ES2324923T3 - Procedimiento para la preparacion de moxifloxacino y moxifloxacino clorhidrato. - Google Patents

Procedimiento para la preparacion de moxifloxacino y moxifloxacino clorhidrato. Download PDF

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Antonio Cosme Gomez
Javier Villasante Prieto
Sara Penelope Fernandez Llorca
Andres Molina Ponce
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Abstract

Procedimiento para la preparación de moxifloxacino, caracterizado por el hecho de que se lleva a cabo, en una reacción "one pot", la reacción del compuesto de fórmula (II)** ver fórmula** con un agente agente sililante de fórmula ZSiR3, en el que Z es Me3SiNH- o Cl-, y R es indistintamente una cadena alquílica C 1-4 o fenilo, en el seno de un disolvente polar aprótico, para obtener el compuesto intermedio de fórmula (VI), ** ver fórmula** que sin ser aislado se hace reaccionar a continuación con un compuesto trifluoruro de boro para obtener el compuesto intermedio de fórmula (VII) ** ver fórmula**, que no se aísla y se hace reaccionar posteriormente con (S,S)-2,8-diaza-biciclo[4.3.0]nonano(III), después de ajustar el pH a un valor comprendido entre 8 y 9, obteniéndose el compuesto intermedio (VIII)** ver fórmula** que sin ser aislado se hace reaccionar con un alcohol de cadena C 1-4 para rendir moxifloxacino y, opcionalmente, formar la sal clorhidrato de moxifloxacino, con un contenido inferior al 0,1% del subproducto resultante de la desmetilación del grupo metoxi en la posición 8 del anillo.

Description

Procedimiento para la preparación de moxifloxacino y moxifloxacino clorhidrato.
Campo de la técnica
La presente invención se refiere a un procedimiento "one pot" para la preparación de moxifloxacino y su sal clorhidrato, sin la necesidad de aislar los compuestos intermedios.
Antecedentes de la invención
El moxifloxacino clorhidrato es la denominación común internacional del ácido 1-ciclopropil-6-fluoro-1,4-dihidro-8-metoxi-7-[(4aS,7aS)-octahidro-6H-pirrol[3,4-b]piridin-6-il]-4-oxo-3-quinolin carboxílico clorhidrato de Fórmula (I), de aplicación en medicina y utilizado como agente antibacteriano.
1
El moxifloxacino racémico fue descrito por primera vez en la patente europea EP 350.733 -B1. En la solicitud europea EP-A-550.903 se reivindica moxifloxacino, producto de configuración (S,S), y su preparación por condensación del compuesto (II) con (S,S)-2,8-diaza-biciclo[4.3.0]nonano (III), opcionalmente, en presencia de un captador de ácidos. El compuesto (III) se prepara a partir de 6-bencil-2,8-diaza-biciclo[4.3.0]nonano:
2
Según este proceso, el moxifloxacino de punto de fusión 203-208ºC se aísla mediante un proceso cromatográfico. Se ha comprobado que el rendimiento de la reacción varía de entre un 57% hasta un 80% dependiendo del nº de equivalentes utilizados de la amina bicíclica (1,05-4,2 equivalentes, respectivamente), es decir, cuanto más cantidad de amina bicíclica se utiliza mejor es el rendimiento. Por otra parte, se ha encontrado que en dicho proceso se forma entre un 10% y un 20% de un subproducto no deseado resultante de la desmetilación en la posición 8.
El principal inconveniente de este método es el coste de la amina bicíclica de partida, de manera que para obtener un buen rendimiento se necesita un exceso de al menos 4,2 equivalentes de la misma. Asimismo, en dicho método aparece un subproducto como impureza difícil de eliminar.
En la solicitud WO 2005/012285-A1 se describe un nuevo método para la obtención de moxifloxacino clorhidrato monohidrato utilizando un intermedio de fórmula IV sin la etapa adicional de aislamiento de moxifloxacino base.
3
En este procedimiento los intermedios (IV) y (V) son aislados en operaciones separadas, produciéndose pérdidas en cada etapa, siendo el rendimiento global de un 56%.
