DE60120352T2

DE60120352T2 - Verfahren zur industriellen herstellung von betulinsäuren

Info

Publication number: DE60120352T2
Application number: DE60120352T
Authority: DE
Inventors: A. Pavel Duluth KRASUTSKY; M. Robert Duluth CARLSON; Vitaliy V. Rantoul NESTERENKO
Original assignee: University of Minnesota Twin Cities; University of Minnesota System
Current assignee: University of Minnesota Twin Cities; University of Minnesota System
Priority date: 2000-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2021-01-12
Also published as: ATE328862T1; NO20023276L; AU5789601A; JP2003519674A; US20020016482A1; US6407270B1; US6867314B2; DE60120352D1; US6232481B1; EP1248766B1; EP1248766A2; US6271405B2; CA2396574A1; WO2001051451A2; US20020028960A1; NO20023276D0; WO2001051451A3; ES2264694T3; US20010007908A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Betulinsäure ist als therapeutisches Mittel brauchbar. Beispielsweise beschreiben E. Pisha et al., (1995) J.M. Nature Medicine, 1, 1046–1051, dass Betulinsäure eine Antitumoraktivität gegen Melanome aufweist, beispielsweise MEL-1, MEL-2 und MEL-4. Zusätzlich beschreiben T. Fujioka et al., J. Nat. Prod. (1994) 57, 243–247, dass Betulinsäure eine anti-HIV Aktivität in H9 Lymphozyten aufweist.
Die Betulinsäure kann aus Betulin hergestellt werden, das in großen Mengen in der äußeren Birkenrinde von vielen Birkenarten vorkommt. Beispielweise erzeugt eine einzige Papiermühle in Nord-Minnesota etwa 30–70 Tonnen Birkenrinde pro Tag. Etwa 230 000 Tonnen Birkenrinde werden pro Jahr erzeugt. Die äußere Rinde von Betula verrucosa (kommerzieller Europäischer Birkenbaum) enthält fast 25 % Betulin (Rainer Ekman, 1983, Holzforschung 37, 205–211). Die äußere Rinde von Betula paparifera kommerzielle Birke von Nord-USA und Kanada) enthält etwa 5–18 % Betulin (siehe US Patentanmeldung 09 371 298). Daher sind große Mengen an Betulin erhältlich.
Die US 5 804 575 A von Pezzuto et al., beschreibt ein Fünfstufenverfahren zur Synthese von Betulinsäure aus Betulin. Aufgrund der Zeit, die zur Ausführung dieses Verfahrens erforderlich ist, und der Ausbeute, die es liefert, ist es nicht ideal für die Herstellung im kommerziellen Maßstab (beispielsweise Kilogramm) von Betulinsäure. Zusätzlich verwendet das Verfahren Lösemittel und Reagenzien, die gefährlich und teuer sind und die beschriebenen Reinigungsschritte sind nicht in einem kommerziellen Maßstab durchführbar.
Der erste Schritt bei der Herstellung von Betulinsäure von Betulin-3-acetat wurde von Ruzichka et al., (Helv. Chim. Acta., 21, 1706–1715 (1938) beschrieben). Das Hauptproblem bei der Anwendung dieses Verfahrens ist die Herstellung des Ausgangsmaterials (das heißt Betulin-3-acetat). Die Selektivität der Hydrolyse von Betulin-3,28-diacetat mit Kaliumhydroxid liefert etwa 60 % Betulin-3-acetat. Die Verwendung von Magnesiumalkoholaten (Yao-Chang Xu et al., J. Org. Chem., 61, 9086–9089 (1996)) bei der selektiven Schutzgruppenabspaltung bei Betulin-3,28-diacetat (Yao-Chang Xu et al., J. Org. Chem., 61, 9086–9089 (1996)) hat mehrere große Nachteile. Die Selektivität dieses Verfahrens beträgt etwa 81 %.
Zusätzlich sind die Kosten von Magnesiumalkoholaten ziemlich hoch. Daher ist das Verfahren nicht für die Herstellung von Betulinsäure im kommerziellen Maßstab attraktiv.
Tietz, F. Lutz et al., Liebigs Ann. Chem. 1991, 1245–1249 beschreiben die Herstellung von Betulin-3-acetat aus Betulindiacetat mittels methanolischem Kaliumhydroxid.
Daher existiert ein Bedarf für verbesserte Verfahren zur Herstellung von Betulinsäure und synthetischen Vorläufern hiervon. Solche verbesserten Verfahren sollten weniger Zeit erfordern, sollten eine höhere Gesamtausbeute liefern, sollten kosteneffizienter sein (das heißt sollten weniger teure Reagenzien und Lösemittel erfordern) als bekannte Verfahren oder sollten die derzeitigen industriellen Anforderungen sowohl an Sicherheit als auch an Umweltgesichtspunkten befriedigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung von Betulinsäure und Vorläufern hiervon. Die erfindungsgemäßen Verfahren erfordern weniger Zeit und erfordern Reagenzien, die kostengünstiger, weniger toxisch oder weniger entzündlich sind als bekannte Verfahren zur Herstellung von Betulinsäure und den Vorläufern hiervon.
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon,
das umfasst
Alkoholyse einer Verbindung der Formel II
worin R₁ und R₂ jeweils unabhängig für jede geeignete organische Gruppe stehen, unter Verwendung eines Aluminiumalkoxids und eines Alkohols unter Bildung einer entsprechenden Verbindung der Formel III,
und optional Durchführung eines oder mehrerer der folgenden Schritte unter Bildung einer Verbindung der Formel IV oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon, der Formel V oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon, der Formel VI oder der Formel VII:
Oxidation der Verbindung der Formel III unter Bildung einer Verbindung der Formel VI
Oxidation der Verbindung der Formel VI unter Bildung einer Verbindung der Formel IV
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon, und
Schutzgruppenentfernung der Verbindung der Formel IV unter Bildung einer Verbindung der Formel V
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon oder
Schutzgruppenentfernung der Verbindung der Formel VI unter Bildung einer Verbindung der Formel VII
Oxidation der Verbindung der Formel VII unter Bildung einer Verbindung der Formel V
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon, oder
Oxidation der Verbindung nach Anspruch III unter Bildung einer Verbindung der Formel IV
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon, und
Schutzgruppenentfernung der Verbindung der Formel IV oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon unter Bildung einer Verbindung der Formel V
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon.
Die Verbindungen der Formel II können durch Acylierung einer Verbindung der Formel I
unter Bildung der entsprechenden Verbindung der Formel II hergestellt werden
worin R₁ und R₂ jeweils unabhängig für jede geeignete organische Gruppe stehen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die 1 ist eine schematische Darstellung der Synthese von Betulinsäure aus Betulin.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Wie in 1 (Schema 1) gezeigt, wurde ein Verfahren zur Alkoholyse des bisgeschützten Alkohols (Verbindung II) unter Bildung des entsprechenden Alkohols (Verbindung III) entwickelt. Der Alkohol (Verbindung III) kann zur Säure (Verbindung IV) oxidiert werden und die Säure (Verbindung IV) kann unter Schutzgruppenabspaltung zur Betulinsäure (Verbindung V) umgewandelt werden oder der Alkohol (Verbindung III) kann zum Aldehyd (Verbindung IV) oxidiert werden, der Aldehyd (Verbindung VI) kann zur Säure (Verbindung IV) oxidiert werden und die Säure (Verbindung IV) kann einer Schutzgruppenabspaltung unter Bildung der Betulinsäure (Verbindung V) unterzogen werden oder der Alkohol (Verbindung III) kann zum Aldehyd (Verbindung VI) oxidiert werden, der Aldehyd (Verbindung VI) kann unter Schutzgruppenabspaltung zum Aldehyd (Verbindung VII) umgewandelt werden und der Aldehyd (Verbindung VII) kann zur Betulinsäure (Verbindung V) oxidiert werden.
