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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die am 11. August 1998 eingereichte
vorläufige
US-Anmeldung mit der Seriennummer 60/096,037 und die am 9. Oktober
1998 eingereichte nicht vorläufige
US-Anmeldung mit der Seriennummer 09/169,231, deren Inhalte hiermit
durch Bezugnahme aufgenommen sind.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein neues verbessertes Verfahren für die Herstellung,
Isolation und Aufreinigung des Anti-Ulkus-Wirkstoffs Omeprazol bereit.
Ebenfalls beschrieben werden Zusammensetzungen von Omeprazol, die
keine chromatographisch nachweisbaren Mengen an Rückständen von
nichtalkoholischem organischem Reaktionslösungsmittel enthalten.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Omeprazol,
die chemische Kurzbezeichnung für
5-Methoxy-2-[[4-methoxy-3,5-dimethyl-2-pyridinyl)methyl]sulfinyl]-1H-benzimidazol
(gemäß Formel
I unten), ist ein gut beschriebener Protonenpumpenhemmer des Magens
und im Markt unter der Bezeichnung LOSEC
® oder
PRILOSEC
® für die Behandlung
von Magen- und Zwölffingerdarmgeschwüren, Gastritis,
Duodenitis und Refluxösophagites
verfügbar
(siehe Merck-Index, 12. Ausgabe, Eintrag 6977 und darin zitierte
Literaturstellen). Omeprazol wird industriell über eine mehrstufige Reaktionsfolge
hergestellt, deren letzter Schritt die Oxidation des Sulfid-Zwischenprodukts,
nämlich 5-Methoxy-2-[[4-methoxy-3,5-dimethyl-2-pyridinyl)methyl]methylthio]-1H-benzimidazol
(unten als Formel II angegeben), dessen generische Kurzbezeichnung
Pyrmetazol lautet, ist, was typischerweise mit einer Peroxysäure wie
meta-Chlorperoxybenzoesäure (im
folgenden MCPBA genannt) (US-Patente Nr. 4,255,431 und 5,386,032),
Magnesiummonoperoxyphthalat (MMPP) (
US-Patent
Nr. 5,391,752 ) oder Peroxyessigsäure (
WO 98/09962 ) in einem geeigneten nichtalkoholischen
organischen Reaktionslösungsmittel
erfolgt. Das bevorzugte Oxidationsmittel ist üblicherweise MCPBA, und zu
geeigneten nichtalkoholischen organischen Reaktionslösungsmitteln
zählen
aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel,
wie Benzol und Toluol, und chlorierte aliphatische Kohlenwasserstofflösungsmittel,
wie Chloroform und Methylenchlorid, in Abmischung mit einem alkoholischen
Lösungsmittel,
wie Methanol, Ethanol, Isopropanol oder 1-Butanol. Die bevorzugten
nichtalkoholischen organischen Reaktionslösungsmittel sind üblicherweise
Methylenchlorid und Toluol, und das bevorzugte alkoholische Lösungsmittel
ist Ethanol.
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Omeprazol-Verfahren
des Stands der Technik weisen zahlreiche Nachteile auf, die sowohl
der Ausbeute als auch der Reinheit des Endprodukts Grenzen setzen.
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Ein
wesentlicher negativer Aspekt solcher Verfahren des Stands der Technik
ist die unvollständige
oxidative Umwandlung von Pyrmetazol in Omeprazol sowie die Tatsache,
daß die
Oxidation nicht chemisch selektiv erfolgt. Bei der Oxidation von
Pyrmetazol sind zwei Aspekte bezüglich
der chemischen Selektivität
von Bedeutung. Erstens enthält
Pyrmetazol zwei tertiäre
Aminogruppen, die mit der Sulfidgruppe um das Oxidationsmittel konkurrieren
können.
Obwohl diese Aminogruppen weniger reaktionsfähig als das gewünschte Sulfid sind,
können
sie trotzdem bei Temperaturen unter Raumtemperatur durch MCPBA quantitativ
oxidiert werden. Zweitens kann das Produkt Omeprazol (ein Sulfoxid)
ebenfalls mit MCPBA reagieren, und zwar unter Bildung eines Sulfons
als Nebenprodukt. Die fehlende chemische Selektivität und übermäßige Oxidation,
die für
die genannten Verfahren charakteristisch sind, sind das Ergebnis
einer nicht ausreichenden Kontrolle über die Menge an Oxidationsmittel
sowie die Art und Weise, auf die das Reaktionsgefäß mit dem
Oxidationsmittel beaufschlagt wird. Bei den Verfahren des Stands
der Technik werden keine genau bestimmten Mengen an Oxidationsmittel
eingesetzt, und es besteht keine Möglichkeit für die sorgfältige Kontrolle seiner Zugabe
zu dem Ansatz. Nicht chemisch selektive Oxidation, übermäßige Oxidation
und Mangel der Oxidation tragen alle dazu bei, daß der Verunreinigungsgrad
hoch ist und Ertragseinbußen
an dem gewünschten
Endprodukt entstehen.
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Ein
weiterer Nachteil vom Verfahren des Stands der Technik ist der beträchtliche
Produktverlust bei den Aufreinigungs- und Isolationsschritten aufgrund
der Löslichkeit
von Omeprazol in den Mutterlaugen und den Lösungsmittel-Waschflüssigkeiten.
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Ein
weiterer negativer Aspekt betrifft die verringerte Produktqualität, die das
Ergebnis des Einschlusses von Lösungsmittelresten
und Nebenprodukten der Reaktion während der Kristallisationsschritte
ist. Es ist wünschenswert,
Restmengen an organischem Reaktionslöungsmittel und Umkristallisationslösungsmittel
als Verunreinigungen in dem kristallinen Endprodukt aus Toxizitäts- bzw.
