DE69918300T2

DE69918300T2 - Verfahren und verwendbare zwischenprodukte für paclitaxel synthese von c-7,c-10 di-cbz baccatin iii

Info

Publication number: DE69918300T2
Application number: DE69918300T
Authority: DE
Inventors: J. Nicholas SISTI; R. Herbert BRINKMAN; D. James McCHESNEY; C. Madhavi CHANDER; Xian Liang; Jan Zygmunt
Original assignee: Tapestry Pharmaceuticals Inc
Current assignee: Tapestry Pharmaceuticals Inc
Priority date: 1998-05-01
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: US6448417B1; KR20010043230A; JP2002513786A; PT1082316E; ATE269854T1; NO20005340L; BR9910103A; IL139316A0; WO1999057105A1; CN100348589C; NO20005340D0; AU745731B2; CA2331094A1; EP1082316A1; DE69918300D1; ES2230849T3; CN1299355A; EP1082316B1; RU2000130226A; TR200003168T2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft allgemein die Synthese von Paclitaxel und Paclitaxelanaloga aus Vorläuferverbindungen. In nochmals genaueren Worten betrifft diese Erfindung die Synthese von Paclitaxel und Analoga davon durch den Schritt einer Veresterung von C7, C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatin III mit einer geeignet geschützten 3-Phenylisoserinseitenkette, gefolgt von anschließenden Schutzentfernungen und Acylierungen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch Verfahren zum selektiven Acylieren von C-2'-O-geschütztem 10-Hydroxy-Paclitaxel an der C-10-Hydroxyposition gegenüber der C-7-Hydroxyposition. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin C-10-Metallalkoxid-Zwischenproduktverbindungen, welche für die Herstellung von Paclitaxel und Paclitaxelanaloga nützlich sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die in der Literatur als Taxol und seit kürzerem als "Paclitaxel" bezeichnete chemische Verbindung hat in der wissenschaftlichen und medizinischen Gemeinschaft ein zunehmendes Interesse erfahren, aufgrund dessen, dass es eine anti-Tumoraktivität zeigt. Paclitaxel ist für die chemotherapeutische Behandlung von verschiedenen unterschiedlichen Tumorvarietäten zugelassen worden, und die klinischen Versuche deuten darauf hin, dass Paclitaxel einen breiten Bereich wirkungsvoller anti-leukämischer und Tumor-inhibierender Aktivität verspricht. Bekanntermaßen ist Paclitaxel ein natürlich vorkommendes Taxanditerpenoid mit der Formel und dem Nummerierungssystem wie folgt:
Obwohl das Paclitaxel-Molekül in verschiedenen Eibenspezies (Genus Taxus, Familie Taxaceae) gefunden wird, ist die Konzentration dieser Verbindung sehr niedrig. Darüber hinaus wachsen diese immergrünen Pflanzen sehr langsam. Somit besteht eine Gefahr, dass die zunehmende Verwendung von Paclitaxel als ein wirksames anti-Krebsmittel die natürlichen Ressourcen in der Form der Eibenbäume erschöpfen wird. Obwohl die Rinde der Eibenbäume typischerweise die höchste Konzentration an Paclitaxel aufweist, erfordert die Herstellung von 1 Kilogramm Paclitaxel in der Tat annähernd 16.000 Pfund Rinde. Somit sind die Langzeitperspektiven hinsichtlich der Verfügbarkeit von Paclitaxel über Isolierung entmutigend.
Die Paclitaxel-Verbindung baut natürlich auf dem Baccatin III-Grundgerüst auf, und es gibt eine Reihe von anderen Taxan-Verbindungen, wie etwa Baccatin III, Cephalomannin, 10-Deacetylbaccatin III, etc., von denen manche in höheren Ausbeuten leichter aus den Eibenbäumen extrahiert werden. In der Tat kann eine relativ hohe Konzentration an 10-Deacetylbaccatin III aus den Blättern der Eibe als eine erneuerbare Quelle extrahiert werden. Typischerweise weisen diese anderen, in dem Eibenbaum vorhandenen Taxan-Verbindungen jedoch nicht den Grad an anti-Tumoraktivität auf wie die Paclitaxel-Verbindung.
Da die Paclitaxel-Verbindung als ein chemotherapeutisches Mittel derart viel versprechend erscheint, haben organische Chemiker erhebliche Zeit und Ressourcen bei dem Versuch verbraucht, das Paclitaxel-Molekül zu synthetisieren. Eine viel versprechendere Route für die Erzeugung von signifikanten Mengen der Paclitaxel-Verbindung wurde für die Semisynthese von Paclitaxel vorgeschlagen, mittels Bindung der A-Ring-Seitenkette an die C-13-Position des natürlich vorkommenden Baccatin III-Grundgerüsts, abgeleitet von den verschiedenen, in der Eibe vorhandenen Taxanen. Siehe Denis et al., ein "Highly Efficient, Practical Approach to Natural Taxol", Journal of the American Chemical Society, Seite 5917 (1988). In diesem Artikel ist die partielle Synthese von Paclitaxel aus 10-Deacetylbaccatin III beschrieben.
Die unkomplizierteste Ausführung einer partiellen Synthese von Paclitaxel erfordert einen günstigen Zugang zu einer chiralen, nicht-racemischen Seitenkette und Derivaten, eine natürliche Quelle für ausreichend Baccatin III oder eng verwandte Diterpenoidsubstanzen, und ein wirksames Mittel zum Verbinden der zwei. Von besonderem Interesse ist demnach die Kondensation von Baccatin III oder 10-Deacetylbaccatin III mit der A-Ring-Seitenkette von Paclitaxel. Die Veresterung dieser zwei Einheiten ist jedoch schwierig, aufgrund des gehinderten C-13-Hydroxyls von Baccatin III, welches innerhalb der konkaven Region des hemisphärischen Taxan-Skeletts lokalisiert ist. Beispielsweise berichteten Greene und Gueritte-Voegelein eine lediglich 50-prozentige Umsetzung nach 100 Stunden in einer partiellen Synthese von Paclitaxel. J. Am. Chem. Soc., 1988, 110, 5917.
In US Patent Nr. 4,929,011, erteilt am 8. Mai 1990 an Denis et al., mit dem Titel "Process for Preparing Taxol", ist die Semisynthese von Paclitaxel aus der Kondensation einer (2R,3S)-Seitenkettensäure der allgemeinen Formel:
wobei P₁ eine Hydroxyschutzgruppe ist, mit einem Taxan-Derivat der allgemeinen Formel,
wobei P₂ eine Hydroxyschutzgruppe ist, beschrieben, wobei das Kondensationsprodukt anschließend weiter bearbeitet wird um die Schutzgruppen P₁ und P₂ zu entfernen. In Denis et al. ist das (2R,3S)-3-Phenylisoserin-Derivat, mit Ausnahme der P₁-Schutzgruppe, die A-Ring-Seitenkette für das Paclitaxel-Molekül. Die P₂-Schutzgruppe auf dem Baccatin III-Grundgerüst ist durch beispielsweise einen Trimethylsilyl- oder einen Trialkylsilylrest geschützt.
Eine alternative Semisynthese von Paclitaxel ist in US Patent Nr. 5,770,745 von Swindell et al. beschrieben. Dieses Patent offenbart die Semisynthese von Paclitaxel aus einem Baccatin III-Grundgerüst durch die Kondensation mit einer Seitenkette mit der allgemeinen Formel:
wobei R₁ gleich Alkyl, olefinisch oder aromatisch oder PhCl₂ ist, und P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist.
