CZ291774B6

CZ291774B6 - Způsob racemizace opticky čistého nebo obohaceného piperazin-2-terc-butylkarboxamidového substrátu

Info

Publication number: CZ291774B6
Application number: CZ19962272A
Authority: CZ
Inventors: Kai Rossen; David Askin; Paul Reider; Richard J. Varsolona; Ralph Volante
Original assignee: Merck And Co., Inc.
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 2003-05-14
Also published as: UA46730C2; CZ227296A3; HU9602143D0; TW472047B; DE69523038T2; DE69523038D1; ATE206407T1; US5663341A; RU2135482C1; KR100337579B1; HUT76303A; SK281861B6; FI963054A0; EP0741712B1; AU1696795A; FI963054A; RO118292B1; BR9506727A; JPH09508628A; NZ279734A

Abstract

Zp sob racemizace opticky ist ho nebo obohacen ho piperazin-2-terc-butylkarboxamidov ho substr tu nebo jeho sol spo v v tom, e se opticky ist² nebo obohacen² substr t uvede do reakce s racemiza n m inidlem ze skupiny siln b ze, bezvod soli kovu nebo karboxylov kyseliny v rozpouÜt dle p°i teplot m stnosti a teplot 250 .degree.C. Z skan deriv ty jsou kl ov²mi meziprodukty pro p° pravu inhibitor HIV-prote zy v etn slou eniny J.\

Description

Způsob racemizace opticky čistého nebo obohaceného piperazin-2-terc-butylkarboxamidového substrátu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu racemizace opticky čistého nebo obohaceného piperazin-2-zerc-butylkarboxamidového substrátu. Běží o cenný meziprodukt pro výrobu inhibitorů HlV-proteázy.

Dosavadní stav techniky

Je známa celá řada inhibitorů proteázy HIV, zejména jde o sloučeninu, která se uvádí jako „sloučenina J“ vEP 541 168 z 12. května 1993, stejně je také možno použít farmaceuticky 15 přijatelné soli této látky.

Uvedené látky je možno použít k prevenci infekce HIV, k léčení této infekce a také k léčení získaného syndromu deficience imunitního systému, AIDS, který vzniká na podkladu této infekce.

Retrovirus, označovaný HIV je příčinou vzniku komplexního onemocnění, při němž dochází k progresivní destrukci imunitního systému a degeneraci centrálního i periferního nervového systému, AIDS. Virus byl dříve označován také LAV, HTLV-III nebo ARV. Společnou vlastností replikace retrovirů je extenzivní posttranslační zpracování prekurzorových poly25 proteinů proteázou, pro niž je virus kódem, za vzniku virových bílkovin, nezbytných pro funkci viru. V případě, že dojde k inhibici uvedeného zpracování, nemůže vzniknout normální infekční virus. Například v publikaci Kohl N. E. a další, Proč. Nati. Acad. Sci., 85, 4686, 1988 se prokazuje, že genetická inaktivace proteázy, pro niž je kódem HIV má za následek produkci nezralých, neinfekčních částic viru. Výsledek tedy prokazuje, inhibice proteázy HIV představuje perspek30 tivní postup pro léčení AIDS a prevenci nebo léčení infekce HIV.

V nukleotidovém řetězci HIV je v jednom z otevřených čtecích rámců přítomen gen pol podle publikace Ratner L. a další, Nátuře, 313, 277, 1985. Homologie řetězce aminokyselin prokazuje, že řetězec genu pol je kódem pro reverzní transkriptázu, endonukleázu a HlV-proteázu podle 35 publikací Toh H. a další, EMBO J., 4, 1267, 1985, Power M. D. a další, Science, 231, 1567, 1986, Pearl L. H. a další, Nátuře, 329, 351, 1987. Výsledné produkty, včetně sloučeniny J, jejíž příprava je uvedena dále v příkladu 20, které je možno připravit z nových meziproduktů jsou inhibitory HlV-proteázy a jsou známé ze svrchu uvedeného spisu EP 541 168.

Až dosud se sloučenina J a příbuzné látky připravují postupem ve dvanácti stupních, při němž se vychází z dihydro-5(S)-hydroxymethyl-3(2H)-furanonu s chráněnou hydroxyskupinou, tato

- 1 CZ 291774 B6 látka se alkyluje a odštěpitelná skupina na alkylovaném furanonu se nahradí piperidinovou skupinou. Produkt se pak hydrolyzuje k otevření furanonového kruhu za vzniku hydroxykyseliny, která se pak nechá reagovat s 2(R)-hydroxy-l(S)-aminoindonem. Tento postup je popsán v EP 541 168. Tento postup, probíhající ve dvanácti stupních je velmi nákladný na čas i na práci 5 a mimoto vyžaduje použití nákladných reakčních činidel i nákladné výchozí látky. Bylo by proto zapotřebí navrhnout hospodárnější postup.

V EP 541 168 se uvádí také modifikovaný postup pro výrobu sloučeniny J a příbuzných látek. Tento postup je založen na diastereoselektivní alkylaci enolátu, odvozeného od N-(2(R)ío hydroxy-l(S)-indan-N,O-izopropylidenyl)-3-fenylpropanamidu, v němž byla zavedena skupina s obsahem 3 až 5 atomů uhlíku jako allylová skupina a později byla oxidována. Některé problémy, spojené s tímto postupem spočívají v tom, že a) je zapotřebí 4 stupňů k zavedení glycidylového fragmentu, obsahujícího 3 uhlíkové atomy, b) v průběhu postupů se užívá vysoce toxický oxid osmičelý a c) při dihydroxylačním stupni je možno dosáhnout jen malé diastereo15 selektivity. Bylo by tedy zapotřebí navrhnout postup, při němž by bylo možno zavést přímo jednotku s obsahem 3 uhlíkových atomů ve správné chirální oxidované formě.

Mimoto je možno uskutečnit syntézy chirálního piperazinového produktu z kyseliny 2-pyrazinkarboxylové v postupu, prováděném v 6 stupních, i při tomto postupu je však nutno použít 20 nákladných reakčních činidel, jako jsou BOC-ON a EDC. Bylo by proto žádoucí mít k dispozici kratší postup bez použití nákladných reakčních činidel. V průběhu syntézy chirálního piperazinového meziproduktu však vzniká jak požadovaný (S)-piperazinkarboxyIátový enantiomer, to znamená prekurzor 2(S)-karboxamidpiperazinových meziproduktů, tak nežádoucí (R)-enantiomer, takže je zapotřebí oddělit požadovaný (S)-enantiomer, který se pak zpracovává na 25 výslednou sloučeninu J. Vzhledem k tomu, že není k dispozici snadný postup pro přeměnu (R)antipodu na (S)-antipod, je tato látka odkládána do odpadu, čímž se možná účinnost v tomto stupni snižuje na 50 %. Bylo by tedy velmi žádoucí mít k dispozici postup, jímž by bylo možno zvýšit výtěžek (S)-meziproduktu.

V poslední době je navrhován kratší postup pro přípravu látek, popsaných v EP 541 168, zejména pro přípravu sloučeniny J. Při tomto novém postupu se připravuje l-((R)-2',3'-apoxypropyl(S)-2-/erc-butylkarbonylpiperazin, který se pak nechá reagovat s N-(2(R)-hydroxy-l(S)indan-N,O-izopropylidenyl)-3-fenylpropanamidem za vzniku produktu vzorce 8

Po odstranění ochranné skupiny BOC z dusíkového atomu piperazinového kruhu se pak sloučenina s nechráněným piperazinovým kruhem nechá reagovat s 3-pikolylchloridem za vzniku sloučeniny J.

Stejně jako při dříve popsaném způsobu výroby inhibitorů HTV-proteázy podle EP 541 168 vede 40 výroba klíčového chirálního piperazinového mezi produktu při tomto novém postupu stále ještě k získání směsi enantiomerů, z nichž je zapotřebí oddělit (S)-enantiomer, který se pak zpracovává na výsledný produkt. V nepřítomnosti použitelného postupu pro přeměnu nežádoucího (R)antipodu na požadovaný (S)-antipod se opět tato látka odkládá do odpadu a možná účinnost klesá

-2CZ 291774 B6 na 50 % a současně se zvyšují náklady na odvoz a zpracování odpadu. Bylo by tedy vysoce žádoucí mít k dispozici postup, jímž by bylo možno zvýšit výtěžek (S)-piperazinového meziproduktu a snížit tak náklady na syntézu sloučeniny J i náklady vyřešení problémů s životním prostředím, které vznikají v důsledku produkce velkého množství nepoužitelné organické soli.

Racemizace amidů a peptidů za bazických podmínek je známá a je možno ji uskutečnit deprotonací asymetrického atomu uhlíku za vzniku nolátu s následnou reprotonací podle rovnice 1

Báze

(1)

V případě amidů, nesoucích heteroatom v poloze 2 je známo, že kracemizaci může dojít eliminací heteroatomu, následovanou readicí Michaelova typu na heteroatomu nenasycené části, jak je zřejmé z následující rovnice 2

Vzhledem k tomu, že tato nenasycená skupina je monomer, schopný polymerace, získají se nízké výtěžky racemizovaného produktu, jak je také zřejmé z publikace Advances in Protein Chemistry, Anson M. L., Edsall J. T. a další, sv. IV, Academie Press, New York, 1948, 344-356.

