ES2228006T3 - Procedimiento de preparacion de un derivado heterociclico n-sustituido usando un catalizador de transferencia de fase. - Google Patents
Procedimiento de preparacion de un derivado heterociclico n-sustituido usando un catalizador de transferencia de fase.Info
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Abstract
Un procedimiento para la preparación de un compuesto de fórmula I **(Fórmula)** en la que R es n-butilo, que comprende las etapas de: a) hacer reaccionar clorhidrato de 2-n-butil-1-3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona de fórmula II **(Fórmula)** en la que R es n-butilo con un 4¿-(bromometil)[1, 1¿-bifenil]-2-carbonitrilo de fórmula III **(Fórmula)** en un solvente orgánico inmiscible con el agua en presencia de cloruro de metil-tributil amonio y y una solución acuosa de hidróxido de sodio o potasio; b) separar la fase orgánica; c) lavar la fase orgánica separada con agua; d) secar y filtrar la fase orgánica; e) evaporar la fase orgánica hasta un residuo oleoso.
Description
Procedimiento de preparación de un derivado
heterocíclico N-sustituido usando un catalizador de
transferencia de fase.
La presente invención se dirige a un
procedimiento para preparar el derivado heterocíclico
N-sustituido
4'-[[2-n-butil-4-oxo-1,3-diazaspiro[4.4]non-1-en-3-il]metilo][1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo
usando catálisis de transferencia de fase. Este compuesto es un
intermedio importante para la síntesis del compuesto final
2-n-butil-3-[[2'-(1H-tetrazol-5-il)[1,1'-bifenil]-4-il]metilo]-1,3-diazaspiro[4.4]non-1-en-4-ona
y sus sales, que son útiles como antagonistas del péptido hormonal
Angiotensina II.
La Angiotensina II es un péptido hormonal de
fórmula
H-Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-OH.
La Angiotensina II es un potente vasopresor y el
producto biológicamente activo del sistema renina - angiotensina. La
renina actúa sobre el angiotensinógeno del plasma para producir la
angiotensina I, que se convierte en angiotensina II por la acción
del enzima conversor de la angiotensina I. El compuesto final inhibe
la acción de la angiotensina II sobre sus receptores, y de esta
forma evita el incremento en la presión sanguínea que se produce
mediante la interacción hormona - receptor. De esta forma, es útil
para el tratamiento de la hipertensión y del fallo cardiaco.
El intermedio
4'-[[2-n-butil-4-oxo-1,3-diazaspiro[4.4]non-1-en-3-il]metilo][1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo,
que es útil en la síntesis del compuesto final
2-n-butil-3-[[2'-(1H-tetrazol-5-il)[1,1'-bifenil]-4-il]metilo]-1,3-diazaspiro
[4.4]non-1-en-4-ona
conocido por su nombre comercial (Irbesartan), puede fácilmente
convertirse en Irbesartan y sus sales de acuerdo con el
procedimiento descrito en la Patente de los Estados Unidos nº.
5.270.317. El compuesto Irbesartan antagoniza la acción de la
angiotensina II.
Se ha descrito en la Patente de los Estados
Unidos nº. 5.270.317 una ruta sintética para la preparación de
derivados heterocíclicos N-sustituidos. El
procedimiento de la Patente de los Estados Unidos nº. 5.270.317
implica hacer reaccionar un compuesto heterocíclico de fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
con un
(bifenil-4-il)metil derivado
de
fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
en la que R_{1}, R_{2},
R_{3}, R_{4}, R_{5}, y t, z y Hal tienen los significados que
se proporcionan en la mencionada Patente de los Estados Unidos nº.
5.270.317, en presencia de un solvente inerte tal como DMF, DMSO o
TF, con un reactivo básico, por ejemplo KOH, un alcoholato de metal,
un hidruro de metal, carbonato de calcio o trietilamina. Los
productos de la reacción se purificaron mediante
cromatografía.
