CZ286683B6

CZ286683B6 - Process for preparing azacyclohexapeptides

Info

Publication number: CZ286683B6
Application number: CZ19972525A
Authority: CZ
Inventors: Kevin M Belyk; Dean R Bender; Regina M Black; David L Hughes; William Leonard
Original assignee: Merck & Co Inc
Priority date: 1995-02-10
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 2000-06-14
Also published as: FI120693B; AU692071B2; WO1996024613A1; BR9607721A; HUP9901085A2; EA199700170A1; ATE309266T1; CZ286767B6; SK283115B6; YU49459B; FI973281A0; HRP960054A2; YU8496A; TW515805B; MX9706101A; US5552521A; EP0808330A1; CN1127515C; HK1004676A1; HU229780B1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zlepšeného způsobu výroby azacyklohexapeptidů stereoselektivním způsobem s vysokým výtěžkem při současném snížení počtu kroků dosud používaných syntéz.

(Z této přihlášky byl vyloučen způsob přípravy, při kterém se používá opačného pořadí kroků I a II syntézy.)

Dosavadní stav techniky

Podstatou vynálezu je zlepšený způsob výroby určitých azacyklohexapeptidů druhu, který se popisuje v US patentu No. 5,378,804 z 3. 1. 1995. Původní způsob syntézy těchto sloučenin vyžadoval 5 stupňů a nebyl výrazně stereoselektivní nebo neměl vysoký výtěžek. Známé redukce primárních amidů, jako je hydrogenace, kovové hydridy a elektrochemická redukce, vyžadují takové podmínky, které jsou nekompatibilní s jinými amidy a funkčními skupinami v řadě pneumokandinů. Redukce jsou nedostatečně chemoselektivní mezi různě substituovanými amidy. Zde popisovaný nový způsob eliminuje dva kroky a dosahuje vyšších výtěžků a snadnější syntézu analogů sloučenin.

Podstata vynálezu

Vynález se týká způsobu přípravy azacyklohexapeptidů obecného vzorce (I)

kde

-1 CZ 286683 B6

R¹ znamená C₉ až C₂i alkyl,

C₉ až C₂j alkenyl,

C] až C₁₀ alkoxyfenyl,

C] až Cm alkoxynaftyl, nebo Cj až Cjo alkoxyterfenyl;

nebo jejich farmaceuticky přijatelných adičních solí s kyselinami a optických izomerů a stereoizomerů stejně jako racemických směsí.

Azacyklohexapeptidy připravené způsobem podle předkládaného vynálezu se ukázaly jako použitelné při léčení houbových infekcí a pro léčení a prevenci infekcí způsobených Pneumocystis carinii, které se často vyskytují u pacientů s nízkou imunologickou odolností, jako jsou pacienti s AIDS.

Vynález se týká způsobu přípravy sloučenin obecného vzorce (I) stereoselektivním způsobem s vysokým výtěžkem, který z dříve používaných syntetických metod odstraní dva kroky.

V celé přihlášce a přiložených nárocích bude zahrnovat daný chemický vzorec nebo název všechny optické izomery a stereoizomery stejně jako racemické směsi, pokud takové izomery a směsi existují.

Termín alkyl označuje přímý, větvený nebo cyklický řetězec uhlovodíkových skupin, například methyl, ethyl, n-propyl, izopropyl, n-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, cyklopentyl, cyklohexyl, cyklohexylmethyl apod.

Termín cykloalkyl označuje alkyly obsahující 3 až 15 atomů uhlíku bez střídajících se dvojných vazeb mezi atomy uhlíku nebo dvojných vazeb v rezonanci.

Termín alkenyl označuje skupiny, jako například vinyl, l-propen-2-yl, l-buten-4-yl, 2-buten4-yl, l-penten-4-yl, l-penten-5-yl apod. Termín alkoxy označuje oxyalkylové skupiny s přímým nebo větveným řetězcem, jako například methoxy, ethoxy, butoxy, heptoxy, dodecyloxy apod.

