CZ287743B6

CZ287743B6 - Způsob výroby azacyklohexapeptidů

Info

Publication number: CZ287743B6
Application number: CZ20002362A
Authority: CZ
Inventors: William Leonard; Kevin M. Belyk
Original assignee: Merck & Co., Inc.
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2001-01-17
Also published as: SK284043B6; CZ287742B6; DE69725580D1; CZ411998A3; HUP9903678A3; CN1222161A; AU712857B2; SI0912603T1; CA2256620C; CN1122672C; HRP970318B1; CA2256620A1; PL330400A1; HRP970318A2; PT912603E; AR017997A3; KR20000016564A; KR100341953B1; HUP9903678A2; ATE252112T1

Abstract

Řešení spočívá ve způsobu výroby azacyklohexapeptidů obecného vzorce I, v němž jednotlivé symboly mají specifický význam. Tyto látky je možno využít zejména k léčení houbových infekcí. Podstatu řešení tvoří také nové meziprodukty k provádění způsobu podle vynálezu. Nový postup je stereoselektivní a při jeho použití je možno dosáhnout vysokých výtěžků.ŕ

Description

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 _Rm R'k /

kde

Ri znamená CH2CH2NH2,

R¹ znamená alkyl o 9 až 21 atomech uhlíku, alkenyl o 9 až 21 atomech uhlíku,

-1 CZ 287743 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^In znamená vodík, alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku, alkenyl o 3 až 4 atomech uhlíku, (CH₂)₂^NR^ivR^v nebo

R a R^m 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 isomery, 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

-2CZ 287743 B6 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. Omáčení „epi“ se užívá pro ty látky, v nichž se tato skupina nachází nad 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 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 nebo je možno tyto soli použít ke zpomalenému uvolnění látek nebo 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, N-benzylfenethylaminem, diethylaminem, piperazinem, 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 látek.

Postupuje se tak, že se nechá reagovat sloučenina obecného vzorce II

-3CZ 287743 B6 s thiofenolem za vzniku sloučeniny obecného vzorce VI

a pak reakcí sloučeniny obecného vzorce VI s kyselinou fenylboritou, čímž se získá sloučenina obecného vzorce Hla

-4CZ 287743 B6 která se pak redukuje na amin a hydrolyzuje, čímž se získá sloučenina obecného vzorce V

tato látka se pak převede na sloučeninu vzorce I odstraněním fenylthioskupiny působením čistého ethylendiaminu nebo diaminu ve vhodném rozpouštědle při teplotě 10 až 40 °C.

Sloučenina obecného vzorce II, v němž R¹ znamená dimethyltridecyl, byla popsána v US č. 5 202 309. Sloučeninu obecného vzorce II je možno získat pěstováním. Zalerion arboricola 10 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 la

-5CZ 287743 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 následujících reakčních schématech znamená R¹ dimethyltridecylovou skupinu

Reakční schéma I

stupeň 1

HSPh/TrA/MeCN

-6CZ 287743 B6

stupeň 2

PhBCTK/FHF (•HjO)

stupeň 4 ethyienediarnin

HO

-8CZ 287743 B6

Jak je ze schématu I zřejmé, stupeň 1 zahrnuje reakci sloučeniny obecného vzorce II s thiofenolem v acetonitrilu a kyselině trifluoroctové TFA, čímž vznikne meziprodukt, obsahující fenylsulfídovou skupinu. Tento meziprodukt se v dobrém výtěžku získá při použití jakékoliv středně silné kyseliny. Jak příklad středně silných kyselin je možno uvést kyselinu trifluoroctovou, fosforečnou a trichloroctovou. Je také možno užít jiné sulfidy, jako 4methoxythiofenol, 2-merkapto-l-methylimidazol a 2-merkaptobenzimidazol. Sloučenina obecného vzorce VI se vysráží přidáním vody a oddělí filtrací.

Užité množství TFA má zásadní význam pro rychlost reakce i pro následnou tvorbu nežádoucího sulfidu v homotyrosinové části cyklického peptidu. Bylo prokázáno, že nejlepšího výtěžku je možno dosáhnout při použití 5 až 25 % TFA v acetonitrilu, s výhodou při použití 7 až 15 % TFA.

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

Výhodnými podmínkami pro tvorbu sulfidů jsou použití 5 ekvivalentů thiofenolu v 10 % TFA v acetonitrilu pří teplotě 0 °C. Za těchto podmínek je po extrakci pevné fáze možno dosáhnout výtěžku 65 až 70 %.

Ve stupni 2 se provádí derivatizace meziproduktu s obsahem fenylsulfidové skupiny tak, že se tento meziprodukt nechá reagovat s kyselinou fenylboritou, p-methoxyfenylboritou nebo methanoboritou v THF. Obvykle se užije 1 až 10, s výhodou 1 až 3 molámí ekvivalenty některé z uvedených kyselin.

