ES2288020T3 - Procedimiento para preparar ureas 1,3-disustituidas-4-oxociclicas. - Google Patents

Procedimiento para preparar ureas 1,3-disustituidas-4-oxociclicas. Download PDF

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Abstract

Un proceso para la fabricación de dihidrocloruro de 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-3-[4-(4-metil-1-piperazinil)butil]-2, 4-imidazolidindiona que comprende las etapas de: (Ia) hacer reaccionar 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-2, 4-imidazolidindiona con un reactivo de cadena de carbono C4 que contiene dos grupos salientes en presencia de una base suave y N-metilpirrolidona a temperaturas de 40 °C a 120 °C para formar un aducto que contiene un grupo saliente, y (Ib) condensar el aducto con N-metilpiperacina a temperaturas de 50 °C a 120 °C para formar una urea 1, 3-disustituida-4-oxocíclica; y (II) recuperar dicha urea 1, 3-disustituida-4-oxocíclica mediante las siguientes etapas: (IIa) añadir un codisolvente tal como metanol, etanol, acetona o mezclas de los mismos; (IIb) filtrar las sales precipitadas, añadir agua; (IIc) regular el pH con ácido clorhídrico, ajustando primero el pH de 4, 5 a 5 y regulando seguidamente el pH de 0 a 3; y (IId) filtrar el producto.

