DE2741270A1 - Verfahren zum synthetisieren von methotrexat - Google Patents
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D475/00—Heterocyclic compounds containing pteridine ring systems
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
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Description
An das
Deutsche Patentamt
8000 München 2 PATENTANWALT IJK. ING. KARL UUEHMKKT (1933 1973)
PATENTANWALT DIPL. ING ALHEKT BOEHMEKT. HKEMEN
PATENTANWALT DK ING WALTER HOOKMANN, BKEMEN PATENTANWALT DIPL-PHYS DR. HEINZ GODDAK.BREMEN
PATENTANWALT DlPL-ING EDMUND F. EITNER, MÜNCHEN
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Neuanmeldung
Unser Zeichen Our ref.
UX 118
Bremen. Feldstraße
14. September 1977
United States of America as represented by the Secretary of Commerce (NTIS), Washington, D.C, USA
Verfahren zum Synthetisieren von flethotrexat
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Methotrexat, ausgehend von 2,4,5,6-Tetraaminopyridin
0 HCl + IK)CH2CCH2OH
pH 5,5 ± 0,2 62 ?, r.usJ^eute
an rterr.cinen
411
Büro Bremen
Postfach IO 71 27, FcldstriBe 24 D 2800 Bremen 1
• Telefon: (0421)· 74044 Telex : 244958 bopald
Telegr. : Diagramm, Bremen
H2N
T,3 t χχχ
"2Ν'^Ν' "^ CH3 .
Kunten Bremen: Bremer Bank, Bremen
(BLZ 29080010) 1001449
0*ββ4&/π0599
(BLZ 20010020) 126083 Büro München·
Schlotthauer Straße D 8000 München Telefon: (089) 652321
ßOEHMERT & BOEMMERT
Gegenstand der Erfindung bildet also ein verbessertes Verfahren zur Herstellung der als Methotrexat (NSC 740)
bezeichneten Verbindung. Die Strukturformel dieser Verbindung ist wie folgt:
COOH^
Glutaminsäure P^minobenzoe- pteridin
λ saure -
LBriQin
Pteroyl (Pteroinsäure) Methotrexat
In der vorstehenden Formel ist zu beachten, daß Methotrexat aus einer Glutamatfraktion, einer p-Aminobenzoesäurefraktion
und einer Pteridinfraktion besteht. Die Erfindung umfaßt die Alkylierung der Aminogruppe in der
10-Position durch Hinzufügen der Pteridinfraktion ausgehend von der 9-Position. In einem Mehrschrittverfahren
folgt das Verfahren im wesentlichen dem Vorgehen, welches durch Piper und Montgomery vorgeschlagen worden ist
(J. Het. ehem., 11, 279 (1974)), wobei zur Erhöhung der
Ausbeute erfindungsgemäß Verbesserungen vorgesehen sind. Einen Ausfluß der genannten Literaturstelle von Piper
und Montgomery bildet die US-Patentanmeldung Nr. 563 466 von Piper, angemeldet am 31. März 1975, welche den Titel
trägt "Method of Making Pteridine Compounds". Auf die obengenannte Patentanmeldung wird zur weiteren Erläuterung
des Erfindüngsgedankens Bezug genommen.
Einen weiteren, beachtenswerten Stand der Technik bildet
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BOSHMERT& :3OEHMLKi
ein Artikel von Baugh und Shaw, erschienen in J. Organic Chem., 29, 3610 (1964), der die Kondensation von Dihydroxyaceton
mit 2,6-disubstituierten 4,5-Diaminopyrimidinen,
wie 2,4,5,6-Tetraaminopyrimidin, in Natriumacetatpuffer
lehrt.
Ein entscheidender Vorteil bei der Erfindung liegt darin, daß ein pH-Wert gewählt wird, welcher die Bildung von
Pteridin-Nebenprodukten auf ein Minimum reduziert, den von Baugh und Shaw sowie Piper und !«ontgomery in der oben
beschriebenen Weise vorher verwendeten Natriumacetatoder Acetatpuffer eliminiert und das zugefügte Sulfitsäuresalz
zu Chlorwasserstoffsalz umwandelt.
