PL210044B1 - Sposób oczyszczania chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny. Wynalazek dotyczy oczyszczania chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny z mieszaniny pohydrolitycznej, którą stanowi mieszanina otrzymana po hydrolizie estrów kwasu N-acetylo-3-amino-3-fenylo-2-hydroksypropionowego prowadzonej w wodnym roztworze chlorowodoru, a także oczyszczania wydzielonego z roztworu surowego osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny.

Chlorowodorek (2R,3S)-3-fenyloizoseryny jest β-amino-a-hydroksykwasem, którego wzór strukturalny jest następujący:

HC1 NH₂ O

OH

Chlorowodorek (2R,3S)-3-fenyloizoseryny stanowi fragment większej cząsteczki o nazwie zwyczajowej paclitaxel i stanowi surowiec do jego wytwarzania. Paclitaxel jest substancją biologicznie czynną wyodrębnioną z kory cisa Taxus brevifolia rosnącego u wybrzeży Pacyfiku w USA. Związek ten wykazuje wysoką aktywność w leczeniu chorób nowotworowych raka jajnika, sutka oraz płuc.

Pozyskiwanie tego leku ze źródeł naturalnych, jak również pełna synteza paclitaxelu jak dotąd nie znalazły praktycznego zastosowania. Dogodnym rozwiązaniem jest otrzymywanie paclitaxelu metodą półsyntetyczną. Metoda ta polega na pozyskiwaniu z igieł cisa Taxus baccata diterpenowego fragmentu cząsteczki paclitaxelu, tzw. 10-deacetylobakatyny III, który kondensuje się N-benzoilo-(2R,3S)-3-fenyloizoseryną„ którą łatwo można otrzymać z chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny.

Znane metody otrzymywania chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny składają się zwykle z kilku etapów reakcji chemicznych. Często ostatnim etapem syntezy jest hydroliza estrów kwasu N-acetylo-3-amino-3-fenylo-2-hydroksypropionowego do chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny. Proces hydrolizy zachodzi w środowisku wodnego roztworu kwasu solnego w temperaturze 95-100°C i prowadzi bezpośrednio do utworzenia chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny. Związki chemiczne zawierające w swojej cząsteczce grupy aminokwasowe, szczególnie przy obecności dodatkowych grup, na przykład nitrylowej, hydroksylowej, nitrowej, są wrażliwe na wysoką temperaturę. Wysoka temperatura oraz długi czas hydrolizy, szczególnie w skali technicznej, powoduje tworzenie się niepożądanych produktów ubocznych. Oczyszczenie chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny do odpowiedniej zawartości procentowej, a przede wszystkim do wysokiej czystości enancjomerycznej nie jest proste. Wymagania stawiane produktom farmaceutycznym są bardzo wysokie, co do jakości i czystości oraz zawartości i identyfikacji zanieczyszczeń. W polskim opisie patentowym nr P-378 858, do oczyszczania chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny zastosowano przemywanie acetonem, natomiast przed hydrolizą ester etylowy kwasu N-acetylo-2-hydroksy-3-fenylopropionowego oczyszczano metodą chromatografii kolumnowej. W artykule Tetrahedron Letters, 2003, 44: 407-409 opisano oczyszczanie metodą krystalizacji z izopropanolu. W opisie patentowym nr US 5 663 693 zastosowano odmywanie zanieczyszczeń z osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny acetonem. Zgodnie z publikacją w J. Org. Chem. 56, 1991, 1682 N-benzylową pochodną (2R,3S)-3-fenyloizoseryny można oczyszczać stosując kolumnę chromatograficzną wypełnioną żelem krzemionkowym.

Przedmiotem wynalazku jest nowy, prosty sposób oczyszczania chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny z mieszaniny poreakcyjnej po hydrolizie lub po wydzieleniu w postaci surowego zanieczyszczonego produktu.

Sposób według wynalazku pozwala na uzyskanie produktu o czystości chemicznej co najmniej 99% (HPLC) i zawartości enancjomerycznej co najmniej 99% ee.

Sposób oczyszczania chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny, z zastosowaniem rozpuszczalnika organicznego, według wynalazku polega na tym, że mieszaninę zawierającą chlorowodorek (2R,3S)-3-fenyloizoseryny, otrzymaną po hydrolizie estrów kwasu N-acetylo-3-amino-3-fenylo-2-hydroksypropionowego lub roztwór w kwasie solnym zanieczyszczonego chlorowodorku (2R,3S 35)-3-fenyloizoseryny, zadaje się rozpuszczalnikiem organicznym, korzystnie w temperaturze otoczenia, oddziela fazę organiczną, zaś do fazy wodnej dodaje się węgla aktywowanego i mieszaninę poddaje się wrzeniu, następnie, po usunięciu węgla, odparowuje się wodę, korzystnie pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymany osad chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny zadaje się rozpuszczalnikiem

PL 210 044 B1 organicznym i miesza się w temperaturze nie przekraczającej temperatury wrzenia rozpuszczalnika, następnie, po ochłodzeniu, oddziela się kryształy czystego chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny.

