JP2022525662A - 高純度アロプレグナノロンおよびその中間体を調製する方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、カラムクロマトグラフィーの助けを受けずに、アロプレグナノロンおよびその中間体を調製し精製するための、効率的且つ産業上利用可能な方法に関する。【選択図】なし
Description
本発明は薬品合成分野に属するものであり、より詳細には、アロプレグナノロンを調製し精製するための効率的且つ産業上利用可能な方法、およびそれに有用な中間体に関する。
アロプレグナノロン[516-54-1]は、3α-ヒドロキシ-5α-プレグナン-20-オン、5α-プレグナン-3α-オール-20-オン、または3α,5α-テトラヒドロプロゲステロン(3α,5α-THP)として、また、ブレキサノロン(USAN)としても知られており、内在性抑制因子であるプレグナン系神経ステロイドである。脳内でプロゲステロンから合成されると、アロプレグナノロンは、GABA-A受容体においてγ-アミノ酪酸(GABA)の作用の強力なポジティブアロステリックモジュレーターとなる。アロプレグナノロンは、ベンゾジアゼピン類などの、GABA-A受容体におけるGABA作用の他のポジティブアロステリックモジュレーターと効果が類似しており、例えば、抗不安活性、鎮静活性、および抗痙攣活性などが挙げられる。アロプレグナノロンの構造を以下に示す。
産後うつ病(PPD)は、これを特に適応対象とする薬物療法が現在存在しない、重篤且つ生命を脅かす恐れのある状態であるが、静注用ブレキサノロン注射剤(ブレキサノロンIV)は、産後うつ病を治療するための、セージ・セラピューティクス社(Sage Therapeutics)によって開発された新規の製品である。ブレキサノロンIVに対する食品医薬品局の認可は2019年3月と予想されている。
この化合物の合成を行うための技術の現状として、いくつかの方法が開示されている。
Purdyら(J.Med.Chem.、1990年、33巻、頁1572~1581)には、ステロイドA環の3位炭素のヒドロキシル基の配向だけが構造的に異なる、アロプレグナノロンのエピマーである、イソアロプレグナノロンからの直接調製が記載されている。3β-ヒドロキシ基の反転は、トリフルオロ酢酸エステル中間体の単離を行うことなく、トリフェニルホスフィン(PPh3)およびアゾジカルボン酸ジエチル(DEAD)の存在下で、トリフルオロ酢酸(TFA)を利用した光延反応によって達成された(スキーム1)。粗生成物にワークアップと再結晶化を行うことで、5%の未反応の出発物質(1)が除去され、アロプレグナノロン(2a)が得られた(収率:74%、融点(mp):168~170℃)。この生成物がさらに、シリカゲルドライカラムクロマトグラフィーで精製され、水性エタノールから結晶化された(収率:54%、mp:174~176℃)。
国際公開第2009/108804号は、実施例6において、トリフルオロ酢酸エステル中間体の単離を行うことなく、イソアロプレグナノロン(12)からアロプレグナノロン(14)を調製するための同様の手順を開示している(スキーム2)。シリカカラムによる精製後、アロプレグナノロンが得られた(全収率:92%)。
また、光延エステル中間体の単離を含む方法も、例えば、国際公開第93/03732号、国際公開第2012/127176号、および中国特許第103396467号(それぞれ、スキーム3、4、および5)などで提唱されている。
国際公開第93/03732号の実施例4では、イソアロプレグナノロンの、酢酸、トリフェニルホスフィン(PPh3)、およびアゾジカルボン酸ジイソプロピル(DIAD)との反応が行われ、生成物残渣がシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーで精製されることで、3α-アセトキシ-5α-プレグナン-20-オンが得られた(収率:97.5%)。実施例5で開示されたように、このエステルを過塩素酸で加水分解し、反応混合物を3日間撹拌し続けることで、未精製アロプレグナノロンが得られた。
国際公開第2012/127176号は、実施例4において、イソアロプレグナノロンを、安息香酸、トリフェニルホスフィン(PPh3)、およびアゾジカルボン酸ジイソプロピル(DIAD)と反応させることにより、未精製残渣を得て、それにクロマトグラフィーによる精製を行うことで、対応する安息香酸エステル(3)を得た(収率:90%)ことを開示している。加水分解が、実施例5において、過酷条件下(KOH、MeOH、2.5時間、還流下)で行われ、その後クロマトグラフィーによる精製が行なわれて、アロプレグナノロン(4)が得られた(収率:80%、mp:161.7~162.8℃)。この融点の低さは、生成物を十分に精製できなかったことを示している。
中国特許第103396467号の開示では、実施例5において、o-メトキシ安息香酸をトリフェニルホスフィン(PPh3)およびアゾジカルボン酸ジイソプロピル(DIAD)と共に用いることで、イソアロプレグナノロンをアロプレグナノロンに変換している。この手順では、この未精製エステル中間体が、沈殿後、メタノール中で水酸化ナトリウムによる加水分解を60℃で2時間受けることで、白色固体が得られた(2工程の全収率:52%)。
他の合成化合物と同様、アロプレグナノロンは、異質な化合物や不純物を含有している可能性がある。これらの不純物は、未反応の出発物質、反応の副生成物、副反応の生成物、および/または分解生成物を含む場合がある。アロプレグナノロンや、あらゆる原薬(「API」)において、不純物は望ましいものではなく、極端な例では、APIの投与形態で治療を受けている患者に対し有害となる可能性すらある。従って、製造法で生成されたAPIの不純物を特定することと、最終生成物中のその存在を減少/除去することが、製品化において非常に重要となる。
本発明者らは、上記の引用文献で開示された方法を十分に検討することで、これらの方法では、十分に純粋な状態のアロプレグナノロンを再現性よく得られなかったこと、且つ/または、クロマトグラフィーによる精製工程が必要であることを見出した。カラムクロマトグラフィーによる精製は、大量のAPIを工業規模で製造する上で、不適切であるか、少なくとも望ましいものではなく、非常に大量の溶媒が必要となるため、この方法は費用のかかるものとなり、環境保護の点で不利となる。
以上から、商業規模の高純度アロプレグナノロンの生成に好適な方法の開発が必要とされている。
本発明は、アロプレグナノロンおよびその中間体を調製し精製するための、簡便且つ産業上利用可能な方法を提供することにより、上述の需要に応えるものである。本発明において提供される方法によって、カラムクロマトグラフィーの助けを受けずに、高純度のアロプレグナノロンおよびその中間体を得ることが可能となる。本発明は、アロプレグナノロンの調製に有用な新規の中間体の提供も行う。
広範囲にわたる研究により、本発明者らは、光延反応とその後の加水分解を通じてイソアロプレグナノロンからアロプレグナノロンを調製するための技術の現状として報告された方法に関連する、2種類の重要な不純物を特定した。これらの望ましくない不純物とは、5α-プレグナ-2-エン-20-オン(本明細書では、不純物Iまたは除去不純物とも称する)および3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オン(本明細書では、不純物IIまたはエピマー不純物とも称する)である。
本発明者らは、このような不純物を減少/除去し、アロプレグナノロンを高純度形態で得有ることを意図して、広範囲にわたる実験を実施した。この研究の結果、本発明者らは、驚くべきことに、以下の重要な特徴に基づく新たな方法論を見出した:イソアロプレグナノロンと反応させることとなる酸を慎重に選ぶこと、クロマトグラフィー以外の特定の方法によりエステル中間体を単離および精製すること、並びに、最終加水分解条件を慎重に選ぶこと。
すなわち、第一の態様において、本発明は、アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを調製し精製する方法であって、
イソアロプレグナノロンを強いカルボン酸(例えば、3以下のpKaを有するカルボン酸)と光延条件下で反応させること;
アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを、水と有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿させること;並びに、
上記アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルの沈殿物を非極性溶媒中に再結晶化させること、
を含む方法を対象とする。
イソアロプレグナノロンを強いカルボン酸(例えば、3以下のpKaを有するカルボン酸)と光延条件下で反応させること;
アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを、水と有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿させること;並びに、
上記アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルの沈殿物を非極性溶媒中に再結晶化させること、
を含む方法を対象とする。
