ITPD20080106A1

ITPD20080106A1 - Metodo di preparazione di argatroban monoidrato

Info

Publication number: ITPD20080106A1
Application number: IT000106A
Authority: IT
Inventors: Giovanna Libralon; Andrea Nicole; Jacopo Zanon
Original assignee: Lundbeck Pharmaceuticals Italy Spa
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2009-10-08
Also published as: HRP20150456T1; PT2285799E; US8378106B2; US20110028726A1; WO2009124906A3; HUE025930T2; DK2285799T3; PL2285799T3; EP2285799B1; JP2011516519A; EP2285799A2; SI2285799T1; WO2009124906A2; JP5696035B2; CA2719778C; CA2719778A1; EP2687522A1; ES2537067T3

Description

Descrizione dell’invenzione industriale dal titolo:

“Metodo di preparazione di argatroban monoidrato”

CAMPO DELL’INVENZIONE

La presente invenzione è relativa ad un metodo di preparazione dell’argatroban monoidrato. Tale metodo permette di ottenere il argatroban in tre diverse forme cristalline e cioè in forma di argatroban monoidrato, argatroban purificato ed argatroban anidro aventi ciascuna specifiche e nuove caratteristiche chimico-fisiche. La presente invenzione è relativa anche alle tre diverse forme isolate di argatroban monoidrato, purificato ed anidro.

STATO DELLA TECNICA

Il brevetto US 4,201,863 (6 maggio 1980) ed EP8746 (depositato il 22 agosto 1979 con priorità basata sulla domanda del brevetto US citato) descrivono una classe di farmaci N<2>-arilsulfonil-L-argininamide con attività anti-trombotica ed i processi per ottenerli. Tra questi è descritto il composto 4-metil-1-[N<2>-(3-metil-1,2,3,4-tetraidro-8-chinolinsulfonil)-L-arginil]-2-acido piperidincarbossilico} (argatroban in forma racemica). Il processo descritto prevede la sintesi di un intermedio N<G>–sostituito-N<2>-chinolilsulfonil-L-argininamide da cui si ottiene per idrogenolisi o acidolisi ed idrogenazione catalizzata il composto voluto. Le condizioni generali previste per la reazione di idrogenolisi ed idrogenazione sono: i) solventi inerti (= metanolo, etanolo, tetraidrofurano o diossano); ii) presenza di un catalizzatore (Raney nickel, palladio, platino, rutenio, rodio); iii) atmosfera di idrogeno a pressioni comprese tra 1 e 100 Kg/cm<2>, e preferibilmente tra 5 e 50 Kg/cm<2>; iv) temperature tra 0°C e 200°C e preferibilmente tra 50°C e 150°C; v) tempo di reazione da 2 ore a 120 ore. Si prevede inoltre che il prodotto grezzo ottenuto sia successivamente purificato per triturazione o per ri-cristallizzazione da dietil etere-tetraidrofurano, dietil etere-metanolo o da acqua-metanolo o per cromatografia. Nessun esempio è dato per questo step di purificazione. In particolare sia in US 4,201,863 che in EP8746 all’esempio 1(E) viene descritta la preparazione dell’argatroban racemico. Tale composto è ottenuto in forma amorfa per idrogenazione del [N<G>-nitro-N<2>-(3-metil-8-chinolinsulfonil)-L-arginil]-4-metil-2- acido piperidincarbossilico in etanolo in presenza di Pd/C con idrogeno alla pressione di 10 Kg/cm<2>a 100°C per 8 ore. Il catalizzatore è eliminato per filtrazione della soluzione di etanolo che successivamente è evaporato senza ulteriori fasi di purificazione e/o ri-cristallizzazione. Nel brevetto US in questione, come pure nella domanda EP 8746, non sono menzionate forme polimorfe del composto e per il composto ottenuto sono riportate le seguenti caratteristiche: solido amorfo, I.R. (KBr) (cm<-1>) 3400; 1620; 1460; 1380; Composizione molecolare teorica (%) C 54,31; H 7,13; N 16,52; trovata (%) C 54,01; H 6,98; N 16,61.

Nel brevetto US 4,258,192 (24 marzo 1981) (continuation in part della domanda del brevetto US 4,201,863 sopra citato) e la stessa domanda EP 8746 citata vengono descritti gli stereoisomeri e la loro preparazione, tra cui l’argatroban usato come principio attivo in medicamenti e cioè lo stereoisomero {(2R,4R)-4metil-1-[N<2>-(3-metil-1,2,3,4-tetraidro-8-chinolinsulfonil)-L-arginil]-2-acido piperidincarbossilico} con le seguenti caratteristiche: p.f. 188-191°C; I.R. (KBr) (cm<-1>) 3400, 1620, 1460, 1380; Composizione molecolare teorica (%) C 54,31; H 7,13; N 16,52; trovata (%) C 54,05; H 6,94; N 16,65. Il composto è preparato secondo la descrizione riportata agli esempi 1(E) in US 4,258,192 e 2(E) e 3 in EP 8746 rispettivamente per idrogenazione catalizzata in etanolo in presenza di acido acetico con Pd/C del (2R,4R) 1-[N<G>-nitro- N<2>-(3-metil-1,2,3,4-tetraidro-8-chinolinsulfonil)-L-arginil]-2-acido piperidincarbossilico (es. 1(E)). Dopo filtrazione della massa per eliminare il catalizzatore il solvente è evaporato ed il residuo è sospeso in cloroformio, la soluzione è trattata con una soluzione satura di bicarbonato di sodio o idrossido di sodio 1N e dopo lavaggio il solvente è evaporato. Il composto è successivamente ri-cristallizzato da etanolo. Anche in questo caso nessun riferimento viene fatto all’ottenimento a forme polimorfe monoidrate.

Tali forme polimorfe sono invece descritte nella pubblicazione in Biochem. Biophys. Res. Comm. 1981, 101, 440-446 nel contesto della preparazione degli stereoisomeri. Il polimorfo monoidrato dello stereoisomero (2R,4R) viene preparato per ri-cristallizzazione da etanolo/acqua e le caratteristiche riportate sono: p.f. 176-180°C; [α]D<27>+76.1° (c 1, 0,2N HCl).

