ES2333266T3 - Procedimiento para la preparacion de sal de acetato del ester metilico de (2r,3s)-3-fenilisoserina. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la preparación de sal de acetato del éster metílico de (2R,3S)-3-fenilisoserina (I) ** ver fórmula** que comprende las siguientes etapas: a) tratar la amida de treo-3-fenilisoserina racémica (VI) ** ver fórmula** con un ácido orgánico enantioméricamente puro para proporcionar una correspondiente sal de ácido correspondiente de amida de (2R,3S)-3-fenilisoserina; b) tratar la sal de ácido de amida de (2R,3S)-3-fenilisoserina con un ácido inorgánico fuerte en un disolvente prótico para proporcionar una sal de ácido inorgánico de amida de (2R,3S)-3-fenilisoserina; c) tratar la sal de ácido inorgánico de amida de (2R,3S)-3-fenilisoserina con ácido clorhídrico en un disolvente prótico, seguido por un tratamiento con ácido acético para cristalizar la sal de acetato del éster metílico de (2R,3S)-3-fenilisoserina (I).
Description
Procedimiento para la preparación de sal de
acetato del éster metílico de
(2R,3S)-3-fenilisoserina.
La presente invención se refiere a la
semisíntesis de taxanos, en particular a la preparación de la sal de
acetato del éster metílico de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
(I)
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un elemento estructural útil para
la síntesis de paclitaxel y
docetaxel.
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El paclitaxel (II) es un taxano diterpenoide,
que se produce de manera natural, presente a bajas concentraciones
en varias especies de tejo (género Taxus, familia
Taxaceae) de crecimiento lento, que se ha aprobado para el
tratamiento de sarcoma de Kaposi, cáncer de mama y cáncer de ovario
avanzado resistente al tratamiento.
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El docetaxel (III) es un taxano diterpenoide
sintético que se ha aprobado para el tratamiento de cáncer de mama,
cáncer de pulmón de células no pequeñas localmente avanzado o
metastásico (en combinación con cisplatino) y cáncer de próstata
(en combinación con prednisona).
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\newpage
Debido a la estructura compleja del núcleo de
taxano, la síntesis total de paclitaxel y docetaxel es muy larga y
costosa, por tanto no es adecuada para escala industrial. Hasta
ahora, la preparación a gran escala de estos compuestos se ha
llevado a cabo mediante semisíntesis a partir de materiales de
partida apropiados, tal como 10-desacetilbacatina
III (IV) (denominada a continuación en el presente documento
10-DAB III)
un precursor biogenético del
paclitaxel, y un precursor enantioméricamente puro de la cadena
lateral de 3-fenil-isoserenilo, en
el C-13. El documento US 2005/0049297, a nombre del
solicitante, da a conocer la reacción entre la
10-DAB protegida en la posición 7 con un compuesto
de fórmula
(V)
que se prepara a su vez a partir de
la sal de acetato del éster metílico de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
(I)
El compuesto (V) contiene un grupo protector de
nitrógeno que puede eliminarse fácilmente (el resto
2-nitrofenilsulfanilo) y por tanto puede usarse
para la síntesis tanto de paclitaxel como de docetaxel, que es en
efecto conveniente desde el punto de vista industrial.
En la bibliografía se notifican métodos para la
síntesis del éster metílico de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
enantioméricamente puro.
Natural Products Letters vol. 6, págs.
147-152 da a conocer la reacción de benzaldehído y
éster metílico del ácido cloroacético en presencia de metóxido de
sodio para dar éster metílico del ácido trans
3-fenilglicídico racémico, que se convierte en el
isómero racémico cis mediante la apertura del anillo de
epóxido con HCl gaseoso en benceno y el posterior cierre del
epóxido mediante tratamiento con Amberlite 400 (OH^{-}). El
cis-epóxido racémico se trata entonces con KOH en etanol para
dar la sal de potasio que se añade con HCl para liberar el ácido
cis-fenilglicídico racémico. El tratamiento con
D-(+)-efedrina proporciona una mezcla de sales
diastereoméricas, de la que puede recuperarse la sal de
(+)-efedrina del ácido
cis-(2R,3S)-3-fenilglicídico
con un rendimiento del 30% mediante cristalización fraccionada con
acetona. El tratamiento ácido de la sal de efedrina permite obtener
ácido fenilglicídico ópticamente activo, que puede tratarse con
amoniaco para proporcionar ácido de
(2R,3S)-3-fenilisoserina.