Die Seitenkette in Swindell et al. unterscheidet sich von der in Denis et al., vorstehend, verwendeten Seitenkettenbindung dadurch, dass der Stickstoff als ein Carbamat geschützt ist. Die A-Ring-Seitenkette ist bevorzugt mittels Benzyloxycarbonyl (CBZ) geschützt. Nach der Veresterung wird die CBZ-Schutzgruppe entfernt und durch PhCO ersetzt, was zu Paclitaxel führt. Dieses Verfahren erzeugte höhere Ausbeuten als das in Denis et al. beschriebene. In Swindell et al. wurden die bevorzugten Maskierungsgruppen derart ausgewählt, so dass sie Trichlorethoxymethyl oder Trichlorethoxycarbonyl waren. Benzyloxymethyl (BOM) wurde zwar als eine mögliche Seitenketten-Schutzgruppe offenbart, gemäß den hierin beschriebenen Verfahren konnte die BOM-Schutzgruppe jedoch nicht von dem stärker überladenen C-2'-Hydroxyl in der angebundenen 3-Phenylisoserinseitenkette entfernt werden. Die Verwendung der BOM-geschützten Seitenkette wurde aus diesem. Grund nicht eingehend untersucht.
US Patent Nr. 5,675,025, erteilt am 7. Oktober 1997 an Sisti et al., beschreibt eine Methodik um die C-2'-O-BOM-Seitenkette erfolgreich in der Synthese von Paclitaxel zu verwenden. In genaueren Worten lehrt das '025 Patent ein Verfahren um die C-2'- O-BOM-Gruppe in C-2'-O-BOM-Paclitaxel zu entfernen, wobei Paclitaxel erzeugt wird.
US Patent Nr. 5,684,175 von Sisti et al. und WO 96/40666 beschreiben jeweils die Herstellung von Paclitaxel, welche eine Veresterung einer geeignet geschützten Seitenkette mit einem C-7-TES-geschützten Baccatin 111 umfasst. Es ist zu bemerken, dass das C-10-Acetat vor der Anbindung der C-13-Seitenkette vorhanden ist.
US Patent Nr. 4,924,012, erteilt am 8. Mai 1990 an Collins et al., offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Derivaten von Baccatin III und von 10-Deacetylbaccatin III, durch Kondensation einer Säure mit einem Derivat von Baccatin III oder von 10-Deacetylbaccatin III, mit der nachfolgenden Entfernung von Schutzgruppen durch Wasserstoff. Verschiedene Synthesen von TAXOTERE^® (eingetragene Marke von Rhone-Poulenc Sante) und verwandten Verbindungen wurden veröffentlicht im Journal of Organic Chemistry: 1986, 51, 46; 1990, 55, 1957; 1991, 56, 1681; 1991, 56, 6939; 1992, 57, 4320; 1992, 57, 6387; und 1993, 58, 255; auch US Patent Nr. 5,015,744, erteilt am 14. Mai 1991 an Holton, beschreibt eine derartige Synthese.
Das europäische Patent Nr. 0 522 958 A1 scheint die Herstellung von verschiedenen Derivaten von Baccatin III und 10-Deacetylbaccatin III zu betreffen, und insbesondere von solchen mit C-7- und/oder C-10-Schutzgruppen. Insbesondere scheint dieses Dokument die Veresterung einer geeigneten Seitenkette von Paclitaxel oder Docetaxel mit einem geeignet geschützten Baccatin III- oder 10-Deacetylbaccatin III-Grundgerüst zu lehren.
WO 98/13360 lehrt ein Verfahren zur Synthese von Paclitaxel, welches das Verestern von C-7-CBZ-Baccatin III mit C-3'-N-CBZ-C-2'-O-geschütztem (2R,3S)-3-Phenylisoserin, und danach das Durchführen von verschiedenen Schutzentfernungen und Acylierungen umfasst, wobei Paclitaxel erhalten wird.
WO 98/02427 lehrt ein Verfahren zum Überführen von 10-Deacetylbaccatin III zu Baccatin III, durch Acylieren von 10-Deacetylbaccatin III selektiv an der C-10- Position gegenüber der C-7-Hydroxyposition davon. Die selektive Acylierung wird bewirkt durch Zugabe eines Acylierungsmittels, wie etwa Acetylchlorid, in der Gegenwart einer Lithiumbase, bevorzugt n-Butyllithium. Das resultierende Baccatin III kann in Verfahren zur Bildung von Paclitaxel verwendet werden.
US Patent Nr. 5,688,977, erteilt am 18. November 1997 an Sisti et al., WO 97/31911 und WO 97/34866 beschreiben eine effiziente Methodik zur Synthese von Docetaxel (TAXOTERE^®). Diese Dokumente lehren ein Verfahren für die Synthese von Docetaxel, umfassend die Veresterung von C7, C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatin III und einer N-CBZ-C-2-hydrierbarer Benzyl-Typ-geschützten 3-Phenylisoserinseitenkette. In diesem Verfahren war jedoch weder eine Acylierung des C-10-Hydroxyls oder eine Benzolierung des C-3'-Stickstoffs notwendig.
Trotz der in den vorstehend beschriebenen Verfahren erzielten Fortschritte bei der Semisynthese des Paclitaxel-Moleküls verbleibt ein Bedarf für effizientere Protokolle für die Synthese von Paclitaxel, um Effizienzen bezüglich Ausbeuten und Produktionsraten zu erhöhen. Es bleibt ein Bedarf für Semisynthesen, die in kommerziellen Verfahren implementiert werden können. Es besteht weiterhin ein Bedarf für effiziente Protokolle für die Synthese von Paclitaxelanaloga, Zwischenprodukten und verschiedenen A-Ring-Seitenketten-Strukturen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein neues und nützliches Verfahren zur Herstellung von Paclitaxel oder Paclitaxelanaloga bereitzustellen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues, nützliches und effizientes Protokoll bereitzustellen für die Anbindung einer geschützten A-Ring-Seitenkette an ein geschütztes Baccatin III-Skelett, welches danach zu Paclitaxel oder einem Paclitaxelanalogon überführt werden kann.
Es ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein neues und nützliches Protokoll für die Semisynthese von Paclitaxel und Analoga davon bereitzustellen, um Paclitaxel und Paclitaxelanaloga in hoher Ausbeute in einer kosteneffizienten Weise bereitzustellen.
Ein nochmals anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Paclitaxel und Analoga davon bereitzustellen, weiches potentiell auf eine Ausführung im kommerziellen Maßstab gebracht werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird somit ein neues und nützliches Verfahren zur Herstellung von Paclitaxel oder einem Paclitaxelanalogon bereitgestellt. Gemäß dem allgemeinen Verfahren wird C7, C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatin III der Formel
mit einer N-Carbamat-geschützten, C-2-geschützten 3-Phenylisoserinseitenkette der Formel
verestert, wobei eine erste Zwischenproduktverbindung der Formel
gebildet wird, worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₁ aus der Gruppe, bestehend aus Ph, PhCH₂, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, und einer olefinischen Gruppe ausgewählt ist. Danach werden die C-7, C-10-Carbobenzyloxygruppen in der ersten Zwischenproduktverbindung durch Wasserstoff ersetzt, und die R₁OCO-Gruppe an der C-3'-Stickstoffposition wird durch R₂CO ersetzt, wobei eine zweite Zwischenproduktverbindung der Formel
gebildet wird, worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₂ aus der Gruppe, bestehend aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe, und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt ist. Danach wird die zweite Zwischenproduktverbindung an der C-10-Hydroxylposition acyliert, wobei eine dritte Zwischenproduktverbindung der Formel
gebildet wird, wobei P₁ und R₂ wie vorstehend sind. Schließlich wird der Schutz der dritten Zwischenproduktverbindung entfernt, indem P₁ durch Wasserstoff ersetzt wird, wobei Paclitaxel oder ein Paclitaxelanalogon hergestellt wird. Es ist bevorzugt, dass P₁ eine hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyl-Typ ist, insbesondere Benzyloxymethyl oder Benzyl, wobei Benzyloxymethyl die bevorzugte Schutzgruppe ist. Es ist auch bevorzugt, dass R₁ gleich PhCH₂ ist und R₂ gleich Ph ist, wodurch Paclitaxel hergestellt wird.
