RO118292B1

RO118292B1 - Procedeu de obtinere a inhibitorilor proteazei hiv

Info

Publication number: RO118292B1
Application number: RO96-01576A
Authority: RO
Inventors: Kai Rossen; David Askin; Paul Reider; Richard J Varsolona; Ralph P Volante
Original assignee: Merck & Co Inc
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 2003-04-30
Also published as: WO1995021162A1; EP0741712B1; CA2180947A1; SK100696A3; FI112218B; FI963054A; HU9602143D0; FI963054A0; CZ227296A3; EP0741712A1; DE69523038D1; UA46730C2; AU691878B2; AU1696795A; MX9603218A; RU2135482C1; SK281861B6; TW472047B; KR100337579B1; HUT76303A

Abstract

Prezenta inventie se refera la un procedeu de obtinere a inhibitorilor proteazei HIV, care consta in racemizarea piperazin-3-tert-butilcarboxamidei, optic pura sau imbogatita, si a derivatilor sai, si cuprinde reactia compusului piperazinic, optic pur sau imbogatit, cu un agent de racemizare selectat dintre o baza tare, o sare anhidra de metal sau un acid carboxilic, intr-un solvent, la o temperatura cuprinsa intre temperatura camerei si 250 degree C. Derivatii piperazin carboxamidici sunt intermediari cheie in prepararea compusilor inhibitori ai proteazei HIV, incluzand compusul J.

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a compușilor care inhibă proteaza codificată de virusul imunodeficienței umane (HIV) și, în particular, compusul J, descris în EP 541168, sau la săruri acceptabile din punct de vedere farmaceutic, ale acestora.

Acești compuși sunt valoroși pentru prevenirea infectării cu HIV, în tratamentul infectării cu HIV și în tratamentul sindromului imunodeficienței dobândite (SIDA).

Un retrovirus, desemnat drept virusul imunodeficienței umane (HIV) este agentul etiologic al bolii complexe, care include distrugerea progresivă a sistemului imunitar (sindromul imunodeficienței dobândite, SIDA) și degenerarea sistemului nervos central și periferic. Acest virus a fost cunoscut anterior ca LAV, HTLV-III sau ARV. O trăsătură comună a replicării retrovirusului este procesarea post translațională extensivă a poliproteinelor precursoare, de către o pretează codificată viral, pentru a genera proteine virale mature, necesare asamblării și funcționăriivirusului. Inhibarea acestei procesări previne producerea virusului infecțiosîn mod normal. în Proc.Nat.’l Acad. Sci., 1986, 85,4686, N.E.Kohl et. al., demonstrează că inactivarea genetică a proteazei codificate de HIV conduce la producerea de particule virale neinfecțioaase, imature. Aceste rezultate indică faptul că inhibarea proteazei HIV reprezintă o metodă viabilă pentru tratamentul SIDA și prevenirea sau tratamentul infectării cu HIV. Secvența nucleotidică a HIV arată prezența unei gene polîntr-un cadru deschis cu citire (LRatner et al., Nature, 1985, 313, 277). Omologia secvenței de aminoacid arată clar că secvența pol codifică revers transcriptaza, o endonuclează și o pretează HIV (H.Toh et al., EMBOJ., 1985, 4, 1267; M.D.Power et al., Science, 1986, 231,1567; LH.Pearl etal., Nature, 1987, 329,351). în EP 541168, sunt descriși compușii produși finali, incluzând compusul J, regăsit în exemplul 20 al prezentei invenții, care pot fi obținuți din intermediari noi și prin procedeul descris în prezenta invenție. în EP 541168 este descris un procedeu de sinteză a compusului J și a compușior înrudiți în 12 etape, care folosește o dihidro-5(S)-hidroximetil-3(2H)furanonă având gruparea hidroxi protejată prin alchilare. Acest procedeu constă în înlocuirea unei grupări hidroxi, scindabile pe furanona alchilată cu un radical de piperidină. Produsul cuplat este apoi hidrolizat pentru a deschide ciclul furanonic, rezultând un radical de hidroxiacid, iar acidul este în final cuplat cu 2(R)-hidroxi-1 (S)-aminoindan. Acest procedeu prezintă dezavantajul că este alcătuit din 12 etape de reacție, care fac acest procedeu de lungă durată și laborios, necesitând utilizarea multor reactivi și a unor materii prime costisitoare.

în EP 541168 este descrisă, de asemenea, o cale modificată, de sinteză a compusului J și a compușior înrudiți, care constă în alchilarea diastereoselectivă a enolatului derivat de la N-2(R)-hidroxi-1(S)-indan-N,O-izopropil-inden-il)-3-fenil-propanamidă și în care unitatea de trei atomi de carbon C₃-C₅ este introdusă ca o grupare alchil care apoi este oxidată. Dezavantajele acestei căi constau în faptul că: (a) pentru introducerea fragmentului glicidil de trei atomi de carbon sunt necesare patru etape; (b) în procedeu se utilizează OsO₄ cu toxicitate mare și (c) în etapa de dehidroxilare se obține o diastereoselectivitate scăzută. Astfel, un procedeu avantajos ar consta în introducerea unității de trei atomi de carbon direct în forma chirală oxidată.

R0118292 Β1 /

/ Mai mult, în acest procedeu, sinteza intermediarului chiral piperazinic se efectuează din acid 2-piperazincarboxilic în 6 etape de reacție și necesită utilizarea unor reactivi costisitori, cum ar fi BOC-ON și EDC. Astfel, ar fi de dorit o cale mai scurtă către intermediarul 55 piperazinic care să nu utilizeze reactivi costisitori. Un alt dezavantaj al acestui procedeu constă în faptul că în timpul sintezei intermediarului piperazinic chiral se formează, alături de enantiomerul (S)-piperazincarboxilat (adică, precursorul pentru intermediarii 2(S)-carboxamid-piperazinici), și enantiomerul (R), necesitând separarea enantiomerului (S), care este apoi condus către forma finală, compusul J. în absența unei metodologii practice pentru 60 transformarea antipodului nedorit (R) în antipodul (S), antipodul (R) se îndepărtează ca reziduu, limitând astfel eficiența acestei etape la 50%. Prin urmare, trebuia găsită o metodă de a îmbunătăți recuperarea intermediarului (S)-piperazinic.

De asemenea, în EP 541168 este descrisă o cale mai scurtă pentru prepararea compușilor și, în particular, compusul J. Pe această cale se prepară 1 -[(R)-2’,3’-epoxipropil-(S)- 65

2-te4-butilcarbonil]piperazină, care este apoi cuplată cu N-[2(R)-hidroxi-1(S)-indan-N,O-izopropiliden-il]-3-fenil-propanamidă, pentru a da produsul cuplat 8.

(8

După îndepărtarea grupării protectoare BOC de la atomul de azot piperazinic, compusul piperazinic neprotejat reacționează apoi cu clorură de 3-picolil pentru a forma compusul J. 80

De asemenea, și prin acest procedeu, în etapa de obținere a intermediarului piperazinic chiral rezultă un amestec de enantiomeri care necesită separarea enantiomerului (S), care este condus mai departe pentru a forma produsul final.

Racemizarea amidelor și peptidelor în condiții bazice este cunoscută (M.LAnson și J.T.Edsaall, Advances in Protein Chemistry, Academic Press, New York, 1948, vol.IV, 344- 85

356) și poate avea loc prin deprotonarea atomului de carbon asimetric pentru a forma un enolat, urmată de reprotonare (ecuația 1).

La amidele care poartă un heteroatom în poziția 2, se știe că racemizarea are loc, 95 de asemenea, prin eliminarea heteroatomului urmată de readiția de tip Michael a heteroatomului la speciile nesaturate (ecuația 2). întrucât această specie nesaturată este un monomer cu tendință de polimerizare, se obțin randamente scăzute ale produsului de racemizare.

100

105

X = OR. SR. NR'R....

Vezi, Advances in Protein Chemistry, Anson, M.L., Edsall, J.T., ed., Voi. IV, Academic Press, New York, 1948, 344-356.

