Método para la preparación de éster (R)-1-aril-2-tetrazolil-etílico del ácido carbámico.

Un método para preparar éster aril-2-tetrazolil-etílico del ácido carbámico de la Fórmula química 1,

que comprende:

someter una arilcetona, representada por la Fórmula química 2, a reducción enzimática enantioselectiva para formar un compuesto de alcohol de configuración (R), representado por la Fórmula química 3; y carbamatar dicho alcohol**Fórmula**

en las que

R1 y R2 están seleccionados independientemente de un grupo que consiste en hidrógeno, halógeno, perfluoroalquilo, un alquilo de 1 a 8 átomos de carbono, un tioalcoxi de 1 a 8 átomos de carbono y un alcoxi de 1 a 8 átomos de carbono;

uno de A1 y A2 es CH, siendo el otro N; y

dicha reducción enzimática enantioselectiva se lleva a cabo en una mezcla de reacción que comprende dicho compuesto de Fórmula química 2, una oxidorreductasa que tiene al menos el 90 % de homología con la secuencia de aminoácidos SEC ID Nº: 1, SEC ID Nº: 2, SEC ID Nº: 3 o SEC ID Nº: 4, NADH o NADPH como cofactor que se oxida durante el proceso de reducción y se regenera continuamente, un co-sustrato que comprende un alcohol secundario representado por la fórmula RxRyCHOH en la que Rx representa carbono siendo x un número entero de 1-10 y Ry representa hidrógeno siendo y un número entero igual a dos veces el valor de x más dos, y un tampón adecuado.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método para la preparación de éster(R)-1-aril-2-tetrazolil-etílico del ácido carbámico. Más particularmente, la presente invención se refiere a un método para preparar éster (R)-1-aril-2- tetrazolil-etílico del ácido carbámico, que comprende la reducción enzimàtica enantioselectiva de una arilcetona.

Técnica anterior

Como se ha desvelado en la publicación de solicitud de patente de EE UU. n° 2006/0258718 A1, los ásteres (R)-1- aril-2-tetrazolll-etíllcos del ácido carbámico (denominados en lo sucesivo "los compuestos de carbamato") con actividad antlconvulsiva son útiles en el tratamiento de trastornos del sistema nervioso central, que Incluyen especialmente ansiedad, depresión, convulsión, epilepsia, migrañas, trastorno bipolar, toxicomanía, tabaquismo, ADHD, obesidad, trastornos del sueño, dolor neuropàtico, accidentes cerebrovasculares, deterioro cognitivo, neurodegeneraclón, accidentes cerebrovasculares y espasmos musculares.

Dependiendo de la posición de N en el resto detetrazol de los mismos, los compuestos de carbamato se dividen en dos isómeros de posición: tetrazol-1-ilo (denominados en lo sucesivo "1N tetrazol") y tetrazol-2-ìlo (denominados en lo sucesivo "2N tetrazol"). La introducción de tetrazol para la preparación de los compuestos de carbamato produce una mezcla 1:1 de los dos isómeros de posición que se requiere que sean individualmente aislados para uso farmacéutico.

Teniendo quiralidad, los compuestos de carbamato deben tener alta pureza óptica, además de pureza química ya que se usan como medicaciones. El documento WO2010/150946 describe un método para la preparación de éster (R)-1-aril-2-tetrazol¡l-etílico del ácido carbámico, que comprende la reducción asimétrica de una arilcetona. Matsuda y col. (Tetrahedron Asymmetry, 20(5), 2009, 513-557) proporcionan una revisión de procesos biocatalíticos para la oxidación y reducción asimétrica.

La publicación de solicitud de patente de EE UU. n° 2006/0258718 A1 usa el enantiómero puro (R)-aril-oxirano como material de partida que se convierte en un producto intermedio de alcohol mediante una reacción de apertura de anillo por tetrazol en presencia de una base adecuada en un disolvente, seguido de introducir un grupo carbamoílo en el producto Intermedio de alcohol. Para el aislamiento y purificación de los isómeros de posición 1N y 2N así producidos, se establece cromatografía en columna después de la formación de un producto intermedio de alcohol o carbamato.