Die Veresterungsreaktion wird bevorzugt durchgeführt durch Auflösen der Isoserinseitenkette und des C7, C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatin III in Toluol, wobei eine erste Lösung gebildet wird, wonach Dimethylaminopyridin (DMAP) und ein Dialkylcarbodiimid zu der ersten Lösung zugegeben werden, wobei eine zweite Lösung gebildet wird, welche die erste Zwischenproduktverbindung enthält. Der Schritt, die C-7- und C-10-Carbobenzyloxygruppen durch Wasserstoff zu ersetzen und die R₁OCO-Gruppe an der C-3'-Stickstoffposition durch R₂CO zu ersetzen kann derart durchgeführt werden, so dass zunächst ein Amin oder ein Aminsalz der Formel
erzeugt wird, worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und worin R₃ aus der Gruppe, bestehend aus NH₂ und NH₃ ⁺X^– ausgewählt ist, wobei X eine deprotonierte organische Säure, bevorzugt deprotonierte Trifluoressigsäure ist, wonach R₂CO an die C-3'-Stickstoffposition gebunden wird, wobei die zweite Zwischenproduktverbindung erzeugt wird. Der Schritt, den Schutz der dritten Zwischenproduktverbindung zu entfernen, kann bewirkt werden durch Auflösen der dritten Zwischenproduktverbindung in Isopropanol und Hydrierung in der Gegenwart von Pearlmans Katalysator.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein Verfahren zur Acylierung eines 10-Hydroxy-Paxlitaxelanalogons, zur Verwendung bei der Herstellung von Paclitaxel und Paclitaxelanaloga, gerichtet. Das Verfahren liefert eine selektive Acylierung der C-10-Hydroxylposition gegenüber der C-7-Hydroxylposition. Gemäß dem allgemeinen Verfahren wird eine ausgewählte Menge eines 10-Hydroxy-Paclitaxelanalogons der Formel:
worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₂ aus der Gruppe, bestehend aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe, und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt ist, in einem akzeptablen Etherlösungsmittel dafür aufgelöst, wobei eine erste Lösung bei einer ersten Temperatur gebildet wird. Die erste Lösung wird danach auf eine zweite Temperatur abgekühlt, und mindestens ein Äquivalent einer Alkalibase wird zu der ersten Lösung bei der zweiten Temperatur zugegeben, wobei ein erstes Zwischenprodukt in einer zweiten Lösung gebildet wird, wobei das erste Zwischenprodukt die Formel:
hat, worin M ein Alkalimetall ist und P₁ und R₂ wie vorstehend sind. Zu dem ersten Zwischenprodukt in der zweiten Lösung bei der zweiten Temperatur wird danach mindestens ein Äquivalent eines Acylierungsmittels zugegeben, wobei eine dritte Lösung gebildet wird, so dass eine Verbindung der Formel:
wobei P₁ und R₂ wie vorstehend sind, in der dritten Lösung gebildet wird. Bevorzugt ist M aus der Gruppe, bestehend aus Lithium, Kalium und Natrium ausgewählt, ist R₂ gleich Ph und ist P₁ eine hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyl-Typ, insbesondere Benzyloxymethyl oder Benzyl. Weiterhin bevorzugt ist, wenn M gleich Lithium ist und P₁ gleich Benzyloxymethyl ist.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein alternatives Verfahren zur Acylierung eines 10-Hydroxy-Paclitaxelanalogons zur Verwendung bei der Herstellung von Paclitaxel und Paclitaxelanaloga gerichtet. Gemäß dem allgemeinen Verfahren wird eine ausgewählte Menge eines 10-Hydroxy-Paclitaxelanalogons der Formel:
worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₂ aus der Gruppe, bestehend aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe, und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt ist, in einem akzeptablen Etherlösungsmittel dafür aufgelöst, wobei eine erste Lösung gebildet wird. Danach wird eine ein Alkalisalz enthaltende Lösung in die erste Lösung eingemischt, wobei eine zweite Lösung gebildet wird. Danach wird eine Base, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Trialkylaminbasen und Pyridin zu der zweiten Lösung zugegeben, wodurch eine dritte Lösung gebildet wird. Die dritte Lösung wird danach mit einem Acylierungsmittel, bevorzugt Acetylchlorid, kombiniert, wobei eine vierte Lösung gebildet wird, so dass eine Verbindung der Formel
worin P₁ und R₂ wie vorstehend sind, in der vierten Lösung gebildet wird.
Bei diesem Verfahren ist es bevorzugt, dass R₂ gleich Ph ist und P₁ eine hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyl-Typ, insbesondere Benzyloxymethyl oder Benzyl ist. Das Alkalisalz kann aus der Gruppe, bestehend aus einem Lithiumsalz, einem Kaliumsalz und einem Natriumsalz ausgewählt werden. Das Alkalisalz ist bevorzugt ein Lithiumsalz, wie etwa Lithiumchlorid oder Lithiumjodid.
Die vorliegende Erfindung ist auch auf ein chemisches Zwischenprodukt zur Verwendung bei der Herstellung von Paclitaxel oder Paclitaxelanaloga gerichtet, wobei das Zwischenprodukt die Formel
hat, worin M ein Alkalimetall ist, P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₂ aus der Gruppe, bestehend aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe, und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt ist. Bevorzugt ist P₁ eine hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyl-Typ, insbesondere Benzyloxymethyl oder Benzyl, wobei Benzyloxymethyl bevorzugt ist. M kann aus der Gruppe, bestehend aus Lithium, Kalium und Natrium ausgewählt werden. Bevorzugt ist M gleich Lithium und ist R₂ gleich Ph.
Diese und andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung werden leichter erkannt und verstanden werden, wenn die nachfolgende ausführliche Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen in Erwägung gezogen wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Offenbarung ist breit auf ein chemisches Verfahren für die effiziente Herstellung von Paclitaxel und Paclitaxelanaloga, sowie von Zwischenprodukten und Vorläufern dafür gerichtet. In genaueren Worten ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Paclitaxel und Paclitaxelanaloga unter Verwendung eines Taxan-Grundgerüsts, welches an den Positionen C-7 und C-10 mit der Carbobenzyloxy (CBZ)-Schutzgruppe geschützt ist, gerichtet.
Das allgemeine hierin beschriebene Verfahren umfasst die Herstellung des C7, C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatin III-Grundgerüsts, die Herstellung der geeignet geschützten 3-Phenylisoserinsäure mit einer Hydroxylschutzgruppe an C-2, die Kondensation der zwei Verbindungen, und die nachfolgende Entfernung des Schutzes an C-7 und C-10, sowie an der C-3'-Stickstoffposition, wie in US Patent Nr. 5,688,977 beschrieben. Es wird eine Acylierung an der C-3'-Stickstoffposition durchgeführt, gefolgt von selektiver Acylierung an der C-10-Hydroxylposition gegenüber der C-7-Hydroxylposition, um die Acetylgruppe hinzuzufügen, gefolgt von weiterer Entfernung des Schutzes, um Paclitaxel oder ein Paclitaxelanalogon zu ergeben.
Die nachfolgenden, nicht einschränkenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung weiter.
