Nuevo método para preparar isofagomina y sus derivados.

Un método para preparar isofagomina o sus sales con HCl, HBr, HClO4, H3PO4, H2SO4 o un ácido carboxílico, que comprende:

i. proteger el grupo hidroxilo anomérico de la D-(-)-arabinosa haciéndolo reaccionar con un alcohol seleccionado entre alcohol bencílico, un alcohol metoxibencílico, un alcohol clorobencílico, difenilmetanol, metanol, etanol, isopropanol y alcohol ciclohexilmetílico para formar un glucósido;

ii. proteger los grupos 2- y 3-hidroxilo mediante una reacción de dicho glucósido con una 1,2-diona tal como 1,2- butanodiona, 2,3-butanodiona, 1,2-ciclohexanodiona, 1,2-difeniletanodiona o 9,10-fenantrenoquinona, o un dimetilacetal de los mismos, para formar un derivado de arabinosa triprotegido;

iii. invertir dicho derivado de arabinosa triprotegido para obtener un derivado de xilosa triprotegido mediante: a) activación del derivado de arabinosa mediante el reemplazo del OH con un grupo saliente de tipo sulfonato tal como p-toluenosulfonato, metanosulfonato o trifluorometanosulfonato; seguido por el desplazamiento con inversión mediante una reacción con un nitrito de un metal alcalino o alcalinotérreo o un nitrito de tetraalquilamonio; o

b) la reacción del derivado de arabinosa con un ácido nitrobenzoico tal como ácido 4-nitrobenzoico, ácido 2,4-nitrobenzoico o ácido 3,5-nitrobenzoico en las condiciones de Mitsunobu para obtener un éster invertido; seguido de saponificación del éster invertido utilizando una base de un metal alcalino en un disolvente alcohólico;

iv. convertir dicho derivado de xilosa en un derivado nitrilado de arabinosa triprotegido con inversión de la configuración mediante el reemplazo del OH con un grupo saliente tal como p-toluenosulfonato, metanosulfonato o trifluorometanosulfonato; seguido por el desplazamiento con inversión por reacción con un cianuro de un metal alcalino o alcalinotérreo o un cianuro de tetraalquilamonio; y

v. convertir el nitrilo triprotegido en el producto requerido mediante:

a) la conversión de dicho nitrilo en un diol protegido por eliminación del grupo protector de tipo acetal de las posiciones 2 y 3 utilizando un ácido en agua o un sistema codisolvente acuoso; e

b) hidrogenación catalítica para lograr la reducción del nitrilo, desprotección, cierre del anillo e hidrogenación de la imina cíclica intermedia en un único paso;

donde los pasos (a) y (b) se llevan a cabo en cualquier orden.

Nuevo método para preparar ¡sofagomina y sus derivados CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona procesos e intermediarios nuevos para la fabricación de ¡sofagomina, y sus sales para utilizar como composiciones farmacéuticas.

ANTECEDENTES

Los iminoazúcares son potentes inhibidores de glucosidasas. Los azaazúcares de la familia de ¡sofagomina son inhibidores de á-glucosidasas de retención de configuración debido a la formación de una interacción electroestática fuerte entre un nitrógeno endocíclico protonado en el centro anomérico del iminoazúcar y el nucleófilo catalítico de la enzima. Los inhibidores imitan el estado de transición en la hidrólisis del enlace glucosídico. La ¡sofagomina, (3R,4R,5R)-3,4-dihidroxi-5-hidroximetilpiperidina, también conocida como IFG, es un inhibidor de la glucosidasa que se sintetizó previéndose que sería efectivo como un inhibidor de la glucógeno fosforilasa hepática para el tratamiento de la diabetes (ver el documento de los Estados Unidos 5.844.12 de Sierks et al., y 5.863.93 de Lundgren et al.

La sal de tartrato de IFG, su producción y su uso para tratar la enfermedad de Gaucher también se han descrito en la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. de Serie 11/752.658.

