Способы получения оптически активного цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана или его фармацевтически приемлемых солей
Настоящее изобретение относится к способу расщепления рацемической смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана для получения оптически активной смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана, включающий в себя следующие стадии: а) растворение и нагрев указанной рацемической смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана в растворителе в присутствии (1R)-(-)-10-камфарсульфокислоты и ахиральной кислоты для образования раствора, содержащего две следующие диастереомерные соли: (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфонат и (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфонат; b) охлаждение раствора для обеспечения кристаллизации диастереомерных солей; c) выделение полученных на стадии b) кристаллов оптически активной смеси двух указанных диастереомерных солей, содержащей избыток (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфоната над (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфонатом, и d) обработку указанной оптически активной смеси двух указанных диастереомерных солей для удаления (1R)-(-)-10-камфарсульфокислоты с целью получения оптически активной смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-3-оксатиолана. 15 з.п. ф-лы, 3 табл.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области создания оптически активных веществ, в частности к получению оптически активных оксатиолановых нуклеозидов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Установлено, что классы веществ, известных как 2-замещенные-4-замещенные-1,3-оксатиоланы, обладают высокой противовирусной активностью. В частности, было установлено, что данные вещества действуют как сильные ингибиторы репликации ВИЧ-1 в Т-лимфоцитах в течение длительного времени и обладают меньшим цитотоксическим побочным эффектом, чем известные вещества. Также было установлено, что данные вещества активны против 3ТС-устойчивых штаммов ВИЧ. Данные вещества могут также использоваться для профилактики и лечения вирусного гепатита В.
Цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан может быть получен способами, описанными Мансуром и др. в работе "Противовирусная активность по отношению к вирусам иммунодефицита человека и гепатита В и токсичность энантиомеров 2′-деокси-3′-окса-4′-тиоцитидина и его 5-фторзамещенных аналогов in vitro", J. Med. Chem., (1995), т.38, №1, стр.1-4, а также в патенте US 6228860 или в работе "Нуклеозиды и нуклеотиды", (1995) 14 (3-5) стр.627-735, которые включены в данное описание посредством ссылки.
Обычно, если вещества нужны в виде отдельного энантиомера, то они могут быть получены либо разделением смеси двух цис-энантиомеров с помощью стереоселективной высокоэффективной жидкостной хроматографии (HRLC) или посредством стереоспецифического синтеза из изомерно чистых исходных веществ или подходящих полупродуктов. Полный обзор известной технологии можно найти в работе "Энантиомеры, рацематы и расщепление" J.Jacques, A.Collet & S.H.Wilen (John Wiley & Sons, 1981). Альтернативно, вещества или подходящие полупродукты могут быть получены посредством ферментативного расщепления соответствующим ферментом, например цитидиндеаминазой, или селективным ферментативным расщеплением соответствующего производного. Смотри, например, Storer и др. "Разделение и абсолютная стереохимия энантиомеров цис-1[2(гидроксиметил)-1,3-оксотиолан-5-ил]цитозина (ВСН-189): Равносильные средства против ВИЧ", Нуклеозиды и нуклеотиды, 12(2), 225-236 (1993).
Другой способ, известный как разделение посредством образования диастереомеров, требует введения хиральных агентов. В отличие от энантиомеров, диастереомеры могут быть разделены один от другого вследствие значительного различия их физико-химических свойств. Один из вариантов такого способа включает в себя получение и разделение диастереомерных солей, образованных рацемическим веществом и оптически активным раствором кислоты или основания. Пастер первым описал разделение рацемической кислоты с помощью оптически активного основания (Pasteur L., C.R. Acad. Sci. (1853) 37 p.162; Pasteur, L., Ann. Chim (Paris) (1853) 3, 38 p.437). Разделение с помощью нестехиометрических количеств хиральных агентов изучалось Марквальдом в 1896 г. и позднее упоминалось как "метод половинного количества" (Marckwald W., Ber. (1896), 29, р.42; Marckwald, W., Ber. (1896), 29, p-43). Способ разделения винной кислоты посредством кристаллизации ее солей с цинхонином был усовершенствован Марквальдом, который использовал только половину цинхонина, необходимого для образования соли винной кислоты. Разделение, основанное на отделении одного из диастереомеров и одного из энантиомеров, предпочтительнее, чем разделение двух диастереомерных солей, образованных в равных количествах. При использовании метода половинного количества рацемат частично нейтрализуют оптически активным растворяющим веществом. В способе, описанном Pope & Peachey (Pope W.J., Peachey S.J.J, Chem. Soc. (1899) 75, p.1066), избыток рацемата, не нейтрализованного растворяющим веществом, нейтрализуется добавлением необходимого количества ахиральной кислоты или основания (в зависимости от того, является ли растворяющее вещество кислотой или основанием).