Sicherheitsgründen
zu eliminieren.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung
eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung, Aufreinigung und
Isolation von Omeprazol, das die von den Verfahren des Stands der
Technik gesetzten Grenzen bezüglich
Ausbeute und Produktreinheit überwindet.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung von Omeprazolzusammensetzungen
mit einem niedrigeren Gehalt an Resten an nichtalkoholischem organischem
Reaktionslösungsmittel
nach dem ersten Kristallisationsschritt des rohen Reaktionsprodukts.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
von Omeprazol-Endzusammensetzungen, die innerhalb der chromatographischen
Nachweisgrenzen keine Reste von nichtalkoholischem organischem Reaktionslösungsmittel
sowie weniger als 20 ppm Reste von Kristallisationslösungsmittel enthalten.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren zur Herstellung,
Aufreinigung und Isolation von Omeprazol der Formel I bereit. Die
letzte chemische Umwandlung bei der Herstellung von Omeprazol ist die
oxidative Umwandlung des Sulfid-Zwischenprodukts Pyrmetazol der
Formel II in sein Sulfoxidderivat Omeprazol der Formel I.
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In
einer Ausführungsform
des verbesserten Verfahrens handelt es sich bei dem Oxidationsmittel
um meta-Chlorperoxybenzoesäure
(MCPBA) und bei dem nichtalkoholischen organischen Reaktionslösungsmittel
um Methylenchlorid oder Toluol in Abmischung mit einem alkoholischen
Lösungsmittel
wie Methanol, Ethanol, Isopropanol oder 1-Butanol, insbesondere
Ethanol. In dieser Ausführungsform
sind die Vollständigkeit
und chemische Selektivität
der Oxidation durch sorgfältiges
Auswählen
der MCPBA-Menge, mit der das Reaktionsgefäß beaufschlagt wird, optimiert
worden. Dadurch, daß man
ein Moläquivalent
MCPBA pro Anzahl der Mole Pyrmetazol einsetzt, werden nicht chemisch
selektive Oxidationen, übermäßig starke
Oxidationen und zu schwache Oxidationen vermieden, was zu weniger
Verunreinigungen und höheren
Ausbeuten führt.
In einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird die MCPBA-Konzentration in der Beaufschlagungslösung mit
einer neuen analytischen Methode berechnet, die auf der MCPBA-Oxidation
von 3-Methylisochinolin zu seinem N-Oxidderivat und anschließende quantitative
Bestimmung mittels HPLC beruht. Ohne diesen Assay gibt es keinen
praktischen Weg, einerseits übermäßig starke
Oxidation bzw. andererseits eine unvollständige Umwandlung des Pyrmetazols
in Omeprazol zu vermeiden.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erzielt man die Kontrolle über eine
lokalisierte übermäßig starke
Oxidation dadurch, daß man
das MCPBA unter der Oberfläche
zugibt, wodurch man den Eintritt der oxidierenden Lösung in
das Reaktionsgefäß an der
Spitze der Mischflügel
ermöglicht,
wobei gleichzeitig die Reaktionstemperatur kontrolliert wird. Dadurch,
daß man
diese neuen Merkmale in das Verfahren aufnimmt, wird sichergestellt,
daß Pyrmetazol
ohne Bildung von Sulfonnebenprodukten in Omeprazol umgewandelt wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurde die Isolation des Rohprodukts dadurch
verbessert, daß man
die rohe wäßrige Phase
nach Extraktion des Ansatzes vor dem Kristallisieren im Vakuum destilliert,
um den Großteil
des mit eingeschleppten Methylenchlorids oder Toluols aus dem Oxidationsschritt
zu entfernen. Die Konzentration des alkoholischen Lösungsmittels,
insbesondere des Ethanols, wird neu eingestellt, um ein gutes Kristallwachstum
während
des Rohkristallisationsschritts zu fördern. Bei dem Kristallisationsschritt
wird eine Neutralisierung in zwei Phasen durchgeführt, und
zwar entweder mit einem C1-3-Alkylformiat,
vorzugsweise Methylformiat, oder einer Lösung von Ameisensäure in wäßrigem Methanol oder
Ethanol, das bzw. die unter der Oberfläche durch ein Tauchrohr, das
sich in der Nähe
der Spitze des Schnellrührers
befindet und im rechten Winkel auf diese gerichtet ist, zugegeben
wird. Diese Art des Versetzens mit dem Methylformiat oder der Ameisensäurelösung sorgt
für ein
rasches Dispergieren des Neutralisationsmittels, was das Kristallwachstum
im Vergleich zu spontaner Kristallisationskeimbildung begünstigt.
Dadurch wird ein Einschluß von
Mutterlaugen in den Kristallen minimiert. Die Erniedrigung der Ammoniakkonzentration
im Vergleich zu der bei den Verfahren des Stands der Technik eingesetzten
Konzentration beim Waschen mit Ammoniakwasser, das für die Entfernung
von Farbstoffverunreinigungen des Rohprodukts erforderlich ist,
ermöglicht
eine weitere Verbesserung der Omeprazolausbeute.
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Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft den zum Schluß durchgeführten Aufreinigungsschritt.
Für den
Kristallisationsschritt verwendet man eine Mischung aus Methanol
und Wasser, und der Schritt wird dadurch eingeleitet, daß man wäßrige Essigsäure unter
der Oberfläche
zugibt und anschließend
mit Omeprazol animpft. Dieselbe Mischung aus Methanol und Wasser
wird als Verdrängungswaschflüssigkeit eingesetzt,
um Mutterlaugen und gelöste
Verunreinigungen zu entfernen und dabei gleichzeitig Löslichkeitsverluste
zu unterdrücken.