IFG y derivados de IFG

La IFG y/o derivados de IFG N-alquilados se describen en los siguientes documentos: Patentes de los Estados Unidos 5.844.12 de Sierks, 5.863.93 de Lundgren y 6.46.214 de Kristiansen et al.; Jespersen et al., AngewChem., Int. ed. Engl. 1994; 33: 1778-9; Dong et al., Biochem. 1996; 35:2788; Schuster et al., Bioorg Med Chem Lett. 1999;9(4):615-8; Andersch et al., Chem. Eur. J. 21; 7: 3744-3747; Jakobsen et al., Bioorg Med Chem. 21; 9: 733-44; Pandy et al., Synthesis. 21: 1263-1267; Zhau et al., Org Lett. 21;3(2):21-3; Best et al., Can. J. Chem./Rev. Can. Chim. 22; 8(8): 857-865; Liu et al., J. Carbohydr Chem. 24;23: 223-238; Mehta et al., Tetrahedron Letters 25; 41(3):5747- 5751; Ouchi et al., J Org Chem. 25;7(13):527-14; y más recientemente, Meloncelli et al., Australian Journal of Chemistry. 26; 59(11) 827-833. La síntesis del estereoisómero L se describe en Panfil et al., J. Carbohydr Chem. 26; 25: 673-84.

En pocas palabras, Jespersen describió primero la síntesis de IFG en una síntesis de seis etapas que comenzó a partir de 1,6: 2,3-dianhidro-4--bencil-(3-D-manopiranosa. Este método empleó la introducción de un grupo hidroximetilo en C- 7 por abertura de epóxido con bromuro de vinilmagnesio, seguida de ozonólisis en etanol para proporcionar 1,6-anhidro- 4-O-bencil-á-D-glucopiranosa. La hidrólisis del enlace anhidro con ácido sulfúrico y escisión de la cadena de carbono oxidativa proporcionó una pentodialdosa, que se ciclizó por aminación reductora con amoníaco para producir el derivado de 4-O-bencilo de IFG. El grupo protector se retiró mediante hidrogenación en condiciones ácidas (hidrógeno y paladio sobre carbono) para producir la sal HCI de IFG.

Dong et al, describieron la síntesis de derivados de disacáridos de IFG.

Jakobsen describió la síntesis de IFG y derivados de IFG N-sustituidos a partir de acroleína, y la preparación de derivados de N-alquilo mediante alquilación directa de IFG bencilada 3-. Dichos derivados de N-alquilo incluyen N- metilo, butilo, alilo, propin-3-ilo, 1-dodecilo, acetilo, CH2CH2COOH, bencilo, CFhCFhPh, N2PhCH2CH2, CPhCPhCP^Ph, ciclohexilprop-3-ilo y CH2CH=CHPh.

Pandey describió la ciclización del catión radical de a-trimetilsililmetilamina generado por PET a un resto acetileno amarrado, para la generación de un grupo aminometilo junto a un estereocentro (1-[Bencil(trimetilsilil-metil)amino]-1,4,5- tridesoxi-2,3--(1-metiletilideno)-treo-pent-4-initol), comenzando con ácido tartárico, en la síntesis de inhibidores de glucosidasa de tipo 1-N-iminoazúcar, incluida la ¡sofagomina.

Andersch describió la síntesis de IFG comenzando con D-arabinosa mediante la aplicación de un método de oxidación de C-4 a a-D-arabino-piranosida de bencilo. La reacción posterior de Henry de la aldocetosa obtenida con nitrometano proporcionó los precursores de carbohidratos ramificados requeridos, lo cual resultó en IFG (rendimiento general de 17- 21%).

Best et al. describieron la síntesis de IFG a partir de D-xilosa, la cual se convirtió en 2,3--isopropilideno-(3-L- xilopiranosida de bencilo por medio de un imidacilato derivado, que se convirtió luego en un nitrilo que, tras reducción y manipulaciones del grupo protector, proporcionó 4-C-aminometil-4-desoxi-a-D-arabinósido de bencilo. La aminación reductora con hidrógeno y paladio sobre carbono resultó en HCI de ¡sofagomina.

Liu describió la síntesis de análogos de IFG (3R,4R,5R)-N-(2-fosfonoetil)-3,4-dihidroxi-5-hidroximetil-piperidina, (3R,4R,5R)-N-(2-fosfonoetil)-3,4-d¡h¡drox¡-5-h¡drox¡-metllp¡per¡d¡na y (3R,4R,5R)-N-(1-cloro-9-antracenometil)-3,4- dlhldroxl-5-hldroxi-metilpiperidina mediante alqullaclón directa de la azaazúcar correspondiente.

Ouchi et al. describieron la síntesis de 1-azaazúcares Incluida IFG comenzando con N-Boc-5-hidroxi-3-piperld¡na por medio de epoxidación estereoselectlva del derivado de vinllo de ferc-butildifenilsililcloruro intermedio, seguida de escisión oxidativa del grupo vinilo a un aldehido y luego reducción y desprotección para producir IFG.

Schuster et al. divulgaron derivados de metilo e hidroximetilo de IFG que se generaron por medio de la formación de un enlace C-C catalizado por aldolasa.

Mehta et al. describieron la síntesis estereoselectiva de análogos de isofagomina a partir de un intermediario de ciclopenteno adecuadamente funcionalizado extraído del armazón de norbornilo. La aminación reductora doble o las alquilaciones ínter e intramoleculares son las etapas principales en la construcción del anillo de piperidina. Los derivados de isofagomina exhiben actividad inhibitoria moderada en ensayos de enzimas.

Ouchi et al. describen la síntesis de IFG a partir de N-Boc-5-h¡droxi-3-piperidina quiral por medio de epoxidación estereoselectiva y escisión de anillo regioselectiva de una forma altamente estéreo-controlada.

Zhau et al. describen la síntesis de IFG mediante 1,2-reducción de piridinas sustituidas comenzando con nicotinato de metilo.

IFG para el tratamiento de enfermedades

Se ha demostrado que la isofagomina y los compuestos relacionados son efectivos para aumentar la actividad de la enzima lisosomal p-glucocerebrosidasa (también conocida como GCasa). Ver las patentes de los Estados Unidos 6.158.583, 6.916.839 y 7.141.582, y las Solicitudes de Patente de los Estados Unidos Nos. de Serie. 1/988.428 y 1/988.427, ambas presentadas el 12 de noviembre de 24. Sorprendentemente se encontró que inhibidores específicos de enzimas podían unirse con especificidad a la enzima durante su síntesis, estabilizando el plegamiento de proteínas en el RE, pero podían disociarse de la enzima en su ubicación nativa en el lisosoma, aumentando de ese modo la actividad enzimática mediante un aumento del nivel de enzima procesada en lugar de degradada. IFG, un inhibidor de la GCasa, se une en el sitio activo de la enzima de tipo silvestre y la GCasa muíante y estabiliza la enzima durante la síntesis y el procesamiento (Steet et al., Biochem Pharmacol. 27;73(9):1376-83; Lieberman et al., Nature Chem Biol. 27;3(2): 11-7). Debido a que la IFG puede disociarse del sitio activo, el efecto neto de la unión de IFG es un aumento en el procesamiento de GCasa, tráfico al lisosoma y actividad.

Cabe destacar que la IFG ha demostrado restaurar el procesamiento, tráfico y actividad de formas mutantes de GCasa que son inestables debido a mutaciones de sentido erróneo y se degradan. En ausencia de la chaperona farmacológica, la proteína enzimática mutada se pliega mal en el RE (Ishii et al., Biochem. Biophys. Res. Comm. 1996; 22: 812-815), se retarda su maduración para formar un producto final y posteriormente se degrada por el mecanismo de degradación asociado al RE. La Gcasa muíante homocigota se asocia con la enfermedad de Gaucher de almacenamiento lisosomal. In vitro, se ha demostrado que la IFG aumenta la actividad de Gcasa muíante en fibroblastos de pacientes con Gaucher (ver las Patentes de los Estados Unidos Nos. 6.583.158, 6.916.829 y 7.141.582. In vivo, el tratamiento con IFG aumenta la actividad de GCasa y mejora el fenotipo en un modelo de ratón de la enfermedad de Gaucher que expresa mutaciones en el gen de á-glucocerebrosidasa (Gba) (datos no publicados). Recientemente se ha demostrado que el tartrato de IFG aumenta la actividad de GCasa humana en voluntarios saludables hasta 3,5 veces en pruebas clínicas de Fase 1. En pruebas clínicas de Fase 2, el tartrato de IFG también ha demostrado un aumento... [Seguir leyendo]

1. Un método para preparar ¡sofagomina o sus sales con HCI, HBr, HCI4, H3PO4, H2S4 o un ácido carboxílico, que comprende:

i. proteger el grupo hidroxilo anomérlco de la D-(-)-arabinosa haciéndolo reaccionar con un alcohol seleccionado entre alcohol bencílico, un alcohol metoxibencílico, un alcohol clorobencílico, difenllmetanol, metanol, etanol, isopropanol y alcohol clclohexilmetílico para formar un glucósido;

¡I. proteger los grupos 2- y 3-hldroxllo mediante una reacción de dicho glucósido con una 1,2-dlona tal como 1,2- butanodiona, 2,3-butanodlona, 1,2-clclohexanodiona, 1,2-difeniletanodiona o 9,1-fenantrenoqulnona, o un dimetilacetal de los mismos, para formar un derivado de arabinosa triprotegido;

iii. Invertir dicho derivado de arabinosa triprotegido para obtener un derivado de xilosa triprotegido mediante:

a) activación del derivado de arabinosa mediante el reemplazo del OH con un grupo saliente de tipo sulfonato tal como p-toluenosulfonato, metanosulfonato o trifluorometanosulfonato; seguido por el desplazamiento con inversión mediante una reacción con un nitrito de un metal alcalino o alcalinotérreo o un nitrito de tetraalquilamonio; o

b) la reacción del derivado de arabinosa con un ácido nitrobenzoico tal como ácido 4-nitrobenzoico, ácido 2,4-nitrobenzoico o ácido 3,5-nitrobenzoico en las condiciones de Mitsunobu para obtener un éster invertido; seguido de saponificación del éster invertido utilizando una base de un metal alcalino en un disolvente alcohólico;

iv. convertir dicho derivado de xilosa en un derivado nitrilado de arabinosa triprotegido con inversión de la

configuración mediante el reemplazo del OH con un grupo saliente tal como p-toluenosulfonato, metanosulfonato o trifluorometanosulfonato; seguido por el desplazamiento con inversión por reacción con un cianuro de un metal alcalino o alcalinotérreo o un cianuro de tetraalquilamonio; y

v. convertir el nitrilo triprotegido en el producto requerido mediante:

a) la conversión de dicho nitrilo en un diol protegido por eliminación del grupo protector de tipo acetal de las posiciones 2 y 3 utilizando un ácido en agua o un sistema codisolvente acuoso; e

b) hidrogenación catalítica para lograr la reducción del nitrilo, desprotección, cierre del anillo e hidrogenación de la imina cíclica intermedia en un único paso;

donde los pasos (a) y (b) se llevan a cabo en cualquier orden.

2. El método de la reivindicación 1, donde el paso (iii) comprende la activación del derivado de arabinosa seguido por desplazamiento e inversión, donde la activación comprende el reemplazo del OH con un grupo saliente de tipo sulfonato tal como p-toluenosulfonato, metanosulfonato o trifluorometanosulfonato por reacción con el correspondiente anhídrido o cloruro de sulfonilo en presencia de una base orgánica.

3. El método de la reivindicación 2 que además comprende aislar el derivado de arabinosa activado.

4. El método de la reivindicación 1 donde, en el paso (iii), dicho derivado de arabinosa se convierte en dicho derivado de xilosa mediante una reacción de inversión de Mitsunobu; donde la reacción se lleva a cabo en presencia de un alquilazodicarboxilato seleccionado entre dietilazodicarboxilato y diisopropilazodicarboxilato y una fosfina seleccionada entre trifenilfosfina y tributilfosfina.

5. El método de la reivindicación 4, donde el derivado de arabinosa protegido de fórmula:

LoMe

PGcrxc>

donde PG es bencilo, metoxibencilo, clorobencilo, difenilmetilo, metilo, etilo, isopropilo o ciclohexilmetilo; se convierte en un intermedio de fórmula:

donde PG es tal como se ha definido anteriormente;

tras lo cual el intermedio se convierte por saponificación en un derivado de xilosa de fórmula

LoMe

3 I

donde PG es tal como se ha definido anteriormente.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-5 donde, en el paso (iv) el derivado de xilosa activado se prepara por reemplazo del OH con un grupo saliente tal como p-toluenosulfonato, metanosulfonato o trifluorometanosulfonato por reacción del derivado de xilosa con el correspondiente anhídrido o cloruro de sulfonilo en presencia de una base orgánica.

7. El método de la reivindicación 6, que además comprende aislar el derivado de xilosa activado.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-7 donde, en el paso (va), el ácido es ácido trifluoroacético o ácido trifluorometanosulfónico.

9. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-8 donde, en el paso (vb), la hidrogenación se lleva a cabo en condiciones ácidas utilizando un catalizador de hidrogenación seleccionado entre Pd/C, Pd(OH)2/C, PtÜ2, Pd(OAc)2 o una combinación de los mismos, con una carga de 1% a 2%.

1. Un compuesto de fórmula:

OH.AcOH

,

IV.

donde PG es bencilo, metoxibencilo, clorobencilo, difenilmetilo, metilo, etilo, isopropilo o ciclohexilmetilo.

11. El compuesto de la reivindicación 1 donde PG es bencilo.