PL202135B1

PL202135B1 - Sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny

Info

Publication number: PL202135B1
Application number: PL362128A
Authority: PL
Inventors: Rainer Sobotta; Armin Rapp
Original assignee: Boehringer Ingelheim Pharma
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2002-02-09
Publication date: 2009-06-30
Also published as: ZA200305364B; CZ20032211A3; ATE301124T1; BG108064A; EE05131B1; CZ300671B6; WO2002064597A3; CN1228340C; NO20033614L; NO328106B1; CA2435372C; HUP0303030A2; EA005618B1; RS50496B; IL157148A; EP1362051A2; PL362128A1; BR0207261A; ES2246389T3; EA200300837A1

Abstract

1. Sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny, znamienny tym, ze przeprowadza si e nast epu- j ace etapy w których: (a) laczy si e zasadowy wodny roztwór z substancj a wyj sciow a zawieraj ac a 20(S)-kamptotecyn e, tym samym doprowadzaj ac do konwersji pier scienia laktonowego 20(S)-kamptotecyny w karboksylan; (b) przeprowadza si e uwodornienie uzyskanej mieszaniny w obecno sci katalizatora na bazie metalu przej sciowego, (c) zakwasza si e faz e wodn a, z wytworzeniem kryszta lów kamptotecyny, (d) dodaje si e co najmniej jeden polarny rozpuszczalnik aprotonowy i (e) oddziela si e kryszta ly kamptotecyny. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny zanieczyszczonej jej pochodną, winylokamptotecyną.

Stan techniki

20(S)-kamptotecyna (20(S)-CPT) jest naturalnym alkaloidem o wzorze (I)

₁ w którym R¹ oznacza etyl.

20(S)-CPT i jej pochodne są inhibitorami topoizomerazy I, wykazują właściwości hamowania wzrostu guza (np. Giovanelle, B.C. i in., Cancer Research, 51: 302-3055, 1991, zgłoszenia EP 0074256, EP 0088642, opisy patentowe US 4473692, 4545880, 4604463 oraz zgłoszenie WO 92/05785).

20(S)-CPT można otrzymać jako surowy produkt między innymi z drzewa chińskiego Camptotheca acuminata (Nyssaceae) (Wall M. i in., J. Am. Chem. Soc. 88: 3888-3890, 1966) lub z drzewa indyjskiego Nothapodytes foctida (nimmoniana) (wcześniej znanego jako: Mappie foetida Miers) (Govindachari, T.R. i in., Phytochemistry 11: 3529-3531, 1972).

Te surowe produkty, szczególnie otrzymane z Nothapodytes foctida, zawierają 20(S)-CPT zanieczyszczoną pochodną CPT o wzorze (I), w której R¹ oznacza winyl (20-winylo-CPT).

Tradycyjnie, surowe produkty oczyszcza się metodą kompleksowej chromatografii lub poddając konwersji kamptotecynę w fazie wodnej i eliminując zanieczyszczenia metodą ekstrakcji, stosując nierozpuszczalne w wodzie rozpuszczalniki (np. według zgłoszenia WO 94/19353). Jednakże stosując te sposoby nie można efektywnie pozbyć się zanieczyszczenia 20-winylo-CPT.

Celem niniejszego wynalazku jest zatem opracowanie sposobu, który umożliwia oczyszczanie wyjściowego produktu 20(S)-CPT bez z stosowania kompleksowej chromatografii.

Opis wynalazku

Nieoczekiwanie stwierdzono, że 20(S)-CPT można w rzeczywistości całkowicie uwolnić od zanieczyszczenia 20-winylo-CPT na drodze traktowania substancji wyjściowej najpierw zasadowym wodnym roztworem, uwodornienie i później zakwaszenie jej, po czym oddzielenie produktu.

Zatem przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny, który obejmuje następujące etapy:

(a) połączenia zasadowego wodnego roztworu z substancją wyjściową zawierającą 20(S)-kamptotecynę, tym samym poddania konwersji pierścienia laktonowego 20(S)-kamptotecyny w karboksylan, (b) uwodornienia uzyskanej mieszaniny w obecności katalizatora na bazie metalu przejściowego;

(c) zakwaszenia fazy wodnej, z wytworzeniem kryształów kamptotecyny;

(d) dodania polarnego rozpuszczalnika aprotonowego i (e) oddzielenia kryształów kamptotecyny.

