DE112021003885T5

DE112021003885T5 - VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON (3α,5α)-3-HYDROXY-3-METHYL-PREGNAN-20-ON (GANAXOLON)

Info

Publication number: DE112021003885T5
Application number: DE112021003885.0T
Authority: DE
Inventors: Roberto Lenna; Andrea FASANA; Claudio DELFRATE; Jerry David Ortiz Blacio
Original assignee: Industriale Chimica SRL
Current assignee: Industriale Chimica SRL
Priority date: 2020-09-09
Filing date: 2021-09-08
Publication date: 2023-05-04
Also published as: ES2951323A9; CA3191955A1; GB2614494B; GB202305045D0; ES2951323A2; IT202000021316A1; ES2951323R1; WO2022053937A1; GB2614494A; US20230322844A1; CN116057065A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von (3α,5α)-3-Hydroxy-3-methyl-pregnan-20-on, einer auch als Ganaxolon bezeichneten Verbindung, welche die folgende Formel aufweist:

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Verfahren zur Synthese von Wirkstoffen zur pharmazeutischen Verwendung und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von (3α,5α)-3-Hydroxy-3-methyl-pregnan-20-on im großtechnischen Maßstab.
STAND DER TECHNIK
Die Verbindung (3α,5α)-3-Hydroxy-3-methyl-pregnan-20-on mit der nachstehenden Strukturformel ist auch unter dem Namen Ganaxolon bekannt, der im weiteren Verlauf der Beschreibung verwendet wird:
Bei der Verbindung handelt es sich um ein Steroid-Arzneimittel, das strukturell mit Allopregnanolon verwandt ist und sedierende, angstlösende und krampflösende Wirkungen hat, sowie um einen selektiven Modulator von GABA-A, der für verschiedene Formen epileptischer Störungen entwickelt wird, auch für solche von besonderem Schweregrad, die das Leben des Patienten gefährden können.
Ganaxolon ist in Beispiel 21 des US-Patents 3,953,429 von 1974 beschrieben; das Beispiel beschreibt die Herstellung der Verbindung mit einer molaren Ausbeute von 21,7 % ausgehend von 5α-Pregnan-3,20-dion-20-ketal.
Die Synthese der Verbindung wird auch in Schema 1 in dem Artikel „Synthesis and in vitro activity of 3β-substituted-3α-hydroxypregnan-20-ones: allosteric modulators of the GABA_A receptor“, D. J. Hogenkamp et al., J. Med. Chem. 1997, 40, 1, 61-72, beschrieben. Der Artikel enthält keine Angaben zur Qualität des gewonnenen Produkts in Bezug auf die Gegenwart und den Gehalt von Verunreinigungen; der einzige Parameter, der für die Reinheit angegeben wird, ist der Schmelzpunkt, der in den 1970er Jahren vielleicht akzeptabel sein könnte, aber 1997 in Bezug auf ein Produkt mit pharmazeutischer Wirkung nicht akzeptabel ist.
Die EP 2464653 B1 beschreibt eine Synthese von Ganaxolon, die als „einstufig regioselektiv und stereoselektiv“ definiert ist (Abs. [0025] auf Seite 5). Auf Seite 18 listet das Patent eine Reihe von charakteristischen Verunreinigungen des Verfahrens auf, von denen die meisten auf die Tatsache zurückzuführen sind, dass die Alkylierung des Carbonyls in Position 3 in Gegenwart eines zweiten Carbonyls in Position 20 nicht vollständig regioselektiv ist. Außerdem erfordert die Durchführung der Reaktion die Verwendung von starken Säuren und starken Basen (wässrige HCl und NaOH), die, wie weiter unten erläutert, einen Abbau der Verbindung unter Bildung von Nebenprodukten erzeugen.
Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren zur Synthese von Ganaxolon, das die oben genannten Nachteile der bekannten Verfahren überwindet.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, einen Syntheseweg zur Herstellung der Verbindung (3α,5α)-3-Hydroxy-3-methyl-pregnan-20-on (Ganaxolon) bereitzustellen, der großtechnisch angewendet werden kann und es ermöglicht, ein Produkt von pharmazeutischer Qualität zu gewinnen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dieser Gegenstand wird mit der vorliegenden Erfindung erreicht, die sich auf ein Verfahren zur Synthese von (3α,5α)-3-Hydroxy-3-methyl-pregnan-20-on (Ganaxolon) bezieht, das die folgenden Schritte umfasst:

a) Reaktion der Verbindung (3β)-3-Hydroxy-pregnan-20-on (Pregnanolon) mit einem Glykol unter Bedingungen der Säurekatalyse, um Pregnanolon-20,20'-ketal zu erhalten:
b) Oxidation von Pregnanolon-20,20'-ketal zur Gewinnung des entsprechenden Pregnan-3,20-dion-20,20'-ketals (Pregnandion-20,20'-ketal):
c) Reaktion von Pregnan-3,20-dion-20,20'-ketal mit einem Methylmagnesiumhalogenid-Grignard-Reagenz, CH₃MgX, zur Bildung von (3α,5α)-3-Hydroxy-3-methyl-pregnan-20-on-20,20'-ketal(Ganaxolon-20,20'-ketal):
wobei die Reaktion bei einer Temperatur zwischen -35 °C und -15 °C stattfindet, X ein Halogenatom bezeichnet, das aus Chlor und Brom ausgewählt ist, und die Reaktion in Gegenwart von Lithium- und Eisen(III)-Salzen mitX-Anion stattfindet;
d) Entschützung des Ganaxolon-20,20'-ketals mit Iod in neutraler Umgebung zur Bildung von Ganaxolon:

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das in Schritt a) als Ausgangsreagenz verwendete Pregnanolon in einem vorbereitenden Schritt 0) durch Reduktion von (3β)-3-Hydroxy-pregn-5-en-20-on (Pregnenolon) hergestellt, das eine Verbindung mit breiterer Marktverfügbarkeit ist:
Figurenliste

