TW201323407A - 製備６－氯－２，３，４，９－四氫－１ｈ－咔唑－１－羧醯胺及其中間產物之方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種呈醫藥上可接受之多晶型形式的外消旋-6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧醯胺(I)之新穎製備方法，該製備方法係經由將3-溴-2-側氧基-環己烷羧酸烷基酯轉換成6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧酸烷基酯，其又轉而經處理而獲得終產物。

Description

製備6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧醯胺及其中間產物之方法

本發明係有關於一種呈醫藥上可接受之多晶型形式的外消旋-6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧醯胺(I)之新穎製備方法及其中間產物。

化合物6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧醯胺(I)從WO2005026112號已知具有抗Sirt1活性，因而可用以製備從Sirt1的抑制而可獲益之任一種病況的治療藥物。此等病況包括但非限於癌症、代謝性疾病諸如代謝症候群、第一型糖尿病或第二型糖尿病、肥胖、血脂異常、高脂血症、阿茲海默氏症、帕金森氏症、肌萎縮性脊側索硬化、至少部分係藉多葡萄糖胺凝聚所引發的神經退化病況諸如，杭丁頓氏病、脊髓與延髓肌肉萎縮(SBMA或甘迺迪氏病)、齒狀紅核-蒼白球下視丘體萎縮(DRPLA)、脊髓與小腦共濟失調1(SCA1)、脊髓與小腦共濟失調2(SCA2)、馬約氏病(Machado-Joseph disease)(MJD；SCA3)、脊髓與小腦共濟失調6(SCA6)、脊髓與小腦共濟失調7(SCA7)、及脊髓與小腦共濟失調12(SCA12)。

取決於製備方法，化合物(I)可呈結晶型A或結晶型B或非晶型分離。

型A為不含溶劑的(圖1)、非吸濕性的(圖2)結晶型，可從異丙醇藉結晶獲得，或於室溫從各種極性質子性溶劑諸如，甲醇、乙醇、異丙醇或水以及從乙酸乙酯濃縮獲得。型A之特徵為

-圖3顯示的X光繞射圖樣具有如下表1列舉的突顯峰：

-圖4顯示的IR吸收光譜具有以cm^-1表示約在3448、3307、3277、1649、1306及772的特性峰

-圖5顯示的拉曼光譜具有以cm^-1表示約在3450、3050、1649、1616、1476、1307、1194、901、831、323及197的特性峰。

(於本上下文中，約一詞表示該等數值可改變例如至多為 ±4 cm^-1)

-約183℃的熔點

型B(圖6的TGA曲線及DSC曲線)乃非吸濕型(圖7)，可於室溫從丙酮或MEK(甲基乙基甲酮)、或含有丙酮或MEK之溶劑混合物藉蒸發獲得。

型B之特徵為

-圖8顯示的X光繞射圖樣具有如下表2列舉的突顯峰：

-圖9顯示的IR吸收光譜具有以cm^-1表示約在3389、1683、1405及1313的特性峰

-圖10顯示的拉曼光譜具有以cm^-1表示約在1712、1623、1485、1313、1163、843、339及212的特性峰。

(於本上下文中，約一詞表示該等數值可改變例如至多為±4 cm^-1)

-約165℃的熔點

(I)之非晶型係以於其XRPD圖案(圖11)中缺乏鮮明的X光繞射圖樣為其特徵且可藉低溫輾磨獲得。

非晶型可容易地轉換成型A或轉換成型B。朝向型A或型B，此點可藉於乙醇或丙酮內分別地調成料漿達成。型B轉而可容易地轉換成型A。此點可藉型B於各個溫度於水中調成料漿達成。

型A為非吸濕性(圖2)，隨時間之經過為安定(表3及表4)，及其適合用於醫藥組成物。

型A適合調配成各種醫藥上可接受的製劑，該等製劑較佳地係用於口服投予。

(I)的三步驟式製備方法係描述於Napper等人(2005)。

但此種方法不適合用於大規模製造。已知方法的一項缺點為中間產物需要層析純化。另一項缺點為於第一步驟使用乙醚作溶劑，在技術規模上有風險。另一項重大限制因素為存在有高度放熱的第二步驟，該種情況係與大規模製造上的安全性要求不可相容。更明確言之，於Napper等人揭示的方法之第二階段，其中式I’-a化合物其中R為乙基係使 用未經溶劑合反應物而轉換成式I’-b化合物，涉及無法控制的放熱作用，使得該方法於技術規模上不安全。

本發明提供一種避免先前技術的缺點且可方便地以技術規模施用之並獲得化合物(I)之方法。

發明人出乎意外地發現化合物(I’-a)與4-氯苯胺間之反應可以以更安全的條件，使用與水形成共沸混合物的溶劑於加熱下進行。

於是，於第一具體例中，本發明提供一種依據如下反應圖製備中間產物(I’-b)之方法：

其中R為C₁-C₆線性、分支或環狀烷基鏈且較佳地為乙基，該方法之特徵在於與水形成共沸混合物之一溶劑內，於加熱下進行(I’-a)與4-氯苯胺間之反應，及該溶劑較佳地係選自於二甲苯類、氯苯、環己烷、乙酸乙酯、甲基第三丁基醚(MTBE)、甲苯及較佳為乙醇。

當使用前述條件時，該方法可能冗長：發明人已經決定 為了讓千克規模的反應達到反應完全可能需時長達56小時。發明人已經發現藉共沸蒸餾去除水，可顯著地縮短反應時間(參考實施例3及實施例4)。藉執行反應混合物至少兩次共沸蒸餾可達成最佳結果。

因此，於一較佳具體例中，製備如前文定義的化合物(I’-b)之方法進一步包括藉共沸蒸餾而從該反應混合物中去除水。

發明人也判定若粗產物係從非極性溶劑諸如環己烷中結晶，則可避免(I’-b)的層析純化。因此，於一更佳具體例中，藉本發明方法獲得的含有化合物(I’-b)之粗產物混合物係從非極性溶劑，較佳地係從環己烷中結晶(參考實施例3及實施例4)。

於本發明之又一具體例中，中間產物(I’-b)係轉化成化合物(I)：

該轉換係藉於合宜溶劑內與氨反應進行。熟諳技藝化學師容易地藉二步驟式程序替代此一步驟，該二步驟式程序涉及(I’-b)與經適當保護的胺衍生物反應，接著將此胺去保護以獲得(I)。

轉換步驟(I’-b)→(I)於其中執行的該溶劑之選擇影響反應 產率。發明人已經判定此一步驟不應使用水作溶劑進行，原因在於部分酯(I’-b)轉換成其自由態酸相當物。欲於其中進行反應的該特別適當溶劑為乙醇及甲醇，以後者為較佳的原因在於反應在較短時間內完成。當使用甲醇時，氨可純粹添加或呈甲醇系溶液添加，以前者為較佳(實施例5及實施例6)。

化合物(I)可進一步藉下列步驟處理：a)從該反應混合物去除任何未反應的氨；b)從該反應混合物沉澱化合物(I)；c)從一適當溶劑再結晶該沉澱因而獲得呈結晶型A的化合物(I)。

步驟a)可藉於減壓及/或加熱下蒸發及/或以一惰性氣體噴淋該反應混合物進行。

步驟b)可藉加水至該反應混合物進行。

步驟c)的適當溶劑實施例為乙酸乙酯、水、甲醇、乙醇及異丙醇，以異丙醇為較佳。

若期望獲得優良製造規範(GMP)等級的結晶型A，則較佳係進行兩次或更多次隨後的結晶。發明人已經決定若步驟b)所得粗產物沉澱在進行步驟c)之前係從甲基乙基甲酮(MEK)/環己酮結晶，則只要兩次再結晶即可獲得GMP級的材料(實施例7)。

因此，本發明之方法無需終產物之層析純化即許可獲得 呈結晶型A的化合物(I)。

起始化合物(I’-a)係經由於二氯甲烷(DCM)內於0-5℃反應等莫耳量的溴與式(I’-c)化合物獲得：

另外，化合物(I’-a)係經由於0-10℃，於攪拌下，徐緩添加氣態溴至一不含溶劑的等莫耳量化合物(I’-c)獲得。

藉任一種方式皆可避免使用於技術規模時有危險的溶劑乙醚，且藉消除氯化溶劑廢物量而可減低對環境的衝擊。

將藉下列實施例及附圖進一步例示說明本發明。

[實施例]

實施例1：階段1程序((I’-c)→(I’-a))涉及DCM作為溶劑

2-環己酮-羧酸乙酯(2千克，11.75莫耳)及DCM(6升)進給至20升有夾套反應器及冷卻至0-5℃。泵送入溴(1877.8克，11.75莫耳，1當量)歷經2.5小時時間，維持反應溫度於0-5℃。取樣前反應溶液又於0-5℃維持2小時。(GC面積%：1.7% 2-環己酮-羧酸乙酯，76.4% 3-溴-2-側氧基-環己烷羧酸乙酯)。

該反應係以水(5升)淬熄，使得放熱將溫度提升至20-25℃。有機層(底部，濁黃，10.78千克)係與澄清無色水層(5.97 千克)分開。該有機層係以飽和碳酸氫鈉溶液(4千克)洗滌及然後分離(有機層(10.43千克)及水層(4.2千克))。該有機層係於減壓及進給乙醇(2升)下汽提至油。然後藉於減壓下蒸餾去除乙醇獲得橙色油(2950.9克)。

粗產物之產率=100.8%

純度(GC面積%)=2.4%酮酯，6.6%未知(9.6分鐘)，89.6% 3-溴-2-側氧基-環己烷羧酸乙酯。

實施例2：階段1程序不使用溶劑

2-環己酮-羧酸乙酯(497千克)冷卻至0℃，及添加溴並歷經9小時且同時攪拌，將溫度維持於0℃±10℃。於添加完成後，混合物於0℃攪拌4小時(起始物料之含量藉GC為2.8%)，然後溫熱至20℃且通氮氣至該反應混合物而去除溴化氫氣體。然後，又於5℃攪拌反應混合物25小時(溴化氫之含量藉滴定為0.8%)。排放出6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧酸乙酯，且在就此用於接續步驟之前係儲存於0℃。

粗產物之產率：730.4千克(100%)

純度(藉¹H-NMR測定以3,4-二甲氧基苯作為內部標準)：87% w/w。

實施例3：階段2程序((I’-a)→(I’-b))中間不使用共沸蒸餾

4-氯苯胺(2473.5克，19.39莫耳，2.1當量)及乙醇(13.8升)進給至20升有夾套反應器內及加熱至回流(80℃)。歷經約3小時維持回流，添加3-溴-2-側氧基-環己烷羧酸乙酯(2300 克，9.23莫耳，1.0當量)(取一樣品：338.3克，2.2%產率)。反應保持於回流下且於56小時後視為反應完成(HPLC面積%：2.9%中間產物，88.7% 6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧酸乙酯)。

藉蒸餾去除溶劑，並將溫度維持低於50℃。環己烷(10.58升)及水(4.6升)添加至殘餘物，及該混合物加熱至50-55℃。從深褐色有機層分離深紫色水層。有機層係於50-55℃以2M鹽酸(3×4.6升)洗滌，及該有機層經取樣決定苯胺含量(藉LCMS無法檢測，規格低於1%重量比6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧酸乙酯)。有機層係於50-55℃以飽和氯化鈉溶液(1×4.6升)接著以飽和碳酸氫鈉溶液(1×4.6升)及最後以水(1×4.6升)洗滌。然後深褐色溶液藉共沸去除水乾燥(KF=0.02%，規格<0.5%)。然後溶液冷卻至15℃，接著藉過濾分離。濾餅以冷環己烷(15℃)洗滌及潮濕綠色產物於50℃乾燥16小時。6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧酸乙酯固體係呈綠色結晶固體分離(1636克)。

重量=1636克，產率=63.8%，純度LCMS(210奈米)=99.4%，HPLC(215奈米)=97.6%。

實施例4：階段2程序中間有兩次共沸蒸餾

4-氯苯胺(266千克)於乙醇(1425升)之溶液溫熱至回流(76℃)，及以1小時40分時間添加3-溴-2-側氧基-環己烷羧酸乙酯(240千克)，同時回流攪拌(76℃至80℃)。維持回流(80℃) 歷5小時，然後添加乙醇(200升)，及蒸餾去除溶劑(200升)。然後添加乙醇(140升)接著蒸餾去除溶劑(140升)。然後反應混合物又回流加熱17小時，隨後於60±5℃於減壓下蒸餾去除溶劑(1400升)。

