ES2308465T3 - Proceso quimioenzimatico para la preparacion de escitalopram. - Google Patents
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Abstract
Un proceso para preparar escitalopram que comprende la resolución por medio de una esterasa de Aspergillus niger de una mezcla racémica de un compuesto que tiene la fórmula I (Ver fórmula) donde R representa un radical alquilo de C 1-C 4, o un radical arilo, para proporcionar el enantiómero (-) correspondiente que tiene la fórmula II (Ver fórmula)
Description
Proceso quimioenzimático para la preparación de
escitalopram.
La presente invención se refiere a un proceso
para preparar
1-(3-dimetilaminopropil)-1-(4'-fluorofenil)-1,3-dihidroisobenzofurano-5-carbonitrilo
enantioméricamente puro.
El compuesto mencionado anteriormente, cuya
fórmula estructural se expone a continuación,
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se sabe que es un principio activo,
más conocido como "citalopram", que se usa para la preparación
de composiciones farmacéuticas pensadas para el tratamiento de la
depresión.
El citalopram se describió por primera vez en la
solicitud de patente belga BE850401 (y en la correspondiente patente
americana US 4136193); un número de documentos de patentes se
refiere además a métodos para su prepara-
ción.
ción.
Al estar provisto de un centro quiral, el
citalopram generalmente se produce y comercializa en forma de una
mezcla racémica.
Como se explica en EP347066, el enantiómero
S(+), más conocido como escitalopram, es responsable de
prácticamente la totalidad de la actividad farmacológica del
citalopram racémico. La solicitud de patente europea EP347066
sustancialmente describe dos métodos para la preparación de
escitalopram.
El primer método toma como base
4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(hidroximetil)-benzonititrilo
racémico que se esterifica posteriormente con un cloruro de acilo
enantioméricamente activo, tal como cloruro de (+) ó
(-)-\alpha-metoxi-\alpha-trifluorometilfenilacetilo.
De cada cloruro de (+) y (-) acilo, se obtienen dos ésteres
diasteroisoméricos que se separan por medio de HPLC, obteniéndose de
esta manera un éster enantioméricamente puro; la posterior ciclación
en presencia de t-butóxido de potasio en tolueno
permite que se obtenga de cada éster el enantiómero puro del
citalopram.
El segundo método toma como base
4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(hidroximetil)-benzonititrilo
enantioméricamente puro (por ejemplo, (+)). Para obtener ese
producto enantioméricamente puro, se salifica la amina con un ácido
enantioméricamente activo, tal como, por ejemplo, ácido tartárico,
para proporcionar dos sales diasteroisoméricas que se pueden separar
por cristalización. El enantiómero puro que se libera de su sal se
esterifica para formar un éster particularmente lábil (por ejemplo,
con cloruro de sulfonil metano) que, con el uso de bases orgánicas
fuertes (por ejemplo, trietilamina), permite que se obtenga
citalopram enantioméricamente puro.
Otros métodos para preparar escitalopram se
describen, por ejemplo, en la patente americana US6365747, la
solicitud de patente americana US2003/0060641, y en las solicitudes
internacionales de patente WO 03/000672, WO03/006449 y
WO03/051861.
Sin embargo, los métodos descritos anteriormente
se caracterizan por el uso de ácidos enantioméricamente activos y/o
separaciones diasteroisoméricas mediante cristalización o por medio
de HPLC, que ponen límites en términos es escalabilidad del proceso
y rendimientos de reacción.
Ahora se ha descubierto un proceso nuevo que
permite la preparación de escitalopram con un alto nivel de pureza
enantiomérica y sin las desventajas de los procesos mencionados
anteriormente.
El proceso según la presente invención comprende
la resolución mediante la vía enzimática por medio de una esterasa
de Aspergillus niger de la mezcla racémica de un compuesto
que tiene la fórmula I
en donde R representa un radical
alquilo de C_{1}-C_{4} o un radical arilo para
proporcionar el correspondiente enantiómero (-) que tiene la fórmula
II
De hecho, se ha descubierto de forma
sorprendente, y constituye el objeto principal de la presente
invención, que, a diferencia de las esterasas generalmente conocidas
en la técnica, las esterasas de Aspergillus niger son capaces
de hidrolizar de forma selectiva solamente el enantiómero (+) de la
mezcla racémica (I), permitiendo por lo tanto que se recoja el
enantiómero (-) a altos niveles de rendimiento y pureza óptica.
