PL201837B1 - Związek 9-deoksy-9(Z)-hydroksyiminoerytromycyny A - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest zwi azek 9-deoksy-9(Z)-hydroksyiminoerytromecyny A o nast epu- j acym wzorze (I): w postaci solwatu z acetonem. PL PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest związek 9-deoksy-9(Z)-hydroksyiminoerytromycyny A, (zwanej dalej oksymem 9(Z)-erytromycyny lub 9(Z)-oksymem) wychodząc z odpowiedniego izomeru E.

Niniejszy wynalazek mieści się w dziedzinie odnoszącej się do antybiotyków makrolidowych typu erytromycyny i dotyczy zwłaszcza ich pochodnych azamakrolidowych, które stanowią przedmiot zgłoszenia patentowego EP 508 699 i odpowiadają następującemu wzorowi ogólnemu:

w którym R przedstawia atom wodoru, grupę alkilową C1-C10, grupę alkilową C2-C10 lub grupę arylosulfonyIową C6-C12, ewentualnie podstawione.

Te związki uzyskiwane są wychodząc z erytromycyny, przy czym ich synteza wymaga dwóch głównych etapów, którymi są:

- tworzenie makrocyklu 8a-azalidu wychodząc z oksymu 9(E)-erytromycyny izomeryzowanego w odpowiedni 9(Z)-oksym, który następnie przechodzi specyficzną rearanżację Beckmanna oraz

- modyfikacja grupy „kladynoza” w pozycji 4, polegają ca na transformacji 4(S)-OH w 4(R)-NH2. Niniejszy wynalazek dotyczy zwłaszcza pierwszego etapu tej syntezy i jego przedmiotem jest nowy sposób izomeryzacji oksymu 9(E)-erytromycyny i izolowanie powstałego izomeru 9(Z)-oksymu, co można zilustrować w następujący sposób:

9(E)-oksym (II)

9(Z)-oksym (I)

PL 201 837 B1

Ten etap izomeryzacji stanowił w szczególności przedmiot zgłoszenia patentowego EP 503 949, według którego 9(Z)-oksym o wzorze (I) uzyskany jest poddając izomer (E) o wzorze (II) działaniu zasady, korzystnie wodorotlenku metalu alkalicznego, takiego jak wodorotlenek litu, w rozpuszczalniku jonowym lub niejonowym, który korzystnie jest etanolem. Pozostałość uzyskana po odparowaniu rozpuszczalnika zawieszana jest w octanie etylu, po czym roztwór wodny poddaje się ponownej ekstrakcji octanem etylu, aby doprowadzić do surowego produktu zawierającego mieszaninę oksymów. Surowa mieszanina oksymów jest następnie zawieszana w chlorku metylenu i sączona. Uzyskane ciało stałe zawiesza się w octanie etylu i w nie rozpuszczalniku (nitrometanie), a następnie krystalizuje się lub oczyszcza w octanie etylu za pomocą kolejnych etapów strąceń z chlorkiem metylenu i sączenia.

W istocie, obecnie stwarzane warunki nie nadają się do ekstrapolacji na skalę przemysłową.

Proces ten w istocie wymaga suchych stężeń masy reakcyjnej w etanolu oraz w octanie etylu.

Implikuje on też stosowanie rozpuszczalników chlorowanych, niepożądanych z punktu widzenia ochrony środowiska.

W końcu, wyizolowany produkt zawiera jeszcze izomer (E) i potrzebne jest kilka zawieszeń w ś rodowisku zawierają cym octan etylu i chlorek metylenu do krystalizacji (za pomocą „prasowania”) pożądanego izomeru (Z) i jego izolowania z dopuszczalną czystością izomeryczną.

Zgodnie z wynalazkiem, związek 9-deoksy-9(Z)-hydroksyiminoerytromycyny A o następującym wzorze (I):

jest w postaci solwatu z acetonem.

Dla przeprowadzenia reakcji 9(E)-oksymu o wzorze (II) z zasadą, do wody dodaje się rozpuszczalnik organiczny typu dialkiloketonu, którym jest aceton.

Zaletą rozwiązania jest to, że możliwa jest izomeryzacja z zasadą oksymu 9(E)-erytromycyny w zawiesinie w wodzie, ewentualnie z dodatkiem rozpuszczalnika typu dialkiloketonu, bez obecności rozpuszczalnika alkoholowego, a następnie ekstrahowanie bezpośrednio, po zobojętnieniu soli, pożądanego izomeru wychodząc z mieszaniny reakcyjnej i izolowanie go z zadawalającą czystością.

