DE60303825T2

DE60303825T2 - Verfahren zum herstellen von enantiomeren von indol-2,3-dion-3-oxim-derivaten

Info

Publication number: DE60303825T2
Application number: DE60303825T
Authority: DE
Inventors: Haahr Alex GOULIAEV; Dalbyc/o NeuroSearch A/S William BROWN; Frankc/o NeuroSearch A/S WÄTJEN
Original assignee: Neurosearch AS
Current assignee: NTG Nordic Transport Group AS
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2003-08-13
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2023-08-14
Also published as: US7632948B2; EP1532146A2; WO2004018466A3; DE60303825D1; JP2006503011A; CA2493244A1; EP1532146B1; CN1296372C; US20060178391A1; DK1532146T3; WO2004018466A2; CN1671704A; NZ537810A; MXPA05002056A; ATE318815T1; AU2003250323A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum Herstellen von Enantiomeren von Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten gerichtet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivate sind nützliche pharmazeutische Produkte. WO 98/14447 (NeuroSearch) beschreibt Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivate, die zum Antagonisieren der Wirkung von exzitatorischen Aminosäuren brauchbar sind. Diese Verbindungen werden durch herkömmliche chemische Syntheseverfahren hergestellt, welche den Schritt des Umsetzens eines 1H-Indol-2,3-dions mit einem Amino-Derivat einschließen. Genauer gesagt beschreibt WO 98/14447 Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivate, von denen einige als racemische Gemische vorkommen.
Es ist häufig wünschenswert und manchmal von gesetzlichen Bestimmungen vorgeschrieben, die Arzneimittelentwicklung an spezifischen Enantiomeren statt an racemischen Arzneimitteln vorzunehmen. Dieses Grundprinzip beruht auf den Befunden, dass häufig die erwünschten Eigenschaften von chiralen Verbindungen in einem ihrer Enantiomere liegen, während das andere Enantiomer in der Tat zu einer möglichen toxikologischen Wirkung des Arzneimittels beitragen kann.
Um eine gründliche Untersuchung jedes Enantiomers zu ermöglichen, sind Verfahren zum Erhalten von enantiomerenreinen Zubereitungen von chiralen Verbindungen von erheblicher Bedeutung für die Arzneimittelentwicklung.
EP 439779 (Chisso Corp.) beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von optisch aktiven Hydroxylactonen unter Verwendung einer enzymatischen Umesterung. Ein Verfahren zum Herstellen von Enantiomeren von Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten wird jedoch nicht beschrieben.
EP 467132 (Chisso Corp.) beschreibt 4-substituierte 2-Hydroxybutanoate und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Ein Verfahren zum Herstellen von Enantiomeren von Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten wird jedoch nicht beschrieben.
WO 01/18231 (Lonza AG) beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von (R)- oder (S)-Hydroxy-γ-butyrolacton. Ein Verfahren zum Herstellen von Enantiomeren von Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten wird jedoch nicht beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf ein neues Verfahren zum Erhalten von enantiomerenreinen Zubereitungen von chiralen Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten gerichtet.
Somit stellt die Erfindung in ihrem ersten Aspekt ein Verfahren zum Erhalten von enantiomerenreinen Zubereitungen von chiralen Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten (Verbindungen IIA oder IIB) bereit, wobei dieses Verfahren die aufeinander folgenden Schritte umfasst:

(i) Umsetzen eines 8-Amino-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolin-Derivats der Formel 9-1
wobei R⁵ und R⁸ wie nachstehend definiert sind, mit Chloralhydrat und Hydroxylamin-hydrochlorid, um ein N-(1,2,3,4-Tetrahydroisochinolin-8-yl)-2-hydroxyimino-acetamid-Derivat zu erhalten (Schritt 9);
(ii) Zugeben von Schwefelsäure zu dem in Schritt (i) erhaltenen N-(1,2,3,4-Tetrahydro-isochinolin-8-yl)-2-hydroxyimino-acetamid-Derivat (Schritt 10); und
(iii) Umsetzen des in Schritt (ii) erhaltenen 2,3-Dioxo-2,3,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-Derivats mit chiralem (enantiomerenreinem (R) oder (S)) α-N,N-diBoc-aminoxy-γ-butyrolacton, um das gewünschte chirale Endprodukt, d.h. enantiomerenreine (R)- oder (S)-2-[2-Oxo-1,2,6,7,8,9-hexahydro-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-3-ylidenaminooxy]-4-hydroxy-buttersäure) der Formel IIA oder IIB wie vorstehend definiert zu erhalten (Schritt 11);

