DE4132763A1 - Verbessertes verfahren zur herstellung von enantiomerenreinen saeureamiden hetrazepinoider struktur - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von enantiomerenreinen Hetrazepinen, die eine Säureamidgruppe aufweisen.

Substituierte Hetrazepine der allgemeinen Formel

sind aus dem Stand der Technik als Arzneimittel mit PAF-antagonistischer Wirkung bekannt, so z. B. aus den europäischen Patentanmeldungen EP-A 01 76 927, EP-A 01 76 928, EP-A 01 76 929, EP-A 01 94 416, EP-A 02 30 942, EP-A 02 40 899, EP-A 02 54 245, EP-A 02 55 028, EP-A 02 68 242, EP-A 02 79 681, EP-A 02 84 359, EP-A 02 91 594, EP-A 02 98 466, EP-A 03 15 698, EP-A 03 42 456, EP-A 03 38 992, EP-A 03 28 924, EP-A 03 42 587, EP-A 03 38 993, EP-A 03 68 175, EP-A 03 87 613, EP-A 4 07 955, auf die hiermit inhaltlich Bezug genommen wird.

Verbindungen des genannten Strukturtyps können - in Abhängigkeit der Definition der Substituenten ein optisch aktives Kohlenstoffatom enthalten. Im allgemeinen werden solche Verbindungen bei der Synthese - ausgehend von optisch inaktiven Ausgangsverbindungen - als Racemate erhalten.

Es ist aber bekannt, daß die pharmakologische Wirkung der beiden Enantiomere nicht gleich ist, deshalb liegt es im Interesse einer modernen Arzneimittelforschung, lediglich das Enantiomere zu verwenden, das die stärkere pharmakologische Wirkung aufweist.

Es ist demnach die Aufgabe, ein im technischen Maßstab wirtschaftlich durchführbares Verfahren vorzuschlagen, das die Herstellung entantiomerenreiner Hetrazepine ermöglicht.

Von besonderem Interesse sind hierbei enantiomerenreine Hetrazepine der allgemeinen Formel

worin
R₁ Wasserstoff, eine verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Methyl, eine Cyclopropylgruppe, eine Cyclobutylgruppe, eine Cyclopentylgruppe, eine Cyclohexylgruppe,
R₂ einen Rest der Formel

worin
A eine verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe mit n Kohlenstoffatomen, wobei n eine der Zahlen 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8,
R₅ und R₆, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, Phenyl, substituiertes Phenyl, eine gegebenenfalls substituierte Cycloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine verzweigte oder unverzweigte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 1 bis 10 - bevorzugt 1-4 - Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch Hydroxy, Phenyl, substituiertes Phenyl, Amino, substituiertes Amino substituiert sein können;
R₅ oder R₆ ein gegebenenfalls ein- oder mehrfach durch verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituierter, gesättigter oder ungesättigter über ein Kohlenstoffatom oder Stickstoff gebundener 5-, 6- oder 7gliedriger heterocyclischer Ring; oder
R₅ und R₆ zusammen mit dem Stickstoffatom einen gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls ein- oder mehrfach durch verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituierten 5-, 6- oder 7-Ring, der als weitere Heteroatome Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel enthalten kann, wobei jedes weitere Stickstoffatom durch eine verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Methyl, substituiert sein kann;
R₃ Phenyl, wobei der Phenylring ein- oder mehrfach, bevorzugt Halogen, Nitro und/oder Trifluormethyl substituiert sein kann;
R₄ Wasserstoff oder Methyl.

Bevorzugt sind solche Verbindungen der allgemeinen Formel 1, worin
n = 0
R₁ = Methyl
R₂ = CONR₅R₆
R₄ = Wasserstoff
R₃ = ortho Chlorphenyl
bedeuten.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin in R₂ R₅ und R₆ n-C₃H₇, einen Morpholinorest oder R₅ Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl und R₆ einen Benzylrest oder einen 4-Trifluormethylbenzylrest bedeuten.

