PL174765B1

PL174765B1 - Sposób wytwarzania 9-(2-hydroksy)etoksymetyloguaniny

Info

Publication number: PL174765B1
Application number: PL94313322A
Authority: PL
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: 1998-09-30
Also published as: CN1130382A; HUT74295A; HU9600556D0; NZ261573A; DK0717744T3; EP0717744A1; GR3024343T3; BG61569B1; ATE152722T1; FI961054A0; DE69403087D1; EP0717744B1; CN1041632C; FI961054A7; JPH09502707A; PL313322A1; RU2125570C1; CA2171283A1; SK29396A3; AU685774B2

Abstract

1. Sposób wytwarzania 9-(2-hydroksy)etoksymetyloguaniny (acycloviru), o wzorze 1 wzór 1 znamienny tym, ze N2 -formyloguanine o wzorze 4 wzór 4 poddaje sie alkilowaniu za pomoca 2-oksy-1,4-diacyloksybutanu i powstala N2 -formy- lo-9-(2-acyloksy)-etoksymetyloguanine o wzorze 5 wzór 5 w którym R oznacza atom wodoru, Ci-C4-alkil lub fenyl, poddaje sie hydrolizie. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest nowy, ulepszony sposób wytwarzania 9-(2-hydroksy)etoksymetyloguaniny, o wzorze 1 o

OH wzór 1

Wytwarzanie związku o wzorze 1, znanego jako acyclovir i szeroko stosowanego w lecznictwie jako środek przeciwwirusowy, opisano np. w belgijskim opisie patentowym nr 833006. Zgodnie z tym opisem wychodzi się z guaniny, którą najpierw poddaje się trójmetylosililowaniu w trzech pozycjach 2-amino, 6 i 9. Powstały sililowany związek pośredni traktuje się następnie chlorkiem 2-benzoiloksyetoksymetylu tworząc (po usunięciu grup zabezpieczających w pozycjach N² i N⁶) 9-(2-benzoiloksy)etoksymetyloguaninę, z której acyclovir odzyskuje się przez amonolizę w metanolu. Proces ten wymaga stosowania bardzo dużego nadmiaru środka sililującego, nastręczając trudności związane z kosztami i odpadami, a ponadto prowadzi do produktu, który jest w znacznym stopniu zanieczyszczony ze względu na obecność 7- podstawionego izomeru, znajdującego się w ilości, która jest nie do przyjęcia z punktu widzenia zastosowania farmaceutycznego.

Brytyjski opis patentowy nr 1567671 ujawnia inny sposób, w którym zabezpieczenie grupy aminowej w pozycji 2- prowadzi się przez acylowanie; zastrzeżono w nim, jako grupy acylujące, acetyl, propionyl, butyryl i benzoil, chociaż jedyny opisany przypadek stanowi n2, 9-diacetyloguanina, którą poddaje się reakcji z 2-oksy-1,4-diacetoksybutanem wytwarzając N2-acetylo-9(2-acetoksy)etoksymetyloguaninę, którą hydrolizuje się do stanowiącego produkt końcowy acyklowiru z zadawalającą wydajnością, o ile tylko nie powstaną znaczące ilości (do 13%) 7-izomeru, co oprócz tego, że prowadzi do pogorszenia pożądanego produktu, wymaga dalszych kosztownych operacji oczyszczania.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4146671 ujawniono sposób zapewniający wytwarzanie pochodnych guaniny, włącznie z acyclovirem, polegający na reagowaniu diacylowanej guaniny z diestrem 2-oksy- lub 2-tiabutanodiolu i następną hydrolizę.

W europejskim opisie patentowym nr EP 0532878 opisano wytwarzanie acycloviru, wychodząc z guanozyny i diestru 2-oksybutanodiolu oraz bezwodnika octowego, z następną hydrolizą. Pożądany produkt otrzymuje się wraz z izomerem 7, który trzeba przekształcać w pożądany izomer 9.

174 765

Obecnie nieoczekiwanie stwierdzono, że acyclovir można wytwarzać z dużą wydajnością i zasadniczo zapobiegając tworzeniu się niepożądanego 7-izomeru, prowadząc alkilowanie pozycji 9- pierścienia purynowego N²-formyloguaniny za pomocą 2-oksy-1,4-diacetoksybutanu. Ten ostatni związek opisano w literaturze, Shapiro, Biochemistry, 8, 231 - 245 (1969). Według tego autora N2-formyloguaninę można wytwarzać, traktując addukt glioksal-guanina nadjodanem sodu i/lub kwasem nadjodowym; rzeczywiście proces daje się powtarzać z dużą wydajnością, chociaż N2-formyloguaninę można wytwarzać sposobem według wynalazku.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania 9-(2-hydroksy)etoksymetyloguaniny (acycloviru), o wzorze 1

charakteryzujący się tym, że N -formyloguaninę o wzorze 4

poddaje się alkilowaniu za pomocą 2-oksy-1,4-diacyloksybutanu i powstałą N2-formylo9-(2-acyloksy)etoksymetyloguaninę o wzorze 5

w którym R oznacza atom wodoru, Ct-C4-alkil lub fenyl, poddaje się hydrolizie.

