KR20060018641A

KR20060018641A - 실라스타틴 나트륨염의 신규한 제조 방법

Info

Publication number: KR20060018641A
Application number: KR1020040067119A
Authority: KR
Inventors: 이동엽; 노만동; 방상우; 백동열; 박희석; 이한원; 차경회
Original assignee: 동국제약 주식회사
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2006-03-02
Also published as: WO2006022511A1; KR100638471B1

Abstract

본 발명은 이미페넴의 보조제로 널리 사용되는 실라스타틴 나트륨염의 신규한 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 제조방법은 실라스타틴 나트륨염의 중간체인 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 염의 E 이성질체 생성을 억제시키고, 반응액상에서 바로 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 염으로 분리 정제함으로써 단순화된 공정으로 높은 수율과 고순도로 얻을 수 있으며, 실라스타틴을 실라스타틴 아민염의 형태로 분리 정제하여 수산화나트륨 및 양이온 교환 수지를 이용하여 고순도로 실라스타틴 나트륨염의 화합물을 제조할 수 있는 새로운 제조방법이다.

실라스타틴 나트륨염, 실라스타틴 아민염, 제조방법, 이성질체

Description

실라스타틴 나트륨염의 신규한 제조 방법{Novel process for the preparation of cilastatin sodium salt}

본 발명은 하기 구조식 (1)의 실라스타틴 나트륨염을 제조하는 신규한 제조방법에 관한 것이다.

상기 구조식의 실라스타틴 나트륨염을 제조하기 위한 종래의 제조방법으로는 하기와 같은 공지기술들이 알려진 바가 있다.

예를 들어, 1-브로모-5-클로로펜탄(2)으로부터 그리그나드(Grignard) 반응을 통해 제조하는 방법으로서 하기 반응식과 같은 제조방법(유럽특허공보 제 48301호) 및 에틸-1.3-디티안-2-카르복실레이트를 출발물질로 한 합성법(Donald W. Graham, Wallace T. Ashton, Louis Barash, Jeannette E. Brown, Ronald D. Brown, Laura F. Canning, Anna Chen, James P. Springer, Edward F. Rogers, J. Med. Chem., 30, p1074, 1987)이 알려져 있다.

상기 방법은 제 1공정에서 1-브로모-5-클로로펜탄(2)을 디에틸 옥살레이트와 그리그나드(Grignard)반응을 통해 에틸 7-클로로-2-옥소-헵타노에이트(3)를 제조하고, 제 2공정에서 에틸 7-클로로-2-옥소-헵타노에이트(3)를 (S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미드와 반응시켜 에틸 (Z)-7-클로로-2-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵테노에이트(4)를 제조한다. 이 때 하기 반응식에 기재된 바와 같이 (E) 형태의 이성체 화합물(7)이 불순물로써 10 내지 13%의 양으로 생성됨을 가스 크로마토그래피로 확인하였고, 상기 제 3공정 과정에서 이 불순물은 (E)-7-클로로-2-((S)-2,2-디메틸시클로프로필카르복사미도)-2-헵텐산(8)으로 가수분해된다.

기존에 공지된 방법에서는 산 처리한 후 재결정을 통하여 이 불순물을 제거하거나, 또는 제 4공정에서 제 3공정 반응액에 시스테인을 넣고 반응시킨 후 산성화하여 가열함으로써(E)-7-클로로-2-((S)-2,2-디메틸시클로프로필카르복사미도)-2-헵텐산과 시스테인이 반응하여 생성된 불순물인 (E)-7-(L-아미노-2-카르복시에틸티오)-2-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산을 제거하였으나, 본 발명자의 연구결과, 제 3공정의 수행 후 재결정 과정에서 생성되는 불순물인 (E)-7-클로로-2-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산(8)으로 인하여 목적물인 (Z)-7-클로로-2-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산(5)의 수율이 매우 떨어졌으며, 또한 두 이성질체의 혼합물(9)을 산성조건에서 가열했을 경우 하기 반응식에서 보는 바와 같이 미지의 불순물(10) 및 (S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미드(11)로 분해됨을 고속액체 크로마토그래피(HPLC)로 확인하였으며, 생성된 미지의 불순물(10)을 제거하는 데에 큰 어려움이 있었다.