Las Patentes de los Estados Unidos nº. 5.352.788,
y 5.559.233, y el Documento WO 91/14679 también describen una
alquilación idéntica del átomo de nitrógeno del compuesto
heterocíclico con el compuesto de halo-bifenilo
usando el mismo solvente inerte y los mismos reactivos básicos.
También, el Documento EP-0 475898
describe la alquilación del átomo de nitrógeno del heterociclo de la
fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
con un compuesto de
fórmula
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que X, R_{1}, Z_{1} y
Z_{6} tienen los significados que se dan en la presente invención,
en presencia de N,N-dimetilformamida y un reactivo
básico, tal como hidruros de metales alcalinos, por ejemplo, hidruro
de sodio o
potasio.
Todas las patentes anteriormente identificadas
describen la alquilación en solventes tales como
N,N-dimetilformamida o DMSO, etc. en presencia de un
reactivo básico, por ejemplo, un hidruro de metal o un alcoholato de
metal, etc. Las bases fuertes, tales como el hidruro de metal o el
alcoholato de metal requieren condiciones de reacción anhidras.
Puesto que la N,N-dimetilformamida se usa como
solvente, su eliminación requiere concentración a elevada
temperatura mediante destilación, que puede dar como resultado la
degradación del producto final. Ninguna de estas patentes describe
la alquilación usando un catalizador de transferencia de fase.
El Journal of Heterocyclic Chemistry, 21
477-480, 1984 describe la alquilación de
hidantoínas usando catálisis de transferencia de fase. Las
hidantoínas son por su naturaleza electrónica más ácidas que el
clorhidrato de
2-n-butil-1,3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona
usado en el procedimiento de la presente invención y por tanto,
existe una divergencia natural entre los dos compuestos.
La Patente de los Estados Unidos nº. 5.409.947
describe ciertos derivados de cicloheptimidazol que pueden
prepararse mediante la reacción de un derivado de cicloheptimidazol
específico con un determinado compuesto de halógenometil bifenilo en
presencia de una base y de un catalizador de transferencia de fase
tal como el hidrógeno sulfato de tetrabutil amonio.
Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters,
6, 923-928, 1996, se refiere a ligandos
macrocíclicas específicos de la quinazolinona. Una primera etapa de
su síntesis consiste en una alquilación de un N-átomo en un anillo
de imida de cierto derivado de quinazolinona mediante BrCH_{2}PhBr
en tolueno, en presencia de NaOH y BnNMe_{3}OH.
Heterocycles, 12,
1449-1451, describe la N-alquilación
de ciertas lactamas con haluros de alquilo específicos en un sistema
heterogéneo de dos fases sólido/ líquido que consiste en pulverizar
KOH y THF como solvente conjunto con bromuro de tetrabutil
amonio.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un procedimiento para la preparación del derivado
heterocíclico N-sustituido
4'-[[2-n-butil-4-oxo-1,3-diazaspiro[4.4]non-1-en-3-il]metilo][1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo
usando un catalizador de transferencia de fase.
Brevemente, por tanto, la presente invención se
dirige a un procedimiento para la preparación de
4'-[[2-n-butil-4-oxo-1,3-diazaspiro[4.4]non-1-en-3-il]metilo][1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo,
un intermedio de fórmula I:
en la que R es
n-butilo, que comprende las etapas
de:
a) hacer reaccionar un clorhidrato de
2-n-butil-1,3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona
de fórmula II
\vskip1.000000\baselineskip
en la que R es
n-butilo, con un
4'-(bromometil)[1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo
de fórmula
III
en un solvente orgánico inmiscible
con el agua en presencia de cloruro de
metil-tributil amonio y una solución acuosa de
hidróxido de sodio o
potasio;
b) separar la fase orgánica;
c) lavar la fase orgánica separada con agua;
d) secar y filtrar la fase orgánica;
e) evaporar la fase orgánica hasta un residuo
oleoso; y
f) cristalizar el residuo oleoso en un solvente
orgánico para dar el producto deseado de fórmula I.
Este procedimiento también resulta adecuado para
la preparación a gran escala del intermedio de fórmula I.
