JP2016169166A - 1‐アミノ‐3,5‐ジメチルアダマンタン塩酸塩の製造方法 - Google Patents

1‐アミノ‐3,5‐ジメチルアダマンタン塩酸塩の製造方法 Download PDF

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芳樹 大庭
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Abstract

【課題】 本発明の目的は、1‐アミノ‐3,5−ジメチルアダマンタン塩酸塩を製造する方法において、特定の不純物(トリメチル体及びモノメチル体)の量が低減した、高純度の、そのまま医薬品用途として用いることができる1‐アミノ‐3,5−ジメチルアダマンタン塩酸塩を、高収率で製造する方法を提供することにある。
【解決手段】 1‐アミノ‐3,5−ジメチルアダマンタン塩酸塩を、有機酸、アルコールなどのプロトン性溶媒、ケトン類、エステル類、ニトリル類などの非プロトン性溶媒及び水との混合溶液中から結晶化する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、メマンチン塩酸塩(化学名称:1‐アミノ‐3、5‐ジメチルアダマンタン塩酸塩)の新規な製造方法に関する。
下記式(1)
Figure 2016169166
で示される1‐アミノ-3,5−ジメチルアダマンタン塩酸塩(以下、メマンチン塩酸塩ともいう。)は、中程度の親和性を有するNMDA-受容体アンタゴニストであり、様々な疾病、特に中程度から重度のアルツハイマー病及び緑内障を治療するための医薬品原薬として使用される。メマンチン塩酸塩はまた、AIDS認知症、神経障害性痛、てんかん、肝性脳症、多発性硬化症、脳卒中、遅発性ジスキネジア、自閉症、注意欠陥多動障害(ADHD)及び他の自閉症スペクトラム障害の処置に役立つことも示唆されている。本発明の方法に従って製造されるメマンチン塩酸塩はこれらのいずれに対しても、また全ての他の想定される適応症に対しても使用可能である。
このような治療薬として用いられるメマンチン塩酸塩は、非常に高純度であることが望まれることから、製造過程において不純物を効率的に除去することが極めて重要である。
メマンチン塩酸塩の製造方法としては多くの方法が知られており、下記式(2)
Figure 2016169166
(式中Xはハロゲン元素)で示される1‐ハロ‐3,5‐ジメチルアダマンタンを尿素化合物と反応させた後、塩酸で処理することによってメマンチン塩酸塩を製造するという方法が特許文献1に記載されている。
また、特許文献2には下記式(3)
Figure 2016169166
で示される1,3‐ジメチルアダマンタンを臭素化し、加水分解した後、それを酸(例えば硫酸)の存在下にアセトニトリルで処理することにより得られるアセトアミド中間体を経由し、酸又は塩基の存在下で加水分解してメマンチン塩酸塩を製造する方法が、特許文献3には1,3‐ジメチルアダマンタンをハロゲン化させ、次にそれをホルムアミドと反応させて、N‐ホルミル‐1‐アミノ‐3,5‐ジメチルアダマンタン中間体(以下、ホルミル中間体ともいう。)を取得し、ホルミル中間体を酸性条件下、脱ホルミル化することによりメマンチン塩酸塩を得る方法が記載されている。
このようにして得られたメマンチン塩酸塩の精製方法としては特許文献4に水酸化ナトリウムでフリー化した後に再塩酸塩化して精製する方法が、特許文献5にはイソプロピルアルコールに高温で溶解後、イソプロピルアルコールを濃縮し冷却する方法及びメタノール/酢酸エチル混合溶液に溶解し活性炭処理後、共沸によってメタノールを留去し、結晶化する方法が、特許文献6にはメタノールに溶解した後に酢酸エチルを添加、更に冷却することによって結晶化させ精製する方法が記載されている。
また、特許文献7には、不純物の少ない1,3‐ジメチルアダマンタンを用いて、不純分の少ないメマンチン塩酸塩を得る方法が記載されている。
特開昭49−18860号公報 国際公開第2006/062724号パンフレット 国際公開第2006/122238号パンフレット 国際公開第2007/132476号パンフレット 国際公開第2010/067252号パンフレット 国際公開第2011/125062号パンフレット 特表2012−513451号公報
前述のように医薬品原薬は非常に高純度なものが求められており、例えば99.9%以上且つ個別不純物量が0.01%以下となることが求められることもある。メマンチン塩酸塩の不純物としては、
Figure 2016169166
で示される1‐アミノ‐3,5,7‐トリメチルアダマンタン塩酸塩(以下、トリメチル体とも言う。)及び
Figure 2016169166
で示される1‐アミノ‐3‐メチルアダマンタン塩酸塩(以下、モノメチル体ともいう。)が存在する。これらの不純物はメマンチン塩酸塩の原料となる1,3‐ジメチルアダマンタン中に含まれる不純物に由来しており、構造もメマンチン塩酸塩に類似していることから精製操作によって除去することが難しい。この低減法としては特許文献7に記載しているように不純物含量の少ない原料を用いる方法や、特許文献6に記載しているように再結晶操作で除去する方法が既知である。一方、メマンチン塩酸塩はほとんどの溶媒において高温領域と低温領域における溶解度差が少なく温度管理により結晶化を行う再結晶操作では十分な収率が得られない。そこで特許文献5に記載しているように高温状態で溶媒に溶解させた後、濃縮して溶媒量を減少させ回収率を向上させる方法や、特許文献6に記載しているように良溶媒に溶解させた後に貧溶媒を添加して結晶化させる方法が用いられている。また他の精製法、例えば、特許文献4に記載しているようにフリー化後に再度塩酸塩化を行う方法では収率が80%程度と十分な収率が得られない。これらいずれの操作においても精製工程の収率90%以上を達成しつつ微量のトリメチル体、モノメチル体を除去することは困難であり、収率、精製効果のいずれかが低下する。
