ES2261494T3 - Procedimiento para la preparacion de n-formimidoil tienamicina cristalina monohidratada (imipenem monohidratado). - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de n-formimidoil tienamicina cristalina monohidratada (imipenem monohidratado).Info
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Abstract
Procedimiento para la preparación y aislamiento de N-formimidoil tienamicina monohidratada cristalina (imipenem) de Fórmula I directamente a partir de la mezcla de reacción sin liofilización (Ver fórmula) cuyo proceso comprende (a) activación de un compuesto ceto éster de Fórmula II (Ver fórmula) en la que p es hidrógeno o un grupo protector, en presencia de una amina secundaria apropiada, en una lactama N-sustituida apropiada o una amida N, N-disustituida como disolvente, opcionalmente en combinación con un disolvente orgánico inerte para obtener un compuesto de Fórmula III (Ver fórmula) en la que x es OP(O)(OR)2 ó OS (O)2 R y R es C1_6 alquilo, C1_6 alcarilo, arilo o perfluoro C1_6 alquilo; el término alquilo se refiere a cadena recta o ramificada y si tiene las dimensiones suficientes puede ser cíclico, los grupos alquilo preferentes rectos o ramificados incluyen metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo y t-butilo, los grupos cicloalquilo preferentes comprenden ciclopropilo, ciclopentilo, ciclohexilo y ciclopropil metilo; el término arilo se refiere a los anillos aromáticos, incluyendo fenilo, fenilo sustituido y naftilo, los grupos arilo pueden ser sustituidos con uno a 3 sustituyentes seleccionados independientemente a partir de halógeno, alquilo y un grupo alquilo de cadena corta halogenado, en el que el alquilo tiene el mismo significado indicado anteriormente. (b) hacer reaccionar el ceto éster activado de Fórmula III in situ con 2-aminoetanetiol (cisteamina) o o su sal en presencia de una amina secundaria en una lactama N-sustituida o amida N, N-disustituida como disolvente para conseguir éster de tienamicina de Fórmula IV (Ver fórmula) en la que p, lactama n-sustituida y amina N, N-disustituida, tienen el mismo significado que se ha definido anteriomente.
Description
Procedimiento para la preparación de
N-formimidoil tienamicina cristalina monohidratada
(Imipenem monohidratado).
La presente invención se refiere a un
procedimiento efectivo en cuanto a costes y comercialmente viable
para la preparación de N-formimidoil tienamicina
cristalina monohidratada (Imipenem monohidrato) de Fórmula I:
Fórmula
I
\vskip1.000000\baselineskip
El imipenem monohidratado, que es el monohidrato
cristalino de un derivado N-formimidoil de
tienamicina de Fórmula I, es el primer elemento disponible
clínicamente de una nueva clase de antibióticos de
\beta-lactama que poseen el sistema de anillo de
carbapenem. El imipenem muestra un espectro extraordinariamente
amplio de actividad contra especies gram-positivas y
gram-negativas aeróbicas y anaeróbicas, lo cual es
parcialmente debido a su elevada estabilidad en presencia de
\beta-lactamasas.
El imipenem fue obtenido inicialmente por
técnica de liofilización, tal como se dio a conocer por la patente
USA No. 4.194.047. Un procedimiento alternativo de cristalización en
congelación o liofilización ha sido informado por M. Connolly y
otros en Pharm. Sci, 85, 174-175 (1996). No
obstante, el producto liofilizado obtenido de este modo se observa
frecuentemente que es básicamente amorfo, lo que le hace
termodinámicamente inestable. Se dio a conocer una forma cristalina
monohidratada de imipenem en la patente USA No. 4.260.543,
obteniéndose por cristalización de una muestra liofilizada de
imipenem y que demostró tener una estabilidad inesperada en estado
sólido con respecto a la forma liofilizada (forma amorfa). No
obstante, se ha indicado que los cambios en las condiciones de
liofilización pueden cambiar el grado de cristalinidad del producto
final. La cristalinidad es interesante en el estudio de imipenem
liofilizado porque el imipenem cristalino es más estable
termodinámicamente que un imipenem amorfo o no ordenado. Los
procesos de obtención de imipenem cristalino que se describen en la
técnica anterior requieren equipos especializados, tales como
congeladores o liofilizadores, que lo hacen poco atractivo a escala
comercial y que tampoco consiguen el producto con un grado estable
de cristalinidad.
Es un objetivo de la presente invención dar a
conocer un procedimiento efectivo en cuanto a costes y
comercialmente viable para la fabricación de imipenem monohidratado
cristalino, térmicamente estable y de elevada pureza, que tiene un
grado uniforme de cristalinidad directamente a partir de una
solución acuosa obtenida a partir de la mezcla de reacción sin
comportar liofilización en ninguna etapa.
