DE10227666A1

DE10227666A1 - (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)- ethyl]-benzimidazol, dessen Monohydrochlorid, Verfahren zu deren Herstellung sowie Verwendung als Arzneimittel

Info

Publication number: DE10227666A1
Application number: DE10227666A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Sieger; Gunnar Dr. Schreiner; Rolf Schmid; Werner Rall; Günter Dr. Linz
Original assignee: Boehringer Ingelheim Pharma GmbH and Co KG
Current assignee: Boehringer Ingelheim Pharma GmbH and Co KG
Priority date: 2002-06-20
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2004-01-08
Also published as: TW200413329A; UY27856A1; JP2006508037A; AR040445A1; CA2485545A1; EP1529035A1; AU2003237945A1; WO2004000818A1

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind die kristallinen Formen der Verbindungen (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1- DOLLAR A (pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol und dessen Monohydrochlorid, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung als Arzneimittel.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind die kristallinen Formen der Verbindungen (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol und dessen Monohydrochlorid, Verfahren zu deren Herstellung, sowie deren Verwendung als Arzneimittel.
Hintergrund der Erfindung
Eine Reihe von Benzimidazol-Derivaten sind im Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die Internationale Patentanmeldung WO 00/01704 Benzimidazol-Derivate, die wertvolle pharmakologische Eigenschaften besitzen, insbesondere eine antithrombotische Wirkung, welche vorzugsweise auf einer Thrombin oder Faktor Xa beeinflussenden Wirkung beruht, beispielsweise auf einer thrombinhemmenden oder Faktor Xa-hemmenden Wirkung.
Desweiteren können die erfindungsgemäßen Verbindungen (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol und dessen Monohydrochlorid eingesetzt werden zur Vorbeugung und Therapie von Venenthrombosen in verschiedenen Gefäßprovinzen, beinhaltend tiefe und oberflächliche Beinvenenthrombosen, Vena cava Thrombosen, Thrombosen der Nieren- und Lebervenen einschließlich einer „Veno-occlusive disease", zur Vorbeugung und Therapie der Lungenembolie, zur Behandlung von Patienten mit allen Formen der koronaren Herzerkrankung, einschließlich der akuten Form im Sinne einer instabilen Angina Pectoris oder eines akuten Myokardinfarktes und der chronischen Form als stabile Angina Pectoris oder bei Patienten mit Zustand nach Myokardinfarkt, zur Verhinderung von akuten und chronischen Re-Occlusionen nach Bypass-Operationen aller Gefäßareale und nach Angioplastie (PT(C)A), sowie zur Verhinderung von Occlusion bei Patienten mit peripheren arteriellen Erkrankungen, zur Therapie des Schlaganfalles in seiner akuten Form, in der chronischen Form bei Patienten mit Zustand nach Schlaganfall und zur Primärprophylaxe bei Patienten mit Stenosen der zuführenden Hirnarterien.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Verbindungen zur Behandlung von Patienten unter Nierenersatztherapie verwendet werden. Dies umfasst sowohl die Antikoagulation während des Einsatzes der Nierenersatztherapie zum Zwecke des Offenhaltens des Systems als auch die Behandlung der systemischen Aktivierung der Gerinnung, wie sie bei Patienten an einer Nierenersatztherapie auftritt, sowohl bei Patienten die einem Verfahren der chronischen Hämodialyse unterzogen werden, als auch bei solchen, die einem Verfahren der chronischen Filtration, veno-venös oder arterio-venös unterzogen werden. Dementsprechend sind Patienten mit chronischem Nierenversagen und Patienten mit akutem Nierenversagen unabhängig von der Ursache des Nierenversagens zu behandeln. Weiterhin umfasst dies die Vorbeugung und Behandlung des Verschlusses des Dialyse-Shuntes.
Die vorstehend genannten pharmakologisch wertvollen Eigenschaften der im Stand der Technik offenbarten Benzimidazol-Derivate stellen die Grundvoraussetzung für eine wirksame Verwendung der Verbindungen als Arzneimittel dar. Ein Wirkstoff muß allerdings noch weiteren Anforderungen gerecht werden, um als Arzneimittel zum Einsatz gelangen zu können. Diese Parameter sind zu einem großen Teil mit der physikochemischen Beschaffenheit des Wirkstoffs verbunden.
Ohne Einschränkung darauf sind Beispiele dieser Parameter die Wirkstabilität des Ausgangsstoffes unter verschiedenen Umgebungsbedingungen, die Stabilität im Verlauf der Herstellung der pharmazeutischen Formulierung sowie die Stabilität in den Endzusammensetzungen des Arzneimittels. Der zur Herstellung der Arzneimittelzusammensetzungen verwendete Arzneiwirkstoff sollte daher eine hohe Stabilität aufweisen, die auch unter verschiedenen Umgebungsbedingungen gewährleistet sein muß. Dies ist zwingend erforderlich, um zu verhindern, dass Arzneimittelzusammensetzungen Verwendung finden, in denen neben tatsächlichem Wirkstoff beispielsweise Abbauprodukte desselben enthalten sind. In einem solchen Fall könnte ein in pharmazeutischen Formulierungen vorgefundener Gehalt an Wirkstoff niedriger sein als spezifiziert.
