TWI805504B - 卡前列素緩血酸胺之結晶形式及其製備方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於用於製備卡前列素或卡前列素緩血酸胺之方法，及由該方法製得之中間物，及由其製得之不含5,6-反式異構體之卡前列素或卡前列素緩血酸胺。本發明亦關於一種卡前列素緩血酸胺之新穎結晶形式。

Description

卡前列素緩血酸胺之結晶形式及其製備方法
本發明係關於用於製備卡前列素(Carboprost)及卡前列素緩血酸胺之新穎方法及中間物，及由其製得之卡前列素緩血酸胺之新穎高熔點晶體。
如以下流程A中所展示之卡前列素及卡前列素緩血酸胺(INN，商品名Hemabate, Tham)兩者均為具有催產素特性之PGF 2 α(特定言之，其為15-甲基-PGF 2 α)之合成前列腺素類似物。卡前列素及卡前列素緩血酸胺可在妊娠早期誘導宮縮且引發流產，且亦可減少產後出血。 流程A
Figure 02_image001
儘管當前法規愈來愈嚴格地限制活性醫藥成分(API)中雜質或不純物之含量，幾乎所有市售卡前列素及卡前列素緩血酸胺仍然含有約3%之5,6-反式異構體與約2%之15( R)-差向異構體。以下流程B展示出卡前列素及其異構體之化學結構，亦即5,6-反式卡前列素及15-差向異構體卡前列素。然而，工業中用於大批量產卡前列素或卡前列素緩血酸胺之方法具有一些待解決之問題，尤其在構築C5-C6位置處之順式-雙鍵及卡前列素或卡前列素緩血酸胺之C15位置處之三級醇之空間定向方面。此外，現今用於移除卡前列素或卡前列素緩血酸胺之雜質的純化方法並非有效且必須進行改良。 流程B
Figure 02_image003
C15-(R/S)-選擇性
卡前列素緩血酸胺為Upjohn之原始產物。卡前列素緩血酸胺之首次規模化合成由Upjohn之化學家(Yankee等人, J. Am. Chem. Soc, 96(18), 5865-5876, 1974)揭示。如以下流程C(1)中所展示，15-甲基取代基由式a之苯甲醯基γ-內酯-烯酮與三甲基鋁或與甲基溴化鎂構築。然而，在兩種情況下15( S)-產物之選擇性僅為50%，意謂此方法不具有選擇性。WO 2008/081191揭示式b之三乙基矽基γ-內酯-烯酮及甲基氯化鎂之烷化可獲得最高選擇性為70%之15( S)-產物，如以下流程C(2)中所展示。WO 2017/093770揭示式c之對苯基苯甲醯基γ-內酯-烯酮及甲基溴化鎂之烷化可獲得選擇性僅為55%之15(S)-產物，且其亦揭示使用各種對掌性添加劑以便增加15(S)-產物之選擇性，且發現( S)-Taddol之添加可將選擇性增加至70%，如以下流程C(3)中所展示。然而，WO 2017/093770中揭示之最高選擇性至多與WO 2008/081191中揭示之選擇性相同。 流程C
Figure 02_image005
C5,6-(反式/順式)-選擇性
WO 2008/081191揭示如由Yankee等人所揭示在環境溫度下及在二甲亞碸(DMSO)溶劑中進行威悌反應(Wittig reaction)將產生6%至8%之非所需5,6反式-異構體，如以下流程D(1)中所展示。WO 2008/0181191進一步揭示低溫(亦即介於5℃至+5℃)下之反應可將5,6反式-異構體之含量降低至約3%，如以下流程D(2)中所展示。鑒於以上，由於所有市售的卡前列素及卡前列素緩血酸胺均含有約3%之5,6-反式異構體，因此似乎改變威悌反應之反應條件對於進一步降低自其產生之5,6-反式異構體之含量方面是沒有用處的。 流程D
Figure 02_image007
藉由純化卡前列素甲酯來移除15( R)-差向異構體及反式異構體
如由Yankee等人及在Eur,J,Pharm,Sci,3,27-38(1995)中所揭示，卡前列素之C15位置處之烯丙基三級醇極不穩定；因此，僅少量酸或極少熱就會引起經由差向異構快速地產生大量15( R)-差向異構體。由於此原因，現今於工業中大批量產卡前列素或卡前列素緩血酸胺之方法並不會在前段製程所形成之中間物中構築烯丙基三級醇之立體化學，此係因為烯丙基三級醇之立體化學難以維持至最終階段。因此，幾乎現今所有工業中大批量產卡前列素或卡前列素緩血酸胺之方法都直到形成最終產物之結構，或在後段製程所形成之中間物中構築烯丙基三級醇之立體化學，或在形成最終產物之後移除非所需15( R)-差向異構體及反式異構體。
儘管最終產物卡前列素緩血酸胺在室溫下為結晶固態，但仍極難以僅藉由結晶純化同時有效移除15( R)-差向異構體及反式異構體。另外，由於卡前列素之極性極大，因此更難以藉由層析方式自卡前列素移除15( R)-差向異構體及反式異構體。
因此，無法有效地移除在卡前列素或卡前列素緩血酸胺製備期間所產生之異構體，且在先前技術方法中不存在任何適合用於分離且移除異構體的後期製程中間物。為了純化最終產物，需要兩個額外步驟來產生適合用於分離且移除異構體之後期製程中間物。如習知參考文獻，例如J, Am. Chem. Soc., 96(18), 5865-5876, 1974、WO 2008/081191、WO 2017/093770、CN 111777537及CN 102816099中所揭示，卡前列素必須經酯化以形成卡前列素甲酯，接著藉由層析移除卡前列素甲酯之15( R)-差向異構體及反式異構體，且將卡前列素甲酯水解成具有更高純度之卡前列素，但此方法中之產率及純度極不符合要求。CN 1136938 C揭示使用昂貴且特定模擬移動床(simulated moving bed；SMB)層析來分離並移除卡前列素甲酯之異構體，但最終產物之純度仍然不夠好。CN 102816099揭示使用分析級HPLC管柱層析填充(5 μm)進行分離，但仍無法完全地移除反式異構體。另外，由於CN 102816099揭示方法的分離量較小，因此此方法難以用於工業級大批量產。
鑒於以上，需要研究及發展一種用於製備高純度卡前列素或卡前列素緩血酸胺之方法，其可顯著地減少包括15( R)-差向異構體及反式異構體的雜質或異構體之形成，且亦可有效地移除所產生之雜質或異構體。
本發明之目的為提供一種用於形成卡前列素或卡前列素緩血酸胺之有效方法。該方法包括大環內酯化步驟，其可有效地移除5,6-反式異構體。該方法亦包括大環內酯-烯酮之甲基化步驟，以用於構築卡前列素之C15位置處之三級醇之定向。在所有前例中，大環內酯-烯酮之甲基化之15( S)-選擇性比γ-內酯-烯酮之甲基化之選擇性高得多。本發明亦提供一種可有效地移除所有異構體且可更有效地產生卡前列素及卡前列素緩血酸胺之新穎純化方法，藉此形成具有高純度、高熔點及良好穩定性之最終產物。
本發明之一方面提供一種由含有約1%至10%之5,6-反式異構體的式1a化合物製備含有不超過約1%總異構體之高純度卡前列素或卡前列素緩血酸胺的方法：
Figure 02_image009
其中
Figure 02_image011
為
Figure 02_image013
、
Figure 02_image015
或羰基保護基團；且P 1及P 2為H或羥基保護基團。
本發明另提供一種由含有約1%至10%之5,6-反式異構體的式1b之化合物製備含有不超過約1%總異構體之高純度卡前列素或卡前列素緩血酸胺的方法，
Figure 02_image017
其中P 1及P 2為H或羥基保護基團。
本發明另提供一種用於純化卡前列素之方法，其將含有大量異構體(諸如約1%至10%之5,6-反式異構體與約1%至50%之15(R)-差向異構體)之低純度卡前列素，有效地純化為含有不超過約1%總異構體之高純度卡前列素。
本發明另提供一種式2a'之大環內酯-烯酮中間物，其為用於製備卡前列素或卡前列素緩血酸胺之新穎中間物，
Figure 02_image019
其中P 1為H或羥基保護基團。
本發明另提供一種由式2a'之大環內酯-烯酮與甲基化試劑製備式3之大環內酯三級醇之方法，其為用於製備卡前列素或卡前列素緩血酸胺之中間物，
Figure 02_image021