또한, 상기 반응식의 제 4공정에서 실라스타틴을 얻기 위하여 양이온 교환수지를 통과하고 2N 암모니아액으로 용출하여 농축시키고 에탄올과 디에틸에테르로 분리 정제하여 실라스타틴을 상기 (Z)-7-(L-아미노-2-카르복시에틸티오)-2-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산(6)과 같은 유기산의 형태로 제조하고, 제 5공정에서 수산화나트륨과 반응하여 실라스타틴 나트륨 염(1)을 제조한다고 공지되었으나, 국제특허공개공보 제 0318544호에 보고된 바와 같이, 실제로는 상기 반응식의 제 4공정에서 암모니아액 농축 후 농축액은 실라스타틴이 유기산(6)의 형태가 아닌 암모늄염의 형태로 존재함을 확인하였으며, 유기산 형태로 얻기 위하여 염산을 사용하니 염화암모늄과 같은 무기암모늄염의 형성을 동반함으로서 고순도의 실라스타틴 나트륨염을 수득할 수가 없었다.

이에 따라, 국제특허공개공보 제0318544호에는 상기 반응식의 제 4공정에서 양이온 교환 수지대신에 중성 수지인 HP 20 수지를 이용하여 컬럼 분리 방법으로 실라스타틴의 유기산을 제조하였으며, 국제특허공개공보 제02094742호에 실라스타틴의 유기산의 형태(6)로부터 실라스타틴 나트륨염(1)을 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 이러한 크로마토그래피 공정을 통하여 실라스타틴을 분리하는 상기 방법은 상업적 생산방법으로는 적당하지 않다.

이에 본 발명의 발명자는 실라스타틴 나트륨염을 제조하는 새로운 제조방법을 지속적으로 연구한 결과, 제 3공정에서 주요 불순물인 E 이성질체를 반응 공정 상에서 선택적으로 제거함으로써 기존의 제조방법보다 향상된 수율로 합성할 수 있 으며, 또한 반응 용액으로부터 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸 시클로프로판 카르복사미도)-2-헵텐산을 염의 형태로 분리 정제함으로써 공정을 기존 방법보다 단순화시킨 공정을 완성하였다. 또한 실라스타틴을 유기산의 형태로 분리 정제 후 다시 나트륨염의 형태로 전환하여 제조하는 종래의 제조 방법과는 달리 실라스타틴을 아민염의 형태로 분리 정제한 후 수산화나트륨과 양이온 교환수지를 이용하여 pH를 조절함으로서, 목적 화합물인 실라스타틴 나트륨염(1)을 고순도 및 고수율로 제조할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 이미페넴의 보조제로 널리 사용되는 실라스타틴 나트륨염의 신규한 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 구조식 (4)의 에틸 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵테노에이트를 용매하에서 선택적으로 염기용액으로 가수분해하고, 연이어 반응기 내에서 반응액의 pH를 산용액으로 pH를 조절하여 유기용매 층에 남아있는 미반응물을 제거하는 제 1단계; 남은 물층을 감압농축하고, 여기에 알콜을 가하여 가온하면서 고체가 풀어질 때까지 교반하는 반응을 수행하고 녹지 않는 염은 여과하여 제거하고 남은 여과액을 감압 농축하는 제 2단계: 이 농축물에서 염으로의 분리 정제하기 위하여 유기용매를 가하 여 여과하여 수득하는 제 3단계 공정을 수행함을 특징으로 하는 하기 일반식 (12)로 표기되는 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸 시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 염을 제조하는 신규의 제조 방법을 제공한다.

상기 식에서 M⁺은 알칼리 금속염이다.

상기 반응식 제 1단계에서, 선택적으로 가수분해하기 위하여 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올과 같은 알코올 단독 용매 또는 이들의 혼합 용매, 바람직하게는 물과 메탄올, 물과 에탄올 또는 물과 프로판올 혼합 용매를 반응 용매로 사용하면서, (Z) 이성체: (E) 이성체의 비가 100-10: 1, 바람직하게는 50-15: 1, 보다 바람직하 게는 30-20: 1의 비를 갖는 경우에 반응을 종결시키는 방법 등을 통하여 선택적(반응 속도조절)인 가수분해가 가능하고, 상기 가수분해 반응에 사용가능한 염기로는 예를 들어, 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 강염기가 바람직하고, 미반응물을 제거하기 위한 유기용매로는 디이소프로필에텔, 디클로로메탄, 사염화탄소, 클로로포름, 헥산 등의 용매가 바람직하고, pH는 6 내지 8, 바람직하게는 약 pH 7으로 염산, 황산 등과 같은 강산 또는 초산 등과 같은 약산 등의 산으로 염기를 중화시킴으로서 pH 조절이 가능하다.

상기 반응식의 제 2단계의 고체가 풀어지게 하기 위해서 반응은 약 10 내지 80℃, 바람직하게는 30 내지 60℃, 보다 바람직하게는 약 50℃에서 10분 내지 24시간, 바람직하게는 30분 내지 1시간 동안 교반함이 바람직하며, 생성된 무기염을 제거하기 위한 알콜 용매로는 메탄올, 에탄올, 프로판올과 같은 저급 알콜 단독 용매 또는 이들의 혼합용매를 사용함이 바람직하다.