Die Absorption von Feuchtigkeit vermindert den Gehalt an Arzneiwirkstoff wegen der durch die Wasseraufnahme verursachten Gewichtszunahme. Zur Aufnahme von Feuchtigkeit neigende Arzneimittel müssen während der Lagerung vor Feuchtigkeit geschützt werden, beispielsweise durch Zusatz von geeigneten Trockenmitteln oder durch Lagerung des Arzneimittels in einer vor Feuchtigkeit geschützten Umgebung, Zudem kann die Aufnahme von Feuchtigkeit den Gehalt an Arneiwirkstoff während der Herstellung vermindern, wenn das Arzneimittel der Umgebung ohne jeglichen Schutz vor Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Vorzugsweise sollte ein Arzneimittelwirkstoff daher nur in geringem Maße hygroskopisch sein.
Da die Kristallmodifikation eines Wirkstoffs für den reproduzierbaren Wirkstoffgehalt einer Darreichungsform von Bedeutung ist, besteht die Notwendigkeit, eventuell existierenden Polymorphismus eines kristallin vorliegenden Wirkstoffs bestmöglich aufzuklären. Sofern verschiedene polymorphe Modifikationen eines Wirkstoffs auftreten, sollte gewährleistet sein, dass sich die kristalline Modifikation der Substanz in der späteren Arzneimittelzubereitung nicht verändert. Andernfalls könnte dies die reproduzierbare Wirksamkeit des Medikaments nachteilig beeinflussen. Bevorzugt sind vor diesem Hintergrund Wirkstoffe, die nur durch geringen Polymorphismus gekennzeichnet sind.
Ein weiteres Kriterium, welches je nach Wahl der Formulierung oder nach Wahl des Herstellungsverfahrens der Formulierung von unter Umständen herausragender Bedeutung ist, ist die Löslichkeit des Wirkstoffs. Werden beispielsweise Arzneimittellösungen (etwa für Infusionen) bereitgestellt, so ist eine ausreichende Löslichkeit des Wirkstoffs in physiologisch verträglichen Lösemitteln unverzichtbar. Auch für oral zu applizierende Arzneimittel ist eine ausreichende Löslichkeit des Wirkstoffs von großer Wichtigkeit.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Arzneimittelwirkstoff bereitzustellen, der nicht nur durch eine hohe pharmakologische Wirksamkeit gekennzeichnet ist, sondern ferner den vorstehend genannten physikochemischen Anforderungen bestmöglich gerecht wird.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Es wurde überraschend gefunden, dass die vorstehend genannte Aufgabe durch das kristalline Monohydrochlorid der Verbindung (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino}-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol der Formel (I) gelöst wird:
Das erfindungsgemäße Monohydrochlorid ist durch ein hohes Maß an Stabilität gekennzeichnet und in physiologisch verträglichen Lösungsmitteln sehr gut löslich.
Die kristalline Form des erfindungsgemäßen Monohydrochlorids der Verbindung (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl] ist gekennzeichnet durch einen Schmelzpunkt von T_Smp. = 222°C + 5°C (bestimmt über DSC = Differential Scanning Calorimetry; Auswertung über Peak-Maximum, Heizrate: 10°C/min). Der aufgeführte Wert wurden mittels eines DSC 821 der Firma Mettler Toledo ermittelt.
Ein erster Gegenstand der vorliegende Erfindung ist daher das kristalline Monohydrochlorid der Verbindung (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol, gekennzeichnet durch einen Schmelzpunkt von T_Smp., = 222°C ± 5°C (bestimmt über DSC, Auswertung über Peak-Maximum, Heizrate: 10°C/min).
Die erfindungsgemäße kristalline Form des (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Mono hydrochlorids wurde mittels Röntgenpulverbeugung näher untersucht. Das erhaltene Diagramm ist in 1 dargestellt.
Die nachstehende Tabelle 1 faßt die bei dieser Analyse erhaltenen Daten zusammen: Tabelle 1: Röntgenpulverreflexe und Intensitäten (normalisiert) des (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorids.
In der vorstehenden Tabelle 1 steht der Wert "2 Θ [°]" für den Beugungswinkel in Grad und der Wert "d_hkl [Å]" für die bestimmten Abstände in Å zwischen den Gitterebenen. Das Röntgenpulverdiagramm wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung aufgenommen mittels eines Bruker D8 Advanced – Diffraktometers, ausgerüstet mit einem ortsempfindlichen Detektor (OED) und einer Cu-Anode als Röntgenquelle (CuK_α– Strahlung, λ = 1.5418 Å, 30 kV, 40 mA).
