JP4467884B2

JP4467884B2 - ２０（ｓ）−カンプトテシンの精製方法

Info

Publication number: JP4467884B2
Application number: JP2002564528A
Authority: JP
Inventors: ライナーソボッタ; アルミンラップ
Original assignee: ベーリンガーインゲルハイムファルマゲゼルシャフトミットベシュレンクテルハフツングウントコンパニーコマンディトゲゼルシャフト
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2002-02-09
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2022-02-09
Also published as: NO20033614D0; MXPA03007194A; DE50203824D1; EE05131B1; PL202135B1; DE10106969C1; NO20033614L; CN1491228A; WO2002064597A2; HUP0303030A2; BG108064A; EP1362051A2; AU2002244711B2; CN1228340C; HK1064092A1; CZ300671B6; ES2246389T3; IL157148A; IL157148A0; KR20030076674A

Description

本発明は、ビニル-カンプトテシン誘導体が混入された20(S)-カンプトテシンを精製する方法に関するものである。

20(S)-カンプトテシン (camptothecine)(20(S)-CPT) は以下の一般式(I)の天然アルカロイドである。

（式中、R¹ はエチル基を表す）

20(S)-CPT及びその誘導体は、トポイソメラーゼＩインヒビターであり、腫瘍阻害性を有するものである (例として、ジオバネールら（Giovanelle, B.C.） Cancer Research、 51: 302〜3055頁, 1991年、欧州特許出願 EP 0 074 256、EP 0 088 642、米国特許US 4,473,692、US 4,545,880、 US 4,604,463 及び国際特許出願 WO 92/05785を参照されたい。)
20(S)-CPTは、粗原料物質として、中国植物のカレンボク（ニッサ科）（Camptotheca acuminata (Nyssaceae)）（ウォール (Wall M. )ら、 J. Am. Chem. Soc. 88: 3888〜3890頁、1966年)又はインド植物のクサミズキ（Nothapodytes foetida）（ニムモニアーナ (nimmoniana)） (一般的にマピーフェティダマース（Mappie foetida Miers）として公知である) (ゴビンダチャリ（Govindachari, T.R.）ら、 Phytochemistry 11: 3529〜3531頁, 1972年)から得ることができる。

これら粗原料物質、特に、クサミズキ（Nothapodytes foetida）から得られるものは、一般式(Ｉ)の CPT誘導体（式中、R¹ はビニル基を表す）（20‐ビニル-CPT）が混入された20(S)‐CPTを含有するものである。
慣習的に、粗原料物質は、錯体クロマトグラフ法によるか又はカンプトテシンの水性層への転化及び水不溶性溶媒での抽出による不純物除去により精製されている (例として WO 94/19353を参照されたい)。しかしながら、これらの方法は、20-ビニル-CPTの混入を効率的に処理し得るものではない。

従って、本発明は、錯体クロマトグラフ法を用いることなく、出発物質20(S)-CPTを精製する方法を提供することを目的とする。

驚くべきことに、まず出発物質を水性塩基で処理し、水素化し、続いてそれを酸性化し、その後その生成物を単離することにより、20(S)-CPT から20-ビニル-CPT の混入を殆ど完全に取り除くことができることを見出した。
従って、本発明は20(S)-カンプトテシンの精製方法に関するものであり、以下の工程を含むことを特徴とする；
(a)水性塩基を20(S)-カンプトテシン含有出発物質と混合し、それにより20(S)-カンプトテシンのラクトン環をカルボン酸塩に転化する工程、
(b)得られた混合物を遷移金属触媒の存在下において水素化する工程、
(c)水性層を酸性化し、それによりカンプトテシンの結晶を生成する工程、
(d)極性非プロトン性溶媒を添加する工程、及び
(e)カンプトテシンの結晶を分離する工程。

さらに、本発明は一般式（Ｉ）の20-ビニル‐カンプトテシン（式中、R¹はビニル基である）から、一般式（Ｉ）の20(S)-カンプトテシン（式中、R¹は、エチル基である）を製造する方法に関し、以下の工程を含むことを特徴とする；
（ａ）水性塩基を20(S)-カンプトテシン含有出発物質と混合し、一般式（II）の化合物を生成する工程、

