JP5399711B2 - 高純度な17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストラ−4,9−ジエン−3−オン及びその合成方法 - Google Patents

高純度な17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストラ−4,9−ジエン−3−オン及びその合成方法 Download PDF

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Description

本発明は、式(I)
Figure 0005399711
の高純度な17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストラ−4,9−ジエン−3−オン(以下、ジエノゲスト)を、式(V)
Figure 0005399711
の3−メトキシ−17−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエンから合成する新規な方法に関する。
この化合物は、子宮内膜症に対する組成物中だけでなくホルモン置換療法においても、プロゲストーゲン成分として、避妊用医薬組成物中の活性成分として用いられる。本発明は、高純度な17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストラ−4,9−ジエン−3−オン、及びそれを活性成分として含む医薬組成物にも関する。本発明に係る医薬組成物は、本発明に係る高純度なジエノゲストを、活性成分、又は活性成分及び担体、添加剤若しくは賦形剤等の一般に用いられる補助材料の少なくとも一つとして含む。
本説明において、高純度なジエノゲストとは、不純物の総量が0.1%未満であり、4−ブロモ−ジエノゲストの量が検出限界(0.02%)未満であることを意味する。
式(I)のジエノゲストを合成する既知の手順は、エストロンの全合成の中間体から開始される。これら既知の手順の間の主な違いは、所望の化合物に特徴的な2つの二重結合が、出発材料中にすでに含まれているか否かであり、後者の場合、二重結合は合成の最終ステップで形成される。
独国特許出願DD第132497号明細書(特許文献1)によると、3−メトキシ−17β−スピロ−1’2’−オキシラン−エストラ−2,5(10)−ジエンは、シアン化アルカリ金属と反応して、17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−3−エノールエーテル誘導体を生成する。その後、そのようにして得られた化合物を、加水分解し、臭素化し、脱臭化水素して、32%の収率で式(I)のジエノゲストを得る。得られたジエノゲストの純度は、融点(204〜214℃)及び旋光(
Figure 0005399711
、ピリジン、c=0.5%)により特徴づけられている。独国特許出願DD第80023号明細書(特許文献2)に記載の方法によると、出発材料として用いる3−メトキシ−17β−スピロ−1’2’−オキシラン−エストラ−2,5(10)−ジエンは、ジメチルスルホニウムメチリドと、既知の方法により合成された式(V)の3−メトキシ−17−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエンの17位のヒドロキシ基のオッペナウアー酸化により得られる17−オキソ誘導体との反応により合成可能である。
独国特許出願DD第160418号明細書(特許文献3)の方法には、最初に式(V)の化合物を3,3−ジメトキシ−17−ヒドロキシ−エストル−5(10)−エンに変換し、17位ヒドロキシ基をオッペナウアー酸化の代わりにクロロクロム酸ピリジニウムにより酸化してから、ジメチルスルホニウムメチリドにより17β−スピロ−1’2’−オキシランを形成し、それをシアン化アルカリ金属と反応させて3,3−ジメトキシ−17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストル−5(10)−エンを得る、上記方法の変更が記載されている。この化合物を、硫酸で加水分解して、17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストル−5(10)−エンを得て、そこから、臭素化及び続く脱臭化水素の後に、ジエノゲストを48%の収率で得る。この方法の全収率は24%である。
独国特許出願DD第296495号明細書(特許文献4)はワンポット合成を記載しており、それによると、最初に、1つ又は複数のアルコキシ基により保護されたヒドロキシ基又はオキソ基を3位に含む、出発物質ケトステロイドを、アルキルリチウム又はリチウムジアルキルアミドとアセトニトリルとの反応においてその場で形成されたシアノメチルリチウムと低温で有機溶媒中にて反応させている。この方法では、17位のオキソ基から17位のヒドロキシ基及び17位のシアノメチル基を形成し、得られた反応混合物を水で処理し、得られた17−ヒドロキシ−17−シアノメチル誘導体を、単離するか又は直接の酸加水分解によりジエノゲストに変換する。最終生成物の収率は、3,3−ジメトキシ−エストラ−5(10),9(11)−ジエン−17−オンから出発すると82%であり、出発材料として3,3−(1,3−プロピレンジオキシ)−エストラ−5(10),9(11)−ジエン誘導体を用いると、収率は80%である。この生成物の純度は、208〜211.5℃の融点により特徴づけられる。この合成は、出発材料として用いた17−オキソ誘導体の調製を含めて6ステップからなっている。