Podmínky, které se typicky užívají pro racemizaci peptidů, není možno použít v případě piperazin-2-rerc-butylkarboxamidových derivátů podle vynálezu vzhledem ktomu, že atom vodíku v poloze alfa na uhlíkovém atomu piperazinového kruhu se nesnadno odstraní, protože jeho povaha je pouze slabě kyselá. Nebylo možno předpokládat, že racemizace bude účinně a rychle proveditelná za těchto mírných podmínek.

Nyní bylo neočekávaně zjištěno, že výtěžek požadovaného (S)-piperazinového meziproduktu vzorce X, který se užívá při přípravě sloučeniny J, je možno zvýšit racemizaci opticky čistého nebo obohaceného piperazin-2-rerc-butylkarboxamidu a jeho derivátů působením silné báze za jinak mírných podmínek. Vzhledem ktomu, že opticky aktivní piperazin-2-terc-butylkarboxamidy je možno připravit rozdělením odpovídajících racemátů, představuje racemizace nežádoucího antipodu způsob, jímž je možno tento antipod vrátit do postupu pro získání požadovaného antipodu a tím zvýšit výtěžek, snížit množství odpadu a tím snížit i celkové náklady na celý postup. Vynález si tedy klade za úkol navrhnout výhodnější způsob výroby inhibitorů HIVproteázy, obsahujících 2(S)-karboxamidpiperazinovou skupinu při vyšším výtěžku výsledných látek, zvláště sloučeniny J za současného zvýšení podílu požadovaného 2(S)-karboxamidpiperazinového meziproduktu.

Vynález tedy navrhuje nové syntetické postupy pro výrobu uvedených meziproduktů, nezbytných pro výrobu inhibitorů HlV-proteázy.

Podstata vynálezu

Podstatu vynálezu tvoří způsob racemizace opticky čistého nebo obohaceného piperazin-2-tercbutylkarboxamidového substrátu obecného vzorce IX nebo X nebo jeho soli

(X), o

ll

R¹ a R² se nezávisle volí ze skupiny atom vodíku, R, ^-^~^·

O

II nebo ~C-OR _a

R znamená alkyl o 1 až 5 atomech uhlíku, -CH2-aryl, -CPL-heteroaryl, aiyl nebo trifluormethyl, kde aryl znamená fenyl nebo naftyl a heteroaryl se volí ze skupiny

-4CZ 291774 B6 přičemž místem vazby je kterýkoliv uhlíkový atom heteroarylové skupiny, postup spočívá v tom, že se substrát nebo jeho sůl uvede do reakce s racemizačním činidlem ze skupiny silná báze, bezvodá sůl kovu nebo karboxylová kyselina v rozpouštědle při teplotě místnosti až teplotě 250 °C.

V dalším možném provedení se jako racemizační činidlo užije silná báze ze skupiny alkyllithium, amid, hydroxid nebo alkoxid lithia nebo Schwesingerova báze.

Výhodnými silnými bázemi jsou terc-butoxid lithia, sodíku nebo draslíku, n-propoxid lithia, sodíku nebo draslíku, methoxid sodíku nebo draslíku a ethoxid sodíku nebo draslíku.

Jako racemizační činidlo je možnou užít také bezvodou sůl kovu ze skupiny chlorid hořečnatý, bromid hořečnatý, chlorid zinečnatý, chlorid železitý nebo chlorid titaničitý.

V dalším možném provedení může být racemizačním činidlem karboxylová kyselina ze skupiny kyselina octová, propionová, máselná nebo izomáselná.

Postup je možno provádět ve všech případech při teplotním rozmezí 50 až 120 °C.

Jako rozpouštědlo je možno použít ether, alkan, cykloalkan, alkohol, aromatické sloučeniny nebo také směs svrchu uvedených rozpouštědel.

V dalším možném provedení se rozpouštědla volí ze skupiny tetrahydrofuran THF, cyklohexan nebo propanol nebo směs těchto rozpouštědel.

-5CZ 291774 B6

V dalším možném provedení se substrát pro reakci volí ze skupiny

nebo soli těchto sloučenin.

-6CZ 291774 B6

Z uvedených látek je možno jako substrát použít zejména na následující sloučeniny:

/ \

nebo soli těchto sloučenin.

V dalším možném provedení se substrát ve formě soli volí ze solí kyseliny pyroglutamové nebo ze solí kyseliny kafrosulfonové.

Dalším příkladem může být postup, při němž se jako substrát užije sůl kyseliny bis-(L)-pyroglutamové.

Jako další příklad tohoto provedení je možno uvést postup, při němž se v přídatném stupni izoluje (S)-enantiomer piperazin-2-/erc-butylkarboxamidového derivátu z racemátu.

Dalším příkladem tohoto provedení může být způsob racemizace opticky čistého nebo obohaceného piperazin-2-zerc-butylkarboxamidového substrátu obecného vzorce IX nebo soli tohoto substrátu kde

IX ,

R¹ je atom vodíku nebo /erc-butyloxykarbonyl a

R’ znamená atom vodíku, postup spočívá v tom, že se substrát uvede do reakce s alkoxidem v 1-propanolu při teplotě v rozmezí 50 až 120 °C.

Ve specifickém provedení tohoto postupu se použitý alkoxid volí ze skupiny n-propoxid sodíku, draslíku nebo lithia.

Tento n-propoxid sodíku, draslíku nebo lithia je možno připravit in šitu azeotropním vysušením hydroxidu sodného, draselného nebo lithného v 1-propanolu.

Při jednom z možných provedení tohoto postupu se jako sůl racemizačního činidla užije sůl kyseliny (L)-pyroglutamové.

Postup dobře probíhá za uvedených podmínek při teplotě v rozmezí 85 až 120 °C.

Součást podstaty vynálezu tvoří také sloučeniny obecného vzorce XI a jejich soli kde

C-NH

II

XI , h l|

R¹ a R² nezávisle znamenají atom vodíku, R, “''-R nebo ~C-OR _?

R znamená alkyl o 1 až 5 atomech uhlíku, -CHr-aryl, -CH2-heteroaryl, aryl nebo trifluormethyl.

Ve druhém provedení se vynález týká racemizace sloučenin, v nichž

O II

R¹ znamená vodík, R- nebo skupinu OR ,

O II

R² znamená atom vodíku nebo skupinu vzorce C OR _a

R znamená alkyl o 1 až 5 atomech uhlíku, -CHr-aryl nebo -Cfy-heteroaryl.

V dalším příkladu tohoto provedení se racemizují sloučeniny, v nichž

R² znamená atom vodíku a

R znamená alkyl o 1 až 5 atomech uhlíku nebo -CH₂-heteroaryl, za předpokladu že R¹ a R² neznamenají současně atomy vodíku a R¹ má význam, odlišný od Zerc-butyloxykarbonylové skupiny.

Jako podskupinu je možno uvést následující sloučeniny a jejich soli.

Dále budou uvedeny některé zkratky, používané v průběhu přihlášky.

Ochranné skupiny:

BOC (Boc)	/erc-butyloxykarbonyl
CBZ (Cbz)	benzyloxykarbonyl (karbobenzoxy skupina)
TBS (TBDMS)	/erc-butyldimethylsilyl
Aktivační skupiny:
Ts, tosyl, tosylát	p-toluensulfonát
Ns, nosyl, nosylát	3-nitrobenzensulfonyl
Tf, triflyl, triflát	trifluormethansulfonyl
Ms, mesyl, mesylát	methansulfonát

-9CZ 291774 B6

Vazná činidla:

BOP

BOP-C1 benzotriazol-l-yloxytris(dimethylamino)fosfoniumhexafluorfosfát bis(2-oxo-3-oxazolidinyl)fosfmchlorid

EDC l-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)karbodiimidhydrochlorid

Různé látky:

BOC-ON (BOC)₂O, Boc₂O n-Bu₄N⁺F‘ nBuLi, n-Buli (S)-CSA

DI

DIE A, DIPEA DMAP DME DMF

Et₃N

EtOAc h

IPA

KF

LDA

LHDMS

L-PGA

r.t.