W sposobie według wynalazku związek pośredni o wzorze 5 jednocześnie poddaje się dezformylowaniu i O-dezacylowaniu za pomocą wodnego roztworu NaOH. Korzystnie, związek pośredni o wzorze 5 najpierw poddaje się dezformylowaniu trietyloaminą w etanolu a następnie powstałą 9-(2-acyloksy)etoksymetyloguaninę hydrolizuje się do acyclovim rozcieńczonym wodnym roztworem NaOH.

Sposób według wynalazku korzystnie polega na tym, że bezpośrednio formyluie się guaninę kwasem mrówkowym lub bezwodnikiem formylooctowym z wytworzeniem N-formyloguaniny.

174 765

Otrzymany acyclovir poddaje się operacji oczyszczania obejmującej:

a) rozpuszczanie acycloviru w zasadowym roztworze wodnym i rozcieńczanie tak otrzymanego roztworu wodą;

b) załadowanie wspomnianego rozcieńczonego roztworu z punktu a) na kolumnę z silnie anionową żywicą jonowymienną w stosunku wagowym żywica : acyclovir wynoszącym od 2 do 1,5;

c) eluowanie wspomnianego rozcieńczonego roztworu z szybkością przepływu od 200 do 300 ml/godzinę;

d) eluowanie acycloviru eluentem składającym się z mieszaniny utworzonej przez niższy alkohol/wodny zasadowy roztwór w stosunku objętościowym 0,8 do 1,2 i przy stosunku objętościowo/wagowym eluent/acyclovir wynoszącym od 15 : 1 do 20 : 1 litrów/kg z taką samą szybkością przepływu jak w punkcie c), otrzymując eluat;

e) wyodrębnianie acycloviru zasadniczo wolnego od guaniny, korzystnie o zawartości mniej niż 0,1 % guaniny, z eluatu otrzymanego w punkcie d).

Sposób według wynalazku obejmuje:

- utlenianie adduktu glioksal-guanina kwasem nadoctowym lub nadtlenkiem wodoru bądź czterooctanem ołowiu;

- bezpośrednie formylowanie guaniny kwasem mrówkowym w obecności lub pod nieobecność rozpuszczalników, takich jak dimetyloformamid lub dimetylosulfotlenek, ewentualnie w obecności dicykloheksylokarbodiimidu;

- bezpośrednie formylowanie guaniny bezwodnikiem formylooctowym, ewentualnie w rozpuszczalnikach, takich jak dimetyloformamid, dimetylosulfotlenek, triamid kwasu heksametylofosforowego lub kwas mrówkowy.

Niezależnie od tego, jaki przyjąć sposób postępowania w celu wytwarzania N²-formyloguaniny, dalsza reakcja tego związku z 2-oksy-1,4-diacetoksybutanem prowadzi z wydajnością powyżej 90% (i, co ważniejsze, z powstawaniem tylko śladowych ilości 7-izomeru) do N²-formylo-9-(2-acetoksy)etoksymetyloguaniny, którą na koniec podaje się deacylowaniu albo w jednym etapie wodnym roztworem alkaliów, albo najpierw deformylowaniu w środowisku kwaśnym i wreszcie deacetylowaniu za pomocą hydrolizy alkaliami. Następujący schemat przedstawia sumarycznie sposób według wynalazku.

wzór 1 wzór 5

Schemat 1

174 765

Na schemacie R oznacza atom wodoru, Cj-Ch-alkil lub fenyl. Diolowy produkt o wzorze 3 można odzyskiwać z wysoką wydajnością, zawieszając guaninę o wzorze 2 w H2O, dodając wodny roztwór glioksalu i ogrzewając mieszaninę w ciągu 4 godzin w temperaturze 80°C, R. Shapiro, loc. cit.; R. Shapiro and J. Rachmann, Biochemistry 5, 2799 (1966). Diol o wzorze 3 można następnie utleniać z bardzo dobrą wydajnością do pochodnej formylowej o wzorze 4 za pomocą stechiometrycznej ilości NaJO4 w wodzie, w której utrzymuje się odczyn pH 1,8 - 2,2.

