DE69433188T2

DE69433188T2 - Beta-Lactam, Verfahren zur Herstellung Taxane-Derivate und Taxane mit Seitenketten

Info

Publication number: DE69433188T2
Application number: DE69433188T
Authority: DE
Inventors: John K. Thottathil; Ivan D. Trifunovich; David J. Kucera; Wen-Sen Li
Original assignee: Bristol Myers Squibb Co
Current assignee: Bristol Myers Squibb Co
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2014-03-15
Also published as: AU676879B2; US6350886B1; CN1271729A; ES2208649T3; KR100309973B1; CN1097416A; US20020137927A1; EP0617018A1; HK1002005A1; HUT69733A; IL123063A; KR940021522A; US6350887B1; JPH06321896A; HU9400803D0; AU5791994A; US7176326B2; CY2405B1; SG50463A1; EP0617018B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue β-Lactame. Die erfindungsgemäßen β-Lactame finden Anwendung als Zwischenstufen bei der Herstellung von Seitenketten-tragenden Taxanen, wie Taxol und Taxol-Derivate. Die vorliegende Erfindung betrifft auch neue Verfahren zur Kupplung von β-Lactamen unter Bildung von solchen Seitenketten-tragenden Taxane und neue Seitenketten-tragende Taxane.
Taxane sind Diterpen-Verbindungen mit Brauchbarkeit im Bereich der Pharmazie. Beispielsweise wurde festgestellt, dass Taxol, ein Taxan mit der Struktur:
wobei Ph eine Phenylgruppe ist, Ac eine Acetylgruppe ist und Bz eine Benzoylgruppe ist, ein wirksames Antikrebsmittel ist.
Natürlich vorkommende Taxane, wie Taxol, können in Pflanzenmaterialien gefunden werden und wurden daraus isoliert. Solche Taxane könnten allerdings in Pflanzenmaterialien in relativ geringen Mengen vorhanden sein, so dass im Falle von Taxol beispielsweise große Anzahlen der langsam wachsenden Eiben, Bäume, die eine Quelle für die Verbindung darstellen, erforderlich sind. Somit wird in der Technik weiterhin nach synthetischen, einschließlich von halbsynthetischen Wegen, zur Herstellung von natürlich vorkommenden Taxanen, wie Taxol, sowie nach Wegen zur Herstellung von synthetischen, pharmazeutisch brauchbaren Analogen davon gesucht.
EP 0400971 (Florida State University) offenbart eine Serie von β-Lactamen, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ein Verfahren zur Herstellung von Taxol, das die Verwendung solcher β-Lactame umfasst.
WO 93/06079 (Florida State University) offenbart ein Verfahren zur Herstellung von N-Acyl-, N-Sulphonyl- und N-Phosphoryl-substituierten Isoserinestern, wobei ein Metallalkoxid mit einem β-Lactam umgesetzt wird. Auch WO 93/06094 (Florida State University) betrifft metallische Alkoxide, die bei der Herstellung von Taxol brauchbar sind.
Wo 90/10443 (University of Kansas) offenbart Taxol-Derivate mit im Vergleich zu Taxol selbst verbesserter Wasserlöslichkeit, die immer noch eine gute Antitumor-Aktivität aufweisen.
EP 0537905 (Virginia Tech Intellectual Properties, Inc.) offenbart wasserlösliche Taxol-Derivate mit antineoplastischer Aktivität. Solche Derivate umfassen 2'-Acryloyltaxol und sulphonierte 2'-O-Acyltaxolderivate.
EP 0495718 (Rhone-Poulenc-Rorer SA) betrifft β-Phenylisoserin-(2R,3S)-Verbindungen und Salze davon zusammen mit Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung bei der Synthese von Taxanderivaten.
EP 0569281 (Bristol-Myers Squibb Company) betrifft 2'-N-substituierte Aminomethylbenzoat- oder 2'-N-substituierte Aminobenzoattaxolderivate, die gegebenenfalls mit einem (Phosphonooxyphenyl)alkanoyloxy-, (Phosphonooxy)alkanoyloxy- oder [(Phosphonooxyalkyl)phenyl]-alkanoyloxyrest in Position C-7 substituiert sind. Die Derivate weisen eine beträchtliche Wasserlöslichkeit und gute Antitumorwirksamkeit auf.
Die vorliegende Erfindung stellt neue β-Lactamverbindungen der folgenden Formel I:
wobei R¹ und R² die folgende Bedeutung aufweisen:

(i) beide den gleichen Alkylrest; oder
(ii) zusammen einen Cycloalkylrest bilden; oder
(iii) zusammen einen Cycloalkenylrest bilden; oder
(iv) zusammen einen heterocyclischen Rest bilden;