別の態様において、本発明は、アロプレグナノロンを調製する方法であって、
上記の方法によってアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを得ること;並びに、
そのようにして得られたアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを、中性条件下で加水分解(例えば、酸や塩基の助けを受けないアルコールによる加水分解)、弱塩基性条件下で加水分解(例えば、共役酸が11以下のpKaを有する塩基による加水分解)、またはエネルギー性塩基性条件下で加水分解(例えば、3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オンのレベルを0.5%以下の量に維持するのに好適な時間および温度での、共役酸が12以上のpKaを有する塩基による加水分解)すること、
を含む方法を対象とする。
上記の方法によってアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを得ること;並びに、
そのようにして得られたアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを、中性条件下で加水分解(例えば、酸や塩基の助けを受けないアルコールによる加水分解)、弱塩基性条件下で加水分解(例えば、共役酸が11以下のpKaを有する塩基による加水分解)、またはエネルギー性塩基性条件下で加水分解(例えば、3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オンのレベルを0.5%以下の量に維持するのに好適な時間および温度での、共役酸が12以上のpKaを有する塩基による加水分解)すること、
を含む方法を対象とする。
所望により、上記方法は、再結晶などによる、アロプレグナノロンの精製工程をさらに含む。
別の態様において、本発明は、本明細書にて開示したような1つの方法に従って得ることができる、アロプレグナノロンまたはアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを対象とする。
別の態様において、本発明は、高純度レベルのアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを対象とし、より詳細には、5α-プレグナ-2-エン-20-オンの含有量が0.5%以下であるものを対象とする。
別の態様において、本発明は、高純度レベルのアロプレグナノロンを対象とし、より詳細には、5α-プレグナ-2-エン-20-オンおよび3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オンの合計含有量が0.15%以下であるものを対象とする。
別の態様において、本発明は、
2,6-ジニトロ安息香酸エステル、
2,4-ジニトロ安息香酸エステル、
クロロ酢酸エステル、
ジクロロ酢酸エステル、
トリクロロ酢酸エステル、
シアノ酢酸エステル、
フルオロ酢酸エステル、
ジフルオロ酢酸エステル、および
O-ニトロ安息香酸エステル
から選択されるアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを対象とする。
2,6-ジニトロ安息香酸エステル、
2,4-ジニトロ安息香酸エステル、
クロロ酢酸エステル、
ジクロロ酢酸エステル、
トリクロロ酢酸エステル、
シアノ酢酸エステル、
フルオロ酢酸エステル、
ジフルオロ酢酸エステル、および
O-ニトロ安息香酸エステル
から選択されるアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを対象とする。
以下の詳細な説明と特許請求の範囲において、これらの態様と、その好ましい実施形態について、さらなる規定を行う。
本発明者らは、高純度アロプレグナノロンを調製するための、クロマトグラフィーを含まない方法を開発した。本発明の方法は、簡便、安価、且つ再現性があり、工業規模によく適している。
定義
本明細書で使用される場合、用語「約」とは、特定の値のわずかなばらつきを意味し、好ましくは、特定の値の10%以内のばらつきを意味する。しかし、用語「約」は、使用された実験技術などによっては、より高いばらつき許容度を意味することがある。上記の特定の値のばらつきは、当業者には理解されるものであり、本発明の範囲内である。さらに、説明をより簡潔にするため、本明細書に記載される量的表現のいくつかは、用語「約」による修飾を受けない。用語「約」が明示的に使用されているかどうかにかかわらず、本明細書に記載のどの量も、実際の所与の値を指す意味があり、また、そのような所与の値の実験条件および/または測定条件を原因とする等価値および近似値を含む、当該技術分野における通常の技術に基づいて合理的に推測できる、そのような所与の値への近似を指す意味もあると理解される。
本明細書で使用される場合、用語「約」とは、特定の値のわずかなばらつきを意味し、好ましくは、特定の値の10%以内のばらつきを意味する。しかし、用語「約」は、使用された実験技術などによっては、より高いばらつき許容度を意味することがある。上記の特定の値のばらつきは、当業者には理解されるものであり、本発明の範囲内である。さらに、説明をより簡潔にするため、本明細書に記載される量的表現のいくつかは、用語「約」による修飾を受けない。用語「約」が明示的に使用されているかどうかにかかわらず、本明細書に記載のどの量も、実際の所与の値を指す意味があり、また、そのような所与の値の実験条件および/または測定条件を原因とする等価値および近似値を含む、当該技術分野における通常の技術に基づいて合理的に推測できる、そのような所与の値への近似を指す意味もあると理解される。
「室温」またはその略語「rt」は、本明細書においては、加熱も冷却も行わずに反応や方法を実施することを意味する。一般的に、室温とは、約15℃~約30℃の温度と理解してよく、あるいは、より詳細には約20℃~約25℃と理解してもよい。
用語「有機溶媒」は、例えば、環式エーテル類および非環式エーテル類(例えば、Et2O、iPr2O、tBu2O、MeOtBu、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン)、炭化水素系溶媒(例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン)、ハロゲン化溶媒(例えば、ジクロロメタン、クロロホルム)、芳香族溶媒(例えば、トルエン、キシレン)、ケトン類(例えば、アセトン、ブタノン、ペンタノン、メチルエチルケトン、エチルイソプロピルケトン)、エステル類(例えば、EtOAc、iPrOAc)、ニトリル類(例えば、アセトニトリル、ベンゾニトリル、プロピオニトリル)、アミド類(例えば、DMF、DMA、HMPA)、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、sec-ブタノール、t-ブタノール)、スルホキシド類(DMSO)、並びにこれらの混合物を包含する。
用語「水溶性溶媒」とは、完全に、すなわちあらゆる割合で、または、部分的に、すなわち一部の割合で、水と混合可能な溶媒を指す。水溶性溶媒は、例えば、25℃の温度の100gの水に、可溶性である5g以上の有機溶媒を含むものを包含する。特定の実施形態では、水溶性溶媒は、25℃で50重量%超の水と混和性がある有機溶媒から選択される。
本明細書で使用される場合、用語「非極性溶媒」とは、アロプレグナノロンの3-エステルなどの極性化合物の結晶形成を誘導するのに十分に低い極性を有する溶媒を指す。本開示について、好適な非極性溶媒の選択は、十分に当業者の知識の範囲内である。より詳細には、用語「非極性溶媒」とは、Log Pが2より大きい溶媒を指す。非極性溶媒は比誘電率が低く、例えば5未満である。実施形態において、非極性溶媒は、炭化水素系溶媒(例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン)、芳香族溶媒(例えば、トルエン、キシレン)、並びに環式エーテル類および非環式エーテル類(例えば、Et2O、iPr2O、tBu2O、MeOtBu、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン)からなる群から選択される。
用語「光延条件」とは、特定のカルボン酸との反応によるイソアロプレグナノロンのアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルへの変換を実行するのに好適な条件を指す。光延条件に使用される試薬は、好ましくは、ホスフィン(典型的にはトリフェニルホスフィン(PPh3))、アゾジカルボン酸エステル、および任意の三級アミン添加物である。アゾジカルボン酸エステルの例としては、アゾジカルボン酸ジエチル(DEAD)、アゾジカルボン酸ジイソプロピル(DIAD)、アゾジカルボン酸ジ-t-ブチル、1,1′-(アゾカルボニル)ジピペリジン、アゾジカルボン酸ジベンジルなどが挙げられるが、これらに限定はされない。いくつかの実施形態では、光延条件用の試薬は、反応完了後に試薬が再利用または回収してもよいように、選択してもよい。いくつかの実施形態では、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、ジエチルフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、ジフェニル-2-ピリジルホスフィン、4-(ジメチルアミノ)フェニルジフェニルホスフィン、イソプロピルジフェニルホスフィン、トリ-tert-ブチルホスフィン、トリ-n-オクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ポリスチリルジフェニルホスフィンなどのうちの1または複数を、トリフェニルホスフィンの代わりに使用してもよい。いくつかの実施形態では、トリフェニルホスフィン、もしくはその等価物、および/またはアゾジカルボン酸エステルは、例えばポリスチレン樹脂などの樹脂に固定してもよい。いくつかの実施形態では、シアノメチレントリ-n-ブチルホスホランを光延条件用の試薬として用いてもよい。
用語「中性条件」とは、好ましくは、酸も塩基も添加せずに、MeOH、EtOHなどのアルコールを加水分解反応に使用することを指す(エステル転移反応)。
用語「弱塩基性条件」とは、好ましくは、共役酸が11以下のpKaを有する塩基を加水分解反応に使用することを指す。好適な塩基としては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸バリウム、炭酸セシウム、炭酸水素カリウム(potassium hydrogenocarbonate)、および炭酸水素ナトリウム(sodium hydrogenocarbonate)などの、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩および重炭酸塩が挙げられるが、これらに限定はされない。
用語「エネルギー性塩基性条件」は、好ましくは、3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オンが0.5%よりも多い量に生成されることを避けるための、短時間、且つ/または低温での、共役酸が12以上のpKaを有する塩基の加水分解反応における使用を指す。本開示について、好適な時間および温度の選択は、十分に当業者の知識の範囲内である。好適な塩基としては、カリウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウムエトキシド、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カルシウムなどの、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のC1~6アルコキシドおよび水酸化物が挙げられるが、これらに限定はされない。
特に記載がない限り、純度という場合、HPLC純度であると理解してよい。
イソアロプレグナノロンからのアロプレグナノロンの3-エステルの調製および精製
先行技術で開示された条件を再現する際、本発明者らは、イソアロプレグナノロンと反応させることとなるカルボン酸を適切に選択することが、特に光延反応後の加水分解の際の、不純物の形成を回避/低減するために重要であることに留意した。不純物のレベルを許容限度内に維持することで、カラムクロマトグラフィーに頼らずに、3-カルボン酸エステル中間体およびアロプレグナノロンの両方を精製することが可能となる。また、高純度アロプレグナノロンの大規模生産に好適な方法とするために、エステル中間体の単離および精製が必要となることも分かった。エステル中間体が、ある特定の不純物から精製されずに、未精製形態のままその後の加水分解反応に使用されるならば、最終のアロプレグナノロンの効果的な精製は実行不可能という結果に終わる。
先行技術で開示された条件を再現する際、本発明者らは、イソアロプレグナノロンと反応させることとなるカルボン酸を適切に選択することが、特に光延反応後の加水分解の際の、不純物の形成を回避/低減するために重要であることに留意した。不純物のレベルを許容限度内に維持することで、カラムクロマトグラフィーに頼らずに、3-カルボン酸エステル中間体およびアロプレグナノロンの両方を精製することが可能となる。また、高純度アロプレグナノロンの大規模生産に好適な方法とするために、エステル中間体の単離および精製が必要となることも分かった。エステル中間体が、ある特定の不純物から精製されずに、未精製形態のままその後の加水分解反応に使用されるならば、最終のアロプレグナノロンの効果的な精製は実行不可能という結果に終わる。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 5.57 (2H), 2.50 (1H), 2.10-2.18 (1H), 2.09 (3H), 1.81-2.0 (3H), 1.51-1.71 (5H), 1.07-1.43 (9H), 0.83-0.94 (1H), 0.75-0.76 (1H), 0.73 (3H), 0.59 (3H)。
13C NMR (400 MHz, CDCl3): δ 209.7, 125.9, 125.8, 63.9, 56.8, 54.0, 44.2, 41.5, 39.9, 39.2, 35.7, 34.7, 31.8, 31.6, 30.3, 28.7, 24.5, 22.9, 21.0, 13.5, 11.8。
除去不純物はすなわち、光延反応に固有のものである。3-エステル中間体を単離および精製することなくアロプレグナノロンを調製する試みは、最終産物を複雑なカラムクロマトグラフィーにかける必要があり、これが許容できる純度をもたらさないために、失敗するか、不満足な結果に終わっていた。
本発明は、イソアロプレグナノロンからアロプレグナノロンの3-エステルを調製し精製する方法を提供するものであり、好ましい実施形態では、上記方法は、
イソアロプレグナノロンを3以下のpKaを有する有機酸と光延条件下で反応させること;
未精製反応混合物を、水と有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿させること;並びに、
沈殿物を非極性溶媒中で再結晶化すること、
を含む。
イソアロプレグナノロンを3以下のpKaを有する有機酸と光延条件下で反応させること;
未精製反応混合物を、水と有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿させること;並びに、
沈殿物を非極性溶媒中で再結晶化すること、
を含む。
低pKaを有する有機酸の選出は、特に、その後にアロプレグナノロンの3-エステルをきれいに加水分解することが可能となることから、極めて重要である。例えば、ギ酸(pKa=3.75)、安息香酸(pKa=4.20)、酢酸(pKa 4.75)、o-メトキシ安息香酸(orthometoxybenzoic acid)(pKa=4.09)、3-ニトロ安息香酸(pKa 3.46)、4-ニトロ安息香酸(pKa 3.43)は不適切であることが分かっている。1つの実施形態では、3以下のpKaを有するカルボン酸は、モノフルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、シアノ酢酸、2-ニトロ安息香酸、およびジニトロ安息香酸(例えば、2,4-ジニトロ安息香酸、2,6-ジニトロ安息香酸、および3,5-ジニトロ安息香酸)からなる群から選択される。より具体的な実施形態では、上記カルボン酸はクロロ酢酸またはジニトロ安息香酸である。典型的には、カルボン酸の量は約1~4eqであり、より詳細には約2~3eqである。
好適な光延条件は、好ましくは、PPh3などのホスフィンと、アゾジカルボン酸エステルと、任意の三級アミン添加物と、を含む。ホスフィンは、例えば、トリフェニルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、ジエチルフェニルホスフィン、トリブチルホスフィン、ジフェニル-2-ピリジルホスフィン、4-(ジメチルアミノ)フェニルジフェニルホスフィン、イソプロピルジフェニルホスフィン、トリ-tert-ブチルホスフィン、トリ-n-オクチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ポリスチリルジフェニルホスフィン、またはこれらの混合物からなる群から選択されるものとしてもよい。アゾジカルボン酸エステルは、例えば、アゾジカルボン酸ジエチル(DEAD)、アゾジカルボン酸ジイソプロピル(DIAD)、アゾジカルボン酸ジ-t-ブチル、1,1′-(アゾカルボニル)ジピペリジン、アゾジカルボン酸ジベンジル、またはこれらの混合物からなる群から選択されるものとしてもよい。好ましい実施形態において、光延反応に使用される試薬は、トリフェニルホスフィン(PPh3)と、DEADおよびDIADから選択されるアゾジカルボン酸エステルと、であるか、これらを含む。ホスフィンおよびアゾジカルボン酸エステルの好適な量は、通常、約1~2eqの範囲をとる。特定の実施形態では、約1.5eqのホスフィンおよび約1.4eqのアゾジカルボン酸エステルが添加される。好ましくは、アゾジカルボン酸エステル、通常はアゾジカルボン酸エステル溶液が、イソアロプレグナノロンと、ホスフィンと、有機酸とを含む反応混合物に、ゆっくりと添加または滴加される。特定の実施形態では、光延反応はNaOBz(例えば、約1~2eq)の存在下で実行される。
光延反応は通常、例えば、環式エーテル類および非環式エーテル類(例えば、Et2O、iPr2O、tBu2O、MeOtBu、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン)、ハロゲン化溶媒(例えば、ジクロロメタン、クロロホルム)、並びに芳香族溶媒(例えば、トルエン、キシレン)からなる群から選択されてもよい有機溶媒、またはこれらの混合物の存在下で実行される。好ましい実施形態では、溶媒は、テトラヒドロフラン(THF)、1,4-ジオキサン、トルエン、およびジクロロメタンから選択されるか、またはこれらの混合物であり;さらにより好ましくは、溶媒は、テトラヒドロフラン(THF)、1,4-ジオキサン、またはトルエンである。特定の実施形態では、溶媒は、1,4-ジオキサンであるか、または1,4-ジオキサンとテトラヒドロフラン(THF)の混合物である。
1つの実施形態では、イソアロプレグナノロンを、約0~45℃(例えば、約15~45℃)という好適な温度で、エステル形成に十分な時間、通常は約1~24時間、より詳細には約2~12時間または約4~8時間、有機酸で処理する。1つの実施形態では、反応混合物を、エステル形成を完了させるのに十分な時間且つ好適な温度で、撹拌してもよい。上記反応後、薄層クロマトグラフィー(TLCまたはHPLCまたはUPLC)を行ってもよい。
完了後、好ましくは未精製反応混合物に水を添加し、得られた懸濁液を濾過することで、アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを含有する湿潤濾滓を得てもよい。
水と混和性でない溶媒を用いる場合、水の添加の前に、当該溶媒を除去、好ましくは留去し、1,4-ジオキサン、MeOH、EtOH、IPA、ACNなどの、水と混和性の溶媒(水溶性溶媒)と置換することが必要となる。
アロプレグナノロンの3-エステルの単離は、本発明によれば、水と有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿させることにより実行される。このような沈殿により、ホスフィン由来の副生成物やアゾジカルボン酸エステル由来の副生成物などの、極性の不純物や塩基性の不純物を減少/除去することが可能となる。
好ましくは、未精製3-エステルの沈殿に使用される有機溶媒は、環式エーテル類および非環式エーテル類(例えば、1,4-ジオキサン)、ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン)、ニトリル類(例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル)、アミド類(例えば、DMF、DMA、HMPA)、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール)、並びにこれらの混合物などの水溶性溶媒である。より詳細には、水溶性溶媒は、1,4-ジオキサン、アセトン、アセトニトリル、DMF、メタノール、エタノール、イソプロパノール、またはこれらの混合物から選択され、さらにより詳細には、水溶性溶媒は、1,4-ジオキサン、アセトニトリル、またはイソプロパノールであり、さらにより詳細には、水溶性溶媒は、1,4-ジオキサンである。
様々な割合の水および有機溶媒を使用してもよい。1つの実施形態において、溶媒系内の水と有機溶媒の割合は、約0.1:1~1:0.1の範囲であり、より詳細には、約0.2:1~1:0.2、0.3:1~1:0.3、0.4:1~1:0.4、0.5:1~1:0.5、0.6:1~1:0.6、0.7:1~1:0.7、0.8:1~1:0.8、0.9:1~1:0.9、および約1:1の範囲である。
より特殊な実施形態では、未精製アロプレグナノロン3-エステルを、水と有機溶媒とを約1:1比で含む溶媒系を用いて沈殿することが好都合である場合があり、上記有機溶媒は1,4-ジオキサン、アセトニトリル、またはイソプロパノールである。
沈殿後、アロプレグナノロンの3-エステルは好ましくは乾燥(例えば、減圧乾燥)させる。
アロプレグナノロンの3-エステルの精製は、非極性溶媒中の再結晶化を用いて達成される。再結晶化は、5α-プレグナ-2-エン-20-オン(すなわち、不純物Iまたは除去不純物)の量を約0.5%以下(例えば、約0.4%以下、0.3%以下、0.2%以下、0.1%以下)に除去または減少することを可能とするものであると、都合がよい。結晶形成の誘導に有用な非極性溶媒の例としては、炭化水素系溶媒(例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン)、芳香族溶媒(例えば、トルエン、キシレン)、並びに環式エーテル類および非環式エーテル類(例えば、Et2O、iPr2O、tBu2O、MeOtBu、メチルテトラヒドロフラン)が挙げられるが、これらに限定はされない。特定の実施形態では、非極性溶媒は、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、トルエン、iPr2O、MeOtBu、またはこれらの混合物からなる群から選択され;より詳細には、シクロヘキサン、ヘプタンからなる群から選択され;さらにより詳細には、ヘプタンである。
すなわち、本発明は、0.5%を超えない(例えば、約0.5%以下、0.4%以下、0.3%以下、0.2%以下、0.1%以下の)量の5α-プレグナ-2-エン-20-オンを含む、高純度のアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを提供する。
アロプレグナノロンの3-エステルのアロプレグナノロンへの加水分解
本発明者らは、ある特定のアロプレグナノロンの3-エステル(例えば、酢酸エステル、ギ酸エステル、イソ酪酸エステル、安息香酸エステル、o-メトキシ安息香酸エステル、3-ニトロ安息香酸エステル、または4-ニトロ安息香酸エステル)の加水分解が、大量の3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オン(本明細書では、不純物IIまたはエピマー不純物とも称する)を生成することを見出した。
本発明者らは、ある特定のアロプレグナノロンの3-エステル(例えば、酢酸エステル、ギ酸エステル、イソ酪酸エステル、安息香酸エステル、o-メトキシ安息香酸エステル、3-ニトロ安息香酸エステル、または4-ニトロ安息香酸エステル)の加水分解が、大量の3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オン(本明細書では、不純物IIまたはエピマー不純物とも称する)を生成することを見出した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 4.00 (1H), 2.77 (1H), 2.10 (3H), 1.84-1.94 (1H), 1.53-1.79 (6H), 1.33-1.5 (6H), 1.07-1.33 (8H), 0.94-1.04 (1H), 0.89 (3H), 0.75 (3H), 0.67-0.63 (1H)。
13C NMR (400 MHz, CDCl3): δ 212.9, 66.5, 61.5, 53.6, 50.4, 45.9, 39.1, 36.2, 36.0, 35.8, 35.5, 32.9, 32.3, 32.2, 29.0, 28.6, 25.9, 24.4, 21.1, 20.8, 11.2。
商業規模で適した精製のために、加水分解反応中に3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オンのレベルを0.5%以下に維持すると都合がよい。これは、本発明で開示された条件下で直ちに加水分解する、低いpKa(例えば、3以下のpKa)を有するカルボン酸から得られる、アロプレグナノロンの3-エステルにより達成できる場合がある。さらに、上記に開示された方法に従って得られた場合、このようなアロプレグナノロンの3-エステルはまた、5α-プレグナ-2-エン-20-オン(0.5%以下)を少量のみ含有する。
本発明において、加水分解は、中性条件下(例えば、酸も塩基も添加せずにアルコール存在下)、弱塩基性条件下(例えば、共役酸が11以下のpKaを有する塩基の存在下)、または、エネルギー性塩基性条件下(例えば、非長期の時間、且つ/または高くない温度で、共役塩が12以上のpKaを有する塩基の存在下)で、行われる。
特定の実施形態において、上記エステルは、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、sec-ブタノール、およびt-ブタノールから選択されるアルコールを使用する中性条件下で加水分解される。より詳細には、上記アルコールはMeOHまたはEtOHである。1つの実施形態では、上記エステルを、十分な時間(例えば、約1~24時間、または約1~12時間)、好適な温度(例えば、約15~40℃または約15~25℃)で、アルコール中で撹拌し、加水分解を完了させる。上記反応後、薄層クロマトグラフィー(TLC)を行ってもよい。