El enantiómero (-) obtenido de esta manera se
puede convertir por lo tanto por medio de hidrólisis,
preferiblemente hidrólisis básica, en
(-)4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(hidroximetil)-benzonititrilo
que tiene la fórmula IV.
Este se puede convertir después en escitalopram
que tiene la fórmula V
por medio de la condensación de los
dos grupos hidroxilo usando métodos conocidos en la técnica, tal
como, por ejemplo, el método descrito en EP347066 (es decir,
procesamiento con CH_{3}SO_{2}Cl en presencia de Et_{3}N), que
se incorpora aquí por
referencia.
El diagrama de reacción, que comprende tanto la
resolución como la conversión a escitalopram, se expone en la figura
1.
\newpage
La mezcla racémica del compuesto que tiene la
fórmula (I) se puede preparar a su vez según métodos conocidos en la
técnica.
Por ejemplo, se puede preparar siguiendo las
instrucciones explicadas en EP171943, incorporada aquí por
referencia. EP171943 describe un método de síntesis que proporciona
dos reacciones de Grignard consecutivas en base a
5-cianoftaluro; la primera con bromuro de
4-fluorofenilagnesio y la segunda con cloruro de
3-(dimetilamino)propilmagnesio sobre el derivado de magnesio
obtenido de esta manera para obtener un intermediario de magnesio
que, tras hidrólisis ácida, lleva al precursor de citalopram al diol
que tiene la fórmula I'.
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Este intermediario se acila después
selectivamente en el hidroximetilo en posición 3 (del benzonitrilo)
según métodos conocidos en la técnica, por ejemplo, mediante
reacción con el anhídrido o el cloruro del ácido
correspondiente.
Según una forma de realización preferida, el
4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(hidroxime-
til)-benzonititrilo se acetila en el residuo de hidroximetilo usando cloruro de acetilo. Con respecto a esto, se usan de 5-20 moles de cloruro de acetilo, preferiblemente aproximadamente 17 moles, por mol de producto de partida; el producto de partida se añade preferiblemente al medio de reacción mientras se mantiene una temperatura preferida de entre 30 y 35ºC; una vez que han terminado las operaciones de adición, el compuesto 4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(aciloximetil)-benzonititrilo se aísla fácilmente según métodos conocidos en la técnica, por ejemplo, mediante evaporación a presión reducida.
til)-benzonititrilo se acetila en el residuo de hidroximetilo usando cloruro de acetilo. Con respecto a esto, se usan de 5-20 moles de cloruro de acetilo, preferiblemente aproximadamente 17 moles, por mol de producto de partida; el producto de partida se añade preferiblemente al medio de reacción mientras se mantiene una temperatura preferida de entre 30 y 35ºC; una vez que han terminado las operaciones de adición, el compuesto 4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(aciloximetil)-benzonititrilo se aísla fácilmente según métodos conocidos en la técnica, por ejemplo, mediante evaporación a presión reducida.
El paso de resolución se lleva a cabo de forma
ventajosa en un solvente constituido por una mezcla de un alcohol
(preferiblemente un alcohol de C_{1}-C_{4}, e
incluso más preferiblemente MeOH) y agua, preferiblemente en una
proporción de desde 0,5-1,5 a 1, incluso más
preferiblemente en una proporción de 1 a 1, realizada a una
temperatura preferida de desde 15-35ºC,
preferiblemente entre 20 y 25ºC.
El agua se usa de forma ventajosa en forma de un
tampón fosfato, preferiblemente un tampón de fosfato monobásico de
potasio.
El solvente se usa de forma ventajosa en una
cantidad de desde 3-5 litros, preferiblemente de
3,5-4 litros, por mol de sustrato.