Przedmiotem wynalazku jest ponadto sposób wytwarzania 20(S)-kamptotecyny o wzorze (I), w którym R¹ oznacza etyl, z 20-winylo-kamptotecyny o wzorze (I), w którym R¹ oznacza winyl, który obejmuje następujące etapy:

(a) połączenia zasadowego wodnego roztworu i substancji wyjściowej zawierającej 20(S)-kamptotecynę, z wytworzeniem związku o wzorze (II),

PL 202 135 B1

w którym ₁

R oznacza winyl; i

Met oznacza atom metalu, (b) uwodornienia uzyskanej mieszaniny w obecności katalizatora na bazie metalu przejściowego.

(c) zakwaszenia fazy wodnej, z wytworzeniem kryształów kamptotecyny, (d) dodania co najmniej jednego polarnego rozpuszczalnika aprotonowego i (e) oddzielenia kryształów kamptotecyny.

Szczegółowy opis wynalazku

Stosowany w niniejszym opisie termin „substancja wyjściowa zawierająca kamptotecynę” odnosi się do zanieczyszczonej substancji zawierającej 20(S)-CPT, surowej kamptotecyny, ekstraktów roślinnych zawierających kamptotecynę, syntetycznej kamptotecyny, pochodnych kamptotecyny ujawnionych np. w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym nr WO 92/05785 lub produktu reakcji zawierającego kamptotecynę.

Korzystnie substancja wyjściowa obejmuje naturalny surowy produkt, który otrzymuje się w szczególności z Nothapodytes foetida. Z reguły jest to mieszanina związku o wzorze (I), w którym 11

R¹ oznacza etyl i związku o wzorze (I), w którym R¹ oznacza winyl. Na ogół zawiera ona 0,9 do 1,5% wagowych, korzystnie 1,0 do 1,4% wagowych związku winylowego. Ponadto, substancja wyjściowa może zawierać inne pochodne kamptotecyny takie jak np. 9-metoksy-CPT, 10-metoksy-CPT, 11-metoksy-CPT, 10-hydroksy-CPT i 11-hydroksy-CPT. Z reguły substancja wyjściowa zawiera aż do 1% wagowego jednej lub więcej tych dodatkowych pochodnych CPT, szczególnie 0,2 do 0,8% wagowych 9-metoksy-CPT.

Stosowany w niniejszym opisie termin „zasadowy wodny roztwór” w połączeniu z etapem (a) sposobu oczyszczania według wynalazku odnosi się do zasady, która w wyniku dysocjacji w środowisku wodnym, korzystnie w czystej wodzie, generuje powstawanie jonów wodorotlenowych w ilości wystarczającej do całkowitego przekształcenia grupy laktonowej pochodnych kamptotecyny znajdujących się w substancji wyjściowej w odpowiednie hydroksykarboksylany. Korzystne są wodorotlenki metali, szczególnie wodorotlenki metali alkalicznych lub metali ziem alkalicznych, takie jak wodorotlenek litu, wodorotlenek sodu, wodorotlenek potasu lub wodorotlenek wapnia. Najkorzystniejszy jest wodorotlenek sodu.

Wodorotlenek metalu korzystnie stosuje się w postaci rozcieńczonego roztworu wodnego, korzystnie w postaci wodnego roztworu o stężeniu 1 do 25%, szczególnie 3 do 10%. Z reguły stosuje się ilość wodorotlenku metalu wystarczającą do całkowitego przekształcenia pochodnych kamptotecyny w roztworze, korzystnie 1 do 20 moli, korzystniej 5 do 15 moli, szczególnie 7,5 do 12,5 moli wodorotlenku metalu na 1 mol substancji wyjściowej.

Według etapu (b) do uzyskanej mieszaniny dodaje się katalizator na bazie metalu przejściowego, korzystnie heterogeniczny katalizator na bazie metalu przejściowego, szczególnie platynę, tlenek platyny, nikiel, pallad lub rod na nośniku takim jak aktywowany węgiel drzewny lub tlenek glinu. Szczególnie korzystny jest pallad na aktywowanym węglu drzewnym zawierający 1 do 15% wagowych, korzystnie 2 do 10% wagowych, szczególnie około 5% wagowych palladu.

