Способ получения активированных сложных эфиров
Изобретение относится к способу получения активированного сложного эфира формулы (I):
где R означает C1-C6 алкил, линейный или разветвленный, 6-членный гетероарил с одним атомом азота в качестве гетероатома; Alk означает C1-C6 алкил, линейный или разветвленный, заключающийся во взаимодействии соли дициклогексиламина P1
и дисукцинимидилкарбоната (ДСК) (DSC) в растворителе, который представляет собой кетон, и в котором соль дициклогексиламина и N-гидроксисукцинимида Р2
выпадает в осадок. Способ обеспечивает получение целевого продукта с хорошим выходом и хорошей степенью чистоты. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.
Настоящее изобретение относится к получению активированных сложных эфиров формулы (I):
в которой R обозначает (С1-С6) алкил, арил, гетероарил, циклоалкил, гетероциклоалкил и Alk обозначает (С1-С6)алкиленовую группу. Эти активированные сложные эфиры могут быть использованы при получении конъюгатов, то есть антител, к которым посредством ковалентной связи присоединены биологически активные химические соединения, такие, как цитотоксичные соединения. Более детально о химии конъюгатов можно найти, например, в Birch and Lennox, Monoclonal Antibodies: principles and Applications, Chap. 4, Wiley-Liss, New York, N.Y. (1995).
Известный уровень техники
В WO 2004/016801 описаны активированные сложные эфиры, содержащие нитросукцинимидное звено. Синтезы этих соединений, изображенных на фиг. 1-6, основаны на реакциях, отличных от реакции, рассматриваемой в настоящем изобретении.
В J. Med. Chem. 2006, 49(14), 4392-4408 описан синтез активированных сложных эфиров, в частности, N-сукцинимидил-[4-метил-4-(метилдитио)]пентаноата по схеме 6 при помощи реакций, отличных от реакции, рассматриваемой в настоящем изобретении.
В Langmuir, 2000, 16(1), 81-86 описано получение по схеме 1 сукцинимидил-3-(2-пиридилдитио)бутирата (СПДБ) (SPDB) сочетанием соответствующей кислоты с N-гидроксисукцинимидом.
В американских патентах US 6407263, US 5872261, US 5892057 и US 5942628 описаны активированные сложные эфиры и способ их получения.
В Can. J. Chem. 1982, 60, 976 описан синтез соли дициклогексиламина и N-гидроксисукцинимида (Р2) реакцией между дициклогексиламином и N-гидроксисукцинимидом в ацетоне. Это соединение имеет № CAS 82911-72-6.
В Can. J. Chem. 1986, 64(11), 2097-2102; J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1985, 4, 765-8; Bull. Soc. Chem. Jpn., 1986, 59(8), 2505-8; Coll. Czech. Chem. Comm., 1985, 50(12), 2925-2936 описан синтез сложных эфиров сукцинимида, исходя из солей дициклогексиламина, но без применения дисукцинимидилкарбоната.
В Tetrahedron Letters 1979, 49, 4745-4746 описаны ДСК и его участие в синтезе (см. схему 2).
В Biochem. J., 1978, 173, 723-737 описан синтез активированных сложных эфиров в присутствии N-гидроксисукцинимида и дициклогексилкарбодиимида.
В JACS 2003, 125(30), 8994-8995 вскрыты недоработки технологического плана.
Краткое описание изобретения
Изобретение относится к способу получения активированного сложного эфира формулы (I):
в которой R обозначает (С1-С6) алкил, линейный или разветвленный, арил, гетероарил, циклоалкил, гетероциклоалкил и Alk обозначает (С1-С6)алкиленовую группу, линейную или разветвленную, заключающуюся во введении в реакцию соли дициклогексиламина Р1
и дисукцинимидилкарбоната (ДСК) (DSC) в растворителе, в котором соль дициклогексиламина и N-гидроксисукцинимида Р2
выпадает в осадок.