TFA

TG

THF

TLC

2-(terc-butylkarbonyloxyimino)-2-fenylacetonitril di-terc-butyldikarbonát tetrabutylamoniumfluorid n-butyllithium (lS)-(+)-10-kafrsulfonová kyselina deionizovaný diizopropylethylamin dimethylaminopyridin dimethoxyethan d imethy lformamid triethylamin ethylacetát hodina

2-propanoI

Karl Fischerova titrace na vodu ithiumd i izopropylam id lithiumhexamethyldisilazid kyselina (L-)-pyroglutamová teplota místnosti kyselina trifluoroctová tepelná gravimetrie, ztráty teplem tetrahydrofuran chromatografie na tenké vrstvě

V průběhu syntézy sloučenin, schopných způsobit inhibici HlV-proteázy a zvláště sloučeniny J, tak jak jsou popsány vEP 541 168 je klíčovým meziproduktemchirální sloučenina, (S)-2-terc35 butylkarboxamidpiperazin vzorce 11

- 10CZ 291774 B6 a jejich deriváty, to znamená sloučeniny obecného vzorce X nebo jejich soli. Piperazin vzorce 11 je možno připravit z kyseliny 2-pyrazinkarboxylové vzorce 12 tak, že se nejprve vytvoří chlorid této kyseliny a ten se pak uvede do reakce s terc-butylaminem za vzniku pyrazin-2-íerc-butylkarboxamidu vzorce 14. Tato látka se pak hydrogenuje, čímž vznikne racemický 2-/erc-butylkarboxamidpiperazin vzorce 14. V tomto stupni je nutno oddělit od sebe enantiomery (S) a (R) tak, aby bylo možno oddělit požadovaný (S)-antipod pro zpracování na inhibitor HlV-proteázy podle svrchu uvedeného evropského patentového spisu, zvláště pro zpracování na sloučeninu J. Enantiomery je možno od sebe oddělit známým způsobem, například pomocí chirální HPLC. Oba enantiomery je možno od sebe oddělit také tak, že se připraví sůl kyseliny bis-(S)-kafrsulfonové vzorce 15 nebo kyseliny (L)-pyrglutamové vzorce 16 při použití racemického 2-tercbutylkarboxamidpiperazinu vzorce 14.

Pokud nebyla k dispozici praktická metoda pro přeměnu (R)-antipodu na požadovaný (S)~ antipod, byla tato látka odkládána do odpadu a možný výtěžek tohoto stupně klesal na 50 %. Vynález poskytuje možnost reakce tohoto antipodu se silnou bází, bezvodou solí kovu a/nebo karboxylovou kyselinou za mírných podmínek podle následujícího schématu 1, čímž se získá ve vysokém výtěžku racemát. Po jeho vzniku je opět možno požadovaný (S)-antipod oddělit známým způsobem nebo dále uvedeným způsobem a tak zvýšit účinnost a výtěžek sloučeniny J.

Schéma 1

R¹

Substráty pro racemizaci zahrnují sloučeniny

-11 CZ 291774 B6 kde R je alkyl o 1 až 5 atomech uhlíku, -CH₂-aryl, -CH₂-heteroaryl, aryl nebo trifluormethyl.

Výhodnými substráty jsou následující látky a jejich soli

- 12CZ 291774 B6

Nejvýhodnějšími substráty jsou následující látky

a jejich soli.

Racemizaci je možno uskutečnit použitím racemizačního činidla, například bezvodé soli hořčíku, zinku, železa nebo titanu, karboxylové kyseliny nebo silné báze. Jako příklad bezvodých solí kovů, které je možno při tomto postupu použít, je možno uvést bezvodý chlorid nebo bromid hořečnatý, chlorid zinečnatý, chlorid železitý nebo chlorid titaničitý. Z použitelných karboxylových kyselin je možno užít kyselinu octovou, propionovou, máselnou a izomáselnou. S výhodou se užijí silné báze, například alkyllithium, jako methyllithium, sek.butyllithium nebo terc-butyllithium, fenyllithium, amidy lithia, například LDA, LHMDS, hydroxidy, například hydroxid lithný, sodný nebo draselný, alkoxidy nebo Schwesingerovy báze.

V případě, že se jako silná báze užije hydroxid, je výhodné použití roztoků vodných hydroxidů v alkoholech. Jako příklady použitelných alkoxidů je možno uvést tórc-butoxid lithia, sodíku nebo draslíku, n-propoxyd lithia, sodíku nebo draslíku, methoxid sodíku nebo draslíku a ethoxid sodíku nebo draslíku. Nejvýhodnější je použití /erc-butoxidu lithia, sodíku nebo draslíku nebo n-propoxidu lithia, sodíku nebo draslíku. Ve výhodném provedení se alkoxid vytvoří in šitu azeotropním vysušením roztoku hydroxidu sodného, draselného nebo lithného způsobem podle německého patentového spisu č. DRP 558 469, 1932, v němž se popisuje příprava alkoxidů sodíku azeotropním vysušením roztoků hydroxidu sodného v alkoholu.

Z rozpouštědel, kompatibilních s reakčními podmínkami je možno uvést ethery, alkany, alkoholy, cykloalkany a aromatické látky, nebo směsi těchto rozpouštědel. Výhodné jsou zejména ethery, alkany, alkoholy a jejich směsi. Nejvýhodnějšími rozpouštědly jsou THF, cyklohexan a propanol a jejich směsi.

Racemizaci je možno uskutečnit při teplotním rozmezí mezi teplotou místnosti a 250 °C. Výhodné teplotní rozmezí je 50 až 120 °C, nejvýhodnější teplotní rozmezí je 85 až 120 °C.

- 13CL 291774 B6

Racemizaci podle vynálezu je možno uskutečnit také při použití solí uvedených substrátů. Je možno použít například sůl kyseliny vinné, dibenzoylvinné, mandlové, mléčné, kafrsulfonové a pyroglutamové. Výhodná je zejména sůl kyseliny (S)-kafrsulfonové nebo kyseliny (L)-pyroglutamové, nej výhodnější jsou soli kyseliny (L)-pyroglutamové.

Praktické provedení způsobu podle vynálezu bude osvětleno následujícími příklady.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Pyrazin-2-terc-butylkarboxamid vzorce 13

Kyselina 2-pyrazinkarboxylová (12) oxalylchlorid fórc-butylamin (KF = 460 pg/ml) ethylacetát (KF = 56 pg/ml) DMF

1-propanol

3.35 kg, 27 mol

3,46 kg, 27,2 mol

9.36 1, 89 mol

271

120 ml ml

Karboxylová kyselina vzorce 12 se uvede do suspenze ve 27 litrech ethylacetátu a 120 ml DMF v nádobě s objemem 72 litrů se třemi hrdly a mechanickým míchadlem pod dusíkem a vzniklá 25 suspenze se zchladí na 2 °C. Pak se přidá oxalylchlorid, přičemž teplota směsi se udržuje v rozmezí 5 až 8 °C.

Přidávání je ukončeno v průběhu 5 hodin. V průběhu exotermní reakce se vyvine oxid uhelnatý a uhličitý. Kyselina chlorovodíková, která se v průběhu reakce vytvoří, zůstává převážně v rozto30 ku. Tvorbu chloridu kyseliny je možno prokázat smísením bezvodého vzorku směsi s tercbutylaminem. Tímto způsobem bylo zjištěno, že po ukončení reakce zůstává ve směsi méně než 0,7 % kyseliny vzorce 12.

Reakci je možno sledovat pomocí HPLC při použití sloupce Dupont Zorbax RXC8 s výškou 35 25 cm při průtoku 1 ml/min, detekce při 250 nm. Užije se lineární gradient 98 % 0,1 % vodné kyseliny fosforečné a 2 % methylkyanidu až 50 % vodné kyseliny fosforečné a 50 % methylkyanidu v průběhu 30 minut. Doba retence je 10,7 minut pro kyselinu vzorce 12 a 28,1 minut pro amid vzorce 13.

Reakční směs se nechá stát jednu hodinu při teplotě 5 °C. Výsledná suspenze se zchladí na 0 °C a přidává se fórc-butylamin takovou rychlostí, aby vnitřní teplota směsi zůstávala na hodnotě nižší než 20 °C.

Přidávání trvá 6 hodin vzhledem k tomu, že reakce je velmi exotermní. V průběhu přidávání se vyloučí malý podíl vytvořeného Zerc-butylamoniumhydrochloridu z reakční směsi jako vločkovitá bílá pevná látka.

- 14CZ 291774 B6

Směs se nechá stát ještě 30 minut při teplotě 18 °C. Vysrážené amoniové soli se odfiltrují. Filtrační koláč se promyje 12 litry ethylacetátu. Organické fáze se spojí, promyjí se 6 litry tříprocentního hydrogenuhličitanu sodného a 2 * 2 litry nasyceného vodného roztoku chloridu sodného. K organické fázi se přidá 200 g aktivního uhlí Darco G60, pak se organická fáze zfiltruje přes vrstvu Solka Flok a filtrační koláč se promyje 4 litry ethylacetátu. Tímto zpracováním směsi pomocí aktivního uhlí je možno účinně odstranit purpurové zabarvení výsledného produktu.

Roztok ethylacetátu vzorce 13 se zahustí při tlaku 1 kPa až na 25 % původního objemu. Přidá se 30 litrů 1-propanolu a v destilaci se pokračuje až do dosažení konečného objemu 20 litrů.

Vnitřní teplota při této výměně rozpouštědel je nižší než 30 °C. Roztok sloučeniny vzorce 13 ve směsi 1-propanolu a ethylacetátu je stálý při atmosférickém tlaku několik dnů při teplotě varu pod zpětným chladičem.

Odpařením podílu směsi se získá špinavě bílá pevná látka s teplotou tání 87 až 88 °C.

^I3C-NMR(75 MHz, CDC1₃, ppm): 161,8, 146,8, 145,0,143,8, 142,1, 51,0, 28,5.

Příklad 2

Racemický 2-/erc-butylkarboxamidpiperazin vzorce 14

CONHt-Bu

H₂/Pd(OH)₂

Materiály

2,4 kg, 13,4 mol pyrazin-2-terc-butylkarboxamidu vzorce 13 ve formě roztoku ve 12 litrech 1-propanolu, 16 % hmotnostních 20% hydroxidu palladnatého na aktivním uhlí, 144 g vody.