¹

²

³

⁴

⁵

₂

Die erfindungsgemäßen β-Lactame sind als Zwischenstufen bei der Herstellung von Seitenketten-tragenden Taxanen, wie Taxol und Taxolderivate, nützlich. Insbesondere können diese Verbindungen unter Bildung der zuvor genannten Seitenkette mit einer Taxan-Einheit gekoppelt werden.
Da die Stereochemie von Taxanen ihre pharmazeutische Aktivität beeinflussen kann, ist der Einsatz von β-Lactam-Zwischenstufen, die das Taxan-Endprodukt mit der gesuchten Stereochemie bereitstellen, erwünscht. Bei den erfindungsgemäßen β-Lactamen ist das mit einem Sternchen markierte Kohlenstoffatom in der obigen Formel I ein nicht-asymmetrisches Kohlenstoffatom. Wenn ein solches Kohlenstoffzentrum asymmetrisch ist, kann ein Gemisch von Diastereomeren gebildet werden. Die erfindungsgemäßen β-Lactame stellen in Relation zu β-Lactamen, die an der entsprechenden Position ein asymmetrisches Kohlenstoffatom enthalten, überlegene Ergebnisse bereit, da bei der Herstellung der letzteren Verbindungen oder bei ihrer Kupplung mit einer Taxan-Einheit die Produkte als Gemisch von Stereokonfigurationen gebildet werden. Die Bildung eines solchen Gemisches von Stereoisomeren führt zu einer ineffizienten Verwendung der Ausgangsmaterialien und kompliziert die Trennungs- und Reinigungsvorgänge.
Die erfindungsgemäßen β-Lactame der Formel I sind weiterhin im Hinblick auf Ausbeute und Reinheit des Taxan-Endprodukts vorteilhaft. Insbesondere erlauben die erfindungsgemäßen β-Lactame eine wirksame Umwandlung und darum Verwendung von geringeren Mengen an Ausgangsmaterialien sowie vereinfachte Trennungs- und Reinigungsvorgänge bei einem Einsatz als Zwischenstufe zur Herstellung von Seitenketten-tragenden Taxanen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch neue Verfahren zur Verwendung der zuvor genannten β-Lactame der Formel I zur Herstellung von Seitenketten-tragenden Taxanen und die neuen, hergestellten Seitenketten-tragenden Taxane bereit.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin wie folgt beschrieben.
Die Begriffe "Alkylrest" oder "Alk"", wie hier verwendet, bezeichnen allein oder als Teil eines anderen Restes gegebenenfalls substituierte, geradkettige und verzweigte, gesättigte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Kette. Beispielhafte unsubstituierte Gruppen schließen zum Beispiel Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, tert.-Butyl-, Isobutyl-, Pentyl-, Hexyl-, Isohexyl-, Heptyl-, 4,4-Dimethylpentyl-, Octyl-, 2,2,4-Trimethylpentyl-, Nonyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecylgruppen und dergleichen ein. Beispielhafte Substituenten können die vorstehend aufgeführten einschließen.
Die Begriffe "Niederalk" oder "Niederalkylrest", wie hier verwendet, bezeichnen solche gegebenenfalls substituierten Reste wie vorstehend für den Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der normalen Kette beschrieben.
Der Begriff "Alkylthiorest", wie hier verwendet, bezeichnet einen Alkylrest, wie vorstehend beschrieben, der jeweils über eine Schwefelverknüpfung (-S-) gebunden ist. Der Begriff "Alkyloxycarbonylrest", wie hier verwendet, bezeichnet einen Alkoxyrest, der über eine Carbonylgruppe gebunden ist. Der Begriff "Alkylcarbonyloxyrest", wie hier verwendet, bezeichnet einen Alkylrest, der über eine Carbonylgruppe gebunden ist, die ihrerseits über eine Sauerstoffverknüpfung gebunden ist. Die Begriffe "Monoalkylaminorest" oder "Dialkylaminorest" bezeichnen eine Aminogruppe, die mit einer bzw. zwei Alkylresten, wie vorstehend beschrieben, substituiert ist.
Der Begriff "Alkenylrest", wie hier verwendet, bezeichnet allein oder als Teil eines anderen Restes solche gegebenenfalls substituierten Gruppen, wie für den Alkylrest beschrieben, der weiterhin mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthält. Beispielhafte Substituenten schließen einen oder mehrere Alkylreste, wie vorstehend beschrieben, oder einen oder mehrere Reste, die vorstehend als Alkylsubstituenten beschrieben sind, ein.
Der Begriff "Alkinylrest" wie hier verwendet, bezeichnet allein oder als Teil eines anderen Restes solche gegebenenfalls substituierten Reste, wie für den Alkylrest beschrieben, die weiterhin mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung enthalten. Beispielhafte Substituenten schließen einen oder mehrere Alkylreste, wie vorstehend beschrieben, oder einen oder mehrere Reste, die vorstehend als Alkylsubstituenten beschrieben sind, ein.
Der Begriff "Cycloalkylrest", wie hier verwendet, bezeichnet allein oder als Teil eines anderen Restes, gegebenenfalls substituierte, gesättigte, cyclische Kohlenwasserstoffringsysteme, die vorzugsweise 1 bis 3 Ringe und 3 bis 7 Kohlenstoffatome pro Ring enthalten. Solche beispielhaften unsubstituierten Gruppen schließen Cyclopropyl-, Cyclobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl-, Cyclooctyl-, Cyclodecyl-, Cyclododecyl- und Adamantylgruppen ein. Beispielhafte Substituenten schließen einen oder mehrere Alkylreste, wie vorstehend beschrieben, oder einen oder mehrere Reste, die vorstehend als Alkylsubstituenten beschrieben sind, ein.
Der Begriff "Cycloalkenylrest", wie hier verwendet, bezeichnet allein oder als Teil eines anderen Restes solche gegebenenfalls substituierten Reste, wie vorstehend für Cycloalkylreste beschrieben, die außerdem mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthalten und einen teilweise ungesättigten Ring bilden. Beispielhafte Substituenten schließen einen oder mehrere Alkylreste, wie vorstehend beschrieben, oder einen oder mehrere Reste, die vorstehend als Alkylsubstituenten beschrieben sind, ein.
Die Begriffe "Ar" oder "Arylrest", wie hier verwendet, bezeichnen allein oder als Teil eines anderen Restes gegebenenfalls substituierte homocyclische aromatische Reste, die vorzugsweise 1 oder 2 Ringe und 6 bis 12 Ringkohlenstoffatome enthalten. Solche beispielhaften unsubstituierten Reste schließen Phenyl-, Biphenyl- und Naphthylgruppen ein. Beispielhafte Substituenten schließen eine oder mehrere, vorzugsweise drei oder weniger, Nitrogruppen, Alkylreste, wie vorstehend beschrieben, oder Reste, die vorstehend als Alkylsubstituenten beschrieben sind, ein.
Der Begriff "Arylcarbonylrest", wie hier verwendet, bezeichnet allein oder als Teil eines anderen Reste, einen Arylrest, wie vorstehend beschrieben, der über eine Carbonylgruppe gebunden ist.
Die Begriffe "heterocyclo" oder "Heterocyclisch", wie hier verwendet, bezeichnen allein oder als Teil eines anderen Restes gegebenenfalls substituierte vollständig gesättigte oder ungesättigte, aromatische oder nicht aromatische, cyclische Reste mit mindestens einem Heteroatom in mindestens einem Ring, vorzugsweise monocyclische oder bicyclische Reste mit 5 oder 6 Atomen in jedem Ring. Der heterocyclische Rest kann beispielsweise 1 oder 2 Sauerstoffatome, 1 oder 2 Schwefelatome und/oder 1 bis 4 Stickstoffatome in dem Ring enthalten. Der heterocyclische Rest kann über ein beliebiges Kohlenstoff- oder Heteroatom des Ringsystems gebunden sein. Beispielhafte heterocyclische Gruppen schließen die folgenden ein: Thienyl-, Furyl-, Pyrrolyl-, Pyridyl-, Imidazolyl-, Pyrrolidinyl-, Piperidinyl-, Azepinyl-, Indolyl-, Isoindolyl-, Chinolinyl-, Isochinolinyl-, Benzothiazolyl-, Benzoxazolyl-, Benzimidazolyl-, Benzoxadiazolyl-, Benzofurazanyl- und insbesondere Tetrahydropyranylgruppen (z. B. die 4-Tetrahydropyranylgruppe). Beispielhafte Substituenten schließen eine oder mehrere Alkylreste, wie vorstehend beschrieben, oder einen oder mehrere Reste, die vorstehend als Alkylsubstituenten beschrieben sind, ein.
Die Begriffe "Halogenatom" oder "Halo", wie hier verwendet, bezeichnen allein oder als Teil einer anderen Gruppe bzw. eines anderen Restes Chlor-, Brom-, Fluor- und Jodatome.
Der Begriff "Taxan-Einheit", wie hier verwendet, bezeichnet Einheiten, die die Kernstruktur:
enthalten, wobei die Kernstruktur substituiert und die in ihrem Ringsystem ethylenisch ungesättigt sein kann.
Der Begriff "Taxan", wie hier verwendet, bezeichnet Verbindungen, die eine Taxan-Einheit, wie vorstehend beschrieben, enthalten. Der Begriff "Seitenketten-tragendes Taxan", wie hier verwendet, bezeichnet Verbindungen, die eine Taxan-Einheit, wie vorstehend beschrieben, enthalten und die außerdem eine Seitenkette enthalten, die an der Position C-13 an diese Einheit gebunden ist.
Der Begriff "Hydroxy- (oder Hydroxyl)-Schutzgruppe", wie hier verwendet, bezeichnet eine beliebige Gruppe, die zum Schutz einer freien Hydroxylgruppe in der Lage ist und die im Anschluss an die Umsetzung, für die sie eingesetzt wird, ohne Zerstörung des restlichen Moleküls entfernt werden kann. Solche Gruppen und deren Synthese können in "Protective Groups in Organic Synthesis" von T. W. Greene, John Wiley und Söhne, 1981 oder Fieser & Fieser gefunden werden.
Beispielhafte Hydroxyl-Schutzgruppen schließen Methoxymethyl-, 1-Ethoxyethyl-, 1-Methoxy-1-methylethyl-, Benzyloxymethyl-, (β-Trimethylsilylethoxy)methyl-, Tetrahydropyranyl-, 2,2,2-Trichlorethoxycarbonyl-, tert-Butyl(diphenyl)silyl-, Trialkylsilyl-, Trichlormethoxycarbonyl- und 2,2,2-Trichlorethoxymethylgruppen ein.
Der Begriff "Salz", wie hier verwendet, schließt Salze mit organischen und/oder anorganischen Säuren und/oder Basen ein.
Der Begriff "Alkalimetallsilylamidbase", wie hier verwendet, bezeichnet eine Base, die die Einheit
enthält, wobei M ein Alkalimetall, wie Lithium, Natrium oder Kalium, ist.
Bevorzugte erfindungsgemäße β-Lactame sind diejenigen Verbindungen der Formel I, die bei Umgebungsbedingungen kristalline Verbindungen statt Flüssigkeiten (Öle), sind. Solche kristallinen Verbindungen sind in Relation zu flüssigen Verbindungen vorteilhaft, da sie leichter hergestellt und insbesondere im großtechnischen Maßstab in reiner Form erhalten werden können, was somit ihre anschließende Verwendung als Zwischenstufen bei der Bildung von Seitenketten-tragenden Taxanen, wie Taxol und Taxolderivate, erleichtert.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel I sind diejenigen, wobei R¹ und R² beide die gleichen unsubstituierten Niederalkylreste sind, insbesondere wobei R¹ und R² beide eine Methylgruppe sind; R³ ein unsubstituierter Niederalkylrest, insbesondere eine Methylgruppe, ist; R⁴ eine Phenylgruppe ist und R⁵ ein Wasserstoffatom, eine Benzoyl- oder tert-Butoxycarbonylgruppe ist.
Die β-Lactame der Formel I können durch Verfahren hergestellt werden, wie diejenigen, die im folgenden Reaktionsschema zur Herstellung von cis-β-Lactamen der Formel I gezeigt sind.
Reaktionsschema
Die Ausgangsverbindungen der Formel II können durch Verfahren hergestellt werden, wie diejenigen, die in unserer europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-552 041 beschrieben sind, die hier als Referenz mit umfasst ist. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von β-Lactamen, die stereoisomer (d. h. enantiomer) rein sind.
Die Verbindung der Formel II kann in eine Verbindung der Formel I umgewandelt werden durch Umsetzung der Erstgenannten in Gegenwart eines Säure-Katalysators mit einer Verbindung der Formel III oder IV:
wobei R¹, R² und R³ wie vorstehend definiert sind und R^1a (i) eine Gruppe ist, derart, dass R^1a-CH₂- gleich ist wie R², wenn R² ein Alkylrest ist, oder (ii) R^1a zusammen mit R² und den Atomen, an die R^1a und R² gebunden sind, einen Cycloalkenylrest oder einen heterocyclischen Rest bildet, der mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung enthält.
Beispielhafte Verbindungen der Formel III schließen die Verbindungen: Dimethoxypropan,
ein.
Beispielhafte Verbindungen der Formel IV schließen die Verbindungen:
ein.
Ein besonders bevorzugtes Verfahren zum Erhalt einer Verbindung der Formel I, wobei R¹ und R² beide den gleichen Alkylrest darstellen, besteht darin, eine Verbindung der Formel II mit einer Verbindung der Formel IV, wobei R³ die vorstehend angegebene Definition besitzt und R^1a eine Gruppe ist, derart, dass R^1a-CH₂- gleich ist wie R², in Gegenwart eines Säurekatalysators, wie einer organischen Sulfonsäure, beispielsweise Pyridinium-p-toluolsulfonat (PPTS), Toluolsulfonsäure oder Camphersulfonsäure, zu kontaktieren. 2-Methoxypropen ist als Verbindung der Formel IV bevorzugt.
Die vorstehend genannte Reaktion wird vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa –30°C bis etwa 30°C, insbesondere bei etwa 0°C und bei Umgebungsdruck durchgeführt. Die Reaktion kann beispielsweise während etwa 0,5 h bis etwa 10 h abgeschlossen werden und wird vorzugsweise unter einer Atmosphäre von Inertgas, wie Argon, durchgeführt.
Bevorzugte Molverhältnisse von Verbindung der Formel III oder IV: Verbindung der Formel II sind etwa 6 : 1 bis etwa 1 : 1. Es wird eine Säure-Menge eingesetzt, die zur Katalyse der Reaktion wirksam ist.
Vorzugsweise werden organische Lösungsmittel, die bei der Reaktion inert sind, eingesetzt. Besonders bevorzugte Lösungsmittel sind Aceton, Dimethylformamid, Tetrahydrofuran, Dichlormethan, Acetonitril und Toluol. Bevorzugt sind diejenigen Mengen an Lösungsmitteln, wobei das Verhältnis von Verbindung der Formel II : Lösungsmittel etwa 1 : 5 bis etwa 1 : 40, Gewicht : Volumen, beträgt.
Das so erhaltene β-Lactam der Formel I, wobei R⁵ ein Wasserstoffatom ist, kann gegebenenfalls in ein β-Lactam der Formel I, wobei R⁵ ein Arylcarbonylrest- oder Alkyloxycarbonylrest ist, mit oder ohne vorherige Isolierung des β-Lactams, wobei R⁵ ein Wasserstoffatom ist, durch Zusammenbringen des vorhergehenden β-Lactams, wobei R⁵ ein Wasserstoffatom ist, mit einer Verbindung der Formel V oder VI: R⁶-C(O)-X (V)oder R⁶-C(O)-O-C(O)-R⁶ (VI)wobei R⁶ ein Aryl- oder Alkoxyrest ist; und
X ein Halogenatom, insbesondere ein Chloratom, ist, umgewandelt werden.
Vorzugsweise wird die obige Reaktion in Gegenwart eines tertiären Amins, wie Diisopropyl(ethyl)amin, Triethylamin und 4-Dimethylaminopyridin, durchgeführt. Benzoylchlorid ist als Verbindung der Formel V, insbesondere zur Herstellung von Taxol, bevorzugt. BOC-Anhydrid (Verbindung VI, wobei R⁶ eine tert-Butoxygruppe ist), ist als Verbindung der Formel VI, insbesondere zur Taxoter-Herstellung, bevorzugt.
Bei der obigen Reaktion ist der Einsatz von Temperaturen von etwa –30°C bis etwa 30°C, insbesondere von etwa 0°C, und von Umgebungsdruck bevorzugt. Die Reaktion kann beispielsweise im Verlauf von etwa 2 h bis etwa 10 h abgeschlossen werden und wird vorzugsweise unter einer Atmosphäre von Inertgas, wie Argon, durchgeführt.
Bevorzugte Molverhältnisse von Verbindung der Formel V oder VI : β-Lactam der Formel I, wobei R⁵ ein Wasserstoffatom ist, sind etwa 1 : 1 bis etwa 5 : 1. Bevorzugte Molverhältnisse von Tertiäramin : β-Lactam der Formel I, wobei R⁵ ein Wasserstoffatom ist, sind etwa 1 : 1 bis etwa 5 : 1.
Vorzugsweise werden organische Lösungsmittel eingesetzt, die gegenüber der Reaktion inert sind. Besonders bevorzugte Lösungsmittel sind Methylenchlorid, Tetrahydrofuran, Acetonitril, Aceton, Dimethylformamid und Toluol. Die Mengen an Lösungsmitteln sind vorzugsweise diejenigen, wobei das Ausgangs-β-Lactam, bezogen auf das kombinierte Gewicht von Lösungsmittel und Ausgangs-β-Lactam, etwa 15 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-% beträgt.
β-Lactame, wobei R⁵ kein Wasserstoffatom ist, sind zur Verwendung bei den im Folgenden beschriebenen Kupplungsverfahren bevorzugt.
Taxane sind Diterpenverbindungen, die die vorstehend beschriebene Taxan-Einheit