Según una característica preferida, el compuesto
racémico que tiene la fórmula I se añade inicialmente al solvente a
un valor de pH básico, preferiblemente de aproximadamente 8, y se
lleva posteriormente a un valor de 6.
La enzima esterasa de Aspergillus niger,
preferiblemente inmovilizada sobre una resina, generalmente una
resina epoxi (Eupergit C), se añade después y se usa de forma
ventajosa en una cantidad de 2500-3200 unidades,
preferiblemente de 2800-2900 unidades, por mol de
sustrato.
La reacción de resolución se sigue por medio de
HPLC y se deja continuar hasta que se alcanza un rendimiento de
hidrólisis del 55%, nivel que se alcanza normalmente después de
aproximadamente de 70-80 horas; después, tras la
filtración, se lleva a cabo la extracción usando acetato de etilo
como solvente preferido y, tras la posterior evaporación y
cristalización adecuada usando una mezcla de éter dietílico/acetato
de etilo, se obtiene solamente el
(-)4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(aciloximetil)-benzonititrilo.
Empezando con este intermediario con referencia
a la patente EP347066, es posible, tras la hidrólisis y la posterior
terminación del ciclo, obtener solamente el escitalopram, obtenido
como base libre (V) o en forma de la sal de oxalato (VI).
Para los fines de la presente invención, los
términos "mezcla racémica", "racemato" y "compuesto
racémico" se pretende que se refieran no sólo a una mezcla 50:50
de dos enantiómeros individuales, sino también a una mezcla en la
que uno de los dos enantiómeros está presente en exceso con respecto
al enantiómero que queda.
Los ejemplos posteriores se pretenden solamente
a modo de ilustración y no se deben considerar que limiten la
invención.
Se colocaron 58,7 g de
4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(hidroximetil)-benzonititrilo
en una botella de 4 cuellos en una baño de agua entre 30 y 35ºC,
preferiblemente 35ºC, y se añadieron gota a gota 210 ml de cloruro
de acetilo (17 moles por mol de producto de partida) en este medio.
La mezcla se dejó con agitación durante 5 minutos, se transfirió a
una botella de 1 cuello y se evaporó a presión reducida. Se
obtuvieron 79,02 g de
4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(acetoximetil)-benzonititrilo
en forma de un residuo oleaginoso naranja. ^{1}H RMN
(DMSO-d6) \delta 7,9 (d, 1H), 7,8 (d, 1H), 7,75
(s, 1H), 7,2 (d, 2H), 7,1 (d, 2H) 6,2 (s, 1H), 5,2 (d, 1H), 4,8 (d,
1H), 3,0 (m, 2H), 2,60 (m, 6H), 2,3 (s, 2H), 1,9 (s, 3H), 1,7 (m,
1H), 1,4 (m, 1H).
Se disolvieron 10 g de
4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(acetoximetil)-benzonititrilo
(250 mM) en 52 ml de MeOH, al que se añadieron posteriormente 52 ml
de un tampón de fosfato monobásico de potasio 25 mM, pH 8.
El pH se llevó después a 6 llevando a cabo las
modificaciones adecuadas con HCl 2 N y compensando por el volumen de
HCl añadido con la misma cantidad en ml de MeOH para no cambiar la
composición de la solución. La temperatura de la solución se
controló de modo que estuviera en el orden de entre 20 y 25ºC.
Por último, se añadieron aproximadamente 75
unidades de un derivado de enzima esterasa que se obtiene de un
extracto crudo de lipasa de Aspergillus niger y que se
inmovilizó sobre una resina epoxi, tal como Eupergit C, según
procesos convencionales.
La reacción se llevó a cabo usando un titulador
automático para mantener el pH constante y se siguió por medio de
HPLC hasta que se obtuvo un nivel de hidrólisis del 55% (a partir de
70-80 horas), con el que se obtuvo el 99% e.e.
Al final de la reacción, la enzima se filtró y
se lavó con una cantidad mínima de solución
H_{2}O-MeOH (de 5-10 ml).