Roztok pyrazin-2-rerc-butylkarboxamidu vzorce 13 v 1-propanolu se vloží do autoklávu s objemem 18 litrů. Přidá se katalyzátor a směs se hydrogenuje při teplotě 65 °C a tlaku vodíku 0,3 MPa.

Po 24 hodinách reakce dochází k příjmu teoretického množství vodíku a plynovou chromatografií GC je možno prokázat méně než 1 % výchozí látky vzore 13. Směs se zchladí, propláchne dusíkem a katalyzátor se odstraní filtrací přes vrstvu Solka Flok a pak se promyje 2 litry tepelného 1-propanolu.

Reakce se sleduje pomocí GC při použití sloupce Megabore s délkou 30 m při teplotě, stoupající od 100 do 160 °C vždy 10 °C/min, pak se teplota udržuje 5 minut, načež opět stoupá o 10 °C/min až do teploty 250 °C. Doba retence je 7,0 minut pro výchozí látku vzorce 13 a 9,4 minut pro produkt vzorce 14. Reakci je rovněž možno sledovat pomocí chromatografie na tenké vrstvě, TLC při použití směsi ethylacetátu a methanolu v poměru 50 : 50 jako rozpouštědla v ninhydrinu jako vyvíjecího činidla.

Po odpaření podílu směsi se získá produkt vzorce 14 jako bílá pevná látka s teplotou tání 150 až 151 °C.

- 15CZ 291774 B6 ¹³C-NMR (75 MHz, D₂O, ppm): 173,5, 59,8, 52,0, 48,7, 45,0, 44,8, 28,7.

Příklad 3

Sůl (S)-2-íerc-butylkarboxamidpiperazinu se 2 molekulami kyseliny (S)-kafrsulfonové, vzorec 15

H-CSA

CONHt-Su

H

-2(f)-CSA ^N^CONHt-au H

Materiály

Racemický 2-tórc-butylkarboxamidpiperazinu (14) 4,10 kg, 22,12 mol v 1-propanolu jako rozpouštědlo 25,5 kg kyselina (S)-(+)-10-kafrsulfonová 10,0 kg, 43,2mol

1-propanol121 acetonitril391 voda2,41

Roztok aminu vzorce 14 v 1-propanolu se vloží do nádoby s objemem 100 litrů, opatřené zařízením pro zahuštění směsi. Roztok se odpařuje při teplotě nižší než 25 °C a tlaku 1 kPa až na objem přibližně 12 litrů.

Po dosažení tohoto objemu se počne produkt srážet z roztoku, avšak po zahřátí směsi na 50 °C se opět rozpustí.

Přidá se 39 litrů acetonitrilu a 2,4 litrů vody, čímž vznikne čirý, hnědavý roztok.

Kyselina (S)-10-kafrsulfonová se přidá v průběhu 30 minut při teplotě 20 °C ve 4 podílech. Po ukončeném přidání stoupne teplota směsi na 40 °C. Po několika minutách se vytvoří masivní bílá sraženina. Bílá suspenze se zahřeje na 76 °C, čímž dojde k rozpuštění všech pevných součástí a hnědavý roztok se pak nechá 8 hodin chladnout až na 21 °C.

Při teplotě 62 °C se počne produkt srážet. Vzniklý produkt se po dosažení teploty 21 °C odfiltruje bez dalšího stání směsi a filtrační koláč se promyje 5 litry směsi methylkyanidu, 1-propanolu a vody v poměru 26 : 8 : 1,6. Pak se filtrační koláč suší při teplotě 35 °C pod dusíkem ve vakuu, čímž se získá výsledný produkt vzorce 15 jako bílá krystalická pevná látka s teplotou tání 288 až 290 °C za rozkladu.

/alfa/_D ²⁵ = 18,9°, (c = 0,37, voda).

^I3C-NMR (75 MHz, D₂O, ppm); 222,0,164,0, 59,3, 54,9, 53,3, 49,0,48,1, 43,6,43,5, 43,1, 40,6, 40,4, 28,5, 27,2, 25,4, 19,9, 19,8.

Přebytek diasteromeru, de, byl 95 % podle následujícího výsledku chirálního HPLC. Podíl 33 mg produktu vzorce 15 se uvede do suspenze ve směsi 4 ml ethanolu a 1 ml triethylaminu. Přidá se 11 mg Boc₂O a reakční směs se nechá 1 hodinu stát. Rozpouštědlo se odpaří ve vakuu a odparek se rozpustí v přibližně 1 ml ethylacetátu a zfiltruje přes Pasteurovu pipetu s obsahem oxidu

- 16CZ 291774 B6 křemičitého, jako eluční činidlo se užije ethylacetát. Frakce produktu po odpaření se znovu rozpustí v hexanech v množství přibližně 1 mg/1 ml. Enantiomeiy se oddělí na sloupci Daicel Chiracel AS při použití směsi hexanu a IPA v poměru 97 : 3, rychlost průtoku je 1 ml/min, detekce při 228 nm. Doba retence je 7,4 minut pro antipod S a 9,7 minut pro antipod R.

Příklad 4

Příprava (S)-2-terc-butylkarboxamid-4-rerc-butoxykarbonylpiperazinu vzorce 1 ze soli vzor10 ce 15

CONHt-Bu

Materiály

Sůl (S)-2-fórc-butylkarboxamidpiperazinu s 2χ (S)-(+)-CSA vzorce 15, 95 % ee di-Zerc-butyldikarbonát triethylamin ethanol, přesně 200 proof ethylacetát

5,54 kg, 8,53 mol

1,86 kg, 8,53 mol

5,95 1, 42,6 mol 551

K soli (S)-CSA vzorce 15 v nádobě s objeme 100 litrů se třemi hrdly a s přidávací nálevkou se pod dusíkem vloží ethanol a při teplotě 25 °C se přidá triethylamin. Pevný podíl se rychle rozpustí po přidání triethylaminu. Boc₂O se rozpustí v ethylacetátu, vloží do přidávací nálevky a přidává ke směsi takovou rychlostí, aby teplota byla udržována pod 25 °C. Přidávání trvá 3 hodiny. Po skončeném přidávání se směs nechá ještě 1 hodinu stát.

Průběh reakce je možno sledovat pomocí HPLC při použití sloupce Dopunt Zorbax RXC8 s výškou 25 cm při průtoku 1 ml/min a detekci při 228 nm, jako rozpouštědlo se užije směs methylkyanidu a 0,1 M dihydrogenfosforečnanu draselného 50 : 50 po úpravě pH na 6,8 přidá30 ním NaOH. Doba retence produktu vzorce 1 je 7,2 minut. Chirální zkouška byla prováděna stejně jako v předchozím stupni. Průběh reakce je možno sledovat také pomocí TLC při použití 100% ethylacetátu, Rf = 0,7.

Roztok se pak zahustí na přibližně 10 litrů při vnitřní teplotě nižší než 20 °C a při tlaku 1 kPa.

Výměna rozpouštědla se uskuteční tak, že se směs pomalu vlije do 20 litrů ethylacetátu a pak se znovu zahustí na přibližně 10 litrů. Pak se směs promyje v extrakčním zařízení 60 litry ethylacetátu. Organická fáze se promyje 16 litry 5% vodného roztoku uhličitanu sodného, 2^10 litry deionizované vody a 2χ6 1 nasyceného vodného roztoku chloridu sodného. Vodné podíly se spojí, zpětně se extrahují 20 litry ethylacetátu, organická fáze se pak promyje 2x3 litry vody 40 a 2x4 litry nasyceného vodného roztoku chloridu sodného. Spojené ethylacetátové extrakty se zahustí při tlaku 1 kPa při vnitřní teplotě pod 20 °C v koncentračním zařízení s objemem 100 litrů na objem přibližně 8 litrů. Rozpouštědlo se nahradí cyklohexanem vlitím směsi do 20 litrů cyklohexanu a opětným zahuštěním na přibližně 8 litrů. Ke vzniklé suspenzi se přidá 5 litrů cyklohexanu a 280 ml ethylacetátu, směs se zahřeje na teplotu varu pod zpětným chladičem, čímž se pevný podíl rozpustí. Roztok se zchladí a přidá se při teplotě 58 °C celkem 10 g výsledné látky jako očkovacího materiálu, suspenze se pak zchladí v průběhu 4 hodin až na 22 °C a po jedné

- 17CZ 291774 B6 hodině stání při této teplotě se produkt odfiltruje. Filtrační koláč se promyje 1,8 litrů cyklohexanu a pak se suší ve vakuu pod dusíkem při teplotě 35 °C, čímž se získá produkt vzorce 1 ve formě špinavě bílého prášku, plocha pod křivkou při HPLC je více než 99,9 %, obsah izomeru R je pod hranicí detekce.

/alfa/o²⁵ = 22,0° (c = 0,20, methanol), teplota tání 107 °C.

^I3C-NMR (75 MHz, CDClj, ppm): 170,1, 154,5, 79,8, 58,7, 50,6, 46,6, 43,6, 43,4, 28,6, 28,3.

