HU214841B - Eljárás 9-(2-hidroxi-etoxi-metil)-guanin előállítására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás 9-(2-hidrőxi-etőxi-metil)-gűaninelőállítására. A találmány értelmében úgy járnak el, hőgy a (3)képletű N2-főrmil-gűanint 1–6:1, előnyösen3–4:1 mólarányban egy (5)általánős képletű 2-őxa-1,4-diacil-őxi-bűtánnal – a képletben Rjelentése hidrőgénatőm vagy 1–4 szénatőmőt tartalmazó alkil- vagyfenilcsőpőrt – alkilezik, majd egy így kapőtt (4) általánős képle űN2-főrmil-9-(2-acil-őxi-etőxi-metil)-gűanint – a képletben R jelentésea kőrábban megadőtt – hidrőlizálják. ŕ

Description

A találmány tárgya új, javított eljárás az I képletű 9-(2hidroxi-etoxi-metil)-guanin előállítására.

Az „aciklovir” néven ismert és a gyógyászatban antivirális hatóanyagként széles körben hasznosított I képletű vegyület előállítását például a 833,006 számú belga szabadalmi leírásban ismertetik. E leírás szerint guaninból indulnak ki, amelyet először a 2-amino-, 6és 9-helyzetekben trimetil-szililezésnek vetnek alá. Az így kapott szililezett köztiterméket ezután 2-(benzoiloxi)-etoxi-metil-kloriddal reagál tátják, amikor - az N²és N⁶-helyzetekben lévő védőcsoportok eltávolítása után - 9-(2-benzoil-oxi-etoxi-metil)-guanint kapnak. Ebből a vegyületből az aciklovir metanolban végrehajtott ammonolízis útján állítható elő. Az eljárás során a szililezőszert igen nagy fölöslegben kell alkalmazni, aminek következtében nyilvánvalóan költség- és hulladékeltávolítási problémák jelentkeznek, továbbá a termék jelentős mennyiségű szennyezést tartalmaz a 2szubsztituált izomer nem elfogadható mennyiségekben való jelenléte következtében. Az utóbbi a gyógyászati hasznosítás szempontjából előnytelen.

Az 1 567 671 számú nagy-britanniai szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek aciklovir előállítására, amelynek során a 2-helyzetű aminocsoport megvédését acilezéssel hajtják végre, és acilezőcsoportként acetil-, propionil-, butiril- és benzoilcsoportot említenek, bár az egyetlen konkrétan ismertetett esetben N²,9-diacetil-guanint említenek, amelyet 2-oxa-1,4diacetoxi-butánnal reagáltatnak, és végül az így kapott N²-acetil-9-(2-acetoxi-etoxi-metil)-guanint aciklovirré hidrolizálják. Az eljárás hozama elfogadható lenne, ha nem képződne jelentős mennyiségekben (legfeljebb 13 tömeg%) a 7-izomer, amely - függetlenül attól, hogy a kívánt céltermék hátrányára képződik - szükségessé teszi további költséges tisztítási lépések alkalmazását.

A 4146671 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban olyan eljárást ismertetnek guaninszármazékok, beleértve az aciklovirt, előállítására, amelynek során egy diacilezett guanint a 2-oxa- vagy 2-tiabután-diol egy diészterével reagáltatnak, majd ezt követően hidrolízist hajtanak végre.

Az 532 878 számú európai szabadalmi leírásban az aciklovir előállítására olyan eljárást ismertetnek, amelynek során guanozinból, a 2-oxa-bután-diol egy diészteréből és ecetsavanhidridből indulnak ki, majd ezt követően hidrolízist hajtanak végre. Az előállítani kívánt terméket a 7-izomerrel együtt kapják, amelyet azután át kell alakítani az előállítani kívánt 9-izomerré.

Meglepő módon felismertük, hogy az aciklovir előállítható nagy hozamokkal, lényegében a nem kívánatos 7-izomer képződése nélkül úgy, hogy a puringyűrű 9helyzetű alkilezését N²-formil-guaninon 2-oxa-l,4diacetoxi-butánnal hajtjuk végre. Az N²-formil-guanin a szakirodalomból ismert [Shapiro: Biochemistry, 8, 231-245 (1969)]. Shapiro szerint az NP-formil-guanin előállítható úgy, hogy glioxál-guanin adduktot nátriumpeijodáttal és/vagy peijódsawal kezelünk. Ez a módszer nagy hozamokkal végrehajtható, bár az N²-formil-guanin előállítható a következőkben ismertetésre kerülő találmány szerinti eljárás értelmében más módokon is, így például a következőképpen:

- glioxál-guanin addukt oxidálása perecetsavval vagy hidrogén-peroxiddal vagy ólom-tetraacetáttal;

- guanin közvetlen formilezése hangyasavval, adott esetben oldószer, például dimetil-formamid vagy dimetil-szulfoxid, továbbá adott esetben diciklohexil-karbodiimid jelenlétében;

- guanin direkt formilezése formil-ecetsavanhidriddel, adott esetben oldószerben, például dimetilformamidban, dimetil-szulfoxidban, hexametilfoszforsav-triamidban vagy hangyasavban. Függetlenül attól, hogy milyen eljárást alkalmazunk az N²-formil-guanin előállítására, e vegyület ezt követő reagáltatása 2-oxa-1,4-diacetoxi-butánnal 90% fölötti hozamokkal (és - ami lényegesebb - 7-izomer nyomnyi mennyiségekben való képződése mellett) N²-formil-9-(2acetoxi-etoxi-metil)-guanint ad, amely azután egyetlen lépésben dezacilezhető vizes bázissal, vagy pedig először deformilezhető savas közegben és végül dezacetilezhető bázikus hidrolízissel. A találmány szerinti eljárást az 1. reakcióvázlatban mutatjuk be. Ebben a reakcióvázlatban R jelentése hidrogénatom vagy 1—4 szénatomot tartalmazó alkil- vagy fenilcsoport. A 2 képletű diolterméket elkülöníthetjük nagy hozamokkal úgy, hogy az 1 képletű guanint vízben szuszpendáljuk, a szuszpenzióhoz glioxál vizes oldatát adjuk, és ezután az így kapott reakcióelegyet 80 °C-on 4 órán át melegítjük [lásd Shapiro, R. korábban említett publikációját, továbbá Shapiro, R. és Hachmann, J.: Biochemistry, 5, 2799 (1966)]. A 2 képletű diói ezután a 3 képletű formil-származékká oxidálható igen jó hozamokkal sztöchiometrikus mennyiségű nátrium-peijodátot használva 1,8 és 2,2 pH-értékek között tartott vizes közegben.

A 3 képletű N²-formil-guanint (amelyet - miként a korábbiakban említettük - elő lehet állítani guanin közvetlen formilezésével) ezután alkilezési reakciónak vetjük alá egy 4 általános képletű Ν-9-alkilezett származék nagy hozammal való előállítása céljából, az N-7alkilezett termék jelentős mennyiségekben való képződése nélkül. Végül az I képletű aciklovir előállítható a 4 általános képletű vegyület vizes nátrium-hidroxid-oldattal való hidrolizálása útján kiváló hozammal.

Összességében megállapíthatjuk, hogy az előzőekben ismertetett szintézis lehetővé teszi az előállítani kívánt I képletű termék igen jó hozamokkal való képződését, mely hozamok magasabbak, mint amilyen hozamok elérhetők acetil-guaninon át való szintetizálás útján, ráadásul jelentősebb mennyiségben nem képződik 7-alkilezett termék.

A találmány szerinti eljárás egy további előnyös foganatosítási módja értelmében guanintól lényegében mentes aciklovir állítható elő egy végső tisztítási lépésben. Ez a tisztítási lépés előnyös módon lehetővé teszi aciklovir igen nagy tisztaságú formában előállítását.

Ezen előnyös foganatosítási mód azon a felismerésünkön alapul, hogy ha az aciklovir vizes bázikus oldatát erősen anionos ioncserélő gyantán átbocsátjuk, akkor a kívánt terméket lényegében guanintól mentesen kaphatjuk.

HU 214 841 Β

A találmány értelmében tehát e tisztítási műveletsor a következő lépésekből áll:

i aciklovirt feloldunk vizes bázikus közegben, majd az így kapott oldatot vízzel hígítjuk;

ii az i lépésben ismertetett módon előállított híg oldatot felvisszük erős anioncserélő gyantával töltött oszlopra olyan arányban, hogy a gyanta és az aciklovir tömegaránya 2-1,5:1 értékű legyen;

iii az említett hígított oldatot eluáljuk 200-300 ml/óra átfolyási sebességgel;

iv az aciklovirt eluáljuk rövid szénláncú alkohol és vizes bázikus oldat 0,8-1,2:1 térfogatarányú elegyével mint eluálószerrel, az eluálószer/aciklovir térfogat/tömegarányt 15:1 és 20:11/kg értékekre beállítva az iii lépésben említett átfolyási sebességekkel;

v az aciklovirt elkülönítjük a iv lépés szerinti eluátumból.

