CZ300783B6

CZ300783B6 - Zpusob oddelování sloucenin

Info

Publication number: CZ300783B6
Application number: CZ20014209A
Authority: CZ
Inventors: Nishihara@Yutaka; Honda@Keiji; Mukai@Koji; Hashimoto@Norihiro; Hatanaka@Hiroshi; Yamashita@Michio
Original assignee: Astellas Pharma Inc.
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2009-08-12
Also published as: DE60013434D1; HUP0201481A2; WO2000071546A1; AU775075B2; TR200103360T2; BR0011597B1; CA2374999A1; PL357015A1; ATE275150T1; KR100443048B1; IL146285A0; EP1183261A1; ZA200109093B; AU775075C; AU4615400A; PL199512B1; TW500725B; MXPA01011566A; JP3750527B2; HU228268B1

Abstract

Zpusob oddelování vysokomolekulárních sloucenin obsahujících laktonové skupiny, kde tyto slouceniny obsahují v postranním retezci alkylovou skupinu, od vysokomolekulárních sloucenin obsahujících laktonové skupiny, kde tyto slouceniny obsahují v postranním retezci alkenylovou skupinu, použitím silných kationtových iontomenicových pryskyric s obsahem sulfonových skupin, predem upravených ionty stríbra.

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu oddělování analogických sloučenin, zvláště způsobu oddělováni vysokomolekulámích sloučenin obsahujících laktonové skupiny, kde tyto sloučeniny obsahují v postranním řetězci alkylovou skupinu, od vysokomolekulámích sloučenin obsahujících laktonové skupiny, kde tyto sloučeniny obsahují v postranním řetězci alkenylovou skupinu, io použitím silných kationtových iontoměničových pryskyřic s obsahem skupin sulfonových kyselin, předem upravených ionty stříbra.

Dosavadní stav techniky 15

Běžně známé je použití iontů stříbra pro oddělování cis- transizomerů nenasycené alifatické kyseliny se stejným počtem atomů uhlíku (J. Chromatography, 149 (1978) 417). Dosud však nebylo objeveno, jak účinně oddělovat sloučeniny, které se mírně odlišují v části molekulární struktury, například sloučeninu obsahující ve svém postranním řetězci alkylovou skupinu, od sloučeniny, kde tato sloučenina ve svém postranním řetězci obsahuje alkenylovou skupinu. Je tomu tak proto, že tyto sloučeniny mají stejný nebo téměř stejný počet atomů uhlíku a vzájemně se podobají svými fyzikálními vlastnostmi, jako je rozpustnost a afinita k rozpouštědlům.

Podstata vynálezu

Autoři předkládaného vynálezu intenzivně studovali metodu pro účinné oddělování sloučenin se vzájemně podobnými fyzikálními vlastnostmi, aniž by docházelo ke změně samotných sloučenin. Neočekávaně objevili způsob oddělování sloučenin s podobnými fyzikálními vlastnostmi, tj. vy30 sokomolekulámí sloučeniny obsahujíc! laktonovou skupinu, kde tato sloučenina jako postranní řetězec obsahuje alkylovou skupinu, od vy sokomolekulámí sloučeniny osahující laktonovou skupinu, kde tato sloučenina ve svém postranním řetězci obsahuje alkenylovou skupinu, a kde vysokomolekulámí sloučeniny obsahující laktonovou skupinu mají společnou základní chemickou strukturu, použitím silné kationtové iontoměničové pryskyřice obsahující skupiny sulfonové kyseliny předem upravené ionty stříbra.

Jako vhodné příklady silných kationtových iontoměničových pryskyřic obsahujících skupiny sulfonových kyselin je možno uvést materiály na syntetickém základě nebo na bázi křemičitého gelu, jako jsou pryskyřice typu gelu a porézní pryskyřice, které mohou být použity s polárním rozpouštědlem, ale nemohou být použity s nepolárním rozpouštědlem; a vysoce porézní pryskyřice, které mohou být použity jak s polárními, tak i nepolárními rozpouštědly. Tyto pryskyřice je možno volit podle polarity použitého eluentu.