Verbindungen der allgemeinen Formel I, worin R₄ ungleich Wasserstoff ist, enthalten zwei optisch aktive C-Atome im Ringsystem und bilden Diastereomerengemische. Diese können nach üblichen Verfahren, z. B. durch säulenchromatographische Trennung an SiO₂ als stationäre Phase und Essigester/Methanol als mobile Phase, in ihre Diastereomeren getrennt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dann die Trennung der Diastereomere in ihre Enantiomere.

Als Alkylgruppen (auch soweit sie Bestandteil anderer Reste sind) werden beispielsweise genannt: Methyl, Ethyl, Propyl, iso-Propyl, Butyl, iso-Butyl, sec. Butyl, tert.-Butyl, Pentyl, iso-Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl und Dekanyl.

Als Alkenylgruppen werden beispielsweise oben genannte Alkylgruppen bezeichnet, soweit sie mindestens eine Doppelbindung aufweisen, wie zum Beispiel Vinyl (soweit keine unbeständigen Enamine gebildet werden), Propenyl, iso-Propenyl, Butenyl, Pentenyl, Hexenyl.

Als Alkinylgruppen werden beispielsweise oben genannte Alkylgruppen bezeichnet, soweit sie mindestens eine Dreifachbindung aufweisen, wie zum Beispiel Propargyl, Butinyl, Pentinyl, Hexinyl.

Als Cycloalkylreste mit 3-6 Kohlenstoffatomen werden beispielsweise Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl bezeichnet, die durch verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, Hydroxy und/oder Halogen substituiert sein können.

Beispielhaft für substituiertes Phenyl werden genannt: 3-Chlorphenyl, 4-Chlorphenyl, 3-Bromphenyl, 4-Bromphenyl, 4-Fluormethyl, 2-Chlorphenyl, 2-Bromphenyl, 3-Fluorphenyl, 2,3-Dichlorphenyl, 2-Methylphenyl, 4-Methylphenyl, 3-Ethylphenyl, 4-Propylphenyl, 4-Isopropylphenyl, 4-Butylphenyl, 4-tert.Butylphenyl, 4-Iso-butylphenyl, 4-Pentylphenyl, 2,4-Dimethylphenyl, 2-Trifluormethylphenyl, 3-Trifluormethylphenyl, 4-Trifluormethylphenyl, 2-Methoxyphenyl, 4-Methoxyphenyl, 3-Ethoxyphenyl, 2-Propoxyphenyl, 4-Butoxyphenyl, 2,4-Dimethoxyphenyl, 3,4,5-Trimethoxyphenyl, 2-Chlorbenzyl, 2,3-Dichlorbenzyl, 2-Methylbenzyl, 2-Trifluormethylbenzyl, 4-Methoxybenzyl, 3,4,5-Trimethoxybenzyl, 2-(2-Chlorphenyl)ethyl.

Beispiele für gegebenenfalls substituierte gesättigte oder ungesättigte heterocyclische 5-, 6- oder 7gliedrige Ringe bzw. Heteroarylreste sind:
Pyrrol, Pyrrolin, Pyrrolidin, 2-Methylpyrrolidin, 3-Methylpyrrolidin, Piperidin - gegebenenfalls durch C₁-C₄-Alkyl ein- oder mehrfach substituiert, Piperazin, N-Methylpiperazin, N-Ethylpiperazin, N-N-Propylpiperazin, N-Benzylpiperazin, Morpholin, Thiomorpholin, Imidazol, Imidazolin, Imidazolidin, Triazol, Pyrazol, Pyrazolin, Pyrazolidin, Triazin, 1,2,3,4-Tetrazin, 1,2,3,5-Tetrazin, 1,2,4,5-Tetrazin - wobei die genannten Heterocyclen durch Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen - bevorzugt Methyl - substituiert sein können. Als heterocyclische Reste, die über ein Kohlenstoffatom verknüpft sein können, werden beispielsweise Thiophen, 2-Methylthiophen, Furan, Tetrahydrofuran, 2-Methyltetrahydrofuran, Tetrahydrofuran, 2-Hydroxymethylfuran, α-Pyran, γ-Pyran, 1,3-Dioxolan, 1,2-Oxathiolan, 1,2-Oxathiepan, Tetrahydro-pyran, Thiolan, 1,3-Dithian, 1,3-Dithiolan, 1,3-Dithiolen genannt, wobei der Heterocyclus durch C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder Halogen substituiert sein kann.

Als Heterocyclus im Rahmen der zuvor angegebenen Definition steht im allgemeinen auch für einen 5- bis 6gliedrigen Ring, der als Heteroatome Sauerstoff, Schwefel und/oder Stickstoff enthalten kann, wie zum Beispiel Thienyl, Furyl, Pyridyl, Pyrimidyl, Pyrazinyl, Chinolyl, Isochinolyl, Chinazolyl, Chinoxalyl, Thiozolyl, Benzothiazolyl, Isothiazolyl, Oxazolyl, Benzooxazolyl, Isoxazolyl, Imidazolyl, Benzimidazolyl, Pyrazolyl und Indolyl genannt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Darstellung von optisch reinen Enantiomeren umfaßt eine Kombination einzelner Verfahrensstufen.

In einer ersten Verfahrensstufe (Stufe I) wird das racemische Säureamid der allgemeinen Formel I einer flüssigchromatographischen Vortrennung unterworfen. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es ausreichend, wenn die Bedingungen bei der Chromatographie (Säulenmaterial, Lösungsmittel, Beladung, Länge der Säule) so gewählt werden, daß eine 60%ige Anreicherung eines Enantiomeren (bezogen auf die optische Reinheit) erfolgt.

Säureamide des genannten Strukturtyps können beispielsweise an Cellulosetriacetat als stationäre Phase (z. B. Fa. Merck, Darmstadt, Bestellnummer 163630250) und einem polaren Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, wie beispielsweise Methanol, Ethanol, Methanol-Wasser, Ethanol-Wasser, Ethanol-Hexan, Ethanol-Isopropanol-Hexan, bevorzugtes Lösungsmittel ist Methanol, getrennt werden.

Im allgemeinen sind die S(-)-Enantiomeren in dieser Reihe die pharmakologisch wirkungsstärkeren Verbindungen. Unter Verwendung von Cellulosetriacetat als stationäre Phase werden die S(-)-Enantiomere aus dem vorlaufenden Eluat erhalten.

Wie bereits erwähnt, ist es erfindungsgemäß nicht notwendig die beiden Enantiomeren vollständig zu trennen. Es ist ausreichend, wenn das erhaltene Enantiomer eine optische Reinheit von mindestens 60% aufweist. In der nachfolgenden Kristallisationsstufe (Stufe II) wird das auf mindestens 60% des gewünschten Enantiomeren (im allgemeinen das pharmakologisch wirksamere (-)-Enantiomer) angereicherte Gemisch in möglichst wenig Lösungsmittel, bevorzugt einem C₁-C₄-Alkohol, besonders bevorzugt Ethanol unter Erwärmen gelöst. Durch Kristallisation erhält man das gewünschte Enantiomer in hoher optischer Ausbeute. Falls gewünscht kann die Kristallisation wiederholt werden. In der Tabelle in den Beispielen ist eine Korrelation zwischen der optischen Reinheit der Ausgangsverbindung und des Endproduktes angegeben.

Die aus der Stufe I - der Chromatographie - erhaltene Fraktion, die das nichtgewünschte Enantiomer im Überschuß enthält (im allgemeinen das zweite Eluat, das einen Überschuß an R(+)-Enantiomer enthält), wird in einem polaren Lösungsmittel in Gegenwart einer organischen oder anorganischen Base racemiert und wieder in die Stufe I zurückgeführt. Bevorzugtes Lösungsmittel ist ein C₁-C₄-Alkohol, besonders bevorzugt ist Ethanol. Geeignete Basen sind beispielsweise wässerige Lösungen eines Alkalimetallhydroxids, bevorzugt wässerige Natronlauge. Das molare Verhältnis von Amid zu Base kann beispielsweise 1 : 1 bis 1 : 0,01 betragen, wobei mit abnehmenden Basenkonzentrationen die Reaktionszeiten der Racemisierung verlangsamt wird.

