Způsob přípravy 5-[(lř)-2-(5,6-diethylindan-2-ylainino)-l-hydroxyethyl]-8-hydroxy(177)-chinolin-2-onu (indacaterolu)
    Oblast techniky
    Vynález se týká nového způsobu syntézy 5-[(7?)-2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethy l]-8-hydroxy-( 1 //)-chinolin-2-onu vzorce (_R)-2,
    
    známého pod generickým názvem indacaterol, který se používá k léčbě chronické obstrukční plicní nemoci (CHOPN).
    Dosavadní stav techniky
    První přípravu indacaterolu ((A)—2) popisuje WO 00/75 114 Al (Schéma 1).
    
    
    
    
    (R)-1 (R)-2
    Schéma 1
    Syntéza navazuje na již dříve publikovanou přípravu 8-benzyloxy-5-(7ř)-oxiranyl-(l//)-chinolin-2-onu uveřejněnou ve WO 95/25 104 Al. Tato syntéza indacaterolu ((A)—2) byla ve WO 2004/076 422 Al, WO 2004/087 668 Al a WO 2005/123 684 A2 dále modifikována, aby byla lépe použitelná pro průmyslovou produkci. Slabou stránkou výše uvedené syntézy je používání drahého benzyltrichlormethyl dichlorjodátu jako chloračního činidla v prvním kroku. Významnou slabou stránkou výše uvedené syntézy je tvorba nežádoucích vedlejších produktů při reakci 8-benzyloxy-5-(7?)-oxiranyl-(lA)-chinolin-2-onu s 2-amino-5,6-diethylindanem (Schéma 2).
    - 1 CZ 306252 B6
    
    
    (R)-1
    
    
    Schéma 2
    Surový 54(7í)-2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l/7)-chinolin2-on ((7?)—I) je možno vyčistit od těchto nežádoucích vedlejších produktů převedením na benzoát, ten je pak překrystalován, redukován vodíkem, převeden na indacaterol maleinát a ten je ίο nakonec překrystalován. Podle WO 2004|076 422 Al, WO 2004/087 668 Al a WO 2005/123 684 A2 je výtěžek benzoátu 5-[(J?)-2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-lhydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l//)-chinolin-2-onu ((R}~ 1) z 8-benzyloxy-5-(/ř)-oxiranyl(l//)-chinolin-2-onu jen 67 %.
    Podstata vynálezu
    Způsob přípravy 5-[(7?)-2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-hydroxy-(l/7)chinolin-2-onu vzorce (R)-2,
    
    který zahrnuje přípravu racemického intermediátu
    5-[2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l#)-chinolin-2-onu vzorce 1
    
    který se dále v libovolném pořadí chirálně štěpí a debenzyluje a následně se izoluje indacaterol vzorce (R)-2.
    Podstata vynálezu
    Předmětem vynálezu je způsob přípravy indacaterolu vzorce (R)-2) z racemického intermediátu 5-(2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l//)-chinolin-2-on vzorce 1, sestávající z debenzylace intermediátu vzorce 1 za vzniku 5-(2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-hydroxy-(l/7)-chinolin-2-onu vzorce 2, a následného štěpení a izolace indacaterolu vzorce (R)-2.
    Vynález dále zahrnuje přípravu indacaterolu vzorce (R)-2) z racemického intermediátu 5—(2— (5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(lH)-chinolin-2-onu vzorce 1, kdy se nejprve provede štěpení, izoluje se sloučenina vzorce (R)-l a pak následuje debenzylace sloučeniny (R)-l za vzniku indacaterolu vzorce (R)-2.
    Debenzylace 5-(2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l//)-chinolin-2-onu (1) na 5-(2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-hydroxy-(l/7)-chinolin-2-on (2), stejně jako debenzylace 5-[(7?)-2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l//)-chinolin-2-onu ((/?)-1) na indacaterol (R)-2) může být provedena např. ve vodíkové atmosféře za přítomnosti palladia na uhlí.