1 zeigt das HPLC-Chromatogramm von Ganaxolon, das durch das Verfahren der Erfindung erhältlich ist.
2 zeigt das Röntgenbeugungsspektrum von Ganaxolon, das durch das Verfahren der Erfindung erhältlich ist.
3 zeigt das DSC-Thermogramm von Ganaxolon, das durch das Verfahren der Erfindung erhältlich ist.
4 zeigt das IR-Spektrum von Ganaxolon, das durch das Verfahren der Erfindung erhältlich ist.
5 zeigt den Vergleich zwischen dem Röntgenbeugungsspektrum von Ganaxolon, das durch das Verfahren der Erfindung erhältlich ist, und demjenigen, das unter Verwendung der Informationen aus dem oben genannten Artikel von D. J. Hogenkamp et al. berechnet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Synthese von Ganaxolon, das vier Syntheseschritte a)-d) erfordert.
Der erste Schritt, a), besteht in der Reaktion von Pregnanolon mit einem Glykol unter Bedingungen der Säurekatalyse, um das entsprechende cyclische Ketal (Pregnanolon-20,20'-ketal) zu erhalten:
Als Glykole können Ethylenglykol, 1,3-Propylenglykol und 2,2-Dimethylpropylenglykol verwendet werden.
Salzsäure, Fumarsäure, Oxalsäure, Phthalsäure, para-Toluolsulfonsäure (PTSA), Pyridinhydrochlorid, Pyridiniumtosylat (PPTS) und Amberlyst 15^® (eingetragenes Warenzeichen von DuPont de Nemours Inc.) können als Säurekatalysatoren verwendet werden; Amberlyst 15^® ist ein stark saures Ionenaustauscherharz aufgrund der Gegenwart von Sulfongruppen auf einem Polystyrol-Basispolymer.
Toluol, Tetrahydrofuran (THF), Methyl-Tetrahydrofuran, Dichlormethan, Acetonitril, Chloroform, Dimethoxyethan, Methyl-tert.-butylether, Dioxan und Gemische davon können als Lösungsmittel für die Reaktion verwendet werden.
Die Reaktion wird durch die Verwendung eines Dehydratisierungsmittels begünstigt, das das gebildete Wasser eliminiert und so das Gleichgewicht in Richtung der Ketalbildung verschiebt. Triethylorthoformiat (TEOF), Trimethylorthoformiat (TMOF) und Molekularsiebe können als Dehydratisierungsmittel verwendet werden.
Bevorzugte Bedingungen für die Durchführung dieses Schrittes sind die Verwendung von Ethylenglykol, para-Toluolsulfonsäure (PTSA) als Säurekatalysator und Triethylorthoformiat als Dehydratisierungsmittel. In diesem Fall handelt es sich bei dem erhaltenen Zwischenprodukt um (3β,5α)-cyclisches-1,2-Ethandiylacetal-3-hydroxypregnan-20-on (Pregnanolon-20,20'-ethylenketal):
Schritt b) besteht in der Oxidation von Pregnanolon-20,20'-ketal, um das entsprechende Pregnan-3,20-dion-20,20'-ketal zu erhalten:
Die Oxidation kann erreicht werden unter Verwendung von: Chrom(VI)-Verbindungen; einem Hypochlorit wie Calcium- oder Natriumhypochlorit in Gegenwart eines 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-oxyl-Restes (in der Fachwelt als „TEMPO“ bekannt) oder eines Derivats davon, wie dem 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl-Rest, dem 4-Methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl-Rest oder dem 4-Benzyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl-Rest; Rutheniumderivate wie Rutheniumtetroxid, Rutheniumtrichlorid in Gegenwart eines Reoxidationsmittels, wie Natriumhypochlorit, oder Tetrapropylammoniumperruthenat in Gegenwart von N-Methylmorpholin-N-oxid; Kaliumperoxymonosulfat KHSO₅ (im Handel unter dem Namen Oxone bekannt); 1,3,5-Trichlor-2,4,6-triazintrion; Dimethylsulfoxid nach den Bedingungen von Swem; oder hypervalente lodverbindungen wie Dess-Martin-Periodinan. Die mit diesen Reagenzien durchgeführten Oxidationsreaktionen sowie die Bedingungen, unter denen sie ablaufen, sind auf dem Gebiet der organischen Synthese weithin bekannt und bedürfen keiner detaillierten Beschreibung.
Im oben erwähnten bevorzugten Fall wird das Pregnanolon-20,20'-ethylenketal oxidiert, um (5α)-cyclisches-20-(1,2-Ethandiyl-acetal)-Pregnan-3,20-dion zu gewinnen. Die bevorzugten Oxidationsverfahren zur Durchführung dieses Schritts sind die mit TEMPO und einem Hypochlorit, die Oxidation nach den Bedingungen von Swem und die Oxidation mit hypervalenten lodverbindungen; die Methoden zur Durchführung dieser Reaktionen sind in den Beispielen 3, 6 und 7 ausführlich beschrieben.
Schritt c) besteht in der Umwandlung von Pregnan-3,20-dion-20,20'-ketal in Ganaxolon-20,20'-ketal durch Einführung der Methylgruppe in Position 3 des Pregnan-3,20-dion20,20'ketals mit der richtigen räumlichen Anordnung:
Diese Umwandlung erfolgt durch eine Reaktion mit einem Grignard-Reagenz, CH₃MgX, wobei X ein Halogenatom, ausgewählt aus Chlor und Brom, bezeichnet, in Gegenwart von Lithium- und Eisen(III)-Salzen, die dem Anion X entsprechen. Das molare Verhältnis zwischen Lithiumhalogenid, Eisentrihalogenid und Grignard-Reagenz beträgt 1,6/1,1/4,4. Methylmagnesiumchlorid (CH₃MgCl) wird vorzugsweise in Gegenwart von Lithiumchlorid und wasserfreiem Eisentrichlorid verwendet. Das Fehlen von Lithium- und Eisen(III)-Salzen des Anions, dem Grignard-Reagenz entsprechend, wirkt sich negativ auf das Ergebnis der Reaktion aus (siehe hierzu die Beispiele 11 und 12). Die Reaktion wird bei einer Temperatur zwischen -35 °C und -15 °C für eine Zeit zwischen 2 und 6 Stunden, vorzugsweise zwischen 3 und 5 Stunden, durchgeführt. Bei Temperaturen, die außerhalb des angegebenen Bereichs liegen, werden schlechtere Ergebnisse erzielt. Das Lösungsmittel kann aus Tetrahydrofuran (THF), Ethylether, Isopropylether, Methyl-tert.-butylether und Gemische davon ausgewählt werden. Vorzugsweise wird THF verwendet.
Die Tatsache, dass die Reaktion mit dem Grignard-Reagenz an einem Substrat mit nur einer freien Carbonylgruppierung durchgeführt wird, vermeidet die Bildung von Nebenprodukten aufgrund der Gegenwart einer zweiten Carbonylgruppierung, die reagieren kann.
Es stellt sich nämlich weder die Frage, ob und inwieweit diese Additionsreaktion regioselektiv ist, noch das Problem der anschließenden Reinigung der erhaltenen Nebenprodukte.
Im Falle der Addition des Grignard-Reagens an das Pregnan-3,20-dion kann stattdessen zusätzlich zu der Reaktion in Position 3 auch das Carbonyl in Position 20 reagieren, oder es können beide reagieren, wie in der folgenden Figur dargestellt:
Darüber hinaus können sich aus den gewonnenen Nebenprodukten wiederum neue Nebenprodukte entwickeln. Diese Möglichkeit wird in der EP 2464653 B1 beschrieben, und auch wenn der Text dieses Dokuments besagt, dass Nebenprodukte durch Reinigungsverfahren beseitigt werden können, ist es offensichtlich, dass das Problem von vornherein beseitigt ist, wenn die Möglichkeit ihrer Bildung ausgeschlossen wird.
In Schritt d) schließlich wird das Carbonyl in Position 20 des Ganaxolon-20,20'-ketals entschützt, so dass Ganaxolon entsteht:
Bei ihren Experimenten beobachteten die Erfinder die Epimerisierung der Position 17, wenn Ganaxolon in Gegenwart von Säuren und Basen, wie HCl und NaOH, die die Bildung eines Enol-Zwischenprodukts oder eines Enolat-Zwischenprodukts fördern können, in Kontakt kam:
Durch die Bildung der Doppelbindung zwischen den Positionen 17 und 20 entsteht ein Zwischenprodukt mit planarer Struktur, das sich im Laufe der Reaktion durch Regeneration des Gemischs der beiden Epimere in Bezug auf die Position 17 entwickelt. Die Beispiele 13 und 14 (vergleichend), über die weiter unten im experimentellen Teil berichtet wird, bestätigen die oben beschriebene Epimerisierung. Ganaxolon, Epimer β, ist immer das vorherrschende Produkt, aber Epimer α ist trotzdem vorhanden. Die Beseitigung oder zumindest Begrenzung dieser unerwünschten chemischen Reaktion (Epimerisierung) ist sowohl für die Prozessausbeute als auch für die Qualität des pharmazeutischen Ganaxolons von Bedeutung.
Das Ketal sollte daher in einer neutralen Umgebung hydrolysiert werden, wobei die Gegenwart von Säuren oder Basen zu vermeiden ist. Zur Entschützung des Ketals wird vorzugsweise Iod in einer Menge von 1 Mol-%, bezogen auf das Substrat, verwendet.
Als Reaktionslösungsmittel kann wasserfreies Aceton oder ein Gemisch aus Dichlormethan und Aceton verwendet werden, wobei in Abwesenheit von Wasser gearbeitet wird. Die Arbeit mit wasserfreiem Aceton oder mit einem Gemisch aus Dichlormethan und Aceton in Abwesenheit von Wasser ist entscheidend für das Ergebnis der Reaktion. Die Reaktionstemperatur liegt zwischen -5 °C und der Rückflusstemperatur des Reaktionsgemischs; vorzugsweise liegt sie zwischen 15 und 35 °C. Die Reaktionszeit liegt zwischen 5 und 90 Minuten. Bevorzugt wird ein Zeitrahmen von 10 bis 45 Minuten gewählt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das als Ausgangsreagenz des Verfahrens der Erfindung verwendete Pregnanolon in einem anfänglichen Schritt 0) durch Reduktion von (3β)-3-Hydroxy-pregn-5-en-20-on (Pregnenolon) hergestellt:
Dieser Schritt kann entsprechend den Angaben in der WO 2020/083839 A1 (Beispiel 1 auf Seite 15) durchgeführt werden. Kurz gesagt, die Hydrierung wird in einem organischen Lösungsmittel unter Verwendung von 5 % Pd/C als Katalysator bei einer Temperatur zwischen 35 und 45 °C und einem Wasserstoffdruck von 4 bar durchgeführt. Die so gewonnene Qualität von Pregnanolon ist für die Verwendung in Schritt a) des Verfahrens geeignet.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele, die nicht als Einschränkung der Erfindung selbst zu verstehen sind, näher erläutert.
INSTRUMENTE, METHODEN UND VERSUCHSBEDINGUNGEN
NMR:

NMR-Spektrometer JEOL 400 YH (400 MHz); Software JEOL Delta v5.1.1;
Spektren aufgenommen in CDCl₃.

MS:

Instrument: Trace DSQ Thermofisher
Einführung der Probe - Sonde für direkte Exposition (dep für die englische Abkürzung) Chemische Ionisierung (Cl) mit Methan
Methandruck: 2,2 psi
Temperatur der Quelle: 200 °C

HPLC:

Agilent Chromatographiesystem der Serie 1100; Agilent RID-Detektor der Serie 1200,
Modell G1362/A

HPLC-Methode:
Chromatographische Bedingungen:

Säule:	Waters Sunfire C18, 4,6 (ID) × 250 (L) mm, 5 µm
Fluss:	1 mL/min
Detektor:	RI
Temperatur des Detektors:	40 °C
Injektionsvolumen:	50 µL
Konzentration der Probeninjektion:	1 mg/mL in Methanol
Temperatur:	25 °C
Mobile Phase:	Acetonitril/Methanol/Wasser = 65/5/30 (isokratisch)

TLC:

MERCK TLC Silica Gel 60 F₂₅₄Aluminiumplatten 20 x 20 cm, Kod. 1.0554.0001.

TLC-Nachweisreagenz:

- Cerium-Phosphomolybdat: 25 g Phosphomolybdänsäure und 10 g Cer(IV)-sulfat werden in 600 mL H₂O gelöst. 60 mL 98%ige H₂SO₄ werden hinzugefügt und mit H₂O auf ein Volumen von 1 L gebracht. Die TLC-Platte wird mit der Lösung imprägniert und dann erhitzt, bis die Produkte nachgewiesen werden.

XPRD:

Die röntgendiffraktometrische Analyse wurde unter Verwendung eines Bruker D2 Phaser Diffraktometers (2. Generation) durchgeführt, das in Bragg-Brentano-Geometrie arbeitet und mit einem 6-Positionen-Rotations-Multisampler ausgestattet ist. Die verwendete Röntgenquelle ist eine Röhre mit einer Kupferanode, die mit 30 kV und 10 mA betrieben wird. Die gewählte Analysewellenlänge ist Kupfer-Kα-Strahlung (λ=1,54184 Å), die durch Filterung der Kß-Strahlung durch einen Nickelfilter gewonnen wird. Der verwendete Röntgendetektor ist ein linearer Festkörperdetektor des Modells LYNXEYE. Für die Analyse wurden die Proben auf einem flachen Probenhalter aus monokristallinem Silizium vom Typ „Zero-Background“ abgelagert. Während der Analyse wurde die Probe mit einer Geschwindigkeit von 60 Umdrehungen pro Minute gedreht. Die Analyse wurde im Bereich 4-40° 2θ mit einer Schrittweite von 0,016° und einer Erfassungszeit von 1,0s für jeden Schritt durchgeführt. Die Visualisierung und Verarbeitung des Diffraktogramms erfolgte unter Verwendung der Software Diffrac.EVA (Bruker).

DSC:

Die DSC-Analyse wurde unter Verwendung eines Diamond-Differentialscanning-Kalorimeters von Perkin Elmer durchgeführt. Vor der Analyse wurden die Proben in Aluminiumtiegeln eingekapselt. Die Erwärmung der Probe und der Referenz erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 10 °C/min. Die Thermogrammanalyse wurde mit der Software Pyris Data Analysis (Perkin Elmer) durchgeführt.

IR:

Die FTIR-Spektren wurden unter Verwendung eines Thermo Nicolet 6700 Spektralphotometers aufgenommen, das mit einem Smart iTR Modell ATR-Zubehör ausgestattet war. 64 Lese-Scans wurden sowohl für die Probe als auch für den Hintergrund durchgeführt, wobei eine Auflösung von 4 cm^-1 verwendet wurde und der Hintergrund unmittelbar vor der Probe aufgenommen wurde. Die Darstellung und Verarbeitung des FTIR-Spektrums erfolgte unter Verwendung der Omnic-Software (Thermo Nicolet).

