KR20150118146A

KR20150118146A - 보르티옥세틴 제조 방법

Info

Publication number: KR20150118146A
Application number: KR1020157021985A
Authority: KR
Inventors: 토마스 룰란; 킴 라쎄 크리스텐센
Original assignee: 하. 룬드벡 아크티에셀스카브
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2015-10-21
Also published as: JP2016509042A; CA2901821A1; EA027756B1; RS55932B1; MA38338B1; IL240501B; MX2015010656A; RU2652265C2; PH12015501807A1; RU2015134407A; EP2958903A1; MX362355B; SI2958903T1; ME02671B; MA38338A1; DOP2015000187A; CR20150423A; EA201591349A1; PT2958903T; HRP20170607T1

Abstract

화학식 I의 화합물이 선택적으로 치환된 피페라진 및 2,4-디메틸티오페놀(에이트)와 반응한 후 탈착물화되는, 보르티옥세틴의 제조 방법이 제공된다.

Description

보르티옥세틴 제조 방법{VORTIOXETINE MANUFACTURING PROCESS}

본 발명은 1-[2-(2,4-디메틸페닐설파닐)페닐]-피페라진 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염들의 제조 방법에 관한 것이다.

WO 제03/029232호 및 WO 제2007/144005호를 포함한 국제 특허 출원은, 화합물 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염들을 개시한다. WHO는, 그 이래로 “보르티옥세틴”이 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진에 대한 권고 국제 일반명(INN)임을 공표한 바 있다. 보르티옥세틴은 이전에 문헌에서 Lu AA21004로서 언급되었다. FDA 및 EMA는, 그 이래로 우울증 치료를 위한 것으로서 상표명이 브린텔릭스(Brintellix)™인 보르티옥세틴을 승인한 바 있다.

보르티옥세틴은 5-HT₃, 5-HT₇ 및 5-HT_1D 수용체 길항제, 5-HT_1B 수용체의 부분 작용제, 5-HT_1A 수용체 작용제, 및 5-HT 운반체의 억제제이다. 추가적으로, 보르티옥세틴은 뇌의 특정 구역 내 신경 전달 물질인 세로토닌, 노르아드레날린, 도파민, 아세틸콜린 및 히스타민의 수준을 향상시키는 것으로 입증된 바 있다. 이러한 활성들 모두는 임상적으로 관련되어 있으며, 잠재적으로는 화합물의 작용 기전에 관여하는 것으로 여겨진다[J. Med . Chem., 54, 3206-3221, 2011; Eur . Neuropshycopharmacol., 18(suppl 4), S321, 2008; Eur . Neuropshycopharmacol., 21(suppl 4), S407-408, 2011; Int . J. Psychiatry Clin Pract. 5, 47, 2012].

임상 실험들에서 보르티옥세틴은 우울증에 대한 안전하고도 효과적인 치료 수단인 것으로 나타났다. 주요 우울 장애(MDD)를 앓고 있는 환자들에 있어서 화합물의 효능과 관용성을 평가하기 위한 개념 증명 연구로부터 얻어진 결과들을 보고하고 있는 논문(Alvares et al 저술)이 온라인 상에서 입수가능하였다[Int . J. Neuropsychopharm. 18 July 2011]. 약 100여 명의 환자들로 구성된 각각의 임상단을 대상으로 하는, 6 주간에 걸친 무작위 위약 통제 연구 결과는, MDD 환자에 있어서 우울 증상들 및 불안 증상들을 치료하는데에 보르티옥세틴이 위약과는 상당하게 구별됨을 나타낸다. 또한 임상 실험실 결과들, 활력 징후들, 체중 또는 ECG 매개 변수들에서도 임상학적으로 관련된 어떠한 변화들이 나타나지 않았음이 보고되고 있다. 장기간의 연구로부터 얻어진 결과들도 또한 보르티옥세틴이 MDD를 앓고 있는 환자들에서 재발을 막는데 효과적임을 나타낸다[Eur . Neuropsychopharmacol. 21(suppl 3), S396-397, 2011]. 문헌[Int . Clin . Psychopharm., 27, 215-227, 2012]에 보고된 노년층의 우울증 환자들을 대상으로 한 연구는, 보르티옥세틴이 인지 장애를 치료하는 데 사용될 수 있음을 나타낸다.

WO 제03/029232호에 개시된 보르티옥세틴을 제조하는데 사용된 제조 방법은 고체상 합성법을 바탕으로 하는 것으로서, 다단계 방법에 있어서의 디-아렌 철 보조 친핵 방향성 치환 반응들을 이용한다. 요약하면, 4-[피페라진-1-일]카르보닐옥시메틸]페녹시메틸 폴리스티렌은 디-아렌 철 염, 즉 헥사플루오로인산 η⁶-1,2-디클로로벤젠-η⁵-사이클로펜타디에닐 철(II)과 반응한 다음, 수지가 분리 및 세정되고 나서, 다시 2,4-디메틸티오페놀과 추가로 반응하였다. 마지막으로, 이렇게 얻어진 수지는 1,10-페난트롤린과 빛으로 처리되어, 사이클로펜타디에닐철이 탈착물화되었다. 전체 수율은 단지 17%로 낮았다. 페녹시페닐피페라진이 중간체로서 제조되는 이와 유사한 방법이 WO 제01/49678호에 개시되어 있다.

