ES2222366T3 - Resolucion de aminotetralinas. - Google Patents

Resolucion de aminotetralinas.

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ES2222366T3 ES01927547T ES01927547T ES2222366T3 ES 2222366 T3 ES2222366 T3 ES 2222366T3 ES 01927547 T ES01927547 T ES 01927547T ES 01927547 T ES01927547 T ES 01927547T ES 2222366 T3 ES2222366 T3 ES 2222366T3
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Abstract

Un procedimiento de aislamiento de un estereoisómero de un compuesto amino carbocíclica de una mezcla que contiene dos o más de estos estereoisómeros, que comprende someter la mezcla a reacción con un agente acilante en presencia de la enzima Pseudomonas cepacia lipase para conseguir acilación selectiva de uno llamado estereoisómero mientras deja el otro llamado estereoisómeros sustancialmente sin cambiar, y separando el estereoisómero amino carbocíclico selectivamente acilado de la mezcla reacción.

Description

Resolución de aminotetralinas.
Campo de la invención
Esta invención hace referencia a la preparación de compuestos químicos orgánicos, en particular a la preparación de compuestos amino carbocíclicos. Más específicamente, se refiere a procedimientos de separación de estereoisómeros de compuestos amino carbocíclicos de una mezcla que contiene los distintos isómeros.
Antecedentes de la invención
Las aminas carbocíclicas, en las que un grupo amino primario o secundario está unido a un carbono de la estructura carbocíclica, comúnmente exhibe quiralidad, con uno de los estereoisómeros que tiene distinta utilidad, o un grado distinto de utilidad, respecto al otro. Por consiguiente hay una necesidad de disponer de procedimientos eficientes para la separación de estereoisómeros de aminas carbocíclicas.
Un tipo de aminas carbocíclicas que puede exhibir quiralidad son las aminotetralinas. Se sabe que varios compuestos 2-aminotetralinas ejercen efectos farmacológicos en el sistema nervioso del cuerpo de los mamíferos, uniéndose selectivamente a receptores 5-HT. Un compuesto tan específico, que promete ser un agente para el tratamiento de la enfermedad del Parkinson, es el N-0923, un compuesto 2-aminotetralinetiltiofeno quiral de fórmula:
1
La quiralidad en el C2 es importante en la actividad de éste y de modo parecido útil en las 2-aminotetralinas, y los procedimientos sintéticos para su producción tienen que ser capaces de producir el esteroisómero específico en forma sustancialmente pura. Una clave intermediaria en la síntesis química de compuestos como el N-0923 es el hidroclururo (S)-5-alcoxi-2-aminotetralina de fórmula I:
2
En el que R representa el alcoxi inferior (en el caso específico de la preparación del N-0923, R es un metoxi). Es necesario producir el enantiómero sustancialmente puro (S) de este compuesto intermediario, en la preparación del N-0923.
Breve referencia del estado de la técnica
Ames et al. J. Chem Soc (1965) 2636 describe la preparación de mezclas racémicas de 5-metoxi-2-aminotetralina mediante, primero, la reacción de 5-metoxi-2-tetralona con hidrocloruro de hidroxilamina e hidróxido de sodio para convertir el grupo 2-oxo a un grupo 2-hidroxilamina =N-OH) y, segundo, la hidrognación de este producto con hidrógeno sobre níquel Raney en presencia de amonio. No se tiene en cuenta la preparación de estereoisómeros específicos, o la separación de estereoisómeros, hasta que estos compuestos estén preparados como una parte de un esquema sintético donde el estéreo tiene específicamente poca importancia.
La patente norteamericana 5.300.437, Sterling et al., describe un procedimiento para síntesis estereoselectiva de aminas quirales, tales como 2-amino-5-metoxitetralina, en el cual una cetona correspondiente se pone en contacto con un ácido amino-omega transaminasa en presencia de un dador amino. Sin embargo, estas enzimas no se pueden conseguir con facilidad.
Tschaen et al., J. Org. Chem. 1995, 60, 4324-4330, publica, como parte de un esquema sintético para la preparación de compuestos de tetralina estéreoespecíficos sustituidos con N-heterociclos (MK-0499), una reducción quiral de 5-bromo-2-tetralona al correspondiente 2-alcohol quiral utilizando una levadura (Trichosporum capitatum), seguido de la conversión a la 2-azida y la reducción al 2-amino. Esta aproximación no es extrapolable, ya que la levadura no está disponible comercialmente.
La técnica anterior contiene otras publicaciones de la preparación de mezclas racémicas de aminotetralinas, seguidas de una resolución química donde, por ejemplo la patente norteamericana 4.968.837 Thanikavelu et al., publicada en fecha de 6 de noviembre de 1990, que muestra la resolución de aminotetralinas sustituidas con ácido diaroiltartárico; Sonesson et al. "Síntesis y evaluación de propiedades farmacológicas y farmacocinéticas de análogos de monopropil de 5-, 7-, y 8-[[(trifluoro,metil)sulfonil]oxi]-2-aminotetralinas: dopamina central y actividad del receptor de serotonina". J. Med. Chem. 1995, Vol. 38, páginas 1319-1329, que muestra la resolución de aminotretralinas sustituidas con 2-clocifos (un ácido fosfórico cíclico quiral); y Hillver et al. "(S)-5-fluoro-8-hidroxi-2-(dipropilamino)tetralina: un antagonista supuesto receptor 5-HT_{1A}". J. Med. Chem., 1990, Vol. 33, páginas 1541-1544, que publica la resolución de aminotetralinas sustituidas con ácido tartárico. Estos procedimientos son relativamente ineficientes, y relativamente caros de aplicar.
McDermed et al., "Sintésis y actividad dopaminérgica de (\pm)-, (+)-, y (-)-2-dipropilamino 5-hidroxi-1,2,3,4-tetrahidronaftaleno", J. Med. Chem. (1976), 19, 547, describe la resolución de derivados de aminotetralina, concretamente (\pm)-2-(N)-bencilamino 5-metoxitetralina, mediante reacción con (-)-ácido mandélico. Backthavachalan et al., "Sondas fluorescentes para receptores de dopamina: síntesis y caracterización de fluoresceína y conjugados 7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-il de ligandos de receptor D-1 y D-2", J. Med. Chem. (1991), 34, 3235 publica la resolución de 2-(N-bencilamino)-5-metoxitetralina mediante reacción con ácidos D- y L- ditoluoiltartárico. Estos procedimientos químicos de resolución requieren una recristalización reiterada del producto, haciendo disminuir el eventual rendimiento.
Resumen de la invención
El objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento novedoso y efectivo para la separación de isómeros (R) e isómeros (S) de aminas carbocíclicas, para una mezcla de éstos.
La presente invención proporciona un procedimiento de acilación enzimática selectiva de aminas carbocíclicas. Una mezcla de aminas carbocíclicas (S) y (R) está sujeta a reacción con un agente acilante en presencia del enzima quiroCLEC-PC (Pseudomonas cepacia lipase). El isómero (R) es acilado selectivamente mientras el isómero (S) permanece sustancialmente inafectado. Por consiguiente, después que la reacción haya transcurrido hasta un grado suficiente para su compleción, los dos isómeros se pueden separar uno del otro y del medio de reacción mediante procedimientos físicoquímicos estándar tales como cromatografía o extracción ácida. Entonces las reacciones químicas adicionales se pueden conducir a un isómero deseado (en la mayoría de casos el isómero (S)), hasta la exclusión del isómero no deseado, para obtener productos finales estereoespecíficos.
Así, según la presente invención, se proporciona un procedimiento de extracción de un estereoisómero de un compuesto amino carbocíclico de una mezcla que contiene dos o más de dichos estereoisómeros, que consiste en someter la mezcla por reacción con un agente acilante en presencia de la enzima Pseudomonas cepacia lipase para conseguir acilación selectiva de uno de dichos estereoisómeros sustancialmente sin cambiar, y separando el estereoisómero amino carbocíclico selectivamente acilado de la mezcla reacción.
Breve referencia de los dibujos
La figura simple que acompaña los dibujos es una representación en forma de diagrama de las incorporaciones preferidas del proceso de la presente invención.
Descripción de las incorporaciones preferidas
Las aminas carbocíclicas a las cuales el presente procedimiento se debe aplicar son compuestos carbocíclicos que tienen de 3 a 10 átomos de carbono con su estructura alicíclica, con un grupo amino directamente unido a un átomo de carbono de anillo para formar allí un centro quiral. La estructura alicíclica de 3 a 10 carbonos se puede fusionar a uno o más anillos carbocíclicos adicionales, alicíclicos o aromáticos, y dichos anillos alicíclicos y aromáticos pueden ser insustituibles, o sustituibles con uno o más sustituyentes como un alquil inferior, un alcoxi inferior, un halógeno, un ciano, un alquilcarbonil inferior, un alcoxicarbonil inferior y semejantes. ``Inferior en este contexto significa de C1 al C6, según el lenguaje químico normal.
Los compuestos preferidos a los cuales el procedimiento de la invención se aplica son aminotetralinas (1,2,3,4-tetrahidronaftalenos) que llevan uno o más de dichos sustituyentes en la parte aromática de la molécula. El compuesto preferido particularmente para el aislamiento según la presente invención es un estereoisómero de 5-metoxi-2-aminotetralina, más preferiblemente el estereoisómero (S), dado que éste es el compuesto estereoisómero específico útil como intermediario en la preparación del mencionado compuesto farmacéuticamente activo N-0923.
Los procedimientos de preparación de mezclas racémicas de aminotetralinas son conocidos en la técnica, y no constituyen una parte de la presente invención. La elección y dirección de dichos procedimientos se hace con la técnica conocida, y el procedimiento de la presente invención es aplicable a la separación de mezclas estereoisoméricas que resultan de algunos de estos procedimientos. Uno de dichos procedimientos para preparar 5-metoxi-2-aminotetralina es la reacción de 5-metoxi-2-tetralona (preparable a partir del 1,6-dimetoxinaftaleno disponible comercialmente por una reducción Birch) con amonio o una amina orgánica, seguida si es necesario por hidrogenación para convertir el grupo enamino o imino en el núcleo de la tetralina a un grupo amino libre.
La enzima Pseudomonas capacia lipase es conocida y está disponible comercialmente. Un suministro comercial del cual se puede obtener es Altus Biologics INC., bajo la marca comercial Quiro-CLEC-PC, microcristales unidos opuestos de la Pseudomonas cepacia.
El agente acilante utilizado en la presente invención puede ser cualquier agente acilante que sea soluble en el medio de reacción elegido (preferentemente en un disolvente aromático orgánico como el tolueno), y que sea capaz de acilar el grupo amino en la aminotetralina para convertirla en un grupo amida, bajo condiciones relativamente suaves. Los grupos acilantes preferidos son ésteres de alquil inferiores de ácidos grasos inferiores, por ejemplo el acetato de etil.
El isómero de aminotetralina selectivamente acilado así producido, por ejemplo la amida, tiene un peso molecular significativamente superior comparado con el isómero no acilado, y una naturaleza química significativamente alterada. En consecuencia, se puede separar por procedimientos físico-químicos estándar. Dichos procedimientos pueden ser cualquiera de los conocidos en la técnica que sean capaces de separar compuestos orgánicos en base a diferentes pesos moleculares, por ejemplo procedimientos cromatográficos, eluciones en gel, cristalizaciones fraccionales, destilación y semejantes. Como el compuesto amino sin cambiar mantiene las características básicas de su grupo amino, allí donde la amida formada como resultado de la acilación es neutral, los compuestos se pueden separar por extracción ácido base. Así, la extracción de la mezcla de aminotetralina y su isómero acilado con un ácido acuoso como el ácido clorhídrico hace que la aminotetralina se disuelva en la capa acuosa como la sal clorhídrica, mientras que el isómero acilado se mantiene disuelto en la fase orgánica.
La reacción de acilación enzimática selectiva según la invención se realiza convenientemente en solución en un disolvente orgánico como el tolueno, benzeno y semejantes, y a temperaturas a las cuales todos los reactivos permanecen en solución en la fase líquida y que no desnaturalicen la enzima. Las temperaturas entre de 0 a 40ºC son adecuadas, siendo la preferida la temperatura ambiente.
La figura adjunta en forma de diagrama ilustra el proceso. Un mezcla del isómero (S) de 5-metoxi-2-aminotetralina 10 y del isómero (R) de 5-metoxi-2.-aminotetralina 12 reacciona con acetato de etil en presencia de una cantidad catalítica de la enzima Pseudomonas cepacia lipase. Como resultado, el isómero (R) es selectivamente acilado en un grupo amino para dar amida derivada 14. Este derivado tiene un peso molecular significativamente incrementado, en comparación con el isómero (S) sin cambiar, permitiendo su separación, y a partir de la mezcla de reacción, mediante procedimientos cromatográficos.
La invención es descrita además, con finalidades ilustrativas, en los ejemplos siguientes:
Ejemplo 1
El catalizador quiroCLEL-PC (Pseudomonas cepacia lipase) (10 mg) estaba suspendido en tolueno (5 ml) y se agitó a temperatura ambiente hasta que se formó una suspensión uniforme. Se añadió una solución de 5-metoxi-2-aminotetralina (0,1179 g, 0,555 mmol) disuelta en tolueno (5 ml). Después de agitar durante 5 minutos, se añadió acetato de etil (0,12 g, 1,35 mmol). El análisis de las aminotetralinas no aciladas se efectúa por electroforesis por capilaridad utilizando el Sistema de Electroforesis por Capilaridad Beckman Coulter P/ACE DMQ. El análisis de la mezcla se consiguió cromatográficamente utilizando un tampón de separación 5% HS-\alpha-ciclodextrina en tubos de capilaridad eCAP (67 cm \times 50 \mum I.D.). Se observó que el control contenía un 70% de amonotetralina (S) y un 30% de (R). Después de aproximadamente 240 horas, había un 98% de (S) y quedaba un 2% de (R).
Ejemplo 2
El 2-amino-5-metoxitetralina racémico se preparó de 5-metoxi-2-tetralona por hidrólisis de un 2-(N-bencilamino)-5-metoxitetralina como se describe en la bibliografía (J. Med. Chem., 1976, 547). El rendimiento total de la tetralona en experimentos básicos fue cuantitativa (112%).
La quiroCLEL-PC (Pseudomonas cepacia lipase, Altus #20) (0,49 g) estaba suspendida en tolueno (50 ml) a temperatura ambiente. A ésta se añadió una solución de 2-amino-5-metoxitetralina (4,96 g, 28 mmol) en tolueno (50 ml). Después de agitar durante 5 minutos, se añadió acetato de etil (27ml, 10 eq.). La reacción fue controlada utilizando electroforesis por capilaridad (EC) (Beckman Coulter P/ACE MDQ Sistema de Electroforesis por Capilaridad) utilizando un tampón de separación 5% de HS-\alpha-ciclodextrina en unos Tubos de Capilaridad eCAP (67 cm \times 50 \mum I.D.). La reacción fue estimulada después de 168 h, cuando el cromatograma marcaba sólo un pico de material inicial, mediante filtración por la enzima. La mezcla de reacción fue evaporada por sequedad y se diluyó con CH_{2}Cl_{2} (100 ml). Los enantiómeros se separaron químicamente. La fase orgánica se lavó con 2 N HCl (3 \times 100 ml). La fase orgánica fue entonces secada (MgSO_{4}) y evaporada a sequedad para obtener un aceite verdoso en 3,57 g (58%). La capa acuosa se basificó con NaOH sólido y se extrajo a continuación con CH_{2}Cl_{2} (3 \times 100 ml). Después de secarlo (MgSO_{4}), el disolvente fue extraído para obtener un aceite amarillo. A este aceite, se le añadieron 20 ml de TBME y luego HCL/PA (3,94 M, 10 ml) para obtener 2,4 g (40%) de sólido rosado. Este sólido fue recristalizado utilizando EtOH/TBME para obtener 2,1 g (88%) de sólido blanco. El análisis EC para este material muestra el 100% del producto deseado. La pureza del HPLC (Zorbax SB-fenil) era del 98,5%.