Entsprechend den in Tabelle 1 dargestellten Befunden betrifft die vorliegende Erfindung kristallines (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorid, dadurch gekennzeichnet, dass es im Röntgenpulverdiagramm unter anderen die charakteristischen Werte d = 6.31 Å, 6.07 Å, 5.14 Åund 3.72 Å aufweist.
Das erfindungsgemäße kristalline Monohydrochlorid der Verbindung (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol liegt in Form von Hydraten vor, welche abhängig von der Luftfeuchtigkeit etwa zwischen 3.0% und 6.5% Wasser enthalten. Aufgrund seiner Struktur ist die Verbindung befähigt, Kristallwasser aufzunehmen und wieder abzugeben, ohne dass sich die Kristallstruktur grundlegend verändert.
Ein zweiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Herstellverfahren zur Darstellung des erfindungsgemäßen kristallinen Salzes (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorid, umfassend die folgenden Schritte:
Schritt (a)
Als Ausgangsmaterial dient das bereits in der WO 00/01704 vorbeschriebene (R)-2-(4-Cyanophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-amino-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol der Formel (II):
Die Alkylierung der freien primären Aminogruppe erfolgt beispielsweise mit 1 bis 1.5 Äquivalenten, bevorzugt mit 1.2 Äquivalenten, einer Verbindung der allgemeinen Formel
in der R eine C_1–3-Alkylgruppe und X eine Abgangsgruppe, beispielsweise ein Halogenatom wie das Chlor-, Brom- oder Jodatom, die p-Toluolsulfonyl- oder Methansulfonylgruppe bedeuten, wobei der Bromessigsäure-n-propylester bevorzugt verwendet wird, in einem organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch in Gegenwart einer Base. Als Lösungsmittel kommen erfindungsgemäß Essigsäureethylester, Essigsäuren-propylester (n-Propylacetat), N-Methylpyrrolidinon, Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder deren Gemische in Betracht. Erfindungsgemäß bevorzugt wird ein Lösungsmittelgemisch bestehend aus N-Methylpyrrolidinon und n-Propylacetat im Verhältnis 1:1 (v/v) verwendet.
Als Base kommen beispielsweise tertiäre Amine wie Diisopropylethylamin oder Triethylamin in einer Menge von 1 bis 1.5 Äquivalenten zum Einsatz. Erfindungsgemäß bevorzugt verwendet werden 1.2 Äquivalente Diisopropyethylamin.
Die Reaktion wird bevorzugt bei Temperaturen zwischen 0°C und der Siedetemperatur des Lösungsmittelgemisches, vorzugsweise bei 20°C, durchgeführt.
Die Aufreinigung des Reaktionsgemisches über wässrige Extraktionen liefert nach teilweisem Eindampfen des organischen Lösungsmittels eine konzentrierte Lösung an rohem (R)-2-(4-Cyanophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(n-C_1–3-alkyloxycarbonylmethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol der allgemeinen Formel
in der R eine C_1–3-Alkylgruppe bedeutet.
Schritt b
Die konzentrierte Lösung der unter Schritt (b) erhaltenen rohen Verbindung der Formel (IV) wird in einem C_1–3-Alkohol als Lösungsmittel gelöst und durch Einleiten von Chlorwasserstoffgas unter Kühlung intermediär zum Iminoester umgesetzt. Als Alkohol kommen erfindungsgemäß bevorzugt Methanol, Ethanol oder n-Propanol zum Einsatz, wobei sich die Wahl des Lösungsmittels nach dem eingesetzten Ester der Formel (IV) richtet. Nach beendetem Einleiten des Chlorwasserstoffgases wird das Reaktionsgemisch weitere 20 Stunden zur Vervollständigung der Reaktion bei 20°C gerührt.
Die Umwandlung des Iminoesters in ein Amidin der allgemeinen Formel
in der R eine C_1–3-Alkylgruppe bedeutet,
erfolgt unter Kühlung durch Einrühren in eine Lösung bestehend aus einer wässrigen Ammoniak-Lösung und einem C_1–3-Alkohol, vorzugsweise Methanol, Ethanol oder n-Propanol. Nach beendeter Reaktion wird ein Teil des Lösungsmittels abdestilliert und von Ammoniumchlorid abfiltriert. Das Filtrat wird eingedampft und der Rückstand in der Wärme in Aceton suspendiert. Der Feststoff wird abgenutscht und getrocknet.
Schritt c
Die Fällung der Zwischenverbindungen (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(n-C_1–3-alkyloxycarbonylmethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol der allgemeinen Formel (V) erfolgt erfindungsgemäß in Form der p-Toluolsulfonsäure-Salze der allgemeinen Formel (VIA und ermöglicht die einfache Isolierung der Verbindung aus wässrigem Medium. Im Überschuß vorhandenes Ammoniumchlorid verbleibt in der Mutterlauge:
in der R eine C_1–3-Alkylgruppe bedeutet.