샌드위치 구조로 철에 결합된 2 개의 펜타디에닐 고리들로 이루어진 페로센에 의해 예시되는 디-아렌 철 화합물들이 오랫동안 알려져 왔다. 이러한 화합물들은, 예를 들어 복소환 화합물들의 제조에 유용한 도구인 것으로 입증된 바 있다. 그 예로서 문헌[Pearson et al, J. Org . Chem . 61, 1297-1305, 1996]은, 1,4-디클로로벤젠-사이클로펜타디에닐-철(II)로부터 유래하는 클로로 원자들의 환형 2차 아민, 예를 들어 피페라진에 의한 변위(displacement)를 개시한다. 흥미롭게도, 이러한 반응이 대칭 변위, 즉 벤젠부로부터의 클로로 원자들 2개의 변위를 초래한다. 문헌[Sutherland et al, J. Heterocyclic Chem., 19, 801-803, 1982]은, 1,2-디클로로벤젠-사이클로펜타디에닐-철(II) 내에 있는 클로로 원자들 2 개가, 치환된 1,2-디티오페놀에 의해 대체되고, 상응하는 티아안트렌들을 수득함을 개시한다. 문헌[Pearson et al, J. Org Chem., 59, 4561-4570, 1994]은, 2 개의 클로로 원자들이 페녹시와 모르폴린으로 각각 치환된 비대칭 화합물들의 제조에 헥사플루오로인산 1-4-디클로로벤젠-사이클로펜타디에닐-철(II)의 사용을 개시한다. 특히, 2 회의 치환에는 매우 상이한 반응 조건들이 필요하며, 중간체, 즉 단일 치환된 화합물의 분리가 필요하다. 문헌[Ruhland et al, J. Org . Chem ., 67, 5257-5268, 2002]은, 화학적으로 동일한 클로로 원자들의 상이한 치환들에 의한 선택적 치환이 고체상에서의 사이클로펜타디에닐 활성화를 통해 이루어지는 1,2-이치환 벤젠의 합성을 개시한다.

고체상 화학은 톤(ton) 규모로 제조되는 약품 생산 분야에서는 실현 불가능하다. 필요로 하는 수지의 대량 취급 및 연관된 비용이 엄청나다. 추가적으로, 보르티옥세틴이 낮은 수율(단지 17%)로 수득된다는 것도 이러한 제조 경로를 매력적이지 않게 만든다.

보르티옥세틴의 대규모 제조는 WO 제2007/144005호 및 WO 제2010/094285호에 개시되어 있다. 피페라진, 2,4-디메틸티오페놀 및 1,2-디할로겐벤젠은, 예를 들어 톨루엔 중에서 팔라듐 촉매와 함께 혼합되어, 보르티옥세틴을 제공한다. 이 반응은 높은 수율을 제공하고 대규모로도 처리될 수 있지만, 고가의 촉매, 즉 팔라듐의 사용을 필요로 한다. 뿐만 아니라, 만족할 만한 결과를 얻기 위해 고온, 즉 80℃ 내지 120℃의 환류 온도를 사용하고, 강염기를 사용하는 등, 반응 조건이 가혹하다.

본 발명은 저렴한 출발 물질을 사용하고, 온화한 조건들에서 진행될 수 있으며, 고수율을 제공하는, 보르티옥세틴의 제조 방법을 제공한다.

본 발명자들은, 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진(보르티옥세틴) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염들이, 적당한 디-아렌 철 염, 즉 선택적으로 치환된 1,2-디할로겐벤젠-사이클로펜타디에닐-철(II) 염이 선택적으로 보호된 피페라진 및 2,4-디메틸티오페놀(에이트)와 반응한 다음, 선택적으로 치환된 사이클로펜타디에닐 철의 탈착물화가 진행되고, 만일 보호된 피페라진이 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진을 수득하기 위한 방법에서 적용되면 필요에 따라서 피페라진의 탈보호가 진행되는 반응으로 제조될 수 있음을 발견하였다. 원하는 약학적으로 허용 가능한 염은 적당한 산이 사용되는 후속 반응에 의해 수득될 수 있다.

따라서 하나의 구현예에서, 본 발명은 화학식 I의 화합물을

[화학식 I]

(상기 식 중, 각각의 Hal은 독립적으로 플루오로 또는 클로로를 나타내고; R'는 H를 나타내거나, 또는 R'는 CHO, COOH, COOR''' 또는 COONR₂'''로부터 독립적으로 선택되는 부 1 개 또는 2 개를 나타내거나, 또는 R'는 C_1-6-알킬로부터 독립적으로 선택되는 부 1 개 내지 5 개를 나타내며; R'''는 독립적으로 H 또는 C_1-6-알킬을 나타내고; X^-는 비배위(non-coordinating) 및 비친핵성 음이온을 나타냄)

화학식 II의 선택적으로 보호된 피페라진

[화학식 II]

(상기 식 중, R은 H 또는 보호기를 나타냄)

및 화학식 III의 화합물

[화학식 III]

(상기 식 중, R''는 H 또는 양이온을 나타냄)

및 필요에 따라서 용매 중 염기와 반응시켜 화학식 IV의 화합물을 얻고 나서,

[화학식 IV]

선택적으로 치환된 사이클로펜타디에닐철이 탈착물화되는 탈착물화 단계와, 필요에 따라서 선택적으로 보호된 피페라진 부가 탈보호되어, 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진, 즉 보르티옥세틴이 수득되는 탈보호 단계가 진행되는 것을 포함하는, 보르티옥세틴 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염들의 제조 방법을 제공한다.