然後於45-59℃攪拌中添加環己烷(1122升)。於52-59℃攪拌該環己烷溶液，然後加水(482升)。分離各相及拋棄水相。然後有機相(維持於54-58℃)以水(184升)與濃鹽酸(48升)之混合物洗五次，接著以水(240升)、碳酸氫鈉(25千克)於水(250升)溶液及最終以水(480升)洗滌。

然後添加額外環己烷(453升)至溫熱(55-57℃)溶液，接著蒸發去除溶劑(453升)以共沸去除水。然後，反應混合物以2小時時間逐步冷卻至40℃，以2小時時間逐步冷卻至10℃，且於5-10℃維持1.5小時以結晶化6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧酸乙酯。離心後，固體從環己烷(731升)再結晶一次，離心且逐去溶劑而未進一步乾燥即用於隨後步驟。產率：183千克。LOD(藉實驗樣品決定)：10%，產率=70.8%，純度(HPLC)：99.4%。

實施例5：階段3程序((I’-b)→(I))使用氨於甲醇溶液

6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧酸乙酯及氨於甲醇(7N)饋至3升高壓鍋及加熱至60-65℃(達2.3巴壓力)。然後反應混合物於此溫度維持48小時，接著冷卻至20-25℃及取樣完成。反應視為完成(LCMS(210奈米，面積%)：6-氯-2,3,4,9-四氫 -1H-咔唑-1-羧酸甲酯1.4%，6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧醯胺96.7%；HPLC(215奈米，面積%)：6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧酸甲酯0.6%，6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧酸乙酯0.3%，6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧醯胺97.8%)。反應溶液轉移至3升凸緣反應器，氮氣透過噴淋管通氣過溶液3小時。於此處理期間，產物從溶液中沉澱出。然後混合物加熱至回流，及於大氣壓藉蒸餾去除甲醇(505毫升)(蒸餾始於42℃頭溫/46℃釜溫及結束於60℃頭溫/63℃釜溫)。然後歷經15分鐘時間徐緩加水(270毫升)，反應溫度維持回流(添加期間產物沉澱出)。混合物冷卻至0-5℃及於此溫度維持1小時。產物藉過濾分離，濕濾餅以冷(5℃)甲醇/水1：1(120毫升)洗滌。分離粗產物6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧醯胺呈濕灰色結晶固體(305.59克)。

重量=305.59克，結果=75.6%(LOD列入考慮)，產率=231.02克(86%)。

濕粗產物6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧醯胺(305.59克，231.02克100%)加熱至回流(82℃)，產物於約74℃溶解於2-丙醇(1975.2克)。2-丙醇(200毫升)係於大氣壓下藉蒸餾去除及溶液冷卻至約60℃。然後溶液被播晶種及產物結晶化。然後混合物於60℃維持1小時及然後徐緩冷卻至0-5℃。混合物係於此溫度維持1小時。產物藉過濾分離，及濕濾餅以冷(5℃)異丙醇(250毫升)洗滌。然後濕固體於60℃乾燥16 小時獲得灰白色結晶固體(189.95克)。

重量=189.95克(就結晶化而言為82.2%，就6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧醯胺總量而言為70.7%)。

純度

LCMS(210奈米)=100%

HPLC(215奈米)=100%

水含量(藉KF)=0.05%

LOD=0.5%

實施例6：階段3程序使用純氨

於加壓反應器內6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧酸乙酯(183千克)於甲醇(850升)之溶液係冷卻至5±5℃，氨(328千克)係以4小時時間添加同時於5±5℃攪拌。然後溫度升高至45±5℃(4巴內壓)且於此溫度維持47小時(HPLC檢查：沒有剩餘的s.m.)。

溶液冷卻至0-10℃，過濾入非加壓反應器內，及以4小時時間溫熱至45±5℃，且於此溫度又維持12小時以排氣去除過量氨。於60℃經木炭處理(8千克)後，過濾，以甲醇(150升)洗滌及蒸發去除溶劑(300升)，加水(200升)，及混合物冷卻至3±3℃以沉澱6-氯-2,3,4,9-四氫-1H-咔唑-1-羧醯胺產物。固體經離心及逐出用於隨後的再結晶。產率：142千克。LOD=16%，此點相對應於119千克乾材料(81.3%理論值)。