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способу расщепления рацемической смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозип-1'-ил)-1,3-оксатиолана для получения оптически активной смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана, включающий в себя следующие стадии:
a) растворение и нагрев указанной рацемической смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана в растворителе в присутстви (1R)-(-)-10-камфарсульфокислоты и ахиральной кислоты для образования раствора, содержащего две следующие диастереомерные соли:
(-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфонат и
(+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфонат;
b) охлаждение раствора для обеспечения кристаллизации диастереомерных солей;
c) выделение полученных на стадии b) кристаллов оптически активной смеси двух указанных диастереомерных солей, содержащей избыток (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфоната над (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфонатом, и
d) обработку указанной оптически активной смеси двух указанных диастереомерных солей для удаления (1R)-(-)-10-камфарсульфокислоты с целью получения оптически активной смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения оптически активная смесь цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана имеет энантиомерный избыток (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана над (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиоланом более 60%.
В более предпочтительном варианте осуществления изобретения энантиомерный избыток составляет более 70%.
В еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения энантиомерный избыток составляет более 80%.
В еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения энантиомерный избыток составляет более 90%.
В еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения указанный энантиомерный избыток составляет более 95%.
В еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения энантиомерный избыток составляет более 98%.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления изобретения энантиомерный избыток составляет более 99%.
Ахиральной кислотой является предпочтительно соляная кислота.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения растворитель содержит смесь воды и органического растворителя.
В более предпочтительном варианте осуществления изобретения органическим растворителем является метанол или изопропанол.
В еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения растворителем является смесь 95% воды и 5% метанола.
В другом еще более предпочтительном варианте осуществления изобретения растворителем является смесь 50% воды и 50% изопропанола.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения на стадии а) смесь нагревают до температуры в интервале между комнатной температурой и 70°С.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения на стадии b) смесь охлаждают до температуры в интервале между комнатной температурой и -10°С.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения стадию d) проводят пропусканием указанной оптически активной смеси двух указанных диастереомерных солей, полученных на стадии с), через ионообменную колонку.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, настоящее изобретение относится к способу получения оптически активного соединения формулы I или II:
где R1 - H, алкил C1-6, арил С6-12, арилалкил С6-12 (например, арилалкил C7-12), алкил (CO)C1-6, алкил (CO)O-C1-6, арил (СО)С6-12 или арилалкил (СО)С6-12 (например, арилалкил (CO)C7-12);
R2 - H, алкил C1-6 или CO-R5;
где R5 - Н или алкил C1-6;
R3 - H, алкил С1-6, бромид, хлорид, фторид, иодид или CF3;
включающему в себя:
а) взаимодействие соединения формулы III в цис-конфигурации:
с хиральной кислотой для получения двух диастереомерных солей;
b) выделение в основном одной диастсреомерной соли;
c) преобразование указанной диастерсомерной соли в указанное оптически активное соединение.
Настоящее изобретение включает в себя вышеописанный способ, который обеспечивает конечный выход требуемого энантиомера в размере 25% и выше (из 100 г рацемата можно получить как минимум 25 г требуемого энантиомера).
Один из вариантов настоящего изобретения относится к способу получения конечного продукта в основном в виде отдельного энантиомера. Кроме того, один из вариантов настоящего изобретения включает в себя описанный выше способ, результатом осуществления которого является продукт с содержанием энантиомера 99% и выше.
Один из вариантов настоящего изобретения относится к способу получения оптически активного вещества формулы I или II:
где R1, R2, R3 определены выше,
включающему в себя:
а) взаимодействие соединения формулы III в цис-конфигурации:
с хиральной кислотой для получения двух диастереомерных солей;
b) выделение в основном одной диастереомерной соли;
c) преобразование указанной диастереомерной соли в указанное оптически активное соединение.
Предложен также способ расщепления соединения III в цис-конфигурации:
где R1, R2, R3 определены выше,
включающий в себя:
а) взаимодействие указанного соединения формулы III с хиральной кислотой для получения двух диастереомерных солей;
b) выделение в основном одной диастереомерной соли;
c) преобразование указанной диастереомерной соли в соединение формулы I или II:
В одном варианте R1-H, алкил C1-6, алкил (CO)C1-6, алкил (CO)O-C1-6 или арил (СО)С6-12.