Jako rozpuszczalniki organiczne korzystnie stosuje się węglowodory alifatyczne nasycone lub nienasycone zawierające od 5 do 12 atomów węgla, zwłaszcza heksan, heptan lub dekan, węglowodory aromatyczne, zwłaszcza benzen, toluen, ksylen, etery, zwłaszcza eter dietylowy, diizopropylowy, dibutylowy, estry, zwłaszcza octany etylu, propylu, izopropylu, butylu, lub chlorowcowęglowodory, zwłaszcza chlorek metylenu, chloroform, trichloroetan, czterochlorek węgla.

Ekstrakcję zanieczyszczeń z surowego osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny korzystnie prowadzi się w temperaturze 30-55°C.

Kryształy czystego chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyIoizoseryny korzystnie oddziela się przez filtrację.

Z ł ugów pokrystalizacyjnych, po ich zatężeniu, korzystnie jest wydzielić drugi rzut produktu, tj. chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny i ewentualnie oczyszczać go.

Dwustopniowe oczyszczanie produktu sposobem według wynalazku pozwala uzyskać chlorowodorek (2R,3S)-3-fenyloizoseryny o wysokiej czystości prostym i ekonomicznym sposobem, nawet wówczas, gdy w czasie całego procesu wytwarzania chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny nie wydziela się i nie oczyszcza produktów pośrednich.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.

P r z y k ł a d I g nie oczyszczonego N-acetylo-(2R,3S)-3-amino-2-hydroksy-3-fenylopropionianu metylu umieszczano w kolbie okrągłodennej, dodano 57 ml 10% roztworu kwasu solnego i ogrzewano pod chłodnicą zwrotną przez 4 godziny. Roztwór po hydrolizie ochłodzono do temperatury otoczenia i trzykrotnie ekstrahowano 10 ml toluenu. Do fazy wodnej dodano 0,8 g węgla aktywowanego i utrzymywano we wrzeniu przez 1 godzinę. Po ochłodzeniu zawartość kolby sączono i odparowywano do sucha pod próżnią 5,7 kPa w temperaturze 50°C. Uzyskano 14,1 g osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny o zawartości 95,5% (HPLC) i temperaturze topnienia 222-223°C. Wydajność hydrolizy wynosiła 77%. Następnie, surowy osad chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny umieszczono w kolbie okrągłodennej, dodano 12 g octanu etylu i mieszano mieszadłem magnetycznym pod chłodnicą zwrotną w łaźni wodnej o temperaturze 60°C przez 2 godziny. Po tym czasie zawartość kolby pozostawiono na 12 godzin w celu powolnego ochłodzenia. Chlorowodorek (2R,3S)-3-fenyloizoseryny odsączono otrzymując 10,8 g białego osadu o zawartości 99,1% (HPLC), temperaturze topnienia 223-224°C i czystości enancjomerycznej 99% ee.

Filtrat zatężono do połowy i pozostawiono do krystalizacji. Uzyskano 2,5 g osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny o zawartości 98,5% (HPLC), temperaturze topnienia 222-224°C i czystości enancjomerycznej 99% ee. Wydajność oczyszczania - 94%.

P r z y k ł a d II g kremowego, surowego osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny o zawartości 85,9% (HPLC), temperaturze topnienia 213-215°C i czystości enancjomerycznej 95,6% ee, rozpuszczono w 65 ml 10% roztworu kwasu solnego i trzykrotnie ekstrahowano 10 ml eterem diizopropylowym w temperaturze otoczenia. Do fazy wodnej dodano 0,8 g wę gla aktywowanego i utrzymywano we wrzeniu przez 1 godzinę. Po ochłodzeniu zawartość kolby sączono i odparowywano do sucha pod próżnią 5,7 kPa w temperaturze 60°C. Uzyskano 18,4 g osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny o zawartości 94,9% (HPLC) i temperaturze topnienia 220-223°C. Osad chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny umieszczono w kolbie okrągłodennej, dodano 12 g chlorku metylenu i mieszano mieszadłem magnetycznym pod chłodnicą zwrotną w łaźni wodnej o temperaturze 30°C przez 2 godziny. Po tym czasie zawartość kolby pozostawiono na 12 godzin w celu powolnego ochłodzenia. Chlorowodorek (2R,3S)-3-fenyloizoseryny odsączono, otrzymując 17,2 g białego osadu o zawartości 99,0%) (HPLC), temperaturze topnienia 223-225°C i czystości enancjomerycznej 99% ee.

Filtrat zatężono do połowy i pozostawiono do krystalizacji. Uzyskano 0,6 g osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny o zawartości 98,5%) (HPLC), temperaturze topnienia 222-224°C i czystości enancjomerycznej 99% ee. Wydajność oczyszczania - 89%.