此種材料係溶解於甲基乙基甲酮(407千克)，加熱至回 流，及以15分鐘時間於68-77℃添加環己烷。混合物於68℃攪拌1.5小時，然後經過2小時時間冷卻至0℃。固體係藉離心分離(146千克，濕)。

固體係在2小時20分鐘內加熱至回流懸浮於2-丙醇(完全溶解)，然後以2.5小時時間冷卻至0±5℃及於0±5℃維持1小時。固體經離心及然後於槳葉乾燥機內(至20-49℃，28-86毫巴)乾燥18小時而獲得終產物(88.3千克)。

實施例7：從環己烷/MEK中結晶接著從異丙醇中再結晶並獲得比隨後兩次從異丙醇中結晶所得的材料更高純度的材料

如下表列舉，步驟b)所得相同批次的整分(申請專利範圍第8項)係結晶兩次。

表3及4：型A安定性資料：呈結晶型A的化合物(I)係填充入雙袋式聚乙烯袋內(以纜線/安全結繫緊)及置於3.6升克特克斯(Curtec)桶內(HDPE)，以模擬典型藥物儲存狀況。安定性測試係於40℃/75%相對濕度(表3)及25℃/60%相對濕度(表4)進行。

圖1為型A之DSC(上)曲線及TGA(下)曲線

圖2為型A之吸附-解吸附光譜

圖3為型A之XPRD光譜

圖4為型A之IR光譜

圖5為型A之拉曼光譜

圖6為從丙酮分離之型B之DSC(上)曲線及TGA(下)曲線

圖7為型B之吸附-解吸附光譜

圖8為型B之XPRD光譜

圖9為型B之IR光譜

圖10為型B之拉曼光譜

圖11為非晶型之XPRD光譜

Claims (14)

1. 一種依據如下反應圖的化合物(I’-b)之製備方法： 其中R為C₁-C₆線性、分支或環狀烷基鏈且較佳地為乙基，該方法係包括於一與水形成共沸混合物之溶劑內，於加熱下進行(I’-a)與4-氯苯胺間之反應。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，該溶劑係選自二甲苯類、氯苯、環己烷、乙酸乙酯、甲基第三丁基醚(MTBE)、甲苯及較佳為乙醇。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，由此反應所產生的水係藉共沸蒸餾去除。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其係進一步包括從一非極性溶劑使化合物(I’-b)結晶。
5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中，該非極性溶劑係為環己烷。
6. 一種化合物(I)之製備方法 該方法係包含將化合物(I’-a)轉換成申請專利範圍第1至5 項中任一項定義的化合物(I’-b)，接著使(I’-b)與氨反應。
7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中，該反應係於選自乙醇及甲醇中之一溶劑內進行。
8. 如申請專利範圍第6或7項之方法，其中，化合物(I)係進一步藉下列步驟處理：a)從該反應混合物去除任何未反應的氨；b)從該反應混合物沉澱化合物(I)；c)從一適當溶劑再結晶該沉澱物因而獲得呈結晶型A的化合物(I)。
9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中，步驟a)係藉於減壓及/或加熱下蒸發及/或以一惰性氣體噴淋該反應混合物而進行。
10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中，步驟b)係藉加水至該反應混合物而進行。
11. 如申請專利範圍第8項之方法，其中，使用於步驟c)的該溶劑係選自乙酸乙酯、水、甲醇、乙醇及較佳為異丙醇。
12. 如申請專利範圍第8項之方法，其係進一步包括於進行步驟c)之前，從甲基乙基甲酮(MEK)/環己烷溶劑混合物使得自步驟b)之粗沉澱物結晶。
13. 如申請專利範圍第1或6項之方法，其中，化合物(I’-a)係經由於二氯甲烷(DCM)內於0-5℃使等莫耳量的溴與式(I’-c)化合物反應而獲得：
14. 如申請專利範圍第1或6項之方法，其中，化合物(I’-a)係經由於0-10℃，於攪拌下，徐緩添加氣態溴至一不含溶劑的等莫耳量化合物(I’-c)而獲得。