CZ287742B6

CZ287742B6 - Process for preparing azacyclohexapeptides

Info

Publication number: CZ287742B6
Application number: CZ19984119A
Authority: CZ
Inventors: William Leonard; Kevin M Belyk
Original assignee: Merck & Co Inc
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1997-06-10
Publication date: 2001-01-17
Also published as: JPH11514665A; CA2256620A1; HRP970318B1; ATE252112T1; AU712857B2; AR017997A3; KR100341953B1; CA2256620C; CZ287743B6; PT912603E; CN1222161A; EA002049B1; NZ332798A; BR9709691A; PL330400A1; CN1122672C; HUP9903678A2; RS49572B; EP0912603B1; AU3303997A

Description

Způsob výroby azacyklohexapeptidů

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby azacyklohexapeptidů, kterým je možno získat uvedené látky snadněji a ve vyšším výtěžku.

Dosavadní stav techniky

Vynález se týká zlepšeného postupu pro výrobu cyklohexapeptidů typu, popsaného v US patentovém spisu č. 5 378 804 z 3. ledna 1995. Postup, původně navrhovaný pro výrobu těchto látek vyžadoval provedení v pěti stupních, nebyl dostatečně stereoselektivní a nebylo možno dosáhnout vyšších výtěžků. Známé postupy pro redukci primárních amidů, jako jsou hydrogenace, působení hydridu kovu a elektrochemická redukce vyžadují podmínky, které jsou inkompatibilní s dalšími funkčními skupinami uvedených látek, zejména sloučeniny typu pneumocandinu.Tyto typy redukce nejsou selektivní pro různě substituované amidy. Zlepšený postup, prováděný ve třech stupních, byl popsán v současně projednávané patentové přihlášce č. 08/386 618, maximální výtěžek při tomto postupuje však 23 až 25 %. Je tedy zapotřebí získat výhodnější postupy pro přípravu uvedených sloučenin.

Podstata vynálezu

Podstatu vynálezu tvoří způsob výroby azacyklohexapeptidů obecného vzorce I

HO

(I), kde Ri znamená CH2CH2NH2, znamená alkyl o 9 až 21 atomech uhlíku, alkenyl o 9 až 21 atomech uhlíku,

-1 CZ 287742 B6 alkoxyfenyl o 1 až 10 atomech uhlíku, alkoxyfenyl o 1 až 10 atomech uhlíku nebo alkoxyterfenyl o 1 až 10 atomech uhlíku v alkoxylové části,

Rⁿ znamená atom vodíku, alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku, alkenyl o 3 až 4 atomech uhlíku nebo (CH₂)₂_4NR^ivR^v,

R^m znamená vodík, alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku, alkenyl o 3 až 4 atomech uhlíku, (CH₂)₂_₄NR^IVR^V nebo

R¹¹ a R^U1 společně tvoří (CH₂)₄, (CH₂)₅ nebo (CH₂)₂NH(CH₂)₂,

R^IV znamená vodík nebo alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku,

R^v znamená vodík nebo alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku,

Q znamená atom dusíku, jakož i farmaceuticky přijatelných adičních solí těchto látek s kyselinami.

Sloučeniny, které je možno připravit způsobem podle vynálezu, je možno využít k léčení houbových infekcí, zejména infekcí vyvolaných Candida, Aspergillus, Histoplasma, Coccidioides a Blastomyces. Tytéž látky je možno použít také k léčení a prevenci infekcí, vyvolaných Pseumocystis carinii, které je možno často pozorovat u nemocných s poruchami imunitního systému, například u nemocných, trpících AIDS.

Součást podstaty vynálezu tvoří také nové meziprodukty pro výrobu uvedených látek.

Způsob podle vynálezu je stereoselektivní a při jeho použití je možno dosáhnout vysokých výtěžků.

V průběhu popisu přihlášky i nároků zahrnuje určitý chemický vzorec nebo název sloučeniny všechny optické isomeiy, stereoisomery i jejich racemické směsi v případě, že takové isomery mohou existovat.