Twórcy wykazali, że pożądany izomer (Z) można otrzymać przez dodanie do zawiesiny reakcyjnej rozpuszczalnika organicznego, takiego jak octan etylu pozwalającego na jego krystalizację bez dodawania innego rozpuszczalnika do środowiska. W zależności od przypadku, to środowisko może być zdolne do tworzenia nierozpuszczalnego lub mało rozpuszczalnego solwatu z 9(Z)-oksymem, nie wymagając dalszych krystalizacji.

Po izomeryzacji w wodzie, ma miejsce stosowanie rozpuszczalnika organicznego zdolnego do wywołania krystalizacji 9(Z)-oksymu, w szczególności przez zatężenie, w tym rozpuszczalniku, podczas gdy izomer (E) pozostaje przede wszystkim rozpuszczony w środowisku.

Twórcy wynalazku wykazali, że można korzystnie poddawać recyklingowi roztwory pokrystalizacyjne (zawierające mieszaninę izomerów E i Z), zebrane po izolowaniu krystalizowanych izomerów (Z),

PL 201 837 B1 odtwarzając zawiesinę wodną mieszaniny izomerów, które te płyny zawierają po usunięciu części głównej występującego rozpuszczalnika organicznego.

Wynalazek opisany zostanie w odniesieniu do sposobu otrzymywania związku.

Sposób obejmuje przede wszystkim poddanie oksymu 9(E)-erytromycyny, w zawiesinie w wodzie, działaniu zasady, korzystnie rozpuszczalnej w wodzie.

Według korzystnego wariantu wynalazku, 9(E)-oksym poddawany jest reakcji z zasadą w środowisku wodnym wytworzonym z wody zmieszanej z rozpuszczalnikiem organicznym typu dialkiloketonu i korzystnie zdolnego do tworzenia solwatu krystalizowalnego z 9(Z)-oksymem, podczas gdy izomer (E) pozostaje przede wszystkim w roztworze.

Rozpuszczalnikiem organicznym jest aceton.

Należy następnie dodać zasadę, aby umożliwić reakcję izomeryzacji.

Jako przykłady zasady można podać tu wodorotlenek litu lub wodorotlenek sodu.

Zasada stosowana jest korzystnie w ilości zawartej między 1i 10 równoważnikami molowymi, a korzystnie 2 równoważnikami molowymi w stosunku do 9(E)-oksymu.

Dodatek zasady do 9(E)-oksymu prowadzi do jego deprotonacji i pozwala na uzyskanie warunków równowagi z izomerem (Z).

Wartość pH środowiska reakcji jest na ogół zawarta między 11,5 i 14.

Następnie stosowana procedura do mieszaniny pozwala na przesunięcie tej równowagi i korzystnie na izolowanie 9(Z)-oksymu w postaci solwatu.

Reakcja przeprowadzana jest na ogół w atmosferze obojętnej. Stosunek Z/E zależy od temperatury i przeprowadzanie reakcji korzystne następuje w temperaturze zawartej miedzy 10° i 25°C, a korzystnie w temperaturze zbliż onej do 20°C.

Środowisko reakcyjne korzystnie mieszane jest w czasie od 6 do 24 godzin.

Pożądany izomer (Z) jest następnie ekstrahowany rozpuszczalnikiem organicznym, którym jest octan etylu (lub inne rozpuszczalniki wykazujące ekwiwalentne właściwości).

Aby tego dokonać, mieszanina reakcyjna jest najpierw zakwaszana do pH zawartego korzystnie między 9 i 11, a korzystniej do pH rzędu 9,5-10. W tym celu korzystnie stosuje się kwas solny, kwas octowy lub wodorowęglan sodu.

Aby przeprowadzić ten etap zakwaszania, mieszanina korzystnie chłodzona jest do temperatury niższej od 20°C, a korzystniej do temperatury rzędu 10°C.

Następnie do środowiska reakcyjnego dodany jest rozpuszczalnik organiczny, aby zapewnić krystalizację pożądanego izomeru (Z).

Jeśli reakcja izomeryzacji przebiega w wodzie, zgodnie z korzystnym przykładem wykonania wynalazku, stosuje się octan etylu lub inne rozpuszczalniki wykazujące ekwiwalentne właściwości w zakresie krystalizacji izomeru (Z).

Przez „rozpuszczalniki wykazujące ekwiwalentne właściwości krystalizacji izomeru (Z)” rozumie się każdy rozpuszczalnik zdolny do wywoływania krystalizacji 9(Z)-oksymu, w szczególności przez zatężanie fazy organicznej ekstrakcji, podczas gdy w roztworze pozostaje głównie izomer (E).

Uważa się faktycznie, że według tego przykładu wykonania wynalazku, izomer (Z) może być bezpośrednio ekstrahowany ze środowiska reakcyjnego i może krystalizować przez zatężanie w rozpuszczalniku organicznym do ekstrakcji. W tym przypadku, reakcję izomeryzacji przeprowadza się w mieszaninie woda/dialkiloketon i wtedy solwat (Z) oksymu z diealkiloketonem wytrą ca się pod koniec zobojętnienia.