Von besonderem Interesse ist die Auftrennung von Web 2170 in seine Enantiomere. Hierzu wird in der ersten Stufe eine chromatographische Trennung auf mindestens 60%, bevorzugt 80% optischer Reinheit an S(-)-Enantiomeren durchgeführt. Bevorzugtes Säulenmaterial ist Cellulosetriacetat, bevorzugtes Lösungsmittel ist Methanol. In der zweiten Stufe erfolgt die weitere Auftrennung durch Kristallisation. Falls es gewünscht wird, kann die optische Reinheit durch einen zweiten Kristallisationsschritt erhöht werden.

Das in der ersten Stufe anfallende Enantiomerengemisch, bei dem das R(+)-Enantiomere überwiegt, wird in einer dritten Stufe der Racemisierung in Ethanol/NaOH/H₂O unterworfen und wieder der ersten Stufe zugeführt. Zur Erhöhung der Ausbeute können die Lösungsmittel aufgearbeitet und die Substanz nach der Racemisierung wieder der ersten Stufe zugesetzt werden. In Analogie zu Web 2170 kann auch das 8-(N-4-Trifluormethylbenzyl-N-propylaminocarbonyl)-6-(2-chlorphenyl)--1-methyl-8,9- dihydro-4H,7H-cyclopenta[4,5]thieno[3,2-f] [1,2,4]- triazolo-[4,3-a] [1,4]diazepin in das bevorzugte S(-)-Enantiomere aufgetrennt werden.

1) Beispiel für die chromatographische Trennung

80 g (R,S) 6-(2-Chlorphenyl)-8,9-dihydro-1-methyl-8- [(4-morpholinyl)carbonyl]-4H,7H-cyclopenta[4,5]thieno- [3,2-f] [1,2,4]triazolo[4,3-a] [1,4]diazepin (WEB 2170) werden in 80 ml Methanol im Ultraschallbad gelöst. Die Lösung wird auf eine Cellulosetriacetatsäule Teilchendurchmesser 25-40 µm der Größe 500 mm×200 mm i. D. aufgegeben. Mit einem Fluß von 150 ml/min reinem Methanol wird das WEB 2170 über die Säule gefördert und dabei in die Enantiomeren getrennt. Zur Detektion verwendet man einen Durchflußpolarimeterdetektor. Aus dem vorlaufenden Eluat erhält man nach üblicher Aufarbeitung 25 g (% d. Th.) des (-)-Isomeren vom Drehwert α = -12,00.

Aus dem zweiten Eluat werden 20 g (% d. Th.) des (+)-Isomeren vom Drehwert α = +9,50 isoliert.

2) Beispiel für die Kristallisation Kristallisation von S(-) 6-(2-Chlorphenyl)-8,9- dihydro-1-methyl-8-[(4-morpholinyl)carbonyl]- 4H,7H-cyclopenta[4,5]thieno-[3,2-f] [1,2,4]triazolo- [4,3-a] [1,4]diazepin (Stufe II)

Das durch Chromatographie angereicherte Enantiomerengemisch wird in möglichst wenig Ethanol in der Hitze gelöst. Anschließend läßt man langsam zunächst auf Raumtemperatur abkühlen und vervollständigt die Kristallisation durch Stehenlassen im Kühlschrank (6°C, 2 Tage). Ausbeuten und eingesetzte Mengen sind in der Tabelle dargestellt.

3) Beispiel für die Racemisierung Verfahren zur Racemisierung von R (+)-6-(2-Chlorphenyl)- 8,9-dihydro-1-methyl-8-[(4-morpholinyl)carbonyl]- 4H,7H-cyclopenta[4,5]thieno[3,2-f] [1,2,4]triazolo- [4,3-a] [1,4]diazepin

Das Amid (46,7 g=0,1 Mol) wird in 230 ml Ethanol suspendiert und mit 5,6 g NaOH, gelöst in 5,6 ml Wasser, versetzt. Man erwärmt für 1 Stunde auf 65°C und läßt danach auf Raumtemperatur abkühlen. Das Lösungsmittel wird i. Vak. abdestilliert und der Rückstand in 150 ml Dichlormethan aufgenommen und zweimal mit je 50 ml Wasser gewaschen. Nach üblicher Aufarbeitung der organischen Phase erhält man 51 g reines Öl. Durch Lösen in 45 ml Ethanol und anschließendem Kristallisieren erhält man das Racemat der Titelverbindung.