Sloučeniny podle předkládaného vynálezu se obecně získávají jako směsi stereoizomemích forem, ve kterých jedna forma obvykle převažuje. Podmínky pro získání převážně požadovaného izomerů mohou být zvoleny pomocí obvyklých znalostí odborníka v oboru. Sloučeniny s výhodnou stereoizomemí formou se zde označují jako „normální“ forma a jde o sloučeniny, ve kterých skupina v poloze „C-5-om“ je v uvedené poloze pod rovinou. Označení „epi“ bylo použito pro sloučeniny, ve kterých skupina v poloze „C-5-om“ je nad rovinou. Poloha „C-5om“ se definuje jako uhlík 5 na složce 4-hydroxyomitinu.

Farmaceuticky přijatelné soli vhodné jako kyselé adiční soli jsou soli kyselin jako chlorovodíková, bromovodíková, fosforečná, sírová, maleinová, citrónová, octová, vinná, jantarová, šťavelová, malonová, glutamová apod., přičemž zahrnují i další kyseliny příbuzné farmaceuticky přijatelným solím, vyjmenovaným v Journal of Pharmaceutical Science, 66:2 (1977).

Ve výhodném provedení zahrnuje způsob podle vynálezu krok, při kterém se redukuje azacyklohexapeptidová sloučenina obecného vzorce II

-2CZ 286683 B6

za poskytnutí redukované azacyklohexapeptidové sloučeniny obecného vzorce III:

která se dále thiofenolem převádí na fenylsulfid azacyklohexapeptidu obecného vzorce IV:

který se záměnou fenylthioskupiny ethylendiaminem stereo selektivně převádí na azacyklopeptid obecného vzorce I.

Sloučenina obecného vzorce II, kde R¹ znamená dimethyltridecyl, může být produkována kultivací Zalerion arboricola ATCC 20868 v živném médiu obohaceném manitolem jako primárním zdrojem uhlíku, jak se popisuje v US patentu No. 5,021,341 z 4. 6. 1991.

to Výhodný azacyklohexapeptid vzorce 1-1 vyrobený způsobem podle vynálezu je ukázán dále:

-4 CZ 286683 B6

HO (ScQIDNo. 1)

Vynález je ilustrován následujícími kroky, kde jsou pro jasnější ukázku způsobu podle vynálezu uvedeny výhodné reaktanty. V následujícím reakčním schématu znamená R¹ dimethyltridecyl.

Reakční schéma

HO

Krok I

THF (ScO ID No. 1)

(ScO ID No. 1)

Krok II thiofenol acetonítríl/TFA

-6CZ 286683 B6

Krok lil ethylendiamin (ScQ ID No. 1)

CZ 286683 Β6

Jak je ukázáno výše, krok 1 zahrnuje redukci amidu (sloučenina obecného vzorce II) na amin s použitím boranového komplexu, jako je boran s tetrahydrofuranem (THF), dimethylsulfidem, difenylsulfidem, dibenzylsulfidem, 1,4-oxathianem, nebo BH₂C1 s dimethylsulfidem nebo kovový borid jako je ZrCú/NaBřU nebo TiCIVNaBHi v THF nebo jiném vhodném rozpouštědle. Redukci je možno také provádět použitím boridů titanu nebo zirkonu nebo boranových komplexů s amoniakem, dimethylaminem, pyridinem nebo piperazinem. Výhodná redukční činidla zahrnují boranové komplexy s tetrahydrofuranem (THF, dimethylsulfidem, difenylsulfidem, dibenzylsulfidem, 1,4-oxathianem nebo BH₂C1 s dimethylsulfidem nebo kovový borid jako je ZrCU/NaBHi nebo TiCh/NaBH» v THF nebo jiné vhodném rozpouštědle. Veškerý amid, který nebyl zredukován, se oddělí s použitím chromatografie s reverzní fází.

Krok II zahrnuje reakci sloučeniny obecného vzorce III s thiofenolem v acetonitrilu a kyselině trifluoroctové (TFA) za vzniku meziproduktu obsahujícího fenylsulfid. Pro vytvoření meziproduktu v dobrém výtěžku bude možno použít jakékoliv kyseliny střední síly. Je možno použít také jiných sulfidů, jako je 4-methoxythiofenol, 2-merkapto-l-methylimidazol a 2merkaptobenzimidazol. Sloučenina obecného vzorce III se extrahuje nanesením zředěného reakčního roztoku na kolonu C-18 s reverzní fází a elucí methanolem.