110

RO 118292 Β1

Totuși, condițiile tipice folosite pentru racemizarea peptidelor nu sunt potrivite în cazul derivaților de piperazin-2-tert-butilcarboxamidă, din prezenta invenție, din cauza faptului că hidrogenul de la atomul de carbon din poziția a a ciclului piperazinic are o aciditate foarte scăzută și, în consecință, este dificil de înlăturat. Astfel, în EP 541168 este descris, de asemenea, un intermediar cheie în sinteza compușior care inhibă proteaza HIV, în particular compusul J, și anume compusul chiral (S)-2-f-butilcarboxamid-piperazina 11,

derivații acestuia și sărurile corespunzătoare. Piperazina 11 este preparată din acid 2-pirazin-carboxilic 12, rezultând clorură acidă, care, apoi, este condensată cu Fbutilamină pentru a forma pirazin-2-f-butil-carboxamida 13. Pirazin-2-f-butil-carboxamida este apoi hidrogenată, pentru a forma piperazin-2-f-butil-carboxamida 14, racemic. în această etapă este necesară separarea enantiomerilor (S) și (R), pentru ca antipodul dorit (S) să poată fi condus mai departe pentru a forma compușii inhibitori ai proteazei HIV și, în particular, compusul J. Separarea enantiomerilor poate fi efectuată conform metodelor bine cunoscute specialiștilor în domeniu, de exemplu, HPLC chiral. Alternativ, separarea enantiomerilor (S) și (R) se poate efectua preparând sărurile compusului carboxamid-piperazinic din racemicul de 2-t-butil-carboxamid-piperazină 14 cu acid b/s(S)-camforsulfonic 15 sau cu acid (L)-piroglutamic16.

Prezenta invenție are ca obiect un procedeu de racemizare a unui substrat optic pur sau îmbogățit, de 2-tert-butil-carboxamid-piperazină, cu formula IX, sau X, sau a unei sări a acesteia:

IX X care constă în reacția respectivului substrat, sau a unei sări a acestuia, cu agent de racemizare selectat dintre o bază tare, o sare anhidră de metal, sau un acid carboxilic, într-un solvent inert, la o temperatură cuprinsă între temperatura camerei și 250°C; în formulele IX și X, R₁ și R₂ sunt fiecare independent selectați din grupul care constă din hidrogen, R, -COR și -COOR și R selectat din grupul care constă din alchil 0,.5, -CH₂-aril, -CH₂-heteroaril, arii și trifluormetil; arilul este fenil sau naftil, iar heteroarilul este selectat din grupul constând din:

RO 118292 Β1

165

170

175 punctul de atașare fiind orice carbon al heteroarilului respectiv.

Avantajele pe care le prezintă prezenta invenție constau în creșterea randamentului 180 intermediarului de (S)-piperazină dorit, X, necesar în sinteza compusului J, prin racemizarea piperazin-2-iert-butilcarboxamidei și a derivaților, puri din punct de vedere optic, sau îmbogățiți, cu o bază tare în condiții blânde. Deoarece, piperazin-2-te/f-butilcarboxamidele optic pure sunt accesibile prin separarea amestecurilor racemice corespunzătoare, racemizarea ulterioară a antipodului nedorit oferă o cale de reciclare a acestuia la antipodul dorit, prin 185 aceasta mărind randamentul, eliminând reziduul și conducând la economii de capital. Astfel, prezenta invenție asigură o metodă mai avantajoasă pentru prepararea inhibitorilor de pretează HIV conținând radicalul 2(S)-carboxamid-piperazinic, față de ceea ce se cunoștea anterior, permițând o sinteză cu randament mai mare a compușilor utili în tratamentul HIV și, în particular, a compusului J, mărind recuperarea intermediarului “2 (S)-carboxamid-pipera- 190 zinic”.

Prezenta invenție se referă la un procedeu de racemizare a antipodului nedorit (R) cu un agent de racemizare, pentru a forma cu randament mare, racemicul. Astfel, antipodul nedorit (R) reacționează cu o bază tare, o sare anhidră de metal, sau un acid carboxilic, în condiții blânde, conform Schemei 1. Din racemic, antipodul (S) dorit poate fi recuperat con- 195 form metodelor cunoscute specialiștilor în domeniu (sau utilizând metoda de separare descrisă în această invenție), prin aceasta mărind eficiența și randamentul procedeului asociat sintezei compusului J.

200

Schema 1

205

210 în procedeul de racemizare, conform invenției, se pot utiliza ca agenți de racemizare săruri anhidre de magneziu, zinc, fier, sau titan, acizi carboxilici sau baze tari, în condiții blânde.

IX

RO 118292 Β1

Unele exemple de săruri anhidre de metale, care pot fi utilizate în prezenta invenție, sunt clorură de magneziu, bromură de magneziu, clorură de zinc, clorură de fier (III), sau clorură de titan (IV) anhidre. Acizii carboxilici care pot fi utilizați includ acid acetic, acid propionic, acid butiric și acid izobutiric. Preferabil, sunt folosite baze tari, cum ar fi cele de alchil litiu (de exemplu, metil litiu, sec-butil litiu, f-butil litiu), fenil litiu, amiduri de litiu (de exemplu, LDA, LHMDS), hidroxizi (de exemplu, hidroxid de litiu, sodiu sau potasiu), alcoxizi sau baze Schwesinger. Atunci când baza tare este un hidroxid, pentru a efectua racemizarea, este preferabil să se utilizeze soluții de hidroxizi apoși în alcooli. Exemple de alcoxizi care se pot utiliza includ t-butoxid de litiu, t-butoxid de sodiu, t-butoxid de potasiu, n-propoxid de litiu, npropoxid de sodiu, n-propoxid de potasiu, metoxid de sodiu, metoxid de potasiu, etoxid de sodiu și etoxid de potasiu.

Cel mai preferat este procedeul în care alcoxidul este generat in situ, prin uscarea azeotropă a soluțiilor de hidroxid de sodiu, potasiu sau litiu, în alcool. în DE 558469 este descrisă prepararea alcoxizilor de sodiu prin uscarea azeotropă a soluțiilor de NaOH în alcool.

în acest procedeu se preferă să se lucreze la o temperatură situată în intervalul 50 și 120°C. Cel mai preferat este intervalul cuprins între 85 și 120°C.

în respectivul procedeu solventul utilizat este un eter, un alean, un cicloalcan, un alcool, sau un compus aromatic, sau un amestec al acestora. Preferabil, drept solvenți se folosesc eterii, alcanii și alcooli, sau amestecuri ale acestora. Cei mai preferați solvenți sunt THF, ciclohexanul și propanolul, sau amestecuri ale acestora.

Substraturile care pot fi utilizate pentru racemizare includ:

o sau o sare a acestora, în care R este alchil C_V5, -CH₂-aril, -CH₂-heteroaril, arii, sau trifluormetil.

în prezenta invenție este preferată utilizarea următoarelor substraturi sau a sărurilor acestora:

RO 118292 Β1

260

265

270

275

280

Cele mai preferate substraturi sunt:

285

290

295

300 sau o sare a acestora.

305

RO 118292 Β1

Prezentul procedeu de racemizare poate fi efectuat pe săruri ale substratului. Se pot utiliza săruri ale acizilor: tartric, dibenzoiltartric, mandelic, lactic, camforsulfonic și piroglutamic. Preferabil se utilizează săruri ale acidului (S)-camforsulfonic și ale acidului L-piroglutamic. Cele mai preferate sunt sărurile acidului L-piroglutamic.

Procedeul conform invenției cuprinde și o etapă suplimentară de izolare a enantiomerului (S) al compusului 2-tert-butil-carboxamid-piperazină din racemat.

Un alt exemplu de realizare a invenției este procedeul de racemizare a unui substrat

2-te4-butilcarboxamid-piperazină cu formula IX, sau a unei sări a acestuia, optic pură sau îmbogățită ix în care R¹ este hidrogen, sau t-butiloxicarbonil și R² este hidrogen, cuprinzând reacția substratului respectiv cu un alcoxid, selectat din grupul care constă din n-propoxid de sodiu, potasiu, sau litiu în n-propanol, la o temperatură în intervalul 50...120°C, preferabil la o temperatură între 85 și 120°C. Alcoxidul este preparat in situ, prin uscarea azeotropă a hidroxidului de sodiu, potasiu sau litiu în n-propanol.

Procedeul în care sarea respectivă este o sare a acidului (L)-piroglutamic este ilustrativ pentru invenție.

Invenția se referă, de asemenea, la compuși cu formula XI sau la sărurile acestora:

XI în care R¹ și R² sunt fiecare, în mod independent selectați din grupul constând din hidrogen, R, -COR, -COOR; R este selectat din grupul care constă din alchil C_V5, -CH₂-aril, -CH₂-heteroaril, arii și trifluormetil.