В других вариантах R1-Н, алкил (СО)С1-6 или арил (СО)С6-12,
R1-H,
R1 - арил(СО)С6-12.
Еще в одних вариантах R2-Н или алкил C1-6,
R2 - CO-R5, где R5 - Н или алкил C1-6,
R2 - формил или ацетил.
В одном из вариантов R3 - Н, алкил C1-6 или фторид.
В других вариантах R3 - Н или фторид,
R3 - Н,
R3 - фторид.
В одном их вариантов хиральная кислота это (1R)-(-)-10-камфарсульфокислота, (-)-2,3-дибензоил-L-винная кислота, (+)-L-винная кислота или (-)-L-яблочная кислота.
В одном из вариантов хиральная кислота является (1R)-(-)-10-камфарсульфокислотой.
В одном варианте оптически активное соединение имеет формулу I:
В другом варианте оптически активное соединение имеет формулу II:
В одном из вариантов получают одну более, а другую менее растворимую диастереомерные соли.
В другом варианте вышеописанная стадия b) включает в себя выделение также и второй диастереомерной соли.
По настоящему изобретению предлагается также способ получения оптически активного соединения формулы IV:
где R4-Н или фторид;
включающий в себя:
а) взаимодействие соединения формулы III в цис-конфигурации:
с хиральной кислотой, выбранной из (1R)-(-)-10-камфарсульфокислоты, (-)-2,3-дибензоил-L-винной кислоты, (+)-L-винной кислоты или (-)-L-яблочной кислоты, для получения двух диастереомерных солей;
b) выделение в основном одной диастереомерной соли;
c) преобразование указанной диастереомерной соли в указанное оптически активное соединение.
В качестве одного из объектов, предложен способ получения оптически активного цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана, включающий в себя:
а) взаимодействие хиральной кислоты с цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиоланом для получения двух диастереомерных солей;
b) выделение в основном одной диастереомерной соли;
c) преобразование указанной диастереомерной соли в указанный оптически активный цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан.
В одном из вариантов оптически активный цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан является кристаллическим.
В одном из вариантов оптически активный цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан является (-) энантиомером.
В одном из вариантов оптически активный цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан является (+) энантиомером.
В одном из вариантов хиральная кислота является (1R)-(-)-10-камфарсульфокислотой, (-)-2,3-дибензоил-L-винной кислотой, (+)-L-винной кислотой или (-)-L-яблочной кислотой.
В одном из вариантов хиральная кислота является (1R)-(-)-10-камфарсульфокислотой.
В одном из вариантов энантиомерный избыток оптически активного цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана составляет 60% или выше.
В одном из вариантов энантиомерный избыток оптически активного цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана составляет 70% или выше.
В одном из вариантов энантиомерный избыток оптически активного цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана составляет 80% или выше.
В одном из вариантов энантиомерный избыток оптически активного цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана составляет 90% или выше.
В одном из вариантов энантиомерный избыток оптически активного цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана составляет 95% или выше.
В одном из вариантов энантиомерный избыток оптически активного цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана составляет 98% или выше.
В одном из вариантов энантиомерный избыток оптически активного цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана составляет 99% или выше.
Одним из предложенных объектов является способ получения соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота, включающий в себя:
а) взаимодействие цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана с хиральной кислотой для получения соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота и соли (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота;
b) выделение указанной соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота.
В одном из вариантов стадия b) дополнительно включает в себя выделение соли (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота.
В одном из вариантов в указанной соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота содержится менее 30% соли (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота.
В следующих вариантах:
в соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота содержится менее 20% соли (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота;
в соль (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота содержится менее 10% соли (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота;
в соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота содержится менее 5% соли (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота;
в соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота содержится менее 1% соли (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота;
в соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота практически не содержится соли (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота.
В одном из вариантов способ включает в себя также рекристаллизацию указанной соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота.
В одном из вариантов указанная хиральная кислота находится в стехиометрической молярной пропорции с цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиоланом.
В другом варианте указанная хиральная кислота находится в нестехиометрической молярной пропорции с цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиоланом.
В качестве одного из объектов предложен способ получения (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана, включающий в себя:
a) взаимодействие цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана с половиной молярного количества хиральной кислоты для получения в основном соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота, причем указанную молярную пропорцию определяют относительно цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана;
b) выделение соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота;
c) преобразование указанной соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·хиральная кислота в указанный (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан.