Weiterhin ist von Interesse, daß die beiden oben angegebenen, dem Stand der Technik zuzurechnenden Veröffentlichungen
die Verwendung der Hydrochloridform von 2,4,5, 6-Tetraaminopyrimidin zeigen, welches durch die Reaktion
von BaCl,, von dem Aminsulfat abgeleitet wird. Beim Stand der Technik wird jedoch der pH-Wert der Reaktionsmischung
nicht überwacht und ist nicht angegeben. In dem weiter unten angegebenen Reaktionsschema (II) wurde bei der
Entstehung der Erfindung das 7-Hydroxyniethylisomere aufgefunden,
welches ein unerwünschtes Nebenprodukt darstellt. Dieses Isomere wird bei einem hohen pH-Wert begünstigt,
während das 6-Methylpteridin-Nebenprodukt, welches unten angegeben ist, bei einem niedrigen pH-Wert
begünstigt ist. Die Summe dieser beiden Haupt-Nebenprodukte liegt bei einem pH-Wert von 5,5 - 0,2 auf einem
Minimum. Der pH-Wert der Reaktionsmischung ist so bedeutungsvoll und kritisch, daß eine beträchtliche Kontamination
stattfindet, wenn der pH-Wert auch nur um 0,5 Einheiten variiert wird.
— 3 —
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BOSHMERT & ßOEHMERT
Selbst bei dem Optimum, nämlich einem pH-Wert von 5,5, der das gewünschte 6-Hydroxymethylpteridinisomere begünstigt,
wird die Isomerisation durch die Anwesenheit des Acetatsulfites und der Boratanionen katalysiert,
so daß die Eliminierung des Acetatpuffers zur Verbesserung der Ausbeute unbedingt notwendig ist.
Ausgehend von 2,4,5,6-Tetraaminopyrimidinsulfit als
Reaktant, besteht die Umwandlung beim erfindungsgemäßen Verfahren in dem nachfolgenden Schritt:
pH 575 + 0,2
62% Ausbeute von 2,4-Piamino-Pteridinen 6-HydrDxymethyl-
62% Ausbeute von 2,4-Piamino-Pteridinen 6-HydrDxymethyl-
pteridin
CH OH
Die vorstehende Formel zeigt graphisch die Umwandlung von Aminsulfit in Aminhydrochlorid. Beim späteren Ringschluß
wird die Umwandlung zu 2,4-Diamino-6-Hydroxymethylpteridin gegenüber den anderen möglichen Produkten in einem
größeren Ausmaß begünstigt als bei den bisher bekannten Verfahren.
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BOEHMERT & IiOEHMERT
Piper und Montgomery haben erkannt, daß die 6-Methylverbindung
eine Verunreinigung darstellt. In jüngerer Zeit ist bei den Vorarbeiten, die zur Erfindung geführt
haben, festgestellt worden, daß auch die 7-Hydroxymethylverbindung
eine Verunreinigung darstellt. Experimentelle Untersuchungen haben gezeigt, daß eine schädliche Isomerisation
teilweise durch divalente Anionen, wie Sulfit und Sulfat, ebenso verursacht wird wie durch die Anwesenheit
eines Acetatpuffers. Erfindungsgemäß wird daher
der Acetatpuffer eliminiert, wobei eine strikte Einhaltung des pH-VJertes auf 5,5 - 0,2 gewährleistet wird.
Dabei wird Tetraaminopyrimidinhydrochlorid, abgeleitet
von Tetraaminopyrimidinsulfit, verwendet, wobei sich letztendlich eine verbesserte Ausbeute am bevorzugten
6-Hydroxymethylpteridin ergibt.
Zusätzlich hat es sich beim erfindungsgemäßen Verfahren
als vorteilhaft herausgestellt, die 6-Position zu bromieren oder die Hydroxymethylverbindung in die Bromomethylverbindung
umzuwandeln, und zwar mittels Triphenyldibromophosphoran. Das Triphenyldibromophosphoran bildet
gleichzeitig schützende Phosphazingruppen an der 2-Position und der 4-Position an den primären Aminen und bildet ein
CH-Br in der 6-Position, und zwar nach der folgenden Formel:
3(|),Pnr
(■^P-N
ΊΙΒγ
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Die Reaktion an den primären Aminogruppen des 2,4-Diaminopteridins
bildet eine Stickstoff/Phosphor-Bindung, welche diese Amine während der nachfolgenden Alkylierungsreaktion
schützt. Dies gibt die Möglichkeit, den Ester auf einen wesentlich höheren Umwandlungsgrad zu koppeln,
als dies ohne einen derartigen Schutz bewirkt werden könnte. Das HBr-SaIz wird auch in Gegenwart von überschüssigem
HBr gebildet.