화학식 I의 화합물, 화학식 II의 화합물 및 화학식 III의 화합물은 임의의 순서로 또는 동시에 반응 혼합물에 첨가될 수 있다.

도 1: 본 발명의 반응에 대한 화학 흐름 체계를 개략적으로 도시한 것. 화학식 I의 화합물은 화학식 II의 화합물 및 화학식 III의 화합물과 혼합된 다음, 필요에 따라서 탈착물화 및 탈보호가 진행되어, 보르티옥세틴이 수득된다.

화학식 I의 화합물은 사이클로펜타디에닐 단편의 금속 중심에 η⁶-결합된 이중 할로겐 치환 벤젠부를 포함한다. 상기 할로겐은 독립적으로 플루오로 및 클로로로부터 선택된다. 하나의 구현예에서, 할로겐은 동일한데; 특히 할로겐은 둘 다 클로로이다. 이러한 구현예에서, 디-아렌 철 화합물은 매우 저렴한 출발 물질, 즉 1,2-디-클로로벤젠으로부터 만들어질 수 있다.

R'는 H를 나타내거나, 또는 R'는 CHO, COOH, COOR''' 또는 COONR₂'''로부터 독립적으로 선택되는 부 1 개 또는 2 개를 나타내거나, 또는 R'는 C_1-6-알킬로부터 독립적으로 선택되는 부 1 개 내지 5 개를 나타내며; R'''는 독립적으로 H 또는 C_1-6-알킬을 나타낸다. 하나의 구현예에서, R'는 1 개의 C_1-6-알킬, 예를 들어 메틸을 나타낸다. 하나의 구현예에서, R'는 수소인데, 즉 사이클로펜타디에닐부는 치환되지 않는다. 하나의 구현예에서, R'''는 메틸을 나타낸다.

R은 피페라진 질소들 중 하나 상의 선택적인 보호기를 나타낸다. 다수의 보호기들이 당업계에 알려져 있으며, 유용한 예로서는 -C(=O)O-W, -C(=O)-W, Boc, Bn 및 Cbz를 포함하고, 특히 Boc를 포함한다. W는 알킬 또는 아릴을 나타내고; Bn은 벤질의 축약어이며; Boc는 t-부틸옥시카르보닐의 축약어이고; Cbz는 카르보벤질옥시의 축약어이다. 만일 단일 보호 피페라진이 본 발명의 반응에 사용되면, 보호기는 후속 단계에서, 통상적으로는 산, 예를 들어 수성 산 첨가에 의해 제거되어야 한다. 만일 상기 산이 적절히 선택되면, 이 산은 보호기를 제거할 수 있고, 하나의 동일 단계에서 보르티옥세틴의 원하는 약학적으로 허용 가능한 염을 제공할 수 있다. 수성 HBr의 사용으로 하나의 단계에서 탈보호가 달성될 수 있고 보르티옥세틴의 HBr 염이 생성될 수 있다. 본 발명의 반응은 비보호 피페라진이 사용되어 진행될 수 있는데, 이와 같은 비보호 피페라진의 사용은 방법의 단계 수를 감소시켜 본 발명의 방법을 본질적으로 간단하게 만들므로 유리하다.

본 발명의 내용 중 용어 “C_1-6-알킬”은, 알킬이 치환될 수 있는 1 개 내지 6 개의 탄소 원자를 함유하는 직선형, 분지형 및/또는 환형 포화 탄화수소를 나타내는 것으로 의도된다. 예들로서는 메틸, 에틸, 이소프로필, 사이클로펜틸 및 2-사이클로프로필-에틸을 포함한다.

본 발명의 내용 중 용어 “아릴”은, 선택적으로 치환된 탄소환 방향족 탄화수소를 나타내는 것으로 의도된다.

R''는 유기 또는 무기일 수 있는 양이온 또는 수소를 나타낸다. 무기 양이온은 금속 이온, 예를 들어 1 가 또는 2 가 금속 이온, 예를 들어 K⁺, Na⁺, Li⁺ 및 Mg⁺⁺를 포함한다. 유기 양이온의 예들로서는 2-하이드록시에틸-트리메틸암모늄 및 1-부틸-3-메틸이미다졸륨을 포함한다. 본 발명의 반응은 2,4-디메틸티올레이트가 존재하는 경우 가장 잘 진행된다. 이는, 예를 들어 티올레이트 염(R''는 양이온을 나타냄)을 반응 혼합물에 첨가하거나, 또는 티오페놀 화합물(R''는 H를 나타냄) 및 필요에 따라서 적당한 염기를 첨가하여, 상응하는 티올레이트를 수득함으로써 달성될 수 있다. 티오페놀, 티올레이트 및 염기의 적당한 혼합물이 또한 사용될 수 있다. 본 발명의 방법은 가혹한 염기성 조건들을 필요로 하지 않으며, 통상적으로 공정 화학에 적용되는 염기들이 적용될 수 있다. 유용한 염기의 예들로서는 K₂CO₃, NaOEt, NaO(t-Bu), KO(t-Bu), NaOH, KOH 및 NaH를 포함한다.

X^-는 비배위 및 비친핵성 음이온을 나타낸다. 본 발명의 내용 중 비배위 음이온은 화학식 I의 화합물 또는 화학식 III의 화합물 중 본질적으로 철과 배위 결합을 확립하지 않는 음이온을 나타내는 것으로 의도된다. 본 발명의 내용 중 비친핵성 음이온은 화학식 I의 화합물 중 본질적으로 Hal을 치환하지 않는 음이온을 나타내는 것으로 의도된다. 통상적인 예들로서는 BF₄ ^-, PF₆ ^-, ClO₄ ^-, [B[3,5-(CF₃)₂C₆H₃]₄], B(C₆F₅)₄ ^- 및 Al(OC(CF₃)₃)₄ ^-을 포함한다. PF₆ ^-의 사용은, 화학식 I의 화합물의 PF₆ ^- 염들이 용이하게 분리 및 보관된다는 이점을 가진다. 이는, 시간 및 장소면에서 본 발명의 방법과 분리되는 방법으로 화학식 I의 화합물이 제조될 수 있음을 의미한다.

다양한 범위의 용매들이 본 발명의 방법에 적용될 수 있다. 유용한 예들로서는 톨루엔, THF(테트라하이드로푸란), MTBE(메틸 tert-부틸 에테르), 물, 에탄올, 2-프로판올, NMP(N-메틸-2-피롤리돈), DMF(디메틸포름아미드), MIBK(메틸이소부틸케톤), TEA(트리에틸아민), DIPEA(N,N-디이소프로필에틸아민), DCM(디클로로메탄), 아세트산에틸, 아세트산이소프로필 및 이것들의 조합들을 포함한다.

선택적으로 치환된 사이클로펜타디에닐-철 단편은 탈착물화 단계에서 제거된다. 이 단계는 문헌으로부터 널리 알려져 있으며, 다양한 방법으로 달성될 수 있다. 문헌[J.Heterocycl.Chem., 19, 801-803, 1982]은, 탈착물화가 200℃ 내지 250℃에서의 열분해에 의해 달성될 수 있음을 개시하고; 문헌[J. Org Chem, 67, 5257-5268, 2002] 및 문헌[J.Polymer. Sci ., 35, 447-453, 1997]은, CH₃CN 및 1,10-페난톨린의 존재 하에서의 광분해를 적용하며; 문헌[Chem . Soc . Perkin Trans I., 197-201, 1994]은, 고온에서 고비점 용매, 예를 들어 피리딘 또는 DMSO 중 tert-부톡시화칼륨의 사용을 개시한다. 광해리 또는 광분해(photodecomposition)라고도 알려져 있는 광분해(photolysis)는, 빛이 조사될 때 화학 결합이 파괴되는 화학 반응이다. 본 발명의 반응에 있어서, 광분해에 의한 탈착물화는 가시광 스펙트럼 또는 근자외선 스펙트럼의 빛이 조사될 때 편리하게 수행될 수 있다.

본 발명에 사용되는 화학식 I의 화합물의 제조는 문헌으로부터 알려져 있다. 문헌[J.Org.Chem, 67, 5257-5268, 2002]은, 1,2-디클로로벤젠, 무수 삼염화알루미늄, 알루미늄 분말 및 페로센이 95℃에서 반응한 다음, 6플루오로인산암모늄이 사용되는 수성 워크-업(aqueous work-up) 및 처리가 진행되는 방법을 개시한다. X^-가 6플루오로인산염과 상이한 음이온을 나타내는 화학식 I의 화합물들은 상이하고 적절한 염, 예를 들어 암모늄 BF₄에 의해 유사한 방법으로 수득될 수 있다. 만일 적당히 치환된 페로센이 사용되면, R'가 H와 상이한 화학식 I의 화합물이 수득될 수 있다.

2,4-디메틸-티오페놀, 이의 염 및 (선택적으로 보호된) 피페라진은 널리 알려진 화합물로서, 대량으로 용이하게 입수될 수 있다.

화학식 III의 화합물은, 예를 들어 상기 화합물이 Mg와 반응한 후 황 원소와 반응하여, R''가 MgCl⁺ 또는 MgBr⁺를 나타내는 화학식 III의 화합물이 수득되는 그리냐르(Grignard) 유형의 반응에서, 이 화학식 III의 화합물과 상응하는 브롬화아릴 또는 염화아릴, 즉 1-브로모-2,4-디메틸-벤젠 또는 1-클로로-2,4-디메틸-벤젠으로부터 수득될 수 있다.

본 발명의 방법의 하나의 이점은, 저온, 예를 들어 상온, 예를 들어 15℃ 내지 30℃에서 진행이 된다는 점이다. 그러나, 본 발명의 반응은, 선택된 용매(들)가 사용되는 온도(및 압력)에서 충분히 유동적인 한, 훨씬 더 높은 온도 및 훨씬 더 낮은 온도 둘 다에서 진행된다. 하나의 구현예에서, 온도는 -25℃ 내지 140℃, 예를 들어 0℃ 내지 100℃이다. 하나의 구현예에서, 온도는 10℃ 내지 80℃, 예를 들어 15℃ 내지 50℃이다.