其中P 1為H或羥基保護基團。
本發明另提供一種卡前列素緩血酸胺之高熔點(106.4±1℃)晶體，其具有展現在以下2θ反射角處之特徵峰的X射線粉末繞射(XRPD)圖：6.9±0.2°、10.3±0.2°、18.8±0.2°及21.9±0.2°。
本發明另提供一種用於製備卡前列素緩血酸胺之高熔點晶體之方法，其包含使用無水乙腈之溶劑。
定義
當與術語「包含」結合用於申請專利範圍及/或說明書中時，使用詞語「一(a)」或「一(an)」可意謂「一個(one)」，但其亦與「一或多個」、「至少一個」及「一個或超過一個」之含義相符。儘管本發明支持僅指替代方案及「及/或」之定義，但除非明確指示為僅指替代方案或除非替代方案相互排斥，否則術語「或」在申請專利範圍中之使用用於意謂「及/或」。在本申請案通篇中，術語「約」用於指示值包括裝置、用以測定該值之方法之固有誤差變化或研究個體當中存在的變化。
如本說明書及申請專利範圍中所用，字組「包含(comprising)」(及包含之任何形式，諸如「包含(comprise)」及「包含(comprises)」)、「具有(having)」(及具有之任何形式，諸如「具有(have)」及「具有(has)」)、「包括(including)」(及包括之任何形式，諸如「包括(includes)」及「包括(include)」)或「含有(containing)」(及含有之任何形式，諸如「含有(contains)」及「含有(contain)」為包括性或開放的且並不排除額外未列出之要素或方法步驟。
在本說明書中給定之化合物之描繪中，楔形粗體鍵(
Figure 02_image023
)意謂在紙平面上方突出之鍵；楔形散列鍵(
Figure 02_image025
)意謂在紙平面下方突出之鍵；且波浪鍵(
Figure 02_image027
)意謂幾乎一半在紙平面上方且一半在紙平面下方突出之鍵。
當在本文中使用時，術語「高純度卡前列素或卡前列素緩血酸胺」、「高純度卡前列素」或「高純度卡前列素緩血酸胺」意謂所引述之卡前列素及/或卡前列素緩血酸胺含有不超過約1%總異構體，較佳不超過約0.8%總異構體或不超過約0.5%總異構體，且更佳地不超過約0.3%總異構體。本文中所指示之異構體或雜質或不純物包括5,6-反式異構體、15( R)-差向異構體及任何其他立體異構體。
當在本文中使用時，關於實質上不含5,6-反式異構體或類似者之術語意謂所引述之化合物含有不超過約0.5%、不超過約0.3%、不超過約0.2%、不超過約0.1%、不超過約0.05%或不超過約0.03%之雜質或異構體(諸如5,6-反式異構體)，或含有不可偵測含量之雜質或異構體(諸如藉由HPLC量測之5,6-反式異構體)，對於其偵測極限不超過約0.03%。
除非另外規定，否則術語「羥基保護基團」具有習知定義於有機合成化學中之含義，亦即能夠保護化合物之羥基或部分以抵抗化學反應之攻擊的基團。羥基保護基團之實例包括但不限於甲氧基甲基、甲氧基硫代甲基、2-甲氧基乙氧基甲基、雙(2-氯乙氧基)甲基、四氫哌喃基、四氫硫代哌喃基、4-甲氧基四氫哌喃基、4-甲氧基四氫硫代哌喃基、四氫呋喃基、四氫硫代呋喃基、1-乙氧基乙基、1-甲基-1-甲氧基乙基、三苯甲基、烯丙基、苯甲基、經取代之苯甲基、乙醯基、經取代之乙醯基、苯甲醯基、經取代之苯甲基及SiR aR bR c，其中R a、R b及R c各自獨立地為未經取代或經取代之烷基或未經取代或經取代之芳基，諸如C 1-4烷基、苯基、苯甲基、經取代之苯基及經取代之苯甲基。
除非另外規定，否則術語「羰基保護基團」具有習知地定義於有機合成化學中之含義，亦即能夠保護化合物之羰基或部分以抵抗化學反應之攻擊的基團。羰基保護基團之實例包括但不限於二烷基縮酮、二芳烷基縮酮、二乙醯基縮酮、二硫基縮酮、1,3-二㗁烷、1,3-二氧雜戊環、1,3-二噻𠮿、1,3-二硫雜環戊烷及1,3-氧硫雜環戊烷。較佳的羰基保護基團包括二烷基縮酮、1,3-二㗁烷及1,3-二氧雜戊環。
上文所提及之基團中之每一者(諸如烷基及芳基)可視情況經一或多個選自由以下組成之群的取代基取代：鹵素、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、硫代烷氧基、硫代芳氧基、烷胺基、芳胺基、氰基、烷氧羰基、芳基羰基、芳基胺基羰基、烷胺基羰基及羰基，或選自由以下組成之群的雜環基：吡啶基、噻吩基、呋喃基、咪唑基、𠰌啉基、㗁唑啉基、哌啶基、哌𠯤基、四氫哌喃基、吡咯啶基及其類似者。除非另外規定，否則本文所使用之術語「烷基」係指含有1至8個、1至6個或1至4個碳原子之直鏈或分支鏈烴基，諸如甲基、乙基、異丙基、三級丁基及其類似者；或具有3至10個或3至8個碳原子之環狀飽和烴基，諸如環丙基、環戊基、環己基及其類似者。本文所使用之術語「芳基」係指單環或多環芳族烴基且具有6至20個、6至18個或6至12個碳原子，諸如苯基、萘基、蒽基、菲基及其類似者。 由式 1a 或式 1b 之已知前列腺素中間物合成高純度卡前列素
根據本發明，高純度卡前列素或卡前列素緩血酸胺可根據流程1及流程2中所展示之反應來製備： 流程1
Figure 02_image029
流程2
Figure 02_image031
流程1中之式1a化合物，其中
Figure 02_image033
為
Figure 02_image035
、
Figure 02_image037
或羰基保護基團；且P 1及P 2為羥基保護基團，為熟知前列腺素F 2 α中間物。流程2中之式1b化合物，其中P 1及P 2為羥基保護基團，為熟知的15-甲基前列腺素F 2α中間物。兩種前列腺素中間物可經由威悌反應由著名中間物科里(Corey)內酯來製備。由於威悌反應之不同反應條件，因此兩種前列腺素中間物幾乎全部均含有約1%至約10%之5,6-反式異構體。
如流程1之步驟(1)及流程2之步驟(1)中展示，大環內酯化反應可涉及羧基或/及羥基官能基之活化。在此途經中，大環內酯化反應包含用適合的試劑初始形成硫酯，該試劑包括但不限於氯甲硫代酸S-吡啶-2-基酯、2,2'-二吡啶基二硫化物/三苯基膦或4-三級丁基-2-(2-(4-三級丁基-1-異丙基-1H-咪唑-2-基)二硫基)-1-異丙基-1H-咪唑/三苯基膦。
大環內酯化反應可替代地用於在存在或不存在鹼或路易斯酸(Lewis acid)之情況下用適合試劑初始形成混合酸酐。用於形成混合酸酐之適合試劑包括但不限於2,4,6-三氯苯甲醯氯、2-硝基-6-硝基苯甲酸酸酐、對硝基氟甲基苯甲酸酐、對硝基苯甲酸酐及其類似者。適合鹼之實例包括4-(二甲胺基)吡啶、吡啶并吡啶、三乙胺、N,N-二異丙基乙胺及異丙基二乙胺。適合路易酸之實例包括Sc(OTf) 3、TiCl 4、AgClO 4、氯化三甲基矽基(TMSCl)及TiCl 2(OTf)。
大環內酯化反應亦可藉由在適當溶劑中使用縮合試劑及鹼來實現。適合的縮合試劑包括但不限於N,N'-二環己基碳二亞胺、2-氯-1-甲基-吡啶鎓碘化物、2-氯-4,5-二氫-1,3-二甲基-1H-咪唑鎓氯化物、N,N-二笨基氯苯基亞甲基氯化銨、三聚氯化氰、1,3-二甲基-2-氯咪唑鎓氯化物、N,N,N,N-四甲基氯甲脒氯化物及其類似者。適合鹼之實例包括吡啶、三乙胺、二異丙基乙胺、4-二甲胺基吡啶(DMAP)及其類似者。用於縮合反應之適合溶劑包括二氯甲烷、四氫呋喃及1,2-二氯乙烷及其混合物。
在藉由HPLC或UPLC分析式2a、2a'、2b、3或4之所得化合物時，出乎意料地發現式2a、2a'、2b、3或4之所得化合物含有不超過約0.1%或更少之5,6-反式異構體，此證實大環內酯化反應展現順式-選擇性；亦即式1a或1b之5,6-順式化合物在大環內酯化反應中佔主導性，而式1a或1b之5,6-反式化合物幾乎不經歷大環內酯化反應。
流程1之步驟(2)涉及藉由移除ω-側鏈處之P 2及/或P 1進行式2a化合物(其中
Figure 02_image039
為
Figure 02_image041