Bei der vorgehend beschriebenen Alkylierung entsteht als Hauptverunreinigung die an der Aminogruppe bisalkylierte Verbindung. Zur Entfernung der bisalkylierten Verbindung wird die geringere Basizität der bisalkylierten Verbindung im Vergleich zur gewünschten monoalkylierten Verbindung ausgenutzt. Nach dem Auflösen des rohen p-Toluolsulfonsäure-Salzes in saurem Medium (pH ~ 1 bis 1.5) wird mit Ammoniak-Lösung ein pH-Wert von pH ~ = 4 eingestellt. Bei diesem pH-Wert zeigt die bisalkylierte Verunreinigung eine geringere Löslichkeit, fällt aus und wird durch Filtration abgetrennt. Weiteres Erhöhen des pH-Wertes auf pH = 7 bis 8 führt anschließend zur Fällung des gewünschten Produktes in hoher Reinheit.
Schritt d
Zur Darstellung der freien Base (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol der Formel
wird das entsprechende p-Toluolsulfonat der allgemeinen Formel (VI) in einem geeigneten polaren organischen Lösungsmittel gelöst. Als Lösungsmittel kommen beispielsweise Alkohole wie Methanol, Ethanol, i-Propanol oder polare Lösungsmittel wie N-Methylpyrrolidinon oder Dimethylformamid, bevorzugt Methanol und Ethanol, in Betracht. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist das Lösungsmittel Methanol.
Pro Gramm p-Toluolsulfonsäure-Salz gelangen bevorzugt zwischen 2 mL und 20 mL, besonders bevorzugt zwischen 4 mL und 6 mL, des vorstehend genannten Lösungsmittels zur Anwendung.
Zu dieser Lösung werden anschließend 1.5 bis 3 Äquivalente, bevorzugt 2 bis 2.2 Äquivalente, einer geeigneten Base gegeben. Als geeignete Basen kommen im Rahmen der vorliegenden Erfindung Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Lithiumhydroxid in Betracht. Erfindungsgemäß von herausragender Bedeutung ist Natriumhydroxid.
Anschließend kann die Reaktionsmischung erwärmt und damit das Fortschreiten der Reaktion beschleunigt werden. Bevorzugt wird die Reaktionsmischung unter guter Durchmischung auf eine Temperatur oberhalb von 30°C erhitzt, wobei sich die maximal wählbare Temperatur nach der Siedetemperatur des eingesetzten Lösungsmittels richtet.
Anschließend werden 0.5 bis 2 Äquivalente, bevorzugt 1 bis 1.2 Äquivalente, einer Säure, vorzugsweise p-Toluolsulfonsäure-Hydrat, zugegeben und unter Rückfluß erhitzt.
Nach Abkühlen wird die erhaltene Lösung klarfiltriert und weiteres Lösungsmittel zugegeben. Nach Animpfen erhält man eine Suspension, die über Nacht bei 20°C gerührt wird. Die Suspension wird filtriert und anschließend getrocknet.
Im Allgemeinen wird zur Verseifung von Estern unter alkalischen oder basischen Bedingungen Wasser als Lösungsmittel, in vielen Fällen auch im Gemisch mit geeigneten Cosolventien, eingesetzt. Aufgrund der außerordentlich guten Wasserlöslichkeit der Base (VII) bei verschiedenen pH-Werten ist es nicht gelungen, die Verbindungen aus wäßrigem Medium z.B. durch Zugabe eines geeigneten Cosolvenz zu fällen. Das vorgehend beschriebene Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass nur sehr geringe Mengen an Wasser in der Reaktionslösung vorhanden sind. Der geringe Wassergehalt ermöglicht die direkte Kristallisation der Base aus dem Reaktionsmedium. Bedingt durch die bessere Löslichkeit des Natrium-Salzes der p-Toluolsulfonsäure im Reaktionsmedium bleibt letzteres in Lösung.
Schritt e
Zur Darstellung des erfindungsgemäßen kristallinen Monohydrochlorids der allgemeinen Formel (I) wird die unter Schritt (d) erhaltene Base (VII) in einem geeigneten polaren organischen Lösungsmittel suspendiert. Als polare Lösungsmittel kommen erfindungsgemäß besonders bevorzugt Methanol, Ethanol, Dimethylformamid oder N-Methylpyrrolidinon in Betracht, wobei Methanol erfindungsgemäß besonders bevorzugt verwendet wird. Pro Gramm eingesetzte Base gelangen bevorzugt zwischen 3 mL und 30 mL, bevorzugt zwischen 5 mL und 10 mL des vorstehend genannten Lösungsmittels zur Anwendung.
Anschließend kann die Reaktionsmischung auf eine Temperatur zwischen 20°C und der Rückflußtemperatur des Lösungsmittels erwärmt werden. Zu der Lösung oder Suspension wird erfindungsgemäß Chlorwasserstoff gelöst in einem organischen Lösungsmittel zugegeben. Beispielsweise kann erfindungsgemäß besonders bevorzugt eine Lösung aus Chlorwasserstoff in Essigsäureethylester verwendet werden, die eine Molarität von 0.5 bis 3 Mol/L aufweist.