Auf diese Weise gelangt man zu wesentlichen Ausbeuteverbesserungen
ohne negative Auswirkungen auf die Produktqualität.
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Auf
diese Weise erhält
man kristallines Omeprazol in einer wesentlich verbesserten Ausbeute
und Reinheit. Das isolierte Material enthält keine chromatographisch
nachweisbaren Mengen an Resten von nichtalkoholischem organischem
Reaktionslösungsmittel
und weniger als 20 ppm Resten von Methanol als Kristallisationslösungsmittel.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nicht zutreffend
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung, Aufreinigung
und Isolation des Protonenpumpenhemmstoffs Omeprazol sowie neue
Zusammensetzungen davon. Omeprazol der Formel I wird dadurch hergestellt,
daß man
eine Lösung
von Pyrmetazol der Formel II, die auf -5 bis +5°C gekühlt und von einem pH-Wert von
5 bis 6 gepuffert ist,
mit einem
Moläquivalent
eines Oxidationsmittels pro Anzahl Mol Pyrmetazol, gelöst in einem
nichtalkoholischen organischen Reaktionslösungsmittel in Abmischung mit
einem alkoholischen Lösungsmittel,
umsetzt. Das alkoholische Lösungsmittel
stammt aus der Reihe Methanol, Ethanol, Isopropanol und 1-Butanol.
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In
einer Ausführungsform
des vorliegenden verbesserten Verfahrens enthält die gepufferte Lösung Kaliumhydrogencarbonat,
das Oxidationsmittel ist meta-Chlorperoxybenzoesäure und das nichtalkoholische
organische Reaktionslösungsmittel
ist Methylenchlorid oder Toluol, jeweils in Abmischung mit Ethanol.
Die Reaktion wird so durchgeführt,
daß sowohl
Vollständigkeit
als auch chemische Selektivität
der Oxidation optimiert sind. Um die Reaktion beinahe quantitativ
ablaufen zu lassen, muß jeglicher Überschuß des Oxidationsmittels, nämlich MCPBA,
minimiert werden. Die Lösung,
die das Oxidationsmittel enthält,
wird daher genau bestimmt, so daß das Reaktionsgefäß mit einer
genauen Menge an Reaktionsmittel beaufschlagt wird. Bei Verfahren
des Stands der Technik beruhte die zugesetzte MCPBA-Menge auf der
versuchsmäßig bestimmten
Anzahl des Anbieters. Da MCPBA-Feststoff aus Sicherheitsgründen ungefähr 15-25% Wasser enthält, ist
der Feststoff nicht homogen. Der Hersteller kann daher nur die durchschnittlichen
versuchsmäßig bestimmten
Ergebnisse MCPBA bereitstellen. Wird MCPBA aus unterschiedlichen
Behältnissen
und von unterschiedlichen Anbietern eingesetzt, so gelangt man zu
einem ungenauen MCPBA-Zusatz.
Es wurde daher ein neues Analyseverfahren entwickelt, um den MCPBA-Gehalt
in der Zugabelösung
zu bestimmen, um eine genaue Menge an Oxidationsmittel einzusetzen.
Nach diesem Assay wird ein Überschuß an 3-Methylisochinolin
(III) mit MCPBA in Toluol/Ethanol-Lösung
unter Bildung von 3-Methylisochinolin-N-oxid (IV) umgesetzt, und
zwar nach der folgenden Gleichung:
![Figure 00090001](https://patentimages.storage.googleapis.com/36/44/23/f9cce10d9b7936/00090001.png)
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Die
Reaktion läuft
rasch und quantitativ ab. Das restliche tertiäre Amin in dem Ansatz wird
mittels Umkehrphasen-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (RP-HPLC)
quantitativ bestimmt. Anhand der während der Reaktion verbrauchten
Aminmenge wird die Konzentration der MCPBA-Lösung berechnet.
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Ebenfalls
wichtig ist, daß sich
kein überschüssiges Oxidationsmittel
während
der Zugabe des Reagens ansammelt. Dies erzielt man am besten durch
eine MCPBA-Zugabe
unter der Oberfläche,
so daß die Lösung in
den Ansatz durch ein Tauchrohr, das sich in der Nähe der Mischschaufeln
befindet und im rechten Winkel auf diese gerichtet ist, gelangt.
Diese Art der Zugabe ermöglicht
ein sofortiges Dispergieren des Oxidationsmittels, wodurch eine
lokalisierte übermäßig starke
Oxidation eingeschränkt
wird.
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Die
chemische Selektivität
und das Ausmaß der
Oxidation werden auch dadurch gefördert, daß man die Reaktionstemperatur
kontrolliert, ohne daß das
Oxidationsmittel kristallisiert. Der optimale Temperaturbereich
beträgt
0-5°C für die Lösung des
Oxidationsmittels und -5 bis +5°C
für den
Ansatz während
der Zugabe. Höhere
Temperaturen, und zwar entweder der MCPBA-Lösung oder des Ansatzes, führen zu
einer gewissen Sulfonbildung. Ebenso unterdrücken wesentlich niedrigere
Temperaturen zeitweise die Oxidation, was zu einer lokalisierten
Akkumulation des Oxidationsmittels führt, die zu übermäßig oxidierten
Reaktionsprodukten führen kann.