したがって、本発明の目的はメマンチン塩酸塩を製造する方法において、トリメチル体及びモノメチル体の含量が低減された高純度のメマンチン塩酸塩を、高収率で製造する方法を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決するために、メマンチン塩酸塩の精製方法について鋭意検討を行った。その結果、驚くべきことに、メマンチン塩酸塩をプロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒の混合溶液から結晶化する際に水を用いることによって、トリメチル体及びモノメチル体を除去しつつ高収率でメマンチン塩酸塩を取得できることが分かった。このような効果が得られる理由としては少量の水を添加することにより、良溶媒の容量を抑えつつ、極性を効果的に向上できたためと考えられる。
すなわち、本発明は、下記式(1)
Figure 2016169166
で示される1‐アミノ‐3,5‐ジメチルアダマンタン塩酸塩を水、プロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒との混合溶媒から結晶化することを特徴とする高純度の1‐アミノ‐3,5‐ジメチルアダマンタン塩酸塩の製造方法である。
本発明によれば、水、プロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒の混合溶媒から結晶化することによって、不純物、特にトリメチル体及びモノメチル体の含有量が低減されたメマンチン塩酸塩を、収率良く製造するこができる。得られるメマンチン塩酸塩は非常に高純度であるので、そのまま医薬品原薬として用いることができる。
本発明は、メマンチン塩酸塩を水、プロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒との混合溶媒から結晶化することを特徴とするメマンチン塩酸塩の製造法である。
まず、本発明で使用するメマンチン塩酸塩について説明する。
(メマンチン塩酸塩)
本発明で使用されるメマンチン塩酸塩は、特に制限されず、公知の方法で製造されたものを使用することができる。具体的には前記特許文献1に記載された方法、すなわち1‐ハロ‐3,5‐ジメチルアダマンタンを尿素化合物と反応させた後、塩酸で処理することによってメマンチン塩酸塩を製造するという方法や、特許文献2に記載されたように1,3‐ジメチルアダマンタンを原料としてアセトアミド中間体を経由する製造方法、特許文献3に記載されたようにホルミル中間体を経由する方法で製造されたメマンチン塩酸塩を使用することができる。
当該メマンチン塩酸塩は、メマンチン塩酸塩を90%以上含むものであれば良く、最終的に得られるメマンチン塩酸塩の純度や収率を考慮するとメマンチン塩酸塩を95%以上含むものであることが好ましい。また、当該メマンチン塩酸塩は結晶で得られることがほとんどであるが、形態は特に制限されず、アモルファス状であっても良く、オイル状であっても良く、結晶化に影響を及ぼさない範囲で他の溶媒の溶液状態であっても良い。また塩形成を行っていないフリー体のものを溶液に溶解させ、溶液中で塩化水素と塩形成させることによってメマンチン塩酸塩の結晶を得ても良い。
(プロトン性溶媒)
本発明で使用されるプロトン性溶媒には水は含まれず、有機酸、アルコールなどの水以外の公知のものが特に制限なく用いることができる。例えば、有機酸としては酢酸、ギ酸などを、アルコールとしてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコールを用いることができるが、後に乾燥を容易に行うことができる低沸点のものが好ましく、更にメマンチン塩酸塩の溶解性も高いメタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコールが好ましい。
(非プロトン性溶媒)
本発明で使用される非プロトン性溶媒は前記プロトン性溶媒と混和する溶媒であれば、公知のものを特に制限なく用いることができる。例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸プロピルなどのエステル類、アセトニトリルなどのニトリル溶媒を用いることができる。メマンチン塩酸塩は医薬品原薬であり、経口投与されることから、乾燥が容易でかつ毒性の低い、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチルが特に好ましい。
(結晶化工程)
当該結晶化工程は水、プロトン性溶媒、非プロトン性溶媒との混合溶媒から結晶化すること以外、特に制限されるものではなく、一旦メマンチン塩酸塩を溶媒に溶解させた後、冷却、濃縮、貧溶媒の添加等の種々の操作によって結晶化させることによりメマンチン塩酸塩が得られれば良い。