P r z y k ł a d III g kremowego osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny o zawartości 85,9% (HPLC), temperaturze topnienia 213-215°C i czystości enancjomerycznej 95,6%) ee rozpuszczono w 65 ml 10%) roztworu kwasu solnego i trzykrotnie ekstrahowano 10 ml eteru diizopropylowego. Do fazy wodnej dodano 0,8 g węgla aktywowanego i utrzymywano we wrzeniu przez 1 godzinę. Po ochłodzeniu

PL 210 044 B1 zawartość kolby sączono i odparowywano do sucha pod próżnią 5,7 kPa w temperaturze 50°C. Uzyskano 18,0 g osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny o zawartości 94,9% (HPLC) i temperaturze topnienia 220-223°C. Osad chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny umieszczono w kolbie okrągłodennej, dodano 15 g toluenu i mieszano mieszadłem magnetycznym pod chłodnicą zwrotną w łaźni wodnej o temperaturze 50°C przez 2 godziny. Po tym czasie zawartość kolby pozostawiono na 12 godzin w celu powolnego ochłodzenia. Chlorowodorek (2R,3S)-3-fenyloizoseryny odsączono otrzymując 15,5 g białego osadu o zawartości 99,0% (HPLC), temperaturze topnienia 223-225°C i czystości enancjomerycznej 99% ee.

Filtrat zatężono do połowy i pozostawiono do krystalizacji. Uzyskano 1,5 g osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny o zawartości 98,4%) (HPLC), temperaturze topnienia 222-224°C i czystości enancjomerycznej 99% ee. Wydajność oczyszczania - 85%.

P r z y k ł a d IV g nie oczyszczonego N-acetylo-(2R,3S)-3-amino-2-hydroksy-3-fenylopropionianu metylu umieszczano w kolbie okrągłodennej, dodano 57 ml 10%) roztworu kwasu solnego i ogrzewano pod chłodnicą zwrotną przez 4 godziny. Roztwór po hydrolizie ochłodzono do temperatury otoczenia i trzykrotnie ekstrahowano 10 ml toluenu. Do fazy wodnej dodano 0,8 g węgla aktywowanego i utrzymywano we wrzeniu przez 1 godzinę. Po ochłodzeniu zawartość kolby sączono i odparowywano do sucha pod próżnią 5,7 kPa w temperaturze 50°C. Uzyskano 14,4 g osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny o zawartości 95,8% (HPLC) i temperaturze topnienia 222-223°C. Wydajność hydrolizy wynosiła 78%. Następnie, surowy osad chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny umieszczono w kolbie okrągłodennej, dodano 15 g toluenu i mieszano mieszadłem magnetycznym pod chłodnicą zwrotną w łaźni wodnej o temperaturze 60°C przez 2 godziny. Po tym czasie zawartość kolby pozostawiono na 12 godzin w celu powolnego ochłodzenia. Chlorowodorek (2R,3S)-3-fenyloizoseryny odsączono otrzymując 11,8 g białego osadu o zawartości 99,1% (HPLC), temperaturze topnienia 223-224°C i czystoś ci enancjomerycznej 99%) ee.

Filtrat zatężono do połowy i pozostawiono do krystalizacji. Uzyskano 1,5 g osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny o zawartości 98,5% (HPLC), temperaturze topnienia 222-224°C i czystości enancjomerycznej 99% ee. Wydajność oczyszczania - 92%.

Claims (5)

1. Sposób oczyszczania chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny, z zastosowaniem rozpuszczalnika organicznego, znamienny tym, że mieszaninę zawierającą chlorowodorek (2R,3S)-3-fenyloizoseryny, otrzymaną po hydrolizie estrów kwasu N-acetylo-3-amino-3-fenylo-2-hydroksypropionowego lub roztwór w kwasie solnym zanieczyszczonego chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny, zadaje się rozpuszczalnikiem organicznym, korzystnie w temperaturze otoczenia, oddziela fazę organiczną, zaś do fazy wodnej dodaje się węgla aktywowanego i mieszaninę poddaje się wrzeniu, następnie, po usunięciu węgla, odparowuje się wodę, korzystnie pod zmniejszonym ciśnieniem, po czym osad chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny zadaje się rozpuszczalnikiem organicznym i miesza się w temperaturze nie przekraczającej temperatury wrzenia rozpuszczalnika, nastę pnie, po ochłodzeniu, oddziela się kryształy czystego chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako rozpuszczalniki organiczne stosuje się węglowodory alifatyczne nasycone lub nienasycone zawierające od 5 do 12 atomów węgla, zwłaszcza heksan, heptan lub dekan, węglowodory aromatyczne zwłaszcza benzen, toluen, ksylen, etery, zwłaszcza eter dietylowy, diizopropylowy, dibutylowy, estry, zwłaszcza octany etylu, propylu, izopropylu, butylu lub chlorowcowęglowodory, zwłaszcza chlorek metylenu, chloroform, trichloroetan, czterochlorek węgla.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ekstrakcję zanieczyszczeń z surowego osadu chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny prowadzi się w temperaturze 30-55°C.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kryształy czystego chlorowodorku (2R,3S)-3-fenyloizoseryny oddziela się przez filtrację.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że z ługów pokrystalizacyjnych, po ich zatężeniu, wydziela się i ewentualnie oczyszcza chlorowodorek (2R,3S)-3-fenyloizoseryny.