Способ получения и очистки n-(6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидро-5-пиримидинсульфон)-n'-изоникотиноилгидразида

Изобретение относится к новому, улучшенному способу получения N-(6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидро-5-пиримидинсульфон)-N'-изоникотиноилгидразида, который находит применение в медицине в качестве субстанций лекарственных средств для лечения и профилактики вторичных иммунодефицитов, микобактериальных и вирусных инфекций, взаимодействием 6-метилурацил-5-сульфохлорида с гидразидом изоникотиновой кислоты, отличающемуся тем, что взаимодействие 6-метилурацил-5-сульфохлорида с гидразидом изоникотиновой кислоты в эквимолекулярном соотношении проводят в среде γ-бутиролактона при температуре 90-100°С в течение 2 часов с последующей очисткой целевого продукта в водном растворе аммиака при 75-80°С и выделением из раствора при рН 4,5. Способ позволяет сократить время проведения процесса и повысить выход целевого продукта.

 

Настоящее изобретение относится к области химии биологически активных препаратов, а именно к способу получения и очистки препаратов, обладающих антимикобактериальной, иммуностимулирующей, противовирусной и анаболической активностью.

Благодаря широкому спектру действия, N-(6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидро-5-пиримидонсульфон)-N'-изоникотиноилгидразид находит применение в медицинской практике в качестве субстанции лекарственных средств для лечения и профилактики вторичных иммунодефицитов при инфекционной и соматической патологии, микобактериальных и вирусных инфекций.

В настоящее время известен способ получения N-(6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидро-5-пиримидинсульфон)-N'-изоникотиноилгидразида гидрата (патент РФ №2141322, патент США №6.465.476 B1) путем взаимодействия 6-метилурацил-5-сульфохлорида с изоникотиноилгидразидом (изониазидом) в среде ацетонитрила при 80…81°C в течение 10 часов с последующей перекристаллизацией целевого продукта из диметилформамида (ДМФА). Данный способ обладает рядом недостатков:

- длительностью процесса конденсации;

- использованием значительных объемов дорогостоящих органических растворителей;

- образованием больших объемов жидких органических отходов.

По данным патента РФ №2235723 применение N-(6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидро-5-пиримидинсульфон)-N'-изоникотиноилгидразида в гидратированной форме затрудняет высвобождение действующего начала препарата в организме больного и снижает его эффективность. Для создания лекарственных форм, по данным этого патента, предпочтительно использовать безводный препарат, известный под названием кристафон. Способ получения кристафона по патенту РФ 2235723 взят нами в качестве наиболее близкого аналога предлагаемого способа получения. Получение кристафона осуществляется взаимодействием 6-метилурацил-5-сульфохлорида с изониазидом в присутствии диоксана в качестве активатора реакции при мольном соотношении реагентов 1:1,5:2,5 соответственно, в среде безводного этилацетата при температуре 50-75°C в течение не менее 6 часов с последующей обработкой продукта конденсации водным 10% ДМФА при pH 6 раствора. Выход неочищенного препарата составляет 54% от теоретического.

С целью очистки препарата до фармакопейной чистоты (>99,0% содержания основного вещества) осуществляют дополнительную перекристаллизацию с использованием в качестве среды высококипящий растворитель - диметилформамид или диметилацетамид, или диметилсульфоксид. Выход кристафона составил 60÷70% от взятого на кристаллизацию препарата. Суммарный выход кристафона составляет 38% от теоретического.

Предложенный способ получения кристафона имеет ряд недостатков, совокупность которых служит препятствием созданию промышленного производства субстанции и ее практического использования:

- низкий выход целевого препарата;

- длительность операции получения - не менее 6 часов;

- существенный расход дорогостоящего изониазида - на 1 моль кристафона - 2,5 моля изониазида;

- использование на стадии кристаллизации и очистки больших объемов высококипящих дефицитных растворителей, например, для растворения одной массовой доли кристафона при 90÷100°C необходимо 12 объемных долей диметилформамида;

- образование в процессе практически нерегенерируемого водного диметилформамида - модуль ≈30 об. частей на 1 массовую долю целевого препарата.