La ampliación a escala de este procedimiento es problemático
porque, tal como también informaron los autores, el ácido
cis-fenilglicídico es inestable y su resolución óptica es
satisfactoria sólo si se lleva a cabo rápidamente, lo que es
generalmente muy difícil de lograr a escala industrial.
Synthetic Communications, 31 (23),
3609-3615 (2001) da a conocer un procedimiento
similar para la obtención del éster metílico del ácido
cis-3-fenilglicídico racémico. Después de
esto, el método comprende tratar el éster metílico de ácido
cis-3-fenilglicídico racémico con amoniaco
para obtener amida de treo-3-fenilisoserina
racémica, que se hidroliza con hidróxido de bario para dar ácido de
treo-3-fenilisoserina y se benzoíla, para
dar ácido de
treo-N-benzoil-3-fenilisoserina
racémico. La mezcla racémica se resuelve mediante cristalización
fraccionada con S-(-)metilbencilamina para dar ácido de
(2R,3S)-N-benzoil-3-fenilisoserina.
Este compuesto no es adecuado para la producción de éster metílico
de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
(I), porque la eliminación del grupo benzoílo requiere condiciones
drásticas (por ejemplo, HCl 6 N, reflujo, 48 horas) y puede afectar
a la estereoquímica de la molécula.
En el documento US 6.025.516, el éster metílico
del ácido trans-3-fenilglicídico racémico se
hace reaccionar con amoniaco para producir amida de
erythro-3-fenilisoserina racémica, que se
trata con un agente de resolución tal como ácido tartárico,
dibenzoiltartárico, láctico, mandélico o canforsulfónico para dar
una mezcla de sales diastereoméricas. La amida de
(2S,3S)-3-fenilisoserina
puede recuperarse en forma enantiomérica pura después de la
recristalización en disolventes adecuados. Sin embargo, el centro
estereogénico C-2 está todavía en la configuración
S y son necesarias etapas adicionales para la inversión de la
configuración: el grupo amino debe protegerse con un resto acetilo
y el grupo 2-OH debe convertirse en su derivado
metanosulfónico para proporcionar un compuesto de oxazolina, que se
trata con HCl en etanol para dar el éster metílico del ácido
(2R,3S)-3-fenilisoserina
deseado.
Kearns J et al.: Tetrahedron Letters,
35(18), 1994, 2845-2848 da a conocer una
síntesis de (2R,3S)-fenilisoserina mediante
reducción catalizada por levaduras para introducir un segundo centro
quiral.
Wuts PMG et al: Tetrahydron II (2000)
2117-2123 da a conocer la síntesis de
(2R,3S)-isobutil-fenilisoserina
mediante reducción enzimática de
2-cloro-3-fenil-3-oxo-propionato
de etilo.
Por tanto, existe todavía la necesidad de un
procedimiento mejorado para la preparación de éster metílico de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
que supere los inconvenientes mencionados anteriormente.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la preparación de la sal de acetato del éster
metílico de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
(I)
que comprende las siguientes
etapas:
a) resolver la amida de treo
3-fenilisoserina racémica (VI)
con un ácido orgánico
enantioméricamente puro para proporcionar una correspondiente sal de
ácido de amida de
(2R,3S)-3-fenilisoserina;
b) tratar la sal de ácido orgánico de amida de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
con un ácido inorgánico fuerte en un disolvente prótico para
proporcionar una sal de ácido inorgánico de amida de
(2R,3S)-3-fenilisoserina;
c) tratar la sal de ácido inorgánico de amida de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
con ácido clorhídrico en un disolvente prótico, seguido por un
tratamiento con ácido acético para cristalizar la sal de acetato del
éster metílico de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
(I).
