ES2208540T3

ES2208540T3 - Procedimiento para la preparacion de ribavirina.

Info

Publication number: ES2208540T3
Application number: ES01830510T
Authority: ES
Inventors: Aldo Banfi; Bruno Dall'oro; Marco Frigerio; Alfredo Mancini
Original assignee: Clariant LSM Italia SpA
Current assignee: Clariant LSM Italia SpA
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2004-06-16
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: WO2003011883A3; MXPA03010251A; CN1255420C; ES2233857T3; HUP0401615A2; ATE252594T1; DE60202483T2; AU2002328974A1; US7285659B2; KR20040031784A; DE60202483D1; MXPA04000382A; KR20040021670A; EP1281715A1; CN1535277A; KR100953031B1; WO2003011884A1; DE60101056D1; ATE286062T1; BR0209815A

Abstract

Un procedimiento para la preparación de ribavirina que comprende: a) la reacción de un triazol de la fórmula en la que R2 representa un grupo alcoxicarbonilo con 1 a 4 átomos de carbono, arilalcoxicarbonilo, carboxilo, ciano o carboxiamida, con una ribofuranosa protegida de la fórmula en la que Pg representa un grupo protector de la función hidroxilo y R1 representa un grupo saliente seleccionado entre aciloxi con 1 a 4 átomos de carbono, ariloxi y halógeno; en presencia de un disolvente y de un ácido de Lewis (IV); y b) la eliminación de los grupos Pg y, opcionalmente, la conversión del grupo R2 del compuesto obtenido de la fórmula en la que Pg y R2 tienen los significados proporcionados anteriormente, para dar ribavirina

Description

Procedimiento para la preparación de ribavirina.

Ribavirina, o 1-\beta-d-ribofuranosil-1H-1,2,4-triazol-3-carboxiamida, es un agente antiviral conocido que normalmente se administra junto con interferón alfa-2b para el tratamiento de pacientes que padecen hepatitis C crónica.

Campo técnico de la invención

La ribavirina, (Merck Index 11ª edición), cuya estructura se proporciona a continuación,

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generalmente se prepara por síntesis o por fermentación.

Las reacciones de acoplamiento del núcleo de triazol preformado con derivados protegidos de azúcar son de particular importancia entre los procedimientos para la preparación sintética de ribavirina.

Habitualmente, tales procedimientos proporcionan la activación del núcleo de triazol preseleccionado con agentes de sililación y la posterior reacción del intermedio de sililtriazol con la apropiada ribofuranosa protegida, de acuerdo con el siguiente esquema general:

Esquema 1

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donde R^{1} habitualmente representa un grupo O-acetilo o un halógeno, Pg es un grupo protector de la función hidroxilo, tal como por ejemplo acetilo o benzoílo, R^{2} es preferiblemente un grupo carbometoxi y R representa alquilo, preferiblemente metilo.

Después, la ribavirina se obtiene habitualmente a partir del producto intermedio III por desprotección del azúcar y conversión del grupo éster en amida.

La secuencia dada anteriormente se describe, por ejemplo, en J. Med. Chem. (1972), 15, 1150-1154.

Sin embargo, el procedimiento tiene algunas desventajas que le hacen de poco interés de aplicación. De hecho, en la reacción de glicosilación en cuestión se obtiene un producto de partida que consta de una mezcla 1:1 del producto deseado III, glicosilato sobre el nitrógeno de triazol en la posición 1 y del regioisómero de glicosilato sobre el nitrógeno en la posición 2.

Por consiguiente, no sólo el rendimiento de la reacción final es significativamente menor que el teórico sino que, además, la presencia de grandes cantidades de subproductos necesita la purificación del producto intermedio IV por cromatografía, con todos los problemas que dicha técnica implica, especialmente en el caso de la aplicación industrial.

Posteriormente, el método de síntesis de ribavirina descrito anteriormente fue objeto de numerosos estudios, a partir de los cuales se produjeron diferentes variantes, que consistían esencialmente en la preparación in situ del agente de sililación [Rev. Roum. Chim. (1987), 32, 329-333], o en el uso de un catalizador ácido adecuado. La última reacción de sililación-glicosilación en presencia de catalizadores ácidos, en particular catalizadores de Friedel-Crafts o ácidos de Lewis, representa una metodología convencional para preparar nucleósidos [Chem. Ber. (1981), 114, 1256-1268] y, en diversos casos, esto se aplicó específicamente a la preparación de ribavirina.

A este fin, Vorbrüggen et al., en Chem. Ber. (1981), 114, 1234-1255, estudiaron el efecto catalítico de triflatos de sililo con respecto a los ácidos de Lewis más convencionales, tales como, por ejemplo, SnCl_{4} en la condensación de trimetilsililtriazoles para proporcionar precursores de ribavirina.

En Nucl. Acid. Chem. (1978), 1, 255-260 se presenta otro ejemplo de aplicación específica de dicho procedimiento sintético, catalizado por HgBr_{2}.

Posteriormente, en un simposium [Nucleosides Nucleotides (1991), 10, 619-20] se presentó una síntesis análoga de ribavirina, realizada en presencia de catalizadores ácidos particulares (CF_{3}CF_{2}OCF_{2}CF_{2}SO_{3}SiMe_{3}).

A partir de una evaluación general de la bibliografía que se refiere a la síntesis de ribavirina mencionada anteriormente, empezando desde el primer trabajo en 1972 hasta el trabajo más reciente de 1991, la enseñanza presenta claramente que, para preparar ribavirina mediante glicosilación del triazol, es necesario realizar la activación preliminar del mismo mediante sililación.

De hecho, las publicaciones mencionadas anteriormente se caracterizan por el constante uso de sililtriazol para la reacción específica de glicosilación en cuestión, mientras que la actividad experimental se dirigió para evaluar la influencia de la catálisis ácida en el producto de reacción y en la composición de un producto de partida final. A parte de la reacción de sililación-glicosilación analizada hasta ahora, la síntesis de ribavirina puede realizarse de acuerdo con un procedimiento de fusión alternativo y bastante drástico. Por ejemplo, el mismo artículo citado previamente [J. Med. Chem. (1972), 15, 1150-1154] describe la preparación de ribavirina mediante fusión a 160-165ºC de una mezcla 1:1 de 3-carbometoxitriazol y tetra-acetilribosa, en presencia de bis(p-nitrofenil)fosfato. Sin embargo, este procedimiento, cuyo rendimiento de condensación es notablemente de alrededor de un 78% después de la cristalización, es difícilmente utilizable en el ámbito industrial debido a las condiciones bastante críticas, tales como la ausencia de disolvente y la temperatura alta. El procedimiento de fusión también se describe en el documento JP55160793A.

Ahora se ha descubierto un nuevo procedimiento para la preparación de ribavirina a escala industrial, en condiciones particularmente sencillas y con altos rendimientos.

Con respecto a los procedimientos descritos en la técnica anterior, la presente invención hace posible preparar el producto intermedio de la fórmula III de forma ventajosa sin la sililación preliminar del sistema de triazol y con una pureza tal que permita el uso directo del producto de reacción de partida en las etapas posteriores, evitando de esta forma procedimientos de purificación tediosos.

Además, las condiciones de reacción, que son bastante suaves, hacen que el presente procedimiento sea particularmente adecuado para aplicación industrial.

Descripción de la invención

Por lo tanto, el objeto de la presente invención es un procedimiento para la preparación de ribavirina que comprende:

a) la reacción de un triazol de la fórmula

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en la que R_{2} representa un grupo alcoxicarbonilo con 1 a 4 átomos de carbono, arilalcoxicarbonilo, carboxilo, ciano o carboxiamida, con una ribofuranosa protegida de la fórmula

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en la que Pg representa un grupo protector de la función hidroxilo y R_{1} representa un grupo saliente seleccionado entre aciloxi con 1 a 4 átomos de carbono, ariloxi y halógeno; en presencia de un ácido de Lewis (IV); y

b) la eliminación de los grupos Pg y, opcionalmente, la conversión en un grupo carboxiamida del grupo R_{2} del compuesto obtenido de la fórmula