Специфика процесса образования кристафона заключается в низкой растворимости исходных 6-метилурацил-5-сульфохлорида и изониазида, а также целевого кристафона в используемых в качестве среды растворителях - ацетонитриле и этилацетате. Образование целевого продукта проходит практически в гетерогенных условиях. Этим фактом объясняется длительность процесса образования целевого продукта и отчасти низкий выход.

Низкая растворимость кристафона в органических растворителях предопределяет большой расход дорогостоящих высококипящих растворителей на этапе очистки и выделения целевого продукта.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения N-(6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидро-5-пиримидинсульфон)-N'-изоникотиноилгидразида (кристафона), позволяющего повысить выход целевого препарата, сократить длительность взаимодействия компонентов, уменьшить расход дорогостоящих исходных компонентов и сырья, сократить трудозатраты и снизить стоимость препарата.

Технический результат достигается за счет использования γ-бутиролактона в качестве среды для взаимодействия 6-метилурацил-5-сульфохлорида с изониазидом и образования целевого кристафона. γ-Бутиролактон обладает лучшей растворяющей способностью по отношению к исходным компонентам и солевым структурам, образующимся в ходе реакции, позволяет проводить реакцию при более высоких температурах по сравнению с этилацетатом. В качестве оптимального для получения кристафона выбран температурный интервал 90…100°C. В найденных условиях реакция образования целевого препарата завершается в течение 2 часов.

Показано, что при проведении взаимодействия в среде γ-бутиролактона при температуре 90…100°C оптимальный выход кристафона достигается при эквимолекулярном соотношении вводимых в реакцию 6-метилурацил-5-сульфохлорида и изониазида и составляет на данном этапе 89…91%.

Технический результат также достигается за счет разработки метода очистки кристафона в среде водного раствора аммиака при 75…80°C с последующим выделением очищенного препарата из раствора при pH 4,5, что позволяет получать хроматографически чистый N-(6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидро-5-пиримидинсульфон)-N'-изоникотиноилгидразид с содержанием основного вещества в препарате >99,0% и выходом 88…90% от поступившего на очистку.

Предлагаемый способ получения кристафона позволяет:

- уменьшить расход дорогостоящего изониазида для достижения оптимального выхода от 2,5 моль до 1,25 моль на моль целевого препарата;

- исключить необходимость использования дополнительного активатора (диоксана) для успешного прохождения реакции;

- сократить время, необходимое для завершения образования целевого продукта с 6 часов до 2 часов;

- использовать для очистки кристафона доступные и недорогие компоненты: водный раствор аммиака и уксусной кислоты;

- исключить использование для перекристаллизации препарата дорогостоящих органических растворителей (ДМФА) и сократить количество органических отходов;

- повысить суммарный выход хроматографически чистого препарата по сравнению с аналогом с 38% до 80% от теории.

Для нейтрализации водного-аммиачного раствора на стадии очистки и выделения кристафона предпочтительно используется уксусная кислота, не образующая растворимой соли с целевым препаратом. Сопутствующие кристафону примеси (6-метилурацил, изониазид) растворимы в водной уксусной кислоте и отделяются с маточным раствором.

Ниже представлены примеры осуществления предлагаемого изобретения.

Пример 1

56,2 г (0,25 моль) 6-метилурацил-5-сульфохлорида и 34,3 г (0,25 моль) гидразида изоникотиновой кислоты порциями одновременно при перемешивании дозируют к 350 мл γ-бутиролактона при температуре 70…80°C в течение часа.

Реакционную смесь нагревают до 100°C и дают 2-часовую выдержку при 95…100°C. Реакционную смесь после выдержки охлаждают до 50°C и кристаллический продукт отфильтровывают от маточного растворителя, промывают на вакуум-фильтре дважды ацетоном по 30 мл, подсушивают на вакуум-фильтре.

Выделенный продукт помещают в 500 мл дистиллированной воды. Суспензию при перемешивании нагревают до 75°C и к ней дозируют под слой жидкой массы водный раствор аммиака до достижения pH 7 в реакционной среде. Дают получасовую выдержку при 75…80°C и к реакционной массе дозируют уксусную кислоту до достижения pH 4,5.