Pod pojem alkyl spadají uhlovodíkové zbytky s přímým, rozvětveným nebo cyklickým řetězcem, například methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, cyklopentyl, cyklohexyl, cyklohexylmethyl a podobně.

Cykloalkyl může obsahovat 3 až 15 atomů uhlíku, přičemž neobsahuje altemační nebo resonující dvojné vazby mezi atomy uhlíku.

Alkenyl znamená uhlovodíkové zbytky s obsahem dvojné vazby, například vinyl, l-propen-2yl, l-buten-4-yl, 2-buten-4-yl, l-pentan-5-yl a podobně.

Alkoxyskupina může mít rovněž přímý nebo rozvětvený řetězec, jako příklad je možné uvést methoxy-, ethoxy-, butoxy-, heptoxy a dodecyloxyskupinu a podobně.

Sloučeniny podle vynálezu se obvykle získají jako směs stereoisomemích forem, v nichž jedna z těchto forem převažuje. Podmínky reakce je možno upravit běžným způsobem tak, aby byl získán převážně požadovaný isomer. Sloučeniny s výhodou stereoisomemí formou, která bude dále označována jako „normální forma“ jsou ty látky, v nichž skupina v poloze „C-5-om“ se nachází pod rovinou. Označení „epi“ se užívá pro ty látky, v nichž se tato skupina nachází nad

-2CZ 287742 B6 rovinou. Poloha „C-5-om“ je definována jako uhlíkový atom v poloze 5 na 4-hydroxyorhnithinové části molekuly.

Sloučeniny, získané způsobem podle vynálezu je možno použít ve formě jejich farmaceuticky 5 přijatelných solí. Tento pojem zahrnuje všechny přijatelné soli. Jako příklady adičních solí s kyselinami je možno uvést soli s kyselinou chlorovodíkovou, dusičnou, sírovou, fosforečnou, mravenčí, octovou, trifluoroctovou, propionovou, maleinovou, jantarovou, jablečnou, methansulfonovou a podobně, tyto soli je možno použít v lékových formách pro modifikaci rozpustnosti nebo k usnadnění hydrolýzy neboje možno tyto soli použít ke zpomalenému uvolnění látek nebo 10 ke tvorbě prekursorů. V závislosti na funkčních skupinách, obsažených v uvedených látkách je možno mezi farmaceuticky přijatelné soli zahrnout také soli, vytvořené s kationty, například soli sodné, draselné, hlinité, vápenaté, lithné, hořečnaté, zinečnaté a soli s bázemi, například soli amonné, soli s ethylendiaminem, N-methylglutaminem, lysinem, argininem, omithinem, cholinem, Ν,Ν'-dibenzylthylendiaminem, chlorprokainem, diethanolaminem, prokainem, N15 benzylfenylhylaminem, diethylaminem, piperauzinem, tris(hydroxymethyl)aminomethan a tetramethylamoniumhydroxidem. Tyto soli je možno připravit běžnými postupy, například reakcí volné kyseliny s vhodnou organickou nebo anorganickou bází naopak reakcí volné baze s vhodnou organickou nebo anorganickou kyselinou.

V případě přítomnosti karboxylové skupiny -COOH nebo alkoholové skupiny, mohou být vytvořeny také farmaceuticky přijatelné estery, například methylester, ethylester, botuylester, acetát, maleát, pivaloyloxymethylester a podobně, zejména takové estery, které jsou běžně užívány k modifikaci rozpustnosti nebo chování při hydrolýze, tyto estery je možno použít v prostředcích s prodlouženým uvolňováním účinné látky nebo ke tvorbě prekursorů účinných 25 látek.

Způsob podle vynálezu se provádí tak, že se nechá reagovat sloučenina vzorce II

s kyselinou fenylboritou za vzniku sloučeniny obecného vzorce III

-3CZ 287742 B6

(ΙΠ), která se redukuje na amin a pak hydrolyzuje za získání sloučeniny obecného vzorce IV

která se stereoselektivně převede na sloučeninu vzorce I přes sloučeninu obecného vzorce V

-4CZ 287742 B6

HO odstraněním fenylthioskupiny působením čistého ethylendiaminu nebo příslušného diaminu ve vhodném rozpouštědle při teplotě 10 až 40 °C.