Zastosowanie rozpuszczalnika organicznego, takiego jak octan etylu lub eter metylobutylowy pozwala na polepszenie stosunku Z/E na korzyść pożądanego izomeru (Z) podczas sączenia solwatu z dialkiloketonem. Z drugiej strony ester taki, jak octan etylu pozwala dodatkowo na polepszenie następnego suszenia oksymu (Z), sprzyjając usunięciu rozpuszczalnika typu dialkiloketon.

W czasie etapu ekstrakcji, temperatura ś rodowiska reakcji korzystnie doprowadzana jest do temperatury otoczenia (rzędu 25-30°C), co ułatwia dekantację.

Po dekantacji, faza wodna jest korzystnie ponownie ekstrahowana w podanych poprzednio warunkach.

Jeśli nie jest to możliwe, ekstrahowane fazy organiczne łączy się, a następnie zatęża pod próżnią, aby wywołać krystalizację pożądanego izomeru (Z) w tym środowisku.

Temperatura środowiska reakcji korzystnie utrzymywana jest poniżej 35°C w czasie tej operacji zatężania i korzystnie przeprowadzana jest w ciągu kilku godzin (rzędu 4 do 5 godzin).

PL 201 837 B1

Poszukiwany izomer (Z) izolowany jest wówczas przez sączenie. W tym celu, masę reakcyjną korzystnie utrzymuje się w temperaturze między 10 i 25°C, a korzystnie oziębioną do temperatury rzędu 10°C.

Izomer (Z) odzyskuje się ze stosunkiem Z/E wyższym od 90/10, zwykle jest on zawarty między 93/7 i 98/2.

Zgodnie z wynalazkiem, zebrane płyny pokrystalizacyjne, które zasadniczo zawierają 9(E)-oksym mogą być ponownie traktowane tak jak podano uprzednio.

W tym przypadku, część gł ówna octanu etylu lub innego rozpuszczalnika ekstrakcyjnego destylowana jest pod próżnią lub pompą wodną, aż zostanie go na przykład zaledwie 3 do 4%.

Wówczas dodaje się, o ile nie jest możliwe inaczej, rozpuszczalnik typu dialkiloketon i zasadę jak wskazano powyżej, w celu przeprowadzenia nowej izomeryzacji obecnego 9(E)-oksymu, a następnie izolację 9(Z)-oksymu wytworzonego w uprzednio podanych warunkach.

W zależności od rozpuszczalnika ekstrakcyjnego, może być konieczne wprowadzenie większej ilości zasady ze względu na ewentualne zmydlenie rozpuszczalnika.

Sposób według wynalazku wykazuje korzyść stosowania tylko jednego rozpuszczalnika ekstrakcyjnego i nie wymaga wielokrotnych powtórzeń w celu uzyskania krystalizacji pożądanego izomeru, oraz może być łatwo zastosowany z przemysłowego punktu widzenia.

Sposób według wynalazku zilustrowany został poniżej przykładami, których nie należy uważać za ograniczające.

P r z y k ł a d 1. Reakcja izomeryzacji w wodzie

W reaktorze homotetycznym 1 litrowym z atmosferą azotu umieszcza się oksym 9-(E)-erytromycyny (II) (50 g, 0,065 moli, 1 równoważnik), wodorotlenek litu LiOH · H2O (5,7 g, 0,133 mola), a następnie dodaje się wodę destylowaną (500 ml) dobrze płucząc lejek, który służył do dodawania ciał stałych.

Tak uzyskaną zawiesinę oksymu 9-(E)-erytromycyny miesza się w czasie 9 godzin lub dłużej w temperaturze około 16°C (lub w temperaturze otoczenia). Ustawienie temperatury następnie obniż a się do około 10°C i wkrapla się roztwór 1N HCl przez 1,5 godziny lub dłużej, w celu doprowadzenia pH masy reakcyjnej do wartości około 9,5.

Tak uzyskaną zawiesinę ekstrahuje się octanem etylu (300 g). Aby polepszyć ekstrakcję, masę reakcyjną podgrzewa się do około 25-30°C. Po dekantacji, faza wodna ekstrahowana jest octanem etylu (2 x 225 g). Połączone fazy organiczne następnie zatężą się pod próżnią przez częściową destylację octanu etylu. Masę reakcyjną następnie schładza się do temperatury około 10°C przez około 1,5 godziny, a następnie poddaje się sączeniu.

Po sączeniu i suszeniu izoluje się 32 g oksymu 9-(Z)-erytromycyny (I) (stosunek Z:E = 96:4 na podstawie ¹H-NMR). Wyizolowane płyny pokrystalizacyjne (97 g) mogą być poddawane recyklingowi, jak opisuje przykład 2.