欧州特許出願EP第0776904号明細書(特許文献5)によると、最初に3,3−(2,2−ジメチルプロピレン−1,3−ジオキシ)−4,5−セコ−エストル−9−エン−5,17−ジオンを、エストラ−4,9−ジエン−3,17−ジオンに変換し、後者を3,3−エチレンジオキシ−エストラ−5(10),9(11)−ジエン−17−オンに変換する。ヨウ化ジメチルスルホニウムと反応後、17β−スピロ−1’2’−オキシラン誘導体を得て、これをシアン化カリウムと反応させて、17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストラ−5(10),9(11)−ジエン−3−エチレンケタールを得る。この化合物のケタール基を塩酸により加水分解し、最終生成物であるジエノゲストを、98%超の純度で得る。
上記の式(V)の3−メトキシ−17−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエンから出発する方法によると、最初に3,3−ジアルコキシ−ケタール−5(10)−エン誘導体を形成し、その後、後者を酸化してケト化合物とし、これをジメチルスルホニウムメチリドと反応させて、17β−スピロ−1’2’−オキシラン誘導体を得て、これを17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ誘導体に変換する。得られた化合物を酸により加水分解してから、臭素化し、脱臭化水素(dehydrobrominate)して、式(I)のジエノゲストを6ステップで生成する。
式(V)の化合物から出発する他の方法にもよると、オッペナウアー酸化により17位のヒドロキシル基を酸化した後、17β−スピロ−1’2’−オキシラン誘導体を合成し、これをシアン化アルカリ金属と反応させ、得られた3−エノールエーテルを加水分解し、臭素化し、脱臭化水素して、ジエノゲストを5ステップで生成する。
上記の他の方法によると、3,3−エチレンジオキシ−エストラ−5(10),9(11)−ジエン−17−オンを、直接シアノメチルリチウムと反応させるか、最初にスピロ−オキシランを形成し、オキシラン環をシアン化アルカリで開環し、17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ誘導体を得て、これを加水分解して、式(I)の最終生成物を生成する。
独国特許出願DD第132497号明細書(特許文献1)及び欧州特許出願EP第0776904号明細書(特許文献5)に記載の方法に従う、17−ケト化合物及びジメチルスルホニウム誘導体から出発する17β−スピロ−1’2’−オキシラン誘導体の合成は、費用がかかり、かつ環境に優しくない。オキシラン環の開環のためにシアン化アルカリを使用するには厳格な安全指示を守る必要があり、反応混合物の後処理が後に環境問題の原因となる。
上記の特許出願においては、生成物の品質は、融点又はせいぜい物質含有量によって特徴づけられているに過ぎない。最近の薬局方の要求では、不純物の量及び数を決定し制限するだけでなく、薄層クロマトグラフィー及び液体クロマトグラフィー等、物質及び不純物の量を検査するいくつかの異なった方法が明示されている。
独国特許出願DD第132497号明細書 独国特許出願DD第80023号明細書 独国特許出願DD第160418号明細書 独国特許出願DD第296495号明細書 欧州特許出願EP第0776904号明細書
本発明者らの目的は、既知の手順の上述した欠点を取り除き、より短く、より経済的で、環境に優しい合成を仕上げることにあったが、それは、出発材料として、エストロンの全合成の中間体である式(V)の3−メトキシ−17−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエンを好ましく用いて、工業スケールで行うことができる。
本発明者らの他の目的は、高純度の生成物を合成することであったが、この生成物は、不純物の総量が0.1%未満であり、4−ブロモ−ジエノゲストの量が検出限界(0.02%)未満であり、そのため、様々な製剤の薬物を生産するのに適している。
式(III)の化合物の合成において出発材料として式(V)の化合物を用いることで、式(V)の化合物のエノールエーテル基から3,3−ジアルコキシ−ケタールを合成し、クロロクロム酸ピリジニウムにより17位のヒドロキシル基を酸化する必要がないだけでなく、17β−オキシラン誘導体を形成し、続いてシアン化アルカリによりエポキシド環を開環する必要がないことが見出されたのは驚くべきである。本発明者らの発明に係る反応条件を用いると、A環を損傷(芳香化)することなく、式(V)の化合物を、良好な収率(90%)でオッペナウアー酸化により酸化できる。この方法で、本発明者らは、既知の手順よりも短い4ステップ合成を仕上げることができた。
