ДИАСТЕРЕОИЗОМЕРНО ОБОГАЩЕННЫЙ КОМПЛЕКС ГАДОЛИНИЯ И ХЕЛАТИРУЮЩЕГО ЛИГАНДА НА ОСНОВЕ PCTA И СПОСОБ СИНТЕЗА Российский патент 2024 года по МПК C07F5/00 C07D471/08 A61K49/08 A61K49/10 

Настоящее изобретение относится к новому способу синтеза комплекса гадолиния и хелатирующего лиганда на основе PCTA, который позволяет предпочтительно получать стереоизомеры указанного комплекса, обладающие физико-химическими свойствами, которые являются особенно преимущественными для вариантов применения в качестве контрастного средства в области медицинской визуализации, в особенности для магнитно-резонансной томографии. Настоящее изобретение также относится к диастереоизомерно обогащенному комплексу как таковому, а также к двум синтетическим промежуточным соединениям, необязательно содержащим гадолиний.

Известно множество контрастных средств на основе хелатов лантаноидов (парамагнитного металла), в частности гадолиния (Gd), например, описанных в US 4647447. Эти продукты часто объединяют под термином GBCA (контрастное средство на основе гадолиния). На рынке имеется несколько продуктов, среди которых макроциклические хелаты, такие как меглумина гадотерат на основе DOTA (1,4,7,10-тетраазациклододекан-N,N',N",N'"-тетрауксусной кислоты), гадобутрол на основе DO3A-бутрола, гадотеридол на основе HPDO3A, а также линейные хелаты, в особенности на основе DTPA (диэтилентриаминпентауксусной кислоты) или DTPA-BMA (гадодиамид в качестве лиганда).

Другие продукты, некоторые из которых находятся в процессе разработки, представляют собой новое поколение GBCA. По сути, они представляют собой комплексы макроциклических хелатов, такие как комплексы бициклополиазамакроциклокарбоновой кислоты (ЕР 0438206) или производных PCTA (т.е. производных, характеризующихся по меньшей мере химической структурой 3,6,9,15-тетраазабицикло[9,3,1]пентадека-1(15),11,13-триен-3,6,9-триуксусной кислоты), описанные в документе EP 1931673.

Примечательно, что комплексы хелатирующих лигандов на основе PCTA, описанные в EP 1931673, имеют преимущество, состоящее в том, что их относительно легко синтезировать химическим путем и, что еще важнее, они обладают большей релаксивностью, чем другие представленные в настоящее время на рынке GBCA (релаксивность r₁, которая может составлять не более 11-12 ммоль^-1.с^-1 в воде), при этом эта релаксивность соответствует эффективности данных продуктов и, следовательно, их контрастирующей способности.

В организме хелаты (или комплексы) лантаноида и, в особенности, гадолиния, находятся в состоянии химического равновесия (характеризующегося его термодинамической константой K_терм.), что может привести к нежелательному высвобождению указанного лантаноида (см. уравнение 1 ниже):

(уравнение 1)

Химическое равновесие комплексообразования между хелатом или лигандом (Ch) и лантаноидом (Ln) с образованием комплекса Ch-Ln.

С 2006 года патология, называемая NSF (нефрогенным системным фиброзом или фиброгенной дермопатией) по меньшей мере частично была связана с высвобождением свободного гадолиния в организме. Данное заболевание привлекло внимание органов здравоохранения в отношении контрастных средств на основе гадолиния, продаваемых определенным категориям пациентов.

Таким образом, были разработаны стратегии для решения совершенно безопасным образом сложной проблемы переносимости пациентом и ограничения или даже устранения риска нежелательного высвобождения лантаноида после введения. Эта проблема является трудноразрешимой, поскольку введение контрастных средств часто повторяется либо во время диагностических обследований, либо при корректировке доз и мониторинге эффективности терапевтического лечения.

Кроме того, с 2014 года упоминалось о возможном отложении гадолиния в головном мозге после повторяемого введения продуктов на основе гадолиния, в частности линейных хелатов гадолиния, причем подобное отложение редко или вообще не было связано с макроциклическими хелатами гадолиния, такими как Dotarem^®. В результате, различные страны решили либо отозвать большинство линейных хелатов с рынка, либо значительно ограничить их показания к применению, учитывая их устойчивость, которая считается недостаточной.

Таким образом, стратегия ограничения риска высвобождения лантаноидов в организме состоит в отдаче предпочтения комплексам, отличающимся термодинамической и/или кинетической устойчивостью, которая должна быть как можно более высокой. Это обусловлено тем, что чем стабильнее комплекс, тем больше будет ограничиваться количество высвобождаемого с течением времени лантаноида.

Однако комплексы хелатирующих лигандов на основе PCTA, имеющие структуру типа пиклена, которая описана в EP 1931673, обладая хорошей кинетической устойчивостью, как правило, характеризуются термодинамической константой, которая ниже, чем у комплексов других макроциклов на основе циклена.

Это особенно верно в случае комплекса формулы (II), которая представлена ниже:

(II).

Более конкретно, в WO 2014/174120 подробно описано, что термодинамическая константа равновесия, соответствующая реакции образования комплекса формулы (II), которую также называют константой устойчивости, составляет 10^14,9 (т.е. log (K_терм.) = 14,9). Для сравнения, константа устойчивости комплекса гадолиния и 1,4,7,10-тетраазациклододекан-N,N',N",N"'-тетрауксусной кислоты (DOTA-Gd) составляет 10^25,6 (т.е. log (K_терм.) = 25,6).

Однако следует отметить, что комплекс формулы (II) соответствует нескольким стереоизомерам, в особенности, из-за присутствия трех асимметрических атомов углерода, расположенных на боковых цепях комплекса в α-положении по отношению к атомам азота макроцикла, к которым привиты указанные боковые цепи. Эти три асимметрических атома углерода отмечены звездочкой (*) в формуле (II), которая представлена выше.

Таким образом, синтез комплекса формулы (II), описанный в ЕР 1931673, приводит к получению смеси стереоизомеров.

Аминопропандиольные группы боковых цепей комплекса формулы (II) также включают асимметрический атом углерода. Таким образом, комплекс формулы (II) содержит в целом шесть асимметрических атомов углерода и, таким образом, существует в виде 64 конфигурационных стереоизомеров. Однако в остальной части описания единственным источником стереоизомерии, рассматриваемым для данной боковой цепи, в целях простоты изложения будет тот, который соответствует асимметрическому атому углерода, несущему карбоксилатную группу, который отмечен звездочкой (*) в формуле (II), представленной выше.

Поскольку каждый из этих трех асимметрических атомов углерода может иметь абсолютную R- или S-конфигурацию, комплекс формулы (II) существует в виде восьми семейств стереоизомеров, упоминаемых далее в данном документе как II-RRR, II-SSS, II-RRS, II-SSR, II-RSS, II-SRR, II-RSR и II-SRS. А именно, согласно обычной стереохимической номенклатуре комплекс формулы (II) существует в виде восьми семейств диастереоизомеров.

Применение термина "семейство" оправдано тем, что каждое из этих семейств объединяет несколько стереоизомеров, в особенности, из-за присутствия асимметрического атома углерода в аминопропандиольной группе, как упомянуто ранее.

Тем не менее, поскольку в остальной части описания не будет рассматриваться стереоизомерия, связанная с асимметрическим атомом углерода данной аминопропандиольной группы, термины "изомеры", "стереоизомеры" или "диастереоизомеры" II-RRR, II-SSS, II-RRS, II-SSR, II-RSS, II-SRR, II-RSR и II-SRS будут применяться в одинаковой мере без указания соответствия каждого из них семейству стереоизомеров.

Авторам настоящего изобретения удалось разделить и идентифицировать с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC) и ультра высокоэффективной жидкостной хроматографии (UHPLC) четыре неразрешенных пика или группы изомеров комплекса формулы (II), полученных согласно способу из предшествующего уровня техники, которые соответствуют четырем различным пикам элюирования, характеризующимся своим временем удерживания на хроматограмме, которые в остальной части описания настоящего изобретения будут упоминаться как iso1, iso2, iso3 и iso4. При осуществлении способа, описанного в EP 1931673, значения соответствующего содержания групп iso1, iso2, iso3 и iso4 в полученной смеси будет следующим: 20%, 20%, 40% и 20%.

Затем авторы настоящего изобретения обнаружили, что данные различные группы изомеров имеют разные физико-химические свойства, и определили, что группа изомеров, называемая iso4, которая включает смесь изомеров II-RRR и II-SSS формулы (II-RRR) и формулы (II-SSS), представленных ниже, показывает себя наиболее преимущественной в качестве контрастного средства для медицинской визуализации.

(II-SSS),

(II-RRR).

Таким образом, неожиданно iso4 отличается термодинамической устойчивостью, которая значительно превосходит термодинамическую устойчивость смеси диастереоизомеров, в форме которой комплекс формулы (II) получают путем осуществления способа, описанного в EP 1931673. Более конкретно, термодинамическая константа равновесия K_{терм. iso4} равняется 10^18,7 (т.е. log (K_{терм. iso4}) = 18,7), при этом это значение было определено по методу, описанному в Pierrard et al., Contrast Media Mol. Imaging, 2008, 3, 243-252 и Moreau et al., Dalton Trans., 2007, 1611-1620.

Более того, iso4 представляет собой группу изомеров, обладающую наилучшей кинетической инертностью (также называемой кинетической устойчивостью) среди четырех групп, выделенных авторами настоящего изобретения. Более конкретно, авторы настоящего изобретения оценили кинетическую инертность четырех групп изомеров, изучая их кинетику распада комплекса в кислом водном растворе (pH = 1,2) при 37°C. Значения периода полураспада (_1/2), которые определяли для каждой из групп изомеров, указаны в таблице 1 ниже, при этом период полураспада соответствует времени, по истечении которого 50% первоначально присутствующего количества комплекса продиссоциировало в соответствии со следующей реакцией распада комплекса (уравнение 2):

(уравнение 2)

Таблица 1. Кинетика распада комплекса для групп изомеров iso1–iso4

Группы изомеров T_1/2 (pH 1,2 – 37°C) Iso1 18 часов Iso2 6 часов Iso3 8 дней Iso4 27 дней

Для сравнения, гадобутрол или гадотерат, представляющие собой макроциклические комплексы гадолиния, обладают кинетической инертностью 18 часов и 4 дня соответственно, при тех же условиях, тогда как линейные комплексы гадолиния, такие как гадодиамид или гадопентетат, диссоциируют мгновенно.

Кроме того, в особенности, iso4 химически более устойчива, чем iso3. Это обусловлено тем, что амидные функциональные группы комплекса формулы (II) склонны к гидролизу. Реакция гидролиза амидной функциональной группы (уравнение 3) приводит к образованию примеси, образующейся в результате двойного присоединения, которое сопровождается высвобождением 3-амино-1,2-пропандиола. Авторы настоящего изобретения изучили кинетику реакции гидролиза комплекса формулы (II) в водном растворе при pH 13 и обнаружили, что амидные функциональные группы в iso4 более устойчивы в отношении гидролиза, чем функциональные группы в iso3.

(уравнение 3)

Что касается релаксивности различных групп изомеров, т.е. их эффективности в качестве контрастного средства, проведенные измерения демонстрируют контрастирующую способность, которая относительно эквивалентна для групп iso1, iso2 и iso4, и пониженную эффективность для iso3 (см. таблицу 2).

Таблица 2. Релаксивность групп изомеров iso1–iso4 при 37°C

Группы изомеров r1, 20 МГц
(ммоль^-1.с^-1) r1, 60 МГц
(ммоль^-1.с^-1) Iso1 12,6 12,5 Iso2 13,3 12,9 Iso3 8,0 8,1 Iso4 12,9 13,0

Авторам настоящего изобретения удалось разработать новый способ получения и очистки комплекса формулы (II), позволяющий предпочтительно получать диастереоизомеры II-RRR и II-SSS указанного комплекса, которые обладают особенно преимущественными физико-химическими свойствами. Способ в соответствии с настоящим изобретением включает стадию изомерного обогащения путем превращения наименее устойчивых стереоизомеров в наиболее устойчивые стереоизомеры, что неожиданно хотя и проводится для промежуточного комплекса с гексакислотой, а не с конечным комплексом, позволяет преимущественно получать наиболее устойчивые изомеры комплекса формулы (II).

Осуществление способа, позволяющего преимущественно получать представляющие интерес диастереоизомеры, безусловно преимущественно по сравнению с альтернативой, состоящей в получении смеси стереоизомеров с последующей попыткой разделить диастереоизомеры обычными методиками и, таким образом, выделить представляющие интерес изомеры. Более конкретно, не считая того, что легче осуществлять способ, не включающий стадию разделения диастереоизомеров в промышленном масштабе, отсутствие разделения, во-первых, обеспечивает значительную экономию времени, а во-вторых, позволяет повысить общий выход способа путем ограничения, по мере возможности, образования нежелательных диастереоизомеров, которые в конечном итоге будут отброшены. Более того, обычные методики разделения, как правило, включают обильное применение растворителей, что нежелательно по экологическим соображениям, не говоря уже о финансовых затратах. Кроме того, следует избегать, в частности хроматографии на диоксиде кремния, учитывая риски для здоровья, связанные с профессиональным воздействием диоксида кремния, которое классифицируется Международным агентством по изучению рака как канцерогенное для человека (группа 1).

Как указано выше, способ получения комплекса формулы (II), разработанный авторами настоящего изобретения, основан на стадии изомерного обогащения промежуточного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), которая представлена ниже:

(I).

Комплекс формулы (I) соответствует нескольким стереоизомерам из-за присутствия трех асимметрических атомов углерода, расположенных на боковых цепях комплекса в α-положении по отношению к атомам азота макроцикла, к которому привиты указанные боковые цепи. Эти три асимметрических атома углерода отмечены звездочкой (*) в формуле (I), которая представлена выше.

Поскольку каждый из трех асимметрических атомов углерода, несущий карбоксилатную функциональную группу, может иметь абсолютную R- или S-конфигурацию, комплекс формулы (I) существует в виде восьми стереоизомеров, упоминаемых далее в данном документе как I-RRR, I-SSS, I-RRS, I-SSR, I-RSS, I-SRR, I-RSR и I-SRS. А именно, согласно обычной стереохимической номенклатуре, комплекс формулы (I) существует в виде четырех пар энантиомеров, являющихся диастереоизомерами по отношению друг к другу.

Авторам настоящего изобретения удалось разделить и идентифицировать с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC) и ультра высокоэффективной жидкостной хроматографии (UHPLC) четыре неразрешенных пика или группы изомеров комплекса формулы (I), полученных согласно способу, описанному в EP 1931673, которые соответствуют четырем различным пикам элюирования, характеризующимся своим временем удерживания на хроматограмме, которые в остальной части описания настоящего изобретения будут упоминаться как isoA, isoB, isoC и isoD.

IsoD кристаллизуется из воды. С помощью рентгеноструктурного анализа авторы настоящего изобретения смогли определить кристаллическую структуру данной группы изомеров и, таким образом, обнаружить, что она включает диастереоизомеры I-RRR и I-SSS комплекса формулы (I), формулы (I-RRR) и формулы (I-SSS), представленных ниже.

(I-SSS),

(I-RRR).

Следует отметить, что диастереоизомеры I-RRR и I-SSS комплекса формулы (I) являются энантиомерами друг друга.

Стадия изомерного обогащения способа по настоящему изобретению направлена на обогащение промежуточного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) с помощью isoD.

В частности, синтез комплекса формулы (II), включает превращение функциональных групп карбоновой кислоты промежуточного комплекса с гексакислотой формулы (I) в амидные функциональные группы. Данная реакция амидирования не изменяет абсолютную конфигурацию трех асимметрических атомов углерода комплекса формулы (I).

Таким образом, проведение реакции амидирования полученного ранее комплекса с гексакислотой формулы (I), обогащенного isoD, позволяет получать комплекс формулы (II), обогащенный iso4.

Комплекс гадолиния и гексакислоты формулы (I)

Таким образом, настоящее изобретение относится, прежде всего, к комплексу гадолиния и гексакислоты формулы (I):

(I),

характеризующемуся по меньшей мере 80% диастереоизомерным избытком смеси изомеров I-RRR и I-SSS формул:

(I-SSS),

(I-RRR).

В контексте настоящего изобретения под термином "диастереоизомерный избыток" подразумевают указание в отношении комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) того факта, что указанный комплекс преимущественно присутствует в виде изомера или группы изомеров, выбранных из диастереоизомеров I-RRR, I-SSS, I-RRS, I-SSR, I-RSS, I-SRR, I-RSR и I-SRS. Указанный диастереоизомерный избыток выражается в процентах и соответствует количеству, представленному преобладающим изомером или группой изомеров относительно общего количества комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I). Понятно, что это процентное содержание может быть молярным или массовым, поскольку изомеры по определению имеют одинаковую молярную массу.

В одном конкретном варианте осуществления комплекс формулы (I) в соответствии с настоящим изобретением характеризуется по меньшей мере 85%, в особенности по меньшей мере 90%, в частности по меньшей мере 95%, предпочтительно по меньшей мере 97%, преимущественно по меньшей мере 98%, более преимущественно по меньшей мере 99% диастереоизомерным избытком смеси изомеров I-RRR и I-SSS.

Предпочтительно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает по меньшей мере 70%, в особенности по меньшей мере 80%, преимущественно по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 95% диастереоизомерный избыток смеси изомеров I-RRR и I-SSS.

Преимущественно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает смесь изомеров I-RRR и I-SSS.

Термин "смесь изомеров I-RRR и I-SSS" также охватывает, в более широком смысле, случай, когда присутствует только один из изомеров: I-RRR или I-SSS. Однако термин "смесь изомеров I-RRR и I-SSS" предпочтительно обозначает все случаи, в которых каждый из изомеров I-RRR и I-SSS присутствует в различном количестве, отличном от нуля.

В предпочтительном варианте осуществления изомеры I-RRR и I-SSS присутствуют в указанной смеси в соотношении от 65/35 до 35/65, в особенности от 60/40 до 40/60, в частности от 55/45 до 45/55. Преимущественно смесь изомеров I-RRR/I-SSS представляет собой рацемическую смесь (50/50).

Более конкретно диастереоизомерный избыток, как определено ранее, соответствует пику 4 на хроматограмме HPLC (т.е. четвертому пику в порядке элюирования и соответствует isoD), характеризующемуся временем удерживания от 33,9 до 37,5 минуты, как правило, приблизительно 35,7 минуты, при этом указанную хроматограмму получали с применением методики HPLC, описанной ниже.

Для целей настоящего изобретения термин "хроматограмма HPLC" означает профиль концентраций, измеренных детектором после прохождения и разделения смеси соединений (в данном случае изомеров соединения) на неподвижной фазе, в зависимости от времени для данного состава и данной скорости потока элюента. Хроматограмма HPLC состоит из различных пиков или неразрешенных пиков, характерных для соединения или смеси анализируемых соединений.

Методика HPLC

- Колонка Waters Symmetry® C18 - 250 x 4,6 мм - 5 мкм.

Она представляет собой колонку для HPLC с обращенной фазой, содержащую сферические частицы диоксида кремния с C18-прививкой (октадецильной), силанольные группы которого обработаны средствами для блокирования концевых групп (эндкепированы). Она также характеризуется длиной 250 мм, внутренним диаметром 4,6 мм, размером частиц 5 мкм, пористостью 100 Å и содержанием углерода 19%.

Предпочтительно применяемая неподвижная фаза должна быть совместима с водными подвижными фазами.

- Аналитические условия

Образец Водный раствор комплекса формулы (I) с концентрацией 10 мг/мл Температура колонки 25°C Температура образца Комнатная температура (20-25°C) Скорость потока 1,0 мл/мин. Объем введения 20 мкл УФ-детектирование 200 нм

- Градиент подвижной фазы (по объему)

Время
(мин.) % ацетонитрила
(100%) % H₂SO₄
(0,1% об./об. водный раствор) 0 1 99 10 5 95 40 10 90

Комплекс формулы (II)

Во-вторых, настоящее изобретение относится к комплексу формулы (II):

(II),

характеризующемуся по меньшей мере 80% диастереоизомерным избытком смеси изомеров II-RRR и II-SSS формул:

(II-SSS),

(II-RRR).

В контексте настоящего изобретения под термином "диастереоизомерный избыток" подразумевают указание в отношении комплекса формулы (II) того факта, что указанный комплекс преимущественно присутствует в виде изомера или группы изомеров, выбранных из диастереоизомеров II-RRR, II-SSS, II-RRS, II-SSR, II-RSS, II-SRR, II-RSR и II-SRS. Указанный диастереоизомерный избыток выражается в процентах и соответствует количеству, представленному преобладающим изомером или группой изомеров относительно общего количества комплекса формулы (II). Понятно, что это процентное содержание может быть молярным или массовым, поскольку изомеры по определению имеют одинаковую молярную массу.

В одном конкретном варианте осуществления комплекс формулы (II) в соответствии с настоящим изобретением характеризуется по меньшей мере 85%, в особенности по меньшей мере 90%, в частности по меньшей мере 92%, предпочтительно по меньшей мере 94%, преимущественно по меньшей мере 97%, более преимущественно по меньшей мере 99% диастереоизомерным избытком смеси изомеров II-RRR и II-SSS.

Предпочтительно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает по меньшей мере 70%, в особенности по меньшей мере 80%, преимущественно по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 95% диастереоизомерный избыток смеси изомеров II-RRR и II-SSS.

Преимущественно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает смесь изомеров II-RRR и II-SSS.

Термин "смесь изомеров II-RRR и II-SSS" также охватывает, в более широком смысле, случай, когда присутствует только один из изомеров: II-RRR или II-SSS. Однако термин "смесь изомеров II-RRR и II-SSS" предпочтительно обозначает все случаи, в которых каждый из изомеров II-RRR и II-SSS присутствует в различном количестве, отличном от нуля.

В предпочтительном варианте осуществления изомеры II-RRR и II-SSS присутствуют в указанной смеси в соотношении от 65/35 до 35/65, в особенности от 60/40 до 40/60, в частности от 55/45 до 45/55. Преимущественно изомеры II-RRR и II-SSS присутствуют в смеси в соотношении 50/50.

Более конкретно, диастереоизомерный избыток, как определено ранее, соответствует пику 4 на хроматограмме UHPLC (т.е. четвертому неразрешенному пику изомеров в порядке элюирования и соответствует iso4), характеризующемуся временем удерживания от 6,0 до 6,6 минуты, как правило, приблизительно 6,3 минуты, при этом указанную хроматограмму получали с применением методики UHPLC, описанной ниже.

Для целей настоящего изобретения термин "хроматограмма UHPLC" означает профиль концентраций, измеренных детектором после прохождения и разделения смеси соединений (в данном случае изомеров соединения) на неподвижной фазе, в зависимости от времени для данного состава и данной скорости потока элюента. Хроматограмма UHPLC состоит из различных пиков или неразрешенных пиков, характерных для соединения или смеси анализируемых соединений.

Методика UHPLC

- Колонка Waters Cortecs® UPLC T3, 150 x 2,1 мм - 1,6 мкм.

Она представляет собой колонку для UPLC с обращенной фазой, содержащую сферические частицы, которая состоит из основы, которая предпочтительно является очень жесткой и сделана из диоксида кремния, окруженной пористым диоксидом кремния с трифункциональной C18-прививкой (октадецильной), и силанольные группы которой обработаны средствами для блокирования концевых групп (эндкепированы). Она также характеризуется длиной 150 мм, внутренним диаметром 2,1 мм, размером частиц 1,6 мкм, пористостью 120 Å и содержанием углерода 4,7%.

Предпочтительно применяемая неподвижная фаза должна быть совместима с водными подвижными фазами.

- Аналитические условия

Образец Водный раствор комплекса формулы (II) с концентрацией 2,0 мг/мл Температура колонки 40°C Температура образца Комнатная температура (20-25°C) Скорость потока 0,3 мл/мин. Объем введения 1 мкл УФ-детектирование 200 нм

- Градиент подвижной фазы (% об./об.)

Время (мин.) Ацетонитрил (100%) H₂SO₄ (0,0005% об./об. водный раствор) 0 1 99 3 5 95 12 10 90

В предпочтительном варианте осуществления комплекс формулы (II) в соответствии с настоящим изобретением получают посредством амидирования комплекса формулы (I) в соответствии с настоящим изобретением, как определено выше, посредством проведения реакции с 3-амино-1,2-пропандиолом, в рацемической или энантиомерно чистой форме, предпочтительно в рацемической форме.

Для целей настоящего изобретения термин "амидирование" означает реакцию превращения функциональной группы карбоновой кислоты в амидную функциональную группу посредством проведения реакции с аминной функциональной группой.

В частности, такая реакция может быть проведена после активации функциональных групп карбоновой кислоты, как подробно описано в продолжении описания настоящего изобретения.

Способ получения комплекса формулы (II)

Настоящее изобретение также относится к способу получения комплекса формулы (II), включающего следующие последовательные стадии:

a) обеспечение комплексообразования гексакислоты формулы (III), представленной ниже:

(III),

с гадолинием с получением комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), определенной ранее,

b) обеспечение изомеризации путем нагревания комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) в водном растворе при значении pH от 2 до 4 с получением диастереоизомерно обогащенного комплекса, характеризующегося по меньшей мере 80% диастереоизомерным избытком смеси изомеров I-RRR и I-SSS указанного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), и

c) образование комплекса формулы (II) посредством проведения реакции диастереоизомерно обогащенного комплекса, полученного на стадии b), с 3-амино-1,2-пропандиолом.

В настоящем описании, если не указано иное, термины "Gd", "гадолиний" и "Gd³⁺" применяются в одинаковой мере для обозначения иона Gd³⁺. В более широком смысле, также может предусматриваться источник свободного гадолиния, такой как хлорид гадолиния (GdCl₃) или оксид гадолиния (Gd₂O₃).

В настоящем изобретении термин "свободный Gd" обозначает не образующие комплекс формы гадолиния, которые предпочтительно доступны для комплексообразования. Как правило, предусматривается ион Gd³⁺, растворенный в воде. В более широком смысле, также может предусматриваться источник свободного гадолиния, такой как хлорид гадолиния (GdCl₃) или оксид гадолиния.

▪ Стадия a)

В ходе этой стадии происходит реакция комплексообразования между гексакислотой формулы (III) и гадолинием, что позволяет получить комплекс гадолиния и гексакислоты формулы (I), определенной ранее.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления стадия а) включает проведение реакции между гексакислотой формулы (III) и источником свободного Gd в воде.

В предпочтительном варианте осуществления источником свободного Gd является GdCl₃ или Gd₂O₃, предпочтительно Gd₂O₃.

Предпочтительно реагенты, применяемые на стадии а), т.е. источник гадолиния (как правило, оксид гадолиния), гексакислота формулы (III) и вода, должны быть как можно более чистыми, в особенности, в том, что касается примесей металлов.

Таким образом, источником гадолиния преимущественно будет представлять собой оксид гадолиния, предпочтительно с чистотой более 99,99% и еще более предпочтительно более 99,999%.

Вода, применяемая в способе, предпочтительно содержит менее 50 ppm кальция, более предпочтительно менее 20 ppm и наиболее предпочтительно менее 15 ppm кальция. Как правило, вода, применяемая в способе, представляет собой деионизированную воду, воду для инъекций (вода со степенью чистоты, подходящей для инъекций) или очищенную воду.

Преимущественно количества реагентов (гексакислоты формулы (III) и гадолиния), применяемых на этой стадии а), соответствуют стехиометрическим пропорциям или близки к ним согласно уравнению баланса реакции комплексообразования, которая происходит во время данной стадии.

Термин "близки к стехиометрическим пропорциям" означает, что разница между молярными пропорциями, в которых вводятся реагенты, и стехиометрическими пропорциями составляет менее 15%, в особенности менее 10%, предпочтительно менее 8%.

В частности, гадолиний можно вводить в небольшом избытке относительно стехиометрических пропорций. В таком случае, отношение количества материала, вводимого в виде гадолиния, к количеству материала, вводимого в виде гексакислоты формулы (III), составляет более 1, но, как правило, менее 1,15, в особенности менее 1,10, преимущественно менее 1,08. Другими словами, количество вводимого гадолиния составляет более 1 эквивалента (экв.), но, как правило, менее 1,15 экв., в особенности менее 1,10 экв., преимущественно менее 1,08 экв. относительно количества вводимой гексакислоты формулы (III), которое само по себе соответствует 1 эквиваленту. В предпочтительном варианте осуществления, в котором источником свободного гадолиния является Gd₂O₃, количество вводимого Gd₂O₃, как правило, составляет более 0,5 экв., но менее 0,575 экв., в особенности менее 0,55 экв., преимущественно менее 0,54 экв. относительно количества вводимой гексакислоты формулы (III) (1 экв.).

В соответствии с конкретным вариантом осуществления стадия а) включает следующие последовательные стадии:

a1) получение водного раствора гексакислоты формулы (III) и

a2) добавление к водному раствору, полученному на стадии а1), источника свободного гадолиния.

В данном варианте осуществления содержание гексакислоты формулы (III) в водном растворе, полученном на стадии а1), как правило, составляет от 10% до 60%, в особенности от 15% до 45%, предпочтительно от 20% до 35%, преимущественно от 25% до 35% и еще более преимущественно от 25% до 30% по весу относительно общего веса водного раствора.

Предпочтительно стадии а) и b) выполняют в соответствии с вариантом осуществления с однореакторным синтезом, т.е. в одном реакторе и без промежуточной стадии выделения или очистки.

Таким образом, в данном предпочтительном варианте осуществления комплекс гадолиния и гексакислоты формулы (I), образованный на стадии а), непосредственно подвергают стадии b) изомеризации без выделения или очистки и в том же реакторе, что и на стадии а).

▪ Стадия b)

Комплекс гадолиния и гексакислоты формулы (I), образованный посредством реакции комплексообразования между гексакислотой формулы (III) и гадолинием на стадии а), первоначально получают в форме смеси диастереоизомеров.

Стадия b) направлена на обогащение смеси диастереоизомеров изомерами I-RRR и I-SSS для получения диастереоизомерно обогащенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), характеризующегося по меньшей мере 85%, в особенности по меньшей мере 90%, в частности по меньшей мере 95%, предпочтительно по меньшей мере 97%, преимущественно по меньшей мере 98%, более преимущественно по меньшей мере 99% диастереоизомерным избытком смеси изомеров I-RRR и I-SSS.

Предпочтительно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает по меньшей мере 70%, в особенности по меньшей мере 80%, преимущественно по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 95% диастереоизомерный избыток смеси изомеров I-RRR и I-SSS.

Преимущественно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает смесь изомеров I-RRR и I-SSS.

По сути, авторы настоящего изобретения обнаружили, что такие факторы, как значение pH и температура раствора комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), полученного по завершении стадии а), влияют на соотношение, в котором различные изомеры комплекса формулы (I) присутствуют в смеси диастереоизомеров. С течением времени смесь имеет склонность к обогащению группой изомеров, включающей изомеры, которые неожиданно являются наиболее термодинамически устойчивыми, а также наиболее химически устойчивыми, в данном случае изомеры I-RRR и I-SSS.

Термин "смесь изомеров I-RRR и I-SSS" также охватывает, в более широком смысле, случай, когда присутствует только один из изомеров: I-RRR или I-SSS. Однако термин "смесь изомеров I-RRR и I-SSS" предпочтительно обозначает все случаи, в которых каждый из изомеров I-RRR и I-SSS присутствует в различном количестве, отличном от нуля.

В предпочтительном варианте осуществления изомеры I-RRR и I-SSS присутствуют в указанной смеси в соотношении от 65/35 до 35/65, в особенности от 60/40 до 40/60, в частности от 55/45 до 45/55. Преимущественно смесь изомеров I-RRR/I-SSS представляет собой рацемическую смесь (50/50).

Стадию b) изомеризации комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) в водном растворе, как правило, проводят при значении pH от 2 до 4, в особенности от 2 до 3, преимущественно от 2,2 до 2,8.

Значение pH предпочтительно регулируют с помощью кислоты, предпочтительно неорганической кислоты, такой как хлористоводородная кислота, бромистоводородная кислота, серная кислота, азотная кислота или фосфорная кислота, например, с помощью хлористоводородной кислоты.

Совершенно удивительно, что при таких условиях pH происходит обогащение смеси конкретными изомерами, в данном случае изомерами I-RRR и I-SSS, поскольку в данной области техники известно, что хелаты гадолиния характеризуются низкой кинетической инертностью в кислой среде. Более конкретно, чем выше концентрация ионов H⁺ в среде, тем больше вероятность переноса протона на один из донорных атомов лиганда, что приводит к диссоциации комплекса. В результате, специалист в данной области техники мог бы ожидать, что помещение комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) в водный раствор при значении pH от 2 до 4 приведет к диссоциации указанного комплекса, а не к его изомеризации в I-RRR и I-SSS.

Следует отметить, что диапазон значений pH, рекомендованный в EP 1931673 для комплексообразования гексакислоты формулы (III), а именно 5,0-6,5, не позволяет получать комплекс формулы (I), обогащенный его изомерами I-RRR и I-SSS.

Стадию b), как правило, проводят при температуре от 80°C до 130°C, в особенности от 90°C до 125°C, предпочтительно от 98°C до 122°C, преимущественно от 100°C до 120°C, как правило, в течение времени от 10 часов до 72 часов, в особенности от 10 часов до 60 часов, преимущественно от 12 часов до 48 часов.

Вопреки всем ожиданиям, такие температурные условия, которые в сочетании с вышеупомянутыми условиями pH должны способствовать неустойчивости хелата гадолиния, приводят не к распаду его комплекса или образованию любой другой примеси, а к его изомеризации в I-RRR и I-SSS.

В одном конкретном варианте осуществления водный раствор на стадии b) содержит уксусную кислоту. Стадию b) затем преимущественно проводят при температуре от 100°C до 120°C, в особенности от 110°C до 118°C, как правило, в течение времени от 12 часов до 48 часов, в особенности от 20 часов до 30 часов, в частности от 24 часов до 26 часов.

Уксусную кислоту предпочтительно добавляют перед нагреванием раствора комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), полученного на стадии а), в таком количестве, чтобы содержание уксусной кислоты составляло от 25% до 75%, в особенности от 40% до 50% по массе относительно массы гексакислоты формулы (III), применяемой на стадии а).

При нагревании водного раствора до температуры преимущественно от 100°C до 120°C, как правило, от 110°C до 118°C, уксусную кислоту добавляют постепенно по мере испарения воды, чтобы поддерживать постоянный объем раствора.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления по завершении стадии b) диастереоизомерно обогащенный комплекс выделяют путем кристаллизации, предпочтительно путем кристаллизации с применением затравочных кристаллов.

В данном варианте осуществления стадия b) включает следующие последовательные стадии:

b1) обеспечение изомеризации путем нагревания комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) в водном растворе при значении pH от 2 до 4 с получением диастереоизомерно обогащенного комплекса, характеризующегося по меньшей мере 80% диастереоизомерным избытком смеси изомеров I-RRR и I-SSS указанного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), и

b2) выделение путем кристаллизации указанного диастереоизомерно обогащенного комплекса, предпочтительно путем кристаллизации с применением затравочных кристаллов.

Стадия b2) кристаллизации направлена, во-первых, на удаление любых примесей, присутствующих в водном растворе, которые могут возникнуть в результате предыдущих стадий, для получения обесцвеченного продукта более высокой чистоты в форме кристаллов, и, во-вторых, на продолжение диастереоизомерного обогащения комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) для получения более высокого диастереоизомерного избытка смеси изомеров I-RRR и I-SSS указанного комплекса, чем полученный по завершении стадии b1).

Более конкретно, изомеры I-RRR и I-SSS комплекса с гексакислотой формулы (I) кристаллизуются из воды. С другой стороны, комплекс гадолиния и гексакислоты формулы (I), не обогащенный указанными изомерами, не кристаллизуется.

Совершенно неожиданным результатом является то, что изомеры I-RRR и I-SSS, которыми комплекс имеет склонность обогащаться в ходе стадии b) (и, вопреки всем ожиданиям, ввиду условий, в которых она проводится), являются единственными изомерами комплекса, которые кристаллизуются из воды. Таким образом, изомеризация и кристаллизация синергетически способствуют обогащению изомерами I-RRR и I-SSS и, в результате, общей эффективности способа в соответствии с настоящим изобретением.

Более того, следует отметить, что кристаллизация в воде представляющих интерес изомеров комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) позволяет избежать добавления растворителя, как описано в примере 7 в ЕР 1931673, который включает стадию осаждения из этанола тринатриевой соли указанного комплекса.

Стадию b2) преимущественно проводят при температуре от 10°C до 70°C, в особенности от 30°С до 65°С, в частности от 35°С до 60°С.

В соответствии с одним вариантом осуществления после понижения температуры водного раствора так, чтобы она находилась в пределах указанных выше диапазонов, процесс кристаллизации инициируют путем применения затравочных кристаллов. "Кристаллизация с применением затравочных кристаллов", также называемая "кристаллизация с применением затравки", предусматривает введение в реактор, в котором проводят кристаллизацию (также называемый кристаллизационным сосудом), известного количества кристаллов, называемых "затравочные кристаллы" или "затравка". Это позволяет сократить время кристаллизации. Кристаллизация с применением затравочных кристаллов хорошо известна специалистам в данной области техники. В способе согласно настоящему изобретению введение затравочных кристаллов с применением затравки, в данном случае кристаллов диастереоизомерно обогащенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), добавляемых к водному раствору диастереоизомерно обогащенного комплекса, температуру которого заранее понизили, позволяет обеспечивать зародышеобразование и, таким образом, инициировать кристаллизацию. Продолжительность кристаллизации с применением затравочных кристаллов преимущественно составляет от 2 часов до 20 часов и предпочтительно от 6 часов до 18 часов; как правило, составляет 16 часов.

Кристаллы диастереоизомерно обогащенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) затем, как правило, выделяют путем фильтрования и высушивания с помощью любой методики, хорошо известной специалистам в данной области техники.

Преимущественно степень чистоты диастереоизомерно обогащенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), выделенного по завершении стадии b2), составляет более 95%, в особенности более 98%, преимущественно более 99%, при этом указанная степень чистоты выражается в виде массовой доли комплекса формулы (I) относительно общей массы, полученной по завершении стадии b2).

В конкретном варианте осуществления диастереоизомерно обогащенный комплекс со стадии b), выделенный путем кристаллизации, снова очищают путем перекристаллизации с получением диастереоизомерно обогащенного и очищенного комплекса.

В данном варианте осуществления стадия b) включает, помимо последовательных стадий b1) и b2), описанных ранее, стадию b3) очистки путем перекристаллизации выделенного диастереоизомерно обогащенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I).

Стадия b3) перекристаллизации, как и стадия b2) кристаллизации, направлена, во-первых, на получение продукта более высокой чистоты, а, во-вторых, на продолжение диастереоизомерного обогащения комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) для получения более высокого диастереоизомерного избытка смеси изомеров I-RRR и I-SSS указанного комплекса, чем полученный по завершении стадии b2).

Стадия b3), как правило, включает следующие последовательные подстадии:

суспендирование диастереоизомерно обогащенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), выделенного на стадии b2), в водном растворе, предпочтительно в воде,

растворение указанного комплекса путем нагревания до температуры преимущественно от 80°C до 120°C, например, до 100°C,

перекристаллизация, предпочтительно путем применения затравочных кристаллов, при температуре преимущественно от 10°C до 90°C, в особенности от 20°C до 87°C, в частности от 55°C до 85°C, как правило, в течение времени от 2 часов до 20 часов, а именно от 6 часов до 18 часов, и

выделение кристаллов диастереоизомерно обогащенного и очищенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), например, путем фильтрования и высушивания.

Степень чистоты очищенного диастереоизомерно обогащенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), выделенного по завершении стадии b3), как правило, составляет более 98%, в особенности более 99%, преимущественно более 99,5%, при этом указанная степень чистоты выражается в виде массовой доли комплекса формулы (I) относительно общей массы, полученной по завершении стадии b2).

В другом варианте осуществления диастереоизомерно обогащенный комплекс со стадии b) дополнительно обогащают путем обеспечения селективного распада комплексов диастереоизомеров комплекса формулы (I), отличных от диастереоизомеров I-RRR и I-SSS, т.е. путем обеспечения селективного распада комплексов диастереоизомеров I-RSS, I-SRR, I-RSR, I-SRS, I-RRS и I-SSR.

В данном варианте осуществления стадия b) включает, помимо последовательных стадий b1) и b2), описанных ранее, стадию b4) обеспечения селективного распада комплексов диастереоизомеров комплекса формулы (I), отличных от диастереоизомеров I-RRR и I-SSS. В данном варианте осуществления стадия b) может также включать стадию b3), описанную ранее, при этом указанную стадию b3) проводят между стадиями b2) и b4) или после стадии b4).

Стадия обеспечения селективного распада комплекса b4) направлена на продолжение диастереоизомерного обогащения комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) для получения более высокого диастереоизомерного избытка смеси изомеров I-RRR и I-SSS указанного комплекса, чем полученный по завершении стадии b2) или по завершении стадии b3), при проведении указанной стадии до стадии b4).

Стадия b4), как правило, включает следующие последовательные подстадии:

суспендирование диастереоизомерно обогащенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), выделенного на стадии b2) или на стадии b3), в воде,

добавление основания, например, гидроксида натрия,

нагревание до температуры преимущественно от 30°C до 60°C, в особенности от 35°C до 55°C, например, при 40°C, как правило, в течение времени от 2 часов до 20 часов, в особенности от 10 часов до 18 часов,

охлаждение до температуры преимущественно от 10°C до 30°C, например, до 30°C, и

выделение диастереоизомерно обогащенного и очищенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), например, путем фильтрования и высушивания.

Проведение стадии b4) стало возможным благодаря тому, что изомеры I-RRR и I-SSS являются наиболее устойчивыми в основной среде. Такие основные условия способствуют образованию гидроксида гадолиния и, в результате, распаде комплексов наименее устойчивых изомеров.

Таким образом, следует отметить, что неожиданно изомеры I-RRR и I-SSS более устойчивы как в кислой среде, что позволяет проводить стадию b1) изомеризации, так и в основной среде, что позволяет проводить стадию b4) обеспечения селективного распада комплекса.

В предпочтительном варианте осуществления диастереоизомерно обогащенный комплекс, полученный по завершении стадии b) в соответствии с любым из вышеописанных вариантов осуществления, характеризуется по меньшей мере 85%, в особенности по меньшей мере 90%, в частности по меньшей мере 95%, предпочтительно по меньшей мере 97%, преимущественно по меньшей мере 98%, более преимущественно по меньшей мере 99% диастереоизомерным избытком смеси изомеров I-RRR и I-SSS.

Предпочтительно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает по меньшей мере 70%, в особенности по меньшей мере 80%, преимущественно по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 95% диастереоизомерный избыток смеси изомеров I-RRR и I-SSS.

Преимущественно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает смесь изомеров I-RRR и I-SSS.

Термин "смесь изомеров I-RRR и I-SSS" также охватывает, в более широком смысле, случай, когда присутствует только один из изомеров: I-RRR или I-SSS. Однако термин "смесь изомеров I-RRR и I-SSS" предпочтительно обозначает все случаи, в которых каждый из изомеров I-RRR и I-SSS присутствует в различном количестве, отличном от нуля.

В предпочтительном варианте осуществления изомеры I-RRR и I-SSS присутствуют в указанной смеси в соотношении от 65/35 до 35/65, в особенности от 60/40 до 40/60, в частности от 55/45 до 45/55. Преимущественно смесь изомеров I-RRR/I-SSS представляет собой рацемическую смесь (50/50).

▪ Стадия c)

Стадия c) направлена на образование комплекса формулы (II) из его предшественника, диастереоизомерно обогащенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), полученного на стадии b).

Во время данной стадии три функциональные группы карбоновой кислоты комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), переносимые атомами углерода, которые расположены на боковых цепях комплекса в γ-положении по отношению к атомам азота макроцикла, к которому привиты указанные боковые цепи, превращают в амидные функциональные группы посредством реакции амидирования с 3-амино-1,2-пропандиолом, в рацемической или энантиомерно чистой форме, предпочтительно в рацемической форме.

Данная реакция амидирования не изменяет абсолютную конфигурацию трех асимметрических атомов углерода, расположенных на боковых цепях в α-положении по отношению к атомам азота макроцикла, к которому привиты указанные боковые цепи. В результате, стадия c) позволяет получать комплекс формулы (II) с диастереоизомерным избытком смеси изомеров II-RRR и II-SSS, идентичным диастереоизомерному избытку изомеров I-RRR и I-SSS, с которым получают диастереоизомерно обогащенный комплекс гадолиния и гексакислоты формулы (I), полученный по завершении стадии b), который составляет по меньшей мере 80%.

В предпочтительном варианте осуществления комплекс формулы (II), полученный по завершении стадии c), характеризуется по меньшей мере 85%, в особенности по меньшей мере 90%, в частности по меньшей мере 92%, предпочтительно по меньшей мере 94%, преимущественно по меньшей мере 97%, более преимущественно по меньшей мере 99% диастереоизомерным избытком смеси изомеров II-RRR и II-SSS.

Предпочтительно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает по меньшей мере 70%, в особенности по меньшей мере 80%, преимущественно по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 95% диастереоизомерный избыток смеси изомеров II-RRR и II-SSS.

Преимущественно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает смесь изомеров II-RRR и II-SSS.

Термин "смесь изомеров II-RRR и II-SSS" также охватывает, в более широком смысле, случай, когда присутствует только один из изомеров: II-RRR или II-SSS. Однако термин "смесь изомеров I-RRR и I-SSS" предпочтительно обозначает все случаи, в которых каждый из изомеров I-RRR и I-SSS присутствует в различном количестве, отличном от нуля.

В предпочтительном варианте осуществления изомеры II-RRR и II-SSS присутствуют в указанной смеси в соотношении от 65/35 до 35/65, в особенности от 60/40 до 40/60, в частности от 55/45 до 45/55. Преимущественно изомеры II-RRR и II-SSS присутствуют в смеси в соотношении 50/50.

Реакция амидирования может быть проведена согласно любого способа, который хорошо известен специалистам в данной области техники, в особенности, в присутствии реагента для активации функциональных групп карбоновой кислоты и/или путем кислотного катализа.

В особенности, она может быть проведена в соответствии со способами, описанными в EP 1931673, в особенности, в абзаце [0027] указанного патента.

В одном конкретном варианте осуществления стадия c) включает активацию функциональных групп карбоновой кислоты (COOH) комплекса с гексакислотой формулы (I), переносимых атомами углерода, которые расположены на боковых цепях комплекса в γ-положении по отношению к атомам азота макроцикла, к которому привиты указанные боковые цепи, в форме производных функциональных групп, включающих карбонильную группу (C=O), в которых атом углерода карбонильной группы является более электрофильным, чем атом углерода карбонильной группы в составе функциональных групп карбоновой кислоты. Таким образом, в соответствии с данным конкретным вариантом осуществления указанные функциональные группы карбоновой кислоты могут быть, в особенности, активированы в форме сложноэфирных, ацилхлоридных или ангидридных функциональных групп, или в любой активированной форме, которая может приводить к образованию амидной связи. Активированные формы, которые могут приводить к образованию амидной связи, хорошо известны специалистам в данной области техники и могут быть получены, например, с помощью набора способов создания пептидной связи, известных в химии пептидов. Примеры таких способов приведены в публикации Synthesis of peptides and peptidomimetics, volume E22a, pages 425-588, Houben-Weyl et al., Goodman Editor, Thieme-Stuttgart-New York (2004), и среди этих примеров можно в особенности указать способы активации карбоновых кислот посредством образования азида (ацилазида), например, посредством действия реагента, такого как дифенилфосфорилазид (обычно обозначаемый сокращением DPPA), применения карбодиимидов отдельно или в присутствии катализаторов (например, N-гидроксисукцинимида и его производных), применения карбонилдиимидазола (1,1'-карбонилдиимидазола, CDI), применения солей фосфония, таких как бензотриазол-1-илокситрис(диметиламино)фосфония гексафторфосфат (обычно обозначаемый сокращением BOP), или урония, таких как 2-(1H-бензотриазол-1-ил)-1,1,3,3-тетраметилурония гексафторфосфат (обычно обозначаемый сокращением HBTU).

Предпочтительно стадия c) включает активацию вышеупомянутых функциональных групп карбоновой кислоты (COOH) в форме сложноэфирных, ацилхлоридных или ангидридных функциональных групп.

Данный вариант осуществления является более предпочтительным по сравнению с проведением реакции образования пептидной связи путем активации функциональной группы карбоновой кислоты с применением вещества для сочетания, такого как EDCI/HOBT, как описано в EP 1931673. Более конкретно, такая реакция сочетания приводит к образованию одного эквивалента 1-этил-3-[3–(диметиламино)пропил]мочевины, которую необходимо удалить, в особенности, с помощью хроматографии на диоксиде кремния или жидкофазной экстракцией путем добавления растворителя. Независимо от увеличения сложности способа, вызванного такой дополнительной стадией, применение таких способов очистки нежелательно, как обсуждалось ранее. Кроме того, применение HOBT само по себе проблематично, поскольку он представляет собой взрывоопасный продукт.

Для целей настоящего изобретения под термином "сложноэфирная функциональная группа" подразумевают обозначение группы -C(O)O-. В частности, она может представлять собой группу -C(O)O-R₁, в которой R₁ соответствует (C₁-C₆)алкильной группе.

Для целей настоящего изобретения термин "(C₁-C₆)алкильная группа" означает линейную или разветвленную цепь на основе насыщенного углеводорода, содержащую от 1 до 6 и предпочтительно от 1 до 4 атомов углерода. Примеры, которые можно указать, включают метильную, этильную, пропильную, изопропильную, бутильную, изобутильную, втор-бутильную, трет-бутильную, пентильную и гексильную группы.

Для целей настоящего изобретения под термином "ацилхлоридная функциональная группа", также известным как "хлорангидридная функциональная группа", подразумевают обозначение группы -CO-Cl.

Для целей настоящего изобретения под термином "ангидридная функциональная группа" подразумевают обозначение группы -CO-O-CO-. В частности, она может представлять собой группу -CO-O-CO-R₂, где R₂ соответствует (C₁-C₆)алкильной группе.

Реакции превращения функциональной группы карбоновой кислоты в сложноэфирную, ацилхлоридную или ангидридную функциональные группы хорошо известны специалисту в данной области техники, который сможет провести их любым знакомым ему обычным способом.

Затем комплекс формулы (II) получают посредством аминолиза функциональных групп карбоновой кислоты, активированных в форме сложноэфирных, ацилхлоридных или ангидридных функциональных групп, в особенности, сложноэфирных или ангидридных функциональных групп, предпочтительно сложноэфирных функциональных групп, посредством проведения реакции с 3-амино-1,2-пропандиолом в рацемической или энантиомерно чистой форме, предпочтительно в рацемической форме.

Предпочтительно стадии активации функциональных групп карбоновой кислоты и аминолиза проводят в соответствии с вариантом осуществления с однореакторным синтезом, т.е. в одном реакторе и без промежуточной стадии выделения или очистки промежуточного продукта, включающего функциональные группы карбоновой кислоты, активированные в форме сложноэфирных, ацилхлоридных или ангидридных функциональных групп, в особенности сложноэфирных или ангидридных функциональных групп, предпочтительно сложноэфирных функциональных групп.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления стадия c) включает следующие последовательные стадии:

c1) образование активированного комплекса формулы (VII),

(VII),

где Y представляет собой атом хлора, группу -OR₁ или -O-C(O)-R₂; предпочтительно Y представляет собой группу -OR₁ или -O-C(O)-R₂, при этом R₁ и R₂ независимо друг от друга соответствуют (C₁-C₆)алкильной группе, и

c2) обеспечение аминолиза активированного комплекса формулы (VII) с 3-амино-1,2-пропандиолом.

Как станет ясно специалисту в данной области техники, реакция образования активированного комплекса формулы (VII) не изменяет абсолютную конфигурацию трех асимметрических атомов углерода, расположенных на боковых цепях в α-положении по отношению к атомам азота макроцикла, к которому привиты указанные боковые цепи. В результате, стадия c1) позволяет получать активированный комплекс формулы (VII) с диастереоизомерным избытком смеси изомеров VII-RRR и VII-SSS формулы (VII-RRR) и формулы (VII-SSS), представленных ниже, идентичным диастереоизомерному избытку смеси изомеров I-RRR и I-SSS, с которым получают диастереоизомерно обогащенный комплекс гадолиния и гексакислоты формулы (I), полученный по завершении стадии b), который составляет по меньшей мере 80%.

(VII-SSS)

(VII-RRR)

В случае, если Y представляет собой атом хлора, стадию c1), как правило, проводят посредством проведения реакции между диастереоизомерно обогащенным комплексом гадолиния и гексакислоты формулы (I), полученным на стадии b), и тионилхлоридом (SOCl₂).

В случае, если Y представляет собой группу -O-C(O)-CH₃, стадию c1), как правило, проводят посредством проведения реакции между диастереоизомерно обогащенным комплексом гадолиния и гексакислоты формулы (I), полученным на стадии b), и ацетилхлоридом.

В преимущественном варианте осуществления стадия c) включает активацию вышеупомянутых функциональных групп карбоновой кислоты (-COOH) в форме сложноэфирных функциональных групп.

В соответствии с данным вариантом осуществления стадия c) может, в частности, включать следующие последовательные стадии:

c1) образование сложного триэфира формулы (VIII),

(VIII),

где R₁ представляет собой (C₁-C₆)алкильную группу, и

c2) обеспечение аминолиза сложного триэфира формулы (VIII) с 3-амино-1,2-пропандиолом.

Стадию c1), как правило, проводят в спирте формулы R₁OH, который выступает в качестве растворителя и реагента в присутствии кислоты, такой как хлористоводородная кислота.

На первой стадии в реактор помещают комплекс гадолиния и гексакислоты формулы (I) и спирт R₁OH. Затем реакционную среду охлаждают до температуры ниже 10°C, в особенности ниже 5°C, как правило, до 0°C, и затем постепенно добавляют кислый раствор спирта R₁OH, как правило, раствор хлористоводородной кислоты в R₁OH. Реакционную среду продолжают перемешивать при комнатной температуре (т.е. при температуре от 20 до 25°C) в течение времени, как правило, более 5 часов, предпочтительно от 10 часов до 20 часов. Реакционную среду охлаждают до температуры ниже 10°C, в особенности от 0°C до 5°C, перед проведением стадии c2).

Стадию c2), как правило, также проводят в спирте формулы R₁OH в присутствии кислоты, такой как хлористоводородная кислота.

Таким образом, стадии c1) и c2) могут быть легко проведены в соответствии с вариантом осуществления с однореакторным синтезом. Преимущественно сложный триэфир формулы (VII) не выделяют между стадиями с1) и с2).

Однако для ускорения реакции аминолиза на стадии c2) спирт формулы R₁OH предпочтительно удаляют с помощью вакуумной перегонки.

Для целей настоящего изобретения термин "вакуумная перегонка" означает перегонку смеси, проводимую при давлении от 10 до 500 мбар, в особенности от 10 до 350 мбар, предпочтительно от 10 до 150 мбар, в частности от 50 до 100 мбар.

Аналогичным образом, чтобы ускорить реакцию аминолиза на стадии c2) 3-амино-1,2-пропандиол вводят в большом избытке. Как правило, количество вводимого материала 3-амино-1,2-пропандиола составляет более 4 экв., в особенности более 7 экв., преимущественно более 10 экв. относительно количества материала диастереоизомерно обогащенного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), первоначально вводимого на стадии c), которое само по себе соответствует 1 эквиваленту.

Неожиданно, несмотря на кислые условия, как правило, применяемые на стадиях c1) и c2), которые должны увеличивать кинетическую неустойчивость комплексов гадолиния, распада комплекса или изомеризации сложного триэфира формулы (VIII) не наблюдается. Необходимый триамид получают с очень хорошей степенью превращения и сохранением абсолютной конфигурации трех асимметрических атомов углерода, расположенных на боковых цепях в α-положении по отношению к атомам азота макроцикла.

Более того, следует отметить, что, как правило, реакции амидирования посредством непосредственной реакции между сложным эфиром и амином почти не описаны в литературе (см. по данному вопросу K.C. Nadimpally et al., Tetrahedron Letters, 2011, 52, 2579-2582).

В предпочтительном варианте осуществления стадия c) включает следующие последовательные стадии:

c1) образование метилового сложного триэфира формулы (IV),

(IV),

в частности, посредством проведения реакции в метаноле в присутствии кислоты, такой как хлористоводородная кислота, и

c2) обеспечение аминолиза метилового сложного триэфира формулы (IV) с 3-амино-1,2-пропандиолом, в особенности, в метаноле в присутствии кислоты, такой как хлористоводородная кислота.

Преимущественно метиловый сложный триэфир формулы (IV) не выделяют между стадиями с1) и с2).

В предпочтительном варианте осуществления на стадии c2) метанол удаляют с помощью вакуумной перегонки до тех пор, пока температура, как правило, не превысит 55°C, в особенности, не превысит от 60°C до 65°C, и реакционную среду поддерживают при данной температуре под вакуумом в течение времени, как правило, более 5 часов, в особенности от 10 часов до 20 часов, прежде чем охладить до комнатной температуры и разбавить водой.

Настоящее изобретение охватывает все комбинации конкретных, преимущественных или предпочтительных вариантов осуществления, описанных выше в связи с каждой стадией способа.

Настоящее изобретение также относится к комплексу гадолиния и сложного триэфира формулы (VIII):

(VIII),

характеризующемуся по меньшей мере 80% диастереоизомерным избытком смеси изомеров VIII-RRR и VIII-SSS формул:

(VIII-SSS),

(VIII-RRR).

В контексте настоящего изобретения под термином "диастереоизомерный избыток" подразумевают указание в отношении комплекса гадолиния и сложного триэфира формулы (VIII) того факта, что указанный комплекс преимущественно присутствует в виде изомера или группы изомеров, выбранных из диастереоизомеров VIII-RRR, VIII-SSS, VIII-RRS, VIII-SSR, VIII-RSS, VIII-SRR, VIII-RSR и VIII-SRS. Указанный диастереоизомерный избыток выражается в процентах и соответствует количеству, представленному преобладающим изомером или группой изомеров относительно общего количества комплекса со сложным триэфиром формулы (VIII). Понятно, что это процентное содержание может быть молярным или массовым, поскольку изомеры по определению имеют одинаковую молярную массу.

В одном конкретном варианте осуществления комплекс гадолиния и сложного триэфира формулы (VIII) в соответствии с настоящим изобретением характеризуется по меньшей мере 85%, в особенности по меньшей мере 90%, в частности по меньшей мере 95%, предпочтительно по меньшей мере 97%, преимущественно по меньшей мере 98%, более преимущественно по меньшей мере 99% диастереоизомерным избытком смеси изомеров VIII-RRR и VIII-SSS.

Предпочтительно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает по меньшей мере 70%, в особенности по меньшей мере 80%, преимущественно по меньшей мере 90%, предпочтительно по меньшей мере 95% диастереоизомерный избыток смеси изомеров VIII-RRR и VIII-SSS.

Преимущественно указанный диастереоизомерный избыток предусматривает смесь изомеров VIII-RRR и VIII-SSS.

Термин "смесь изомеров VIII-RRR и VIII-SSS" также охватывает случай, когда присутствует только один из изомеров: VIII-RRR или VIII-SSS. Однако термин "смесь изомеров VIII-RRR и VIII-SSS" предпочтительно обозначает все случаи, в которых каждый из изомеров VIII-RRR и VIII-SSS присутствует в различном количестве, отличном от нуля.

В предпочтительном варианте осуществления изомеры VIII-RRR и VIII-SSS присутствуют в указанной смеси в соотношении от 65/35 до 35/65, в частности от 60/40 до 40/60, в особенности от 55/45 до 45/55. Преимущественно смесь изомеров VIII-RRR/VIII-SSS представляет собой рацемическую смесь (50/50).

В предпочтительном варианте осуществления комплекс гадолиния и сложного триэфиры формулы (VIII) в соответствии с настоящим изобретением представляет собой комплекс гадолиния и сложного триметилового эфира, т.е. комплекс гадолиния и сложного триэфира формулы (VIII), где R₁ представляет собой метильную группу (CH₃).

▪ Получение гексакислоты формулы (III)

Гексакислота формулы (III), которая участвует в стадии а) способа получения комплекса формулы (II) в соответствии с настоящим изобретением, может быть получена любым уже известным способом, в особенности, способами, описанными в ЕР 1931673.

Однако в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления гексакислоту формулы (III) получают алкилированием пиклена формулы (V):

(V),

соединением формулы R₃OOC-CHG_p-(CH₂)₂-COOR₄ (IX),

где

- R₃ и R₄ независимо друг от друга представляют собой (C₃-C₆)алкильную группу, в особенности (C₄-C₆)алкильную группу, такую как бутильная, изобутильная, втор-бутильная, трет-бутильная, пентильная или гексильная группа, и

- G_p представляет собой уходящую группу, такую как тозилатная или трифлатная группа, или атом галогена, предпочтительно атом брома,

с получением сложного гексаэфира формулы (X),

(X),

с последующей стадией гидролиза, приводящей к получению указанной гексакислоты формулы (III).

В предпочтительном варианте осуществления R₃ и R₄ идентичны.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления гексакислоту формулы (III) получают алкилированием пиклена формулы (V):

(V),

дибутил-2-бромглутаратом с получением бутилового сложного гексаэфира формулы (VI):

(VI),

с последующей стадией гидролиза, приводящей к получению указанной гексакислоты формулы (III).

Применяемый дибутил-2-бромглутарат находится в рацемической или энантиомерно чистой форме, предпочтительно в рацемической форме.

Применение дибутил-2-бромглутарата особенно преимущественно по сравнению с применением этил-2-бромглутарата, описанного в EP 1931673. Более конкретно, коммерческий диэтил-2-бромглутарат представляет собой относительно неустойчивое соединение, которое разлагается с течением времени и под действием температуры. А именно, этот сложный эфир имеет склонность к гидролизу или циклизации и, таким образом, к потере его атома брома. Попытки очистить коммерческий диэтил-2-бромглутарат или разработать новые пути синтеза для его получения с улучшенной чистотой и, таким образом, предотвратить его разложение оказались безуспешными.

Реакцию алкилирования, как правило, проводят в полярном растворителе, предпочтительно в воде, в частности в деионизированной воде, преимущественно в присутствии основания, такого как карбонат калия или натрия.

В особенности, применение воды является более предпочтительным по сравнению с применением ацетонитрила, описанным в EP 1931673, по понятным причинам.

Реакцию преимущественно проводят при температуре от 40°C до 80°C, как правило, от 50°C до 70°C и, в особенности от 55°C до 60°C, в течение времени от 5 часов до 20 часов, в особенности от 8 часов до 15 часов.

Стадию гидролиза преимущественно проводят в присутствии кислоты или основания, преимущественно основания, такого как гидроксид натрия. Растворителем для гидролиза может быть вода, спирт, такой как этанол, или смесь вода/спирт. Данную стадию преимущественно проводят при температуре от 40°C до 80°C, как правило, от 40°C до 70°C и, в особенности, от 50°C до 60°C, как правило, в течение времени от 10 часов до 30 часов, в особенности от 15 часов до 25 часов.

Настоящее изобретение также относится к бутиловому сложному гексаэфиру формулы (VI):

(VI).

В частности, данный сложный гексаэфир отличается значительно улучшенной устойчивостью по сравнению со сложными эфирами с более короткой алкильной цепью, особенно по сравнению со сложным этиловым гексаэфиром, описанным в EP 1931673.

Графические материалы

Фиг. 1: разложение в щелочных условиях групп изомеров iso1–iso4 комплекса формулы (II), выраженное в виде изменения процента площади пиков данной группы изомеров с течением времени.

Примеры

Приведенные ниже примеры представлены в виде иллюстраций, не ограничивающих настоящее изобретение.

Разделение групп изомеров isoA, isoB, isoC и isoD комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) с помощью HPLC

Применяют систему HPLC, состоящую из насоса, инжектора, хроматографической колонки, спектрофотометрического УФ-детектора и системы обработки данных и управления. Применяемая хроматографическая колонка представляет собой колонку C18 - 250 × 4,6 мм - 5 мкм (колонка Waters серии Symmetry®).

- Подвижная фаза

Фаза A: 100% ацетонитрил, и фаза B: 0,1% об./об. водный раствор H₂SO₄ (96%)

- Получение испытуемых растворов

Раствор комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) в очищенной воде с концентрацией 10 мг/мл

- Аналитические условия

Температура колонки 25°C Температура образца Комнатная температура (20-25°C) Скорость потока 1,0 мл/мин. Объем введения 20 мкл УФ-детектирование 200 нм Продолжительность анализа 60 мин.

- Градиент

Время % Acn % 0,1% H₂SO₄ 0 1 99 10 5 95 40 10 90 50 25 75 55 1 99 60 1 99

% Acn: % об./об. ацетонитрила в подвижной фазе

% 0,1% H₂SO₄: % об./об раствора H₂SO₄ с концентрацией 0,1% об./об. в подвижной фазе

Получают четыре основных пика. Пик 4 на хроматограмме HPLC, а именно isoD, соответствует времени удерживания 35,7 минуты.

Разделение групп изомеров isoA, isoB, isoC и isoD комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) с помощью UHPLC

Применяют систему UHPLC, состоящую из насоса, инжектора, хроматографической колонки, УФ-детектора и системы сбора и обработки данных. Применяемая хроматографическая колонка представляет собой колонку UHPLC 150 × 2,1 мм - 1,8 мкм (колонка Waters Acquity UPLC HSS T3). Она представляет собой колонку для UPLC с обращенной фазой, которая содержит сферические частицы диоксида кремния с C18-прививкой (октадецильной), силанольные группы которого обработаны средствами для блокирования концевых групп (эндкепированы). Она также характеризуется длиной 150 мм, внутренним диаметром 2,1 мм, размером частиц 1,8 мкм, пористостью 100 Å и содержанием углерода 11%.

Предпочтительно применяемая неподвижная фаза должна быть совместима с водными подвижными фазами.

- Подвижная фаза

Фаза A: 100% ацетонитрил, и фаза B: 0,1% об./об. водный раствор H₂SO₄ (96%)

- Получение испытуемых растворов

Раствор комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) в очищенной воде с концентрацией 0,8 мг/мл

- Аналитические условия

Температура колонки 35°C Температура образца Комнатная температура (20-25°C) Скорость потока 0,4 мл/мин. Объем введения 10 мкл УФ-детектирование 200 нм Продолжительность анализа 32 мин.

- Градиент

Время % Acn % 0,1% H₂SO₄ 0 1 99 14 8 92 20 11 89 25 25 75 27 1 99 32 1 99

Получают четыре основных пика. Пик 4 на хроматограмме UHPLC, а именно isoD, соответствует времени удерживания 17,4 минуты.

Разделение групп изомеров iso1, iso2, iso3 и iso4 комплекса формулы (II) с помощью UHPLC

Применяют систему UHPLC, состоящую из насоса, инжектора, хроматографической колонки, УФ-детектора и системы сбора и обработки данных. Применяемая хроматографическая колонка представляет собой колонку UHPLC 150 × 2,1 мм - 1,6 мкм (колонка Waters Cortecs® UPLC T3).

- Подвижная фаза

Фаза A: 100% ацетонитрил, и фаза B: 0,0005% об./об. водный раствор H₂SO₄ (96%)

- Получение испытуемых растворов

Раствор комплекса формулы (II) в очищенной воде с концентрацией 2 мг/мл

- Аналитические условия

Температура колонки 40°C Температура образца Комнатная температура (20-25°C) Скорость потока 0,3 мл/мин. Объем введения 1 мкл УФ-детектирование 200 нм Продолжительность анализа 20 мин.

- Градиент

Время % Acn % 0,0005% H₂SO₄ 0 1 99 3 5 95 12 10 90 15 25 75 16 1 99 20 1 99

Получают четыре основных пика. Пик 4 на хроматограмме UHPLC, а именно iso4, соответствует времени удерживания 6,3 минуты.

Измерения релаксивности

Времена релаксации Т₁ и Т₂ определяли согласно стандартным процедурам на приборе Minispec® mq20 (Brüker) при 20 МГц (0,47 Тл), 60 МГц (1,41 Тл) и 37°C. Время продольной релаксации T₁ измеряют с использованием последовательности восстановления с инверсией, а время поперечной релаксации T₂ измеряют с помощью методики CPMG (Карра-Парселла-Мейбума-Гилла).

Скорости релаксации R₁ (= 1/T₁) и R₂ (= 1/T₂) рассчитывали для различных общих концентраций металла (от 0,5 x 10^-3 до 5 x 10^-3 моль/л) в водном растворе при 37°С. Корреляция между R₁ или R₂ в зависимости от концентрации является линейной, а наклон кривой представляет собой релаксивность r₁ (R₁/C) или r₂ (R₂/C), выраженную в (1/секунда) x (1/ммоль/л), т.е. в (мМ^-1.с^-1).

Измерение кинетической инертности групп изомеров комплекса формулы (II) в кислой среде

Диссоциацию комплексов гадолиния, присутствующих в четырех неразрешенных пиках изомеров iso1–iso4 (C = 8 × 10^-6 М), изучают при 37°C, pH 1,2 в растворе хлористоводородной кислоты в условиях кинетики реакции псевдопервого порядка без контроля ионной силы путем мониторинга высвобождения гадолиния в растворе. Количество свободного гадолиния определяли спектрометрическим методом при 654 нм после добавления раствора арсеназо III (C = 5,3 × 10^-4 М).

Значения периода полураспада (T_1/2), которые определяли для каждой из групп изомеров, объединены в таблице ниже:

Группы изомеров T_1/2 (pH 1,2 – 37°C) Iso1 18 часов Iso2 6 часов Iso3 8 дней Iso4 27 дней

Изучение разложения в щелочных условиях групп изомеров комплекса формулы (II)

Комплекс формулы (II) будет упоминаться как AP в остальной части данного примера.

Кинетику разложения неразрешенных пиков изомеров iso1–iso4, упоминаемых под общим термином isoX, оценивают путем измерения чистоты с помощью HPLC и мониторинга площади каждого неразрешенного пика изомеров с течением времени. Измеренные величины выглядят являются следующими:

- P _HPLC (время) и

- [Мат. 1]

Выбранные условия разложения являются следующими: [AP] = 1 мМ в 0,1 н. растворе гидроксида натрия. Влияние разложения AP на экспериментальную среду в данных условиях разбавления является низким. Продукты разложения не изменяют pH среды, при этом данный параметр является критическим при изучении кинетики разложения. Это подтверждают экспериментально путем измерения начального pH и pH в конце разложения (72 часа, 37°C).

Раствор AP pH 0,1 н. NaOH (T₀) 12,9 pH (через 72 часа при 37°C) 12,8

Способ получения растворов описан ниже:

- отвешивают приблизительно 0,05 г каждого продукта, добавляют необходимое количество воды mQ до 10 мл, чтобы получить раствор A c [AP]_A = 5 мМ,

- разбавление: разбавляют 2 мл раствора A, добавляя необходимое количество NaOH (0,1 н.) до 10 мл, чтобы получить раствор B с [AP]_B = 1 мМ и [NaOH] = 0,08 М,

- переносят аликвоты растворов во флаконы для HPLC и

- инкубируют флаконы для HPLC, содержащие растворы AP в NaOH, при температуре исследования (37°C).

Для каждой точки отбирают аликвоту и анализируют с помощью HPLC без разбавления образца (способ с применением ацетата аммония).

Полученные результаты представлены на фиг. 1.

Получение бутилового сложного гексаэфира формулы (VI)

В реакторе смешивают 184 кг (570 моль) дибутил-2-бромглутарата и 89 кг (644 моль) карбоната калия и нагревают до 55-60°C. К предыдущей смеси добавляют водный раствор 29,4 кг (143 моль) пиклена в 24 кг воды. Реакционную смесь выдерживают при 55-60°C, а затем нагревают с обратным холодильником в течение приблизительно 10 часов. После реакции среду охлаждают, разбавляют с помощью 155 кг толуола и затем промывают с помощью 300 литров воды. Бутиловый сложный гексаэфир экстрагируют водной фазой, состоящей из 175 кг (1340 моль) фосфорной кислоты (75%). Затем полученное трижды промывают с помощью 150 кг толуола. Бутиловый сложный гексаэфир повторно экстрагируют толуольной фазой путем разбавления с помощью 145 кг толуола и 165 кг воды с последующим подщелачиванием с помощью 30% раствора гидроксида натрия (масса/масса) с достижением pH 5-5,5. Нижнюю водную фазу удаляют. Бутиловый сложный гексаэфир получают посредством концентрирования до сухого состояния в вакууме при 60°C с выходом приблизительно 85%.

Получение гексакислоты формулы (III)

В реактор помещают 113 кг (121 моль) бутилового сложного гексаэфира вместе с 8 кг этанола. Среду доводят до 55 ± 5°C и затем в течение 3 часов добавляют 161 кг (1207,5 моль) 30% раствора гидроксида натрия (масса/масса). Реакционную смесь выдерживают при этой температуре в течение приблизительно 20 часов. Затем бутанол удаляют посредством декантации реакционной среды. Гексакислоту формулы (III), полученную в форме натриевой соли, разбавляют водой с получением водного раствора с концентрацией приблизительно 10% (масса/масса). Данный раствор обрабатывают на кислой катионообменной смоле. Водный раствор гексакислоты формулы (III) получают с выходом приблизительно 90% и чистотой 95%.

Получение комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I)

▪ Описание эксперимента

• Комплексообразование и изомеризация

- Без уксусной кислоты

В реактор помещают 418 кг (117 кг чистой гексакислоты формулы (III)/196 моль) водного раствора гексакислоты формулы (III) с концентрацией 28% по весу. Значение рH раствора регулируют до 2,7 путем добавления хлористоводородной кислоты, а затем добавляют 37 кг (103,2 моль) оксида гадолиния. Реакционную среду нагревают при 100-102°C в течение 48 часов для достижения ожидаемого изомерного распределения гексакислоты формулы (III).

- С уксусной кислотой

Суспендируют оксид гадолиния (0,525 молярного экв.) в растворе гексакислоты формулы (III) с концентрацией 28,1% по массе.

99-100% уксусную кислоту (50% по массе/чистая гексакислота формулы (III)) выливают в среду при комнатной температуре.

Среду нагревают с обратным холодильником с последующей перегонкой до 113°C по массе, постепенно доливая в среду уксусную кислоту по мере удаления воды. По достижении температуры 113°C добавляют достаточное количество уксусной кислоты, чтобы достичь начального объема.

Среду выдерживают при температуре 113°C в течение ночи.

• Кристаллизация, перекристаллизация

- Кристаллизация

Раствор комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) охлаждают до 40°C, добавляют затравку и оставляют в контакте друг с другом в течение по меньшей мере 2 часов. Затем продукт выделяют путем фильтрования при 40°C и промывают очищенной с помощью осмоса водой.

- Перекристаллизация

Суспендируют 180 кг комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), полученного ранее (содержание сухого вещества приблизительно 72%), в 390 кг воды. Среду нагревают до 100°C для растворения продукта, а затем охлаждают до 80°C и добавляют небольшое количество затравки. После охлаждения до комнатной температуры комплекс гадолиния и гексакислоты формулы (I) выделяют путем фильтрования и высушивания.

• Селективный распад комплекса

Помещают сухой продукт в реактор с очищенной с помощью осмоса водой при 20°C. Масса добавленной воды равна удвоенной теоретической массе комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I). Выливают 30,5% раствор гидроксида натрия (масса/масса) (6,5 экв.) в среду при 20°C. По окончании добавления NaOH среду оставляют в контакте друг с другом при 50°C в течение 16 часов. Среду охлаждают до 25°C и продукт отфильтровывают через слой Clarcel.

▪ Значение диастереоизомерного избытка смеси изомеров I-RRR и I-SSS

Соотношение, в котором различные изомеры комплекса формулы (I) присутствуют в смеси диастереоизомеров, зависит от условий, при которых проводят стадии комплексообразования и изомеризации, как показано в таблице 3 ниже.

Таблица 3. Содержание смеси I-RRR и I-SSS в зависимости от условий комплексообразования/изомеризации

Значение pH Температура Содержание гексакислоты формулы (III) Время Диастереоизомерный избыток смеси
I-RRR и I-SSS 5,7 80°C 40% 3 часа 19% 3,5 90°C 50% 10 часов 49% 3,0 101°C 40% 10 часов 68% 2,7 101°C 28% 48 часов 98,04%

Дополнительные стадии перекристаллизации и обеспечения селективного распада комплекса позволяют увеличить диастереоизомерный избыток смеси I-RRR и I-SSS (см. таблицу 4).

Таблица 4. Значение диастереоизомерного избытка смеси I-RRR и I-SSS после кристаллизации/перекристаллизации/селективного распада комплекса

После первой кристаллизации После перекристаллизации После селективного распада комплекса Диастереоизомерный избыток смеси
I-RRR и I-SSS 98,04% 99,12% 99,75%

Получение комплекса формулы (II)

В реактор помещают 90 кг (119 моль) комплекса с гексакислотой формулы (I) и 650 кг метанола. Смесь охлаждают до приблизительно 0°C и затем выливают в нее 111 кг (252 моль) метанольного раствора хлористоводородной кислоты (8,25% HCl в метаноле), поддерживая температуру при 0°C. Реакционную среду доводят до комнатной температуры и затем продолжают перемешивание в течение 16 часов. После охлаждения до 0-5°C добавляют 120 кг (1319 моль) 3-амино-1,2-пропандиола. Затем реакционную среду нагревают, отгоняя метанол в вакууме, до достижения температуры 60-65°C. Концентрат выдерживают в течение 16 часов при этой температуре под вакуумом. По окончании реакции среду разбавляют с помощью 607 кг воды при охлаждении до комнатной температуры. Раствор неочищенного комплекса формулы (II) нейтрализуют с помощью 20% раствора хлористоводородной кислоты (масса/масса). Таким образом, получают 978,6 кг раствора с концентрацией 10,3%, что составляет 101 кг материала. Полученный выход составляет 86,5%.

Тесты превращения изомеров из комплексов формулы (II)

Изомеры комплекса формулы (II) синтезировали из групп изомеров isoA, isoB, isoC и isoD комплекса с гексакислотой формулы (I), выделенного с помощью препаративной HPLC. Четыре группы изомеров выделяли и затем амидировали 3-амино-1,2-пропандиолом (APD) с R- и S-конфигурацией. Таким образом получали восемь изомеров:

isoA + APD(R) и isoA + APD(S),

isoB + APD(R) и isoB + APD(S),

isoC + APD(R) и isoC + APD(S) и

isoD + APD(R) и isoD + APD(S).

Каждый из данных изомеров помещали в условия, обеспечивающие изомеризацию комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I).

Таким образом, раствор HCl с pH 3 получают путем разбавления 1 мл 1 н. HCl в 1 литре воды. Изомеры добавляют к раствору HCl с pH 3 в концентрации 1 мМ. 10 мг порошка растворяют в 10 мл этого раствора. Полученные восемь растворов нагревают до 100°C, а затем анализируют в моменты времени T₀ и T₀ + 23 часа с помощью HPLC.

Значения чистоты в процентах, измеренные с помощью HPLC, приведены в таблице ниже.

isoA + APD(S) isoB + APD(S) isoC + APD(S) isoD + APD(S) T₀ 95,4% 92,3% 91% 98,6% T₀ + 23 ч. 86% 83% 84% 92%

Потеря чистоты происходит из-за химического разложения (гидролиза амидных функциональных групп) продукта из-за условий, обусловленных реакцией изомеризации.

Поскольку условия, обеспечивающие изомеризацию различных соединений, приводят к существенному химическому разложению продуктов за счет гидролиза амидных функциональных групп, изомеризацию нельзя проводить чистым и селективным образом непосредственно в отношении комплекса формулы (II), полученного в соответствии со способом, который описан в EP 1931673.

Изобретение относится к комплексу гадолиния и гексакислоты формулы (I), состоящему по меньшей мере на 80% из диастереоизомерного избытка диастереоизомеров I-RRR и I-SSS. Также предложен комплекс формулы (II), состоящий по меньшей мере на 80% из диастереоизомерного избытка диастереоизомеров II-RRR и II-SSS. Настоящее изобретение также относится к способу получения указанного комплекса формулы (II) и промежуточному соединению формулы (VI). Изобретение позволяет получить группу изомеров, включающую смесь изомеров II-RRR и II-SSS, которая отличается термодинамической устойчивостью и показывает себя наиболее преимущественной в качестве контрастного средства для медицинской визуализации. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 табл., 1 пр.

1. Комплекс гадолиния и гексакислоты формулы (I)

(I),

состоящий по меньшей мере на 80% из диастереоизомерного избытка диастереоизомеров I-RRR и I-SSS формул:

(I-SSS),

(I-RRR).

2. Комплекс по п. 1, при этом он характеризуется по меньшей мере 90% указанным диастереоизомерным избытком.

3. Комплекс по п. 1 или 2, где соотношение изомеров I-RRR и I-SSS находится в диапазоне от 55/45 до 45/55.

4. Комплекс формулы (II)

(II),

состоящий по меньшей мере на 80% из диастереоизомерного избытка диастереоизомеров II-RRR и II-SSS формул:

(II-SSS),

(II-RRR).

5. Комплекс по п. 4, характеризующийся тем, что он состоит по меньшей мере на 92% из указанного диастереоизомерного избытка.

6. Комплекс по п. 4 или 5, где соотношение изомеров II-RRR и II-SSS находится в диапазоне от 55/45 до 45/55.

7. Комплекс по пп. 4-6, полученный амидированием комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) по любому из пп. 1-3 3-амино-1,2-пропандиолом.

8. Способ получения комплекса формулы (II), представленной ниже:

(II),

включающий следующие последовательные стадии:

a) обеспечение комплексообразования гексакислоты формулы (III), представленной ниже:

(III),

с гадолинием с получением комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) по п. 1,

b) обеспечение изомеризации путем нагревания комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I) в водном растворе при значении pH от 2 до 4 с получением диастереоизомерно обогащенного комплекса, характеризующегося по меньшей мере 80% диастереоизомерным избытком смеси изомеров I-RRR и I-SSS указанного комплекса гадолиния и гексакислоты формулы (I), и

c) образование комплекса формулы (II) посредством проведения реакции диастереоизомерно обогащенного комплекса, полученного на стадии b), с 3-амино-1,2-пропандиолом.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что водный раствор на стадии b) содержит уксусную кислоту.

10. Способ по п. 8 или 9, где стадию b) осуществляют при температуре между 80°C и 130°C в течение промежутка времени от 12 часов до 48 часов.

11. Способ по п. 10, где стадию b) осуществляют при температуре между 100°C и 120°C в течение промежутка времени от 12 до 48 часов.

12. Способ по п. 8 или 9, отличающийся тем, что по завершении стадии b) диастереоизомерно обогащенный комплекс выделяют путем кристаллизации.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что диастереоизомерно обогащенный комплекс со стадии b), выделенный путем кристаллизации, очищают путем перекристаллизации с получением диастереоизомерно обогащенного и очищенного комплекса.

14. Способ по п. 12 или 13, отличающийся тем, что диастереоизомерно обогащенный комплекс со стадии b) дополнительно обогащают путем обеспечения селективного распада комплексов диастереоизомеров комплекса формулы (I), отличных от диастереоизомеров I-RRR и I-SSS, т.е. путем обеспечения селективного распада комплексов диастереоизомеров I-RSS, I-SRR, I-RSR, I-SRS, I-RRS и I-SSR.

15. Способ по любому из пп. 8-14, отличающийся тем, что стадия с) включает следующие последовательные стадии:

c1) образование сложного триэфира формулы (VIII)

(VIII),

где R₁ представляет собой (C₁-C₆)алкильную группу, в частности, посредством проведения реакции в спирте формулы R₁OH в присутствии кислоты, такой как хлористоводородная кислота, и

c2) обеспечение аминолиза сложного триэфира формулы (VIII) с 3-амино-1,2-пропандиолом, в частности, в спирте формулы R₁OH в присутствии кислоты, такой как хлористоводородная кислота.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что сложный триэфир формулы (VIII) не выделяют между стадиями с1) и с2).

17. Способ по п. 15 или 16, отличающийся тем, что R₁ представляет собой метильную группу.

18. Способ по любому из пп. 8-17, отличающийся тем, что гексакислоту формулы (III), определенной в п. 8, получают алкилированием пиклена формулы (V)

(V)

дибутил-2-бромглутаратом с получением бутилового сложного гексаэфира формулы (VI)

(VI)

с последующей стадией гидролиза, приводящей к получению указанной гексакислоты формулы (III).

19. Комплекс формулы (II)

(II),

состоящий по меньшей мере на 80% из диастереоизомерного избытка диастереоизомеров II-RRR и II-SSS формул:

(II-SSS),

(II-RRR),

который может быть получен посредством способа по любому из пп. 8-18.

20. Комплекс по п. 19, характеризующийся тем, что он состоит по меньшей мере на 92% из указанного диастереоизомерного избытка.

21. Комплекс по п. 19 или 20, где соотношение изомеров II-RRR и II-SSS находится в диапазоне от 55/45 до 45/55.

22. Бутиловый сложный гексаэфир формулы (VI), представленной ниже:

(VI).