Anioncserélő gyantákként használhatunk olyan bázikus típusú gyantákat, amelyek többszörösen térhálósított polimerekből állnak, és kvatemer ammóniumcsoportokat hordoznak. A találmány értelmében felhasznált gyanták erősen bázikus gyanták.

Ilyen erősen bázikus gyantákra példaképpen megemlíthetjük a dextránokat, agarózt, cellulózt és divinilbenzolt, amelyek megfelelően funkcionalizálva vannak kvatemer ammóniumcsoportokkal.

Ilyen gyanták rendszerint kereskedelmi forgalomban kaphatók, például Amberlite (Rohm and Haas, Philadelphia, Amerikai Egyesül Államok), Dowex (Dow Chemical Co., Midland, Michigan állam, Amerikai Egyesült Államok) és Sephacel és Sephadex (Pharmacia Upjohn, Uppsala, Svédország) márkanevek alatt.

Előnyösnek tartjuk az Amberlite IRA-400, Relite 3 A és IMAC HP-441 márkanevű gyantákat, amelyeket a Rohm and Haas (Philadelphia) amerikai egyesült államokbeli cég szállít.

A kromatografálást bázikus formájú gyantán hajtjuk végre.

Az eluálást szobahőmérsékleten hajtjuk végre.

Az i lépés szerinti vizes bázikus oldat tehát alkálifém-hidroxid, például lítium-, nátrium- vagy káliumhidroxid oldata. A bázis koncentrációja 5 tömeg% és 15 tömeg% közötti, előnyösen 10 tömeg%-os nátriumhidroxid-oldatot hasznosítunk.

A gyanta és az aciklovir tömegarányát előnyösen 1,75:1 értékre állítjuk be.

A iv lépésben rövid szénláncú alkoholként például metanolt, etanolt vagy propánok használunk. A iv lépés szerinti vizes bázikus oldat 0,8-1,2 mólos alkálifém-hidroxid-oldat. Előnyösen metanolt és 1 mólos nátrium-hidroxid-oldatot hasznosítunk 1:1 térfogatarányban.

Előnyösnek tartjuk a 17,5:11/kg eluálószer/aciklovir térfogat/tömegarányt.

A v lépésben az eluátumból a termék elkülönítését hagyományos módon végezhetjük, előnyösen az aciklovirt kicsapjuk az eluátum megfelelő savval való megsavanyítása útján.

Az így kapott termék guanin-tartalma kisebb, mint 0,1 tömeg%.

A találmány szerinti eljárás tisztítási lépésével kapott aciklovir háromszor-négyszer tisztább, mint a jelenleg kereskedelmi forgalomban kapható legjobb termék.

Az aciklovimek ez a tiszta formája is a találmány tárgyát képezi.

A találmány szerinti tisztítási lépés értelemszerűen felhasználható az aciklovir előállítására ismert bármely eljárás esetében. így például a korábbiakban említett 833.006 számú belga szabadalmi leírás és 1567671 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás szerinti eljárások 1-3 tömeg% guanint tartalmazó végterméket adnak, mely mennyiség elfogadhatatlanul nagy, hiszen az Amerikai Egyesült Államok hivatalos Gyógyszerkönyve 0,7 tömeg%-os maximális felső értéket engedélyez, így tehát az aciklovir tisztítására az előzőekben ismertetett eljárás is a jelen találmány részét alkotja.

A következőkben ismertetésre kerülő példák a találmány szerinti eljárás illusztrálására szolgálnak.

1. példa

a) 2 képletű glioxál-guanin

Visszafolyató hűtővel, hőmérővel és mágneses keverővei ellátott, 2 1 térfogatú gömblombikba bemérünk 100 g (0,662 mól) guanint, 800 ml vizet és 150 ml 40 t%-os vizes glioxál-oldatot (1,32 mól) szobahőmérsékleten, majd az így kapott reakcióelegyet 80 °C-on melegítjük 4 órán át. Ezt követően a lombik tartalmát fokozatosan 5 °C-ra lehűtjük, majd szűrést és vizes mosást végzünk. Vákuumban állandó tömegig való szárítás után 136 g (981%) mennyiségben a lépés címadó vegyületét kapjuk. Nagy felbontóképességű folyadékkromatográfiás vizsgálat szerint tisztasága 98%-nál nagyobb.

