!HU000006903T2! (19)
HU
(11) Lajstromszám:
E 006 903
(13)
T2
MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal
EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (51) Int. Cl.:
(30) Elsõbbségi adatok: MI20042413 2004. 12. 17.
(73) Jogosult: INDENA S.p.A., 20139 Milano (IT)
(72) Feltalálók: GABETTA, Bruno, Indena S.p.A., I-20139 Milano (IT); MERCALLI, Enrico, Indena S.p.A., I-20139 Milano (IT) (54)
HU 006 903 T2
A61K 31/55
(21) Magyar ügyszám: E 05 808194 (22) A bejelentés napja: 2005. 11. 23. (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP 20050808194 (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP 1861105 A1 2006. 06. 22. (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP 1861105 B1 2009. 08. 26.
IT
(2006.01) A61P 25/28 (2006.01) C07D 491/10 (2006.01) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO 06063666 PCT/EP 05/012521
(74) Képviselõ: Molnár Imre, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest
Eljárás galantamin-hidrobromid elõállítására
A leírás terjedelme 6 oldal Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az 1995. évi XXXIII. törvény 84/H. §-a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.
1
HU 006 903 T2
A találmány területe A jelen találmány tárgya eljárás tetraciklusos alkaloidok tisztítására, közelebbrõl galantamin tisztítására. A találmány technikai háttere A galantamin, azaz az (I)
5
10
(I) 15 képletû (–)-[4aS-(4a,6b,8aR)]¹4a,5,9,10,11,12-hexahidro-3-metoxi-11-metil-6H-benzo-furo[3a,3,2¹ef][2]benzazepin-6¹ol egy olyan tetraciklusos alkaloida, amely reverzíbilisen gátolja a kolinészterázt. Hatásai hasonlóak a fizosztigmin és neosztigmin hatásaihoz, azonban gátlóhatása kisebb. Ezt a hátrányt azonban ellensúlyozza szélesebb terápiás spektruma és kisebb toxicitása. A galantamin felhasználható úgynevezett szûk szögû glaukóma (szürke hályog), mérgezések, nikotin- és alkoholfüggõség, továbbá az idegrendszer különbözõ patológiás állapotai, így például az Alzheimer-kór kezelésére. Klinikai célokra hidrobromidja formájában hasznosítják, a hidrobromid elõállítását elõször az 50¹es években ismertették, éspedig Proskumina, N. F. és munkatársai a Zhur. Obshchei Khim., 22, 1899 (1952) szakirodalmi helyen. A galantamin elõállítható totálszintézis útján, azonban három királis centrum jelenlétére tekintettel elõállítása rendkívül bonyolult. Gyakrabban a galantamint az Amaryllidaceae családba tartozó növényekbõl különítik el, így például a Galanthus, Crinum, Leucojum és Narcissus genuszokhoz tartozó növényekbõl, amelyek számos, galantaminnal rokon szerkezetû vegyületet is tartalmaznak. Ezekben a növényekben a galantamin nyomokban van jelen vagy legfeljebb 0,3% mennyiségben. Ugyanakkor ezek közül a növények közül számos védett speciesz, ezért ipari méretekben galantamin elkülönítéséhez termesztésbõl származó biomasszák alkalmazására van szükség. A galantaminnal szerkezetileg rokon vegyületek jelentõs számának jelenlétére tekintettel igen nehézkes és gyakran költséges a galantamint olyan tisztaságban elkülöníteni, amely alkalmas gyógyászati felhasználásra, közelebbrõl galantamin-hidrobromid elõállítására. A galantamin és a hozzá közel álló szerkezetû vegyületek keverékeinek növényi anyagokból való elõállítását rendszerint alkaloidok extrahálására szolgáló hagyományos módszerekkel hajtják végre, amelyek során a növényi anyagot a biomasszában lévõ alkaloidsók szabad bázisokká történõ hidrolizálására alkalmas bázikus oldatokkal megnedvesítik, majd olyan oldószerekkel extrahálják, amelyekben az alkaloidbázisok oldhatóak. A galantamint tartalmazó növények konkrét esetében a bázikus oldatok szervetlen bázisok, így például
20
25
30
35
2