N2-formyloguaninę o wzorze 4 (którą, jak już powiedziano, można także wytwarzać przez bezpośrednie formylowanie guaniny) można następnie poddawać reakcji alkilowania, aby otrzymać z dużą wydajnością N-9 alkilowany związek o wzorze 5, bez tworzenia się znaczącej procentowo ilości N-7 alkilowanego produktu; i na koniec ze związku o wzorze 5 przez hydrolizę wodnym roztworem NaOH można z doskonałą wydajnością otrzymywać acyclovir o wzorze 1.

Dlatego jako całość opisana wyżej synteza pozwala otrzymywać pożądany produkt o wzorze 1 z zupełnie zadawalającą wydajnością, wyższą niż wydajność osiągana w syntezie przebiegającej poprzez acetyloguaninę, a przede wszystkim bez powstawania zauważalnych ilości 7-alkilowanego produktu.

W dalszej postaci, sposób według wynalazku zapewnia końcowy etap oczyszczania w celu otrzymania acycloviru zasadniczo wolnego od guaniny. Taki sposób oczyszczania korzystnie zapewnia acyclovir o bardzo dużej czystości.

Stwierdzono, że eluowanie wodnego zasadowego roztworu acycloviru przez silnie anionową żywicę jonowymienną pozwala otrzymać pożądany produkt zasadniczo wolny od guaniny.

Anionowe żywice jonowymienne są żywicami typu zasadowego, składającymi się z polimerów o kilku stopniach usieciowania i zawierających czwartorzędowe grupy amoniowe. Żywice stosowane zgodnie z wynalazkiem są żywicami zasadowymi typu mocno zasadowego.

Przykładami mocno zasadowymi żywicami są dekstrany, agaroza, celuloza, diwinylobenzen, odpowiednio funkcjonalizowane czwartorzędowymi grupami amoniowymi.

Żywice takie zwykle są dostępne w handlu pod nazwami handlowymi Amberlite®, Dowex , Sephacel®, Sephadex®, i innymi.

Korzystne są Amberlite® IRA-4O0, Relite® 3A, IMAC HP-441.

Chromatografię prowadzi się na żywicy w jej postaci zasadowej.

Eluowanie prowadzi się w temperaturze pokojowej.

Zasadowy wodny roztwór z punktu a) składa się z roztworu wodorotlenku metalu alkalicznego, takiego jak wodorotlenek litu, sodu, potasu. Stężenie zasady wynosi od 5 do 15%, korzystny jest 10% roztwór wodorotlenku potasu.

Korzystny jest stosunek wagowy żywicy do acycloviru wynoszący 1,75.

Korzystna szybkość przepływu eluentu wynosi 250 ml/godzinę.

Niższymi alkoholami, stosowanymi do oczyszczania acycloviru są alkohol metylowy, alkohol etylowy i alkohol propylowy. Wodny roztwór zasady, stosowany tutaj składa się z wodorotlenku metalu alkalicznego w stężeniu od 0,8 do 1,2 M. Korzystnie stosuje się stosunek objętościowy alkohol metylowy/l M roztwór wodorotlenku sodowego wynoszący 1:1.

Korzystnie stosuje się stosunek objętościowo/wagowy eluent/acyclovir wynoszący 17,5 litrów/kg.

Wyodrębnianie produktu z eluatu prowadzi się w znany sposób. Korzystnie, acyclovir strąca się, dodając do eluatu odpowiedni kwas.

Tak otrzymany produkt ma zawartość guaniny wynoszącą mniej niż 0,1%.

W wyniku operacji oczyszczania według wynalazku tak otrzymany acyclovir jest od 3 do 4 razy czystszy niż najlepsze produkty dostępne w handlu.

Powyższa czysta postać acycloviru stanowi dalszy przedmiot wynalazku.

Operację oczyszczania według wynalazku można stosować w każdym innym znanym sposobie wytwarzania acycloviru. Np., wspomniane wyżej sposoby według belgijskiego opisu patentowego nr 833006 i brytyjskiego opisu patentowego nr 1567671 prowadzą do końcowego produktu zawierającego od 1 do 3% guaniny, co jest ilością nie do przyjęcia, gdyż US Pharmacopoeia wymaga maksymalnej górnej granicy wynoszącej 0,7%.

Dlatego oczyszczanie acycloviru jak opisano wyżej stanowi dalszy przedmiot wynalazku.

Sposób według wynalazku ilustrują dalej następujące przykłady.

174 765

Przykład I.

a) Glioksaloguanina (związek o wzorze 3)

W kolbie okrągłodennej o pojemności 2 litrów, wyposażonej w chłodnicę zwrotną, termometr i mieszadło magnetyczne zmieszano w temperaturze pokojowej 100 g (0,662 mole) guaniny, 800 ml H2O i 150 ml wodnego roztworu glioksalu o stężeniu 40% wagowych (1,32 mola) i mieszaninę ogrzewano w ciągu 4 godzin w temperaturze 80°C, po czym zawartość kolby stopniowo ochłodzono do temperatury 5°C, przesączono i przemyto wodą. Po wysuszeniu pod zmniejszonym ciśnieniem do stałego ciężaru, otrzymano 136 g produktu (wydajność 98%), wykazującego czystość powyżej 98%, oznaczaną metodą analizy HPLC.

b) N2-forwyloguanina (związek o wzorze 4)

Do zawiesiny 100 g (0,478 mola) glioksaloguaniny w 800 ml wody o wartości pH nastawionej na 1,8 - 2,2 za pomocą 6 ml H3PO4, mieszanej mechanicznie i utrzymując za pomocą łaźni wodnej w temperaturze 30°C, dodano 107,4 g (0,502 mola) NaJO4, kontrolując w sposób ciągły wartość pH, która nie powinna zasadniczo zmienić się i wynosić 1,8 - 2,2. Reakcja przebiegała ze stałą, niewielką ngzotermiudnością aż do zakończenia, co osiągnięto po około 2 godzinach od chwili dodania utleniacza. Po upływie tego czasu mieszaninę reakcyjną ochłodzono do temperatury 5°C, przesączono, przemyto wodą i wysuszono. Otrzymano 82 g forwyloguaniny (związek o wzorze 4) (wydajność 96%), wykazującej czystość powyżej 98%, oznaczaną metodą analizy HPLC.

c) N2-formzlo-9-(acetoksy)etokszmntylzguanina (związek o wzorze 5, w którym R oznacza CH3)

W kolbie okrągłodennej o pojemności 500 ml, wyposażonej w termometr i urządzenie do destylacji, umieszczonej na łaźni olejowej, umieszczono 100 g (0,559 mola) formyloguaniny o wzorze 4, 300 g (1,705 mola) 2-oksy-1,4-diacetoksybutanu i 2 g (0,0105 mola) kwasu p-toluenosulfonzwngo. Układ doprowadzono do zmniejszonego ciśnienia (4000 - 5333 Pa) i masę ogrzewano w ciągu 1 godziny do osiągnięcia temperatury wewnętrznej 118- 122°C. Temperaturę 118 - 122°C utrzymywano łącznie w ciągu 8 godzin, oddestylowując powstający kwas octowy. Następnie mieszaninę ochłodzono do temperatury 50 - 60°C i rozcieńczono 150 ml acetonu (lub alkoholu n-butylowego bądź octanu etylu); ochłodzono do temperatury 0 - 5°C, przesączono i wysuszono pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze 60 - 70°C, otrzymując 148,3 g związku o wzorze 5, w którym R oznacza CH3 (wydajność 90%). Analiza elementarna i dane spektroskopowe potwierdziły sugerowaną budowę.

d) Acyc^^ (związek o wzorze 1)

W 650 ml 5% roztworu NaOH zdzszergowano 65 g (0,220 mola) związku o wzorze 5, (w którym R oznacza CH3), sprawdzając całkowite rozpuszczenie ciała stałego. Po mieszaniu w ciągu 12 godzin mieszaninę zobojętniono do pH 5 - 6 wodnym roztworem HCl. Zawiesinę ochłodzono do temperatury 20 - 25°C, odsączono ciało stałe i przemyto je 400 ml dejonizowanej wody. Po wysuszenu pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze 60 - 70°C, otrzymano 46,1 g acyc^^ (związek o wzorze 1) z wydajnością 93%.

Przykład ei.

a) 9-(2-acetoksy)etoksywntzlzguanina

W kolbie okrągłodennej o pojemności 500 ml, wyposażonej w termometr, mieszadło i chłodnicę zwrotną umieszczono 300 ml 95% EtOH, 29,5 g (0,1 mola) związku pośredniego o wzorze 5 i 40,4 g (0,4 mola) EtsN. Masę ogrzewano w ciągu 5 godzin w warunkach wrzenia pod chłodnicą zwrotną. Ustawiono wartość pH na 5 - 6 za pomocą wodnego roztworu HCl, mieszaninę ochłodzono do temperatury 15 - 20°C, odsączono ciało stałe i przemyto je 200 ml dejonizowanej wody. Po suszeniu pod zmniejszonym ciśnieniem w temperaturze 60 - 70°C, otrzymano 22,8 g tytułowego związku (wydajność 85%).