Los inconvenientes de llevar a cabo la síntesis en varios pasos, son los bajos rendimientos y la necesidad de aislar los productos intermedios, dificultando la producción de moxifloxacino a escala industrial.
Objeto de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento "one pot" para la preparación de moxifloxacino y su sal clorhidrato sin necesidad del aislamiento de los compuestos intermedios, el procedimiento comprende: llevar a cabo la reacción de un compuesto de fórmula (II)
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con un agente agente sililante de fórmula ZSiR_{3}, en el que Z es Me_{3}SiNH- o Cl-, y R es indistintamente una cadena alquílica C_{1-4} o fenilo, en el seno de un disolvente polar aprótico, para obtener el compuesto intermedio de fórmula (VI),
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que sin ser aislado se hace reaccionar a continuación con un compuesto trifluoruro de boro para obtener el compuesto intermedio de fórmula (VII),
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que no se aísla y se hace reaccionar posteriormente con (S,S)-2,8-diaza-biciclo[4.3.0]nonano(III),
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después de ajustar el pH a un valor comprendido entre 8 y 9, obteniéndose el compuesto intermedio (VIII)
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que sin ser aislado se hace reaccionar con un alcohol de cadena C_{1-4} para rendir moxifloxacino y, opcionalmente, formar la sal clorhidrato de moxifloxacino, con un contenido inferior al 0,1% del subproducto resultante de la desmetilación del grupo metoxi en la posición 8 del anillo.
Los procedimientos denominados "one pot", se caracterizan porque la síntesis se realiza en un mismo recipiente de reacción, sin el aislamiento de los compuestos intermedios y mediante la adición sucesiva de los compuestos reaccionantes y, por lo tanto, el procedimiento puede llevarse a cabo de forma continua.
Los autores de la presente invención han desarrollado un nuevo procedimiento más ventajoso con respecto a los descritos con anterioridad. El nuevo procedimiento permite la obtención del producto final moxifloxacino a gran escala con un buen rendimiento y en forma pura utilizando un procedimiento "one pot" en el que se utiliza menor cantidad de amina bicíclica, reactivo de alto coste. Además, con el presente procedimiento se evita y disminuye los tiempos y costes derivados del aislamiento de los intermedios y salva sustancialmente la obtención de la impureza que proviene de la desmetilación en la posición 8 del anillo.
Descripción detallada de la invención
El procedimiento objeto de la invención consiste en hacer reaccionar un compuesto de fórmula (II) con un agente sililante de fórmula ZSiR_{3}, en el que Z es Me_{3}SiNH- o Cl-, y R es indistintamente una cadena alquílica C_{1-4} o fenilo, en el seno de un disolvente polar aprótico, para obtener el compuesto intermedio (VI), que sin ser aislado se hace reaccionar a continuación con un compuesto trifluoruro de boro para obtener el compuesto intermedio (VII) que no se aísla y se hace reaccionar posteriormente con (S,S)-2,8-diaza-biciclo[4.3.0]nonano (III), después de ajustar el pH a un valor comprendido entre 8 y 9, obteniéndose el compuesto intermedio (VIII) que, sin ser aislado, se hace reaccionar con un alcohol de cadena C_{1-4} para rendir moxifloxacino. Posteriormente, si se desea se puede formar la sal clorhidrato de moxifloxacino.
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Los compuestos de partida (II) y (III) pueden ser preparados de acuerdo con métodos ya descritos en la literatura como, por ejemplo, en los documentos de patente EP-A-241206 y EP-A-550903, respectivamente.
El proceso de la invención comienza con la reacción del compuesto (II) con un agente sililante. El agente sililante de fórmula ZSiR_{3}, en el que Z es Me_{3}SiNH- o Cl-, y R es indistintamente una cadena alquílica C_{1-4} o fenilo, es un compuesto capaz de transformar el grupo hidroxilo de un ácido carboxílico en un grupo trialquilsililo, triarilsililo o triarilalquilsililo para protegerlo o activarlo para reacciones posteriores. Entre los agentes sililantes conocidos son adecuados los seleccionados entre el grupo de hexametildisilazano (HMDS), cloruro de trimetilsililo, cloruro de tert-butildimetilsililo, cloruro de isopropildimetilsililo, cloruro de di-tert-butilmetilsililo, cloruro de fenildimetilsililo, cloruro de triisopropilsililo. Preferiblemente, el agente sililante utilizado es el hexametildisilazano
(HMDS).