Изобретение относится также к продуктам формулы Р1:
в частности, к продуктам формул:
Описание изобретения
Определения
• алкильная группа: насыщенная алифатическая углеводородная группа, линейная или разветвленная, получаемая отщеплением атома водорода от алкана; можно, в частности, назвать следующие группы: метильная, этильная, пропильная, бутильная, пентильная, гексильная, 2-метилбутильная, 2-метилпентильная, 1-метилпентильная;
• алкиленовая группа: двухвалентная группа, получаемая отщеплением двух атомов водорода от алкана; можно, в частности, назвать следующие группы: метиленовая (-СН2-), этиленовая (-СН2СН2-), н-пропиленовая (-СН2СН2СН2-), бутиленовая (-СН2СН2СН2СН2-);
• циклоалкильная группа: циклическая алкильная группа, содержащая от 3 до 10 атомов углерода, вовлеченных в циклическую структуру; можно назвать, в частности, следующие группы: циклопропильная, циклопентильная, циклогексильная;
• арильная группа: ароматическая группа, содержащая от 6 до 10 атомов углерода; можно назвать, в частности, следующие группы: фенильная, нафтильная, инденильная, флуоренильная;
• гетероарильная группа: ароматическая группа, содержащая от 5 до 10 звеньев, имеющая в своем составе в качестве атомов, образующих цикл, один или несколько гетероатомов, выбранных среди O, S или N;
• гетероциклоалкильная группа: циклоалкильная группа, такая, как определенная перед этим, содержащая, кроме того, в качестве атома(ов), образующего(их) цикл, один или несколько гетероатомов, выбранных среди O, S или N.
Синтез основан на реакции между солью дициклогексиламина Р1 и дисукцинимидилкарбонатом (ДСК) в растворителе, в котором соль дициклогексиламина и N-гидроксисукцинимида Р2 выпадает в осадок (Схема I).
Схема 1
где R обозначает группу:
• (С1-С6)алкильную: например, метильную, этильную, пропильную, бутильную или пентильную, возможно, разветвленную;
• (С3-С7)циклоалкильную: например, циклопропильную;
• арильную: например, фенильную;
• гетероарильную: например, 2-пиридинильную группу (
);
• гетероциклоалкильную: например, пиперидинильную группу.
Alk обозначает (С1-С6)алкиленовую группу, например, пропиленовую, бутиленовую или пентиленовую, возможно, разветвленную; в частности, представляющую собой группу (СН2)n, где n обозначает целое число, изменяющееся в диапазоне от 1 до 6.
Роль дициклогексиламина заключается в том, чтобы осуществить реакцию и сделать нерастворимым полученный N-гидроксилсукцинимид. Использование данной реакции дает следующие преимущества:
• легкость осуществления: взаимодействие происходит без нагревания медленно и контролируемо выделяется СО2;
• так как соединение Р1 находится в форме карбоксилата, нет необходимости добавлять дополнительное основание для того, чтобы активировать реакцию;
• соединение Р2, которое выделяют из реакционной смеси, очень слабо растворимо в используемом растворителе и оно выпадает в осадок; следовательно, большая часть Р2 может быть легко выделена простым механическим разделением, например, фильтрованием;
• реакция позволяет легко получить активированный сложный эфир с хорошим выходом и хорошей степени чистоты.
Р2 получают нейтрализацией соответствующей кислоты дициклогексиламином. ДСК является коммерческим продуктом.
Предпочтительно, растворитель представляет собой кетон, который представляет меньше токсикологических проблем, чем растворители, обычно используемые для реакций этого типа (дихлорметан или диметилформамид). Кетон может представлять собой, например, ацетон или метилизобутилкетон (МИБК) (MIBK). МИБК является предпочтительным, так как, являясь плохо смешиваемым с водой (1,55% масс./масс. при 20°С), он дает возможность промывать водный продукт, облегчая таким образом выделение остаточного Р2. Равным образом, он позволяет удалять остаточную воду азеотропной отгонкой. Наконец, МИБК является хорошим растворителем активированного сложного эфира, но не соединений Р2, Р1 и ДСК, что дает возможность осуществления медленной и контролируемой реакции между Р1 и ДСК: таким образом, реагенты могут быть первоначально полностью безопасно смешаны (без быстрого протекания реакции с неконтролируемым выделением СО2).
Реакцию проводят при комнатной температуре (около 20°С). В некоторых растворителях Р2 может самопроизвольно выпадать в осадок. Чтобы способствовать осаждению Р2, можно после введения в реакцию Р1 и ДСК охладить реакционную смесь (например, до температуры, близкой к 0°С).
Эта реакция позволяет, в частности, синтезировать следующие активированные сложные эфиры: N-сукцинимидил-3-(2-пиридилдитио)пропионат (СПДП) (SPDP), N-сукцинимидил-3-(2-пиридилдитио)бутират (СПДБ) (SPDB) или N-сукцинимидил-[4-метил-4-(метилилдитио)]пентанонат, исходя из солей соответствующих кислот, а именно, соответственно:
ПРИМЕРЫ
Пример 1: синтез N-сукцинимидил-[4-метил-4-(метилилдитио)]пентаноната
Реакция следующая:
Суспензию дициклогексиламиновой соли 4-метил-4-(метилилдитио)пентановой кислоты (23 г) и ДСК (18,2 г, 1,1 экв.) в 161 мл МИБК перемешивали при приблизительно 20°С в течение 5 ч. Затем суспензию охлаждали приблизительно до 0°С, перемешивали 1 ч при этой температуре, потом фильтровали.