В одном из вариантов стадия а) включает в себя также добавление половины молярного количества ахиральной кислоты для получения в основном соли (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·ахиральная кислота, причем указанную молярную пропорцию определяют относительно цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана.
В одном из вариантов указанной хиральной кислотой является (1R)-(-)-10-камфарсульфокислота, (-)-2,3-дибензоил-L-винная кислота, (+)-L-винная кислота или (-)-L-яблочная кислота.
В одном из вариантов указанная хиральная кислота является (1R)-(-)-10-камфарсульфокислотой.
В одном из вариантов указанной ахиральной кислотой является соляная кислота.
В качестве дальнейшего объекта, предложен способ получения кристаллического оптически активного цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана, включающий в себя:
a) взаимодействие цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана с хиральной и ахиральной кислотами для получения в основном одной диастереомерной соли и в основном одной энантиомерной соли;
b) выделение указанной диастереомерной соли;
c) преобразование указанной диастереомерной соли в оптически активный цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан.
В одном из вариантов способа по настоящему изобретению конечный выход требуемого энантиомера составляет 25% или более.
В дополнительном варианте способа по настоящему изобретению требуемый энантиомер получают в избытке, составляющем 95% или более.
В другом варианте способа по настоящему изобретению конечный выход требуемого энантиомера составляет 25% или более, а его избыток - 99% или более.
В одном из вариантов указанная диастереомерная соль это (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфонат.
В одном из вариантов указанная энантиомерная соль это соль (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·соляная кислота.
"Оксатиолановое кольцо" представляет собой любое замещенное или незамещенное пятичленное моноциклическое кольцо, содержащее атом кислорода в положении 1 и атом серы в положении 3, как показано ниже:
Специалистам будет понятно, что условия реакции, описанные в приведенных примерах, могут быть модифицированы с достижением успешных результатов.
Обычно растворители, температура и время проведения реакции могут варьироваться. Подходящий растворитель позволит осуществить процесс в условиях реакции без оказания на нее неблагоприятного воздействия. Можно использовать один растворитель или несколько. Он может быть органическим веществом (например, метанол, этанол, пропанол, изопропанол, дихлорметан, дихлорэтан, тетрагидрофуран, гексан, пентан, эфир спирта, этиловый эфир), водой или смесью воды и органического вещества (например, метанол-вода, изопропанол-вода). Растворители могут присутствовать в различных пропорциях (например. 1:1, 2:1, 5:1, 10:1 или 1:1:1, 1:2:1).
Можно менять температуру, при которой осуществляется процесс. Подходящая температура позволит получить нужный продукт без оказания неблагоприятного воздействия на реакцию.
Для специалистов очевидно, что подходящим временем реакции является время для осуществления достаточной химической трансформации исходного материала, получения требуемого продукта или желаемого выхода продуктов реакции или всего этого вместе. Если необходимо, реакцию можно контролировать обычно с помощью тонкопленочной хроматографии, поглощения света (например, УФ) реакционной средой, газовой хроматографии или высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC).
Цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан существует в виде энантиомеров, которые могут находиться в различных соотношениях.
Например, энантиомеры могут присутствовать как рацемат (т.е. в равной пропорции) или в других соотношениях, таких как 1:1, 2:1, 5:1, 10:1, 100:1 или 1:2, 1:5, 1:10, 1:100. Дальнейшие указания на цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан по настоящему изобретению подразумевают все возможные соотношения энантиомеров.
Если не оговорено иначе, все используемые здесь технические и научные термины имеют то же значение, которое обычно подразумевается специалистом в области, к которой относится данное изобретение. Все публикации, патентные заявки, патенты и другие упомянутые здесь ссылки полностью включены в данное описание посредством ссылки. В случае конфликта настоящее описание, включая определения, может быть проверено. Кроме того, материалы, методы и примеры являются иллюстративными, а не ограничивающими.