本発明者らの発明によると、式(I)のジエノゲストは、以下の方法で合成される。
i)式(V)の3−メトキシ−17−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエンを、加熱下、不活性な有機溶媒中、シクロヘキサノンの存在下で、アルミニウムイソプロピレートと反応させる。
ii)そのようにして得られた式(IV)
Figure 0005399711
の3−メトキシ−エストラ−2,5(10)−ジエン−17−オンを、0から−30℃の温度で、シアノメチルリチウムと反応させる。
iii)得られた式(III)
Figure 0005399711
の3−メトキシ−17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエンを、テトラヒドロフラン溶液中で、強い有機酸と反応させる。
iv)得られた式(II)
Figure 0005399711
の17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストル−5(10)−エン−3−オンを、0から60℃の温度で、ピリジン溶液中で、1〜1.5当量の三臭化ピリジニウムと反応させ、
その後、得られた式(I)の粗ジエノゲストを、再結晶及び分取用HPLCにより精製する。
好ましくは、ステップii)は、−10から−20℃の温度で行われ、ステップiv)は、25から50℃で、1.05当量の三臭化ピリジニウムを用いて行われる。
好ましくは、再結晶は、ジクロロメタンと、ジイソプロピルエーテル、イソプロパノール又はtert−ブチルメチルエーテルとの様々な比率の混合物だけでなく、アセトン,酢酸エチル、アセトニトリル、メタノール、エタノール又はこれら溶媒の様々な比率の水性混合物を用いて行われる。
高純度を得るために、そのようにして得られた再結晶生成物を、吸着剤としてシリカゲルを用い、溶離液として、ジクロロメタン/酢酸エチル、ジクロロメタン/tert−ブチルメチルエーテル又はジクロロメタン/アセトン等の様々な溶媒系を用いた、分取用HPLCによりさらに精製する。ジクロロメタンを溶出液から蒸発させ、得られた高純度のジエノゲストを、例えば、酢酸エチル、tert−ブチルメチルエーテル、アセトン若しくはジイソプロピルエーテル、メタノール、エタノール又はこれら溶媒の様々な比率の水性混合物等の、使用した溶媒系の他成分から単離する。
本発明者らの方法の利点は次のとおりである。
− この合成は、工業スケールで行うことができ、実施例に記載のサイズと比べてバッチサイズを大きくしても、技術的問題を引き起こさず、最終生成物の純度に影響を及ぼさない。
− この合成の出発材料である、式(V)の3−メトキシ−17−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエンは、容易に入手できる工業生産物である。
− この合成は、文献から知られている方法(5〜6〜8ステップ)よりも少ない反応ステップ(4ステップのみ)からなる。
− 本発明者らの発明に係る反応条件を用いると、この合成の反応ステップの収率は、先行技術で得られる収率よりもはるかに高い。各ステップの収率は80%より高く、従って全収率は50%を超える。
− 合成した高純度なジエノゲストの品質は、薬局方の品質要求よりも良好である。不純物量はHPLCにより測定する。その測定によると、本発明者らの生成物中では、不純物の総量は0.1%未満であり、市販の医薬組成物中に0.1%より多く検出できる不純物である、4−ブロモ−ジエノゲストの量は、検出限界(0.02%)未満である。
− シアノメチル化反応において、費用がかかり危険なブチルリチウムもまた使用しないだけでなく、シアン化アルカリ及びジメチルスルホニウム誘導体も、環境上の規制及び経済上の考慮に従って使用せず、それらに代わり、ヘキシルリチウムのヘキサン溶液を使用する。
本発明者らの発明に係る方法を、以下の限定的でない実施例により例証する。
3−メトキシ−エストラ−2,5(10)−ジエン−17−オン
乾燥トルエン2000ml中アルミニウムイソプロポキシド106.3g(0.52mmol)の攪拌溶液に、シクロヘキサノン720ml、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチル−フェノール0.35g及び3−メトキシ−17−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエン100g(0.307mol)を加えてから、この反応混合物を108〜110℃で1時間攪拌し、反応の次にTLCを行った。反応の完了後、混合物を20〜25℃に冷却し、水200mlを加え、そのようにして得られた混合物を1時間攪拌した。沈殿した水酸化アルミニウムを濾別し、濾液を減圧下で250mlの容積に濃縮した。この濃縮した温溶液(約60℃)にメタノール200ml及び水100mlの混合物を加え、得られた懸濁液を20〜25℃に冷却し、1時間攪拌した。沈殿した結晶質の生成物を濾過し、真空下40℃未満で乾燥し、表題の化合物76.4g(87%)を生成した。