약학적으로 허용 가능한 염들은, 무독성인 산들의 산부가염들을 나타내는 것으로 의도된다. 상기 염들로서는 유기산, 예를 들어 말레산, 푸마르산, 벤조산, 아스코르브산, 숙신산, 옥살산, 비스-메틸렌살리실산, 메탄설폰산, 에탄디설폰산, 아세트산, 프로피온산, 타르타르산, 살리실산, 시트르산, 글루콘산, 젖산, 말산, 만델산, 신남산, 시트라콘산, 아스파르트산, 스테아르산, 팔미트산, 이타콘산, 글리콜산, p-아미노벤조산, 글루탐산, 벤젠설폰산, 테오필린 아세트산으로부터 만들어진 염들뿐만 아니라, 8-할로테오필린, 예를 들어 8-브로모테오필린을 포함한다. 상기 염들은 또한 무기산, 예를 들어 염산, 브롬화수소산, 황산, 설팜산, 인산 및 질산으로부터 만들어질 수 있다. 특히 브롬화수소산 및 젖산으로부터 만들어진 염들이 언급된다. 분명하게 브롬화수소산 염이 언급된다.

하나의 구현예에서, 화학식 I의 화합물 1 당량은, 예를 들어 10℃ 내지 50℃, 예를 들어 15℃ 내지 25℃에서, 필요에 따라 용매 중에서 염기(0.5 당량 초과, 예를 들어 0.5 당량 내지 20 당량, 예를 들어 1 당량 내지 5 당량)와 함께 화학식 II의 화합물(1 당량 내지 5 당량, 예를 들어 1 당량 내지 3 당량), 화학식 III의 화합물(1 당량 내지 5 당량, 예를 들어 1 당량 내지 3 당량)과 혼합되어, 화학식 IV의 화합물이 얻어진다. 그 다음, 상기 화학식 IV의 화합물은, 예를 들어 광분해에 의해 탈착물화되고, 피페라진 상 보호기는 필요에 따라서, 예를 들어 산 첨가에 의해 제거되어, 보르티옥세틴이 수득된다. 약학적으로 허용 가능한 염은 적절한 산과의 추가 반응에 의해 수득될 수 있다. 또한 필요에 따라서 탈착물화 이전에 피페라진을 탈보호하는 것이 실행 가능할 수도 있다.

하나의 구현예에서, 화학식 I의 화합물 1 당량은 용매 중에서 염기(0.5 당량 초과, 예를 들어 0.5 당량 내지 20 당량, 예를 들어 1 당량 내지 5 당량) 및 피페라진(1 당량 내지 5 당량, 예를 들어 1 당량 내지 3 당량)과 혼합된다. 혼합물이 (예를 들어, 10℃ 내지 50℃, 예를 들어 15℃ 내지 25℃에서) 교반되고, 2,4-디메틸티오페놀(1 당량 내지 5 당량, 예를 들어 1 당량 내지 3 당량)이 첨가된 다음, 이 반응물은 교반되어, 화학식 IV의 화합물이 수득된다. 이후, 화학식 IV의 화합물은, 예를 들어 광분해에 의해 탈착물화되어, 보르티옥세틴이 수득된다. 약학적으로 허용 가능한 염은 적절한 산과의 추가 반응에 의해 수득될 수 있다.

하나의 구현예에서, 헥사플루오로인산 η ⁶-1,2-디클로로벤젠-η ⁵-사이클로펜타디에닐 철(II) 1 당량은 용매, 예를 들어 THF/물 중에서 염기 1 당량 내지 5 당량 및 피페라진(1 당량 내지 3 당량, 예를 들어 2 당량)과 혼합된다. 교반 후, 2,4-디메틸티오페놀(1 당량 내지 3 당량, 예를 들어 2 당량)이 첨가되며, 얻어진 혼합물은, 예를 들어 10℃ 내지 50℃에서 교반되어, 화학식 IV의 화합물이 수득된다. 보르티옥세틴은, 예를 들어 광분해에 의한 탈착물화에 의해 수득된다.

광분해에 의한 탈착물화는, 예를 들어 회분식 또는 유동식으로 수행될 수 있다. 탈착물화는 다음과 같은 방법으로 편리하게 수행될 수 있다. 화학식 IV의 화합물을 포함하는 반응 혼합물은 수성 산(예를 들어, 수성 HCl)과 혼합되고, 유기 불순물들은 선택적으로, 예를 들어 비혼화성 유기 용매, 예를 들어 n-헵탄의 첨가 후, 상 분리에 의해 제거된다. 상기에서 수득한 화학식 IV의 화합물을 함유하는 상은 빛이 조사되는 유리 튜브를 통과하는데, 이 유리 튜브에서 광분해가 일어나서, 보르티옥세틴이 수득된다. 예를 들어, 수성 상은 빛이 조사되는 유리 튜브를 통해 순환될 수 있다.

대안적으로, 화학식 I의 화합물은 분리 과정을 거치지 않고 본 발명의 방법에서 즉시 제조되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 1,2-디클로로벤젠(2 당량 내지 20 당량, 예를 들어 3 당량 내지 6 당량)은 적당히 치환된 페로센(1 당량), 염화알루미늄(0.1 당량 내지 2 당량, 예를 들어 0.2 당량 내지 1 당량) 및 알루미늄 미분(0.01 당량 내지 0.5 당량, 예를 들어 0.05 당량 내지 0.2 당량)과 혼합된 후, 80° 내지 120°, 예를 들어 100° 내지 110°까지 가열되어, 화학식 I의 화합물이 수득된다. 그 다음, 상기 화학식 I의 화합물은 상기 기술된 바와 같이 추가로 반응하여, 보르티옥세틴이 수득될 수 있다.

본 발명의 방법은, 반응물들이 통이나 용기에 첨가되는 회분식으로 진행될 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 방법은, 반응물들이 혼합된 후, 반응이 일어나는 튜브들을 통해 펌핑되는 유동 화학식으로 진행될 수 있다. 도 1은 본 발명의 반응에 대한 개략적인 화학 흐름 체계를 도시한다. 본 발명의 반응은 또한 부분적으로는 회분식으로, 또한 부분적으로는 흐름 체계식으로 수행될 수 있다.

하나의 구현예에서, 본 발명은, 본 발명의 방법에 의해 제조된 보르티옥세틴 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염들에 관한 것이다.

실시예들에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 대칭적 반응물(1,2-디할로겐벤젠)로부터 유래하는 동일한 할로겐 원자들 2 개의 비대칭적 변위가 원-팟 합성에서 이행되는, 즉 중간체들, 예를 들어 단 하나의 할로겐만이 치환된 중간체들이 분리될 필요 없이 이행되는, 보르티옥세틴 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염들의 비 수지 기반 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 고가의 반응물들과 촉매들의 사용을 회피하며; 저온 및 일반적으로 온화한 조건에서 진행될 수 있다. 따라서, 간단하고 저렴한 제조 장치가 적용될 수 있으며, 원치않는 부반응물들의 위험이 최소화된다. 고수율 및 고순도가 달성되며, 본 발명의 방법은 산업적 규모에 매우 적당하다.

본원에 인용된 모든 참고 문헌들, 예를 들어 간행물들, 특허 출원들 및 특허들은, 본원의 다른 곳에서 이루어진 특정 문헌들의 별도로 제공된 임의의 포함 여부에 상관 없이, 각각의 참고 문헌들이 참고 문헌으로 포함되어 있다고 개별적이면서 구체적으로 나타내어져 있고, 본원에 전체가 제시되어 있는 것과 같은 정도로, 전체가 본원에 참고 문헌으로 포함되어 있다.

본 발명을 기술하는 내용 중에서 용어 “하나” 및 “하나의” 및 “상기” 및 유사한 지칭 용어들의 사용은, 본원에 달리 나타내어져 있거나 본 발명의 내용과 명확히 모순되지 않는 한, 단수 및 복수 둘 다를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, 어구 “상기 화합물”은, 달리 나타내어져 있지 않는 한, 본 발명의 다양한 화합물들 또는 본 발명에 기술된 특정 양태를 말하는 것으로서 이해되어야 한다.

요소 또는 요소들과 관련된 용어, 예를 들어 “~를 포함하는”, “~를 가지는”, “~를 포함하여” 또는 “~를 함유하는”을 사용하여 본원에서 본 발명의 임의의 양태 또는 양태들을 기술하는 것은, 본 발명의 내용과 명확하게 모순되거나 달리 진술되지 않는 한, “특정 요소 또는 요소들로 이루어지거나”, “본질적으로 특정 요소 또는 요소들로 이루어지거나”, 또는 “특정 요소 또는 요소들을 실질적으로 포함”하는 본 발명의 양태 또는 이와 유사한 양태에 대한 뒷받침을 제공하는 것으로 의도된다(예를 들어, 특정 요소를 포함하는 것으로 본원에 기술된 조성물은 본 발명의 내용과 명확하게 모순되거나 달리 진술되지 않는 한, 해당 요소로 이루어진 조성물을 기술하는 것으로도 또한 이해되어야 한다).

실시예

실시예 1

헥사플루오로인산 η ⁶-1,2-디클로로벤젠-η ⁵-사이클로펜타디에닐 철(II)(25 g, 61 mmol), 탄산칼륨(16.7 g, 121 mmol) 및 피페라진(10.3 g, 120 mmol)을, THF(200 ㎖) 및 물(50 ㎖)의 혼합물에 용해하였다. 이 반응 혼합물을 상온에서 1 시간 동안 교반하였다. 이 반응 혼합물에 2,4-디메틸티오페놀(8.8 g, 63.7 mmol)을 첨가하고, 밤새 계속 교반하였다.

반응 혼합물을 20 분에 걸쳐서 수성 염산(2 M, 200 ㎖)에 부었다. 이 혼합물에 n-헵탄(15 ㎖)을 첨가하고, 상들을 분리하였다. 유기 상을 물(15 ㎖)로 1 회 추출하였다. THF/물 상을, 빛(100 W 백열 광선)이 조사되고 있는 유리 나선체를 통해 실온에서 순환시켰다. 이 단계 동안 물과 THF가 분리되었으며, 하부 물 상만을 광분해 장치를 통해 펌핑하였고, 유리된 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진은 상부 THF 상 중에 농축되었다.

탈착물화가 종료된 후, 상들이 분리되었으며, 물 상을 THF로 2 회 추출하였다(2×70 ㎖). 합하여진 THF 상들을 톨루엔(50 ㎖)으로 희석한 후, 수산화나트륨 수용액(1.0 M, 50 ㎖ 및 30 ㎖)으로 2 회 세정하였다.

