СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛ-3-АМИНО-1-[(3R,4S)-4-ЦИАНОТЕТРАГИДРОПИРАН-3-ИЛ]ПИРАЗОЛ-4-КАРБОКСИЛАТА ПОСРЕДСТВОМ ХИРАЛЬНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ РАЦЕМИЧЕСКОЙ СМЕСИ Российский патент 2024 года по МПК C07D405/04 

Уровень техники

В WO 2018/108969 раскрыты соединения формулы I, которые являются селективными ингибиторами янус-киназы (JAK) и как таковые полезны для лечения JAK-опосредованных заболеваний, таких как атопический дерматит, артрит и рак. В частности, раскрыт 1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]-3-[(2-фтор-6-метокси-4-пиридил)амино]пиразол-4-карбоксамид (I).

Формула (I)

В способе получения соединения формулы (I) осуществляли хиральное разделение рацемической смеси (5) для выделения ключевого промежуточного соединения (6).

Вследствие низкой растворимости рацемического соединения 5 в органических растворителях, обычно используемых в качестве элюентов для хиральной хроматографии, его разделение пришлось осуществлять с помощью сверхкритической флюидной хроматографии с использованием хиральной неподвижной фазы трис(3,5-дихлорфенилкарбамат) целлюлозы (ChiralPak® IC, 10 мкМ, 300 × 50 мм) и подвижной фазы, состоящей из 45% 2-пропанола, 55% CO₂; при следующих условиях (скорость потока: 220 мл/мин; температура колонки: 38°C).

В WO 2013/041042 раскрыты пиразолкарбоксамиды в качестве ингибиторов янус-киназы, которые полезны для лечения ревматоидного артрита, астмы, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и рака. Соединения этого раскрытия имеют следующую формулу.

.

В EP18212188 и PCT/CN2018/120821 раскрыт способ получения 1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]-3-[(2-фтор-6-метокси-4-пиридил)амино]пиразол-4-карбоксамида. Этот способ обобщенно приведен на схеме 1 ниже.

Схема 1.

Кроме того, описано разделение рацемической смеси формулы (V) на энантиомер формулы (VI) с помощью ВЭЖХ. Тип используемой колонки не раскрывается.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Авторы изобретения разработали новый и выгодный способ хирального разделения для выделения этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (VI) из рацемической смеси этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата и этил-3-амино-1-[(3S,4R)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (V).

Вариант осуществления изобретения представляет собой способ получения соединения Формулы VI

,

включающий разделение энантиомеров рацемической смеси формулы V

с помощью хиральной хроматографии с использованием элюента и хиральной неподвижной фазы, выбранной из трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилозы и трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилозы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Преимуществом заявляемого способа является эффективное разделение энантиомеров как с высокой производительностью, так и с высокой селективностью. Способ получения одиночного энантиомера обычно включает хиральное разделение рацемического соединения или энантиомерно селективную реакцию. Для способов, которые предусматривают хиральное разделение, желательно, чтобы это хиральное разделение было как можно раньше в способе. Это повысит эффективность, поскольку нежелательный энантиомер не проходит через последующие стадии. Чтобы быть действительно эффективным, способ должен быть высокоселективным при разделении двух энантиомеров. Кроме того, способ также должен иметь достаточно высокую пропускную способность или производительность для получения достаточного количества желаемого энантиомера в оптимальные сроки при доступных затратах. В способе, раскрытом в WO2018//108969 (см. выше), хиральное разделение аналогичного промежуточного соединения позволило достичь производительности менее 0,5 KKD, что, в свою очередь, определило, что весь процесс получения соединения формулы (I) является неприемлемым для использования в крупномасштабном производстве.

Этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилат (VI) является ключевым промежуточным соединением в синтезе 1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]-3-[(2-фтор-6-метокси-4-пиридил)амино]пиразол-4-карбоксамида (I). Как отмечалось выше, в EP EP18212188 и PCT/CN2018/120821 раскрыто разделение рацемической смеси формулы V на энантиомерное соединения формулы VI с помощью ВЭЖХ. См. Схему 2 ниже.

Схема 2

Желателен эффективный способ выделения этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (VI) из рацемической смеси этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата и этил-3-амино-1-[(3S,4R)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (V), поскольку он позволяет проводить оставшиеся стадии способа, описанного на схеме 1 выше, на энантимерно чистом материале, что, в свою очередь, приведет к более высоким выходам для каждой стадии и общему выходу. Реакция соединений (IV) и (III) первоначально дает смесь четырех диастереоизомеров. В дополнение к энантиомерам (3R,4S) и (3S,4R), показанным как рацемическая смесь выше (V), получают также пару (3R,4R) и (3S,4S) энантиомеров. Однако эти более поздние два энантиомера эффективно отделяют от (V) избирательной перекристаллизацией.

Chiralpak^® IG представляет собой трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилозу, иммобилизованную на силикагеле 3 мкм.

Chiralpak^® AZ представляет собой трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилозу, нанесенную на силикагель 3 или 5 мкм.

Хиральные неподвижные фазы (CSP) представляют собой вещества на основе силикагеля, дериватизированные полисахаридами, которые модифицированы хиральными селекторами и предназначены для разделения смесей энантиомерных соединений. CSP также известны как среда для хирального разделения.

Хиральные неподвижные фазы на основе покрытых полисахаридов представляют собой фазы, в которых полисахарид не связан ковалентно с нижележащим силикагелем.

Хиральные неподвижные фазы иммобилизованного полисахарида представляют собой фазы, в которых полисахарид ковалентно связан с нижележащим силикагелем.

Эффективность способа хирального разделения можно оценить по степени разделения, достигнутой между энантиомерами рацемата, и по производительности, измеряемой в расчете на массу обработанного рацемата на массу хиральной неподвижной фазы, использованной за 24 часа.

Производительность (KKD) определяют в настоящем документе как количество рацемата в кг, которое может быть отделено, на кг хиральной неподвижной фазы (CSP) в день.

Селективность (α) представляет собой соотношение коэффициентов удержания двух УФ-сигналов двух энантиомеров, как показано в уравнении 1. Это можно представить как расстояние между вершинами двух УФ-сигналов.

Уравнение 1

В котором T_E2 представляет собой время удерживания второго элюированного энантиомера, T_E1 представляет собой время удерживания первого элюированного энантиомера и T₀ время, необходимое подвижной фазе для прохождения через колонку.

Разделение до базовой линии означает, что процесс достаточно селективен, так что на УФ-хроматограмме УФ-сигнал, соответствующий первому компоненту, уходит к базовой линии до того, как УФ-сигнал следующего компонента начинает проявляться.

Элюент представляет собой подвижную фазу, используемую для проведения хроматографии.

Хиральный означает, что молекула не накладывается на свое зеркальное изображение.

Энантиомер представляет собой каждое из двух не накладываемых друг на друга изображений. Система Кана-Ингольда-Прелога используется для обозначения каждого энантиомера. Хиральным центрам молекулы присваивают обозначение R или S в зависимости от конфигурации групп, присоединенных к хиральному центру. Каждая группа из четырех групп, присоединенных к асимметрическому атому углерода (хиральный центр), располагаются в порядке правил приоритета. Если молекула ориентирована так, что группа с самым низким рейтингом направлена в сторону от наблюдателя, остальные группы записывают в порядке убывания. Если порядок идет по часовой стрелке, хиральный центр обозначается R. Если порядок идет против часовой стрелки, хиральный центр обозначается S. (см. March, Advanced Organic Chemistry, 3^rd Ed. 1985, p97).

Энантиомерный избыток (е.е.) или энантиомерная чистота представляет собой степень энантиомерной чистоты композиции, выраженную в процентах, как указано в уравнении 2

Уравнение 2:

Фраза “этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилат (VI), по существу не содержащий этил-3-амино-1-[(3S,4R)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилат” означает композицию, которая включает по меньшей мере примерно 80% е.е. соединения (VI). Предпочтительно такая композиция включает по меньшей мере примерно 90% е.е. соединения (VI), более предпочтительно композиция включает, по меньшей мере, примерно 95% e.e. соединения (VI), и наиболее предпочтительно композиция включает более 98% е.е. соединения (VI).

SFC означает сверхкритическую флюидную хроматографию.

SMB означает процесс, имитирующий подвижный слой.

Рацемат или рацемическая смесь представляет собой смесь, которая содержит равное количество лево- и правовращающих (R и S) энантиомеров хиральной молекулы.

Альтернативный вариант осуществления изобретения представляет собой способ выделения этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (VI), по существу не содержащего этил-3-амино-1-[(3S,4R)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилат, включающий

a) абсорбцию рацемической смеси этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата и этил-3-амино-1-[(3S,4R)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (V) на среде для хирального разделения;

b) пропускание системы растворителей через среду для хирального разделения в количестве, достаточном для элюирования этил-3-амино-1-[4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилатных энантиомеров из среды для разделения;

c) выделение этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (VI), по существу не содержащего этил-3-амино-1-[(3S,4R)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилат;

где указанная среда для хирального разделения представляет собой трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилозу, иммобилизованную на силикагеле, или трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилозу, нанесенную на силикагель.

В другом варианте осуществления изобретения хиральная неподвижная фаза выбрана из трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат) амилозы, трис(5-хлор-2-метилфенилкарбамат)амилозы, трис(3,5-диметилфенилкарбамат)амилозы и трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилозы.

В варианте осуществления хиральная неподвижная фаза нанесена или иммобилизована на силикагеле.

В другом варианте осуществления изобретения хиральная неподвижная фаза представляет собой трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилозу, иммобилизованную на силикагеле.

В другом варианте осуществления изобретения колонка представляет собой трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилозу, нанесенную на силикагель.

В другом варианте осуществления изобретения элюент представляет собой ацетонитрил. В другом варианте осуществления изобретения производительность способа составляет более 2,0 KKD.

В другом варианте осуществления изобретения производительность способа находится в диапазоне от примерно 2,0 до примерно 6,0 KKD, предпочтительно от примерно 3,0 до примерно 5,0 KKD.

В другом варианте осуществления изобретения селективность способа составляет от примерно 1,0 до примерно 4,0, предпочтительно от примерно 1,5 до примерно 3,5.

В другом варианте осуществления изобретения температура составляет от примерно 20°C до примерно 40°C, предпочтительно от примерно 25°C до примерно 35°C.

В другом варианте осуществления изобретения концентрация рацемата (V) составляет от примерно 100 г/л до примерно 300 г/л, предпочтительно примерно 200 г/л.

Примеры

Пример 1 Растворимость соединения (V) в органических растворителях

Определяли растворимость соединения (V) в воде и в наборе органических растворителей. Результаты представлены в таблице 1.

Концентрация в чистых растворителях указана в г/л Вода EtOH MeOH iPrOH Ацетонитрил Изо-гексан < 5 10 < 50 < 5 > 200 0

Было отмечено, что соединение (V) неожиданно хорошо растворимо в ацетонитриле, который является одним из растворителей, выбранных для осуществления хроматографических разделений.

Пример 2 Скрининг хиральных неподвижных фаз

Способность набора хиральных неподвижных фаз отделять этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилат (формула VI) от рацемической смеси этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата и этил-3-амино-1-[(3S,4R)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (формула V) определяли с использованием ацетонитрила в качестве растворителя для разбавления образцов и в качестве элюента (или подвижной фазы) для осуществления хроматографии. Результаты представлены в таблице 2.

Рабочие условия для этого исследования приведены в таблице 2 ниже;

Таблица 2 неподвижная фаза См. таблицу 2 Размеры колонны
(внутренний диаметр x длина) 4,6×250 нм подвижная фаза Ацетонитрил скорость потока 1 мл/мин УФ-детектирование, длина волны λ 220 нм температура колонки 25^oC Температура образца Комнатная температура Разбавитель образца Ацетонитрил Концентрация образца 2 г/л

Таблица 3

Тип подвижной фазы Хиральный селектор Размер частицы (мкм) Соответствующий иллюстративный пример Достигнуто некоторое разделение Селективность (α) полное разделение пиков Иммобилизованная трис(3,5-диметилфенилкарбамат)амилоза 20 Chiralpak^® IA нет н.д. н.д. Иммобилизованная трис(3,5-диметилфенилкарбамат)целлюлоза 20 Chiralpak^® OD-I нет н.д. н.д. иммобилизованная трис(3,5-дихлорфенилкарбамат)амилоза 20 Chiralpak^® IE Да 1,2 нет Иммобилизованная трис(3,5-дихлорфенилкарбамат)целлюлоза 20 Chiralpak^® IC Да 1,2 нет Иммобилизованная трис(3-хлорфенилкарбамат)амилоза 20 Chiralpak^® ID Да 1,3 нет Иммобилизованная трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилоза 20 Chiralpak^® IF Да 1,5 Почти Иммобилизованная трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилоза 20 Chiralpak^® IG Да 1,7 Да Нанесенная трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)целлюлоза 20 Chiralcel^® OZ нет н.д. н.д. Нанесенная трициннамат целлюлозы 20 Chiralcel^® OK нет н.д. н.д. нанесенная трис[(S)-^.-метилбензилкарбамат]амилоза 20 Chiralpak^® AS-V нет н.д. н.д. Нанесенная трис(3,5-диметилфенилкарбамат)целлюлоза 20 Lux Cellulose 1 нет н.д. н.д. Нанесенная трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)целлюлоза 20 Lux Cellulose 2 нет н.д. н.д. Нанесенная трис(4-метилбензоат)целлюлоза 20 Lux Cellulose 3 нет н.д. н.д. Нанесенная трис(4-хлор-3-метилфенилкарбамат)целлюлоза 20 Lux Cellulose 4 нет н.д. н.д. Нанесенная трис(5-хлор-2-метилфенилкарбамат)амилоза 20 Chiralpak^® AY да 1,3 Почти Нанесенная трис(3,5-диметилфенилкарбамат)амилоза 10 Lux-Amylose-1 да 1,3 Почти Нанесенная трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилоза 20 Chiralpak^® AZ да 2,7 да

Как показывают результаты, представленные в таблице 3, менее половины исследованных хиральных неподвижных фаз допускают некоторую степень разделения рацемической смеси (V). Среди тех, которые обеспечивают разделение (V), только две колонки допускали полное разделение пиков (V): трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилоза, иммобилизованная на колонке с силикагелем (Chiralpak^® IG), и трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилоза, нанесенная на колонку с силикагелем (Chiralpak^® AZ).

Пример 3 - Производительность

20 мг рацемической смеси (V) солюбилизировали при 200 г/л в ацетонитриле. Этот раствор вводили на трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилозу, иммобилизованную на колонке с силикагелем (Chiralpak^® IG) (250×4,6 мм). Образец элюировали ацетонитрилом при 25°C. Получали оба энантиомера. Производительность (KKD) оценивали в пределах от 3,0 до 3,5 кг рацемата/кг хиральной неподвижной фазы/день.

20 мг рацемической смеси (V), солюбилизированной при 200 г/л в ацетонитриле, также вводили на трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилозу, нанесенную на колонку с силикагелем (Chiralpak^® AZ) (250×4,6 мм). После элюирования ацетонитрилом при 25°C, были получены оба энантиомера. Производительность (KKD) оценивали в пределах от 4,0 до 5,0 кг рацемата/кг хиральной неподвижной фазы/день.

Изобретение относится к способу хирального выделения этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (VI) из рацемической смеси этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата и этил-3-амино-1-[(3S,4R)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (V). Способ позволяет эффективно разделять энантиомеры как с высокой производительностью, так и с высокой селективностью. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.

1. Способ получения соединения формулы VI

из смеси энантиомеров, включающий разделение энантиомеров рацемической смеси формулы V

с помощью хиральной хроматографии с использованием элюента и хиральной неподвижной фазы, выбранной из трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилозы и трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилозы.

2. Способ по п. 1, где производительность способа составляет более 2,0 кг рацемата/кг хиральной неподвижной фазы/день.

3. Способ по любому из пп. 1, 2, где хиральная неподвижная фаза представляет собой трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилозу, иммобилизованную на силикагеле.

4. Способ по любому из пп. 1, 2, где хиральная неподвижная фаза представляет собой трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилозу, нанесенную на силикагель.

5. Способ по любому из пп. 1-4, где элюент представляет собой ацетонитрил.

6. Способ по любому из пп. 1-5, где производительность способа находится в диапазоне от 2,0 до 6,0 кг рацемата/кг хиральной неподвижной фазы/день, предпочтительно от 3,0 до 5,0 кг рацемата/кг хиральной неподвижной фазы/день.

7. Способ по любому из пп. 1-6, где селективность способа составляет от 1,0 до 4,0, предпочтительно от 1,5 до 3,5.

8. Способ по любому из пп. 1-7, где способ осуществляют при температуре от 20 до 40°C, предпочтительно от 25 до 35°C.

9. Способ по любому из пп. 1-8, где способ имеет концентрацию рацемической смеси (V) от 100 до 300 г/л, предпочтительно 200 г/л.

10. Способ выделения этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (VI), по существу не содержащего этил-3-амино-1-[(3S,4R)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилат, включающий

a) абсорбцию рацемической смеси этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата и этил-3-амино-1-[(3S,4R)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (V) на среде для хирального разделения;

b) пропускание системы растворителей через среду для хирального разделения в количестве, достаточном для элюирования этил-3-амино-1-[4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилатных энантиомеров из среды для разделения;

c) выделение этил-3-амино-1-[(3R,4S)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилата (VI), по существу не содержащего этил-3-амино-1-[(3S,4R)-4-цианотетрагидропиран-3-ил]пиразол-4-карбоксилат;

где указанная среда для хирального разделения представляет собой трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилозу, иммобилизованную на силикагеле, или

трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилозу, нанесенную на силикагель.

11. Способ по п. 10, где среда для хирального разделения представляет собой трис(3-хлор-5-метилфенилкарбамат)амилозу, иммобилизованную на силикагеле.

12. Способ по п. 10, где среда для хирального разделения представляет собой трис(3-хлор-4-метилфенилкарбамат)амилозу, нанесенную на силикагель.

13. Способ по любому из пп. 10-12, где система растворителей включает ацетонитрил.

14. Способ по любому из пп. 10-13, где способ имеет производительность в диапазоне от 2,0 до 6,0 кг рацемата/кг хиральной неподвижной фазы/день, предпочтительно от 3,0 до 5,0 кг рацемата/кг хиральной неподвижной фазы/день.

15. Способ по любому из пп. 10-14, где селективность способа составляет от 1,0 до 4,0, предпочтительно от 1,5 до 3,5.

16. Способ по любому из пп. 10-15, где температура составляет от 20 до 40°C, предпочтительно от 25 до 35°C.

17. Способ по любому из пп. 10-16, где концентрация рацемической смеси (V) составляет от 100 до 300 г/л, предпочтительно 200 г/л.