La etapa (a) se lleva a cabo preferiblemente
usando ácido (+)-tartárico enantioméricamente puro o
un derivado del mismo, tal como ácido
(-)-dibenzoiltartárico, en etanol como disolvente a
la temperatura de reflujo. El clorhidrato de amida de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
y las sales de amida de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
con ácido tartárico o dibenzoiltartárico son novedosas y son un
objeto adicional de la presente invención.
La etapa (b) se lleva a cabo preferiblemente
usando ácido sulfúrico o clorhídrico en etanol como disolvente a
una temperatura entre 40 y 45ºC. El tratamiento con ácido
clorhídrico o ácido sulfúrico en la etapa c) se lleva a cabo
preferiblemente en metanol como disolvente a temperatura ambiente, y
la cristalización del producto final se lleva a cabo
preferiblemente usando una mezcla de acetato de etilo y heptano como
disolvente. La sal de acetato del éster metílico de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
(I) tiene una pureza enantiomérica y cromatográfica de más del
99,0%.
La amida de
treo-3-fenilisoserina racémica (VI) puede
prepararse tal como se describe, por ejemplo, en Synthetic
Communications, 31 (23), 3609-3615 (2001),
mediante tratamiento del éster metílico del ácido
cis-3-fenilglicídico racémico (VIIa).
con amoniaco gaseoso en
metanol.
El éster metílico del ácido
cis-3-fenilglicídico racémico (VIIa) puede a
su vez prepararse según métodos conocidos, por ejemplo tal como se
describe en Natural Product Letters vol. 6,
págs.147-152. Según una realización preferida de la
invención, después de la reacción de Darzen entre el benzaldehído y
el éster metílico del ácido cloroacético para formar el éster
metílico del ácido trans-3-fenilglicídico
racémico (VIIb)
el compuesto (VIIb) se trata con un
hidrácido halogenado anhidro en un disolvente aprótico aromático
para dar una treo-halohidrina racémica
(VIII)
en la que X representa un átomo de
halógeno
que se convierte en el compuesto (VIIa) mediante
tratamiento con una base orgánica o inorgánica, preferiblemente
carbonato de sodio en agua.
El procedimiento de la invención es
particularmente ventajoso desde el punto de vista industrial, puesto
que permite llevar a cabo directamente la resolución de la amida de
treo-fenilisoserina de una manera más sencilla que los
procedimientos de la técnica anterior, en particular el
procedimiento del documento US 6.025.516, que requiere la inversión
de la configuración del centro estereogénico en la posición 2.
Los siguientes ejemplos ilustran la invención en
mayor detalle.
Preparación
1
Se enfrió una mezcla de benzaldehído (212,0 g,
2,0 moles) y cloroacetato de metilo (282,0 g, 2,6 moles) en metanol
(320,0 g) hasta 0ºC bajo nitrógeno. Se añadió metóxido de sodio
(446,0 g de una disolución en metanol al 30% en peso, 2,5 moles)
durante un periodo de 2 horas y se agitó la mezcla durante 60
minutos más a 0ºC. Entonces se dejó que la mezcla alcanzara 22ºC y
se agitó durante 2 horas más a esta temperatura. Después de la
adición lenta de ácido acético (30,0 g, 0,5 moles), se añadió
tolueno (465,0 g) y agua (670,0 g) consecutivamente. Se separó la
fase acuosa y se destiló la fase orgánica con el fin de extraer el
agua y el metanol. Después de la extracción de 170,0 g de
destilado, se dejó enfriar la mezcla hasta 25ºC. Se añadió HBr
(120,0 g, 1,5 moles) durante un periodo de 4 horas, manteniendo la
temperatura a 25ºC. Después de la finalización de la adición, se
añadió gota a gota una mezcla de 15,0 g de bicarbonato de sodio en
300,0 g de agua, manteniendo la temperatura entre 25 y 30ºC.