Ilość katalizatora na bazie metalu przejściowego dobiera się tak, aby zapewnić całkowite uwodornienie pochodnej winylowej CPT. Korzystnie stosuje się 0,01 do 0,50 części wagowych, szczególnie 0,02 do 0,10 części wagowych katalizatora na bazie metalu przejściowego (obejmującego nośnik), na 1 część wagową substancji wyjściowej.

Uzyskaną mieszaninę poddaje się działaniu gazowego wodoru, korzystnie w temperaturze -20°C do 100°C, szczególnie 10°C do 40°C, najkorzystniej w temperaturze zbliżonej do temperatury pokojowej.

PL 202 135 B1

Ciśnienie wodoru nie jest krytyczne per se, uwodornienie korzystnie prowadzi się pod normalnym ciśnieniem lub przy nieznacznie podwyższonym ciśnieniu, szczególnie pod ciśnieniem 0,9 do 5,0 barów, najkorzystniej pod ciśnieniem około 1 bara.

W tych warunkach uwodornienie na ogół zachodzi całkowicie w czasie 1 do 20 godzin, korzystnie 4 do 15 godzin, szczególnie 6 do 10 godzin.

Po zakończeniu uwodornienia, katalizator na bazie metalu przejściowego korzystnie oddziela się przez filtrację i uzyskaną mieszaninę reakcyjną zakwasza się według etapu (c). Zakwaszenie można prowadzić stosując kwas nieorganiczny lub organiczny. Korzystne kwasy obejmują kwasy nieorganiczne takie jak HCl, HBr, HI, HNO3, H3PO4, H2SO4, lub alifatyczne kwasy karboksylowe, takie jak kwas octowy i kwas trifluorooctowy lub mieszaniny tych kwasów, szczególnie stężony kwas chlorowodorowy. Stosując wybrany kwas, wartość pH reguluje się do 3,0 do 6,0, korzystnie 3,5 do 5,0, szczególnie około 4,0 do 4,5. Reakcję z kwasem na ogół prowadzi się w temperaturze 0°C do 100°C, korzystnie 30°C do 80°C, szczególnie 50°C do 60°C.

W szczególnie korzystnym rozwiązaniu, zakwaszenie prowadzi się stosując 2 do 20 części wagowych, korzystnie 4 do 9 części wagowych, szczególnie 6 do 8 części wagowych stężonego kwasu chlorowodorowego na 1 część wagową substancji wyjściowej.

W opisanych warunkach, powstawanie laktonu, z wytworzeniem CPT na ogół zachodzi cał kowicie w czasie 10 do 180 minut, korzystnie 15 do 60 godzin, szczególnie w czasie około 30 minut.

Mieszanina reakcyjna otrzymana przez zakwaszenie na ogół jest czystą zawiesiną. W celu poprawienia krystalizacji według etapu (d) dodaje się do niej jeden lub więcej polarnych rozpuszczalników aprotonowych. Odpowiednie rozpuszczalniki tego rodzaju obejmują korzystnie sulfotlenki takie jak sulfotlenek dimetylu (DMSO) lub amidy i pochodne mocznika o wzorze

w którym oznacza atom wodoru lub C1-4alkil, szczególnie atom wodoru lub metyl,

R³ i R⁴ niezależnie od siebie oznaczają C1-4alkil, szczególnie metyl, lub

R² i R³ razem oznaczają grupę -(CH2)m- lub -NR³-(CH2)n-, w której

R³ oznacza C1-4alkil, m oznacza liczbę 3 lub 4, szczególnie 3 i n oznacza liczbę 2 lub 3, szczególnie wybrane z grupy obejmującej N,N-dimetyloformamid (DMF), N,N-dimetyloacetamid (DMA), N-metylopirolidon (NMP), N,N-dimetyloetylenomocznik (DMEU) i N,N-dimetylopropylenomocznik (DMPU) lub mieszaniny tych rozpuszczalników, najkorzystniej DMF.