Použité množství TFA je určující pro rychlost záměny, stejně jako pro další vytváření nežádoucího sulfidu na homotyrozinovém úseku cyklického peptidu. Bylo zjištěno, že nej lepší výtěžek a reakční dobu poskytuje od přibližně 5 až 25 % TFA v acetonitrilu s výhodným rozmezím TFA od přibližně 7 až 15 %.

Množství vody ve výchozím materiálu v reakční směsi výtěžek výrazně neovlivnilo.

Pro výtěžek konečného produktu je také kritické množství thiofenolu, které se v tomto kroku použije. Nej lepší výtěžek poskytlo 3 až 5 ekvivalentů.

Jako nejlepší podmínky pro vytváření sulfidu bylo nalezeno 5 ekvivalentů thiofenolu v 10% TFA/acetonitril při 0 °C. Za těchto podmínek bylo získáno po extrakci na pevné fázi 65 až 70 % výtěžku.

Krok 3, záměna fenylthioskupiny, obchází předešlou cestu, která probíhala přes sulfonový meziprodukt. Fenylsulfid se ponechá reagovat se samotným ethylendiaminem (1 : 3) při pokojové teplotě za poskytnutí sloučeniny obecného vzorce 1-1 v 95 % výtěžku. Reakce může probíhat při teplotě přibližně 10 °C až 40 °C po dobu přibližně 0,5 až 6,0 hod. S výhodou reakce probíhá při pokojové teplotě přibližně 1,5 hodin. Reakci je také možno provádět s použitím ethylendiaminu rozpuštěného ve vhodném rozpouštědle, jako voda, methanol, ethanol, izopropylalkohol, tetrahydrofuran, trifluorethanol, dichlorethan nebo acetonitril.

Vynález se popisuje podrobněji v následujících příkladech, ve kterých všechny díly, podíly a procenta jsou hmotnostní, pokud není uvedeno jinak. V příkladech znamená R¹ dimethyltridecyl.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

a) Syntéza a separace sloučeniny obecného vzorce III ze sloučeniny obecného vzorce II

Sloučenina obecného vzorce II (15,9 g, čistota 89 plošných procent, 3,4 % hmotnostních vody, 0,0128 mol) byla smísena se suchým THF (0,641) a suspenze byla vysušena na obsah

-8CZ 286683 B6 < 10 % mol. vody pomocí lože molekulárních sít 3Á. Pro doplnění směsi na původní objem byl přidán další suchý THF a suspenze byla ochlazena na lázni led/voda/methanol na teplotu < 4 °C.

V průběhu 10 minut byl přidán samotný Bu₃.SMe₂ (10,91 g, 0,144 mol) a reakční směs byla udržována při 0 až 4 °C. Průběh reakce byl monitorován HPLC, dokud poměr výchozího materiálu k produktu nebyl 1:1, což ukázalo na konec reakční doby (3,5 hodin). Ve čtvrté hodině byla směs ochlazena na - 12 °C a pomalu ukončena 2N HC1 (0,036 1). Roztok byl zředěn na 1,14 1 vodou. Zjištěný výtěžek sloučeniny III byl 6,60 g (47 %).

Roztok byl zředěn na 4 1 a nanesen na středotlakou kolonu s adsorbentem LiChroprep RP-C18 (158 g). Po nanesení byla kolona promyta 1,2 1 vody a amin byl eluován 1,91 roztoku acetonitril/voda 1 : 4 obj. a potom 0,38 1 roztoku acetonitril/voda 1 : 3 obj.