nátrium¹, kalcium- vagy kálium-hidroxid vagy ¹karbonát vagy ammónium-hidroxid oldatai. Az extraháláshoz oldószerként használhatók vízzel elegyedõ oldószerek, így például metanol, etanol és aceton, vagy pedig vízzel nem elegyedõ oldószerek, így például alifás és aromás szénhidrogének, vagy észterek, így például etilacetát. Az extrahálásokat 20 °C és az alkalmazott oldószer forráspontjának megfelelõ hõmérséklet közötti tartományba esõ hõmérsékleteken lehet végrehajtani. Elõnyös nátrium-karbonát tömény vizes oldatainak hasznosítása az alkaloidbázisok hidrolizálására; az extrahálásokhoz toluol kerül hasznosításra 20 °C és 70 °C közötti hõmérsékleteken. A fentiekben említett többi oldószerhez viszonyítva a toluol elõnye az, hogy kielégítõ mértékben képes az alkaloidokat extrahálni, ugyanakkor nem kerül sor poláros alkotórészek extrahálására, amelyek a soron következõ tisztítási lépéseket megnehezítenék. A toluolos extraktumokban található alkaloidok elválaszthatók a nem alkaloid komponensektõl egy savas vizes oldattal, például 2%¹os kénsavoldattal végzett extrahálás, majd nátrium- vagy kálium-hidroxiddal, vagy nátrium- vagy kálium-karbonáttal végrehajtott lúgosítás és toluollal elvégzett egyszeri visszaextrahálás útján, amikor az alkaloidkomponensek különíthetõk el keverékként. Ezek a módszerek lehetõvé teszik az Amaryllidaceae családból olyan komplex alkaloidkeverékek elõállítását, amelyeknek a galantamintartalma 30% és 40% közötti. Ezért továbbra is fennáll az igény olyan tisztítási eljárásra, amely lehetõvé teszi gyógyászati felhasználásra alkalmas galantamin elkülönítését. A találmány részletes ismertetése Felismertük, hogy gyógyászati alkalmazásra hasznosítható, nagy tisztaságú galantamin különíthetõ el úgy, hogy (I)
40
45 (I) képletû galantamint hidrobromidként kicsapatunk galantamint tartalmazó olyan alkaloidkeverékbõl, amelyet 50 egy, az Amaryllidaceae családba tartozó növénybõl kaptunk, majd a hidrobromidot hidrolizáljuk és a galantamint egy alkalmas oldószerrel extraháljuk. Közelebbrõl a jelen találmány tárgya olyan eljárás, amely a következõ lépésekbõl áll: 55 a) egy, az Amaryllidaceae családba tartozó növénybõl kapott, galantamint tartalmazó alkaloidkeverékhez – a keverék metanol, etanol, propanol vagy izopropanol közül megválasztott oldószerben van oldva – hidrogén-bromidot adunk; 60 b) a kivált csapadékot elkülönítjük; 2
1
HU 006 903 T2
c) a csapadékot egy bázikus kémhatású vizes oldatban feloldjuk; d) valamely (II) általános képletû
(II) oldószerrel – ahol a képletben R1 jelentése hidrogénatom vagy metilcsoport és R2 jelentése n¹butil¹, izobutil¹, szek-butil- vagy terc-butil-csoport – extrahálunk; e) a kapott szerves fázist koncentráljuk; f) adott esetben a kicsapódott (I) képletû galantamint elkülönítjük. Az alkaloidkeverék elõállítását hagyományos módszerekkel végezhetjük, így például a technika állásának ismertetése kapcsán említett hagyományos módszerekkel. Az alkaloidkeverékbõl a galantamin-hidrobromid kicsapatását elõnyösen vizes hidrogén-bromid-oldattal egy alkohol típusú oldószerben, például metanolban, etanolban, propanolban vagy izopropanolban, elõnyösen etanolban készült oldatával hajtjuk végre. A sóképzést úgy hajtjuk végre, hogy a hõmérsékletet –20 °C és +20 °C, elõnyösen 0 °C és 5 °C között tartjuk a hidrogén-bromid adagolása során, az alkaloidkeverék tömegére vonatkoztatva 5–7 térfogatnyi oldószert, illetve a sztöchiometrikus mennyiséghez képest 5–10% fölöslegben vett hidrogén-bromidot használunk, feltételezve, hogy az alkaloidoknak azonos a molekulatömege, mint a galantaminé (287). A galantamin-hidrobromid kicsapatása lehetõvé teszi a tisztaság 30–40%-ról 85–90%¹ra történõ emelését, lényegében kvantitatív hozammal, minthogy az anyalúgok csak nyomokban tartalmaznak galantaminhidrobromidot. A csapadék feloldására használt bázikus vizes oldatok, azaz a hidrobromidsóból a galantamin hidrolizálására szolgáló oldatok elõnyösen olyan vizes oldatok, amelyek pH¹értéke nagyobb vagy egyenlõ 8¹cal, például nátrium-karbonátot, kálium-karbonátot vagy ammónium-hidroxidot tartalmazó oldatok. Bár a galantaminbázis extrahálására és kicsapatására használt (II) általános képletû