Weitere Aufgaben der Erfindung sind für den Fachmann aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den Beispielen ersichtlich.
AUSFÜHRLICHE OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivate
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen von Enantiomeren von Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten bereit. Die gemäß dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivate können insbesondere durch Formel IIA oder IIB gekennzeichnet sein
wobei
R Wasserstoff oder Alkyl bedeutet;
R⁵ Phenyl bedeutet, wobei dieses Phenyl gegebenenfalls mit Halogen, CF₃, NO₂, CN oder SO₂NR⁵¹R⁵² substituiert ist; wobei
R⁵¹ und R⁵² unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkyl bedeuten; oder
R⁵¹ und R⁵² zusammen mit dem N-Atom, an das sie gebunden sind, einen Piperidinyl- oder Morpholinyl-Ring bilden; und
R⁸ Wasserstoff oder Alkyl bedeutet.
In einer mehr bevorzugten Ausführungsform ist das gemäß dem Verfahren der Erfindung erhaltene Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivat durch Formel IIIA oder IIIB gekennzeichnet
wobei
R Wasserstoff oder Alkyl bedeutet;
R⁵³ SO₂NR⁵¹R⁵² bedeutet; wobei
R⁵¹ und R⁵² unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkyl bedeuten; oder
R⁵¹ und R⁵² zusammen mit dem N-Atom, an das sie gebunden sind, einen Piperidinyl- oder Morpholinyl-Ring bilden; und
R⁸ Wasserstoff oder Alkyl bedeutet.
In einer noch mehr bevorzugten Ausführungsform ist das gemäß dem Verfahren der Erfindung erhaltene Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivat durch die allgemeine Formel IIIA oder IIIB gekennzeichnet, wobei
R Wasserstoff oder C_1-3-Alkyl bedeutet;
R⁵³ SO₂NR⁵¹R⁵² bedeutet; wobei
R⁵¹ und R⁵² unabhängig voneinander Wasserstoff oder C_1-3-Alkyl bedeuten; oder
R⁵¹ und R⁵² zusammen mit dem N-Atom, an das sie gebunden sind, einen Piperidinyl- oder Morpholinyl-Ring bilden; und
R⁸ Wasserstoff oder C_1-6-Alkyl bedeutet.
In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform ist das gemäß dem Verfahren der Erfindung erhaltene Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivat Verbindung IVA oder IVB
Das Verfahren zum Erhalten von enantiomerenreinen Zubereitungen von chiralen Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen von Enantiomeren von Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten, insbesondere den vorstehend beschriebenen Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten bereit.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren der Erfindung die aufeinander folgenden Schritte:

(i) Umsetzen eines 8-Amino-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolin-Derivats der Formel 9-1
wobei R⁵ und R⁸ wie vorstehend definiert sind, mit Chloralhydrat und Hydroxylamin-hydrochlorid, um ein N-(1,2,3,4-Tetrahydroisochinolin-8-yl)-2-hydroxyimino-acetamid-Derivat zu erhalten (Schritt 9);
(ii) Zugeben von Schwefelsäure zu dem in Schritt (i) erhaltenen N-(1,2,3,4-Tetrahydro-isochinolin-8-yl)-2-hydroxyimino-acetamid-Derivat (Schritt 10); und
(iii) Umsetzen des in Schritt (ii) erhaltenen 2,3-Dioxo-2,3,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-Derivats mit chiralem (enantiomerenreinem (R) oder (S)) α-N,N-diBoc-aminoxy-γ-butyrolacton, um das gewünschte chirale Endprodukt, d.h. enantiomerenreine (R)- oder (S)-2-[2-Oxo-1,2,6,7,8,9-hexahydro-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-3-ylidenaminooxy]-4-hydroxy-buttersäure) der Formel IIA oder IIB wie vorstehend definiert zu erhalten (Schritt 11);

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren außerdem den Schritt:

(a) Umsetzen von enantiomerenreinem (S) oder (R) α-Hydroxy-γ-butyrolacton mit N,N-diBoc-hydroxylamin, um enantiomerenreines (S) oder (R) α-N,N-diBoc-aminoxy-γ-butyrolacton zu erhalten (Schritt 8a);

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren außerdem den Schritt:

(b) Unterwerfen von N,N-diBoc-O-benzylhydroxylamin einer Hydrierung, um N,N-diBoc-hydroxylamin zu erhalten (Schritt 7);

In einer dritten bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren außerdem den Schritt:

(c) Umwandeln von O-Benzylhydroxylamin in N,N-diBoc-O-benzylhydroxylamin unter Verwendung von Boc₂O (Schritt 6);

In einer vierten bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren außerdem den Schritt:

(d) Umsetzen von enantiomerenreinem (S) oder (R) α-Hydroxy-γ-butyrolacton mit Tosylchlorid, um enantiomerenreines (S) oder (R) α-Tosyloxy-γ-butyrolacton zu erhalten (Schritt 5);

In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform ist das 8-Amino-1,2,3,4-tetrahydroisochinolin-Derivat von Schritt (i) 4-(8-Amino-2-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolin-5-yl)-N,N-dimethyl-benzolsulfonamid, d.h. eine Verbindung der Formel 9-1, wobei R⁵ Methyl bedeutet und R⁸ 4-N,N-Dimethylsulfamoyl-phenyl bedeutet (um N-[5-(4-N,N-Dimethylsulfamoyl-phenyl)-2-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolin-8-yl]-2-hydroxyiminoacetamid zu erhalten); und
ist das 2,3-Dioxo-2,3,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-Derivat von Schritt (iii) N,N-Dimethyl-4-(8-methyl-2,3-dioxo-2,3,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-5-yl)-benzolsulfonamid, d.h. eine Verbindung der Formel IIA oder IIB, wobei R Wasserstoff bedeutet; R⁵ mit SO₂NR⁵¹R⁵² substituiertes Phenyl bedeutet, wobei R⁵¹ und R⁵² beide Methyl bedeuten, und R⁸ Methyl bedeutet;
wobei enantiomerenreine (R)- oder (S)-2-[5-(4-Dimethylsulfamoyl-phenyl)-8-methyl-2-oxo-1,2,6,7,8,9-hexahydro-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-3-ylidenaminooxy]-4-hydroxybuttersäure als das Endprodukt (d.h. Verbindung IIA oder IIB) erhalten wird.
Herstellung der Ausgangsmaterialien
In einer mehr bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem die aufeinander folgenden Schritte umfasst:

(i) Acetylieren eines racemischen Gemisches von α-Hydroxy-γ-butyrolacton, um racemisches α-Acetoxy-γ-butyrolacton zu erhalten (Schritt 1);
(ii) Unterwerfen des in Schritt (i) erhaltenen racemischen α-Acetoxy-γ-butyrolactons einer enzymatischen Deacetylierung, um enantiomerenreines (S) oder (R) α-Acetoxy-γ-butyrolacton zu erhalten (Schritt 2); und
(iii) Unterwerfen des in Schritt (ii) erhaltenen enantiomerenreinen (S) oder (R) α-Acetoxy-γ-butyrolactons einer Hydrolyse unter Verwendung eines sauren Ionenaustausches (Schritt 3);

In einer noch mehr bevorzugen Ausführungsform umfasst das Verfahren außerdem den Schritt:

(iv) Unterwerfen der nicht enantiomerenreinen Rückstände von (iii), d.h. des nicht enantiomerenreinen α-Hydroxy-γ-butyrolactons und α-Acetoxy-γ-butyrolactons einer Racemisierung unter Verwendung einer Säure oder Base;

In einer noch mehr bevorzugten Ausführungsform wird die enzymatische Deacetylierung von Schritt (ii) unter Verwendung eines lipolytischen Enzyms durchgeführt. In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform ist das lipolytische Enzym Lipase PS (erhältlich von Amano Pharmaceutical Co.).
BEISPIEL
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf das folgende Beispiel weiter veranschaulicht, welches in keiner Weise den beanspruchten Umfang der Erfindung beschränken soll.
Zuerst wird der Syntheseweg zu den optischen Isomeren von 2-[5-(4-Dimethylsulfamoylphenyl)-8-methyl-2-oxo-1,2,6,7,8,9-hexahydro-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-3-ylidenaminooxy]-4-hydroxy-buttersäure, nachstehend als Verbindungen IVA und IVB bezeichnet, dargelegt.
Synthese der chiralen Bausteine
Synthese des N,N-DiBoc-Qeschützten Hydroxylamin-Teils
Synthese des Isatin-Derivats
Synthese von enantiomerenreinen (R)-E-1 und (S)-E-1
Anschließend wird eine ausführlichere Beschreibung von jedem Schritt der Synthese gegeben.
Schritt 1
Ein Gemisch aus racemischem α-Hydroxy-γ-butyrolacton (25 g; 0,25 mol), DMAP (1,5 g), Acetylchlorid (25,5 ml; 0,37 mol) in CH₂Cl₂ (325 ml) wurde mit festem K₂CO₃ (50 g) in Portionen versetzt (leicht exotherm). Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt, filtriert und zur Trockne eingedampft. Eine Säulenchromatografie (Petrolether 80–100 : EtOAc = 2 : 1) ergab 26,4 g (75%) racemisches α-Acetoxy-γ-butyrolacton.
Schritt 2
Ein Gemisch aus racemischem α-Acetoxy-γ-butyrolacton (29,8 g; 0,207 mol) und Amano's Lipase PS (800 mg) in THF/Wasser (200 ml; 10/1) wurde über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und zur Trockne eingedampft. Das Rohprodukt wurde in CH₂Cl₂ (250 ml) gelöst und mit kaltem Wasser (5 × 50 ml) extrahiert. Die organische Phase wurde getrocknet (MgSO₄), filtriert und zur Trockne eingedampft, wobei 12,6 g (43%) enantiomerenreines (S)-α-Acetoxy-γ-butyrolacton erhalten wurden.
Die vereinigten wässrigen Phasen wurden mit CH₂Cl₂ (5 × 50 ml) gewaschen. Die wässrige Phase wurde zur Trockne eingedampft, mit CH₂Cl₂ versetzt, getrocknet (MgSO₄), filtriert und zur Trockne eingedampft, wobei 8,5 g (40%) (R)-α-Hydroxy-γ-butyrolacton erhalten wurden. Gesamtausbeute, bezogen auf mol: 83%. [α]_D ²⁵ = +65,7°.
Schritt 3
Eine Suspension von enantiomerenreinem (S)-α-Acetoxy-γ-butyrolacton (5 g, 34,7 mmol) und Amberlite IRA 120 (Säureform) in H₂O (50 ml) wurde zum Rückfluss erhitzt und das Fortschreiten der Reaktion wurde durch GCMS verfolgt. Nach 2 Stunden zeigte die GCMS eine vollständige Umwandlung an. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und zur Trockne eingedampft. Eine Vakuumdestillation bei 0,3–0,4 mbar (Siedepunkt 85–92°C) ergab das enantiomerenreine (S)-α-Hydroxy-γ-butyrolacton (2,6 g, 76% Ausbeute). [α]_D ²⁵ = –66,1°.
Das Rohprodukt kann auch aus der wässrigen Lösung durch Extraktion mit CH₂Cl₂ isoliert werden und das Reinprodukt kann alternativ durch Säulenchromatografie isoliert werden. Amberlite IRA-120 kann durch H₂SO₄ ersetzt werden, jedoch mit einer niedrigeren Gesamtausbeute.