    Oddělení indacaterolu ((R)-2) z 5-(2-(5,6-diethyindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8hydroxy-(l//)-chinolin-2-onu (2), stejně jako oddělení 5-[(R)-2-(5,6-diethyindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l//)-chinolin-2-onu ((R)-1) z 5-(2-(5,6-diethyhindan-2ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l//)-chinolin-2-onu (1) může být provedeno např. opakovanou krystalizací diastereomemích adičních sloučenin s vhodnými chirálními látkami nebo pomocí HPLC s užitím chirální stacionární fáze.
    Pozorovali jsme, že 5-(2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l//)chinolin-2-on (1) je možno kvantitativně rozdělit na jednotlivé enantiomery užitím HPLC. Vhodnými stacionárními fázemi jsou např. Chiralcel OD-3R a Chiralcel OZ-3R; velmi vhodnými stacionárními fázemi jsou Chiralcel AS-V a Chiralcel AS-3R. Dále bylo vypozorováno, že 5[2—(5,6—diethylindan-2—ylamino)—1—hydroxyethyl]—8—hydroxy—(l/Tý-chinolin—2—on (2) je možno kvantitativně rozdělit na jednotlivé enantiomery užitím HPLC. Vhodnou stacionární fází je např. Chiralcel OZ-H; velmi vhodnými stacionárními fázemi jsou Chiralcel OJ a Chiralcel OJ-H.
    HPLC kolony obchodní značky Chiralcel jsou plněné silikagelovými částicemi o velikosti 3 až 20 pm, které jsou potažené derivátem celulózy. Např. kolona Chiralcel OJ-H obsahuje silikagelové částice o velikosti 5 pm potažené derivátem celulózy, kterým je celulóza tris (4-methylbenzoát). Součástí vynálezu je i způsob přípravy racemického intermediátu 5-(2-(5,6diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(12/)-chinolin-2-onu vzorce 1 využitelného pro přípravu indacaterolu. Příprava sloučeniny vzorce 1 spočívá v reakci 8-benzyloxy-5(2,2-dihydroxyacetyl)-l//-chinolin-2-onu s 2-amino-5,6-diethylindanem ve vhodném rozpouštědle za přítomnosti vhodného redukčního činidla.
    Výchozí sloučenina 8-benzyloxy-5-(2,2-dihydroxyacetyl)-lH-chinolin-2-on byla popsána v patentové publikaci US 2004/167167 Al, použití této sloučeniny pro přípravu indacaterolu však nebylo dosud popsáno.
    Produkt vzorce 1 vzniká v překvapivě vynikajícím výtěžku (94 až 99 %). Rozpouštědly vhodnými pro reakci jsou dimethylsulfoxid, dimethylformamid, dimethylacetamid a podobná dipolámě aprotická rozpouštědla, dále methanol a další C2 až C4 alifatické alkoholy, dichlormethan a po-3 CZ 306252 B6 dobná halogenovaná rozpouštědla anebo tetrahydrofuran a další ethery. Vhodnými redukčními činidly jsou borohydridová redukční činidla, jako je borohydrid sodný, triacetoxyborohydrid sodný, kyanoborohydrid sodný, triethylborohydrid sodný, dále boran, diboran, diisobutylaluminiumhydrid, lithiumaluminiumhydrid, bis(2-methoxyethoxy)aluminiumhydrid sodný, pří5 padne jejich lithné, sodné a draselné soli. Vhodná teplota pro provedení této reakce je -20 až 50 °C.
    Vynález dále zahrnuje použití sloučeniny 8-benzyioxy-5-(2,2-dihydroxyacetyl}-l//-chinolin2-on pro přípravu indacaterolu.
    Celý postup syntézy indacaterolu podle vynálezu je shrnut ve Schématu 3.
