CZ64296A3

CZ64296A3 - Způsob výroby 9-(2hydroxy) ethoxymethylguanínu

Info

Publication number: CZ64296A3
Application number: CZ96642A
Authority: CZ
Inventors: Stefano Turchetta; Sabina Pucci; Gianfranco Piccoli; Giovanni Frare
Original assignee: Recordati Chem Pharm
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1994-02-03
Publication date: 1996-06-12

Abstract

Řešení se týká způsobu výroby 9-(2-hydroxy)ethoxymethyl-guaninu, acycloviru vzorce I, při nímž se Ň2-formylguanín vzorce 3 alkyluje 2-oxa-l,4-diacyloxybutanem a výsledný N2-formyl-9-(2-acytoxy)ethoxymcthylguanin vzorce 4, v němž R znamená vodík, alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku nebo fenyl se hydrolyzuje, vzniklý acyclovir se izoluje a popřípadě čistí.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zlepšeného způsobu výroby 9-(2-hydroxy)ethoxymethylguaninu, označovaného také jako acyclovir.

ΐ

Dosavadní stav techniky

Acyclovir je široce používán jako protivircvá látka k ' léčebným účinkům. Způsob jeho výroby byl popsán například v belgickém patentovém spisu č. 833 006. Při provádění způsobu podle tohoto patentového spisu se vychází z guaninu, který se nejprve podrobí trimethylsilylaci ve třech polohách, a to na aminoskupine v poloze 2 a v polohách 6 a 9. Výsledný silylovaný meziprodukt se pak zpracovává působením 2-benzoyloxyethoxymethylchloridu, čímž se po odstranění ochranných skupin na dusíkových atomech v polohách 2 a 6 získá 9-( 2-benzoyloxy }e'thoxymet.hylguanin, acyclovir se pak izo.lu-·.. je amonolýzou v methanolu. Při provádění tohoto postupu je nutno.použít velký přebytek silylačního činidla, takže postup je nákladný a mimoto vznikají problémy s odpadem, pro dukt je většinou znečištěn 7-substituovaným isomerem v množství, které je pro farmaceutické- použití nepřijatelné.

----------V—b-r-i-t-s-k-ém- -pa-te.n-tov.é.m^sp.í.su_č_. 1.567 671 j_e _popsán jiný způsob, v jehož průběhu se aminoskupina v poloze 2 chrání acylací. Jako acylační skupiny jsou v patentových nárocích uváděny; acetyl, propionyl, butyryl a benzoyl, „ , , 2 v příkladové části se vsak uvadl pouze N ,9-čiacetylguanin, který se uvádí do reakce s 2-oxa-l,4-diacetoxybutanem za o vzniku N -acetyl-9-(2-acetoxy)ethoxymethylguaninu, který se hydrolyzuje za vzniku výsledného acycloviru, jehož výtěžek by mohl být uspokojivý v případě, že by se nevytvářel ve větším množství 7-isomer, který snižuje čistotu výsledného produktu.vzhledem k tomu, že^: se vytváří až v podílu 13 % hmotnostních, takže je produkt zapotřebí nákladným způsobem- dále čistit.

V US patentovém spisu č. 4 146 671 se navrhuje způsob výroby guaninových derivátů včetně acycloviru reakcí diacylovaného guaninu s diesterem 2-oxy- nebo 2-thiabutan diolu s následnou hydrolýzou produktu této reakce.

V*E? 532 878 se popisuje způsob výroby acycloviru, při němž se vychází z guanosinu, diesteru 2-oxa'cutandíolu a anhydridu kyseliny octové s následnou hydrolýzou. Požadovaný produkt se získá společně se' 7-isomerem, kzerý je pak nutno převést na požadovaný 9-isomer.

Podstata vynálezu

Nyní bylo neočekávaně zjištěno, že acyclovir vzorce

je možno získat ve vysokém výtěžku bez přítomností nežádoucího 7-isomeru tak, že se alkylace provádí přímo v po loze 9 purinového kruhu tak, že se na N -formylguanin pů 2 sobí 2-oxa-l,4-diacetoxybutanem a vzniklý N -formyl-9-(2-acyloxy)ethoxymethyLguanin se hydrolyzuje.