Separat wird diejenige Fraktion des Methotrexatmoleküles, welche das p-Aminobenzoylglutamat umfaßt, ausgehend
von 4 f(N-methyl)-trifluoroacetamidqjbenzoyl-L-Glutaminsäurediethylester
durch Entfernen der Trifluoroacetylgruppen mittels eines Äquivalentes eines Alkalimetallhydroxides
in einem niederen (C1-C6) Alkanol bei oder
unterhalb Umgebungstemperatur hergestellt. Eine besonders bevorzugte Mischung verwendet ein Alkalimetallhydroxid
in Äthanol, besonders bevorzugt eine Mischung eines Äquivalentes von KOH in 20 %-igem Äthanol.
Die Mischung wird langsam zugefügt, um einen pH-Wert der Lösung von unterhalb etwa 9 aufrechtzuerhalten,
wobei nach der folgenden Gleichung gearbeitet wird:
O CO2Et 0 CO2Et
CNIlCH —^~^ Q^NH--(J)-CNl JCH + KOCCF
H3C C-H2 CH2
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& liOEHMfck'f
Unter diesen Bedingungen erfolgen die Hydrolyse und die Racemisierung der Ester langsam genug, um fast nicht
entdeckt werden zu können, wobei die Reaktion innerhalb von etwa 30 Minuten abgeschlossen ist. Bisher hatte
sich keine Schwierigkeit dabei gezeigt, die schützenden Trifluoroacetylgruppen von den Aminosäuren zu entfernen,
jedoch war die Anwendung dieser Reaktion auf Ester von Aminosäuren durch die gleichzeitige Hydrolyse der
Esterfunktion begrenzt.
Vorzugsweise wird das Phosphazin bei etwa 50 C in Anwesenheit von überschüssigem, trockenem HBr, welches in
DMAC (Dimethylacitamid) verwendet wird, stabilisiert. "Wenigstens 3 Mole Triphenyldibromophosphoran sind für
eine quantitative Umwandlung erforderlich. Der N-(pmethylaminobenzoyl)-L-Glutamatdiethylester,
der so hergestellt wurde, wird dann in Anwesenheit der Phosphazingruppen, welche die primären Amine am Pteridinring
schützen, alkyliert, so daß in der weiter unten angegebenen Weise (Formel V) der Methotrexatester gebildet
wird. Dies ist die hauptsächliche Kopplungsreaktion in der Verfahrensabfolge und unterscheidet sich von dem
Vorgehen nach dem Stand der Technik (Piper), wo nämlich die schützenden Gruppen durch Zerstören des Überschusses
von Triphenyldibromophosphoran vor der Alkylierung entfernt werden. Das Vorhandensein der schützenden Gruppen
trägt dazu bei, eine Alkylierung der primären Amingruppen während der Alkylierung des Ethyl-N-(p-methlyaminobenzoyl)-L-Glutamates
zu vermeiden:
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BOSKMERT ik BOEHiVltkT
27A1270
H,C
-5I
HN
O 0O2Et NV-CNHCH
-IfBr '
CO2Et
ω | Ρφ3-- <N^. |
CH3' CH2N-/ |
H+ -· | |
NH2 ix |
yc | 3I2N-/ N | 2 | |
j | + 2J)3PO | |||
H2N | ||||
~\. CNHCH -..- ■ tr CO2Et |
||||
0 CO2Et ^-CNJlCH |
||||
> ^ | ||||
CO2Et |
Anschließend wird der Methotrexatester zur Herstellung von Methotrexat hydrolysiert:
NH
O CO2H
— 8 —
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BOEHMERT & BOEHMERT
Zusammengefaßt besteht die Erfindung also aus drei verfahrensmäßigen
Verbesserungen des sogenannten Mehrschritt-Piper-Montgomery-Verfahrens,
welches insbesondere dazu dient, das Antifolat Methotrexat zu erzeugen, welches
sowohl zu Aminopterin als auch zu Folsäure in enger Beziehung steht. 2,4,5,6-Tetraaminopyrimidinsulfit ist
ein Ausgangsmaterial und wird üblicherweise in Form des Bisulfites in einem Acetatpuffer hergestellt. Erfindungsgemäß
besteht die Abwandlung nun darin, daß das Hydrochlorid aus dem Bisulfit positiv erzeugt und der bisher
verwendete Acetatpuffer eliminiert wird. Anschließend wird aus dem Pyrimidinhydrochlorid unter Verwendung von
Dihydroxyaceton bei einem pH-Wert von 5,5 t 0,2 zur