ANMERKUNGEN
Bei dem in den Versuchsbeschreibungen verwendeten Wasser handelt es sich, sofern nicht anders angegeben, um handelsübliches destilliertes Wasser.
Die in den Versuchsbeschreibungen verwendeten organischen Lösungsmittel sind, sofern nicht anders angegeben, von „technischer“ Qualität.
Die in den Versuchsbeschreibungen verwendeten Reagenzien und Katalysatoren sind, sofern nicht anders angegeben, von handelsüblicher Qualität.
BEISPIEL 1
Dieses Beispiel bezieht sich auf den optionalen Schritt 0) des Verfahrens der Erfindung, von Pregnenolon zu Pregnanolon.
Ein Hydrierapparat wird mit 140 g Pregnenolon, gelöst in 4200 mL Tetrahydrofuran, bei 25 °C beschickt. 7 g 5%iges Palladium auf Kohlenstoff werden zugegeben und die Hydrierung wird bei 4 bar und 45 °C 5 Stunden lang durchgeführt. Die Reaktion wird mittels ¹H-NMR überwacht.
Nach Abschluss der Reaktion wird das Reaktionsgemisch auf 25 °C abgekühlt und durch ein Dicalite-Kissen filtriert, wobei mit 1750 mL Tetrahydrofuran gewaschen wird.
Es wird unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert, wobei 90 % des Lösungsmittels entfernt werden.
Der Rückstand wird mit 900 mL Methylethylketon aufgenommen und bei 45 °C unter vermindertem Druck konzentriert, bis ein Restvolumen von 560 mL erreicht ist.
Die Suspension wird unter Rückfluss (80 °C) erhitzt und anschließend 1 Stunde lang auf 0 °C abgekühlt.
Der Feststoff wird filtriert und mit kaltem Methylethylketon gewaschen.
Der Feststoff wird bei 45 °C bis zu einem konstanten Gewicht getrocknet, um 133 g eines weißen Feststoffs zu erhalten.
¹H-NMR (400 MHz, CDCl₃): δ 3,62-3,56 (m, 1H); 2,52 (t, 1H, J = 9,0 Hz); 2,22-2,12 (m, 1H); 2,11 (s, 3H); 2,00-0,90 (m, 21H); 0,81 (s, 3H); 0,72-0,63 (m, 1H); 0,60 (s, 3H).
Masse (CI): m/z = 319 [M⁺+1],
BEISPIEL 2
Dieses Beispiel bezieht sich auf den Schritt a) des Verfahrens der Erfindung, von Pregnanolon zu Pregnanolon-20,20'-ethylenketal.
Ein Kolben unter Stickstoff wird mit 10 g Pregnanolon, gelöst in 170 mL Toluol, bei 25 °C gefüllt. Die Suspension wird 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt und mit Ethylenglykol (35,2 mL), Triethylorthoformiat (33,5 mL) und p-Toluolsulfonsäure-Monohydrat (0,48 g) versetzt. Das Reaktionsgemisch wird 2 Stunden lang unter Rückfluss (92 °C) erhitzt. Die Reaktion wird durch TLCAnalyse überwacht.
Nach Beendigung der Reaktion wird auf 25 °C abgekühlt und das Reaktionsgemisch in eine auf 5 °C vorgekühlte 4 %ige Natriumhydrogencarbonatlösung (130 mL) gegossen. Das Gemisch wird 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt, und Toluol wird bei 45 °C unter vermindertem Druck abdestilliert.
Der Rückstand wird mit Dichlormethan (200 mL) aufgenommen und die Schichten getrennt. Die organische Schicht wird mit Wasser bis zum neutralen pH-Wert gewaschen.
Es wird unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert, wobei mindestens 90 % des Lösungsmittels entfernt werden.
Der Rückstand wird mit Methanol (300 mL) aufgenommen und bei 45 °C unter vermindertem Druck konzentriert, bis ein Restvolumen von 40 mL erreicht ist.
Die Suspension wird 15 Minuten lang unter Rückfluss (65 °C) erhitzt und anschließend 1 Stunde lang auf 25 °C und anschließend 1 Stunde lang auf 0 °C abgekühlt.
Der Feststoff wird filtriert und mit vorgekühltem Methanol (10 mL) gewaschen.
Der Feststoff wird unter vermindertem Druck bei 45 °C 4 Stunden lang getrocknet, um 10 g weißen Feststoff zu erhalten.
¹H-NMR (400 MHz, CDCl₃): δ 4,00-3,87 (m, 4H); 3,63-3,56 (m, 1H); 3,48 (d, 4H, J = 5,6 Hz); 2,01 (dt, 1H, J = 12,4/3,1 Hz); 2,04-0,83 (m, 22H); 1,29 (s, 3H); 0,81 (s, 3H); 0,75 (s, 3H); 0,65-0,63 (m, 1H).
Masse (CI): m/z = 363 [M⁺+1].
Nach demselben Verfahren kann das Pregnanolonketal direkt durch Filtration aus der wässrigen Lösung am Ende der Toluoldestillation gewonnen werden, wobei die Extraktion mit Dichlormethan entfällt. Aus 50 g Pregnanolon werden nach Trocknung bis zu einem konstanten Gewicht 56 g Pregnanolon-20,20'-ethylenketal in einer für die Fortsetzung der Synthese geeigneten Qualität gewonnen.
BEISPIEL 3
Dieses Beispiel bezieht sich auf den Schritt b) des Verfahrens der Erfindung zur Umwandlung von Pregnanolon-20,20'-ethylenketal in Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal (Pregnandion-20,20'-ethylenketal), der mit TEMPO und einem Hypochlorit durchgeführt wird.
Ein Kolben unter Stickstoff wird mit 14 g Pregnanolon-20,20'-ethylenketal und 170 mL Tetrahydrofuran gefüllt, und die Lösung wird bei 45 °C unter vermindertem Druck konzentriert, wobei mindestens 90 % des Lösungsmittels entfernt werden.
Dichlormethan (350 mL) und 10 %ige Natriumhydrogencarbonatlösung (280 mL) werden der Suspension zugesetzt.
Das biphasische System wird auf 10 °C abgekühlt, TEMPO (0,4 g) wird zugegeben und das Gemisch wird 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt. Calciumhypochlorit (6,02 g) wird zugegeben, und das Gemisch wird 1 Stunde lang auf 30 °C erhitzt. Die Reaktion wird durch TLCAnalyse überwacht.
Nach Abschluss der Reaktion wird das Reaktionsgemisch auf 25 °C abgekühlt und durch ein Dicalite-Kissen filtriert.
Die Schichten werden getrennt, und die organische Schicht wird mit einer Natriumthiosulfatlösung und einer Natriumhydrogencarbonatlösung gewaschen.
Die organische Schicht wird mit 100 mL Wasser gewaschen und bei 45 °C unter vermindertem Druck konzentriert, bis ein Restvolumen von 300 mL erreicht ist.
Es wird durch ein Dicalite-Kissen filtriert und bei 45 °C unter vermindertem Druck konzentriert, bis ein Restvolumen von 60 mL erreicht ist.
Die Lösung wird mit n-Heptan (70 mL) versetzt und das restliche Dichlormethan bei Raumdruck und 43 °C destilliert.
Die Suspension wird 2 Stunden lang bei 25 °C gerührt und der Feststoff wird filtriert und mit n-Heptan (10 mL) gewaschen.
Der Feststoff wird unter vermindertem Druck bei 50 °C 4 Stunden lang getrocknet, um 11,6 g weißen Feststoff zu erhalten.
¹H-NMR (400 MHz, CDCl₃): δ 4,01-3,87 (m, 4H); 2,36-0,75 (m, 23H); 1,29 (s, 3H); 1,01 (s, 3H); 0,78 (s, 3H).
Masse (CI): m/z = 361 [M⁺+1].
BEISPIEL 4
Dieses Beispiel bezieht sich auf den Schritt b) des Verfahrens der Erfindung, von Pregnanolon-20,20'-ethylenketal zu Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal, durchgeführt mit Dimethylsulfoxid in Gegenwart des Pyridin/Schwefeltrioxid-Komplexes (Py·SO₃; Parikh-Doering-Variante der Swem-Reaktion).
Ein Kolben unter Stickstoff wird mit 1,0 g Pregnanolon-20,20'-ethylenketal, Dichlormethan (10 mL) und Dimethylsulfoxid (2,1 mL) gefüllt. Triethylamin (1,79 mL) und Py·SO₃ (0,9 g) werden bei einer Temperatur von 25 °C zu der Lösung gegeben. Das Reaktionsgemisch wird 3 Stunden lang unter Rühren bei 25 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLCAnalyse überwacht: Es wird ein unvollständiges Verschwinden des Ausgangsreagenzes beobachtet. Triethylamin (200 µL) und Py·SO₃ (0,9 g) werden bei einer Temperatur von 25 °C zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird 12 Stunden lang unter Rühren bei 25 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLCAnalyse überwacht: Reaktion abgeschlossen. Das Reaktionsgemisch wird in Wasser (50 mL) gegossen und Dichlormethan (20 mL) hinzugefügt.
Die Schichten werden getrennt, und die wässrige Schicht wird erneut mit Dichlormethan (20 mL) extrahiert.
Die organische Schicht wird mit Wasser (2 x 10 mL) und mit einer gesättigten Natriumchloridlösung (2 x 10 mL) gewaschen.