într-un exemplu de realizare a invenției, în compușii cu formula XI, R¹ este selectat din grupul constând din hidrogen, R și -COOR; R² este selectat din grupul constând din hidrogen și -COOR; R este selectat din grupul constând din alchil Ci_₅, -CH₂-aril și -CH₂-heteroaril.

Sunt preferați compușii în care R² este hidrogen, iar R este selectat din grupul constând din alchil Ο_ν5 și -CH₂-heteroaril; cu condiția ca R¹ și R² să nu fie ambii hidrogen, și R¹să nu fie t-butiloxicarbonil.

R0118292 Β1

Cei mai preferați sunt compușii și sărurile lor selectați din grupul constând din:

355

360

365

370

Procedeele și intermediarii invenției se folosesc la obținerea compușior utilizați pentru inhibarea proteazei HIV, prevenirea sau tratamentul infecției cu virusul imunodeficienței 375 umane (HIV) șl tratamentul stărilor patologice consecutive, cum ar fi SIDA. Acești compuși finali și utilitatea lor în inhibarea proteazei HIV sunt descriși în EP 541168. Tratarea SIDA sau prevenirea, sau tratarea infecției provocate de virusul HIV este definită incluzând, însă fără să se limiteze la, tratarea unui spectru larg de stări ale infectării cu HIV: SIDA, ARC, sau stări înrudite cu SIDA, atât cele simptomatice, cât și cele asimptomatice, și potențiala 380 expunere la HIV. De exemplu, compușii finali care pot fi preparați din intermediarii și prin procedeele descrise în invenție se utilizează în tratamentul infectării cu HIV, după suspectarea expunerii anterioare la HIV, de exemplu, transfuzii de sânge, transplant de organe, schimb de lichide organice, mușcături, înțepături accidentale cu ace sau contactul cu sângele pacientului în timpul operației. 385

Compușii finali, inhibitori ai proteazei HIV, se utilizează, de asemenea, pentru prepararea și efectuarea testelor de control pentru compuși antivirali. De exemplu, compușii finali se utilizează pentru izolarea enzimelor mutante, care reprezintă instrumente excelente de control pentru compușii antivirali mai puternici. Mai mult, acești compuși se utilizează pentru stabilirea sau determinarea situsurilor de legare a altor compuși antivirali la proteaza 390 HIV, de exemplu, prin inhibare competitivă.

Compușii, produse finale, care se obțin din intermediarii și prin procedeele acestei invenții, sunt produse comerciale care se vând în acest scop.

Compușii inhibitori ai proteazei HIV, care se obțin din intermediarii și prin procedeele descrise în prezenta invenție, sunt descriși în brevetul EP 541168. Compușii cu acțiune 395 inhibitoare asupra proteazei HIV pot fi administrați pacienților care au nevoie de un astfel de tratament, sub formă de compoziții farmaceutice care cuprind un purtător farmaceutic și o cantitate eficientă din punct de vedere terapeutic de compus, sau o sare acceptabilă din punct de vedere farmaceutic, a acestuia. în EP 541168 se descriu formulări farmaceutice acceptabile, căi de administrare, forme de sare și dozări pentru compuși. 400

Compușii din prezenta invenție pot avea centri de asimetrie și apar ca racemați, amestecuri racemice și ca diastereoizomeri individuali sau enantiomeri, toate formele izomerice fiind incluse în prezenta invenție.

RO 118292 Β1

Atunci când oricare dintre variabile (de exemplu, arii, heterociclu, R, R¹, R², η, X, etc) apare mai mult de o dată în oricare constituent sau în formulele l-XI, definirea sa la fiecare apariție este independentă de definirea sa la fiecare altă apariție. De asemenea, sunt permise combinații de substituenți și/sau variabile numai dacă astfel de combinații conduc la compuși stabili.

Așa cum se utilizează aici, cu excepția cazului în care se notează altfel, “alchil” se referă la grupări hidrocarbonate saturate alifatice, atât cu catenă liniară, cât și cu catenă ramificată, având numărul specificat de atomi de carbon (Me este metil, Et este etil, Pr este propil, Bu este butii, t-Bu este tert-butil). Așa cum se utilizează aici, “arii” se referă la fenil (Ph), sau naftil. “Heteroaril” se referă la un heterociclu aromatic, de 6 membri, sau la un heterociclu nesaturat biciclic, cu 8 până la 10 membri, în care heterociclul mono- sau biciclic constă din atomi de carbon și din unul până la 3 heteroatomi selectați din grupul constând din N, O, sau S. De exemplu, termenul “heteroaril” va include, dar fără a se limita la aceștia, următorii radicali:

în timp ce descrierea precedentă dă indicații despre principiile prezentei invenții, cu exemple oferite în scop ilustrativ, trebuie înțeles că practica invenției acoperă toate variațiile, adaptările sau modificările uzuale, după cum reiese din revendicările următoare și din echivalentele sale.

Abrevieri utilizate în descriere: Desemnare

BOC (Boc) CBZ (Cbz)

TBS (TBDMS)

Desemnare

Ts, sau tosil, sau tosilat Ns, sau nosil, sau nosilat

Tf, sau triflil, sau triflat

Ms, sau mesil, sau mesilat Desemnare

Reactiv BOP

BOP-CI

EDC

Grupare protectoare t-butiloxicarbonil benziloxicarbonil (carbobenzoxi) Fbutil-dimetilsilil

Grupare activatoare p-toluensulfonil

3-nitrobenzensulfonil trif I uormetansulf on i I metansulfonil Reactiv de cuplare hexafluorfosfat de benzotriazol-1-iloxitris-(dimetilamino)fosfoniu clorură b/s(2-oxo-3-oxazolidinil)fosfinică clorhidrat de 1-etil-3-(3-dimetil-aminopropil)carbodiimidă

R0118292 Β1

Altele	455
BOC-ON	2-(t-butilcarboniloximino)-2-fenilacetonitril
(BOC)₂(BOC₂O, sau Boc₂O)	dicarbonat de cff-t-butil
n-Bu₄N⁺F	fluorură de tetrabutil amoniu
n-BuLi (n-BuLi)	n-butil litiu	460
(S)-CSA	acid (1S)-(+)-10-camforsulfonic
Dl	deionizat
DIEA, sau DIPEA	diizopropiletilamină
DMAP	dimetilaminopiridină
DME	dimetoxietan	465
DMF	dimetilformamidă
Et₃N	trietilamină
AcOEt	acetat de etil
IPA	Z-propanol
KF	titrarea Karl Fischer pentru apă	470
LDA	litiu diizopropilamidă
LHDMS	litiu hexametildisilazan
L-PGA	acid (L)-piroglutamic
TFA	acid trifluoracetic
TG	gravimetrie termică; pierdere la încălzire	475
THF	tetrahidrofuran
TLC	cromatografie în strat subțire

în continuare, se prezintă exemple de realizare ale noului procedeu, care însă nu trebuie considerate ca limitări ale noului procedeu din această invenție. 480

Exemplul 1. Pirazin-2-terț-butil-carboxamida, 13

Acid 2-pirazin-carboxilic 12 Clorură de oxalil tert-butilamină (KF = 460 pg/ml) AcOEt (KF = 56 pg/ml)

DMF

3,35 kg (27 moli)

3,46 kg (27,2 moli)

9,361 (89 moli)

271

120 ml

490 n-pronanol 201 într-un balon cu trei gâturi se suspendă 3,35 kg acid carboxilic 12 în 27 I AcOEt și 120 ml DMF, cu agitare mecanică, sub azot și se răcește suspensia rezultată la 2°C. Se adaugă clorură de oxalil menținând temperatura între 5 și 8°C.

Adăugarea durează 5 h. în timpul adăugării, exoterme, se degajă CO și CO₂. Acidul clorhidric care se formează rămâne timp îndelungat în soluție. Formarea acidului clorhidric se determină prin tratarea unei probe anhidre cu t-butilamină. La completare rămâne <0,7% acid 12.

495

Reacția poate fi monitorizată prin HPLC·. coloană Dupont Zorbax RXC8 de 25 cm cu un flux de 1 ml/min și detectare la 250nm; gradient liniar de la 98% H₃PO₄ apos 0,1% și 2% acetonitril la 50% H₃PO₄ apos și 50% acetonitril, la 30 min. Timpii de retenție: acid 12 = 10,7 min, amidă 13 = 28,1 min.