oldószerek nem túl gyakran kerülnek hasznosításra extraháláshoz és különösen alkaloidok kristályosításához, ezek az oldószerek meglepõen jó eredményeket adnak a galantamin extrahálása és kristályosítása során. Egy elõnyös oldószer az n¹butil-acetát; az extrahálást követõen a szerves fázist vákuum alatt addig töményítjük, míg a kristályosítás meg nem kezdõdik. Szûrés után 85%¹os hozammal olyan galantamint kapunk, amely kielégítõen tiszta ahhoz, hogy gyógyászatilag alkalmazható hidrobromiddá lehessen átalakítani. A találmány szerinti eljárással elõállított galantaminból a galantamin-hidrobromid elõállítását az alkaloidok sóinak elõállítására általánosan használt hagyományos módszerekkel hajthatjuk végre. Ebbõl a célból
2
a galantamint feloldjuk egy alkalmas oldószerben, elõnyösen acetonban, vagy egy alkoholban, elõnyösen 95%¹os etanolban, majd a kapott oldathoz 0–5 °C hõmérsékleten sztöchiometrikus mennyiségben vizes 5 hidrogén-bromid-oldatot adunk. A találmány szerinti eljárás egy elõnyös foganatosítási módja értelmében a hidrobromidot a galantamin elkülönítése nélkül állítjuk elõ. A n¹butil-acetáttal végzett extrahálás után az egyesített szerves extraktumot térfogatának körülbelül ti10 zenhatodrészére koncentráljuk, majd a fentiekben ismertetett módon oldószert és hidrogén-bromidot adagolunk. Szûrés és vízbõl való kristályosítás után galantamin-hidrobromidot kapunk 99%-nál nagyobb tisztaságban, ahol mindegyik szennyezés mennyisége ki15 sebb, mint 0,1%. A termék ezért alkalmas gyógyászati célokra. A találmányt részletesebben a következõ példákkal illusztráljuk. 20
Példák
1. példa – „Carlton” fajtájú Narcissus Pseudonarcissus gumóiból alkaloidkeverék elõállítása 500 kg, 0,3% galantamint tartalmazó õrült növényi 25 anyaghoz hozzáadunk 850 l 10% vegyes%¹os vizes nátrium-karbonát-oldatot, majd 1000-1000 l toluollal hétszer extrahálást végzünk 65–70 °C hõmérsékleten. Az extraktumokat kombináljuk, majd vákuum alatt 30 300 l térfogatra betöményítjük. A koncentrált oldathoz 50 l 2%¹os kénsavat adunk, majd a vizes fázist elválasztjuk. A vizes fázis pH¹értékét 9¹re beállítjuk ammónium-hidroxid adagolásával, majd az így kapott oldatot 50¹50 l toluollal négyszer extraháljuk. Az egyesített 35 szerves fázisokat vákuumban szárazra pároljuk. Ekkor 3,5 kg összes mennyiségben olyan alkaloidkeveréket kapunk, amely 40% galantamint (HPLC-elemzés) tartalmaz. 40
45
50
55
60 3
2. példa – Galantamin elõállítása n¹butil-acetátból végzett kristályosítással 3,5 kg, az 1. példában ismertetett módon elõállított, 40% galantamint tartalmazó alkaloidkeveréket feloldunk 20 l 95%¹os etanolban. Az oldatot 0 °C hõmérsékletre lehûtjük, majd keverés közben hozzáadunk 2,1 l 48%¹os vizes hidrogén-bromid-oldatot, az adagolás során a hõmérsékletet 0 °C és 5 °C között tartva. A kapott keveréket szobahõmérsékleten négy órán át keverjük, majd a terméket szûréssel elkülönítjük, 95%¹os etanollal mossuk és vákuum alatt 60 °C hõmérsékleten szárítjuk. Így 2,22 kg mennyiségben olyan galantamin-hidrobromidot kapunk, amelynek HPLC útján mért tisztasága 88%. A szûréssel elkülönített, nyomokban galantamin-hidrobromidot tartalmazó anyalúgot eltávolítjuk. A kapott 88%¹os galantamin-hidrobromidot 7,6 l vízben szuszpendáljuk. A szuszpenziót 0 °C hõmérsékletre lehûtjük, majd hígítjuk 5,2 l 10%¹os nátriumkarbonát-oldattal, a hõmérsékletét 0 °C és 5 °C között tartva. 5¹5 l n¹butil-acetáttal ötször extrahálást vég-
1
HU 006 903 T2
zünk, a szerves fázisokat ezután összeöntjük és 2,5 l sós vízzel mossuk. A szerves fázisokat ezután vákuum alatt 4 l¹re koncentráljuk, majd szobahõmérsékleten kristályosodni hagyjuk. A kristályokat kiszûrjük és vákuum alatt 70 °C hõmérsékleten szárítjuk. Így 1,2 kg mennyiségben olyan galantamint kapunk, amelynek kémiai-fizikai és spektroszkópiai jellemzõi egyeznek a szakirodalomban [Carroll, P. és munkatársai: Bull. Soc. Chim. Fr., 127, 769 (1990)] ismertetett jellemzõkkel.