Es werden die folgenden Definitionen verwendet, falls nichts anderes angegeben ist: Halogen steht für Fluor, Chlor, Brom oder Iod. Alkyl, Alkoxy, Alkenyl, Alkinyl etc. beschreiben sowohl geradkettige als auch verzweigte Gruppen, aber der Bezug auf einen einzelnen Rest, wie „Propyl" umfasst nur den geradkettigen Rest, wobei ein verzweigtkettiges Isomer, wie „Isopropyl", spezifisch erwähnt wird.
C₆-C₁₀ Aryl steht für einen Phenylrest oder einen ortho-fusionierten bicyclischen carbocyclischen Rest mit 9 bis 10 Ringatomen, worin mindestens ein Ring aromatisch ist.
Spezifische und bevorzugte Bedeutungen, die später für Reste, Substituenten und Bereiche angegeben werden, dienen nur der Erläuterung, wobei sie nicht andere definierte Bedeutungen oder andere Bedeutungen innerhalb der definierten Bereiche für die Reste und Substituenten ausschließen.
Genauer gesagt kann C₁-C₁₀ Alkyl für Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sek-Butyl, Pentyl, 3-Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl oder Decyl stehen.
C₁-C₁₀ Alkoxy kann für Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Isobutoxy, sek-Butoxy, Pentoxy, 3-Pentoxy, Hexyloxy, Heptyloxy, Octyloxy, Nonyloxy oder Decyloxy stehen.
C₂-C₁₀ Alkenyl kann stehen für Vinyl, Allyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl, 1-Butenyl, 2-Butenyl, 3-Butenyl, 1-Pentenyl, 2-Pentenyl, 3-Pentenyl, 4-Pentenyl, 1-Hexenyl, 2-Hexenyl, 3-Hexenyl, 4-Hexenyl, 5-Hexenyl, 1-Heptenyl, 2-Heptenyl, 3-Heptenyl, 4-Heptenyl, 5-Heptenyl, 6-Heptenyl, 1-Octenyl, 2-Octenyl, 3-Octenyl, 4-Octenyl, 5-Octenyl, 6-Octenyl, 7-Ocienyl, 1-Nonenyl, 2-Nonenyl, 3-Nonenyl, 4-Nonenyl, 5-Nonenyl, 6-Nonenyl, 7-Nonenyl, 8-Nonenyl, 1-Decenyl, 2-Decenyl, 3-Decenyl, 4-Decenyl, 5-Decenyl, 6-Decenyl, 7-Decenyl, 8-Decenyl oder 9-Decenyl.
C₂-C₁₀ Alkinyl kann stehen für Ethinyl, 1-Propinyl, 2-Propinyl, 1-Butinyl, 2-Butinyl, 3-Butinyl, 1-Pentinyl, 2-Pentinyl, 3-Pentinyl, 4-Pentinyl, 1-Hexinyl, 2-Hexinyl, 3-Hexinyl, 4-Hexinyl, 5-Hexinyl, 1-Heptinyl, 2-Heptinyl, 3-Heptinyl, 4-Heptinyl, 5-Heptinyl, 6-Heptinyl, 1-Octinyl, 2-Octinyl, 3-Octinyl, 4-Octinyl, 5-Octinyl, 6-Octinyl, 7-Octinyl, 1-Noninyl, 2-Noninyl, 3-Noninyl, 4-Noninyl, 5-Noninyl, 6-Noninyl, 7-Noninyl, 8-Noninyl, 1-Decinyl, 2-Decinyl, 3-Decinyl, 4-Decinyl, 5-Decinyl, 6-Decinyl, 7-Decinyl, 8-Decinyl oder 9-Decinyl.
C₆-C₁₀ Aryl kann für Phenyl, Indenyl oder Naphthyl stehen und
C₃-C₆ Cycloalkyl kann für Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl oder Cyclohexyl stehen.
Wie in 1 gezeigt, kann der Alkohol (Verbindung I) unter Bildung des bisgeschützten Alkohols (Verbindung II) acyliert werden. R₁ und R₂ können für jede geeignete organische Gruppe stehen, vorausgesetzt R₂C(=O)- kann selektiv in Gegenwart von R₁ einer Alkoholyse unterzogen werden. Geeig nete organische Gruppen umfassen C₁-C₁₀ Alkyl, C₂-C₁₀ Alkenyl, C₂-C₁₀ Alkinyl, C₆-C₁₀ Aryl, C₁-C₁₀ Alkoxy oder C₆-C₁₀ Aryl-C₁-C₁₀-alkyl, worin jedes Alkyl, Alkoxy, Alkenyl, Alkinyl, Aryl oder Arylalkyl von R₁ und R₂ wahlweise mit einem oder mehreren Halogen, Nitro, Cyano, Trifluormethyl, Hydroxy, SR oder NRR substituiert sein kann, worin R jeweils unabhängig für H oder C₁-C₁₀ Alkyl stehen kann. Genauer gesagt können R₁ und R₂ jeweils unabhängig für C₁-C₁₀ Alkyl, C₂-C₁₀ Alkenyl, C₂-C₁₀ Alkinyl oder C₆-C₁₀ Aryl stehen. Genauer gesagt können R₁ und R₂ unabhängig für C₁-C₁₀ Alkyl stehen (beispielsweise Methyl).
Die Acylierung kann durch die Verwendung jedes geeigneten Acylierungsreagenzes (beispielsweise eines Säureanhydrids, einer Carbonsäure oder eines Säurechlorids) ausgeführt werden. Geeignete Säureanhydride umfassen Essigsäureanhydrid, Benzoylanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid und Bernsteinsäureanhydrid. Geeignete Carbonsäuren umfassen Essigsäure und Benzoesäure. Geeignete Säurechloride umfassen Acetylchlorid, Pentanoylchlorid und Benzoylchlorid. Zusätzlich kann die Acylierung durch die Verwendung jedes geeigneten Alkylacylats (beispielsweise Alkylacetats) ausgeführt werden. Genauer gesagt kann das Acylierungsmittel Essigsäureanhydrid, Acetylchlorid oder Essigsäure sein.
Die Acylierung kann bei jeder geeigneten Temperatur ausgeführt werden, die die Acylierung sowohl der primären als auch der sekundären Alkohle erlaubt. Genauer gesagt kann die Umsetzung bei einer Temperatur über 25°C oder über 70°C ausgeführt werden. Genauer gesagt kann die Umsetzung bei einer Temperatur über 100°C oder über 118°C ausgeführt werden.
Die Acylierung kann in jedem geeigneten Lösemittel ausgeführt werden. Geeignete Lösemittel umfassen Ether, Ester, Aceton, Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, THF, Dichlormethan, Pyridin und aromatische Lösemittel (beispielsweise Benzol, Xylole, Toluol, Trifluormethylbenzol, o-Chlortrifluormethylbenzol, m-Chlortrifluormethylbenzol und p-Chlortrifluormethylbenzol).
Die Acylierung kann für jeden geeigneten Zeitraum ausgeführt werden. Der Zeitraum variiert und hängt von der Art und Menge der Reagenzien und Lösemittel wie auch der Temperatur der Reaktion ab. Typischerweise kann die Acylierung für weniger als 10 Stunden, weniger als 7 Stunden oder weniger als 3 Stunden ablaufen.
Andere geeignete Acylierungsreagenzien und Reaktionsbedingungen sind in der Technik bekannt, siehe beispielsweise T.W. Greene, P.G.M. Wutz, Protecting Groups in Organic Synthesis, 2. Ausgabe 1991, New York, John Wiley & Sons, Inc. und R. Morrison und R. Boyd, Organic Chemistry, 672–674, 3. Ausgabe, 1977, Boston, Allyn und Bacon.
Der Alkohol (Verbindung I) kann zum bisgeschützten Alkohol (Verbindung II) durch die Verwendung von Essigsäureanhydrid/Essigsäure (das heißt Ac₂O/AcOH) in einer größeren Ausbeute von mehr als 90 %, mehr als 95 % oder mehr als 99 % acyliert werden. Zusätzlich liefert die Acylierung typischerweise die Verbindung II (das heißt bisacylierte Verbindung) und die monoacylierten Verbindungen (die Verbindung, worin die primäre Hydroxylgruppe acyliert und die sekundäre Hydroxylgruppe ohne Umsetzung verbleibt und die Verbindung, worin die sekundäre Hydroxylgruppe acyliert ist und die primäre Hydroxylgruppe ohne Umsetzung verbleibt) in einem Verhältnis 90:10 und vorzugsweise in einem Verhältnis von mindestens 95:5 oder in einem Verhältnis von mindestens 98:2.