Sloučeninou bohaté frakce (> 80 % plochy) byly spojeny a zředěny vodou do dosažení roztoku acetonitril/voda 1 : 7,3 obj. (celkem 1,70 1). Tato směs byla nanesena na stejnou kolonu jak je uvedeno výše, která pak byla promyta 0,57 1 vody. Požadovaná sloučenina byla eluována 0,57 1 methanolu. Sloučeninou bohaté frakce (> 85 % plochy) byly spojeny a zakoncentrovány na rotační odparce a v klidu za vysokého vakua za poskytnutí 6,81 g (čistota 87 % hmotnostních, 6,8 % hmotnostních vody) produktu, obsahujícího 5,92 g sloučeniny obecného vzorce III (kde R¹znamená dimethyltridecyl) jako hydrochloridu pro izolovaný výtěžek 43 %.

b) Příprava fenylsulfidu sloučeniny obecného vzorce IV

Sloučenina obecného vzorce III (podle testu 5,80 g, 0,00533 mol) byla vložena do 0,23 1 suchého acetonitrilu a ochlazena na - 5 °C, kdy byl přidán thiofenol (3,10 g, 0,028 mol). V průběhu 20 minut byla přidána TFA (36 g, 24,5 1, 0,318 mol), aby se teplota reakční směsi udržela pod 0 °C. Reakce byla ponechána v klidu při - 10 až 0 °C, dokud analýza HPLC neukázala < 3 % plochy výchozího materiálu (3,75 hodin). Potom byla přidána ochlazení voda (0,56 1) v průběhu 1 hodiny za současného ochlazování reakční směsi pro udržení teploty pod 5 °C. Výtěžek adduktu a- a β- fenylsulfidu jako soli s kyselinou trifluoroctovou byl podle testu 4,82 g (71 %).

Tento roztok byl nanesen na stejnou kolonu jak bylo popsáno v kroku a), která byla promyta vodou (0,57 I), potom byly adsorbované organické sloučeniny eluovány methanolem (0,50 1). Sloučeninou bohaté frakce byly zakoncentrovány rotační odparkou a v klidu pod vysokým vakuem. Bylo získáno 7,20 g (čistota 57 % hmotnostních, obsah vody 5,1 % hmotnostních) surového fenylsulfidu jako trifluoracetátové soli jako amorfní pěnovité látky. Korigovaný výtěžek samostatného kroku byl pro fenylsulfid 4,10 g (61 %) jako směsi a- a β- aminových diastereomerů.

c) Přeměna fenylsulfidu na diamin (sloučenina obecného vzorce 1-1)

Surová fenylsulfidtrifluormethansulfonátová sůl (8,4 g suroviny, čistota 57 % hmotnostních, 0,00377 mol) byla za míchání přidána při pokojové teplotě k ethylendiaminu (24 ml). Výsledný roztok byl pro ukončení záměny 1,5 hodin míchán, potom byl přidán methanol (40 ml) a kyselina octová (45 ml) za udržování teploty pod 25 °C chlazením na ledové lázni. Byla získána hustá kaše. Pro rozpuštění kaše bylo přidáno 160 ml vody a vodná vrstva byla extrahována mírným třepáním s hexanem (75 ml). Hexanová vrstva byla zpětně extrahována vodou (40 ml) a spojené vodné vrstvy zfíltrovány přes nálevku se skleněných sintrem střední porozity a potom čištěny preparativní HPLC s použitím kolony Cl8 o průměru 50 mm a mobilní fází 22% acetonitril/78 % 0,15 % vodné kyseliny octové. Frakce bohaté sloučeninou byly lyofilizovány za poskytnutí 4,2 g sloučeniny obecného vzorce 1-1 jako diacetátové soli o čistotě 85 % hmotnostních s výtěžkem izolovaného kroku 78 %.

-9CZ 286683 B6

d) Krystalizace sloučeniny obecného vzorce 1-1

Pevná látka (2,3 g) byla rozpuštěna v ethanolu (25 ml) a potom byla přidána voda (2,7 ml). Roztok byl pro odstranění nadbytečného materiálu přefiltrován nálevkou se skleněným sintrem. K tomuto filtrátu byla přidána kyselina octová (0,14 ml) a potom bylo pomalu přidáno (1,75 hodin) ethylacetátu (14 ml). Roztok byl zaočkován a ponechán v klidu 1 hodinu. V průběhu 5 hodin byl přidán zbylý ethylacetát (32 ml) a směs ponechána v klidu další 1 hodinu. Krystalická pevná látka byla shromážděna na nálevce se skleněným sintrem a promyta roztokem ethanol/ethylacetát/voda (6 ml/9 ml/0,5 ml). Mokrý koláč byl vysušen proudem dusíku za poskytnutí 1,91 g (podle testu 1,5 g, výtěžek 88 %) diacetátové soli sloučeniny 1-1.