Más particularmente, la presente invención se
refiere a un procedimiento para la preparación y aislamiento de
N-formimidoil tienamicina cristalina monohidratada
(imipenem) de Fórmula I directamente a partir de la mezcla de
reacción sin comportar liofilización, cuyo procedimiento
comprende:
(a) activar un compuesto ceto éster de Fórmula
II
Fórmula
II
\vskip1.000000\baselineskip
en la que p es hidrógeno o un grupo
protector, en presencia de una amina secundaria adecuada, en una
lactama adecuada N-sustituida o una amida
N,N-disustituida como disolvente, opcionalmente en
combinación con un disolvente orgánico inerte para obtener un ceto
éster activado de Fórmula
III
Fórmula
III
en la que X es
OP(O)(OR)_{2} ó OS(O)_{2}R y R es
C_{1-6} alquilo, C_{1-6}
alcarilo, arilo o perfluoro C_{1-6} alquilo. El
término alquilo se refiere a una cadena recta o ramificada y cuando
el tamaño es suficiente puede ser cíclico. Los grupos alquilo rectos
o ramificados preferentes incluyen metilo, etilo, propilo,
isopropilo, butilo y t-butilo. Los grupos
preferentes cicloalquilo comprenden metil ciclopropilo,
ciclopentilo, ciclohexilo y ciclopropil. El término arilo se refiere
a anillos aromáticos incluyendo fenilo, fenilo sustituido y naftilo.
Los grupos arilo pueden estar sustituidos por uno a tres
sustituyentes independientemente seleccionados a partir de halógeno,
alquilo y un grupo alquilo inferior halogenado, de manera que el
alquilo tiene el mismo significado que se ha definido
anteriormente.
El grupo protector p puede ser cualquiera de los
grupos protectores de carboxilo fácilmente eliminables.
Preferentemente, p puede ser seleccionado del grupo que consiste en
bencilo, p-nitrobencilo y metoximetil.
La amina secundaria apropiada es seleccionada
del grupo que consiste en diisopropilamina, diciclohexilamina,
2,2,6,6-tetrametiletil piperidina (TMP) y
1,1,3,3-tetrametilguanida (TMG).
La lactama N-sustituida adecuada
es seleccionada del grupo que consiste en
N-metil-pirrolidona (NMP),
N-etil-pirrolidona (NEP),
N-metil piperidinona y 1,3-dimetil
3,4,5,6-tetrahidro-2(H)
pirimidinona (DMPH). La amida N,N-disustituida
adecuada es seleccionada del grupo que consiste en dimetilformamida
(DMF), dimetilacetamida (DMAc) y el disolvente orgánico inerte
opcional es preferentemente tetrahidrofurano. La realización es
llevada a cabo a una temperatura comprendida entre -20 y -70ºC. El
compuesto de Fórmula II puede ser preparado utilizando métodos
conocidos en esta técnica.
(b) Hacer reaccionar el ceto éster activado de
Fórmula III, in situ con 2-aminoetanetiol
(cisteamina) o con su sal en presencia de una amina secundaria en
lactama N-sustituida o amida
N,N-disustituida a una temperatura comprendida entre
-80ºC y -40ºC para conseguir el éster de tienamicina de la Fórmula
IV
Fórmula
IV
en la que p, lactama
N-sustituida y amina
N,N-disustituida tienen los mismos significados que
se han definido
anteriormente.
(c) Hacer reaccionar el éster de tienamicina de
Fórmula IV, in situ con clorhidrato de bencil formimidato
(C_{6}H_{5}CH_{2}
OCH=NH_{2}^{+}Cl^{-}) en presencia de una amina secundaria en lactama N-sustituida o amida N,N-disustituida para conseguir éster de amidina carboxilato (N-formimidoil tienamicina bloqueada) de Fórmula V
OCH=NH_{2}^{+}Cl^{-}) en presencia de una amina secundaria en lactama N-sustituida o amida N,N-disustituida para conseguir éster de amidina carboxilato (N-formimidoil tienamicina bloqueada) de Fórmula V
Fórmula
V
en la que p, lactama
N-sustituida y amida
N,N-disustituida tienen los mismos significados
definidos
anteriormente.
(d) Hidrogenación de la
N-formimidoil tienamicina bloqueada de Fórmula V
para conseguir imipenem y la solución que contiene la mezcla de
reacción es sometida a cromatografía dianiónica, seguido de
cristalización en presencia de un alcohol o cetona adecuados como
co-disolvente para conseguir
N-formimidoil tienamicina monohidratada en estado
cristalino y elevada pureza (imipenem monohidratado). El alcohol y
la cetona adecuados se pueden seleccionar a partir de etanol,
isopropanol, acetona y metil isobutil cetona.