Con más detalle, la presente invención se dirige
a un procedimiento para preparar
4'-[[2-n-butil-4-oxo-1,3-diazaspiro[4.4]non-1-en-3-il]metilo][1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo,
un intermedio que tiene la siguiente fórmula
\hbox{estructural I:}
\vskip1.000000\baselineskip
en la que R es
n-butilo,
que comprende hacer reaccionar un clorhidrato de
2-n-butil-1,3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona
de fórmula II
en la que R es
n-butilo, con un
4'-(bromometil)[1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo
de fórmula
III
en presencia de cloruro de
metil-tributil amonio como catalizador de
transferencia de
fase.
De esta forma, de acuerdo con el procedimiento de
la presente invención, la alquilación del átomo de nitrógeno en la
posición 1 del clorhidrato de
2-n-butil-1,3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona
se lleva a cabo usando catálisis de transferencia de fase. Se dejan
reaccionar bajo las condiciones de la catálisis de transferencia de
fase los sustratos clorhidrato de
2-n-butil-1,3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona de fórmula II y 4'-(bromometilo)[1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo de fórmula III, con agitación vigorosa en un solvente orgánico volátil, inmiscible con el agua, en presencia de una cantidad catalítica de cloruro de metil-tributil amonio y una solución acuosa de hidróxido de sodio o potasio. La reacción transcurre a temperatura y presión ambiente durante dos o tres horas. Una vez que la mezcla de reacción se diluye con agua, si inicialmente hay menos agua presente, o cuando haya inicialmente más agua presente entonces no es necesario diluir la mezcla de reacción con agua. Las dos fases, esto es, la orgánica y la acuosa, se separan, y la fase orgánica se lava dos veces con agua. A continuación, la fase orgánica se seca, por ejemplo, con sulfato de sodio, se filtra y evapora hasta sequedad bajo presión reducida hasta un residuo oleoso. El residuo oleoso se cristaliza en un solvente orgánico para proporcionar el producto final deseado de fórmula (I). El producto final puede convertirse en su sal según los procedimientos conocidos en la técnica anterior.
2-n-butil-1,3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona de fórmula II y 4'-(bromometilo)[1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo de fórmula III, con agitación vigorosa en un solvente orgánico volátil, inmiscible con el agua, en presencia de una cantidad catalítica de cloruro de metil-tributil amonio y una solución acuosa de hidróxido de sodio o potasio. La reacción transcurre a temperatura y presión ambiente durante dos o tres horas. Una vez que la mezcla de reacción se diluye con agua, si inicialmente hay menos agua presente, o cuando haya inicialmente más agua presente entonces no es necesario diluir la mezcla de reacción con agua. Las dos fases, esto es, la orgánica y la acuosa, se separan, y la fase orgánica se lava dos veces con agua. A continuación, la fase orgánica se seca, por ejemplo, con sulfato de sodio, se filtra y evapora hasta sequedad bajo presión reducida hasta un residuo oleoso. El residuo oleoso se cristaliza en un solvente orgánico para proporcionar el producto final deseado de fórmula (I). El producto final puede convertirse en su sal según los procedimientos conocidos en la técnica anterior.
El solvente orgánico puede ser cualquier solvente
inmiscible con el agua, por ejemplo, diclorometano o tolueno. El
solvente de cristalización puede ser cualquier solvente orgánico que
ayude a la cristalización, tal como metil tert-butil
éter.
Los materiales de partida están fácilmente
disponibles, o pueden prepararse según los procedimientos conocidos
en la literatura, incluyendo las patentes anteriormente
mencionadas.
Una forma de realización preferida del
procedimiento comprende hacer reaccionar clorhidrato de
2-n-butil-1,3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona
y
4'-(bromometil)[1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo
en un solvente orgánico inmiscible con el agua, tal como
diclorometano o tolueno, en presencia de cloruro de metil tributil
amonio y solución acuosa de hidróxido de sodio o potasio, separando
la fase orgánica de diclorometano o tolueno, lavando la fase
orgánica separada con agua, secando la fase orgánica sobre un
desecante, filtrando la fase orgánica, evaporando la fase orgánica
hasta un residuo oleoso y finalmente, cristalizando el residuo
oleoso en un solvente orgánico, tal como metil tert
n-butil éter, para dar
4'-[[2-n-butil-4-oxo-1,3-diazaspiro[4.4]non-1-en-3yl]metilo][1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo.
Este compuesto es un intermedio en la síntesis del compuesto
2-n-butil-3-[[2'-(1H-tetrazol-5-il)[1,1'-bifenil]-4-il]metilo]-1,3-diazaspiro[4.4]non-1-en-4-ona,
conocido por su nombre comercial (Irbesartan), y se puede convertir
fácilmente en Ibesartan y sus sales de acuerdo con el procedimiento
descrito en la Patente de los Estados Unidos nº. 5.270.317. El
compuesto Irbesartan antagoniza la acción de angiotensina II.
De esta forma, la N-alquilación
mediante catálisis de transferencia de fase de acuerdo con el
presente procedimiento proporciona condiciones que son superiores y
ventajosas a las que las que se han descrito en la técnica anterior
para la N-alquilación sin la catálisis de
transferencia de fase. En el presente procedimiento no hay necesidad
de cromatografía, y el producto final se aisla rápidamente por
cristalización. Más aún, en el presente procedimiento no se
necesitan detalles especiales de manipulación, ya que no se usan ni
hidruro de sodio o potasio ni metóxido de sodio o potasio. Además,
el tiempo de reacción en el presente procedimiento es corto, y por
consecuencia da como resultado una productividad incrementada. Los
siguientes ejemplos ilustran la invención.
Una mezcla de 0,231 g (1,0 mmol) de clorhidrato
de
2-n-butil-1,3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona,
0,272 g (1,0 mmol) de
4'-(bromometil)[1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo,
24,4 \muL (0,075 mmol) de solución acuosa de cloruro de metil
tributilamonio al 75%, 2,0 mL de tolueno y 2,0 mL de solución acuosa
de hidróxido de sodio al 50% se agitó vigorosamente a temperatura
ambiente durante 2,2 horas. A continuación la mezcla de reacción se
diluyó con 2 mL de agua y se separaron las dos fases. La fase
orgánica se extrajo dos veces con 2 mL de agua, se evaporó bajo
vacío para dar 0,33 g (85,7%) del compuesto del título.
RMN 1H: d (delta) 7,8-7,2 (m,
8H); 4,8 (s, 2H); 2,4 (m, 2H); 2,0 (m, 8H); 1,6 (m,2H); 1,35 (m,
2H); 0,9 (t, 3H).
RMN 13C: d (delta) 186,7, 161,4, 144,6, 137,5,
137,1, 132,8, 129,9, 129,3 128,9, 128,1, 127,7, 127,0, 125,1, 118,5,
111,0, 76,5, 43,2, 37,3, 28,7, 27,7, 26,0, 22,2, 13,6.