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Nach
dem Versetzen der Lösung,
die das Oxidationsmittel enthält,
wird mit wäßriger Base,
zum Beispiel 50%iger NaOH oder KOH, versetzt, die Lösung wird
0,5-1,0 Stunden bei 0-5°C
altern gelassen, und die wäßrige Phase
wird von der organischen Phase abgetrennt. Um Restgehalte des nichtalkoholischen
organischen Reaktionslösungsmittels,
insbesondere Toluol oder Methylenchlorid, im Rohprodukt zu minimieren,
was sich als höhere
Gehalte an flüchtigem
nichtalkoholischem organischem Reaktionslösungsmittel im Reinprodukt
ausdrückt,
ist es wichtig, so viel wie möglich
mitgeschlepptes Toluol oder Methylenchlorid aus der wäßrigen Rohphase
zu entfernen. Das Ausgangsmaterial für Reste von Toluol oder Methylenchlorid
ist eine Emulsion, die dann gebildet wird, wenn der Rohansatz mit
wäßriger Base
aus Toluol oder Methylenchlorid extrahiert wird. Die Entfernung
von Lösungsmittelresten
kann durch 1-4stündige Vakuumdestillation
der wäßrigen Phase bei
einem Druck von 25-70 mm Hg und einer Temperatur von 15-35°C erfolgen.
In einem weiteren Beispiel wird 2 Stunden lang bei 50 mm Hg und
15°C destilliert.
Durch den Vakuumdestillationsvorgang wird der Toluol- oder Methylenchloridgehalt
vor der Kristallisation auf unter 400 ppm erniedrigt. Andere Möglichkeiten,
die Emulsion zu brechen und eine bessere Phasentrennung durchzuführen, sind
weniger wirksam; zu diesen zählen
Filtration der wäßrigen Rohphase
durch ein CeliteTM-Kissen, Verlängern der Absetzzeit und Versetzen
mit einem starken Elektrolyten.
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Da
der Destillationsvorgang auch zur Entfernung des Alkohols, insbesondere
des Ethanols, führt,
muß dessen
Konzentration wieder neu auf ungefähr 15% eingestellt werden,
um das Kristallwachstum während
des Rohkristallisationsvorgangs zu erleichtern. Ein niedrigerer
Gehalt an alkoholischem Lösungsmittel,
insbesondere Ethanol, führt
zu feineren Kristallen, die sich leichter während der sich anschließenden Waschschritte
lösen können, was
zu einer Verringerung der Ausbeute an Rohprodukt führt.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird nun die reaktive Kristallisation des Omeprazols
eingeleitet und unter kontrollierten Bedingungen aufrechterhalten. Über die
ersten 30 Minuten wird mit ungefähr
40% eines C1-3-Alkylformiat-Zusatzes, vorzugsweise
Methylformiat, versetzt, um den Ansatz von einem pH-Wert von 13,5
auf beinahe Übersättigung
bei einem pH-Wert von 10,6 bis 10,8 zu bringen. Der Methylformiatzusatz
erfolgt durch ein Tauchrohr, das sich an einem Ende verjüngt, wodurch
ein dünner
Strom erzeugt wird, und das sich in der Nähe der Spitze des Schnellrührers und
rechtwinklig dazu befindet. Diese Technik gewährleistet ein rasches Dispergieren
des Methylformiats, so daß der
Einschluß von
Verunreinigungen minimiert wird. Wird ein pH-Wert von 10,6-10,8
erreicht, so hört
man mit dem Methylformiatzusatz auf und der Ansatz wird zehn bis
zwanzig Minuten lang altern gelassen, um die Temperatur auf ungefähr 20°C abkühlen zu
lassen, wonach angeimpft wird. Es ist wichtig, das Animpfen zwischen
pH 10,6 und 10,8 durchzuführen.
Unter 10,6 kommt es zur spontanen Kristallisationskeimbildung mit
wenig Kristallwachstum, wenn kein ausreichend angeimpfter Hintergrund
vorliegt. Das Animpfen erfolgt mit reinem, gemahlenem Omeprazol
(100% gemäß HPLC),
und der Rest des Methylformiats wird unter der Oberfläche im Verlauf
von 6-8 Stunden zugegeben, um den pH-Wert auf 9,0-9,3 zu bringen.
Dieses Kristallisationsverfahren verbessert sowohl die Ausbeute
als auch die Reinheit des Produkts. Ohne an bestimmte Mechanismen
gebunden sein zu wollen, wird angenommen, daß die Verbesserung bezüglich der
Reinheit in erster Linie darauf beruht, daß man den Einschluß von Mutterlaugen
verhindert, und zwar dadurch, daß man das Kristallwachstum
gegenüber
der Kristallisationskeimbildung fördert. Rohomeprazol in diesem
Stadium enthält
gemäß Analyse
mittels Gas-Flüssigkeitschromatographie
weniger als 100 ppm an Resten von Toluol oder Methylenchlorid.
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Die
reaktive Kristallisation des Rohomeprazols kann auch dadurch erfolgen,
daß man
die wäßrige basische
Omeprazollösung
mit einer Lösung
von Ameisensäure
in wäßrigem Methanol
oder Ethanol, vorzugsweise einer Lösung von 20% (v/v) Ameisensäure in 25%igem
wäßrigem Methanol,
neutralisiert, wobei diese Lösung
unter der Oberfläche
wie im obigen Absatz beschrieben zugegeben wird. Es wird soviel
Ameisensäurelösung auf
diese Art und Weise zugegeben, daß der pH-Wert von ungefähr 13,5
auf beinahe Übersättigung bei
einem pH-Wert von 10,6 bis 10,8 eingestellt wird. Zu diesen Stadien
impft man mit reinem gemahlenem Omeprazol (100% gemäß HPLC)
an, und der Rest der Ameisensäurelösung wird
im Verlauf von 6-8 Stunden unter der Oberfläche zugegeben, um den pH-Wert auf 9,0-9,3
einzustellen. Dieses alternative Neutralisationsverfahren mit Ameisensäurelösung statt
Methylformiat führt
zu kristallinem Rohomeprazol mit größeren, einheitlicheren Kristallen.