Die organische Schicht wird unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert, um 0,9 g Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal zu erhalten.
BEISPIEL 5
Dieses Beispiel bezieht sich auf den Schritt b) des Verfahrens der Erfindung, von Pregnanolon-20,20'-ethylenketal zu Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal, durchgeführt mit Tetrapropylammoniumperruthenat (TPAP) in Gegenwart von N-Methylmorpholin-N-oxid (NMO).
Ein Kolben unter Stickstoff wird mit 1,0 g Pregnanolon-20,20'-ethylenketal, NMO (0,32 g) und 4 Å Molekularsieben gefüllt. Dichlormethan (14 mL) und TPAP (0,05 g) werden bei einer Temperatur von 25 °C zugegeben. Das Reaktionsgemisch wird 3 Stunden lang unter Rühren bei 25 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLC-Analyse überwacht: Es wird ein unvollständiges Verschwinden des Ausgangsreagenzes beobachtet. NMO (0,16 g) und TPAP (0,03 g) werden zugegeben, und das Gemisch wird 12 Stunden lang bei 25 °C gerührt. Die Reaktion wird durch TLC-Analyse überwacht (Reaktion abgeschlossen).
Das Reaktionsgemisch wird durch ein Dicalite-Kissen filtriert und mit Dichlormethan (5 mL) gewaschen.
Die organische Schicht wird unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert, um 1,0 g Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal zu erhalten.
BEISPIEL 6
Dieses Beispiel bezieht sich auf den Schritt b) des Verfahrens der Erfindung zur Umwandlung von Pregnanolon-20,20'-ethylenketal in Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal, der nach den Bedingungen von Swem durchgeführt wird.
Ein Kolben unter Stickstoff wird mit Oxalylchlorid (388 µL) und Dichlormethan (12,56 mL) bei -78 °C gefüllt. Eine Lösung von Dimethylsulfoxid (696 µL) in Dichlormethan (1,25 mL) wird langsam zugegeben, wobei die Temperatur unter -60 °C gehalten wird. Das Reaktionsgemisch wird unter Rühren 30 Minuten lang bei -70 °C gehalten. Die Lösung von Pregnanolon-20,20'-ethylenketal (1,0 g) in Dichlormethan (12,56 mL) wird langsam zugegeben, wobei die Temperatur unter -60 °C gehalten wird. Das Reaktionsgemisch wird unter Rühren 30 Minuten lang bei -70 °C gehalten. Triethylamin (2,46 mL) wird langsam zugegeben, wobei die Temperatur unter -60 °C gehalten wird. Das Reaktionsgemisch wird unter Rühren 30 Minuten lang bei -70 °C und anschließend 12 Stunden lang bei 25 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLCAnalyse überwacht (Reaktion abgeschlossen). Wasser (8 mL) wird in das Reaktionsgemisch gegossen und die Schichten werden getrennt.
Die wässrige Schicht wird erneut mit Dichlormethan (2 x 10 mL) extrahiert.
Die organische Schicht wird mit gesättigter Natriumchloridlösung (2 x 10 mL) gewaschen.
Die organische Schicht wird unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert, um 1,0 g Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal zu erhalten.
BEISPIEL 7
Dieses Beispiel bezieht sich auf den Schritt b) des Verfahrens der Erfindung zur Umwandlung von Pregnanolon-20,20'-ethylenketal in Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal, der mit Dess-Martin-Periodinan durchgeführt wird.
In einen Kolben werden 8 g Pregnanolon-20,20'-ethylenketal, aufgelöst in Methanol, gegeben und in 160 mL Dichlormethan bei 25 °C gelöst. Die Lösung wird auf 5 °C abgekühlt.
1,1,1-Triacetoxy-1,1-dihydro-1,2-benziodoxol-3(1H)-on, auch bekannt als Dess-Martin-Periodinan, (11,24 g) wird hinzugefügt. Die Suspension wird 1 Stunde lang unter Rühren bei 25 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLCAnalyse überwacht.
Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, wird eine Lösung von Natriumthiosulfat mit 10 Gew.-% in Wasser (80 ml) hinzugefügt. Das biphasische System wird 30 Minuten lang gerührt.
Die Schichten werden getrennt.
Die organische Schicht wird mit gesättigter Natriumhydrogencarbonatlösung (40 mL), mit 10 %iger Natriumhydroxidlösung (160 mL) und mit Wasser (350 mL) bis zum neutralen pH-Wert gewaschen.
Es wird unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert, um 7,7 g eines weißen Feststoffs zu erhalten.
¹H-NMR- (400 MHz, CDCl₃) und Massenspektren (Cl) stimmen mit denen aus Beispiel 3 überein.
BEISPIEL 8
Dieses Beispiel bezieht sich auf die Schritte c) und d) des Verfahrens der Erfindung, von Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal zu Ganaxolon.
c): Zugabe von Grignard-Reagenz zu Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal.
Ein Kolben unter Stickstoff wird mit 0,95 g Lithiumchlorid und 2,5 g wasserfreiem Eisentrichlorid bei 25 °C gefüllt. Der Kolben wird auf 0 °C abgekühlt und mit 45 mL Tetrahydrofuran versetzt. Die Suspension wird 1 Stunde lang unter Rühren bei 0 °C gehalten. Das Reaktionsgemisch wird auf -35 °C abgekühlt und eine 3 M Lösung von Methylmagnesiumchlorid (CH₃MgCl) in Tetrahydrofuran (21 mL) langsam zugegeben, wobei die Temperatur zwischen -35 < T < -30 °C gehalten wird. 5 g des Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketals werden langsam zugegeben, die Temperatur wird auf -20 °C gebracht und die Suspension wird 4 Stunden lang bei 20 °C gerührt. Die Reaktion wird durch TLC-Analyse überwacht (Reaktion abgeschlossen).
Eine gesättigte Ammoniumchloridlösung (150 mL) wird zugegeben, und das so erhaltene zweiphasige System wird 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt.
Das Lösungsmittel wird bei 45 °C unter vermindertem Druck konzentriert, der Rückstand mit Isopropylacetat (150 mL) aufgenommen und das biphasische System filtriert.
Die Schichten werden getrennt, und die organische Schicht wird mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen.
Es wird unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert, um 5 g Feststoff (Ganaxolonketal) zu erhalten.
d): Entschützung
Der Feststoff wird in 42 mL Dichlormethan (maximaler Wassergehalt der Lösung = 0,1
Gew.-%) gelöst und mit Iod (35 mg) und Aceton (11 mL) versetzt. Das System wird 1 Stunde lang unter Rühren bei 25 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLC-Analyse überwacht (vollständige Reaktion).
Das Reaktionsgemisch wird in eine Natriumthiosulfatlösung von 10 Gew.-% in Wasser (40 mL) gegossen und 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt.
Die Schichten werden getrennt, die wässrige Schicht wird erneut mit Dichlormethan (10 mL) extrahiert und die vereinigten organischen Schichten werden mit Wasser (40 mL) gewaschen.
Es wird unter vermindertem Druck bei 45 °C 4 h lang konzentriert, um 4,5 g rohes Ganaxolon zu erhalten.
HPLC-Reinheit: 92 %.
Das Produkt hat einen Gehalt an Ganaxolon-3β-Isomer, wie in der nachstehenden Formel angegeben, von 2,5 %:
Das rohe Ganaxolon wird in Heiß-Kalt-Technik kristallisiert, zunächst mit 16 mL Isopropylacetat und dann, nach Trocknung des Filtrats (HPLC-Reinheit: 98,5 %, Ganaxolon-3β-Isomer. 0,18 %), mit 28 mL n-Heptan, um nach Trocknung auf ein konstantes Gewicht 3,38 g Ganaxolon (HPLC-Reinheit: 100 %, Ganaxolon-3β-Isomer. 0 %) zu gewinnen, dessen kristalline Form mit der in dem oben angeführten Artikel von D. J. Hogenkamp et al., J. Med. Chem. 1997, 40, 1, 61-72 beschriebenen übereinstimmt. ¹H-NMR (400 MHz, CDCl₃): δ 2,53 (t, 1H, J = 9,0 Hz); 2,16-2,12 (m, 1H); 2,11 (s, 3H); 2,00 (dt, 1H, J = 11,9/3,2 Hz); 1,67-0,83 (m, 21H); 1,20 (s, 3H); 0,75 (s, 3H); 0,60 (s, 3H). Masse (CI): m/z = 333 [M⁺+1].
Eine Probe des Ganaxolon-3β-Isomers wurde durch chromatografische Reinigung (Elutionsmittel: Heptan/Ethylacetat, 8:2) ausschließlich für analytische Zwecke isoliert und lieferte folgende Ergebnisse:

¹H-NMR (400 MHz, CDCl₃): δ 2,52 (t, 1H, J = 9,0 Hz); 2,17-2,13 (m, 1H); 2,11 (s, 3H); 2,00 (dt, 1H, J = 11,4/3,2 Hz); 1,67-0,83 (m, 20H); 1,25 (s, 3H); 0,81 (s, 3H); 0,68-0,75 (m, 1H);
- 0,60 (s, 3H).
- Masse (CI): m/z = 333 [M⁺+1].

BEISPIEL 9 (VERGLEICHEND)
Dieses Beispiel bezieht sich auf die Schritte c) und d) des Verfahrens der Erfindung, von Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal zu Ganaxolon, wobei der Schritt c) unter nicht erfindungsgemäßen Temperaturbedingungen durchgeführt wird.
c): Zugabe von Grignard-Reagenz zu Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal.
Ein Kolben unter Stickstoff wird mit 0,2 g Lithiumchlorid und 0,5 g wasserfreiem Eisentrichlorid bei 25 °C gefüllt. Der Kolben wird auf 0 °C abgekühlt und mit 9 mL Tetrahydrofuran versetzt. Die Suspension wird 1 Stunde lang unter Rühren bei 0 °C gehalten. Das Reaktionsgemisch wird abgekühlt und eine Lösung von 3 M CH₃MgCl in Tetrahydrofuran (4,1 mL) langsam zugegeben, wobei die Temperatur zwischen -10 < T < -
5 °C gehalten wird. 1 g des Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketals wird langsam zugegeben, und die Suspension wird 2 Stunden lang bei 0 °C gerührt. Die Reaktion wird durch TLCAnalyse überwacht (vollständige Reaktion).
Dem Reaktionsgemisch wird eine gesättigte wässrige Ammoniumchloridlösung zugesetzt (10 mL) und das biphasische System 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt.
Das Lösungsmittel wird bei 45 °C unter vermindertem Druck konzentriert, der Rückstand mit Isopropylacetat (10 mL) aufgenommen und das biphasische System filtriert.
Die Schichten werden getrennt, und die wässrige Schicht wird erneut mit Isopropylacetat (10 mL) extrahiert.
Die vereinigten organischen Schichten werden mit einer gesättigten Natriumchloridlösung (10 mL) gewaschen.
Es wird unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert, um 1,21 g Rückstand (grauer Feststoff) zu erhalten.
d): Entschützung
Der Feststoff wird in 8 mL Dichlormethan (maximaler Wassergehalt der Lösung = 0,1 Gew.%) gelöst und mit Iod (7 mg) und Aceton (2 mL) versetzt. Das Gemisch wird 1 Stunde lang unter Rühren bei 25 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLC-Analyse überwacht (vollständige Reaktion).
Das Reaktionsgemisch wird in eine Natriumthiosulfatlösung von 10 Gew.-% in Wasser (10 mL) gegossen und bei 25 °C 15 Minuten lang gerührt.
Die Schichten werden getrennt, die wässrige Schicht wird erneut mit Dichlormethan (2,5 mL) extrahiert und die vereinigten organischen Schichten werden mit Wasser (40 mL) gewaschen.
Die organische Schicht wird 4 Stunden lang bei 45 °C unter vermindertem Druck konzentriert, um 0,68 g Ganaxolon (weißer Feststoff) zu erhalten.
HPLC-Reinheit: 71 %
Ganaxolon-3β-Isomer: 28,7 %.
BEISPIEL 10 (VERGLEICHEND)
Dieses Beispiel bezieht sich auf die Schritte c) und d) des Verfahrens der Erfindung, von Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal zu Ganaxolon, wobei der Schritt c) unter nicht erfindungsgemäßen Temperaturbedingungen durchgeführt wird.
c): Zugabe von Grignard-Reagenz zu Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal.
Ein Kolben unter Stickstoff wird mit 0,2 g Lithiumchlorid und 0,5 g wasserfreiem Eisentrichlorid bei 25 °C gefüllt. Der Kolben wird auf 0 °C abgekühlt und mit 9 mL Tetrahydrofuran versetzt. Die Suspension wird 1 Stunde lang unter Rühren bei 0 °C gehalten. Das Reaktionsgemisch wird auf -65 °C abgekühlt und eine Lösung von 3 M CH₃MgCl in Tetrahydrofuran (4,1 mL) langsam zugegeben, wobei die Temperatur zwischen -65 < T < -60 °C gehalten wird. Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal (1 g) wird langsam zugegeben, wobei die Temperatur zwischen -65 < T < -60 °C gehalten wird. Nach 2 h wird die Reaktion durch TLC-Analyse überwacht (unvollständige Reaktion). Anschließend werden 2,8 mL der 3 M CH₃MgCl-Lösung hinzugefügt, wobei die Reaktionstemperatur zwischen -65 < T < -60 °C gehalten wird. Die Reaktion wird nach 1 h durch TLC-Analyse überwacht (vollständige Reaktion).
Eine gesättigte wässrige Ammoniumchloridlösung (10 mL) wird zugegeben, und das zweiphasige System wird 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt.
Das Lösungsmittel wird bei 45 °C unter vermindertem Druck konzentriert, der Rückstand mit Isopropylacetat (10 mL) aufgenommen und das biphasische System filtriert.
Die Schichten werden getrennt, die wässrige Schicht wird erneut mit Isopropylacetat (10 mL) extrahiert, und die vereinigten organischen Schichten werden mit einer gesättigten wässrigen Natriumchloridlösung gewaschen.
Sie werden unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert, um 0,82 g eines weißen Feststoffs zu erhalten.
d): Entschützung
Der Feststoff wird in 6,5 mL Dichlormethan (maximaler Wassergehalt der Lösung = 0,1
Gew.-%) gelöst und mit Iod (5,6 mg) und Aceton (1,7 mL) versetzt. Das Gemisch wird 1 Stunde lang unter Rühren bei 25 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLC-Analyse überwacht (vollständige Reaktion).
Das Reaktionsgemisch wird in eine Natriumthiosulfatlösung von 10 Gew.-% in Wasser (10 mL) gegossen und 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt.
Die Schichten werden getrennt, die wässrige Schicht wird erneut mit Dichlormethan (5 mL) extrahiert und die vereinigten organischen Schichten werden mit Wasser (10 mL) gewaschen.
Es wird unter vermindertem Druck bei 45 °C 4 h lang konzentriert, um 0,75 g Ganaxolon (gelber Feststoff) zu erhalten.
HPLC-Reinheit: 88 %
Ganaxolon-3β-Isomer: 8,5 %.
BEISPIEL 11 (VERGLEICHEND)
Dieses Beispiel bezieht sich auf die Schritte c) und d) des Verfahrens der Erfindung, von Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal zu Ganaxolon, wobei der Schritt c) ohne Verwendung von Lithium- und Eisen(III)-Salzen und unter nicht erfindungsgemäßen Temperaturbedingungen durchgeführt wird.
c): Zugabe von Grignard-Reagenz zu Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal.
Ein Kolben unter Stickstoff wird mit 1 g Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal, gelöst in 9 mL Tetrahydrofuran, bei 25 °C gefüllt. Die Lösung wird auf 0 °C gekühlt und eine 3 M CH₃MgCl-Lösung in Tetrahydrofuran (1,75 mL) wird langsam zugegeben. Sobald die Zugabe abgeschlossen ist, wird die Lösung auf 25 °C gebracht und ein zweites Aliquot der 3 M CH₃MgCl-Lösung in Tetrahydrofuran (0,85 mL) langsam zugegeben. Die Lösung wird 2 Stunden lang unter Rühren bei 25 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLC-Analyse überwacht (unvollständige Reaktion). Weitere 0,85 mL der 3 M CH₃MgCl-Lösung in Tetrahydrofuran werden zugegeben und die Lösung wird 1 Stunde lang bei 25 °C gerührt. Die Reaktion wird durch TLCAnalyse überwacht (vollständige Reaktion).