A. Herstellung von C7, C-10-di-Carbobenzyloxy (CBZ)-10-Deacetylbaccatin III
C7, C-10-di-CBZ-Baccatin III kann gemäß der nachfolgenden Reaktion hergestellt werden:
Reaktion I
Hier wird 10-Deacetylbaccatin III in wasserfreiem THF (Tetrahydrofuran) aufgelöst und unter einer Stickstoffatmosphäre auf eine Temperatur von weniger als –20°C, aber bevorzugt –78°C gekühlt. n-Butyllithium (1,6 M in Hexan) wird zugetropft, und die Lösung wird annähernd fünf Minuten bei der erniedrigten Temperatur gerührt. Mindestens 1,5 Äquivalente n-Butyllithium sind erforderlich, um eine signifikante Ausbeute an Produkt zu erhalten, 2 Äquivalente sind jedoch bevorzugt. Danach wird Benzylchlorformiat (wiederum sind mindestens 1,5 Äquivalente des Benzylchlorformiats erforderlich, um eine signifikante Ausbeute zu erhalten, 2 Äquivalente sind jedoch bevorzugt) zugetropft, und das Gemisch wird während eines Zeitraums von einer Stunde erwärmt, während dessen es auf eine Temperatur von nicht mehr als 0°C erwärmen gelassen wird. Das Gemisch wird danach mit kaltem gesättigtem Ammoniumchlorid abgelöscht, um alles überschüssige n-Butyllithium und Acetylchlorid zu beseitigen, und das Gemisch wird unter Vakuum eingeengt. Der Rückstand wird in Ethylacetat aufgenommen und einmal mit Wasser und danach mit Salzlösung gewaschen um unerwünschte Salze zu entfernen. Die organische Schicht kann danach getrocknet und unter Vakuum eingeengt werden, und der Rückstand rekristallisiert oder säulenchromatographiert werden, mit Ethylacetat/Hexan, wobei C7, C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatin III als ein weißer Feststoff in einer Ausbeute von mehr als 80% insgesamt erhalten wird.
B. Herstellung der 3-Phenylisoserinseitenkette
Die Herstellung der (2R,3S)-N-CBZ-C-2-O-geschützten 3-Phenylisoserinethylester-Seitenkette, bei der die C-2-Hydroxygruppe durch eine hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyl-Typ geschützt ist, kann aus der Ausgangsverbindung (2R,3S)-3-Phenylisoserinethylester gemäß den nachfolgenden Reaktionen bewirkt werden. Die erste Reaktion ist
Reaktion II
Hier wurde (2R,3S)-3-Phenylisoserinethylester alternativ entweder in gleichen Teilen Diethylether:Wasser oder gleichen Teilen Methyl-t-butylether:Wasser aufgelöst, und die Lösung wurde auf 0°C gekühlt. Danach wurde das Natriumcarbonat zu der Lösung zugegeben und das Benzylchlorformiat wurde über einen Zeitraum von etwa fünf Minuten zugetropft, und das resultierende Gemisch annähernd eine Stunde bei 0°C gerührt. Nach einstündigem Rühren wurde die Lösung danach in Wasser gegossen und mit Methylenchlorid oder Ethylacetat, je nach Wunsch, extrahiert. Die organische Schicht wird abgetrennt, getrocknet und unter Vakuum zu einem Rückstand eingeengt. Der Rückstand wurde danach aus Ethylether:Hexan rekristallisiert, wobei der N-CBZ-3-Phenylisoserinethylester erhalten wurde. Es sollte bemerkt werden, dass die PhCH₂OCO-Gruppe durch alternative Gruppen substituiert sein kann, in dem vom Durchschnittsfachmann verstandenen Ausmaß.
Insbesondere ist vorgesehen, dass R₁OCO anstelle von PhCH₂OCO substituiert sein kann, wobei R₁ zusätzlich gleich Ph, eine aromatische Gruppe, eine Alkylgruppe oder eine olefinische Gruppe sein kann.
Dieses Zwischenprodukt wurde danach auf mehrere Weisen durch die hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyl-Typ geschützt. Beispielsweise ist ein Weg zu der gewünschten, mit der hydrierbaren Schutzgruppe vom Benzyl-Typ geschützten Seitenkette wie folgt:
Reaktion III
Hier ist die hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyl-Typ Benzyloxymethyl (BOM). Um diese Verbindung herzustellen, wird der N-CBZ-3-Phenylisoserinethylester unter einer Stickstoffatmosphäre in wasserfreiem THF aufgelöst und auf eine erniedrigte Temperatur wie etwa –20°C oder –78°C abgekühlt, beispielsweise in einem Trockeneis/Aceton-Bad, gefolgt von Zutropfen eines Alkyllithiummittels, wie etwa n-Butyllithium, obwohl es wünschenswert ist, dass das Alkyllithiummittel ein geradkettiges Alkyl ist. In jedem Fall wird die Reaktion am besten bei einer Temperatur von nicht mehr als 0°C ausgeführt. Das resultierende Gemisch wird etwa zehn Minuten gerührt. Benzyloxymethylchlorid (BOM-Cl) wird danach über einen Zeitraum von etwa fünf Minuten zugetropft, und das Gemisch wird annähernd zwei bis fünf Stunden bei der erniedrigten Temperatur gerührt. Danach wird die Lösung auf 0°C erwärmt und mit Wasser abgelöscht um überschüssiges n-Butyllithium zu beseitigen. Das resultierende Gemisch wird unter Vakuum auf einen Rückstand eingeengt, und dieser Rückstand wird danach in Ethylacetat aufgenommen, und mit Wasser und Salzlösung gewaschen um unerwünschte Salze zu entfernen. Die organische Schicht kann danach getrocknet und unter Vakuum eingeengt werden, und der Rückstand aus Ethylacetat/Hexan rekristallisiert oder mit Ethylacetat/Hexan chromatographiert werden, wobei der N-CBZ-C-2-O-BOM-3-Phenylisoserinethylester erhalten wird.
Ein anderer Weg für die Herstellung von N-CSZ-C-2-O-BOM-3-Phenylisoserinethylester wird bewirkt durch Auflösen der Verbindung N-CBZ-(2R,3S)-3-Phenylisoserinethylester in wasserfreiem Methylenchlorid. Danach wird eine tertiäre Aminbase wie etwa Diisopropylethylamin zusammen mit BOM-Cl zugegeben, und das Gemisch wird vierundzwanzig Stunden unter Rückfluss erwärmt. Obwohl dieser Reaktionsweg N-CBZ-C-2-O-BOM-3-Phenylisoserinethylester ergibt, verläuft die Reaktion viel langsamer als der vorstehend diskutierte Weg. Er kann jedoch aufgrund einer höheren Ausbeute bevorzugt sein. Hier wird die Verbindung nicht gereinigt, sondern vielmehr in roher Form nachfolgenden Bearbeitungsschritten zugeführt.
In jedem Fall kann der resultierende N-CBZ-C-2-O-BOM-(2R,3S)-3-Phenylisoserinethylester, entweder in der gereinigten Form des ersten Wegs oder in der Rohform des zweiten Wegs, einfach in die entsprechende Säure überführt werden durch die Reaktion:
Reaktion IV
Hier wird der geschützte Ethylester in Ethanol/Wasser (Verhältnis 8:1) aufgelöst. Lithiumhydroxid (oder ein anderes geeignetes Alkalihydroxid) wird zu der Lösung zugegeben, und das resultierende Gemisch wird annähernd drei Stunden gerührt um die Verbindung zu verseifen. Das Gemisch wird danach angesäuert (1 N Salzsäure) und mit Ethylacetat extrahiert. Die resultierende organische Schicht wird abgetrennt, getrocknet und unter Vakuum eingeengt. Die Rückstandsäure wird danach ohne weitere Reinigung zur Verwendung isoliert. Dies erzeugt das gewünschte N-CBZ-C-2-O-BOM-(2R,3S)-3-Phenylisoserin.