Výchozí N -formylguanin je popsán v literatuře, například v publikaci Shapiró, Biochemistry, 8, 231 - 245,

1969. Podle této publikace je uvedenou látku možno připravit tak, že se na adiční produkt glyoxalu a guaninu působí jodistanem sodným a/nebo kyselinou jodistou. Způsob probíhá*s vysokým výtěžkem, přestože -uvedenou látku- je možno získat také jiným způsobem, například''·' : ^r ' oxidací, adiČního. produktu...glyoxalu a. guaninu kyselí-., nou peroctovou, peroxidem vodíku nebo octanem olovičitým, přímou formylací guaninu kyselinou mravenčí,, popřípadě v přítomnosti rozpouštědla, například dimethylformamidu nebo dimethylsulfoxidu.a .popřípadě v přítomnosti decyklohexylkarbodiimidu, * .

přímou formylací guaninu anhydridem kyseliny formyloctové, popřípadě .v rozpouštědle, jako dimethyl.fo.rmamidu, dimethylsulfoxidu, triamidu kyseliny hexamethylfosforečné nebo v kyselině mravenčí.

At se již použije jakýkoliv postup pro přípravu N -formylguaninu, následná reakce této látky s 2-oxa-l,4-čiacetoxybutanem vede s výtěžkem nad 9C % a, což je důležité, s -tvorbou pouze stopových množství 7-isomeru k získání N -formyl-9-(2-acetoxy)e.thoxymethylguaninu, který se pak deacyluje v jediném stupni vodným roztokem hydroxidu alkalického kovu nebo se nejprve deformyluje v kyselém prostředí a pak se podrobí deacylaci hydrolýzbu hydroxidem alkalického kovu. Způsob podle vynálezu je shrnut v následujícím reakčním schématu.

° s X u—υ

V uvedeném reakčním schématu znamená R atom vodíku, alkyl o 1 az 4 atomech uhlíku něho fenyl« Dici vóuixc č. je mošno izolovat ve vysokém výtěžku tak, ^:še se guanin vzorce 1 uvede do suspenze ve vodě, přidá se vodný roztok glyoxalu a směs' se zahřívá 4 hodiny na 80 °C. Tento postup byl popsán v publikaci R. Shapiro a J, Kachmann, Biochemistry, 5, 2799, 1966. Diol vzorce 2 je pak možno oxidovat naformylový derivát vzorce 3 s velmi dobrým výtěžkem při po-užit-í-Stechiome-trickéhO-množství- jodistatnu sodného ve vodě při udržování pH v rozmezí 1,3 až 2,2.

N -formyIguanin vzorce 3, který je možno získat také přímou formylací guaninu, jak již bylo svrchu uvedeno, je pak možno podrobit alkylační reakci -za vzniku sloučeniny vzorce 4, alkylované na atomu dusíku v poloze 9 s vysokým výtěžkem bez ^tvorby produktu, alkylovaného v poloze 7 ve větším množství. Ze sloučeniny vzorce 4 je možno získat acyclovir vzorce I hydrolýzou vodným roztokem hydroxidu sodného s velmi vysokým výtěžkem........

Podstatu vynálezu tedy tvoří způsob, jímž je možno připravit požadovaný produkt vzorce I ve velmi uspokojivém výtěžku, vyšším než v případě dříve známých postupů a což je nejdůležitější·, bez vzniku většího množství vedlejšího 7-alkylovaného produktu.

Takto získaný acyklovir je možno v konečném Čisticím stupni způsobu podle vynálezu ještě dále Čistit k získání acycloviru, v podstatě prostého guaninu. Výsledný produkt se pak získá ve vysoce čisté formě.

Bylo prokázáno, že při eluci vodného bazického roztoku acycloviru ze silně aniontové iontoměničové pryskyřice je možno požadovaný výsledný produkt získat ve formě, v podstatě prosté guaninu.

Čisticí stupeň způsobu podle vynálezu tedy spočívá v tom, že se

a) acyclovir rozpustí ve vodném bazickém roztoku a vzniklý roztok Se zředí vodou,

b) zředěný roztok, získaný ve stupni a) se nanese na sloupec silně anioritové iontoměničové pryskyřice při použití hmotnostního poměru pryskyřice k acycloviru v rozmezí 2 až 1,5,

c) sloupec s naneseným roztokem se vymývá při rychlosti průtoku elučního činidla 200 až 300 ml/h,

d) acyclovir se' vymývá elučním činidlem, které je tvořeno směsí nižšího alkoholu a vodného roztoku baze v objemovém poměru v rozmezí 0,8 až 1,2, přičemž poměr objemu elučního činidla k hmotnostnímu množství acycloviru se pohybuje v.rozmezí 15 : 1 až 20 : 1 (1/kg) při průtoku, uvedeném ve stupni c) za získání eluátu,

e) . z eluátu, získaného.ve stupni d) se acyclovit izoluje·..

