説明

樹状トリメシン酸トリアミドの製法

本発明は樹状トリメシン酸トリアミドの新規製法に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は特許請求項中に特徴を示している対象に関する、すなわち特に樹状トリメシン酸トリアミドを製造するための新規製法に関する。
【0002】
血管内空間(血液プール画像)を可視化するためにカスケードポリマー(樹状金属錯体)を使用することは、MRI−血管造影法における重要な使用の1つである。この種の樹状金属錯体の合成は、例えばEP0430863およびWO97/02051中に記載されている。そこに記載されている多くの例の内、例1(WO97/02051から)は特に重要である。当業界においてはガドマー(またはガドマー(Gadomer)17)として公知となっているこの分子は、心臓造影表示のための臨床検査の第II期にある。心臓の冠血管の可視化は早期診断のために重要な方法である。残念なことに、この種の検査を実施するために、従来強く侵襲性のX線法(カテーテル挿入法/X線照射)を使用しなければならなかった。従って、この表示においてMR断層撮影において使用することができる化合物に対する、高い“医学上の必要性”があり、この際この造影剤を単に静脈内注射することが必要である。MRIのための造影剤としてのガドマーの使用は多くの文献および講演記録に記載されている。例としては以下のものを挙げることができる:
【0003】
【表1】

【0004】
【表2】

【0005】
この化合物の開発の範囲において、常に物質量の増加に対する要求があった。この物質は人に適用するので、最終生成物の純度並びに中間生成物に対して、厳密な要求を設定する必要がある。期待される大きな適用範囲のために、この種の価値の高い生成物が対応する(価格における)費用で製造可能であるべきであった。従って、できる限り経済的な合成を提供するということが望まれている。
【0006】
ガドマーの合成の非常に重要な中間生成物はいわゆるZ−24−アミン(WO97/02051からの1d)である。それというのもこのZ−24−アミンがデンドリマーの完全な骨格を含有するためである:
【0007】
【化1】

【0008】
Z−保護基(−CO−OCH−C)の切断後、このアミンを錯化剤の活性エステルとの反応により目的化合物のガドマーに変換する。このガドマーはWO97/02051およびWO98/24775に記載されている。
【0009】
この中間生成物の合成は、WO97/02051の例1に例示されている:
【0010】
【化2】

【0011】
この合成の大きな欠点は、高い毒性でかつ非常に高価なベンジルオキシカルボニルニトリルの使用である。更に、トリリシル構成部の結合(最終工程)の際に、リシンのα−C−原子での著しいラセミ化(約10〜20%)が観察される。このことは分離困難なジアステレオマー混合物に導き、これにより全収率を急激に低下させる。従って、多くのkg範囲でのアップスケール(upscaling)のために、そのような合成経路は環境の観点からも経済的な理由からも認容することはできない。(ジエチレントリアミンから出発し)全ての工程全体に関する全収率は約95%の純度で僅かに14%である(98%の純度を努力して達成するためには、クロマトグラフィーにおける非常に高い損失を記録しなければならない)。
【0012】
外側のリシン被覆の導入においてラセミ化を回避する簡単な改善は、American Chemical Society convention, international meeting, New Yor 2003(J. Platzekの講演)で示された、以下の工程順序であった:
【0013】
【化3】

【0014】
これは、なおベンジルオキシカルボニルニトリルを使用するが、規格に沿った材料Z−24−アミン(HPLCにより純度98%)を得るためには(多くの類似の副生成物のために)損失の大きいクロマトグラフィーが必要である。しかしながら、全収率はアップスケールのためにはなお不十分である。収率は全工程で(ジエチレントリアミンから出発して)21%であった。
【0015】
更に、その他の選択がAmerican Chemical Society convention, international meeting, New Yor 2003(J. Platzekの講演)で提案された:
【0016】
【化4】

【0017】
この方法は、ベンジルオキシカルボニルニトリルの使用を回避しているが、更にいくつかの構造的に非常に類似の副生成物を分離するための2回の比較的煩雑なクロマトグラフィー精製を必要とする。この合成は、ガドマーの最初の1〜2kgの製造のためのガラス規模技術(Glastechnikum)において成功裏に使用することができた。しかしながら、この方法も2回の費用のかかるクロマトグラフィー工程のために不経済であることが、更なるアップスケールにおいて非常に迅速に明になった。(ジエチレントリアミンから出発して)全ての工程にわたっての全収率は僅かに31%である。
【0018】
ガドマー計画を成功裏に更に実施するためには(すなわち、市場導入後に1000kg/年より多量の製造を可能にするためには)、Z−24−アミンのための経費の安い合成が開発されなければならない。
【0019】
本発明方法は新規の中間生成物であるZ−8−アミン(化合物III)の使用下に、設定された要求を高い程度まで満たす。
【0020】
一般式I
【0021】
【化5】

[式中、RはZまたはBoc−保護基を表す]の化合物は、一般式II
【0022】
【化6】

[式中、XはCl、Br、F−原子または基4−ニトロフェノール、N−スクシンイミド、イミダゾール、ペンタフルオロフェノールを表し、有利には塩素原子を表す]の化合物と一般式III
【0023】
【化7】

の化合物とを反応させることにより得られる。この反応は活性化芳香族酸と第2アミン類との当業者に公知の反応方法で実施され、例えば以下の文献を参照のために挙げる:
【0024】
【表3】

【0025】
溶剤としては非プロトン溶媒、例えばTHF、1−メチル−THF、テトラヒドロピラン、ジクロロメタン、1,2−ジメトキシエタン、ジオキサン、アセトニトリル、プロピオニトリルまたはクロロホルムを使用する。THFが有利である。
【0026】
酸捕獲剤としては有機塩基、例えばトリエチルアミン、ヒューニック塩基(Huenigbase)、トリブチルアミン、ピリジン、ルチジンまたは無機塩基、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウムを、反応溶液に固体の形で添加して使用する。この反応を0〜100℃、有利に50〜80℃の温度で実施する。反応時間は30分間〜5時間、有利には30分間〜2.5時間である。このように得られた粗生成物の精製は、有利に標準または逆相の相でのクロマトグラフィーにより実施するのが有利である。水混和性の溶離剤、例えばメタノール、エタノール、アセトニトリル、イソプロパノール、アセトンおよびこれらの水との混和物を用いる逆相クロマトグラフィーが有利である。水/メタノールからなる混合物が有利である。この生成物を噴霧乾燥によりまたは溶液中で(その後の工程の溶剤での再蒸留により)単離することができる。
【0027】
この新規方法はキー化合物Z−24−アミンを並びに類似のBoc−24−アミンを工業的な規模で製造することを可能にする。達せられた全収率は非常に優れており、こうして経済的でかつ生態学的に有利な実施を可能にする。一般式IIIの新規の保護された8−アミンを中間体として使用することは非常に純粋な粗生成物の製造を可能にし、この際、最終工程のクロマトグラフィーは非常に簡単化される。従って、非常に高い収率で98%より高い純度を問題なく容易に達成することができる。
【0028】
(ジエチレントリアミンから出発し)全ての工程を通して全収率は72.3%である。
【0029】
一般式IIIの化合物は一般式IV
【0030】
【化8】

[式中、いくつかのまたは全てのアミノ基は有機または無機酸、例えばp−トルエンスルホン酸、カンファースルホン酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタリンスルホン酸、酢酸、安息香酸、HCl、HSOとの塩で存在してよい]の化合物と一般式V
【0031】
【化9】

[式中、RはZまたはBocを表し、Yは基
【0032】
【化10】

を表す]の化合物とを反応させることにより得られる。この反応は、溶剤、例えばTHF、1−メチル−THF、ジオキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、DMF、N−メチルピロリドン、DMSO、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1−ブタノール、2−ブタノールまたはこれらの混合物;有利にはイソプロパノールおよび2−ブタノール、並びにジクロロメタンとの混合物中で実施される。温度10〜120℃で、有利には30〜90℃で、イソプロパノールがジクロロメタンとの混合物であるのが特に有利である。
【0033】
場合により反応において使用すべき塩基として、有機塩基、例えばトリエチルアミン、ヒューニック塩基、トリブチルアミン、ピリジン、ルチジンを、または無機塩基、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウムを、反応溶液に固体の形で添加することができる。トリエチルアミンを使用するのが有利である。反応時間は1〜15時間、有利には3〜10時間である。化合物IIIの結晶化は、有利にアセトンから実施する(場合によりトリエチルアミンの添加下に)。
【0034】
更なる反応は次の文献中に記載されている:
【0035】
【表4】

【0036】
式IVの化合物は一般式VI
【0037】
【化11】

の化合物から、R=Zの場合にはHBrとの反応により、または接触水素化により得られ、この際接触水素化が有利である。溶剤としては、エタノール、メタノール、イソプロパノールまたはTHFを挙げることができる。エタノールが特に有利である。水素化は、10〜70℃、有利には20℃で実施する。圧力は5〜20バールであり、有利には8〜10バールで水素化する。反応時間は水素圧の監視により決定される(静止状態においてDCを実施し、次いで更に水素化を続行するかまたは中断するかを決定する)。Z−基切断の方法は、当業者に公知であり、例えばTheodora W. Greene, Peter G. W. Wuts, "Protective Groups in organic Chemistry" 3rd. ed, John Wiley & Sons, Inc. New York/Weinheimに記載されている。
【0038】
R=Bocの場合、酸、例えばトリフルオロ酢酸、HCl、HBr、HSO、メタンスルホン酸との反応を実施する。Boc−基切断の方法は当業者には公知であり、例えばTheodora W. Greene, Peter G. W. Wuts, "Protective Groups in organic Chemistry" 3rd. ed, John Wiley & Sons, Inc. New York/Weinheimに記載されている。
【0039】
一般式VIの化合物は一般式Vの化合物からジエチレントリアミンとの反応により得られる。
【0040】
【化12】

【0041】
この反応は、溶剤、例えばTHF、1−メチル−THF、テトラヒドロピラン、トルエン、ジオキサン、ジクロロメタン、クロロホルム、イソプロパノール(有利にはTHF)中で、温度10〜120℃、有利には30〜90℃で実施される。場合により使用すべき塩基としては有機塩基、例えばトリエチルアミン、ヒューニック塩基、トリブチルアミン、ピリジン、ルチジンまたは無機塩基、例えば炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、これらは反応溶液に固体の形で添加することができる、を使用することができる。反応時間は1〜5時間であり、有利には1〜2時間である。得られた化合物の結晶化はアセトンから(場合によりトリエチルアミンの添加下に)実施するのが有利である。
【0042】
更なる反応は以下の文献中に記載されている:
【0043】
【表5】

【0044】
一般式Vの化合物は、市販のジ−Bocもしくはジ−Z−(L)−リシンから当業者に公知の酸活性化の方法により製造することができる。ここに記載した方法は高価な(D)−リシンを用いて実施することもできる。
【0045】
相応する活性エステルへの活性化は以下の文献位置に記載されている:
【0046】
【表6】

【0047】
一般にはZ−基の使用が有利である。
【0048】
次に実施例につき本発明の対象を明らかにする。
【0049】
実施例
Z−24−アミンの製造
1a)
N,N′−(イミノジエタン−2,1−ジイル)−ビス{N2,N6−ビス[(ベンジルオキシ)カルボニル]−L−リシンアミド}
ジエチレントリアミン992g(9.615モル)を20℃で予め装入し、THF30 lと混合する。透明無色の溶液を加熱し還流させる。加熱下に、この溶液にTHF30 l中に溶かしたリソニップ(Lysonip)10kg(18.672モル)からなる溶液を1時間以内に滴下する。還流下に1時間撹拌する。溶剤35 lを標準圧で外套温度90℃で留去する。引き続き、アセトンの複数回の添加により、アセトンで再蒸留した(蒸留物の屈折率が<1.361の値に達するまで/反応溶液の体積約40 l)。アセトン80 lおよびトリエチルアミン1.896kg(28.1モル)を添加し、還流下に1時間煮沸させる。10℃に冷却し、沈殿した結晶ペーストを濾別する。アセトン10 lで後洗浄する。なおアセトンで湿った生成物をもう一回アセトン100 l中に添加し、還流下に1時間加熱する。10℃に冷却後、濾過し、アセトン10 lで後洗浄する。引き続き、生成物を40℃で(16時間)窒素循環下に乾燥する。
【0050】
収量:無色固体物質8.2kg(理論値の95%)。
【0051】
【表7】

【0052】
1b)
N,N′−(イミノジエタン−2,1−ジイル)−ビス(L−リシンジアミド)、ペンタトシレート
例1aからの表題化合物20.00kg(22.32モル)をエタノール100 l中に予め装入し、p−トルエンスルホン酸・一水和物(水分含量9〜13%)23.5kg(122.76モル)およびパラジウム−触媒(Pd/C 10% E 101N/W)0.8kgを添加する。撹拌下に、8バールで水素吸収が停止状態になるまで水素化する。
【0053】
触媒を濾別し、エタノール約20 lで2回後洗浄する。この溶液を更に後処理することなく、次の工程に使用する。その際、イソプロパノールで再蒸留する。
【0054】
収量:27.2kg(理論値の100%)。
【0055】
分析による特徴付けのために、試料を蒸発させて乾燥し、元素分析を実施する:
【0056】
【表8】

【0057】
1c)
N,N′−(イミノジエタン−2,1−ジイル)−ビス(N2−{N2,N6−ビス[(ベンジルオキシ)カルボニル]−L−リシル}−N6−{N2,N6−ビス[(ベンジルオキシ)カルボニル]−L−リシル}−L−リシンアミド)
イソプロパノール520 lに溶かした例1b)からの表題化合物52.1kg(42.71モル)(再蒸留したイソプロパノール溶液)を室温で予め装入し、外套温度80℃に加熱する。この温度で15分間後撹拌し、トリエチルアミン23.8kg(234.9モル)を添加する。これに、ジクロロメタン200 lに溶かしたリソニップ100.7kg(187.9モル)からなる溶液を2時間以内に滴下し、外套温度80℃で6時間後撹拌する(内部温度約65〜70℃)。溶剤を可能な限り(撹拌可能なペーストまで)留去する。引き続き、アセトンを複数回添加し、アセトンで再蒸留する。良好に撹拌可能な黄色懸濁液をアセトン1050 lと、引き続きトリエチルアミン38.0kg(376.0モル)と混合する。この懸濁液を還流下に1時間攪拌し、次いで室温に冷却し、1時間後撹拌する。この生成物を濾別し、アセトン250 lで後洗浄する。湿った結晶をアセトン1050 l中に予め装入し、引き続きトリエチルアミン19.0kg(188.0モル)と混合する。この懸濁液を1時間還流下に撹拌し(外套温度80℃)、次いで室温に冷却する。固体を濾別し、アセトン250 lで後洗浄する。この生成物を50℃で真空乾燥箱(100ミリバール)中で約20時間乾燥する。
【0058】
収量:無色固体物質78.1kg(理論値の94%)。
【0059】
【表9】

【0060】
1d)
N,N’,N”,N’”,N””,N””’[ベンゼン−1,3,5−トリイル−トリス(カルボニルニトリロジ−2,1−エタンジイル)]−ヘキサキス{N2−[N2,N6−ビス(ベンジルオキシカルボニル)−L−リシル]−N6−[N2,N6−ビス(ベンジルオキシカルボニル)−L−リシル]−L−リシンアミド}
例1c)からの表題化合物10.11kg(5.196モル)をTHF(水分含量:<0.007%)200 lと共に予め装入し、トリエチルアミン(水分含量:<0.048%)526g(5.198モル)を添加し、外套温度85℃に加熱する。その間、THF10 l中に溶かしたトリメシン酸トリクロリド400.00g(1.507モル)の溶液を、窒素雰囲気下に製造する。この溶液を、30分間以内に、外套温度85℃で(内部温度約65℃)滴下する。添加の終了後、外套温度85℃で後撹拌する。僅かに混濁した溶液が存在する。更に、30分間撹拌する。内部温度を40℃に冷却し、活性炭Carbopal p3 4.67gを添加し、1時間後撹拌する。その際、内部温度を25℃に冷却する。活性炭をシリカゲル(Matrex 35-70μ)5kgを介して濾別し、それぞれTHF20 lで2回後洗浄し、かつこの濾液を真空中で可能な限り濃縮する(撹拌可能な溶液まで)。
【0061】
引き続き、クロマトグラフィーによる精製を実施する。このためには最初に担持溶液を製造する:
十分に濃縮した溶液にメタノールを複数回添加することにより、メタノールで再蒸留し(体積約30 lまで)、引き続きTHF2 lを添加する。そのようにして得られた溶液をクロマトグラフィーに使用する。
【0062】
YMC−ODS/10um 100Aでクロマトグラフィーを実施する/溶離剤=メタノール/水4:1(複数の貫流)。
【0063】
生成物含有溶液を合して、真空下に十分に濃縮する。この生成物を噴霧乾燥により固体として単離するか、または後続の工程のための溶剤で再蒸留する。
【0064】
収量:25.2kg(理論値の81%)。
【0065】
分析による特徴付けのために、試料を蒸発乾固し、元素分析を実施する。
【0066】
【表10】

【0067】
このZ−24−アミンの製造法の全収量:
全収量(ジエチレントリアミンから出発し4工程を介しての):理論値の72.3%。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一般式I
【化1】

[式中、RはZまたはBoc−保護基を表す]の化合物を製造する方法において、一般式II
【化2】

[式中、XはCl、Br、F−原子または基4−ニトロフェノール、N−スクシンイミド、イミダゾール、ペンタフルオロフェノールを表し、有利には塩素原子を表す]の化合物と一般式III
【化3】

[式中、RはZまたはBoc−基を表す]の化合物とを非プロトン溶媒中で酸捕獲剤の使用下に温度0〜100℃で30分間〜5時間以内に反応させることを特徴とする、一般式Iの化合物の製法。
【請求項2】
非プロトン溶媒として、THF、1−メチル−THF、テトラヒドロピラン、ジクロロメタン、1,2−ジメトキシエタン、ジオキサン、アセトニトリル、プロピオニトリルまたはクロロホルムを使用する、請求項1記載の製法。
【請求項3】
酸捕獲剤として有機塩基を使用する、請求項1記載の製法。
【請求項4】
酸捕獲剤として無機塩基を使用する、請求項1記載の製法。
【請求項5】
酸捕獲剤としてトリエチルアミン、ヒューニック塩基、トリブチルアミン、ピリジンまたはルチジンを使用する、請求項3記載の製法。
【請求項6】
酸捕獲剤として、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムまたは炭酸リチウムを使用する、請求項4記載の製法。
【請求項7】
温度50〜80℃で作業する、請求項1記載の製法。
【請求項8】
反応を0.5〜2.5時間以内に実施する、請求項1記載の製法。
【請求項9】
一般式III
【化4】

[式中、RはZ−またはBoc−基を表す]の化合物。
【請求項10】
ガドマーを製造するための、請求項1記載の一般式Iの化合物の使用。

【公表番号】特表2007−513986(P2007−513986A)
【公表日】平成19年5月31日(2007.5.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−544242(P2006−544242)
【出願日】平成16年11月12日(2004.11.12)
【国際出願番号】PCT/EP2004/012976
【国際公開番号】WO2005/061434
【国際公開日】平成17年7月7日(2005.7.7)
【出願人】(390014166)シエーリング アクチエンゲゼルシヤフト (12)
【氏名又は名称原語表記】Schering Aktiengesellschaft
【住所又は居所原語表記】D−13353 Berlin, Germany
【Fターム(参考)】