Schritt 4
Nicht enantiomerenreine Rückstände von α-Hydroxy-γ-butyrolacton und α-Acetoxy-γ-butyrolacton aus Schritt 3 können durch Racemisierung unter Verwendung einer Säure oder Base, gefolgt von der Wiedereinführung in die Schritte 1 bis 3 recycliert werden.
Schritt 5
Eine Suspension von (R)-α-Hydroxy-γ-butyrolacton (3,5 g, 34,3 mmol), Tosylchlorid (10,0 g, 52,6 mmol) und K₂CO₃ (2,23 g, 16,2 mmol) in trockenem CH₂Cl₂ (50 ml) wurde bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und das Filtrat mit 1 M Phosphatpuffer pH = 7 (2 × 50 ml), 3 M NaCl (aq.) (1 × 50 ml) gewaschen, mit Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und zur Trockne eingedampft, wobei das Rohprodukt erhalten wurde. Das Rohprodukt wurde mit PE40/60 (50 ml) verrieben und 30 Minuten gerührt. Der gebildete Niederschlag wurde mit Filtration isoliert und mit PE40/60 gewaschen, um Spurenmengen von Tosylchlorid zu entfernen, wobei 7,7 g (87%) enantiomerenreines (R)-a-Tosyloxy-γ-butyrolacton erhalten wurde. [α]₃₆₅ ²⁵ = –9,9°.
Das (S)-Isomer wurde entsprechend hergestellt. [α]₃₆₅ ²⁵ = +9,8°.
Schritt 6
Eine Suspension von O-Benzylhydroxylamin-hydrochlorid (30 g, 188 mmol) in Acetonitril (150 ml) wurde mit Triethylamin (29 ml) versetzt. Die dicke Suspension wurde 60 Minuten bei Raumtemperatur gerührt und filtriert. Der Niederschlag wurde mit Acetonitril (100 ml) an dem Filter gewaschen. Die vereinigten Filtrate wurden zu einer gekühlten (0°C) Lösung von Boc₂O (45 g, 207 mmol) in Acetonitril (150 ml) im Laufe von 20 Minuten zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde bei 0°C gerührt und langsam auf Raumtemperatur aufwärmen gelassen. Das Reaktionsgemisch wurde bei Raumtemperatur über Nacht rühren gelassen, woraufhin das ¹H-NMR eine vollständige Umwandlung von O-Benzylhydroxylamin in N-Boc-O-benzylhydroxylamin anzeigte.
Das Reaktionsgemisch wurde mit einer Lösung von Boc₂O (6,7 g, 310 mmol) in Acetonitril (150 ml) versetzt, gefolgt von einer Lösung von DMAP (2 g, 16,4 mmol) in Acetonitril (30 ml). Das Reaktionsgemisch wurde dann bei 40°C gerührt, bis eine DSC (EtOAc : PE60/80 = 1 : 5) eine vollständige Umwandlung des Zwischenprodukts N-Boc-O-benzylhydroxylamin anzeigte (ungefähr 2 Stunden). Das Reaktionsgemisch wurde zur Trockne eingedampft und in EtOAc (200 ml) wieder aufgelöst. Die organische Phase wurde mit einem Gemisch aus 1 M Phosphatpufter pH) 7 (100 ml) und NaCl (aq., gesättigt) (50 ml) gewaschen. Die organische Phase wurde mit Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und zur Trockne eingedampft, wobei ein Öl erhalten wurde, welches beim Verreiben mit PE40/60 (20 ml) ausfiel. Der Niederschlag wurde durch Filtration isoliert, wobei 56 g (92%) N,N-diBoc-O-benzylhydroxylamin als ein weißer Feststoff erhalten wurden.
Schritt 7
Eine Suspension von N,N-diBoc-O-benzylhydroxylamin (15 g, 46,4 mmol) und 5% Pd/C (0,9 g) in 96%igem EtOH wurde einer Hydrierung bei atmosphärischem Druck unterworfen. Als 390 ml H₂ verbraucht waren, wurde die Hydrierung angehalten. Das Reaktionsgemisch wurde durch Celite filtriert und zur Trockne eingedampft, wobei 12,5 g eines orangefarbenen Öls erhalten wurden, das aus N,N-diBoc-hydroxylamin und N,N-diBoc-imid (86 : 14) zusammengesetzt war.
Das Öl wurde in EtOAc (25 ml) gelöst und mit 1 M NaOH (3 × 25 ml) extrahiert. Die vereinigten wässrigen Phasen wurden sofort in einen 1 M Phosphatpuffer pH = 7 gegossen und mit EtOAc (3 × 75 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Fraktionen wurden mit Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und zur Trockne eingedampft. Der isolierte weiße Feststoff wurde an der Luft getrocknet, wobei 8,8 g (81%) reines N,N-diBoc-hydroxylamin erhalten wurden.
Schritt 8a
