WO1996023764A1 - VERFAHREN ZUR RACEMATTRENNUNG VON 2-ARYL-2-ALKYL-φ-ALKYLAMINO-ALKANNITRILEN - Google Patents

VERFAHREN ZUR RACEMATTRENNUNG VON 2-ARYL-2-ALKYL-φ-ALKYLAMINO-ALKANNITRILEN Download PDF

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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C253/00—Preparation of carboxylic acid nitriles
    • C07C253/32—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C253/34—Separation; Purification

Definitions

  • Phenylacetonitriles differently substituted on the phenyl group and provided with a basic side chain have found application as active pharmaceutical ingredients.
  • EP 0 271 013 describes phenylacetonitriles which carry an aliphatic side chain instead of the dimethoxyphenylethyl radical on the nitrogen as active substances against cardiovascular diseases and asthma diseases.
  • the substituted phenylacetonitriles have a chiral carbon atom, so that they form two enantiomers (optical antipodes) in the absence of further chiral centers.
  • both enantiomers are produced in equal amounts, so that a racemate is present.
  • Enantiomers of verapamil and gallopamil are based on the stereoisomeric lactic acids and cannot be carried out on an industrial scale due to the numerous reaction stages and complicated chemical transformations of functionalities.
  • Racemate resolution methods have been published more frequently.
  • a special case is in WO 92/07821, where the racemate cleavage of the phenyl acetonitrile part takes place by linking to optically active ⁇ -methylaminotetralin, which becomes part of the active ingredient, and fractional crystallization of the diastereomers:
  • Brucine is used to split III (DE 2059 985), which is disadvantageous because of the extreme toxicity and the high price of brucine.
  • IV can be cleaved with chinchonidine, two functionalities have to be modified in order to obtain the desired product, which is technically difficult to carry out (H. Ramuz, Helv. Chim. Acta 58, 2050-2060 [1975] ).
  • camphorsulfonic acid is not suitable for the racemate resolution of verapamil, it was surprising that the basic substituted phenylacetonitriles with camphorsulfone acid can be easily split into highly enantiomerically pure optical antipodes.
  • the invention relates to a process for the resolution of 2-aryl-2-alkylene- ⁇ -alkylaminoalkannitriles of the formula I
  • R 1 is hydrogen or methoxy
  • R 2 and R 3 which are the same or different, mean C ⁇ - alkyl and
  • n 2 or 3
  • C 4 alkyl groups methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, cyclopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl.
  • the process according to the invention is preferably carried out as follows: 1 equivalent of racemic I is in an alcohol such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, glycol, diglycol or a mixture of the alcohols or a mixture of an alcohol with acetone or Ethyl acetate (preferably isopropanol) is introduced, and 0.5 to 1 (preferably 0.75) equivalent of capric sulfonic acid monohydrate are added. The mixture is then heated to 40 ° C. to 100 ° C. or to the boiling point of the solvent used (preferably 60 ° C.).
  • an alcohol such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, glycol, diglycol or a mixture of the alcohols or a mixture of an alcohol with acetone or Ethyl acetate (preferably isopropanol) is introduced, and 0.5 to 1 (preferably 0.75) equivalent of capric sulfonic acid monohydrate are added.
  • the mixture
  • the salt is preferably recrystallized from the solvent or solvent mixture already used.
  • dilute alkaline solution for example sodium hydroxide solution, potassium hydroxide solution, potassium carbonate solution
  • the optically active compound I can be precipitated from these solutions or can be directly implemented further therein.
  • camphorsulfonic acid is very cheap and can also be obtained in technical quantities and because the intermediates of formula I obtained produce numerous active ingredients, such as, for example, Verapamil, Gallopamil and the compounds described in EP 0 271 013 allow.
  • racemic starting compounds of the formula VI used for the process according to the invention can be prepared according to the following scheme:
  • the mixture was heated to an internal temperature of 60 ° C., giving a clear solution. Then it was slowly cooled. After inoculation with the salt at 30 to 35 ° C, the crystallization began. The mixture was cooled to 20 ° C. with stirring. The precipitate was filtered off with
  • the dried diastereomeric salt was dissolved in 300 l of water with 30 kg of 50% sodium hydroxide solution and extracted twice with 100 1 20 each of methyl t-butyl ether.
  • the product is in the form of an oil.
  • the substance was produced analogously to Example 1.
  • the hydrochloride melts at 172 to 173 ° C.
  • the substance was produced analogously to Example 2.
  • the hydrochloride melts at 172 to 175 ° C.