精製工程という意義を考慮すれば完全に溶解させてから結晶化させることが好ましいが、完全に溶解させずにスラリー状態から結晶化を行っても良い。また、例えばフリー体を混合溶媒に溶解させ、塩化水素溶液を加え塩酸塩化することにより結晶化を行っても良い。
結晶化に用いる水は多量に添加すると溶液の極性が上がり、収率が低下するため、メマンチン塩酸塩に対して質量比として0.01から0.5倍量であることが好ましく、0.05から0.25倍量であることが特に好ましい。
結晶化で用いられるプロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒の量は各々の組み合わせによっても最適量が変化するため、特に制限されないが、加熱溶解時はメマンチン塩酸塩に対して質量比としてプロトン性溶媒が1から10倍量かつ非プロトン性溶媒量が0から5倍量であることが好ましく、結晶化工程で濃縮または溶媒添加操作を行うことによって最終的にプロトン性溶媒量を1から5倍量、非プロトン性溶媒量を5から25倍量とすることが好ましい。また、プロトン性溶媒と非プロトン性溶媒量との比率は特に制限されないが、加熱溶解時には(プロトン性溶媒:非プロトン性溶媒)=(1:0から1:1)であることが、濃縮及び溶媒添加操作による結晶化を行った後では(プロトン性溶媒:非プロトン性溶媒)=(1:3から1:20)であることが好ましい。
結晶化温度は特に制限されるものではなく、メマンチン塩酸塩を溶解させた後、冷却や非プロトン性溶媒の添加といった操作で結晶化させることができれば良い。例えば昇温させた後に冷却を行う場合は一般的に実施される温度変化で良く、40℃から還流温度で溶解させた後、−10℃から25℃まで冷却することによって結晶化させることが好ましい。
結晶化工程としては、水、プロトン性溶媒の混合溶媒または水、プロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒の混合溶媒にメマンチン塩酸塩を加熱溶解し、更に非プロトン性溶媒を添加した後、冷却し結晶を得る方法や、水、プロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒の混合溶媒にメマンチン塩酸塩を加熱溶解し、更に非プロトン性溶媒の添加及びプロトン性溶媒を含む溶媒の留去を行い、冷却することによって結晶を得る方法を採用することが好ましい。
本発明の製造方法によって得られるメマンチン塩酸塩はトリメチル体及びモノメチル体の含有量が低減されているので、非常に高純度となり、そのまま医薬品用途として用いることができる。
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。
本実施例において、メマンチン塩酸塩、並びに、メマンチン塩酸塩の不純物量の測定は、以下のようにガスクロマトグラフィー(GC)により行なった。なお、本発明において、溶液の体積は25℃におけるものとする。
<純度及び不純物量測定方法>
装置:ガスクロマトグラフ装置(アジレント社製)
検出器:水素炎イオン化検出器
カラム:DB−5、50m×0.32mm×0.52μm(アジレント社製)
注入口温度:220℃
検出器温度:300℃
オーブン温度:50℃で測定を開始し、5℃/分で145℃まで昇温した後、10℃/分で250℃まで昇温し、250℃で20分間保持する。
スプリット比:1/50
注入量:1μL
線速度:47cm/秒
キャリアガス:ヘリウム
測定時間:60分
上記条件において、メマンチン塩酸塩は約19.9分、トリメチル体は約19.5分、モノメチル体は約20.2分にピークが確認される。以下の実施例、比較例において、上記化合物の純度または含有量は、上記条件で測定される全ピークの面積値(溶媒由来のピークを除く)の合計に対する各化合物のピークの面積値の割合である。
製造例
(1‐アセトアミド‐3,5‐ジメチルアダマンタンの製造)
1Lの三口フラスコに1,3‐ジメチルアダマンタン50g、アセトニトリル254mL、t−ブタノール28.2gを投入し、60℃に加熱下、硫酸895gを2時間かけゆっくり滴下した。滴下後60℃で18時間加熱した。反応液を氷冷した水に注ぎ入れ、ジクロロメタン700mLで抽出した。有機層を水で洗浄し、減圧濃縮した後にヘキサン300mLから再結晶を行い、1‐アセトアミド‐3,5‐ジメチルアダマンタン59.9gを得た。
(メマンチン塩酸塩の製造)
500mLの三口フラスコに1‐アセトアミド‐3,5‐ジメチルアダマンタン50g、ポリエチレングリコール250mL及び水酸化ナトリウム72.5gを加え130℃で7時間加熱した。室温まで冷却後、氷冷しながら水を加え反応を終了させ、トルエン500mLを加え抽出した。有機層を水で洗浄し、減圧濃縮しオイル状のメマンチンフリー体を得た。これを125mLのアセトンに溶解し、塩化水素のイソプロピルアルコール溶液32.5mLを加えた。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、アセトン50mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶41gを得た。
(メマンチン塩酸塩の一次精製)
メマンチン塩酸塩25gをエタノール100mLに溶解させ30分間加熱還流した。次に溶液を50℃で保ちながら徐々に180mLのアセトンを加え50℃で1時間撹拌した。2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、アセトン25mLで洗浄し、減圧乾燥した。得られた固体を再度同様の精製操作を行うことによってメマンチン塩酸塩の粗体17.5gを得た(GC純度99.956%、トリメチル体0.020%、モノメチル体0.016%)。
実施例1
50mLのナスフラスコに、製造例で得たメマンチン塩酸塩の粗体1.000g(GC純度99.956%、トリメチル体0.020%、モノメチル体0.016%)を投入し、メタノール2.75mL、酢酸エチル1mL及び水0.1mLを加え50℃まで加熱した。固体が全て溶解した後に酢酸エチルを徐々に計16.25mL加え結晶化を確認し50℃を保ち30分撹拌した。2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し、2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、酢酸エチル1mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶0.915g(純度99.982%、トリメチル体含有量0.008%、モノメチル体0.007%)を得た。収率91.5%。
実施例2
50mLのナスフラスコに、製造例で得たメマンチン塩酸塩の粗体1.000g(GC純度99.956%、トリメチル体0.020%、モノメチル体0.016%)を投入し、メタノール2.5mL、アセトン1.5mL及び水0.1mLを加え50℃まで加熱した。固体が全て溶解した後にアセトンを徐々に計16mL加え結晶化を確認した。2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し、2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、酢酸エチル1mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶0.908g(純度99.985%、トリメチル体含有量0.007%、モノメチル体0.006%)を得た。収率90.8%。
実施例3
50mLのナスフラスコに、製造例で得たメマンチン塩酸塩の粗体1.000g(GC純度99.956%、トリメチル体0.020%、モノメチル体0.016%)を投入し、エタノール5mL、アセトン3mL及び水0.1mLを加え50℃まで加熱した。固体が全て溶解した後にアセトンを徐々に計12mL加え結晶化を確認した。2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し、2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、アセトン1mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶0.911g(純度99.980%、トリメチル体含有量0.009%、モノメチル体0.007%)を得た。収率90.8%。
比較例1
50mLのナスフラスコに、製造例で得たメマンチン塩酸塩の粗体1.000g(GC純度99.956%、トリメチル体0.020%、モノメチル体0.016%)を投入し、メタノール5mLを加え50℃まで加熱した。固体が全て溶解した後に酢酸エチルを徐々に計45mL加え結晶化を確認した。2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し、2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、酢酸エチル1mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶0.846g(純度99.985%、トリメチル体含有量0.010%、モノメチル体0.005%)を得た。収率84.6%。
比較例2
50mLのナスフラスコに、製造例で得たメマンチン塩酸塩の粗体1.000g(GC純度99.956%、トリメチル体0.020%、モノメチル体0.016%)を投入し、メタノール5mLを加え50℃まで加熱した。固体が全て溶解した後に酢酸エチルを徐々に計25mL加え結晶化を確認した。加熱留去により溶媒を10mL留去し、2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し、2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、酢酸エチル1mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶0.931g(純度99.972%、トリメチル体含有量0.016%、モノメチル体0.010%)を得た。収率93.1%。
比較例3