Твердое вещество промывали 2×23 мл МИБК. Органические фазы объединяли, промывали 2×58 мл водного раствора 6н HCl, затем 92 мл деминерализованной воды. Тогда органическую фазу концентрировали досуха в вакууме. Полученное твердое вещество растворяли в 230 мл дихлорметана (ДХМ) (DCM) и полученный раствор обрабатывали 46 г диоксида кремния, перемешивали 10 мин, затем диоксид кремния отфильтровывали и промывали 2×69 мл ДХМ. Эту операцию повторяли второй раз. Тогда органическую фазу концентрировали приблизительно до ½ объема, затем, приблизительно при 20°С, добавляли 391 мл н-гептана приблизительно за 30 мин. Полученную белую суспензию перемешивали при этой температуре, приблизительно, в течение 1 ч, охлаждали, приблизительно, до -10°С в течение, приблизительно, 1 ч, затем перемешивали при этой температуре, приблизительно, в течение 1 ч. Тогда твердое вещество фильтровали, промывали 2×23 мл н-гептана. Охлажденного до -10°С, затем сушили в вакууме при 40°С в течение 15 ч. 4-N-Гидроксисукцинимидил-[4-метил-4-(метилдитио)]пентаноат выделяли с выходом 70,6%. Его степень чистоты, определенная методом ВЭЖХ (HPLC), составляла 99,65% (исключая растворители).
Пример 2: синтез N-сукцинимидил-3-(2-пиридилдитио)бутирата (СПДБ) (SPDB)
Реакция следующая:
Соль дициклогексиламина (40 г, 1 экв.) и ДСК (28,7 г, 1,1 экв.) суспендировали в 280 мл МИБК. Смесь перемешивали в течение 4 ч при 20±3°С. Суспензию охлаждали до 0±3°С, выдерживали 30 мин при этой температуре, фильтровали и полученное твердое вещество промывали ледяным МИБК (120 мл). Маточные растворы промывали водой (3х176 мл) и выпаривали досуха при пониженном давлении в роторном испарителе при температуре бани 50°С до получения количества МИБК ≤2,5%. Неочищенный СПДБ получали в форме желтого масла.
Затем СПДБ (32,5 г) растворяли в этаноле (455 л) при 35±2°С. Полученный раствор охлаждали до 18±2°С: чистый СПДБ начинал кристаллизоваться. В течение 10 мин добавляли 90 мл н-гептана, кристаллизация интенсифицировалась. Смесь охлаждали до 0±3°С и в течение 20 мин добавляли 820 мл н-гептана. Смесь перемешивали в течение 1 ч при 0±3°С. Чистый СПДБ выделяли фильтрованием, промывали 2×90 мл ледяным н-гептаном и сушили в сушильном шкафу (30°С, 50 мбар). Выход: 84,8%, степень чистоты, определенная методом ВЭЖХ: 98,7%.
1. Способ получения активированного сложного эфира формулы (I):
в которой R обозначает (C1-C6) алкил, линейный или разветвленный, или 6-членный гетероарил с одним атомом азота в качестве гетероатома,Alk обозначает (C1-C6)алкиленовую группу, линейную или разветвленную,
заключающийся во взаимодействии соли дициклогексиламина P1
и дисукцинимидилкарбоната (ДСК) (DSC) в растворителе, который представляет собой кетон, и в котором соль дициклогексиламина и N-гидроксисукцинимида Р2
выпадает в осадок.
2. Способ по п.1, в котором R обозначает метил, этил, пропил, бутил или пентил, возможно, разветвленный, или 2-пиридинил.
3. Способ по п.1 или 2, в котором Alk обозначает пропиленовую, бутиленовую или пентиленовую группу, возможно, разветвленную.
4. Способ по п.1 или 2, в котором Alk обозначает группу
(СН2)n, где n обозначает целое число, изменяющееся в интервале от 1 до 6.
5. Способ по п.1, в котором кетон представляет собой МИБК (MIBK)
6. Способ по п.1 или 2, в котором после введения в реакцию P1 и ДСК реакционную смесь охлаждают для того, чтобы способствовать осаждению Р2.
7. Способ по п.1 или 2, в котором P2 выделяют механическим разделением.
8. Способ по п.7, в котором механическое разделение представляет собой фильтрование.
9. Продукт формулы P1
в которой R и Alk являются такими, как определенные в одном из пп.1-4.
10. Продукт по п.9 формулы:
