JP2015532280A - イオホルミノールの中間体化合物の調製 - Google Patents

Abstract

本発明は、ヨウ素化Ｘ線造影剤の調製方法、特にその主要中間体に関する。より具体的には、本発明は、イオホルミノールの調製プロセスにおける主要中間体である、１−ホルミルアミノ−３，５−ビス（２，３−ビス（ホルミルオキシ）プロパン−１−イルカルバモイル）−２，４，６−トリヨードベンゼンを含む化合物混合物の調製のための後処理方法に関する。さらに、本発明は、Ｘ線イメージングに有用な造影剤であるイオホルミノールの調製方法に関する。

Description

本発明は、ヨウ素化Ｘ線造影剤、特にその主要中間体の調製方法に関する。具体的には、本発明は、イオホルミノールの調製プロセスにおける主要中間体である１−ホルミルアミノ−３，５−ビス（２，３−ビス（ホルミルオキシ）プロパン−１−イルカルバモイル）−２，４，６−トリヨードベンゼンを含む化合物混合物の調製に関する。さらに、本発明は、Ｘ線イメージングに有用な造影剤であるイオホルミノールの調製方法に関する。

この５０年間、Ｘ線造影剤の分野では可溶性ヨウ素含有化合物が支配的であった。ヨウ素化造影剤を含む市販の造影製剤は、通常、ジアトリゾエート（例えばＧａｓｔｒｏｇｒａｆｅｎ（商標）という商品名で市販）のようなイオン性単量体、イオキサグレート（例えばＨｅｘａｂｒｉｘ（商標）という商品名で市販）のようなイオン性二量体、イオヘキソール（例えばＯｍｎｉｐａｑｕｅ（商標）という商品名で市販）やイオパミドール（例えばＩｓｏｖｕｅ（商標）という商品名で市販）やイオメプロール（例えばＩｏｍｅｒｏｎ（商標）という商品名で市販）のような非イオン性単量体、及び非イオン性二量体のイオジキサノール（例えばＶｉｓｉｐａｑｕｅ（商標）という商品名で市販）に分類される。上述したもののような最も広く使用されている市販の非イオン性Ｘ線造影剤は、安全であると考えられている。ヨウ素化造影剤を含む造影製剤は、米国において年間２千万件を超えるＸ線検査に使用されており、副作用の数は許容し得るものと考えられている。しかし、コントラスト増強Ｘ線検査には、総用量で約２００ｍＬもの造影製剤の投与が必要とされるため、改良造影製剤を提供することが絶えず求められている。

ハイリスク患者とみなされる患者集団の割合が増加しつつある。患者集団全体に対してインビボＸ線診診断薬を絶えず改良するというニーズを満たすためには、造影剤腎症（ＣＩＮ:Contrast-Indused Nephrotoxicity）に関しても改善された特性を有するＸ線造影剤を見出すことが絶えず求められている。

２つのトリヨウ素化フェニル基が連結基で連結された化合物を原薬（active pharmaceutical ingredient）として含有するＸ線造影製剤は、通常、二量体造影剤又は二量体と呼ばれる。数年来、多種多様なヨウ素化二量体が提案されている。現在、ヨウ素化非イオン性二量体を原薬として含む造影製剤が、化合物イオジキサノールを含有する製品Ｖｉｓｉｐａｑｕｅ（商標）として、市販されている。

本願出願人の国際公開第２００９／００８７３４号には、イオホルミノールと呼ばれる新規二量体造影剤が開示されている。その特性の詳細については、Chai et al. “Predicting cardiotoxicity propensity of the novel iodinated contrast medium GE-145: ventricular fibrillation during left coronary arteriography in pigs”, Acta Radiol, 2010、及びWistrand, L.G., et al ”GE-145, a new low-osmolar dimeric radiographic contrast medium”, Acta Radiol, 2010に記載されている。イオホルミノール（ＧＥ−１４５）（本明細書では化合物１と呼ぶ。）は、以下の構造を有する。

非イオン性Ｘ線造影製剤の製造は、化学薬品（原薬（ＡＰＩ）、つまり造影剤）の製造と、その後の医薬製品（本明細書ではＸ線組成物という。）への製剤化を含む。本願出願人の国際公開第２００９／００８７３４号には、ＡＰＩイオホルミノールの調製のための合成経路が記載されている。イオホルミノールは、例えば、国際公開第２００９／００８７３４号の一般的調製法に関する説明及び実施例１に記載されているように、市販の５−アミノ−Ｎ，Ｎ’−ビス−（２，３−ジヒドロキシ−プロピル）−２，４，６−トリヨード−イソフタルアミド（化合物（４））から合成できる。この化合物の調製法は、イオヘキソール及びイオジキサノールの合成法で知られており、例えば、国際公開第２００６／０１６８１５号に記載のように、５−ニトロイソフタル酸から調製することもでき、水素化とその後のヨウ素化（例えば塩化ヨウ素ＩＣｌによる）を含む。或いは、５−アミノ−２，４，６−トリヨードイソフタル酸（これは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社などから市販の前駆体である。）を使用することもできる。イソフタルアミド化合物（化合物（４））の遊離アミノ基は次いでアシル化され、置換基のヒドロキシル基もアシル化によって保護しうる。保護基は、例えば加水分解で除去することができ、Ｎ¹，Ｎ³−ビス（２，３−ジヒドロキシプロピル）−５−ホルミルアミノ−２，４，６−トリヨードイソフタルアミドが生成する。二量化段階で、これを例えばエピクロロヒドリンと反応させて、イオホルミノール造影剤化合物を得る。

国際公開第２００９／００８７３４号の実施例１及び２に開示されているようなイオホルミノールの現行の合成経路を、以下のスキーム１に示す。

国際公開第２００９／００８７３４号に記載のように、化合物３は、１−ホルミルアミノ−３，５−ビス（２，３−ビス（ホルミルオキシ）プロパン−１−イルカルバモイル）−２，４，６−トリヨードベンゼンを含む混合物であり、Ｘはホルミル基である。

各合成段階で収率を最適化して、不純物の生成を最小限に抑制することが重要である。本発明で解決すべき課題は、スキーム１の化合物混合物（３）、つまり１−ホルミルアミノ−３，５−ビス（２，３−ビス（ホルミルオキシ）プロパン−１−イルカルバモイル）−２，４，６−トリヨードベンゼンを含む混合物の調製方法の最適化を提供することである。そこで、本方法は、５−アミノ−Ｎ¹，Ｎ³−ビス（２，３−ジヒドロキシプロピル）−２，４，６−トリヨードイソフタルアミド（４）のアミノ官能基のホルミル化による化合物混合物（３）の調製に関するものであり、後処理手順を含んでいる。

国際公開第２００９／００８７３４号、実施例２、手順Ｂに開示されているような現行の方法では、１−ホルミルアミノ−３，５−ビス（２，３−ビス（ホルミルオキシ）プロパン−１−イルカルバモイル）−２，４，６−トリヨードベンゼン（Ｘがホルミル基である化合物３）は、ギ酸及び無水酢酸を用いた化合物（４）のホルミル化によって調製される。反応混合物は、湿潤ケークとなるまで減圧蒸発し、さらに減圧乾燥されている。生成物は、それ以上精製せずに次の段階に使用されている。したがって、現行の後処理プロセスは、反応混合物を減圧下で濃縮・乾固することからなり、生成物は、高含量のギ酸及び酢酸を含む漆喰状の材料として回収されている。この後処理方法の課題は、ギ酸及び酢酸の沸点が高いことから、それらを反応懸濁液から除去するのが難しいことである。現行の方法で得られる硬い粒々状の材料は、精製が難しく、次の合成段階の前に粉砕する必要があった。

化合物（４）からのアシル化化合物混合物（３）の調製に際して、粉末状の生成物を高収率及び高純度で得ることのできる改良後処理方法が求められている。今回、本発明者らは、短鎖アルコールを貧溶媒として用いる後処理手順を実施することによって、粉末状の化合物混合物（３）を高純度及び高収率で調製することができるという知見を得た。かるアルコールを貧溶媒として使用することによって、溶液から化合物混合物（３）を高収率で結晶化させることができ、濾過後処理が可能となることが判明した。

国際公開第２００９／００８７３４号

第１の態様では、本発明は、下記の化合物混合物（３）を粉末として調製する方法であって、

（式中、各Ｘは独立に水素、ホルミル基（−ＣＯ−Ｈ）又はアセチル基（−ＣＯ−ＣＨ₃）である。）
ｉ）５−アミノ−Ｎ¹，Ｎ³−ビス（２，３−ジヒドロキシプロピル）−２，４，６−トリヨードイソフタルアミド（化合物（４））のアミノ官能基をホルミル化する段階と、
ｉｉ）段階ｉ）の生成物溶液に短鎖アルコールを添加する後処理手順を実施する段階と
を含む方法を提供する。

合成段階ｉ）で、化合物（４）のヨウ素化フェニル基の遊離アミノ官能基をホルミル化して、対応ホルムアニリド基が調製される。ホルミル化は、任意の好適な方法（例えば、、文献記載の様々な方法で調製することのできる混合無水物のような活性化ギ酸をホルミル化剤として使用すること）によって達成し得る。混合無水物の好適な調製方法は、制御された温度下で、過剰のギ酸にカルボン酸無水物を添加することである。好ましくは、ギ酸と無水酢酸の混合物が本段階に使用される。好ましくは、ギ酸を例えば８〜１５℃（例えば約１０℃）に冷却し、無水酢酸をゆっくりと（例えば滴下によって）、温度を低温（例えば約１５℃未満）に維持しながら、添加する。混合無水物の形成は発熱反応であり、高温は無水物を分解させるので、試薬は混合前に冷却しておくべきである。この混合無水物溶液を次いで、好ましくはギ酸に溶解した化合物（４）に添加すればよい。或いは、化合物（４）を、混合無水物溶液に添加してもよい。また、ギ酸塩の溶液にカルボン酸クロライドを添加することによって、混合無水物としてもよい。ホルミル−混合無水物は、アセチル、イソブチリル、ピバロイル、ベンゾイルなどを含んでいてもよい。

混合無水物を用いたホルミル化段階（ｉ）によって、化合物混合物（３）は、ホルミル基とアセチル保護基とを有する異なる化合物の混合物となる。様々な程度のＯ−ホルミル化が認められるが、高度のＮ−ホルミル化が起こり、高収率のＮ−ホルミル化化合物混合物（３）が担保される。一実施形態では、化合物混合物（３）は、すべてのＸ基が各々ホルミル又はアセチルである化合物の混合物を含んでいる。化合物混合物（３）の主成分は、１−ホルミルアミノ−３，５−ビス（２，３−ビス（ホルミルオキシ）プロパン−１−イルカルバモイル）−２，４，６−トリヨードベンゼンである。

本発明の後処理手順を用いると、化合物混合物（３）は、濾過によって酸含量の低い微粉として回収することができる。短鎖アルコールは、本手順で幾つかの機能を有する。まず、溶解度を低下させて化合物混合物（３）を結晶化させる貧溶媒として機能するだけでなく、反応溶液中の過剰の無水物を奪活するために使用される。結晶化で得られる小さな結晶は堅固な塊に凝集し、良好かつ迅速に濾過することができるとともに、結晶を容易に洗浄することができる。後処理手順を何回も繰返したが、小規模でも大規模（例えば１００ｋｇ規模）でも、９５％超、さらに好ましくは９８％超、最も好ましくは９９％超のＮ−ホルミル化化合物混合物（３）の収量を与える。主要不純物は、約０．５％程度の量のＮ−アシル化化合物である。

段階（ｉｉ）で使用される短鎖アルコールは、Ｃ₁〜Ｃ₆直鎖又は枝分れアルコールから選択されるが、それらの混合物であってもよい。アルコールは、モノヒドロキシル化型でも、ジヒドロキシル化型でもよい。メタノール、エタノール及びプロパノールが好ましいアルコールであり、プロパノール、特にイソプロパノールが最も好ましい。

段階ｉ）の実施が完了した後、すなわちすべてのホルミル化剤が化合物（４）の溶液に添加された後、この反応溶液を、好ましくは、低温（例えば１０〜４０℃、例えば約１５℃）で反応が完結するまでの時間（例えば１時間以上）撹拌下に維持する。一実施形態では、この反応溶液に化合物混合物（３）の種を導入し、追加の時間（例えば１時間以上）撹拌下に保つ。段階ｉｉ）で、アルコールを反応溶液に注意深く添加して、過剰の無水物を奪活し、化合物混合物（３）の溶解度を低下させて、濃厚な懸濁液を得る。この懸濁液を、好ましくは、周囲温度で撹拌下に保つ。貧溶媒として、化合物（４）１ｇ当たり約０．３〜約２．０ｍＬの濃度でアルコールを添加するのが有用であると判明した。さらに好ましくは、濃度は、化合物（４）１ｇ当たり約０．５〜１．０ｍＬ、最も好ましくは化合物（４）１ｇ当たり０．６〜０．７ｍＬである。

完全に沈殿させるため、段階（ｉｉ）の反応スラリーは、化合物混合物（３）を回収及び適宜精製する前に、所定時間（例えば５〜２５時間、例えば１０〜２０時間）撹拌下に保つ。一実施形態では、本方法は、生成物を、好ましくは濾過によって（例えば、ヌッチェフィルタ、例えば真空ヌッチェフィルタ若しくは圧力ヌッチェ、又はそれらの組合せを、適宜加熱と組合せて使用することによって）回収する追加段階を含む。生成物は、好ましくは、次いで、短鎖アルコール、好ましくは好ましくは段階（ｉｉ）で使用したものと同じアルコールで、１回以上（例えば１〜５回、好ましくは３回）に分けて、洗浄して、化合物混合物（３）を密な白色粉末として得て、適宜真空乾燥する。洗浄に使用されるアルコールの量は、沈殿に使用したものと略同量であってもよく、数回に分けて用いられる。今回、後処理手順の完了後に化合物混合物（３）中に若干量のアルコールが残存しているのがその後の合成に有益であり、それに応じて乾燥を調節すべきであることが判明した。残留アルコール含量が０〜７％となるように化合物混合物（３）を調製するのが適切であることが判明した。

本発明の方法で得られる化合物混合物（３）は、現行の方法で得られた硬い粒々状の材料とは対照的に、密な白色粉末である。別の態様では、本発明は、好ましくは第１の態様の方法で調製された白色粉末としての化合物混合物（３）を提供する。

特許請求の範囲に記載の方法で調製されるような化合物混合物（３）を取得して、それをさらに反応させてイオホルミノールなどを生成する方法も、本発明の技術的範囲に属する。したがって、別の態様では、本発明は、イオホルミノールの調製方法であって、第１の態様に記載した化合物混合物（３）の調製のための後処理手順を含む方法を提供する。かかる方法は、追加段階として、化合物混合物（３）の保護基の除去、及び二量化によるイオホルミノールの形成を含む。化合物混合物（３）の保護アシル基（ホルミル及びアセチル）は、常法（例えば塩基性水性媒体中での加水分解、又はアルコール分解）によって好適に除去し得る。

イオホルミノールの調製の最終段階では、２−ヒドロキシプロパン架橋によるビスアルキル化が起こる。この段階は、欧州特許第１０８６３８号及び国際公開第９８／２３２９６号に記載の通り、例えば、エピクロロヒドリン、１，３−ジクロロ−２−ヒドロキシプロパン又は１，３−ジブロモ−２−ヒドロキシプロパンを二量化剤として使用して実施できる。この二量化は、好ましくは、酸結合剤（例えば有機又は無機塩基）の存在下で実施され、塩基として、ナトリウムメトキシドのようなアルカリ金属アルコキシド、又は水酸化ナトリウム及びカリウムのようなアルカリ金属水酸化物を使用し得る。

特許請求の範囲に記載の方法で調製されるような化合物混合物（３）及び化合物（１）は、光学活性異性体を含み、キラル炭素原子に起因する幾つかの異性体の形態で存在する。さらに、化合物は、嵩高いヨウ素原子が近接しているためホルミル官能基のＮ−ＣＯ結合の回転が制限されていることに起因して、エキソ／エンド異性を示す。鏡像異性体として純粋な生成物の調製及び光学異性体混合物の調製共に、本発明の方法に包含される。

調製される化合物、例えば化合物（１）、（２）及び（３）は、適当な方法（例えば分取クロマトグラフィー、再結晶、又は限外／ナノ濾過）で精製することができる。

本発明で調製される化合物は、造影剤として使用することができ、従来の担体及び賦形剤と共に製剤化して診断造影製剤を生成することもできる。したがって、別の態様では、本発明は、本発明の方法で調製されたイオホルミノールを、（例えば適宜血漿イオン又は溶存酸素を添加した注射用水溶液中で）１種類以上の生理学的に許容される担体又は賦形剤と共に含む診断用組成物を提供する。本発明の造影剤組成物は、そのまま使用できる濃度であってもよいし、或いは投与前に希釈される濃縮形であってもよい。したがって、本発明は、本調製方法で調製されたイオホルミノール並びに該イオホルミノールを含有する診断用組成物のＸ線造影検査における使用をさらに包含する。

以下の非限定的な実施例によって本発明を例証する。

実施例１：１−ホルミルアミノ−３，５−ビス（２，３−ビス（ホルミルオキシ）プロパン−１−イルカルバモイル）−２，４，６−トリヨードベンゼンを含有する化合物混合物（３）の調製
５−アミノ−Ｎ１，Ｎ３−ビス（２，３−ジヒドロキシプロピル）−２，４，６−トリヨードイソフタルアミド（化合物（４））（７．５ｋｇ、１０．６モル）を、ギ酸（４．９Ｌ）に溶解し、透明溶液が得られるまで（約４時間）４５℃に加熱し、しかる後に濃厚な褐色溶液を１０℃に冷却した。

ギ酸（９．４Ｌ）を別の反応器に仕込んで１０℃に冷却し、目標温度に達した後、無水酢酸を、温度が１５℃を超えないような速度で添加した。

２．５時間後に無水酢酸の全量がギ酸に添加され、混合無水物溶液を化合物（４）溶液に滴下した。添加速度は、温度が２０℃を超えないように調節した。２時間後に混合無水物は全量添加されたが、反応混合物を１５℃でさらに１時間撹拌し続けた。イソプロパノール（４．９Ｌ）を注意深く添加したところ、懸濁液は顕著に濃厚になり、これを周囲温度で撹拌し続けた。１６時間後、反応スラリーを真空ヌッチェで濾過し、イソプロパノール（３×１．５Ｌ）で洗浄して、１−ホルミルアミノ−３，５−ビス（２，３−ビス（ホルミルオキシ）プロパン−１−イルカルバモイル）−２，４，６−トリヨードベンゼンを含む化合物混合物（３）を密な白色粉末（７．９８ｋｇ）として得た。Ｎ−ホルミル化に関する定量的収率は、９９％超であった。

Claims (8)

1. 下記の化合物混合物（３）を粉末として調製する方法であって、
   （式中、各Ｘは、水素、ホルミル基（−ＣＯ−Ｈ）又はアセチル基（−ＣＯ−ＣＨ₃）である。）
   ｉ）５−アミノ−Ｎ¹，Ｎ³−ビス（２，３−ジヒドロキシプロピル）−２，４，６−トリヨードイソフタルアミド（化合物（４））のアミノ官能基をホルミル化する段階と、
   ｉｉ）段階ｉ）の生成物溶液に短鎖アルコールを添加する後処理手順を実施する段階と
   を含む方法。
2. 短鎖アルコールが、モノヒドロキシル化型又はジヒドロキシル化型のＣ₁〜Ｃ₆直鎖又は枝分れアルコール、或いはそれらの混合物、請求項１記載の方法。
3. 短鎖アルコールが、イソ−プロパノールである、請求項１又は２記載の方法。
4. 化合物混合物（３）を濾過によって回収する段階をさらに含む、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の方法。
5. 添加される短鎖アルコールの濃度が、化合物（４）１ｇ当たり約０．３〜約２．０ｍＬである、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の方法。
6. 得られた化合物混合物（３）を、段階（ｉｉ）で使用した短鎖アルコールと同じもので１回以上以上に分けて洗浄する段階をさらに含む、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の方法。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の方法で調製される、粉末形態の化合物混合物（３）。
8. イオホルミノールの調製方法であって、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の方法で化合物混合物（３）を調製する段階を含む、方法。