Jako aniontové iontoměničové pryskyřice je možno uvést pryskyřice bazického typu, tvořené polymery s různým stupněm zesítění a nesoucí kvarterní amoniové skupiny. Pryskyřice, užívané při provádění způsobu podle'vynálezu jsou silně bazické pryskyřice.

Jako pryskyřice silně bazického typu je možno uvést dextrany, agarosu, celulosu, divínylbenzen, všechny tyto materiály mohou nést kvarterní amoniové skupiny.

Pryskyřice uvedeného typu se běžně dodávají pod názvy

R R R R

Amberlite , Dowex , Sephacel Sephadex a pod.

R R

Výhodnými materiály jsou Amberlite IRA-400, Relite 3A a IMA.C HP-441 . *

Chromatografie se na pryskyřici provádí' při použití ' bazické formy této pryskyřice.

~ Eluce výsledného .produktu se uskuteční při teplotě místnosti.

Bazický vodný roztok ve stupni a) je tvořen hydroxidem alkalického kovu, například hydroxidem lithným, sodným nebo draselným. Koncentrace baze se pohybuje v rozmezí 5 až 15 %, výhodný je 10% roztok hydroxidu sodného.

Výhodný hmotnostní poměr pryskyřice k acykloviru je 1,75. Výhodná rychlost průtoku elučního činidla je 250 ml/h.

Ni-žším alkoholem-ve-stupni d) může-být methylalkohol·,· ethylalkohol nebo propylalkohol. Roztok baze ve vodě ve stupni d) je tvořen hydroxidem alkalického kovu v molární koncentraci 0,3 až 1,2 M. Výhodné je použití methylalkoholu a 1 M roztoku hydroxidu sodného v objemovém poměru 1:1.

Poměr- objemového množství elučního činidla k hmotnostnímu množství acycloviru je s výhodou 17,5 (1/kg).

Izolace výsledného produktu z eluátu ve stupni e) se provádí běžným způsobem. S výhodou se acyclovir vysráží okayselením eluátu příslušnou kyselinou.

Takto připravený výsledný produktobsahuje guanin v množství nižším než 0,1 %.

Při čištění výsledného produktu způsobem podle vynálezu je získaný acyclovir 3x až 4x čistší než najčistŠí běžně dodávané produkty.

- 8 Svrchu uvedená velmi čistá forma acycloviru rovněž tvoři součást podstaty vynálezu.

Konečný způsob čistění, uvedený v posledním stupni způsobu podle vynálezu je možno zařadit za jakýkoliv známý způsob výroby acycloviru. Například svrchu uvedené postupy podle patentových spisů BE 833 006 a GB 1 567 671 vedou k získání výsledného produktu, který obsahuje 1 až 3% guaninu, což je nepřijatelné množství vzhledem k tomu, že podle US lékopisu je přípustná horní hranice 0,7 %.

Způsob čištění acycloviru novým postupem je tedy. rovněž součástí podstaty vynálezu.

’ ί

Praktické provedení vynálezu bude osvětleno následujícími příklady.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1 · . ,. '

a) Glyoxalguanin (2)

100 g, 0,662 mol guaninu, 800 ml vody a 150 ml vodného roztoku glyoxalu s obsahem 50 % hmotnostních,. ..1,32 mol této látky se smísí při teplotě místnosti v baňce s okrou— .----h-l-ým-dnem—s-obj.emem^2í l.i.t.ry.,,. opatřené__zp_ětným chladičem, teploměrem a magnetickým míchadlem, směs se zahřívá 4 hodiny na 80 °C, pak se obsah postupně zchladí na 5 °C, zfiltruje a pevný podíl se promyje vodou. Po usušení' ve vakuu do konstantní hmotnosti se ve výtěžku 98 % získá 136 g produktu, jehož čistota je při analýze pomocí HPLC vyšší než 98 %.