Erfindungsgemäß werden pro Mol eingesetzter Base 0.8 bis 1.2 Mol, bevorzugt etwa 1 Mol, Chlorwasserstoff zugesetzt.-Nach Zugabe der Säure wird kurzfristig eine fast vollständige Auflösung des Ausgangsmaterials (Base) erreicht, woraufhin die Kristallisation des Hydrochlorids einsetzt. Die so erhaltene Suspension wird auf 20°C abgekühlt und abgenutscht. Gegebenfalls wird der Filterkuchen mit wenig Lösungsmittel, vorzugsweise mit Methanol gewaschen und anschließend getrocknet.
Zur Entfernung von Spuren an Methanol wird das so erhaltene Monohydrochlorid der Formel (I) in einem organischen Lösungsmittel, vorzugsweise Ethanol, suspendiert. Pro Gramm eingesetztes Monohydrochlorid gelangen dabei vorzugsweise 3 mL bis 30 mL, besonders bevorzugt 9 mL bis 11 mL, des vorstehend genannten Lösungsmittels zur Anwendung.
Die Suspension wird anschließend unter guter Durchmischung erwärmt, wobei bevorzugt eine Temperatur > 40°C, besonders bevorzugt zwischen 45°C und 55°C, gewählt wird.
Anschließend wird die erhaltene Suspension auf 20°C abgekühlt und der Feststoff abgenutscht. Der erhaltene Feststoff wird gegebenenfalls mit einem vorstehend genannten Lösungsmittel gewaschen und getrocknet.
Ein dritter Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft kristallines (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-(1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbo nyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorid, erhältlich gemäß vorstehend beschriebenem Verfahren.
Ein vierter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist aufgrund der pharmazeutischen Wirksamkeit des erfindungsgemäßen kristallinen Monohydrochlorids der Verbindung (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)ethyl]-benzimidazol dessen Verwendung als Arzneimittel.
Die bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren als Zwischenstufe anfallenden p-Toluolsulfonsäure-Salze der allgemeinen Formel (VI) stellen wertvolle Zwischenprodukte zur Darstellung des kristallinen (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorids der Formel (I) dar.
Ein fünfter Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit die p-Toluolsulfonsäure-Salze der allgemeinen Formel (VI):

(1) (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(methyloxycarbonylmethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol,
(2) (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(ethyloxycarbonylmethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol und
(3) (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(n-propyloxycarbonylmethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol.

Die kristalline Form der freien Base (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol stellt die direkte Vorstufe zur Darstellung des Monohydrochlorids der Formel (I) dar und besitzt ebenfalls die eingangs beschriebene pharmakologische Aktivität.
Ein sechster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher die kristalline Form der freien Base (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol, gekennzeichnet durch einen Schmelzpunkt von T_Smp. = 249°C ± 5°C (bestimmt über DSC = Differential Scanning Calorimetry; Auswertung über Peak-Maximum, Heizrate: 10°C/min). Der aufgeführte Wert wurden mittels eines DSC 821 der Firma Mettler Toledo ermittelt.
Die erfindungsgemäße kristalline Form der freien Base (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol wurde mittels Röntgenpulverbeugung näher untersucht. Das erhaltene Diagramm ist in 2 dargestellt.
Die nachstehende Tabelle 2 faßt die bei dieser Analyse erhaltenen Daten zusammen: Tabelle 2: Röntgenpulverreflexe und Intensitäten (normalisiert) von (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol.
In der vorstehenden Tabelle 1 steht der Wert "2 Θ [°]" für den Beugungswinkel in Grad und der Wert "d_hkl [Å]" für die bestimmten Abstände in Å zwischen den Gitterebenen.
Das Röntgenpulverdiagramm wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung aufgenommen mittels eines Bruker D8 Advanced-Diffraktometers, ausgerüstet mit einem ortsempfindlichen Detektor (OED) und einer Cu-Anode als Röntgenquelle (CuK_α-Strahlung, λ = 1.5418 Å, 30 kV, 40 mA).
Entsprechend den in Tabelle 2 dargestellten Befunden betrifft die vorliegende Erfindung kristallines (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol, dadurch gekennzeichnet, dass es im Röntgenpulverdiagramm unter anderen die charakteristischen Werte d = 6.19 Å, 6.01 Å, 5.16 Å, 4.13 Å und 3.81 Å aufweist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist aufgrund der pharmazeutischen Wirksamkeit der erfindungsgemäßen kristallinen Base (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol deren Verwendung als Arzneimittel.
