DE19820974C2

DE19820974C2 - Isolierung der Salze von 1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäureverbindungen

Info

Publication number: DE19820974C2
Application number: DE1998120974
Authority: DE
Inventors: Helmut Blum
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 2000-05-04
Anticipated expiration: 2018-05-13
Also published as: DE19820974A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Salze von 1-Hydroxy-1,1-diphosphon säureverbindungen und betrifft deren Isolierung.

Stand der Technik

Das Konzept des "drug-targeting", d. h der gezielten Anreicherung von Arzneistoffen am Ort der gewünschten Wirkung ist eine in der Medizin und Pharmazie seit längeren angewandte Strategie. Von besonderem Interesse ist hierbei die Verwendung von Cytostatika (z. B. N-Lost-Derivaten) gekoppelt an spezielle Alkandiphosphonsäuren. Durch die hohe Affinität der Diphosphonsäuren zum Apatit des Knochengerüstes wird eine gezielte Organspezifität erreicht. Die Stoffklasse solcher 1-Hydroxy-1,1- diphosphonsäureverbindungen, ihre Herstellung sowie ihre Verwendung als pharmakologische Zubereitung ist in der europäischen Patentschrift EP-B1 0170896 beschrieben.

Für den pharmazeutischen Einsatz müssen die 1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäureverbindungen in bestimmter Konzentration löslich sein. Die Löslichkeit dieser Verbindungen ist an sich sehr gering, des weiteren sind die Verbindungen zum Teil hydrolytisch instabil. Eine verbesserte Löslichkeit und somit eine höhere Konzentration kann beispielsweise über Salze der entsprechenden Verbindungen erreicht werden. Nach dem Stand der Technik werden die entsprechenden Salze durch Neutralisation mit der äquivalenten Menge Lauge hergestellt. Dabei erfolgt die Isolierung der Salze durch Fällung mit organischen Lösungsmitteln, z. B. Alkoholen, durch Auskristallisieren oder durch Eindampfen der (teil)neutralisierten Lösung. Jedoch sind nicht alle relevanten Verbindungen (z. B. das Tetranatriumsalz der 4-(4-(Bis-(2-chlorethyl)-amino)-phenyl)-1-hydroxybutan-1,1-diphosphonsäure) durch Fällen oder Kristallisation zugänglich und ein Eindampfen der (teil)neutralisierten Lösung liefert vielfach verfärbte Produkte. Nachteilig bei allen genannten Verfahren ist weiterhin die teilweise Zersetzung der Verbindung. Das hat zum einen eine Verminderung der Ausbeute zur Folge, zum anderen sind die z. T. uncharakterisierten Zersetzungsprodukte gerade für die Anwendung im pharmazeutischen Sektor unerwünscht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein Verfahren zu entwickeln, daß die Isolierung der an sich bekannten Salze von 1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäureverbindungen ermöglicht bzw. verbessert. Dabei war von besonderem Interesse uncharakterisierte Neben- und Zersetzungprodukte im Endprodukt zu vermeiden, um die klinische Anwendung dieser Produkte zu erleichtern. Des weiteren wurde eine Erhöhung der Ausbeute angestrebt.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Isolierung der pharmakologisch verträglichen Salze von 1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäureverbindungen der allgemeinen Formel (I)

in der bedeuten
R = Wasserstoff und/oder Methyl;
X = Wasserstoff, Halogen, Amino, das auch substituiert sein kann, Niedrigalkyl mit bis zu 5 C-Atomen, das auch mit Amino substituiert sein kann oder Niedrigalkoxy mit bis zu 5 C-Atomen;
Y = O, S oder NH;
Z = Niedrigalkylen mit bis zu 5 C-Atomen, die mit Aminogruppen substituiert sein können,
m und n = 0 oder 1, mit der Maßgabe, daß für n = 1 auch m = 1 ist
hergestellt durch Neutralisation der 1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäureverbindungen der allgemeinen Formel (I), dadurch gekennzeichnet, daß man die Salze mittels Gefriertrocknung isoliert.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die durch Neutralisation der 1-Hydroxy-1,1-diphosphon säureverbindungen erhaltenen Salze durch Gefriertrocknung in hoher Ausbeute und Reinheit erhalten werden können.

1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäureverbindungen

Als Ausgangsverbindungen dienen 1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäureverbindungen der allgemeinen Formel (I). Die Herstellung dieser Verbindungen ist z. B. in EP-B 1 0170896 beschrieben. Der über Y an den aromatischen Ring gebundene Molekülteil wird häufig in p-Stellung zur Lost-Gruppierung vorliegen, er kann aber auch als Substitutent in m- bzw. in o-Stellung zugegen sein. In einer Gruppe bevorzugter Verbindungen bedeutet R in beiden Fällen Wasserstoff. Es kann weiterhin bevorzugt sein, daß auch der Rest X Wasserstoff bedeutet. Bevorzugte Halogensubstituenten für X sind Fluor, Chlor oder Brom. Bevorzugte niedere Alkylreste für X weisen nicht mehr als 5, insbesondere nicht mehr als 3 C-Atome auf. Charakteristische Beispiele sind der Methyl- bzw. der Ethylrest. Diese Alkylreste können auch aminosubstituiert sein. Der Substituent X kann selbst eine Aminogruppe darstellen, die substituiert sein kann. Des weiteren kann X einen aminosubstituierten Alkylrest darstellen. In einer weiteren Ausführungsform kann der Rest X für einen Alkoxyrest mit bis zu 5 C-Atomen stehen.

Wie angegeben können m und n die Zahlenwerte 0 oder 1 darstellen, jedoch mit der Maßgabe, daß für n = 1 - d. h. für das tatsächliche Vorliegen eines des Reste O, S oder NH - dann auch m = 1 ist. Wie ebenfalls bereits angegeben, kann in einer bevorzugten Klasse von Verbindungen der Rest Y entfallen - d. h. n = 0 sein -, hier ist es dann auch möglich, daß m den Wert von 0 annimmt. In einer bevorzugten Klasse von erfindungsgemäßen Verbindungen hat jedoch m die Bedeutung von 1.

In einer Gruppe bevorzugter Verbindungen der allgemeinen Formel (I) ist der Zahlenwert von n = 0, so daß das Bindeglied Y entfällt. In diesem Fall sitzt der Alkylenrest Z unmittelbar am aromatischen Ring. Dieser geradkettige oder verzweigte und gegebenenfalls substituierte Rest Z enthält nicht mehr als 5 C- Atome. Dabei ist weiterhin bevorzugt, daß im geraden Alkylenrest nicht mehr als 5 C-Atome und insbesondere nicht mehr als 3 C-Atome vorliegen. Als ein möglicher Substituent an Z ist wiederum die Aminogruppe in Betracht zu ziehen. Bevorzugte Reste für Z sind die folgenden:

Besonders bevorzugt im Sinne der Erfindung als Ausgangsverbindungen der Formel (I) ist 4-(4-(Bis-(2- chlorethyl)-amino)-phenyl)-1-hydroxybutan-1,1-diphosphonsäure Formel (II), die im folgenden der Kürze halber als "CAD" (Chlorambucil gekoppelt an 1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäure) bezeichnet wird.

Pharmakologisch unbedenkliche Salze der 1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäureverbindungen

Beispiele für solche Salze sind Alkali-, Erdalkali- und/oder Ammoniumsalze, wie Natrium, Kalium-, Magnesium-, Ammonium- und substituierte Ammoniumsalze. Sowohl partielle Salze, in denen nur ein Teil der vier aziden Protonen durch andere Kationen ersetzt wird, als auch Vollsalze fallen in den Rahmen der Erfindung. Bevorzugt können annähernd neutral reagierende Salze (pH etwa 5-9) sein. Mischungen verschiedener Salze als auch Mischungen der freien Säuren mit Salzen fallen in den Rahmen der Erfindung. Die freien Säuren selber bilden vermutlich mit ihrem tertiären N-Atom an der N- Lost-Gruppierung ein partielles inneres Salz. Besonders bevorzugt sind die pharmakologisch unbedenklichen Salze der CAD, insbesondere das voll-neutralisierte Natrium-Salz.

Neutralisation

Die Neutralisation der 1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäureverbindungen erfolgt nach an sich bekannten Methoden mit wässerigen Lösungen der entsprechenden Alkali-, Erdalkali- und Ammoniumverbindungen, wie Natrium, Kalium-, Magnesium- Ammonium- und substituierte Ammoniumverbindungen. Besonders bevorzugt im Sinne der Erfindung ist die Verwendung einer wässerigen Natriumhydroxidlösung als Lauge. Üblicherweise werden die 1-Hydroxy-1,1-diphosphon säureverbindungen mit äquivalenter Menge an Lauge umgesetzt, so wird z. B. bei der Herstellung eines Tetranatriumsalzes die Lauge im 4molaren Verhältnis zur 1-Hydroxy-1,1-diphosphon säureverbindungen eingesetzt. Entsprechend wird bei der Herstellung von Dinatriumsalzen mit einem 2molarem Verhältnis an Lauge gearbeitet. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß die 1- Hydroxy-1,1-diphosphonsäureverbindungen in die kalte Lösung der Lauge eingerührt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird hierbei unter CO₂-Ausschluß gearbeitet und die Lösung anschließend auf Raumtemperatur erwärmt.

Die Neutralisation kann desweitern erfolgen durch Eintragen der 1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäure verbindungen in eine wässerige, kalte Natriumcarbonatlösung, wobei äquivalente Mengen oder bis zu doppelte Mengen Natriumcarbonat (Na₂CO₃) eingesetzt werden. Eine weitere Möglichkeit der Herstellung der Salze besteht in der Verwendung von Ionenaustauschern.

Gefriertrocknung

Die Durchführung der Gefriertrocknung erfolgt in an sich bekannter Weise. Üblicherweise werden die erhaltenen Salzlösung vor der Gefriertrocknung durch Filtration von ungelösten Anteilen befreit und anschließend mit flüssigem Stickstoff auf -40°C bis -5°C, vorzugsweise auf -25°C bis -20°C abgekühlt. In einer handelsüblichen Gefriertrocknungsanlage wird typischerweise unter Feinvakuum (< 0,1 mm Hg) das Lösungsmittel abgezogen. Dabei wird in der Regel die Temperatur von 20°C nicht überschritten. Bei dem Lösungsmittel handelt es sich in der Regel um Wasser, das Verfahren ist jedoch ebenso mit üblichen Wasser/Alkohol Gemischen durchführbar. Als Alkohole werden hierbei beispielsweise Methanol, Ethanol und/oder Propanol eingesetzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders geeignet zur Isolierung der pharmakologisch verträglichen Salze von 4-(4-(Bis-(2-chlorethyl)-amino)-phenyl)-1-hydroxybutan-1,1-diphosphonsäure.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die mittels des vorliegenden Verfahrens aufgereinigten Salze der 1-Hydroxy-1,1-diphosphon säureverbindungen können in üblichen Darreichungsformen eingesetzt werden, wie sie zur oralen, subkutanen, intramuskulären oder intravenösen Behandlung geeignet sind. Aufgrund der erhöhten Ausbeute und dem geringeren Anteil an unerwünschten Zersetzungsprodukten, steht ein - im Vergleich zum Stand der Technik - reineres Produkt zu Verfügung. Durch die gute Löslichkeit der Salze im Vergleich zu den freien Säuren, können die Verbindungen nun in pharmazeutisch erforderlichen Konzentrationen eingesetzt werden.

Beispiele Beispiel 1

8,0 g (0,0178 Mol) 4-(4-(Bis-(2-chlorethyl)-amino)-phenly)-1-hydroxybutan-1,1-diphosphonsäure (CAD, siehe Formel II) werden innerhalb einer halben Stunde unter Rühren und CO₂-Ausschluß in kalte, 0,1 molare wässrige Natriumhydroxid-Lösung (712 ml) eingetragen. Anschließend wird die leicht trübe Lösung auf Raumtemperatur erwärmt und noch 30 min. nachgerührt. Dann wird die erhaltene Salzlösung durch Filtration über ein Faltenfilter und Membranfilter von ungelösten Anteilen befreit. Die farblose Lösung wird mit flüssigem Stickstoff auf ca. -20°C bis -25°C abgekühlt. In einer Gefriertrocknungsanlage wird unter Feinvakuum (< 0,1 mm Hg) das Wasser produktschonend bis zu einer maximalen Temperatur von 20°C abgezogen. Zurück bleibt ein feinpulvriges, wasserhaltiges Tetranatriumsalz. Ausbeute 8,4 g Na₄CAD (Probe 1).

Im Vergleich dazu wurde eine 2. Probe nach dem Stand der Technik hergestellt (durch Neutralisation und Einengen der Salzlösung). Abb. 1 zeigt das ³¹P-NMR-Spektrum der erfindungsgemäßen Probe (Probe 1), in Abb. 2 ist das ³¹P-NMR-Spektrum der Probe 2 dargestellt. Wie zu erkennen ist, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren (Abb. 1) ein deutlich reineres Produkt erhalten. Beide Proben wurden mit einem Broker Avance DRX 500 MHz-Spektrometer unter identischen Bedingungen aufgenommen (Lösungmittel D₂O, Number of scans: 128, Aufnahmezeit 13,5 min; Einstrahlfrequenz 9,977 ppm; Referenzfrequenz für Phosphor: 202 MHz).

Claims

1. Verfahren zur Isolierung der pharmakologisch verträglichen Salze von 1-Hydroxy-1,1- diphosphonsäureverbindungen der allgemeinen Formel (I)
in der bedeuten
R = Wasserstoff und/oder Methyl;
X = Wasserstoff, Halogen, Amino, das auch substituiert sein kann, Niedrigalkyl mit bis zu 5 C- Atomen, das auch mit Amino substituiert sein kann oder Niedrigalkoxy mit bis zu 5 C-Atomen;
Y = O, S oder NH;
Z = Niedrigalkylen mit bis zu 5 C-Atomen, die mit Aminogruppen substituiert sein können,
m und n = 0 oder 1, mit der Maßgabe, daß für n = 1 auch m = 1 ist,
hergestellt durch Neutralisation der 1-Hydroxy-1,1-diphosphonsäureverbindungen der allgemeinen Formel (I), dadurch gekennzeichnet, daß man die Salze mittels Gefriertrocknung isoliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als 1-Hydroxy-1,1- diphosphonsäureverbindung 4-(4-(Bis-(2-chlorethyl)-amino)-phenyl)-1-hydroxybutan-1,1-diphos phonsäure (CAD) einsetzt.