enthalten. Von besonderem Interesse sind Taxane, die ein Taxan-Einheit enthalten, in der die 11,12-Positionen über eine ethylenische Bindung verknüpft sind und in denen die Position 13 eine Seitenkette enthält, wobei Taxol ein Beispiel für diese Taxane ist. Pharmakologisch aktive Taxane, wie Taxol, können als Antitumormittel zur Behandlung von Patienten, die an Krebs, wie Brustkrebs, Eierstockkrebs, Darmkrebs oder Lungenkrebs, Melanom und Leukämie leiden, verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt ein neues Verfahren zur Herstellung von Seitenketten-tragenden Taxanen durch Kupplung eines erfindungsgemäßen β-Lactams unter Bildung der Seitenkette bereit. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung eines Seitenketten-tragenden Taxans der folgenden Formel VII oder eines Salzes davon bereit
wobei R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ die vorstehend angegebene Definition besitzen und T eine Taxan-Einheit ist, die direkt an das C-13 der Einheit gebunden ist;
umfassend den Schritt des Inkontaktbringens eines erfindungsgemäßen β-Lactams der Formel I oder eines Salzes davon mit einer Taxan-Verbindung der folgenden Formel VIII oder eines Salzes davon: HO-T (VIII)wobei T wie vorstehend definiert ist,
in Gegenwart eines Kupplungsmittels; und, gegebenenfalls, Umwandeln des Restes -OC(R¹)(R²)(OR³) der Verbindung der Formel (VII) in eine Hydroxylgruppe, wobei ein Seitenketten-tragendes Taxan oder ein Salz davon der folgenden Formel (IX) gebildet wird.
Die Addition einer Seitenkette, wie vorstehend beschrieben, kann dem Taxan-Produkt in und an sich eine erhöhte oder stärker erwünschte pharmakologische Aktivität verleihen oder kann ein Taxan-Produkt bilden, das leichter in ein Taxan mit erhöhter oder stärker erwünschter pharmakologischer Aktivität als die Ausgangsverbindung umgewandelt wird. Beispielhafte Taxane, die durch das vorliegende Verfahren hergestellt werden können, zur Herstellung eines Seitenketten-tragenden Taxans, schließen diejenigen Verbindungen ein, die in der europäischen Patentveröffentlichung Nr. 400 971, U.S.-Patentschrift Nr. 4 876 399, U.S.-Patentschrift Nr. 4,857,653, U.S.-Patentschrift Nr. 4,814,470, U.S.-Patentschrift Nr. 4,924,012 und U.S.-Patentschrift Nr. 4,924,011 beschrieben sind, die alle hier als Referenz mit umfasst sind. Die Herstellung eines Taxoters mit der folgenden Struktur:
oder besonders bevorzugt von Taxol als Verbindung der Formel IX ist bevorzugt.
Beispielhafte Verbindungen der Formel VIII, wobei die OH-Gruppe darin direkt an das C-13 gebunden ist, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, sind in den zuvor genannten Dokumenten beschrieben, die hiermit als Referenz mit umfasst sind, insbesondere in der europäischen Patentveröffentlichung Nr. 400 971. Besonders bevorzugt ist die Verbindung der Formel VIII eine Verbindung der Formel X:
wobei R⁷ ein Wasserstoffatom, ein Alkylcarbonylrest oder eine Hydroxylschutzgruppe, insbesondere eine Acetylgruppe, ist; und
R⁸ ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxylschutzgruppe, und insbesondere ein 7-O-Trialkylsilylbaccatin III, wie 7-O-Triethylsilylbaccatin III oder 7-O-Trimethylsilylbaccatin III, ist. 7-O-Triethylsilylbaccatin III kann beispielsweise aus 10-Deacetylbaccatin III erhalten werden, wie von Denis et al., J. Am. Chem. Soc., 110, 5917 (1988) beschrieben, das hiermit als Referenz mit umfasst ist. 7-O-Triatkylsilylbaccatin III wird vorzugsweise durch die Verfahren der Beispiele hier hergestellt. Beispielsweise kann, wo R⁷ ein Wasserstoffatom ist, die Verbindung (X) schließlich in situ vor der Seitenkettenkupplung acyliert werden.
Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Kupplungsmittel kann jedes beliebige Mittel sein, das die Kupplung unter Bildung des Seitenketten-tragenden Taxans der Formel VII erleichtert, das beispielhaft erläutert ist durch tertiäre Amine, wie Triethylamin, Diisopropyl(ethyl)amin, Pyridin, N-Methylimidazol und 4-Dimethylaminopyridin (DMAP) und metallische Basen, die die Bildung eines C-13-Metallalkoxids an dem Taxan der Formel VIII ermöglichen, wie Lithiumdiisopropylamid (LDA), unsubstituierte Niederalkyllithiumverbindungen oder Phenyllithium.
Vorzugsweise ist das Kupplungsmittel des vorliegenden Verfahrens eine Alkalimetallsilylamidbase oder eine sterisch gehinderte Alkalimetallamidbase. Beispiele für solche Basen sind diejenigen der Formel XI:
wobei R⁹ und R¹⁰ Trialkylsilyl- oder Cycloalkylreste sind oder zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen heterocyclischen Rest bilden;
und M ein Alkalimetall, wie Lithium, Natrium oder Kalium, ist.
Bevorzugte Basen, insbesondere Alkalimetallsilylamidbasen der Formel XI, sind diejenigen, die in dem verwendeten Reaktionsmedium löslich sind, und sie sind besonders bevorzugt Alkalimetallhexamethyldisilazid (R⁹ und R¹⁰ sind Trimethylsilylgruppen und M ist Natrium, Lithium oder Kalium), insbesondere Lithiumhexamethyldisilazid (LHMDS). "Sterisch gehinderte Alkalimetallamidbasen" schließen diejenigen Basen ein, die die Einheit -N(M)- enthalten, wobei M die vorstehend gegebene Definition besitzt, und die im wesentlichen genauso wie oder stärker als Lithiumhexamethyldisilazid bei der Kupplung eines β-Lactams an die C-13-Hydroxylgruppen-haltige Taxanverbindung sterisch gehindert sind. Beispiele für derartige sterisch gehinderte Basen schließen Alkalimetalltetramethylpiperidine und Alkalimetalldicyclohexylamide ein.
Die zuvor genannten Alkalimetallbasen, insbesondere Silylamidbasen des vorliegenden Verfahrens sind insofern vorteilhaft als sie nicht stark nukleophil sind, so dass der Abbau des Taxan-Ausgangsmaterials der Formel VIII minimiert oder eliminiert wird, und insofern, als sie eine hohe Ausbeute (vorzugsweise größer oder gleich etwa 90%) und Reinheit (vorzugsweise größer oder gleich etwa 98%) an Taxanprodukt bereitstellen. Die vorliegende Erfindung stellt ferner ein Verfahren bereit, wobei ein Taxan der Formel VIII mit einem beliebigen geeigneten β-Lactam gekuppelt wird, wobei am C-13 des Taxols eine Seitenkette bereitgestellt wird, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf die erfindungsgemäßen β-Lactame, wobei eine Alkalimetallsilylamidbase oder eine sterisch gehinderte Metallamidbase als Kupplungsmittel für die Kupplung eingesetzt wird.
Das erfindungsgemäße obige Kupplungsverfahren wird vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa –70°C bis etwa 25°C, insbesondere von etwa –30°C bis etwa 0°C und bei Umgebungsdruck durchgeführt. Die Reaktion kann beispielsweise im Verauf von etwa 1/2 Stunde bis etwa 4 Stunden abgeschlossen werden und wird vorzugsweise unter einer Inertatmosphäre, wie Argon, durchgeführt.
Bevorzugte Molverhältnisse von Taxan-Ausgangsverbindung der Formel VIII: β-Lactam sind diejenigen, die größer sind als etwa 1 : 1,6, besonders bevorzugt etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 1,3, insbesondere etwa 1 : 1,2. Bevorzugte Molverhältnisse von Taxan-Ausgangsverbindung der Formel VIII : Alkalimetallbase, wie Silylamidbase, sind etwa 1 : 1,1 bis etwa 1 : 1,5, insbesondere etwa 1 : 1,1.
Vorzugsweise werden organische Lösungsmittel eingesetzt, die gegenüber der Reaktion inert sind. Besonders bevorzugte Lösungsmittel sind Tetrahydrofuran (THF), Toluol und Ether. Die Mengen an Lösungsmitteln sind vorzugsweise diejenigen, wobei das Verhältnis von Ausgangstaxan der Formel VIII zu Lösungsmittel etwa 1 : 1 bis etwa 1 : 5, vorzugsweise 1 : 2,5, Gewicht : Volumen, beträgt.
Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Verfahren nach der Umsetzung, die ein Seitenkettentragendes Taxan der Formel VII bildet, gegebenenfalls das Umwandeln des Restes -OC(R¹)(R²)(OR³) in die Hydroxylgruppe. Diese Reste können gegebenenfalls sequentiell oder gleichzeitig mit den anderen Hydroxylschutzgruppen, wie mit denjenigen an der Taxan-Einheit, durch geeignete Mittel, wie durch Kontakt mit einer Säure, beispielsweise einer anorganischen Säure, wie HCl oder HF, oder organischen Säuren, wie Essigsäure und dergleichen, in eine Hydroxylgruppe umgewandelt werden.
Vorzugsweise wird die Entschützung bei einer Temperatur von etwa –30°C bis etwa 60°C, insbesondere bei etwa 0 bis 25°C und bei Umgebungsdruck durchgeführt. Die Reaktion kann beispielsweise im Verauf von etwa 2 h bis etwa 72 h abgeschlossen werden und wird vorzugsweise unter einer Inertatmosphäre, wie Argon, durchgeführt.
Bevorzugte Molverhältnisse von Säure zur Entschützung : Taxan betragen etwa 1 : 1 bis etwa 20 : 1 (Volumen : Gewicht). Vorzugsweise werden organische Lösungsmittel eingesetzt, die gegenüber der Reaktion inert sind. Besonders bevorzugte Lösungsmittel sind ein Ethanol/Tetrahydrofurangemisch oder Acetonitril, Aceton und Wasser. Die Mengen an Lösungsmittel sind vorzugsweise diejenigen, wobei das Taxan etwa 1 : 10 bis etwa 1 : 50, vorzugsweise 1 : 30, Verhältnis von Taxan : kombiniertes Lösungsmittel, Gewicht : Volumen (insbesondere Tetrahydrofuran/Ethanol und HCl/Wasser) beträgt.
Die vorliegende Erfindung stellt auch die neuen Seitenketten-tragenden Taxane der Formel VII und die Salze davon, die hier beschrieben sind, bereit.
Schließlich wird Taxol durch die erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise als Seitenkettentragendes Taxan hergestellt. Taxol kann beispielsweise durch Zusammenbringen eines 7-O-Trialkylsilylbaccatin III, wie 7-O-Triethylsilylbaccatin III, als Verbindung der Formel VIII mit (3R-cis)-1-Benzoyl-3-(1-methoxy-1-methylethoxy)-4-phenyl-2-azetidinon als β-Lactam vorzugsweise in Gegenwart einer Alkalimetallsilylamidbase hergestellt werden. Die Triethylsilyloxy- und 1-Methoxy-1-methylethoxygruppen können im Anschluss an die Seitenkettenbildung durch Entschützungsverfahren, wie diejenigen, die vorstehend beschrieben sind, unter Bildung von Taxol in Hydroxylgruppen umgewandelt werden.
Salze oder Solvate, wie Hydrate von Reaktanten oder Produkten, können in jedem der erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt oder hergestellt werden, wie angemessen.
Wie eingesehen werden kann, können die β-Lactame und Taxane, die hier beschrieben sind, in mehr als einer stereoisomeren Form vorhanden sein. Sämtliche Stereoisomere der hier beschriebenen Verbindungen sind entweder allein (d. h. im wesentlichen frei von anderen Isomeren) oder in einem Gemisch mit anderen ausgewählten (z. B. als Racemat) oder mit sämtlichen anderen Stereoisomeren in Betracht gezogen. Es ist bevorzugt, dass diese Verbindungen im wesentlichen frei von anderen Isomeren, d. h. enantiomer rein, sind.
Bevorzugte Stereokonfigurationen der Verbindungen der Formel I sind diejenigen, wobei die Reste -OC(R¹)(R²)(OR³) und R⁴ in der cis-Position vorliegen, d. h.
insbesondere, wobei die Verbindung der Formel I die gleiche absolute Stereokonfiguration aufweist wie die Verbindung (3R-cis)-1-Benzoyl-3-(1-methoxy-1-methyl-ethoxy)-4-phenyl-2-azetidinon.
Bevorzugte Stereokonfigurationen der C-13-Seitenketten der Verbindungen der Formeln VII und IX entsprechen den Stereokonfigurationen der zuvor genannten cis-β-Lactame, d. h.
wobei die Seitenketten die gleiche absolute Stereokonfiguration wie diejenige von Taxol aufweisen.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin durch die folgenden Beispiele, die nur der Erläuterung dienen, beschrieben.
Beispiel 1 Herstellung von (3R-cis)-3-(1-Methoxy-1-methylethoxy-4-phenyl-2-azetidinon (a) (3R-cis)-3-Hydroxy-4-phenyl-2-azetidinon
Die Titelverbindung wurde durch enzymatische Hydrolyse von racemischem 3-Acetyloxy-4-phenyl-2-azetidinon (siehe U.S.-Anmeldung mit der Serien-Nr. 07/822 015, eingereicht am 15. Januar 1992 von Patel et al.) unter Bildung von (3R-cis)-3-Acetyloxy-4-phenyl-2-azetidinon und anschließender Hydrolyse unter Verwendung einer Base unter Bildung der optisch aktiven Titelverbindung hergestellt.
(b) (3R-cis)-3-(1-Methoxy-1-methylethoxy)-4-phenyl-2-azetidinon
Das Produkt von Schritt (a), vorstehend, (8,49 g, 52,0 mmol) wurde in einem trockenen 500-ml-Dreihalskolben (getrocknet in einem 120-°C-Ofen für ca. 12 h und ausgestattet mit einem Magnetrührstab und Digitalthermometer) vorgelegt, mit Argon gespült und in Aceton (300 ml, frisch geöffnete Flasche HPLC-Qualitätsaceton; Gew.-% H₂O (K. F.) < 0,001) gelöst. Die gelbliche Lösung wurde auf 0°C (die Innentemperatur betrug 1°C) abgekühlt. 2-Methoxypropen (15,0 ml, 156 mmol) (Gew.-% H₂O (K. F.) < 0,001) wurde während eines Zeitraums von 30 s zugetropft. Die Innentemperatur stieg während der Zugabe von 2-Methoxypropen auf ca. 2°C an. Die resultierende Lösung wurde vor Zugabe von Pyridinium-p-toluolsulfonat (PPTS) (1,3 g, 5,2 mmol) (Gew.-% H₂O (K. F.) = 0,001) 5 min bei 0°C gerührt. Nach 30 min Rühren bei 0°C ergab die TLC(Dünnschichtchromatographie)-Analyse, dass die Umsetzung vollständig war. (Die TLC-Analyse (Kieselgel, Lösungsmittel: Ethylacetat, Anfärbung: Phosphomolybdänsäure/Ethanol) der Rohumsetzung ergab einen Fleck für das Produkt (R_f = 0,50) und kein Ausgangsmaterial (R_f = 0,31)).
Die Lösung wurde mit Ethylacetat (250 ml), gesättigtem, wässrigem NaHCO₃ (200 ml) und H₂O (100 ml) in einem Scheidetrichter zusammengebracht. Nach Schütteln des Gemisches und Abtrennen der Schichten wurde die wässrige Fraktion mit Ethylacetat (3 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Fraktionen wurden mit gesättigtem NaCl (200 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und an einem Rotationsverdampfer unter Erhalt eines nicht ganz weißen Feststoffs konzentriert. Sämtliche Konzentrierungen am Rotationsverdampfer wurden bei einer Badtemperatur von 35°C vorgenommen.
Das Rohprodukt wurde in Ethylacetat (200 ml) gelöst, und neutrale Aktivkohle (2 g) wurde zugesetzt. Das Gemisch wurde 5 min gelinde erhitzt, auf Raumtemperatur abgekühlt und über ein Celite-Kissen abgesaugt. Die Entfernung des Lösungsmittels am Rotationsverdampfer, wie vorstehend, und die anschließende Exposition gegenüber einem Hochvakuum (ca. 133 Pa, ca. 1 mm Hg für 45 min) ergaben 11,9 g eines nicht ganz weißen Feststoffs. Der Feststoff wurde in siedendem Ethylacetat (75 ml) gelöst, und sodann wurde siedendes Hexan (400 ml) in 50-ml-Portionen zugesetzt. Die resultierende trübe Lösung wurde auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Die Kristallisation setzte innerhalb von ca. 1 min nach Entfernung der Lösung von der Heizquelle ein. Nach 45 min Stehenlassen bei Raumtemperatur wurde das Gemisch 15 h in einem 4°C kaltem Raum gekühlt. Die Kristalle wurden abfiltriert, mit 1 : 19 Ethylacetat/Hexan (3 × 100 ml) auf einem Nutschenfilter gewaschen und unter Hochvakuum (ca. 20 Pa, ca. 0,15 mm Hg für 20 h) unter Erhalt von 9,55 g (78%) des Titelprodukts als nicht ganz weiße Nadeln getrocknet.
Die Mutterlauge wurde an einem Rotationsverdampfer wie vorstehend konzentriert, einem Hochvakuum (ca. 133 Pa, ca. 1 mm Hg für 0,5 h) ausgesetzt und sodann aus Ethylacetat/Hexan unter Erhalt von 1,48 g (12%) kleinen, nicht ganz weißen Kristallen des Titelprodukts umkristallisiert. (Die Kristallisation wurde auf ähnliche Weise wie bei der ersten Ausbeute durchgeführt. Der Feststoff wurde in 5 ml siedendem Ethylacetat gelöst, und siedendes Hexan (ca. 40 ml) wurde in ca. 5-ml-Portionen zugesetzt, bis einige Kristalle auftraten. Die Kristallisation setzte unmittelbar beim Abkühlen auf Raumtemperatur ein. Das Gemisch wurde 1,5 h bei Raumtemperatur, anschließend 16 h bei 4°C stehen gelassen. Die Kristalle wurden abfiltriert, mit 3 × 25 ml 1 : 19 Ethylacetat/Hexan auf einem Nutschenfilter gewaschen und 24 h unter Hochvakuum (ca. 0,2 mm Hg) getrocknet).
Titelprodukt:

Elementaranalyse (%)
C₁₃H₁₇NO₃

Fp. 136–137°C
[a]²² _D: +6,7° (c 1,0, CHCl₃)
[a]²² ₃₆₅: +93,3° (c 1,0, CHCl₃)
TLC: R_f = 0,47 (Silicagel, Ethylacetat); sichtbar gemacht mit Phosphomolybdänsäure/Ethanol.
Beispiel 2
Herstellung von (3R-cis)-3-(1-Methoxy-1-methylethoxy-4-phenyl-2-azetidinon
Das Titelprodukt aus Schritt (a) von Beispiel 1, vorstehend, (30,1 g, 184 mmol, bräunliche Farbe) wurde in einem Flammen-getrockneten, Argon-gespülten 500-ml-Kolben (der Kolben wurde ca. 12 h in einem 120-°C-Ofen getrocknet und war mit einem Magnetrührstab und Digitalthermometer ausgestattet) vorgelegt und in Dimethylformamid (300 ml, Gew.-% H₂O (K. F.) = 0,05) gelöst. Die rötlichbraune Lösung wurde auf 0°C abgekühlt. Die Innentemperatur betrug 2°C. 2-Methoxypropen (53,0 ml, 553 mmol) wurde während eines Zeitraums von 2 min zugetropft (die Innentemperatur stieg während der Zugabe von 2-Methoxypropen auf ca. 2°C an), und die resultierende Lösung wurde vor der Zugabe von Pyridinium-p-toluolsulfonat (PPTS, 4,6 g, 18,4 mmol) 5 min bei 0°C gerührt. Etwa 5 min nach der PPTS-Zugabe erreichte die Reaktionstemperatur ein Maximum von 4,8°C. Die Lösung wurde bei fortschreitender Reaktion in der Farbe heller. Nach 1 h Rühren bei 0°C ergab die TLC-Analyse, dass die Umsetzung vollständig war. (Die TLC-Analyse (Kieselgel, Lösungsmittel: Ethylacetat, Anfärbung: Phosphomolybdänsäure/Ethanol) eines Aliquots, das zwischen Ethylacetat und H₂O verteilt war, ergab für das Produkt einen Fleck (R_f = 0,51) und kein Ausgangsmaterial (R_f = 0,33)).
Die Lösung wurde mit einem 3 : 1-Ethylacetat/Hexan-Gemisch (600 ml) verdünnt und mit halbgesättigter wässriger NaHCO₃ (500 ml) gewaschen. Während des Waschens mit NaHCO₃ wurde der größte Teil der gefärbten Verunreinigung in die wässrige Phase extrahiert. Allerdings blieb eine rötlich braune Farbe der organischen Phase bestehen. Die wässrige Fraktion wurde mit Ethylacetat (2 × 150 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Fraktionen wurden mit H₂O (500 ml) (TLC-Analyse der H₂O-Wäsche zeigte keinen Verlust des Produkts in die wässrige Schicht) und gesättigter NaCl (200 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und an einem Rotationsverdampfer unter Erhalt eines nicht ganz weißen Feststoffs konzentriert. Sämtliche Konzentrierungen am Rotationsverdampfer wurden bei einer Badtemperatur von 40°C durchgeführt. Der Feststoff wurde in siedendem Ethylacetat (180 ml) gelöst, und sodann wurde Hexan (250 ml) in ca. 20-ml-Portionen zugesetzt, bis einige Kristalle auftraten. Die resultierende Lösung wurde von der Wärmequelle entfernt und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Eine ausgiebige Kristallisation setzte innerhalb von ca. 1 min nach Entfernen der Lösung von der Wärmequelle ein. Nach 1 h Stehenlassen bei Raumtemperatur wurde das Gemisch anschließend in einem 4°C kaltem Raum 17 h gekühlt. Die Kristalle wurden abfiltriert, mit 1 : 19 Ethylacetat/Hexan (3 × 150 ml) auf einem Nutschenfilter gewaschen und unter Hochvakuum (ca. 66 Pa, ca. 0,5 mm Hg, 22 h) unter Erhalt von 32,6 g (75,4%) des Titelprodukts als flauschige weiße Nadeln getrocknet.
Die Mutterlauge wurde wie vorstehend an einem Rotationsverdampfer konzentriert und sodann unter Erhalt von 6,25 g (14,4%) des Titelprodukts als flauschige weiße Kristalle aus Ethylacetat/Hexan umkristallisiert. Die Umkristallisation wurde entsprechend derjenigen der ersten Ausbeute durchgeführt. Der Feststoff wurde in 25 ml siedendem Ethylacetat gelöst, und Hexan (ca. 60 ml) wurden bis zum Auftreten einiger Kirstalle in ca. 5-ml-Portionen zugesetzt. Die Kristallisation begann unmittelbar beim Abkühlen auf Raumtemperatur. Das Gemisch wurde 1 h bei Raumtemperatur, anschließend 14 h bei 4°C stehen gelassen. Die Kristalle wurden filtriert, mit 3 × 100 ml 1 : 19 Ethylacetat/Hexan auf einem Nutschenfilter gewaschen und 16 h unter Hochvakuum (ca. 80 Pa, ca. 0,6 mm Hg) getrocknet. (Ausbeute = 90%).
Elementaranalyse (%)
C₁₃H₁₇NO₃
Fp. 141°C
[a]²² _D: +6,5° (c 1,0, CHCl₃)
[a]²² ₃₆₅: +95,0° (c 1,0, CHCl₃)
TLC: R_f = 0,47 (Kieselgel, Ethylacetat); sichtbar gemacht mit Phosphomolybdänsäure/Ethanol.
Die folgenden alternativen Vorgehensweisen wurden zur Herstellung des Titelprodukts eingesetzt:

(1) Ein Gemisch des Titelprodukts aus Schritt (a) von Beispiel 1 (79,7 mg, 0,488 mmol), Dimethoxypropan (0,3 ml, 2,44 mmol), PPTS (etwa 12 mg, 0,049 mmol) und Dimethylformamid (2 ml) unter Argon wurde 3 h bei etwa 0°C und anschließend 24 h bei etwa 4°C gerührt. Das erhaltene Produkt wurde mit Ethylacetat unter Erhalt einer quantitativen Ausbeute von Produkten, die ein 1 : 1,7-Gemisch von Ausgangsmaterial und Titelprodukt (bestimmt durch TLC-Analyse) waren, extrahiert und aufgearbeitet (Verdünnen mit 10 ml Ethylacetat, Waschen mit 0,5 gesättigter wässriger NaHCO₃; Extrahieren der wässrigen Fraktion mit 2 × 5 ml Ethylacetat; Waschen der vereinigten organischen Fraktionen mit 1 × 10 ml Wasser, 10 ml gesättigtem wässrigem NaHCO₃, Trocknen über Na₂SO₄, Filtrieren und Konzentrieren).
(2) Das Titelprodukt wurde durch Zugabe des Titelprodukts aus Schritt (a) von Beispiel 1 (92,5 mg) zu einem Ofen-getrockneten, mit Argon gespülten 5-ml-Kolben, Verdünnen mit Dimethylformamid (1,5 ml) und Abkühlen auf 0°C erhalten. Dimethoxypropan (0,18 g) und anschließend PPTS (14 mg) wurden zugesetzt. Die Lösung wurde 5 h bei 0°C gerührt und wie vorstehend aufgearbeitet (sie ergab etwa 1 : 1,1 Ausgangsmaterial zu Titelprodukt).
(3) Das Titelprodukt wurde durch Vorlegen des Titelprodukts aus Schritt (a) von Beispiel 1 (89,4 mg) in einem Flammen-getrockneten, Argon gespülten Kolben, Lösen in Aceton (3,5 ml) und Kühlen auf 0°C erhalten. Dimethoxypropan (0,17 g) und anschließend PPTS (14 mg) wurden zugesetzt. Die Lösung wurde 3 h bei 0°C gerührt, für 24 h in einen 4°C kalten Raum verbracht und unter Erhalt des Titelprodukts in einem Verhältnis von etwa 8 : 2 : 1 Ausgangsmaterial zu Titelprodukt zu Verunreinigung aufgearbeitet.