（式中、R¹ はビニル基であり、Metは金属である。）
（ｂ）得られた混合物を遷移金属触媒の存在下において水素化する工程、
（ｃ）水性層を酸性化し、それによりカンプトテシン結晶物を形成させる工程、
（ｄ）極性非プロトン性溶媒を添加する工程、及び
（ｅ）カンプトテシン結晶を分離する工程。

発明の詳細な説明
本明細書において「カンプトテシン含有出発物質」とは、20(S)-CPTを含有する不純物質、粗原料カンプトテシン、カンプトテシン含有植物抽出物、合成カンプトテシン、国際特許出願WO 92/05785の実施例に記載されたカンプトテシン誘導体又はカンプトテシンを含有する反応生成物を表す。

好ましくは、該出発物質は、特にクサミズキ（Nothapodytes foetida）から得た天然粗原料である。一般的に、それは、R¹ がエチル基である一般式 (I) の化合物とR¹がビニル基である一般式 (I) の化合物の混合物である。それは、一般的に0.9〜1.5重量%、好ましくは１.0〜 1.4重量%のビニル化合物を含有する。さらに、出発物質は他のカンプトテシン誘導体、例えば、9-メトキシ-CPT、10-メトキシ‐CPT、11-メトキシ-CPT、10-ヒドロキシ-CPT 及び 11-ヒドロキシ-CPTを含有していてもよい。一般的に、出発物質は、一つ以上のこれらのさらなるCPT誘導体類を1重量％まで、好ましくは0.2〜0.8重量%の9-メトキシ‐CPTを含有する。

本発明の精製方法の工程（ａ）に関し、本明細書中に使用する「水性塩基」(aqueous base)とは、水性媒体、好ましくは純水中に十分な水酸化物イオンを生ずる塩基に関し、それは出発物質に含まれるカンプトテシン誘導体類のラクトン環を対応するヒドロキシカルボキシレートに完全に転化するものである。金属ヒドロキシドが好ましく、具体的にはアルカリ金属又はアルカリ土類金属ヒドロキシド、例えば水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又は水酸化カルシウムである。水酸化ナトリウムが最も好ましい。
金属ヒドロキシドを希釈水溶液の態様で使用するのが好ましく、好ましくは１〜２５％、特に好ましくは３〜１０％水溶液の態様である。一般的に、十分な金属ヒドロキシドを使用して溶液中に完全にカンプトテシン誘導体を作り、出発物質１モル当たり、好ましくは1〜２０モル、より好ましくは５〜１５モル、特に好ましくは7.5〜12.5モルの金属ヒドロキシドを使用する。

工程（ｂ）において、遷移金属触媒、好ましくは不均一な遷移金属触媒、具体的には白金、白金酸化物、ニッケル、パラジウム又はロジウムを担持する担体物質、例えば活性炭又は酸化アルミニウムを、得られた混合物に添加する。１〜15重量％、好ましくは２〜10重量％、より好ましくは約５重量％のパラジウムを含有するパラジウム担持活性炭が特に好ましい。
遷移金属触媒の量を選択し、ビニルCPT誘導体の全体的な水素化を確実にする。好ましくは、出発物質１質量部を基準として0.01〜0.50質量部、好ましくは0.02〜0.10質量部の遷移金属触媒（担体物質を含む）を使用する。

得られた混合物を、好ましくは温度−20℃〜100℃、好ましくは10℃〜40℃、最も好ましくはほぼ室温において、水素ガスの作用に曝露する。
水素圧は、それ自体臨界的ではなく、水素化は標準圧力又は僅かな高圧、好ましくは0.9〜5.0バール、最も好ましくは約１バールで行うのがよい。
これらの条件において、一般的には、水素化を１〜20時間、好ましくは４〜15時間、特に好ましくは６〜10時間で完了する。

水素化を完了した後、遷移金属触媒を好ましくはろ過により除去し、得られた反応混合物を工程（ｃ）において酸性化する。酸性化は無機酸又は有機酸で行ってもよい。好ましい酸は、無機酸、例えば、HCl、 HBr、 HI、 HNO₃、 H₃PO₄、 H₂SO₄ 又は脂肪族カルボン酸、例えば酢酸及びトリフルオロ酢酸又はこれら酸の混合物であり、特に好ましくは濃塩酸である。選択した酸を使用し、pHを3.0〜6.0、好ましくは3.5 〜5.0、特に好ましくは、約4.0〜4.5に調整する。一般的に、酸による反応を、温度0℃〜100℃、好ましくは30℃〜80℃、特に好ましくは50℃〜60℃で行う。
特に好ましい態様としては、出発物質1質量部を基準として2〜20質量部、好ましくは4〜9質量部、特に好ましくは6〜8質量部の濃塩酸を用いて酸性化を行う。
上記の条件下において、一般的に、CPTを形成するラクトン化（lactonisation）を10〜180分、好ましくは15〜60時間、より好ましくは約30分以内に完了する。