Successivamente nel brevetto US 5,925,760 (20 luglio 1999) ed EP0823430 (depositato il 4 agosto 1997) è descritto un nuovo metodo di preparazione dell’argatroban mediante un nuovo intermedio N<2>-(3-metil-8-chinolinsulfonil)-N<G>–nitro-L-arginina. In particolare il brevetto fa riferimento alla preparazione di una forma cristallina monoidrata dell’argatroban, rimandando agli esempi (D) ed (E) della pubblicazione del brevetto giapponese No (Hei)-2-31055/1990 e genericamente ad uno spettro I.R. identico al composto “argatroban” commercializzato. L’esempio relativo nella pubblicazione del brevetto citata è l’esempio (E) essendo il (D) relativo alla preparazione del (2R,4R)-1-[N<G>-nitro-N<2>-(3-metil-8-chinolinsulfonil)-L-arginil]-4-metil-2-piperidincarbossilico. Tale composto rappresenta il composto di partenza per la preparazione dell’argatroban per riduzione catalitica in presenza di Pd/C. L’argatroban grezzo ottenuto viene successivamente purificato per estrazione con cloroformio, trattamento con una soluzione satura di bicarbonato di sodio e, dopo evaporazione del solvente, ri-cristallizzazione da etanolo o da alcol in acqua al 15%. Peraltro è da osservare che nel brevetto giapponese non si fa alcuna menzione all’ottenimento di una forma monoidrata dell’argatroban e che per il composto sono riportate le seguenti caratteristiche: punto di fusione 188-191°C; composizione molecolare (teorica/trovata) (%): C 54,31/54,01; H 7,13/6,98; N 16,52/16,61; I.R. (KBr) (cm<-1>) 3400;1620; 1460; 1380. Tali dati analitici, con esclusione del punto di fusione non riportato, sono gli stessi di quelli indicati nei documenti brevettuali citati dove sono descritti l’argatroban racemico e gli stereoisomeri, ma non corrispondono al punto di fusione riportato nella pubblicazione, unico documento che identifica la forma monoidrata dell’argatroban.

Più recentemente è stato descritto nella domanda di brevetto CN 1951937 (data deposito 10 novembre 2006) un metodo di preparazione di argatroban idrato per trattamento dell’argatroban con elevate quantità di acqua (oltre 60 e sino a 80 volumi di acqua distillata per grammo di argatroban) alla temperatura di 80-100°C per un tempo di 0,5-1 ora e cristallizzazione per raffreddamento. Il contenuto in acqua riportato è compreso tra il 3,3 ed il 3,8% ed il rapporto tra destroisomero R e levoisomero S è R : S = 63-67 : 37-33.

L’argatroban è un composto di largo impiego terapeutico per cui è ancora attuale la necessità di disporre di un composto di qualità farmaceuticamente accettabile ottenuto con metodi facilmente industrializzabili ed economicamente convenienti. Per quanto attiene alla sua forma monoidrata, questa è preferibile per lo scopo applicativo in quanto la forma anidra è instabile e tende ad idratarsi e/o bagnarsi. Inoltre difficilmente cristallizza con un corretto rapporto tra i diastereoisomeri.

È quindi un primo scopo della presente invenzione disporre di un metodo di preparazione di argatroban monoidrato impiegabile come principio attivo di qualità farmaceutica per la preparazione di specialità medicinali.È un altro scopo l’ottenimento di tale principio attivo con un processo di sintesi e purificazione che permetta di ottenerlo con una buona resa ed un’elevata purezza.

SOMMARIO

Per gli scopi precedentemente indicati il metodo di preparazione dell’argatroban monoidrato secondo l’invenzione prevede che argatroban grezzo sia preparato preferibilmente a partire dal composto acido (2R,4R)-1-[N<G>-nitro-N<2>-(3-metil-8-chinolinsulfonil)-L-arginil]-4-metil-2-piperidincarbossilico secondo il processo di sintesi noto di idrogenazione e idrogenolisi catalizzata, e che sia successivamente trattato per essere purificato e separato nella forma monoidrata dalla massa di reazione mediante cristallizzazione controllata in un solvente di metanolo/acqua. Preferibilmente l’argatroban monoidrato viene preparato per separazione di un intermedio costituito da un argatroban purificato che successivamente viene trattato per essere trasformato nella forma monoidrata mediante il processo di cristallizzazione da metanolo/acqua precedentemente menzionato. La preparazione con separazione dell’intermedio purificato, è da preferirsi, presentando questo intermedio nuove e peculiari caratteristiche e permettendo di ottenere un argatroban monoidrato di elevata purezza e con corretto rapporto diastereoisomerico.

Inoltre, è stato sorprendentemente trovato che dall’argatroban monoidrato è ottenibile successivamente un argatroban anidro avente nuove e peculiari carratteristiche chimico-fisiche.

In un primo aspetto l’invenzione è relativa quindi alla preparazione di argatroban monoidrato ed opzionalmente argatroban anidro.

E’ quindi oggetto della presente invenzione un metodo di preparazione dell’argatroban monoidrato caratterizzato dal fatto di comprendere almeno la fase di:

- separazione di argatroban monoidrato dalla massa di reazione contenente argatroban grezzo per cristallizzazione da un solvente consistente in metanolo ed acqua mediante riscaldamento della massa alla temperatura di riflusso del solvente e successivo raffreddamento controllato e graduale della stessa sino ad una temperatura compresa tra 15-25°C in un tempo compreso tra 4-8 ore.

Tale metodo è sostanzialmente in fase continua, ma preferibilmente si può prevedere di preparare argatroban monoidrato in due fasi con l’isolamento di argatroban purificato per cristallizzazione da una soluzione organica di argatroban grezzo con un solvente di cristallizzazione scelto tra isopropanolo e normalpropanolo prima della separazione per cristallizzazione dell’argatroban monoidrato.

In questo caso il metodo di preparazione dell’argatroban monoidrato è caratterizzato dal fatto di comprendere almeno le seguenti fasi:

- concentrazione sino a residuo agitabile della massa di reazione contenente argatroban grezzo;

- ripresa del residuo contenente argatroban grezzo con un solvente organico e separazione per cristallizzazione di argatroban purificato per trattamento della soluzione organica con un solvente di cristallizzazione scelto tra isopropanolo e normalpropanolo;

- conversione dell’argatroban purificato in argatroban monoidrato per ri-cristallizzazione dell’argatroban purificato isolato allo step precedente da una miscela di metanolo ed acqua per riscaldamento alla temperatura di riflusso del solvente e successivo raffreddamento controllato sino ad una temperatura compresa 15-25°C in un tempo compreso tra 4-8 ore.

Il precipitato cristallino ottenuto sia con la modalità “in continuo che in due fasi con separazione dell’intermedio argatroban purificato e costituito da argatroban monoidrato può essere essiccato sotto corrente di azoto o in vuoto tra 50 e 80 °C per almeno 8 ore.

Sottoponendo l’argatroban monoidrato ottenuto a ri-cristallizzazione da acqua per raffreddamento repentino alla temperatura di 15°C in un tempo non superiore 2 minuti, si può ottenere un argatroban anidro che ha dimostrato di possedere caratteristiche chimico-fisiche nuove.

In un secondo aspetto quindi l’invenzione è relativa alle singole forme di argatroban ottenute ed isolate e quindi ad: argatroban monoidrato, argatroban purificato ed argatroban anidro aventi le caratteristiche chimico-fisiche di seguito descritte e riportate nelle rivendicazioni che seguono.

I vantaggi conseguibili con la presente invenzione risulteranno più evidenti, al tecnico del settore, dalla seguente descrizione dettagliata di forme di realizzazione particolari del metodo e dei composti ottenibili con lo stesso date a fini esemplificativi e non limitativi, con riferimento alle seguenti figure.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE

Figura 1: la figura mostra uno spettro I.R. rappresentativo per argatroban monoidrato cristallino ottenuto con il metodo descritto.

Figura 2: la figura mostra una calorimetria differenziale a scansione (DSC) di un campione rappresentativo di argatroban monoidrato ottenuto con il metodo descritto.

Figura 3: la figura mostra una analisi termogravimetrica di un campione rappresentativo di argatroban monoidrato ottenuto con il metodo descritto.

Figura 4: la figura mostra il profilo diffrattometrico XRPD per argatroban monoidrato ottenuto con il metodo descritto.

Figura 5: la figura mostra uno spettro I.R. rappresentativo per argatroban anidro ottenuto con il metodo descritto.

Figura 6: la figura mostra una calorimetria differenziale a scansione (DSC) per un campione rappresentativo di argatroban anidro ottenuto con il metodo descritto.

Figura 7: la figura mostra una analisi termogravimetrica di un campione rappresentativo di argatroban anidro ottenuto con il metodo descritto. Figura 8: la figura mostra il profilo di diffrazione XRPD per argatroban anidro ottenuto con il metodo descritto.

Figura 9: la figura mostra uno spettro I.R. rappresentativo per argatroban purificato ottenuto con il metodo descritto.

Figura 10: la figura mostra una calorimetria differenziale a scansione (DSC) per un campione rappresentativo di argatroban purificato ottenuto con il metodo descritto.

Figura 11: la figura mostra una analisi termogravimetrica di un campione rappresentativo di argatroban purificato ottenuto con il metodo descritto.

Figura 12: la figura mostra il profilo diffrattometrico XRPD per argatroban purificato.

Figura 13: la figura mostra il confronto tra DSC di argatroban anidro e della corrispondente forma monoidrata ottenuti con il metodo descritto. Figura 14: la figura mostra il confronto tra le analisi termogravimetriche di argatroban anidro e monoidrato ottenuti con il metodo descritto.

Figura 15: la figura mostra il confronto tra i diffrattogrammi XRPD delle specie monoidrato, purificato e anidro ottenuti con il metodo descritto. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

Il processo di preparazione dell’argatroban monoidrato oggetto della presente invenzione, è riconducibile allo schema seguente:

Per il metodo di preparazione dell’argatroban monoidrato secondo l’invenzione comprendente gli step riportati in Sommario, il composto di partenza per la preparazione dell’argatroban monoidrato è l’acido (2R,4R)-1-[N<G>-nitro-N<2>-(3-metil-8-chinolinsulfonil)-L- arginil]-4-metil-2-piperidincarbossilico (II) già descritto in US 4,258,192 ed EP 8746.

Per gli scopi della presente invenzione tale composto (II) viene sottoposto ad una idrogenazione e idrogenolisi catalizzata da un catalizzatore costituito da palladio su carbone (Pd/C) in un solvente formato da metanolo o etanolo o miscele degli stessi in presenza di acido acetico in cui il rapporto v/v tra i due è compreso tra 1 (acido acetico) e 4-16 (alcol) ed il rapporto tra il composto (II) di partenza ed acido acetico in p/v è compreso tra 0.5 e 2.5. La reazione di idrogenazione è condotta in atmosfera di idrogeno secondo quanto noto ad un esperto ed in particolare preferibilmente ad una pressione compresa da 6 a 12 bar ed a temperature comprese da 50 °C a 100°C per un tempo compreso da 6 a 18 ore.

Processo in modalità continua

Quando il processo è in modalità continua dalla massa ottenuta, dopo raffreddamento a temperatura ambiente, è eliminato il catalizzatore Pd/C e tale massa è successivamente riscaldata a temperature comprese da 40°C a 80°C e concentrata almeno sino a metà del suo volume.

La miscela così ottenuta può essere opzionalmente trattata con una soluzione acquosa di una base preferibilmente scelta tra idrossido di sodio, bicarbonato di sodio ed ammoniaca ad una concentrazione compresa tra il 10 ed il 30%, per portare il pH della miscela stessa tra 7,0 e 7,5.

La soluzione così ottenuta viene diluita con acqua sino ad ottenere un solvente di cristallizzazione dell’argatroban monoidrato (I) formato da una miscela di acqua ed alcol metilico, in cui l’alcol metilico ha una concentrazione compresa tra 10 e 20%. Il solvente di cristallizzazione MetOH:acqua è aggiunto in una quantità sino a 50 volumi per grammo di argatroban (III) e preferibilmente a 40 volumi ed il rapporto MetOH:acqua è preferibilmente di 1:7 v/v. La cristallizzazione è successivamente ottenuta per riscaldamento della massa alla temperatura di riflusso del solvente e mantenimento della stessa sotto agitazione per un tempo compreso da 1 a 3 ore quindi raffreddamento controllato in un tempo compreso tra 4 e 8 ore, portando la miscela dalla temperatura di riflusso a 15°-25°C, e preferibilmente a 20°C. In particolare, la rampa di temperature a cui la massa è sottoposta è la seguente: riscaldamento a 90-95°C, mantenimento alla temperatura di riflusso preferibilmente per 2 ore, raffreddamento a 70-75°C in almeno un’ora e mantenimento a tale temperatura per almeno un’ora, raffreddamento a 20°C in un tempo compreso tra 2 e 6 ore, preferibilmente in 4 ore, e mantenimento a detta temperatura per almeno 6 ore. Il precipitato cristallino che si forma è argatroban monoidrato (I) con le caratteristiche chimico-fisiche di seguito descritte.

Processo con isolamento dell’intermedio argatroban purificato (IV) La reazione di sintesi è condotta come sopra già descritto e dalla massa ottenuta, a fine idrogenazione, dopo raffreddamento a temperatura ambiente, è eliminato il catalizzatore Pd/C. Tale massa viene quindi riscaldata a temperature comprese da 40°C a 80°C e concentrata almeno sino a residuo agitabile.

Il residuo contenente argatroban grezzo (III), è ripreso con un solvente organico e preferibilmente diclorometano.

La miscela così ottenuta può essere opzionalmente trattata con una soluzione acquosa di una base preferibilmente scelta tra idrossido di sodio, bicarbonato di sodio ed ammoniaca ad una concentrazione compresa tra il 10 ed il 30%, per portare il pH della miscela stessa tra 7,0 e 7,5. Opzionalmente in caso di eccesso, la base viene quindi eliminata o mediante lavaggi con acqua della fase organica o sotto vuoto.

In questo caso alla miscela ottenuta dopo il trattamento dell’argatroban grezzo (III) con una base viene aggiunto un solvente di cristallizzazione scelto tra alcol isopropilico, normalpropilico. Preferibilmente per gli scopi della presente invenzione il solvente di cristallizzazione è l’alcol isopropilico e la miscela è riscaldata alla temperatura di riflusso del solvente, eliminando per distillazione il solvente clorurato, e quindi raffreddata a 0°-20°C. In questa fase si ottiene l’argatroban purificato (IV) che dalle analisi eseguite risulta essere solvato con l’alcool di cristallizzazione, in particolare isopropanolo, ed ha caratteristiche chimico fisiche di seguito descritte.

Questo precipitato cristallino viene quindi trattato per ottenere l’argatroban monoidrato (I) come in precedenza descritto dopo solubilizzazione in metanolo:acqua.

La separazione per cristallizzazione da normalpropanolo o isopropanolo dell’argatroban purificato consente una più efficiente preparazione in termini di resa e purezza dell’argatroban monoidrato ed inoltre una migliore lavorabilità del prodotto ed affidabilità del processo essendo il propanolo migliore per questi aspetti rispetto all’etanolo. Infatti l’etanolo come solvente di cristallizzazione, in caso di volumetrie errate anche di poco, può provocare significativi cali di resa con conseguenze negative sul rapporto di diastereoisomeri. Questo comporterebbe maggiori difficoltà nell’ottenimento di un corretto rapporto diastereoisomerico nella successiva cristallizzazione. Con il metanolo tale effetto risulta accentuato. Il solvato che si ottiene, che viene qui indicato come argatroban purificato, oltre che essere nuovo, presenta invece caratteristiche di cristallinità tali da rendere estremamente agevole la sua purificazione ed il suo isolamento senza influire negativamente sul rapporto di diastereoisomeri.

Opzionalmente, dall’argatroban monoidrato, ottenuto sia in modalità in continuo sia in due fasi distinte, può essere ottenuto l’argatroban anidro (V) ri-solubilizzando in acqua il precipitato cristallino ottenuto, costituito da argatroban monoidrato (I), riscaldando la soluzione ad una temperatura tra 75° e 100°C, preferibilmente 80°C, eliminando i residui indisciolti, quindi raffreddando la soluzione repentinamente sino a 10°C-20°C e preferibilmente a 15°C in un tempo di 2 minuti e mantenendola a tale temperatura per un tempo sino a 1 ora.

L’argatroban così ottenuto è anidro ed ha le caratteristiche chimico fisiche di seguito descritte.

Le rese in argatroban monoidrato ottenute sia nel caso in cui la preparazione sia in fase continua sia in due fasi sono tra il 65% e il 70% ed il composto ottenuto ha mostrato di avere una purezza superiore al 99%, un KF almeno del 3,4% ed un rapporto isomerico 65:35 ± 2.

Caratterizzazione di argatroban monoidrato

I dati analitici di acido (2R,4R)-4-metil-1-[N2-[(1,2,3,4-tetraidro-3-metil-8-chinolil) sulfonil]-L-arginil]pipecolico (I) monoidrato vengono riportati sotto:

Formula bruta: C23H38N6O6S

Peso molecolare: 526.65

Composizione molecolare:

C H N S

Calcolato (percento): 52,45 7,27 15,96 6,09

Trovato (percento): 52,46 7,30 15,95 6,11

I.R. (KBr): 3416, 1272, 1157 cm<-1>. Uno spettro I.R. rappresentativo dell’argatroban monoidrato ottenuto con il metodo descritto è riportato in figura 1.

Potere ottico rotatorio: [α]D<27>= 7,8 (c=1 mg/ml in 0,2 N HCl)

Punto d fusione: 176-182°C

La determinazione del punto di fusione è stata effettuata utilizzando capillari in vetro.

Calorimetria differenziale a scansione (DSC) e analisi termogravimetrica (TGA): la calorimetria differenziale a scansione è stata condotta utilizzando un crogiolo in alluminio perforato,

L’argatroban monoidrato esibisce un evento endotemico a circa 150°C. In figura 2 viene riportato un tipico profilo DSC. Il fenomeno endotermico rappresenta la perdita di acqua e la successiva fusione del composto. La perdita di acqua è chiaramente dimostrata dal profilo dell’analisi termogravimetrica in figura 3. L’analisi termogravimetrica dimostra che il composto si presenta come un monoidrato, poiché la perdita di acqua è del 3,68% valore assolutamente congruo con il valore teorico del 3,42%. L’elevato range di temperatura per la perdita di peso, superiore ai 165°C, indica inoltre che la natura dell’acqua contenuta è di tipo cristallino.

Analisi diffrattometrica a raggi X: l’argatroban monoidrato si presenta come un solido cristallino di colore bianco. Nella tabella sotto riportata sono riassunti i picchi rilevati per argatroban monoidrato mostrata in figura 4

Caratterizzazione di argatroban anidro

Sotto viene riportatata la descrizione di un campione rappresentativo di acido (2R,4R)-4-metil-1-[N<2>-[(1,2,3,4-tetraidro-3-metil-8-chinolil)sulfonil]-L-arginil]pipecolico, nella forma anidra (V), e il confronto tra la corrispondente forma monoidrata

Formula molecolare: C23H36N6O5S

Peso molecolare: 508,63

Punto di fusione: 220°C con decomposizione

I.R. (KBr): 3432, 1265, 1164. Uno spettro I.R. rappresentativo dell’argatroban anidro ottenuto con il metodo descritto è riportato in figura 5.

Calorimetria differenziale a scansione (DSC) e analisi termogravimetrica (TGA): la calorimetria differenziale a scansione e l’analisi termogravimetrica sono state condotte nelle stesse condizioni adottate per l’analsi di argatroban monoidrato. In figura 6 viene riportata un’analisi DSC rappresentativa di un campione di argatroban anidro. L’argatroban anidro esibisce un evento endotermico a circa 215°C. Il fenomeno endotermico è associato alla fusione del composto.

L’analisi termogravimetrica è mostrata in Figura 7. La perdita di circa l’1% di peso in un intervallo di temperatura tra 25° e 140°C è ascrivibile alla presenza di una piccola quantità di acqua di imbibizione.

Diffrazione a Raggi-X: l’analisi del XRPD è state condotta seguendo la procedura descritta per argatroban monoidrato. Il sommario dei picchi mostrati in figura 8 è il seguente:

Caratterizzazione di argatroban solvato in isopropanolo

I dati analitici di acido (2R,4R)-4-metil-1-[N2-[(1,2,3,4-tetraidro-3-metil-8-chinolil) sulfonil]-L-arginil]pipecolico (IV) solvato con isopropanolo vengono riportati sotto:

I.R. (KBr): 3399, 1270, 1160 cm<-1>. Uno spettro I.R. rappresentativo dell’argatroban solvato con iPrOH ottenuto con il metodo descritto è riportato in figura 9.

Punto d fusione: 183-185°C. La determinazione del punto di fusione è stata effettuata utilizzando capillari in vetro.

Calorimetria differenziale a scansione (DSC) e analisi termogravimetrica (TGA): la calorimetria differenziale a scansione è stata condotta utilizzando un crogiolo in alluminio perforato.

L’argatroban solvato con isopropanolo ha un picco endotemico a circa 160°C. In Figura 10 viene riportato un tipico profilo DSC. L’evento endotermico rappresenta la perdita di solvente e la fusione del composto. La perdita di solvente è chiaramente dimostrata dal profilo dell’analisi termogravimetrica in Figura 11. L’analisi termogravimetrica dimostra che il composto si presenta come un solvato con isopropanolo, poiché la perdita di solvente è del 9,0% valore assolutamente congruo con il valore teorico del 10,55% per una forma monosolvata. L’elevato range di temperatura per la perdita di peso, tra i 70°C e i 176°C, indica inoltre che la natura del solvente contenuta è di tipo cristallino.

Analisi diffrattometrica a raggi X: l’argatroban solvato con isopropanolo si presenta come un solido cristallino di colore bianco. Nella tabella sotto riportata sono riassunti i picchi rilevati per argatroban solvato con isopropanolo mostrata in figura 12

Confronto argatroban monoidrato, argatroban anidro e argatroban purificato

Calorimetria differenziale a scansione (DSC): come si può notare per comparazione il profilo DSC di argatroban monoidrato differisce notevolmente dal profilo riscontrato per il composto anidro. L’argatroban monoidrato ha infatti un picco endotemico a circa 160°C dove argatroban anidro lo mostra a 220°C (figura 13).

Analisi termogravimetrica (TGA): per ciò che concerne l’analisi termogravimetrica, anche in questo caso possiamo osservare come vi sia una sostanziale differenza tra le due curve, indice del fatto che le rispettive perdite in peso siano di natura differente (fig.14).

In figura 15 viene riportato il confronto tra i profili diffrattometici di argatroban anidro, argatroban monoidrato e argatroban purificato. Come risulta evidente dalla sovrapposizione le tre strutture cristalline sono chiaramente differenti.

Gli esempi di seguito riportati a scopo illustrativo e non limitativo del processo di sintesi oggetto dell’invenzione sono relativi alle diverse fasi che formano il metodo nel suo complesso e fanno riferimento allo schema precedentemente riportato.

Parte Sperimentale

Esempi di sintesi di Argatroban purificato (IV) da acido (2R,4R)-1-[N<G>-nitro-N<2>-(3-metil-8-chinolinsulfonil)-L-arginil]-4-metil-2-piperidincarbossilico (II)

Esempio 1: trattamento dell’argatroban grezzo con NaOH e separazione dell’argatroban purificato con isopropanolo

Un’autoclave in vetro da un litro è stata caricata con 60 g di acido (2R,4R)-1-[N<G>-nitro-N<2>-(3-metil-8-chinolinsulfonil)-L-arginil]-4-metil-2-piperidincarbossilico, 480 ml di metanolo, 120 ml di acido acetico e 20 g di palladio su carbone al 5% (umido al 60%).

La miscela così ottenuta è stata trattata, sotto vigorosa agitazione, a 85°C, in una atmosfera di idrogeno a 8,5 bar per 8,5 ore.

La massa è stata quindi raffreddata a temperatura ambiente e il catalizzatore è stato rimosso tramite filtrazione. La soluzione ottenuta è stata concentrata a residuo a pressione ridotta. Al residuo oleoso ottenuto sono stati aggiunti 600 ml di cloruro di metilene, 300 ml di acqua e 75 ml di soluzione acquosa di idrossido di sodio al 30% sino a neutralizzare l’acido acetico residuo (pH=7,5).

Quindi sono stati aggiunti 30 ml di metanolo e la miscela è stata mantenuta in agitazione per 1 ora. La fase acquosa è stata eliminata e la fase organica è stata lavata due volte con 300 ml di acqua aggiungendo ogni volta la quantità di metanolo necessaria da ottenere una buona separazione.

La soluzione in cloruro di metilene (un terzo della soluzione totale) così ottenuta è stata quindi percolata in un reattore incamiciato da 500 ml contenente 120 ml di 2-propanolo. La massa è stata quindi riscaldata e sono stati distillati circa 200 ml di solvente. Quindi la soluzione è stata raffreddata a 0°C in 2 ore e mantenuta a tale temperatura per 3 ore. Il solido ottenuto per cristallizzazione è stato filtrato ed essiccato a 50°C in vuoto per 16 ore, dando 16,0 g di acido (2R,4R)-4-metil-1-[N2-[(1,2,3,4-tetraidro-3-metil-8-chinolil) sulfonil]-L-arginil]pipecolico (IV) purificato. Resa = 86%

Esempio 2: trattamento dell’argatroban grezzo con NaOH e cristallizzazione da normalpropanolo

Un autoclave in vetro da un litro è stata caricata con 50 g di acido (2R,4R)-1-[N<G>-nitro-N<2>-(3-metil-8-chinolinsulfonil)-L-arginil]-4-metil-2-piperidincarbossilico, 375 ml di metanolo, 95 ml di acido acetico e 16,4 g di palladio su carbone al 5% (umido al 60%).

La miscela così ottenuta è stata trattata, sotto vigorosa agitazione, a 85°C, in atmosfera di idrogeno a 8,5 bar per 8 ore.

La massa è stata quindi raffreddata a temperatura ambiente e il catalizzatore è stato rimosso tramite filtrazione. La soluzione ottenuta è stata concentrata a residuo, a pressione ridotta.

Al residuo oleoso ottenuto sono stati aggiunti 570 ml di cloruro di metilene, e la soluzione è stata divisa in due parti. Metà della soluzione ottenuta è stata caricata in un reattore di vetro incamiciato da 1 litro e ad essa sono stati aggiunti 120 ml di acqua. Il residuo di acido acetico è stato quindi neutralizzato per addizione di di una soluzione di idrossido di sodio al 30% sino ad un pH=7,5. Quindi per ottenere una netta separazione tra la fase organica e la fase acquosa sono stati aggiunti 12 ml di metanolo. La miscela è stata mantenuta in agitazione per 1 ora, quindi la fase acquosa è stata eliminata e la fase organica è stata lavata due volte con 120 ml di acqua aggiungendo ogni volta la quantità di metanolo necessaria da ottenere una buona separazione.

La soluzione in cloruro di metilene così ottenuta è stata quindi percolata in un reattore incamiciato da 500 ml contenente 140 ml di 1-propanolo. La massa è stata quindi riscaldata a 55° per distillare il diclorometano presente. Quindi la soluzione è stata raffreddata a 0°C in 2 ore e mantenuta a tale temperatura per 2 ore.

Il solido ottenuto per cristallizzazione è stato filtrato ed essiccato a 50°C in vuoto per 16 ore, dando 17.0 g di acido (2R,4R)-4-metil-1-[N2-[(1,2,3,4-tetraidro-3-metil-8-chinolil) sulfonil]-L-arginil]pipecolico (IV) purificato. Resa = 73%

Esempio 3: trattamento dell’argatroban grezzo senza neutralizzazione e con cristallizzazione da isopropanolo

Metà della soluzione del composto (III) in diclorometano ottenuta nell’esempio 2 è stata estratta due volte con una miscela di 120 ml di acqua e 12 ml di metanolo.

La soluzione in cloruro di metilene così ottenuta è stata quindi percolata in un reattore incamiciato da 500 ml contenente 140 ml di 2-propanolo, la massa ottenuta è stata concentrata tramite distillazione.

Al termine della distillazione la temperatura è stata portata a 90°C, quindi lasciata in agitazione per 1 ora e raffreddata a 20°C ed infine a 0°C dove è stata mantenuta per 2 ore.

Il solido ottenuto per cristallizzazione è stato filtrato ed essiccato a 50°C in vuoto per 16 ore, dando 21,5 g di acido (2R,4R)-4-metil-1-[N2-[(1,2,3,4-tetraidro-3-metil-8-chinolil) sulfonil]-L-arginil]pipecolico (IV) purificato. Resa = 93%

Esempi di sintesi di Argatroban monoidrato (I) da acido (2R,4R)-1-[N<G>-nitro-N<2>-(3-metil-8-chinolinsulfonil)-L-arginil]-4-metil-2-piperidincarbossilico (II)

Esempio 4: trattamento dell’argatroban grezzo con NH3per ottenere direttamente la forma monoidrata

Un autoclave da 250 ml in vetro è stata caricata con 20g di (2R,4R)-1-[N<G>-nitro-N<2>-(3-metil-8-chinolinsulfonil)-L-arginil]-4-metil-2-piperidincarbossilico (II), 160 ml di metanolo, 10,4 ml di acido acetico e 5,6 g di palladio su carbone al 5% (umido al 50%).

La miscela così ottenuta è stata trattata, sotto vigorosa agitazione, a 85°C, in una atmosfera di idrogeno a 9 bar per 8 ore.

La massa è stata quindi raffreddata a temperatura ambiente e il catalizzatore è stato rimosso tramite filtrazione. La soluzione ottenuta è stata concentrata a pressione atmosferica.

Dopo aver distillato 60 ml di solvente, la soluzione è stata raffreddata a 0°C e neutralizzata con 12 ml di soluzione acquosa di ammoniaca al 30%.

L’eccesso di ammoniaca è stato rimosso in vuoto, quindi 700 ml di acqua sono stati aggiunti alla miscela di reazione. La soluzione che si ottiene è stata riscaldata a riflusso (all’incirca 95°C), mantenuta sotto agitazione a tale temperatura per1 ora, quindi raffreddata sino a 20°C in 4 ore e mantenuta a tale temperatura per 8 ore.