Применяемый в данном описании термин "алкил" означает неразветвленную или разветвленную цепь из углеводородных остатков, которые могут быть факультативно замещены одним или несколькими заместителями из следующих: галоген, нитро-, нитрозо-группа, сульфат, эфир серной кислоты, сульфонат, эфир сульфокислоты, эфир фосфоновой кислоты, амид, алкил C1-6, аралкил С6-12 (например, аралкил C7-12), арил С6-12, алкилокси C1-6, арилокси С6-12, алкил C(O)-C1-6, арил С(O)-С6-12, аралкил С(O)С6-12 (например, аралкил C(O)C7-12), трех-десятичленный гетероцикл, гидроксильная, амино-, эфирная, циано-, азидо-, амидино- или гуанидо-группа. Подходящими примерами алкила являются изопропил, пропил, этил, метил, гексил или циклопропил, каждый из которых не замещен или замещен одним или несколькими заместителями, такими как галоген, нитро-, нитрозо-группа, сульфат, сульфонат, амид, гидроксильная, амино-, эфирная, циано-, азидо-, амидино- или гуанидо-группа. Термин "алкил" включает в себя также алкил, в котором один или несколько атомов водорода замещены галогеном, предпочтительно фтором (например, CF3- или CF3CH2-).
Термин "арил" означает карбоциклический остаток, содержащий как минимум одно кольцо бензоидного типа, в котором факультативно может быть один или несколько заместителей: галоген, нитро-, нитрозо-группа, сульфат, эфир серной кислоты, сульфонат, эфир сульфокислоты, эфир фосфоновой кислоты, амид, алкил C1-6, аралкил С6-12, арил С6-12, алкилокси С1-6, арилокси С6-12, алкил C(O)-C1-6, арил С(O)-С6-12, аралкил С(O)С6-12, трех-десятичленный гетероцикл, гидроксильная, амино-, эфирная, циано-, азидо-, амидино- или гуанидо-группа. Примерами алкила являются фенил и нафтил, каждый из которых незамещен или замещен одним или несколькими заместителями, такими как галоген, нитро-, нитрозогруппа, сульфат, сульфонат, амид, гидроксильная, амино-, эфирная, циано-, азидо, амидино- или гуанидо-группа.
Термин "аралкил" означает арильную группу, присоединенную к соседнему атому через алкил. Подходящим примером является бензил, незамещенный или замещенный одним или несколькими заместителями, такими как галоген, нитро-, нитрозогруппа, сульфат, сульфонат, амид, гидроксильная, амино-, эфирная, циано-, азидо-, амидино- или гуанидо-группа.
Термин "гетероцикл" означает насыщенный или ненасыщенный циклический остаток с как минимум одним гетероатомом (например, кислородом, серой или азотом), который может быть факультативно замещен одним или несколькими заместителями: галогеном, нитро-, нитрозо-группой, сульфатом, эфиром серной кислоты, сульфонатом, эфиром сульфокислоты, эфиром фосфоновой кислоты, амидом, алкилом С1-6, аралкилом С6-12,арилом С6-12, алкилокси C1-6, арилокси С6-12, алкилом С(O)-С1-6, арилом С(O)-С6-12, аралкилом С(O)С6-12, гидроксильной, амино-, эфирной, циано-, азидо-, амидино- или гуанидо-группой. Понятно, что под термином гетероциклическое кольцо подразумевается моно или полициклическое (например, бициклическое) кольцо. Неограничивающими примерами гетероциклических колец являются фуран, бензофуран, изобензофуран, оксатиолан, дитиолан, диоксолан, пиррол, пирролидин, имидазол, пиридин, пиримидин, индол, пиперидин, морфолин, тиофен и тиоморфолин, каждый из которых незамещен или замещен одним или несколькими заместителями, такими как галоген, нитро-, нитрозогруппа, сульфат, сульфонат, амид, гидроксильная, амино-, эфирная, циано-, азидо-, амидино- или гуанидо-группа.
Термин "независимо" означает, что заместители могут быть одинаковыми или различными для каждого объекта.
Термин "оптически активный" означает, что избыток энантиомера больше нуля.
Оптическая чистота численно равна "энантиомерному избытку". Энантиомерный избыток или "эи" установлен в процентах следующим образом: [мольная доля (основной энантиомер) - мольная доля (неосновной энантиомер)]×100 (например, эи 99% означает 99,5% одного энантиомера и 0,5% другого).
Термин "хиральная кислота" означает оптически активное кислотное соединение, способное образовывать диастереомер с соединением формулы III, таким как 2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан. Неограничивающими примерами таких кислот являются винная кислота, O,O′-дибензоилвинная кислота, O,O′-ди-п-толуолвинная кислота, 2-нитроанилинвинная кислота, миндальная кислота, яблочная кислота, 2-феноксипропионовая кислота, 10-камфарсульфокислота, гидратроповая кислота, N-ацетиллейцин, N-(α-метилбензил)полуамид янтарной кислоты, N-(α-метилбензил)фталевая кислота, 3-бромкамфар-9-сульфоновая кислота, камфар-3-сульфоновая кислота, хинная кислота, ди-O-изопропилиден-2-оксо-L-гулоновая кислота, лазалоцид, 1,1′-бинафтил-2,2′-фосфорная кислота, холестенонсульфоновая кислота. Дополнительные примеры включают в себя (1R)-(-)-10-камфарсульфокислоту, (-)-2,3-дибензоил-L-винную кислоту, (+)-L-винную кислоту и (-)-L-яблочную кислоту.