一般的に、酸性化により得られた反応混合物は、純粋な懸濁液の形態である。工程（ｄ）において、結晶化を促進させるため、一つ以上の極性非プロトン性溶媒をそれらに加える。この好適な溶媒の種類としては、好ましくはスルホキシド、例えばジメチルスルホキシド (DMSO) 又はアミド類及び以下の一般式で表される尿素誘導体類である。

（式中、R² は水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表し、特に水素又はメチル基を表し、R³ 及びR⁴ は、それぞれ独立して炭素数1〜４のアルキル基を表し、特に好ましくはメチル基であり、又はR² 及びR³ が一緒になって (CH₂)_m- 又は NR⁵-(CH₂)_n-基を表し、ここでR⁵ は炭素数1〜４のアルキル基を表し、m は3又は4、特に好ましくは３を表し、n は 2又は3を表す）。特に好ましくはN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMA)、 N-メチルピロリドン(NMP)、N,N-ジメチルエチレン尿素(DMEU) 及びN,N-ジメチルプロピレン尿素(DMPU) 又はこれら溶媒の混合物から選択され、最も好ましくはDMFである。
概して、使用する出発物質1質量部を基準として10〜100質量部、好ましくは20〜80質量部、特に好ましくは30〜50質量部の極性非プロトン溶媒を使用する。

極性非プロトン溶媒による処理は、所望のいかなる温度で行ってもよい。反応混合物を温度30 ℃〜120 ℃で攪拌するのが好ましく、特に好ましくは80〜100℃であり、次いでゆっくりと周囲温度まで冷ます。
このようにして得られたCPT 結晶を、工程（ｅ）において、液層から容易に分離し、好ましくはデカンテーション、遠心分離、スピン、スクイーズアウト又はろ過により、特に好ましくはろ過により分離する。
一般的に、このようにして得られたCPT結晶をアルコール、好ましくはメタノール、エタノール又はイソプロパノール、特に好ましくはメタノールで洗い、乾燥する。

本発明の方法における利点は、空間／時間収率（space/time yield）が高く、製造される20(S)-カンプトテシンの収率及び純度が高いことであり、それは、いかなるクロマトグラフ精製法も用いずに、ビニル基を含有する不純物を実質的に含まないものが得られるということである。
以下の実施例は、例として行ったカンプトテシンの精製方法をいくつか示している。それらは単に可能な方法を例示することを意図したものであり、いかなる場合も本発明の内容を制限するものではない。

クサミズキ（Nothapodytes foetida）由来であり、20-ビニル-CPT 1.33 % 及び 9-メトキシ-CPT 0.47 % を含有するカンプトテシン含有粗原料物質10.45 gを、2 N 水酸化ナトリウム溶液260mlに入れ、パラジウム／活性炭0.6g(5 %)を加えた。該混合物を気圧１バール、周囲温度で8時間水素処理した。
その後、反応混合物をろ過し、50〜60℃において80mlの濃塩酸と混ぜ、pH4.0〜4.5に調整した。
生成した懸濁液をDMF400mlと混合し、90〜100℃で2.5時間攪拌した。得られた懸濁液をゆっくりと周囲温度まで冷し、ろ過した。得られたCPTの結晶をメタノール100mlで洗い、真空下、55℃で乾燥した。
20(S)-カンプトテシン9.85g (収率94.2%)が得られ、ここで、20-ビニル-CPTは0.05 %より少なく、9-メトキシCPTは0.11 %より少なかった。

クサミズキ（Nothapodytes foetida）由来であり、20-ビニル-CPT 1.33% 及び 9-メトキシ-CPT 0.47 % を含有するカンプトテシン含有粗原料物質10.45 gを、2 N 水酸化ナトリウム溶液260mlに入れ、パラジウム／活性炭0.6g(5%)を加えた。該混合物を気圧１バール、周囲温度で8時間水素処理した。
その後、反応混合物をろ過し、50〜60℃において10%硫酸300mlと混ぜ、pH4.0〜4.5に調整した。