Eine Lösung von N,N-diBoc-hydroxylamin (8,5 g, 36 mmol) in trockenem THF (50 ml) unter N₂ wurde mit Ph₃P (11 g, 42 mmol) versetzt und auf 0°C gekühlt. Eine Lösung von (S)-α-Hydroxy-γ-butyrolacton (3,6 g, 35 mmol) in trockenem THF (10 ml) wurde zugegeben, gefolgt von der Zugabe von DEAD (6,8 ml, 42 mmol) während 30 Minuten. Das dunkle Reaktionsgemisch wurde bei 0°C gerührt, bis eine DSC (EtOAc : PE60/80 = 1 : 2, KMnO₄-Sprühflüssigkeit) die vollständige Umwandlung von (S)-α-Hydroxy-γ-butyrolacton anzeigte (ungefähr 2 Stunden).
Das Reaktionsgemisch wurde zur Trockne eingedampft, in Et₂O (50 ml) gelöst und durch Zugabe von PE40/60 (100 ml) verrieben. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und der Niederschlag mit Et₂O : PE40/60 = 1 : 1 (100 ml) gründlich gewaschen. Die vereinigten organischen Filtrate wurden zur Trockne eingedampft, wobei 16 g eines braunen Öls erhalten wurden. Das Öl wurde einer Säulenchromatografie (1000 ml SiO₂, 7 cm Durchmesser, Elutionsmittel: EtOAc : PE60/80 = 1 : 2) unterworfen. Die reinen Fraktionen wurden kombiniert, zur Trockne eingedampft und mit PE40/60 (15 ml) gewaschen, wobei 8,5 g (77%) enantiomerenreines (R)-α-N,N-diBoc-aminoxy-γ-butyrolacton erhalten wurden.
(R)-Isomer: [α]_D ²⁵ = +62,5; [α]₃₆₅ ²⁵ = +210°.
Das (R)-Isomer wurde entsprechend hergestellt: [α]_D ²⁵ = –62,8°; [α]₃₆₅ ²⁵ = –211°.
Schritt 8b
Eine Suspension von 60% NaH (350 mg, 8,8 mmol) in trockenem CH₂Cl₂ unter N₂ bei 0°C wurde mit einer Lösung von BocNHOH in CH₂Cl₂ (5 ml) versetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 30 Minuten bei 0°C gerührt, wonach eine Lösung von (R)-α-Tosyloxy-γ-butyrolacton (2 g, 7,8 mmol) in CH₂Cl₂ (5 ml) zugegeben wurde. Das Reaktionsgemisch wurde auf Raumtemperatur aufwärmen gelassen und über Nacht rühren gelassen. Das Reaktionsgemisch wurde mit 1 M Phosphatpuffer pH = 6,3 (20 ml) versetzt, um die Reaktion anzuhalten, und die organische Phase wurde abgetrennt. Die wässrige Phase wurde mit CH₂Cl₂ (2 × 20 ml) extrahiert und die vereinigten organischen Fraktionen wurden mit NaCl (aq., gesättigt) (15 ml) extrahiert. Die organische Fraktion wurde mit Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und zur Trockne eingedampft. Eine Säulenchromatografie (150 g SiO₂, Elutionsmittel: EtOAc : PE60/80 = 1 : 2) ergab 1,5 g (89%) (S)-α-N-Boc-aminoxy-γ-butyrolacton. [α]_D ²⁵ = –42°; [α]₃₆₅ ²⁵ = –127°.
Auf ähnliche Weise wurde das (R)-Isomer, das ungefähr 10% (S)-Isomer enthielt, hergestellt: [α]₃₆₅ ²⁵ = +70°.
Schritte 9–10
Reinigung
Chloralhydrat (71,6 g, 0,434 mol), Hydroxylamin-hydrochlorid (60,3 g, 0,868 mol) und Na₂SO₄ (243,3 g, 1,65 mol) wurden nacheinander in ein Reaktionsgefäß gegeben, das auf 80°C vorgewärmtes H₂O (1,8 l) enthielt. Als eine klare Lösung erreicht war, wurde das Anilin (4-(8-Amino-2-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolin-5-yl)-N,N-dimethylbenzolsulfonamid; 99,0 g, 0,217 mol) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 45 Minuten gerührt, woraufhin eine DSC den vollständigen Verbrauch des Anilins anzeigte. Celite (39 g) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch wurde auf 40°C gekühlt und 1 Stunde gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde filtriert und der Niederschlag wurde mit kaltem H₂O (500 ml) gewaschen. Das isolierte feste Material (Isonitrosoacetanilid auf Celite) wurde unter einer Heizlampe getrocknet, wobei 132 g Material erhalten wurden, welches ohne weitere Reinigung verwendet wurde.
Das vorstehend erhaltene rohe Isonitrosoacetanilid-Derivat (N-[5-(4-Dimethylsulfamoylphenyl)-2-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolin-8-yl]-2-hydroxyimino-acetamid) wurde im Laufe von 45 Minuten zu einer auf 75°C vorgewärmten Lösung von H₂SO₄ (350 ml) zugegeben. Während der Zugabe stieg die Reaktionstemperatur auf 80–85°C. Nach der vollständigen Zugabe wurde das Reaktionsgemisch weitere 30 Minuten bei einer Reaktionstemperatur von 75–85°C gerührt, woraufhin das gesamte Isonitrosoacetanilid verbraucht war (DSC, CH₂Cl₂ : Aceton : MeOH = 4 : 1 : 1).