9-(2-auetoksz)etoksymntyloguaninę w ilości 26,7 g (0,1 mola) traktowano 5% wodnym roztworem NaOH, jak opisano w przykładzie I d). Otrzymano acyc^© z zasadniczo ilościową wydajnością.

174 765

Przykład III.

Postępowano jak w przykładzie I stosując do alkilowania N2-formyloguaniny zamiast 2-oksy-1,4-diacetoksybutanu odpowiadającą mu ilość 2-oksy-1,4-diformyloksybutanu lub 2-oksy- 1,4-dibenzoiloksybutanu. Odpowiednie związki pośrednie o wzorze 5, w którym R oznacza H, i, odpowiednio, R oznacza fenyl, otrzymano zasadniczo z taką samą wydajnością jak w przykładzie I c), a z tych związków pośrednich łatwo wytwarzano acyclovir, jak opisano w przykładzie I d).

Przykład IV.

W dejonizowanej wodzie zawieszono 87,5 g (125 ml, gęstość pozorna d = 0,7) mocno zasadowej żywicy (Amberlite IRA-400) i załadowano na kolumnę chromatograficzną (średnica cm, h_z 40 cm). Po zwykłej obróbce regenerującej (kolejne eluowanie 2M NaOH, 2M HCl, 2M NaOH i dejonizowaną wodą aż do osiągnięcia odczynu obojętnego) załadowano roztwór, otrzymany przez rozpuszczenie 50 g acycloviru w 100 ml 10^c% roztworu NaOH, rozcieńczony do objętości 200 ml wodą. Roztwór ten eluowano następnie przy szybkości przepływu 250 ml/godzinę (4,2 ml/minutę). Po eluowaniu powyższego roztworu, kolumnę eluowano przy tej samej szybkości przepływu 900 ml mieszaniny 1 : 1 w stosunku objętościowym MeOH^lM NaOH. Wartość pH tak otrzymanego eluatu nastawiono za pomocą wodnego roztworu HCl na

- 6. Wytrącone ciało stałe odsączono, przemyto wodą i wysuszono. Otrzymano acyclovir (wydajność 90%) wolny od guaniny.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania (acycloviru), o wzorze 1 o

OH wzórl znamienny tym, że N²-formyloguaninę o wzorze 4 o

H

H wzór 4 poddaje się alkilowaniu za pomocą 2-oksy-1,4-diacyloksybutanu i powstałą N²-formylo9-(2-acyloksy)-etoksymetyloguaninę o wzorze 5 o

wzór 5 w którym R oznacza atom wodoru, C1-C4-alkil lub fenyl, poddaje się hydrolizie.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że związek pośredni o wzorze 5 jednocześnie poddaje się dezformylowaniu i O-dezacylowaniu za pomocą wodnego roztworu NaOH.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że związek pośredni o wzorze 5 najpierw poddaje się dezformylowaniu trietyloaminą w etanolu a następnie powstałą 9-(2-acyloksy)etoksymetyloguaninę hydrolizuje się do acycloviru rozcieńczonym wodnym roztworem NaOH.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że bezpośrednio formuyluje się guaninę kwasem mrówkowym lub bezwodnikiem formylooctowym z wytworzeniem N²-formylo-guaniny.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że acyclovir poddaje się operacji oczyszczania obejmującej:

a) rozpuszzzanie zancloviyu o zasadowym roztworze wodnym i rozcieńczanie tak otraymanego roztworu wodą;

174 765

b) załadowanie wspomnianego rozcieńczonego roztworu z punktu a) na kolumnę z silnie anionową żywicą jonowymienną w stosunku wagowym żywica: acyclovir wynoszącym od 2 do 1,5;

c) eluowanie wspomnianego rozcieńczonego roztworu z szybkością przepływu od 200 do 300 ml/godzinę;

d) eluowanie acycloviru eluentem składającym się z mieszaniny utworzonej przez niższy alkohol/wodny zasadowy roztwór w stosunku objętościowym 0,8 do 1,2 i przy stosunku objętościowo/wagowym eluent/acyclovir wynoszącym od 15 : 1 do 20 : 1 litrów/kg z taką samą szybkością przepływu jak w punkcie c), otrzymując eluat;

e) wyodrębnianie acycloviru zasadniczo wolnego od guaniny, korzystnie o zawartości mniej niż 0,1 % guaniny, z eluatu otrzymanego w punkcie d).