特定の実施形態において、上記エステルは、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸バリウム、炭酸セシウム、炭酸水素カリウム(potassium hydrogenocarbonate)、および炭酸水素ナトリウム(sodium hydrogenocarbonate)などのアルカリ金属およびアルカリ土類金属の炭酸塩および重炭酸塩から選択される塩基を使用した弱塩基性条件下で加水分解される。より詳細には、上記塩基は、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム(potassium hydrogenocarbonate)、または炭酸水素ナトリウム(sodium hydrogenocarbonate)であり、さらにより詳細には、上記塩基は炭酸カリウム、炭酸ナトリウムである。この反応は、溶媒としての、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、sec-ブタノール、またはt-ブタノールなどのアルコールの存在下で、実行されてもよい。1つの実施形態では、上記アルコールはMeOHまたはEtOHである。1つの実施形態では、上記エステルは、加水分解に十分な時間、通常は約1~4時間、約15~40℃または約15~30℃という好適な温度で、好ましくは約0.2~3eq.または約0.5~2eq.の量の、上記の塩基のいずれかで、処理される。1つの実施形態では、上記エステルを、十分な時間(例えば、約1~4時間)、好適な温度(例えば、約15~40℃または約15~30℃)で撹拌し、加水分解を完了させてもよい。
特定の実施形態において、上記エステルは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のC1~6アルコキシドおよび水酸化物から選択される塩基を用いたエネルギー性塩基性条件下で加水分解される。より詳細には、上記塩基は、カリウムメトキシド、ナトリウムメトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウムエトキシド、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、および水酸化カルシウムであり、さらにより詳細には、上記塩基は、ナトリウムメトキシド、水酸化カリウム、または水酸化ナトリウムである。この反応は、溶媒としての、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、sec-ブタノール、またはt-ブタノールなどのアルコールの存在下で、実行されてもよい。1つの実施形態では、上記アルコールは、MeOHまたはEtOHである。強塩基(12以上のpKa)の使用は、3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オンが0.5%より多量に生成されることを避けるために、短時間、且つ/または低温で、加水分解反応を維持することを必要とする。1つの実施形態では、エネルギー性塩基性条件下での加水分解は、約2時間以下、より詳細には約1.5時間以下、さらにより詳細には約1時間以下、且つ/または、約15-40℃の温度で、より詳細には約15~30℃の温度で、実行される。1つの実施形態では、上記エステルは、加水分解に十分な時間(例えば、約2時間以下、より詳細には約1.5時間以下、さらにより詳細には約1時間以下)、約15~40℃または約15~30℃という好適な温度で、好ましくは約5~15eq.または約10eqの量の、上記の塩基のいずれかで、処理される。1つの実施形態では、反応混合物を、十分な時間(例えば、約0.5~2時間)、好適な温度(例えば、40℃以下または30℃以下)で撹拌し、加水分解を完了させてもよい。
アロプレグナノロンは、0.5%を超えない(例えば、約0.5%以下、0.4%以下、0.3%以下、0.2%以下、0.1%以下)の量の3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オン(本明細書では、不純物IIまたはエピマー不純物とも称する)を含んで、高純度で得られると好都合である。
アロプレグナノロンの単離は、例えば、水と有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿させることにより実行してもよい。好ましくは、未精製アロプレグナノロンの沈殿に使用される有機溶媒は、環式エーテル類および非環式エーテル類(例えば、1,4-ジオキサン)、ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン)、ニトリル類(例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル)、アミド類(例えば、DMF、DMA、HMPA)、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、sec-ブタノール、t-ブタノール)、並びにこれらの混合物などの水溶性溶媒である。より詳細には、水溶性溶媒は、1,4-ジオキサン、アセトン、アセトニトリル、DMF、メタノール、エタノール、イソプロパノール、またはこれらの混合物から選択され、さらにより詳細には、水溶性溶媒は、1,4-ジオキサン、アセトニトリル、またはメタノールであり、さらにより詳細には、水溶性溶媒は、メタノールである。
様々な割合の水および有機溶媒を使用してもよい。1つの実施形態において、溶媒系内の水と有機溶媒の割合は、約0.1:1~1:0.1の範囲であり、より詳細には、約0.2:1~1:0.2、0.3:1~1:0.3、0.4:1~1:0.4、0.5:1~1:0.5、0.6:1~1:0.6、0.7:1~1:0.7、0.8:1~1:0.8、0.9:1~1:0.9、および約1:1の範囲である。
より特殊な実施形態では、未精製アロプレグナノロンを、水と有機溶媒とを約0.5:1の比で含む溶媒系を用いて沈殿することが好都合である場合があり、上記有機溶媒は1,4-ジオキサン、アセトニトリル、またはメタノールである。
沈殿後、アロプレグナノロンは好ましくは乾燥(例えば、減圧乾燥)させる。
所望により、アロプレグナノロンのさらなる精製を、例えば再結晶を用いて達成してもよい。結晶形成の誘導に有用な溶媒の例としては、炭化水素系溶媒(例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン)、芳香族溶媒(例えば、トルエン、キシレン)、ケトン類(例えば、アセトン、メチルエチルケトン)、エステル類(例えば、EtOAc、iPrOAc)、ニトリル類(例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル)、アルコール類(例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール)、およびこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定はされない。特定の実施形態では、非極性溶媒は、MeOH、EtOH、IPA、アセトン、ACNなどから選択され、さらにより詳細には、MeOH/水である。
再結晶化は、合計0.15%以下の量の5α-プレグナ-2-エン-20-オンおよび3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オンを含む、高純度のアロプレグナノロンを得るために、不純物を除去または不純物のレベルを減少させることを可能とするものであると、都合がよい。本発明の好ましい変更形態では、最終アロプレグナノロン中の上記両不純物の量は、最大でも0.10%である。
本発明は、医薬品適正製造基準(GMP)により通常課せられる要件を満たす、98%超、99%超、さらには99.5%超などの、高純度のアロプレグナノロンを得ることを可能とする。特定の実施形態では、アロプレグナノロンの純度は99.5%以上であり、不純物Iおよび不純物IIの合計含有量は0.15%以下であり、好ましくは0.10%以下である。
本発明の好ましい実施形態では、アロプレグナノロンは、以下の工程を含む方法によって調製される:
イソアロプレグナノロンを強いカルボン酸と光延条件下で反応させること;
アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを、水と有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿させること;
アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルの沈殿物を非極性溶媒中に再結晶化させること;
そのようにして得られたアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを中性条件下、弱塩基性条件下、またはエネルギー性塩基性条件下で加水分解することで、アロプレグナノロンを得ること;並びに、
沈殿し再結晶化させることで、不純物Iおよび不純物IIの合計含有量が0.15%以下であるアロプレグナノロンを得ること。
イソアロプレグナノロンを強いカルボン酸と光延条件下で反応させること;
アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを、水と有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿させること;
アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルの沈殿物を非極性溶媒中に再結晶化させること;