En lo que respecta la síntesis en sí misma, sin
aislamiento del producto final, ver la patente USA 5 245 069.
A continuación se describirá una realización
preferente a título de ejemplo para mostrar el proceso de la
invención. No obstante, estos ejemplos no están destinados a limitar
en modo alguno la presente invención.
Etapa
1
A una solución de p-nitrobencil
(5R,6S)
p-Nitrobencil-6[(1R)-1-hidroxietil]-1-azabicilo[3.2.0]-heptano-3,7-diona-2-carboxilato
(20,0 g, 57 mmol) en una mezcla de tetrahidrofurano y de
1,3-dimetil-3,4,5,6-tetrahidro(2H)
pirimidinona (160 ml; 1:1 v/v) se añadió diisopropilamina (7,0 g, 69
mmol) a -25 a -30ºC seguido de difenilclorofosfato (17,0 g, 63
mmol). La mezcla fue agitada durante 40-45 min a -10
a -15ºC y se utilizó en la etapa siguiente sin aislamiento del enol
fosfato intermedio.
Etapa
II
La mezcla de reacción de la Etapa I fue enfriada
a -75ºC. Se añadió una solución de clorhidrato de cisteamina
(2-aminoetanotiol) (7,2 g, 63 mmol) en
1,3-dimetil-3,4,5,6-tetrahidro
(2H) pirimidinona (70 ml) y se añadió diisopropilamina (7,0 g, 69
mmol) a -75 hasta -50ºC en 10 minutos. La mezcla de reacción
obtenida de este modo fue agitada adicionalmente a -40ºC a -45ºC
durante 1 hora aproximadamente y se utilizó en su estado, sin
aislamiento.
Etapa
III
La mezcla de reacción de la Etapa II fue
enfriada a -45ºC, y se añadió diisopropilamina (8,7 g, 86 mmol)
seguido de clorhidrato de bencilformimidato (12,8 g, 74,6 mmol). La
mezcla resultante fue agitada a -45 a -40ºC durante unos 30 minutos
y, a continuación, a -20 a -15ºC durante aproximadamente 1 hora y 30
minutos. Se añadió tetrahidrofurano (200 ml) a una temperatura de
-20 a -15ºC y se separaron por filtrado las sales de
diisopropilamina de la mezcla de reacción. El filtrado contenía el
éster de N-formamidoil tienamicina PNB.
Etapa
IV
El filtrado procedente de la Etapa III que
contiene PNB-N-formimidoil
tienamicina fue vertido en una mezcla de agua (400 ml),
N-metilmorfolina (18 g), alcohol isopropílico (200
ml) a 0-5ºC y un pH de valor aproximado 7,0. La
mezcla de reacción fue hidrogenada, a continuación a una presión de
hidrógeno de 3-4 kg y una temperatura de
5-10ºC. La mezcla de reacción fue filtrada, extraída
con cloruro de metileno (2 x 300 ml) y la capa acuosa fue separada.
La capa acuosa fue concentrada a 200 ml por destilación a presión
reducida. La solución concentrada fue purificada mediante
cromatografía dianiónica utilizando agua como eluyente. Las
fracciones conteniendo el producto deseado fueron combinadas y
concentradas a presión reducida o utilizando técnicas de osmosis
inversa de tipo membrana simple hasta un volumen de 50 ml. La
solución concentrada fue enfriada a continuación a
0-5ºC y se añadió alcohol isopropílico (25 ml). Se
agitó además durante 40-45 min a la misma
temperatura. Se añadió otra cantidad de alcohol isopropílico (25 ml)
y se continuó la agitación durante 1 hora aproximadamente a una
temperatura de 0-5ºC. El precipitado cristalino
obtenido fue filtrado, lavado con alcohol isopropílico y acetona (2
x 10 ml) y secado proporcionando 4,0 g de
N-formimidoil tienamicina cristalina.
El modelo de difracción por rayos X (figura 1)
muestra picos característicos de la forma cristalina de imipenem
monohidratado, tal como se obtuvieron por la patente USA No.
4.260.543; Pureza por HPLC = 99,23%.