Příklad 5

Sůl (S)-2-/erc-butylkarboxamidpiperazinu se 2 molekulami kyseliny (L)-pyroglutamové vzorce 16

H

CONHt-Bu

L-PGA

H

*2 L-PGA

CONHt-Bu

H

Materiály

Racemický 2-rerc-butylkarboxamid-piperazin vzorce 14 1-propanol jako rozpouštědlo kyselina L-pyroglutamová voda

0,11 mol, 21,1 g

155 ml g, 0,21 mol ml

Roztok racemického 2-rerc-butylkarboxamidpiperazinu vzorce 14 v 1-propanolu se vloží do nádoby s okrouhlým dnem s objemem 500 ml, opatřené zpětným chladičem, mechanickým míchadlem a přívodem pro dusík. Spolu s kyselinou L-pyroglutamovou se přidá voda a vzniklá suspenze se zahřeje na teplotu varu pod zpětným chladičem. Vznikne homogenní žlutý roztok, který se pak zchladí na 50 °C a přidá se 50 mg soli R-aminu s kyselinou (L)-pyroglutamovou jako očkovací materiál. Okamžitě se počne tvořit pevný podíl. Roztok se dále zchladí až na 25 °C a při této teplotě se nechá stát 16 hodin. Pevný podíl se odfiltruje při teplotě 22 °C a filtrační koláč se promyje 35 ml chladného 1-propanolu s 1 % vody. Filtrační koláč se pak suší pod dusíkem ve vakuu při teplotě 35 °C, čímž se ve výtěžku 48 % získá 23,74 g soli (R)-2-tercbutylkarboxamidpiperazinu se 2 molekulami kyseliny (L)-pyroglutamové. Materiál měl ee 98 % podle chirální HPLC, provedené svrchu uvedeným způsobem. Žlutý matečný louh obsahoval ve výtěžku 46 % celkem 22,6 g soli (S)-2-terc-butylkarboxamidpiperazinu se 2 molekulami téže kyseliny vzorce 16, produkt měl ee 95 % podle chirální HPLC. Matečný louh byl odpařen a přímo použit pro postup v příkladu 6.

- 18CZ 291774 B6

Příklad 6

Příprava (S)-2-/erc-butylkarboxamid-4-/erc-butoxykarbonylpiperazinu vzorce 1 ze soli vzorce

H

L-PGA

CONHt-Bu

H (Boc)₂O

Bac

CONHt-Bu

H

Materiály sůl (S)-2-terc-butylkarboxamidpiperazinu s 2* kyselinou (L)-pyroglutamovou, 95 % ee di-íerc-buty ld ikarbonát triethylamin

1-propanol ethylacetát

22,6 g, 50,1 mmol

11,1 g, 50,1 mmol

35,5 ml, 0,254 mol

226 ml ml

K soli (S)-2-terc-butylkarboxamidpiperazinu se 2 molekulami kyseliny (LJ-pyroglutamové se v nádobě s objemem 500 ml se třemi hrdly a s kapací nálevkou pod dusíkem přidá 1-propanol. Pak se přidá ještě triethylamin, čímž dojde k rozpouštění vzniklé žluté pevné pryžovité látky. Pak se v průběhu 2 hodin při teplotě 22 °C přidá roztok BocjO v ethylacetátu a po ukončeném přidávání se směs nechá ještě 1 hodinu stát.

Průběh reakce je možno sledovat pomocí HPLC a TLC stejným způsobem, jako při přeměně sloučeniny vzorce 15 na výsledný produkt vzorce 1.

Roztok se zahustí a rozpouštědlo se nahradí 200 ml ethylacetátu. Reakční směs se promyje 50 ml 7% vodného roztoku uhličitanu sodného, 2><30 ml vody, vysuší se síranem sodným a zfiltruje. Ethylacetátový roztok se zahustí a rozpouštědlo se nahradí 60 ml cyklohexanu. Přidá se 1 ml ethylacetátu a směs se vaří pod zpětným chladičem k rozpuštění všech pevných látek. Pak se směs chladí a po dosažení teploty 52 °C se přidá 50 mg očkovacího materiálu. Vzniklá suspenze se v průběhu 2 hodin zchladí až na 22 °C a po 1 hodině stání při této teplotě se produkt odfiltruje. Filtrační koláč se promyje 8 ml cyklohexanu a suší ve vakuu pod dusíkem při teplotě 35 °C, čímž se získá produkt vzorce 1 jako špinavě bílý prášek, plocha po křivkou při HPLC je větší než 99,9 %, množství izomeru R je pod hranicí detekce.

- 19CZ 291774 B6

Příklad 7

Racemizace (S)-2-/erc-butylkarboxamid—4-terc-butoxykarbonylpiperazinu vzorce 1 působením silné báze

Boc

A) Při použití rerc-butoxidu draselného jako racemizačního činidla

(S)-2-tórc-butylkarboxamid-4-íerc-butyIoxykarbonylpiperazin 1,99,4 % ee 1 M tórc-butoxid draselný v Zerc-butanolu cyklohexan

0,416 g 0,04 ml 7,3 ml

K suspenzi enantiomemě čistého piperazinového derivátu vzorce 1 v cyklohexanu se přidá /erc-butoxid draslíku a směs se 1 hodinu vaří pod zpětným chladičem. Po zchlazení na teplotu místnosti se vytvoří bílá sraženina, která se odfiltruje, čímž se získá 405 mg racemického 2-terc-butylkarboxamid-4-tórc-butyloxykarbonylpiperazinu.

B) Při použití n-butyllithia jako racemizačního činidla

(S)-2-tórc-butylkarboxamid-4-/erc-butyloxykarbonylpiperazin, 99,4 % ee 2,0 M n-butillithium v cyklohexanu cyklohexan

0,421 g 0,37 ml 7,5 ml

K suspenzi enantiomemě čistého piperazinového derivátu vzorce 1 v cyklohexanu se pomalu a za chlazení ledem přidá roztok n-butillithia. Směs se zahřívá přes noc na teplotu varu pod zpětným chladičem. Analýzou vzorku je možno prokázat pokles ee na 50 %.

C) Při použití Schwesingerovy báze (S)-2-/m?-butylkarboxamid-4-/erc-butyloxykarbonylpiperazin, 99,4 % ee

M l-terc-oktyl-4,4,4-tris-(dimethylamino)-2,2-bis/tris-(dimethylamino)fosforanylidenamino/-2,4-katenadi(fosfazen) v hexanu (Schwesingerova báze) methylcyklohexan

0,342 g

0,09 ml ml

Enantiomemě čistý piperazinový derivát vzorce 1 se vaří pod zpětným chladičem 14 hodin se Schwesingerovou bází. Analýzou vzorku je možno prokázat, že přebytek enantiomeru se sníží na 52 %.

-20CZ 291774 B6

Příklad 8

Racemizace (S)-2-/erc-butylkarboxamid-4-Zerc-butoxykarbonylpiperazinu vzorce 1 působením karboxylové kyseliny

Použití kyseliny octové jako racemizačního činidla (Sý-2-/erc-butylkarboxamid-4-fórc-butyloxykarbonylpiperazin 1, 99,4 ee kyselina octová

0,441 g

7,73 ml

Enantiomemě čistý piperazinový derivát vzorce I se zahřívá 12 hodin v kyselině octové na teplotu 100 °C. Po zchlazení na 22 °C se kyselina octová odstraní odpařením ve vakuu, čímž se získá 430 mg bílé pevné látky. Stanovením hodnoty ee je možno prokázat pokles na 68 %.

Příklad 9

Racemizace (S)-2-terc-butylkarboxamid-4-rerc-butoxykarbonylpiperazinu vzorce 1 bezvodou solí kovu

Použití chloridu hořečnatého jako racemizačního činidla (S)-2-terc-butylkarboxamid-4-íerc-butyloxykarbonylpiperazin 1,99,4 % ee bezvodý chlorid hořečnatý ethylenglykoldiethylether

Enantiomemě čistý piperazinový derivát vzorce 1 a bezvodý chlorid hořečnatý se zahřívají 12 hodin na teplotu 100 °C v ethylenglykoldiethyletheru. Odstraněním podílu reakční směsi a jeho analýzou je možno prokázat, že došlo k poklesu ee na 97 %.

-21 CZ 291774 B6

Příklad 10

Racemizace soli (S)-2-terc-butylkarboxamidpiperazinu se dvěma molekulami kyseliny (S)kafr-10-sulfonové silnou bází

7erc-butoxid draslíku jako racemizační činidlo sůl vzorce 15, 99,3 % de

1,72 M /erc-butoxid draslíku v THF methylcyklohexan

0,559 g

1,25 ml ml

Diastereomemě čistá sůl piperazinového derivátu s kyselinou kafrsulfonovou vzorce 15 se uvede do suspenze v methylcyklohexanu a přidá se roztok /erc-butoxidu draslíku v THF. Pak se reakční směs zahřívá 12 hodin na teplotu 80 °C. Analýzou vzorkuje možno prokázat, že čistota enantiomeru piperazinového derivátu poklesla na 32 %.