상기 반응식의 제 3단계에서 염으로의 분리정제시 사용되는 유기용매로는 아세토니트릴, 아세톤 등의 단독용매, 물 및 알콜, 알콜 및 아세토니트릴, 알콜 및 아세톤 등의 혼합 용매하에서 수행함이 바람직하다.

상기 제조공정을 통하여 90% 이상의 고순도를 갖는 일반식 (12)을 수득할 수 있고 또한 다음 단계 공정에 정량적인 공급이 가능하므로 하기 일반식 (13)의 실 라스타틴 아민염의 합성에 있어서 그 재현성을 확보하는 것이 가능하다.

상기 일반식 (12) 화합물에서 M 치환기는 리튬염, 나트륨염, 포타슘염 등의 모든 가능한 알칼리 금속염을 포함하며 본 발명은 그 염의 종류를 제한하지 않는다.

또한, 본 발명은 일반식 (12)의 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸 시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 또는 염을 시스테인과 염기 용액에서 반응시키는 제 1단계; 이 단계에서 얻어진 반응용액을 pH를 조절한 후 농축하여 양이온 교환 수지에 흡착시키고 물로 세척한 후 아민수용액으로 용출시켜 농축시키는 제 2단계; 이 농축액에 용매를 이용하여 용해시키고 알콜을 서서히 적가하는 재결정 과정을 수행함으로서 순수형태의 하기 일반식 (13)의 실라스타틴 아민염을 수득하는 제 3단계; 실라스타틴 아민염(13)을 수산화나트륨과 반응한 후, 양이온 교환수지로 pH를 조절하는 공정을 포함하는 제 4단계 공정을 수행함을 특징으로 하는 하기 일반식 (1)로 표기되는 실라스타틴 나트륨염을 제조하는 제조 방법을 제공한다.

상기 식에서 R은 수소원자 또는 저급 알킬기이다.

상기 공정의 일반식 (13)의 실라스타틴 아민염에서 R는 바람직하기로는 수소원자 또는 메틸기, 에틸기, 프로필기 등과 같은 C₁내지 C₄의 저급 알킬기이다.

상기 반응식의 제 1단계 반응은 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올과 같은 알코올 용매에 용해시킨 일반식 (12)의 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸 시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 염을 브롬화 나트륨, 요오드화 나트륨, 요오드화 칼륨, 브롬화 칼륨 등과 같은 반응화제와 시스테인을 질소가스 및 수산화나트륨 또는 수산화칼륨 등과 같은 강염기 존재하에서 약 10 내지 80℃, 바람직하게는 30 내지 60℃, 보다 바람직하게는 약 55℃에서 1시간 내지 24시간, 바람직하게는 5 시간 내지 10시간, 보다 바람직하는 약 8시간 동안 반응시킴이 바람직하다.

상기 반응식의 제 2단계에서는 제 1단계에서 얻은 반응물을 황산, 염산 등의 강산으로 pH를 3.0 내지 7.0, 바람직하게는 5.0 내지 5.5로 조절하고 농축한 다음, 메탄올, 에탄올, 프로판올과 같은 알코올 용매를 가하여 약 10 내지 80℃, 바람직 하게는 30 내지 60℃, 보다 바람직하게는 약 50℃에서 10분 내지 3시간, 바람직하게는 30분 내지 1.5 시간, 보다 바람직하는 약 1시간 동안 교반하여 생성된 무기염을 여과하여 제거하고 전체 용액 부피의 약 1/2 정도가 되도록 농축하고, 이 농축액을 양이온 교환수지에 흡착시키는데, 이 때 사용가능한 양이온 교환수지로는 스티렌계 강산성 수지와 같은 양이온 교환수지가 바람직하며, 물로 전도도가 20㎲ 이하, 바람직하게는 10㎲이하가 될 때까지 세척한 후, 용출액으로 1 내지 5 N, 바람직하게는 2 N 아민수용액을 사용하여 용출시켜 얻어진 용출액을 농축함이 바람직하다. 이 단계에서 용출액으로 암모니아용액을 사용하면 얻어지는 화합물(13)은 실라스타틴 암모늄염이 되고, 아민수용액을 사용하면 사용하는 아민에 따라서 얻어지는 화합물(13)은 그에 대응하는 실라스타틴 아민염이 얻어진다.

상기 반응식의 제 3단계의 공정은 제 2단계에서 얻은 농축물에 물, 암모니아수 또는 물 및 암모니아수의 혼합용액의 용매, 바람직하게는 실라스타틴 아민염(13) 대비 물, 암모니아수 또는 물 및 암모니아수의 혼합용액을 1:3(w/v) 내지 2:1(w/v)의 비율로 용해시킨 다음 에탄올, 노르말-프로판올, 2-프로판올 등의 알코올을 바람직하게는 실라스타틴 아민염(13) 대비 알코올을 1:10 (w/v) 내지 1:40(w/v)의 비율로 적가하여 재결정 과정을 수행하고 여과하여 실라스타틴 아민염(13)을 수득한다. 상기 재결정공정은 100℃ 이하, 바람직하게는 5 내지 97℃의 재결정 온도에서 적가하는 재결정 방법 또는 약 1시간 내지 12시간, 바람직하게는 2시간 내지 3시간 동안 환류하여 석출시키는 방법을 통하여 얻어진 고체를 냉각 및 여과과정을 통하여 비교적 순수 형태의 하기 구조식 4의 실라스타틴 아민염 (13)의 수득이 가능하다.

상기 반응식의 제 4단계 공정은 제 3단계에서 얻은 실라스타틴 아민염 (13)에 일정량의 수산화나트륨을 제 3단계의 재결정 용매에 녹인 후 10분 내지 1.5 시간, 보다 바람직하는 약 30분 동안 교반하여 30 내지 70℃, 바람직하게는 약 60℃에서 감압 농축하고 농축한 고체에 물을 넣고 교반한 후에 제2단계에서 언급된 사용가능한 양이온 교환 수지로 pH를 6.0 내지 8.0, 바람직하게는 약 7.0로 조절한 후 이를 여과하여 얻어진 여과액을 동결 건조함으로서 본 발명의 목적하는 보다 고순도 (99% 이상)의 순수한 형태의 구조식 (1)로 표기되는 실라스타틴 나트륨염을 제조하는 것이 가능하다.

상기 반응을 통하여 99% 이상의 고순도를 갖는 구조식 (1) 화합물을 수득할 수 있고 또한 새로운 중간체인 실라스타틴 아민염(13)을 분리정제하여 구조식 (1) 화합물을 제조하는 새로운 제조방법이다.

이하, 본 발명의 제조 공정을 하기 반응식으로 상세히 표시하면 다음과 같다.

본 발명의 제조 공정은 하기의 반응식 1에 도시된 방법에 의해 화학적으로 합성가능하나, 이 예로만 한정되는 것은 아니며, 당업자들에 의해 숙지된 시약 및 출발물질의 적당한 변화에 의해 제조될 수 있다.

상기 반응식 1에서와 같이 1-브로모-5-클로로펜탄(2)을 디에틸 옥살레이트와 그리그나드(Grignard)반응을 통해 에틸 7-클로로-2-옥소-헵타노에이트(3)를 제조한 뒤 (S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복시아마이드와 반응시켜 에틸 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵테노에이트(4)를 수득한다. 이를 물과 메탄올, 에탄올 또는 프로판올 중 어느 하나가 선택된 혼합용매를 반응용매로 이용하여 가수분해한 후, 반응액의 pH를 6 내지 8, 바람직하게는 pH 7로 조절하여 미반응물을 제거한 후, 남은 물층을 농축하고, 알코올을 넣고 녹지 않는 무기염을 여과하고 농축하여, 가열하면서 아세토니트릴, 아세톤 또는 물 및 알코올의 혼합용매 등의 유기용매를 가하여 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸 시클로프로판카르복사미 도)-2-헵텐산 염(12)을 여과하여 90%이상의 고순도로 수득하여, 이를 정량적으로 다음 공정으로 전달함으로서 하기 공정의 재현성을 높일 수 있다.

상기의 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸 시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 염(12)을 L-시스테인과 반응시켜 양이온 교환 수지에 흡착시키고 물로 세척한 후 2N 아민수용액으로 용출시켜 농축한 뒤, 물, 암모니아수 또는 물 및 암모니아수의 혼합용액, 바람직하게는 실라스타틴 아민염(13) 대비 물, 암모니아수 또는 물 및 암모니아수의 혼합용액을 1:3(w/v) 내지 2:1(w/v)의 비율로 용해시킨 다음 에탄올, 노르말-프로판올, 2-프로판올 등의 알코올을 바람직하게는 실라스타틴 아민염(13) 대비 알코올을 1:10 (w/v) 내지 1:40(w/v)의 비율로 적가하여 재결정 과정을 수행하고 여과하여 실라스타틴 아민염(13)을 수득한다. 상기 재결정 온도는 100℃ 이하, 바람직하게는 5 내지 97℃이다.

상기 실라스타틴 아민염(13)을 상기 정제공정을 반복 수행하여 정제하고, 수산화나트륨 1 내지 1.5당량, 바람직하게는 1.1 내지 1.2당량을 넣고 10분 이상 교반하고 농축한 후, 농축액을 다시 물에 녹이고 양이온 교환수지로 6.8 내지 7.2 범위 내에서 pH를 조절하여 여과하여 동결건조함으로서 순수한 형태의 최종 실라스타틴 나트륨염(1)을 얻을 수 있다.

상기의 공정은, 제 3공정에서 주요 불순물인 E 이성질체를 반응공정상에서 선택적으로 제거함으로써 기존방법보다 발전된 수율로 합성할 수 있으며, 또한 반응 용액으로부터 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐 산을 염(12)의 형태로 분리 정제함으로써 기존 방법보다 단순화된 공정으로 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 염(12)을 고순도 및 고수율로 제조할 수 있다. 또한 제 4공정에서 새로운 중간체인 실라스타틴 아민염(13)을 분리정제함으로서 새로운 제조방법으로 실라스타틴 나트륨(1)을 제조할 수 있다.

본 발명은 하기의 실시예들에 의해 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명의 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

참고예 1. 에틸 ( Z )-7-클로로-(( S )-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵테노에이트(4)의 제조

1-브로모-5-클로로펜탄(291g, 1.57mol)을 디에틸 옥살레이트(206.5g)와 그리그나드(Grignard) 반응을 통하여 에틸 7-클로로-2-옥소-헵타노에이트(3)를 제조한 후, 이를 (S)-2,2-디메틸 시클로프로판카르복사미드와 반응시켜 에틸 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵테노에이트(4)(237g, 0.79 mol)를 수득하였다. 상기 제조 방법은 유럽 특허 공보 제 48301호에 기재된 방법을 참조하여 수행하였다.

실시예 1. ( Z )-7-클로로-(( S )-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 나트 륨염(12)의 제조

1-1. ( Z )-7-클로로-(( S )-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 나트륨염(12)의 제조

상기 참고예 1에서 얻은 에틸 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵테노에이트(237g, 0.79mol)를 메탄올(877ml)에 녹인 후 수산화나트륨용액(1.8L, 0.48mol)을 가하여 실온에서 교반하였다. HPLC를 통하여 Z 이성질체 및 E 이성질체가 20:1이 되었을 때 반응을 종결 시킨 후 디클로로메탄(490ml)을 이용하여 반응하지 않은 유기물을 추출해내고, 3N 염산으로 pH를 7 내지 8로 조절한 후 디클로로메탄(490ml)으로 한번 더 추출하였다. 물 층을 감압 하에서 농축하고 50℃에서 에탄올(650ml)을 부어 고체가 풀어져 녹을 때까지 30분 내지 1시간동안 교반하였다. 녹지 않는 염은 여과하여 제거한 후 여과액을 감압 하에서 농축하였다. 농축액에 아세토니트릴(2.4L)을 넣고 교반하여 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 나트륨염(12)(140.8g, 55%)을 얻었다.

m.p: 219 ℃

¹H-NMR(D₂O_,300MHz)ppm: δ 0.87(dd, 1H), 1.00(dd, 1H),1.14(s, 3H),1.19(s, 3H), 1.61(m, 2H), 1.68(dd, 1H), 1.78(m, 2H), 2.12(m, 2H), 3.62(t, 2H), 6.47(t, 1H).

¹³C-NMR(D₂O_,300MHz)ppm: δ19.47, 19.99, 22.55, 25.74, 26.75, 27.53, 29.44, 32.27, 46.11, 131.41, 136.52, 172.74, 174.62.

1-2. ( Z )-7-클로로-(( S )-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산(12-1)의 제조

상기 실시예 1-1에서 얻은 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 나트륨염(12)(140.8g)을 물 422ml에 녹이고 3N 염산으로 pH를 2.0 내지 3.0으로 조절한 후 이소프로필에텔 592ml로 2회 추출하고 이소프로필에텔층에 무수황산마그네슘 59.2g을 넣고 교반, 여과, 농축하여 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산(12-1)(127.7g, 98%)을 얻었다.

¹H-NMR(CDCl_3,300MHz)ppm: δ 0.83(dd, 1H), 1.19(s, 7H), 1.44(dd, 1H),1.19(s, 3H), 1.64(m, 2H), 1.81(m, 2H), 2.21(m, 2H), 3.54(t, 2H), 6.78(t, 1H). 70.4(br, 1H)

¹³C-NMR(CDCl_3,300MHz)ppm: δ18.69, 20.82, 22.86, 25.36, 27.03, 28.53, 29.27, 32.17, 44.60, 124.88, 139.49, 168.96, 170.15.

1-3. ( Z )-7-클로로-(( S )-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 암모늄염 (12-2)의 제조

상기 실시예 1-2에서 얻은 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산(12-1)(127.7g)을 EtOH 422ml에 녹이고 25% 암모니아수 100 mL을 넣고 30분 교반한 후 농축하여 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 암모늄염(12-2)(135.6g, 100%)을 얻었다.

실시예 2. 실라스타틴 암모늄염(13-1)의 제조

상기 실시예 1-1에서 얻은 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 나트륨염(12)(40g, 0.14mol)을 4N 수산화나트륨 용액(120ml, 0.48mol)과 에탄올(240ml)로 녹인 후 질소 하에서 NaBr(1.4g, 0.013mol), L-시스테인·HCl·H₂O(25.3g)을 넣어 55℃에서 8시간동안 교반하여 반응을 완결시켰다. 3N 염산용액으로 반응액의 pH를 5.5 내지 5.0로 조절하여 농축한 다음 메탄올(800ml)을 첨가하고 50℃에서 1시간동안 교반한 후 녹지 않는 염을 여과하여 제거하고 전체 용액의 부피가 약 1/2정도 남을 때까지 농축하였다. 농축액을 양이온 교환 수지(PK208 model, 삼양사)에 흡착시키고 물로서 전도도가 10us이하가 될 때까지 세척한 후 2N 암모니아수로 용출하여 감압 하에서 농축한 갈색 고체 화합물을 물(40ml)로 녹이고 2-프로판올(0.8L)을 넣고 2시간동안 환류하여 석출되는 고체를 냉각, 여과하여 실라스타틴 암모늄염(13-1)를 얻었다(45.66g, 90%).

m,p: 161 ℃

원소분석: C₁₆H₂₉N₃O₅S (MW 375.183) 계산치 C: 51.18; H: 7.78; N: 11.19; 실측치 C:51.01; H: 7.97; N: 11.04.

MS m/z 375 (M⁺, 49), 312(36), 97(84.2), 69(100)

¹H-NMR(D₂O_,300MHz)ppm:δ 0.87(dd, 1H), 1.00(dd, 1H),1.14(s, 3H),1.19(s, 3H), 1.62(m, 5H), 2.11(q, 2H), 2.62(t, 2H), 3.06(m, 4H), 3.91(dd, 1H), 6.47(t, 1H).

¹³C-NMR(D₂O_,300MHz)ppm:δ19.49, 19.97, 22.53, 26.74, 27.44, 27.86, 29.09, 29.43, 31.94, 32.85, 54.44, 131.23, 136.83, 172.70, 173.71, 174.64

실시예 3. 실라스타틴 에틸아민염(13-2)의 제조

상기 실시예 1-2에서 얻은 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산(12-1)(40g, 0.15mol)을 4N 수산화나트륨 용액(165ml, 0.66mol)과 에탄올(330ml)로 녹인 후 질소 하에서 NaBr(1.5g, 0.015mol), L-시스테인.HCl.H₂O(27.6g)을 넣어 55℃에서 8시간동안 교반하여 반응을 완결시켰다. 3N 염산용액으로 반응액의 pH를 5.5 내지 5.0로 조절하여 농축한 다음 메탄올(800ml)을 첨가하고 50℃에서 1시간동안 교반한 후 녹지 않는 염을 여과하여 제거하고 전체 용액의 부피가 약 1/2정도 남을 때까지 농축하였다. 농축액을 양이온 교환 수지에 흡 착시키고 물로서 전도도가 10us이하가 될 때까지 세척한 후 2N 에틸아민수로 용출하여 감압 하에서 농축한 갈색 고체 화합물을 물(40ml)로 녹이고 2-프로판올(0.8L)을 넣고 2시간동안 환류하여 석출되는 고체를 냉각, 여과하여 실라스타틴 에틸아민염(13-2)를 얻었다(49.38g, 90%).

¹H-NMR(D₂O_,300MHz)ppm:δ 0.86(dd, 1H), 1.00(dd, 1H),1.14(s, 3H),1.19(s, 3H), 1.27(t, 3H), 1.60(m, 5H), 2.11(q, 2H), 2.62(t, 2H), 3.06(m, 4H), 3.91(dd, 1H), 6.47(t, 1H).

¹³C-NMR(D₂O_,300MHz)ppm:δ14.7, 21.57, 22.04, 24.63, 28.82, 29.52, 29.94, 31.16, 31.49, 34.00, 34.91, 37.78, 56.50, 133.27, 138.96, 174.75, 175.81, 176.74

실시예 4. 실라스타틴 암모늄염을 정제하는 단계

4-1. 물 및 에탄올을 이용한 정제과정

상기 실시예 2에서 얻은 실라스타틴 암모늄염(13-1)(45.66g, 0.12mol)을 물(45.66ml)에 녹이고 무수 에탄올(1.3L)을 적가하였다. 석출된 고체를 여과하여 고순도(99.8%)의 실라스타틴 암모늄염(38.81g, 85%)를 얻었다.

4-2. 암모니아수 및 프로판올을 이용한 정제과정(1)

상기 실시예 2에서 얻은 실라스타틴 암모늄염(13-1)(50g)을 25% 암모니아수 (50ml)에 녹이고 2-프로판올(1.5L)을 적가한 후 석출된 고체를 여과하여 고순도의 실라스타틴 암모늄염(41.2g, 82.4%)를 얻었다.

4-3. 암모니아수 및 프로판올을 이용한 정제과정(2)

상기 실시예 2에서 얻은 실라스타틴 암모늄염(13-1)(50g)을 25% 암모니아수 (100ml)에 녹이고 2-프로판올(2.0L)을 적가하여, 석출된 고체를 여과한 뒤 고순도의 실라스타틴 암모늄염(35.4g, 70.8%)를 얻었다.

4-4. 암모니아수 및 에탄올을 이용한 정제과정

상기 실시예 2에서 얻은 실라스타틴 암모늄염(13-1)(50g)을 25% 암모니아수 (50ml)에 녹이고 무수 에탄올(1.5L)을 적가한 뒤 석출된 고체를 여과하여 고순도의 실라스타틴 암모늄염(35.6g, 71.2%)을 얻었다.

4-5. 물 및 암모니아수의 혼합용액 및 프로판올을 이용한 정제과정(1)

상기 실시예 2에서 얻은 실라스타틴 암모늄염(13-1)(100g)을 물(50ml)와 4N 암모니아수 (50ml)에 녹이고 1-프로판올(2.0L)을 적가한 뒤 석출된 고체를 여과하여 고순도의 실라스타틴 암모늄염(89.3g, 89.3%)를 얻었다.

4-6. 물 및 암모니아수의 혼합용액 및 프로판올을 이용한 정제과정(2)

상기 실시예 2에서 얻은 실라스타틴 암모늄염(13-1)(100g)을 물(50ml)와 2N 암모니아수 (50ml)에 녹이고 1-프로판올(2.0L)을 적가한 뒤 석출된 고체를 여과하여 고순도의 실라스타틴 암모늄염(95.0g, 95%)를 얻었다.

4-7. 물 및 암모니아수의 혼합용액 및 프로판올을 이용한 정제과정(3)

상기 실시예 2에서 얻은 실라스타틴 암모늄염(13-1)(100g)을 물(100ml)와 25% 암모니아수 (50ml)에 녹이고 2-프로판올(3.0L)을 적가한 뒤 석출된 고체를 여과하여 고순도의 실라스타틴 암모늄염(89.7g, 89.7%)를 얻었다.

4-8. 물 및 암모니아수의 혼합용액 및 프로판올을 이용한 정제과정(4)

상기 실시예 2에서 얻은 실라스타틴 암모늄염(13-1)(100g)을 물(50ml)와 25% 암모니아수 (100ml)에 녹이고 2-프로판올(3.0L)을 적가한 뒤 석출된 고체를 여과하여 고순도의 실라스타틴 암모늄염(80.0g, 80%)를 얻었다.

4-9. 물 및 프로판올을 이용한 정제과정

상기 실시예 2에서 얻은 실라스타틴 암모늄염(13-1)(50g)을 물(100ml)에 녹이고 2-프로판올(1.5L)을 넣고 환류하여 석출된 고체를 냉각, 여과하여 고순도의 실라스타틴 암모늄염(87.2g, 87.2%)를 얻었다.

실시예 5. 실라스타틴 나트륨 염의 제조

수산화나트륨(4.28g, 0.107mol)을 물(38.3ml)에 녹인 다음 에탄올(191.5ml)과 잘 섞어준 뒤 상기 실시예 4-1에서 얻은 실라스타틴 암모늄염(38.81g, 0.1mol)을 넣고 30분동안 교반하였다. 이를 60℃에서 감압 농축하고 농축한 고체에 물(153ml)을 넣어 교반하여 녹인 다음 양이온 교환 수지를 이용하여 pH를 7.0으로 조절한 후 여과한 뒤 여과액을 동결건조하여 원하는 목적 화합물인 고순도(99.4%)의 실라스타틴 나트륨염을 얻었다.