Feststoff-Streßstabilitätsdaten der freien Base sowie des entsprechenden Monohydrochlorids
Experimenteller Teil
Die im folgenden angegebenen HPLC-Daten wurden unter den folgenden Parametern gemessen:
Säule: Prontosil 120-5-C18AQ, 5 μm, 125 × 4 mm; Lösungsmittel A: 0.2% wäßrige KH₂PO₄-Lösung, mit 1 M NaOH auf pH = 5.5 gestellt; Lösungsmittel B: Acetonitril; Säulen-Temperatur: 45°C; Fluß: 1 mL/min; Gradientensystem: bis 2 min 10% Lösungsmittel B; innerhalb 14 min Gradient auf 60% Lösungsmittel B, innerhalb von 4 min Gradient auf 80% Lösungsmittel B; Konzentration der Probelösung: 2 mg/mL in Acetonitril/Wasser = 7:3; Injektionsvolumen: 1 μL; Detektion bei 220 nm.
Beispiel 1:
(R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(n-propyloxycarbonylmethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-p-Toluolsulfonsäure-Salz
Zu einer Lösung von 700g (1.74 mol) (R)-2-(4-Cyanophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-amino-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol und 700 mL Diisopropylethylamin in 1.4 L N-Methylpyrrolidinon und 1.4 L n-Propylacetat gießt man 442 g (2.09 mol) Bromessigsäure-n-propylester innerhalb von 15 Minuten bei 20°C. Das Reaktionsgemisch wird 14 Stunden bei 20°C gerührt. 2.1 L n-Propylacetat und 5.6 L Wasser werden zugegeben. Das Gemisch wird auf 20°C gekühlt und die wäßrige Phase abgetrennt. Zur organischen Phase gibt man 3.5 L Wasser und stellt durch Zugabe von 30%iger Salzsäure den pH-Wert auf pH = 5.8. Die wässrige Phase wird abgetrennt. Zur organischen Phase gibt man unter Rühren 3.5 L Wasser und 105 g Natriumchlorid. Die wässrige Phase wird abgetrennt. Die organische Phase wird unter vermindertem Druck am Rotationsverdampfer eingedampft. Zum erhaltenen Öl gibt man 0.9 L n-Propylacetat und 3.5 L n-Propanol. Unter vermindertem Druck werden 3 L Lösungsmittel wieder abdestilliert.
Zum Rückstand gibt man 3.5 L n-Propanol und kühlt auf –15°C. Über diese Lösung leitet man 1.92 kg Chlorwasserstoff-Gas, so dass die Temperatur 8°C nicht übersteigt. Nach beendeter Einleitung wird das Reaktionsgemisch 20 Stunden bei 20°C gerührt. Anschließend wird die Reaktionslösung auf 10°C gekühlt. Die Reaktionslösung wird in eine auf –20°C gekühlte Lösung von 4.53 L einer 25%igen wäßrigen Ammoniak-Lösung in 7 L n-Propanol eingerührt, wobei die Temperatur unter 20°C gehalten wird. Die Reaktionsmischung wird 16 Stunden bei 24°C gerührt. Unter vermindertem Druck werden 5.8 L Lösungsmittel abdestilliert. Das Reaktionsgemisch wird auf 45°C gekühlt und über eine Drucknutsche filtriert. Die Drucknutsche wird mit 3.5 L heißem n-Propanol nachgewaschen. Vom Filtrat werden in einem Rotationsverdampfer unter vermindertem Druck 8.8 L Lösungsmittel abdestilliert. Der verbleibende Rückstand wird mit 7 L Aceton unter Erwärmen zum Rückfluß suspendiert. Die Suspension wird auf 0°C gekühlt und eine Stunde bei dieser Temperatur gerührt. Die Suspension wird abgenutscht und mit 2.8 L Aceton gewaschen. Der Filterkuchen wird im Umlufttrockenschrank bei 50°C getrocknet. Man erhält 1.23 kg (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(n-propyloxycarbonylmethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Hydrochlorid
HPLC: R_f= 9.9 min (Produkt)
R_f = 12.9 min (bisalkyliertes Nebenprodukt)
Fällung als p-Toluolsulfonsäure-Salz:
1.22 kg des vorgehend beschriebenen rohen Hydrochlorids werden unter Rühren in 1.05 L n-Propanol und 5.6 L Wasser durch Erwärmen auf 55°C gelöst. Zu dieser Lösung gibt man eine Lösung von 530 g p-Toluolsulfonsäure Monohydrat und 146 mL einer 50%igen Natronlauge in 4.2 L Wasser. Man kühlt auf 0°C und rührt 30 Minuten bei dieser Temperatur. Die Suspension wird abgenutscht und mit 3.5 L Wasser gewaschen. Der Filterkuchen wird im Umlufttrockenschrank bei 50°C getrocknet. Man erhält 0.70 kg des p-Toluolsulfonsäure-Salzes der Titelverbindung als Rohprodukt.
HPLC: R_f = 3.6 min (p-Toluolsulfonsäure)
R_f = 9.9 min (Produkt)
R_f = 12.9 min (bisalkyliertes Nebenprodukt)
Aus der Mutterlauge werden durch Einstellen des pH-Wertes auf pH = 7.5 mit 25%iger Ammoniak-Lösung weitere 0.19 kg Produkt isoliert.