Wenn der N-CBZ-C-2-O-BOM-3-Phenylisoserinethylester in roher Form eingebracht wurde und zu N-CBZ-C-2-O-BOM-(2R,3S)-3-Phenylisoserin überführt wird, ist es notwendig, das Endprodukt weiter zu reinigen. Diese Reinigung wird bewirkt durch Auflösen des Produkts in Toluol, gefolgt von Zutropfen eines Äquivalents Dicyclohexylamin, und Rühren der resultierenden Lösung während einer halben Stunde. Das Gemisch wird danach in vacuo aufkonzentriert, und der resultierende Rückstand wird aus Ethylacetat:Hexan rekristallisiert, wobei das Dicyclohexylaminsalz von N-CBZ-C-2-O-BOM-(2R,3S)-3-Phenylisoserin erhalten wird, welches danach freigesetzt werden kann durch Auflösen dieses Dicyclohexylaminsalzes in Methylenchlorid oder einem anderen halogenierten Lösungsmittel, gefolgt von Waschen des Methylenchlorids mit mehreren Teilmengen 1 N HCl. Die organische Phase wird danach mit mehreren Teilmengen Wasser gewaschen, um Dicyclohexylamin-Hydrochlorid zu entfernen. Danach wird sie mit einer Teilmenge gesättigter Salzlösung gewaschen und in vacuo eingeengt, wobei die gewünschte Säure erhalten wird.
Benzyl selbst ist ein anderes Beispiel einer hydrierbaren Schutzgruppe vom Benzyl-Typ, welche anstelle von BOM verwendet werden kann. N-CBZ-C-2-Benzyl-3-Phenylisoserinethylester wurde wie vorstehend hergestellt, wobei BOM-Cl durch Benzylbromid ersetzt wurde, gemäß der Reaktion:
Reaktion V
Hier wird der CBZ-geschützte (2R,3S)-3-Phenylisoserinethylester unter einer Stickstoffatmosphäre in wasserfreiem THF aufgelöst und auf eine erniedrigte Temperatur wie etwa –20°C oder –78°C abgekühlt, beispielsweise in einem Trockeneis/Aceton-Bad, gefolgt von Zutropfen eines Alkyllithiummittels, wie etwa n-Butyllithium, obwohl es wünschenswert ist, dass das Alkyllithiummittel ein geradkettiges Alkyl ist. Das resultierende Gemisch wird etwa 10 Minuten gerührt. Danach wird Benzylbromid (BnBr) über einen Zeitraum von etwa fünf Minuten zugetropft, und das Gemisch wird annähernd zwei bis fünf Stunden bei der erniedrigten Temperatur gerührt. Danach wird die Lösung auf 0°C erwärmt und mit Wasser abgelöscht um überschüssiges n-Butyllithium zu zerstören. Das resultierende Gemisch wird unter Vakuum zu einem Rückstand eingeengt, und dieser Rückstand wird danach in Ethylacetat aufgenommen und mit Wasser gewaschen um alles Lithiumbromidsalz zu entfernen; danach wird er weiter mit Salzlösung gewaschen. Die organische Schicht kann danach getrocknet und unter Vakuum eingeengt werden, und der Rückstand aus Ethylacetat/Hexan rekristallisiert oder mit Ethylacetat/Hexan chromatographiert werden, wobei der N-CBZ-C-2-Benzyl-3-Phenylisoserinethylester erhalten wird.
Alternativ kann der N-CBZ-C-2-Benzyl-3-Phenylisoserinethylester erhalten werden gemäß der Reaktion:
Reaktion VI
Hier wird zu einer gerührten Lösung von NaH in wasserfreiem DMF unter Stickstoff über fünf Minuten N-CBZ-3-Phenylisoserinethylester, aufgelöst in DMF, zugegeben. Das Gemisch wird danach eine halbe Stunde bei 0°C gerührt. Danach wird über fünf Minuten Benzylbromid (1,1 Äquivalente) zugetropft, und die Reaktion wird zwei Stunden gerührt. Das Gemisch wird danach mit Wasser abgelöscht um überschüssiges Natriumhydrid zu zerstören. Danach wird entweder Diethylether oder Methyl-t-butylether zugegeben. Die organische Schicht wird danach mit vier Teilmengen Wasser gewaschen um DMF und Natriumbromid zu entfernen. Danach wird sie mit Salzlösung gewaschen und danach getrocknet und unter Vakuum eingeengt, wobei N-CBZ-C-2-Benzyl-3-Phenylisoserinethylester erzeugt wird, der danach leicht zu N-CBZ-C-2-Benzyl-3-Phenylisoserin überführt werden kann, durch das Verfahren von Reaktion IV, vorstehend, wobei verstanden wird, dass in diesem Fall Benzyl anstelle von Benzyloxymethyl (BOM) die C-2-Schutzgruppe ist.
Es ist bevorzugt, dass die C-2-Schutzgruppe eine hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyl-Typ ist, insbesondere Benzyloxymethyl oder Benzyl. Aus dem Vorhergehenden sollte jedoch klar sein, dass die vorliegende Erfindung die Verwendung von anderen Hydroxylschutzgruppen an der C-2 Position der 3-Phenylisoserinseitenkette vorsieht.
C. Veresterung des geschützten Baccatin III mit der Seitenkette
Die Veresterung des C7, C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatin III mit der N-CBZ an C-2 geschützten 3-Phenylisoserinseitenkette, mit einer hydrierbaren Schutzgruppe vom Benzyl-Typ, wird wie folgt bewerkstelligt. Die nachstehend gezeigte, bevorzugte hydrierbare Benzylgruppe ist BOM (Benzyloxymethyl).
Reaktion VII
Hier werden das C7, C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatin III (1 Äquivalent) und ein Überschuss der Seitenkette (bevorzugt 6 Äquivalente) in Toluol aufgelöst. Zu diesem Gemisch werden 4-Dimethylaminopyridin (DMAP) (1 Äquivalent) und Dicyclohexylcarbodiimid (bevorzugt 6 Äquivalente, oder im gleichen Verhältnis wie die Seitenketteverbindung) zugegeben, und das resultierende Gemisch wird zunächst während eines ersten Zeitraums, annähernd eine bis fünf Stunden, bei einer ersten Temperatur von etwa 60°C bis 80°C erwärmt. Es sollte jedoch auch bemerkt werden, dass das Dicyclohexylcarbodiimid durch andere Dialkylcarbodiimide ersetzt werden kann, wobei Diisopropylcarbodiimid ein Beispiel dafür ist.
Die Lösung wird danach auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, und danach wird ein gleiches Volumen Diethylether oder Ethylacetat zugegeben. Die resultierende Lösung wird auf eine erniedrigte Temperatur abgekühlt, welche ausreichend ist um Harnstoff daraus zu kristallisieren. Bevorzugt wird die Lösung unter Rühren auf 0°C gekühlt und vierundzwanzig Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Dieser Schritt kristallisiert den Großteil der Harnstoffverunreinigung aus. Nachdem der Zeitraum von vierundzwanzig Stunden vergangen ist, wird die Lösung filtriert und der Rückstand entweder mit Ethylether der Methyl-t-butylether oder Ethylacetat gewaschen. Die vereinten organischen Phasen werden danach mit Salzsäure (5%), Wasser und schließlich mit Satzlösung gewaschen. Die organische Phase wird abgetrennt, getrocknet und unter Vakuum eingeengt. Es ist bevorzugt, den resultierenden Rückstand danach durch Auflösen in Ethylacetat:Hexan und Eluieren über einen Stopfen aus Silikagel zu reinigen. Der Eluent wird danach unter Vakuum zu einem Rückstand eingeengt. Der Rückstand wird danach aus Diethylether rekristallisiert, wobei das gewünschte Kopplungsprodukt erhalten wird, nämlich C-3'-N-CBZ-C-2'-O-BOM-C7, C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatin III der Formel:
D. Entfernung des Schutzes und Behandlung mit Benzoylchlorid
Die nachfolgende Reaktion entfernt die CBZ-Schutzgruppen an C-7 und C-10 und an der C-3'-Stickstoffposition der Seitenkette, wobei das gewünschte Amin erzeugt wird (aus Gründen der Klarheit wird hier wiederum BOM als ein Beispiel einer hydrierbaren C-2'-Schutzgruppe vom Benzyl-Typ verwendet):
Reaktion VIII
Das gekoppelte Produkt wird in Isopropanol/Ethylacetat aufgelöst, wozu Pearlmans Katalysator zugegeben wird. Das resultierende Gemisch wird mindestens vierundzwanzig Stunden bei 40 psi Wasserstoff hydriert. Dies führt zu dem in Reaktion VIII gezeigten Amin. Alternativ kann das gekoppelte Produkt in Isopropanol/Ethylacetat aufgelöst und bei 1 atm Wasserstoff in der Gegenwart von Pearlmans Katalysator und einem Äquivalent Trifluoressigsäure hydriert werden. Dieses Verfahren erzeugt das TFA-Salz des durch die nachstehende Formel gezeigten Amins:
In jedem Fall wird das Gemisch durch Diatomeenerde filtriert und unter Vakuum eingeengt, wobei das Amin oder dessen TFA-Salz erhalten wird, welches ohne weitere Reinigung verwendet wird. Es sollte erkannt werden, dass das TFA-Anion durch andere deprotonierte organische Säuren ersetzt werden kann, in dem vom Durchschnittsfachmann verstandenen Ausmaß, wodurch ein Aminsalz mit dem Anion der deprotonierten organischen Säure erzeugt wird.
Danach wird das Amin oder Aminsalz gemäß der nachfolgenden Reaktion am C-3'-Stickstoff acyliert.
Reaktion IX
Hier wird das Amin oder alternativ das Aminsalz in wasserfreiem Toluol aufgenommen, und Kaliumcarbonat wird zugegeben, gefolgt von der Zugabe des entsprechenden Acylierungsmittels, wie etwa Benzoylchlorid. Das Gemisch wird danach mindestens dreißig Minuten gerührt, mit Ethylacetat verdünnt, mit Wasser und Salzlösung gewaschen. Die resultierende organische Phase wird danach abgetrennt, über Magnesiumsulfat getrocknet und unter Vakuum eingeengt, wobei rohes C-2'-O-BOM-10-Hydroxytaxol erhalten wird. Alternativ kann das Amin oder Aminsalz in wasserfreiem Tetrahydrofuran aufgenommen werden und mindestens ein Äquivalent einer tertiären Aminbase wie etwa Diisopropylethylamin zugegeben werden, gefolgt von Benzoylchlorid. Das Gemisch wird danach mindestens dreißig Minuten gerührt, mit Ethylacetat verdünnt, mit Wasser und Salzlösung gewaschen. Die resultierende organische Phase wurde danach abgetrennt, über Magnesiumsulfat getrocknet und unter Vakuum eingeengt, wobei rohes C-2'-O-BOM-10-Hydroxytaxol erhalten wurde.
Auf diesem Bearbeitungsstadium ist es notwendig, das rohe C-2'-O-BOM-10-Hydroxytaxol zu reinigen. Dies kann mittels Säulenchromatographie und/oder Rekristallisation aus Ethylacetat:Hexan erreicht werden. Bevorzugt wird sowohl Säulenchromatographie mit Ethylacetat:Hexan angewandt, wobei ein Eluent erzeugt wird, der in vacuo eingeengt wird um einen Rückstand zu erzeugen, gefolgt von Rekristallisation des Rückstands aus Ethylacetat:Hexan, wobei C-2'-O-BOM-10-Hydroxytaxol in im Wesentlichen reiner Form erhalten wird.
Es sollte erkannt werden, dass die vorliegende Erfindung den Ersatz der PhCO-Gruppe am C-3'-Stickstoff durch zusätzliche Gruppen vorsieht. Insbesondere kann die PhCO-Gruppe durch R₂CO ersetzt werden in dem vom Durchschnittsfachmann verstandenen Ausmaß, wobei R₂ zusätzlich aus PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe, und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt sein kann.
E. Selektive C-10-Acylierung und Entfernung des Schutzes, wobei Paclitaxel gebildet wird
Die nachfolgende Reaktion acyliert die C-10-Hydroxygruppe selektiv in der Gegenwart der C-7-Hydroxygruppe. Obwohl jede Schutzgruppe an C-2' ein ähnliches Verhalten zeigen sollte, wird aus Gründen der Klarheit hier BOM als ein Beispiel einer hydrierbaren C-2'-Schutzgruppe vom Benzyl-Typ verwendet.
Reaktion X(a)
Hier wird C-2'-O-BOM-10-Hydroxytaxol bei etwa 20°–30°C, bevorzugt etwa bei Raumtemperatur in einem akzeptablen Etherlösungsmittel aufgenommen, als eine erste Lösung. Das Etherlösungsmittel kann aus Tetrahydrofuran und Polyethern ausgewählt werden, wobei wasserfreies Tetrahydrofuran bevorzugt ist. Die Temperatur der ersten Lösung wird danach auf nicht mehr als etwa –20°C, aber bevorzugt etwa –78°C erniedrigt. Zu dieser ersten Lösung bei der erniedrigten Temperatur werden danach mindestens 1,0 Äquivalente Alkalibase, bevorzugt n-Butyllithium zugegeben, wobei ein erstes Zwischenprodukt in einer zweiten Lösung gebildet wird. Die gewünschte Menge an n-Butyllithium liegt bevorzugt in einem Bereich von 1,0 bis 1,25 Äquivalenten, und es wurde festgestellt, dass die Verwendung von 1,1 Äquivalenten besonders geeignet ist. Das erste Zwischenprodukt hat hier die Formel:
Das erste Zwischenprodukt wird danach acyliert, durch die Zugabe von mindestens 1,0 aber bevorzugt etwa 1,1 Äquivalenten an Acylierungsmittel, bevorzugt Acetylchlorid, wobei eine dritte Lösung gebildet wird, gefolgt von Erwärmen der dritten Lösung auf eine Temperatur von nicht mehr als 0°C über eine Stunde. Die erwärmte dritte Lösung kann danach mit einer geeigneten Ablöschverbindung, bevorzugt kalter gesättigter Ammoniumchloridlösung, abgelöscht werden, wobei eine vierte Lösung gebildet wird. Die Ablöschverbindung beseitigt überschüssige Mengen der Alkalibase und des Acylierungsmittels. Die vierte Lösung kann danach mit einem etwa zweifachen Volumenüberschuss von Ethylacetat verdünnt werden, wobei eine fünfte Lösung gebildet wird. Die fünfte Lösung wird danach mit Wasser und Salzlösung gewaschen, um unerwünschte Salzverbindungen zu entfernen. Die resultierende organische Phase wurde danach abgetrennt, getrocknet und unter Vakuum eingeengt, wobei rohes C-2'-O-BOM-Paclitaxel als ein erster Rückstand erhalten wurde.
Auf diesem Bearbeitungsstadium ist es notwendig, das rohe C-2'-O-BOM-Taxol zu reinigen. Dies kann erreicht werden durch Säulenchromatographie und/oder Rekristallisation aus Ethylacetat:Hexan, wobei ein Eluent erzeugt wird, der in vacuo eingeengt wird, wobei ein zweiter Rückstand erzeugt wird, gefolgt von Verwendung einer Rekristallisation des Rückstands aus Ethylacetat:Hexan, wobei C-2'-O-BOM-Taxol in einer im Wesentlichen reinen Form erhalten wird.