Description

Procedimiento para preparar ureas 1,3-disustituidas-4-oxocíclicas.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un proceso químico para elaborar dihidrocloruro de 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-3-[4-(4-metil-1-piperazinil)butil]-2,4-imidazolidindiona.
Antecedentes de la invención
El dihidrocloruro de 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-3-[4-(4-metil-1-piperazinil)butil]-2,4-imidazolidindiona (azimilida) se describe en la patente US-5.462.940, concedida en 1995 a Norwich Eaton Pharmaceuticals, Inc. En la patente US-5.462.940, concedida a Yu y col. el 31 de octubre de 1995, se describen dos métodos generales para este tipo de compuesto. Cada una describe una serie de reacciones que implican aislamiento de tres a cinco compuestos intermedios. Las desventajas de ambos métodos son el uso de hidruro de sodio muy inflamable y sensible a la humedad, mezclas de hidruro de sodio/DMF potencialmente explosivas, volúmenes excesivos de disolvente, yoduro de sodio y varias etapas de aislamiento. Las desventajas añadidas de un método son: el uso de un grupo protector de amina y la necesidad de una reacción de hidrogenación para su eliminación.
Resulta evidente en la técnica que sería ventajoso disponer de métodos más seguros, más productivos y más económicos para preparar azimilida. Especialmente, sería ventajoso reducir el número de etapas sintéticas, aumentar el rendimiento de la reacción (mayores concentraciones de reacción), eliminar una reacción de hidrogenación, eliminar un grupo protector de amina, obtener mayores rendimientos globales, poder procesar a gran escala y aislar mejor el producto final. Se ha descubierto sorprendentemente que las desventajas de la síntesis de estos compuestos de la bibliografía se pueden resolver llevando a cabo la secuencia de reacciones con una base suave tal como carbonato potásico para alquilación, eliminando el uso de yoduro de sodio para facilitar la alquilación del resto amina y utilizando disolventes tales como sulfóxido de metilo (MDSO) y N-metilpirrolidona (NMP) para permitir concentraciones de reacción considerablemente mayores y un mayor rendimiento y pureza del producto.
El asunto de esta patente es un proceso para elaborar azimilida en el que se sintetiza convenientemente en altos rendimientos, sin aislamiento de productos intermedios, alquilando en primer lugar la correspondiente urea 1-sustituida-4-oxocíclica con una cadena de carbono que contiene hasta dos grupos salientes para formar un aducto que se utiliza sin aislamiento para alquilar una amina y formar una urea 1,3-disustituida-4-oxocíclica que se hace reaccionar finalmente con un ácido para formar la sal deseada. El presente proceso permite la preparación de azimilida en condiciones de reacción que eliminan la necesidad de una etapa de hidrogenación y el uso de un grupo protector de amina. Este proceso permite mejores rendimientos y pureza del producto, mayor productividad y proporciona simplicidad sintética adicional para preparar estas clases de moléculas.
En particular, los procesos preferidos de la presente invención proporcionan una nueva metodología que es especialmente adecuada para el escalado y la fabricación de azimilida.
Sumario de la invención
La presente invención proporciona un proceso, según se expone en la reivindicación 1, para elaborar azimilida. La urea 1-sustituida-4-oxocíclica utiliza para elaborar azimilida es 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-2,4-imidazolidindiona.
Definiciones y uso de términos
A continuación se incluye una lista de las definiciones de las expresiones utilizadas en la presente memoria:
En la presente memoria, "ácido" significa un ácido inorgánico u orgánico. Un ácido inorgánico es un ácido mineral, tal como ácido sulfúrico, nítrico, clorhídrico y fosfórico. Un ácido orgánico es un ácido carboxílico orgánico, tal como ácido fórmico, ácido acético, ácido cloroacético, ácido dicloroacético, ácido propiónico, ácido benzoico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido succínico y ácido tartárico.
En la presente memoria, "aducto" significa un producto intermedio o producto de reacción química que contiene un grupo funcional recientemente instalado.
En la presente memoria, "alquilo" significa un sustituyente hidrocarbonado saturado, de cadena lineal o ramificada, sustituido o no sustituido.
En la presente memoria, "base" significa un reactivo básico que se añade a una mezcla de reacción para facilitar la alquilación de nitrógeno utilizando un agente alquilante. Las bases incluyen bases de tipo nitrógeno y bases inorgánicas tales como N,N-diisopropiletilamina, trietilamina, trimetilamina, 4-dimetilaminopiridina, piridina, hidruro de sodio, hidruro de potasio, carbonato potásico, carbonato sódico, bicarbonato potásico y bicarbonato sódico.
En la presente memoria, "halógeno" es un radical de tipo átomo de cloro, bromo, flúor o yodo. Halógenos preferidos son bromo y cloro.
En la presente memoria, "grupo saliente" significa cualquier sulfonato de alquilo o arilo sustituido o no sustituido o haluro de alquilo sustituido o no sustituido. Los sustituyentes preferidos son halógenos.
En la presente memoria, "metilen" es un radical -CH_{2}-.
En la presente memoria, "disolvente aprótico polar" es un disolvente que posee la propiedad de gran polaridad, aunque no tiene capacidad para donar un protón. Los disolventes apróticos polares preferidos incluyen N,N-dimetilformamida (DMF), N,N-dimetilacetamida (DMAC), N-metilpirrolidona (NMP) y sulfóxido de metilo (DMSO).
En la presente memoria, "volúmenes" se refiere a litros de disolvente indicado por kilogramo de material de partida.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se refiere a procesos para fabricar azimilida que se puede obtener en altos rendimientos, gran pureza de producto, alta productividad y con simplicidad sintética. La invención implica un procedimiento secuencial de hacer reaccionar una urea 1-sustituida-4-oxocíclica con un reactivo de cadena de carbono que contiene dos grupos salientes en un disolvente aprótico polar, en presencia de una base suave, hacer reaccionar además con una amina, precipitar sales con un codisolvente, filtrar y, finalmente, añadir un ácido y recuperar azimilida.