5
10 3. példa – Galantamin elõállítása terc-butilacetátból végzett kristályosítás útján 3,5 kg, az 1. példában ismertetett módon elõállított, 40% galantamint tartalmazó alkaloidkeveréket feloldunk 24 l izopropanolban. A kapott, 0 °C¹ra lehûtött oldathoz hozzáadunk keverés közben 2,1 l 48%¹os vizes hidrogén-bromid-oldatot, az adagolás során a hõmérsékletet 0 °C és 5 °C között tartva. A reakcióelegyet ezután szobahõmérsékleten három órán át keverjük, majd szûrjük és a kiszûrt szilárd anyagot kis mennyiségû izopropanollal mossuk, ezután vákuum alatt 70 °C hõmérsékleten szárítjuk. Így 2,28 kg mennyiségben galantamin-hidrobromidot kapunk, amelynek HPLCtisztasága 85%. A kapott szilárd anyagot 8 l vízben szuszpendáljuk, majd a szuszpenziót 0 °C hõmérsékletre lehûtjük és 5,5 l 10%¹os nátrium-karbonát-oldattal hígítjuk. Ezután 5¹5 l terc-butil-acetáttal hétszer extrahálást végzünk. A szerves fázisokat összeöntjük, 3 l sós vízzel mossuk és vákuum alatt 4,4 l¹re bepároljuk, majd szobahõmérsékleten kristályosodni hagyjuk. A kapott kristályokat kiszûrjük, majd vákuum alatt 70 °C hõmérsékleten szárítjuk. Így 1,25 kg mennyiségben a 2. példában említett minõségû galantamint kapunk.
15
20
25
30
35 4. példa – Legalább 99%¹os tisztaságú galantaminhidrobromid elõállítása 1,64 kg, a 2. és 3. példa szerint elõállított galantamint feloldunk 11,5 l 95%¹os etanolban. A kapott oldatot 0 °C hõmérsékletre lehûtjük, majd keverés közben hozzáadunk 0,76 l 48%¹os hidrogén-bromid-oldatot, az adagolás során a hõmérsékletet 0 °C és 5 °C között tartva. Az így kapott reakcióelegyet négy órán át állni hagyjuk, majd szûrjük és a kiszûrt csapadékot 1,5 l 95%¹os etanollal mossuk. A nedves csapadékot 50 °C hõmérsékleten feloldjuk 18 l 30%¹os vizes etanolban, majd a kapott oldatot vákuumban 6 l térfogatra betöményítjük és ezután egy éjszakán át kristályosodni hagyjuk. A kristályosodott szilárd anyagot kiszûrjük, 1,9 l vízzel mossuk és vákuum alatt 50 °C hõmérsékleten szárítjuk. Így 1,9 kg mennyiségben olyan galantamin-hidrobromidot kapunk, amelynek HPLC-tisztasága nagyobb, mint 99%, ugyanakkor mindegyik szennyezés mennyisége kisebb, mint 0,1%. 5. példa – Legalább 99%¹os tisztaságú galantaminhidrobromid elõállítása 3,5 kg, az 1. példában ismertetett módon elõállított, 40% galantamint tartalmazó alkaloidkeveréket felol-
2
dunk 20 l 95%¹os etanolban. A kapott oldatot 0 °C hõmérsékletre lehûtjük, majd keverés közben hozzáadunk 2,1 l 48%¹os vizes hidrogén-bromid-oldatot, az adagolás során a hõmérsékletet 0 °C és 5 °C között tartva. A kapott keveréket szobahõmérsékleten négy órán át keverjük, majd a terméket szûréssel elkülönítjük, 95%¹os etanollal mossuk és vákuum alatt 60 °C hõmérsékleten szárítjuk. Ekkor 2,22 kg mennyiségben galantamin-hidrobromidot kapunk, amelynek HPLCtisztasága 88%. A szûrésnél kapott anyalúgokat – amelyek nyomnyi mennyiségben galantamin-hidrobromidot tartalmaznak – eltávolítjuk. A kapott 88%¹os galantamin-hidrobromidot 7,6 l vízben szuszpendáljuk. A szuszpenziót 0 °C hõmérsékletre lehûtjük, majd 5,2 l 10%¹os nátrium-karbonátoldattal hígítjuk, a hígítás során a hõmérsékletet 0 °C és 5 °C között tartva. Ezután 5¹5 l n¹butil-acetáttal ötször extrahálást