유기 상이 분리되었으며, THF를 40℃, 감압 하에서 제거하였다. 생성된 용액을 40℃에서 수성 브롬화수소산(48 w/w%, 7.0 ㎖, 62 mmol), 물(20 ㎖) 및 톨루엔(10 ㎖)의 혼합물에 천천히 첨가하였다. 원하는 4-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진 HBr을 여과에 의해 분리하였다. 필터 케이크를 톨루엔(40 ㎖) 및 물(10 ㎖)로 세정하여, 4-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진 HBr(13.3 g, 35.0 mmol, 64.1%)이 백색 분말로서 수득되었다.

Al 1 ppm, Fe 401 ppm, Na 291 ppm, P 2453 ppm(ICP-AES에 의해 측정).

순도: 면적%: 보르티옥세틴 99.73%, 1-[2-(3,5-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진 0.08%, 미지의 성분 0.19%(GC에 의해 측정).

¹H NMR (DMSO-d6): 8.84 (bs, 2H), 7.34 (d, 1H, 7.7 hz), 7.26 (s, 1H), 7.16 (m, 2H), 7.11 (dd, 1H, 7.8 및 1.7 hz), 6.97 (dd, 1H, 7.8 및 1.7 hz), 6.41 (dd, 1H, 7.8 및 1.3 hz), 3.26 (bm, 4H), 3.20 (bm, 4 H), 2.33 (s, 3H), 2.25 (s, 3H).

결정형: β-형(XRPD에 의해 측정). 보르티옥세틴 HBr의 α-형 및 β-형의 정의에 관하여는 WO 제2007/144005호를 참조한다.

수분 함량: 0.1% 미만(Karl Fisher에 의해 측정) 및 0.2 % 미만(열 무게 분석에 의해 측정).

C₁₈H₂₃N₂SBr에 대한 원소 분석: 목표치 C 56.99 H 6.11 N 7.38, 실측치 C 57.10, H 6.12, N 7.26.

실시예 2

1,2-디클로로벤젠(158.4 g, 1.08 mol), 페로센(40.6 g, 218 mmol), 삼염화알루미늄(13.8 g, 104 mmol) 및 알루미늄 미분(7.0 g, 26 mmol)을 혼합하고, 110℃에서 6 시간 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 25℃까지 냉각하고, 상기 혼합물을 얼음(240 g) 및 n-헵탄(100 ㎖)의 혼합물에 25 분에 걸쳐 천천히 첨가하였다(주의: 미반응 삼염화알루미늄을 물로 처리하면 다량의 열이 발생함).

혼합물을 셀라이트(Celite) 545^®(14 g)로 처리하고, 이를 상온에서 20 분 동안 교반하고 나서 여과하였다. 필터 케이크를 물(15 ㎖)로 세정하였다. 여과물들을 합하였더니 상들이 분리되었다. 물 상을 톨루엔으로 세정하였다(2×50 ㎖). pH 6.5가 될 때까지 물 상에 수성 수산화나트륨(10.8 M, 70 ㎖, 0.76 mmol)을 천천히 첨가하였다. 침전된 산화알루미늄을 여과에 의해 제거하였으며, 필터 케이크를 물(25 ㎖)로 세정하였다.

수집된 수성 상들을 THF(100 ㎖) 중 탄산칼륨(20 g, 0.14 mol) 및 피페라진(9.4 g, 0.11 mol)의 혼합물에 첨가하고, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이 혼합물에 2,4-디메틸티오페놀(8.9 g, 64 mmol)을 첨가하고, 밤새 계속 교반하였다.

반응 혼합물을 수성 염산(4.0 M, 130 ㎖, 0.52 mol)에 천천히 부었다. 반응 혼합물을 빛(100 W 백열 광선)이 조사되고 있는 유리 튜브를 통해 펌핑하였다. 이 단계 동안, 물과 THF가 분리되었으며, 하부 물 상만을 광분해 장치를 통해 펌핑하였고, 유리된 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진은 상부 THF 상 중에 농축되었다.

탈착물화가 종료된 후, 상들이 분리되었으며, 물 상을 톨루엔으로 2 회 추출하였다(2×70 ㎖). 합하여진 유기 상들을 수산화나트륨(1.0 M, 70 ㎖, 70 mmol)으로 세정한 다음, 물(25 ㎖)로 세정하였다. THF를 40℃, 감압 하에서 제거하였다. 톨루엔 용액을 35℃에서 수성 브롬화수소산(48 w/w%, 7.5 ㎖, 67 mmol), 물(20 ㎖) 및 톨루엔(10 ㎖)의 혼합물에 천천히 첨가하였다. 4-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진 HBr을 여과로 분리하였다. 필터 케이크를 톨루엔(40 ㎖) 및 물(10 ㎖)로 세정하여, 4-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진 HBr(7.3 g, 19.2 mmol, 페로센 유래 8.8%)이 회백색 분말로서 수득되었다.

Al 6 ppm, Fe 18 ppm, Na 3 ppm, P 7 ppm(ICP-AES에 의해 측정)

순도: 면적 %: 보르티옥세틴 99.96%, 1-[2-(3,5-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진 0.04%, 미지의 성분 0% (GC에 의해 측정)

¹H NMR (DMSO-d6): 8.86 (bs, 2H), 7.34 (d, 1H, 7.7 hz), 7.26 (s, 1H), 7.16 (m, 2H), 7.11 (d, 1H, 7.9), 6.97 (dd, 1H, 7.8 및 1.8 hz), 6.41 (dd, 1H, 7.7 및 1.4 hz), 3.27 (bm, 4H), 3.21 (bm, 4 H), 2.33 (s, 3H), 2.25 (s, 3H).

결정형: α-형 및 β-형의 혼합물(XRPD에 의해 측정).

수분 함량: 0.14%(Karl Fisher에 의해 측정) 및 0.2% 미만(열 무게 분석에 의해 측정).

C₁₈H₂₃N₂SBr에 대한 원소 분석: 목표치 C 56.99 H 6.11 N 7.38, 실측치 C 56.94, H 6.09, N 7.31.

Claims

화학식 I의 화합물을
[화학식 I]

(상기 식 중, 각각의 Hal은 독립적으로 플루오로 또는 클로로를 나타내고; R'는 H를 나타내거나, 또는 R'는 CHO, COOH, COOR''' 또는 COONR₂'''로부터 독립적으로 선택되는 부 1 개 또는 2 개를 나타내거나, 또는 R'는 C_1-6-알킬로부터 독립적으로 선택되는 부 1 개 내지 5 개를 나타내며; R'''는 독립적으로 H 또는 C_1-6-알킬을 나타내고; X^-는 비배위(non-coordinating) 및 비친핵성 음이온을 나타냄)
화학식 II의 선택적으로 보호된 피페라진
[화학식 II]

(상기 식 중, R은 H 또는 보호기를 나타냄)
및 화학식 III의 화합물
[화학식 III]

(상기 식 중, R''는 H 또는 양이온을 나타냄)
및 필요에 따라서 용매 중 염기와 반응시켜 화학식 IV의 화합물을 얻고 나서,
[화학식 IV]

선택적으로 치환된 사이클로펜타디에닐철이 탈착물화되는 탈착물화 단계와, 필요에 따라서 선택적으로 보호된 피페라진 부가 탈보호되어, 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진(보르티옥세틴)이 수득되는 탈보호 단계가 진행되는 것을 포함하는, 보르티옥세틴 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염들의 제조 방법.
제1항에 있어서, Hal은 클로로를 나타내는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, R'는 수소를 나타내는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, R은 H를 나타내는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, R은 보호기를 나타내는 방법.
제5항에 있어서, R은 Boc, Fmoc, Bn 및 Cbz로부터 선택되는 보호기를 나타내는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, X^-는 PF₆ ^-, AlCl₄ ^-, ClO₄ ^-, BF₄ ^-, [B[3,5-(CF₃)₂C₆H₃]₄]^-, B(C₆F₅)₄ ^- 및 Al(OC(CF₃)₃)₄ ^-으로부터 선택되는 방법.
제7항에 있어서, X^-는 PF₆ ^-인 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용매는 톨루엔, THF(테트라하이드로푸란), MTBE(메틸 tert-부틸 에테르), 물, 에탄올, 2-프로판올, NMP(N-메틸-2-피롤리돈), DMF(디메틸포름아미드), MIBK(메틸이소부틸케톤), TEA(트리에틸아민), DIPEA(N,N-디이소프로필에틸아민), DCM(디클로로메탄), 아세트산에틸, 아세트산이소프로필 및 이것들의 조합들로부터 선택되는 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, R''는 H를 나타내는 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈착물화 단계는 광분해를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 화학식 I의 화합물 1 당량은 필요에 따라 용매 중에서 염기(0.5 당량 초과)와 함께 화학식 II의 화합물(1 당량 내지 5 당량) 및 화학식 III의 화합물(1 당량 내지 5 당량)과 혼합되어, 화학식 IV의 화합물이 얻어지며, 이후에 이 화학식 IV의 화합물은 탈착물화되고, 피페라진 상 보호기는 필요에 따라서 제거되어, 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진이 수득되는 방법.
제1항에 있어서, 화학식 I의 화합물 1 당량은 용매 중에서 염기(0.5 당량 내지 20 당량), 피페라진(1 당량 내지 5 당량) 및 2,4-디메틸티오페놀(1 당량 내지 5 당량)과 혼합되어, 화학식 IV의 화합물이 얻어지며, 이후 화학식 IV의 화합물은 탈착물화되어, 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진이 수득되는 방법.
제1항에 있어서, 헥사플루오로인산 η ⁶-1,2-디클로로벤젠-η ⁵-사이클로펜타디에닐 철(II) 1 당량은 10℃ 내지 50℃에서 용매 중에 염기 1 당량 내지 5 당량, 2,4-디메틸티오페놀 1 당량 내지 3 당량 및 피페라진 1 당량 내지 3 당량과 혼합되어, 하기 화학식의 화합물이 얻어지고, 이후 이 화합물은 탈착물화되어, 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진이 수득되는 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수득된 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진은 적당한 산과 반응하여, 등가의 약학적으로 허용 가능한 염이 수득되는 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 방법에서 수득된 1-[2-(2,4-디메틸-페닐설파닐)-페닐]-피페라진 및 이의 약학적으로 허용 가능한 염.