Příklad 11

Racemizace soli kyseliny (lS)-kafr-10-sulionové s (S)-2-fórc-butylkarboxamidpiperazinem vzorce 15 působením karboxylové kyseliny

• 2(*)-CSA H (1) 116’C AcOH (2) NaOH

Kyselina octová jako racemizační činidlo sůl (S)-/erc-butylkarboxamidpiperazinu s kyselinou (lS)-kafr-10-sulfonovou vzorce 15, 99 % de 2,14 g ledová kyselina octová 10 ml

Diastereomemě čistá sůl piperazinového derivát s kyselinou kafrsulfonovou vzorce 15 se zahřívá 66 hodin v kyselině octové na 116 °C. Po zchlazení na 25 °C se směs zředí 30 ml THF, pH se upraví na 9,5 přidáním 50% NaOH a směs se extrahuje 3* 50 ml ethylacetátu. Spojené organické fáze se vysuší bezvodým síranem hořečnatým a odpaří na volnou bázi vzorce 14. Je možno prokázat pomocí HPLC pokles ee na 71 %.

-22CZ 291774 B6

Příklad 12

Racemizace (R)-2-/erc-butylkarboxamid-4-furopikolylpiperazinu působením silné báze

7erc-butoxid draslíku jako racemizační činidlo (R)-2-rerc-butylkarboxamid-4-furopikolylpiperazin, 99,3 % ee

1,7 rerc-butoxid draslíku v THF

THF

1,87 g

0,02 ml ml

Enantiomemě čistý (Rj-2-řerc-butylkarboxamid-4-furopikolylpierazin se rozpustí v THF a přidá se terc-butoxid draslíku. Roztok se 3 hodiny vaří pod zpětným chladičem, po této době je možno pomocí chirální HPLC prokázat, že materiál je v racemické formě.

Příklad 13

Racemizace (R)-2-/erc-butylkarboxamid-4-(3-pikolyl)piperazinu působením silné báze

7erc-butoxid draslíku jako racemizační činidlo (R)-2-terc-butylkarboxamid-4-(3-pikolyl)piperazin, 99,3 % ee

1,7 M /erc-butoxid draslíku v THF

THF

0,67 g

0,01 ml ml

Enantiomemě čistý (R)-2-íerc-butylkarboxamid-4-(3-pikolyl)piperazin se rozpustí v THF a přidá se fórc-butoxid draslíku. Roztok se 4 hodiny vaří pod zpětným chladičem, pak je možno pomocí chirální HPLC prokázat, že materiál již je racemický.

-23CZ 291774 B6

Příklad 14

Kombinace raeemizace soli (R)-2-terc-butylkarboxamidpiperazinu se 2 molekulami kyseliny5 (L)-pyraglutamové a dělení směsi

A) Raeemizace ve směsi cyklohexanu a THF

Sůl (R)-2-rerc-butylkarboxamidpiperazinu s kyselinou ío (L)-pyroglutamovou, 17 97,9 % R, 1,03 % S, 3,4 % TG

50% vodný NaOH

1-propanol voda tetrahydrofuran nasycený vodný roztok uhličitanu draselného

1M terc-butoxid draslíku v terc-butanolu

214,98 g, 0,468 mol ml ml ml

700 ml ml

12,1 ml

Nežádoucí (R)-enantiomer soli vzorce 17 z příkladu 5 se rozpustí ve směsi 1-propanolu, vody a hydroxidu draselného v dělicí nálevce. Ke dvoufázovému systému se přidá 700 ml THF 20 a vodná fáze se oddělí. Organická fáze se promyje 2 χ 25 ml nasyceného vodného roztoku uhličitanu draselného. Organický roztok se přenese do nádoby s objemem 1 litr se třemi hrdly s mechanickým míchadlem a destilačním zařízením. Za atmosférického tlaku se THF nahradí cyklohexanem zahuštěním na 250 ml a přidáním 700 ml cyklohexanu s opětným zahuštěním na 250 ml. Po přidáni 150 ml THF a /erc-butoxidu draslíku se světle zbarvená suspenze 7 hodin vaří 25 pod zpětným chladičem. Pak se suspenze v průběhu 2 hodin zchladí až na 2 °C, zfiltruje a první podíl se promyje 2 χ 40 ml cyklohexanu. Ve výtěžku 96 % se získá 82,94 g bílého krystalického prášku (99,7 % hmotnostních, 50,8 % R, 49,2 % S).

Racemický materiál je možno rozdělit při použití 1,8 ekvivalentu kyseliny (Lj-pyroglutamové ve 30 směsi 1-propanolu a vody podle příkladu 5.

-24CZ 291774 B6

B) Racemizace v 1-propanolu

Sůl (R)-piperazin-2-/erc-butylkarboxamidu s kyselinou L-pyroglutamovou vzorce 17	29,62 g, 64,6 mmol (TG = 3,4 %)
50% vodný roztok NaOH voda 1-propanol nasycený vodný roztok uhličitanu draselného 1,72 M terc-butoxid draslíku v THF	11,7 ml 11,7 ml 90 ml 10 ml 1,15 ml

Amin ve formě soli vzorce 17 se rozpustí v dělicí nálevce ve směsi vody a 1-propanolu zahřátím na 40 °C. Po přidání hydroxidu sodného se vytvoří druhá fáze. Vodná fáze se promyje 2 * 5 ml nasyceného vodného roztoku uhličitanu draselného.

Pomocí HPLC je možno prokázat, že 95 % aminu bylo extrahováno do organické fáze.

Roztok aminu v 1-propanolu se vloží do destilační baňky a přidá se 200 ml bezvodého propanolu. Roztok se destiluje za atmosférického tlaku tak dlouho, až teplota rozpouštědla překročí 98 °C a hodnota KF odebraného podílu poklesne na 0,350 mg/ml.

Destilační zařízení se nahradí zpětným chladičem a přidá se 1,15 ml, 1,72 M roztoku tercbutoxidu draslíku. Roztok se vaří pod zpětným chladičem. Chirální analýzou je možno prokázat, že po 17 hodinách varu pod zpětným chladičem je amin racemický (50 % R, 50 % S). Racemický materiál je možno rozdělit při použití 1,8 ekvivalentu kyseliny (LJ-pyroglutamové ve směsi 1propanolu a vody stejně jako v příkladu 5.

Je také možno dosáhnout této racemizace přidáním roztoku propoxidu sodíku nebo draslíku v J-propanolu.

Příklad 15

Kombinace racemizace soli (R)-2-/<?rc-butylkarboxamidpiperazinu s kyselinou (L)-pyroglutamovou vzorce 17 a dělení

-25CZ 291774 B6

Racemizace v 1-propanolu přípravou alkoxidu in šitu

sůl (R)-piperazin-2-terc-butylkarboxamidu s kyselinou L-pyroglutamovou vzorce 17	188,9 g, 0,42 mol (TG = 3,4 %)
1-propanol vodný roztok hydroxidu sodného 50 % hmot, voda	950 ml 250 g 300 g

Sůl vzorce 17 se rozpustí ve směsi 1-propanolu, hydroxidu sodného a vody v dělicí nálevce. Vytvoří se ještě spodní fáze, která se oddělí.

Spodní vodná fáze obsahovala většinu L-PGA, kdežto horní fáze v 1-propanolu obsahovala 79,0 g piperazinu podle HPLC při výtěžku 100 %. V organické fázi bylo obsaženo také 4,5 % molámích L-PGA a 33 % molámích NaOH podle titrace kyselinou chlorovodíkovou.

Organická fáze byla azeotropně vysušena až do hodnoty KF 0,259 mg/ml. V tomto okamžiku již bylo možno prokázat, že materiál je racemický (50 % R, 50 % S).

Pak bylo při teplotě 60 °C k roztoku přidáno ještě 13,9 g pevného hydrogenuhličitanu draselného a 50 ml vody a roztok byl ještě 30 minut míchán. Došlo k vyloučení pevné fáze, která byla odfiltrována.

Zbývající 1-propanolový roztok byl prostý jakékoliv silné báze a je možno uskutečnit dělení za svrchu popsaných podmínek, například podle příkladu 5.

Příklad 16 l-((R)-2',3'-Epoxypropyl)-(S)-2-terc-butylkarboxamid-4-terc-butoxykarbonylpiperazin vzorce 3

k^NH o^V^ONs	SocN _
t-au-NH^O	t-au-NH^O
1	3

Materiály (S)-2-rerc-butylkarboxamid-4-rerc-butoxykarbonylpiperazin vzorce 1 (2S)-(+)-glycidyl-3-nitrobenzensulfonát 2 diizopropylethylamin

DMF

11,0 g, 38,4 mmol 9,96 g, 38,4 mmol 5,5 ml, 42,2 mmol 38 ml

Piperazin vzorce 1 a (2S)-(+)-glycidyl-3-nitrobenzensulfonát vzorce 2 se rozpustí v baňce s objemem 250 ml pod dusíkem při použití magnetického míchadla ve směsi DMF a DIEA. Výsledný homogenní roztok se zahřívá 9 hodin na teplotu v rozmezí 60 až 62 °C.

-26CZ 291774 B6

Pomocí TLC při použití 100% ethylacetátu jako elučniho činidla a ninhydrinu jako barvívaje možno prokázat úplnou spotřebu piperazinu vzorce 1.