Z reguł y 10 do 100 części wagowych, korzystnie 20 do 80 części wagowych, szczególnie 30 do 50 części wagowych polarnego rozpuszczalnika aprotonowego stosuje się na 1 część wagową substancji wyjściowej.

Traktowanie polarnym rozpuszczalnikiem aprotonowym można prowadzić w dowolnej pożądanej temperaturze. Mieszaninę reakcyjną korzystnie miesza się w temperaturze 30°C do 120°C, szczególnie 80 do 100°C, a następnie powoli ochładza się do temperatury otoczenia.

Tak otrzymane kryształy CPT łatwo oddziela się od fazy ciekłej według etapu (e), korzystnie przez dekantację, odwirowanie, odsączenie, odciśnięcie lub filtrację, szczególnie przez filtrację.

Z reguły tak otrzymane kryształy CPT przemywa się alkoholem, korzystnie metanolem, etanolem lub izopropanolem, szczególnie metanolem i suszy.

Zaletą procedury według wynalazku są duża sprawność przestrzeń/czas oraz duża wydajność i czystość wytworzonej 20(S)-kamptotecyny, którą otrzymuje się bez ż adnego oczyszczania chromatograficznego, w zasadzie wolną od zanieczyszczeń zawierających grupy winylowe.

Poniższe Przykłady ilustrują wybrane sposoby oczyszczania kamptotecyny. W przykładach przedstawiono tylko niektóre odpowiednie sposoby, bez ograniczania zakresu wynalazku.

PL 202 135 B1

P r z y k ł a d 1

10,45 g surowego produktu zawierającego kamptotecynę, otrzymanego z Nothapodytes foetida, zawierającego 1,33% 20-winylo-CPT i 0,47% 9-metoksy-CPT, rozpuszczono w 260 ml 2N roztworu wodorotlenku sodu i dodano 0,6 g pallad/aktywowany węgiel drzewny (5%).

Mieszaninę traktowano wodorem przez 8 godzin w temperaturze otoczenia pod ciśnieniem 1 bara.

Następnie mieszaninę reakcyjną przesączono i połączono w temperaturze 50-60°C z 80 ml stężonego kwasu chlorowodorowego i wartość pH uregulowano do 4,0 do 4,5.

Utworzoną zawiesinę połączono z 400 ml DMF i mieszano przez 2,5 godziny w temperaturze 90-100°C. Uzyskaną zawiesinę powoli ochłodzono do temperatury otoczenia i przesączono. Otrzymane kryształy CPT przemyto 100 ml metanolu i suszono w temperaturze 55°C pod zmniejszonym ciśnieniem. Otrzymano 9,85 g (94,2% substancji wyjściowej) 20 (S)-kamptotecyny, zawierającej poniżej 0,05% 20-winylo-CPT i 0,11% 9-metoksy-CPT.

P r z y k ł a d 2

10,45 g surowego produktu zawierającego kamptotecynę, otrzymanego z Nothapodytes foetida, zawierającego 1,33% 20-winylo-CPT i 0,47% 9-metoksy-CPT rozpuszczono w 260 ml 2N roztworu wodorotlenku sodu i dodano 0,6 g pallad/aktywowany węgiel drzewny (5%). Mieszaninę traktowano wodorem przez 8 godzin w temperaturze otoczenia pod ciśnieniem 1 bara.

Następnie mieszaninę reakcyjną przesączono i połączono w temperaturze 50-60°C z 300 ml 10% roztworu kwasu siarkowego i wartość pH uregulowano do 4,0 do 4,5.

Utworzoną zawiesinę połączono z 500 ml DMP i mieszano przez 2,5 godziny w temperaturze 90-100°C. Uzyskaną zawiesinę powoli ochłodzono do temperatury otoczenia i przesączono. Otrzymane kryształy CPT przemyto 100 ml metanolu i suszono w temperaturze 55°C pod zmniejszonym ciśnieniem.

Otrzymano 9,67 g (92,6% substancji wyjściowej) 20(S)-kamptotecyny, zawierającej 0,09% 9-metoksy-CPT, zawartość 20-winylo-CPT była niższa od progu wykrywania.