Die durchschnittliche Partikelgröße der Omeprazolkristalle, die
bei der Neutralisation mit Ameisensäure erhalten werden, beträgt ungefähr 280 μm im Gegensatz
zu einer durchschnittlichen Partikelgröße von 180 μm, die bei Neutralisation mit
Methylformiat erhalten wird. Die größere Partikelgröße äußert sich
in einer wirksameren Zentrifugation bzw. Filtration, was zu einer
wesentlich verbesserten Produktivität im Produktionsmaßstab führt.
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Das
kristallisierte Rohprodukt, das durch Neutralisation entweder mit
Methylformiat oder mit Ameisensäure
erhalten wird, wird dann abfiltriert, mit 0-01-1,0%igem, vorzugsweise
0,1%igem, Ammoniakwasser und anschließend Methanol gewaschen.
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Das
feuchte Rohomeprazol wird dann dadurch gereinigt, daß man es
in 2:1-0,5-1 (v/v) Methanol-Wasser-Lösung, die die wäßrige Base,
vorzugsweise 50%ige NaOH oder KOH, enthält, bei 20°C löst, die basische Lösung auf
0-5°C kühlt, den
pH-Wert von >11,0
auf ungefähr
10,5 senkt, und zwar dadurch, daß man wäßrige Essigsäure, vorzugsweise
25%ige wäßrige Essigsäure, im
Verlauf von 30 Minuten unter der Oberfläche durch ein Tauchrohr mit
verjüngtem
Ende (Konfiguration des Geräts
wie bei Rohisolationsschritt), während
man die Temperatur bei 0-5°C
hält. Zu
diesem Zeitpunkt wird der Ansatz mit reinem Omeprazol (100% gemäß HPLC) angeimpft,
und man gibt weiter 25%ige wäßrige Essigsäure unter
der Oberfläche über einen
Zeitraum von 2-4 Stunden zu, bis ein pH-Wert von 9,0 erreicht wird.
Anschließend
wird der Ansatz 0,5-1,0, vorzugsweise 0,5, Stunden lang gealtert.
Nach der Alterung wird das Produkt geändert, mit derselben Methanol-Wasser-Mischung
gewaschen, um die Mutterlaugen, die die Verunreinigungen enthalten,
zu verdrängen,
und schließlich mit
kaltem Methanol gewaschen. Nach Trocknen im Vakuum unter Spülen mit
Stickstoff bei 30-50 mm Hg und bei einer Temperatur von 30-35°C erhält man reines
Omeprazol.
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Das
optimale Methanol-Wasser-Verhältnis
in diesem abschließenden
Aufreinigungsschritt beträgt
1:1. In früheren
Verfahren wurde ein höheres
Verhältnis
zwischen Methanol und Wasser eingesetzt. Dadurch, daß man den
Methanolanteil in der Lösungsmittelmischung,
die bei der Verdrängungswaschung
eingesetzt wird, erniedrigt, werden Löslichkeitsverluste minimiert
und werden die Ansprüche
der Aufreinigung erfüllt,
wodurch die Ausbeute am Endprodukt verbessert wird, ohne daß man Verluste
bei der Produktqualität
in Kauf zu nehmen braucht.
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Nach
dem verbesserten Verfahren der vorliegenden Erfindung erhaltenes
kristallines Omeprazol weist eine HPLC-Reinheit von 100% auf und
gemäß Gas-Flüssigkeitschromatographie
bei einer Nachweisgrenze von 3 ppm keine nachweisbaren Gehalte an
verschleppten Resten von Toluol oder Methylenchlorid aus dem Rohschritt.
In Verfahren des Stands der Technik erhielt man Omeprazol mit einem
Gehalt von 30-100 ppm von Resten von nichtalkoholischem organischem
Reaktionslösungsmittel,
nämlich
Toluol oder Methylenchlorid. Das Reinprodukt enthält weniger
als 20 ppm Methanolreste als das Kristallisationslösungsmittel.
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Für die Herstellung
von pharmazeutischen Zusammensetzungen in Einzeldosis von für die orale
Verabreichung kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Omeprazol mit einem festen pulverförmigen Träger wie Laktose, Saccharose,
Sorbit, Mannit, Stärke,
Amylopectin, Cellulosederivaten oder Gelatine sowie einem Antifriktionsmittel
wie Magnesiumstearat, Kalziumstearat und Polyethylenglykolwachsen,
vermischt werden. Anschließend
wird die Mischung tablettiert.
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Wünscht man
Filmtabletten, so kann der oben hergestellte Tablettenkern mit einer
konzentrierten Zuckerlösung,
die Gummi arabicum, Gelatine, Talk, Titandioxid enthält, oder
mit einem Lack, der in einem flüchtigen
organischen Lösungsmittel
oder Mischung von Lösungsmitteln
gelöst
ist, beschichtet werden. Zu dieser Beschichtung können verschiedene
Farbstoffe zugegeben werden, um zwischen Tabletten mit unterschiedlichen
Wirkstoffmengen unterscheiden zu können.
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Es
können
auch Weichgelatinekapseln, die eine Mischung an reinem, nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Omeprazol, und Pflanzenöl enthalten, hergestellt werden.
Hartgelatinekapseln können Granulate
des Wirkstoffs in Kombination mit einem festen pulverförmigen Träger wie
Laktose, Saccharose, Sorbit, Mannit, Kartoffelstärke, Maisstärke Amylopectin, Cellulosederivaten
oder Gelatine enthalten.
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Pharmazeutische
Tabletten zur oralen Verabreichung werden folgendermaßen hergestellt.
Die Feststoffe werden auf eine gewisse Teilchengröße gemahlen
oder gesiebt, und das Bindemittel wird homogenisiert und in einem
geeigneten Lösungsmittel
suspendiert. Das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte und feste Omeprazol und Hilfsstoffe werden mit der
Bindemittellösung
vermischt. Die erhaltene Mischung wird angefeuchtet, so daß man eine
einheitliche Suspension erhält,
die die Konsistenz von nassem Schnee aufweist. Durch das Anfeuchten
werden die Teilchen leicht aggregiert, und die erhaltene Masse wird durch
ein Edelstahlsieb mit einer Maschenweite von ungefähr 1 Millimeter
gepreßt.
Die Schichten der Mischung werden in sorgfältig überwachten Trockenschränken ungefähr 10 Stunden
lang getrocknet, um zu der gewünschten
Teilchengröße und -konsistenz
zu gelangen. Das Granulat der getrockneten Mischung wird gesiebt,
um jegliches Pulver zu entfernen. Diese Mischung wird mit Sprengmitteln,
Antifriktionsmitteln und Mitteln gegen das Kleben versetzt. Schließlich wird
die Mischung mit Hilfe eines Geräts
mit entsprechenden Stanz- und Preßeinrichtungen tablettiert,
um die gewünschte Tablettengröße zu erhalten.
Der angewandte Druck beeinflußt
die Größe der Tablette,
ihre Stärke
und ihre Fähigkeit,
sich in Wasser aufzulösen.
Der angewandte Verdichtungsdruck sollte im Bereich von 0,5 bis 5
Tonnen liegen. Die Tabletten, insbesondere rauhe oder bittere Tabletten,
können
mit einer Schicht aus Zucker oder einer anderen schmackhaften Substanz
beschichtet werden. Sie werden anschließend mit Hilfe von Maschinen
mit elektronischen Zähleinrichtungen
verpackt.
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Die
folgenden Beispiele erläutern
das erfindungsgemäße Verfahren
und sollen den Erfindungsumfang, der in den beigelegten Ansprüchen dargestellt
ist, nicht einschränken.
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BEISPIEL 1
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HPLC-Assay der MCPBA-Zugabelösung
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Schritt A. HPLC-Arbeitsparameter
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Die
Hochleistungsflüssigkeitschromatographie
wurde mit einer μBondapak
C-18-Säule
von Waters (4,6 × 300
mm, Teilchengröße 10 um)
mit den folgenden zusätzlichen
Parametern durchgeführt:
Mobile
Phase: A = Acetonitril; B = 0,1% H3PO4
Modus: Isokratisch 25%A/75%/B mit
einer Durchflußgeschwindigkeit
von 1,0 ml/min
Injektionsvolumen: 10 μl
Wellenlänge des
Detektors: 254 nm
Laufzeit: 32 min
Quantitatives Bestimmungsverfahren:
Fläche
gemäß elektronischer
Integration
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Ungefähre
Retentionszeiten:
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- 3-Methylisochinolin: 3,5 min
3-Methlisochinolin-N-oxid:
5,7 min
MCPBA: 11,4 min
Toluol: 25,1 min
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Schritt B.
Reagentien | |
Acetonitril (MeCN) | HPLC-Qualität |
Wasser: | HPLC-Qualität |
Phosphorsäure: | HPLC-Qualität |
3-Methylisochinolin: | 98% |
Probenverdünnungsmittel: | 50/50 (MeCN/0,1% H3PO4) |
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Schritt C. Herstellung des 3-Methylisochinolin-Standards
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20 ± 5 mg
3-Methylisochinolin (98%) wurde in einen 10-ml-Meßkolben gegeben und in 1,0
ml MeCN gelöst.
Man ließ 1,0
ml MCPBA auf Raumtemperatur erwärmen,
anschließend
wurde dieses vorsichtig in den Kolben pipettiert, und die Wände des
Kolbens wurden mit 1,0 ml MeCN gespült. Anschließend wurde
der Kolben mit Parafilm verschlossen und 5 Minuten mit Ultraschall
behandelt. Nach dem Abkühlen
wurden die Wände
des Kolbens mit 1,0 ml MeCN gespült
und der Kolben noch eine Minute mit Ultraschall behandelt. Anschließend wurde
der Ansatz vorsichtig mit Acetonitril bis zur Markierung aufgefüllt. 1,0
ml dieser Lösung
wurde in einen 25-ml-Meßkolben
pipettiert und mit dem Probenverdünnungsmittel aus Schritt B
bis zur Markierung verdünnt.
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Schritt D. Vorgehensweisen
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Das
HPLC-System wurde mindestens 10 Minuten lang unter der in Schritt
A angegebenen Mobilphasenbedingung equilibriert. Das Standardpräparat aus
Schritt C wurde zweimal eingespritzt und die durchschnittliche Flächenreaktion
für die
Peaks für
3-Methylisochinolin sollten innerhalb von ± 1% ihres Durchschnitts übereinstimmen.
Das Probenpräparat
wurde einmal eingespritzt.