Es sollte erkannt werden, dass die vorliegende Erfindung zusätzlich zu n-Butyllithium die Verwendung von anderen Alkalibasen vorsieht, wie etwa von Lithiumhexamethyldisilizan, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, sowie von Metallalkoxidbasen. Insbesondere sind Metallalkoxidbasen vorgesehen, wie etwa Lithiumisopropoxid, Lithiummethoxid, Lithium-t-butyloxid und andere Basen mit der Formel MOR₄, worin M ein Alkalimetall, insbesondere Lithium, Kalium oder Natrium ist, und worin R₄ ein organischer Rest wie etwa Methyl, Isopropyl und t-Butyl ist. Es sollte erkannt werden, dass die Verwendung der vorstehenden Basen, ähnlich zu n-Butyllithium wie gezeigt, zu der Metallalkoxid-Zwischenproduktformel wie vorstehend führt, mit O^–M⁺ an C-10, wobei M ein Alkalimetall, in genaueren Worten, Lithium, Kalium oder Natrium ist.
Alternativ kann die nachfolgende Reaktion angewandt werden um die C-10-Hydroxygruppe selektiv in der Gegenwart der C-7-Hydroxygruppe zu acylieren.
Reaktion X(b)
Hier wird C-2'-O-BOM-10-Hydroxytaxol bei einer Temperatur zwischen etwa –10° und 30°C aber bevorzugt von etwa 25°C in einem akzeptablen Etherlösungsmittel aufgenommen, wobei eine erste Lösung gebildet wird. Bevorzugt wird das Etherlösungsmittel aus Tetrahydrofuran und Polyethern ausgewählt, wobei wasserfreies Tetrahydrofuran bevorzugt ist. Danach wird eine Lösung von ein bis fünf Äquivalenten, wobei fünf Äquivalente bevorzugt sind, eines Lithiumsalzes, bevorzugt von Lithiumchlorid, in einem akzeptablen Etherlösungsmittel, bevorzugt wasserfreiem Tetrahydrofuran, in die erste Lösung eingemischt, wobei eine zweite Lösung gebildet wird. Danach werden zwei bis zehn Äquivalente, aber bevorzugt fünf Äquivalente Trialkylaminbase oder Pyridin, aber bevorzugt Triethylamin, zu der zweiten Lösung zugegeben, wobei eine dritte Lösung gebildet wird.
Danach werden zwei bis zehn Äquivalente, aber bevorzugt fünf Äquivalente Acylierungsmittel, bevorzugt Acetylchlorid, zu der dritten Lösung zugegeben, wobei eine vierte Lösung gebildet wird. Die dritte Lösung kann zu einer Lösung zugegeben werden, welche zwischen zwei und zehn Äquivalente des Acylierungsmittels enthält, um die vierte Lösung zu bilden. Bevorzugt werden annähernd fünf Äquivalente des Acylierungsmittels in Tetrahydrofuran aufgelöst, wozu die dritte Lösung zugegeben wird um die vierte Lösung zu bilden. Die vierte Lösung wird danach während eines Zeitraums von mindestens einer halben Stunde, aber bevorzugt vierundzwanzig Stunden gerührt, und mit einer geeigneten Ablöschverbindung, bevorzugt Ammoniumchloridlösung, welche wirksam ist um einen Überschuss an Acylierungsmittel daraus zu beseitigen, abgelöscht, wobei eine fünfte Lösung erzeugt wird. Die fünfte Lösung wird mit Ethylacetat verdünnt, wobei sich eine wässrige Phase und eine organische Phase bildet; die wässrige Phase wird verworfen und die organische Phase wird mit ein-normaler HCl, Salzlösung gewaschen, zu einem ersten Rückstand eingeengt und gereinigt, wie etwa mittels Säulenchromatographie mit Ethylacetat:Heptan oder mittels Rekristallisation, wobei C-2'-O-BOM-Taxol in im Wesentlichen reiner Forme erhalten wird.
Es sollte erkannt werden, dass die vorliegende Erfindung die Verwendung von anderen Alkalisalzen zusätzlich zu Lithiumchlorid vorsieht. Insbesondere sieht die vorliegende Erfindung die Verwendung von Kaliumsalzen und Natriumsalzen sowie von Lithiumsalzen, wie etwa von Lithiumchlorid und Lithiumjodid vor. Wie mit dem vorstehenden Verfahren führt die Verwendung von anderen Alkalimetallen zu einem Metallalkoxid-Zwischenprodukt mit dem Alkalimetallgegenion an C-10.
Wie früher in US Patent Nr. 5,675,025 gezeigt, wird die Benzyloxymethyl-Schutzgruppe wie folgt entfernt:
Reaktion XI
Hier wird das gereinigte C-2'-O-BOM-Taxol in Isopropanol aufgelöst und Pearlmans Katalysator wird zugegeben. Das Gemisch wird danach hydriert, entweder bei 1 atm Wasserstoff unter Zugabe von katalytischer Trifluoressigsäure, oder bei 40 psi Wasserstoff ohne Zugabe von Trifluoressigsäure während mindestens vierundzwanzig Stunden. In jedem Fall wird das Gemisch danach durch Diatomeenerde filtriert und unter Vakuum eingeengt, wobei rohes Paclitaxel erhalten wird.
Die vorliegende Erfindung wurde dementsprechend mit einem gewissen Ausmaß an Einzelheiten im Hinblick auf die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sollte jedoch erkannt werden, dass die vorliegende Erfindung durch die nachfolgenden, in Kenntnis des bekannten Standes der Technik konstruierten Ansprüche definiert ist, so dass Modifikationen oder Veränderungen an den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von den darin enthaltenen erfindungsgemäßen Konzepten abzuweichen.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung von Paclitaxel oder einem Paclitaxelanalogon aus 10-Deacetylbaccatin III ohne Bildung von Baccatin III oder einem C-7-geschützten Derivat davon, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Versehen von 10-Deacetylbaccatin III der Formel I:
mit Carbobenzyloxyschutzgruppen an den C-7- und C-10-Positionen, um C-7, C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatin III der Formel II zu bilden:
(b) Veresterung des C-7, C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatins III mit einer N-Carbamat-geschützten, C-2-geschützten 3-Phenylisoserinseitenkette der Formel III:
um eine erste Zwischenproduktverbindung der Formel IV zu bilden:
worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₁ aus Ph, PhCH₂, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe und einer olefinischen Gruppe ausgewählt wird; (c) Substitution der C-7,C-10-Carbobenzyloxygruppen durch Wasserstoff und Substitution der R₁OCO-Gruppe durch R₂CO an der C-3'-Stickstoffposition, um eine zweite Zwischenproduktverbindung der Formel V zu bilden:
worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₂ aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt wird; (d) Acylierung der zweiten Zwischenproduktverbindung an der C-10-Hydroxylposition mit einem Acylierungsmittel in der Gegenwart einer Alkalibase oder eines Alkalisalzes und einer Base, um eine dritte Zwischenproduktverbindung der Formel VI zu bilden:
worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₂ aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt wird und (e) Entfernung der Schutzgruppen von der dritten Zwischenproduktverbindung durch Substitution von P₁ durch Wasserstoff, um Paclitaxel oder ein Paclitaxelanalogon zu bilden.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 1, worin P₁ eine hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyltyp ist.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 2, worin P₁ Benzyloxymethyl oder Benzyl ist.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, worin R₁ PhCH₂ und R₂ Ph ist.
Ein Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Isoserinseitenkette und das C-7,C-10-di-CBZ-10-Deacetylbaccatin III in Toluol gelöst werden, um während des Veresterungsschrittes eine erste Lösung zu bilden, wonach DMAP und ein Dialkylcarbodiimid zu der ersten Lösung zugegeben werden, um eine zweite Lösung herzustellen, die die erste Zwischenproduktverbindung enthält.