Claims

1. Sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny, znamienny tym, że przeprowadza się następujące etapy w których:

(a) łączy się zasadowy wodny roztwór z substancją wyjściową zawierającą 20(S)-kamptotecynę, tym samym doprowadzając do konwersji pierścienia laktonowego 20(S)-kamptotecyny w karboksylan;

(b) przeprowadza się uwodornienie uzyskanej mieszaniny w obecności katalizatora na bazie metalu przejściowego, (c) zakwasza się fazę wodną, z wytworzeniem kryształów kamptotecyny, (d) dodaje się co najmniej jeden polarny rozpuszczalnik aprotonowy i (e) oddziela się kryształy kamptotecyny.

2. Sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancję wyjściową zawierającą 20(S)-kamptotecynę stosuje się naturalny produkt roślinny.

3. Sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że jako substancję wyjściową zawierającą 20(S)-kamptotecynę stosuje się w istocie mieszaninę związków o wzorze (I), w którym

R¹ oznacza etyl lub winyl.

PL 202 135 B1

4. Sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny wedł ug któregokolwiek z poprzedzają cych zastrz., znamienny tym, że jako zasadę z etapu (a) stosuje się wodorotlenek sodu.

5. Sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny wedł ug któregokolwiek z poprzedzają cych zastrz., znamienny tym, że mieszaninę otrzymaną według etapu (a) uwodornia się w obecności katalizatora palladowego w temperaturze 0°C do 100°C i pod ciśnieniem 0,5 bara do 5,0 barów.

6. Sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny wedł ug któregokolwiek z poprzedzają cych zastrz., znamienny tym, że fazę wodną otrzymaną według etapu (b) traktuje się kwasem wybranym z grupy obejmują cej HCl, HBr, HI, HNO3, H3PO4, H2SO4, kwas octowy i kwas trifluorooctowy lub mieszaniny tych kwasów, w temperaturze 30°C do 80°C.

7. Sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny wedł ug któregokolwiek z poprzedzają cych zastrz., znamienny tym, że fazę wodną otrzymaną według etapu (c) traktuje się jednym lub więcej polarnymi rozpuszczalnikami aprotonowymi o wzorze w którym ₂

R² oznacza atom wodoru lub C1-4alkil,

R³ i R⁴ niezależnie od siebie oznaczają C1-4alkil, lub R² i R³ razem oznaczają -(CH2)m- lub -NR⁵-(CH2)n-, w której

R⁵ oznacza C1-4alkil, m oznacza liczbę 3 lub 4 i n oznacza liczbę 2 lub 3, w temperaturze 30°C do 120°C.

8. Sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny według zastrz. 7, znamienny tym, że stosuje się polarny rozpuszczalnik aprotonowy wybrany z grupy obejmującej N,N-dimetyloformamid (DMF), N,N-dimetyloacetamid (DMA), N-metylopirolidon (NMP), N,N-dimetyloetylenomocznik (DMEU) i N,N-dimetylopropylenomocznik (DMPU) lub mieszaniny tych rozpuszczalników.

9. Sposób oczyszczania 20(S)-kamptotecyny wedł ug któregokolwiek z poprzedzają cych zastrz., znamienny tym, że kryształy 20(S)-kamptotecyny z etapu (d) oddziela się przez filtrację.

10. Sposób wytwarzania 20(S)-kamptotecyny o wzorze (I), w którym R¹ oznacza etyl z 20-winylo-kamptotecyny o wzorze (I), w którym R¹ oznacza winyl, znamienny tym, że przeprowadza się następujące etapy w których:

(a) łączy się zasadowy wodny roztwór i substancję wyjściową zawierającą 20-winylokamptotecynę, z wytworzeniem związku o wzorze (II), w którym ₁

R oznacza winyl; i

Met oznacza atom metalu, (b) przeprowadza się uwodornienie uzyskanej mieszaniny w obecności katalizatora na bazie metalu przejściowego;

(c) zakwasza się fazę wodną z wytworzeniem kryształów kamptotecyny;

(d) dodaje się co najmniej jeden polarny rozpuszczalnik aprotonowy i (e) oddziela się kryształ kamptotecyny.