Claims (10)

1. Un procedimiento de aislamiento de un estereoisómero de un compuesto amino carbocíclica de una mezcla que contiene dos o más de estos estereoisómeros, que comprende someter la mezcla a reacción con un agente acilante en presencia de la enzima Pseudomonas cepacia lipase para conseguir acilación selectiva de uno llamado estereoisómero mientras deja el otro llamado estereoisómeros sustancialmente sin cambiar, y separando el estereoisómero amino carbocíclico selectivamente acilado de la mezcla reacción.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la amina carbocíclica es un compuesto carbocíclico que tiene de 3 a 10 carbonos en estructura acíclica opcionalmente fusionado a uno o más anillos alicíclicos o carbocíclicos aromáticos adicionales, estando el grupo amino unido a un carbono alicíclico para formar en aquel punto un centro quiral.
3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que la amina carbocíclica es una aminotetralina, llevando así la parte del anillo aromático uno o más sustituyentes seleccionados de un alquil inferior, alcoxi inferior, halógeno, ciano, alquilcarbonil inferior y alcoxicarbonil inferior.
4. El procedimiento según la reivindicación 3, en el que el compuesto de aminotetralina es una aminotetralina alcoxi-sustiuida inferior.
5. El procedimiento según la reivindicación 4, en el que el compuesto de aminotetralina es 5-metoxi-2-aminotetralina.
6. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que el agente acilante es un éster de alquil.
7. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que el agente acilante es acetato de etil.
8. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que es llevado en solución en un disolvente orgánico aromático.
9. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el o cada estereoisómero no acilado es separado de la mezcla de reacción.
10. Procedimiento para la preparación del compuesto quiral 2-aminotetralin-etiltiofeno de fórmula (I):
3
comprendiendo dicho procedimiento una mezcla de reacción del isómero (S) de 5-metoxi-2-aminotetralina y el isómero(R) de 5-metoxi-2-aminotetralina con acetato de etil en presencia de la enzima Pseudomonas capacia lipase para lograr acilación selectiva del isómero (R) en el grupo amino, separando el isómero (S) no acilado y convirtiendo el isómero (S) no acilado en el llamado compuesto quiral 2-aminotetralin-etiltiofeno de fórmula (I).
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