La primera alquilación tiene lugar a temperaturas de 40ºC a 120ºC, preferiblemente a aproximadamente 60ºC a 75ºC, en presencia de una base suave y N-metilpirolidona. La base que se puede utilizar se selecciona de aquellas que tienen sales fácilmente filtrables o eliminables de otro modo. Específicamente, las bases preferidas incluyen N,N-diisopropiletilamina, trietilamina, trimetilamina, 4-dimetilaminopiridina, piridina, hidruro de sodio, hidruro de potasio, carbonato potásico, carbonato sódico, bicarbonato potásico y bicarbonato sódico. Las bases más preferidas son carbonato potásico, carbonato sódico, bicarbonato potásico y bicarbonato sódico. La base más preferida es carbonato potásico, generalmente de 0,8 a 4,0 equivalentes, preferiblemente de 1,2 a 2 equivalentes, por mol de imidazolidindiona. Los reactivos de cadena de carbono preferidos se seleccionan del grupo que contiene grupos halógeno, incluyendo de forma no exclusiva, 1-bromo-4-clorobutano, 1,4-dicloro-butano o 1,4-dibromobutano; siendo más preferido 1-bromo-4-clorobutano. Los expertos en la técnica reconocerán que los alcoholes butílicos, sulfonilatos butílicos y tetrahidrofurano también se utilizan como reactivos de cadena de carbono. Generalmente, se utilizan de 0,8 a 2,5 equivalentes, preferiblemente de 1 a 1,2 equivalentes, por mol de imidazolidindiona. Los disolventes que se utilizan son DMF, DMAC, DMSO y NMP, preferiblemente NMP. Generalmente, se utilizan de 2 a 20 volúmenes, preferiblemente de 2,5 a 5 volúmenes, de NMP.
La urea 1-sustituida-4-oxocíclica es 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-2,4-imidazolidindiona.
La segunda alquilación tiene lugar a temperaturas de 50ºC a 120ºC, preferiblemente a aproximadamente 75ºC a 95ºC. La amina utilizada es N-metilpiperacina. Generalmente, se añaden de 0,8 a 5 equivalentes, preferiblemente de 1,2 a 3 equivalentes, de amina por mol de imidazolidindiona.
Después de la segunda alquilación, la mezcla de reacción se enfría a generalmente -10ºC a 50ºC, preferiblemente 5ºC a 35ºC. El codisolvente utilizado para precipitar las sales es generalmente acetona, metanol, etanol o mezclas de los mismos, preferiblemente acetona. Generalmente se utilizan de 0 a 20 volúmenes, preferiblemente de 6 a 10 volúmenes. Las sales insolubles se recogen mediante filtración y se lavan con codisolvente.
Se añade agua a la mezcla de reacción para preparar la formación de sal. Generalmente se utilizan de 0 a 5 volúmenes, preferiblemente de 0,5 a 2,8 volúmenes, de agua. El ácido que se utiliza para formar la sal deseada es ácido clorhídrico.
Generalmente el pH se controla en el intervalo de 3 a 7, preferiblemente pH de 4,5 a 5 para la nucleación con adición posterior de ácido a pH de 0 a 3 para precipitar dicha azimilida que se recoge mediante filtración con rendimiento de 80% a 90%.
La azimilida elaborada según el proceso de la presente invención es útil para el tratamiento de diversos trastornos médicos; incluyendo tales usos, aunque no de forma limitativa, usos como agentes antifibriladores y antiarrítmicos.
Los siguientes ejemplos no limitativos ilustran los procesos de la presente invención:
Ejemplo 1 Uso de dimetilformamida (DMF) como disolvente de reacción para la preparación de azimilida
Se carga un matraz de 12 l de tres bocas equipado con un termómetro, agitador mecánico, manta calefactora, condensador de reflujo y embudo adicional con DMF (4,77 l) y se calienta a 50ºC. Se añade 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-2,4-imidazolidindiona (597 g) y se continúa el calentamiento. Una vez completada la disolución, se carga carbonato potásico en el matraz y se continúa el calentamiento a 85ºC. Transcurridos 10 minutos, se añade 1-bromo-4-clorobutano (370 g) y se continúa el calentamiento a aproximadamente 100ºC. Transcurridos 35 minutos, se añade N-metilpiperacina (465 g) y se deja agitar la mezcla durante 1 hora a 100ºC. La mezcla de reacción se enfría a aproximadamente 10ºC y se filtra para eliminar insolubles. Se retira el DMF bajo presión reducida a 65-68ºC y se sustituye por etanol absoluto (3,6 l). La mezcla se calienta para disolver la base libre y se filtra para eliminar insolubles. El producto se precipita del etanol (6,0 l en total) con la adición de 418 g de ácido clorhídrico concentrado y, a continuación, se filtra para obtener 680 g del compuesto.
Ejemplo 2 Uso de sulfóxido de metilo (DMSO) como disolvente de reacción para la preparación de azimilida
Se carga un matraz de 500 ml y tres bocas equipado con un termómetro, agitador mecánico, manta calentadora, condensador de reflujo y embudo adicional con DMSO (200 ml) y 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-2,4-imidazolidindiona (20 g). Tras la disolución, se añade carbonato potásico (15,5 g) y 1-bromo-4-clorobutano
(13,6 g) y la mezcla se calienta a 70ºC durante 30 minutos. Se añade N-metilpiperacina (19,8 g) a la mezcla durante 15 minutos, mientras se calienta a 90ºC. Después de un total de 2 horas y 15 minutos, la mezcla de reacción se enfría a aproximadamente 30ºC y se añade metanol (200 ml). La mezcla se enfría a temperatura ambiente y se filtra para eliminar insolubles. El filtrado se acidifica con ácido clorhídrico concentrado a pH de 1 a 2. La mezcla se enfría a 15ºC y se filtra para obtener 30,4 g del compuesto.
Ejemplo 3 Uso de N,N-dimetilacetamida (DMAC) como disolvente de reacción para la preparación de azimilida
Se carga un matraz de 2 l de tres bocas equipado con un termómetro, agitador mecánico, manta calefactora, condensador de reflujo y embudo adicional con DMAC (200 ml), 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-2,4-imidazolidindiona (100 g), 1-bromo-4-clorobutano (59 g) y carbonato potásico (73 g). La mezcla se agita durante aproximadamente 100 minutos mientras se calienta a 70ºC. Se añade N-metilpiperacina (59,5 g) y la mezcla se agita durante un tiempo adicional de 3 horas, con calentamiento a 86ºC. La mezcla de reacción se enfría a 20ºC y se añade acetona (900 ml). La mezcla se filtra para eliminar insolubles. El filtrado se acidifica con ácido clorhídrico concentrado a pH de 1 a 2, se enfría a 15ºC y se filtra para obtener 122,7 g del compuesto.
Ejemplo 4 Uso de N-metilpirrolidona (NMP) como disolvente de reacción para la preparación de azimilida
Se carga un matraz de 5 l de tres bocas equipado con un termómetro, agitador mecánico, manta calentadora, condensador de reflujo y embudo adicional con NMP (1,2 l), 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-2,4-imidazolidindiona (300 g), 1-bromo-4-clorobutano (187 g) y carbonato potásico (219 g). La mezcla se agita durante aproximadamente 1 hora mientras se calienta a 70ºC. Se añade N-metilpiperacina (149 g) y la mezcla se agita durante aproximadamente 150 minutos con calentamiento a 90ºC. La mezcla de reacción se enfría a 20ºC y se añade acetona (2,4 l). La mezcla se filtra para eliminar insolubles. Se añade agua (0,42 l) al filtrado y la mezcla se calienta a 30ºC a 35ºC. La mezcla se acidifica con ácido clorhídrico concentrado a pH de 4,5 a 5, se siembra con producto, se agita durante 1 hora y, a continuación, se acidifica adicionalmente con ácido clorhídrico concentrado a pH de 0 a 3. La mezcla se enfría a 10ºC y se filtra para obtener 382,8 g del compuesto.
1

Claims (2)

1. Un proceso para la fabricación de dihidrocloruro de 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-3-[4-(4-metil-1-piperazinil)butil]-2,4-imidazolidindiona que comprende las etapas de:
(Ia)
hacer reaccionar 1-[[[5-(4-clorofenil)-2-furanil]metilen]amino]-2,4-imidazolidindiona con un reactivo de cadena de carbono C_{4} que contiene dos grupos salientes en presencia de una base suave y N-metilpirrolidona a temperaturas de 40ºC a 120ºC para formar un aducto que contiene un grupo saliente, y
(Ib)
condensar el aducto con N-metilpiperacina a temperaturas de 50ºC a 120ºC para formar una urea 1,3-disustituida-4-oxocíclica; y
(II)
recuperar dicha urea 1,3-disustituida-4-oxocíclica mediante las siguientes etapas:
(IIa)
añadir un codisolvente tal como metanol, etanol, acetona o mezclas de los mismos;
(IIb)
filtrar las sales precipitadas, añadir agua;
(IIc)
regular el pH con ácido clorhídrico, ajustando primero el pH de 4,5 a 5 y regulando seguidamente el pH de 0 a 3; y
(IId)
filtrar el producto.
2. El proceso según la reivindicación 2, en el que en las etapas:
(Ia)
la base suave se selecciona de bases que tienen sales fácilmente filtrables o eliminables de otro modo, seleccionándose dicha base preferiblemente del grupo que consiste en N,N-diisopropiletilamina, trietilamina, trimetilamina, 4-dimetilaminopiridina, piridina, hidruro de sodio, hidruro de potasio, carbonato potásico, carbonato sódico, bicarbonato potásico y bicarbonato sódico, y siendo aún más preferiblemente de 0,8 a 4,0 equivalentes de carbonato potásico por mol de imidazolidindiona;
\quad
el reactivo de cadena de carbono se selecciona del grupo que contiene grupos halógeno, alcoholes butílicos, butilsulfonatos y tetrahidrofurano, preferiblemente del grupo que consiste en 1-bromo-4-clorobutano, 1,4-dicloro-butano o 1,4-dibromobutano, aún más preferiblemente en una cantidad de 0,8 a 2,5 equivalentes por mol de imidazolidindiona;
\quad
el disolvente se selecciona del grupo que consiste en DMF, DMAC, DMSO y NMP, preferiblemente de 2 a 20 volúmenes de NMP;
(Ib)
la amina se selecciona del grupo que consiste en dimetilamina, dietilamina, N,N-bis-(2-hidroxietil)amina, isopropilamina, N-bencil-N-metilamina, N-(2-hidroxietil)-N-metilamina, N-metilpiperacina, morfolina, 4-hidroxipiperidina y N-metil-N-fenilamina, preferiblemente en una cantidad de 0,8 a 5 equivalentes por mol de imidazolidindiona;
(IIb)
se utilizan de 6 a 10 volúmenes de agua.
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