Esta etapa se lleva a cabo en el seno de un disolvente polar aprótico seleccionado entre acetonitrilo, dimetilsulfóxido o dimetilformamida. Preferiblemente, el disolvente polar aprótico empleado es el acetonitrilo. La temperatura de reacción adecuada está comprendida en un rango entre 70º y 85ºC, preferiblemente entre 78º y 82ºC, durante un tiempo comprendido entre 1 y 2 horas, preferiblemente 1 hora.
El compuesto intermedio (VI) obtenido, que no se aísla, se hace reaccionar con un compuesto trifluoruro de boro que es un compuesto capaz de formar quelatos entre átomos de oxígeno, y puede ser utilizado uno de los compuestos seleccionados entre el grupo: trifluoruro de boro, complejo de trifluoruro de boro y éter dietílico (trifluoruro de boro etileterato: BF_{3}.Et_{2}O), complejo de trifluoruro de boro y tetrahidrofurano, ácido tetrafluorobórico, complejo del ácido tetrafluorobórico y éter dimetílico. Preferiblemente, el compuesto de trifluoruro de boro utilizado es el complejo de trifluoruro de boro etileterato.
Esta reacción se lleva a cabo en el seno del disolvente polar aprótico a una temperatura inferior a 15ºC hasta que se observa la desaparición completa del compuesto (VI). En este punto se ajusta el pH de la mezcla a un valor comprendido entre 8 y 9 con una base.
La base confiere al agua un pH alcalino y puede ser tanto inorgánica como orgánica. Entre las bases inorgánicas se incluyen los bicarbonatos y carbonatos alcalinos o alcalinotérreos. Las bases orgánicas incluyen a las aminas terciarias como son la trietilamina, tributilamina, 4-metilmorfolina, 4-dimetilaminopiridina o diisopropiletilamina. Preferiblemente, la amina empleada es la trietilamina.
El compuesto intermedio (VII) obtenido, que no se aísla, reacciona con la amina bicíclica (S,S)-2,8-diaza-biciclo[4.3.0]nonano (III) en el seno del disolvente polar aprótico, manteniendo la temperatura en el intervalo 15-25ºC, aproximadamente durante 5-6 horas, hasta observar la transformación completa del compuesto (VII).
A continuación se procede a una destilación a presión reducida hasta obtener una pasta agitable. A dicha pasta se le añade el alcohol alquílico C_{1-4} para eliminar el quelato de boro a una temperatura comprendida entre 60º y 70ºC, durante el tiempo necesario para conseguir la reacción completa del compuesto (VIII), aproximadamente unas 5-6 horas. El alcohol alquílico C_{1-4} puede seleccionarse del grupo de compuestos tales como metanol, etanol, isopropanol, 1-propanol, 1-butanol, isobutanol, sec-butanol y tert-butanol. Preferiblemente, el alcohol utilizado en la reacción es el metanol.
Una vez completada la reacción de eliminación del quelato de boro, se evapora el alcohol, se adiciona agua y se ajusta a un pH entre 11 y 12 primero, y posteriormente a un pH entre 8 y 8,5. Finalmente, mediante extracción y concentración o precipitación y secado se obtiene el producto moxifloxacino. Alternativamente, se puede enfriar y filtrar con lo que se obtiene moxifloxacino fluorhidrato.
Eventualmente, si se desea, mediante adicción de ácido clorhídrico se puede rendir moxifloxacino clorhidrato.
Sorprendentemente, se ha encontrado un nuevo procedimiento que permite obtener moxifloxacino y moxifloxacino clorhidrato con un rendimiento superior al 80% a partir del compuesto precursor (II), utilizando menores cantidades de amina bicíclica, sin necesidad de aislar los intermedios implicados en las diferentes etapas sintéticas, con una pureza y calidad adecuadas para la preparación de formulaciones farmacéuticas, y con un contenido inferior al 0,1% del subproducto resultante de la desmetilación en la posición 8 del anillo.
