DE19601745C1 - Verfahren zur Racematspaltung von Tramadol - Google Patents

Verfahren zur Racematspaltung von Tramadol

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Racematspal­ tung von Tramadol.
Tramadolhydrochlorid - (1RS, 2RS)-2-Dimethylamino­ methyl-1-(3-methoxyphenyl)-cyclohexanol, Hydrochlorid - nimmt unter den zentralwirksamen Analgetika eine Son­ derstellung ein, da dieser Wirkstoff eine starke Schmerzhemmung ohne die für Opioide bekannten Nebenwir­ kungen hervorruft (J. Pharmacol. Exptl. Ther. 267, 331 (1993)). Tramadol ist ein Racemat und besteht aus glei­ chen Mengen an (+)- und (-)-Enantiomer. Es ist bekannt, daß die Enantiomere von Tramadol ein interessantes, von Tramadol abweichendes pharmakologisches Profil besit­ zen. Das (+)-Enantiomere zeichnet sich durch eine opiatartige analgetische Wirkung aus, die im Vergleich zu Tramadol deutlich verstärkt ist, während beim (-)-Enantiomeren eine deutliche Hemmung der Noradrenalin-Wiederaufnahme beobachtet wird.
Die Herstellung der Tramadol-Enantiomeren unter Verwen­ dung des Racematspaltungsreagenzes Dibenzoyl-weinsäure ist in Arzneim.-Forsch./Drug Res. 28 (I), 114 (1978) beschrieben. Nachteilig an diesem Verfahren ist der Einsatz des sehr teuren chiralen Hilfsreagenzes Diben­ zoyl-weinsäure. Diese Verbindung läßt sich nur mit er­ heblichen Schwierigkeiten erneut in der Racematspaltung einsetzen, da während der alkalischen Aufarbeitung der diastereomeren Salze die Dibenzoylgruppen teilweise ab­ gespalten werden. Darüber hinaus werden zur Isolierung der Tramadol-Enantiomeren die optischen Antipoden der Dibenzoyl-weinsäure benötigt: Um das (+)-Enantiomere von Tramadol zu erhalten, muß mit (-)-O,O′-Dibenzoyl-L- weinsäure gefällt werden; um das (-)-Enantiomere von Tramadol zu erhalten, muß mit (+)-O,O′-Dibenzoyl-D- weinsäure gefällt werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand da­ her in der Entwicklung eines Verfahrens zur Tramadol- Racematspaltung, mit dem sich die Tramadol-Enantiomeren unter Vermeidung der bekannten, mit dem Einsatz von Di­ benzoyl-weinsäure verbundenen Nachteilen in konstant hohen Ausbeuten und hohen Enantiomerenreinheiten erhal­ ten lassen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß mit dem Einsatz der kostengünstigen L-(+)-Weinsäure die an das zu ent­ wickelnde Verfahren gestellten hohen Anforderungen er­ füllt werden.
Dementsprechend ist Erfindungsgegenstand ein Verfahren zur Racematspaltung von Tramadol, welches dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß man ein racemisches Tramadolsalz in die Base überführt, mit L-(+)-Weinsäure das (-)-Enantiomere von Tramadol durch Fällung abtrennt und aus der Mutterlauge der Weinsäurefällung das (+)-Enan­ tiomere von Tramadol durch Freisetzung der Tramadol- Base und anschließender Überführung in ein von Tartrat verschiedenes Salz isoliert.
Für das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich als Edukt insbesondere racemisches Tramadolhydrochlorid. Dieses wird in einer wäßrigen Lösung unter Zusatz von Alkalihydroxiden, vorzugsweise Natriumhydroxid, und Ex­ traktion mit einem organischen Lösungsmittel, bei­ spielsweise Dichlormethan und/oder Diethylether, in racemisches Tramadol überführt. Anschließend wird die erhaltene Base mit L-(+)-Weinsäure vorzugsweise in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, besonders bevorzugt in Gegenwart eines aliphatischen C1-5-Alko­ hols versetzt. Das sich bildende Tartrat des (-)-Enan­ tiomeren von Tramadol wird insbesondere durch Kristal­ lisation von dem gebildeten Tartrat des (+)-Tramadol- Enantiomeren abgetrennt und anschließend gewünschten­ falls durch Freisetzung der Tramadol-Base unter den vorgenannten Bedingungen und Überführung in ein von Tartrat verschiedenes Tramadolsalz, vorzugsweise in Hydrochlorid, isoliert.
Das in der Mutterlauge lösliche (+)-Tramadol-Enantio­ mere in Form des Tartratsalzes wird durch Freisetzung der Tramadol-Base unter den vorgenannten Bedingungen und anschließende Überführung in ein Salz, das nicht Tartrat ist, insbesondere in das Tramadolhydrochlorid, isoliert.
Die Umwandlung der Tramadol-Base in das Hydrochlorid kann mit konzentrierter Salzsäure oder gasförmigem Chlorwasserstoff in einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise Aceton, Dioxan, Diethylether und/oder Diisopropylether, oder mit Trimethylchlorsilan/Wasser in einem Lösungsmittel, beispielsweise 2-Butanon, durchgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich kostengünstig und umweltfreundlich durchführen. Im Vergleich zur Racematspaltung mit Dibenzoyl-weinsäure zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß nur eine enantiomere Form der Weinsäure, nämlich die kostengünstige L-(+)-Weinsäure, zur Racematspaltung er­ forderlich ist. Mit L-(+)-Weinsäure lassen sich die Enantiomeren bezogen auf eingesetztes Racemat in über 85%iger Ausbeute mit einer Enantiomeren-Reinheit von über 98% erhalten. Darüber hinaus besitzt L-(+)-Weinsäure im Vergleich zur Dibenzoyl-weinsäure ein um den Faktor 2,4 kleineres Formelgewicht, mit der Folge, daß die anfallenden Abfallprodukte erheblich re­ duziert werden. Ferner kann die Mutterlauge nach Frei­ setzung der Tramadol-Base in den Racematspaltungsprozeß zurückgeführt werden.
Beispiele Beispiel 1 (-)-(1S, 2S)-2-Dimethylaminomethyl-1-(3-methoxy-phenyl)- cyclohexanol, Hydrochlorid (-1) 1. Stufe: Freisetzung der racemischen Base
3 kg (10 mol) (1RS, 2RS)-2-Dimethylaminomethyl-1-(3- methoxy-phenyl)-cyclohexanol, Hydrochlorid (1) wurden in 4800 ml Wasser suspendiert und mit 1,6 kg zerstoße­ nem Eis versetzt. Unter Rühren wurden 1300 ml 36- 38%ige Natronlauge (technisch) zugetropft. Anschlie­ ßend wurde mit 7000 ml Dichlormethan und nach Phasen­ trennung mit weiteren 2000 ml Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden über Natrium­ sulfat getrocknet. Nach destillativer Entfernung des Lösungsmittels wurden 2630 g (99% der Theorie) (1RS, 2RS)-2-Dimethylaminomethyl-1-(3-methoxy-phenyl)-cyclo­ hexanol als Sirup erhalten.
2. Stufe: Fällung mit L-(+)-Weinsäure
2630 g (10 mol) der Base aus der ersten Stufe wurden in 2400 ml Ethanol gelöst und mit einer Lösung bestehend aus 1500 g (10 mol) L-(+)-Weinsäure und 11200 ml Etha­ nol versetzt. Zur Kristallisation wurde zwei Stunden bei Raumtemperatur gerührt und 24 Stunden bei 4°C ste­ hen gelassen. Die ausgefallenen Kristalle wurden abge­ saugt und mit 6400 ml Ethanol von 4°C gewaschen. Nach Trocknung des Kristallisates bei Raumtemperatur im Vakuum (60 mbar) wurden 2050 g (49% bezogen auf die Gesamtmenge an eingesetzter racemischer Base) (1S, 2S)- 2-Dimethylaminomethyl-1-(3-methoxy-phenyl)-cyclohexa­ nol-L-(+)-tartrat mit einem Schmelzpunkt von 173-175°C erhalten (Drehwert: [α] = -12,2° (c = 1,01; Methanol).
3. Stufe: Freisetzen der Base aus dem L-(+)-Weinsäuresalz
2050 g (4,95 mol) (1S, 2S)-2-Dimethylaminomethyl-1-(3- methoxy-phenyl)-cyclohexanol-L-(+)-tartrat aus Stufe 2 wurden in 4000 ml Wasser gelöst und mit 900 g zerstoße­ nem Eis versetzt. Unter Rühren wurden 1000 ml 36- 38%ige Natronlauge (technisch) zugetropft. Anschlie­ ßend wurde mit 2500 ml Dichlormethan und nach Phasen­ trennung mit weiteren 500 ml Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten organischen Phasen wurden über Natrium­ sulfat getrocknet. Nach destillativer Entfernung des Lösungsmittels wurden 1280 g (99% der Theorie) (1S, 2S)-2-Dimethylaminomethyl-1-(3-methoxy-phenyl)-cyclohe­ xanol als Sirup erhalten.
4. Stufe: Überführung von (1S, 2S)-2-Dimethylamino-me­ thyl-1-(3-methoxy-phenyl)-cyclohexanol in das Hydrochlorid (-1)
1280 g (4,86 mol) der aus Stufe 3 erhaltenen Base wur­ den in 16 l 2-Butanon gelöst und unter Rühren mit 88 ml (4,9 mol) Wasser sowie 621 ml (532 g; 4,9 mol) Tri­ methylchlorsilan versetzt. Zur Kristallisation wurde 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und 24 Stunden bei 4°C stehen gelassen. Der ausgefallene Feststoff wurde abgesaugt, mit 5000 ml 2-Butanon von 4°C gewaschen und bei 90°C im Vakuum (60 mbar) bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Es wurden 1390 g (95% der Theorie bezogen auf die eingesetzte Base aus Stufe 3 und 92% bezogen auf den Enantiomerenanteil des eingesetzten Racemates aus Stufe 1) Hydrochlorid (-1) als farblose Kristalle erhalten.
Schmelzpunkt: 172-173°CDrehwert: [α] = -29,6° (c = 1,00; Metbanol).
Beispiel 2 (+)-(1R, 2R)-2-Dimethylaminomethyl-1-(3-methoxy-phe­ nyl)-cyclohexanol, Hydrochlorid (+1) 1. Stufe: Freisetzen der Base aus der Mutterlauge der L-(+)-Weinsäure-Fällung
Die ethanolische Mutterlauge sowie die Waschphase aus der L-(+)-Weinsäurefällung (Beispiel 1, 2. Stufe) wur­ den vereinigt. Nach destillativer Entfernung des Lösungsmittels wurde der Rückstand (2080 g) in 2500 ml Wasser gelöst und mit 900 g zerstoßenem Eis versetzt. Unter Rühren wurden 1000 ml 36-38%ige Natronlauge (technisch) zugetropft. Anschließend wurde mit 2700 ml Dichlormethan und nach Phasentrennung mit weiteren 600 ml Dichlormethan extrahiert. Die vereinigten orga­ nischen Phasen wurden über Natriumsulfat getrocknet. Nach destillativer Entfernung des Lösungsmittels wurden 1340 g (99% der Theorie) (1R, 2R)-2-Dimethylamino­ methyl-1-(3-methoxy-phenyl)-cyclohexanol als Sirup er­ halten.
2. Stufe: Überführung von (1R, 2R)-2-Dimethylamino-me­ thyl-1-(3-methoxy-phenyl)-cyclohexanol in das Hydrochlorid (+1)
1340 g (5,09 mol) der aus Stufe 1 erhaltenen Base wur­ den in 17,5 l 2-Butanon gelöst und unter Rühren mit 105 ml (5,8 mol) Wasser sowie 670 ml (573 g; 5,3 mol) Trimethylchlorsilan versetzt. Zur Kristallisation wurde 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und 24 Stunden bei dieser Temperatur stehen gelassen. Der ausgefallene Feststoff wurde abgesaugt, mit 5000 ml 2-Butanon ge­ waschen und bei 90°C im Vakuum (60 mbar) bis zur Ge­ wichtskonstanz getrocknet. Es wurden 1350 g (88% der Theorie bezogen auf die eingesetzte Base aus Stufe 1 und 89% bezogen auf den Enantiomerenanteil des einge­ setzten Racemates aus Beispiel 1, Stufe 1) Hydrochlo­ rid (+1) als farblose Kristalle erhalten.
Schmelzpunkt: 171-172°CDrehwert: [α] = +29,6° (c = 1,00; Methanol).

Claims (5)

1. Verfahren zur Racematspaltung von Tramadol, dadurch gekennzeichnet, daß man ein racemisches Tramadolsalz in die Base überführt, mit L-(+)-Weinsäure das (-)-Tramadol-Enantiomere durch Fällung abtrennt und aus der Mutterlauge der Weinsäurefällung das (+)-Tramadol-Enantiomere durch Freisetzung der Base und anschließender Überführung in ein von Tartrat verschiedenes Salz isoliert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß racemisches Tramadolhydrochlorid eingesetzt wird.
3. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß L-(+)-Weinsäure in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, vorzugs­ weise in Gegenwart eines aliphatischen C1-5-Alkohols eingesetzt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das (-)-Tramadol- Enantiomere durch Kristallisation abgetrennt wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das (-)- und das (+)-Tramadol-Enantiomere als Hydrochlorid isoliert wird.
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