Beispiel 4 Herstellung von [2aR-[2aα,4β,4aβ,6β,9α(αR*,βS*)-11α,12α,12aα,12bα]]-β-(Benzoylamino)-α-(1-methoxy-1-methylethoxy)hydroxybenzolpropansäure-6,12b-bis(acetyloxy)-12-(benzoyloxy)-2a,3,4,4a,5,6,9,10,11,12,12a,12b-dodecahydro-4-triethyloxy-11-hydroxy-4a,8,13,13-tetramethyl-5-oxo-7,11-methano-1H-cyclodeca[3,4]benz[1,2-b]oxet-9-yl-ester (a) 7-T-baccatin III
Wie hier verwendet, ist Ac eine Acetylgruppe, Bz ist eine Benzoylgruppe und TES ist die Triethylsilylgruppe.
(i) [2aR-(2aα,4β,6β,9α,11β,12α,12aα,12βα)]-Benzoesäure-12b-acetyloxy-2a,3,4,4a,5,6,9,10,11,12,12a,12b-dodecahydro-6,9,11-trihydroxy-4a,8,13,13-tetramethyl-5-oxo-4-[(triethilsiloxy)oxy]-7,11-methano-1H-cyclodeca[3,4]-benz[1,2-b]oxet-12-yl-ester(7-O-TES-10-desacetylbaccatin III)
10-Desacetylbaccatin III (27,4 g, 50,3 mmol) (Menge nicht auf Verunreinigungen korrigiert, die (zweimal) gemessen wurden als: H₂O: 1,0% (1,57%), CH₃OH: 1,49% (1,6%), Ethylacetat: 0,1% (0,09%), Hexan (0,03%)) und 4-Dimethylaminopyridin (2,62 g, 21,4 mmol) (Gew.-% H₂O (K. F.) = 0,09) wurden in einem Flammen-getrockneten, Argon-gespülten 1-1-Dreihalskolben (ausgestattet mit mechanischem Rührer und Digitalthermometer) vorgelegt und in trockenem Dimethylformamid (122 ml) (Gew.-% H₂O (K. F.) = < 0,01) gelöst. CH₂Cl₂ (256 ml) (Gew.-% H₂O (K. F.) < 0,01) wurde zugesetzt, und die resultierende homogene Lösung wurde auf –50°C abgekühlt. (Die Temperatur der Reaktionslösung stieg während der Zugabe von CH₂Cl₂ von 23°C auf 25°C an).
Triethylamin (NEt₃, 16 ml, 120 mmol) (Gew.-% H₂O (K. F.) = 0,08) wurde während 3 min zugetropft, und die resultierende Lösung wurde vor dem Zutropfen des reinen Triethylsilylchlorids (Et₃SiCl, 18,6 ml, 111 mmol) bei –50°C 5 min gerührt. Die Zugabe von Et₃SiCl wurde während eines Zeitraums von 10 min durchgeführt, und die Temperatur der Reaktion stieg nicht über –50°C. Die Reaktion wurde während der Zugabe von Et₃SiCl sehr trübe. Das resultierende Gemisch wurde 1 h bei ca. –50°C gerührt und wurde sodann in einem Gefriergerät bei –48°C 22 h stehen gelassen (ohne Rühren). (Ein getrenntes Experiment zeigte, dass das Rühren der Reaktion bei –48°C für 8 h zu ca. 60% Umwandlung führte.) Das Gemisch wurde sodann aus dem Gefriergerät genommen und auf ca. –10°C erwärmt (TLC-Analyse des Gemisches (Lösungsmittel: Ethylacetat, Anfärbung: Phosphormolybdänsäure/Ethanol) ergab kein Ausgangsmaterial und zeigte einen einzigen Fleck für das Produkt (R_f = 0,60).) Das kalte Gemisch wurde mit EtOAc (1 l) kombiniert und mit H₂O (890 ml) gewaschen. Die resultierende, wässrige Schicht wurde abgetrennt und mit EtOAc (250 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden mit 5,7% wässrigem NaH₂PO₄ (2 × 250 ml) (gemessener pH von 5,7% wässrigem NaH₂PO₄ = 4,30 ± 0,05; gemessener pH der kombinierten NaH₂PO₄-Waschlösungen = 5,75 ± 0,05), halbgesättigtem wässrigem NaCl (250 ml), gesättigtem wässrigem NaCl (250 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und an einem Rotationsverdampfer konzentriert. (Sämtliche Konzentrierungen am Rotationsverdampfer wurden mit einer Wasserbadtemperatur von 35°C durchgeführt.) Der resultierende Halbfeststoff wurde weiterhin durch Exposition gegenüber Hochvakuum (ca. 133 Pa, ca. 1 mm Hg für 20 min) unter Erhalt von 41,5 g eines weißen Feststoffs getrocknet. Das Rohprodukt wurde sodann in CH₂Cl₂ (400 ml) gelöst (um den Feststoff zu lösen, war Erhitzen in einem 35-°C-Wasserbad erforderlich), und das Volumen der resultierenden Lösung wurde an einem Rotationsverdampfer auf ca. 150 ml reduziert. Die Kristallisation setzte sofort ein, und das Gemisch wurde 1 h bei Raumtemperatur stehen gelassen. Hexan (100 ml) wurde zugesetzt, und das Gemisch wurde sanft geschwenkt. Das Gemisch wurde 16,5 h in einem 4°C kalten Raum stehen gelassen. Der Feststoff wurde abfiltriert, mit CH₂Cl₂/Hexan 1 : 9 (3 × 250 ml) auf einem Nutschenfilter gewaschen und unter Hochvakuum (ca. 27 Pa, ca. 0,2 mm Hg für 42 h) unter Erhalt von 26,1 g (79%) des Titelprodukts als weißes Pulver gewaschen. Die Mutterlauge wurde an einem Rotationsverdampfer konzentriert und der Rückstand unter Erhalt von 4,5 g (14%) des Titelprodukts als weiße Kristalle aus CH₂Cl₂ umkristallisiert. Die Umkristallisation wurde auf die gleiche Weise wie mit der ersten Produktausbeute durchgeführt: der Feststoff wurde in CH₂Cl₂ (100 ml) ohne Erhitzen gelöst, und das Volumen der resultierenden Lösung wurde am Rotationsverdampfer auf ca. 7 ml reduziert. Die Kristallisation setzte innerhalb von 5 min ein. Das Gemisch wurde 1 h bei Raumtemperatur, anschließend 42 h in einen 4°C kalten Raum stehen gelassen. Die Kristalle wurden abfiltriert, mit CH₂Cl₂/Hexan 1 : 9 (3 × 50 ml) auf einem Nutschenfilter gewaschen und unter Hochvakuum (ca. 27 Pa, ca. 0,2 mm Hg für 18 h) getrocknet. Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Ausbeute entsprach dem ¹H-NMR-Spektrum der ersten Produktausbeute.
Die kombinierte Ausbeute der beiden Gewinne betrug 93% (unkorrigiert).
Elementaranalyse (%)
C₃₅H₅₀O₁₀Si
Fp. 239–242°C (Zers.)
[a]²² _D: –53,6° (c 1,0, CHCl₃)
TLC: R_f = 0,60 (Kieselgel, EtOAc); sichtbar gemacht durch Phosphormolybdänsäure/Ethanol.
Ein alternatives Verfahren wurde wie folgt angewandt:
In einem Flammen-getrockneten 250-ml-Dreihalskolben, ausgestattet mit einem Argoneinlass, wurden 10-Desacetylbaccatin III (5,44 g, 10 mmol, mit einem Wassergehalt von 1,56% und einem Methanolgehalt von 1,6 Gew.-%), 4-Dimethylaminopyridin (0,49 g, 4 mmol) und N,N-Dimethylformamid (24 ml, getrocknet über 4-Å-Molekularsieb) vorgelegt. Das Gemisch wurde bei Raumtemperatur bis zur Homogenität gerührt.
Dichlormethan (50 ml, HPLC-Qualität, verwendet ohne Reinigung) wurde zugesetzt, und die Temperatur wurde auf –50°C abgesenkt. Triethylamin (2,9 ml, 21 mmol) wurde während eines Zeitraums von 5 min und anschließend Triethylsilylchlorid (3,4 ml, 20 mmol) während eines Zeitraums von 10 min zugetropft. Das Gemisch wurde bei –48°C für die Dauer von 21 h stehen gelassen, mit 200 ml Ethylacetat und mit 175 ml Wasser verdünnt. (Die Reaktion wurde durch TLC unter Verwendung von EtOAc als Elutionsmittel aufgezeichnet: R_f für das Ausgangsmaterial = 0,56, R_f für das Produkt = 0,83; UV- und PMA-Visualisierung.) Die wässrige Schicht wurde abgetrennt und mit Ethylacetat (50 ml × 1) extrahiert. Die organischen Schichten wurden kombiniert und mit 5% wässrigem Kaliumphosphat, einbasig (50 ml × 2) (pH von 5% KH₂PO₄ in H₂O betrug 4,3), halbgesättigtem Natriumchlorid (50 ml × 1), Salzlösung (50 ml × 1) gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet und in vacuo unter Erhalt des rohen Titelprodukts als Feststoff (7,45 g) konzentriert. Das Rohmaterial wurde in 75 ml heißem Dichlormethan gelöst, und das Gesamtvolumen wurde durch Erhitzen bis zur beginnenden Kristallisation auf 30 ml reduziert. Es wurde 2 h bei Raumtemperatur und 16 h bei 4°C stehen gelassen. Die Kristalle wurden über einen Büchner-Trichter filtriert, mit 10% kaltem Dichlormethan in Hexan (25 ml) gewaschen und in vacuo unter Erhalt von 5,38 g des Titelprodukts getrocknet. Mutterlaugen und Waschlösungen wurden in vacuo konzentriert, und der feste Rückstand wurde durch Auflösen in 8 ml Dichlormethan kristallisiert. Nach dem obigen Kristallisationsvorgang wurden 0,72 g des Produkts als zweite Ausbeute erhalten. Die vereinigte Ausbeute des Titelprodukts 7-TES-10-Desacetylbaccatin III als weißer Feststoff, Fp. 238–240°C, betrug 6,10 g (93%).
Elementaranalyse (%)
C₃₅H₅₀O₁₀Si
Fp. 239–242°C
[a]_D: –53,7 (c 1,0, CHCl₃)
TLC: R_f = 0,53 (Kieselgel, 50% EtOAc in Hexan); UV- und PMA-Visualisierung. HI = 98,9%
(ii) [2aR-(2aα,4β,4aβ,6β,9α,11β,12α,12aα,12bα)]-6,12b-Bis(acetyloxy)-12-(benzoyloxy)-2a,3,4,4a,5,6,9,10,11,12,12a,12b-dodecahydro-9,11-dihydroxy-4a,8,13,13-tetramethyl-4-[(triethylsil)oxy]-7,11-methano-1H-cyclodeca[3,4]-benz[1,2-b]oxet-5-on(7-O-TES-baccatin III)
7-O-TES-10-desacetylbaccatin III, hergestellt in Schritt (i), vorstehend, (21,4 g, 32,4 mmol) wurde zunächst in einem Flammen-getrockneten, Argon-gespülten 1-1-Dreihalskolben (ausgestattet mit mechanischem Rührer und Digitalthermometer) vorgelegt und in THF (350 ml, frisch abdestilliert von Natrium/Benzophenon) gelöst. Die resultierende Lösung wurde auf –70°C abgekühlt. Eine Lösung von n-Butyllithium (n-BuLi, 14,6 ml einer 2,56 M Lösung in Hexanen, 37,3 mmol, titriert in 3-facher Ausführung mit Diphenylessigsäure in THF bei 0°C) wurde während eines Zeitraums von 23 min zugetropft. Die Temperatur der Reaktion stieg während der Zugabe nicht über –68°C an. Bei Zugabe von n-BuLi bildeten sich Feststoffe, die sich bei –70°C nicht aufzulösen schienen. Das resultierende Gemisch wurde 20 min bei –70°C gerührt und sodann auf –48°C erwärmt. (Beim Aufwärmen auf –48°C wurde eine klare homogene Lösung erhalten.) Nach Rühren für 1/2 h bei –48°C wurde Essigsäure (4,6 ml, 49 mmol, vor der Verwendung destilliert (137–138°C, 1 atm) unter einer Argonatmosphäre) während 7 min zugetropft. Die Temperatur der Reaktion stieg während des Zutropfens nicht über –45°C an. Die resultierende Lösung wurde 20 min bei –48°C, und dann 1 h bei 0°C gerührt. Die Lösung wurde mit Ethylacetat (350 ml) verdünnt, mit gesättigtem, wässrigem NH₄Cl (250 ml) gewaschen, und die Schichten wurden getrennt. Die wässrige Schicht wurde mit Ethylacetat (200 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden mit gesättigtem wässrigem NaCl gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und an einem Rotationsverdampfer konzentriert. (Sämtliche Konzentrierungen am Rotationsverdampfer wurden mit einer Wasserbadtemperatur von 35°C durchgeführt.) Die Exposition des Semifeststoffs gegenüber Hochvakuum (ca. 200 Pa, ca. 1,5 mm Hg für 1/2 h) ergab 24,7 g eines weißen Feststoffs. Das Rohprodukt wurde in CH₂Cl₂ (300 ml) gelöst, und das Volumen der resultierenden Lösung wurde an einem Rotationsverdampfer auf ca. 70 ml konzentriert. Die Umkristallisation setzte innerhalb von 1 min ein. Das Gemisch wurde 45 min bei Raumtemperatur, anschließend 18 h in einem 4°C kalten Raum stehen gelassen. Die Kristalle wurden abfiltriert, mit 1 : 9 CH₂Cl₂/Hexan (3 × 100 ml) auf einem Nutschenfilter gewaschen und unter Hochvakuum (ca. 27 Pa, ca. 0,2 mm Hg für 19 h) unter Erhalt von 20,9 g (92,0%) des Titelprodukts als feine weiße Nadeln getrocknet. Die Mutterlauge wurde am Rotationsverdampfer konzentriert, und der Rückstand wurde unter Erhalt von 0,82 g (3,6%) des Titelprodukts als kleine weiße Kristalle aus CH₂Cl₂/Hexan umkristallisiert. Die Kristallisation wurde wie folgt durchgeführt: Der Rückstand wurde in CH₂Cl₂ (10 ml) gelöst, und das Volumen der resultierenden Lösung wurde am Rotationsverdampfer auf ca. 5 ml reduziert. Nach Stehenlassen bei Raumtemperatur für 1/2 h hatten sich keine Kristalle gebildet. Hexan (5 ml) wurde in 1-ml-Portionen zugesetzt, und die Lösung wurde geschwenkt. Zu diesem Zeitpunkt waren einige Kristalle vorhanden. Das Gemisch wurde 1/2 h bei Raumtemperatur (es bildeten sich mehr Kristalle) und sodann 18 h in einem 4°C kalten Raum stehen gelassen. Die Kristalle wurden abfiltriert, mit 1 : 9 CH₂Cl₂/Hexan auf einem Nutschenfilter gewaschen und unter Hochvakuum (ca. 20 Pa, ca. 0,15 mm Hg für 21 h) getrocknet.
Die vereinigte Ausbeute von beiden Gewinnen betrug 95,6%.
Fp. 218–219°C (Zers.)
[a]²² _D: –78,4° (c 1,0, CHCl₃)
TLC: R_f = 0,37 (Silicagel, 1 : 9 Aceton/CH₂Cl₂); sichtbar gemacht durch Phospormolybdänsäure/ Ethanol
(b) [2aR-[2aα,4β,4aβ,6β,9α(αR*,βS*),11α,12α,12aα,12bα]]-β-(Benzoylamino-α-(1-methoxy-1-methylethoxy)hydroxybenpropansäure-6,12b-bis(acetyloxy)-12-(benzoyloxy)-2a,3,4,4a,5,6,9,10,11,12,12a,12b-dodecahydro-4-triethoxy-11-hydroxy-4a,8,13,13-tetramethyl-5-oxo-7,11-methano-1H-cyclodeca[3,4]benz[1,2-b]oxet-9-yl-ester
Wie hier verwendet, bedeutet Ph eine Phenylgruppe, MOP bedeutet eine 1-Methoxy-1-methylethylgruppe und THF ist Tetrahydrofuran.
Zu einer Lösung der in Schritt (a), vorstehend, hergestellten Verbindung (50,00 g, 71,33 mmol) in THF (frisch abdestilliert von Natrium und Benzophenon, 125 ml) bei –50°C (das Kühlen wurde erst nach vollständigem Auflösen der Verbindung in THF angewandt) wurde unter kräftigem Rühren Lithiumhexamethyldisilazid (LHMDS, 55,1 ml, 1,36 M in THF, 74,90 mmol; das Reagens wurde mit 1,3-Diphenylaceton-p-tosylhydrazon titriert) während eines Zeitraums von 20 min zugetropft, so dass die Innentemperatur nicht über –48°C anstieg. Nach Zugabe wurde das Reaktionsgemisch auf –35°C erwärmt und 5 min bei dieser Temperatur gerührt.
Zu dem Reaktionsgemisch wurde eine frisch hergestellte Lösung der als Titelprodukt von Beispiel 3 hergestellten Verbindung ("Verbindung 3") (27,85 g, 82,03 mmol) in THF (35 ml) während eines Zeitraums von 7 min zugetropft. Es wurde keine nennenswerte Wärmeentwicklung festgestellt. Der Kolben, der die Verbindung 3 enthielt, wurde mit 5 ml THF gewaschen und das Waschwasser in das Reaktionsgemisch übergeführt. Die resultierende Lösung wurde durch Ersetzen des Trockeneisbades durch ein Eiswasserbad auf 0°C gebracht und für zusätzliche 90 min gerührt. Die Reaktion wurde durch TLC auf Reversed-phase-Silicagel (EM Science RP-18 WF₂₄₅s) unter Verwendung von Acetonitril/Wasser (70/30) als Elutionsmittel aufgezeichnet. R_f für das Titelprodukt betrug 0,31, für 7-TES-taxol (d. h. in der Struktur von Taxol ist in Position 7 die Hydroxylgruppe durch TES-O- ersetzt) 0,41, für 7-TES-baccatin III 0,47, für Verbindung 3 0,63.
Die Reaktion wurde mit einem Phosphatpuffer von pH 7 (50 ml) gestoppt, unmittelbar gefolgt von gesättigtem NaHCO₃ (150 ml). Sie wurde mit Ethylacetat (EtOAc, 600 ml) verdünnt, und die Schichten wurden getrennt. Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und in vacuo unter Erhalt des rohen Titelprodukts (82,3 g) als blassgelber Feststoff konzentriert. Der Feststoff wurde in heißem EtOAc (200 ml) gelöst, und bei der Rückflusstemperatur wurden Hexane (110 ml) zugetropft. Das Kristallisationsgemisch wurde 2 h bei Raumtemperatur (beim Abkühlen trat schnell ein Niederschlag auf) und anschließend 7 h in einem kalten Raum stehen gelassen. Der Feststoff wurde filtriert und mit einem kalten Gemisch von Hexan/EtOAc, 5/1 (2 × 80 ml) gewaschen. Die resultierenden weißen Kristalle wurden auf dem Nutschenfilter 1 h, anschließend in vacuo (ca. 80 Pa, ca. 0,6 mm Hg) über Nacht unter Erhalt von 67,37 g des Titelprodukts (91%, bezogen auf 7-TES-baccatin III, ¹H-NMR zeigte 0,4 mol EtOAc, was eine korrigierte Ausbeute von 87% ergab) mit einem effektiven Homogenitätsindex (HI) von 99,25% (95,73% Titelprodukt und 3,52% 7-TES-taxol) getrocknet.
Mutterlauge und Waschlösung wurden vereinigt und zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wurde in heißem EtOAc (25 ml) gelöst, und bei der Rückflusstemperatur wurde Hexan (40 ml) zugetropft. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde das Gemisch 1 h bei Raumtemperatur und anschließend 7 h in dem kalten Raum stehen gelassen. Der Feststoff wurde durch Filtration gesammelt, auf einem Nutschenfilter und sodann in vacuo über Nacht (ca. 93 Pa, 0,7 mm Hg) unter Erhalt von 6,06 g (8%) des Titelprodukts mit einem effektiven HI von 96,6% (92,6% Titelprodukt und 4,0% 7-TES-taxol) getrocknet.
Elementaranalyse (%)
C₅₇H₇₃NO₁₅Si·0,4 EtOAc
Fp. 153–155°C
[a]_D: –59,6 (c 1, CHCl₃)
TLC: R_f = 0,31 Reversed-phase-HPTLC, Acetonitril/Wasser, 70 : 30, UV-Visualisierung.
Ein alternatives Verfahren zur Herstellung von 2'-MOP-7-triethylsilyltaxol wurde durch Kuppeln von in situ gebildetem 7-O-TES-baccatin III wie folgt angewandt:
7-O-TES-10-desacetylbaccatin III (1,5177 mmol) wurde in 3,5 ml trockenem Tetrahydrofuran gelöst und auf –65 bis –70°C abgekühlt. Lithiumhexamethyldisilazid (LHMDS) wurde zugetropft (0,5 Äquivalente) und das Gemisch 20 min gerührt. Sodann wurde Essigsäureanhydrid (0,5 Äquivalente) zugesetzt, und das Rühren wurde für die gleiche Zeitdauer fortgesetzt. Der Entschützungs/Acetylierungsvorgang wurde dreimal wiederholt (insgesamt 1,5 Äquivalente LHMDS und 2,0 Äquivalente Essigsäureanhydrid). Der Niederschlag trat während der Anionenbildung (Reaktionsgemisch verdickte sich) ein, und das Gemisch wurde während 5 min auf 0°C aufgewärmt.
Nach Abkühlen auf –50°C und weiterem tropfenweisem Behandeln mit LHMDS wurde die Kupplung mit Verbindung 3 direkt durchgeführt (durch die vorstehend in Schritt (b) beschriebene Verfahrensweise). Ausbeute: 851 mg (55%) 7-O-TES-10-desacetylbaccatin III.
Beispiel 5 Herstellung von [2aR-[2aα,4β,4aβ,6β,9α(αR*,βS*),-11α,12α,12aα,12bβ]]β-(Benzoylamino)-α-(1-methoxy-1-methylethoxy)hydroxybenzolpropansäure-6,12b-bis(acetyloxy)-12-(benzoyloxy)-2a,3,4,4a,5,6,9,10,11,12,12a,12b-dodecahydro-4-triethyl-silyloxy-11-hydroxy-4a,8,13,13-tetramethyl-5-oxo-7,11-methano-1H-cyclodeca[3,4]benz[1,2-b]oxet-9-yl-ester (2'-MOP-7-triethylsilyltaxol)
Zu einer Lösung von 7-TES-baccatin III (5,00 g, 7,13 mmol) in THF (frisch abdestilliert von Natrium und Benzophenon, 12,5 ml) bei –50°C (das Kühlen wurde erst angewandt, nachdem die Verbindung vollständig in THF gelöst war) wurde unter kräftigem Rühren während eines Zeitraums von etwa 17 min LHMDS (7,85 ml, 1,0 M in THF, 7,85 mmol) zugetropft, so dass die Innentemperatur nicht über –48°C anstieg. Fast am Ende der Zugabe bildete sich ein Niederschlag, der das Rühren erschwerte. Zusätzliche 1,5 ml THF wurden zugefügt, um ein wirksames Rühren zu ermöglichen. Sodann wurde das Reaktionsgemisch auf –35°C erwärmt und bei dieser Temperatur 10 min gerührt. Die resultierende trübe Lösung wurde bei –35°C wieder auf –42°C abgekühlt und dann tropfenweise über eine Kanüle in eine Lösung des Azetidinons, Verbindung 3 (3,03 g, 8,92 mmol), in THF (2,5 ml) übergeführt. Die Temperatur wurde während der Zugabe 7 min lang zwischen –19°C und –10°C gehalten. Kolben und Kanüle wurden mit THF (0,5 ml) gewaschen, und die Waschlösung wurde in die Reaktion übergeführt. Nach beendeter Zugabe wurde die resultierende Lösung durch Ersatz des Trockeneisbades durch ein Eis-Wasser-Bad auf 0°C gebracht und noch 75 min gerührt. Die Reaktion wurde durch TLC auf Reversed-phase-Kieselgel (EM Science RP-18 WF₂₅₄s) unter Verwendung von Acetonitril/Wasser (70/30) als Elutionsmittel aufgezeichnet. R_f für das Titelprodukt betrug 0,31, für 7-TES-taxol 0,41, für 7-TES-baccatin III 0,47.
Die Reaktion wurde mit einem Phosphatpuffer (12 ml), pH 7 gestoppt, unmittelbar gefolgt von gesättigtem NaHCO₃ (30 ml). Sie wurde mit EtOAc (100 ml) verdünnt, die Schichten wurden abgetrennt, und die wässrige Schicht wurde mit EtOAc (10 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Schichten wurden über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet, filtriert und in vacuo unter Erhalt des rohen Titelprodukts (9,13 g) als brauner Feststoff konzentriert. Er wurde in heißem EtOAc (20 ml) gelöst, und Hexan (13 ml) wurde bei der Rückflusstemperatur zugetropft. Die Lösung wurde 36 h bei Raumtemperatur und anschließend 2 h in dem kalten Raum stehen gelassen. Der Feststoff wurde filtriert und mit einem kalten Gemisch von Hexan/EtOAc, 5/1 (2 × 10 ml) gewaschen. (Mutterlauge (1,52 g, wirksamer HI 52,4) und Waschlösungen (0,32 g, wirksamer HI 53,4) wurden getrennt gesammelt und stehen gelassen.) Die resultierenden weißen Kristalle wurden 20 min auf dem Nutschenfilter, anschließend in vacuo (ca. 67 Pa, ca. 0,5 mm Hg) über Nacht unter Erhalt von 6,59 g des Titelprodukts (89% bezogen auf 7-TES-baccatin III) mit einem wirksamen HI von 99,3% (96,0% Titelprodukt und 3,3% 7-TES-taxol) getrocknet.
Elementaranalyse (%)
C₅₇H₇₃NO₁₅Si
Fp. 153–155°C
[a]_D: –59,6 (c 1, CHCl₃)
TLC: R_f = 0,31 Reversed-phase-HPTLC, Acetonitril/Wasser, 70 : 30, UV Visualisierung.
Beispiel 6 Herstellung von Taxol [2aR-[2aα,4β,4aβ,6β,9α(αR*,βS*)-11α,12α,12aα,12bα]]-β-(Benzoylamino)-α-hydroxybenzolpropansäure-6,12b-bis(acetyloxy)-12-(benzoxy)-2a,3,4,4a,5,6,9,10,11,12,12a,12b-dodecahydro-4-11-dihydroxy-4a,8,13,13-tetramethyl-5-oxo-7,11-methano-1H-cyclodeca[3,4]-benz[1,2-b]oxet-9-yl-ester
Einer Lösung des Titelprodukts von Beispiel 5, vorstehend, ("Verbindung 5", 5,0 g, 4,81 mmol; HI 99,3%, einschließlich Verbindung 5, HI 96,0 und 7-TES-taxol, HI 3,3) in Ethanol (EtOH, 100 ml) und THF (80 ml) bei 0°C (Verbindung 5 wurde vor Abkühlen auf 0°C unter Verwendung eines Eisbades in EtOH/THF gelöst) wurde während eines Zeitraums von 12 min unter kräftigem Rühren vorgekühlte (ca. 5°C) 1,5 N HCl (wässrig, aqu.) zugetropft. Die während der Zugabe von 1,5 N HCl aufgetretene Trübung verschwand sofort. Die resultierende klare Lösung wurde 15 min bei 0°C gerührt und 19,5 h bei 4°C aufbewahrt. Die HPLC-Analyse (3 μ Phenyl-BD-Säule; 35% CH₃CN/65% H₂O linearer Gradient für 26 min; 100% CH₃CN linearer Gradient für 7 min; 35% CH₃CN/65% H₂O isokratisch für 7 min) eines Aliquots zeigte zu diesem Zeitpunkt, dass Taxol (98,6%), 7-TES-taxol (0,6%) und eine polare Verunreinigung (0,3%) zusammen mit anderen geringfügigen Verunreinigungen vorhanden waren. Das Reaktionsgemisch wurde mit Ethylacetat (EtOAc, 200 ml) verdünnt und mit kaltem (ca. 5°C) NaHCO₃ (500 ml und 2 × 200 ml) gewaschen. Das Waschen wurde fortgesetzt, bis der pH der wässrigen Waschlösungen ca. 8,5 betrug.
Die vereinigte wässrige Schicht wurde mit EtOAc (2 × 100 ml) extrahiert. Die organischen Schichten wurden vereinigt und mit Salzlösung (300 ml) gewaschen, getrocknet (Na₂SO₄, 100 g), filtriert und unter Erhalt von rohem Taxol als weißer Feststoff (4,44 g; HPLC HI 97,7%) konzentriert. Er wurde in 25 ml Methanol (MeOH)/Isopropanol (IPA) (1 : 5,8) gelöst und mit H₂O (1,4 ml) durch gelindes Erwärmen (erwärmt auf ca. 40 bis 45°C auf einem Wasserbad) gelöst. Die resultierende Lösung wurde in einer Hexanatmosphäre (der Behälter mit der Lösung des rohen Taxols in MeOH/IPA/H₂O wurde in einen weiteren, größeren Behälter mit Hexan (20 ml) in einem geschlossenen System bei Raumtemperatur übergeführt) 16 h bei Raumtemperatur aufbewahrt. Der weiße kristalline (visuelle Prüfung unter einem Mikroskop) Feststoff wurde abfiltriert, mit kaltem (5°C) Hexan (25 ml) gewaschen und unter Hochvakuum unter Erhalt von 3,8 g (93,0%) Taxol mit HPLC, HI 99,0%, getrocknet. Mutterlauge und Waschlösungen wurden unter reduziertem Druck unter Erhalt von 0,28 g (7,0%) eines schwach gelben Feststoffs (HPLC HI 80,6%) konzentriert, der zur weiteren Bearbeitung zu einem späteren Zeitpunkt aufbewahrt wurde.
Elementaranalyse (%)
C₄₇H₅₁NO₁₄·1,0 H₂O
Fp. 211–213°C
[a]_D: –51,5 (c 1, CHCl₃)
TLC: R_f = 0,22; MeOH : AcOEt : Hexan; 0,6 : 4,0 : 5,4; UV- und PMA-Visualisierung.
Beispiel 7
Herstellung von Taxol
Zu einer 2-1-Polyethylenflasche, die eine Lösung von Verbindung 5 (2'-MOP-7-triethylsilyltaxol, 20 g, 19,1 mmol) in Acetonitril (800 ml) und Pyridin (48 ml) bei 0°C enthielt, wurde während eines Zeitraums von 60 min 48%ige wässrige Fluorwasserstoffsäure (HF) (104 ml) zugetropft. Die Innentemperatur überschritt während der Zugabe 5°C nicht. Die klare Lösung wurde ohne Rühren für einen Zeitraum von 24 h bei 4°C gehalten. Die Reaktion wurde durch HPLC (Waters, Nova-Pak Phenyl-Säule, 3,9 × 150 mm; Absorption bei 227 nm; Fließgeschwindigkeit: 2 ml/min) aufgezeichnet.
Chromatographiebedingung:
0–26 min, 35% CH₃CN/65% H₂O bis 100% CH₃CN, linearer Gradient, 26–28 min, 100% CH₃CN bis 35% CH₃CN/65% H₂O, linearer Gradient, 28–35 min, 35% CH₃CN/65% H₂O isokratisch.
Rt: 13,73 für 7-TES-taxol
Rt: 6,65 für Taxol
Rt: 4,96 für 10-Desacetyltaxol
Nach 19 h Reaktion verblieben in diesem Gemisch 0,36% 7-TES-taxol. Nach 24 h waren in dem Reaktionsgemisch kein 7-TES-taxol und 10-Desacetyltaxol mehr vorhanden (Verunreinigungsindex II < 0,04%). Die Lösung wurde so dann mit Ethylacetat (1 l) verdünnt und mit 1 N HCl (800 ml × 2) gewaschen. Die vereinigte wässrige Schicht wurde mit Ethylacetat (400 ml × 1) extrahiert. Die organischen Schichten wurden vereinigt und mit gesättigter wässriger Natriumbicarbonatlösung (800 ml × 5), Salzlösung (300 ml × 1) gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, filtriert und unter Erhalt von 17,46 g (ca. 100%) rohem Taxol als weißer Feststoff konzentriert. Der HPLC-HI für das rohe Taxol, das vorstehend erhalten wurde, betrug 98,7%. Die Ausbeute ist unkorrigiert.
Elementaranalyse (%)
C₄₇H₅₁NO₁₄·1,3 H₂O
Fp. 207,5–212°C (W/Zers.)
[a]_D: –52,5 (c 1, CHCl₃)
TLC: R_f = 0,22; Silicagel; MeOH : AcOEt : Hexan; 0,6 : 4,0 : 5,4; UV- und PMA-Visualisierung.
Beispiel 8
Herstellung von Taxol
Zu einer Lösung von 2'-MOP-7-TES-taxol (Verbindung 5, 5,0 g, 4,81 mmol, HI 99,2% (einschließlich 2'-MOP-7-TES-taxol, HI 95,7) in Ethanol (EtOH, 50 ml) und THF (40 ml) bei 0°C (Eisbad, 2'-MOP-7-TES-taxol wurde vor Abkühlen auf 0°C in EtOH/THF gelöst) wurde unter kräftigem Rühren über einen Zeitraum von 40 min vorgekühlte (–5°C) 1,5 N HCl (aq., 50 ml) zugetropft. Die während der Zugabe von 1,5 N HCl auftretende Trübung verschwand sofort.
Die resultierende klare Lösung wurde 1 h bei –2°C gerührt und 22 h bei 4°C gelagert. In diesem Stadium fiel ein weißer Feststoff, etwa 100–200 mg (Taxol), aus. (Bei dem Verfahren zeigt die HPLC-Analyse eines Aliquots nach 20 h (3 μ Phenyl-BD-Säule); 35% CH₃CN/65% H₂O-linearer Gradient für 26 min; 100% CH₃CN-linearer Gradient für 7 min; 35% CH₃CN/65% H₂O-isokratisch für 7 min) zu diesem Zeitpunkt die Gegenwart von Taxol (97,2%), 7-TES-taxol (0,2%), 10-Desacetyltaxol (0,7%) mit anderen geringfügigen Verunreinigungen an.) Das Reaktionsgemisch wurde mit EtOAc (200 ml) verdünnt und mit kaltem (ca. 5°C) NaHCO₃ (400 ml und 2 × 200 ml) gewaschen. (Der pH-Wert der wässrigen Waschlösung sollte vorzugsweise ca. 8,5 betragen (wenn nicht, wird das Waschen vorzugsweise fortgesetzt, bis der pH 8,5 erreicht)). Die vereinigte wässrige Schicht wurde mit EtOAc (2 × 80 ml) extrahiert. Die organischen Schichten wurden vereinigt und mit Salzlösung (200 ml) gewaschen, getrocknet (Na₂SO₄, 100 g), filtriert und unter Erhalt von rohem Taxol als weißer Feststoff (4,2 g; HI 97,9%) konzentriert. Er wurde in 31 ml EtOH/Heptan (6 : 4) gelöst und unter gelindem Erwärmen (erwärmt auf ca. 30–35°C auf einem Wasserbad) mit H₂O (0,15 ml) verdünnt. Die resultierende homogene klare Lösung wurde etwa 20 h bei 4°C gelagert. Der weiße kristalline (visuelle Überprüfung unter einem Mikroskop) Feststoff wurde filtriert, mit kaltem (5°C) Heptan (20 ml) gewaschen und unter Hochvakuum unter Erhalt von 3,72 g (90,6%) Taxol, mit HI (98,6%), getrocknet. Mutterlauge und Waschlösungen ergaben beim Konzentrieren unter reduziertem Druck rohes Taxol (0,45 g), das beim Umkristallisieren (gelöst in EtOH/Heptan (0,5 : 0,3, 4,6 ml) und H₂O (20 μl) und 20 h Stehenlassen bei 4°C) die zweite Ausbeute an weißem kristallinem (visuelle Überprüfung unter einem Mikroskop) Feststoff (0,18 g; 4,0%; HI 92,0%) ergab.
Elementaranalyse (%)
C₄₇H₅₁NO₁₄·2,55 H₂O
Fp. 207–208°C
opt. Rot.: [a]_D: –52,3° (c 1, CHCl₃)
TLC: R_f = 0,22; Silicagel; MeOH : ETOAc : Hexan;
0,6 : 4,0 : 5,4; UV- und PMA-Visualisierung.
HPLC: HI = 98,6%

Claims

β-Lactam der folgenden Formel:
wobei R¹ und R²: (i) beide der gleiche Alkylrest sind; oder (ii) zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an welches sie gebunden sind, einen Cycloalkylrest bilden; oder (iii) zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an welches sie gebunden sind, einen Cycloalkenylrest bilden; oder (iv) zusammen mit dem Kohlenstoffatom, an welches sie gebunden sind, einen heterocyclischen Rest bilden; wobei das mit einem Sternchen markierte Kohlenstoffatom, an das R¹ und R² gebunden sind, nicht asymmetrisch ist; R³ ein Alkylrest ist; R⁴ ein Arylrest ist; R⁵ ein Wasserstoffatom, ein Arylcarbonyl- oder Alkyloxycarbonylrest ist, oder ein solches β-Lactam in Form eines Salzes, welches von der freien Base (+)-cis-1-Benzoyl-3-(2-methoxy-2-propyloxy)-4-phenyl-azetidin-2-on verschieden ist; wobei „Alkylrest" einen Rest bedeutet, welcher 1–10 Kohlenstoffatome in einer Kette aufweist und gegebenenfalls substituiert ist mit einem oder mehreren Halogenatomen, Alkoxy-, Alkylthio-, Alkenyl-, Alkinyl-, Aryl-, Cycloalkyl-, Cycloalkenylresten, Hydroxygruppen oder geschützten Hydroxygruppen, Carboxylgruppen (-COOH), Alkoxycarbonyl-, Alkylcarbonyloxyresten, Carbamoylgruppen (NH₂-CO-), Aminogruppen (-NH₂), Mono- oder Dialkylaminoresten, oder Thiolgruppen (-SH); „Cycloalkylrest" einen Rest bedeutet, welcher 1 bis 3 Ringe und 3–7 Kohlenstoffatome pro Ring aufweist, wobei der Rest gegebenenfalls substituiert ist mit einem wie vorstehend beschriebenen „Alkylrest" oder mit einem oder mehreren der Substituenten, die in der Definition von „Alkylrest" eingeschlossen sind; „Cycloalkenylrest" einen wie vorstehend definierten „Cycloalkylrest" bedeutet, welcher allerdings mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung aufweist, welche einen teilweise ungesättigten Ring bildet; „Arylrest" einen homocyclischen aromatischen Rest bedeutet, welcher 1 oder 2 Ringe und 6 bis 12 Ringkohlenstoffatome umfasst, und gegebenenfalls substituiert ist mit einer oder mehreren Nitrogruppen oder so wie in der vorstehenden Definition für „Cycloalkylrest"; „Alkoxyrest" einen wie vorstehend definierten „Alkylrest" bedeutet, welcher allerdings über eine Sauerstoff-Verknüpfung (-O-) gebunden ist; und „heterocyclischer Rest" einen Rest bedeutet, welcher mindestens ein Heteroatom in mindestens einem Ring aufweist und gegebenenfalls substituiert ist wie in der vorstehenden Definition von „Cycloalkylrest".
β-Lactam gemäß Anspruch 1, welches unter Umgebungsbedingungen kristallin ist.
β-Lactam gemäß Anspruch 1 oder 2, welches im Wesentlichen frei von anderen Isomeren ist und in welchem die Reste -OC(R¹)(R²)(OR³) und R⁴ in cis-Stellung zueinander stehen.
β-Lactam gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei R¹ und R² beide den gleichen unsubstituierten Niederalkylrest darstellen, R³ ein unsubstituierter Niederalkylrest ist, R⁴ eine Phenylgruppe ist und R⁵ ein Wasserstoffatom, eine Benzoyl- oder t-Butoxycarbonylgruppe ist, wobei „Niederalkylrest" einen wie in Anspruch 1 definierten „Alkylrest" bedeutet, welcher allerdings 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der unverzweigten Kette aufweist.
β-Lactam gemäß Anspruch 3, nämlich (3R-cis)-3-(1-Methoxy-1-methylethoxy)-4-phenyl-2-azetidinon.
β-Lactam gemäß Anspruch 3, nämlich (3R-cis)-1-Benzoyl-3-(1-methoxy-1-methylethoxy)-4-phenyl-2-azetidinon.
β-Lactam gemäß Anspruch 3, nämlich (3R-cis)-1-t-Butoxycarbonyl-3-(1-methoxy-1-methylethoxy)-4-phenyl-2-azetidinon.
Verfahren zur Herstellung eines Seitenketten-tragenden Taxans der folgenden Formel (VII) oder eines Salzes davon:
wobei R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ wie in Anspruch 1 definiert sind, wobei das mit einem Sternchen markierte Kohlenstoffatom, an das R¹ und R² gebunden sind, nicht asymmetrisch ist und T eine Taxan-Einheit darstellt, welche direkt über das C-13 der Einheit gebunden ist, wobei die Taxan-Einheit die Formel:
aufweist, wobei Bz eine Benzoylgruppe ist; Ac eine Acetylgruppe ist; R⁷ ein Wasserstoffatom, Alkylcarbonylrest (wobei Alkylrest wie in Anspruch 1 definiert ist) oder eine Hydroxyl-Schutzgruppe ist; und R⁸ ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxyl-Schutzgruppe ist; umfassend den Schritt des Inkontaktbringens eines β-Lactams der folgenden Formel (I) oder eines Salzes davon:
wobei R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ wie vorstehend definiert sind, und wobei das β-Lactam von (+)-cis-1-Benzoyl-3-(2-methoxy-2-propyloxy-4-phenylazetidin-2-on verschieden ist, mit einer Taxan-Verbindung der folgenden Formel (VIII) oder eines Salzes davon: HO-T (VIII),wobei T wie vorstehend definiert ist, in Gegenwart eines Kupplungmittels; und, gegebenenfalls, Umwandeln des Restes -OC(R¹)(R²)(OR³) der Verbindung der Formel (VII) in eine Hydroxylgruppe, wobei ein Seitenketten-tragendes Taxan oder ein Salz davon der folgenden Formen (IX) gebildet wird:
wobei R⁴, R⁵ und T wie vorstehend definiert sind.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Taxan der Formel (VIII) ein 7-O-Trialkylsilylbaccatin III ist (wobei Alkyl wie in Anspruch 1 definiert ist).
Verfahren gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei das Kupplungsmittel eine Alkalimetall-Silylamidbase oder eine sterisch-gehinderte Alkalimetall-Amidbase ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Kupplungsmittel die folgende Formel (XI) aufweist:
wobei R⁹ und R¹⁰ ein Trialkylsilyl-, Cycloalkyl- (wobei Alkyl und Cycloalkyl wie in Anspruch 1 definiert sind) oder zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen heterocyclischen Rest bilden; und M ein Alkalimetall ist; wobei „heterocyclischer Rest" einen Rest bedeutet, welcher mindestens ein Heteroatom in mindestens einem Ring aufweist und gegebenenfalls so substituiert ist wie in der Definition von „Cycloalkylrest" gemäß Anspruch 1.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Kupplungsmittel ein Alkalimetall-Hexamethyldisilazid ist.
Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Alkalimetall-Hexamethyldisilazid Lithium-Hexamethyldisilazid ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, weiterhin umfassend das Entschützen einer oder mehrerer Hydroxylgruppen der Taxaneinheit des gebildeten Seitenkettentragenden Taxans.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei für die Entschützung eine Säure eingesetzt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 15, wobei R¹ und R² beide den gleichen unsubstituierten Niederalkylrest darstellen, R³ ein unsubstituierter Niederalkylrest ist, R⁴ eine Phenylgruppe ist und R⁵ eine Benzoyl- oder t-Butoxycarbonylgruppe ist, wobei „Niederalkylrest" einen wie in Anspruch 1 definierten „Alkylrest" bedeutet, welcher allerdings 1 bis 4 Kohlenstoffatome in der unverzweigten Kette aufweist.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei Taxol hergestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei Taxotere hergestellt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Taxans, welches eine Seitenkette am C-13 trägt, wobei die Taxaneinheit die Formel aufweist:
wobei Bz eine Benzoylgruppe ist; Ac eine Acetylgruppe ist; R⁷ ein Wasserstoffatom, ein Alkylcarbonylrest oder eine Hydroxyl-Schutzgruppe ist; und R⁸ ein Wasserstoffatom oder eine Hydroxyl-Schutzgruppe ist; umfassend den Schritt des Inkontaktbringens eines Taxans, welches eine am C-13 gebundene Hydroxylgruppe trägt, mit einem β-Lactam, wie in Anspruch 1 definiert, welches die Seitenkette bilden kann, in Gegenwart einer Alkalimetall-Silylamidbase oder einer sterisch-gehinderten Alkalimetall-Amidbase.