Il precipitato cristallino è stato filtrato ed essiccato a 80°C, a pressione atmosferica e sotto flusso di azoto per 8 ore dando 15,8 g di argatroban monoidrato (I) (purezza HPLC= 99,8%; rapporto isomerico= 63,8:36,2; KF=3,5%). Resa = 82,4%

Altri esempi di cristallizzazione per ottenere argatroban monoidrato (I) da argatroban purificato (IV)

Esempio 5: cristallizzazione con 35 volumi di acqua e 5.5 volumi di metanolo

Un reattore in acciao incamiciato è stato caricato con 2218 g di acido (2R,4R)-4-metil-1-[N2-[(1,2,3,4-tetraidro-3-metil-8-chinolil) sulfonil]-L-arginil]pipecolico purificato (IV), 12192 ml di metanolo e 77647 ml di acqua demineralizzata. La miscela ottenuta, alla quale sono stati aggiunti 66,6 g di carbone decolorante, è stata scaldata a riflusso e mantenuta a tale temperatura per 1 ora sotto azoto. Il carbone è stato quindi rimosso a caldo tramite filtrazione.

La soluzione è stata quindi portata a riflusso e mantenuta a tale temperatura per 2 ore, raffreddata alla temperatura di inizio cristallizzazione (75°C) in 1 ora, mantenuta a tale temperatura per 1 ora, quindi è stata raffreddata a 20°C in 4,5 ore, e lasciata in agitazione per 6 ore.

Il solido ottenuto per cristallizzazione è stato filtrato, lavato con 2218 mL di acqua demineralizzata ed essiccato a 55°C a pressione ridotta per 12 ore dando 1998 g di acido (2R,4R)-4-metil-1-[N2-[(1,2,3,4-tetraidro-3-metil-8-chinolil) sulfonil]-L-arginil]pipecolico (I) monoidrato. (purezza HPLC= 99,9%; rapporto isomerico = 63,2:36,8; KF=3,5%). Resa = 87%. Esempio di cristallizzazione per ottenere argatroban anidro (V) Esempio 9 cristallizzazione da acqua

Un reattore incamiciato in vetro è stato caricato con 100 ml di acqua e portato a 80°C, a questa temperatura sono stati aggiunti 0,8 g di argatroban monoidrato. La massa è stata mantenuta in agitazione per 10 minuti a tale temperatura quindi il residuo indisciolto è stato eliminato tramite filtrazione. Le acque madri sono state repentinamente raffreddate a 15°C (2 minuti circa) e mantenute a tale temperatura per 1 ora. Il solido ottenuto è stato separato per filtrazione ed essiccato a 80°C a pressione atmosferica per 10 ore in flusso di azoto, dando 0,5 g di argatroban anidro (purezza HPLC=99,9%; rapporto isomerico=60,6:39,4; KF=0,26%) Resa 65%