Entonces se separó la fase acuosa, se añadió tolueno (175,0 g) y se
separaron mediante destilación 115,0 g de tolueno con el fin de
eliminar la humedad. Se enfrió la mezcla hasta 20ºC y se añadieron
tolueno (115,0 g) y heptano (260,0 g) consecutivamente. Después de
sembrar con 0,5 g de éster metílico del ácido
3-bromo-2-hidroxi-3-fenil-propiónico
racémico, se enfrió la mezcla lentamente hasta 0ºC y se agitó
durante 3 horas más. Se separó mediante filtración el producto
precipitado, se lavó con 200,0 g de heptano y se secó a vacío a
45ºC. Rendimiento: 234,0 g (0,9 moles, 45%)
^{1}H-RMN CDCl_{3}
(\delta): 3,23 (1H), 3,79 (3H), 4,40 (1H), 5,31 (1H), 7,22 (3H),
7,48 (2H).
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Se suspendió el éster metílico del ácido
3-bromo-2-hidroxi-3-fenil-propiónico
racémico (VII) (259,1 g, 1,0 moles) en agua (700,0 g) y se calentó
la mezcla hasta 50ºC. Se añadió lentamente una disolución de
carbonato de sodio (112,4 g) en agua (660,0 g), durante un periodo
de 1 hora. Se agitó la mezcla durante 60 minutos más y se añadió
tolueno (365,0 g) permitiendo que la mezcla se enfriara hasta
temperatura ambiente. Se separó la fase acuosa y se lavó el residuo
orgánico con agua (180,0 g). Se separó la fase orgánica y se
concentró a vacío, obteniendo el producto como un aceite.
Rendimiento: 157,4 g (0,88 moles, 88%).
^{1}H-RMN CDCl_{3}
(\delta): 3,58 (3H), 3,83 (1H), 4,290 (1H), 5,01 (3H), 7,39
(5H).
\vskip1.000000\baselineskip
Preparación
3
Se disolvió éster metílico del ácido
cis-3-fenilglicídico racémico (VIII) (430,0
g, 2,41 moles) en metanol (2000,0 g), entonces se añadieron
lentamente 400,0 g de amoniaco gaseoso (23,5 moles) manteniendo la
temperatura a 25ºC y se calentó la mezcla hasta 60ºC y se agitó
durante 18 horas más. Entonces se enfrió la suspensión resultante
hasta 10ºC y se agitó durante 60 minutos más. Se separó mediante
filtración el producto, se lavó con 200,0 g de metanol y se secó a
vacío a 55ºC. Rendimiento: 324,4 g (2,1 moles, 75%).
^{1}H-RMN
d_{6}-DMSO (\delta): 1,79 (2H), 3,88 (1H), 4,12
(1H), 5,35 (1H), 7,25 (7H).
\vskip1.000000\baselineskip
Preparación
4
Se suspendieron la amida de
treo-3-fenilisoserina racémica (IX) (120,0 g,
0,67 moles) y el ácido (-)-dibenzoiltartárico
(240,1 g, 0,67 moles) en etanol (1080,0 g). Se sometió a reflujo la
suspensión durante 2 horas, entonces se enfrió hasta temperatura
ambiente y se agitó durante 60 minutos más. Se separó mediante
filtración el producto, se lavó con etanol (400,0 g) y secó a vacío
a 50ºC. Rendimiento: 180,6 g (0,34 moles, 50%).
^{1}H-RMN CD_{3}OD
(\delta): 4,36 (1H), 4,55 (1H), 5,92 (2H), 7,42 (91H), 7,63 (2H),
8,15 (4H).