Eine gesättigte wässrige Ammoniumchloridlösung (10 mL) wird zugegeben, und das zweiphasige System wird 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt.
Die Schichten werden getrennt, die wässrige Schicht wird erneut mit Isopropylacetat (10 mL) extrahiert und die vereinigten organischen Schichten werden mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen.
Sie werden unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert, um 1,1 g eines weißen Feststoffs zu erhalten.
d): Entschützung
Der Feststoff wird in 8,4 mL Dichlormethan (maximaler Wassergehalt der Lösung = 0,1
Gew.-%) gelöst und mit Iod (7,1 mg) und Aceton (2,1 mL) versetzt. Das Gemisch wird 1 Stunde lang unter Rühren bei 25 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLC-Analyse überwacht (vollständige Reaktion).
Das Reaktionsgemisch wird in eine Natriumthiosulfatlösung von 10 Gew.-% in Wasser (10 mL) gegossen und 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt.
Die Schichten werden getrennt, die wässrige Schicht wird erneut mit Dichlormethan (5 mL) extrahiert und die vereinigten organischen Schichten werden mit Wasser (10 mL) gewaschen.
Sie werden unter vermindertem Druck bei 45 °C 4 h lang konzentriert, um 0,92 g Ganaxolon (gelber Feststoff) zu erhalten.
HPLC-Reinheit: 56 %
Ganaxolon-3β-Isomer: 35,5 %.
BEISPIEL 12 (VERGLEICHEND)
Dieses Beispiel bezieht sich auf die Schritte c) und d) des Verfahrens der Erfindung, von Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal zu Ganaxolon, wobei der Schritt c) ohne Verwendung von Lithium- und Eisen(III)-Salzen durchgeführt wird.
c): Zugabe von Grignard-Reagenz zu Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal.
Ein Kolben unter Stickstoff wird mit 9 mL Di-Tetrahydrofuran gefüllt. Das Lösungsmittel wird auf -35 °C abgekühlt und eine 3 M CH₃MgCl-Lösung in Tetrahydrofuran (4,1 mL) langsam zugegeben, wobei die Temperatur zwischen -35 < T < -30 °C gehalten wird. 1 g Pregnan-3,20-dion-20,20'-ethylenketal wird langsam zugegeben, die Temperatur auf 20 °C gebracht und die Suspension unter Rühren bei 20 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLCAnalyse nach 2 h überwacht (weitgehend unvollständige Reaktion). Das Reaktionsgemisch wird auf -35 °C abgekühlt und 3 M CH₃MgCl in Tetrahydrofuran (0,8 mL) langsam zugegeben, wobei die Temperatur zwischen -35 < T < -30 °C gehalten wird. Die Temperatur wird auf 20 °C gebracht und die Suspension wird 2 Stunden lang bei 20 °C gerührt. Die Reaktion wird durch TLCAnalyse überwacht (vollständige Reaktion).
Eine gesättigte Ammoniumchloridlösung (10 mL) wird zugegeben, und das zweiphasige System wird 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt.
Die Schichten werden getrennt, die wässrige Schicht wird erneut mit Isopropylacetat (10 mL) extrahiert und die vereinigten organischen Schichten werden mit einer gesättigten Natriumchloridlösung gewaschen.
Sie werden unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert, um 1,1 g eines weißen Feststoffs zu erhalten.
d): Entschützung
Der Feststoff wird in 8,4 mL Dichlormethan (maximaler Wassergehalt der Lösung = 0,1 Gew.-%) gelöst und mit Iod (7,1 mg) und Aceton (2,1 mL) versetzt. Das Gemisch wird 1 Stunde lang unter Rühren bei 25 °C gehalten. Die Reaktion wird durch TLC-Analyse überwacht (vollständige Reaktion).
Das Reaktionsgemisch wird in eine Natriumthiosulfatlösung von 10 Gew.-% in Wasser (10 mL) gegossen und 15 Minuten lang bei 25 °C gerührt.
Die Schichten werden getrennt, die wässrige Schicht wird erneut mit Dichlormethan (5 mL) extrahiert und die vereinigten organischen Schichten werden mit Wasser (10 mL) gewaschen.
Sie werden unter vermindertem Druck bei 45 °C 4 h lang konzentriert, um 0,87 g Ganaxolon (weißer Feststoff) zu erhalten.
HPLC-Reinheit: 53 %
Ganaxolon-3β-Isomer: 41 %.
BEISPIEL 13
Dieses Beispiel zeigt die Epimerisierung von Ganaxolon in Gegenwart von Säuren.
Ein Kolben wird mit 100 mg Ganaxolon und 2,5 mL Tetrahydrofuran gefüllt. Der Lösung werden 1,9 mL 2 M Salzsäure hinzugefügt, und sie wird 16 Stunden lang unter Rückfluss (67 °C) erhitzt.
Das Reaktionsgemisch wird auf 25 °C abgekühlt und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert.
Der Rückstand wird mit Dichlormethan (3 mL) und Wasser (2 mL) aufgenommen.
Die Schichten werden getrennt, und die organische Schicht wird mit Wasser bis zu einem neutralen pH-Wert gewaschen.
Es wird unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert und das Produkt über eine Chromatographiesäule (Elutionsmittel: Heptan/Ethylacetat 8/2) gereinigt.
Die ¹H-NMR-Analyse des chromatographierten Produkts in CDCl₃ ermöglichte die Identifizierung des 17α-Epimers, das zu einer Menge von 8 % in Bezug auf Ganaxolon führte, wie auf der Grundlage des Signals des Protons in Position 17 bei 2,78 ppm (17α) bzw. 2,56 ppm (17β, Ganaxolon) berechnet.
BEISPIEL 14
Dieses Beispiel zeigt die Epimerisierung von Ganaxolon in Gegenwart von Basen.
Ein Kolben wird mit 100 mg Ganaxolon und 4,4 mL Tetrahydrofuran gefüllt. Der Lösung werden 72 mg Natriumhydroxid hinzugefügt, und sie wird 16 Stunden lang unter Rückfluss (65 °C) erhitzt.
Das Reaktionsgemisch wird auf 25 °C abgekühlt und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert. Der Rückstand wird mit Dichlormethan (4 mL) und Wasser (4 mL) aufgenommen.
Die Schichten werden getrennt, und die organische Schicht wird mit Wasser bis zu einem neutralen pH-Wert gewaschen.
Es wird unter vermindertem Druck bei 45 °C konzentriert und das Produkt über eine Chromatographiesäule (Elutionsmittel: Heptan/Ethylacetat 8/2) gereinigt.
Die ¹H-NMR-Analyse des chromatographierten Produkts in CDCl₃ ermöglichte die Identifizierung des 17α-Epimers, das zu einer Menge von 12 % in Bezug auf Ganaxolon führte, wie auf der Grundlage des Signals des Protons in Position 17 bei 2,78 ppm (17α) bzw. 2,56 ppm (17β, Ganaxolon) berechnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 3953429 [0004]
EP 2464653 B1 [0006, 0026]
WO 2020/083839 A1 [0032]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