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Ejemplo 1
Obtención de Moxifloxacino
En un matraz de 500 ml de 4 bocas con refrigerante, termómetro, agitación mecánica y borboteador de nitrógeno con la salida conectada a un frasco lavador con una disolución de H_{2}SO_{4}, se cargan 50 g (0,1694 moles, 1 eq) del compuesto II, se añaden 150 ml de acetonitrilo (3 volúmenes) y se calienta a T = 76-80ºC (reflujo). Una vez alcanzado reflujo se adicionan, manteniendo la T = 76-80ºC, con un embudo de adición compensada, 19,14 g (0,1186 moles, 0,7 eq) de hexametildisilazano. Finalizada la adición, se mantiene la reacción con agitación a T = 76-80ºC durante 1 hora. Transcurrido ese período se enfría la mezcla de reacción a T = 0-15ºC y se adicionan 28,85 g (0,2033 moles, 1,2 eq) de trifluoruro de boro eterato manteniendo la T<15ºC. Una vez terminada la adición, se mantiene a T = 0-15ºC hasta la desaparición del producto de partida (aproximadamente 2 horas) y, a continuación, se ajusta a pH = 8-9 con trietilamina (aproximadamente 30 ml). Sobre la suspensión resultante se adiciona una disolución de 32,07 g (0,2541 moles, 1,5 eq) de (S,S)-2,8-diazabiciclo[4.3.0]nonano y de 25,71 g de trietilamina (0,2541 moles, 1,5 eq) en 150 ml de acetonitrilo manteniendo la T = 15-25ºC. La disolución ámbar resultante se mantiene con agitación en esas condiciones hasta la desaparición del producto de partida (aproximadamente 5-6 horas). Una vez completada la reacción se destila hasta obtener una pasta agitable, se adicionan 250 ml de metanol, se lleva la disolución resultante a T = 63-67ºC (reflujo) y se mantiene en esas condiciones hasta la desaparición del complejo de boro, compuesto (VIII) (aproximadamente 5-6 horas). Completada la reacción se destila el metanol a presión reducida y sobre el concentrado resultante se adicionan 250 ml de agua. La suspensión resultante se lleva a pH = 12,0 con NaOH 30% y, posteriormente a un pH=8,0-8,2 con HCl 35% y se extrae con cloruro de metileno (3 x 125 ml). Los extractos orgánicos reunidos se secaron sobre MgSO_{4} anhidro y se concentraron a sequedad, obteniéndose 60,72 g de Moxifloxacino base. Rto.: 89,3%.
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Ejemplo 2
Obtención de Moxifloxacino
En un matraz de 500 ml de 4 bocas con refrigerante, termómetro, agitación mecánica y borboteador de nitrógeno con la salida conectada a un frasco lavador con una disolución de H_{2}SO_{4}, se cargan 50 g (0,1694 moles, 1 eq) del compuesto II, se añaden 150 ml de acetonitrilo (3 volúmenes) y se calienta a T = 76-80ºC (reflujo). Una vez alcanzado reflujo se adicionan, manteniendo la T = 76-80ºC, con un embudo de adición compensada, 19,14 g (0,1186 moles, 0,7 eq) de hexametildisilazano. Finalizada la adición, se mantiene la reacción con agitación a T = 76-80ºC durante 1 hora. Transcurrido ese período se enfría la mezcla de reacción a T = 0-15ºC y se adicionan 28,85 g (0.2033 moles, 1,2 eq) de Trifluoruro de boro eterato manteniendo la T<15ºC. Una vez terminada la adición, se mantiene a T = 0-15ºC hasta la desaparición del producto de partida (aproximadamente 2 horas) y a continuación se ajusta a pH = 8-9 con trietilamina (aproximadamente 30 ml). Sobre la suspensión resultante se adiciona una disolución de 32,07 g (0,2541 moles, 1,5 eq) de (S,S)-2,8-diazabiciclo[4.3.0]nonano y de 25,71 g de trietilamina (0,2541 moles, 1,5 eq) en 150 ml de acetonitrilo manteniendo la T a 15-25ºC. La disolución ámbar resultante se mantiene con agitación en esas condiciones hasta la desaparición del producto de partida (aproximadamente 5-6 horas). Una vez completada la reacción se destila hasta obtener una pasta agitable, se adicionan 250 ml de metanol, se lleva la disolución resultante a T = 63-67ºC (reflujo) y se mantiene en esas condiciones hasta la desaparición del complejo de boro, compuesto VIII, (aproximadamente 5-6 horas). Completada la reacción se destila el metanol a presión reducida y sobre el concentrado resultante se adicionan 340 ml de agua. La suspensión resultante se lleva a pH = 12 con NaOH 30% y posteriormente a pH = 8,0-8,2 con HCl 35%. La disolución oscura que se obtiene, se calienta a T = 50-60ºC y se mantiene en esas condiciones hasta precipitación del producto. Una vez precipitado el producto, se mantiene en esas condiciones durante 2 horas, tras las cuales se enfría a T = 40ºC y se filtra. El sólido obtenido se lava con 10 ml de agua y se seca a 40ºC obteniéndose 48,52 g de Moxifloxacino base como un sólido amarillo.