そのようにして得られたアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを中性条件下、弱塩基性条件下、またはエネルギー性塩基性条件下で加水分解することで、アロプレグナノロンを得ること;並びに、
沈殿し再結晶化させることで、不純物Iおよび不純物IIの合計含有量が0.15%以下であるアロプレグナノロンを得ること。
本開示は、医薬組成物の調製で使用される、不純物Iおよび不純物IIの合計含有量が0.15%以下である、アロプレグナノロンを提供する。本開示はまた、医薬組成物を調製するための、不純物Iおよび不純物IIの合計含有量が0.15%以下である、アロプレグナノロンの使用を包含する。本開示は、上記の医薬組成物を調製する方法を含む。上記方法は、不純物Iおよび不純物IIの合計含有量が0.15%以下であるアロプレグナノロンを、少なくとも1種の薬剤的に許容できる医薬品添加物と組み合わせることを含む。本開示のアロプレグナノロンおよびアロプレグナノロンの医薬組成物は、医薬として、特に産後うつ病(PPD)の治療用の医薬として、使用することができる。本開示はまた、治療を必要としている対象に本開示のアロプレグナノロンの治療有効量を投与することを含む、産後うつ病(PPD)を治療する方法を提供する。
アロプレグナノロンの3-エステル
別の態様において、本発明は、以下のアロプレグナノロンの3-エステルを提供する:
プレグナン-20-オン,3-(2,6-ジニトロベンゾイルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(2,4-ジニトロベンゾイルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(クロロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(ジクロロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(トリクロロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(シアノアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(フルオロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(ジフルオロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(2-ニトロベンゾイルオキシ)-,(3α,5α)-
別の態様において、本発明は、以下のアロプレグナノロンの3-エステルを提供する:
プレグナン-20-オン,3-(2,6-ジニトロベンゾイルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(2,4-ジニトロベンゾイルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(クロロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(ジクロロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(トリクロロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(シアノアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(フルオロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(ジフルオロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(2-ニトロベンゾイルオキシ)-,(3α,5α)-
これらのエステルは、イソアロプレグナノロンと、対応するカルボン酸(すなわち、2,6-ジニトロ安息香酸、2,4-ジニトロ安息香酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、シアノ酢酸、フルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、または2-ニトロ安息香酸)とを光延条件下で反応させることにより、調製されてもよい。
本明細書で開示される実施形態の全ての可能な組み合わせが本開示の範囲に包含されることは、理解されるべきである。
下記実施例は本発明の特定の実施形態の単なる例示であり、本発明を何ら限定するものではない。
光延:イソプレグナノロン(36g、113.2mmol)、PPh3(43.2g、1.5eq)、およびクロロ酢酸(27g、2.5eq)を、1,4-ジオキサン(400mL)に懸濁した。この混合物を15℃で冷却し、DIAD(32.4mL、1.4eq)のジオキサン(140mL)溶液を滴加した。添加後、反応産物を反応が終了するまで(4時間)35℃で撹拌した。除去不純物I(5α-プレグナ-2-エン-20-オン):約9~12%。
ワークアップおよび単離:25℃で冷却後、水(540mL)を添加し、得られた懸濁液を30分間撹拌し、その後20~25℃に冷却した。この懸濁液を濾過し、湿潤濾滓を1:1ジオキサン/水混合物100mLで洗浄した。生成物を50℃で減圧乾燥し、32.45gの白色固体を得た(収率:70%;純度:96%)。除去不純物I(5α-プレグナ-2-エン-20-オン):3.5%。
再結晶:得られた乾燥濾滓をヘプタン(15ml/g)に懸濁し、75℃で溶解が完了するまで加熱した。その後、この溶液を0/10℃で冷却し、沈殿物を濾別した。この固体を新たなヘプタン(2ml/g)で洗浄し、50℃で減圧乾燥した。重量:29.2g;収率:90%;純度:99.15%。除去不純物I(5α-プレグナ-2-エン-20-オン):0.3%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 5.07 (1H), 4.02 (2H), 2.40 (1H), 2.09-2.15 (1H), 2.07 (3H), 1.95-1.99 (1H), 1.72-1.95 (1H), 1.54-1.68 (4H), 1.44-1.51 (4H), 1.28-1.42 (3H), 1.08-1.26 (6H), 0.85-0.96 (1H), 0.72-0.81 (4H), 0.56 (3H)。
13C NMR (400 MHz, CDCl3): δ 209.5, 166.7, 72.6, 63.8, 56.7, 54.0, 44.2, 41.4, 39.9, 39.0, 35.8, 35.4, 32.8, 32.7, 31.8, 31.5, 28.2, 26.0, 24.4, 22.8, 20.8, 13.5, 11.4。
エステル沈殿で得られたジオキサン/水母液(mother liqueur)からの5α-プレグナ-2-エン-20-オンの単離:母液(mother liqueur)をより多量の水(約3リットル)で希釈し、懸濁液を形成させ、固体を濾別した。濾液を400mlのヘプタンに懸濁し、40℃で1時間撹拌した後に再度濾過し、液体を留去して固体を得て、これをクロマトグラフィーにかけて、NMRで特性評価した。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 5.57 (2H), 2.50 (1H), 2.10-2.18 (1H), 2.09 (3H), 1.81-2.0 (3H), 1.51-1.71 (5H), 1.07-1.43 (9H), 0.83-0.94 (1H), 0.75-0.76 (1H), 0.73 (3H), 0.59 (3H)。
13C NMR (400 MHz, CDCl3): δ 209.7, 125.9, 125.8, 63.9, 56.8, 54.0, 44.2, 41.5, 39.9, 39.2, 35.7, 34.7, 31.8, 31.6, 30.3, 28.7, 24.5, 22.9, 21.0, 13.5, 11.8。
NMRシグナルは文献(Tetrahedron(60巻)2004年、頁11851~11860)に見出されたデータと一致した。
加水分解:クロロ酢酸-ブレキサノロン(29.2g、74.11mmol)を、メタノール(300mL)に懸濁し、炭酸カリウム(5g、0.5eq)を添加した。反応混合物を30℃で1時間撹拌した。
ワークアップおよび単離:150mlの水を添加し、0/5℃で冷却し、固体を濾別した。この湿潤濾滓を次に、1:0.5のメタノール/水混合物60mLで洗浄した。生成物を50℃減圧乾燥し、22gの未精製ブレキサノロンを得た(収率:93%;純度:99%超)。エピマー不純物II(3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オン):0.23%。
再結晶:得られた乾燥濾滓をMeOH(15倍量)に懸濁し、30℃で30分間撹拌した後、水(7.5倍量)を添加し、得られた懸濁液を5~10℃に冷却し、濾過し、湿潤濾滓を乾燥させることで、20gの純粋なブレキサノロンを白色固体として得た(純度:99.8%超;DSC 176℃)、エピマー不純物II(3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オン):0.08%。除去不純物I(5α-プレグナ-2-エン-20-オン):検出されず。