)的去保護及氧化。用於進行去保護反應之條件對熟習此項技術者顯而易見。舉例而言，將其中P 1及P 2為四氫哌喃基保護基團的式2a之大環內酯溶解於適合的溶劑(諸如甲醇或體積比為5:1之丙酮與水之溶劑混合物)中；用去保護劑(諸如氯化氫、對甲苯磺酸或對甲苯磺酸吡啶鎓)處理；且在室溫下攪拌10分鐘至10小時。將反應用鹼(例如氫氧化銨或類似者)淬滅，且以習知方式進行處理(work-up)程序。將其中P 1及P 2為H的式2a之去保護產物用適合的氧化劑(諸如MnO 2或2,3-二氯-5,6-二氰基苯醌(DDQ))氧化，以形成式2a'之大環內酯-烯酮，其中P 1為H。
舉例而言，將其中P 1為四氫哌喃基保護基且P 2為三級丁基二甲基矽基保護基的式2a之大環內酯溶解於適合的溶劑(諸如四氫呋喃(THF))中；用去保護劑(諸如氟化四丁銨(TBAF))處理；且在室溫下攪拌10分鐘至10小時。使反應以習知方式進行處理程序。接著將其中P 1為四氫哌喃基保護基且P 2為H的式2a之去保護產物用適合的氧化劑(諸如柯林斯氧化劑(Collins oxidant)、斯文氧化劑(Swern oxidant)、PCC氧化劑、PDC氧化劑及TEMPO氧化劑，較佳TEMPO氧化劑)氧化，以形成式2a'之大環內酯-烯酮，其中P 1為四氫哌喃基保護基。
流程1之步驟(2)亦涉及式2a化合物(其中
Figure 02_image043
為羰基保護基團)之去保護。用於進行去保護反應之條件對熟習此項技術者顯而易見。舉例而言，將其中
Figure 02_image045
為1,3-二㗁烷保護基且P 1為H的式2a之大環內酯溶解於適合的溶劑(諸如THF或丙酮)中；用去保護劑(諸如1M HCl溶液)處理；且在室溫下攪拌10分鐘至10小時。將反應用鹼(例如，飽和NaHCO 3溶液或類似者)淬滅，且以習知方式進行處理程序，以形成式2a'之大環內酯-烯酮，其中P 1為H。
此外，流程2之步驟(2)涉及藉由移除ω-側鏈處之P 2及/或P 1進行之式2b化合物(其中P 2為羥基保護基團)之去保護。用於進行去保護反應之條件對熟習此項技術者顯而易見。
流程1之步驟(3)展示其中P 1為羥基保護基團的式2a'之大環內酯-烯酮之甲基化，以形成式3a之大環內酯三級醇。根據本發明，甲基化試劑包括但不限於MeLi、MeMgCl、MeMgBr、MeMgI、Me 3Al或其混合物。較佳地，甲基化試劑為MeMgCl、MeMgBr、MeMgI、MeLi或其混合物。最佳地，甲基化試劑為MeLi。反應中使用之非限制性適合溶劑可選自四氫呋喃、乙醚、甲苯、己烷或其混合物。反應在範圍介於約-120℃至室溫，較佳地介於約-100℃至約-40℃之溫度下進行。甲基化試劑的使用量可使反應物完全反應，如藉由薄層層析(TLC)所監測。
出乎意料地發現，大環內酯-烯酮及甲基格林納試劑(Grignard reagent)作為甲基化試劑之反應展現高達約65%之15( S)-選擇性。然而，如流程A (1)中所展示，γ-內酯-烯酮及甲基格林納試劑之反應之15( S)-選擇性僅為50%。似乎大環內酯之結構比γ-內酯有助於15( S)-選擇性。另外，本發明出人意料地發現，使用低成本且更適宜的MeLi作為甲基化試劑，大環內酯-烯酮之甲基化可具有約75%或更大之15( S)-選擇性，其為極高的且即使在γ-內酯反應中使用對掌性添加劑亦無法實現的選擇性(WO 2017/093770，使用( S)-Taddol，最高選擇性僅為70%)。
流程1之步驟(4)及流程2之步驟(3)涉及式3之大環內酯三級醇之純化，以供移除15( R)-差向異構體。通常，分離卡前列素之異構體在大批量產卡前列素中為最昂貴及耗時的步驟。然而，分離本發明之異構體之成本比先前技術技藝低得多，例如J, Am. Chem. Soc., 96(18), 5865-5876, 1974；WO 2008/081191；WO 2017/093770；CN 111777537及CN 102816099A。原因如以下列出： (a)       在先前技術技藝中，卡前列素必須經酯化以形成中間物卡前列素甲酯，其適合用於移除異構體，且接著卡前列素甲酯之異構體可藉由層析純化移除。然而，出乎意料地發現，式3之後段製程中間物為適合用於移除異構體之中間物；因此在本發明中不必使用額外酯化反應。 (b)       當使用層析純化來移除卡前列素中間物之5,6-反式異構體及15( R)-差向異構體時，5,6-反式異構體(HPLC，0.93)通常比15( R)-差向異構體(HPLC，RRT 0.88)更難以分離。CN 102816099甚至使用利用填料(5 µm)之分析級HPLC來移除卡前列素甲酯之5,6-反式異構體(RRT 0.93)。相反，在大環內酯化之後形成的式3之中間物以及式2a'之化合物實質上不含5,6-反式異構體，因此，使用工業大批量產之一般矽膠管柱層析就可簡單用於分離更易於移除之15(R)-差向異構體。 (c)       本發明之大環內酯-烯酮之甲基化展現更高的選擇性，因此所產生15( R)-差向異構體之量較少且可更易於移除。
在流程1之步驟(4)及流程2之步驟(3)中，層析純化可使用酯類、醚類、酮類或鹵代溶劑或類似者或其混合物來進行。對於使用二氯甲烷及丙酮之混合物，亦可用乙酸乙酯、乙酸異丙酯、甲基三級丁基醚、丙酮、甲基乙基酮或其混合物實現良好分離。藉由層析，非所需15( R)-差向異構體之量可減小至規定極限，亦即＜約0.5%、＜約0.3%、＜約0.2%、＜約0.1%或更小。
如流程1之步驟(5)及流程2之步驟(4)中所展示，藉由用氫氧化鋰溶液處理以將式3之大環內酯三級醇水解成含卡前列素之甲醇溶液。酸化以獲得卡前列素必須快速地執行，以避免酸性培養基中之差向異構化反應。
因此，本發明提供一種用於製備含有不超過1%總異構體之卡前列素的方法，該方法包含以下步驟： (1)       使含有1%至10%之5,6-反式異構體的式1a化合物大環內酯化
Figure 02_image047
其中
Figure 02_image049
為
Figure 02_image051
、
Figure 02_image053
或羰基保護基團；且P 1及P 2為H或羥基保護基團，以形成式2a化合物：
Figure 02_image055
其中
Figure 02_image057
、P 1及P 2係如上文針對式1a所定義； (2)       當
Figure 02_image059
為羰基保護基團時，移除式2a化合物之羰基保護基團；或當
Figure 02_image059
為
Figure 02_image061
時，移除P 2及/或氧化式2a化合物；以形成式2a'化合物：
Figure 02_image063
其中P 1為H或羥基保護基團； (3)       用甲基化試劑使式2a'化合物甲基化，以形成式3化合物：
Figure 02_image065
其中P 1為H或羥基保護基團； (4)       層析分離式3化合物以移除異構體； (5)       水解式3化合物，以形成式4化合物：
Figure 02_image067
其中P 1為H或羥基保護基團；及 當P 1為羥基保護基團時，視情況執行式2a、2a'、3或4之化合物之去保護反應，以形成式2a、2a'、3或4之化合物，其中P 1為H。
本發明亦提供一種用於製備含有不超過1%總異構體之高純度卡前列素的方法，該方法包含以下步驟： (1)       使含有1%至10%之5,6-反式異構體及1%至50%之15( R)-差向異構體的式1b化合物大環內酯化，
Figure 02_image069
其中P 1及P 2為H或羥基保護基團，以形成式3a化合物：
Figure 02_image071
其中P 1及P 2係如上文所定義； (2)       當P 1為H或羥基保護基團，且P 2為羥基保護基團時，執行式3a化合物之去除保護反應，以形成式3a化合物，其中P 1為H或羥基保護基，且P 2為H； (3)       層析分離式3a化合物，其中P 1為H或羥基保護基團，且P 2為H，以移除異構體； (4)       水解式3a化合物，以形成式4化合物：