Silné kationtové iontoměničové pryskyřice obsahující skupiny sulfonových kyselin mohou být například silná kationtová iontoměničová pryskyřice obsahující skupiny benzensulfonové kyseliny, která má na svém konci skupiny benzensulfonové kyseliny. Pryskyřice může být například založena na kopolymeru styrenového monomeru a divinylbenzenu (DVB), nebo může být založena na silikagelu.

Jako příklady silných kationtových iontoměničových pryskyřic s obsahem skupin benzensulfonové kyseliny, tj. Sulfonovaných kopolymerů styrenového monomeru a DVB, je možno uvést Diaion® (řada SK, řada RCP, řada HPK, řada PK, jako je PK 206) (obchodní známka, vyráběné firmou Mitsubishi Chemical Corporation, Japonsko), Amberlite® (IR120B, IR200) a Duolite® (C20, C26) (obchodní známka, vyráběné firmou Rohm & Hass Company), Dowex® (50W-X8,

MSC-1) obchodní známka, vyráběné firmou Dow Chemical Company), [onač® (C-240) (obchodní známka, vyráběná Firmou Sybron Chemicals lne.) a Lewatit® (S-100, řada SP) (obchodní známka, vyráběná firmou Bayer Corporation).

Jako příklady silných kationtových iontoměničových pryskyřic obsahující skupiny benzensulfo5 nové kyseliny, jejichž základem je sitikagel, je možno uvést silné kationtové iontoméničové pryskyřice potažené silikonovým polymerem obsahujícím skupiny benzensulfonové kyseliny, jako je Capcell Pak® (řada SCX) (obchodní známka, vyráběný firmou Shiseido Company Limited, Japonsko), jehož základní materiál je potažen tenkým filmem silikonového polymeru, a na nějž se nakonec zavádějí skupiny sulfonové kyseliny.

io

Mezi těmito silnými kationtovými iontoměničovými pryskyřicemi obsahujícími skupiny benzensulfonové kyseliny jsou zvláště výhodné materiály Diaion® (řada RCP a řada PK) a Capcell Pak® (řada SCX).

ís Ionty stříbra použitelné pro předběžnou úpravu silné kationtové pryskyřice obsahující skupiny sulfonové kyseliny, mohou být s výhodou poskytovány různými solemi stříbra, které mohou poskytnout ve vodě ionty stříbra, jako je dusičnan stříbrný, chloristan stříbrný apod.

Silná kationtová iontoměničová pryskyřice obsahující skupiny sulfonové kyseliny může být předem upravena iontem stříbra tím způsobem, že se jí nechá protékat vodný roztok soli stříbra, jestliže je pryskyřice ve vodíkovém cyklu; jestliže je pryskyřice v sodíkovém cyklu, provede se její převedení do vodíkového cyklu, promytí vodou, nastavení pH na 3 až 4 a pryskyřicí se provede vodný roztok soli stříbra. Tato předběžná úprava ionty stříbra se může s výhodou provádět přiváděním soli stříbra s koncentrací 1 mol/L - R nebo vyšší.

Způsob čištění podle předkládaného vynálezu se může provádět použitím následujících kroků:

i) Směs, tj. surová látka určená k oddělování, obsahující „vysokomolekulámí sloučeninu s obsahem laktonové skupiny, kde tato sloučenina v postranním řetězci obsahuje alkenylovou skupinu“, může být rozpuštěna ve vhodném rozpouštědle jako je aceton apod., a může být nanesena na chromatografickou kolonu naplněnou silnou kationtovou pryskyřicí obsahující skupiny sulfonové kyseliny, předem upravenou ionty stříbra.

ii) Dále může být prováděna eluce vhodným rozpouštědlem jako je aceton, směs ethylacetátu a methylalkoholu apod.