b) 3 képletű N²-formil-guanin

100 g (0,478 mól) glioxál-guanin 800 ml vízzel készült szuszpenziójának pH-értékét 1,8 és 2,2 közé beállítjuk 6 ml foszforsavval, majd ezután mechanikus keverés közben 107,4 g (0,502 mól) nátrium-peijodátot adunk hozzá. Az így kapott reakcióelegy hőmérsékletét 30 °C körül tartjuk vízfürdő segítségével, továbbá a pHértéket folyamatosan követjük, és az említett értékek között tartjuk. A reakció enyhe konstans exoterm jellegű befejeződésig, ami az oxidálószer adagolása után mintegy 2 órával következik be. Ezt követően a reakcióelegyet 5 °C-ra lehűtjük, szűqük, a kiszűrt anyagot vízzel mossuk és szárítjuk. így 82 g (961%) mennyiségben a 3 képletű formil-guanint kapjuk, amely az elvégzett nagy felbontóképességű folyadékkromatográfiás elemzés szerint 98%-nál nagyobb tisztaságú.

c) N²-formil-9-(2-acetoxi-etoxi-metil)-guanin (R helyén metilcsoportot hordozó 4 általános képletű vegyület) Olajfürdőben hőmérővel és desztilláló berendezéssel ellátott, 500 ml térfogatú gömblombikba bemértünk 100 g (0,559 mól) 3 képletű formil-guanint, 300 g (1,705 mól) 2-oxa-l,4-diacetoxi-butánt és 2 g (0,0105 mól) p-toluol-szulfonsavat, majd a rendszerben a nyomást 4000-5333 Pa értékre csökkentjük, ezt követően pedig melegítést végzünk olyan mértékben, hogy a belső hőmérséklet mintegy 1 órán belül 118-122 °C értéket érjen el. A hőmérsékletet 118—122 °C-on tartjuk összesen 8 órán át, a képződött ecetsavat ledesztillálva.

HU 214 841 Β

A reakcióelegyet ezután 50-60 °C-ra lehűtjük, majd 150 ml acetonnal (vagy n-butanollal vagy etil-acetáttal) hígítjuk, 0-t °C-ra lehűtjük, szűrjük és a kiszűrt anyagot vákuumban 60-70 °C-on szárítjuk. így 148,3 g (90 t%) mennyiségben a lépés címadó vegyületét kapjuk, amelynek szerkezetét elemzési eredményei és spektroszkópiai adatai igazolják.

d) I képletű aciklovir

Az előző c) lépés szerinti vegyületből 65 g-ot (0,220 mól) 650 ml 5t%-os nátrium-hidroxid-oldatban diszpergálunk, ügyelve arra, hogy a szilárd anyag teljes mértékben oldódjon. 12 órán át tartó keverést követően a reakcióelegyet 5-6 pH értékre semlegesítjük vizes sósavoldattal. Az így kapott szuszpenziót 20-25 °C-ra lehűtjük, majd szűrést végzünk, és a szűrőlepényt 400 ml ionmentes vízzel mossuk. Vákuumban 60-70 °C-on végzett szárítás után 46,1 g (93 t%) mennyiségben az I képletű aciklovirt kapjuk.

2. példa

a) 9-(2-acetoxi-etoxi-metil)-guanin

Hőmérővel, keverővei és buborékoltató visszafolyató hűtővel ellátott, 500 ml térfogatú gömblombikba bemérünk 300 ml 95 térfogat%-os etanolt, az 1. példa c) lépése szerint előállított vegyületből 29,5 g-ot (0,1 mól) és 40,4 g (0,4 mól) trietil-amint. Az így kapott reakcióelegyet visszafolyató hűtő alkalmazásával 5 órán át forraljuk, majd pH-értékét 5-6-ra beállítjuk vizes sósavoldattal. Ezután a reakcióelegyet 15-20 °C-ra lehűtjük, majd szűrjük, a szűrőlepényt pedig 200 ml ionmentes vízzel mossuk, és 60-70 °C-on szárítjuk. így 22,8 g (85 t%) mennyiségben a lépés címadó vegyületét kapjuk.

b) I képletű aciklovir

Az 1. példa d) lépésében ismertetett módon a fenti a) lépés szerint előállított vegyületből 26,7 g-ot (0,1 mól) 5 t%-os nátrium-hidroxid-oldattal kezelünk, amikor lényegében kvantitatív hozammal aciklovirt kap.