Figure 02_image073
其中P 1為H或羥基保護基團；及 (5)       當P 1為羥基保護基團時，視情況執行式3a或4之化合物之去保護反應，以形成式3a或4之化合物，其中P 1為H。 純化含有過量異構體之低純度卡前列素
自習知反應或由於差向異構化反應之過度反應獲得的粗製卡前列素通常含有大量或過量異構體。本案發明人發現，含有過量異構體之卡前列素可藉由使用本發明之方法進一步純化。本發明之方法包含提供含有至少約1%至10%之5,6-反式異構體及約1%至50%之15(R)-差向異構體之低純度卡前列素；使低純度卡前列素大環內酯化以形成大環內酯三級醇；層析分離大環內酯三級醇之過量異構體；及水解大環內酯三級醇，以形成含有不超過約1%總異構體之高純度卡前列素。
因此，本發明提供一種用於純化卡前列素之方法，其包含以下步驟： (1)       使含有1%至10%之5,6-反式異構體及1%至50%之15( R)-差向異構體之低純度卡前列素大環內酯化，以形成式3b化合物：
Figure 02_image075
； (2)       層析分離式3b之化合物之異構體；及 (3)       水解式3b之化合物，以形成含有不超過1%總異構體之高純度卡前列素。 與緩血酸胺形成卡前列素鹽
為了自卡前列素形成卡前列素緩血酸胺，本發明方法進一步包含與緩血酸胺（tromethamine）形成鹽，及卡前列素緩血酸胺之結晶。鹽形成及結晶步驟可遵循CN 102336693或WO 2017/093770中所揭示之方法。大體而言，卡前列素可首先溶解於適合的溶劑中，諸如丙酮、乙腈、甲醇、乙醇、異丙醇及其組合；接著可將含緩血酸胺之適合溶劑(諸如水、甲醇、乙醇、異丙醇及其組合)添加至溶液中；且可將混合物加熱至約85℃持續約1小時，以形成均質溶液。隨後，可使均質溶液冷卻至約60℃，且白色固體緩慢地開始沈澱。可將反應混合物進一步冷卻至室溫，且接著過濾以獲得卡前列素緩血酸胺之白色晶體。由此獲得之白色晶體之熔點通常約95℃至105℃，如最初由Pfizer所揭示者(例如，由Pfizer提供之Hemabate®之處方資訊)。
在CN 102336693之實例1之情況下，在降低溫度期間自100 ml乙腈及0.5 ml水之混合物沈澱約1.20 g卡前列素緩血酸胺，且白色晶體之熔點經量測為103.97℃ (參見圖2)。本案發明人重複CN 102336693之實例1且發現所獲得卡前列素緩血酸胺晶體之熔點經量測為103.41℃。
在WO 2017/093770之實例1g之情況下，自異丙醇及丙酮之混合物沈澱約593 g卡前列素緩血酸胺。WO 2017/093770未揭示自實例1g獲得的卡前列素緩血酸胺晶體之熔點。本案發明人重複WO 2017/093770之實例1g且發現所獲得卡前列素緩血酸胺晶體之熔點經量測為97.49℃。
上述已知卡前列素緩血酸胺晶體之熔點範圍介於約97℃至約104℃範圍內，其實際上在如最初由Pfizer提供之範圍(95℃至105℃)內。 卡前列素緩血酸胺之再結晶
卡前列素緩血酸胺上之再結晶可對減少15( R)-異構體之含量具有影響。卡前列素緩血酸胺之再結晶方法已揭示於CN 102336693及WO 2017/093770中。本案發明人重複CN 102336693所揭示的使用水與丙酮之方法，且發現再結晶之卡前列素緩血酸胺具有如所量測之103.85℃之熔點。本案發明人亦重複WO 2017/093770所揭示的使用異丙醇與丙酮之方法，且發現再結晶之卡前列素緩血酸胺具有如所量測之99.46℃之熔點。
出乎意料地發現，可藉由使用無水乙腈之特定溶劑的卡前列素緩血酸胺之再結晶方法來獲得特定高熔點卡前列素緩血酸胺晶體。由此形成之高熔點卡前列素緩血酸胺晶體具有包含峰最大值為106.4±1.0℃之吸熱峰的差示掃描熱量測定(DSC)熱譜圖，該峰最大值明顯高於最初由Pfizer提供之熔點範圍及先前技術中所揭示之上述卡前列素緩血酸胺晶體之熔點範圍之上限。 製備高熔點卡前列素緩血酸胺晶體
本發明提供一種用於製備卡前列素緩血酸胺之高熔點結晶形式的方法，其包含以下步驟： a.  將卡前列素緩血酸胺添加至無水乙腈中以形成混合物，其中該無水乙腈之量為每1 g卡前列素緩血酸胺約80 ml至250 ml； b.  將該混合物加熱至範圍介於約70℃至90℃之溫度以得到均質溶液； c.  使該均質溶液冷卻以形成卡前列素緩血酸胺之該結晶形式；及 d.  視情況分離結晶產物。
在一些實施例中，可將混合物加熱至約80℃以完全地溶解卡前列素緩血酸胺；接著可緩慢地冷卻均質溶液，且白色固體緩慢地開始沈澱；且可將混合物進一步冷卻至室溫，且接著過濾並乾燥，以獲得卡前列素緩血酸胺之結晶形式。
在一些實施例中，步驟a中使用的無水乙腈之量範圍介於每1 g卡前列素緩血酸胺約80 ml至250 ml、約100 mL至220 ml或約150 ml至200 ml；無水乙腈之含水量(w/w)小於約0.05%、小於約0.01%、小於約0.005%或小於約0.001%；且該方法較佳在不添加水之情況下進行。由該方法製備的卡前列素緩血酸胺之結晶形式具有包含峰最大值為106.4±1.0℃之吸熱峰的差示掃描熱量測定(DSC)熱譜圖，該峰最大值高於卡前列素緩血酸胺之另一已知結晶形式。由於藉由本發明獲得之卡前列素緩血酸胺晶體與所有其他已知卡前列素緩血酸胺晶體相比具有最高熔點，因此其為卡前列素緩血酸胺之最穩定結晶形式。
此外，本發明之高熔點卡前列素緩血酸胺晶體具有展現在以下2θ反射角處之特徵峰的X射線粉末繞射(XRPD)圖：6.9±0.2°、10.3±0.2°、18.8±0.2°及21.9±0.2°，其顯然不同於CN 102336693中所揭示的晶體之2θ反射角：6.6±0.2°、9.9±0.2°、18.5±0.2及21.6±0.2°。表示高熔點卡前列素緩血酸胺晶體為卡前列素緩血酸胺之新穎結晶形式。
在本發明之一個實施例中，卡前列素緩血酸胺晶體具有展現在以下2θ反射角處之特徵峰的XRPD圖：6.9±0.2°、10.3±0.2°、18.8±0.2°及21.9±0.2°。在一較佳實施例中，XRPD圖進一步包含在以下2θ反射角處之特徵峰：9.1±0.2°、9.5±0.2°、11.0±0.2°及20.5±0.2°。更佳地，卡前列素緩血酸胺晶體之XRPD圖與圖1一致。卡前列素緩血酸胺晶體之特定資料展示於表1中。 表1
2θ角(°) d值(Å) 相對強度(%)
6.92 12.76 100.00
9.08 9.73 5.20
9.49 9.31 4.77
9.83 8.99 3.23
10.26 8.61 25.37
11.02 8.02 2.76
12.52 7.06 1.34
13.16 6.72 2.55
13.61 6.50 2.37
13.97 6.33 1.59
14.48 6.11 2.23
16.10 5.50 3.91
16.84 5.26 4.47
16.97 5.22 5.06
17.41 5.09 1.93
17.72 5.00 4.65
17.99 4.93 7.48
18.43 4.81 8.92
18.81 4.71 31.86
19.58 4.53 20.95
19.77 4.49 28.20
20.17 4.40 24.25
20.35 4.36 17.83
20.54 4.32 12.33
21.07 4.21 8.03
21.42 4.15 6.27
21.86 4.06 16.88
22.77 3.90 2.06
23.57 3.77 2.88
23.98 3.71 2.97
24.25 3.67 3.18
在一個實施例中，本發明提供具有實質上如圖1中所展示之XRPD圖的卡前列素緩血酸胺之結晶形式。
在一個實施例中，本發明提供五個不同批次(a)至(e)的卡前列素緩血酸胺晶體之XRPD圖，如圖3中所展示。四個主要經分離特徵峰之特定資料清晰地標記且展示於表2中。特徵峰之平均位置分別位於約6.9°、10.3°、18.8°及21.9°處。 表2
樣品 2θ角(°)
(a) 6.87 10.21 18.80 21.88
(b) 6.92 10.22 18.80 21.87
(c) 7.02 10.32 18.82 21.87
(d) 7.00 10.29 18.81 21.88
(e) 6.91 10.25 18.82 21.90
平均值 6.94 10.26 18.81 21.88
與由CN102336693所揭示之6.6±0.2°、9.9±0.2°、18.5±0.2°及21.6±0.2°相比，本發明之卡前列素緩血酸胺晶體之XRPD特徵峰位置位於更高的2θ (2-theta)角(6.9±0.2°、10.3±0.2°、18.8±0.2°及21.9±0.2°)處。由CN 102336693所揭示之卡前列素緩血酸胺之6.621°處之特徵峰表示13.3397Å之d-間距。另一方面，本發明之卡前列素緩血酸胺之6.92°處之特徵峰表示12.76Å之d-間距。大於0.5Å之d-間距差為表示分子填充在晶格結構方面不同的極明確證據。此結果展示，與先前技術相比，卡前列素緩血酸胺晶體為具有更穩定及更緊密排序填充結構的新穎結晶形式。
在一個實施例中，本發明提供具有DSC熱譜圖之卡前列素緩血酸胺晶體，該DSC熱譜圖包含峰起始溫度為大約103.9℃且峰最大值為大約106.4±1.0℃之吸熱峰。在一較佳實施例中，本發明提供具有實質上如圖2中所展示之DSC熱譜圖的卡前列素緩血酸胺之結晶形式。
在一個實施例中，本發明提供五個不同批次(a)至(e)的卡前列素緩血酸胺晶體之DSC熱譜圖，如圖4中所展示。單一吸熱峰之峰最大值之特定資料清晰地標記且展示於表3中。此等吸熱峰之平均峰最大值為約106.4℃。 表3
樣品 峰最大值(℃)
(a) 106.27
(b) 106.63
(c) 106.44
(d) 106.34
(e) 106.40
平均值 106.42
本發明之卡前列素緩血酸胺晶體的約106.4℃之DSC峰最大值溫度遠超出95℃至105℃之卡前列素緩血酸胺之所揭示熔點(如最初由Pfizer所提供)及CN 102336693中所揭示之103.97℃之峰最大值溫度，從而指示與先前技術相比，本發明之卡前列素緩血酸胺晶體為具有更高熱穩定性之新穎晶體。熟習此項技術者熟知包含最高熔點之晶體為熱力學中之最穩定結晶形式；因此，與先前技術相比，本發明之新穎卡前列素緩血酸胺晶體為最穩定的一者。
美國藥典(The United States Pharmacopeia)建議卡前列素緩血酸胺應儲存於冰箱(-20℃)中。相反，本發明證明，即使在20℃下經歷6個月，在5℃下經歷18個月及在80℃下經歷3天，卡前列素緩血酸胺之高熔點結晶形式亦為極穩定的。因此，本發明之卡前列素緩血酸胺晶體之穩定性得到顯著改良。
本文中所揭示及主張之所有化合物及/或方法可鑒於本發明在無不當實驗之情況下製成及執行。雖然已根據較佳實施例描述本發明之化合物及方法，但對熟習此項技術者將顯而易見的係可在不脫離本發明之概念、精神及範疇之情況下將變化應用於本文所描述之組合物及/或方法及步驟中或方法之步驟順序中。為熟習此項技術者顯而易知之全部該等類似取代及修改均視為在如由所附申請專利範圍所定義之本發明之精神、範疇及概念內。 實例
X射線粉末繞射(XRPD)分析：在具有固定發散狹縫及1D LYNXEYE偵測器之Bruker D2 PHASER繞射儀上收集XRPD圖。將樣品(大約100 mg)平坦置放於樣品固持器上。使用功率為10 mA及30 kV之CuK α輻射在範圍介於5°至40°之2θ內以0.02度之步長及1秒之階躍時間分析所製備之樣品。藉由發散光束鎳濾波器移除CuK β輻射。
差示掃描熱量測定(DSC)分析：在TA DISCOVERY DSC25儀器上收集DSC熱譜圖。將樣品稱取至具有捲邊封閉之鋁蓋的鋁盤中。在氮氣流(大約50 ml/min)下以10℃/min之掃描速率自25℃至150℃分析所製備之樣品。在量測之前藉由銦(In)來校準熔融溫度及熔化熱。藉由本發明之DSC量測期間吸熱峰之峰最大值來測定所有樣品之熔點 實例1 (8aR,9R,10R,11aS,Z)-10-((三級丁基二甲基矽基)氧基)-9-((S,E)-3-((三級丁基二甲基-矽基)氧基)辛-1-烯-1-基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛(oxecin)-2(3H)-酮
Figure 02_image077
在環境溫度下在氮氣下，將1.4 kg之7-((1R,2R,3R,5S)-3-((三級丁基二甲基矽基)氧基)-2-((S,E)-3-((三級丁基二甲基矽基)氧基)辛-1-烯-1-基)-5-羥基環戊基)庚-5(Z)-烯酸(其包括藉由在HPLC分析中偵測其去保護產物所測定的約6.5%之5,6-反式異構體)及475 g之吡啶溶解於6.5 L之二氯甲烷中。接著，將843 g苯甲醯氯添加至混合物中且攪拌一個小時。藉由TLC檢查反應混合物以確認反應完成。將混合物用6 L之飽和碳酸氫鈉水溶液淬滅且攪拌10分鐘。靜置溶液以分離成兩個相，且收集有機層。進一步蒸發掉有機層。將經濃縮殘餘物用6 L之甲苯稀釋，且分別用0.1N氫氯酸水溶液及鹽水洗滌。收集且蒸發掉有機層以獲得粗矽基保護之1,9-內酯化合物。使用己烷及乙酸乙酯之混合物作為梯度溶離劑藉由矽膠層析進一步純化粗化合物。所獲得之矽基保護之1,9-內酯之產率為1.0 kg (74%)。
將0.1 g產物進一步用水解反應及去保護反應處理以獲得粗產物。HPLC分析展示，對於粗化合物未偵測到5,6-反式異構體。
1H-NMR (CDCl 3): δ 5.156 ~ 5.595 (m, 5 H), 4.067 (q, 1 H), 3.809 (q, 1 H), 1.247 ~ 2.532 (m, 20 H), 0.852~0.898 (m, 21 H), -0.005~0.034 (m, 12 H); 13C-NMR (CDCl 3) : δ 173.620, 136.520, 131.169, 129.135, 127.890, 72.809, 72.088, 55.345, 44.567, 41.599, 38.669, 36.134, 31.831, 26.730, 26.571, 25.895, 25.835, 25.349, 25.136, 22.624, 18.222, 18.063, 14.047, -4.252, -4.556, -4.579, -4.768；MS (m/z, EI)：C 32H 60O 4Si2Na (M +)之計算值為587.4且實驗值為587.5。 實例2 (8aR,9R,10R,11aS,Z)-9-((S,E)-3-((三級丁基二甲基矽基)氧基)辛-1-烯-1-基)-10-((四-氫-2H-哌喃-2-基)氧基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛-2(3H)-酮
Figure 02_image079
在環境溫度下在氮氣下，將2.0 g之7-((1R,2R,3R,5S)-2-((S,E)-3-((三級丁基二甲基矽基)氧基)辛-1-烯-1-基)-5-羥基-3-((四氫-2H-哌喃-2-基)氧基)環戊基)庚-5(Z)-烯酸(其包括藉由在HPLC分析中偵測其去保護化合物所測定的1.8%之5,6-反式異構體)及0.72 g之吡啶溶解於20 ml之二氯甲烷中。接著，將1.27 g苯甲醯氯添加至混合物中且攪拌30分鐘。藉由TLC檢查反應混合物以確認反應完成。將混合物用15 ml之飽和碳酸氫鈉水溶液淬滅且攪拌10分鐘。靜置溶液以分離成兩個相，且收集有機層。蒸發掉有機層，且獲得粗乙醚保護之1,9-內酯化合物。使用己烷及乙酸乙酯之混合物作為梯度溶離劑藉由矽膠層析來純化粗化合物。所獲得的乙醚保護之1,9-內酯之產率為1.35 g (70%)。
將0.1 g產物進一步用水解反應及去保護反應處理以獲得粗產物。HPLC分析展示，對於粗化合物未偵測到5,6-反式異構體。
1H-NMR (CDCl 3): δ 5.172 ~ 5.630 (m, 5 H), 4.813~4.944 (m, 1 H), 3.428~4.091 (m, 4 H), 1.230 ~ 2.619 (m, 26 H), 0.845~0.879 (m, 12 H), 0.012~0.038 (m, 6 H); 13C-NMR (CDCl 3) : δ 173.635 (173.559), 136.778 (136.619), 131.260, 129.666, (129.507), 127.640, 95.390 (94.623), 81.933 (77.910), 73.159, 62.457 (61.106), 53.971 (53.106), 44.962 (44.855), 39.618, 38.662 (38.578), 37.417, 31.816 (31.778), 30.639 (30.601), 26.730, 25.417, 25.319, 24.962, 22.601, 19.732 (19.573), 18.237 (18.222), 14.009, -4.252, -4.267, -4.806, -4.844；MS (m/z, EI)：C 31H 54O 5SiNa (M +)之計算值為557.4且實驗值為557.4。 實例3 (8aR,9R,10R,11aS,Z)-9-((E)-3-側氧基辛-1-烯-1-基)-10-((四氫-2H-哌喃-2-基)氧基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛-2(3H)-酮
Figure 02_image081
在環境溫度下在氮氣下，將1.5 g之7-((1R,2R,3R,5S)-5-羥基-2-((E)-3-側氧基辛-1-烯-1-基)-3-((四氫-2H-哌喃-2-基)氧基)環戊基)庚-5(Z)-烯酸及0.68 g之吡啶溶解於15 ml之二氯甲烷中。接著，將1.21 g苯甲醯氯添加至混合物中且攪拌30分鐘。藉由TLC檢查反應混合物以確認反應完成。將混合物用10 ml之飽和碳酸氫鈉水溶液淬滅且攪拌10分鐘。靜置溶液以分離成兩個相，且收集有機層。蒸發掉有機層，且獲得粗1,9-內酯化合物。使用己烷及乙酸乙酯之混合物作為梯度溶離劑藉由矽膠層析來純化粗化合物。所獲得的1,9-內酯之產率為1.02 g (71%)。
1H-NMR (CDCl 3): δ 6.688 (ddd, 1 H), 6.235 (dd, 1 H), 5.326 (dt, 1 H), 5.197  (br s, 2 H), 4.592 (t, 0.5 H), 4.550 (t, 0.5 H), 4.060 (dd, 0.5 H), 3.952 (dd, 0.5 H), 3.692 ~ 3.800 (m, 1 H), 3.388 ~ 3.447 (m, 1 H), 1.236 ~ 2.684 (m, 26 H), 0.887 (t, 3 H); 13C-NMR (CDCl 3) : δ 200.466 (200.299), 173.499 (173.408), 146.569 (146.417), 131.951, 131.784, 126.873, 96.321 (96.612), 81.386 (78.790), 72.445 (72.111), 62.646 (61.736), 54.130 (53.546), 45.030 (44.939), 40.582 (40.309), 39.808 (38.024), 35.998, 31.451 (31.421), 30.677 (30.601), 26.715, 25.364 (25.303), 23.952 , 22.442, 19.550, 18.988, 13.895；MS (m/z, EI)：C 25H 38O 5Na (M+Na +)之計算值為441.3且實驗值為441.3。 實例4 (8aR,9R,10R,11aS,Z)-10-羥基-9-((S,E)-3-羥基辛-1-烯-1-基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛-2(3H)-酮
Figure 02_image083
在環境溫度下，將480 g (8aR,9R,10R,11aS,Z)-10-((三級丁基二甲基矽基)氧基)-9-((S,E)-3-((三級丁基二甲基-矽基)氧基)辛-1-烯-1-)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛-2(3H)-酮(來自實例1)溶解於4.5 L之四氫呋喃中。接著，將775 g四丁基氟化銨三水合物添加至溶液中。在45℃下加熱均質溶液且攪拌6小時。藉由TLC檢查反應混合物以確認反應完成。在環境溫度下冷卻混合物且隨後用8 L之飽和碳酸氫鈉水溶液淬滅。靜置溶液以分離成兩個相，且收集有機層。蒸發掉有機層以獲得粗1,9-內酯二醇化合物。使用己烷及乙酸乙酯之混合物作為梯度溶離劑藉由矽膠層析來純化粗化合物。接著，使二醇化合物在乙酸乙酯及己烷之混合溶劑中進一步結晶。二醇化合物之所獲得晶體之產率為259 g (91%)。
1H-NMR (CDCl 3): δ 5.203 ~ 5.642 (m, 5 H), 4.409 (q, 1 H), 3.800 (q, 1 H), 3.304 (br s, 1 H), 1.281 ~ 2.608 (m, 21 H), 0.868 (t, 3 H); 13C-NMR (CDCl 3) : δ 173.437, 136.785, 131.973, 131.411, 127.464, 76.065, 73.158, 71.936, 56.201, 45.074, 40.285, 37.196, 36.050, 31.655, 26.722, 26.532, 25.272, 25.158, 22.562, 13.971；MS (m/z, EI)：C 20H 30O 4(M +)之計算值為336.2且實驗值為336.2。 實例5 (8aR,9R,10R,11aS,Z)-10-羥基-9-((E)-3-側氧基辛-1-烯-1-基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛-2(3H)-酮
Figure 02_image085
在環境溫度下，將300 g之(8aR,9R,10R,11aS,Z)-10-羥基-9-((S,E)-3-羥基辛-1-烯-1-基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環-戊[b]奧克辛-2(3H)-酮(來自實例4)溶解於3 L之四氫呋喃中，且添加2,3-二氯-5,6-二-氰基-1,4-苯并-醌。在55℃下加熱反應混合物且攪拌2小時。在反應完成之後，在環境溫度下冷卻混合物且蒸發掉。接著，用二氯甲烷稀釋深棕色殘餘物，且沈澱黃色固體。過濾出混合物，且將過濾物進一步濃縮以獲得粗酮化合物。使用己烷及乙酸乙酯之混合物作為梯度溶離劑藉由矽膠層析來純化粗化合物。所獲得的15-酮1,9-內酯之產率為276 g (93%)。
1H-NMR (CDCl 3): δ 5.183 ~ 6.686 (m, 5 H), 3.991 ~ 4.062 (m, 1 H), 1.251 ~ 2.642 (m, 21 H), 0.887 (t, 3 H); 13C-NMR (CDCl 3) : δ 200.101, 173.316, 145.536, 132.064, 131.737, 126.865,  76.383, 72.406, 56.239, 45.591, 40.983, 40.839, 36.027, 31.435, 26.729, 25.302, 23.754, 22.433, 13.895；MS (m/z, EI)：C 20H 30O 4(M +)之計算值為334.2144且實驗值為334.2130。 實例6 (8aR,9R,10R,11aS,Z)-10-羥基-9-((S,E)-3-羥基-3-甲基辛-1-烯-1-基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛-2(3H)-酮
Figure 02_image087
方法A：在環境溫度下在氮氣下，將275 g之(8aR,9R,10R,11aS,Z)-10-羥基-9-((E)-3-側氧基辛-1-烯-1-基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛-2(3H)-酮(來自實例5)溶解於4.5 L之四氫呋喃中且在-70℃下冷卻。在-70℃下將1.0 L之甲基鋰(2M於醚中)緩慢添加至反應混合物且藉由TLC檢查反應。在反應完成之後，將混合物用飽和氯化銨水溶液淬滅且攪拌10分鐘。接著，將1 L之乙酸乙酯添加至反應混合物中且使其在環境溫度下升溫。靜置混合物以分離成兩個相，且收集有機層並經無水硫酸鈉乾燥。隨後，濾出固體且蒸發掉過濾物。獲得粗15-甲基混合物化合物且藉由HPLC測試。粗化合物之15- R/15- S之比率為約25/75。使用二氯甲烷及丙酮之混合物作為梯度溶離劑藉由矽膠層析進一步純化粗化合物。所獲得的純15-甲基化合物之產率為163 g (57%)。
方法B：在環境溫度下在氮氣下，將2 g之(8aR,9R,10R,11aS,Z)-10-羥基-9-((E)-3-側氧基辛-1-烯-1-基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛-2(3H)-酮(來自實例5)溶解於20 ml之四氫呋喃中且在-70℃下冷卻。接著，在-70℃下將21 ml之甲基溴化鎂(1M於THF中)緩慢添加至反應混合物且在0℃下升溫。藉由TLC檢查混合物以確認反應完成。取樣反應混合物以檢查產物之15- R/15- S之比率為約35/65。
1H-NMR (CDCl 3): δ 5.203 ~ 5.713 (m, 5 H), 3.787 (q, 1 H), 1.167 ~ 2.535 (m, 25 H), 0.859 (t, 3 H); 13C-NMR (CDCl 3) : δ 173.399, 140.709, 131.336, 127.556, 127.526, 76.331, 72.840, 72.187, 56.233, 45.281, 42.875, 40.317, 36.029, 32.173, 27.520, 26.693, 26.579, 25.274, 23.801, 22.541, 13. 950；MS (m/z, EI)：C 21H 32O 3(M +-H 2O)之計算值為332.2351且實驗值為332.2349。 實例7 (8aR,9R,10R,11aS,Z)-10-((三級丁基二甲基矽基)氧基)-9-((S,E)-3-羥基-3-甲基辛-1-烯-1-基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛-2(3H)-酮
Figure 02_image089
在環境溫度下，2.0 g之(8aR,9R,10R,11aS,Z)-10-((三級丁基二甲基矽基)氧基)-9-((E)-3-側氧基辛-1-烯-1-基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛-2(3H)-酮於20 ml之四氫呋喃中且在-70℃下冷卻。在-70℃下將3.5 ml之甲基鋰(2M於乙醚中)緩慢添加至反應混合物且藉由TLC檢查反應。在反應完成之後，將混合物用飽和氯化銨水溶液淬滅且攪拌10分鐘。接著，將1 ml之乙酸乙酯添加至反應混合物中且使其在環境溫度下升溫。相分離混合物，且經無水硫酸鈉乾燥有機層。隨後，濾出固體，且蒸發掉過濾物以獲得粗15-甲基混合物化合物。使用二氯甲烷及丙酮之混合物作為梯度溶離劑藉由矽膠層析來純化粗化合物。所獲得的純15-甲基化合物之產率為1.05 g (51%)。
1H-NMR (CDCl 3): δ 5.168 ~ 5.689 (m, 5 H), 3.807 (q, 1 H), 1.258 ~ 2.551 (m, 24 H), 0.857~0.944 (m, 12 H), 0.011 (s, 6 H); 13C-NMR (CDCl 3) : δ 173.582, 140.368, 131.275, 127.746, 127.678, 76.954, 72.938, 72.005, 55.610, 44.483, 42.844, 41.569, 36.127, 32.279, 28.081, 26.738, 26.487, 25.789, 23.839, 22.579, 18.070, 14.040, -3.592, -4.518, -4.624。
MS(m/z,EI)：C 27H 48O 4SiNa (M+Na +)之計算值為487.3且實驗值為487.3。 實例8 (Z)-7-((1R,2R,3R,5S)-3,5-二羥基-2-((S,E)-3-羥基-3-甲基辛-1-烯-1-基)環戊基)庚-5-烯酸，卡前列素
Figure 02_image091
將143 g之(8aR,9R,10R,11aS,Z)-10-羥基-9-((S,E)-3-羥基-3-甲基辛-1-烯-1-基)-4,5,8,8a,9,10,11,11a-八氫環戊[b]奧克辛-2(3H)-酮(來自實例6)溶解於750 ml之甲醇中，且添加1.5 L之1N氫氧化鋰水溶液。將反應混合物在60℃下加熱2小時。在反應完成之後，在室溫下冷卻混合物，且將溶液之pH值調整至約8.5。濃縮混合物以移除甲醇且藉由酸鹼萃取進一步純化殘餘物。所獲得卡前列素之產率為129 g。
1H-NMR (CDCl 3): δ 5.278 ~ 5.610 (m, 7 H), 4.112~4.133 (m, 1 H), 3.866~3.911 (m, 1H), 1.252 ~ 2.298 (m, 23 H), 0.843 (t, 3 H)；
13C-NMR (CDCl 3) : δ 177.316, 138.903, 129.431, 129.226, 128.839, 77.599, 73.333, 72.339, 55.292, 50.427, 42.731, 42.488, 33.031, 32.257, 26.966, 26.245, 25.099, 24.507, 23.809, 22.610, 14.063；
MS (m/z,EI)：C 21H 34O 4(M +-H 2O)之計算值為350.2且實驗值為350.3。 實例9 卡前列素緩血酸胺鹽形成 2-胺基-2-(羥基甲基)丙烷-1,3-二醇；(Z)-7-((1R,2R,3R,5S)-3,5-二羥基-2-((S,E)-3-羥基-3-甲基辛-1-烯-1-基)環戊基)庚-5-烯酸酯，卡前列素緩血酸胺
Figure 02_image093
方法A：
在60℃下將114 g之卡前列素溶解於1.2 L之乙腈中，且將溶液加熱至65℃。將含37.4 g緩血酸胺之120 ml水緩慢添加至溶液中。將反應混合物進一步加熱至85℃以進行回流持續10分鐘。使均質溶液冷卻至60℃，且白色固體緩慢地開始沈澱。將混合物進一步冷卻至室溫且攪拌超過16小時。過濾反應混合物以獲得卡前列素緩血酸胺之白色結晶形式(118g)。藉由DSC量測到晶體之熔點為103.41℃，如圖5 (a)中所展示。
1H-NMR (D 2O): δ 5.336 ~ 5.594 (m, 4 H), 4.109 (br s, 1 H), 3.819 (br s, 1 H), 3.632 (s, 6 H), 1.193 ~ 2.427 (m, 23H), 0.764 (t, 3 H)；
13C-NMR (CDCl 3) : δ 183.433, 138.523, 130.584, 129.203, 128.854, 75.928, 73.576, 71.109, 71.109, 61.257, 59.451, 54.327, 41.971, 41.902, 37.136, 31.565, 26.601, 25.850, 25.743, 24.779, 23.277, 21.888, 13.288；
MS (m/z,ESI)：C 25H 48NO 8(MH +)之計算值為490.3374且實驗值為490.3384。
方法B：
藉由以下CN 102336693之實例3中所揭示之方法由丙酮/水溶液來製備卡前列素緩血酸胺晶體。本案發明人量測到晶體之熔點為103.22℃，如圖5 (b)中所展示。
方法C：
藉由以下CN 102336693之實例7中所揭示之方法由乙醚/水溶液來製備卡前列素緩血酸胺晶體。本案發明人量測到晶體之熔點為103.43℃，如圖5 (c)中所展示。
方法D：
藉由以下WO 2017/093770之實例1g中所揭示之方法由異丙醇/丙酮溶液來製備卡前列素緩血酸胺晶體。本案發明人量測到晶體之熔點為97.49℃，如圖5 (d)中所展示。 實例10 卡前列素緩血酸胺之再結晶
方法A：
在85℃下，將10.0 g卡前列素緩血酸胺溶解於1 L含有0.02%水之乙腈中以得到均質溶液，且接著將均質溶液冷卻至60℃，且白色固體緩慢地開始沈澱。將混合物進一步冷卻至室溫。過濾及乾燥所得沈澱晶體。在再結晶之後，所獲得的高純度卡前列素緩血酸胺晶體之產率為9.0 g。藉由DSC量測到晶體之熔點為106.40℃，如圖6 (a)中所展示。在HPLC分析後，15( R)-差向異構體之量為0.05%，且未偵測到5,6-反式異構體。
方法B：
藉由以下CN 102336693之實例2、4、6或8中所揭示之方法由丙酮/水溶液來製備卡前列素緩血酸胺晶體。本案發明人量測到晶體之熔點為103.85℃，如圖6 (b)中所展示。
方法C：
藉由以下WO2017093770之實例1h中所揭示之方法由異丙醇/丙酮溶液來製備卡前列素緩血酸胺晶體。本案發明人量測到晶體之熔點為99.46℃，如圖6 (c)中所展示。 實例11 低純度卡前列素緩血酸胺之純化
將3 g市售卡前列素緩血酸胺(其包括2.5%之5,6-反式異構體及1.5%之15( R)-差向異構體)溶解於pH為3之酸性水中且用乙酸乙酯萃取以獲得2 g卡前列素。用1.73 g之2,2'-二吡啶基二硫化物及2.06 g之三苯基膦處理卡前列素於8 ml無水無氧二甲苯中之溶液。在25℃下攪拌18小時之後，用500 ml二甲苯稀釋混合物且在回流下加熱4小時。進一步蒸發反應混合物以移除溶劑，且將殘餘物分配於低溫碳酸氫鈉水溶液與乙酸乙酯之間。將有機層收集且用鹽水洗滌，並用無水硫酸鈉乾燥。過濾混合物且濃縮以獲得粗1,9-內酯化合物。使用二氯甲烷及丙酮之混合物作為梯度溶離劑藉由矽膠層析來純化粗化合物。所獲得的15-甲基1,9-內酯之產率為1.67 g。
1,9-內酯產物進一步藉由水解反應處理以獲得包括2.5%之15( R)-差向異構體但在HPLC分析中無可偵測5,6-反式異構體的卡前列素。卡前列素緩血酸胺係根據實例9之方法由卡前列素及緩血酸胺形成，且根據實例10 (方法A)及實例11之方法結晶及再結晶以獲得高純度卡前列素緩血酸胺。在HPLC分析後，15( R)-差向異構體之量為0.15%，且未偵測到5,6-反式異構體。 實例12 卡前列素緩血酸胺晶體之穩定性
表4及表5中所展示之穩定性資料展示，即使在20℃下處理6個月、在5℃下處理18個月及在80℃下處理3天，高熔點卡前列素緩血酸胺晶體亦為穩定的。高熔點卡前列素緩血酸胺晶體在室溫下、甚至在更高溫度下為極穩定的，使得可有效地避免降解雜質之形成。 表4
標本 卡前列素緩血酸胺晶體 卡前列素緩血酸胺晶體 卡前列素緩血酸胺晶體
條件 對照 25℃/60%RH 1個月 25℃/ 60%RH 6個月
純度 99.75% 99.71% 99.75%
15(R)-差向異構體 0.25% 0.27% 0.25%
5,6-反式異構體 ND ND ND
總雜質 0.25% 0.29% 0.25%
           
樣品 卡前列素緩血酸胺晶體 卡前列素緩血酸胺晶體 卡前列素緩血酸胺晶體
條件 5℃ 1個月 5℃ 12個月 5℃ 18個月
純度 99.72% 99.75% 99.75%
15-差向異構體 0.28% 0.25% 0.25%
5,6-反式異構體 ND ND ND
總雜質 0.28% 0.25% 0.25%
表5
標本 卡前列素緩血酸胺晶體 卡前列素緩血酸胺晶體 卡前列素緩血酸胺晶體
條件 對照 80℃ 1天 80℃ 3天
純度 99.79% 99.79% 99.78%
15-差向異構體 0.21% 0.20% 0.21%
5,6-反式異構體 ND ND ND
總雜質 0.21% 0.21% 0.22%
另一方面，量測由實例10 (方法A)製備之高熔點卡前列素緩血酸胺晶體及由實例10 (方法B)製備之低熔點卡前列素緩血酸胺晶體之吸濕性。在25℃下將樣品置放於具有99%RH之玻璃瓶中持續3小時，且藉由卡爾費歇爾滴定法(Karl Fischer titration)來量測樣品之含水量，如表6中所展示。高熔點卡前列素緩血酸胺晶體展示與低熔點卡前列素緩血酸胺晶體相比的相對低速率之水吸收，從而指示高熔點卡前列素緩血酸胺晶體更穩定且可在高濕度條件下儲存更長時間，因此高熔點卡前列素緩血酸胺晶體更有利於產物處置、儲存及運送。 表6
標本 實例10 (方法A) 高熔點 實例10 (方法B) 低熔點
條件 含水量(%)
初始 0.36571% 0.33029%
25℃/ 99%RH/ 1 h 1.50916% 2.23611%
25℃/ 99%RH/ 2 h 3.35425% 5.44951%
25℃/ 99%RH/ 3 h 5.88095% 7.51338%
圖1展示本發明之卡前列素緩血酸胺晶體之X射線粉末繞射(XRPD)圖。
圖2展示本發明之卡前列素緩血酸胺晶體之差示掃描熱量測定(DSC)熱譜圖。
圖3展示根據本發明之五個不同批次的卡前列素緩血酸胺晶體之X射線粉末繞射(XRPD)圖。
圖4展示根據本發明之五個不同批次的卡前列素緩血酸胺晶體之差示掃描熱量測定(DSC)熱譜圖。
圖5展示由本發明之實例9製備的卡前列素緩血酸胺晶體之差示掃描熱量測定(DSC)熱譜圖。
圖6展示由本發明之實例10製備的卡前列素緩血酸胺晶體之差示掃描熱量測定(DSC)熱譜圖。

Claims (6)

  1. 一種卡前列素緩血酸胺之結晶形式，其具有包含峰最大值為106.4±1.0℃之吸熱峰的差示掃描熱量測定(DSC)熱譜圖，且具有包含在以下2θ反射角處之特徵峰的X射線粉末繞射(XRPD)圖：6.9±0.2°、10.3±0.2°、18.8±0.2°及21.9±0.2°。
  2. 如請求項1之卡前列素緩血酸胺之結晶形式，其中該XRPD圖進一步包含在以下2θ反射角處之特徵峰：9.1±0.2°、9.5±0.2°、11.0±0.2°及20.5±0.2°。
  3. 如請求項1之卡前列素緩血酸胺之結晶形式，其含有小於0.1%之5,6-反式異構體。
  4. 如請求項3之卡前列素緩血酸胺之結晶形式，其含有小於0.03%之5,6-反式異構體。
  5. 一種用於製備如請求項1之卡前列素緩血酸胺之結晶形式之方法，其包含以下步驟： (a)    將卡前列素緩血酸胺添加至無水乙腈中以形成混合物，其中該無水乙腈之量為每1 g卡前列素緩血酸胺80 ml至250 ml； (b)    將該混合物加熱至範圍介於70℃至90℃之溫度以得到均質溶液；及 (c)    使該均質溶液冷卻以形成卡前列素緩血酸胺之該結晶形式。
  6. 如請求項5之方法，其中該無水乙腈之含水量小於0.05%。
TW111138222A 2021-08-23 2021-08-23 卡前列素緩血酸胺之結晶形式及其製備方法 TWI805504B (zh)

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