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Ejemplo 3
Obtención de Moxifloxacino fluorhidrato
En un matraz de 500 ml de 4 bocas con refrigerante, termómetro, agitación mecánica y borboteador de nitrógeno con la salida conectada a un frasco lavador con una disolución de H_{2}SO_{4}, se cargan 50 g (0,1694 moles, 1 eq) del compuesto II, se añaden 150 ml de acetonitrilo (3 volúmenes) y se calienta a T = 76-80ºC (reflujo). Una vez alcanzado reflujo se adicionan, manteniendo la T = 76-80ºC, con un embudo de adición compensada, 19,14 g (0,1186 moles, 0,7 eq) de hexametildisilazano. Finalizada la adición, se mantiene la reacción con agitación a T = 76-80ºC durante 1 hora. Transcurrido ese período se enfría la mezcla de reacción a T = 0-15ºC y se adicionan 28,85 g (0,2033 moles, 1,2 eq) de trifluoruro de boro eterato manteniendo la T<15ºC. Una vez terminada la adición, se mantiene a T = 0-15ºC hasta la desaparición del producto de partida (aproximadamente 2 horas) y a continuación se ajusta a pH = 8-9 con trietilamina (aproximadamente 30 ml). Sobre la suspensión resultante se adiciona una disolución de 32,07 g (0,2541 moles, 1,5 eq) de (S,S)-2,8-diazabiciclo[4.3.0]nonano y de 25,71 g de trietilamina (0,2541 moles, 1,5 eq) en 150 ml de acetonitrilo manteniendo la T = 15-25ºC. La disolución ámbar resultante se mantiene con agitación en esas condiciones hasta la desaparición del producto de partida (aproximadamente 5-6 horas). Una vez completada la reacción se destila hasta obtener una pasta agitable, se adicionan 250 ml de metanol, se lleva la disolución resultante a T = 63-67ºC (reflujo) y se mantiene en esas condiciones hasta la desaparición del complejo de boro (aproximadamente 5-6 horas). Completada la reacción se destila el metanol a presión reducida y sobre el concentrado resultante se adicionan 100 ml de metanol. La suspensión resultante se enfría sobre baño de agua/hielo (T = 0-5ºC) durante 4 horas y se filtra. El sólido obtenido se lava con 50 ml de metanol y se seca a 40ºC en la estufa de vacío hasta peso constante. Se obtienen 48,08 g de Moxifloxacino fluorhidrato. Rdto.: 67,6%.