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo di preparazione dell’argatroban monoidrato caratterizzato dal fatto di comprendere almeno la fase di: - separazione di argatroban monoidrato dalla massa di reazione contenente argatroban grezzo per cristallizzazione da un solvente consistente in metanolo ed acqua mediante riscaldamento della massa alla temperatura di riflusso del solvente e successivo raffreddamento controllato e graduale della stessa sino ad una temperatura compresa tra 15-25°C in un tempo compreso tra 4-8 ore.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui prima della separazione dell’argatroban monoidrato è ulteriormente compresa la fase di: - separazione per cristallizzazione di argatroban purificato per trattamento di una soluzione organica di argatroban grezzo con un solvente di cristallizzazione scelto tra isopropanolo e normalpropanolo.
3. Metodo di preparazione dell’argatroban monoidrato caratterizzato dal fatto di comprendere almeno le fasi di: - concentrazione sino a residuo agitabile della massa di reazione contenente argatroban grezzo; - ripresa del residuo contenente argatroban grezzo con un solvente organico e separazione per cristallizzazione di argatroban purificato per trattamento della soluzione organica con un solvente di cristallizzazione scelto tra isopropanolo e normalpropilico; - conversione dell’argatroban purificato in argatroban monoidrato per ri-cristallizzazione dell’argatroban purificato isolato allo step precedente da una miscela di metanolo ed acqua per riscaldamento alla temperatura di riflusso del solvente e successivo raffreddamento controllato sino ad una temperatura compresa 15-25°C in un tempo compreso tra 4-8 ore.
4. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui è ulteriormente compresa la fase di essiccazione del precipitato cristallino ottenuto consistente in argatroban monoidrato.
5. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la massa di reazione è trattata con una soluzione acquosa di una base scelta tra idrossido di sodio, bicarbonato di sodio ed ammoniaca ad una concentrazione compresa tra il 10 ed il 30%.
6. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la cristallizzazione o ri-cristallizazione da metanolo ed acqua è ottenuta sottoponendo la massa alla seguente rampa di temperature: riscaldamento a 90-95°C, mantenimento alla temperatura di riflusso per un tempo compreso da 1 a 3 ore, raffreddamento a 70-75°C in almeno un’ora e mantenimento a tale temperatura per almeno un’ora, raffreddamento a 20°C in un tempo compreso tra 2 e 6 ore e mantenimento a detta temperatura per almeno ore.
7. Metodo secondo la rivendicazione 6, in cui la miscela di alcol metilico ed acqua ha concentrazione compresa tra 10 e 20% in alcol ed è aggiunta in una quantità sino a 50 volumi per grammo di argatroban grezzo o purificato. 8. Metodo di preparazione dell’argatroban anidro caratterizzato dal fatto di comprendere almeno gli step di: - preparazione dell’argatroban monoidrato secondo le rivendicazioni 1-7; - ri-cristallizzazione dello stesso dopo solubilizzazione in acqua per repentino raffreddamento alla temperatura di 10°C-20°C in un tempo non superiore a 2 minuti. 9. Argatroban monoidrato caratterizzato dal fatto di avere: - punto di fusione di 176-182°C; - spettro I.R. (KBr) (cm<-1>) di 3416, 1272, 1157; - calorimetria differenziale a scansione con un evento endotermico a circa 150°C; - XRPD: Picco N° 1 Angolo (2θ) 4.680, Intensità relativa (%) 43; Picco N° 2 Angolo (2θ) 9.230, Intensità relativa (%) 100; Picco N° 3 Angolo (2θ) 13.850, Intensità relativa (%) 18; Picco N° 4 Angolo (2θ) 15.980, Intensità relativa (%) 23; Picco N° 5 Angolo (2θ) 17.120, Intensità relativa (%) 12; Picco N° 6 Angolo (2θ) 18.040, Intensità relativa (%) 10; Picco N° 7 Angolo (2θ) 18.430, Intensità relativa (%) 14; Picco N° 8 Angolo (2θ) 18.950, Intensità relativa (%) 10; Picco N° 9 Angolo (2θ) 20.080, Intensità relativa (%) 16; Picco N° 10 Angolo (2θ) 20.560, Intensità relativa (%) 12; Picco N° 11 Angolo (2θ) 21.260, Intensità relativa (%) 10; Picco N° 12 Angolo (2θ) 21.590, Intensità relativa (%) 11; Picco N° 13 Angolo (2θ) 22.820, Intensità relativa (%) 24; Picco N° 14 Angolo (2θ) 23.740, Intensità relativa (%) 8; Picco N° 15 Angolo (2θ) 24.480, Intensità relativa (%) 11; Picco N° 16 Angolo (2θ) 26.140, Intensità relativa (%) 12 Picco N° 17 Angolo (2θ) 27.620, Intensità relativa (%) 16; Picco N° 18 Angolo (2θ) 28.980, Intensità relativa (%) 8; Picco N° 19 Angolo (2θ) 31.320, Intensità relativa (%) 10; Picco N° 20 Angolo (2θ) 33.440, Intensità relativa (%) 17; Picco N° 21 Angolo (2θ) 37.210, Intensità relativa (%) 8. 10. Argatroban anidro caratterizzato dal fatto di avere: - punto di fusione a 220°C con decomposizione; - spettro I.R. (KBr) (cm<-1>) di 3432, 1265, 1164; - calorimetria differenziale a scansione con un evento endotermico a circa 215°C; - XRPD: Picco N° 1 Angolo (2θ) 7.790, Intensità relativa (%) 64; Picco N° 2 Angolo (2θ) 9.560, Intensità relativa (%) 95; Picco N° 3 Angolo (2θ) 10.480, Intensità relativa (%) 27; Picco N° 4 Angolo (2θ) 11.320, Intensità relativa (%) 75; Picco N° 5 Angolo (2θ) 12.120, Intensità relativa (%) 61; Picco N° 6 Angolo (2θ) 14.640, Intensità relativa (%) 23; Picco N° 7 Angolo (2θ) 16.010, Intensità relativa (%) 25; Picco N° 8 Angolo (2θ) 16.940, Intensità relativa (%) 14; Picco N° 9 Angolo (2θ) 18.030, Intensità relativa (%) 45; Picco N° 10 Angolo (2θ) 18.900, Intensità relativa (%) 100; Picco N° 11 Angolo (2θ) 20.960, Intensità relativa (%) 47; Picco N° 12 Angolo (2θ) 22.550, Intensità relativa (%) 53; Picco N° 13 Angolo (2θ) 24.370, Intensità relativa (%) 61; Picco N° 14 Angolo (2θ) 26.170, Intensità relativa (%) 81; Picco N° 15 Angolo (2θ) 28.300, Intensità relativa (%) 32; Picco N° 16 Angolo (2θ) 30.960, Intensità relativa (%) 40; Picco N° 17 Angolo (2θ) 33.970, Intensità relativa (%) 40; Picco N° 18 Angolo (2θ) 38.930, Intensità relativa (%) 23. 11. Argatroban purificato caratterizzato dal fatto di avere: - punto di fusione di 183-185°C; - spettro I.R. (KBr) (cm<-1>) di 3399, 1270, 1160; - calorimetria differenziale a scansione con un evento endotermico a circa 160°C; - XRPD: Picco N° 1 Angolo (2θ) 6.800, Intensità relativa (%) 100; Picco N° 2 Angolo (2θ) 7.840, Intensità relativa (%) 12; Picco N° 3 Angolo (2θ) 9.
8, Intensità relativa 13 (%) 13; Picco N° 4 Angolo (2θ) 10.020, Intensità relativa (%) 13; Picco N° 5 Angolo (2θ) 10.700, Intensità relativa (%) 6; Picco N° 6 Angolo (2θ) 11.780, Intensità relativa (%) 5; Picco N° 8 Angolo (2θ) 13.540, Intensità relativa (%) 32; Picco N°
9 Angolo (2θ) 14.540, Intensità relativa (%) 21; Picco N°
10 Angolo (2θ) 16.900, Intensità relativa (%) 8; Picco N°
11 Angolo (2θ) 17.540, Intensità relativa (%) 18; Picco N° 12 Angolo (2θ) 18.640, Intensità relativa (%) 14; Picco N° 13 Angolo (2θ) 19.060, Intensità relativa (%) 13; Picco N°14 Angolo (2θ) 19.620, Intensità relativa (%) 13; Picco N° 15 Angolo (2θ) 20.000, Intensità relativa (%) 20; Picco N° 16 Angolo (2θ) 21.420, Intensità relativa (%) 16; Picco N° 17 Angolo (2θ) 21.780, Intensità relativa (%) 21; Picco N° 18 Angolo (2θ) 22.660, Intensità relativa (%) 15; Picco N° 19 Angolo (2θ) 23.680, Intensità relativa (%) 15; Picco N° 20 Angolo (2θ) 24.080, Intensità relativa (%) 16; Picco N° 21 Angolo (2θ) 24.740, Intensità relativa (%) 25; Picco N° 22 Angolo (2θ) 25.340, Intensità relativa (%) 9; Picco N° 23 Angolo (2θ) 26.480, Intensità relativa (%) 10; Picco N° 24 Angolo (2θ) 27.580, Intensità relativa (%) 10; Picco N° 25 Angolo (2θ) 28.220, Intensità relativa (%) 7; Picco N° 26 Angolo (2θ) 29.120, Intensità relativa (%) 8; Picco N° 27 Angolo (2θ) 29.740, Intensità relativa (%) 11; Picco N° 28 Angolo (2θ) 31.820, Intensità relativa (%) 9; Picco N° 29 Angolo (2θ ) 34.840, Intensità relativa (%) 7; Picco N° 30 Angolo (2θ) 40.580, Intensità relativa (%) 6.