P r z y k ł a d 2. Recykling płynów pokrystalizacyjnych

W reaktorze homotetycznym 1 litrowym z atmosfer ą azotu umieszcza się pł yny pokrystalizacyjne (97 g), po czym dodaje się wodę destylowaną (500 ml). Następnie przeprowadza się destylację pod próżnią, aż zostaje tylko od 3 do 4% wagowych octanu etylu, po czym dodaje się wodorotlenek litu LiOH · H2O (4,7 g, 0,109 mola).

Tak uzyskana zawiesina mieszaniny oksymów erytromycyny Z i E wytrząsana jest przy około 800 obr./min. przez 10 godzin lub dłużej w temperaturze około 16°C (lub w temperaturze otoczenia). Następnie obniża się ustawienie temperatury do około 10°C i wkrapla się roztwór 1N HCl przez 1,5 godziny lub dłużej, w celu doprowadzenia pH masy reakcyjnej do wartości około 9,5. Następnie dodaje się octan etylu (300 g), po czym masę podgrzewa się do około 25-30°C. Po dekantacji, faza wodna ekstrahowana jest octanem etylu (2 x 225 g). Fazę organiczną szybko przenosi się do reaktora, a następnie zatężą się pod próżnią przez częściową destylację octanu etylu, aż do minimalnej objętości nadającej się do wytrząsania. Masę reakcyjną następnie schładza się do temperatury około 10°C w czasie około 1,5 godziny i następnie poddaje sączeniu.

Po sączeniu i suszeniu izoluje się 6 g oksymu 9-(Z)-erytromycyny (I) (stosunek Z:E > 96:4 na podstawie ¹H-NMR). Wydajność wagowa = 76%.

P r z y k ł a d 3. Reakcja izomeryzacji w mieszaninie woda/aceton

Do reaktora l litrowego z biernym środowiskiem z azotem ładuje się oksym 9(E)-erytromycyny A (115 g, 0,150 moli, 1 równoważnik), a następnie wodę pitną (220 g) i aceton (272 g) dobrze płucząc lejek.

PL 201 837 B1

Tak uzyskaną zawiesinę poddaje się działaniu 30% wodorotlenku sodu (38 g, 1,9 równoważnika), a następnie miesza w czasie 8 godzin, lub dłużej, w temperaturze otoczenia. Roztwór następnie zobojętnia się przez dodanie kwasu octowego w ciągu około 1 godziny lub dłużej, w celu doprowadzenia pH masy reakcyjnej do wartości około 10.

Na tym etapie, tworzy się solwat oksymów erytromycyny z acetonem (stosunek molowy 1:1 za pomocą ¹H-NMR), który strąca się w mieszaninie reakcyjnej.

Tak uzyskaną zawiesinę poddaje się działaniu octanu etylu (200 g), po czym miesza się ją przez co najmniej 3 godziny w temperaturze otoczenia, a następnie schładza do około 0°C. Po około 3 godzinach wytrzą sania w temperaturze 0°C mieszaninę poddaje się są czeniu, a nastę pnie pł ucze się ją wodą pitną (360 g).

Uzyskany produkt zawiesza się następnie w octanie etylu (173 g) w temperaturze około 40°C oraz miesza w tej temperaturze przez około 3 godziny. Uzyskaną zawiesinę chłodzi się do temperatury otoczenia, a następnie poddaje się sączeniu.

Po sączeniu i suszeniu w temperaturze 50°C izoluje się 78 g oksymu 9-(Z)-erytromycyny (stosunek Z:E > 97:3 na podstawie HPLC).

Dane (względna odległość i intensywność) uzyskane za pomocą analizy promieniami Roentgena 9(Z)-oksymu (I) w postaci solwatu z acetonem podane zostały w poniżej zamieszczonej tabeli.

d(hkl) A	Intensywność (%)
1	2
13,12	27
11,86	23
11,69	26
11,31	46
10.05	30
9,78	67
9,02	33
8,79	63
8,04	100
7,44	26
7,38	31
7,09	29
7,03	35
6,79	25
6,59	26
6,54	30
5,97	43
5,63	26
5,59	24
5,23	17
5,01	25
4,93	49
4,87	31
4,75	25

PL 201 837 B1 cd. tabeli

1	2
4,58	36
4,26	18
4,14	25
3,90	10
3,75	12
3,68	11
3,35	8
3,17	7
3,10	5
2,98	6
2,71	5
2,42	5

Zastrzeżenie patentowe

Claims (1)

1. Związek 9-deoksy-9(Z)-hydroksyiminoerytromycyny A o następującym wzorze (I):

   w postaci solwatu z acetonem.