3. példa

Az 1. példában ismertetett módon járunk el, azonban 2-oxa-l,4-diacetoxi-bután helyett megfelelő mennyiségben 2-oxa-1,4-di(formil-oxi)-butánt vagy 2-oxa-1,4di(benzoil-oxi)-butánt használunk az N²-formil-guanin alkilezésére. A megfelelő, R helyén hidrogénatomot vagy fenilcsoportot hordozó IV általános képletű köztitermékek lényegében az 1. példa c) lépésében ismertetett hozamokkal képződnek, belőlük az aciklovir ugyanolyan egyszerű módon előállítható, mint az 1. példa d) lépésében.

4. példa

Ionmentes vízben szuszpendálunk 87,5 g (125 ml, látszólagos sűrűség = 0,7 g/cm³) erősen bázikus gyantát (Amberlite IRA-400), majd az így kapott szuszpenziót 4 cm átmérőjű és 40 cm magas kromatográfiás oszlopba töltjük. A szokásos regenerálási műveleteket (2 mólos nátrium-hidroxid-oldattal, 2 mólos sósavoldattal, 2 mólos nátrium-hidroxid-oldattal és semlegességig ionmentes vízzel egymás után végzett eluálás) követően az oszlopra olyan oldatot viszünk fel, amelyet úgy kapunk, hogy 50 g aciklovirt 100 ml 10 t%-os nátrium-hidroxidoldatban feloldunk, majd az így kapott oldat térfogatát vízzel 200 ml-re kiegészítjük. Ezt követően 250 ml/óra (4,2 ml/perc) átfolyási sebességgel eluálást végzünk. Az eluálást követően ugyanilyen átfolyási sebességgel az oszlopot metanol és 1 mólos nátrium-hidroxid-oldat 1:1 térfogatarányú elegyéből 900 ml-lel eluáljuk. Az így kapott eluátum pH-értékét 5-6-ra beállítjuk vizes sósavoldattal, majd a kicsapódott szilárd anyagot kiszűrjük, vízzel mossuk és szárítjuk. így 45 g (901%) mennyiségben guanintól mentes aciklovirt kapunk.

Claims (7)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás I képletű 9-(2-hidroxi-etoxi-metil)-guanin (aciklovir) előállítására, azzal jellemezve, hogy (3) képletű N²-formil-guanint 1-6:1, előnyösen 3—4:1 mólarányban egy (5) általános képletű 2-oxa-1,4-diacil-oxibutánnal - a képletben R jelentése hidrogénatom vagy 1—4 szénatomot tartalmazó alkil- vagy fenilcsoport alkilezzük, majd egy így kapott (4) általános képletű N²formil-9-(2-acil-oxi-metoxi-metil)-guanint - a képletben R jelentése a korábban megadott - hidrolizálunk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy (4) általános képletű vegyületet egyidejűleg deformilezünk és O-dezacilezünk híg vizes nátriumhidroxid-oldattal végzett kezelés útján.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy (4) általános képletű vegyületet először deformilezünk trietil-aminnal etanolban, majd egy így kapott 9-(2-acil-oxi-etoxi-metil)-guanint hidrolizálunk híg vizes nátrium-hidroxid-oldattal.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy guanin hangyasavval vagy formil-ecetsavanhidriddel direkt formilezése útján előállított N²-formil-guanint használunk kiindulási anyagként.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az aciklovirt tisztításnak vetjük alá a következőképpen:

   (i) aciklovirt feloldunk vizes bázikus közegben, majd az így kapott oldatot vízzel hígítjuk;

   (ii) az (i) lépésben ismertetett módon előállított híg oldatot felvisszük erős anioncserélő gyantával töltött oszlopra olyan arányban, hogy a gyanta és az aciklovir tömegaránya 2-1,5:1 értékű legyen;

   (iii) az említett hígított oldatot eluáljuk 200-300 ml/óra átfolyási sebességgel;

   (iv) az aciklovirt eluáljuk rövid szénláncú alkohol és vizes bázikus oldat 0,8-1,2:1 térfogatarányú elegyével mint eluálószerrel, az eluálószer/aciklovir térfogat/tömeg arányt 15:1 és 20:11/kg értékekre beállítva az (iii) lépésben említett átfolyási sebességekkel;

   (v) az aciklovirt elkülönítjük a (iv) lépés szerinti eluátumból.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy guanintól mentes 9-(2-hidroxi-etoxi-metil)-guanint (aciklovir) állítunk elő.
7. 7. Az 5. igénypont szerint eljárás, azzal jellemezve, hogy 0,1 tömeg%-nál kevesebb mennyiségű guanint tartalmazó 9-(2-hidroxi-etoxi-metil)-guanint (aciklovir) állítunk elő.