3. 0.73%の5-α-プレグナ-3-エン-20-オンを含有するα-3-クロロ酢酸エステルの加水分解(比較例)
加水分解:クロロ酢酸-ブレキサノロン(5g、12.7mmol、HPLCによる0.73%の除去不純物を含む)をメタノール(50mL)に懸濁し、炭酸カリウム(0.85g、0.5eq)を添加した。反応混合物を20~25℃で1時間撹拌した(出発物質含有量:0.35%)。
ワークアップ:150mlの水を添加し、0/5℃で冷却し、固体を濾別した。この湿潤濾滓を次に、1:0.5のメタノール/水混合物7.5mLで洗浄した。生成物を50℃で減圧乾燥し、3.77gの未精製ブレキサノロンを得た(収率:93%;純度:98.93%超)。除去不純物I(5α-プレグナ-2-エン-20-オン):0.52%。
再結晶:得られた乾燥濾滓をMeOH(25倍量)に懸濁し、35~40℃で溶解させた。反応混合物を20~25℃に冷却した後、水(12.5倍量)をゆっくりと添加して懸濁液を得て、それを濾過した。湿潤濾滓を乾燥させたところ、3.3gのブレキサノロンが白色固体として得られた。純度:99.7%超、除去不純物I(5-α-プレグナ-3-エン-20-オン):0.21%。
このように、0.5%を超える除去不純物Iを含有するエステルから開始した場合、その量を0.15%未満に減少させることはできなかった。
4. 0.5%の5α-プレグナ-2-エン-20-オン不純物を含有するα-3-クロロ酢酸エステルの加水分解(hydrolisis)
出発物質として0.5%の除去不純物Iを含有するα-3-クロロ酢酸エステルを使用した以外、実施例3で開示された方法に従った。3.2gのブレキサノロンが得られ、純度は98%超であり、除去不純物Iの含有量は約0.13%であった。
このように、0.5%の除去不純物Iを含有するエステルから開始した場合、その量を0.15%未満に減少させることができた。
5. 0.5%の3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オンを含有するα-3-クロロ酢酸エステルの加水分解
加水分解:クロロ酢酸-ブレキサノロン(5g、12.7mmol、0.5%のエピマー不純物をドープ)をメタノール(50mL)に懸濁し、炭酸カリウム(0.85g、0.5eq)を添加した。反応混合物を20~25℃で1時間撹拌した(出発物質含有量:0.30%)。
ワークアップ:150mlの水を添加し、0/5℃で冷却し、固体を濾別した。この湿潤濾滓を次に、1:0.5のメタノール/水混合物7.5mLで洗浄した。生成物を50℃で減圧乾燥し、3.82gの未精製ブレキサノロンを得た(収率:94%;純度:99.43%超)。エピマー不純物II(3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オン):0.24%。除去不純物I(5α-プレグナ-2-エン-20-オン):0.18%。
再結晶:得られた乾燥濾滓をMeOH(25倍量)に懸濁し、35~40℃で溶解させ、反応混合物を20~25℃に冷却した後、水(12.5倍量)をゆっくりと添加して懸濁液を得て、それを濾過し、湿潤濾滓を乾燥させて、3.3gのブレキサノロンを白色固体として得た。純度:99.81%。エピマー不純物II(3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オン):0.1%。除去不純物I(5α-プレグナ-2-エン-20-オン):0.02%。
光延:イソプレグナノロン(14g、44mmol)、PPh3(16.8g、1.5eq)、およびクロロ酢酸(10.5g、2.5eq)を、THF(140mL)に懸濁した。この混合物を15℃で冷却し、DIAD(32.4mL、1.4eq)のジオキサン(70mL)溶液を滴加した。添加後、反応産物を反応が終了するまで(4時間)35℃で撹拌した。除去不純物I(5α-プレグナ-2-エン-20-オン):約8%。
25℃で冷却後、反応産物(250ml)を7つの試料に分割した(各々35ml、約2gのエステル最終産物を含有)。どの試料も全て蒸発を行って、残渣を、水と混和性の異なる種類の溶媒(MeOH、ACN、DMF、IPA、アセトン、ジオキサン)30ml中に再度溶解し、同量の水で沈殿を引き起こした。
光延:イソプレグナノロン(1g、3.14mmol)、PPh3(1.2g、1.5eq)、およびトリフルオロ酢酸(0.6ml、d=1.489、2.5eq)を、1,4-ジオキサン(10mL)に懸濁した。この混合物を15℃で冷却し、DIAD(0.9mL、1.4eq)のジオキサン(5mL)溶液を滴加した。添加後、反応産物を35℃で1時間撹拌し、その後、1.2eqのNaOBzを固体として添加し、再度、反応混合物を35℃で20時間撹拌した(出発物質はまだ6%)。
ワークアップおよび沈殿:25℃で冷却後、水(10mL)を添加し、得られた懸濁液を30分間撹拌した後、10~15℃に冷却した。この懸濁液を濾過し、湿潤濾滓を1:1ジオキサン/水混合物2mLで洗浄した。生成物を50℃で減圧乾燥したところ、0.75のエステルが得られ、HPLCによる除去不純物量は14.6%であった。
光延:イソプレグナノロン(1g、3.14mmol)、PPh3(1.2g、1.5eq)、および安息香酸(0.6g、2.5eq)を、1,4-ジオキサン(10mL)に懸濁した。この混合物を15℃で冷却し、DIAD(0.9mL、1.4eq)のジオキサン(5mL)溶液を滴加した。添加後、反応産物を35℃で5時間撹拌した(除去不純物量は約8%)。
ワークアップおよび沈殿
25℃で冷却後、水(10mL)を添加し、得られた懸濁液を30分間撹拌した後、10~15℃に冷却した。この懸濁液を濾過し、湿潤濾滓を1:1ジオキサン/水で洗浄した。生成物を50℃で減圧乾燥したところ、96%超(除去不純物0.5%)のエステルが0.1g得られた。
25℃で冷却後、水(10mL)を添加し、得られた懸濁液を30分間撹拌した後、10~15℃に冷却した。この懸濁液を濾過し、湿潤濾滓を1:1ジオキサン/水で洗浄した。生成物を50℃で減圧乾燥したところ、96%超(除去不純物0.5%)のエステルが0.1g得られた。
加水分解(hydrolisis)
上記ベンゾイルエステルを70倍量のMeOHおよび12eqのNaOHの溶液に添加し、反応混合物を40℃で30時間温め、試料を取得し、HPLCで分析したところ、ブレキサノロン最終産物は4%しか存在せず、エピマー不純物はエステル出発物質と共に9%存在した。
上記ベンゾイルエステルを70倍量のMeOHおよび12eqのNaOHの溶液に添加し、反応混合物を40℃で30時間温め、試料を取得し、HPLCで分析したところ、ブレキサノロン最終産物は4%しか存在せず、エピマー不純物はエステル出発物質と共に9%存在した。
本実施例において、また実施例12から、ブレキサノロンのベンゾイルエステルからは、許容できる純度のブレキサノロンを得られないことが理解されよう。
9. クロロ酢酸を用いた「ワンポット」法におけるイソプレグナノロンからのブレキサノロン(比較例)
9. クロロ酢酸を用いた「ワンポット」法におけるイソプレグナノロンからのブレキサノロン(比較例)
トリフェニルホスフィン(1.2g/g)、クロロ酢酸(0.75g/g)、およびイソプレグナノロンを丸底フラスコ内に添加し、その後トルエン(10ml/g)を添加した。懸濁液を15℃で冷却し、DIAD(0.95ml/g)のトルエン(5ml/g)溶液を滴加し、温度を25℃未満に維持した。得られた黄色溶液を35℃で4時間加熱した。出発物質の消費後(K1)、NaHCO3の7%水溶液(5ml/g)を添加した。有機相をその後水(5ml/g)で洗浄し、減圧下で留去した。微量のトルエンをさらにメタノール蒸留を行うことで除去した。エステル残渣をメタノール(10ml/g)に懸濁し、炭酸カリウム(0.17g/g)を添加した。懸濁液を30℃で1時間撹拌した(K2)。その後、生成物を水(5ml/g)の添加により沈殿させた。反応産物を5℃で冷却し、濾別し、1:0.5のメタノール/水混合物(2ml/g)で洗浄した(TH1)。得られた湿潤濾滓をヘプタン(5ml/g)でさらに洗浄した(TH2)。
ワンポット法では、ブレキサノロンから分離できない除去不純物量が増加している(9%)ことが理解されよう。
トリフェニルホスフィン(1.2g)、トリフルオロ酢酸(0.6ml、2.5eq)、NaOBz(0.9g)、およびイソプレグナノロン(1g)を丸底フラスコ内に添加し、その後THF(10ml)を添加した。懸濁液を15℃で冷却し、DIAD(0.95ml)のTHF(5ml)溶液を滴加し、温度を25℃未満に維持した。得られた反応産物を25℃で24時間撹拌し続けた。出発物質の消費後、反応混合物を減圧下で蒸発させ残渣を得た。
MeOH(20ml)を添加し、その混合物を24時間還流させ、溶媒を留去し、残渣をカラムクロマトグラフィーカラムで精製することで、0.69gのブレキサノロンを得た(純度:97%)。
ワンポット法では低純度のブレキサノロンしか得られないことが理解されよう。
DIAD(0.46g)、酢酸(0.15ml)、およびイソプレグナノロン(0.5g)、およびトルエン(15ml)を、丸底フラスコ内に添加した。反応産物を0℃で冷却し、PPh3(0.6g)、続いてNaOBz(0.34g)を添加した。得られた反応産物を25℃で15時間撹拌し続けた。出発物質の消費後、反応混合物を減圧下で蒸発させ残渣を得た(除去不純物含有量は約14%)。
本実施例は、除去不純物が光延反応に固有のものであることを示している。