Reakce se ukončí přidáním 30 ml 5% vodného roztoku hydrogenuhličitanu sodného. Reakční směs se extrahuje 400 ml izopropylacetátu. Organická fáze se promyje 3 x 50 ml vody a 1 x 50 ml nasyceného vodného roztoku chloridu sodného, vysuší se síranem sodným a odpaří, čímž se získá žlutá olej. Tento olej se podrobí rychlé chromatografíí na sloupci oxidu křemičitého s rozměrem 4 x 20 cm, k eluci se užije gradient ethylacetátu a hexanu 30 : 70 až 60 : 40 a frakce s obsahem produktu se odpaří, čímž se ve výtěžku 71 % získá 9,24 g produktu vzorce 3 ve formě oleje.

/alfa/²⁵o = -17,7° (c = 0,12, methanol).

¹³C-NMR (100 MHz, CDCI3, ppm pro hlavní rotamer): 170,0, 154,1, 80,2, 66,7, 56,3, 51,7, 50,8, 50,2, 47,0, 44,0,41,9, 28,3, 28,1.

Příklad 17

Příprava epoxidu vzorce 3 z piperazinu vzorce 1 a (S)-glycidolu vzorce 4

2,00 g, 7,00 mmol piperazinu vzorce 1 a 930 mikrolitrů, 14,0 mmol (S)-glycidolu vzorce 4 se vaří pod zpětným chladičem 17 hodin v izopropanolu a pak se směs dělí mezi lOOml ethylacetátu a 50 ml vody. Vrstvy se oddělí, ethylacetátová vrstva se promyje nasyceným roztokem chloridu sodného, vysuší se síranem hořečnatým a odpaří na 2,4 g pryžovitého materiálu. Podíl 241 mg tohoto materiálu se nechá reagovat se 2 ml pyridinu a 130 mg, 0,68 mmol p-toluensulfonylchloridu přes noc, načež se směs odpaří na olej, který se dělí mezi 25 ml ethylacetátu a 10 ml vody. Ethylacetátová vrstva se promyje nasyceným vodným roztokem chloridu sodného, vysuší se síranem hořečnatým a odpaří na olej. Tento surový olej se rozpustí ve 2 ml THF a zpracovává působením 100 mg 60% disperze hydridu sodíku v oleji. Po jedné hodině se směs dělí mezi 50 ml ethylacetátu a 10 ml vody. Ethylacetátová vrstva se vysuší síranem hořečnatým a odpaří, čímž se získá požadovaný epoxid vzorce 3, spektrální údaje jsou uvedeny svrchu.

-27CZ 291774 B6

Příklad 18

Příprava navázaného produktu vzorce 8 z amidu vzorce 7 a epoxidu vzorce 3

Roztok 216 mg, 0,67 mmol acetonidu vzorce 7 (který je možno vyrobit podle postupu z US patentového spisu č. 5 169 952 z 8. prosince 1992) a 229 g, 0,67 mmol, 1,0 ekvivalentu NBoc-piperazinepoxidu vzorce 3 ve 3,5 ml THF (KF = 22 mikrogramů/ml, jde o Karl Fischerovu titraci vody) v baňce s objemem 100 ml s okrouhlým dnem, opatřené teploměrem, magnetickým míchadlem a přívodem pro dusík se pod dusíkem zchladí až na -78 °C. Pak se přidá roztok 0,9 ml, 1,6 M, 2,1 ekvivalentu n-butyllithia v hexanech, přičemž v průběhu přidávání se vnitřní teplotě směsi udržuje v rozmezí -78 až -73 °C. Reakční směs se ještě 1 hodinu míchá při teplotě -76 °C a pak se v průběhu 1 hodiny nechá zteplat na -25 °C. Pak se směs míchá ještě 2,5 hodiny při teplotě -25 až 22 °C. Po této době se ke směsi přidá 5 ml deionizované vody při teplotě -15 °C, načež se přidá 20 ml ethylacetátu k rozdělení směsi. Směs se promíchá a vrstvy se oddělí. Ethylacetátový extrakt se promyje 10 ml nasyceného vodného roztoku chloridu sodného a pak se odpaří za sníženého tlaku 4 kPa, čímž se získá surový produkt, který se chromatografuje na sloupci silikagelu při použití směsi ethylacetátu a hexanu v poměru 3 :2, čímž se ve výtěžku 20 % získá 84 mg navázaného produktu vzorce 8 ve formě bledě žlutého sirupu.

¹³C-NMR (CDCIj, 75,4 MHz), 172,6, 170,2, 154,6, 140,8, 140,4, 139,6, 129,5, 128,8, 128,1,

28,8, 28,4,26,5, 24,2.

-28CZ 291774 B6

Příklad 19

Příprava výsledné látky vzorce 9

K roztoku 5,79 g, 8,73 mmol sloučeniny vzorce 8 ve 25,5 ml izopropanolu se při teplotě 0 °C přidá 20 ml 6N vodného roztoku kyseliny chlorovodíkové a po 15 minutách ještě 10 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové. Po 1 hodině se směs zahřeje na 20 °C a při této teplotě nechá stát 4 hodiny. Pak se směs zchladí na 0 °C a pH se upraví na 12,5 přidáním 13 ml 50% vodného roztoku hydroxidu sodného, přičemž teplota se udržuje na hodnotě nejvýše 29 °C. Pak se směs io extrahuje 2 * 80 ml ethylacetátu, extrakty se vysuší síranem hořečnatým a odpaří, čímž se získá 5,46 g produktu vzorce 9 ve formě bezbarvé pěny.

^I3C-NMR (75,4 MHz, CDC)₃): 175,2, 170,5, 140,8, 140,5, 129,9, 129,1, 128,5, 127,9, 126,8, 126,5, 125,2, 124,2, 73,0, 66,0, 64,8, 62,2, 57,49,47,9, 46,4, 39,6, 39,3, 38,2,28,9.

-29CZ 291774 B6

Příklad 20

Příprava monohydrátu sloučeniny J

K roztoku sloučeniny vzorce 9 v ethylacetátu (10,5 1, KF= lOmg/ml) z předchozího stupně se přidá 20 litrů DMF, sušeného pomocí molekulového síta (KF je nižší než 30 mg/1) a směs se zahřívá na parní lázni ve vakuu k oddestilování vody a/nebo jakéhokoliv zbývajícího izopropanolu nebo ethylacetátu. Konečný objem koncentrátu byl 13,5 litrů (KF= l,8mg/ml). Pak bylo k roztoku při teplotě 25 °C přidáno 2,86 1, 20,51 mol triethylaminu a pak ještě 1 287 g, 96% 3pikolylchloridhydrochloridu (7,84 mol). Výsledná suspenze byla zahřáta na 68 °C.

Postup reakce byl sledován pomocí HPLC za týchž podmínek jako v předchozím stupni. Bylo možno prokázat následující doby retence:

Doba retence (min) _______________________________sloučenina____________

2.7 DMF

4,2 3-pikolylchlorid

4.8 Sloučenina J

9,1 výsledná látka vzorce 9

Směs byla ponechána při teplotě 68 °C tak dlouho, až bylo možno pomocí HPLC prokázat sloučeninu vzorce 9 v množství nižším než 0,3 % plochy pod křivkou. Pro HPLC byl užit sloupec Dupont C8-RX s výškou 25 cm, směs acetonitrilu a 10 mM směsi dihydrogenfosforečnanu a hydrogenfosforečnanu draselného 60 : 40, průtok 1,0 ml/min, detekce při 200 nm.

Směs byla míchána při 68 °C celkem 4 hodiny, pak byla zchlazena na 25 °C a rozdělena mezi 80 litrů ethylacetátu a směs 24 litrů nasyceného vodného roztoku hydrogenuhličitanu sodného a 14 litrů destilované vody. Po promíchání směsi při teplotě 55 °C byly vrstvy odděleny. Ethylacetátová vrstva byla při teplotě 55 °C promyta 3 * 20 litry vody a pak odpařena za atmosférického tlaku na konečný objem 30 litrů. Na konci tohoto zahuštění bylo k horkému roztoku přidáno

-30CZ 291774 B6

560 ml vody a směs byla zchlazena na 55 °C, načež bylo přidáno malé množství monohydrátu sloučeniny J jako očkovací materiál. Směs byla zchlazena na 4 °C a produkt byl odfiltrován a promyt 2x3 litry chladného ethylacetátu a pak sušen ve vakuu při teplotě 25 °C. Tímto způsobem bylo ve výtěžku 70,7 % získáno 2 905 g monohydrátu sloučeniny J jako bílé pevné látky.

Byla provedena křivka pro monohydrát sloučeniny J v diferenciálním kalorimetru DSC pod dusíkem při vzestupu teploty 10 °C za minutu, bylo možno pozorovat poměrně širokou a mělkou endotermní křivku s vrcholem přibližně při 66 °C a pak kombinaci endotermního a exotermního průběhu mezi 129 až 134 °C a nakonec hlavní endotermní průběh při tání při 158 °C, který začíná při 155 °C a odpovídá teplu, spotřebovanému při tání 49 J/g.