Amestecul de reacție este menținut pentru perfectare încă o oră la 5°C. Suspensia se răcește apoi la 0°C și se adaugă te/ț-butilamina, cu o astfel de viteză, încât temperatura amestecului de reacție să se mențină sub 20°C.

Adăugarea durează 6 h, deoarece reacția este foarte exotermă. Se îndepărtează o mică porțiune de clorhidrat de fe/ț-butilamină generată, sub forma unui solid alb pufos.

500

505

R0118292 Β1

Amestecul se menține apoi la 18°C încă 30 min. Sărurile de amoniu precipitate se îndepărtează prin filtrare. Precipitatul de pe filtru se spală cu 121 de AcOEt. Fazele organice reunite se spală cu 61 de bicarbonat de sodiu 3% și 2 x 21 de soluție apoasă saturată, de clorură de sodiu. Faza organică se tratează cu 200 g cărbune Darco G60 și se filtrează prin Solka Flok, iar turta se spală cu 4 litri de AcOEt. Prin tratarea cu cărbune se îndepărtează colorația purpurie a produsului.

Soluția în AcOEt de 13 se concentrează la 25% din volumul inițial, la o presiune de 0,00098692 at. Se adaugă apoi 301 n-propanol și se continuă distilarea până când se obține un volum final de 20 I.

Temperatura internă în acest solvent este sub 30°C. O soluție în n-propanol/AcOEt de 13 este stabilă la reflux, la presiune atmosferică, timp de câteva zile.

Evaporarea unei probe dă un solid colorat cu p.t. 87,..88°C;

¹³C-RMN (75 MHz, CDCI₃, ppm): 161,8; 146,8; 145,0; 143,8; 142,1; 51,0; 28,5.

Exemplul 2. 2-terț-butil-carboxamid-piperazina racemic, 14

Materiale

Soluție de 2,4 kg (13,4 moli) pirazin-2-terț-butil-carboxamidă 13 în 12 litri n-propanol, 20% Pd(OH)2/C16% în greutate, 144 g apă.

Soluția de pirazin-2-tert-butil-carboxamidă 13 în n-propanol se introduce într-o autoclavă de 191, se adaugă catalizatorul și se hidrogenează amestecul la 65°C, la 3 at de hidrogen.

După 24 h este absorbită cantitatea teoretică de hidrogen, iar cromatografia de gaz (GC) indică <1% 13. Amestecul se răcește, se purjează cu azot, iar catalizatorul se îndepărtează prin filtrare pe un filtru Solka Floc. Catalizatorul se spală cu 21 de n-propanol cald.

Reacția se monitorizează prin GC: coloană Megabore de 30 m, de la 100....160°C, cu 10°C/min, menținut 5 min, apoi la 10°C/min la 250°C, timpi de retenție: 13 = 7,0 min, 14 = 9,4 min. Reacția poate fi, de asemenea, monitorizată prin TLC (cromatografie în strat subțire) utilizând ca solvent AcOEt/MeOH (50:50) și ninhidrină ca agent de developare.

Evaporarea unei probe dă 14 sub forma unui solid alb, cu p.t. = 15O...151°C;

¹³C-RMN (75 MHz, D₂O, ppm): 173,5; 59,8; 52,0; 48,7; 45,0; 44,8; 28,7.

Exemplul 3. Sare bis a (S)- 2-tert-butil-carboxamid-piperazinei cu acid (S)camforsulfonic, (S)-15

2(+)-CSA* a

'“s *2(+)-CSA ^N'^^X*coNH-tBu H

ÎS

Materiale

2-ie/ț-butil-carboxamid-piperazină 14 racemic Soluție în n-propanol

Acid (S)-(+)-10-camforsulfonic n-propanol

Acetonitril

Apă

4,10 kg (22,12 moli)

25,5 kg

10,0 kg (43,2 moli) litri litri

2,4 litri

Soluția de amină 14 în n-propanol se încarcă într-un vas de 1001, prevăzut cu un concentrator discontinuu. Soluția se concentrează la 0,00098692 at și la o temperatură sub 25°C, până la un volum de aproximativ 121.

Produsul precipită, însă reintră în soluție atunci când amestecul se încălzește la 50°C.

Se adaugă 391 de acetonitril și 2,4 I de apă, pentru a obține o soluție limpede, ușor brună.

Acidul (S)-IO-camforsulfonic se adaugă timp de 30 min în patru porții, la 20°C. Temperatura se ridică la 40°C, după adăugarea CSA. După câteva minute se formează un precipitat alb consistent. Suspensia albă se încălzește la 76°C, pentru a dizolva toți compușii solizi, și apoi soluția ușor brună este lăsată să se răcească la 21 °C, timp de 8 h.

Produsul precipită la 62°C. Produsul se filtrează apoi fără maturare la 21 °C, iar turta de filtrare se spală cu 51 de solvent acetonitril/n-propanol/apă 26/8/1,61. Se usucă la 35°C în etuvă, la vid, cu suflare de azot, pentru a da 15 sub forma unui solid alb, cristalin, cu p.t. = 288-290°C (cu descompunere);

[alo²⁵ = 18,9° (c = 0,37, H₂O);

¹³C-RMN (75 MHz, D₂O, ppm): 222,0; 164,0; 59,3; 54,9; 53,3; 49,0; 48,1; 43,6; 43,5; 43,1; 40,6; 40,4; 28,5; 27,2; 25,4; 19,9; 19,8.

Excesul diastereomeric (de) al produsului este de 95% conform următoarei determinări HPLC chiral: o probă de 33 mg de 15 se suspendă în 4 ml de EtOH și 1 ml de Et₃N. Se adaugă 11 mg de Boc^O, și amestecul de reacție este lăsat la maturare timp de o oră. Solventul este îndepărtat complet la vid, iar reziduul se dizolvă în circa 1 ml de AcOEt și se filtrează printr-o pipetă Pasteur cu SiO₂, utilizând ca eluent AcOEt. Fracțiunile evaporate de produs sunt redizolvate în hexan la circa 1 mg/ml. Enantiomerii sunt separați pe o coloană Daicel Chiracell AS cu un sistem solvent hexan/IPA (5:3), la o viteză a fluxului de 1 ml/min și detectare la 228 nm; timpii de retenție: antipod (S) = 7,4 min, ( R)= 9,7 min.

Exemplul 4. (S) -2-terț-butil-carboxamid-4-terț-butoxi carbonil-piperazină 1 din sarea 15

565

570

575

580

585

N >*2(+)-CSA ^N'^ScONH-tBu H (BocjJO

Boc

l

590

595

Materiale

Sare bis a (S) -2-tert-butil-carboxamid-piperazinei cu (S)-(+)-ACS, 15, 95% ee 5,54 kg (8,53 moli)

Dicarbonat de d/-te/t-butil (Lacamas) 1,86 kg (8,53 moli)

Et₃N (Aldrich) ' 5,951 (42,6 moli)

EtOH Punctilious 200 proof 55 I

AcOEt 21 într-un reactor de 100 I, cu 3 gâturi, prevăzut cu pâlnie de picurare, sub azot, se adaugă, la 25°C, peste sarea (S)-ACS, 22, EtOH și apoi trietilamină. Solidul se dizolvă repede la adăugarea trietilaminei. Se adaugă prin pâlnia de picurare o soluție de Boc₂O în acetat de etil, cu o astfel de viteză, încât temperatura să se mențină sub 25°C. Adăugarea durează 3 h. După adăugarea soluției de Boc₂O, amestecul de reacție se maturează timp de o oră.

600

605

Reacția poate fi monitorizată prin HPLC: coloană Dupont Zorbax RXC8 de 25 cm, cu flux de 1 ml/min și detectare la 228 nm, izocratic (50/50) CH₃CN/KH₂PO₄ 0,1 M, ajustat la pH = 6,8 cu NaOH.; timp de retenție a 1 = 7,2 min. Testarea chiralității se realizează utilizând același sistem ca în etapa precedentă. Reacția poate fi, de asemenea, monitorizată prin TLC cu AcOEt 100%, ca solvent. (Rf = 0,7).