Claims (7)

1. Mehrstufiges Trennverfahren zur Herstellung von optisch reinen Enantiomeren der allgemeinen Formel I worin
R₁ Wasserstoff, eine verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Methyl, eine Cyclopropylgruppe, eine Cyclobutylgruppe, eine Cyclopentylgruppe, eine Cyclohexylgruppe,
R₂ einen Rest der Formel worin
A eine verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe mit n Kohlenstoffatomen, wobei n eine der Zahlen 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8,
R₅ und R₆, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff, Phenyl, substituiertes Phenyl, eine gegebenenfalls substituierte Cycloalkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine verzweigte oder unverzweigte Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe mit 1 bis 10 - bevorzugt 1-4 - Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls durch Hydroxy, Phenyl, substituiertes Phenyl, Amino, substituiertes Amino substituiert sein können;
R₅ oder R₆ ein gegebenenfalls ein- oder mehrfach durch verzweigtes oder unverzweigtes Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituierter, gesättigter oder ungesättigter über ein Kohlenstoffatom oder Stickstoff gebundener 5-, 6- oder 7gliedriger heterocyclischer Ring; oder
R₅ und R₆ zusammen mit dem Stickstoffatom einen gesättigten oder ungesättigten, gegebenenfalls ein- oder mehrfach durch verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen substituierten 5-, 6- oder 7-Ring, der als weitere Heteroatome Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel enthalten kann, wobei jedes weitere Stickstoffatom durch eine verzweigte oder unverzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt Methyl, substituiert sein kann;
R₃ Phenyl, wobei der Phenylring ein- oder mehrfach, bevorzugt Halogen, Nitro und/oder Trifluormethyl substituiert sein kann;
R₄ Wasserstoff oder Methyl,
dadurch gekennzeichnet, daß man in einer

• 1. Stufe (I) des Gemischs der beiden Enantiomeren (S(-) und R (+)) durch Flüssigkeitschromatographie soweit auftrennt, daß das gewünschte Enantiomer zu mindestens 60% (optischer Reinheit) vorliegt, in einer
• 2. Stufe (II) das auf mindestens 60% (optische Reinheit) des gewünschten Enantiomeren angereicherte Gemisch der beiden Enantiomeren in einem polaren Lösungsmittel, bevorzugt einem C₁-C₄-Alkohol löst, anschließend kristallisieren läßt, wobei bei der Kristallisation das gewünschte zuvor auf 60% angereicherte Enantiomer der allgemeinen Formel I in hoher optischer Reinheit auskristallisiert, in einer
• 3. Stufe (III) das aus Stufe 1 erhaltene andere Enantiomer in einem polarem Lösungsmittel in Gegenwart einer Base racemisiert, kristallisiert und wieder der ersten Stufe zur Chromatographie zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch der beiden Enantiomeren der allgemeinen Formel I das 6-(2-Chlorphenyl)-8,9- dihydro-1-methyl-8-[(4-morpholinyl)carbonyl]-4H, 7H-cyclopenta[4,5]thieno-[3,2-f] [1,2,4]triazolo [4,3-a] [1,4]diazepin (Web 2170) ist und das gewünschte Enantiomer das S(-)-6-(2-Chlorphenyl)- 8,9-dihydro-1-methyl-8-[(4-morpholinyl)- carbonyl]-4H,7H-cyclopenta-[4,5]thieno-[3,2-f]- [1,2,4]triazolo[4,3-a] [1,4]-diazepin ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als polares Lösungsmittel Ethanol verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wässerige NaOH zur Racemisierung in Stufe II verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Cellulosetriacetat als stationäre Phase bei der Flüssigkeitschromatographie verwendet wird.

6. Verfahren zur Racemisierung von enantiomeren Säureamiden der allgemeinen Formel II, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Enantiomer, bzw. ein nicht racemisches Gemisch beider Enantiomere in einem polaren Lösungsmittel in Gegenwart einer Base unter Erhitzen löst, bei erhöhter Temperatur bis zum Einstellen des Gleichgewichts reagieren läßt, anschließend mit einem geeigneten Lösungsmittel extrahiert und kristallisiert.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als polares Lösungsmittel Ethanol und als Base wässerige NaOH verwendet wird.