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Abstract

Verfahren zur Racemattrennung von Phenylacetonitrilen der Formel (I), worin R?1, R2, R3¿ und n die in der Beschreibung angegebene Bedeutung besitzen. Das Verfahren besteht darin, daß man die Racemate (I) in einem polaren Lösungsmittel löst, 0,5 bis 1,0 Mol optisch aktiver Camphersulfonsäure pro Mol Verbindung (I) zugibt, auf 40 bis 100 °C erwärmt, abkühlen läßt und aus dem so erhaltenen Salz das optisch aktive Phenylacetonitril (I) freisetzt.

Description

Verfahren zur Racemattrennung von 2-Aryl-2-alkyl-α>-alkylamino- alkannitrilen
Beschreibung
An der Phenylgruppe unterschiedlich substituierte sowie mit einer basischen Seitenkette versehene Phenylacetonitrile haben als wirksame Arzneimittelwirkstoffe Anwendung gefunden. So haben sich von den in DE 11 54 810 beschriebenen basisch substituierten Phenylacetonitrilen der Formel II Verapamil (II, R=H) und Gallopamil (II, R--OCH3) in der Behandlung der koronaren Herzkrank¬ heit und des Bluthochdrucks bewährt.
Figure imgf000003_0001
EP 0 271 013 beschreibt Phenylacetonitrile, die eine aliphatische Seitenkette anstelle des Dimethoxyphenylethyl-Rests am Stickstoff tragen, als Wirkstoffe gegen Herzkreislauferkrankungen und asth- matische Erkrankungen.
Die substituierten Phenylacetonitrile weisen ein chirales Kohlen¬ stoffatom auf, so daß sie bei Abwesenheit weiterer Chiralitats- zentren zwei Enantiomere (optische Antipoden) bilden. Im Rahmen der üblichen chemischen Synthesen aus achiralen AusgangsStoffen entstehen beide Enantiomeren in gleichen Mengen, so daß ein Racemat vorliegt.
Von Verapamil und Gallopamil ist bekannt, daß sich die Enantio- meren hinsichtlich ihrer Pharmakodynamik und -kinetik quantitativ deutlich unterscheiden (M. Raschack, Naunyn-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol. 1976, 294, 285; M. Eichelbaum u.a. , Br. 7. Clin. Phar- macol. 1984, 17, 453). So ist das linksdrehende Enantiomer viel stärker koronardilatatorisch wirksam, während der rechtsdrehende Antipode als Resistenzbrecher in die Malaria- bzw. Tumortherapie Eingang fand.
Daher ist die Herstellung optisch aktiver Phenylacetonitrile von großer Bedeutung. Allerdings ist diese Herstellung sehr schwierig: Beim Einsatz von chiralen Katalysatoren bei der Synthese von Verapamil konnte nur ein Enantiomerenüberschuß von maximal 10 %, d.h. ein Verhältnis der Enantiomeren von 55 : 45, erreicht werden (H. Brunner und H. Zintl, Monatsh. Chemie 122, 841 - 848 [1991]). Auch andere chirale Katalysatoren liefern nur völlig unzureichende Enantiome- renüberschüsse.
Die von L.J. Theodore und W.L. Nelson (J. Org. Chem. 52, 1309 - 1315 (1987)) beschriebene stereospezifische Synthese der
Enantiomere von Verapamil und Gallopamil geht von den stereo¬ isomeren Milchsäuren aus und ist aufgrund der zahlreichen Reakti¬ onsstufen und komplizierten chemischen Verwandlungen von Funktionalitäten nicht im technischen Maßstab durchführbar.
Häufiger wurden Racematspaltungsmethoden publiziert. Ein Sonder¬ fall liegt in WO 92/07821 vor, wo die RacematSpaltung des Phenyl- acetonitril-Teils durch Verknüpfung mit optisch aktivem ß-Methyl- aminotetralin, welches Bestandteil des Wirkstoffs wird, und frak- tionierte Kristallisation der Diastereomere erfolgt:
Figure imgf000004_0001
Figure imgf000004_0002
Vielseitiger anwendbar ist die intermediäre Bildung diastereome- rer Salze, die sich mittels Kristallisation oder Chromatographie auftrennen lassen, und Freisetzung des gewünschten optisch akti¬ ven Produkts aus dem Salz.
Die Schwierigkeit der Racematspaltung zeigt sich daran, daß es lange Zeit nicht gelang, das Endprodukt selbst, d.h. den Wirk- stoff oder eine seiner basischen Vorstufen, die bei den Synthese¬ verfahren üblicherweise durchschritten werden, aufzuspalten, son¬ dern daß die Carboxyderivate III bzw. IV, deren Umsetzung zum ge- wünschten Produkt Verapamil zusätzliche Syntheseschritte erfor¬ derlich macht, mit chiralen Basen racematgespalten wurden.
Figure imgf000005_0001
III IV
Zur Aufspaltung von III wird Brucin verwendet (DE 2059 985) , was aufgrund der extremen Toxizität und des hohen Preises von Brucin nachteilig ist. IV kann zwar mit Chinchonidin gespalten werden, muß aber an zwei Funktionalitäten modifiziert werden, um zum ge¬ wünschten Produkt zu gelangen, was technisch schwierig durchführ¬ bar ist (H. Ramuz, Helv. Chim. Acta 58, 2050 - 2060 [1975]).
Die in EP 0271 013 in den Beispielen 6 und 7 verwendeten chiralen Vorstufen V und VI wurden nach der in DE 2059 985 beschriebenen Methode hergestellt.
Figure imgf000005_0002
Erst spät wurden Verfahren zur Racema Spaltung der freien Base von Verapamil beschrieben. In DE-OS 3 723 684 wird (R)- bzw. (S) -2,2' - (1, l'-Binaphthyl)phosphorsäure als Spaltsäure verwendet, die jedoch äußerst aufwendig in der Herstellung ist und nicht in technischen Mengen zur Verfügung steht. DE-OS 4 203 547 benutzt ein bis zwei Äquivalente 0,0'-Dibenzoyl- oder 0,0'-Di-p-toluol- weinsäure, die sehr teuer sind und bei der Freisetzung des Verapamils leicht hydrolysiert werden und somit verloren gehen.
Insbesondere in Anbetracht der Feststellung von H. Ramuz (Helv. Chim. Acta 58, 2050 [1975], daß sich Camphersulfonsäure nicht zur RacematSpaltung von Verapamil eignet, war es überraschend, daß die basisch substituierten Phenylacetonitrile mit Camphersulfon- säure leicht zu hochenantiomerenreinen optischen Antipoden aufge¬ spalten werden können.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Racemattrennung von 2-Aryl-2-alkylen-ω-alkylamino-alkannitrilen der Formel I
Figure imgf000006_0001
worin
R1 Wasserstoff oder Methoxy ist,
R2 und R3, die gleich oder verschieden sind, Cι- -Alkyl bedeuten und
m die Zahl 2 oder 3 ist,
in an sich bekannter Weise, dadurch gekennzeichnet, daß man als Spaltungsreagen optisch aktive Camphersulfonsäure verwendet.
Als Cι-4-Alkylgruppen seien folgende genannt: Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, Cyclopropyl, n-Butyl, Isobutyl, sec-Butyl, tert.-Butyl.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise wie folgt durch¬ geführt: 1 Äquivalent racemisches I wird in einem Alkohol wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, iso-Propanol, Glykol, Diglykol oder einer Mischung der Alkohole oder einer Mischung eines Alko- hols mit Aceton oder Essigester (vorzugsweise Isopropanol) vorge¬ legt, und es werden 0,5 bis 1 (vorzugsweise 0,75) Äquivalent Caπtphersulfonsäuremonohydrat zugegeben. Danach wird auf 40°C bis 100°C bzw. bis zum Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels er¬ hitzt (vorzugsweise 60°C) . Beim Abkühlen kristallisiert das diastereomere Camphersulfonat der Verbindung I aus: (S)- (+)-Camphersulfonsäure fällt als Salz mit (S)-I, (R)- (-)-Camphersulfonsäure mit (R)-I aus.
Das Salz wird einmal vorzugsweise aus dem bereits verwendeten Lösemittel bzw. Lösemittelgemisch umkristallisiert. Zur Freisetzung des optisch aktiven I wird das Salz in verdünnter alkalischer Lösung (z.B. Natronlauge, Kalilauge, Kaliumcarbonat- Lösung) gelöst und mit einem mit Wasser nicht mischbaren Lösungs¬ mittel extrahiert (z.B. Essigester, MTBE (= Methyl-tert.-butyl- ether) Dichlormethan) . Die optisch aktive Verbindung I kann aus diesen Lösungen ausgefällt oder direkt darin weiter umgesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist äußerst günstig, weil Campher- sulfonsäure sehr billig ist und auch in technischen Mengen er¬ hältlich ist und weil die erhaltenen Zwischenprodukte der For¬ mel I die Herstellung zahlreicher Wirkstoffe wie z.B. Verapamil, Gallopamil und der in EP 0 271 013 beschriebenen Verbindungen er¬ lauben.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten racemischen Ausgangsverbindungen der Formel VI können nach folgendem Schema hergestellt werden:
C6H5-NH-R3 + Br-(CH2)m-Cl BaSe » C6H5-NR3- (CH2)n.-Cl
Figure imgf000007_0001
H2, Pd/C ^ H2S04
Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren verdeutlichen, ohne es einzuschränken. Beispiel 1
(S)- (-)-5- (N-Methylamino)-2- (1-methylethyl) -2- (3,4,5-trimethoxy- phenyDpentannitril [I, R1 = OCH3, R2 = CH(CH3)2, R3 = CH3] 5
95,4 kg (297,8 mol) race isches 5- (N-Methylamino)-2- (1-methyl¬ ethyl) -2- (3, 4, 5-trimethoxyphenyl)- pentannitril wurden zusammen mit 55,9 kg (223,4 mol) (S)- (+)-Caπpher-10-sulfonsäuremonohydrat in 200 1 Isopropanol vorgelegt.
10
Es wurde auf 60°C Innentemperatur erhitzt, wobei man eine klare Lösung erhielt. Dann wurde langsam abgekühlt. Nach Animpfen mit dem Salz bei 30 bis 35°C begann die Kristallisation. Unter Rühren wurde auf 20°C abgekühlt. Der Niederschlag wurde abfiltriert, mit
15 50 1 Isopropanol gewaschen und aus 300 1 Isopropanol um¬ kristallisiert.
Das getrocknete diastereomere Salz wurde in 300 1 Wasser mit 30 kg 50 %iger Natronlauge gelöst und zweimal mit je 100 1 20 Methyl-t-butylether extrahiert.
Ausbeute: 30,9 kg (96,5 mol) - 66 % d.Th. [α]D20 - 17,8° (c = 1, Toluol).
25 Das Produkt liegt als Öl vor. Das Hydrochlorid schmilzt bei 192 bis 194°C, [α]D20 - 9,00 (c = 1, Ethanol abs.) .
Beispiel 2
30
(R)- (+)-5-N-Methylamino-2- (1-methylethyl)-2- (3 ,4,5-trimethoxy- phenyl)pentannitril
Analog Beispiel 1 erhält man bei Verwendung von (R) - (-)-Campher- 35 10-sulfonsäuremonohydrat als Spaltsäure das rechtsdrehende
Enantiomere. Die reine Base zeigt einen spezifischen Drehwert von [α]D 20 = +17,8° (c = 10 mg/ml, Toluol).
Das Hydrochlorid schmilzt bei 192 bis 194°C, [α]D 20 = 9,1° (c = 1, 40 Ethanol abs.) .
45 Beispiel 3
(S)- (-)-5- (N-Methylamino)-2- (1-methylethyl)-2- (3,4-dimethoxy- phenyl)pentannitril
Die Substanz wurde analog Beispiel 1 hergestellt. Der spezifische Drehwert der freien Base beträgt [α]D 20 = -5,0° (c = 1, Ethanol abs.). Das Hydrochlorid schmilzt bei 172 bis 173°C.
Beispiel 4
(R) - (+) -5-N-Methylamino-2- (1-methylethyl) -2- (3,4-dimethoxy- phenyl)pentannitril
Die Substanz wurde analog Beispiel 2 hergestellt. Die Base liegt als Öl vor und zeigt einen spezifischen Drehwert von [α]D 20 = +5° (c = 1, Ethanol abs.). Das Hydrochlorid schmilzt bei 172 bis 175°C.

Claims

Patentanspruch
Verfahren zur Racemattrennung von 2-Aryl-2-alkyl-ω-alkylamino- alkannitrilen der Formel I
Figure imgf000010_0001
worin
R1 Wasserstoff oder Methoxy ist,
R2 und R3, die gleich oder verschieden sind, Cι_4-Alkyl bedeuten und
m die Zahl 2 oder 3 ist,
in an sich bekannter Weise, dadurch gekennzeichnet, daß man als Spaltungsreagenz optisch aktive Camphersulfonsäure verwendet.
Verfahren zur Racemattrennung von 2-Aryl-2-alkyl-ω-alkylamino- alkannitrilen
Zusammenfassung
Verfahren zur Racemattrennung von Phenylacetonitrilen der For¬ mel I
Figure imgf000011_0001
worin R1, R2, R3 und n die in der Beschreibung angegebene Bedeu¬ tung besitzen, beschrieben. Das Verfahren besteht darin, daß man die Racemate I in einem polaren Lösungsmittel löst, 0,5 bis
1,0 Mol optisch aktiver Camphersulfonsäure pro Mol Verbindung I zugibt, auf 40 bis 100°C erwärmt, abkühlen läßt und aus dem so erhaltenen Salz das optisch aktive Phenylacetonitril I freisetzt.
PCT/EP1996/000236 1995-01-31 1996-01-20 VERFAHREN ZUR RACEMATTRENNUNG VON 2-ARYL-2-ALKYL-φ-ALKYLAMINO-ALKANNITRILEN Ceased WO1996023764A1 (de)

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