Bildung des zweiten Ringes ein Pteridinring gebildet. Diese strikte pH-Uert-Kontrolle, zusammen mit der Verwendung
des Hydrochloridsalzes und unter Vermeidung des Acetatpuffers, führt zu einer bevorzugten Begünstigung
der Bildung von 2,4-Diamino-6-Hydroxymethylpteridin. Nachfolgend wird die 6-Hydroxymethylverbindung in das
Hydrobromidsäuresalz umgewandelt und mit 3 Molen eines Triphenyldibromophosphorans zur Reaktion gebracht. An den
Amingruppen des Pteridinringes werden schützende Phosphazingruppen gebildet, wobei die 6-Hydroxymethylgruppe in
6-Bromomethyl, als Haupt-Zwischenprodukt, umgewandelt
wird. Beim erfindungsgemäßen Verfahren bleiben die schützenden Phosphazingruppen an den primären Aminogruppen,
wodurch Seitenreaktionen während der nachfolgenden Alkylierung des anderen Hauptreaktanten, nämlich Ethyl-N-(pmethylaminobenzoyl)-L-Glutamat,
unterdrückt werden. Weiterhin wird der andere Reaktant, nämlich Ethyl-N-(pmethylaminobenzoyl)-L-Glutamat,
bei dem erfindungsgemäßen Mehrschrittverfahren in charakteristischer Weise durch
ein Verfahren erzeugt, bei dem von Ethyl-N-(p-trifluoromethylaminobenzoyl)-L-Glutamat
ausgegangen wird, wobei
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man ein Alkalimetallhydroxid in einem niederen (C1-C6)
Alkanol verwendet, wobei die schützenden Trifluoroacetylgruppen entfernt werden. Bei diesem Schritt wird eine
spezielle Mischung, vorzugsweise eines Alkalimetallhydroxides in Äthanol, verwendet, wobei es optimal ist,
ein Äquivalent KOH in 20%-iger Äthanollösung bei Raumtemperatur oder unterhalb Raumtemperatur einzusetzen.
Dabei wird die Mischung langsam zugefügt, um den ReaktionspH-Wert unter 9 zu halten. Die Kombination dieser Verbesserungen
führt zu einer Steigerung der Gesamtausbeute an Methotrexat auf der Grundlage der genannten Ausgangsmaterialien,
nämlich zu einer Steigerung von etwa 25 % auf etwa 40 bis 50 %.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung
in der Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert sind.
Bei der verbesserten Synthese von 2,4-Diamino-6-Hydroxymethylpteridin
wurde entsprechend dem Verfahrensschritt von Formel I Tetraaminopyrimidinsulfit mit 2 Äquivalenten
Salzsäure zur Reaktion gebracht, woraus sich eine blaßgelbe Lösung ergab, die bei Raumtemperatur wenigstens
24 Stunden bei einem pH-Wert zwischen 1 und 5 stabil war. Diese Lösung wurde unter Vakuum gefiltert, um soviel
SO2 wie möglich zu entfernen, auf einen pH-Wert von 5,5
eingestellt, mit einem Überschuß von Dihydroxyaceton behandelt und bei Raumtemperatur 12 bis 24 Stunden lang
kräftig durchlüftet. Die Produktumwandlung wurde durch die HPLC der Pteridin- und Pyrimidinpeaks gemessen. Der
pH-Wert der Reaktionsmischung wurde durch Zufügen von
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NaOH bis zum Ende der Reaktion zwischen 5,3 und 5,5 gehalten. Das Produkt wurde durch Präzipitieren bei
einem pH-Wert von 5 bis 6, vorzugsweise von etwa 5,5, rückgewonnen. Durch dieses Verfahren wurde der Natriumacetatpuffer
eliminiert, der bislang durch Baugh und Shaw, wie in J. Organic Chem., 29, 3610 (1964), beschrieben
ist, verwendet wurde. Auch wurde die Isomerisation vermieden, die durch Pufferionen bewirkt wurde, wie dies
bei der Vorveröffentlichung von Piper und Montgomery in J. Het. Chem., 11, 279 (1974), der Fall ist. Die Herstellung
des Tetraaminopyrimidinsulfites, welches das Ausgangsmaterial darstellt, erfolgte nach Traube, Ber.,
37, 4544.
Zur Umwandlung von 2,4-Diamino-6-Hydroxymethylpteridin in
das 6-Bromomethylderivat wurde 2 ^-Diamino-e-Hydroxymethylpteridin
zu wenigstens 3 Molen Triphenyldibromophosphoran in trockener DMAC unterhalb 10°C hinzugefügt. Der Überschuß
an Triphenyldibromophosphoran wurde bei der Reaktion mit den Aminogruppen zur Bildung von Phosphazinen verbraucht.
Die Zugabe der 3 Mole Phosphoran schützt die Aminogruppen der Pteridinringe gegen Nebenreaktionen,
ermöglicht weiterhin ein Fortschreiten einer sauberen Reaktion mit guter Ausbeute und vereinfacht die Reinigung
der Reaktionsprodukte. Die Reaktion fand bei Temperaturen unterhalb von etv/a 20 C in Anwesenheit eines Überschusses
von trockenem HBr in Dimethylacetamid (DMAC) statt. Das Produkt, welches sich bildete, war 2,4-Bis(triphenylphosphazino)-6-Bromomethylpteridin,
welches später bei der Alkylierung des Ethyl-N-(p-methylaminobenzoyl)-L-Glutamates
verwendet wurde.
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Zur Entfernung der schützenden Trifluoroacetylgruppen
von dem 4 [(N-methyl) trif luoroacetamidoJbenzoyl-L-Glutaminsäurediethylester
wurden die Trifluoroacetylgruppen, die im 4 [jN-methyl)-trifluoroacetamidoj benzoyl-L-Glutaminsäurediethylester
vorhanden waren, leicht und einfach durch Hinzufügen eines stöchiometrischen Äquivalentes von
KOH in wässriger Äthanollösung zu einer Lösung des Esters in Äthanol bei oder unterhalb von Umgebungs- oder Raumtemperatur
entfernt. Das Hinzufügen erfolgte langsam genug, um den pH-Wert der Lösung unterhalb etwa 9 zu halten.
Unter diesen Reaktionsbedingungen sind die Hydrolyse und die Racemisierung des Esters langsam genug, um beinahe
unbemerkt zu bleiben, wobei die Reaktion in etwa 30 Minuten abgeschlossen ist. Die Reaktion wurde auf den Endpunkt
titriert, indem die Konzentration des nicht-hydrolysierten Trifluoroacetamidoderivates durch entweder HPLC oder TLC
gemessen wurde.
Zur Herstellung von Ethyl-N- [p-(methylamino)benzoyl)-L-Glutamat
wurden 140,74 kg (310 Pfund) nasses N- Γρ-(trifluoroacetamido)-benzoyl]-L-Glutamat
zu 295,75 1 (65 Gallonen) Methylenchlorid in einem Reaktor I, einem mit Glas ausgekleideten
Reaktor mit einem Fassungsvermögen von 4 54,61 1 (100 Gallonen), hinzugefügt. Nach Rühren und Absetzen wurde
das Wasser abgetrennt und dekantiert. Die Methylenchloridschicht wurde bei einer Innentemperatur von 40° und
partiellem Unterdruck auf 136,5 1 (30 Gallonen) abgestreift."
132 1 (40 Gallonen) Tetrahydrofuran wurden hinzugegeben, wobei die Mischung auf etwa 159,25 1 (35 Gallonen) abge-
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BO-IHMERT ßr BOEHMERT
streift wurde. Zu diesem Zeitpunkt zeigte das letzte Destillat bei GC-Analyse 1,03 % Methylenchlorid. Die
Karl-Fischer-Analyse bestätigte, daß weniger als 0,1 % Feuchtigkeit vorhanden waren.
Das Reaktionsvolumen wurde in einem zweiten Reaktor 2 mittels Tetrahydrofuran auf 350,35 1 (77 Gallonen)
gebracht. 24,97 kg (55 Pfund) Pottasche in granulierter, wasserfreier Form wurden zusammen mit 51,42 kg (113,25
Pfund) Methyljodid zugegeben. Die Aufschlämmung wurde
über Nacht bei 55°C umgerührt, jedoch verlief die Reaktion nicht bis zum Abschluß. Es wurden daher 22,7 kg (50 Pfund)
pulverförmige, wasserfreie Pottasche zugegeben, woraufhin die Reaktion inne
Abschluß verlief.
Abschluß verlief.
die Reaktion innerhalb von 12 Stunden bei 55 bis zum
Dann wurde die Reaktionsmischung über ein Sparkler-Filter filtriert und in dem Reaktor 2 auf ein Volumen von 182
(40 Gallonen) abgestreift oder ausgedämpft, wobei zunächst kein Unterdruck, dann ein teilweises Vakuum verwendet
wurde. Das letzte Destillat enthielt 2 % CH^I.
Dann wurde denaturierter Alkohol zugegeben. Anschließend wurden 91 1 (20 Gallonen) unter Vakuum abdestilliert.
8,172 kg (18 Pfund) Kaliumhydroxid, aufgelöst in 27,3 (6 Gallonen) VJasser und 54,6 1 (12 Gallonen) Äthanol, wurden
in einem Zeitraum von 1 1/2 Stunden in den Reaktor 2 eingegeben, woraufhin die Hydrolyse abgeschlossen und der
pH-Wert auf 7,0 eingestellt war.
113,75 1 (25 Gallonen) entionisiertes Wasser und 113,75
(25 Gallonen) Benzol wurden dann in den Reaktor 2 eingegeben. Die Mischung wurde gerührt, woraufhin die Benzolschicht
abdekantiert wurde. Die Wasserschicht wurde wiederum
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BOSHMERT & 3OEHMtKf
zweimal extrahiert, jedesmal mit 56,88 1 (12,5 Gallonen) Benzol. Die Benzolextrakte wurden kombiniert und zunächst
mit 56,88 1 (12,5 Gallonen) einer 5%-igen Natriumchloridlösung in Wasser gewaschen, anschließend mit 56,88 1
(12,5 Gallonen) entionisierten Wassers. Der Benzolextrakt wurde dann im Reaktor 1 auf 113,75 1 (25 Gallonen) abgestreift.
Dann wurden 113,75 1 (25 Gallonen) Hexan zugefügt, woraufhin der Reaktorinhalt auf 15°C abgekühlt wurde.
Das Präzipitat, welches sich bildete, wurde gefiltert und in einem Vakuumofen über Nacht getrocknet. Die Nettoausbeute
betrug 32,69 kg (72 Pfund) (64,5Z ;basierend auf dem
Ethyl-p-aminobenzoyl-L-Glutamat, welches verwendet wurde),
korrigierter Schmelzpunkt (mp) 88-89°.
- 9,39° | - 23,9° | |
2 5 M 578 |
- 9,43° | - 20,5° |
r / 25 L * J 546 |
- 10,11° | - 22,5° |
/V ί 2 5 L J 436 |
- 13,07° | - 38,9° |
Beispiel 4b |
Zur Herstellung des Methotrexatesters wurden in einen mit Glas ausgekleideten Reaktor 1 mit einem Volumen von
455 1 (100 Gallonen) 241,15 1 (53 Gallonen) Dimethylacetamid
eingegeben, welches einen Feuchtigkeitsgehalt von 0,09 % hatte. Dann wurden 53,57 kg (118 Pfund) Triphenylphosphin
zugegeben. Anschließend erfolgte eine Abkühlung auf 0°C. Eine Bromflasche wurde an ein Dosiergerät angeschlossen
und mit der Reaktor-Zuführleitung verbunden.
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BOEHMERT & GOEHMERT
Insgesamt 32,69 kg (72 Pfund) Brom wurden schubweise über eine Zeitdauer von 4 Stunden in den Reaktor gedrückt.
Das Brom wurde so zugegeben, daß die Temperatur des Reaktorinhaltes zwischen O0C und 4 C gehalten wurde.
Insgesamt 18,6 kg (41 Pfund) reines 2,4-Diamino-6-Hydroxymethylpteridinhydrobromid
wurden in den Reaktor eingegeben. Die Temperatur wurde auf 8°C angehoben und dann auf
4°C abgesenkt. Dann wurde die Temperatur über die nächsten 12 Stunden auf 21 C angehoben. Zu diesem Zeitpunkt zeigte
die HPLC-Untersuchung, daß 87,3 % des Hydroxymethylpteridines in Bromomethylpteridin umgewandelt waren.
Nunmehr wurden 24,97 kg (55 Pfund) Ethyl-N-(p-methylamino)
Benzoylglutamat der Reaktionsmischung zugegeben, woraufhin die Temperatur auf 45 C angehoben wurde. Nachdem der
Reaktorinhalt 22 Stunden so gehalten worden war, wurden weitere 3,18 kg (7 Pfund) Ethyl-N-(p-methylamino)Benzoylglutamat
zugegeben. Nach weiteren 10 Stunden ergab die Umwandlung einen Maximalwert von 52,3 % Methotrexatester
(basierend auf dem Gesamt-Pteridingehalt), woraufhin die Mischung abgekühlt wurde. Dann wurden 2047,5 1 (4 50 Gallonen)
entionisierten V7assers in einen separaten Reaktor 2 eingegeben. Der pH-Wert wurde mittels Salzsäure auf 1,5 eingestellt.
Dem Reaktormantel wurde Kühlwasser von 15°C zugeführt. Bei laufendem Rührer des Reaktors 2 wurde die
gesamte Reaktionsmischung unter Druck aus dem Reaktor 1 in den Reaktor 2 überführt, und zwar über eine Zeitdauer
von etwa 1,5 Stunden. Sofort bildete sich ein Präzipitat. Nach Umrühren für eine halbe Stunde und Feststellen des
pH-Wertes auf 1,2 wurde die Aufschlämmung gefiltert. Das Filtrat wurde in einen aus rostfreiem Stahl bestehenden
Reaktor 3 mit einem Volumen von 227 5 1 (500 Gallonen)
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BOSHMERT & 3UEHMERf
gepumpt. Die Feststoffe, die primär aus Triphenylphosphinoxid bestanden, wurden beiseitegestellt. Das Filtrat
wurde sofort in den Reaktor 2 zurückgezogen und unter Verwendung von 6N Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von
3 eingestellt. Die Feststoffe begannen bei einem pH-Wert von 2,4 zu präzipitieren. Ein Minimum an Rührbewegung
wurde angewandt. Dann wurden die Feststoffe mittels eines U.S.- Stoneware-Filters gefiltert. Das Filtrat wurde in
den Reaktor 2 rückgeführt, um zusätzlichen Ester rückzugewinnen.
Die 47,67 kg (105 Pfund) nassen Methotrexatesters, die bei einem pH-Wert von 3 gesammelt wurden, wurden in der
nachfolgend beschriebenen Weise gereinigt. 286,6 5 1 (63 Gallonen) Methanol wurden in den Reaktor 2 eingegeben.
Die nassen Feststoffe wurden dann in den Reaktor 2 eingeführt. Eine Gesamtmenge von 1567 ml Salzsäure
wurde verwendet, um die Feststoffe aufzulösen. Dann wurden 1069,25 1 (235 Gallonen) Wasser zugegeben. Der pH-Wert
wurde mittels 2N-Natriumhydroxid auf 3,0 eingestellt. Die Feststoffe wurden über ein U.S.- Stoneware -Filter ausgefiltert,
worauf sich eine Gesamtmenge von 39,95 Pfund eines nassen Kuchens ergab. Dieses Resultat entspricht
etwa 22,7 kg (50 Pfund) Methotrexatester.
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Claims (6)
1. Verfahren zum Herstellen von Methotrexat, ausgehend
von 2,4,5,6-Tetraaminopyrimidin
NH,
NH,
NH,
PH 5,5 ± 0,2 62 % Ausbeute an Pteridinen
Il
• 2 HCl + HOCH2CCH2OH
Ni
CH.