表から分かるように、安息香酸エステルも4-ニトロ安息香酸エステルも、容易に加水分解し、エピマー(精製が困難)形成の原因となるエネルギー性が非常に高い条件を必要とする。しかし、ジニトロ安息香酸エステルは、エピマーを生じることなく、たった1時間で加水分解する。
丸底フラスコ内で、3-α酢酸-プレグナノロン(1g)を15mLのメタノールに溶解させた。0.26gの水酸化ナトリウム(2.4eq)を添加し、反応産物を40℃で4時間撹拌した。HPLCの対照により出発物質の消失が示された。溶媒を5mL体積まで減圧下で濃縮した。この混合物を水(87mL)に注ぎ、室温で1時間撹拌した。
次に、沈殿物を濾別し、湿潤濾滓を水(10mL)で洗浄し、50℃で真空乾燥した。
この固体をHPLCで分析したところ、8.6%のエピマー不純物(II)が存在することが分かった。
イソプレグナノロン(0.5g、1.57mmol)、PPh3(0.6g、1.5eq)、および2,4-ニトロ安息香酸(0.5g、2.5eq)を、THF(10mL)に懸濁した。この混合物を0/5℃で冷却し、DIAD(0.45mL、1.4eq)のTHF(5mL)溶液を滴加した。添加後、反応産物を室温で5時間撹拌した。水1mLを添加し、溶媒を留去し、残渣をカラムクロマトグラフィーで精製した。0.24gの固体生成物を得た(収率:32.7%)。
イソプレグナノロン(0.5g、1.57mmol)、PPh3(0.6g、1.5eq)、および3,5-ジニトロ安息香酸(0.5g、2.5eq)を、THF(10mL)に懸濁した。この混合物を0/5℃で冷却し、DIAD(0.45mL、1.4eq)のTHF(5mL)溶液を滴加した。添加後、反応産物を室温で5時間撹拌した。水1mLを添加し、溶媒を留去し、残渣をカラムクロマトグラフィーで精製した。0.43gの固体生成物を得た(収率:53.5%)。
同様の手順で、ブレキサノロンの2-ニトロベンゾイルエステルおよびブレキサノロンの2,6-ジニトロベンゾイルエステルを調製した。
イソプレグナノロン(5.0g、15.7mmol)、PPh3(6.0g、1.5eq)、およびジクロロ酢酸(3.4mL)を、ジオキサン(55mL)に懸濁した。この混合物を15℃で冷却し、DIAD(4.5mL、1.4eq)のジオキサン(20mL)溶液を滴加した。添加後、反応産物を35℃で完了まで撹拌した。水75mLを添加し、この混合物を0.5時間撹拌し、濾別し、10mLの(1:1)水/ジオキサンで洗浄し、乾燥させた。3.8gの白色固体生成物を得た(収率:56.4%)。
イソプレグナノロン(5.0g、15.7mmol)、PPh3(6.0g、1.5eq)、およびトリクロロ酢酸(6.45g)を、ジオキサン(55mL)に懸濁した。この混合物を15℃で冷却し、DIAD(4.5mL、1.4eq)のジオキサン(20mL)溶液を滴加した。添加後、反応産物を35℃で完了まで撹拌した。水75mLを添加し、二相を分離し、水層を50mLのDCMで抽出した。有機層を濃縮して黄色の油状物を得た。
Claims (13)
- アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを調製し、精製する方法であって、
イソアロプレグナノロンを3以下のpKaを有する強いカルボン酸と光延条件下で反応させること;
アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを、水と有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿させること;および、
前記アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルの沈殿物を非極性溶媒中に再結晶化させること、
を含む、方法。 - アロプレグナノロンを調製する方法であって、
請求項1に規定される方法でアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを得ること;および、
そのようにして得られたアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを中性条件下、弱塩基性条件下、またはエネルギー性塩基性条件下で加水分解すること、
を含む、方法。 - 前記カルボン酸がモノフルオロ酢酸、ジフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、シアノ酢酸、オルトニトロ安息香酸、およびジニトロ安息香酸からなる群から選択される、請求項1~2のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルが水と水溶性有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿される、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルが、水と、1,4-ジオキサン、アセトン、アセトニトリル、DMF、メタノール、エタノール、イソプロパノール、もしくはこれらの混合物から選択される水溶性有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿され、
且つ/または
前記アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルの沈殿物が、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、トルエン、iPr2O、MeOtBu、もしくはこれらの混合物からなる群から選択される非極性溶媒中に再結晶化される、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルが、酸も塩基も添加されないアルコールにより加水分解される、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の炭酸塩または重炭酸塩などの、共役酸が11以下のpKaを有する塩基により加水分解される、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オンのレベルを0.5%以下の量に維持するのに好適な時間および温度で、前記アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属のC1~6アルコキシドまたは水酸化物などの、共役酸が12以上のpKaを有する塩基により加水分解される、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
- 加水分解が約2時間以下、且つ/または約15~40℃の温度で行われる、請求項8に記載の方法。
- 以下の工程:
イソアロプレグナノロンを強いカルボン酸と光延条件下で反応させること;
アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを、水と有機溶媒とを含む溶媒系中に沈殿させること;
前記アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルの沈殿物を非極性溶媒中に再結晶化させること;
そのようにして得られたアロプレグナノロンの3-カルボン酸エステルを中性条件下、弱塩基性条件下、またはエネルギー性塩基性条件下で加水分解することで、アロプレグナノロンを得ること;並びに、
沈殿し再結晶化させることで、不純物Iおよび不純物IIの合計含有量が0.15%以下であるアロプレグナノロンを得ること
を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。 - 5α-プレグナ-2-エン-20-オンの含有量が0.5%以下である、アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステル。
- 5α-プレグナ-2-エン-20-オンおよび3α-ヒドロキシ-5α,17α-プレグナン-20-オンの合計含有量が0.15%以下である、アロプレグナノロン。
- プレグナン-20-オン,3-(2,6-ジニトロベンゾイルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(2,4-ジニトロベンゾイルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(クロロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(ジクロロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(トリクロロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(フルオロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(ジフルオロアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(2-ニトロベンゾイルオキシ)-,(3α,5α)-
プレグナン-20-オン,3-(シアノアセチルオキシ)-,(3α,5α)-
から選択される、アロプレグナノロンの3-カルボン酸エステル。
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