Суспензию в реакторе при интенсивном перемешивании охлаждают до 50°C и кристаллический продукт на вакуум-фильтре отфильтровывают от маточного раствора, дважды промывают горячей (40…50°C) дистиллированной водой по 50 мл, подсушивают на вакуум-фильтре.

Влажный продукт (≈20% воды) с вакуум-фильтра помещают в 1 л дистиллированной воды и суспензию при перемешивании нагревают до 75°C.

К нагретой реакционной массе под слой суспензии сливают 70 мл 25% водного раствора аммиака, дают 15-минутную выдержку при 75…80°C.

В случае, если кристаллический продукт полностью не растворился, дозируют дополнительное количество водного раствора аммиака до полного растворения продукта.

К раствору при 75…80°C при перемешивании добавляют 4 г активированного угля, дают 15-минутную выдержку при 75…80°C. Активированный уголь отфильтровывают от горячего раствора на вакуум-фильтре.

К раствору при интенсивном перемешивании и температуре 75…80°C дозируют в течение 30 мин 70 мл уксусной кислоты до достижения pH среды 4,5. Суспензию при интенсивном перемешивании охлаждают до 40°C и кристаллическую фракцию отфильтровывают от маточного раствора, промывают на фильтре дважды по 100 мл горячей (50…60°C) дистиллированной воды.

Влажный продукт сушат при атмосферном давлении и температуре 100…110°C до постоянной массы. Выход высушенного N-(6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидро-5-пиримидинсульфон)-N'-изоникотиноилгидразида составил 65,9 г, 80% от теории, t_пл. 255°C (разл.).

Найдено, %: C - 40,71; H - 3,34; N - 21,4; S - 9,78.

C₁₁H₁₁O₅N₅S

Вычислено, %: C - 40,61; H - 3,38; N - 21,54; S - 9,85.

Пример 2

56,2 г (0,25 моль) 6-метилурацил-5-сульфохлорида и 34,3 г (0,25 моль) гидразида изоникотиновой кислоты порциями одновременно в течение часа дозируют к 350 мл γ-бутиролактона при перемешивании и температуре 70…80°C. Реакционную смесь нагревают до 90°C и дают 2-часовую выдержку при интенсивном перемешивании и температуре 90…95±°C.

Все последующие операции осуществляют далее по аналогии с приведенным выше примером 1.

Выход N-(6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидро-5-пиримидинсульфон)-N'-изоникотиноилгидразида составил 63,5 г или 78% от теории, t_пл. (разл.) 255°C.

Найдено, %: C - 40,83; H - 3,51; N - 21,8; S - 9,91.

C₁₁H₁₁O₅N₅S

Вычислено, %: C - 40,61; H - 3,38; N - 21,64; S - 9,85.

Молекулярная масса, определенная методом масс-спектрального анализа для полученного соединения (C₁₁H₁₁O₅N₅S, 325,3), составляет 324.

Содержание основного вещества в образцах препарата, определенное методом титрования в растворе муравьиной кислоты хлорной кислотой (индикатор кристаллический фиолетовый), составляет 99,3…99,5%.

Биометрический метод определения содержания воды с использованием реактива Фишера показал практически ее отсутствие (менее 0,1%) в образцах препарата, изготовленных по предлагаемому способу.

Способ получения N-(6-метил-2,4-диоксо-1,2,3,4-тетрагидро-5-пиримидинсульфон)-N'-изоникотиноилгидразида взаимодействием 6-метилурацил-5-сульфохлорида с гидразидом изоникотиновой кислоты, отличающийся тем, что взаимодействие 6-метилурацил-5-сульфохлорида с гидразидом изоникотиновой кислоты в эквимолекулярном соотношении проводят в среде γ-бутиролактона при температуре 90-100°С в течение 2 ч с последующей очисткой целевого продукта в водном растворе аммиака при 75-80°С и выделением из раствора при рН 4,5.