végzünk. A szerves fázisokat összeöntjük, 2,5 l sós vízzel mossuk, vákuum alatt 1,6 l térfogatra betöményítjük és ezután 8,4 l 95%¹os etanolt adunk hozzá. Az így kapott oldatot 0 °C hõmérsékletre lehûtjük, majd keverés közben 0,56 l 48%¹os hidrogénbromid-oldatot adunk hozzá, az adagolás során a hõmérsékletet 0 °C és 5 °C között tartva. Az így kapott elegyet négy órán át állni hagyjuk, majd szûrjük és a kiszûrt csapadékot 1,1 l 95%¹os etanollal mossuk. A nedves csapadékot 50 °C hõmérsékleten 13,2 l 30%¹os vizes etanolban feloldjuk, majd az oldat térfogatát vákuum alatt 4,1 l¹re koncentráljuk és egy éjszakán át kristályosodni hagyjuk. A képzõdött kristályokat kiszûrjük, 1,4 l vízzel mossuk és vákuum alatt 50 °C hõmérsékleten szárítjuk. Így 1,4 kg mennyiségben olyan galantamin-hidrobromidot kapunk, amelynek HPLC-tisztasága 99%-nál nagyobb, ugyanakkor mindegyik szennyezés mennyisége kevesebb mint 0,1%.
SZABADALMI IGÉNYPONTOK 40 1. Eljárás az (I) képletû galantamin
45
50
(I)
tisztítására, azzal jellemezve, hogy a) egy, az Amaryllidaceae családba tartozó növénybõl kapott, galantamint tartalmazó alkaloidkeverékhez – a keverék metanol, etanol, propanol vagy izopro55 panol közül megválasztott oldószerben van oldva – hidrogén-bromidot adunk; b) a kivált csapadékot elkülönítjük; c) a csapadékot bázikus kémhatású vizes oldatban feloldjuk; 60 4
1
HU 006 903 T2
d) valamely (II) általános képletû
(II) oldószerrel – ahol a képletben R1 jelentése hidrogénatom vagy metilcsoport és R2 jelentése n¹butil¹, izobutil¹, szek-butil- vagy terc-butil-csoport – extrahálunk; e) a kapott szerves fázist koncentráljuk; f) adott esetben a kicsapódott (I) képletû galantamint elkülönítjük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy oldószerként etanolt használunk. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alkaloidkeverék tömegére vonatkoztatva az a) lépésben használt oldószert 5–7 térfogatnyi mennyiségben használjuk. 4. Az 1–3. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hidrogén-bromidot vizes hidrogén-bromid-oldatként használjuk.
2
5. Az 1–4. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az adagolást –20 °C és +20 °C közötti hõmérsékleten hajtjuk végre. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, 5 hogy az adagolást 0 °C és 5 °C közötti hõmérsékleten hajtjuk végre. 7. A 4–6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hidrogén-bromidot 5–10%¹os fölöslegben használjuk a keverék számított galanta10 mintartalmára vonatkoztatva. 8. Az 1–7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 8 vagy ennél nagyobb pH¹értékû bázikus vizes oldatot használunk, és a bázist nátrium¹, kálium- és kalcium-hidroxid vagy ¹karbonát és 15 ammónium-hidroxid közül választjuk meg. 9. Az 1–8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy (II) általános képletû oldószerként n¹butil-acetátot használunk. 10. Az elõzõ igénypontok bármelyike szerinti eljá20 rás, azzal jellemezve, hogy továbbá galantamint galantamin-hidrobromiddá alakítunk. 11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a galantamin-hidrobromiddá átalakítást a galantamin elkülönítése nélkül hajtjuk végre.
5
Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest
