FR2903104A1 - Purification de la 10-dab iii par chromatographie de partage centrifuge - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de purification de la désacétyl-10 baccatine III par chromatographie de partage centrifuge entre deux phases liquides non miscibles d'uns système de solvant constitué par un mélange :Heptane - THF - DMF - Eau

Description

1 PURIFICATION DE LA 10-DAB III PAR CHROMATOGRAPHIE DE PARTAGE CENTRIFUGE

La présente invention concerne de façon générale la purification de taxoïdes par chromatographie de partage centrifuge. Plus particulièrement la présente invention concerne un procédé de purification de la désacétyl-10 baccatine III ci-après désigné 10-DAB III. La 10-DAB III est un composé extrait des feuilles de l'if. Elle est utilisée comme matière première pour la préparation par hémisynthèse de différents produits tels que le taxotère ou le taxol. La 10-DAB III, obtenue par extraction des feuilles d'if contient, en fonction des espèces dont elle est issue, différents types d'impuretés essentiellement constituées par des produits appartenant aux familles des taxoïdes ou des taxines. En effet, au cours de l'extraction de la 10-DAB III, ces impuretés principalement de type taxoïde co-cristallisent avec elle et gênent par la suite la synthèse du taxotère ou d'autres composés de la même famille. Le taxotère est obtenu par hémisynthèse à partir de la désacétyl-10 baccatine III et peut ainsi contenir des impuretés essentiellement constitués par des produits d'estérification des impuretés originellement contenues dans la 10-DAB III. En conséquence, cet intermédiaire de synthèse doit donc être débarrassé de la quasi-totalité de ces impuretés. Dans l'état antérieur de la technique 10-DAB III était généralement purifiée par des méthodes de chromatographie liquide sur colonne et plus particulièrement par chromatographie liquide à haute performance (HPLC), mises en oeuvre sur colonne de silice, par exemple décrite dans Journal of Chromatography vol. 587, pages 300-305, (1991). Il s'est cependant avéré que l'extrapolation de ce type de méthodes directement liées à la quantité de solvants consommés, ainsi qu'à la manipulation des supports de silice contaminés par les résidus toxiques accompagnant la 10-DAB III.

L'un des procédés actuellement le plus innovant pour la purification de la 10-DAB III est la chromatographie de partage centrifuge (CPC) ou chromatographie à contre courant à grande vitesse dont le principe est décrit, par exemple par A.

2903104 2 Foucault et P. Rosset, Analysis, 16(3), pages 157-167 (1988). Il s'agit d'une méthode de séparation fondée sur le partage de soluté entre deux phases liquides non miscibles d'un système de solvants. Dans cette méthode, le choix des solvants est crucial pour la réussite de la séparation.

5 C'est cette méthode qui a été décrite dans la demande de brevet EP 690 852. Le système de solvants utilisés dans ce procédé permet certes une bonne purification, mais semble de peu d'intérêt à plus grande échelle en raison de sa faible productivité due à la faible solubilité de la 10-DAB III dans le système de solvants revendiqué. Les quantités de produit brut que l'on peut charger par cycle 10 restent faibles, ce qui a un impact sur la productivité par cycle de purification et donc sur le coût industriel du produit final. Par ailleurs du fait de cette faible solubilité, le système de solvants utilisé dans la demande de brevet citée ne permet pas l'utilisation d'un brut très pur. Pour ces raisons, il est impossible d'aller au delà d'une pureté de 85%. Si la méthode permet 15 bien l'élimination de certaines impuretés, elle ne permet pas l'élimination de taxoïdes minoritaires qui sont problématiques lors de la synthèse du taxotère et du taxol. Dans la présente invention, on a mis au point différents systèmes de solvants utilisables en CPC pour la purification de la 10-DAB III. Ces systèmes de 20 solvants présentent un pouvoir de solubilisation très élevé de la 10-DAB III hautement prépurifiée et permettent donc l'utilisation d'un brut riche en 10-DAB III à plus de 85%, et pouvant aller jusqu'à 95%. Ils permettent aussi une excellente séparation des impuretés et ainsi d'obtenir des produits de très grande pureté. Ils permettent également d'augmenter la productivité d'un facteur de plus de 2 par 25 rapport à la productivité obtenue avec la méthode décrite dans la demande de brevet EP 690 852. On peut ainsi traiter de plus grandes quantités de matière par cycle de purification CPC. Le tableau, ci-dessous, donne la solubilité de la 10-DAB III solvatée par une molécule d'acétonitrile dans différents solvants. On y relève que le THF et 30 le DMF sont de bons candidats.