실험예 1. 순도 측정

상기 실시예 4에서 얻은 실라스타틴 암모늄염의 순도를 하기 표 1의 조건으로 HPLC 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

	분석조건
칼럼	Capcell pak C18 UG 120, 4.6 × 250㎜ (shiseido)
Mobile phase A	아세토니트릴 : 0.1% 인산을 포함하는 물 (300:700)
Mobile phase B	0.1% 인산을 포함하는 물
유속	2.0 ㎖/분
	시간(분)	Mobile phase A (% V/V)	Mobile phase B (% V/V)
		15	85
	0 - 30	15 → 100	85 → 0
	30 - 46	100	0
	46 - 56	100 → 15	0 → 85
칼럼온도	50 ℃
디텍터	waters 2487 dual λabsorbance detector (UV 210㎚)
주입량	20㎕

실시예 화합물	4-1	4-2	4-3	4-4	4-5	4-6	4-7	4-8	4-9
순도(%)	99.8	99.3	99.3	99.8	99.6	99.5	99.8	99.7	99.6

본 발명의 제조방법은 이미페넴의 보조제로 널리 사용되고 있는 실라스타틴 나트륨염의 중간체인 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 염의 E 이성질체 생성을 억제시키고, 반응액상에서 바로 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 염으로 분리 정제함으로써 단순화된 공정으로 높은 수율과 고순도로 얻을 수 있으며, 또한 새로운 중간체인 실라스타틴 아민염을 분리 정제하여 수산화나트륨 및 양이온 교환 수지를 이용하여 고순도의 실라스타틴 나트륨염의 화합물을 제조하는 새로운 제조방법으로 산업적으로 유용하다.

Claims

하기 구조식 (4)의 에틸 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸시클로프로판카르복사미도)-2-헵테노에이트를 용매하에서 선택적으로 염기용액으로 가수분해하고, 연이어 반응기 내에서 반응액의 pH를 산용액으로 pH를 조절하여 유기용매 층에 남아있는 미반응물을 제거하는 제 1단계; 남은 물층을 감압농축하고, 여기에 알콜을 가하여 가온하면서 고체가 풀어질 때까지 교반하는 반응을 수행하고 녹지 않는 염은 여과하여 제거하고 남은 여과액을 감압 농축하는 제 2단계: 이 농축물에서 염으로의 분리 정제하기 위하여 유기용매를 가하여 여과하여 수득하는 제 3단계 공정을 수행함을 특징으로 하는 하기 일반식 (12)로 표기되는 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸 시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 염을 제조하는 제조 방법:

상기 식에서 M⁺은 알칼리 금속염이다.
제 1항에 있어서, 일반식(12)의 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸 시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 염에서 R은 리튬염, 나트륨염 또는 포타슘염을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 제 1단계 공정의 가수분해시 반응용매는 물과 메탄올, 에탄올 또는 프로판올 중 어느 하나가 선택된 혼합용매임을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 제 1단계 공정에서 반응액의 pH를 조절하여 농축하는 과정에서 pH는 6 내지 8임을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 제 3단계 공정에서 유기용매를 가하여 염으로 분리 정제시 아세토니트릴, 아세톤 또는 물 및 알코올의 혼합용매를 사용함을 특징으로 하는 방법.
하기 일반식 (12)의 (Z)-7-클로로-((S)-2,2-디메틸 시클로프로판카르복사미도)-2-헵텐산 또는 염을 시스테인과 염기 용액에서 반응시키는 제 1단계; 이 단계에서 얻어진 반응용액을 pH를 조절한 후 농축하여 양이온 교환 수지에 흡착시키고 물로 세척한 후 아민수용액으로 용출시켜 농축시키는 제 2단계; 이 농축액에 용매를 이용하여 용해시키고 알콜을 서서히 적가하는 재결정 과정을 수행함으로서 순수형태의 하기 일반식 (13)의 실라스타틴 아민염을 수득하는 제 3단계; 실라스타틴 아민염(13)을 수산화나트륨과 반응한 후, 양이온 교환수지로 pH를 조절하는 공정을 포함하는 제 4단계 공정을 수행함을 특징으로 하는 하기 일반식 (1)로 표기되는 실라스타틴 나트륨염을 제조하는 제조 방법:

상기 식에서 M⁺은 알칼리 금속염이다,

상기 식에서 R은 수소원자 또는 저급 알킬기이다.
제 6항에 있어서, 상기 일반식(13)의 실라스타틴 아민염에서 R는 수소원자 또는 C₁내지 C₄의 저급 알킬기임을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 제 3단계 공정에서 사용한 재결정 용매는 일반식(13)의 실라스타틴 아민염 대비 물, 암모니아수 또는 물 및 암모니아수의 혼합용액이 1:3(w/v) 내지 2:1(w/v)임을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서, 제 3단계 공정에서 적가하는 알코올의 비율은 일반식(13) 의 실라스타틴 아민염 대비 알코올이 1:10 (w/v) 내지 1:40(w/v)임을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서, 제 3단계에서 재결정 온도는 5 내지 97℃임을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서, 제 4단계에서 양이온 교환수지는 스티렌계 강산성 수지인 것을 특징으로 하는 방법.