Výpis sekvencí (1) Obecné informace:

(i) Žadatel: Belyk,

Bender, Dean R. Black, Regina M. Hughes, David L. Leonard, William (ii) Název vynálezu: Způsob výroby určitých azacyklohexapeptidů (iii) Počet sekvencí: 1 (iv) Adresa pro korespondenci:

(A) Jméno: Elliot Korsen (B) Ulice: P. O. Box 2000, 126 E. Lincoln Ave.

(C) Město: Rahway (D) Stát: NJ (E) Země: USA (F) PSČ: 07065 (v) Počítačová forma:

(A) Typ media: disketa (B) Počítač: IBM PC kompatibilní (C) Operační systém: PC-DOS/MS-DOS (D) Software: Patentln Release #1.0, Version #1.25 (vi) Údaje o předkládané přihlášce (A) Číslo přihlášky (B) Datum podání:

(C) Zařazení do třídění:

(viii) Informace o zástupci (A) Jméno: Korsen, Elliot (B) Registrační číslo: 32.705 (C) Referenční číslo: 19356 (ix) Telekomunikační informace:

(A) Telefon 908-594-5493 (B) Telefax: 908-594-4720

-10CZ 286683 B6 (2) INFORMACE PRO SEQ ID NO: 1:

(i) CHARAKTERISTIKA SEKVENCE:

(A) DÉLKA: 6 aminokyselin (B) TYP: aminokyselina (C) TYP ŘETĚZCE: neznámý (D) TOPOLOGIE: kruhová (ii) TYP MOLEKULY: peptid (iii) HYPOTETICKÁ: ne (iv) V OPAČNÉM SMYSLU: ne (xi) POPIS SEKVENCE: SEQ IDNO:1: Xaa Thr Xaa Xaa Xaa Xaa

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby azacyklohexapeptidů obecného vzorce I kde

R¹ znamená

C9 až C₂i alkyl,

C₉ až C₂i alkenyl,

-11CZ 286683 B6

Ci až Cio alkoxyfenyl,

C] až Cio alkoxynaftyl, nebo Ci až Cio alkoxyterfenyl;

5 nebo jejich farmaceuticky přijatelných adičních solí s kyselinami a optických izomerů a stereoizomerů stejně jako racemických směsí, vyznačující se tím že zahrnuje kroky, při kterých se

a) redukuje azacyklohexapeptid obecného vzorce II pro získání redukovaného azacyklohexapeptidu obecného vzorce III:

-12CZ 286683 B6

b) redukovaný azacyklohexapeptid obecného vzorce III se převede thiofenolem na fenylsulfid azacyklohexapeptidů obecného vzorce IV:

kde PhS znamená fenylthioskupinu,

c) stereoselektivně se převede fenylsulfid azacyklohexapeptidů obecného vzorce IV na azacyklohexapeptid obecného vzorce I záměnou fenylthioskupiny ethylendiaminem a popřípadě

d) se získaný azacyklohexapeptid převede na adiční sůl s kyselinou a popřípadě

e) se provede dělení izomerů.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že redukce v kroku a) se provádí s použitím boranového komplexu nebo kovového boridu.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že jako kovový borid se použije ZrCU/NaBPLi nebo TiCLj/NaBHt a jako boranový komplex se použije boran v komplexu s dimethylsulfidem, dibenzylsulfídem, difenylsulfidem, THF nebo 1,4-oxathianem nebo BH₂C1 s dimethylsulfidem.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že azacyklopeptidový derivát obecného vzorce III se převede na fenylsulfid reakcí s thiofenolem v rozpouštědle jako je acetonitril.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že záměna fenylthioskupiny se provádí v samotném ethylendiaminu nebo s ethylendiaminem rozpuštěným v rozpouštědle jako je voda, methanol, ethanol, tetrahydrofuran, izopropanol, trifluorethanol, acetonitril nebo dichlormethan při teplotě 10 °C až 40 °C.

-13CZ 286683 B6
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se použije odpovídajících výchozích sloučenin pro vytvoření azacyklohexapeptidu strukturního vzorce 1-1