Para su uso en la preparación, puede sintetizarse (R)-2-aril-oxirano a partir de un material ópticamente activo, tal como derivado de ácido (R)-mandéllco sustituido, mediante diversas vías u obtenerse por reacción de formación de anillos por reducción asimétrica de a-haloarllcetona o por separación de mezcla racémica de 2-aril-oxiranos en sus enantlómeros Individuales. Como tal, el (R)-2-arll-oxlrano es un compuesto caro.

Además, la reacción de apertura de anillo de (R)-2-arll-oxlrano con tetrazol se realiza a temperaturas relativamente altas debido a la baja nucleofllla del tetrazol. Sin embargo, la reacción de apertura de anillo incluye el riesgo altamente probable de una reacción fuera de control debido a que los tetrazoles empiezan a degradarse espontáneamente a 110 - 120 °C.

En términos de una selección de reacción, como hay dos sitios de reacción en cada (R)-2-arll-oxlrano y tetrazol, la reacción de apertura de anillo entre ellos proporciona la sustitución de 1N- o 2N-tetrazol en la posición de bencilo o terminal, produciendo una mezcla de un total de 4 Isómeros de posición. Por tanto, los Isómeros de posición Individuales tienen bajo rendimiento de producción y son difíciles de aislar y purificar.

Divulgación de la invención

Problema técnico

Un aspecto de la presente Invención proporciona un método novedoso para preparar éster (R)-1-arll-2-tetrazolll- etíllco.

Solución al problema

Con el fin de realizar el aspecto anterior, la presente Invención proporciona un método para preparar éster(R)-1-arll- 2-tetrazolll-etíllco del ácido carbámico, representado por la Fórmula química 1, que comprende: someter una arilcetona, representada por la Fórmula química 2, a reducción enzimàtica enantioselectiva; y carbamatar un compuesto de alcohol de configuración (R), representado por la Fórmula química 3:

[Fórmula Química 1]

O

en las que

Ri y R2 están seleccionados independientemente de un grupo que consiste en hidrógeno, halógeno, perfluoroalquilo, alquilo de 1 a 8 átomos de carbono, tioalcoxi de 1 a 8 átomos de carbono y alcoxi de 1 a 8 átomos de carbono; y uno de Ai y A2 es CH, siendo el otro N.

Efectos ventajosos de !a invención

Según un aspecto de la presente invención, pueden fabricarse económicamente compuestos de carbamato con alta pureza óptica y alta pureza química.

Mejor modo para iievar a cabo ia invención

Otro aspecto de la presente invención proporciona un método novedoso para preparar un compuesto de alcohol, representado por la siguiente Fórmula química 3, mediante la reducción enzimàtica enantioselectiva de una arilcetona, representada por la siguiente Fórmula química 2:

[Fórmula Química 2]

en ¡as que

Ri y R2 están seieccionados independientemente de un grupo que consiste en hidrógeno, hatógeno, perfiuoroaiquiio, un aiquiio de 1 a 8 átomos de carbono, un tioaicoxi de 1 a 8 átomos de carbono y un aicoxi de 1 a 8 átomos de carbono; uno de Ai y A2 es CH, siendo e! otro N; y

dicha reducción se tteva a cabo en una mezcia de reacción que comprende dicho compuesto de Fórmuia química 2, una oxidorreductasa que tiene a¡ menos e! 90 % de homotogía con ias secuencias de aminoácidos SEC !D N°: 1, SEC ¡D N°: 2, SEC ¡D N°: 3 o SEC !D N°: 4, NADH o NADPH como cofactor que se oxida durante e¡ proceso de reducción y se regenera continuamente, un co-sustrato que comprende un aicohoi secundario representado por ¡a fórmuta RxRyCHOH en !a que Rx representa carbono siendo x un número entero de 1-10 y Ry representa hidrógeno siendo y un número entero igua! a dos veces e! vator de x más dos, y un tampón adecuado.

Según una reatización de ¡a presente invención, se proporciona un método que comprende ¡a reducción enzimàtica enantiosetectiva de una aritcetona representada por ¡a siguiente Fórmuta química 2 y ¡a carbamatación de un compuesto de atcohot representado por ¡a siguiente Fórmuta química 3 para ta preparación de éster (R)-1-arii-2- tetrazotit-etítico det ácido carbámico, representado por ta siguiente Fórmuta química 1.

[Fórmula Química 1]

en ¡as que

Ri y R2 están seieccionados independientemente de un grupo que consiste en hidrógeno, halógeno, perfluoroalquilo, aiquiio de 1 a 8 átomos de carbono, tioalcoxi de 1 a 8 átomos de carbono y alcoxi de 1 a 8 átomos de carbono; y uno de Ai y A2 es CH, siendo el otro N.