Una mezcla de 37 g, (160 mmoles) de clorhidrato
de
2-n-butil-1,3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona,
1,7 mL de una solución acuosa de cloruro de metil tributil amonio al
75%, 125 mL de una solución acuosa de hidróxido de sodio al 33% (10
N) y 125 mL de cloruro de metileno se agitó vigorosamente a
temperatura ambiente durante cinco minutos. A esta mezcla
vigorosamente agitada se añadió una solución de 44,34 g (163, mmoles
determinado cuantitativamente mediante HPLC) de
4'-(bromometil)[1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo
en 400 mL de cloruro de metileno a lo largo de un periodo de 40 a
60 minutos. Después de esto, las fases se separaron, y la fase
orgánica se lavó dos veces con 100 mL de agua. A continuación, la
fase orgánica se evaporó bajo presión reducida para dar un residuo
oleoso. El residuo oleoso se disolvió en 250 mL de metil
butilo-terciario éter, y la el solución resultante
se trató con 110 mL de HCl concentrado a una temperatura inferior a
40ºC. A continuación, la mezcla bifásica se agitó durante 10
minutos, se dejó sedimentar, y las fases se separaron. La fase
acuosa ácida se lavó una vez con 150 mL de metil
butilo-terciario éter. A continuación, la fase
acuosa ácida se dividió en dos porciones iguales, y una porción se
usó para cristalización. Se añadieron a una porción agitada 25 mL de
DMF y 25 mL de metil butilo-terciario éter y 55 mL
de hidróxido de sodio acuoso al 33% a lo largo de un periodo de dos
a tres horas. Se dejó agitando la lechada durante toda la noche y, a
continuación, se añadió a la lechada un total de 50 mL de agua, y la
lechada se dejó agitando durante 45 minutos más. Después de esto,
la lechada se enfrió hasta 0ºC en un baño de hielo durante 35
minutos y se filtró. La torta húmeda remanente sobre el papel de
filtro se lavó con una mezcla de agua y metil
butilo-terciario éter de 90 mL/10 mL. A
continuación, la torta se secó en un horno de vacío a 40ºC y una
presión de 2,3 mm Hg para dar 23,3 g (rendimiento 75,4%) del
compuesto del título con un HI en HPLC de laboratorio de 99,8.
Una mezcla de 28,9 g (125 mmoles) de clorhidrato
de
2-n-butil-1,3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona,
1,3 mL de solución acuosa cloruro de metil tributil amonio al 75%,
90 mL de hidróxido de sodio acuoso (10 N) 33% y 90 mL de cloruro de
metileno se agitó vigorosamente durante 5 minutos a temperatura
ambiente y, a continuación se enfrió hasta 7-12ºC. A
esta mezcla vigorosamente agitada enfriada hasta
7-12ºC se añadió una solución de 36,04 g (132
mmoles, cantidad determinada de forma cuantitativa mediante HPLC) en
300 mL de cloruro de metileno de
4'-(bromometilo)[1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo
a lo largo de un periodo de 70 minutos. Después de esto, la mezcla
de reacción se dejó calentar hasta temperatura ambiente y se agitó
adicionalmente a temperatura ambiente durante media hora. A
continuación, se separaron las fases, y la fase orgánica se lavó dos
veces con 90 mL de agua. La fase orgánica se concentró bajo presión
reducida hasta el mínimo volumen de agitación, y se añadió metil
butilo-terciario éter. La concentración se continuó
hasta desplazar el diclorometano, y el producto se cristalizó a
partir de la solución de metil butilo-terciario
éter. Los cristales se recogieron sobre un filtro, se lavaron con
120 ml de metil butilo-terciario éter frío y se
secaron en un horno de vacío a 40ºC y presión de 3,1 mm Hg para dar
39,9 g (82.4%) del compuesto del título con un HI en el HPLC de
laboratorio de 99,8.
Claims (3)
1. Un procedimiento para la preparación de un
compuesto de fórmula I
en la que R es
n-butilo, que comprende las etapas
de:
a) hacer reaccionar clorhidrato de
2-n-butil-1-3-diazaspiro[4.4]nonan-4-ona
de fórmula II
en la que R es
n-butilo con un
4'-(bromometil)[1,1'-bifenil]-2-carbonitrilo
de fórmula
III
en un solvente orgánico inmiscible
con el agua en presencia de cloruro de
metil-tributil amonio y una solución acuosa de
hidróxido de sodio o
potasio;
b) separar la fase orgánica;
c) lavar la fase orgánica separada con agua;
d) secar y filtrar la fase orgánica;
e) evaporar la fase orgánica hasta un residuo
oleoso; y
f) cristalizar el residuo oleoso en un solvente
orgánico para dar el producto deseado de fórmula I.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en la
que el solvente orgánico inmiscible con el agua de la etapa (a) es
cloruro de metileno o tolueno.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en la
que el solvente orgánico de la etapa (f) es metil
tert-butil éter.
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