Způsob oddělování použitím silné kationtové pryskyřice obsahující skupiny sulfonové kyseliny, předem upravené ionty stříbra, může být prováděn v systému s pevným ložem nebo systému s kontinuálním ložem. Systém s pevným ložem zahrnuje z hlediska pracovního postupu systém s jediným ložem, systém s vícenásobným ložem, systém s dvojitým ložem, systém se směsným ložem, systém iontoméničové filtrace, oběhový (cirkulační) systém apod. Z hlediska způsobu regenerace zahrnuje systém s pevným ložem systém regenerace se sestupným tokem, systém regenerace se vzestupným tokem, systém regenerace s protiproudým vzestupným tokem, systém regenerace s protiproudem, systém regenerace mimo kolonu apod. Na druhé straně, systém se spojitým ložem zahrnuje systém s fluidním ložem (protiproudý systém kontaktu, vícestupňový vsádkový systém), systém pohyblivého lože vzestupného typu (jednokolový typ), systém simulovaného pohyblivého lože, systém s nekonečným pásem (extrakční systém kapalina - kapalina) apod., přičemž pro výrobu ve velkém měřítku je účinný a vhodný systém se simulovaným pohyblivým ložem.

Vysokomolekulámí sloučenina obsahující laktonovou skupinu, na kterou je možno způsob oddělování podle předkládaného vynálezu aplikovat, znamená sloučeniny, které ve své molekule obsahují alespoň jeden laktonový kruh, a jejichž molekulová hmotnost je přibližně 400 nebo více. Tyto sloučeniny mohou být monocyklické, bicyklické, tricyklické apod. Výhodněji jsou tvořeny

12 nebo více atomy. Mezi takové monocyklické sloučeniny patří erythromyciny, leukomyciny, methymyciny apod. Takové tricyklické sloučeniny zahrnují sloučeniny s obsahem laktonového kruhu, jako je tricyklická sloučenina popsaná v EP 0 184 162; tricyklické sloučeniny s obsahem heteroatomů popsané v EP 0 427 680, EP 0 532 088 nebo WO 93/04680, Nejvýhodnější sloučenina je 1,14-ďihydroxy-12-[2-{4-hydroxy-3-niethoxycyklohexyI)-l-methylvinyl]-23,25-dis methoxy-13,19,21,27-tetramethyl-l 1,28-dioxa-4-azatricyklo[22.3.1,0⁴⁹]oktakos-18-en2,3,10,16-tetraon. Nejvýhodnější poloha, která je substituována alkylovou nebo alkenylovou skupinou jako postranním řetězcem, je poloha 17 této sloučeniny. V takovém případě jde o takrolimus, jestliže je poloha 17 substituována skupinou allyl, a askomycin, jestliže je substituována skupinou ethyl. Jako vhodné příklady je také možno uvést rapamyciny.

Jako alkylovou skupinu nebo alkylové skupiny ve funkci postranního řetězce vysokomolekulámí sloučeniny obsahující laktonovou skupinu je možno uvést přímé nebo rozvětvené alkylové skupiny obsahující 1 až 6 atomů uhlíku, jako je methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sekbutyl, ter-butyl, pentyl, isopentyl, hexyl apod., z nichž jsou výhodné skupiny, které mají 1 až

4 atomy uhlíku, jako je methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl a isobutyl.

Jako alkenylová skupina nebo alkenylové skupiny ve funkci postranního řetězce vysokomolekulámí sloučeniny s obsahem laktonové skupiny, kde tato sloučenina má společnou základní chemickou strukturu jako výše uvedená sloučenina, je možno uvést přímé nebo rozvětvené alke20 nylové skupiny s 2 až 6 atomy uhlíku, jako je vinyl, propenyl (allyl nebo 1-propenyl), butenyl, isobutenyl, pentenyl, hexenyl apod., z nichž výhodné jsou vinyl a propenyl.

Příprava látky určené k oddělování

Kultivační médium (100 ml) obsahující 1 % kukuřičného škrobu, 1 % glycerolu, 0,5 % glukózy, 1 % bavlníkového extraktu, 0,5 % sušených kvasnic, 0,5 % kukuřičných výluhů a 0,2 % uhličitanu vápenatého, jehož pH bylo nastaveno na 6,5, bylo nalito do osmi 500 ml Erlenmeyerových baněk a sterilizováno při 120 °C 30 min. Do média v každé baňce byla naočkována smyčka kultury ze šikmého Avaru Streptomyces tsukubaensis No. 9993 (uložené pod depozitním číslem

FERM BP-927 v National Institute of Bioscience and Human Technology, Agency of Industrial Science and Technology, Japonsko, v souladu s Budapešťskou úmluvou) a byla prováděna kultivace při 30 °C 72 hod. na rotační třepačce. Tato kultura byla převedena jako očkovací kultura do 160 1 stejného média, které bylo umístěno v 200 ml nádobě fermentoru, která byla předem sterilizována při 120 °C 30 min, a do které bylo přidáno 0,05 % materiálu Adekanol® (odpěňovací prostředek, obchodní známka, vyráběno firmou Asahi Denka Co., Japonsko) a 0,05 % silikonu (vyráběno firmou Shinetsu Chemical Co., Japonsko). Byla provedena předkultivace při 30 °C 48 hod. za míchání při 200 ot/min. a vzdušnění 1601/min. Tato předběžná kultura v objemu 30 I byla zaoěkována do objemu 30001 produkčního média pH 6,8, které bylo předem sterilizováno při 120 °C 30 min., a které obsahovalo 3 % rozpustného škrobu, 0,8 % pšeničných klíčků, 0,4 % sušených kvasnic, 0,6% kukuřičného výluhu, 0,1% uhličitanu sodného, 0,05% materiálu Adekanol® a 0,05 % silikonu ve fermentačním tanku na 41, a byla prováděna fermentace při 25 °C 168 hod. za míchání při 140 ot/min. a vzdušnění 1500 1/min.

Takto získaná kultivační půda byla přefiltrována použitím 50 kg křemeliny. Koláče mycelia byly extrahovány 1000 1 acetonu za poskytnutí 1000 1 extraktu. Acetonový extrakt z koláčů mycelia a filtrát (2700 I) byly spojeny a převedeny přes kolonu neiontové adsorpčnt pryskyřice „Diaion HP-20“ (obchodní známka, vyráběno firmou Mitsubishi Chemical Corporation, Japonsko) (200 ml). Po promytí 600 ml 50% vodného acetonu byla provedena eluce 75% vodným acetonem. Rozpouštědlo v eluátu bylo odstraněno odpařením za sníženého tlaku za získání 40 1 vodné50 ho zbytku. Tento zbytek byl dvakrát extrahován 40 1 ethylacetátu. Ethylacetátový extrakt byl zakoncentrován za sníženého tlaku za získání olejovitého zbytku. Tento olejovitý zbytek byl rozpuštěn ve směsi n-hexanu a ethylacetátu (1:1, obj./obj., 3 1) a čištěn chromatografií na koloně s použitím 70 I silikagelu (firma Merck & Co., Ltd. 70 až 230 mesh) naplněné s použitím stejného rozpouštědla.

Eluce byla prováděna postupně směsí n-hexanu a ethylacetátu (1:1, obj./obj., 4201 a 1:2, obj./obj., 4201), 210 I ethylacetátu a potom 210 acetonu. Frakce byly jímány při elučním objemu od 350 1 do 420 1 (první eluát), od 4901 do 840 I (druhý eluát) a od 980 1 do 1190 1 (třetí eluát).

Druhý eluát byl zakoncentrován za sníženého tlaku a byl přidán aceton jako náhrada rozpouštědla (50 mg/ml). Takto byla získána surová látka určená k oddělování na chromatografické koloně.

Přehled obrázků na výkresech io

Obr. 1 je graf znázorňující oddělování sloučenin chromatografií na koloně s použitím materiálu Diaion® RCP 160M předem upraveného ionty stříbra.

Obr. 2 je graf znázorňující oddělování sloučenin chromatografií na koloně s použitím materiálu

Čapce 11 Pak® SCX předem upraveného ionty stříbra.

Příklady provedení vynálezu

Následující příklady se uvádějí pouze pro podrobnější ilustraci předkládaného vynálezu.

Příklad 1

Dělení chromatografií na koloně s použitím materiálu Diaion® RCP160M (obchodní známka, vyráběno firmou Mitsubishi Chemical Corporation, Japonsko).

(1) Zpracování iontoměničové pryskyřice Diaion® RCP160M solí stříbra

1M vodný roztok dusičnanu stříbrného (tri objemy kolony) byly převedeny přes materiál Diaion® RCP160M (typ H⁺), který byl potom promyt vodou (čtyři objemy kolony) pro odstranění nadbytku dusičnanu stříbrného. lontoměníčová pryskyřice byla ekvilibrována methanolem (čtyři objemy kolony) a potom směsí ethylacetátu a methanolu (1:1).

(2) Test oddělování sloučenin použitím jedné kolony

Surová látka určená pro dělení chromatografií na koloně získaná postupem popsaným výše byla zpracována chromatografií na koloně použitím materiálu Diaion® RCP160M zpracovaného vodným roztokem dusičnanu stříbrného. Oddělování bylo prováděno na koloně 20 mm 0 * 500 mm (425 μπι) (150 ml) a s použitím směsi ethylacetátu a methanolu (1:1) jako eluentu s nanesením g/L-R vzhledem k takrolimu, průtoku sv = 1 a teplotě 30 °C. Výsledky dělení jsou ukázány na obr. 1.

Byly izolovány a identifikovány takrolimus, askomycin a 17-propyl-l,14-dihydroxy-12-[2~{445 hydroxy-3-methoxycyklohexyl)-l-methylvinyl]-23,25-dimethoxy-13,19,21,27-tetramethyl1 l,28-dioxa-4-azatricyklo-[22.3.1.0⁴⁹]oktakos-18-en-2,3,10,16-tetraon (označovaný dále jako sloučenina A).

Příklad 2

Dělení chromatografíí na koloně s použitím materiálu Capcell Pak® SCX UG80 (obchodní známka, vyráběno firmou Shíseido Company Limited, Japonsko) (1) Test oddělování s použitím jediné kolony

Surová látka určená pro dělení chromatografií na koloně získaná stejným způsobem jak bylo popsáno v příkladu 1 byla zpracována chromatografií na koloně na iontoměničové pryskyřici ío Capcell Pak® SCX UG80 s provedenou záměnou ionty stříbra. Dělení a Čištění bylo prováděno použitím kolony 20 mm 0 x 250 mm (20 pm) (78 ml) a acetonu jako eluentu při nanesení 5 g/LR vzhledem k takrolimu, průtoku sv = 1,5 a 30 °C. Dosažené oddělení je ukázáno na obr. 2.).

(2) Kontinuální separace se zařízením se simulovaným pohyblivým ložem malé velikosti

Surová látka určená pro dělení chromatografií na koloně, získaná jak bylo popsáno výše, byla zpracována dělením v malém zařízení se simulovaným pohyblivým ložem (vyrobeno firmou Organo Corporation, Japonsko, malým chromatografickým separátorem nového systému JO, TREZONE®) s materiálem Capcell Pak® SCX UG80 zpracovaným vodným roztokem dusična20 nu stříbrného. Oddělování a čištění bylo prováděno za následujících podmínek: eluent - aceton; koncentrace nástřiku - 25 g/1; metoda nástřiku - 24 g/cyklus χ 4 cykly; kolona - (20 pm) 2,26 I (280 ml x 8); souhrnné množství naneseného materiálu - 42 g/L-R (nanášení po dávkách); množství kapaliny v aktivní frakci - 1,5 1/cyklus (vzhledem k 0,65 objemu kolony); teplota 20 °C. Čistota každé látky v aktivní frakci byla zjišťována analýzou HPLC. Výsledky jsou ukázá25 ny v tabulce 1.

Tabulka 1

	Čistota v surovém materiálu (%)	Čistota v eluované frakci (%)
Takrolimus	85,4	92,7
Askomycin	5,45	0,11
Sloučenina A	1,30	nenf detekovatelné

Průmyslová využitelnost

Použitím silné kationtové iontoměničové pryskyřice obsahující skupiny sulfonové kyseliny, předem zpracované ionty stříbra, pro oddělování vysokomolekulární sloučeniny obsahující laktonovou skupinu, kde tato sloučenina v postranním řetězci obsahuje alkylovou skupinu, od podobné sloučeniny obsahující v postranním řetězci alkenylovou skupinu, bylo dosaženo neočekávané účinnosti oddělování.

Metoda oddělování podle překládaného vynálezu je dobře použitelná z důvodů její opakovatelnosti, použitelnosti ve velkém měřítku a/nebo ekonomického přínosu. Proto je předkládaný vynález použitelný v chemickém průmyslu, zvláště ve farmaceutickém průmyslu, kde je zapotřebí výroby ve velkém množství a kritické jsou požadavky na čistotu sloučenin.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

5 1. Způsob oddělování vysokomolekulámi sloučeniny obsahující laktonovou skupinu, kde tato sloučenina ve svém postranním řetězci obsahuje alkylovou skupinu, od vysokomolekulámi sloučeniny obsahující laktonovou skupinu, kde tato sloučenina ve svém postranním řetězci obsahuje alkenylovou skupinu, přičemž vysokomolekulámi sloučeniny obsahující laktonovou skupinu mají společnou základní chemickou strukturu, vyznačující se tím, že se používá ío silné kationtové iontoměničové pryskyřice obsahující skupiny sulfonové kyseliny, předem upravené působením iontů stříbra, přičemž společnou základní chemickou strukturou vysokomolekulámích sloučenin obsahujících laktonovou skupinu je l,14-dihydroxy-12-[2-(4-hydroxy-3methoxycyklohexyl)-l-methylvÍnyl]-23,25-dimethoxy-l 3,19,21,27tetramethyl-l 1,28-dioxa4-azatricyklo-[22.3.1.0⁴ ’]-oktakos-l 8-en-2,3,10,16-tetraon.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že alkylová skupina a alkenylová skupina ve funkci postranního řetězce jsou vždy substituovány v poloze 17 každé tricyklické sloučeniny.

20
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že alkylovou skupinou je ethyl nebo propyl a alkenylovou skupinou je propenyl.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ionty stříbra jsou poskytnuty stříbrnými solemi jako je dusičnan stříbrný nebo chloristan stříbrný.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že oddělování se provádí použitím systému se simulovaným pohyblivým ložem,
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že silnou kationtovou íontoměni30 čovou pryskyřicí obsahující skupiny sulfonové kyseliny je kationtová iontoměničová pryskyřice obsahující skupiny benzensulfonové kyseliny.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že pryskyřice je vytvořena ze základu kopolymeru styrenového monomeru a divinylbenzenu nebo ze základu silikagelu potaže35 ného tenkým filmem silikonového polymeru.
8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že alkenylovou skupinou je allyl.
9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že molekulová hmotnost oddělova40 ných vysokomolekulámích sloučenin obsahujících laktonovou skupinu je přibližně 400 nebo vyšší.
10. Způsob podle nároku 1, vy z na č uj í c í se tím, že oddělované vysokomolekulámi sloučeniny obsahující laktonovou skupinu jsou zvoleny ze skupiny zahrnující takrolimus a asko45 mycin.