生成した懸濁液をDMF500mlと混合し、90〜100℃で2.5時間攪拌した。得られた懸濁液をゆっくりと周囲温度まで冷まし、ろ過した。得られたCPTの結晶をメタノール100mlで洗い、真空下、55℃で乾燥した。
20(S)-カンプトテシン9.67g(収率92.6%)が得られ、ここで9-メトキシCPTは0.09%含まれ、20-ビニル-CPTの含有量は検出限界より低かった。

Claims

以下の工程を含むことを特徴とする20(S)-カンプトテシンの精製方法；
（a）水性塩基と、
式中R ¹ がエチル基である一般式(Ｉ)の20(S)-カンプトテシンと式中R ¹ がビニル基である一般式(Ｉ)の20-ビニル-カンプトテシンとを含有する出発物質を混合し、それにより前記カンプトテシンのラクトン環を開環してカルボン酸塩に転化する工程、
(b) 得られた混合物を、白金、白金酸化物、ニッケル又はパラジウムを担持する活性炭から選択される遷移金属触媒の存在下において、温度10℃〜40℃、圧力0.9〜5.0バールで水素化して得られたカルボン酸塩のビニル基をエチル基に変化させる工程、
(c) 水性層を酸性化し、それによりラクトン環への閉環を行いカンプトテシンの結晶を生成する工程、
(d) 少なくとも一つの極性非プロトン性溶媒を添加する工程、及び
(e) カンプトテシンの結晶を分離する工程。

（式中R¹はエチル基又はビニル基を表す）
出発物質が、天然の植物製品であることを特徴とする、請求項１記載の20(S)-カンプトテシン精製方法。
工程（ａ）における塩基が、水酸化ナトリウムであることを特徴とする、請求項1又は２に記載の20(S)-カンプトテシンの精製方法。
工程(b)において得られた水性層を、 HCl、HBr、HI、HNO₃、 H₃PO₄、H₂SO₄、酢酸及びトリフルオロ酢酸又はそれら酸の混合物から選択される酸により、温度30℃〜80 ℃で処理することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか1項に記載の20(S)-カンプトテシンの精製方法。
工程（ｃ）において得られた水性層を、以下の一般式で表される一つ以上の極性非プロトン性溶媒を用いて温度30℃〜120℃で処理することを特徴とする、請求項1〜４記載のいずれか1項に記載の20(S)-カンプトテシンの精製方法。

（式中、R² は水素又は炭素数１〜４のアルキル基、R³ 及びR⁴ はそれぞれ独立して炭素数1〜４のアルキル基を表し、あるいはR² とR³ が一緒になって (CH₂)_m- 又は NR⁵-(CH₂)_n-基を表し、ここでR⁵ は炭素数1〜４のアルキル基を表し、m は3 又は4、n は 2 又は 3を表す。）
極性非プロトン性溶媒が、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMA)、 N-メチルピロリドン(NMP)、N,N-ジメチルエチレン尿素(DMEU) 及びN,N-ジメチルプロピレン尿素(DMPU) 又はこれら溶媒の混合物から選択されることを特徴とする、請求項５に記載の20(S)-カンプトテシンの精製方法。
工程(d)における20(S)-カンプトテシンの結晶がろ過により分離されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか1項に記載の20(S)-カンプトテシンの精製方法。
式中R¹ がビニル基である一般式(Ｉ)の20-ビニル-カンプトテシンから、式中R¹ がエチル基である20(S)-カンプトテシンを製造する方法であり、以下の工程を含むことを特徴とする方法；
（ａ）水性塩基と20-ビニル-カンプトテシン含有出発物質を混合し、一般式（II）の化合物を生成する工程、

（式中R ¹ はビニル基を表す）

（式中、R¹ はビニル基を表し、Metは水性塩基からもたらされる金属を表す。）
（ｂ）得られた混合物を、白金、白金酸化物、ニッケル又はパラジウムを担持する活性炭から選択される遷移金属触媒の存在下において、温度10℃〜40℃、圧力0.9〜5.0バールで水素化して一般式（II）の化合物のビニル基をエチル基に変化させる工程、
（ｃ）水性層を酸性化し、ラクトン環への閉環を行い、カンプトテシンの結晶を形成する工程、
（ｄ）少なくとも一つの極性非プロトン性溶媒を添加する工程、及び
（ｅ）カンプトテシンの結晶を分離する工程。