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Ejemplo 4
Obtención de Moxifloxacino clorhidrato
En un matraz de 500 ml de 4 bocas con refrigerante, termómetro, agitación mecánica y borboteador de nitrógeno con la salida conectada a un frasco lavador con una disolución de H_{2}SO_{4}, se cargan 50 g (0,1694 moles, 1 eq) del compuesto (II), se añaden 150 ml de acetonitrilo (3 volúmenes) y se calienta a T = 76-80ºC (reflujo). Una vez alcanzado reflujo se adicionan, manteniendo la T = 76-80ºC, con un embudo de adición compensada, 19,14 g (0,1186 moles, 0,7 eq) de hexametildisilazano. Finalizada la adición, se mantiene la reacción con agitación a T = 76-80ºC durante 1 hora. Transcurrido ese período se enfría la mezcla de reacción a T = 0-15ºC y se adicionan 28,85 g (0,2033 moles, 1,2 eq) de Trifluoruro de boro eterato manteniendo la T<15ºC. Una vez terminada la adición, se mantiene a T = 0-15ºC hasta la desaparición del producto de partida (aproximadamente 2 horas) y a continuación se ajusta a pH = 8-9 con trietilamina (aproximadamente 30 ml). Sobre la suspensión resultante se adiciona una disolución de 32,07 g (0,2541 moles, 1,5 eq) de (S,S)-2,8-diazabiciclo[4.3.0]nonano y de 25,71 g de trietilamina (0,2541 moles, 1,5 eq) en 150 ml de acetonitrilo manteniendo la T = 15-25ºC. La disolución ámbar resultante se mantiene con agitación en esas condiciones hasta la desaparición del producto de partida (aproximadamente 5-6 horas). Una vez completada la reacción se destila hasta obtener una pasta agitable, se adicionan 250 ml de metanol, se lleva la disolución resultante a T = 63-67ºC (reflujo) y se mantiene en esas condiciones hasta la desaparición del complejo de boro, compuesto (VIII), (aproximadamente 5-6 horas). Completada la reacción se destila el metanol a presión reducida y sobre el concentrado resultante se adicionan 340 ml de agua. La suspensión resultante se lleva a pH = 12 con NaOH 30% y posteriormente a pH = 8,0-8,2 con HCl 35%. La disolución oscura que se obtiene, se extrae con alcohol bencílico (3 x 100 ml). Los extractos orgánicos reunidos se lavan con 200 ml de agua y sobre la fase orgánica resultante se añadieron 72,54 g de disolución de cloruro de hidrógeno en alcohol etílico al 8,52% (6,18 g, 0,1694 moles, 1 eq). A continuación se añadieron 1320 ml de tolueno sobre la disolución obtenida produciéndose la precipitación del Moxifloxacino\cdotHCl como un sólido amarillo. La suspensión resultante se mantuvo con agitación a temperatura ambiente durante una hora, tras la cual se filtró y el sólido se lavó con tolueno (2 x 70 ml). El producto húmedo se secó a 40ºC obteniéndose 59,82 g de Moxifloxacino\cdotHCl. Rto.: 80,6%.
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este respecto.
Documentos de patente citados en la descripción
\bullet EP 350733 B1 [0003]
\bullet EP 550903 A [0003] [0013]
\bullet WO 2005012285 A1 [0005]
\bullet EP 241206 A [0013]

Claims (3)

1. Procedimiento para la preparación de moxifloxacino, caracterizado por el hecho de que se lleva a cabo, en una reacción "one pot", la reacción del compuesto de fórmula (II)
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con un agente agente sililante de fórmula ZSiR_{3}, en el que Z es Me_{3}SiNH- o Cl-, y R es indistintamente una cadena alquílica C_{1-4} o fenilo, en el seno de un disolvente polar aprótico, para obtener el compuesto intermedio de fórmula (VI),
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que sin ser aislado se hace reaccionar a continuación con un compuesto trifluoruro de boro para obtener el compuesto intermedio de fórmula (VII),
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que no se aísla y se hace reaccionar posteriormente con (S,S)-2,8-diaza-biciclo[4.3.0]nonano(III),
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después de ajustar el pH a un valor comprendido entre 8 y 9, obteniéndose el compuesto intermedio (VIII)
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que sin ser aislado se hace reaccionar con un alcohol de cadena C_{1-4} para rendir moxifloxacino y, opcionalmente, formar la sal clorhidrato de moxifloxacino, con un contenido inferior al 0,1% del subproducto resultante de la desmetilación del grupo metoxi en la posición 8 del anillo.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicho agente sililante es hexametildisilazano, dicho compuesto de trifluoruro de boro es el complejo de trifluoruro de boro etileterato, dicho alcohol de cadena C_{1-4} es metanol, dicho disolvente polar aprótico es acetonitrilo y dicha base es una amina terciaria.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dicha amina terciaria es trietilamina.
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