Se produjo la evaporación de la solución de
reacción a presión reducida y la fase acuosa, adecuadamente
basificada a pH 8,5, se extrajo con acetato de etilo
(aproximadamente 70 ml, 4 veces) en presencia de NaCl
(aproximadamente
5 g).
5 g).
La extracción se siguió por medio de HPLC según
las siguientes condiciones de análisis con una columna de HPLC de
Shimazu: AGP quiral 10 cm x 4 x 5 \diameter Eluyente: CH_{3}CN
al 2%, V 98% de tampón fosfato de potasio 10 mM
pH = 4,67.
pH = 4,67.
Flujo: 0,9 ml/min, detección UV/visible
(\lambda = 237 nm).
La fase orgánica que contenía
4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(aciloximetil)-benzonititrilo
y parte del diol se evaporaron a presión reducida. El producto crudo
de la reacción (8 g) se obtiene de esta manera y después tiene que
ser purificado mediante cristalización.
El producto crudo aislado mediante la reacción
precedente (8 g) se disolvió con éter dietílico (aproximadamente 40
ml), se añadió una cantidad mínima de acetato de etilo (0,1 ml) y el
total se calentó suavemente. Se obtuvo la precipitación de un sólido
mediante enfriamiento. El filtrado se sometió a una segunda
operación de cristalización y, tras el enfriamiento hasta
0-4ºC, se obtuvo la precipitación únicamente de
(-)4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(acetoximetil)-benzonititrilo
como un sólido blanco (2,2 g) con una pureza del 98% y con el 99,8%
e.e., [\alpha]_{D} = -39,87/-40,00. El sólido obtenido se
disolvió posteriormente en 175 ml de NH_{3} al 30% y en 100 ml de
MeOH, la solución se dejó con agitación durante aproximadamente 4
horas y se evaporó posteriormente para producir 1,9 g de
(-)4-(4-dimetilamino)-1-(4'-fluorofenil)-1-(hidroxibutil)-3-(hidroximetil)-benzonititrilo.
Claims (11)
1. Un proceso para preparar escitalopram que
comprende la resolución por medio de una esterasa de Aspergillus
niger de una mezcla racémica de un compuesto que tiene la
fórmula I
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
donde R representa un radical
alquilo de C_{1}-C_{4}, o un radical arilo, para
proporcionar el enantiómero (-) correspondiente que tiene la fórmula
II
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un proceso según la reivindicación 1,
caracterizado en que la resolución se lleva a cabo en un
solvente constituido por una mezcla de un alcohol y agua.
3. Un proceso según la reivindicación 2,
caracterizado en que el alcohol es un alcohol de
C_{1}-C_{4}, preferiblemente MeOH.
4. Un proceso según la reivindicación 2,
caracterizado en que el alcohol y el agua están presentes en
una proporción de desde 0,5-1,5 a 1 en volumen,
incluso más preferiblemente en una proporción de 1 a 1.
5. Un proceso según las reivindicaciones 2 a 4,
caracterizado en que el agua se usa en forma de un tampón
fosfato, preferiblemente un tampón de fosfato monobásico de
potasio.
6. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la
resolución se lleva a cabo a una temperatura de
15-35ºC, preferiblemente entre 20 y 25ºC.
7. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado en que el
solvente se usa en una cantidad de 3-5 litros,
preferiblemente de 3,5-4 litros, por mol de
compuesto que tiene la fórmula I.
8. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la
esterasa de Aspergillus niger está inmovilizada sobre una
resina, preferiblemente una resina epoxi.
9. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado en que la
esterasa de Aspergillus niger se usa en una cantidad de
2500-3200 unidades, preferiblemente de
2800-2900 unidades, por mol de compuesto que tiene
la fórmula I.
10. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado en que el
enantiómero (-) que tiene la fórmula II se convierte por medio de
una hidrólisis en benzonitrilo que tiene la fórmula IV,
que es posteriormente convertido en
escitalopram por medio de condensación de los dos grupos
hidroxilo.
10. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado en que el
compuesto que tiene la fórmula I se obtiene mediante acilación de un
compuesto que tiene la fórmula I'.
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