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Schritt E. Berechnungen
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Die
Konzentration (mg/ml) der MCPBA-Lösung wurde mit der folgenden
Gleichung berechnet:
wobei:
- A =
- Flächenreaktion für das 3-Methylisochinolin
bei der Probenlösung
- B =
- Gewicht (mg) des 3-Methylisochinolins
im Probenpräparat
- As =
- Durchschnittliche
Flächenreaktion
des 3-Methylisochinolins für
die Standardlösung
- Cs =
- Konzentration des
3-Methylisochinolin-Standardpräparats
- 172,57
- Formelmasse für 3-Methylisochinolin
- 143,19
- Formelmasse für MCPBA
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Zur
Veranschaulichung des Assays wurde eine MCPBA-Probe von Spectrum
(Charge Nr. LF0102, 72,7% MCPBA) im Assay geprüft und man erhielt einen Wert
von 72,8% (Gew.-%) für
MCPBA.
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BEISPIEL 2
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Herstellung von Omeprazol mit Methylenchlorid
als Lösungsmittel
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Eine
Lösung
von Kaliumhydrogencarbonat (14,0 g, 0,140 mol, 1,2 Äquivalente)
in entionisiertem Wasser (115 ml) wurde zu einer Lösung von
Pyrmetazol (0,114 mol) in Methylenchlorid (170 ml) in einem Ein-Liter-Dreihals-Rundbodenkolben
gegeben, und der Ansatz wurde auf 0°C gekühlt. Es wurde eine Lösung von meta-Chlorperoxybenzoesäure (MCPBA)
(28 g, 0,114 mol, 1,0 Äquivalent)
in Methylenchlorid (51 ml) und Ethanol (13,3 ml) hergestellt und
nach dem in Beispiel 1 beschriebenen 3-Methylisochinolin/HPLC-Verfahren im
Assay getestet, um sicherzustellen, daß genau ein Moläquivalent
MCPBA eingesetzt wird. Anschließend wird
die Lösung
auf zwischen 0-5°C
abgekühlt
und unter der Oberfläche
direkt an der Spitze des Schnellrührers im Lauf von 2 Stunden
der Pyrmetazollösung
unter raschem Rühren
zugegeben. Die oxidative Umwandlung gemäß HPLC-Analyse betrug 99,8% ohne übermäßig starke
Oxidation zu Sulfon oder N-Oxiden. Kaltes entionisiertes Wasser
(115 ml, 5°C)
und 50%ige NaOH (15 ml) wurden dann zu dem Ansatz gegeben. Die Lösung wurde
30 Minuten lang bei 0-5°C
stehen gelassen und die Phasen trennten sich. Die Methylenchloridschicht
wurde verworfen und die wäßrige Schicht
wurde 2 h bei 15°C
im Vakuum (50 mm Hg) eingeengt, um den Großteil der Reste von Methylenchlorid
zu entfernen. Der Ethanolgehalt wurde dann wieder auf 15% v/v eingestellt.
Zu diesem Zeitpunkt betrug der Methylenchlorid-Restgehalt gemäß Analyse
durch Gas-Flüssigkeits-Chromatographie
weniger als 200 ppm.
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Das
Rohprodukt wurde anschließend
durch reaktive Kristallisation durch Versetzen mit Methylenformiat
unter der Oberfläche
isoliert. Ungefähr
40% der Methylformiatzugabe (ungefähr 6 ml) wurde während der ersten
dreißig
Minuten zugegeben, um den pH-Wert von ungefähr 13,5 auf 10,8 zu bringen.
Der Ansatz wurde ungefähr
zwanzig Minuten lang stehengelassen, um die Innentemperatur auf
ungefähr
20°C abkühlen zu
lassen. Der Ansatz wurde mit reinem Omeprazol (0,5 g) angeimpft,
und der Rest des Methylformiats (ungefähr 9 ml) wurde im Verlauf von
7 Stunden unter der Oberfläche
zugegeben, bis der pH-Wert 9,0 betrug. Das Rohprodukt wurde abfiltriert,
mit 0,1%igem Ammoniakwasser (50 ml) und anschließend mit Methanol (40 ml) gewaschen.
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Das
Rohrprodukt wurde in 1:1 Methanol/Wasser (270 ml) und 50%iger NaOH
(4 ml) in einem 500-ml-Dreihals-Rundbodenkolben
bei 20°C
gelöst.
Anschließend
wurde die Lösung
auf 0-5°C
gekühlt
und der pH-Wert wurde durch Zugeben von 25%iger Essigsäure im Verlauf
von 30 Minuten unter der Oberfläche
von >11,0 auf ungefähr 10,5
gebracht, wobei die Temperatur bei 5°C gehalten wurde. Der Ansatz
wurde mit reinem Omeprazol (0,5 g) angeimpft, und es wurde weiter
25%ige Essigsäure über einen
Zeitraum von 4 Stunden unter der Oberfläche zugegeben, bis man zu einem
pH-Wert von 9,0 gelangte. Nach dreißig Minuten wurde der erhaltene
Feststoff abfiltriert, und mit 1:1 Methanol/Wasser (30 ml) und schließlich mit
kaltem (5°C)
Methanol (30 ml) gewaschen. Nach Trocknen im Vakuum (50 mm Hg, 30-35°C) erhielt
man reines Omeprazol (100% gemäß HPLC-Analyse).
Die Ausbeute insgesamt betrug 92,7%. Der Restmethanolgehalt betrug
gemäß Gas-Flüssigkeits-Chromatographie 10
ppm, es war kein Methylenchloridgehalt nachweisbar (Nachweisgrenze 3
ppm).