Ve stupni 3 se provádí redukce sloučeniny vzorce lila na amin obecného vzorce V při použití boranového komplexu, například boranu s tetrahydrofuranem, THF, dimethylsulfidem, difenylsulfidem, dibenzylsulfidem, 1,4-oxathianem nebo při použití BH₂C1 s dimethylsulfidem nebo při použití hydroborátu kovu, jako ZrCU/NaBHi nebo TiClVNaBFL v THF nebo jiném vhodném rozpouštědle. Redukcí je možno uskutečnit také při použití 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 hydroborát kovu, například ZrCL/NaBH» nebo TiCLt/NaBHt v THF nebo jiném vhodném rozpouštědle. Jakýkoliv zbytek amidu, který při této redukci nebyl přeměněn se oddělí při použití chromatografie v reverzní fázi.

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

Stupeň 4 zahrnuje odstranění fenylthioskupiny. Postupuje se tak, že se fenylsulfit 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 uskutečnit při použití ethylendiaminu, rozpuštěného ve vhodném rozpouštědle, například ve vodě, methanolu, ethanolu, isopropanolu, tetrahydrofuranu, trifluorethanolu, dichlorethanu nebo acetonitrilu.

Sloučeniny obecného vzorce lila a VI 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 a procentuální množství uvedeny jako hmotnostní, není-li výslovně uvedeno jinak. V použitých meziproduktech znamená R¹ dimethyltridecyl.

-9CZ 287743 B6

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

a) Příprava fenylsulfídu, sloučenina VI

2,48, 2,33 mol sloučeniny vzorce II se přidá k 78 litrům bezvodého acetonitrilu a směs se zchladí na -8 °C, načež se přidá 1,08 kg, 9,8 mol thiofenolu. Pak se v průběhu 30 minut přidá ještě 12,8 kg, 8,65 litrů, 112 mol TFA tak, aby teplota reakční směsi byla udržována pod 0 °C. Pak se reakční směs nechá stát při teplotě -13 až 0 °C tak dlouho, až je pomocí HPLC možno prokázat výchozí materiál v množství menším než odpovídá 3 % plochy pod křivkou, což trvá přibližně 5 hodin. Po této době se pomalu přidá 35 litrů chlazené vody za chlazení reakční směsi k udržené její teploty na hodnotě nižší než 5 °C. V průběhu přidání vody dojde k vysrážení produktu vzorce VI. Pak se přidá ještě další voda k úpravě poměru acetonitrilu a vody na objemový poměr 1:3. Pevný podíl se odfiltruje a promyje se směsí acetonitrilu a vody v objemovém poměru 1:3 až do dosažení pH filtrátu vyššího než 5. Pak se pevný podíl suší v proudu dusíku. Tímto způsobem se ve výtěžku 76 % získá 2,03 kg trifluoracetátu sloučeniny vzorce VI.

b) Syntéza sloučeniny vzorce V ze sloučeniny vzorce VI přes sloučeninu lila

922 g, 0,94 mol sloučeniny vzorce VI se přidá ke 44 1 bezvodého THF. Ke vzniklé suspenzi se přidá 119 g, 0,98 mol pHB(OH)2. Suspenze se nechá stát 12 hodin při teplotě místnosti a pak se zahřeje na teplotu varu pod zpětným chladičem. Kondenzát se nechá projít molekulovým sítem 3A v přístroji pro extrakci pevných látek kapalinou k vysušení roztoku na obsah méně než 25 % molámích vody, vztaženo na množství sloučeniny vzorce VI. Pak se reakční směs zchladí a přidá se bezvodý THF k doplnění směsi na původní objem. Pak se směs zchladí na teplotu nižší než -4 °C. V průběhu 15 minut se přidá 494 g, 6,51 mol čistého BH₃. SMe₂ a reakční směs se pak udržuje při teplotě -4 až 0 °C. Průběh reakce se sleduje pomocí HPLC tak dlouho, až množství výchozí látky klesne pod 30 %, což trvá přibližně 9 hodin.

Směs se zchladí na -10 °C a reakce se zastaví přidáním 2,98 litrů 2N HC1. Tímto způsobem se ve výtěžku 61 % získá 573 g sloučeniny obecného vzorce V ve formě hydrochloridu.

Roztok se zředí na objemový poměr THF a vody 1:3,76 a nanese se na sloupec pro střednětlakou chromatografií, naplněný 16,8 kg RP-C18. Po nanesení materiálu se sloupec vymývá směsí acetonitrilu a vody v objemovém poměru 1:2,64 a pak v objemovém poměru 1:2,45. Frakce, bohaté na produkt (více než 80 % vody pod křivkou) se spojí, čímž se získá sloučenina vzorce V ve výtěžku 90 %.

