml diehlonnetanu a zíiltrován přes celkový filtr. Tím bylo získáno 0,97 g bílé látky (83,3 %). Teplota táni 205,6 T. v,_1Mpl v ič oblasti (pro KBr) 1 730 em ’.

Výsledný raeemál dl-tlireo-nietvlťenidátu.HBt (0,500 g) bvl uveden do suspenze v 5 ml směsi metanol : TBMP 1 : I (3,80 g) a míchán pri 25 X ‘ po dobu 16 hodin. Pevný materiál byl zachycen na filtru. l im bylo získáno 0.355 g pevného precipitátů. Matečný louh byl odpařen do sucha, a tím se získalo 0,140 g bílé sušiny. Tudíž, dl-threo-metylfěnidát.J IBr má rozpustnost 28mg tni směsi 1 : 1 McOPÍ : 1 BMP pri 25 X ’

Za druhé, do 10 ml metanolu byl přidán d-threo-nietvl-íenidát (0,86 g; 3,71 mmolu) a bromid amoiuiý (0,436 g; 4,4 5 mmolu); mícháno pri 25 'X¹ po dobu 10 minut. Rozpouštědlo bvlo odstraněno pod vakuem, a tento proces bvl opakován ještě dvakrát. Výsledný bilv krystalicky materiál byl přidán do 25 ml diehlonnetanu a /filtrován [třes celino \ filtr i im bvlo získáno 0.75 g bíle pevne latkv (64,4 «). která ma teplotu tam 222,6 ^:X’ a v„_lir, \ ič oblasti (pro KBr) 1730 cm'¹.

Výsledně jediný enati lioni cr. a sice d-threo-inety líenidát.I IBr (1.0 g). bvl uveden do suspenze v 5 ml směsi (4.00 g) metanol : ΓΒΜΕ 1:1. míchán pri 25 X’ po dobu 16 hodin. Pevný materiál byl zachycen na libru, l íni se získalo 0,4.30 g pevne sraženiny. Matečné touhy

byly odpařeny do sucha, a tun se získalo 0,070 g bílé sušiny. 1 udíž rozpustnost d-threo rnetylíenidáťu.HBr činí 14,0 mg na 1 nit směsi MB >H : FBNl·, 1 : 1 při 25 °C.

Claims

I⁵ Λ Γ Ε. Ν Τ Ο V Ε Ν A R 0 Κ Υ

1. Způsob zvýšení enantiomenůho přebytku (ee) enantiomemě obohacené směsi enantiomerů kyselinové adiční soli threo-melylfenidátu. v y z n a č u j i c t se lim, že adiční kyselina je achiialní a že /.působ spočívá v krystalizaci z rozpouštědla nebo v parciálním rozpouštění v rozpouštědle, a je-li třeba, způsob spočívá laké v odstranění zbytku štěpícího činidla, které může být přítomno,
2. Způsob podle nároku 1, vy značujíci se I i m. že po rozpuštění předem připravené kyselinové adiční soli v rozpouštědle následuje kiystalizace.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t i tn. že po přidáni kyseliny k roztoku volné báze threo-melylfenidátu následuje krystalizace.
4. Způsob podle kteréhokoliv z předešlých nároků, vyznačující se li m. že před krystalizaci kyselinové adiční soli počáteční enanliomemí přebytek činí nejméně 25 % ee.
5. Způsob podle nároku 4, v y z n a č u j i c i se t i m, že počáteční ce činí 25 až 95 %.
6. Způsob podle nároku 4. vy zna č u j i c i se tím. že počáteční ee činí 50 až 95 %.
7. Způsob podle nároku 4, v y z n a č u j i e i se tím, že počáteční ee ěini 70 až 95 %.

ří Způsob podle kteréhokoliv z předešlých nároků, vyznačující se t i m, že směs enantiomerů obsahuje méně než 2 hmot. °ó štěpícího činidla.
9. Způsob podle kteréhokoliv z. předešlých nároků, v y z n a č u j i e i se t i m, že kyselinou je hytlrohalid,
10. Způsob podle nároku 9, v y znač u j i c i se t i tn. že kyselinou je Hl'l.
11. Způsob podle nároku 9, v y z n a č u j i c i se l i m, že kyselinou je HBr.
12. Způsob podle kteréhokoliv z předešlých nároků, v y zna č u ji c i se t i m. že se jim připraví d-tlu eo-metvlfenidál.hvdrochlond s enantionierni čistotou přes 9X n ee.

1 V Způsob podle kteréhokoliv z předeslveli nároků, vy značujivi se ti m, že se použije po klasickém štěpení a že výhodné umožňuje odstraněni štěpícího činidla.

!4. Způsob podle kteréhokoliv z nároku 1 až. 12. v y z. n a o u j i e i se t i m. že se použije po asymetrické synteze.
1 5. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 1 2. v y z n a č u j i c i se ti m. že se použije po biologickém štěpeni.

10. Způsob přípravy enantiomemě obohaceného d-threo-nietvllenidátu.

v v / n a č u j i e i se I i ni. že se biokatalvlieky štěpí raeemieká sloučenina o vzorci φ * <* jejíž relativní stereochemie je threo, a kde R je vodík nebo metylskupina,
17. Způsob podle nároku 16. vy zn a č u j í c í se tím, že racemický thieo-melylíénidál se podrobí hydrolýze za přítomnosti enzymu, který vykazuje enantioselektivini.
18. Způsob podle nároku 16. v y z n a é u j í c í se tím. že racemická ritalinová kyselina se podrobí esterifikací za přítomnosti enzymu, který' vykazuje enantioselektivilu.
19. Způsob podle nároku 17 nebo 18. v v z n a č u j i c i se í i m. že dále zahrnuje ještě konvenční chemickou esterifikací (KRRritalinové kyseliny.
20. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 17 až 18. v y znač u j ící se t i m. že enzymem je iz-chyniotiypsin (z hovězí slinivky břišní).
21. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 16 až 20, vyznačující se lim. že použity enzym je v imobilizované formě.
22. Způsob podle nároku 15. vy znaóujicí se I i m. že biologické štěpení se provede podle kteréhokoliv z nároků 16 až 21.