Способ получения гемцитабин гидрохлорида

 

Описывается способ получения гемцитабин гидрохлорида, включающий удаление защитной группы у β-1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-3',5'-ди-о-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она в присутствии основания и спирта с последующей обработкой полученного раствора соляной кислотой и антирастворителем; и выделение полученного твердого продукта. Технический результат - повышение экономичности процесса и повышение выхода целевого продукта. 11 з. п. ф-лы.

1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-D-рибофуранозил)-4- аминопиримидин-2-он гидрохлорид (известный как 2'-деокси- 2',2'-дифторцитидин гидрохлорид или гемцитабин гидрохлорид - смотри приведенную ниже формулу I) относится к группе известных 2'-деокси-2', 2'-дифторонуклеозидов. В патентах США N 4526988 и N 4808614 такие соединения раскрыты и описаны как соединения, обладающие антивирусной активностью. В Европейской патентной публикации 184365 раскрыто, что такие же дифторонуклеозидные агенты обладают онколитической активностью. Гемцитабин гидрохлорид прошел клинические испытания на эффективность лечения разновидностей раковых заболеваний, в частности, рака поджелудочной железы.

Синтез гемцитабина представляет собой многостадийный процесс - см. патенты США 4526988, 4808614 и 5223608 и Европейские патентные публикации 577303, 577304 и 587364. Большинство таких схем синтеза включают в качестве предпоследнего промежуточного вещества; β-1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-3',5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-он, у которого снимают защитную группу и отверждают с получением конечного целевого продукта в виде гидрохлоридной соли. Например, в патенте США N 5223608, колонка 10, строка 41 и далее, указано, что бензоильные защитные группы "отщепляются гидролизом сильным или умеренно сильным основанием". Также указано, что "по крайней мере один мольный эквивалент основания необходим для каждой защитной группы". Примеры 7 и 11 этого патента раскрывают использование безводного аммиака в метаноле для снятия защитной группы, что приводит к образованию хлористого аммония, который нерастворим в применяемых органических растворителях и должен быть удален обработкой водой.

Получение гемцитабин гидрохлорида также раскрыто в специальной литературе. В патенте США N 5223608, колонка 11, строки 22 и далее и в примере 8 указывается, что для получения кристаллического гемцитабин гидрохлорида используют горячий изопропанол и концентрированную соляную кислоту.

Настоящее изобретение предлагает более экономичный и с более высоким выходом продукта способ получения гемцитабин гидрохлорида, позволяющий избежать использования избытка основания и потери продукта из-за присутствия воды.

В настоящем изобретении предлагается способ получения гемцитабин гидрохлорида, включающий (а) удаление защитной группы Y β-1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-3',5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она катилитическим количеством алкиламина в присутствии метанола или этанола в, по существу, безводной среде, (б) обработку полученного раствора соляной кислотой и антирастворителем (растворителем для осаждения целевого продукта); и (в) выделение полученного твердого гемцитабин гидрохлорида.

При удалении защитной группы Y β-1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-3',5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она используемый протонный растворитель фактически играет роль нуклеофила, который атакует бензоильную группу. Такая атака катализируется основанием и не требуются стехиометрические количества основания.

В настоящем описании термин "алкиламин" обозначает органические амины с одной, двумя или тремя алкильными группа ми, которые способны обеспечить pH реакционной смеси, по меньшей мере, равной 9,5. К таким реагентам относятся метиламин, этиламин, пропиламин, изопропиламин, бутиламин, диметиламин, диэтиламин, дипропиламин, диизопропиламин, дибутиламин, этаноламин, триметиламин, триэтиламин, трипропиламин, N-метиламин-N-этиламин, N-метил-N-пропиламин, N-метил-N-бутиламин, N-этил-N-пропиламин и т.п. Как указано далее, в соответствии с настоящим изобретением необходимо, чтобы хлоргидрат алкиламина был растворим в реакционной смеси. Кроме того, с точки зрения эффективности условий проведения реакции алкиламин должен быть, по существу, не летучим, для эффективного проведения реакции при повышенных температурах. Исходя из указанных требований, в данной реакции в качестве алкиламина предпочтительнее использовать диэтиламин, хотя возможно использование и других алкиламинов.

Термин "каталитическое количество" относится к количеству алкиламина, которое усиливает нуклеофильную атаку бензоильных защитных групп протонным растворителем. Обычно используется 0,1-0,5 мольных эквивалентов (относительно β-1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-3',5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-он)а, наиболее предпочтительно 0,2 - 0,4 эквивалента, хотя специалистам в данной области очевидно, что оптимальное количество алкиламина зависит от химических и физических свойств алкиламина, для сохранения pH реакционной смеси не ниже 9,5.

Выражение "в, по существу, безводной среде" означает, что реакцию проводят без какого-либо добавления воды. Поэтому предпочтительно, чтобы используемые реагенты и растворители, по существу, не содержали воды. Реакционная смесь может быть защищена от атмосферной влаги, но такие предосторожности необязательны. Это ограничение, не являющееся существенным для реакции снятия защитной группы, предпочтительно, поскольку конечный целевой гемцитабин гидрохлорид растворим в воде и, следовательно, присутствие воды будет уменьшать выход целевого продукта при выделении его кристаллизацией.

Как упоминалось выше, удаление защитной группы Y β-1-(2-деокси-2',2'-дифтор-3',5'-ди-O-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она представляет собой процесс, в котором протонный нуклеофил катализируется основанием и, следовательно, он является протонным реагентом, что является существенным фактором для реакции. Хотя теоретически для осуществления сольволиза может использоваться любой протонный растворитель, предпочтительно использовать спирт, более предпочтительно - этанол, и наиболее предпочтительно - метанол. Такой выбор предпочтителен по ряду причин. Во-первых, субстрат и гидрохлорид алкиламина растворимы в метаноле, как и целевой продукт. Во-вторых, получаемым побочным продуктом является метилбензоат, который также растворим в метаноле и в осаждающем растворителе - изопропаноле или ацетоне. Применение метанола также позволяет использовать его как реагент и как растворитель. И, наконец, как ранее указывалось, реагент должен, по существу, не содержать воды.

Химикам, специалистам в данной области, очевидно, что теоретически может использоваться иной субстрат, нежели, β-1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-3',5'-ди-О-бензоил-D- рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-он. Однако защитные группы должны быть такими, чтобы субстрат и побочный продукт были растворимы, как указано выше. Более того, две защитные группы не должны быть одинаковыми. Так, могут использоваться субстраты, в которых 3'- и/или 5'-гидроксильные группы защищены другими защитными группами, такими как замещенный бензоил (например, 4-метилбензоил), если сделан соответствующий выбор алкиламина и протонного растворителя. Однако это не обеспечивает преимуществ и, фактически, их использование дороже.

Сольволиз лучше всего проводить при температуре 0^oC - 80^oC; повышенные температуры предпочтительнее. Наиболее предпочтительны температуры кипения реакционной смеси (50^oC - 60^oC, когда используется метанол и диэтиламин); при этих условиях сольволиз обычно протекает в течение 1-8 часов.

Предпочтительно, когда метанол или этанол используется в количествах примерно 15 - 25 объемов относительно исходного β-1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-3', 5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она (мл/г). Оптимальным для метанола является соотношение 1:20. Также предпочтительно, чтобы количество антирастворителя было приблизительно равно количеству используемых метанола или этанола, хотя возможны и другие соотношения. Если β-1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-3', 5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-он получают in situ из 2-деокси-2,2-дифтор-3,5-дибензоил-D-рибофуранозил-1-метансульфоната и цитозина (например, как описано в Европейской патентной публикации N 577303), выход β-1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-3',5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она обычно составляет примерно 70% - если эта реакционная схема включена в настоящий процесс, метанол или этанол используют в количестве примерно 10 - 20 объемов относительно исходного мезилата - см., например, пример 3, ниже.

Получение и выделение гемцитабин гидрохлорида обычно осуществляют охлаждением реакционной смеси после проведения сольволиза до температуры окружающей среды и добавлением антирастворителя, такого как ацетон, ацетонитрил, тетрагидрофуран, пропанол, бутанол, изобутанол, втор.-бутанол или предпочтительно изопропанол. Основание гемцитабина, алкиламин, гидрохлорид алкиламина и метилбензоат - все растворимы в этой смеси; однако, при введении хлористого водорода целевой гемцитабин гидрохлорид кристаллизуется, в то время как побочные продукты и непрореагировавшие реагенты остаются в растворе. Хлористый водород обычно добавляют в виде газообразного хлористого водорода или концентрированной соляной кислоты до pH 1,5 - 2,0; избыток кислоты, в частности, соляной кислоты, не нужен и может отрицательно сказаться на выходе продукта. Хотя концентрированная соляная кислота содержит воду, это минимальное количество воды практически не влияет на выход продукта.

Полученный гемцитабин гидрохлорид затем выделяют из реакционной смеси стандартными способами, например, фильтрованием, центрифугированием, декантированием и так далее.

Исходные и промежуточные материалы для получения соединений по настоящему изобретению коммерчески доступны и легко могут быть получены другими способами, известными из специальной литературы. Ссылки на литературные источники, описывающие соответствующие методики, перечислены ниже в разделе примеров.

Следующие примеры дополнительно иллюстрируют получение соединений по настоящему изобретению. Примеры приведены лишь с целью иллюстрации и никоим образом не могут рассматриваться как ограничение патентных притязаний.

Терминология и сокращения, используемые в настоящих примерах, имеют принятые значения, если особо не оговорены. "ВЭЖХ" -высокоэффективная жидкостная хроматография. "^oC" - градусы Цельсия; "ммоль" - миллимоль; "г" - грамм; "л" - литр; "М" - моль или молярность; "экв" - молярные эквиваленты.

ПРИМЕР 1 1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-он гидрохлорид В 7 мл метанола суспендировали 0,24 г (0,51 ммоля, 1 экв.) β-1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-3', 5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она, и затем добавляли 0,01 мл (0,102 ммоля, 0,2 экв.) диэтиламина. Смесь нагревали до температуры 55^oC в течение 2 часов 20 минут.

Для выделения продукта смесь фильтровали, и фильтр промывали 3,5 мл изопропанола. Фильтрат и жидкость от промывки объединяли, и добавлением 0,3 мл концентрированной соляной кислоты доводили pH до 1,5 - 2,0. Осадок образовался в течение 1 - 2 мин. Затем смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 2 часов и фильтровали. Твердый фильтрат промывали 5 мл изопропанола и повторно 5 мл ацетона. Высокоэффективной жидкофазной хроматографией ВЭЖХ установлено, что чистота целевого продукта превышает 99%.

Природу основных компонентов раствора устанавливали ВЭЖХ по сравнению со стандартными образцами. Пробу для анализа методом ВЭЖХ готовили в 50 мл колбе, помещая в нее 0,6 - 0,8 г реакционного раствора или 10 - 15 мг 1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она и разбавляли раствор водой до нужного объема. При элюировании колонки в качестве подвижной фазы использовали: А - ацетат с концентрацией 0,05 М при pH 5,0; В - ацетонитрил; скорость потока 1,5 мл/мин. Хроматограмма элюента: в течение первых 5 минт А = 97% и В = 3%; на протяжении 10 мин А снижалось до 30%, В увеличивалось до 70%; далее в течение 5 мин А удерживалось равным 30%, В = 70%; возврат к А = 97% и В = 3% в течение 2 мин, и этот состав удерживался 13 мин. Применялась колонка Zorbax R x C8. Длина волны детектора 275 нм, скорость потока 1,5 мл/мин; объем ввода 10 мкл.

По данным ВЭЖХ время удерживания: (а) цитозина и других примесей - 2,4 - 2,6 мин; (б) α-1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она - 5 - 6 мин; (в) β-1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин - 2-она - 6 - 7 мин; (г) бензойной кислоты - 10 - 11 мин; (д) 1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-3'-или 5'-моно-O-бензиол-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она - 14 - 15 мин; (е) метилбензоата - 16,5 - 17,5 мин, и (ж) β-1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-3', 5'-ди-O-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она - 19 - 20 мин.

ПРИМЕР 2 1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-он гидрохлорид В 7 мл метанола суспендировали 0,24 г (0,51 ммоля, 1 экв.) β-1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-3', 5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она, и затем добавляли 0,0084 мл (0,102 ммоля, 0,2 экв.) диэтиламина. Смесь нагревали при температуре 55^oC в течение 3 часов.

Для выделения продукта смесь фильтровали, фильтр промывали 3,5 мл изопропанола, объединяли фильтрат и промывочную жидкость, и к смеси добавляли 0,3 мл концентрированной соляной кислоты, доводя pH до 1,5 - 2,0. Осадок образовался в течение 1 - 2 мин. Затем смесь перемешивали при температуре 0^o - 5^o в течение 90 мин и фильтровали. Твердый фильтрат промывали 5 мл изопропанола и затем 5 мл ацетона. По данным анализа ВЭЖХ, выполненного в соответствии с примером 1, чистота выделенного продукта составляет 98,9%.

ПРИМЕР 3 1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-он гидрохлорид
В 54 мл метанола суспендировали β-1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-3',5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопирими-дин-2-он, полученный реакцией 3,836 г, или 8,4 ммоля, 2-деокси-2,2-дифтор-3,5-дибензоил-D-рибофуранозил-1-метансульфоната с 20,0 г, или 180 ммолей, цитозина, как описано в патентной публикации ЕРО N 577303. Смесь при перемешивании нагревали до 50^oC, и pH доводили до 10 добавлением 0,3 мл (2,9 ммоля, 0,34 экв.) диэтиламина. Перемешивание продолжали и смесь нагревали до 55^oC - 60^oC в течение 14 часов.

Для выделения продукта к смеси добавляли 0,17 г обесцвечивающего активированного угла и 40 мл изопропанола, и смесь перемешивали при 20^oC - 25^oC в течение одного часа. Смесь охлаждали до 0^oC - 5^oC, перемешивали в течение 30 мин и затем фильтровали через плюсованный мелкозернистый материал. Лепешку на фильтре промывали 14 мл изопропанола. pH объединенного фильтрата доводили до 1,5 - 1,8, добавляя 0,95 мл концентрированной соляной кислоты. Образовался осадок, и смесь перемешивали при 0^oC - 5^oC в течение двух часов, а затем фильтровали. Твердый продукт промывали дважды по 15 мл изопропанолом, а затем однократно 15 мл ацетона. По данным анализа ВЭЖХ, выполненного в соответствии с примером 1, чистота выделенного твердого продукта составляет 99,4%; общий выход продукта составил 57,6 мас.% (в расчете на мезилат).

ПРИМЕР 4
1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-он гидрохлорид
В 56 мл метанола суспендировали 2,58 г (5,48 ммоля) β-1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-3', 5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-он. Смесь при перемешивании нагревали до 40^oC - 45^oC, и pH доводили до 10 добавлением 0,1 мл диэтиламина (0,97 ммоля, 0,2 экв.). Перемешивание продолжали, и смесь нагревали до 50^oC - 60^oC в течение 6,5 часов. Смесь затем перемешивали при 20^oC-25^oC в течение 15 часов.

Для выделения продукта к смеси добавляли 0,2 г обесцвечивающего активированного угла и 42 мл изопропанола, и смесь перемешивали при комнатной температуре в течение одного часа. Смесь фильтровали через плюсованный мелкозернистый материал и лепешку на фильтре промывали 14 мл изопропанола. К объединенному фильтрату добавляли метанол, доводя полный объем раствора до 112 мл. Раствор затем делили на две равные части, pH одного раствора доводили до 1,5, pH другого до 2,5 добавлением концентрированной соляной кислоты. Оба раствора охлаждали до 0^oC-5^oC, перемешивали в течение двух часов и фильтровали. Твердую лепешку на фильтре, полученную из каждого раствора, промывали 5 мл изопропанола и затем 5 мл ацетона. После сушки выход продукта из раствора с pH 1,5 составил 89,6 мас.%, из раствора с pH 2,5 - 82,8%.

По данным анализа ВЭЖХ, выполненного в соответствии с примером 1, чистота продукта, полученного при pH 1,5 составила 99,1%, чистота продукта, полученного при pH 2,5 - 99,6%.

ПРИМЕР 5
1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-он гидрохлорид
В 7 мл метанола, содержащего 0,03 мл диэтиламина (0,26 ммоля, 0,5 экв.) суспендировали 0,24 г (0,51 ммоля) β-1-(2'-деокси-2',2'-дифтор-3',5'-ди-О-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она. Смесь при перемешивании нагревали до температуры 50^oC - 60^oC в течение 6 часов.

Для выделения продукта смесь охлаждали до комнатной температуры и добавляли 7 мл изопропанола. Добавлением (0,30 мл) концентрированной соляной кислоты pH смеси доводили до 1,5. После перемешивания в течение 2 - 3 мин образовывался осадок. Перемешивание продолжали в течение одного часа при температуре 0^oC - 5^oC, после чего смесь фильтровали. Выход продукта составил (0,15 г) 98 мас.%.

Формула изобретения

1. Способ получения гемцитабин гидрохлорида, включающий удаление защитной группы у β-1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-3', 5'-ди-0-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она в присутствии основания и спирта с последующей обработкой полученного раствора соляной кислотой и антирастворителем, и выделение полученного твердого продукта, отличающийся тем, что удаление защитной группы проводят в присутствии каталитического количества алкиламина, в присутствии метанола или этанола в, по существу, безводной среде.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве алкиламина используют диэтиламин.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют метанол.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве антирастворителя используют растворитель, выбранный из ацетона, ацетонитрила, тетрагидрофурана, пропанола, бутанола, изобутанола, втор.-бутанола и изопропанола.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что в качестве антирастворителя используют изопропанол.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что соотношение метанола и изопропанола составляет 1 : 1.

7. Способ по п.3, отличающийся тем, что на 1 г β-1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-3', 5'-ди-0-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она используют 15 - 25 мл метанола.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что 20 мл метанола используют на 1 г β-1-(2'-деокси-2', 2'-дифтор-3', 5'-ди-0-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-она.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что β-1-(2'-диокси-2', 2'-дифтор-3', 5'-ди-0-бензоил-D-рибофуранозил)-4-аминопиримидин-2-он получают in situ из 2-деокси-2,2-дифтор-3,5-дибензоил-D-рибофуранозил-1-метансульфоната и цитозина.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что используют 10 - 20 мл метанола на 1 г 2-деокси-2,2-дифтор-3,5-дибензоил-D-рибофуранозил-1-метансульфоната.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что в качестве антирастворителя используют изопропанол.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что соотношение метанола и изопропанола составляет 1 : 1.