Специалистам понятно, что термин "ахиральная кислота" включает в себя различные кислоты, такие как неорганические кислоты (например, HCl, HBr, H2SO4, HBF4), сульфоновые кислоты (например, метансульфокислота, бензолсульфокислота, п-толуолсульфокислота, п-гидрокситолуолсульфокислота, сульфаниловая кислота, п-хлорбензолсульфокислота), замещенные уксусные кислоты (например, гликолевая кислота, хлор-, дихлор-, трихлоруксусная кислота), поликарбоновые и оксикислоты (например, янтарная, адипиновая, малеиновая, фумаровая, лимонная, пировиноградная кислота).
Также предложены фармацевтически приемлемые соли соединений по настоящему изобретению. Термин "фармацевтически приемлемые соли" подразумевает соли, производные от фармацевтически приемлемых неорганических и органических кислот и оснований. Примерами подходящих кислот являются соляная, бромистоводородная, серная, азотная, хлорная, фумаровая, малеиновая, фосфорная, гликолевая, молочная, салициловая, янтарная, толуол-п-сульфоновая, винная, уксусная, трифторуксусная, лимонная, метансульфоновая, муравьиная, бензойная, малоновая, нафталин-2-сульфоновая, цистеиновая и бензолсульфокислота. Другие кислоты, такие как щавелевая, хотя и не являются фармацевтически приемлемыми, могут использоваться в качестве полупродукта при получении соединений по изобретению, и их фармацевтически приемлемых солей присоединения кислоты. Соли, производные от подходящих оснований, содержат щелочной металл (например, натрий), щелочноземельный металл (например, магний), аммоний и NR4 + (где R - алкил С1-4).
В дальнейшем, ссылки на соединение по изобретению означают соединение и его фармацевтически приемлемые соли.
Dowex® Marathon A-OH является товарным знаком компании DOW Chemical Company.
В качестве одного их объектов настоящего изобретения предложены новые соединения, описанные в таблице 1.
Способы по настоящему изобретению включают в себя, либо независимо, либо в сочетании, нижеперечисленные варианты.
Полные описания всех упоминаемых выше и ниже заявок, патентов и публикаций включены в данное описание посредством ссылки.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры представлены с целью иллюстрации различных вариантов настоящего изобретения и не рассматриваются как ограничивающие объем изобретения.
Пример 1. Отбор хиральных расщепляющих агентов
Экспериментальные условия:
100 мг цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана смешивали с 1 эквивалентом расщепляющего агента в 1 мл растворителя (95% этанола и 5% воды). Твердую фазу отделяли и взвешивали. По критерию значимости, вес кристаллов не должен превышать 50% от общего количества диастереомера. Если данное условие не выполнялось, меняли количество или тип растворителя.
| Таблица 2 | ||
| Хиральный расщепляющий агент | Кристаллы отсутствуют | Наличие кристаллов |
| (-)-L-яблочная кислота | × | |
| (-)-L-молочная кислота | × (масло) | |
| (+)-L-винная кислота | × | |
| (-)-2,3-дибензоил-L-винная кислота | × | |
| (1R)-(-)-10-камфарсульфокислота | × |
Пример 2. Эксперименты по разделению
Основные экспериментальные условия:
цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан и хиральную кислоту растворили при перемешивании в растворителе при температуре в диапазоне примерно от комнатной до 50°С и затем охладили до температуры примерно в интервале между комнатной и 10°С в течение 2-4 часов. Твердый продукт отделили с помощью фильтрации. Состав определили с помощью хиральной HPLC. Водный буфер был приготовлен посредством разведения 0,5 мл триэтиламина в 1 л HPLC воды, pH довели до 6,88 с помощью ледяной уксусной кислоты. Подвижную фазу приготовили посредством смешивания водного буфера и метанола в соотношении 90:10, газ был удален. Были использованы следующие условия:
колонка: Astec Cyclobond I 2000 RSP, 5 мкм, 250×4,5 мм;
контрольная колонка: Astec Cyclobond I 2000 RSP, 20×4,0 мм;
поток: 0,6 мл/мин;
проба: раствор 0,5 мг/мл в подвижной фазе;
впрыскиваемый объем: 5 мкл;
режим: изократический;
детектор УФ и видимой области спектра: на длине волны 270 нм:
температура колонки: 0°С;
время: 40 мин.