2903104 3 Solvant Solubilité à 20 C (mg/mL) DMF 142,8 THF 45,0 MeOH 39,8 EtOH 28,0 Acétone 24,8 2-PrOH 19,0 Eau 10,0 MTBE 1,0 Acétonotrile 0,67 Toluène 0,14 15 Conformément à la présente invention, on a constaté que les systèmes dont la composition est constituée par les solvants suivants : Heptane ù THF ù DMF ù Eau permettaient d'employer un brut purifié jusqu'à 95% dans le volume d'injection en 20 améliorant significativement les performances, en particulier en termes de productivité, par rapport à l'état de l'art antérieur, mais également en terme de pureté produit fini. Ces systèmes d'éluants: Heptane/THF/DMF/Eau dé-mixent en 2 couches liquides de volumes inégaux, de 25-50% de phase supérieure (qui seront utilisés 25 comme phase mobile) et 75-50% de phase inférieure (qui seront utilisés comme phase stationnaire). La composition de ces éluants (en volume) peut varier et diffère par la teneur en un ou plusieurs solvants, conformément à une caractéristique particulière de l'invention, à savoir : Heptane THF DMF Eau Composition 1 3 à 4 2 à 3 1à3 (v.v.v.vl avec teneur NaCl Oà5% 5 10 30 2903104 4 La présente invention sera décrite ci-après plus en détail à propos des deux exemples suivants de mise en oeuvre du procédé de purification objet de la présente demande. Dans le cadre de la mise en oeuvre de ces exemples, la chromatographie de partage centrifuge a été mise en oeuvre dans un appareil commercial approprié, 5 correspondant à un type d'appareil mis au point par Yoichiro Ito [CRC Crit. Rev. Anal. Chem., 17, 65 (1986). Exemple 1 : Essai de purification de 5g d'un brut de 10DAB III titrant 93,0% par CPC 10 sur Sanki LLB-M (245 ml) On dissout 5 g de produit brut titrant 93% en 10-DAB III dans 50 ml de phase inférieure du système biphasique heptane/THF/DMF/eau (1 : 4 : 2 : 3), en chauffant 5 min à une température comprise entre 55 et 60 C. Cette mise en solution se fait sans difficulté malgré le titre élevé du produit.

15 On obtient une solution limpide de couleur orangée que l'on laisse revenir à température ambiante (27 C) avant de l'injecter dans un chromatographe de partage centrifuge Sanki LLB-M dont le rotor, de capacité 245 ml, est rempli de la phase inférieure du système biphasique ci-dessus (phase stationnaire). L'injection dans le rotor à l'arrêt se fait à un débit de 5 ml/min à l'aide d'une pompe à piston rotatif de 20 marque FMI. Le rotor est ensuite mis en rotation à 1800 rpm. On élue en mode ascendant avec la phase supérieure (phase mobile) du système biphasique ci-dessus à un débit de 3 ml/min à l'aide d'une pompe à piston. La rotation initiale de 1800 rpm est ralentie par paliers de 100 rpm au fur et à mesure que la perte de charge atteint 60 bars (limite imposée par le constructeur).

25 Quand la phase mobile émerge du rotor la vitesse de rotation a été ramenée à 1300 rpm et la perte de charge s'est stabilisée à 54 bars. A ce moment la phase mobile a déplacé 54 ml de phase stationnaire, soit une rétention de 78% en phase stationnaire. On fractionne toutes les 3 minutes, soit des fractions de 9 ml.

2903104 5 La 10-DAB III est présente dans les fractions 13 à 32. A partir de l'analyse HPLC de ces fractions, on réunit les fractions 16 à 30 qui renferment environ 90,0 % de la 10-DAB III. On ajoute 90 ml d'eau, et on évapore les solvants volatils (heptane et THF) avec un évaporateur rotatif. La solution aqueuse résiduelle, dans laquelle la 5 10-DAB III a commencé à précipiter est conservée pendant la nuit à + 4 C puis filtrée en rinçant avec un peu d'eau froide et finalement séchée sous vide (1 mbar) en dessiccateur sur anhydride phosphorique pendant 48 heures à température ambiante. On obtient 3,90 g de poudre blanche titrant 98,0 %et une pureté en surface de 98,5 %, soit un rendement chimique de 82,2%. Ce rendement ne tient pas compte des 10 300 mg non injectés et récupérés par lavage de la pompe FMI, du ballon et des tuyauteries, ce qui laisse prévoir qu'à plus grande échelle ce rendement devrait gagner au minimum 5 points. Il faut noter que le système de solvants utilisé a ici permis de traiter en un seul cycle 5 g de produit, ce qui a un impact non négligeable sur le coût de revient du 15 produit final. Exemple 2 : Essai de purification de 25g d'un brut de 10-DAB III titrant 90,1% par CPC sur Sanki LLI-7 (5 1j 20 On dissout 25 g de produit brut titrant 90,1 % en 10-DAB III dans 250 ml de phase inférieure du système biphasique heptane/THF/DMF/eau (1 : 4 : 2 : 3), en chauffant 5 min à une température comprise entre 55 et 60 C. Cette mise en solution se fait sans difficulté malgré le titre élevé du produit. On obtient une solution limpide de couleur orangée que l'on laisse revenir à 25 température ambiante avant de l'injecter dans un chromatographe de partage centrifuge Sanki LLI-7 dont le rotor, de capacité 5 1, est rempli de la phase inférieure du système biphasique ci-dessus (phase stationnaire). L'injection dans le rotor en rotation à 1000 rpm se fait à un débit de 20 ml/min à l'aide d'une pompe seringue de marque Isco.

2903104 6 A l'aide d'une pompe à piston, on élue en mode ascendant avec la phase supérieure (phase mobile) du système biphasique à un débit de 10 ml/min durant 20 minutes puis à un débit de 20 ml/min le reste de l'essai. La rotation initiale de 1000 rpm est ralentie par paliers de 10 rpm au fur et à 5 mesure que la perte de charge atteint 60 bars (limite imposée par le constructeur). Quand la phase mobile émerge du rotor la vitesse de rotation a été ramenée à 950 rpm et la perte de charge s'est stabilisée à 58 bars. A ce moment le volume de phase stationnaire déplacée est 1,37 1, soit une rétention de 73% en phase stationnaire.

10 On fractionne toutes les 25 minutes, soit des fractions d'un volume de 500 ml. La 10-DAB III est présente dans les fractions 13 à 18. A partir de l'analyse HPLC de ces fractions on réunit les fractions 14 à 17, qui renferment environ 87 % de la 10-DAB III. On ajoute 1000 ml d'eau et on évapore les solvants volatils (heptane et THF) avec un évaporateur rotatif. La solution aqueuse résiduelle, dans laquelle la 10-DAB 15 III a commencé à précipiter est conservée pendant la nuit à + 4 C puis filtrée en rinçant avec un minimum d'eau froide. Le produit ainsi obtenu est finalement séché sous vide (1 mbar) pendant 24 heures à 50 C. On obtient 14,30 g de poudre blanche titrant 98,6 % et une pureté en surface de 99,8%, soit un rendement chimique de 62,8%, compte tenu du titre de 90,1 % du 20 brut.

Claims (4)

Revendications

1. Procédé de purification de la désacétyl-10 baccatine III par chromatographie de partage centrifuge entre deux phases liquides non miscibles d'uns système de solvant 5 constitué par un mélange : Heptane û THF û DMF û Eau

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit mélange présente la 10 composition en volumes suivants : Heptane û THF û DMF û Eau (1 û 3 à 4 û 2 à 3 û 1 à

3). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de solvants est 15 constitué par le mélange : Heptane û THF û DMF û Eau (1 û 4 û 2 û 3 en volumes)

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'eau présente 20 dans ledit mélange a une teneur en NaCl inférieure à 5% en masse.