D. J. Hogenkamp et al., J. Med. Chem. 1997, 40, 1, 61-72 [0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung von (3α,5α)-3-Hydroxy-3-methyl-pregnan-20-on (Ganaxolon), umfassend die folgenden Schritte: a) Reaktion der Verbindung (3β)-3-Hydroxy-pregnan-20-on (Pregnanolon) mit einem Glykol unter Bedingungen der Säurekatalyse, um Pregnanolon-20,20'-ketal zu erhalten:
b) Oxidation von Pregnanolon-20,20'-ketal zur Gewinnung des entsprechenden Pregnan-3,20-dion-20,20'-ketals (Pregnandion-20,20'-ketal):
c) Reaktion von Pregnan-3,20-dion-20,20'-ketal mit einem Methylmagnesiumhalogenid-Grignard-Reagenz, CH₃MgX, zur Bildung von (3α,5α)-3-Hydroxy-3-methyl-pregnan-20-on-20,20'-ketal (Ganaxolon-20,20'-ketal):
wobei die Reaktion bei einer Temperatur zwischen -35 °C und -15 °C stattfindet, X ein Halogenatom bezeichnet, das aus Chlor und Brom ausgewählt ist, und die Reaktion in Gegenwart von Lithium- und Eisen(III)-Salzen mit X-Anion stattfindet; d) Entschützung des Ganaxolon-20,20'-ketals mit Iod in neutraler Umgebung zur Bildung von Ganaxolon:
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das in Schritt a) als Ausgangsreagenz verwendete Pregnanolon in einem vorbereitenden Schritt 0) durch Reduktion von (3β)-3-Hydroxy-pregn-5-en-20-on (Pregnenolon) hergestellt wird:
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei Schritt a) in Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei Schritt a) mit einem Glykol, ausgewählt aus Ethylenglykol, 1,3-Propylenglykol und 2,2-Dimethylpropylenglykol, mit einem Säurekatalysator, ausgewählt aus Salzsäure, Fumarsäure, Oxalsäure, Phthalsäure, para-Toluolsulfonsäure (PTSA), Pyridiniumhydrochlorid, Pyridiniumtosylat (PPTS) und Amberlyst 15^®, und mit einem Dehydratisierungsmittel, ausgewählt aus Triethylorthoformiat (TEOF), Trimethylorthoformiat (TMOF) und Molekularsieben, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Glykol Ethylenglykol, der Säurekatalysator para-Toluolsulfonsäure (PTSA) und das Dehydratisierungsmittel Triethylorthoformiat ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oxidation von Schritt b) mit einem System durchgeführt wird, das aus Folgendem ausgewählt wird: - Chrom(VI)-Verbindungen; - ein anorganisches Hypochlorit in Gegenwart eines 2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-oxyl-Rests oder eines Derivats davon, ausgewählt aus 4-Hydroxy-2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-oxyl-Rest, 4-Methoxy-2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-oxyl-Rest und 4-Benzyloxy-2,2,6,6-Tetramethylpiperidin-1-oxyl-Rest, - eine Rutheniumverbindung, ausgewählt aus Rutheniumtetroxid und Rutheniumtrichlorid, in Gegenwart von Natriumhypochlorit; -Tetrapropylammoniumperruthenat in Gegenwart von N-Methylmorpholin-N-oxid; - Kaliumperoxymonosulfat KHSO₅; - Dimethylsulfoxid, das unter den Bedingungen von Swem verwendet wird; und - Dess-Martin-Periodinan.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt c) das molare Verhältnis zwischen Lithiumhalogenid, Eisentrihalogenid und Grignard-Reagenz 1,6/1,1/4,4 beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schritt c) unter Verwendung von Methylmagnesiumchlorid (CH₃MgCl) in Gegenwart von Lithiumchlorid (LiCl) und wasserfreiem Eisentrichlorid (FeCl₃) durchgeführt wird und das Lösungsmittel Tetrahydrofuran ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schritt d) durch Arbeiten mit einem wasserfreien Lösungsmittel durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Lösungsmittel aus Aceton und einem Gemisch aus Dichlormethan und Aceton ausgewählt wird und Schritt d) durch Arbeiten bei einer Temperatur zwischen -5 °C und der Rückflusstemperatur des Reaktionsgemischs, vorzugsweise zwischen 15 und 35 °C, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei Iod in einer Menge von 1 Mol-%, bezogen auf 20,20'- Ganaxolonketal, verwendet wird.