Frakce, bohaté na produkt se spojí a zředí se vodou až na objemový poměr acetonitrilu a vody 1:2. Směs se spojí se zředěnými frakcemi další vsázky a nanese na svrchu uvedený sloupec. Sloučenina obecného vzorce V se vymývá methanolem. Frakce, bohaté na tuto látku (více než 85 % plochy pod křivkou) se spojí a odpaří v rotačním odpařovači, čímž se získá sloučenina vzorce V ve výtěžku 98 %.

Sloučenina obecného vzorce V se pak převede na sloučeninu vzorce la následujícím způsobem:

c) Přeměna fenylsulfídu na sloučeninu la

8.4 g, 0,00377 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 kyseliny octové,

-10CZ 287743 B6 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 40 ml vody, vodné vrstvy se spojí, zfiltrují 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 1 s čistotou 85 % hmotnostních ve formě diacetátu, výtěžek pro izolační stupeň je 78 %.

d) Krystalizace sloučeniny la

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 kiystalický pevný podíl oddělí skleněnou nálevkou se sintrem a promyje se směsí ethanolu, ethylacetátu a vody, užije se 6 ml/9 ml/0,5 ml uvedených látek. Vlhký filtrační koláč se vysuší proudem dusíku, čímž se ve výtěžku 88 % získá 1,91 g diacetátu sloučeniny vzorce la, což odpovídá 1,75 g čisté látky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby azecyklohexapeptidových derivátů obecného vzorce I

HO _Rin kde

Ri znamená CH2CH2NH2,

R¹ znamená alkyl o 9 až 21 atomech uhlíku, alkenyl o 9 až 21 atomech uhlíku,

-11 CZ 287743 B6 alkoxyfenyl o 1 až 10 atomech uhlíku, alkoxynaftyl o 1 až 10 atomech uhlíku nebo alkoxyfenyl 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^NR^ivR^v,

Rⁱⁿ znamená vodík, alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku, alkenyl o 3 až 4 atomech uhlíku, (CH₂)₂^NR^ivR^v nebo

R a R¹ 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, vyznačující se tím, že se

a) nechá reagovat sloučenina obecného vzorce II

HO kde R¹ má výše uvedený význam, s thiofenolem za vzniku sloučeniny obecného vzorce VI

-12CZ 287743 B6 kde R¹ má výše uvedený význam,

b) sloučenina obecného vzorce VI se nechá reagovat s kyselinou fenylboritou, p-methoxyfenylboritou nebo methanboritou za vzniku sloučeniny obecného vzorce lila kde R¹ má výše uvedený význam,

c) sloučenina vzorce lila se redukuje na amin a hydrolyzuje, čímž se získá sloučenina obecného vzorce V

-13CZ 287743 B6 kde R¹ má výše uvedený význam,

d) tato látka se odštěpením fenylthioskupiny působením čistého ethylendiaminu nebo příslušnému diaminu rozpuštěného ve vhodném rozpouštědle při teplotě 10 až 40 °C stereoselektivně převede na sloučeninu obecného vzorce I 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 c) uskuteční při použití horovaného komplexu nebo hydroborátu kovu.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že jako hydroborát kovu užije ZrCl-j/NaBHt nebo TiCLt/NaBFU a jako boranový komplex se užije komplex boranu s dimethylsulfidem, dibenzylsulfidem, difenylsulfidem, THF nebo dimethylsulfidem, dibenzylsulfidem, difenylsulfidem, THF nebo 1,4-oxathianem nebo BH₂C1 s dimehylsulfidem.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že sloučenina obecného vzorce II převede na fenylsulfid reakcí s thiofenolem ve vhodném rozpouštědle.
5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že se reakce provádí v acetonitrilu.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že užije rozpouštědlo ze skupiny voda, ethanol, methanol, tetrahydrofuran, isopropanol, trifluorethanol, acetonitril nebo dichlormethan.

-14CZ 287743 B6
7. Sloučenina obecného vzorce VI kde R¹ má význam, uvedený v nároku 1, jako meziprodukt pro výrobu azacyklohexapeptidů obecného vzorce I.
8. Sloučenina obecného vzorce lila kde R¹ má význam, uvedený v nároku 1, jako meziprodukt pro výrobu azacyklohexapeptidů obecného vzorce I.

-15CL 287743 B6
9. Sloučenina obecného vzorce V kde R¹ má význam, uvedený v nároku 1, jako meziprodukt pro výrobu azacyklohexapeptidů 25 obecného vzorce I.