¹ 2

b) N -formylguanin (3)

Suspenze 100 g, 0,478 mol glyoxalguaninu v 800 ml .vody se -uprav-í na-pH 1,8 až 2,2 přidáním 6- ml ky-seliny fosfo- řečné a pak se smísí se 107,4 g, 0,502 mol jodistanu dosného za mechanického míchání a za udržování teploty na 30 °C pomocí vodní lázně, současně se kontinuálně sleduje pH, které je nutno udržovat'v rozmezí 1,8 až 2,2. Reakce je trvale mírně exothermní až do svého dovršení, což trvá přibližně 2 hodiny po přidání oxidačního činidla. Po této době se reakční směs zchladí na 5 °C, zfiltruje se, pevný podíl se promyje vodou a usuší. Ve výtěžku 96. %'se získá 82 g formylguaninu, jehož Čistota podle analýzy HPLC je vyšší než 98 %.

c) N -formyl-9-(acetoxy)ethoxymethylguanin (4, R = CH^)

100 g, 0,559 mol formylguaninu vzorce 3, 300 g, 1,705 mol 2-oxa-l,4-diácetoxybutanu a 2 g, 0,0105 mol kyseliny p-toluensulfonové -se -vlo-ží do baňky - s-okrouhlým-dnem s- objemem 500 ml na olejové lázni, nádoba je opatřena teploměrem a děstilačním přístrojem. Směs se za podtlaku 4 až 5,3 kPa zahřívá až do dosažení vnitřní teploty 113 až 122 °C v průběhu jedné hodiny.. Tato teploty se pak udržuje celkem 8 hodin a' současně se. destilací odvádí vytvořená kyselina octová. Pak sé směs zchladí na 50 až 60 °C a zředíse přidáním 150 ml acetonu, n-butylalkoholu nebo ethylacetátu, zchladí se až na 0 až 5 °C, zfiltruje a pevný podíl se suší ve vakuu při teplotě 60 až 70 °C, čímž se ve výtěžku 90 % získá 148,3 g produktu vzorce 4, v němž R znamená methyl. Elementární analýza a spektroskopické hodnoty potvrzují předpokládanou strukturu produktu.

d) Acyclovir (I) g, 0,220 mol produktu vzorce 4, v němž R znamená methyl se disperguje v 650 ml 5% roztoku NaOH a zkontroluje se úplné rozpuštění'pevného podílu. Po 12 hodinách míchání se směs neutralizuje na pH 5 až 6' přidáním vodného roztoku kyseliny chlorovodíkové. Směs se zchladí na teplotu 20 až 25 °C, pevný podíl se odfiltruje a- promyje se 400 ml deíonizované vody. Po usušení ve vakuu při teplotě 60 až 70 °C se ve výtěžku 93 % získá 46,1 g výsledného acycloviru vzorce I.

Příklad 2

a) 9-(2-acetoxy)ethoxymethylguanin (6) ,

300 ml, 95% ethanolu, 29,5 g, 0,1 mol meziproduktu, vzorce 4 a 40,4 g, 0,4 mol triethylaminu se vloží do baňky s okrouhlým dnem s objemem 500 ml, opatřené teploměrem, míchadlem a zpětným chladičem. Směs se vaří 5 hodin pod zpětným chladičem, pak se pH upraví přidáním vodného roztoku kyseliny chlorovodíkové na 5 až 6, směs-se zchladí na 15 až 20 °C, pevný podíl se odfiltruje a promyje se 200 ml deíonizované vody.. Po usušení ve vakuu při teplotě 60 až 70 °C se ve výtěžku- 85.% získá 22,8 g produktu vzorce 6.

5)' ' “Acycl-ovi-r- ......- ......____________________

26,7 g, 0,1 mol meziproduktu vzorce 6 se zpracovává působením 5% roztoku hydroxidu sodného způsobem podle příkladu 1 d). Tímto způsobem se získá výsledný acyclovir v podstatě v kvantitativním výtěžku.