\vskip1.000000\baselineskip
Preparación
5
Se suspendió la sal del ácido
dibenzoil-tartárico de amida de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
(X) en etanol (535,0 g) y se calentó la mezcla hasta 42ºC. Entonces
se añadieron lentamente 46,2 g de ácido clorhídrico concentrado
(32%) a la suspensión manteniendo la temperatura a aproximadamente
45ºC. Después de finalizar la adición, se enfrió la mezcla hasta
0ºC durante un periodo de 1 hora, y se agitó durante 1 hora más. Se
separó mediante filtración el producto, se lavó con etanol (100,0 g)
y se secó a vacío a 80ºC. Rendimiento: 60,5 g (0,28 moles,
82,0%).
^{1}H-RMN
d_{6}-DMSO (\delta): 4,21 (1H), 4,39 (1H), 6,57
(1H), 7,40 (5H), 8,54 (3H).
\newpage
Preparación
6
Se suspendió el clorhidrato del éster metílico
de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
(XI) (20,0 g, 0,092 moles) en metanol (140,0 g). Se añadieron
lentamente 7,0 g de HCl gaseoso, manteniendo la temperatura a
aproximadamente 25ºC. Después de finalizar la adición, se calentó
la mezcla a reflujo durante 3 horas más. Después de separar
mediante destilación 85,0 g de metanol, se enfrió la mezcla hasta
temperatura ambiente. Después de la adición de 220,0 g de acetato
de etilo, se añadieron 20,0 g de trietilamina (0,2 moles),
manteniendo la temperatura a 25ºC. Después de la destilación de
195,0 g de disolvente, se añadieron 195,0 g más de acetato de etilo.
Se filtró la suspensión a 50ºC y se lavó el residuo con 50,0 g de
acetato de etilo. Se enfrió el filtrado a 40ºC y se añadieron
lentamente 9,0 g de ácido acético (0,15 moles) hasta la formación de
un precipitado. Se enfrió la mezcla hasta 0ºC y se agitó durante 2
horas más. Se separó mediante filtración el producto, se lavó con
30,0 g de acetato de etilo y se secó a vacío a 50ºC. Rendimiento:
20,3 g (0,08 moles, 87%).
^{1}H-RMN
d_{6}-DMSO (\delta): 1,89 (3H), 3,52 (3H), 4,09
(2H), 5,01 (3H), 7,31 (5H).
Claims (5)
1. Procedimiento para la preparación de sal de
acetato del éster metílico de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
(I)
que comprende las siguientes
etapas:
- a)
- tratar la amida de treo-3-fenilisoserina racémica (VI)
con un ácido orgánico
enantioméricamente puro para proporcionar una correspondiente sal de
ácido correspondiente de amida de
(2R,3S)-3-fenilisoserina;
- b)
- tratar la sal de ácido de amida de (2R,3S)-3-fenilisoserina con un ácido inorgánico fuerte en un disolvente prótico para proporcionar una sal de ácido inorgánico de amida de (2R,3S)-3-fenilisoserina;
- c)
- tratar la sal de ácido inorgánico de amida de (2R,3S)-3-fenilisoserina con ácido clorhídrico en un disolvente prótico, seguido por un tratamiento con ácido acético para cristalizar la sal de acetato del éster metílico de (2R,3S)-3-fenilisoserina (I).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el ácido orgánico enantioméricamente puro de la etapa a) es
ácido (+)-tartárico o ácido
(-)-dibenzoiltartárico, y el disolvente es
etanol.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que la etapa b) se lleva a cabo usando ácido sulfúrico o
clorhídrico en etanol como disolvente.
4. Procedimiento según una cualquiera de la
reivindicaciones 1-3, en el que el disolvente
prótico de la etapa c) es metanol y la sal de acetato del éster
metílico de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
(I) se cristaliza en una mezcla de acetato de etilo y heptano.
5. Amida de
(2R,3S)-3-fenilisoserina
en forma de una sal con ácido (+)-tartárico o
(-)-dibenzoiltartárico.
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