Gesamtausbeute: 0.89 kg (73% der Theorie)
Weitere Aufreinigung des p-Toluolsulfonsäure-Salzes:
1.1 kg des Rohprodukts des vorgehend beschriebenen p-Toluolsulfonsäure-Salzes werden bei 20°C in 13.2 L Wasser suspendiert. Man gibt 151 g p-Toluolsulfonsäure und 328 mL 30%ige Salzsäure zu, wobei der Feststoff in Lösung geht und ein pH-Wert von pH = 1 bis 1.5 erhalten wird. Durch Zugabe von 25%iger Ammoniak-Lösung (ca. 170 mL) wird ein pH-Wert von pH = 4 eingestellt. Die entstehende Suspension wird 19 Stunden bei 20°C gerührt. Der Niederschlag (bisalkyliertes Nebenprodukt) wird abfiltriert. Der Filterkuchen wird mit 2.2 L Wasser gewaschen. Zum Filtrat gibt man 1.54 L n-Propanol und nachfolgend 130 mL 25%ige Ammoniak-Lösung. Die Suspension wird über Nacht bei 20°C gerührt. Der Niederschlag wird abgenutscht und mit 3,3 L Wasser gewaschen. Der Filterkuchen wird im Umlufttrockenschrank bei 50°C getrocknet. Man erhält 0.83 kg (76% der Theorie) der Titelverbindung.
HPLC: R_f = 3.6 min (p-Toluolsulfonsäure)
R_f= 9.9 min (Produkt)
Beispiel 2:
Vorschrift zur Herstellung der freien Base über die Esterspaltung ausgehend vom p-Toluolsulfonsäure-Salz des Esters
(R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol
Zu einer Lösung von 27.7 g (40 mmol) (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(n-propyloxycarbonylmethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-p-Toluolsulfonat in 134 mL Methanol gibt man 3.36 g (84 mmol) festes Natriumhydroxid und erwärmt 3 Stunden zum Rückfluß. Man gibt 8.37 g (44 mmol) p-Toluolsulfonsäure Hydrat zu und erwärmt weitere 1.5 Stunden zum Rückfluß. Man läßt die Lösung auf 40°C abkühlen und filtriert (Klarfiltration). Zum Filtrat gibt man 170 mL Methanol und impft an. Die entstehende Suspension wird über Nacht bei 20°C gerührt. Die Suspension wird abgenutscht und der Filterkuchen mit 60 mL Methanol abgewaschen. Das Produkt wird im Umlufttrockenschrank bei 40°C getrocknet. Man erhält die Titelverbindung als kristallinen Feststoff.
Ausbeute: 13.8 g (72% der Theorie)
Schmelzpunkt: T_Smp.= 249°C ± 5°C (Zersetzung, DSC, Auswertung über Peak-Maximum, Heizrate: 10°C/min)
Beispiel 3:
Vorschrift zur Herstellung der freien Base über die Esterspaltung ausgehend vom Hydrochlorid-Salz des Esters
(R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol
Zu einer Lösung von 93.9 g (0.15 mol) (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(n-propyloxycarbonylmethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Hydrochlorid × 1 Äquivalent n-Propanol in 470 mL Methanol gibt man 13.3 g (0.33 mol) festes Natriumhydroxid und erwärmt 1.5 Stunden zum Rückfluß unter Inertgas-Atmosphäre. Man läßt auf 50°C abkühlen und tropft innerhalb von 10 Minuten 22.8 mL (0.18 mmol) Chlortrimethylsilan zu. Man verdünnt mit 470 mL Dimethylsulfoxid und destilliert bei 300 mbar/80°C 370 mL Methanol ab. Zur Entfernung von Natriumchlorid wird die Suspension heiß filtriert. Das Filtrat wird auf 20°C gekühlt und 3 Stunden bei 20°C gerührt. Die entstandene Suspension wird abgenutscht und der Filterkuchen mit 50 mL Dimethylsulfoxid und 100 mL Aceton gewaschen. Der Filterkuchen wird bei 50°C im Umlufttrockenschrank getrocknet. Man erhält die Titelverbindung als farblosen Feststoff.
Ausbeute: 58.8 g (81% der Theorie)
Zur weiteren Aufreinigung kann das so erhaltene Produkt aus Methanol kristallisiert werden.
Schmelzpunkt: T_Smp.= 241°C ± 5°C (Zersetzung, DSC, Auswertung über Peak-Maximum, Heizrate: 10°C/min)
Beispiel 4:
Vorschrift zur Fällung des Monohydrochlorids aus der freien Base
(R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorid
Eine Suspension von 11 g (23 mmol) (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol in 88 mL Methanol wird auf 35°C bis 40°C erwärmt. Zu dieser Suspension gibt man 8.4 mL einer 2.75 molaren Lösung von Chlorwasserstoff (23 mmol) in Essigsäureethylester. Man erhält kurzfristig eine fast vollständige Auflösung des Ausgangsmaterials. Die Kristallisation des Hydrochlorids setzt sofort ein. Die Suspension wird auf 20°C abgekühlt und abgenutscht. Der Filterkuchen wird im Vakuumtrockenschrank bei 35°C getrocknet. Man erhält 9.2 g (78% der Theorie) der Titelverbindung als kristallinen Feststoff. Zur Entfernung von Spuren an Methanol werden 8 g der vorgehend erhaltenen Titelverbindung in 80 mL Ethanol suspendiert und 30 Minuten bei 50°C gerührt. Man kühlt die Suspension auf 20°C und nutscht ab. Der Filterkuchen wird mit Ethanol gewaschen und im Vakuumtrockenschrank bei 35°C getrocknet.
Ausbeute: 7.3 g (91 % der Theorie bezogen auf eingesetztes Hydrochlorid)
Schmelzpunkt: T_Smp. = 222°C ± 5°C (Zersetzung, DSC, Auswertung über Peak-Maximum, Heizrate: 10°C/min)
Kurzbeschreibung der Abbildungen
1 zeigt das Röntgenpulverdiffraktogramm des kristallinen Monohydrochlorids der Verbindung (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol.
2 zeigt das Röntgenpulverdiffraktogramm der kristallinen Verbindung (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol.

Claims

Kristallines (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorid, gekennzeichnet durch einen Schmelzpunkt von T_Smp. = 222 ± 5°C.
Kristallines (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorid gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es im Röntgenpulverdiagramm unter anderen die charakteristischen Werte d = 6.31 Å, 6.07 Å, 5.14 Å und 3.72 Å aufweist.
Verfahren zur Herstellung von (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorid, umfassend die folgenden Stufen: (a) Alkylierung der freien Aminogruppe der Verbindung (R)-2-(4-Cyanophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-amino-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol der Formel (II):
mit einer Verbindung der allgemeinen Formel
in der R eine C_1–3-Alkylgruppe und X ein Halogenatom, die p-Toluolsulfonyl- oder Methansulfonylgruppe bedeuten, wodurch eine Verbindung der allgemeinen Formel
in der R eine C_1–3-Alkylgruppe bedeutet, erhalten wird; (b) Lösen eines unter (a) erhaltenen Rohproduktes in einem C_1–3-Alkohol als Lösungsmittel und Einleiten von Chlorwasserstoff unter Kühlung zur Darstellung des entsprechenden Iminoesters, welcher anschließend durch Einrühren der so erhaltenen Reaktionslösung in eine Lösung bestehend aus wässrigem Ammoniak und einem C_1–3-Alkohol in ein Amidin der allgemeinen Formel
in der R eine C_1–3-Alkylgruppe bedeutet, umgewandelt wird; (c) Fällung einer Zwischenverbindung der allgemeinen Formel (V) als p-Toluolsulfonsäure-Salz der allgemeinen Formel
in der R eine C_1–3-Alkylgruppe bedeutet; (d) Überführung einer gemäß (c) erhaltenen Verbindung in die Base (VII) durch Lösen der Verbindung in einem polaren organischen Lösungsmittel und Zugabe von 1.5 bis 3 Äquivalenten einer Base, gegebenenfalls Erhitzen der erhaltenen Reaktionsgemisches auf eine Temperatur zwischen 30°C und der Siedetemperatur des Lösungsmittels und anschließende Fällung der freien Base (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol der Formel
nach Zugabe von 0.5 bis 2 Äquivalenten einer Säure; und (e) Fällung des Monohydrochlorids der Formel (I) durch Suspendieren der unter (d) erhaltenen Base in einem polaren organischen Lösungsmittel, wobei pro Gramm eingesetztem Feststoff 3 bis 30 mL Lösungsmittel verwendet werden, gegebenenfalls Erwärmen des Reaktionsgemisches auf eine Temperatur zwischen 20°C und der Rückflußtemperatur des Lösungsmittels, Umsetzung mit 0.8 bis 1.2 Äquivalenten Chlorwasserstoff.
Kristallines (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorid gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 zur Verwendung als Arzneimittel.
Kristallines (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorid, erhältlich nach einem Verfahren gemäß Anspruch 3.
Pharmazeutische Formulierung, gekennzeichnet durch einen Gehalt an kristallinem (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol-Monohydrochlorid gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
p-Toluolsulfonsäure-Salze der allgemeinen Formel
in der R eine C_1–3-Alkylgruppe bedeutet.
Kristallines (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol, gekennzeichnet durch einen Schmelzpunkt von T = 249 ± 5°C.
Kristallines (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es im Röntgenpulverdiagramm unter anderen die charakteristischen Werte d = 6.19 Å, 6.01 Å, 5.16 Å, 4.13 Å und 3.81 Å aufweist.
Kristallines (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9 zur Verwendung als Arzneimittel.
Pharmazeutische Formulierung, gekennzeichnet durch einen Gehalt an kristallinem (R)-2-(4-Amidinophenylaminomethyl)-1-methyl-5-[1-(carboxymethylamino)-1-(pyrrolidinocarbonyl)-ethyl]-benzimidazol gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9.