Příklad 3

Opakuje se způsob podle příkladu 1 s tím rozdílem, „ , 2 _ ze se místo 2-oxa-l ;4-dtac'etoxybu'tanu' k'alky l'ac i N -formylguaninu ušije odpovídající množství 2-oxo-l,4-diformyloxybutanu nebo 2-oxa-l,4-dibenzoyloxybutanu. Odpovídající meziprodukty vzorce 4, v nichž R znamená^ atom vodíku nebo fenyl se získají v podstatě ve stejném;výtěžku jako meziprodukt v příkladu .lc.V a z.jmeziprodu.ktů. je. pak..možno snadno získat výsledný acyclovir způsobem podle.příkladu ld) .

.Příklad 4

37,5 g, 125 ml (d = 0,7) silně bazické pryskyřice Amberlite IRA-400 se uvede do suspenze v deionizované vodě a uloží do chromatografického sloupce s průměrem 4' cm a výškou 40 cm. Po obvyklém nanesení materiálu do sloupce a běžném regeneračním postupu, který spočívá v postupné elu ci 2'Μ -NaOH,’ 2’M HCI; 2 M HaOH a déi'nbzovanou vodou'áž' do neutrality se na sloupec nanese roztok, získaný rozpuštěním 50 g acycloviru ve 100 ml 10% roztoku NaOH a „zředěný vodou ná 200 ml. Výsledný produkt se vymývá při rychlosti průtoku 250 ml/h (4,2 ml/min). Po průchodu tohoto roztoku se sloupec promývá při téže rychlosti při použití 900 ml směsi methanolu a 1 M NaOH' v objemovém’poměru 1:1. Získaný eluát se upraví vodným roztokem HCI na pH 5 až 6, vysrážený pevný podíl se odfiltruje, promyje se vodou a usuší. Ve výtěžku 90 % se získá 45 g acycloviru., prostého guaninu.

Zastupuje:

Claims

PATENTOVÉ' NÁROKY

1. Způsob výroby 9-(2-hydroxy)ethoxymethylguaninu, acycloviru vzorce I

O vyznačující se t í m , še se N -formylguaninu vzorce 3 podrobí alkylaci působením 2-oxa-l,4-díacyloxybuta2 nu a výsledný N -formyl-9-(2-acyloxy)ethoxymethylguanin vzorce 4, v němž R znamená atom vodíku, alkyl o 1 až 4 atomech uhlíku nebo fenyl se hydrolyzuje podle schématu:

0=^ s

2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se t í m , že se meziprodukt vzorce 4 současně deformyluje a O-deacyluje působením zředěného vodného roztoku hydroxydu sodného.

3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se t í m , že se meziprodukt vzorce 4 nejprve deformyluje působením triethylaminú v ethanolu a výsledný 9-(2-acyloxy)ethoxymethylguanin se pak hydrolyzuje na acyclovi.r zředěným vodným roztokem hydroxidu sodného.

4. Způsob podle nároků 1, vyznačující se tí m , že se- alkyluje N. formylguanin, připraveny přímou formylací guaninu kyselinou mravenčí nebo anhydridem kyseliny fórmyloctové..

5. Způsob podle nároku 1, vyznačuj íc í se t í m , že se výsledný acyclovir čistí

a) rozpuštěním acycloviru ve vodném bazickém roztoku se zředěním vzniklého roztoku vodou,

b) zředěný roztok ze stupně a) se nanese na sloupec silně aniontového iontoměniče při hmotnostním poměru pryskyřice k acycloviru v rozmezí 2 až 1,5, i

c) sloupec se vymývá při rychlosti průtoku .200 až 300 ml/h,

d) acyclovir se vymývá elučním činidlem tvořeným směsí nižšího alkoholu a roztoku baze ve vodě v objemovém poměru 0,8 až 1,2, přičemž objemový poměr elučního činidla k hmotnostnímu množství acycloviru se pohybuje v rozmezí 15 : 1 až 20 : 1 1/kg při téže rychlosti průtoku jako ve.stupni c) za vzniku eluátu,

e) z eluátu ze stupně d) se izoluje acyclovir.

5. Způsob podle nároku 5,vyznačuj ící s e t í 'in , že se' získá 9-( 2-hydroxy)ethoxyměthylgůaniri', ačýc-” lovir, v podstatě prostý guaninu.

7_. Způsob podle nároku 5 , „ v y_r z n a č u_ j í c í. s e t í m , že se získá 9-(2-hydroxy)ethoxymethylguanin, acyclovir, ob sáhu j.í c í...méně._ne ž. 0., 1„ guaninu. ............. .

'Zastupuje;