Sloučenina obecného vzorce II, v němž R¹ znamená dimethyldtridecyl, byla popsána v US č. 5 202 309. Sloučeninu obecného vzorce II je možno získat pěstováním Zalerion arboricola ATCC 20868 v živném prostředí, obohaceném mannitolem jako primárním zdrojem uhlíku, postup byl popsán v US patentovém spisu č. 5 021 341.

Výhodnou sloučeninou, kterou lze připravit způsobem podle vynálezu je sloučenina obecného vzorce Ia

-5CZ 287742 B6

Způsob podle vynálezu je možno ilustrovat na následujících reakčních schématech, v nichž byly užity výhodné reakční složky, aby bylo možno způsob podle vynálezu lépe vyjádřit. V násle5 dujících reakčních schématech znamená R¹ dimethyltridecylovou skupinu.

-6CZ 287742 B6

Reakční schéma I

stupeň 1

PhB(OH)/THF (-H₂0)

stupeň 2 (1) BH₃*SMe₂ nebo

BH₃»THF_________ (2) H₃OCZ 287742 B6

stupeň 3

1) HSPh/TFA/MeCN

2) H₂NCH₂CH₂NH₂/MeOH

HO

-8CZ 287742 B6

Jak je uvedeno svrchu, ve stupni 1 se tvoří bis-fenyl-boritanová sloučenina obecného vzorce III reakcí sloučeniny obecného vzorce II a bezvodého THF s kyselinou fenylboritou, pmethoxyfenylboritou nebo methanboritou. Při reakci je možno použít 1 až 10 molámích ekvivalentů kyseliny, s výhodou 1 až 3 molámích ekvivalentů.

Ve stupni 2 se sloučenina obecného vzorce III redukuje na amin obecného vzorce IV při použití boranového komplexu, například boranu s tetrahydrofuranem THF, dimethylsulfidem, difenylsulfidem, dibenzylsulfídem, 1,4-oxathianem nebo při použití BH₂C1 s dimethylsulfidem nebo hydroborátem kovu, je například možno použít směs ZrCLj/NaBFLi nebo TiCI₄/NaBH₄v THF nebo jiném vhodném rozpouštědle. Redukci je také možno uskutečnit při použití komplexu boranu s amoniakem, dimethylaminem, pyridinem nebo piperazinem. Výhodnými redukčními činidly jsou komplexy boranu s tetrahydrofuranem, dimethylsulfidem, difenylsulfidem, dibenzylsulfídem nebo 1,4-oxathianem nebo BH₂C1 s dimethylsulfidem, nebo hydroborát, například ZrCl₄PNaBH₄ nebo TiCU/NaBFLj v THF nebo jiném vhodném rozpouštědle. Jakékoliv zbytky amidů, který nebyl přeměněn při této redukci se pak oddělí při použití chromatografíe v reverzní fázi. Po ukončení redukce zahrnuje stupeň 2 také odstranění fenylboritanových skupin v průběhu zpracování reakční směsi působením vodného roztoku kyseliny.

Stupeň 3 má dvě části. Nejprve se uskuteční reakce sloučeniny obecného vzorce IV s thiofenolem v acetonitrilu a kyselině trifluoroctové TFA, čímž vznikne meziprodukt, obsahující fenylsulfid. Působením jakékoliv středně silné kyseliny je možno takový meziprodukt získat v dobrém výtěžku. Jako příklad vhodné středně silné kyseliny je možno uvést například kyselinu trifluoroctovou, fosforečnou nebo trichloroctovou. Použít je možno také jiné sulfidy, jako

4-methoxythiofenol, 2-merkapto-l-methylimidazol a 2-merkaptobenzimidazol. Sloučenina vzorce III se extrahuje tak, že se zředěný reakční roztok nanese na sloupec C-18 v reverzní fázi a eluce se provádí při použití methanolu.

Množství použité TFA má zásadní význam pro rychlost reakce a také na následnou tvorbu nežádoucího sulfidu v homotyrosinové části cyklického peptidu. Bylo prokázáno, že při použití 5 až 25 % TFA v acetonitrilu je možno dosáhnout nejlepších výtěžků. Výhodné rozmezí TFA je 7 až 15 %.

Množství thiofenu, použitého v tomto stupni je rovněž kritické pro výtěžek výsledného produktu. Nej výhodnějších výtěžků je možno dosáhnout při použití 3 až 5 ekvivalentů thiofenolu.

Bylo prokázáno, že jako nejvýhodnější podmínky pro tvorbu sulfidu je možno uvést použití 5 ekvivalentů thiofenolu v 100% TFA v acetonitrilu při teplotě 0 °C. Za těchto podmínek je pro extrakci pevné fáze možno dosáhnout výtěžku 65 až 70 %.

Ve druhé části stupně 3 se odstraní fenylthioskupina. Fenylsulfid se nechá reagovat v čistém ethylendiaminu (1:3) při teplotě místnosti, čímž se získá sloučenina vzorce la ve výtěžku 95 %. Reakce je možno uskutečnit při teplotě 10 až 40 °C a trvá 0,5 až 6,0 hodin. S výhodou se reakce provádí při teplotě místnosti po dobu 1,5 hodin. Reakci je rovněž možno uskutečnit při použití ethylendiaminu, rozpouštěného ve vhodném rozpouštědle, jako je voda, methanol, ethanol, isopropanol, tetrahydrofuran, trifluorethanol, dichlorethan nebo acetonitril.

Stupeň 3 také zahrnuje odstranění fenylboritanové skupiny v průběhu zpracování působením vodného roztoku kyseliny.

Stupeň 4 zahrnuje odstranění fenylthioskupiny. Postupuje se tak, že se fenylsulfid nechá reagovat v čistém ethylendiaminu 1:3 při teplotě místnosti, čímž se získá sloučenina vzorce la ve výtěžku 95 %. Reakci je možno provádět při teplotě v rozmezí 10 až 40 °C po dobu 0,5 až 6,0 hodin. S výhodou se reakce provádí při teplotě místnosti po dobu 1,5 hodiny. Reakce je rovněž možno

-9CZ 287742 B6 uskutečnit při použití ethylendiaminu, rozpuštěného ve vhodném rozpouštědle, například ve vodě, methanolu, ethanolu, isopropanolu, tetrahydrofuranu, trifluorethanolu, dichlorethanu nebo acertonitrilu.

Sloučeniny obecného vzorce III a V jsou nové meziprodukty pro použití při provádění způsobu podle vynálezu.

Praktické provedení vynálezu bude podrobněji osvětleno v následujícím příkladu, který však nemá sloužit k omezení rozsahu vynálezu. V průběhu příkladové části jsou všechny díly, poměry 10 a procentuální množství uvedeny jako hmotnostní, není-li výslovně uvedeno jinak. V použitých meziproduktech znamená R¹ dimethyltridecyl.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

a) Syntéza sloučeniny vzorce IV ze sloučeniny vzorce II přes sloučeninu vzorce III g surové sloučeniny II (52,6 g podle HPLC, 49,4 mmol) se přidá k 1480 ml bezvodého THF. Ke vzniklé suspenzi se přidá 14,56 g, 119 mol PhB(OH)₂. Pak se suspenze nechá stát při teplotě místnosti, načež se zahřeje na teplotu varu pod zpětným chladičem. V průběhu stání a varu pod zpětným chladičem se reakční roztok stane homogenním. Výsledný kondenzát se nechá projít molekulovým sítem 3A v přístroji pro extrakci pevné látky kapalinou tak, že roztok obsahuje méně než 25 % molámích vody. Reakční směs se zchladí na teplotu místnosti a zředí 490 ml bezvodého THF. Svrchu připravený roztok bisfenylboritanu se zchladí na teplotu přibližně -7 °C a přidá se 33,3 ml 10M roztoku, 6,7 molámích ekvivalentů BH3.S. Reakční směs se udržuje 6,5 hodiny při teplotě -12 až 0 °C a pak se pomalu přidá 140 ml 2M roztoku, 280 mmol kyseliny 30 chlorovodíkové. Pomocí HPLC je možno prokázat, že výtěžek sloučeniny obecného vzorce IV je

%.

Podíl uvedeného roztoku se zředí vodou na výsledný objemový poměr THF a vody 1:5,7. Tento roztok se pak nanese na sloupec C—18 pro střednětlakou kapalinovou chromatografií v reverzní 35 fázi. Po nanesení se eluce sloučeniny vzorce IV provádí směsí acetonitrilu a vody v objemovém poměru 1:4 a později 1:3.

Frakce, bohaté na produkt (více než 80 % vody pod křivkou při HPLC) se spojí a zředí vodou na objemový poměr acetonitrilu a vody 1:7,4. Pak se směs nanese na svrchu popsaný sloupec, 40 k eluci se užije methanol. Frakce, bohaté na produkt (více než 85 % plochy pod křivkou při

HPLC) se spojí a odpaří do suchu, čímž se získá sloučenina obecného vzorce IV v typickém výtěžku 88 až 92 % pro kombinaci izolace a chromatografického čištění.

b) příprava fenylsulfídu, sloučeniny V

5,80 g, 0,00533 mol sloučeniny vzorce IV se smísí s 0,23 litry bezvodého acetonitrilu, směs se zchladí na -5 °C a při této teplotě se přidá 3,10 g, 0,028 mol thiofenolu. Pak se v průběhu 20 minut přidá 36 g, 24,5 ml, 0,318 mol TFA tak, aby teplota byla udržována pod 0 °C. Pak se reakční směs nechá stát při teplotě -10 až 0 °C tak dlouho, že je pomocí HPLC možno prokázat 50 množství výchozí látky méně než 3 % plochy pod křivkou, což trvá přibližně 3,75 hodin. Po této době se pomalu v průběhu 1 hodiny přidá 0,56 litrů zchlazené vody a současně se reakční směs chladí tak, aby teplota byla udržována na hodnotě nižší než 5 °C. Výtěžek adičního produktu alfa- a beta-fenylsulfidu ve formě trifluoracetátu byl 71 %, celkem bylo získáno 4,82 g produktu.

-10CZ 287742 B6

Roztok byl nanesen na sloupec, popsaný ve stupni a) a sloupec byl promyt 0,57 litry vody, načež byly adsorbované sloučeniny vymývány 0,50 litry methanolu. Frakce, bohaté na výsledný produkt byly odpařena na rotačním odpařovači za vysokého podtlaku. Tímto způsobem byl s čistotou 57 % hmotnostních při přítomnosti 5,1 % hmotnostních vody získáno 7,20 g surového fenylsulfidtriflouracetátu jako amorfní pěnovité pevné látky. Při dalším čištění bylo ve výtěžku 61 % získáno 4,10 g fenylsulfídu jako směs alfa- a beta-diastereomeru v poměru 93:7.

c) Přeměna fenylsulfídu na sloučeninu Ia

4,8 g, 0,0377 mol surového fenylsulfidtrifluormethansulfonátu s čistotou 57 % hmotnostních bylo přidáno za míchání při teplotě místnosti ke 24 ml ethylendiaminu. Výsledný roztok se míchá 1,5 hodiny k ukončení reakce a pak se přidá 40 ml methanolu a pak ještě 45 ml kyseliny octové, přičemž se teplota udržuje lázní s vodou a ledem na hodnotě nižší než 25 °C. Vytvoří se hustá suspenze. Přidá se 160 ml vody k rozpuštění suspenze a vodná vrstva se extrahuje opatrným protřepáváním se 75 ml hexanů. Hexanová vrstva se pak zpětně extrahuje 400 ml vody, vodné vrstvy se spojí, zfíltrují se přes středně porézní sintr ve skleněné nálevce a pak se produkt čistí preparativní HPLC při použití sloupce C-18 s průměrem 50 mm. Jako eluční činidlo se užije směs 22% acetonitrilu a 78% 0,15% vodného roztoku kyseliny octové. Frakce, bohaté na výsledný produkt se lyofilizují, čímž se získá 4,2 g sloučeniny vzorce I s čistotou 85% hmotnostních ve formě diacetátu, výtěžek pro izolační stupeň je 78 %.

d) Krystalizace sloučeniny Ia

2,3 g pevné látky se rozpustí ve 25 ml ethanolu a pak se přidá 2,7 ml vody. Roztok se nechá projít skleněnou nálevkou se sintrem k odstranění cizorodého materiálu. K filtrátu se přidá 0,14 ml kyseliny octové a pak v průběhu 5 hodin se přidá ještě zbývající množství 32 ml ethylacetátu a roztok se znovu nechá 1 hodinu stát. Pak se krystalický pevný podíl oddělí skleněnou nálevkou se sintrem a promyje se směsí ethanolu, ethylacetátu a vody, užije se 6 ml/9 mI/0,5 ml uvedených látek. Vlhký filtrační koláč se vysuší proudem dusíku, čímž se ve výtěžku 88 % získá 1,91 g diacetátu sloučeniny vzorce Ia, což odpovídá 1,75 g čisté látky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby azacyklohexapeptidů obecného vzorce I kde

Ri znamená -CH₂CH₂NH2,

R¹ znamená alkyl o 9 až 21 atomech uhlíku, alkenyl o 9 až 21 atomech uhlíku, alkoxyfenyl o I až 10 atomech uhlíku, alkoxyfenyl o 1 až 10 atomech uhlíku nebo alkoxyterfenyl o 1 až 10 atomech uhlíku v alkoxylové části,

R¹¹ znamená atom vodíku, alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku, alkenyl o 3 až 4 atomech uhlíku, nebo (CH₂)₂_4NR^1VR^V,

Rⁱⁿ znamená vodík, alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku, alkenyl o 3 až 4 atomech uhlíku, (CH₂)₂_4NR^IVR^V nebo

Rⁿ a R¹¹¹ společně tvoří (CH₂)₄, (CH₂)₅ nebo (CH₂)₂NH(CH₂)₂,

R^IV znamená vodík, nebo alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku,

R^v znamená vodík nebo alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku,

Q znamená atom dusíku,

-12CZ 287742 B6 jakož i farmaceuticky přijatelných adičních solí těchto látek s kyselinami, vyznačující se tím, že se

a) nechá reagovat sloučenina obecného vzorce II kde R¹ má výše uvedený význam, s kyselinou fenylboritou, p-methoxyfenylboritou nebo methanboritou za vzniku sloučeniny obecného vzorce III (ΠΙ),

-13 CZ 287742 B6 kde R¹ má výše uvedený význam,

b) tato látka se redukuje na amin a hydrolyzuje, čímž vzniká sloučenina obecného vzorce IV, kde R¹ má výše uvedený význam,

10 c) tato látka se nechá reagovat s thiofenolem v acetonitrilu, čímž vznikne sloučenina obecného vzorce V

15 kde R¹ má výše uvedený význam,

-14CZ 287742 B6 a tato látka se stereoselektivně převede na sloučeninu vzorce I odštěpením fenylthioskupiny působením čistého ethylendiaminu nebo příslušného diaminu rozpuštěného ve vhodném rozpouštědle při teplotě 10 až 40 °C a výsledný produkt se popřípadě převede na svou adiční sůl s kyselinou, přijatelnou z farmaceutického hlediska.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se redukce ve stupni b) uskuteční při použití boranového komplexu nebo hydroborátu kovu.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že jako hydroborát kovu užije ZrCU/NaBRt nebo TiCU/NaBHj a jako boranový komplex se užije komplex boranu s dimethylsulfidem, dibenzylsulfidem, difenylsulfidem, THF nebo 1,4-oxathianem nebo BH₂C1 s dimethylsulfidem.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se užije rozpouštědlo ze skupiny voda, methanol, ethanol, tetrahydrofuran, isopropanol, trifluorethanol, acetonitril nebo dichlormethan.
5. Sloučenina obecného vzorce III kde R¹ má význam, uvedený v hlavním nároku, jako meziprodukt pro výrobu azacyklohexapeptidů obecného vzorce I.

-15CZ 287742 B6
6. Sloučenina obecného vzorce V

5 kde R¹ má význam, uvedený v nároku 1, jako meziprodukt pro výrobu azacyklohexapeptidů obecného vzorce I.