Das Reaktionsgemisch (d.h. N,N-Dimethyl-4-(8-methyl-2,3-dioxo-2,3,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-5-yl)-benzolsulfonamid und 4-(3-Hydroxyimino-8-methyl-2-oxo-2,3,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-5-yl)-N,N-dimethyl-benzolsulfonamid) wurde auf H₂O (3,5 l) gegossen, zum Rückfluss erhitzt und dann warm filtriert, um Celite zu entfernen. Das Celite wurde mit kochendem Wasser (750 ml) gewaschen und die vereinigten wässrigen Fraktionen wurden langsam über Nacht zur Ausfällung abkühlen gelassen. Der Niederschlag wurde abfiltriert, mit H₂O (2 × 250 ml) und 96%igem EtOH (2 × 250 ml) gewaschen und dann an der Luft getrocknet, wobei 69,8 g (67%) rohes Isatin-Derivat als das Hydrosulfat erhalten wurden. Das Rohprodukt enthielt 11,4% (typischerweise 9–13%) des Oxims.
Rohprodukt (38,1 g, 76,7 mmol) wurde in H₂O (800 ml) suspendiert und der pH unter Verwendung von 4 M NaOH (ungefähr 80 ml) auf 13 eingestellt, wobei eine purpurfarbene Lösung erhalten wurde, welche 20 Minuten gerührt wurde. Die dann gelborange Lösung wurde mit THF (300 ml) versetzt und der pH wurde unter Verwendung von AcOH auf 8,5 eingestellt. Diese Lösung wurde mit EtOAc (4 × 400 ml) gewaschen, dann mit konzentriertem H₂SO₄ (90 ml) versetzt und auf 75°C erwärmt. Die wässrige Lösung wurde langsam auf Raumtemperatur und dann auf 0°C abkühlen gelassen. Der gebildete Niederschlag wurde abfiltriert, dann mit H₂O (2 × 100 ml) und 96%igem EtOH (2 × 100 ml) gewaschen, wobei 31,3 g (entsprechend ungefähr 53% Ausbeute ausgehend von dem Anilin) des reinen Isatin-Derivats als das Hydrosulfat erhalten wurden.
Schritt 11
Eine Suspension des Isatin-Derivats (d.h. N,N-Dimethyl-4-(8-methyl-2,3-dioxo-2,3,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-5-yl)-benzolsulfonamid) als das Hydrosulfat (32,5 g, 65,4 mmol) wurde in H₂O (650 ml) suspendiert. Das Reaktionsgemisch wurde auf 60°C erwärmt und der pH wurde unter Verwendung von 2 M H₂SO₄ (aq.) auf 1,5 eingestellt. Eine Lösung von (R)- oder (S)-α-N,N-diBoc-aminoxy-γ-butyrolacton (23 g, 72,5 mmol) in THF (130 ml) wurde zugebeben. Das dicke Reaktionsgemisch wurde 9 Stunden bei 60°C gerührt, woraufhin eine HPLC den vollständigen Verbrauch des Isatin-Derivats anzeigte.
Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur stehen gelassen, auf 40°C erwärmt und der pH unter Verwendung von 1 M NaOH (aq.) (ungefähr 150 ml) auf 10 eingestellt. Außerdem wurde 1 M NaOH (aq.) (ungefähr 180 ml insgesamt) während der Reaktion zugegeben, um den pH bei 10 zu halten. Nach 4 Stunden Rühren bei 40°C wurde das Reaktionsgemisch eine nahezu klare Lösung. Eine HPLC zeigte an, dass das gesamte Produkt in Form des Lacton-Zwischenprodukts verbraucht war, und der pH wurde unter Verwendung von 2 M H₂SO₄ (aq.) auf 8,5 eingestellt.
Das Reaktionsgemisch wurde zur Trockne eingedampft, wobei 40,3 g Feststoff erhalten wurde. Der isolierte Feststoff wurde in einem Gemisch aus i-PrOH/H₂O (85/15) (1600 ml) refluxiert und warm filtriert (anorganische Salze werden entfernt). Das Filtrat wurde langsam auf 0°C abkühlen gelassen und über Nacht stehen gelassen. Der gebildete Niederschlag wurde durch Filtration isoliert, wobei 23,9 g gelb bis orangefarbene Kristalle erhalten wurden. Die Kristalle (20 g) wurden in H₂O (80 ml) gelöst und mit EtO-Ac (250 ml) 1 1/2 Stunden kräftig gerührt (um das Z-Isomer und Rückstände des Isatin-Oxims zu entfernen). Die organische Phase wurde verworfen und die wässrige Phase wurde zur Trockne eingedampft. Das isolierte feste Material wurde in THF (400 ml) suspendiert und filtriert.
Der Niederschlag wurde in H₂O (160 ml) gelöst und der pH wurde unter Verwendung von 2 M H₂SO₄ (aq.) langsam auf 5,2 eingestellt. Das Gemisch wurde 1 1/2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und filtriert. Der isolierte Feststoff wurde mit kaltem H₂O (2 × 25 ml) gewaschen und an der Luft getrocknet, wobei A oder B (d.h. (R)- oder (S)-2-[5-(4-Dimethylsulfamoyl-phenyl)-8-methyl-2-oxo-1,2,6,7,8,9-hexahydro-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-3-ylidenaminooxy]-4-hydroxy-buttersäure) als ein gelber amorpher Feststoff, 15,8 g (56%) erhalten wurde. Die Reaktion erfolgt unter Beibehaltung der Stereochemie, d.h. es wird keine Inversion beobachtet.
Schritt 12
Eine Suspension des Isatin-Derivats 12-1 (d.h. N,N-Dimethyl-4-(8-methyl-2,3-dioxo-2,3,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-5-yl)benzolsulfonamid) als das Hydrosulfat (3,5 g, 7 mmol) in 96%igem EtOH (100 ml) wurde mit Hydroxylammoniumchlorid (1 g, 14 mmol) versetzt und dann 2 1/2 Stunden refluxiert. Da das Ausgangsmaterial nicht vollständig verbraucht war (DSC), wurde weiteres Hydroxylammoniumchlorid (0,3 g, 2,1 mmol) zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht am Rückfluss gelassen.
Das Reaktionsgemisch wurde gekühlt und filtriert und der Niederschlag wurde mit 96%igem EtOH gewaschen. Der Niederschlag wurde in H₂O (100 ml) suspendiert, auf 75–80°C erwärmt und der pH wurde unter Verwendung von 4 M NaOH (aq.) auf 8,5 eingestellt. Die wässrige Lösung wurde auf Raumtemperatur gekühlt und filtriert. Der Niederschlag wurde mit H₂O gewaschen, dann in abs. EtOH (100 ml) suspendiert und zum Rückfluss erhitzt. Die Lösung wurde auf Raumtemperatur gekühlt und filtriert.
Der Niederschlag wurde mit abs. EtOH gewaschen und an der Luft getrocknet, wobei 2,63 g (91%) 12-2 (d.h. 8-Methyl-5-(4-N,N-dimethylsulfamoyl)-phenyl)-6,7,8,9-tetrahydro-1H-pyrrolo(3,2h]isochinolin-2,3-dion-3-oxim) als die freie Base erhalten wurden. Die freie Base wird beim Stehen dunkler, kann aber als das Hydrosulfat aufbewahrt werden.
Schritt 13
Eine Suspension von 60% NaH (50 mg, 1,25 mmol) in trockenem DMF (2 ml) unter N₂ wurde bei 0°C langsam mit einer Lösung des Isatin-Oxims 8-Methyl-5-(4-(N,N-dimethylsulfamoyl)-phenyl)-6,7,8,9-tetrahydro-1H-pyrrolo-[3,2-h]isochinolin-2,3-dion-3-oxim (500 mg, 1,25 mmol) in trockenem DMF (8 ml) versetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 30 Minuten bei 0°C gerührt, wonach eine Lösung von (R)-α-Tosyloxy-γ-butyrolacton (340 mg, 1,33 mmol) in trockenem DMF (2 ml) zugegeben wurde. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur rühren gelassen, woraufhin eine HPLC den vollständigen Verbrauch des Isatin-Oxims anzeigte.
Das Reaktionsgemisch wurde zur Trockne eingedampft und dann mit H₂O (20 ml) und Dioxan (5 ml) versetzt. Das Reaktionsgemisch wurde durch die Verwendung von 1 M NaOH auf pH = 10 eingestellt. Weiteres NaOH wurde zugegeben, um den pH bei 10 zu halten. Das Reaktionsgemisch wurde über Nacht bei Raumtemperatur rühren gelassen und 1 Stunde auf 40–45°C erhitzt, woraufhin eine HPLC die vollständige Umwandlung des Lacton-Zwischenprodukts anzeigte. Das Reaktionsgemisch wurde auf pH = 8,5 eingestellt und zur Trockne eingedampft (starkes Schäumen).
Der isolierte Feststoff wurde in i-PrOH (15 ml) 5 Minuten refluxiert, auf Raumtemperatur gekühlt und filtriert, wobei 610 mg festes Material erhalten wurden. Ein Teil des festen Materials (550 mg) wurde in einem Gemisch aus i-PrOH (15 ml) und H₂O (0,75 ml) refluxiert und auf 0°C gekühlt. Der gebildete Niederschlag wurde durch Filtration isoliert, wobei 310 mg Rohmaterial erhalten wurden.
Die Mutterlauge war hauptsächlich aus Natriumtosylat zusammengesetzt. Das Rohmaterial (300 mg) wurde in H₂O (10 ml) gelöst und der pH wurde unter Verwendung von 1 M HCl auf 5,7, alternativ unter Verwendung von 2 M H₂SO₄ (aq.) auf 5,2 eingestellt. Es scheidet sich ein Öl ab und H₂O wurde durch Dekantieren entfernt. Das Produkt fällt beim Verreiben mit EtOH aus. Das Produkt wurde durch Filtration isoliert, wobei 160 mg (28%) IVA oder IVB (d.h. (R)- oder (S)-2-[5-4-Dimethylsulfamoyl-phenyl)-8-methyl-2-oxo-1,2,6,7,8,9-hexahydro-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-3-ylidenaminooxyl]-4-hydroxybuttersäure) erhalten wurden.
Die Reaktion erfolgt mit einer Inversion der Stereochemie, d.h. das Stereozentrum in α-Tosyloxy-γ-butyrolacton wird invertiert.

Claims

Verfahren zum Herstellen der chiralen (±)-Isomere von Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten der Formel IIA oder IIB
wobei R Wasserstoff oder Alkyl bedeutet; R⁵ Phenyl bedeutet, wobei dieses Phenyl gegebenenfalls mit Halogen, CF₃, NO₂, CN oder SO₂NR⁵¹R⁵² substituiert ist; wobei R⁵¹ und R⁵² unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkyl bedeuten; oder R⁵¹ und R⁵² zusammen mit dem N-Atom, an das sie gebunden sind, einen Piperidinyl- oder Morpholinyl-Ring bilden; und R⁸ Wasserstoff oder Alkyl bedeutet, wobei dieses Verfahren die aufeinander folgenden Schritte umfasst: (i) Umsetzen eines 8-Amino-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolin-Derivats der Formel 9-1
wobei R⁵ und R⁸ wie vorstehend definiert sind, mit Chloralhydrat und Hydroxylamin-hydrochlorid, um ein N-(1,2,3,4-Tetrahydro-isochinolin-8-yl)-2-hydroxyimino-acetamid-Derivat zu erhalten (Schritt 9); (ii) Zugeben von Schwefelsäure zu dem in Schritt (i) erhaltenen N-(1,2,3,4-Tetrahydro-isochinolin-8-yl)-2-hydroxyimino-acetamid-Derivat (Schritt 10); und (iii) Umsetzen des in Schritt (ii) erhaltenen 2,3-Dioxo-2,3,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-Derivats mit chiralem (enantiomerenreinem (R) oder (S)) α-N,N-diBoc-aminoxy-γ-butyrolacton, um das gewünschte chirale Endprodukt, d.h. enantiomerenreine (R)- oder (S)-2-[2-Oxo-1,2,6,7,8,9-hexahydro-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-3-ylidenaminooxy]-4-hydroxybuttersäure) der Formel IIA oder IIB wie vorstehend definiert zu erhalten (Schritt 11); gefolgt von der Gewinnung des gewünschten Endprodukts.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren außerdem den Schritt umfasst: (a) Umsetzen von enantiomerenreinem (S) oder (R) α-Hydroxy-γ-butyrolacton mit N,N-diBoc-hydroxylamin, um enantiomerenreines (S) oder (R) α-N,N-diBoc-aminoxy-γ-butyrolacton zu erhalten (Schritt 8a); gefolgt von den Schritten (i) bis (iii) von Anspruch 1.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Verfahren außerdem den Schritt umfasst: (b) Unterwerfen von N,N-diBoc-O-benzylhydroxylamin einer Hydrierung, um N,N-diBoc-hydroxylamin zu erhalten (Schritt 7); gefolgt von Schritt (a) von Anspruch 2 und den Schritten (i) bis (iii) von Anspruch 1.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verfahren außerdem den Schritt umfasst: (c) Umwandeln von O-Benzylhydroxylamin in N,N-diBoc-O-benzylhydroxylamin unter Verwendung von Boc₂O (Schritt 6); gefolgt von Schritt (b) von Anspruch 3, Schritt (a) von Anspruch 2 und den Schritten (i) bis (iii) von Anspruch 1.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren außerdem den Schritt umfasst: (d) Umsetzen von enantiomerenreinem (S) oder (R) α-Hydroxy-γ-butyrolacton mit Tosylchlorid, um enantiomerenreines (S) oder (R) α-Tosyloxy-γ-butyrolacton zu erhalten (Schritt 5); gefolgt von Schritt (c) von Anspruch 4, Schritt (b) von Anspruch 3, Schritt (a) von Anspruch 2 und den Schritten (i) bis (iii) von Anspruch 1.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, zum Herstellen der chiralen (±)-Isomere von Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten der Formel IIIA oder IIIB
wobei R Wasserstoff oder Alkyl bedeutet; R⁵³ SO₂NR⁵¹R⁵² bedeutet; wobei R⁵¹ und R⁵² unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkyl bedeuten; oder R⁵¹ und R⁵² zusammen mit dem N-Atom, an das sie gebunden sind, einen Piperidinyl- oder Morpholinyl-Ring bilden; und R⁸ Wasserstoff oder Alkyl bedeutet.
Verfahren nach Anspruch 6 zum Herstellen der chiralen (±)-Isomere von Indol-2,3-dion-3-oxim-Derivaten der Formel IIIA oder IIIB, wobei R Wasserstoff oder C_1-3-Alkyl bedeutet; R⁵³ SO₂NR⁵¹R⁵² bedeutet; wobei R⁵¹ und R⁵² unabhängig voneinander Wasserstoff oder C_1-3-Alkyl bedeuten; oder R⁵¹ und R⁵² zusammen mit dem N-Atom, an das sie gebunden sind, einen Piperidinyl- oder Morpholinyl-Ring bilden; und R⁸ Wasserstoff oder C_1-6-Alkyl bedeutet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das 8-Amino-1,2,3,4-tetrahydroisochinolin-Derivat von Schritt (i) 4-(8-Amino-2-methyl-1,2,3,4-tetrahydroisochinolin-5-yl)-N,N-dimethyl-benzolsulfonamid ist, d.h. eine Verbindung der Formel 9-1, wobei R⁵ Methyl bedeutet und R⁸ 4-N,N-Dimethylsulfamoyl-phenyl bedeutet (um N-[5-(4-N,N-Dimethylsulfamoyl-phenyl)-2-methyl-1,2,3,4-tetrahydro-isochinolin-8-yl]-2-hydroxyimino-acetamid zu erhalten); und das 2,3-Dioxo-2,3,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-Derivat von Schritt (iii) N,N-Dimethyl-4-(8-methyl-2,3-dioxo-2,3,6,7,8,9-hexahydro-1H-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-5-yl)-benzolsulfonamid ist, d.h. eine Verbindung der Formel IIA oder IIB, wobei R Wasserstoff bedeutet; R⁵ mit SO₂NR⁵¹R⁵² substituiertes Phenyl bedeutet, wobei R⁵¹ und R⁵² beide Methyl bedeuten, und R⁸ Methyl bedeutet; wobei enantiomerenreines (R)- oder (S)-2-[5-(4-Dimethylsulfamoyl-phenyl)-8-methyl-2-oxo-1,2,6,7,8,9-hexahydro-pyrrolo[3,2-h]isochinolin-3-ylidenaminooxy]-4-hydroxy-buttersäure als das Endprodukt (d.h. Verbindung IVA oder IVB) erhalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–8, wobei das Verfahren die aufeinander folgenden Schritte umfasst: (i) Acetylieren eines racemischen Gemisches aus α-Hydroxy-γ-butyrolacton, um racemisches α-Acetoxy-γ-butyrolacton zu erhalten (Schritt 1); (ii) Unterwerfen des in Schritt (i) erhaltenen racemischen α-Acetoxy-γ-butyrolactons einer enzymatischen Deacetylierung, um enantiomerenreines (S) oder (R) α-Acetoxy-γ-butyrolacton zu erhalten (Schritt 2); und (iii) Unterwerfen des in Schritt (ii) erhaltenen enantiomerenreinen (S) oder (R) α-Acetoxy-γ-butyrolactons einer Hydrolyse unter Verwendung eines sauren Ionenaustausches (Schritt 3); gefolgt von der Gewinnung des gewünschten Endprodukts.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren außerdem den Schritt umfasst: (iv) Unterwerfen der nicht enantiomerenreinen Rückstände von Schritt (iii), d.h. des nicht enantiomerenreinen α-Hydroxy-γ-butyrolactons und α-Acetoxy-γ-butyrolactons einer Racemisierung unter Verwendung einer Säure oder Base; gefolgt von der Wiedereinführung des racemischen Gemisches in Schritt (i).
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die enzymatische Deacetylierung von Schritt (ii) unter Verwendung eines lipolytischen Enzyms durchgeführt wird.