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en la que Pg y R_{2} tienen los significados proporcionados anteriormente, para dar ribavirina

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Generalmente, el triazol de partida de la fórmula I puede prepararse de acuerdo con procedimientos conocidos, por ejemplo, como se describe en la patente de Estados Unidos 3798209. Los compuestos preferidos de la fórmula I son aquellos en los que R_{2} representa un grupo alcoxicarbonilo con 1 a 4 átomos de carbono, particularmente aquellos en los que R_{2} representa un grupo carbometoxi.

La ribofuranosa protegida de la fórmula II puede prepararse a partir de ribosa de acuerdo con técnicas convencionales para la protección de azúcares o está disponible en el mercado.

De acuerdo con la presente invención, Pg representa un grupo protector de la función hidroxilo. Generalmente, son grupos protectores adecuados éteres, ésteres, cetales y todos los grupos usados comúnmente en el campo de la química de carbohidratos. Véanse por ejemplo los grupos descritos por T. Green y P. Wuts en "Protecting Groups in Organic Synthesis", capítulo 2, página 17, 3ª Ed. (1999). Son grupos protectores preferidos los grupos acetilo, benzoílo y bencilo. En este contexto, se prefiere particularmente el grupo acetilo.

El grupo R_{1} del compuesto de la fórmula II representa un grupo saliente seleccionado entre aciloxi con 1 a 4 átomos de carbono, ariloxi y halógeno, preferiblemente cloro, bromo y aciloxi con 1 a 4 átomos de carbono, e incluso más preferiblemente acetoxi.

La presente reacción de acoplamiento se realiza en presencia de un ácido de Lewis. Para una definición del término "ácido de Lewis" véase, por ejemplo, J. March in "Advanced Organic Chemistry", página 227, 3ª Ed. (1985). De acuerdo con la presente invención, son ácidos de Lewis preferidos AlCl_{3}, SbCl_{5}, BF_{4}, SnCl_{4} y FeCl_{3}; SnCl_{4} ha demostrado ser particularmente ventajoso.

Generalmente, son disolventes utilizables en la presente reacción de acoplamiento hidrocarburos halogenados, ésteres o hidrocarburos aromáticos. Se prefieren hidrocarburos halogenados tales como diclorometano, cloroformo, tricloroetano y homólogos superiores. Se prefiere particularmente diclorometano.

En la presente invención, el triazol (I), la ribofuranosa protegida (II) y el ácido de Lewis (IV) se usan generalmente en una relación molar de 1-2 moles de I y 1-1,5 moles de IV, para cada mol de II. Las relaciones de reacción molar usadas preferiblemente en el presente procedimiento proporcionan 1-1,2 moles de I y 1-1,1 moles de IV para cada mol de II.

La reacción de acoplamiento de acuerdo con la presente invención se realiza generalmente a una temperatura entre -10º y la temperatura de reflujo del disolvente. Preferiblemente, la mezcla de reacción se enfría a una temperatura entre +5 y +20ºC durante la adición del ácido Lewis y después se calienta a reflujo.

El producto de la reacción de acoplamiento de fórmula III se aísla de forma habitual de acuerdo con los procedimientos convencionales, conocidos para un especialista en el campo, tales como, por ejemplo, extracción con disolventes adecuados, concentración de la fase orgánica por evaporación y filtración del producto de partida precipitado de esta forma. El producto de partida preferiblemente se usa tal cual en las etapas posteriores o, como alternativa, puede purificarse, por ejemplo mediante cristalización o cromatografía.

El procedimiento para la preparación de ribavirina de acuerdo con la presente invención finalmente proporciona la eliminación de los grupos protectores Pg y, opcionalmente, la conversión del grupo R_{2}, del producto intermedio de la fórmula III, en un grupo carboxiamida.

La eliminación de los grupos protectores Pg se realiza en condiciones convencionales, que varían dependiendo de la naturaleza química del propio grupo. En general, véanse las condiciones de eliminación descritas por T. Green y P. Wuts en el texto citado anteriormente, "Protecting Groups in Organic Synthesis", capítulo 2, página 17, 3ª Ed. (1999).

Por ejemplo, en el caso en el que el grupo de protección es un éster, su eliminación se realizará por alcoholisis en condiciones de catálisis básica. En particular, cuando Pg representa un grupo acetilo, la desprotección se realiza preferiblemente con metanol en presencia de metilato sódico.

Finalmente, si R_{2} es diferente de CONH_{2}, la síntesis de ribavirina se completará mediante la conversión del grupo R_{2} del producto intermedio de fórmula III que ya está desprotegido sobre el azúcar, en un grupo carboxiamida.

Dicha conversión se realizará en condiciones diferentes basándose en el significado de R_{2} y, en cualquier caso, mediante reacciones bien conocidas para un especialista en el campo y no vinculantes para los fines de la presente invención. A modo de ejemplo, se pueden citar las reacciones de preparación de amidas presentadas por J. March en "Advanced Organic Chemistry", página 1152, 3ª Ed. (1985).

En particular, cuando R_{2} representa carbometoxi, se prefiere realizar la transformación mencionada anteriormente del producto intermedio desprotegido III mediante el tratamiento con amoniaco en metanol. Esta reacción de amonolisis puede realizarse a una presión de entre 1 y 4 atmósferas, preferiblemente a 1,9-2,5 atm.

Como alternativa, es posible proceder al mismo tiempo con la desprotección del azúcar y con la conversión del grupo R_{2} del compuesto de fórmula III en un grupo carboxiamida, para proporcionar directamente ribavirina.

Por ejemplo, la ribavirina puede prepararse directamente mediante el tratamiento del producto intermedio III, en el que Pg representa acetilo y R_{2} representa carbometoxi, con amoniaco en metanol, como se describe en J. Med. Chem. 1972. Vol. 15, Nº 11, 1150-1154.

De acuerdo con una realización preferida, a la suspensión preenfriada del triazol de fórmula I y de la ribosa protegida de fórmula II en el disolvente preseleccionado, se le añade el ácido de Lewis IV mientras se agita, en una atmósfera inerte, manteniendo la temperatura por debajo de 20ºC.

Cuando la adición se termina, la reacción se lleva a reflujo hasta completarse. La reacción se termina mediante la adición de agua acidificada, comprobando que la temperatura no supere los 20ºC. Las fases se separan, la fase orgánica se lava de nuevo con agua acidificada y las fases acuosas se extraen varias veces con disolvente orgánico. Las fases orgánicas se concentran al vacío y el producto de partida IV se aísla mediante precipitación por la adición de un co-disolvente, evaporación parcial y filtración del sólido.

El sólido obtenido de esta forma se recoge con el alcohol preseleccionado y se desprotege, de acuerdo con técnicas convencionales, preferiblemente mediante alcoholisis en presencia del correspondiente alcoholato sódico, y después se convierte en ribavirina, mediante amonolisis en un medio alcohólico. Después, la ribavirina se aísla mediante cristalización, preferiblemente en metanol acuoso; de acuerdo con la mejor realización de la invención, dicha cristalización se realiza a una temperatura por debajo de los 50ºC y usando de 2 a 5 volúmenes de metanol por volumen de agua.

Como se observará a partir de los ejemplos presentados más adelante, que no deben entenderse como limitantes de la invención, el presente procedimiento hace posible preparar la ribavirina con altos rendimientos y purezas sin tener que recurrir a ninguna etapa preliminar de activación del anillo de triazol, con ventajas obvias en términos de tiempo, pureza y materiales de partida.

El procedimiento de la presente invención además hace posible preparar la ribavirina como una forma polimorfa sencilla, requerida por las autoridades. De hecho, la ribavirina existe en dos formas polimorfas distintas; la primera, obtenida mediante cristalización en etanol acuoso, tiene un punto de fusión de 166-168ºC; la segunda, obtenida por cristalización en etanol tiene un punto de fusión de 174-176ºC (Merck Index 11º edición). Con el procedimiento de acuerdo con la presente invención, la ribavirina se obtiene exclusivamente en la primera forma (o que tiene un punto de fusión de 166-168ºC), sin ninguna traza de la segunda.

Ejemplos Síntesis del éster metílico del ácido 1-(2,3,5-tri-O-acetil-\beta-D- ribofuranosil)-1H-1,2,4-triazol-3-carboxílico

(triacetilribavirina, 3-carbometoxi, TARC, IV, PG=CH_{3}CO, R_{2}=COOCH_{3})

En un reactor anhidro de 4 bocas de 6000 ml equipado con termómetro, condensador y agitador mecánico, se colocan, mientras se agita y con un flujo de nitrógeno, 1680 ml de diclorometano, 400 g de tetra-acetilribosa (Fluka) y 185,2 g de 3-carbometoxitriazol.

La mezcla se enfría a aproximadamente 5ºC y a la suspensión se le añaden 360 g de tetracloruro de estaño en una corriente fina mientras se agita.

La exotermia de la reacción se controla mediante refrigeración con un baño de hielo, de forma que la temperatura no exceda de 15-20ºC y, cuando la adición se termina, la mezcla de reacción se calienta a reflujo durante 2 horas. Se enfría a 20ºC con un baño de agua enfriada con hielo durante 15 minutos.

Después, se añaden ácido clorhídrico al 30% (176,7 ml) y agua (1503,3 ml) a una temperatura por debajo de +20ºC y se agita durante 45 minutos; se deja que la mezcla se desfase durante 15 minutos, después la fase acuosa superior se separa de la fase orgánica rica que posteriormente se trata con ácido clorhídrico al 30% (176,7 ml) y agua

\hbox{(1503,3 ml).}

Después de agitar durante 45 minutos, se deja que la mezcla se desfase durante 15 minutos y la fase acuosa superior se separa de la fase orgánica rica, que posteriormente se trata con ácido clorhídrico al 30% (176,7 ml) y agua

\hbox{(1503,3
ml).}

Después de agitar durante 45 minutos, se deja que la mezcla se desfase durante 15 minutos y la fase se separa: la fase orgánica se destila a presión atmosférica (T interna de aprox. 45ºC), y al residuo oleoso se le añaden 3000 ml de tolueno y la mezcla se destila al vacío a aproximadamente 200 mbar de presión residual hasta formar una pasta húmeda agitable. Se enfría a 5-10ºC durante 2 horas y se filtra sobre un filtro Buchner mientras se lava con tolueno.

Se obtienen 524 g de producto húmedo, igual a 392 g de producto seco.

Síntesis del éster metílico del ácido 1-\beta-D-ribofuranosil-1H-1,2,4-triazol-3-carboxílico

(éster metílico de ribavirina, RIBEST, IV, Pg=H, R_{2}=COOCH_{3})

Al residuo sólido húmedo obtenido de esta forma se le añaden 2000 ml de metanol y se comprueba que el contenido húmedo está por debajo del 0,2%. La mezcla se enfría a 10ºC y se añaden 34 g de metóxido sódico en metanol al 30% durante 30 minutos.

Se obtiene una solución amarilla clara que se mantiene a 10ºC mientras se agita en una atmósfera inerte durante 3 horas. Después, se añaden 11,4 g de ácido acético glacial y la mezcla se destila al vacío (de 300 mbar a 50 mbar) a 30-35ºC hasta que se obtiene un residuo oleoso. El residuo se recoge de nuevo con metanol y se destila al vacío hasta que se obtiene un residuo oleoso.

Síntesis de ribavirina (I)

Al residuo obtenido de esta forma se le añaden 1000 ml de metanol y 64 g de amoniaco gaseoso y la mezcla se deja durante 4 horas a 20ºC mientras se agita; en el transcurso de la reacción se produce precipitación del producto.

Se realiza destilación a presión reducida (200 mmHg; T interna de 40ºC) hasta a aproximadamente la mitad del volumen y se añaden 200 ml de agua; se calienta a 60ºC-70ºC hasta que se disuelve y se añaden 400 ml de metanol.

La mezcla se enfría a 0º-5ºC durante 4 horas y el sólido se filtra sobre un filtro Buchner mientras se agita con metanol; se obtienen 300 g de ribavirina de partida húmeda y se cristaliza sin desecación.

Cristalización

Se colocan 200 ml de agua en un reactor de 1000 ml equipado con agitador y condensador y se calientan a 40º-50ºC mientras se añaden, un poco cada vez, 300 g de ribavirina húmeda (igual a 206 g de producto seco), calentándolo a una temperatura máxima de 60ºC mientras se agita hasta disolverse. Después, se añaden 500 ml de metanol; el pH resultante es igual a 7-8. Se enfría a aproximadamente 40º-45ºC, provocando la precipitación del producto y esto se deja cristalizar durante una hora mientras se agita a temperatura ambiente: formación de una gran cantidad de precipitado. La refrigeración a 5ºC se realiza durante 2 horas y el producto se filtra sobre un filtro Buchner, mientras se lava con 200 ml de metanol.

Se obtienen 300 g de ribavirina cristalizada húmeda que se secan a 60ºC al vacío durante una noche para proporcionar 197,5 g de producto seco.

Datos analíticos

Aspecto: polvo monomorfo blanco cristalino,

[\alpha]_{D}(10 mg/ml; H_{2}O): -35,6º

Punto de fusión: 166-168ºC

Pureza por HPLC: 99,8%

RMN (Brucker 300 MHz, d_{6}-DMSO): los espectros de ^{1}H y ^{13}C RMN confirman la estructura de la ribavirina. El espectro NOESY excluye la presencia de anómero y demuestra que el regioisómero obtenido es aquél en el que la posición 1 de la ribosa está unida al átomo de nitrógeno en 1 del anillo de triazol. El análisis DSC finalmente confirma la ausencia total de otras formas polimorfas (incluso trazas).

Claims

1. Un procedimiento para la preparación de ribavirina que comprende:

a) la reacción de un triazol de la fórmula

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en la que Pg representa un grupo protector de la función hidroxilo y R_{1} representa un grupo saliente seleccionado entre aciloxi con 1 a 4 átomos de carbono, ariloxi y halógeno; en presencia de un disolvente y de un ácido de Lewis (IV); y

b) la eliminación de los grupos Pg y, opcionalmente, la conversión del grupo R_{2} del compuesto obtenido de la fórmula

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2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde R_{2} representa un grupo alcoxicarbonilo con 1 a 4 átomos de carbono, preferiblemente un grupo carbometoxi.

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde Pg representa acetilo, benzoílo o bencilo, preferiblemente acetilo.

4. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde R_{1} representa un grupo seleccionado entre cloro, bromo y aciloxi con 1 a 4 átomos de carbono, preferiblemente acetoxi.

5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde Pg representa acetilo, R_{2} representa a un grupo carbometoxi y R_{1} representa un grupo acetoxi.

6. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde el ácido de Lewis (IV) se selecciona entre AlCl_{3}, SbCl_{5}, BF_{4}, SnCl_{4} y FeCl_{3}, preferiblemente SnCl_{4}.

7. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde el disolvente usado en la etapa a) se selecciona entre hidrocarburos halogenados, éteres o hidrocarburos aromáticos.

8. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, donde dicho hidrocarburo halogenado se selecciona entre diclorometano, cloroformo y tricloroetano, preferiblemente diclorometano.

9. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde los reactivos en la etapa a) se usan en una relación molar de 1-2 moles de I y 1-1,5 moles de IV para cada mol de II, preferiblemente 1-1,2 moles de I y 1-1,1 moles de IV para cada mol de II.

\newpage

10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde la temperatura de reacción en la etapa a) está entre -10ºC y la temperatura de reflujo del disolvente.

11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde la ribavirina se aísla mediante cristalización en metanol acuoso.

12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, donde dicha cristalización se realiza a una temperatura por debajo de los 50ºC y usando de 2 a 5 volúmenes de metanol por volumen de agua.