純度:98%以上(HPLC)
融点:106〜110℃
3−メトキシ−17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエン
2.5Mヘキシルリチウム溶液410ml(1.012mol)を、乾燥テトラヒドロフラン300mlで希釈し、その溶液を−20℃に冷却し、アセトニトリル58ml(1.112mol)を加えた。そのようにして得られたシアノメチルリチウムの懸濁液に、テトラヒドロフラン1450ml中3−メトキシ−エストラ−2,5(10)−ジエン−17−オン144.8g(0.506mol)の溶液を、−20から−10℃で加え、反応が完了するまで、反応混合物を−20から−10℃で攪拌し、次にTLCを行った。反応の完了後、水640mlを加え、有機相を分離し、水60mlで2度洗浄し、減圧下で720mlの容積に濃縮した。濃縮した溶液を20〜25℃に冷却し、水720mlを加え、沈殿した結晶質の生成物を濾取し、真空下40℃未満で乾燥した。得られた粗生成物をエタノールから再結晶し、表題の化合物143.4g(86.5%)を生成した。
純度:98%以上(HPLC)
融点:145〜150℃
17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストル−5(10)−エン−3−オン
水560ml中シュウ酸二水和物100.8g(0.8mol)の攪拌溶液に、テトラヒドロフラン1050ml中17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−3−メトキシ−エストラ−2,5(10)−ジエン131g(0.4mol)の溶液を冷却しつつ加えた。20〜25℃で1時間攪拌後、沈殿生成物を濾取し、真空下50℃未満で乾燥した。得られた粗生成物を酢酸エチルから再結晶し、表題の化合物107g(85.6%)を生成した。
純度:98%以上(HPLC)
融点:170〜175℃
17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストラ−4,9−ジエン−3−オン(粗ジエノゲスト)
ピリジン850ml中17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストル−5(10)−エン−3−オン142g(0.45mol)の攪拌溶液を、20〜25℃に冷却し、ピリジン640ml中三臭化ピリジニウム150g(0.47mol)の溶液を加え、反応混合物の温度は50℃までは上昇した。1時間攪拌後、反応混合物を、濃硫酸320ml及び水5600mlの攪拌混合物に加えた。沈殿結晶を濾取し、真空下60℃未満で乾燥した。得られた粗生成物を、アセトンから再結晶し、表題の化合物116g(83%)を生成した。
活性成分量:97%以上(HPLC)
4−ブロモ−ジエノゲスト不純物:1%以下(HPLC)
融点:210〜213℃
[α]20 =−318°(c=1%、ジクロロメタン)
分取用HPLCによるジエノゲストの精製
ダイナミック・アキシャル・コンプレッション・メタル・カラム(直径:5cm、長さ60cm)に、ジクロロメタン1400mlに懸濁させたシリカゲル(Uetikon C−gel C−490、粒径:15〜35μm)510gを充填し、このカラムを、ジクロロメタン/酢酸エチル溶離液の70:30混合物(2500ml)で調整した。ジクロロメタン210ml中粗ジエノゲスト8.5gの溶液をカラムに注入し、上記の溶媒系を85ml/minの流量で溶離液として用い、UV検出器を検出のために使用した。純粋な化合物を含む画分(3600ml)を濃縮し、残渣から酢酸エチルを留去し、得られたジエノゲストを酢酸エチルから再結晶し、真空下60℃未満で乾燥後、純ジエノゲスト7.53g(90.6%)を生成した。
全不純物量:0.1%以下(HPLC)
個々の不純物:0.02%以下(HPLC)
融点:211〜214℃
[α]20 =−322°(c=1%、ジクロロメタン)
分取用HPLCによるジエノゲストの精製
ガラスカラム(直径:2.6cm、長さ:46cm)に、シリカゲル(Uetikon C−gel C−490、粒径:15〜35μm)120gを充填し、このカラムを、ジクロロメタン/アセトン溶離液の90:10混合物で調整した。ジクロロメタン50ml中粗ジエノゲスト2gの溶液をカラムに注入し、上記の溶媒系を10ml/minの流量で溶離液として用い、UV検出器を検出のために使用した。純粋な化合物を含む画分(700ml)を濃縮し、残渣からアセトンを留去し、得られたジエノゲストをアセトンから再結晶し、真空下60℃未満で乾燥後、純ジエノゲスト1.77g(88.5%)を生成した。
全不純物量:0.1%以下(HPLC)
個々の不純物:0.02%以下(HPLC)
融点:211〜214℃
[α]20 =−322°(c=1%、ジクロロメタン)
分取用HPLCによるジエノゲストの精製