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BEISPIEL 3
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Herstellung von Omeprazol
mit Toluol als Lösungsmittel
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Eine
Lösung
von Pyrmetazol (0,114 mol) in Toluol (310 ml) wurde in einem Ein-Liter-Dreihals-Rundbodenkolben mit
einer Lösung
von Kaliumhydrogencarbonat (14,0 g, 0,140 mol, 1,2 Äquivalente)
in entionisiertem Wasser (115 ml) versetzt und der Ansatz wurde
auf 0°C
abgekühlt.
Nach der Hydrogencarbonatzugabe wurde eine Lösung von meta-Chlorperoxybenzoesäure (0,114
mol, 1 Äquivalent)
in Toluol (53 ml) und Ethanol (20 ml) im Assay geprüft und wie
in Beispiel 2 zu der Pyrmetazollösung
gegeben. Die oxidative Umwandlung betrug 99,8% ohne übermäßig starke
Oxidation zu Sulfon oder N-Oxiden. Anschließend wurde kaltes entionisiertes
Wasser (145 ml, 5°C)
und 50%ige NaOH (12 ml) zu dem Ansatz gegeben. Die Lösung wurde
dreißig Minuten
lang bei 0-5°C
stehengelassen, und es fand Phasentrennung statt. Die Toluolschicht
wurde verworfen und die wäßrige Schicht
wurde 2 Stunden lang bei 15°C
im Vakuum (50 mm Hg) eingeengt, um den Großteil der Toluolreste zu entfernen.
Der Ethanolgehalt wurde dann auf 15% v/v eingestellt. Zu diesem
Zeitpunkt betrug der Toluolrestgehalt gemäß Analyse mittels Gas-Flüssigkeits-Chromatographie
weniger als 400 ppm.
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Das
Rohprodukt wurde anschließend
durch reaktive Kristallisation durch Versetzen mit Methylformiat unter
der Oberfläche
wie in Beispiel 2 beschrieben isoliert. Es wurde abfiltriert und
mit 0,1% Ammoniakwasser (50 ml) und anschließend Methanol (40 ml) gewaschen.
Das feuchte Rohprodukt wurde anschließend wie in Beispiel 2 beschrieben
zu reinem Omeprazol weiterverarbeitet. Die Ausbeute insgesamt betrug
93,8% mit einer HPLC-Reinheit von 100%. Der Restmethanolgehalt betrug
gemäß Gas-Flüssigkeits-Chromatographie 10 ppm,
es war kein Toluolgehalt nachweisbar (Nachweisgrenze 3 ppm).
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BEISPIEL 4
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Isolation von Rohomeprazol
durch reaktive Kristallisation mit Ameisensäure
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Die
wäßrige basische
Omeprazol-Lösung
wurde genau wie in Beispiel 3 bis zum Punkt der Kristallisation
des Rohprodukts hergestellt. Anschließend wurde eine Lösung von
Ameisensäure,
Methanol und Wasser im Verhältnis
20:20:60 zu der wäßrigen Lösung des
Rohprodukts unter der Oberfläche
bei Raumtemperatur zugegeben, um ein Kristallisieren zu bewirken.
Ungefähr
40% der Ameisensäurelösung wurden
im Verlauf der ersten 30 Minuten zugegeben, um den pH-Wert von ungefähr 13,5
einzustellen. Anschließend
wurde der Ansatz mit reinem Omeprazol (0,5 g) angeimpft, und der
Rest der Ameisensäurelösung wurde
unter der Oberfläche
im Verlauf von 7 Stunden zugegeben, bis der pH-Wert 9,0 betrug.
Das Rohprodukt wurde dann abfiltriert, mit 0,1%igem Ammoniakwasser
(50 ml bei 20°C)
und anschließend
Methanol (40 ml bei 5°C)
gewaschen und im Vakuum getrocknet (50 mm Hg, 34-35°C). Die Ausbeute
des Rohschritts betrug 95,4% mit einer HPLC-Reinheit von 99,9% und
einer Partikelgröße mit einem
Medianwert von 285 μm.
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BEISPIEL 5
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In
der folgenden Formulierung wird eine pharmazeutische Zusammensetzung,
die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellt ist, die Omeprazol als Wirkstoff enthält, veranschaulicht.
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Kapseln,
die 30 mg erfindungsgemäßes Omeprazol
enthalten, wurden aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Verbindung
von Beispiel 2 oder 3 | 300
Gramm |
Lactose | 700
Gramm |
Mikrokristalline
Cellulose | 40
Gramm |
Hydroxypropylcellulose
mit | 62
Gramm |
niedrigem
Substitutionsgrad | |
Dinatriumhydrogenphosphat | 2
Gramm |
Gereinigtes
Wasser | q.s. |
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Das
Omeprazol von Beispiel 2 oder 3 wurde mit den trockenen Bestandteilen
vermischt und mit einer Lösung
von Dinatriumhydrogenphosphat granuliert. Die feuchte Masse wurde
durch einen Extruder gepreßt und
in einem Wirbelbetttrockner sphäronisiert
und getrocknet. 500 g der Pellets wurden mit einer Lösung von Hydroxypropylmethylcellulose
(30 g) in Wasser (750 ml) in einem Wirbelbett-Beschichtungsgerät beschichtet.
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Nach
dem Trocknen wurden die Pellets mit einer zweiten Beschichtung wie
unten beschichtet:
Beschichtungslösung: | |
Hydroxypropylmethylcellulosephthalat | 70 Gramm |
Cetylalkohol | 4 Gramm |
Aceton | 200 Gramm |
Ethanol | 600 Gramm |
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Die
zum Schluß erhaltenen
beschichteten Pellets wurden in Kapseln gefüllt.