Wie in 1 erläutert, kann der bisgeschützte Alkohol (Verbindung II) unter Bildung des Alkohols (Verbindung III) einer Alkoholyse unterzogen werden. Wie hierin verwendet, umfasst „einer Alkoholyse unterzogen" die Entfernung einer primären Acylgruppe unter Bildung einer primären Hydroxylgruppe, während eine sekundäre Acylgruppe, die auf derselben Verbindung vorkommt, nicht in einem erwähnenswerten Ausmaß entfernt wird. Demnach kann die Alkoholyse einer Verbindung, die sowohl eine primäre Acylgruppe als auch eine sekundäre Acylgruppe enthält, ein Gemisch an Verbindungen bereitstellen (beispielsweise die Verbindung, worin die primäre Acylgruppe aber nicht die sekundäre Acylgruppe einer Alkoholyse unterzogen wurde, die Verbindung, worin sowohl die primäre als auch die sekundäre Acylgruppe einer Alkoholyse unterzogen wurden und die Verbindung, worin die sekundäre Acylgruppe aber nicht die primäre Acylgruppe einer Alkoholyse unterzogen wurde). Die Alkoholyse liefert typischerweise die Verbindung, worin die primäre Acylgruppe aber nicht die sekundäre Acylgruppe einer Alkoholyse unterzogen wurde und die Verbindung, worin sowohl die primäre als auch die sekundäre Acylgruppe einer Alkoholyse unterzogen wurden in einem Verhältnis von 80:20 und vorzugsweise in einem Verhältnis von mindestens 90:10 oder in einem Verhältnis von mindestens 95:5.
Die Alkoholyse kann durch die Verwendung jedes geeigneten Aluminiumalkoxids (beispielsweise Aluminiummethoxid, Aluminiumethoxid, Aluminiumisopropoxid oder Aluminiumbutoxid) ausgeführt werden. Wie hierin verwendet, steht „Aluminiumalkoxid" für Al(O-R)₃, worin R₃ für C₁-C₁₀ Alkyl, C₂-C₁₀ Alkenyl oder C₂-C₁₀ Alkinyl steht.
Ein spezifisches Aluminiumalkoxid ist Aluminiummethoxid Al(OMe)₃, Aluminiumethoxid (Al(OEt)₃, Aluminiumisopropoxid Al(O-isopropyl)₃, Aluminium-n-propoxid Al(O-n-propyl)₃, Aluminium-sek-butoxid Al(O-sek-butyl)₃ oder Aluminium-tert-butoxid Al(O-tert-butyl)₃. Vor allem ist Aluminiumalkoxid Aluminiumisopropoxid Al(O-isopropyl)₃, wie dies in den Beispielen erläutert ist.
Die Alkoholyse kann in jedem geeigneten Lösemittel (beispielsweise wasserfreiem Alkohol) ausgeführt werden. Bestimmte Alkohole zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung haben typischerweise zwischen 1 bis 10 Kohlenstoffatome, können cyclisch oder aliphatisch sein, können gesättigt oder ungesättigt sein und können verzweigt oder geradkettig sein. Spezifische Alkohole, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Methanol, Ethanol, tert-Butanol und Isopropanol. Insbesondere kann der Alkohol wasserfrei sein. Wie hierin verwendet, bezieht sich „wasserfrei" auf einen Alkohol, der keine signifikante Menge an Wasser aufweist (beispielsweise weniger als 5 Gewichtsprozent Wasser, weniger als 1,0 Gewichtsprozent Wasser, weniger als 0,1 Gewichtsprozent Wasser oder weniger als 0,05 Gewichtsprozent Wasser). Genauer gesagt kann der Alkohol Isopropanol sein, wie dies in den Beispielen erläutert ist. Genauer gesagt kann aus Umwelt- oder Recyclinggesichtspunkten derselbe Alkohol, aus dem das Aluminiumalkoxid hergestellt wurde, verwendet werden. Falls beispielsweise Aluminiumisopropoxid verwendet wird, kann Isopropanol als Lösemittel für die Alkoholyse verwendet werden.
Die Alkoholyse kann bei jeder geeigneten Temperatur ausgeführt werden. Genauer gesagt kann die Alkoholyse bei einer Temperatur über 25°C ausgeführt werden. Genauer gesagt kann die Alkoholyse bei einer Temperatur über 50°C oder über 75°C (das heißt der Siedetemperatur des Lösemittels) ausgeführt werden.
Die Alkoholyse kann für jede geeignete Zeitspanne ausgeführt werden, mit der Maßgabe, dass die primäre Acylgruppe selektiv entfernt wird (das heißt die primäre Acylgruppe wird in einem größeren Ausmaß entfernt, wie die sekundäre Acylgruppe). Genauer gesagt kann die Alkoholyse für 0,5 bis 4 Stunden, für 1 bis 3 Stunden oder 1 bis 2 Stunden ausgeführt werden, wie dies in den Beispielen erläutert wird.
Es wurde festgestellt, dass ein Aluminiumalkoxid in einem wasserfreien Alkohol die primäre Acylgruppe der Verbindung II in Gegenwart der sekundären Acylgruppe selektiv abspaltet (das heißt einer selektiven Alkoholyse unterzieht). Genauer gesagt liefert die Alkoholyse typischerweise die Verbindung III (das heißt das Produkt) und die Verbindung II (das heißt das Ausgangsmaterial) in einem Verhältnis von 80:20 und vorzugsweise in einem Verhältnis von mindestens 90:10, in einem Verhältnis von mindestens 95:5 oder in einem Verhältnis von mindestens 98:2. Zusätzlich liefert die Alkoholyse typischerweise die Verbindung III und die Verbindung, worin sowohl die primäre Acylgruppe als auch die sekundäre Acylgruppe der Verbindung II einer Alkoholyse unterzogen werden können, in einem Verhältnis von 80:20 und vorzugsweise in einem Verhältnis von mindestens 90:10, in einem Verhältnis von mindestens 95:5 oder in einem Verhältnis von mindestens 98:2.
Wie in 1 gezeigt, kann der Alkohol (Verbindung III) zum Aldehyd (Verbindung VI) oxidiert werden. Es wurde festgestellt, dass die Oxidation durch die Verwendung von Oxalylchlorid (das heißt (COCl)₂) in Dimethylsulfoxid (das heißt DMSO) in Methylenchlorid (das heißt CH₂Cl₂) ausgeführt werden kann. Genauer gesagt liefert die Oxidation typischerweise die Verbindung VI (das heißt das Produkt) und die Verbindung III (das heißt das Ausgangsmaterial) in einem Verhältnis von 80:20 und vorzugsweise in einem Verhältnis von mindestens 90:10 oder in einem Verhältnis von mindestens 95:5. Zusätzlich liefert die Oxidation typischerweise die Verbindung VI (das heißt das Produkt) in einer Ausbeute von mindestens 80 % und vorzugsweise mindestens 85 % oder mindestens 95 % basierend auf dem Ausgangsmaterial (das heißt der Verbindung III). Genauer gesagt liefert die Oxidation typischerweise die Verbindung VI (das heißt das Produkt) in einer Ausbeute von mindestens 95 %, falls kein Reinigungsschritt erforderlich ist.
Alternativ dazu kann der Alkohol (Verbindung III) zum Aldehyd (Verbindung VI) durch die Verwendung von Sauerstoff (das heißt O₂) auf Palladiumacetat (das heißt Pd(OAc)₂) oxidiert werden, wie dies in den Beispielen gezeigt ist. Genauer gesagt liefert die Oxidation typischerweise die Verbindung VI (das heißt das Produkt) und die Verbindung III (das heißt das Ausgangsmaterial) in einem Verhältnis von 80:20 und vorzugsweise in einem Verhältnis von mindestens 90:10 oder in einem Verhältnis von mindestens 95:5. Zusätzlich liefert die Oxidation typischerweise die Verbindung VI (das heißt das Produkt) in einer Ausbeute von 70 % und typischerweise mindestens 80 % oder mindestens 85 % auf der Grundlage des Ausgangsmaterials (das heißt der Verbindung III).
Die Oxidation kann bei jeder geeigneten Temperatur ausgeführt werden, mit der Maßgabe, dass der Alkohol zum Aldehyd oxidiert wird und die sekundäre Acylgruppe intakt bleibt. Genauer gesagt kann die Oxidation bei einer Temperatur unter –30°C, unter –40°C oder unter –50°C ausgeführt werden. Genauer gesagt kann die Oxidation bei einer Temperatur zwischen –50°C und –60°C ausgeführt werden.
Die Oxidation kann für jede geeignete Zeitspanne ausgeführt werden, mit der Maßgabe, dass der Alkohol zum Aldehyd oxidiert wird und die sekundäre Acylgruppe intakt bleibt. Genauer gesagt kann die Oxidation für 1 bis 5 Stunden, für 1 bis 3 Stunden oder 1 bis 2 Stunden ausgeführt werden, wie dies in den Beispielen gezeigt ist.
Andere Reagenzien, die zur Oxidation eines Alkohols zum Aldehyd geeignet sind, sind in der Technik bekannt, siehe beispielsweise F. Carey & R. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, 481–490, 2. Ausgabe Band B, Plenum Press, New York und London und R. Morrison und R. Boyd, Organic Chemistry, 520–587, 3. Ausgabe, 1977, Boston, Allyn und Bacon.
Wie dies in 1 gezeigt ist, kann der Aldehyd (Verbindung VI) zur Carbonsäure (Verbindung IV) oxidiert werden. Die Carbonsäure (Verbindung IV) kann als freie Säure isoliert werden oder kann als Salz der Carbonsäure isoliert werden. Genauer gesagt kann das Salz ein pharmazeutisch annehmbares Salz sein. Es wurde festgestellt, dass die Oxidation durch die Verwendung von Sauerstoff und NHPI (oder ABIN oder TEMPO) in Trifluormethylbenzol ausgeführt werden kann, das im Handel als OXSOL 2000 ® von Occidental Chemical Corporation (Oxychem) erhältlich ist. Wie hierin verwendet, ist NHPI N-Hydroxyphthalimid. Wie hierin verwendet, ist „AIBN" 2,2'-Azobisisobutyronitril und ist im Handel von Aldrich (Milwaukee, WI) erhältlich und „TEMPO" ist das freie Radikal 2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy und ist im Handel von Aldrich (Milwaukee, WI) erhältlich. Genauer gesagt liefert die Oxidation typischerweise die Verbindung IV (das heißt das Produkt) und die Verbindung VI (das heißt das Ausgangsmaterial) in einem Verhältnis von 80:20 und vorzugsweise in einem Verhältnis von mindestens 90:10 oder in einem Verhältnis von mindestens 95:5. Zusätzlich liefert die Oxidation typischerweise die Verbindung IV (das heißt das Produkt) in einer Ausbeute von 65 % und vorzugsweise mindestens 70 % oder mindestens 80 % auf der Grundlage des Ausgangsmaterials (das heißt der Verbindung VI).
Alternativ dazu kann der Aldehyd (Verbindung VI) zur Carbonsäure (Verbindung IV) unter Verwendung von Cobalt-(III)-acetylacetonat (das heißt Co(AcAce)₃), Trifluormethylbenzol und Sauerstoff oxidiert werden, wie dies in den Beispielen beschrieben ist. Genauer gesagt liefert die Oxidation typischerweise die Verbindung IV (das heißt das Produkt) und die Verbindung VI (das heißt das Ausgangsmaterial) in einem Verhältnis von 80:20 und vorzugsweise in einem Verhältnis von mindestens 90:10 oder in einem Verhältnis von mindestens 95:5. Zusätzlich liefert die Oxidation typischerweise die Verbindung IV (das heißt das Produkt) in einer Ausbeute von 85 % und vorzugsweise mindestens 90 % oder mindestens 95 % basierend auf dem Ausgangsmaterial (das heißt Verbindung VI).
Die Oxidation kann bei jeder geeigneten Temperatur ausgeführt werden, vorausgesetzt der Aldehyd wird zur Carbonsäure oxidiert und die sekundäre Acylgruppe bleibt intakt. Genauer gesagt kann die Oxidation bei einer Temperatur zwischen 30°C und 70°C, zwischen 40°C und 60°C oder zwischen 45°C und 50°C ausgeführt werden.
Die Oxidation kann für jede geeignete Zeitspanne ausgeführt werden, mit der Maßgabe, dass der Aldehyd zur Carbonsäure oxidiert wird und die sekundäre Acylgrupe intakt bleibt. Genauer gesagt kann die Oxidation für 1 bis 10 Stunden, für 4 bis 8 Stunden, 5 bis 7 Stunden oder 6 Stunden ausgeführt werden, wie dies in den Beispielen gezeigt ist.
Andere geeignete oxidative Reagenzien und Reaktionsbedingungen sind in der Technik bekannt, siehe beispielsweise F. Carey & R. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, 481–490, 2. Ausgabe Band B, Plenum Press, New York und London und R. Morrison und R. Boyd, Organic Chemistry, 520–587, 3. Ausgabe, 1977, Boston, Allyn und Bacon.
Wie dies in 1 gezeigt ist, kann der Alkohol (Verbindung III) direkt zur Carbonsäure (Verbindung IV) oxidiert werden. Die Carbonsäure (Verbindung IV) kann als freie Säure isoliert werden oder kann als Salz der Carbonsäure isoliert werden. Genauer gesagt kann das Salz ein pharmazeutisch annehmbares Salz sein. Die Oxidation kann durch die Verwendung jedes geeigneten oxidativen Reagenzes ausgeführt werden (siehe beispielsweise March, Advanced Organic Chemistry, Reactions, Mechanism and Structure, 2. Ausgabe, McGraw Hill, 1977, Seiten 1107–1108 und den hierin zitierten Referenzen). Geeignete oxidative Reagenzien umfassen: 1) Chrom-(IV)-oxid (das heißt CrO₃) und Essigsäure (das heißt HOAc) (J. Am. Chem. Soc., 78, 2255 (1956)), 2) Chrom-(IV)-oxid (das heißt CrO₃) und Schwefelsäure (das heißt H₂SO₄) (J. Am., Chem. Soc. 48, 4404 (1983)), 3) Kaliumpermanganat (das heißt KMnO₄) (Tet. Lett., 28, 5263 (1987), J. Am. Chem. Soc., 109, 7280 (1987)), 4) Natriummanganat (das heißt NaMnO₄) (Tet. Lett., 22, 1655 (1981)) oder 5) Palladiumchlorid (das heißt PdCl₂), Kaliumcarbonat (das heißt K_ZCO₃) (Chem. Lett., 1171 (1981)).
Wie in 1 gezeigt, kann die Säure (Verbindung IV) unter Bildung von Betulinsäure (Verbindung V) von den Schutzgruppen befreit werden. Betulinsäure (Verbindung V) kann als freie Säure isoliert werden oder kann als Salz der Betulinsäure (Verbindung V) isoliert werden. Genauer gesagt kann das Salz ein pharmazeutisch annehmbares Salz sein. Dementsprechend kann die sekundäre Acylgruppe entfernt werden.
Genauer gesagt kann die Schutzgruppenabspaltung durch Hydrolyse ausgeführt werden. Die Schutzgruppenabspaltung (beispielsweise Hydrolyse) kann unter Verwendung aller geeigneten Bedingungen (beispielsweise unter sauren oder basischen Bedingungen) ausgeführt werden. Geeignete Säuren umfassen Mineralsäuren (beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und Phosphorsäure). Geeignete Basen umfassen Metallhydroxide und Carbonate (beispielsweise Calciumcarbonat und Kaliumcarbonat). Geeignete Metallhydroxide umfassen Alkalihydroxide (beispielsweise Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid) und Erdalkalimetallhydroxide (beispielsweise Magnesiumhydroxid und Calciumhydroxid). Genauer gesagt kann die Hydrolyse mittels Natriumhydroxid in Methanol ausgeführt werden, wie dies in den Beispielen erläutert wird.
Die Schutzgruppenabspaltung (beispielsweise Hydrolyse) kann in jedem geeigneten Lösemittel ausgeführt werden. Geeignete Lösemittel umfassen wässrige Alkohollösung (das heißt Alkohol und Wasser), worin der Alkohol wie oben beschrieben ist. Zusätzlich kann die Schutzgruppenabspaltung bei jeder geeigneten Temperatur ausgeführt werden die die Schutzgruppenabspaltung an der sekundären Acylgruppe erlaubt. Genauer gesagt kann die Schutzgruppenabspaltung bei einer Temperatur über 25°C, über 50°C oder über 65°C ausgeführt werden. Genauer gesagt kann die Schutzgruppenabspaltung beim Siedepunkt des Lösemittels ausgeführt werden (falls beispielsweise das Lösemittel Methanol und Wasser ist, kann die Schutzgruppenabspaltung bei einer Temperatur von 105°C bis 120°C ausgeführt werden).
Die Schutzgruppenabspaltung kann für jede geeignete Zeitspanne ausgeführt werden. Genauer gesagt kann die Schutzgruppenabspaltung für 1 bis 24 Stunden, für 1 bis 10 Stunden oder für 1 bis 3 Stunden ausgeführt werden, wie dies in den Beispielen gezeigt wird.
Andere geeignete Schutzgruppenabspaltungsbedingungen (beispielsweise Hydrolyse) sind in der Technik bekannt, siehe beispielsweise F. Carey und R. Sundberg, Advanced Organic Chemistry, 481–490, 2. Ausgabe, Band B, Plenum Press, New York und London und R. Morrison und R. Boyd, Organic Chemistry, 675–682, 3. Ausgabe, 1977, Boston, Allyn und Bacon.
Man gelangte zu der Erkenntnis, dass man ein synthetisch tragbares und kosteneffizientes Eintopfverfahren zur Herstellung des Alkohols (Verbindung III) aus Betulin (Verbindung I) verwenden kann. Das Eintopfverfahren ist schneller und kostengünstiger als die bekannten Verfahren. Der monogeschützte Alkohol (Verbindung III) kann zur Säure (Verbindung IV) oxidiert werden, die unter Bildung der Betulinsäure (Verbindung V) von den Schutzgruppen befreit wird. Alternativ dazu kann der monogeschützte Alkohol (Verbindung III) zum Aldehyd (Verbindung VI) oxidiert werden und der Aldehyd (Verbindung VI) kann zur Säure (Verbindung IV) oxidiert werden und unter Bildung der Betulinsäure (Verbindung V) von den Schutzgruppen befreit werden. Alle der hierin oben beschriebenen und in den Beispielen hierin erläuterten Verfahren können in den industriellen Maßstab (das heißt Kilogramm) übertragen werden.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele beschrieben.
Beispiele
Betulin wird aus der äußeren Birkenrinde unter Verwendung der in der anhängigen Patentanmeldung 09 371 298, R. Elkman, (1983) Holzforsch, 37, 205, S. Ohara et al, (1986) Mokuza Gakkaishi, 32,266 und C. Eckerman (1985), Paperi ja Puu, Nr 3, 100, beschriebenen Verfahren, erhalten. Beispiel 1 Betulin-3-acetat (III)
Essigsäureanhydrid (85 ml) und Essigsäure (800 ml) werden in einen Rundbodenkolben (3 l) überführt. Betulin (I) (100 g, 0,2259 mol) wird zu der gerührten Lösung gegeben und für 3 Stunden am Rückfluss erhitzt. Das Reaktionsgemisch kann sich auf 50°C abkühlen und Essigsäure wird unter verringertem Druck (25–30 mm Hg) eingedampft. Cremeweisse Kristalle des Zwischenprodukts Betulin-3,28-diacetat (II) werden nach einer Lagerung im Vakuum (118,8 g, 0,2257 mol, 50–60°C, 0,1 mm Hg) erhalten.
Isopropanol (das heißt i-PrOH) (2,5 l) und pulverisiertes Aluminiumisopropoxid (das heißt Al(O-i-Pr)₃) (100 g, 0,223 mol) werden zu dem Kolben gegeben und das Gemisch wird für 1,5 Stunden am Rückfluss erhitzt. Der Isopropylalkohol wird dann unter verringertem Druck (100 mm Hg) bei 30–33°C entfernt. Die entstehenden weiß-orangen Kristalle werden in Dichlormethan (1 l) gelöst und Wasser (60 ml) wird zu der Lösung gegeben. Nach dem Rühren (10–15 Minuten) wird das ausgefallene Material filtriert, mit Dichlormethan (4 × 200 ml) extrahiert und über Natriumsulfat (10 g) getrocknet. Das Eindampfen des Lösemittels ergibt weiße Kristalle (m = 105,21 g, 0,2171 mol, Ausbeute 96 %, Smp. 256,4–263,6°C). Eine Kristallisation aus Trifluormethylbenzol ergibt 102,46 g (94 % Ausbeute) an Betulin-3-acetat (III). Smp. 262,2–264°C.
IR (KBr): 3482, 2941, 2868, 1721, 1645, 1456, 1389, 1262, 1044, 888 cm^–1.
¹H NMR (CDCl₃): δ 4,66 (S, 1H, 29-H), 4,55 (S, 1H, 29-H), 4,45 (DD, 1H, 3-H), 3,76 (D, 1H, 28-H), 3,29 (D, 1H, 28-H), 2,34 (M, 1H, 19-H), 2,03 (S, 3H, Ac-Me), 1,68 (S, 3H, 30-Me), 0,71, 0,76, 0,76, 0,92, 1,00 (alle S, 5 × 3H, 27-, 23-, 24-, 25-, 26-Me), 1,01–2,4 (komplexes CH-, CH₂, 24H).
¹³C NMR (CDCl₃) δ 171,38, 150,75, 110,02, 81,22, 60,78, 55,63, 50,55, 48,99, 48,06, 48,06, 42,98, 41,19, 38,64, 38,07, 37,55, 37,34, 34,42, 34,25, 30,00, 29,42, 28,23, 27,30, 25,41, 23,97, 21,65, 21,11, 19,35, 18,46, 16,79, 16,47, 16,25. Beispiel 2 Betulinaldehyd-3-acetat (VI)
Oxalylchlorid (15,72 g, 0,1237 mol) in Methylenchlorid (das heißt CH₂Cl₂) (500 ml) wird in einen Zweihalsrundbodenkolben (2 l) gegeben. Nach dem Kühlen auf –50 bis –60°C (Trockeneisbad) und unter kräftigem Rühren wird Dimethylsulfoxid (das heißt DMSO) (12,87 g, 0,165 mol) in Methylenchlorid (500 ml) tropfenweise über 5 bis 10 Minuten zugegeben. Das Gemisch wird für weitere 5 bis 10 Minuten (bis die Gasentwicklung aufhört) gerührt. Betulin-3-acetat (III) (pulverisiert) (0,0825 mol, 40 g) wird dann zugegeben und kann für 45 Minuten stehen. Danach wird Triethylamin (41,67 g, 0,4126 mol) zugegeben, das Kühlbad wird entfernt und die Temperatur kann auf 10°C ansteigen. Kaltes Wasser (200 ml) wird zugegeben und das Gemisch wird mit Methylenchlorid (3 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte werden mit Wasser (5 × 100 ml), 5 % HCl (2 × 100 ml) und Kochsalzlösung (2 × 100 ml) gewaschen. Nach dem Trocknen über Natriumsulfat (10 g), ergibt das Verdampfen des Lösemittels die rohe Verbindung (39,6 g), die nach der Kristallisation aus Hexan das weiße kristalline Produkt, Betulinaldehyd-3-acetat (VI) (36,86 g, 93 % Ausbeute) ergibt. Smp. 174–176,9°C.
IR (KBr) 3069, 2942, 2865, 1727, 1641, 1447, 1376, 1245, 1028, 978, 883 cm^–1.
¹H NMR (CDCl₃): δ 9,62 (S, 1H, 28-H Aldehyd), 4,69 (S, 1H, 29-H), 4,57 (S, 1H, 29-H), 4,21 (DD, 1H, 3-H), 2,81 (M, 1H, 19-H), 2,01 (S, 3H, Me-OAc), 1,63 (S, 3H, 30-Me), 0,82, 0,82, 0,82, 0,94, 0,96 (Alle S, 5 × 3H, 23-, 24-, 25-, 26-, 27-Me), 1,05–2,1 (komplexes CH-, CH₂ 25H).
¹³C NMR (CDCl₃) δ 207,01, 171,35, 149,995, 110,52, 81,19, 59,64, 55,67, 50,65, 48,3, 47,84, 42,84, 41,12, 38,96, 38,69, 38,08, 37,37, 34,53, 33,52, 30,13, 29,51, 29,09, 28,24, 25,76, 23,98, 21,65, 21,05, 19,28, 18,45, 16,79, 16,52, 16,19, 14,53.
MS (EI) 482, 466, 454, 438, 422, 407, 393, 379, 262, 232, 217, 207, 189, 175, 161, 147, 135. Beispiel 3 Betulinaldehyd-3-acetat (VI)
Oxalylchlorid (7,86 g, 62 mmol) in Trifluormethylbenzol (250 ml) wird in einen Zweihalsrundbodenkolben (2 l) überführt. Nach dem Kühlen auf –30 bis –35°C (i-PrOH Trockeneisbad) und unter kräftigem Rühren wird Dimethylsulfoxid (6,44 g, 83 mmol) in Trifluormethylbenzol (250 ml) tropfenweise über 5 bis 10 Minuten zugegeben. Das Gemisch wird für weitere 5–10 Minuten gerührt (bis die Gasentwicklung aufhört). Pulverisiertes 3-O-Acetylbetulin (III) (40 g, 41 mmol) wird dann zugegeben. Das entstehende Gemisch kann für 45 Minuten stehen. Danach wird Triethylamin (41,67 g, 206 mmol) zugegeben, das Kühlbad wird entfernt und die Temperatur kann auf 10°C ansteigen. Kaltes Wasser (100 ml) wird zugegeben und das Gemisch wird mit Trifluormethylbenzol (3 × 50 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte werden mit Wasser (5 × 50 ml), 5 % HCl (2 × 50 ml) und Kochsalzlösung (2 × 50 ml) gewaschen. Nach dem Trocknen über Natriumsulfat (5 g), ergibt das Verdampfen des Lösemittels die rohe Verbindung (19,3 g), die nach der Kristallisation aus Hexan das weiße kristalline Produkt, Betulinaldehyd-3-acetat (VI) (18,1 g, 91 % Ausbeute) ergibt. Smp. 174,5–176,8°C.
IR (KBr) 3069, 2942, 2865, 1727, 1641, 1447, 1376, 1245, 1028, 978, 883 cm^–1.
¹H NMR (CDCl₃) δ 9,62 (S, 1H, 28-H-Aldehyd), 4,69 (S, 1H, 29-H), 4,57 (S, 1H, 29-H), 4,21 (DD, 1H, 3-H), 2,81 (M, 1H, 19-H), 2,01 (S, 3H, Me-OAc), 1,63 (S, 3H, 30-Me), 0,82, 0,82, 0,82, 0,94, 0,96 (alle S, 5 × 3H, 23-, 24-, 25-, 26-, 27-Me), 1,05–2,1 (komplexes CH-, CH₂ 25H).
¹³C NMR (CDCl₃) δ 207,01, 171,35, 149,995, 110,52, 81,19, 59,64, 55,67, 50,65, 48,3, 47,84, 42,84, 41,12, 38,96, 38,69, 38,08, 37,37, 34,53, 33,52, 30,13, 29,51, 29,09, 28,24, 25,76, 23,98, 21,65, 21,05, 19,28, 18,45, 16,79,16,52, 16,19, 14,53.
MS (EI) 482, 466, 454, 438, 422, 407, 393, 379, 262, 232, 217, 207, 189, 175, 161, 147, 135. Beispiel 4 Betulinaldehyd-3-acetat (VI)
Palladiumacetat (das heißt Pd(OAc)₂) (112 mg, 0,5 mmol) in Trifluormethylbenzol (500 ml) wird in einen Zweihalsrundbodenkolben (1 l) gegeben. Pyridin (158 mg, 2 mmol) und MS3A (das heißt Molekularsiebe, 3 Å) (5 g) werden dann zugegeben. Das Gemisch wird auf 80–85°C erhitzt und Sauerstoff wird für 10 Minuten eingeblasen. Betulin-3-acetat (III) (pulverisiert) (4,84 g, 10 mmol) wird zugegeben und Sauerstoff wird bei 80–85°C für 1,5 Stunden durch das System geblasen. Das Gemisch wird durch Silicagel (25 g, 230–400 Mesh) zur Entfernung des Katalysators filtriert. Ein Eindampfen des Lösemittels im Vakuum ergibt das rohe Produkt (4,8 g), das nach der Kristallisation aus Hexan weiße Kristalle (4,12 g, 85 %) aus Betulinaldehyd-3-acetat (VI) ergibt. Smp. 174,5–176,8°C.
IR (KBr) 3069, 2942, 2865,1727, 1641, 1447, 1376, 1245, 1028, 978, 883 cm^–1.
¹H NMR (CDCl₃): δ 9,62 (S, 1H, 28-H Aldehyd), 4,69 (S, 1H, 29-H), 4,57 (S, 1H, 29-H), 4,21 (DD, 1H, 3-H), 2,81 (M, 1H, 19-H), 2,01 (S, 3H, Me-OAc), 1,63 (S, 3H, 30-Me), 0,82, 0,82, 0,82, 0,94, 0,96 (Alle S, 5 × 3H, 23-, 24-, 25-, 26-, 27-Me), 1,05–2,1 (komplexes CH-, CH₂ 25H).
¹³C NMR (CDCl₃) δ 207,01, 171,35, 149,995, 110,52, 81,19, 59,64, 55,67, 50,65, 48,3, 47,84, 42,84, 41,12, 38,96, 38,69, 38,08, 37,37, 34,53, 33,52, 30,13, 29,51, 29,09, 28,24, 25,76, 23,98, 21,65, 21,05, 19,28, 18,45, 16,79, 16,52, 16,19, 14,53.
MS (EI) 482, 466, 454, 438, 422, 407, 393, 379, 262, 232, 217, 207, 189, 175, 161, 147, 135. Beispiel 5 Betulinsäure-3-acetat (IV)
Betulinaldehyd-3-acetat (VI) (3 g, 62,15 mmol) wird in Trifluormethylbenzol (120 ml) gelöst und dann in einen Zweihalsrundbodenkolben (250 ml) gegeben. Methanol (1,2 ml) und NHPI (53 mg, 0,32 mmol) werden zu der Lösung gegeben. Sauerstoff wird durch die Lösung bei 15 bis 20°C für 2 Stunden geblasen. Das Reaktionsgemisch wird in kaltes Wasser (50 ml) gegossen und mit Trifluormethylbenzol (2 × 20 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Fraktionen werden mit 1 % wässriger Lösung aus Natriumbicarbonat gewaschen, bis die Wasserphase farblos (4 × 30 ml) ist. Die Trifluormethylbenzollösung wird über Natriumsulfat (0,5 g) getrocknet und das Lösemittel wird im Vakuum bei 27 bis 30°C unter Bildung der rohen Produkts eingedampft. Eine Kristallisation aus MeOH – Hexan ergibt weisse Kristalle (2,14 g, 69 %) des Betulinsäure-3-acetats (IV).
IR (KBr) 2938, 2867, 1741, 1692, 1640, 1450, 1372, 1231, 1184, 1046, 886, 775 cm^–1.
¹H NMR (CDCl₃) δ 4,78 (S, 1H, 29H), 4,65 (S, 1H, 29H), 4,54 (DD, 1H, 3-H), 3,02 (T, 1H, 19H), 2,097 (S, 3H, Me-Ac), 1,69 (S, 3H, 30-Me), 1,05–2,24 (komplexes CH-, CH₂ 25H).
¹³C NMR (CDCl₃) δ 180,403, 171,34, 150,44, 110,01, 81,24, 56,41, 55,471, 50,64, 49,42, 47,03, 42,59, 40,82, 39,01, 38,84, 38,53, 37,36, 37,19, 34,46, 32,29, 30,69, 29,85, 28,14, 27,54, 25,63, 21,65, 20,982, 19,518, 18,43, 16,28, 16,17, 15,51, 14,94.
MS (EI) des Me-Esters: 512, 497, 452, 437, 409, 393, 262, 249, 233, 215, 203, 189, 175, 161, 147, 133, 119, 107, 93, 81, 69, 55, 43.
Alternativ kann 3-Acetylbetulinsäure (IV) von dem Methylester durch Reinigung auf Silica (230–400 Mesh, Hexan:Ether = 3:1), m = 2,58 (Ausbeute 81 %) getrennt werden. Beispiel 6 Betulinsäure (V)
Betulinaldehyd-3-acetat (VI) (1,455 g, 30,14 mmol) in Trifluormethylbenzol (150 ml) wird in einen Zweihalsrundbodenkolben (300 ml) gegeben. Kobalt(III)acetylacetonat (75 mg, 0,205 mmol) in Trifluormethylbenzol (4 ml) wird zu der Lösung gegeben und Sauerstoff wird durch das Gemisch bei 60–65°C für 1 Stunde geblasen. Trifluormethylbenzol wird unter verringertem Druck (20 mm Hg, bei 40°C) eingedampft und Natriumhydroxid (0,82 g, 0,0205 mol) in MeOH (100 ml) wird zugegeben und das Gemisch wird für 1,5 Stunden erhitzt. Methanol wird unter verringertem Druck (130 mm Hg, 40°C) eingedampft, Wasser (150 ml) wird zugegeben und das Gemisch wird mit 15 % Chlorwasserstoffsäure (pH etwa 4) angesäuert. Der Niederschlag wird filtriert und mit Wasser (3 × 100 ml) gewaschen. Eine Kristallisation aus MeOH ergibt weiße Kristalle (1,048 g, 76 %) der Betulinsäure (V). Smp. 290,1–293,4°C [Lit. 291–292].
IR (KBr) 3449, 2941, 2869, 1686, 1639, 1451, 1376, 1235, 1186, 1043, 886 cm^–1.
¹H NMR (CDCl₃): δ 4,79 (S, 1H, 29H), 4,65 (S, 1H, 29H), 3,22 (DD, 1H, 3-H), 3,02 (T, 1H, 19H), 1,66 (S, 3H, 30-Me), 0,79, 0,83, 0,88, 1,0, 1,0 (alle S, 5 × 3H, 23-, 24-, 25-, 26-, 27-Me), 1,05–2,24 (komplexes CH-, CH₂ 25H).
¹³C NMR (CDCl₃) δ 180,403, 150,542, 109,86, 79,146, 56,433, 55,471, 50,64, 49,401, 47,025, 42,573, 40,824, 39,01, 38,842, 38,529, 37,348, 37,174, 34,456, 32,291, 30,688, 29,85, 28,138, 27,54, 25,631, 20,982, 19,518, 18,417, 16,282, 15,495, 14,847.
MS (EI) des Me-Esters: 470, 455, 452, 437, 411, 395, 393, 377, 262, 249, 233, 220, 207, 203, 189, 175, 161, 147, 135, 119, 105, 95, 81, 69, 55, 43. Beispiel 7 Betulinsäure (V)
Betulinsäure-3-acetat (IV) (0,5 g, 1,003 mmol) wird in Methanol (50 ml), das Natriumhydroxid (0,3 g, 7,5 mmol) enthält, für 1 Stunde am Rückfluss erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird dann mit 100 ml Wasser verdünnt und unter Bildung eines weißen Rückstands filtriert. Der weiße Rückstand wird unter Bildung der weißen Kristalle (0,420 g, 92 %) aus Betulinsäure (V) kristallisiert (Methanol – Hexan). Smp. 290,1–293,4°C. [Lit. 291–292].
IR (KBr) 3449, 2941, 2869, 1686, 1639, 1451, 1376, 1235, 1186, 1043, 886 cm^–1.
¹H NMR (CDCl₃) δ 4,79 (S, 1H, 29H), 4,65 (S, 1H, 29H), 3,22 (DD, 1H, 3-H), 3,02 (T, 1H, 19H), 1,66 (S, 3H, 30-Me), 0,79, 0,83, 0,88, 1,0, 1,0 (alle S, 5 × 3H, 23-, 24-, 25-, 26-, 27-Me), 1,05–2,24 (komplexes CH-, CH₂ 25H).
¹³C NMR (CDCl₃) δ 180,403, 150,542, 109,86, 79,146, 56,433, 55,471, 50,64, 49,401, 47,025, 42,573, 40,824, 39,01, 38,842, 38,529, 37,348, 37,174, 34,456, 32,291, 30,688, 20,85, 28,138, 27,54, 25,631, 20,982, 19,518, 18,417, 16,282, 16,173, 15,495, 14,847.
MS (EI) des Me-Esters: 470, 455, 452, 437, 411, 395, 393, 377, 262, 249, 233, 220, 207, 203, 189, 175, 161, 147, 135, 119, 105, 95, 81, 69, 55, 43. Beispiel 8 Betulin-3,28-dibenzoat (II)
Betulin(I) (2 g, 4,52 mmol), Benzoylchlorid (1,40 g, 9,96 mmol) und Pyridin (25 ml) werden in einen Rundbodenkolben (50 ml) überführt. Das Gemisch wird bei 50–60°C für 24 Stunden aufrechterhalten. Die Lösung wird in Dichlormethan (100 ml) gegossen und mit Wasser (2 × 50 ml), 1 % HCl (50 ml) und Wasser gewaschen, bis eine neutrale Reaktion des Universalindikatorpapiers beobachtet wird (das heißt pH = 7). Die Chromatographie auf einer Silicagelsäule (Ether:Hexan = 25:75) ergibt weiße Kristalle (2,41 g) des Betulin-3,28-dibenzoats (II).
IR (Dünnschicht) 3068, 2946, 2871, 1790, 1716, 1641, 1600, 1451, 1315, 1273, 1212, 1174, 1113, 1069, 1015, 710 cm^–1.
¹H NMR (CDCl₃) δ 8,05 (T, 4H (D+D), benz. H), 7,58 (T, 2H, benz. H), 7,43 (T, 4H (D+D), benz H), 4,73 (DD, 1H, 3H), 4,724 (S, 1H, 29H), 4,61 (S, 1H, 29H), 4,54 (D, 1H, 28H, J = 11 Hz), 4,1 (D, 1H, 28H, J = 11 Hz), 2,55 (M, 1H, 19H), 1,71 (S, 3H, 30 Me), 0,9, 0,902, 1,0, 1,02, 1,08 (alle S, 5 × 3H, 23-, 24-, 25-, 26-, 27-Me), 0,8–2,16 (komplexes CH-, CH₂-, 25H).
¹³C NMR (CDCl₃): δ 167,24, 166,58, 150,39, 133,19, 133,02, 130,867, 130,751, 129,867, 128,681, 110,282, 81,856, 68,623, 63,559, 55,74, 55,588, 49,153, 48,103, 47,018, 43,075, 41,232, 38,696, 38,492, 37,953, 37,413, 35,031, 34,419, 30,25, 29,923, 28,421, 27,438, 25,484, 24,064, 22,264, 21,142, 19,473, 18,504, 17,105, 16,493, 16,384, 15,116. Beispiel 9 Betulin-3-O-benzoat (III)
Eine gerührte Lösung aus Betulindibenzoat (II) (1 g, 1,54 mmol) in Isopropanol (25 ml) wird in einem Rundbodenkolben (50 ml) vorgehalten. Pulverisiertes Aluminiumisopropoxid (beispielsweise Al(OiPr)₃) (1,56 g, 7,7 mmol) wird zugegeben und das Gemisch wird für vierundzwanzig Stunden am Rückfluss erhitzt. Isopropylalkohol wird unter verringertem Druck (100 mm Hg) bei 30–33°C destilliert. Der Rückstand wird in Dichlormethan (50 ml) gelöst und Wasser (2,07 ml) wird zu der Lösung gegeben. Nach dem Rühren (15 Minuten) wird der entstehende Niederschlag filtriert und mit Dichlormethan (4 × 10 ml) gewaschen und über Natriumsulfat (1 g) getrocknet. Das Eindampfen des Lösemittels ergibt weiße Kristalle (m = 0,81 g, Ausbeute 96 %) an Betulin-3-benzoat (III).
IR (KBr) 3496, 2944, 2871, 1715, 1639, 1451, 1390, 1375, 1315, 1276, 1176, 1116, 1026, 973, 909, 883, 733, 712 cm^–1.
¹H NMR (CDCl₃) δ 8,04 (D, 2H, benz. H), 7,57 (t, 1H, benz. H), 7,42 (T, 2H, benz. H), 4,72 (DD, 1H, 3-H), 4,70 (S, 1H, 29-H), 4,58 (S, 1H, 29-H), 3,80 (D, 1H, 28-H, J-11 Hz), 3,34 (D, 1H, 28-H, J = 11 Hz), 2,4 (M, 1H, 19-H), 1,696 (S, 3H, 30-Me), 0,90, 0,92, 1,003, 1,003, 1,047 (alle S, 5 × 3H, 27-, 23-, 24-, 25-, 26-Me), 0,8–2,1 (komplexes CH-, CH₂ 24H).
¹³C NMR (CDCl₃) δ 166,17, 150,761, 133,017, 131,246, 129,818, 128,616, 110,042, 81,878, 60,782, 55,718, 50,588, 49,036, 48,089, 43,024, 41,239, 38,681, 38,492, 37,588, 37,413, 34,455, 34,28, 30,039, 29,463, 28,414, 27,343, 25,463, 24,042, 21,171, 19,386, 18,519, 17,098, 16,5, 16,303, 15,065.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon,
das umfasst Alkoholyse einer Verbindung der Formel II
worin R₁ und R₂ jeweils unabhängig für jede geeignete organische Gruppe stehen, unter Verwendung eines Aluminiumalkoxids und eines Alkohols unter Bildung einer entsprechenden Verbindung der Formel III, und optional Durchführung eines oder mehrerer der folgenden Schritte unter Bildung einer Verbindung der Formel IV oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon, der Formel V oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon, der Formel VI oder der Formel VII: Oxidation der Verbindung der Formel III unter Bildung einer Verbindung der Formel VI
Oxidation der Verbindung der Formel VI unter Bildung einer Verbindung der Formel IV
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon, und Schutzgruppenentfernung der Verbindung der Formel IV unter Bildung einer Verbindung der Formel V
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon oder Schutzgruppenentfernung der Verbindung der Formel VI unter Bildung einer Verbindung der Formel VII
und Oxidation der Verbindung der Formel VII unter Bildung einer Verbindung der Formel V
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon, oder Oxidation der Verbindung nach Anspruch III unter Bildung einer Verbindung der Formel IV
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon, und Schutzgruppenentfernung der Verbindung der Formel IV oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon unter Bildung einer Verbindung der Formel V
oder eines pharmazeutisch annehmbaren Salzes hiervon.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Verbindung der Formel II durch die Acylierung einer Verbindung der Formel I
unter Bildung der Verbindung der Formel II erhalten wurde.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, worin R₁ und R₂ jeweils unabhängig für C₁-C₁₀ Alkyl, C₂-C₁₀ Alkenyl, C₂-C₁₀ Alkinyl, C₆-C₁₀ Aryl, C₁-C₁₀ Alkoxy, C₆-C₁₀ Aryl-C₁-C₁₀-alkyl, Cycloalkyl oder Cycloalkylalkyl stehen, worin jedes Alkyl, Alkoxy, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Cycloalkyl, Cycloalkylalkyl oder Arylalkyl optional mit einem oder mehreren Halogen, Nitro, Cyano, Trifluormethyl, Hydroxy, SR oder NRR substituiert sein kann, worin jedes R unabhängig für H oder C₁-C₁₀ Alkyl steht.
Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, worin die Acylierung eine Erhitzung mit einem Säureanhydrid, einer Carbonsäure, einem Säurechlorid oder einer Kombination hiervon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, worin die Acylierung eine Erhitzung mit Essigsäureanhydrid, Benzoylanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid, Essigsäure, Benzoesäure, Acetylchlorid, Pentanoylchlorid oder Benzoylchlorid umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, worin die Acylierung eine Erhitzung bei einer Temperatur über 25°C umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, worin die Acylierung eine Erhitzung in einem Lösemittel umfasst, das ausgewählt ist aus Aceton, Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, THF, Dichlormethan, Pyridin, Benzol, Xylolen, Toluol, Trifluormethylbenzol, o-Chlortrifluormethylbenzol, m-Chlortrifluormethylbenzol und p-Chlortrifluormethylbenzol.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, worin die Acylierung eine Erhitzung in Pyridin und Benzoylchlorid bei 50°C bis 60°C für 20 Stunden bei 30 Stunden umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, worin die Acylierung die Verbindung der Formel II mit einer Ausbeute von mehr als 90 % ergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, worin die Acylierung die Verbindung der Formel II und eine monoacylierte Verbindung in einem Verhältnis von mindestens 90:10 ergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin das Aluminiumalkoxid eine Verbindung der Formel Al(O-R)₃ ist, worin R₃ für C₁-C₁₀ Alkyl, C₂-C₁₀ Alkenyl oder C₂-C₁₀ Alkinyl steht.
Verfahren nach Anspruch 11, worin das Aluminiumalkoxid Aluminiummethoxid, Aluminiumethoxid, Aluminiumisopropoxid, Aluminium-n-propoxid, Aluminium-sek-butoxid, Aluminium-tert-butoxid oder eine Kombination hiervon ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin die Alkoholyse die Verbindung, worin die primäre Acylgruppe aber nicht die sekundäre Acylgruppe einer Alkoholyse unterzogen wurde und die Verbindung, worin sowohl die primären als auch die sekundären Acylgruppen einer Alkoholyse unterzogen wurden, in einem Verhältnis von mehr als 80:20 ergibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, worin der Alkohol Methanol, Ethanol, tert-Butanol, iso-Propanol oder eine Kombination hiervon ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, worin der Alkohol wasserfrei ist.
Verfahren nach Anspruch 15, worin der Alkohol Isopropanol ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, worin die Alkoholyse bei einer Temperatur über 25°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, worin die Alkoholyse für 0,5 bis 4 Stunden durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, worin die Oxidation der Verbindung III zur Verbindung VI Palladiumacetat, Molekularsiebe und Sauerstoff in Trifluormethylbenzol und Pyridin bei 80°C bis 85°C für 0,5 Stunden bis 4 Stunden umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, worin die Oxidation der Verbindung VI zur Verbindung IV Sauerstoff und Kobalt-(III)-acetylacetonat in Trifluormethylbenzol bei 60–65°C für 0,5 Stunden bis 2 Stunden umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, worin die Schutzgruppenentfernung der Verbindung der Formel IV das Erhitzen auf Rückfluss in Methanol, Wasser und Natriumhydroxid umfasst.