    
    (R)-1
    Schéma 3
    Výhodou tohoto postupu syntézy indacaterolu vzhledem ke stavu techniky je nižší počet kroků , (čtyři v porovnání s pěti, vycházíme-li ze stejného 5-acetyl-8-(fenylmethoxy)-l//-chinolin-2/ 20 onu jako WO 00/75 114 Al) a vysoká výtěžnost syntézy intermediátu vzorce 1. Syntéza je 1 výhodná i z ekonomického hlediska, protože odpadá používání drahého benzyltrichlormethyl ’ dichlorjodátu jako chloračního činidla. Syntéza je rovněž efektivnější vzhledem ke stavu techniky z hlediska tvorby nežádoucích produktů.
    Příklady uskutečnění vynálezu
    HPLC analýzy jednotlivých šarží 5-[(J?)-2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8benzyloxy-(l//)-chinolin-2-onu ((/?)-!) byly provedeny s UV detekcí při 257 nm, délka kolony 30 150 mm, vnitřní průměr kolony 4,6 mm, stacionární fáze Chiralcel AS-3R (3 pm), teplota 25 °C, průtoková rychlost 1 ml/min, mobilní fáze A: fosfátový pufr (1,15 g NH4H2PO4 rozpuštěn v 1000 ml vody, adjustován na pH 6,0 pomocí triethylaminu), mobilní fáze B: acetonitril, isokratická eluce 20 % A + 80 % B. Typický retenční čas látky (S)-l za těchto podmínek byl 3,5 min a látky (R)-l za těchto podmínek byl 7,3 min.
    HPLC analýzy jednotlivých šarží indacaterolu ((R)-2) byly provedeny s UV detekcí při 261 nm, délka kolony 250 mm, vnitřní průměr kolony 4,6 mm, stacionární fáze Chiralcel OJ-H (5 pm), teplota 30 °C, průtoková rychlost 1 ml/min, mobilní fáze A: 500 ml hexanu + 1 ml triethylaminu,
    -4CZ 306252 B6 mobilní fáze B: ethanol, isokratická eluce 82 % A + 18 % B. Typický retenční čas látky (0^—2 za těchto podmínek byl 7,8 min a látky (7ř)-2 za těchto podmínek byl 13,3 min.
    Výchozí 8-benzyloxy-5-(2,2-dihydroxyacetyl)-l//-chinolin-2-on a 2-amino-5,6-diethylindan byly připraveny podle US 2004/167167 Al a F. Baur etal. J Med. Chem. 2010, 53, 3675-3684.
    Příklad 1. Příprava 5-[2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l//)chinolin-2-onu (1)
    Směs 8-benzyloxy-5-(2,2-dihydroxyacetyl)-17ř-chinolin-2-onu (1,15 g), 2-amino-5,6diethylindanu (0,83 g) a dimethylsulfoxidu (5 ml) byla míchána 1 h při 20 °C. Vzniklá suspenze byla ochlazena na 0 °C a při této teplotě byl přidán methanol (5 mi). Při 0 °C byl přidán jemně rozetřený NaBH4 (0,39 g) a vzniklý čirý roztok byl míchán 16 h při 20 °C. Ke směsi byla přidána voda (20 ml) a směs byla míchána 6 h při 20 °C. Produkt byl odfiltrován, promyt vodou a sušen na vzduchu. Výtěžek 1,68 g (98 %) bezového prášku.
    Příklad 2. Příprava 5-(2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l//)chinolin-2-onu (1)
    Směs 8-benzyloxy-5-(2,2-dihydroxyacetyl)-l//-chinolin-2-onu (1,95 g), 2-amino-5,6diethylindanu (1,25 g), dimethylsulfoxidu (8 ml) a kyseliny octové (0,05 ml) byla míchána 2 h při 20 °C. Vzniklá suspenze byla ochlazena na 0 °C a při této teplotě byl přidán methanol (8 ml). Při 0 °C byl přidán jemně rozetřený NaBHt (1,13 g) a vzniklý čirý roztok byl míchán 3 h při 20 °C. Ke směsi byla přidána voda (32 ml) a směs byla míchána 16 h při 20 °C. Produkt byl odfiltrován, promyt vodou a sušen na vzduchu. Výtěžek 2,75 g (95 %) bezového prášku.
    Příklad 3. Příprava 5-(2-(5,6-diethyltindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(\H)~ chinolin-2-onu (1)
    Směs 8-benzyloxy-5-(2,2-dihydroxyacetyl)-l/ř-chinolin-2-onu (115 mg), 2-amino-5,6diethylindanu (83 mg) a dimethylacetamidu (0,5 ml) byla míchána 1 h při 20 °C. Vzniklá suspenze byla ochlazena na 0 °C a při této teplotě byl přidán methanol (0,5 ml). Při 0 °C byl přidán jemně rozetřený NaBH4 (39 mg) a vzniklý čirý roztok byl míchán 16 h při 20 °C. Ke směsi byla přidána voda (2 ml) a směs byla míchána 6 h při 20 °C. Produkt byl odfiltrován, promyt vodou a sušen na vzduchu. Výtěžek 160 mg (94 %) bezového prášku.
    Příklad 4. Příprava 5-(2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l//)chinolin-2-onu (1)
    Směs 8-benzyloxy-5-(2,2-dihydroxyacetyl)-l//-chinolin-2-onu (115 mg), 2-amino-5,6diethylindanu (83 mg) a dichlormethanu (2 ml) byla míchána 2 h při 20 °C. Při 20 °C byl přidán jemně rozetřený NaBH(OAc)3 (250 mg). Vzniklá směs byla míchána 16 h při 20 °C a potom odpařena do sucha. K odparku byla přidána voda (2 ml) a směs byla míchána 6 h při 20 °C. Produkt byl odfiltrován, promyt vodou a sušen na vzduchu. Výtěžek 164 mg (96 %) béžového prášku.
    -5 CZ 306252 B6
    Příklad 5. Příprava 5-[2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l//)chinolin-2-onu (1)
    Směs 8-benzyloxy-5-(2,2-dihydroxyacetyl)-l//-chinolin-2-onu (33 mg), 2-amino-5,6diethylindanu (21 mg) a tetrahydrofuranu (1 ml) byla míchána 1 h při 20 °C. Vzniklá suspenze . byla ochlazena na 0 °C a při této teplotě byl přidán 1M BH3 v tetrahydrofuranu (0,5 ml).
    Vzniklý čirý roztok byl míchán 16 h při 20 °C a potom odpařen do sucha. K odparku byla pridá* io na voda (1 ml) a směs byla míchána 6 h při 20 °C. Produkt byl odfiltrován, promyt vodou a sušen na vzduchu. Výtěžek 48 mg (99 %) bezového prášku.
    Příklad 6. Příprava 5-[2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-hydroxy-(l//)15 chinolin-2-onu (2)
    Směs 5-[2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l/7)-chinolin-2-onu (1) (1,21 g), ethanolu (100 ml) a 5% Pd / C (80 mg) byla míchána 2 h při 20 °C ve vodíkové atmosféře za tlaku 101 kPa. Analýza směsi pomocí TLC ukázala čistý reaktant, proto byla směs 20 zfiltrována a k filtrátu bylo přidáno čerstvé 5% Pd / C (80 mg). Směs byla míchána 2 h při 20 °C ve vodíkové atmosféře za tlaku 101 kPa. Analýza směsi pomocí TLC ukázala reaktant doprovázený malým množstvím produktu, proto byla směs zfiltrována a k filtrátu bylo znovu přidáno čerstvé 5% Pd / C (80 mg). Směs byla míchána 4 h při 40 °C ve vodíkové atmosféře za tlaku 101 kPa. Analýza směsi pomocí TLC ukázala čistý produkt, proto byla směs za tepla zfiltrována 25 a zbytek na filtru byl důkladně promyt horkým ethanolem. Filtrát byl odpařen na odparce za sníženého tlaku. Výtěžek 0,97 g (99 %) žlutého prášku.
    Příklad 7. Příprava 5-[2-{5,6-diethyHindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-hydroxy-(l//)30 chinolin-2-onu (2)
    Směs 5-[2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(lZZ)-chinolin-2-onu (1) (1,21 g), ethanolu (100 ml) a Raney niklu (1 g) byla míchána 2 h při 20 °C. Směs byla zfíltrována a k filtrátu bylo přidáno 5% Pd / C (0,1 g). Směs byla míchána 4 h při 40 °C ve vodíkové 35 atmosféře za tlaku 101 kPa. Analýza směsi pomocí TLC ukázala čistý produkt, proto byla směs । za tepla zfiltrována a zbytek na filtru byl důkladně promyt horkým ethanolem. Filtrát byl odpařen > na odparce za sníženého tlaku. Výtěžek 0,96 g (98 %) žlutého prášku.
    Příklad 8. Příprava indacaterolu ((R)-2)
    Z 5-[2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-hydroxy-(l//)-chinolin-2-onu (2) (0,90 g) byl pomocí preparativní HPLC oddělen indacaterol ((7?)-2). Podmínky dělení: UV detekce při 260 nm, délka kolony 500 mm, vnitřní průměr kolony 50 mm, stacionární fáze Chiralcel 45 OJ (20 pm), teplota 25 °C, průtoková rychlost 120 ml/min, mobilní fáze A: 500 ml hexanu + 1 ml triethylaminu, mobilní fáze B: ethanol, isokratická eluce 82 % A + 18 % B. Frakce obsahující indacaterol ((R)-2) byly odpařeny na odparce za sníženého tlaku. Výtěžek 0,44 g (49 %) bílého prášku. HPLC enantiomemí čistota 99,0 % ee.
    Příklad 9. Příprava 5-[(R)-2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy(l//)-chinolin-2-onu ((E)-l)
    Z 5-[2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-( 1 ř/)-chinolin-2-onu (1) 55 (1,00 g) byl pomocí preparativní HPLC oddělen 5-[(J?)-2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l/0-chinolin-2-on ((E)-1). Podmínky dělení: UV detekce při 260 nm, délka kolony 500 mm, vnitřní průměr kolony 50 mm, stacionární fáze Chiralcel AS-V (20 pm), teplota 25 °C, průtoková rychlost 120 ml/min, mobilní fáze A: fosfátový pufr (1,15 g NH4H2PO4 rozpuštěn v 1000 ml vody, adjustován na pH 6,0 pomocí 25 % vodného NH3), mobilní fáze B: acetonitril, isokratická eluce 20 % A + 80 % B. Frakce obsahující 5—[(7?)—2—(5,6— diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(l/7)-chinolin-2-on ((R)-1) byly odpařeny na odparce za sníženého tlaku na objem asi 50 ml. Ke vzniklé suspenzi byl přikapán 25 % vodný NH3 do pH 8 až 9 a produkt byl extrahován ethylacetátem. Spojené extrakty byly sušeny Na2SO4 a odpařeny na odparce za sníženého tlaku. Výtěžek 0,48 g (48 %) bílého prášku. HPLC enantiomemí čistota 99,2 % ee.
    Příklad 10. Příprava indacaterolu ((R)-2)
    Směs 5-[(7?)-2-(5,6-diethylindan-2-ylamino)-l-hydroxyethyl]-8-benzyloxy-(177)-chinolin2-onu ((R)-l) (0,42 g, HPLC enantiomemí čistota 99,2 % ee), ethanolu (50 ml) a Raney niklu (0,5 g) byla míchána 2 h při 20 °C. Směs byla zfíltrována a k filtrátu bylo přidáno 5% Pd/C (0,05 g). Směs byla míchána 4 h při 40 °C ve vodíkové atmosféře za tlaku 101 kPa. Analýza směsi pomocí TLC ukázala čistý produkt, proto byla směs za tepla zfíltrována a zbytek na filtru byl důkladně promyt horkým ethanolem. Filtrát byl odpařen na odparce za sníženého tlaku. Výtěžek 0,33 g (97 %) bílého prášku. HPLC enantiomemí čistota 99,0 % ee.