Příklad 21

Kinetické dělení (S/R)-2-/erc-butylkarboxamid-4-terc-butoxykarbonylpiperazinu vzorce 17 na produkt vzorce 1

Bac

CCNHt-Bu

H

Materiály surový (S/R)-2-/erc-butylkarboxamid—4-ferc-butoxykarbonylpiperazin 1Ί (S)-2-terc-butylkarboxamid-4-terc-butoxykarbonylpiperazin 1, >99,5 % ee methylcyklohexan s 2 % obj. ethylacetátu

1,40 g 4x0,14g ml

Surový pryžovitý produkt vzorce 17 se rozpustí ve 14 ml směsi rozpouštědel zahřátím na 90 °C. Roztok se nechá zchladnout a v intervalech 10 °C se jako očkovací materiál přidá 0,14 g produktu vzorce 1 s čistotou ee vyšší než 99,5%. Při teplotě 55 °C se čtvrtý podíl 0,14 g očkovacího materiálu již nerozpustí a při dalším pomalém chlazení až na teplotu místnosti se vytvoří bílý krystalický materiál. Reakční směs se zfiltruje, materiál se promyje 3 ml směsi methylcyklohexanu a ethylacetátu a suší pod dusíkem ve vakuu, čímž se získá 0,95 g bílé pevné látky. Stanovením enantiomemí čistoty na sloupci Chiracell AS je možno prokázat 93 % ee.

Postupy uvedené v textu popisu vynálezu a získané meziprodukty je možno využít pro přípravu výsledných sloučenin, které jsou vhodné pro inhibicí HlV-proteázy, pro prevenci nebo léčení infekce virem lidské imunodeficience HIV a pro léčení důsledků této infekce, patologických stavů, například AIDS. Výsledné látky a jejich schopnost způsobit inhibicí HlV-proteázy byly popsány v EP 541 168 z 12. května 1993. Léčení AIDS nebo prevence nebo léčení HIV zahrnuje i léčení široké škály stádií této infekce, jako AIDS, ARC (komplex, spojený s AIDS) a to s příznaky i dosud bez příznaků, včetně již uskutečněné nebo potenciální expozice viru HIV. Výsledné produkty, které je možno získat způsobem podle vynálezu a z meziproduktů podle vynálezu je tedy možno využít k léčení infekce HIV a předpokládanému vystavení infekci HIV v minulosti například v případě krevní transfuze, transplantace orgánů, výměny tělních tekutin, po pokousání, po náhodném poranění injekční jehlou nebo po vystavení působení krve nemocného v průběhu chirurgického zákroku.

-31 CZ 291774 B6

Inhibitory HlV-proteázy, které je možno získat tímto způsobem, jsou využitelné také k vyhledávání nových protivirových sloučenin. S jejich pomocí je například možno izolovat mutanty enzymu, které jsou velmi vhodné pro vyhledávání účinnějších protivirových sloučenin. Mimoto je uvedené látky možno použít také k průkazu místa vazby jiných protivirových látek na HIVproteázu, například kompetitivní inhibicí. Je tedy zřejmé, že výsledné látky, které je možno získat na základě způsobu podle vynálezu a s použitím meziproduktů podle vynálezu, jsou cenné produkty, které bude v budoucnosti možno plně využít a běžně dodávat.

Inhibitoiy HlV-proteázy, které je možno připravit z meziproduktů podle vynálezu a pomocí způsobu podle vynálezu, jsou, jak již bylo svrchu uvedeno, popsány v EP 541 164.

Inhibitory proteázy HIV je možno podávat nemocným v případě potřeby ve formě farmaceutických prostředků, které obsahují příslušný farmaceutický nosič a účinné množství inhibitoru nebo některé z jeho farmaceuticky přijatelných solí. V EP 541 164 jsou popsány vhodné farmaceutické prostředky, způsob jejich podání, vhodné typy solí a také dávkování uvedených inhibitorů.

Sloučeniny podle vynálezu mohou obsahovat středy asymetrie a mohou se tedy vyskytovat jako racemáty, racemické směsi a jednotlivé diastereomery nebo enantiomery, přičemž všechny tyto izomerní formy spadají do rozsahu vynálezu.

V případě, že se jakákoliv z uvedených skupin, například aryl, heterocyklická skupina, R, R¹, R², η, X a podobně vyskytuje v jakékoliv složce nebo ve vzorcích I až XI více než jednou, je význam takové skupiny při každém dalším výskytu nezávislý na významu předchozím. Přípustné jsou také kombinace substituentů a/nebo skupin v případě, že při jejich použití vznikají stálé látky.

V případě alkylových skupin se pod tímto pojmem rozumí nasycené alifatické uhlovodíkové zbytky s přímým i rozvětveným řetězcem s uvedeným počtem uhlíkových atomů, Me - methyl, Et ethyl, Pr = propyl. Bu = butyl, t-Bu = tórc-butyl. Arylovou skupinou může být fenyl (Ph) nebo naftyl.

Heteroarylovou skupinou může být některá z následujících skupin:

-32CZ 291774 B6

Vynález byl popsán v souvislosti s řadou výhodných provedení. Je však zřejmé, že by bylo možno navrhnout ještě celou řadu běžných změn, úprav nebo modifikací, které by rovněž spadaly do oboru vynálezu. To znamená, že vynález nemůže být omezen na uvedené příklady výhodných provedení.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob racemizace opticky čistého nebo obohaceného piperazin-2-/erc-butylkarboxamidového substrátu obecného vzorce IX nebo X nebo jeho soli kde

II

R¹ a R² se nezávisle volí ze skupiny atom vodíku, R,

O nebo ~C-OR _a

R znamená alkyl o 1 až 5 atomech uhlíku, -CH2~aryl, -CH₂-heteroaryl, aryl nebo trifluormethyl, kde aryl znamená fenyl nebo naftyl a heteroaryl se volí ze skupiny

-33CZ 291774 B6 a místem vazby je kterýkoliv uhlíkový atom heteroarylové skupiny, vyznačující se tím, že se substrát nebo jeho sůl uvede do reakce s racemizačním činidlem ze skupiny silná báze, bezvodá sůl kovu nebo karboxylová kyselina v rozpouštědle při teplotě místnosti až teplotě 250 °C.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se uvádí do reakce substrát, v němž R² znamená

O

II atom vodíku nebo skupinu ~C-OR ,

R znamená alkyl o 1 až 5 atomech uhlíku, -CH₂-aryl nebo -CH₂-heteroaryl, kde aryl znamená fenyl nebo naftyl a heteroaryl se volí ze skupiny a místem vazby je kterýkoliv uhlíkový atom heteroarylové skupiny.
3. Způsob podle nároku 1, vy z n a č uj í c í se tím, že se jako racemizační činidlo užije silná báze ze skupiny alkyllithium, amid, hydroxid nebo alkoxid lithia a Schwesingerovo činidlo.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že se silná báze volí ze skupiny tórc-butoxid lithia, sodíku nebo draslíku, n-propoxid lithia, sodíku nebo draslíku, methoxid sodíku nebo draslíku nebo ethoxid sodíku nebo draslíku.

-34CZ 291774 B6
5. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se jako racemizační činidlo užije bezvodá sůl kovu ze skupiny chlorid hořečnatý, bromid hořečnatý, chlorid zinečnatý, chlorid železitý nebo chlorid titaničitý.
6. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se jako racemizační činidlo užije karboxylové kyselina ze skupiny kyselina octová, propionová, máselná nebo izomáselná.
7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se reakce provádí při teplotě 50 až 120 °C.
8. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se jako rozpouštědlo užije ether, alkan, cykloalkan, alkohol, aromatická sloučenina nebo jejich směsi.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že se jako rozpouštědlo užije tetrahydrofuran, cyklohexan, propanol nebo jejich směsi.
10. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se substrát volí ze skupiny

-35CZ 291774 B6 a ze solí těchto látek.
11. Způsobpodlenároku 10, vyznačuj ící se tím, že se substrát volí ze skupiny
12. Způsob podle nároku 11,vyznačující se tím, že se substrát ve formě soli volí ze soli kyseliny pyroglutamové nebo kyseliny kafrsulfonové.
13. Způsob podle nároku 13, vyznačující se tím, že se jako substrát ve formě soli užije sůl se 2 molekulami kyseliny (L)-pyroglutamové.

-36CZ 291774 B6
14. Způsob podle nároku 1 pro racemizaci opticky čistého nebo obohaceného piperazin-2-tercbutylkarboxamidového substrátu obecného vzorce IX nebo jeho soli (IX) vyznačující se tím, že se substrát nebo jeho sůl uvede do reakce salkoxidem v 1-propanolu při teplotě v rozmezí 50 až 120 °C, přičemž R¹ znamená atom vodíku nebo /erc-butyloxykarbonyl a R² znamená atom vodíku.
15. Způsob podle nároku 14, v y z n a č u ji c í se tím, že se alkoxid volí ze skupiny n-propoxid sodíku, draslíku nebo lithia.
16. Způsob podle nároku 15, vy z n a č uj í c í se tím, že se n-propoxid sodíku, draslíku nebo lithia připraví in šitu azeotropním sušením hydroxidu sodného, draselného nebo lithného v 1-propanolu.
17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že se kracemizaci užije sůl substrátu obecného vzorce IX se 2 molekulami kyseliny (L)-pyroglutamové.
18. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že se reakce provádí v rozmezí 85 až 120 °C.