610 i

R0118292 Β1

Soluția este apoi concentrată la circa 10 I, la o temperatură de <20°C, într-un concentrator discontinuu, sub vid de 0,00098692 at. înlocuirea solventului este completă prin picurare înceată în 20 I de AcOEt și reconcentrare la circa 10 I. Amestecul de reacție se spală într-un extractor cu 60 litri EtOAc. Faza organică se spală cu 16 I de soluție apoasă 5% de carbonat de sodiu, 2 x 101 de apă deionizată și 2 x 61 de soluție apoasă saturată de clorură de sodiu. Soluțiile apoase de spălare se extrag din nou cu 20 I de AcOEt, iar faza organică se spală cu 2 x 31 de apă și 2 x 41 de soluție apoasă saturată de clorură de sodiu. Extractele, combinate, de AcOEt se concentrează la un vid de 0,00098692 at, la o temperatură de <20°C, într-un concentrator discontinuu de 100 I, la circa 8 I. înlocuirea solventului cu ciclohexan se face prin turnare lentă în circa 201 de ciclohexan și reconcentrare la aproximativ 8 I. Suspensia se adaugă peste 51 de ciclohexan și 280 ml de AcOEt, iar amestecul se încălzește la reflux, până când totul intră în soluție. Soluția se răcește și se însămânțează (10 g) la 58°C. Suspensia se răcește la 22°C în patru ore, iar produsul se izolează prin filtrare, după o oră de maturare la 22°C. Turta de filtrare se spală cu 1,81 de ciclohexan și se usucă într-o etuvă, sub vid, la 35°C, sub un curent de azot, pentru a rezulta (>99,9% suprafață % prin HPLC, izomer-(R), sub nivelul de detectare) 1, ca o pulbere ușor colorată.

[a] _D ²⁵ = 22,0° (c = 0,20, MeOH), p.t. = 107°C;

¹³C-RMN (75 MHz, CDCI₃, ppm): 170,1; 154,5; 79,8; 58,7; 50,6; 46,6; 43,6; 43,4; 28,6; 28,3.

Exemplul 5. Sare bis a (S)-2-tert-butil-carboxamid-piperazinei cu acid (L)piroglutamic, 16

Materiale

2-tert-butil-carboxamid-piperazină, 14, racemic 0,11 moli

Soluție în n-propanol 155 ml, determinat = 21,1 g

Acid L-piroglutamic 28 g (0,21 moli)

Apă 5 ml

Soluția de 2-tert-butil-carboxamid-piperazină, racemic, 14, în n-propanol se încarcă într-un balon cu fund rotund de 500 ml, prevăzut cu condensator de reflux, agitator mecanic și admisie de azot. împreună cu acidul L-piroglutamic se adaugă apa, iar suspensia rezultată se încălzește la reflux. Soluția galbenă, omogenă, se răcește apoi la 50°C și se însămânțează 50 mg de sare bis cu (L)-APG a ( R)-aminei. Imediat ce începe să precipite, se continuă răcirea până la 25°C și se maturează timp de 16 h. Solidele se filtrează la 22°C, iar precipitatul se spală cu 35 ml de n-propanol/1 % apă rece. Precipitatul se usucă la 35°C în etuvă la vid, sub atmosferă de azot, pentru a rezulta 23,74 g (48%) sare bis cu acid Lpiroglutamic a (R)-2-te/ț-butil-carboxamid-piperazinei. Puritatea (ee) a produsului este de 98%, conform determinării HPLC chiral descrisă mai înainte. Lichidele mumă, galbene, conțin 22,6 g (46%) sare bis cu acid L-piroglutamic a 2-tert-butil-carboxamid-piperazinei, 16 și ee este de 95%, conform determinării HPLC chiral. Lichidele-mumă se evaporă și se utilizează direct în etapa de protejare prezentată în exemplul 6.

Exemplul 6. (S)-2-terț-butil-carboxamid-4-terț-butoxicarbonil-piperazină, 1, din sarea bis a (S)-2-terț-butil-carboxamid-piperazinei cu acid (L)-piroglutamic, 16

H

Z^NX -2L-PGA

N^'^C ONH-tBu H (BochO

ONH-tBu

R0118292 Β1

670

Materiale

Sarea bis a (S)-2-fe/f-butil-carboxamid-piperazinei cu acid (L)-piroglutamic, 95% ee Dicarbonat de c//-tert-butil Eț,N n-propanol

AcOEt

22,6 g (50,1 mmoli) 11,1 g (50,1 mmoli)

35,5 ml (0,254 moli) 226 ml ml într-un balon de 500 ml, cu trei gâturi, prevăzut cu pâlnie de picurare, sub azot, la sarea bis a (S)-2-tert-butil-carboxamid-piperazinei cu acid L-piroglutamic se adaugă npropanol. Solidul galben cleios se dizolvă repede la adăugarea Et₃N. Se adaugă apoi, timp de două ore, la 22°C, o soluție de Boc₂O în AcOEt. După terminarea adăugării, amestecul de reacție se maturează timp de o oră. Reacția poate fi monitorizată prin HPLC (cromatografie de lichid de mare performanță) și TLC, utilizând aceleași procedee ca pentru transformarea lui 15 în 1.

675

680

Soluția este apoi concentrată, iar solventul se înlocuiește cu 200 ml de AcOEt. Amestecul de reacție se spală cu 50 ml de soluție apoasă 7% de carbonat de sodiu, 2 x 30 ml apă, se usucă pe sulfat de sodiu și se filtrează. Soluția de AcOEt se concentrează, iar solventul se înlocuiește cu 60 ml de ciclohexan. Se adaugă 1 ml de AcOEt, iar amestecul se încălzește la reflux pentru a dizolva toate solidele. Amestecul se răcește apoi și se însămânțează 50 mg la 52°C. Suspensia se răcește la 22°C, timp de două ore, iar produsul se izolează prin filtrare după o oră de perfectare la 22°C. Precipitatul se spală cu 8 ml de ciclohexan și se usucă într-o etuvă la vid, la 35°C, sub azot, pentru a rezulta (>99,9 suprafață % prin analiză HPLC, izomer-(R) sub nivelul de detectare) 1, sub forma unei pulberi aproape albe.·

Exemplul 7. Racemizarea (S)-2-terț-butil-carboxamid-4-terț-butoxicarbonilpiperazinei, 1, cu bază tare

685

690

i

695

A. Agent de racemizare - tert-butoxid de potasiu (S)-2-ferț-butil-carboxamid-4-tert-butoxicarbonil-piperazină, 1 (99,4% ee) 0,416 g fe/ț-butoxid de potasiu 1 M în terț-butanol 0,04 ml

Ciclohexan 7,3 ml

La o suspensie de derivat piperazinic enantiomeric pur (1), în ciclohexan, se adaugă fe/ț-butoxid de potasiu și se încălzește la reflux timp de o oră. După răcire la temperatura camerei, se formează un precipitat alb care se filtrează pentru a rezulta 405 mg butil-carboxamid-4- tert-butoxicarbonil-piperazină racemic.

B. Agent de racemizare - n-butil litiu (S)- 2-teri-butil- carboxamidă-4-tert-butiloxicarbonil-piperazină (99,4% ee) n-butil litiu 2 M în ciclohexan Ciclohexan

La suspensia de derivat piperazinic, 1, enantiomeric pur, în ciclohexan, se adaugă, lent, cu răcire cu gheață, soluția de n-butil litiu. Amestecul se încălzește la reflux peste noapte. Prelevarea unei probe și analiza indică faptul că ee a scăzut la 50%.

C. Agent de racemizare - bază Schwesinger (S)-2-te/ț-butil-carboxamid-4-te/ț-butiloxicarbonil-piperazină (99,4% ee) de 2-terț700

705

710

0,421 g

0,37 ml

7,5 ml

0,342 g

715

RO 118292 Β1

1-terț-octil-4,4,4-tr7s-(dimetilamino)-2,2-b/s [tris-(dimetilamino)-fosforanilidenamino)-

2,4-catenadi-(fosfazen) 1 M în hexan (bază Schwesinger) 0,09 ml Metilciclohexan 6 ml

Derivatul de piperazină, 1, enantiomeric pur, se încălzește la reflux cu bază Schwesinger, timp de 14 h. Prelevarea unei probe arată că excesul enantiomeric (ee) a scăzut la 52%.

Exemplul 8. Racemizarea (S)-2-terț-butil-carboxamid-4-terț-butiloxicarbonilpiperazinei, 1, cu acid carboxilic

A. Agent de racemizare - acid acetic (S)-2-terț-butil-carboxamid-4-terț-butiloxicarbonil-piperazină, 1 (99,4% ee) Acid acetic

0,441 g

7,73 ml

Derivatul piperazinic, 1, enantiomeric pur, se încălzește în acid acetic la 100°C, timp de 12 h. După răcire la 22°C, acidul acetic se îndepărtează prin evaporare în vid, pentru a rezulta 430 mg, solid, alb. Determinarea ee arată o scădere la 68%.

Exemplul 9. Racemizarea (S)-2-terț-butil-carboxamid-4-terț-butiloxicarbonilpiperazinei, 1, cu sare anhidră de metal

Agent de racemizare - clorură de magneziu (S)-2-te/ț-butil-carboxamid-4-terț-butiloxicarbonil-piperazină, 1 (99,4% ee) Clorură de magneziu anhidră Dietileter-etilenglicol

0,430 g

0,03 g ml

Derivatul piperazinic, 1, enantiomeric pur și clorură de magneziu anhidră se încălzesc la 100°C, timp de 12 h, în dietileter-etilenglicol. Prelevarea unei probe și analiza indică faptul că ee a scăzut la 97%.

Exemplul 10. Racemizarea sării bis a (S)-2-terț-butil-piperazin-carboxamidei cu acid (1S)-10-camforsulfonic, 15, cu bază tare

Agent de racemizare - terț-butoxid de potasiu Sare bis a (S)-2-te/ț-butil-carboxamid-piperazinei cu acid (1S)-10-camforsulfonic, 15 (99,3% ee) terț-butoxid de potasiu 1,72 M în tetrahidrofuran Metilciclohexan

0,559 g

1,25 ml ml

RO 118292 Β1

Sarea cu acid camforsulfonic a piperazinei (15), diastereomeric pură, se suspendă în metilciclohexan și se adaugă peste aceasta soluția de terț-butoxid de potasiu/THF.

Amestecul de reacție se încălzește la 80°C, timp de 12 h. Prelevarea unei probe indică faptul că puritatea enantiomerică a piperazinei a scăzut la 32%.

Exemplul 11. Racemizarea sării bis cu acid (1S)-10-camforsulfonic a (S)-2-terț-butil- 780 carboxamid-piperazinei, 15, cu acid carboxilic

Agent de racemizare - acid acetic

Sare bis cu acid (1S)-10-camforsulfonic a (S)2-tert-butil-carboxamid-piperazinei, 15, (99% de) 2,14 g

Acid acetic glacial 10 ml

Sarea cu acid camforsulfonic a piperazinei, 15, diastereomeric pură, se încălzește în acid acetic la 116°, timp de 66 h. După răcire la 25°C, amestecul se diluează cu 30 ml THF, pH-ul se ajustează la 9,5 cu NaOH 50% și se extrage cu 3 x 50 ml acetat de etil. Fazele organice reunite se usucă pe sulfat de magneziu anhidru și se concentrează pentru a rezulta amida piperazinică, bază liberă, 14. Determinarea ee arată o scădere la 71%, prin determinare HPLC chiral.

Exemplul 12. Racemizarea (R)-2-terț-butil-carboxamid-4-furopicolil-piperazinei cu bază tare

790

795

800

805

810

Agent de racemizare - terț-butoxid de potasiu (R)-2-ferț-butil-carboxamid-4-furo-picolil-piperazină (99,3% ee) 1,87 g fe/ț-butoxid de potasiu 1,7 M în THF 0,02 ml 815

THF 25 ml

Se dizolvă ( R)-2-te/1-butil-carboxamid-4-furo-picolil-piperazina, enantiomeric pură, în THF și se adaugă terf-butoxid de potasiu. Soluția se încălzește la reflux, timp de trei ore, când analiza unei probe prin HPLC chiral indică faptul că materialul este racemic.

Exemplul 13. Racemizarea (R)-2-terț-butil-carboxamid-4-(3-picolil)-piperazinei cu 820 bază tare

830

RO 118292 Β1

Agent de racemizare - terț-butoxid de potasiu (R)-2-terț-butil-carboxamid -4-(3-picolil)piperazină (99,3% ee) 0,67 g terț-butoxid de potasiu 1,7 M în THF 0,01 ml

THF 21 ml.

Se dizolvă (R)-2-terț-butil-carboxamid-4-(3-picolil)-piperazina, enantiomeric pură, în THF și se adaugă te/ț-butoxid de potasiu. Soluția se încălzește la reflux, timp de patru ore. Analiza unei probe prin HPLC chiral, indică faptul că materialul este racemic.

Exemplul 14. Combinarea racemizării sării bis cu acid (L)-piroglutamic a (R) 2-tertbutil-carboxamid-piperazinei cu separarea acesteia

separare

C.1

H î K Η I Λ

Οο

A. Racemizare în amestec ciclohexan/THF, ca solvent Sare cu acid (L)-piroglutamic a (R)-2-terț-butil-carboxamid piperazinei, 17 (97,9% R, 1.03% S, 3,4% TG) 214,98 g (0,468 moli)

NaOH apos 50% 80ml n-propanol 40ml

Apă 65ml

Tetrahidrofuran 700 ml

Soluție apoasă saturată de carbonat de potasiu 50ml te/ț-butoxid de potasiu 1M în te/ț-butanol 12,1 ml într-o pâlnie de separare se dizolvă sarea bis cu acid (L)-piroglutamic a piperazinei (enantiomerul R, nedorit, din exemplul (5) în n-propanol apă și NaOH. La sistemul bifazic se adaugă 700 ml de THF, iar faza apoasă se separă. Faza organică se spală cu 2 x 25 ml soluție saturată de carbonat de potasiu. Faza organică se transferă într-un balon de 1 I, cu trei gâturi, prevăzut cu agitare mecanică și cap de distilare. THF, se înlocuiește, la presiune atmosferică, cu ciclohexan, prin concentrare până la un volum de aproximativ 250 ml, urmată de adăugarea a 700 ml ciclohexan și reconcentrare la 250 ml. După adăugarea a 150 ml de THF și a terț-butoxidului de potasiu, suspensia de culoare deschisă, se încălzește la reflux, timp de șapte ore. Suspensia se răcește apoi la 2°C, timp de două ore, se filtrează și se spală cu 2 x 40 ml de ciclohexan. După uscare, se obțin 82,94 g (recuperare 96%) de pulbere cristalină albă (99,7% în greutate, 50,8% R, 49,2% S).

Materialul racemic se tratează cu 1,8 echivalenți de acid L-piroglutamic într-un mediu de n-propanol/apă (vezi exemplul 5).

Racemizare în n-propanol ca solvent Sare bis cu acid (L)-piroglutamic a ( R)-2-terț-butilcarboxamid-piperazinei 17 Soluție apoasă 50% (g/g) de NaOH Apă n-propanol Soluție apoasă saturată de carbonat de potasiu terț-butoxid de potasiu 1,72 M în THF

29,62g(TG=3,4%)(64,6 mmoli)

11,7 ml

11,7 ml ml ml

1,15 ml

R0118292 Β1

Sarea de amină 17 se dizolvă într-o pâlnie de separare în amestec apă/n-propanol, prin încălzire la 40°C. La adăugarea NaOH se formează o a doua fază care se sparge. Faza 885 apoasă se spală de două ori cu 5 ml de soluție saturată de carbonat de potasiu.

O determinare HPLC indică faptul că 95% din amină a fost extrasă în faza organică.

Soluția de amină în n-propanol se încarcă într-un balon de distilare și se adaugă 200 ml de propanol anhidru. Soluția se distilează la presiune atmosferică până ce solventul dispare la 98°C și KF-ul unei probe conține 0,350 mg/ml de soluție. 890

Capul de distilare se înlocuiește cu un condensator de reflux și se adaugă 1,15 ml de soluție 1,72 M de ierț-butoxid de potasiu. Soluția se încălzește la reflux, iar analiza chirală a unei probe indică faptul că amina este un racemic (50% R, 50% S), după 17 h de reflux. Materialul racemic poate fi supus separării cu 1,8 echivalenți de acid L-piroglutamic într-un mediu de n-propanol/apă (vezi exemplul 5). 895

De asemenea, este posibil să se realizeze racemizarea prin adăugarea unei soluții de propoxid de sodiu, sau potasiu în n-propanol.

Exemplul 15. Combinarea racemizării sării bis cu acid (L)-piroglutamic a (R)- 2-terțbutil-carboxamid-piperazinei, 17, cu separarea

π

racemiwc

900

905

910

Racemizarea în n-propanol, cu prepararea in situ a alcoxidului

Sare bis cu acid L-piroglutamic a (R)- 2-te/ț-butilcarboxamid -piperazinei, 17 188,9g(TG=3,4%)(0,42moli) n-propanol 950 ml

Soluție apoasă 50% (g/g) de NaOH250 g

Apă300 g

Sarea aminei 17 se dizolvă în amestec de n-propanol, NaOH și apă, într-o pâlnie de separare.

Faza apoasă inferioară conține, în cea mai mare parte, L-APG, în timp ce faza superioară de n-propanol conține 79,0 g de piperazină (determinare prin HPLC, recuperare 100%). De asemenea, prin titrare cu HCI și NaOH, s-a găsit că faza organică conține 4,5% moli L-APG.

Faza organică se usucă azeotrop, până ce KF-ul soluției atinge 0,259 mg/ml de soluție. Se prelevează o probă și se determină ca fiind racemic (50% R, 50% S).

Se adaugă la soluție 13,9 g bicarbonat de potasiu și 50 ml apă, și se agită soluția la 60°C, timp de 30 min. Se separă o fază solidă, care se separă prin filtrare.

Soluția de n-propanol rămasă este lipsită, în acest moment, de orice bază tare și poate fi supusă separării, în condițiile descrise mai înainte (vezi exemplul 5).

915

920

925

930

	RO 118292 B1
Exemplul 16. butoxicarbonil-piperazina 3	1-[(R)-2’,3’-epoxipropil)-(S)-2-terț-butil-carboxamid-4-terț-
BocN'^XXxj l^NH	O-^^ONs BocN'^S î>
	X

Materiale (S)-2-tefț-butil-carboxamid-4-te/ț-butoxicarbonilpiperazină, 1 (2S)-(+)-glicidil-3-nitrobenzensulfonat, 2 Diizopropil-etilamină

DMF

11,0 g (38,4 mmoli) 9,96 g (38,4 mmoli) 5,5 ml (42,2 mmoli) 38 ml

Piperazina 1 și (2S)-(+)-glicidil-3-nitrobenzensulfonatul 2 se dizolvă într-un balon de 250 ml, prevăzut cu agitator mecanic, sub atmosferă de azot, în DMF și DIEA. Soluția omogenă se încălzește la 6O...62°C, timp de 9 h.

TLC-ul (100% AcOEt ca eluent, spotare cu ninhidrină) indică un consum complet al piperazinei 1.

Reacția se oprește prin adăugarea a 30 ml soluție apoasă 5% de bicarbonat de sodiu. Amestecul de reacție se extrage cu 400 ml de acetat de izopropil. Faza organică se spală cu 3 x 50 ml apă și 1 x 50 ml de saramură, se usucă pe sulfat de sodiu și se evaporă solventul, pentru a rezulta un ulei galben. Cromatografia rapidă (coloană de 4 cm x 20 cm, SiO₂, gradient de eluare cu 30:70 AcOEt: hexani până la 60:40 AcOEt:hexani) și evaporarea fracțiunilor conținând produsul conduce la 9,24 g (randament 71%) din 3, sub forma unui ulei.

[a] ₀ ²⁵ = -17,7° (c = 0,12 MeOH);

¹³C-RMN (100 MHZ, CDCI₃, -25°C, ppm de rotamer major): 170,0; 154,1; 80,2; 66,7; 56,3; 51,7; 50,8; 50,2; 47,0; 44,0; 41,9; 28,3; 28,1.

Exemplul 17. Prepararea epoxidului3 din piperazina 1 și (S)-glicidolul 4

BocN'^^j

Ι^,ΝΗ t-Bu-NhT^O <> Γ^ΟΗ (2) TsCI (3) NaH

Se încălzesc la reflux 2,00 g (7,00 mmoli) de piperazina 1 și 930 μΙ (14,0 mmoli) de (S)-glicidol 4 în 19 ml izopropanol, timp de 17 h. Amestecul de reacție este apoi distribuit între 100 ml acetat de etil și 50 ml apă. Straturile se separă, iar stratul de acetat de etil se spală cu soluție saturată de clorură de sodiu, se usucă pe sulfat de magneziu și se concentrează până la obținerea a 2,4 g de clei. O porțiune de 241 mg din clei se tratează cu 2 ml de piridină și 130 mg (0,68 mmoli) de clorură de p-toluensulfonil, peste noapte, și apoi se concentrează, obținându-se un ulei. Uleiul se distribuie între 25 ml acetat de etil și 10 ml apă. Stratul de acetat de etil se spală cu saramură, se usucă pe sulfat de magneziu și se concentrează până la obținerea unui ulei. Uleiul brut se dizolvă în 2 ml de THF și se tratează cu 100 mg de NaH dispersie 60% în ulei. După o oră, amestecul se distribuie între 50 ml de acetat de etil și 10 ml apă. Stratul de acetat de etil se usucă pe sulfat de magneziu și se concentrează pentru a rezulta epoxidul 3, dorit (vezi exemplul precedent pentru datele spectrale).

985

R0118292 Β1

Exemplul 18. Prepararea produsului de cuplare 8 din amida 7 și epoxidul3

1 8

990

995 într-un balon cu fund rotund, de 100 ml, prevăzut cu termocuplu, agitator mecanic și admisie de azot, se răcește la -78°C, o soluție de 216 mg (0,67 mmoli) acetonidă 7 (care poate fi obținută conform US 5169952) și 229 g (0,67 mmoli; 1 echiv.) de N-Boc-piperazinepoxid 3 în 3,5 ml de THF (KF = 22 pg/ml)(KF însemnând titrarea Karl Fischer pentru determinarea conținutului de apă). Se adaugă apoi 0,9 ml de soluție 1,6 M (2,1 echiv.) de n-butil litiu în hexan, menținând temperatura între -78 și -73°C. Amestecul de reacție se agită la -76°C, timp de o oră și apoi este lăsat să se încălzească la -25°C, timp de o oră. Amestecul se agită între -25 și -22°C, timp de 2,5 h, apoi se stinge reacția prin adăugarea a 5 ml de apă deionizată, la -15°C și se extrage cu 20 ml de acetat de etil. Extractul de acetat de etil se spală cu 10 ml de soluție saturată de clorură de sodiu și se concentrează la presiune redusă (0,036 at), pentru a rezulta produsul brut care se cromatografiază pe coloană cu silicagel, folosind ca eluent acetat de etil/hexan 3:2, rezultând 84 mg (20%) produs de cuplare 8, sub forma unui sirop galben pai.

¹³C-RMN (75,4 MHz, CDCI₃, δ ppm): 172,6; 170,2; 154,6; 140,8; 140,4; 139,6; 129,5; 128,8; 128,1; 127,2; 126,8; 125,6; 124,1; 96,7; 80,4; 79,2; 65,9; 65,8; 62,2; 51,3; 50,1; 45,3; 43,5; 39,5; 39,1; 36,2; 28,8; 28,4; 26,5; 24,2.

Exemplul 19. Obținerea precursorului 9

1000

1005

1010

1015

1020

La o soluție de 5,79 g (8,73 mmoli) de compus 8 în 25,5 ml de izopropanol, la 0°C, se adaugă 20 ml de acid clorhidric 6 N, apoi, după 15 min, se adaugă 10 ml acid clorhidric concentrat. După o oră, amestecul se încălzește la 20°C și se maturează 4 h. Amestecul de reacție se răcește apoi la 0°C și se ajustează pH-ul la 12,5 cu 13 ml soluție de hidroxid de sodiu 50%, menținându-se temperatura la <29°C. Amestecul se extrage cu 2 x 80 ml de acetat de etil, iar extractele se usucă pe sulfat de magneziu și se concentrează rezultând 5,46 g produs 9, sub forma unei spume incolore.

¹³C-RMN (75,4 MHz, CDCI₃, δ ppm): 175,2; 170,5; 140,8; 140,5; 139,9; 129,1; 128,5; 127,9; 126,8; 126,5; 125,2; 124,2; 73,0; 66,0; 64,8; 62,2; 57,5; 49,9; 47,9; 46,4; 45,3; 39,6; 39,3; 38,2; 28,9.

1025

1030

RO 118292 Β1

Exemplul 20. Prepararea compusului J monohidrat

Compusul J • h₂o

La soluția de 9 în acetat de etil (10,5 I, KF = 10 mg/ml) din etapa precedentă se adaugă 201 DMF uscat pe site (KF<30 mg/l), iar amestecul se încălzește pe o baie de abur, sub vid de 761,52 mm Hg pentru a îndepărta, prin distilare, în principal apa și/sau solventul (izopropanol rezidual sau acetat de etil). Peste volumul final concentrat de 13,51 (KF =1,8 mg/ml) se adaugă 2,86 I (20,51 moli) de trietilamină, la 25°C, apoi 1287 g (7,84 moli) de clorhidrat de clorură de 3- picolil 96%. Suspensia rezultată se încălzește la 68°C.

Reacția se urmărește prin analiză HPLC ca în etapa precedentă.

Timp de retenție (minute) Compus

2.7

4,2

4.8

9,1

DMF

Clorură de 3-picolil

Compus J

Precurs 9

Amestecul se maturează la 68°C până când precursorul 9 rezidual ajunge la <0,3 suprafață %, prin analiză HPLC. Condiții HPLC: coloană Dupont C8-RX de 25 cm, 60:40 acetonitril/(KH₂P0₄/K₂HP0₄) 10 mM, 1,0 ml/min, detectare = 220 nm.

Amestecul se agită la 68°C, timp de 4 h, apoi se răcește la 25°C și se extrage cu 80 I de acetat de etil și un amestec de 24 I soluție apoasă saturată de bicarbonat de sodiu și 41 de apă distilată. Amestecul se agită la 55°C, iar straturile se separă. Stratul de acetat de etil se spală de trei ori cu 20 I de apă la 55°C. Stratul de acetat de etil se concentrează la presiune atmosferică, până la un volum final de 30 I. La sfârșitul concentrării, la presiune atmosferică, se adaugă peste soluția fierbinte 560 ml apă, iar amestecul se răcește la 55°C și se însămânțează cu compus J monohidrat. Amestecul se răcește la 4°C și se filtrează pentru a colecta produsul. Produsul se spală cu 2 x 31 de acetat de etil rece și se usucă în etuvă, în vid, la 25°C, rezultând 2905 g (70,7%) compus J monohidrat, sub forma unui solid alb.

Curba calorimetrică cu scanare diferențială (DSC) pentru compusul J monohidrat la 10°C/min, sub curent de azot, arată o endotermă cu pantă lină, relativ largă, cu un vârf de temperatură de circa 66°C, urmată de o combinație endotermă-exotermă în intervalul de temperatură de la aproximativ 129 la 134°C și, în final, o endotermă majoră de topire cu un vârf de temperatură de 158°C, o temperatură extrapolată de amorsare de aproximativ 155°C și o încălzire corespunzătoare de topire de 59 J/g.

RO 118292 Β1 /

Exemplul 21. Separarea cinetică a (S/R)-2-terț-butil-carboxamid-4-terțbutoxicarbonil-piperazinei, 17, la 1

1085

1090

Materiale (S/R)-2-tert-butil-carboxamid-4-tert-butoxicarbonil-piperazină, 17, brută (S)-2- terț-butil-carboxamid-4- tert-butoxicarbonil-piperazină, 1 (>99,5% ee) Metilciclohexan cu 2% (vol/vol) AcOEt

1,40 g

4x0,14g ml

1095

Se dizolvă compusul brut, vâscos, în 14 ml de amestec de solvenți prin încălzire la 90°C. Soluția se lasă să se răcească, iar la intervale de 10°C soluția se însămânțează cu 0,14 g de 1 (>99,5% ee). La 55°C, cea de-a patra porție de 0,14 g de compus de însămânțare nu se mai dizolvă, iar la răcire lentă, la temperatura camerei se formează un precipitat cristalin alb. Amestecul de reacție se filtrează, se spală cu 3 ml de amestec metilciclohexan/acetat de etil și se usucă în vid, sub atmosferă de azot, rezultând 0,95 g de solid alb. Determinarea purității enantiomerice cu o coloană Chiracell AS indică o valoare de 93% ee.

Claims

Revendicări

1. Procedeu de racemizare a unui substrat, optic pur, sau îmbogățit, de piperazin-2terț-butilcarboxamidă, cu formula IX, sau X, sau a unei sări a acestuia,

1110

IX X

1115 caracterizat prin aceea că acesta cuprinde reacția respectivului substrat sau a unei sări a acestuia cu un agent de racemizare selectat dintre o bază tare, o sare anhidră de metal, sau un acid carboxilic, într-un solvent, la un interval de temperatură între temperatura camerei și 250°C; în formulele IX și X, R¹ și R² sunt selectați fiecare, în mod independent, din grupul constând din hidrogen, R,

O O

- C - R și - C - OR; și R este selectat din grupul constând din alchil 0,.5, -CH₂-aril, -CH₂heteroaril, arii și trifluormetil, în care arii este fenil, sau naftil, și heteroarilul este selectat din grupul constând din:

1120

1125

RO 118292 Β1 punctul de atașare fiind orice carbon al heteroarilului respectiv.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că R² este

O selectat din grupul constând din hidrogen și - C- OR, și R este selectat din grupul constând din alchil Ο,.₅, -CH₂-aril, -CHj-heteroaril, în care arii este fenil, sau naftil, și heteroarilul este selectat din grupul constând din:

punctul de atașare fiind orice carbon al heteroarilului respectiv.
3. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că respectivul agent de racemizare este o bază tare, selectată din grupul constând dintr-un alchil-litiu, o amidură, un hidroxid, un alcoxid de litiu și o bază Schwesinger.
4. Procedeu conform revendicării 3, caracterizat prin aceea că respectiva bază tare este selectată din grupul constând din te/ț-butoxid de litiu, te/ț-butoxid de sodiu, te/ț-butoxid de potasiu, n-propoxid de litiu, n-propoxid de sodiu, n-propoxid de potasiu, metoxid de sodiu, metoxid de potasiu, etoxid de sodiu și etoxid de potasiu.
5. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că respectivul agent de racemizare este o sare anhidră de metal, selectată dintre clorură de magneziu, bromură de magneziu, clorură de zinc, clorură de fier (III) sau clorură de titan (IV).

R0118292 Β1

1180
6. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că respectivul agent de racemizare este un acid carboxilic selectat dintre acid acetic, acid propionic, acid butiric sau acid izobutiric.
7. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că intervalul de temperatură este între 50 și 120°C.
8. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că solventul este un eter, un alean, un cicloalcan, un alcool, sau un compus aromatic, sau un amestec al acestora.
9. Procedeu conform revendicării 8, caracterizat prin aceea că solventul este selectat dintre THF, ciclohexan sau propanol, sau un amestec al acestora.
10. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că respectivul substrat este selectat din grupul constând din:

1185

1190 o o

1195

1200

1205 sau o sare a acestora.
11. Procedeu conform revendicării 10, caracterizat prin aceea că respectivul substrat este selectat din grupul constând din:

1210

1215

1220 sau o sare a acestora.

1225

RO 118292 Β1

1230
12. Procedeu conform revendicării 11, caracterizat prin aceea că acesta cuprinde etapa adițională de izolare a enantiomerului (S) al compusului piperazin-2-fert-butilcarboxamidic din racemat.
13. Procedeu conform revendicării 11, caracterizat prin aceea că sarea respectivă este selectată dintre o sare a acidului piroglutamic sau o sare a acidului camforsulfonic.
14. Procedeu conform revendicării 13, caracterizat prin aceea că sarea respectivă este sarea bis a acidului (L)-piroglutamic.
15. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că substratul cu formula IX, sau o sare a acestuia, reacționează cu un alcoxid în 1-propanol, într-un interval de temperatură între 50 și 120°C; în formula IX, R¹ este hidrogen sau fert-butiloxicarbonil și R² este hidrogen.
16. Procedeu conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că respectivul alcoxid este selectat dintre n-propoxid de sodiu, n-propoxid de potasiu și n-propoxid de litiu.
17. Procedeu conform revendicării 16, caracterizat prin aceea că respectivul n-propoxid de sodiu, potasiu sau litiu este preparat in situ, prin uscarea azeotropă a hidroxidului de sodiu sau litiu, în 1-propanol.
18. Procedeu conform revendicării 17, caracterizat prin aceea că sarea respectivă este sarea bis a acidului (L)-piroglutamic.
19. Procedeu conform revendicării 16, caracterizat prin aceea că intervalul respectiv de temperatură este cuprins între 85 și 120°C.