ガラスカラム(直径:2.6cm、長さ:46cm)に、シリカゲル(Uetikon C−gel C−490、粒径:15〜35μm)120gを充填し、このカラムを、ジクロロメタン/アセトン溶離液の90:10混合物で調整した。ジクロロメタン50ml中粗ジエノゲスト2gの溶液をカラムに注入し、上記の溶媒系を10ml/minの流量で溶離液として用い、UV検出器を検出のために使用した。純粋な化合物を含む画分(700ml)を濃縮し、残渣からアセトンを留去し、得られたジエノゲストをアセトンから再結晶し、真空下60℃未満で乾燥後、純ジエノゲスト1.77g(88.5%)を生成した。
全不純物量:0.1%以下(HPLC)
個々の不純物:0.02%以下(HPLC)
融点:211〜214℃
[α]20 =−322°(c=1%、ジクロロメタン)

Claims (9)

  1. 式(I)
    Figure 0005399711
    の17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストラ−4,9−ジエン−3−オン(以下、ジエノゲスト)を、式(V)
    Figure 0005399711
    の3−メトキシ−17−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエンから合成する方法であって、
    i)式(V)の3−メトキシ−17−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエンを、加熱下、2,6−ditert.−ブチル−4−メチル−フェノールを含む不活性な有機溶媒中、シクロヘキサノンの存在下で、アルミニウムイソプロピレートと反応させることと、
    ii)その後、そのようにして得られた式(IV)
    Figure 0005399711
    の3−メトキシ−エストラ−2,5(10)−ジエン−17−オンを、−10から−20℃の温度で、シアノメチルリチウムと反応させることと、
    iii)その後、得られた式(III)
    Figure 0005399711
    の3−メトキシ−17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストラ−2,5(10)−ジエンを、テトラヒドロフラン溶液中で、シュウ酸二水和物と反応させることと、
    iv)得られた式(II)
    Figure 0005399711
    の17α−シアノメチル−17β−ヒドロキシ−エストル−5(10)−エン−3−オンを、25から50℃の温度で、ピリジン溶液中で、1〜1.5当量の三臭化ピリジニウムと反応させることと、
    その後、得られた式(I)の粗ジエノゲストを、再結晶及び分取用HPLCにより精製することとを特徴とする方法。
  2. ステップi)の酸化を、トルエン中で、20から25当量のシクロヘキサノンの存在下、100から120℃で行うことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. ステップii)のシアノメチルリチウム試薬を、ヘキシルリチウム及びアセトニトリルからその場で調製することを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
  4. ステップii)中で、2当量のシアノメチルリチウム試薬を用いることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の方法。
  5. ステップiii)の酸処理を、2当量のシュウ酸二水和物により行うことを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  6. ステップiv)中で、式(II)の化合物を、1.05当量の三臭化ピリジニウムと反応させることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  7. 吸着剤としてシリカゲルを用いたHPLCにより、式(I)のジエノゲストを精製することを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  8. 溶離液として、70:30のジクロロメタン/酢酸エチル、80:20のジクロロメタン/tert−ブチルメチルエーテル又は90:10のジクロロメタン/アセトンの溶媒混合物を用いたHPLCにより、式(I)のジエノゲストを精製することを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
  9. 分取用HPLCにより得られた式(I)のジエノゲストを酢酸エチル、アセトン、tert−ブチルメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、アセトニトリル、メタノール、エタノール又はこれら溶媒の様々な比率の水性混合物から再結晶することを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の方法。
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