Ein Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, worin der Schritt der Substitution der C-7, C-10-Carbobenzyloxygruppen durch Wasserstoff und der Substitution der R₁OCO-Gruppe an der C-3'-Stickstoffposition durch R₂CO zuerst durchgeführt wird, um ein Amin oder ein Aminsalz der Formel VII herzustellen:
worin R₃ aus NH₂ und NH₃ ⁺X^– ausgewählt wird, worin X eine deprotonierte organische Säure ist, und worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist, wonach R₂CO als Substitution für die R₁OCO-Gruppe an die C-3'-Stickstoffposition gebunden wird, um die zweite Zwischenproduktverbindung herzustellen.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 6, worin R₃ NH₂ ist und worin das Amin durch Auflösen der ersten Zwischenproduktverbindung in Isopropanol/Ethylacetat in Gegenwart von Pearlmans Katalysator hergestellt wird, um eine erste Mischung zu bilden, die für mindestens vierundzwanzig Stunden hydriert wird.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 6 oder 7, worin R₃ NH₃ ⁺X^– ist und X eine deprotonierte Trifluoressigsäure ist.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 8, worin das Aminsalz durch Auflösen der ersten Zwischenproduktverbindung in Isopropanol/Ethylacetat und Hydrierung in Gegenwart von Pearlmans Katalysator und Trifluoressigsäure hergestellt wird.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 6, worin R₂ Ph ist und R₂CO an die C-3'-Stickstoffposition gebunden wird, indem das Amin oder das Aminsalz in wasserfreiem Toluol aufgenommen und Kaliumcarbonat und Benzoylchlorid zugegeben wird.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 6, worin R₂ Ph ist und R₂CO an die C-3'-Stickstoffposition gebunden wird, indem das Amin oder das Aminsalz in wasserfreiem Toluol aufgenommen und eine tertiäre Aminbase und Benzoylchlorid zugegeben wird.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 11, worin die tertiäre Aminbase Diisopropylethylamin ist.
Ein Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, worin der Schritt der Entfernung von Schutzgruppen von der dritten Zwischenproduktverbindung der Formel VI durch Auflösen der dritten Zwischenproduktverbindung in Isopropanol und Hydrierung in Gegenwart von Pearlmans Katalysator bewirkt wird.
Ein Verfahren der Acylierung eines 10-Hydroxy-Paclitaxelanalogons zur Verwendung bei der Herstellung von Paclitaxel und Paclitaxelanalogen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Auflösen einer ausgewählten Menge eines 10-Hydroxy-Paclitaxelanalogons der Formel V:
worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist, und R₂ aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt wird, in einem akzeptablen Etherlösungsmittel, um dadurch eine erste Lösung bei einer ersten Temperatur zu bilden; (b) Kühlung der ersten Lösung auf eine zweite Temperatur; (c) Mischung von mindestens einem Äquivalent einer Alkalibase mit der ersten Lösung bei der zweiten Temperatur, um eine Zwischenproduktverbindung in einer zweiten Lösung zu bilden, wobei die Zwischenproduktverbindung eine Formel VIII aufweist:
worin M ein Alkalimetall ist, P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₂ aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt wird und (d) Zugabe von mindestens einem Äquivalent eines Acylierungsmittels zu der zweiten Lösung, um eine dritte Lösung zu bilden, so dass eine Verbindung der Formel IX unten in der dritten Lösung gebildet wird:
worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₂ aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt wird.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 14, worin M aus Lithium, Kalium und Natrium ausgewählt wird, R₂ Ph ist und P₁ eine hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyltyp ist.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 15, worin P₁ aus Benzyloxymethyl und Benzyl ausgewählt wird.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 14 bis 16, worin die Alkalibase, die mit der ersten Lösung in Schritt (c) vermischt wird, aus n-Butyllithium, NaOH, KOH, Lithiumhexamethyldisilizan und Metallalkoxidbasen der Formel MOR₄ ausgewählt wird, wobei M ein Alkalimetall und R₄ ein organisches Radikal ist.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 17, worin M aus Lithium, Natrium und Kalium ausgewählt wird, und worin R₄ aus Methyl, Isopropyl und t-Butyl ausgewählt wird.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 14 bis 18, einschliesslich der Schritte der Erwärmung der dritten Lösung auf eine dritte Temperatur nicht über 0° C und Ablöschen der dritten Lösung mit einer geeigneten Löschungsverbindung, die geeignet ist, Überschussmengen der Alkalibase und des Acylierungsmittels daraus zu entfernen.
Ein Verfahren der Acylierung eines 10-Hydroxypaclitaxelanalogons zur Verwendung bei der Herstellung von Paclitaxel und Paclitaxelanalogen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Auflösen einer ausgewählten Menge eines 10-Hydroxy-Paclitaxelanalogons der Formel V:
worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₂ aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer Oaromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt wird, in einem akzeptablen Etherlösungsmittel, um dadurch eine erste Lösung zu bilden: (b) Mischung einer Lösung, die ein Alkalisalz enthält, mit der ersten Lösung, um eine zweite Lösung zu bilden, (c) Zugabe einer Base, ausgewählt aus Trialkylaminbasen und Pyridin zu der zweiten Lösung, um eine dritte Lösung zu bilden, und (d) Vereinigung der dritten Lösung mit einem Acylierungsmittel, um eine vierte Lösung zu bilden, so dass eine Verbindung der Formel IX unten in der vierten Lösung gebildet wird:
worin P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₂ aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt wird.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 20, worin R₂ Ph und P₁ eine hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyltyp ist.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 21, worin P₁ aus Benzyloxymethyl und Benzyl ausgewählt wird.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 20 bis 22, worin das Alkalisalz aus einem Lithiumsalz, einem Kaliumsalz und einem Natriumsalz ausgewählt wird.
Ein Verfahren gemäss Anspruch 23, worin das Lithiumsalz aus Lithiumchlorid und Lithiumiodid ausgewählt wird.
Ein Verfahren gemäss einem der Ansprüche 20 bis 24, worin das Acylierungsmittel Acetylchlorid ist.
Ein chemisches Zwischenprodukt zur Verwendung bei der Herstellung von Paclitaxel oder Paclitaxelanalogen, wobei das Zwischenprodukt die Formel VIII aufweist:
worin M ein Alkalimetall ist, P₁ eine Hydroxylschutzgruppe ist und R₂ aus Ph, PhCH₂, PhO-, PhCH₂O-, einer aromatischen Gruppe, einer Alkylgruppe, einer olefinischen Gruppe, einer O-aromatischen Gruppe, einer O-Alkylgruppe und einer O-olefinischen Gruppe ausgewählt wird.
Ein chemisches Zwischenprodukt gemäss Anspruch 26, worin P₁ eine hydrierbare Schutzgruppe vom Benzyltyp ist.
Ein chemisches Zwischenprodukt gemäss Anspruch 26, worin P₁ aus Benzyl und Benzyloxymethyl ausgewählt wird.
Ein chemisches Zwischenprodukt gemäss einem der Ansprüche 26 bis 28, worin M aus Lithium, Kalium und Natrium ausgewählt wird.
Ein chemisches Zwischenprodukt gemäss einem der Ansprüche 26 bis 29, worin R₂ Ph ist.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung gemäss einem der Ansprüche 26 bis 30, wobei das Verfahren die Durchführung der Schritte, definiert unter (a), (b) und (c), definiert gemäss Anspruch 14, umfasst.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel IX, definiert gemäss Anspruch 14, wobei das Verfahren die Durchführung des Acylierungsschrittes, definiert unter (d) gemäss Anspruch 14, umfasst.
Ein Verfahren zur Herstellung von Paclitaxel oder einem Analog davon, wobei das Verfahren die Herstellung einer Verbindung der Formel IX, definiert gemäss Anspruch 14, und Konvertierung der Verbindung zu Paclitaxel umfasst, wobei die Herstellung der Verbindung der Formel IX durch die Durchführung der (i) Schritte (a) bis (d), definiert gemäss Anspruch 14, oder (ii) der Schritte (a) bis (d), definiert gemäss Anspruch 20, bewirkt wird.