| Таблица 3 | ||||
| Хиральный расщепляющий агент/ахиральная кислота | Растворитель | Условия эксперимента | Соотношение энантиомеров (выход %) | |
| 1 | L-винная кислота (0,5 экв)/HCl (0,5 экв) | Изопропиловый спирт и вода 1:1 (по объему) | Масштаб 100 г. Магнитное перемешивание. | 45,2:52,1 (63%) |
| 2 | R-камфарсульфокислота (0,5 экв)/HCl (0,5 экв) | Изопропиловый спирт и вода 1:1 (по объему) | Масштаб 5 г. Нагревание до 50°С для растворения твердых частиц. Магнитное перемешивание. | 92,4:7,6 (36%) |
| 3 | (-)-2,3-дибензоил-L-винная кислота (0,5 экв)HCl (0,5 экв) | Вода | Масштаб 5 г. Магнитное перемешивание. | 47,6:45,7 (41,7%) |
| 4 | R-камфарсульфокислота (0,5 экв)/HCl (0,5 экв) | Изопропиловый спирт и вода 1:1 (по объему) | Масштаб 25 г. Механическое перемешивание | 90,9:9,1 (52,6%) |
| 5 | R-камфарсульфокислота (0,5 экв)/HCl (0,5 экв) | Вода, метанол 17% воды в метаноле (по объему) | Масштаб 5 г. Нагревание при орошении. Магнитное перемешивание. | 78,7:21,3 (72%) |
| 6 | R-камфарсульфокислота (1 экв)/ахиральная кислота отсутствует |
Изопропиловый спирт и вода 1:1 (по объему) |
Масштаб 5 г. Нагревание при 50°С для растворения твердых частиц. Магнитное перемешивание. |
53,6:46,4 (60,6%) |
Пример 3. Оптическое расщепление диастереомерных солей цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана
Цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан (1,03 г, 4,3 ммоль) и (1R)-(-)-10-камфарсульфокислоту (1,03 г, 4,3 ммоль) растворили в 32 мл смеси изопропилового спирта и воды 1:1 (по объему) при 50°С. Раствор охладили до 0°С. Твердую фазу отфильтровали и получили 0,55 г сухих кристаллов. Соотношение диастереомеров, определенное с помощью HPLC, составило 87:13 [соль (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота:соль (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота].
Из упаренного досуха маточного раствора получили 1,38 г сухого вещества с диастереомерным составом 35:65 [соль (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота:соль (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота]. Состав был проанализирован, как показано в примере 2.
Пример 4. Рекристаллизация с целью увеличения соотношения диастереомерных солей (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота:(+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота
Исходную соль цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота, полученную в соответствии с пунктом 4 таблицы 3 в примере 2, с соотношением энантиомеров 90,9:9,1 [соль (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота:соль (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота] растворили в смеси изопропиловый спирт-вода 1:1 (по объему) при 70°С. После охлаждения были выделены кристаллы с выходом 76% и соотношением энантиомеров 99,1:0,9 [соль (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота:соль (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота].
Пример 5. Оптическое расщепление диастереомерных солей в масштабе килограммов
Смесь изопропанола (2274 кг), дистиллированной воды (2905 кг) и цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолана (193,7 кг) поместили в реактор (модель R06 5700L GLMS). Ввели разбавленную соляную кислоту (41,57 кг в 380 кг воды), затем (1R)-(-)-10-камфарсульфокислу (100 кг). Температуру полученной взвеси довели до 50°С и перемешали до полного растворения. Раствор охладили примерно до -10°С (-13°С - -7°С) и перемешивали в течение 4-6 часов.
Полученную взвесь профильтровали, предварительно промыв в 60 л смеси изопропилового спирта и воды в соотношении 1:1 (по объему). Получили сухой продукт с соотношением энантиомеров 91:9 [соль (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота:соль (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1′-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота].
К исходному влажному продукту добавили изопропанол (228 кг) и воду (291 кг), затем температуру полученной взвеси довели до 70°С и перемешали до полного растворения твердых частиц. Раствор охладили до температуры около 22°С (19°С-25°С) и затем до 0°С (-3°С-3°С).