Claims (10)
1. Procedimiento para la preparación y
aislamiento de N-formimidoil tienamicina
monohidratada cristalina (imipenem) de Fórmula I directamente a
partir de la mezcla de reacción sin liofilización
Fórmula
I
cuyo proceso
comprende
(a) activación de un compuesto ceto éster de
Fórmula II
Fórmula
II
en la que p es hidrógeno o un grupo
protector, en presencia de una amina secundaria apropiada, en una
lactama N-sustituida apropiada o una amida
N,N-disustituida como disolvente, opcionalmente en
combinación con un disolvente orgánico inerte para obtener un
compuesto de Fórmula
III
Fórmula
III
en la que x es
OP(O)(OR)_{2} ó OS (O)_{2} R y R es
C_{1-6} alquilo, C_{1-6}
alcarilo, arilo o perfluoro C_{1-6} alquilo; el
término alquilo se refiere a cadena recta o ramificada y si tiene
las dimensiones suficientes puede ser cíclico, los grupos alquilo
preferentes rectos o ramificados incluyen metilo, etilo, propilo,
isopropilo, butilo y t-butilo, los grupos
cicloalquilo preferentes comprenden ciclopropilo, ciclopentilo,
ciclohexilo y ciclopropil metilo; el término arilo se refiere a los
anillos aromáticos, incluyendo fenilo, fenilo sustituido y naftilo,
los grupos arilo pueden ser sustituidos con uno a 3 sustituyentes
seleccionados independientemente a partir de halógeno, alquilo y un
grupo alquilo de cadena corta halogenado, en el que el alquilo tiene
el mismo significado indicado
anteriormente.
(b) hacer reaccionar el ceto éster activado de
Fórmula III in situ con 2-aminoetanetiol
(cisteamina) o su sal en presencia de una amina secundaria en una
lactama N-sustituida o amida
N,N-disustituida como disolvente para conseguir
éster de tienamicina de Fórmula IV
Fórmula
IV
en la que p, lactama
n-sustituida y amina
N,N-disustituida, tienen el mismo significado que se
ha definido
anteriormente,
(c) hacer reaccionar éster de tienamicina de
Fórmula IV, in situ con clorhidrato de bencil formimidato
(C_{6}H_{5}CH_{2}
OCH=NH_{2}^{+}Cl^{-}) en presencia de una amina secundaria en una lactama N-sustituida o amida N,N-disustituida para conseguir un éster de amidina carboxilato (N-formimidoil tienamicina bloqueada) de Fórmula V
OCH=NH_{2}^{+}Cl^{-}) en presencia de una amina secundaria en una lactama N-sustituida o amida N,N-disustituida para conseguir un éster de amidina carboxilato (N-formimidoil tienamicina bloqueada) de Fórmula V
Fórmula
V
en la que p, lactama
N-sustituida y amina
N,N-disustituida, tienen el mismo significado
definido
anteriormente,
(d) hidrogenar la N-formimidoil
tienamicina bloqueada de Fórmula V, para conseguir
N-formimidoil tienamicina (imipenem) en una solución
y sometiendo la solución que contiene la mezcla de reacción a
cromatografía dianiónica seguida de cristalización en presencia de
un alcohol o una cetona co-disolvente para conseguir
N-formimidoil monohidratado cristalina de elevada
pureza (imipenem monohidratado) de Fórmula I.
2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en
el que el grupo protector p es seleccionado entre los grupos
bencilo, p-nitrobencilo y metoximetilo.
3. Procedimiento, según la reivindicación 1, en
el que la amina secundaria adecuada es seleccionada entre el grupo
que consiste en diisopropilamina, diciclohexil amina,
2,2,6,6-tetrametiletil piperidina (TMP) y
1,1,3,3-tetrametitguanida (TMG).
4. Procedimiento, según la reivindicación 1, en
el que la lactama N-sustituida o la amida
N,N-disustituida es utilizada sola o en combinación
con un disolvente inerte.
5. Procedimiento, según la reivindicación 4, en
el que la lactama N-sustituida es seleccionada
entre el grupo que consiste en N-metil pirrolidona
(NMP), N-etilpirrolidina (NEP),
N-metilpiperidona y
1,3-dimetil-3,4,5,6-tetrahidro
(2H) pirimidinona.
6. Procedimiento, según la reivindicación 4, en
el que la amida N,N-disustituida apropiada es
seleccionada entre el grupo que consiste en dimetilformamida (DMF) y
dimetilacetamida (DMAc).
7. Procedimiento, según la reivindicación 4, en
el que el disolvente inerte es tetrahidrofurano.
8. Procedimiento, según la reivindicación 4, en
el que se utiliza como disolvente una mezcla de
1,3-dimetil-3,4,5,6-tetrahidro-2(H)
pirimidinona y tetrahidrofurano.
9. Procedimiento, según la reivindicación 1, en
el que el alcohol es seleccionado entre el grupo que consiste en
etanol y alcohol isopropílico.
10. Procedimiento, según la reivindicación 1, en
el que la cetona es seleccionada entre el grupo que consiste en
acetona y metil isobutil cetona.
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