"N'
gekennzeichnet durch die nachfolgenden Maßnahmen:
a) Umwandeln des anfangs isolierten Sulfitsalzes in das
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BOEHMtRT & BGEHMERT
HCl-Salz, Eliminieren des bisher verwendeten Acetatpuffers
und Aufrechterhalten der Reaktion bei einem pH-Wert von 5,0 - 0,2, um die Bildung von 2,4-Diamino-6-Hydroxymethylpteridin
gegenüber der Bildung von 2,4-Diamino-7-Hydroxymethylpteridin und anderer Produkte zu begünstigen;
b) Umwandeln des 2,4-Diamino-6-Hydroxymethylpteridins zu
einer entsprechenden 6-Bromomethylverbindung nach der nachfolgenden Formel durch Reaktion mit wenigstens drei
Molen Triphenyldibromophosphoran, welches auch die primären 2,4-Aminogruppen schützt
NQI2OH
"IiBr -ITRt- UI
Alkylieren der N- (o-methylamino)Benzoylglutainatdiethylesters
in Anwesenheit von Phosphazingruppen, welche die primären Amine am Pteridinring schützen, zur Herstellung
von Methotrexatdiethylester
CO2Et
•HBr
809820/0599
BOEHMLRT &
N=P
ay
CH3 :
O CX)0Et
ti ι *■
ti ι *■
H-
GO2Et
O CO7Et
Il I
CNJlCH - .
CH2
CH-,
CH-,
CO2Et
ti
und Hydrolysieren des Methotrexatdiethylesters zum Herstellen
von Methotrexat
NH
CO9H;
c) Herstellen des Reaktanten N-(p-methylamino)-Benzoylglutamatdiethylesters
aus 4 j__(N-methyl) trif luoroacetamido)J benzoyl-L-Glutaminsäurediethylester durch Entfernen der
Trifluoroacetylgruppen unter Verwendung eines Äquivalentes eines Alkalimetallhydroxides in einem niederen Alkanol
bei oder unterhalb Umgebungstemperatur, welches langsam
R09820/0599
BOEHMERT & 3CEHM2RT
¥
274127Q
zugegeben wird, um den pH-Wert der Lösung unterhalb von
etwa 9 zu halten
0 0 CO2Et 0 C0 Et
ι 2 . ΐν
CO2Et
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anfangs gebildete Sulfitsalz zu HCl-SaIz umgewandelt,
der bisher verwendete Acetatpuffer eliminiert und die Reaktion bei einem pH-Wert von 5,5 ± 0,2 gehalten
wird, um die Bildung von 2,4-Diamino-6-Hydroxymethylpteridin gegenüber derjenigen von 2,4-Diamino-7-Hydroxymethylpteridin
und anderer Produkte zu begünstigen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das 2,4-Diamino-6-Hydroxymethylpteridin nach der
nachfolgenden Formel zu einer entsprechenden 6-Bromomethylverbindung durch Peaktion mit wenigstens 3 Molen
Triphenyldibromophosphoran, welches ebenfalls die primären 2,4-Aminogruppen schützt, umgewandelt
NH2
-HBr ηΐ
809820/0599
BOEHMERT & BGEHMERT
27A1270
und der N-(p-methylamino)benzoy1-L-Glutamatdiethylester
in Gegenwart von Phosphazingruppen, welche die primären Amine am Pteridinring schützen, alkyliert wird, um
Methotrexatdiethy!ester
•HBr
J)3P=N
κ-ρ43
CH3
CH7N _f V CNHCH
CO2Et
zu bilden.
— 5 ~
809820/0599
BOEHMERT & BOEHMERT
G 274 Ί
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Reaktant N-(p-methyl-amino)Benzoylglutamatdiethylester aus 4 £(N-methyl)-trifluoroacetamidqjbenzoyl-L-Glutaminsäurediethylester
durch Entfernen der Trifluoroacetylgruppen unter Verwendung eines Äquivalentes eines
Alkalimetallhydroxides in einem niederen (C1-Cg) Alkanol
bei oder unterhalb Umgebungstemperatur hergestellt wird, wobei die Mischung langsam zugefügt wird, um einen pH-Wert
der Lösung von unterhalb etwa 9 aufrechtzuerhalten:
O _ O CO2Et 0 CO5Et
-jC—N-^ >
CNHCH —1^Il __>
CH .,NH -<! >CNUCH
H3C VH2 ^2 IV
CH
CH-
°°2Et
°°2Et
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trifluoroacetylgruppen durch Verwendung eines
Äquivalentes von KOH in Äthanol entfernt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trifluoroacetylgruppen durch Verwendung eines
Äquivalentes von KOH in 20%-iger wässriger Äthanollösung entfernt werden.
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