50mLのナスフラスコに、製造例で得たメマンチン塩酸塩の粗体1.000g(GC純度99.956%、トリメチル体0.020%、モノメチル体0.016%)を投入し、メタノール2.75mL及び酢酸エチル1mLを加え還流させた。固体が全て溶解した後に酢酸エチルを徐々に計16.25mL加え結晶化を確認し50℃を保ち30分撹拌した。2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し、2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、酢酸エチル1mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶0.923g(純度99.972%、トリメチル体含有量0.014%、モノメチル体0.012%)を得た。収率92.3%。
実施例4
50mLのナスフラスコに、製造例で得たメマンチン塩酸塩の粗体1.000g(GC純度99.956%、トリメチル体0.020%、モノメチル体0.016%)を投入し、メタノール2.75mL、メチルエチルケトン2.25mL及び水0.15mLを加え60℃まで加熱した。固体が全て溶解した後にメチルエチルケトンを徐々に計15mL加え結晶化を確認し、加熱留去により溶媒を10mL留去した。2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し、2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、メチルエチルケトン1mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶0.901g(純度99.980%、トリメチル体含有量0.009%、モノメチル体0.009%)を得た。収率90.1%。
実施例5
50mLのナスフラスコに、製造例で得たメマンチン塩酸塩の粗体1.000g(GC純度99.956%、トリメチル体0.020%、モノメチル体0.016%)を投入し、メタノール2.50mL、メチルエチルケトン2.25mL及び水0.25mLを加え80℃まで加熱した。固体が全て溶解した後にメチルエチルケトンを徐々に計25mL加え結晶化を確認し、加熱留去により溶媒を10mL留去した。2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し、2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、メチルエチルケトン1mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶0.905g(純度99.982%、トリメチル体含有量0.009%、モノメチル体0.009%)を得た。収率90.5%。
比較例4
50mLのナスフラスコに、製造例で得たメマンチン塩酸塩の粗体1.000g(GC純度99.956%、トリメチル体0.020%、モノメチル体0.016%)を投入し、メチルエチルケトン5mL及び水1mLを加え60℃まで加熱した。固体が全て溶解した後にメチルエチルケトンを徐々に計15mL加え結晶化を確認した。2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し、2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、メチルエチルケトン1mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶0.891g(純度99.974%、トリメチル体含有量0.013%、モノメチル体0.010%)を得た。収率89.1%。
比較例5
50mLのナスフラスコに、製造例で得たメマンチン塩酸塩の粗体1.000g(GC純度99.959%、トリメチル体0.019%、モノメチル体0.016%)を投入し、メチルエチルケトン3mL及び水3mLを加え60℃まで加熱した。固体が全て溶解した後にメチルエチルケトンを徐々に計14mL加え結晶化を確認した。加熱留去により溶媒を10mL留去した。2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し、2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、メチルエチルケトン1mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶0.973g(純度99.968%、トリメチル体含有量0.015%、モノメチル体0.012%)を得た。収率97.3%。
比較例6
50mLのナスフラスコに、製造例で得たメマンチン塩酸塩の粗体1.000g(GC純度99.959%、トリメチル体0.019%、モノメチル体0.016%)を投入し、イソプロピルアルコール15mLを加え60℃まで加熱した。固体が全て溶解した後に加熱留去により溶媒を10mL留去した。2時間かけて室温まで冷却した後、4℃まで冷却し、2時間撹拌した。析出した結晶を減圧濾過によって濾取し、冷イソプロピルアルコール1mLで洗浄し、減圧乾燥して、メマンチン塩酸塩の結晶0.811g(純度99.983%、トリメチル体含有量0.008%、モノメチル体0.009%)を得た。収率81.1%。

Claims (1)

  1. 下記式(1)
    Figure 2016169166
    で示される1‐アミノ‐3,5−ジメチルアダマンタン塩酸塩を、水、プロトン性溶媒及び非プロトン性溶媒の混合溶媒から結晶化することを特徴とする1‐アミノ‐3,5−ジメチルアダマンタン塩酸塩の製造方法。
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