CZ20032211A3

CZ20032211A3 - Způsob čištění 20(S) - camptothecinu

Info

Publication number: CZ20032211A3
Application number: CZ20032211A
Authority: CZ
Inventors: Rainer Sobotta; Armin Walter Rapp
Original assignee: Boehringer Ingelheim Pharma Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2002-02-09
Publication date: 2003-12-17
Also published as: ZA200305364B; ATE301124T1; BG108064A; EE05131B1; CZ300671B6; WO2002064597A3; CN1228340C; NO20033614L; NO328106B1; PL202135B1; CA2435372C; HUP0303030A2; EA005618B1; RS50496B; IL157148A; EP1362051A2; PL362128A1; BR0207261A; ES2246389T3; EA200300837A1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu čištění 20(S)-camptothecinu, který je znečištěn derivátem vinyl-camptothecinu.

Dosavadní stav techniky

20(S)-Camptothecin (20(S)-CPT) je přírodní alkaloid vzorce (I),

kde R¹ znamená skupinu ethyl.

20(S)-CPT a jeho deriváty mají jako inhibitory topoizomerázy I inhibiční účinky na tumory (například Giovanelle, B.C. et al., Cancer Research, 51: 302-3055, 1991, evropská patentová přihláška EP 0 074 256, EP 0 088 642, patenty US 4,473,692, US 4,545,880, US 4,604,463 a mezinárodní patentová přihláška WO 92/05786).

20(S)-CPT se může jako surový produkt mezi jiným získát z čínského stromu Camptotheca acuminata (Nyssaceae) (Wall M. et al., J. Am. Chem. Soc. 88. 38883890, 1966) nebo indického stromu Nothapodytes foetida (nimmoniana) (dřívější označení: Mappie foetida Miers) (Govindachari, T.R. et al., Phytochemistry 11: 35293531, 1972).

-2··· · ·

Tyto surové produkty, zvláště produkt získaný z Nothepodytes foetida, mají 20(S)CPT znečištěný derivátem CPT vzorce (I), kde R¹ znamená skupinu vinyl (20-vinylCPT).

Obvyklým způsobem se surové produkty čistí nákladnými chromatofrafickými metodami nebo převedením camptothecinu do vodné fáze a odstraněním nečistot extrakcí rozpouštědly rozpustnými ve vodě (například WO 94/19353). Znečištění 20vinyl-CPT nelze ovšem těmito metodami účinně odstranit.

Je proto úkolem předkládaného vynálezu připravit způsob, který umožní vyčištění výchozího produktu 20(S)-CPT bez použití nákladných chromatografických metod.

Podstata vynálezu

S překvapením se zjistilo, že 20(S)-CPT lez téměř zcela vyčistit od znečištění 20vinyl-CPT tak, že se na výchozí materiál nejdříve působí vodnou baží, hydrogenuje a následně okyselí a produkt se izoluje.

Předmětem vynálezu je tak způsob čištění 20(S)-camptothecinu, který zahrnuje následující kroky:

(a) smíchání vodné baze a výchozího materiálu s obsahem 20(S)-camptothecinu, přičemž se laktonový kruh 20(S)-camptothecinu přemění na karboxylátovou sůl;

(b) hydrogenace získané směsi za přítomnosti katalyzátoru přechodného kovu;

(c) okyselení vodné fáze za vzniku krystalů camptothecinu;

(d) přidání polárního aprotického rozpouštědla; a (e) oddělení krystalů camptothecinu.

• ·

-3Dalším předmětem vynálezu je způsob výroby 20(S)-camptothecinu vzorce (I), kde R¹ znamená skupinu ethyl, z 20-vinyl-camptothecinu vzorce (I), kde R¹ znamená skupinu vinyl, který zahrnuje následující kroky:

(a) smíchání vodné baze a výchozího materiálu s obsahem 20-vinylcamptothecinu za vzniku sloučeniny vzorce (II),

kde

R¹ znamená skupinu vinyl; a

Met znamená kov;

(c) okyselení vodné fáze za vzniku krystalů camptothecinu;

(d) přidání alespoň jednoho polárního aprotického rozpouštědla; a (e) oddělení krystalů camptothecinu.

Podrobný popis vynálezu

Pojem „výchozí materiál s obsahem camptothecinu“, který se používá výše nebo níže, zahrnuje znečištěný materiál, obsahující 20(S)-CPT, surový camptothecin, rostlinné extrakty s obsahem camptothecinu, syntetický camptothecin, deriváty camptothecinu, které jsou například popsány v mezinárodní patentové přihlášce WO 92/05785, nebo reakční produkty, obsahující camptothecin.

• · · · ·· ···· • · · · • · · · · ···· · ·· · · · · _ 4 - * ·········· “ · ······· ···· ··· .. .. .. ..