Полученную взвесь профильтровали, предварительно промыв двумя порциями по 70 л изопропилового спирта и воды 1:1 (по объему). Продукт центрифугировали до практически полного прекращения потока фильтрата. Выделили 90,8 кг продукта (выход 87%, скорректированный с учетом потерь на содержание влаги в образце) с энантиомерной чистотой выше 98%.
Пример 6. Отщепление (1R)-(-)-10-камфарсульфокислоты от соли (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота
Соль (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфокислота (90,8 кг) растворили в метаноле (601 кг), нагревая смесь до 40°С и перемешивания до образования раствора.
Теплый раствор пропускали через ионнообменную колонку, содержащую Dowex® Marathon A-OH (133,6 кг) и метанол (200 кг), поддерживая температуру 40°С, до тех пор пока остаточная камфарсульфокислота не перестала регистрироваться с помощью ЯМР-анализа и показатель pH не стал выше 7 (измерялся с помощью смачиваемой водой pH-бумаги).
Элюент профильтровали, предварительно промыв метанолом (200 кг).
Фильтрат частично концентрировали в вакууме до объема около 140 л.
Концентрат охлаждали до температуры около -10°С в течение одного часа и перемешали. Получившуюся взвесь профильтровали, предварительно промыв двумя порциями по 18 кг холодного метанола (-10°С). Продукт высушили в вакууме при нагревании до 35-40°С.
В приведенных примерах оптическое вращение получаемых диастереомеров определяли посредством поляриметрии, широко известного в технике способа. Во время измерения оптического вращения диастереомеров с помощью поляриметрии отслеживали процесс кристаллизации посредством измерения остаточной концентрации надосадочного раствора с помощью детектирования УФ-излучения. Так, в примере 2 оптическое вращение раствора диастереомерных солей, полученного в результате растворения цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана в присутствии хиральной кислоты составляло - 0,44°. После 180 минут кристаллизации концентрация в надосадочном растворе снизилась, что доказывает образование кристаллов. При этом оптическое вращение изменило знак с - на + и достигло максимального значения. То, что раствор имеет (+)-полярность означает, что полученные кристаллы имеют (-)-полярность.
Данные выше примеры можно повторить с аналогичным успехом, заменяя в общем или конкретно использованные в них описанные реагенты и/или рабочие режимы другими реагентами или режимами по настоящему изобретению.
Из вышеизложенного описания специалисты могут легко определить существенные признаки настоящего изобретения и в пределах его сущности и объема сделать различные изменения и модификации изобретения с целью его адаптации к различным применениям и условиям.
1. Способ расщепления рацемической смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана для получения оптически активной смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана, включающий в себя следующие стадии:
a) растворение и нагрев указанной рацемической смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана в растворителе в присутствии (1R)-(-)-10-камфарсульфокислоты и ахиральной кислоты для образования раствора, содержащего две следующие диастереомерные соли:
(-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфонат и
(+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфонат;
b) охлаждение раствора для обеспечения кристаллизации диастереомерных солей;
c) выделение полученных на стадии b) кристаллов оптически активной смеси двух указанных диастереомерных солей, содержащей избыток (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфоната над (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолан·(1R)-(-)-10-камфарсульфонатом, и
d) обработку указанной оптически активной смеси двух указанных диастереомерных солей для удаления (1R)-(-)-10-камфарсульфокислоты с целью получения оптически активной смеси цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанная оптически активная смесь цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана имеет энантиомерный избыток (-)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиолана над (+)-цис-2-гидроксиметил-4-(цитозин-1'-ил)-1,3-оксатиоланом более 60%.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный энантиомерный избыток составляет более 70%.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный энантиомерный избыток составляет более 80%.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный энантиомерный избыток составляет более 90%.
6. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный энантиомерный избыток составляет более 95%.
7. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный энантиомерный избыток составляет более 98%.
8. Способ по п.2, отличающийся тем, что указанный энантиомерный избыток составляет более 99%.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанной ахиральной кислотой является соляная кислота.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворитель содержит смесь воды и органического растворителя.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что органическим растворителем является метанол или изопропанол.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что растворителем является смесь 95% воды и 5% метанола.
13. Способ по п.11, отличающийся тем, что растворителем является смесь 50% воды и 50% изопропанола.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии а) смесь нагревают до температуры в интервале между комнатной температурой и 70°С.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии b) смесь охлаждают до температуры в интервале между комнатной температурой и -10°С.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что стадию d) проводят пропусканием указанной оптически активной смеси двух указанных диастереомерных солей, полученных на стадии с), через ионообменную колонку.