Výhodně je výchozí materiál přirodní produkt, který byl zejména získán z Nothapodytes foetida. Zpravidla je to směs sloučeniny vzorce (I), kde R¹ znamená skupinu ethyl, a sloučeniny vzorce (I), kde R¹ znamená skupinu vinyl. Obsahuje zpravidla 0,9 až 1,5 % hmotnostních, výhodně 1,0 až 1,4 % hmotnostních vinylové sloučeniny. Vedle toho může výchozí materiál ještě obsahovat jiné deriváty camptothecinu, jako je například 9-methoxy-CPT, 10-methoxy-CPT, 11-methoxyCPT, 10-hydroxy-CPT a 11-hydroxy-CPT. Výchozí materiál obsahuje zpravidla až 1 % hmotnostní jednoho nebo více těchto dalších derivátů CPT, zejména 0,2 až 0,8 % hmotnostních 9-methoxy-CPT.

Pojem „vodná baze“, který se používá výše nebo níže v kroku (a) způsobu čištění podle vynálezu, se týká baze, která ve vodném prostředí, výhodně v čisté vodě, vytvoří dostatečné množství hydroxidových iontů, aby se laktonová skupina derivátu camptothecinu, obsaženého ve výchozím materiálu, zcela převedla na odpovídající hydroxykarboxylát. Výhodné jsou hydroxidy kovů, zvláště hydroxidy alkalických kovů nebo hydroxidy kovů alkalických zemin, jako je hydroxid lithný, hydroxid sodný, hydroxid draselný nebo hydroxid vápenatý. Nejvýhodnější je hydroxid sodný.

Hydroxid kovu se s výhodou používá ve formě zředěného vodného roztoku, výhodně ve formě 1 až 25%, zvláště 3 až 10% vodného roztoku. Zpravidla se použije tolik hydroxidu kovu, aby se derivát camptothecinu zcela převedl do roztoku; výhodně se použije 1 až 20 mol, zvláště výhodně 5 až 15 mol, zejména 7,5 až 12,5 mol hydroxidu kovu, vztaženo na 1 mol výchozího materiálu.

Do získané směsi se v kroku (b) se přidá katalyzátor přechodného kovu, výhodně heterogenního katalyzátoru přechodného kovu, zejména platina, oxid platiny, nikl, paládium nebo rhodium na nosiči, jako je aktivní uhlí nebo oxid hlinitý. Výhodné je paládium na aktivním uhlí s obsahem 1 až 15 % hmotnostních, výhodně 2 až 10 % hmotnostních, zejména asi 5 % hmotnostních paládia.

• ·

Množství katalyzátoru přechodného kovu se zvolí tak, že se tím zajistí úplná hydrogenace vinylového derivátu CPT. Výhodně se použije 0,01 až 0,50 dílů hmotnostních, zejména 0,02 až 0,10 dílů hmotnostních katalyzátoru přechodného kovu (včetně nosiče), vztaženo na 1 díl hmotnostní výchozího materiálu.

Takto získaná směs se výhodně při teplotě -20 °C až 100 °C, zvláště výhodně při teplotě 10 °C až 40 °C, nejvýhodněji při pokojové teplotě skrápí plynným vodíkem.

Tlak vodíku je nekritický, výhodně se hydrogenuje při normálním tlaku nebo mírném přetlaku, zvláště výhodně při tlaku 0,09 až 0,5 MPa (0,9 až 5,0 bar), nejvýhodněji při tlaku asi 0,1 MPa (1 bar).

Za uvedených podmínek se hydrogenace zcela ukončí zpravidla během 1 až 20 hodin, výhodně během 4 až 15 hodin, zvláště výhodně během 6 až 10 hodin.

Po proběhlé hydrogenaci se kytalyzátor přechodného kovu s výhodou odstraní filtrací a získaná reakčni směs se v kroku (c) okyselí. Okyselení se může provést anorganickou nebo organickou kyselinou. Výhodné kyseliny jsou minerální kyseliny, jako je HCl, HBr, HJ, HNO₃, H₃PO₄, H₂SO₄, nebo alifatické karboxylové kyseliny, jako je kyselina octová a kyselina trifluoroctová, nebo směsi těchto kyselin, zejména koncetrovaná kyselina chlorovodíková. Touto kyselinou se nastaví hodnota pH na 3,0 až 6,0, výhodně 3,5 až 5,0, zejména asi 4,0 až 4,5. Reakce s kyselinou probíhá zpravidla při teplotě 0°C až 100°C, výhodně 30°C až 80°C, zejména 50°C až 60°C.

Ve zvláště výhodné formě provedení se okyselí 2 až 20 díly hmotnostními, výhodně 4 až 9 díly hmotnostními, zejména 6 až 8 díly hmotnostními koncentrované kyseliny chlorovodíkové, vztaženo na 1 díl hmotnostní výchozího materiálu.

Za uvedených podmínek se laktonizace na CPT zcela ukončí zpravidla během 10 až 180 minut, výhodně 15 až 60 minut, zejména během asi 30 minut.

• 1

-6··· · ·

Reakční směs získaná okyselením se zpravidla vysráží jako čistá suspenze. Pro zlepšení krystalizece v kroku (d) se smíchá s jedním nebo více polárními aprotickými rozpouštědly. Výhodné jsou například sulfoxidy, jako je například dimethylsulfoxid (DMSO) nebo aminy a deriváty močoviny vzorce

R'

II

O kde

R² znamená atom vodíku nebo skupinu C1-C4 -alkyl, zejména atom vodíku nebo skupinu methyl;

R³ a R⁴ znamenají nezávisle na sobě skupinu C1-C4 -alkyl, zejména skupinu methyl; nebo

R² a R³ společně znamenají skupinu -(CH2)m- nebo -NR⁵-(CH2)_n, přičemž R⁵ znamená skupinu C1-C4 -alkyl; m je číslo 3 nebo 4, zejména číslo 3; a n je číslo 2 nebo 3, zejména zvolená ze skupiny, sestávající z Ν,Ν-dimethylformamidu (DMF), N,Ndimethyl-acetamidu (DMA), N-methylpyrroiidonu (NMP), N,N-dimethylethylenmočoviny (DMEU) a Ν,Ν-dimethylpropylenmočoviny (DMPU) nebo ze směsi těchto rozpouštědel, nejvýhodnějí z DMF.

Zpravidla se použije 10 až 100 dílů hmotnostních, výhodně 20 až 80 dílů hmotnostních, zejména 30 až 50 dílů hmotnostních polárního aprotického rozpouštědla, vztaženo na 1 díl hmotnostní použitého výchozího materiálu.

·· ··· · • ··· · · · · · · , . 7 - ·········« · *···...

···♦ ··· ·· ·· ·* .,

Působení polárním aprotickým rozpouštědlem se může provádět při každé libovolné teplotě. Reakční směs se míchá výhodně při teplotě 30°C až 120°C, zejména 80°C až 100°C a následně se pomalu ochlazuje na pokojovou teplotu.

Takto získané krystaly CPT se mohou v kroku (e) snadno oddělit od kapalné fáze, výhodně se oddělení provede dekantací, centrifugací, odstředěním, lisováním nebo filtrací, zejména filtrací.

Zpravidla se získané krystaly CPT promývají alkoholem, výhodně methanolem, ethanolem nebo isopropanolem, zejména methanolem, a suší.

Výhodou postupu podle vynálezu jsou vysoké výtěžky v čase a prostoru a vysoké výtěžky a čistota získaného 20(S)-camptothecinu, který se získá bez chromatografického čištění v podstatě bez nečistot, obsahujících vinylové skupiny

Následující příklady slouží pro ilustraci exemplárně provedenýcch způsobu čištění camptothecinu. Rozumí se pouze jako možné příklady provedených postupů, aniž by se tím omezil rozsah vynálezu.

-8Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Ve 260 ml 2 normálním roztoku hydroxidu sodného se pohltí 10,45 g surového produktu s obsahem camptothecinu a získaného z Nothapodytes foetida, který obsahuje 1,33 % 20-vinyl-CPT a 0,47 % 9-methoxy-CPT a směs se smíchá s 0,6 g paládia na aktivním uhlí (5%). Směs se při pkojové teplotě a tlaku 0,1 MPa (1 bar) 8 hodin skrápí vodíkem.

Následně se reakční směs filtruje a při teplotách 50 až 60 °C se smíchá s 80 ml koncentrované kyseliny chlorovodíkové a nastaví se hodnota pH 4,0 až 4,5.

Vzniklá suspenze se smíchá se 400 ml DMF a míchá 2,5 hodiny při teplotách 90 až 100°C. Získaná suspenze se pomalu ochladí na pokojovou teplotu a zfiltruje. Získané krystaly CPT se promýjí 100 ml methanolu a suší ve vakuu při teplotě 55°C.

Získá se 9,85 g (94,2 % vsázky) 20(S)-camptothecinu s obsahem méně než 0,05 %

20-vinyl-CPT a 0,11 % 9-methoxy-CPT.

Příklad 2

Ve 260 ml 2 normálního roztoku hydroxidu sodného se pohltí 10,45 g surového produktu s obsahem camptothecinu získaného z Nothapodytes foetida, který obsahuje 1,33 % 20-vinyl-CPT a 0,47 % 9-methoxy-CPT a směs se smíchá s 0,6 g paládia na aktivním uhlí (5%). Směs se při pokojové teplotě a tlaku 0,1 MPa (1 bar) 8 hodin skrápí vodíkem.

·· ····

-9► ···· • · • · ·· • · · • · · • ···

Následně se reakční směs filtruje a při teplotách 50 až 60 °C se smíchá s 300 ml 10% kyseliny sírové a nastaví se na hodnotu pH 4,0 až 4,5.

Vzniklá suspenze se smíchá s 500 ml DMF a míchá 2,5 hodiny při teplotách 90 až 100°C. Získaná suspenze se pomalu ochlazuje na pokojovou teplotu a zfiltruje. Získané krystaly CPT se promyjí 100 ml methanolu a suší ve vakuu při teplotě 55 °C.

Získá se 9,67 g (92,6 % vsázky) 20(S)-camptothecinu s obsahem 0,09 % 9-methoxyCPT, přičemž obsah '20-vinyl-CPT je pod důkazní mezí.

Zastupuje:

- 10• 9 ·99 · • 9 • ··· • · • 9

9 9 9 9« ♦ 9 ·

9 9

999 ·

• 9

9«·«

Claims

Patentové nároky

1. Způsob čištění 20(S)-camptothecinu, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

(a) smíchání vodné baze a výchozího materiálu s obsahem 20(S)camptothecinu, přičemž se laktonový kruch 20(S)-camptothecinu převede na karboxylátovou sůl;

(b) hydrogenace získané směsi za přítomnosti katalyzátoru přechodného kovu;

(c) okyselení vodné fáze za vzniku krystalů camptothecinu;

(d) přidání alespoň jednoho polárního aprotického rozpouštědla; a (e) oddělení krystalů camptothecinu.
2. Způsob čištění 20(S)-camptothecinu podle nároku 1,vyznačující se tím, že výchozí materiál s obsahem 20(S)-camptothecinu, je přírodní rostlinný produkt.
3. Způsob čištění 20(S)-camptothecinu podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m, že výchozí materiál s obsahem 20(S)-camptothecinu, se v podstatě skládá ze směsi sloučenin vzorce (I), (I)

OH O • * · · · · • ··· ·«« kde R¹ znamená skupinu ethyl nebo vinyl.
4. Způsob čištění 20(S)-camptothecinu podle některého z předcházejích nároků, vyznačující se tím, že baze v kroku (a) je hydroxid sodný.
5. Způsob čištění 20(S)-camptothecinu podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se směs získaná v kroku (a) hydrogenuje za přítomnosti katalyzátoru paládia při teplotě 0°C až 100°C a při tlaku 0,05 až 0,5 MPa (0,5 až 5,0 bar).
6. Způsob čištění 20(S)-camptothecinu podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se t í m, že se na vodnou fázi, získanou v kroku (b), působí kyselinou, zvolenou ze skupiny HCI, HBr, HJ, HNO₃, H₃PO₄, H2SO4, kyselina octová a kyselina trifluoroctová, nebo ze směsí těchto kyselin, při teplotě 30°C až 80°C.
7. Způsob čištění 20(S)-camptothecinu podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se t í m, že se na vodou fázi, získanou v kroku (c), působí jedním nebo více polárními aprotickými rozpouštědly vzorce

R³

I li kde

R² znamená atom vodíku nebo skupinu C1-C4 -alkyl;

R³ a R⁴ nezávisle na sobě znamenají skupinu C1-C4 -alkyl; nebo ·· ·«»»

-12·· ·*··

R² a R³ společně znamenají skupinu -(CH2)m- nebo -NR⁵-(CH2)_n-, přičemž R⁵ znamená skupinu C1-C4 -alkyl;

m je číslo 3 nebo 4; a n je číslo 2 nebo 3, při teplotě 30°C až 120°C.
8. Způsob čištění 20(S)-camptothecinu podle nároku 7, vyznačující se tím, že se polární aprotické rozpouštědlo zvolí ze skupiny, sestávající z N,Ndimethylformamidu (DMF), Ν,Ν-dimethylacetamidu (DMA), N-methylpyrrolidonu (NMP), Ν,Ν-dimethylethylenmočoviny (DMEU) a N,N-dimethylpropylenmočoviny (DMPU) nebo ze směsí těchto rozpouštědel.
9. Způsob čištění 20(S)-camptothecinu podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se t ím, žese krystaly 20(S)-camptothecinu, získané v kroku (d), oddělí filtrací.
10. Způsob výroby 20(S)-cymptothecinu vzorce (I), kde R¹ znamená skupinu ethyl, z 20-vinyl-camptothecinu vzorce (I), kde R¹ znamená skupinu vinyl, vyznačující setím, že zahrnuje následující kroky;

(a) smíchání vodné baze a výchozího materiálu s obsahem 20-vinylcamptothecinu za vzniku sloučeniny vzorce (II),