La arilcetona de Fórmula química 2, útil como material de partida en el método de preparación de la presente invención, puede sintetizarse, por ejemplo, por una reacción de sustitución entre la arilcetona de Fórmula química 4 y el tetrazol de Fórmula química 5:

[Fórmula Química 4]

en las que

R1 y R2 son como se han definido anteriormente; y X es un grupo saliente tal como un haluro o sulfonato.

Se facilita una ventaja económica a la síntesis de la arilcetona de Fórmula química 2 a partir de ¡os compuestos representados por las Fórmulas químicas 4 y 5 debido a que son compuestos baratos comercialmente disponibles. Además, la reacción de sustitución puede llevarse a cabo en condiciones relativamente suaves, en comparación con la reacción de apertura de anillo entre (R)-2-aril-oxirano y tetrazol. Por tanto, el método según la presente invención tiene algo de seguridad de proceso aunque emplea tetrazol potencialmente explosivo, y garantiza alto rendimiento de producción y fácil purificación, con la producción de isómeros de posición necesarios en posiciones de bencilo.

La arilcetona representada por la Fórmula química 2 que puede sintetizarse por la reacción de sustitución con

tetrazo! puede estar en una mezcia de isómeros de posición que inciuye 1N ariicetona de ia siguiente Fórmuia química 2a y 2N ariicetona de ia siguiente Fórmuia química 2b, que pueden aísiarse y purificarse medíante cristaüzacíón comerciaimente disponíbie.

[Fórmuia Química 2a]

1. Un método para preparar áster aril-2-tetrazoiü-etíNco de! ácido carbámico de !a Fórmula química 1, que comprende:

someter una arilcetona, representada por !a Fórmuia química 2, a reducción enzimàtica enantioseiectiva para formar un compuesto de aicohol de configuración (R), representado por !a Fórmuia química 3; y carbamatar dicho alcohol

[Fórmula Química 1]

A

Ag

N

[Fórmuia Química 2]

en las que

Ri y R2 están seleccionados independientemente de un grupo que consiste en hidrógeno, haiógeno, perfluoroalquilo, un alquilo de 1 a 8 átomos de carbono, un tioalcoxi de 1 a 8 átomos de carbono y un aicoxi de 1 a 8 átomos de carbono; uno de Ai y A2 es CH, siendo el otro N; y

dicha reducción enzimàtica enantioselectiva se lleva a cabo en una mezcla de reacción que comprende dicho compuesto de Fórmula química 2, una oxidorreductasa que tiene al menos el 90 % de homología con la secuencia de aminoácidos SEC ID N°: 1, SEC ID N°: 2, SEC ID N°: 3 o SEC ID N°: 4, NADH o NADPH como cofactor que se oxida durante el proceso de reducción y se regenera continuamente, un co-sustrato que comprende un alcohol secundario representado por la fórmula RxRyCHOH en la que Rx representa carbono siendo x un número entero de 1-10 y Ry representa hidrógeno siendo y un número entero igual a dos veces el valor de x más dos, y un tampón adecuado.

2. El método según la reivindicación 1, en el que la oxidorreductasa está codificada, respectivamente, por la secuencia de ácidos nucleicos SEC ID N°: 5, SEC ID N°: 6, SEC ID N°: 7 o SEC ID N°: 8.

3. El método según la reivindicación 2, en el que la oxidorreductasa puede aislarse de Cand/da magno/za, Candida vaccznzz u Ozycfo/agns cunzcu/ns.

4. El método según ¡a reivindicación 1, en el que ¡a oxidorreductasa está presente en ¡a mezda de reacción en un

estado compietamente purificado, un estado parcamente purificado, o en ias céiuias microbianas que ia expresaron.

5. Ei método según ia reivindicación 4, en ei que ia oxidorreductasa está presente en ias céiuias microbianas que ia expresaron, céiuias que están en un estado nativo, permeabiiizado o iisado.

6. Ei método según ia reivindicación 5, en ei que ias céiuias microbianas son céiuias de Escfier/cfi/a co/z transformadas.

7. Ei método según ia reivindicación 1, en ei que ia regeneración dei cofactor oxidado resuita de ia oxidación de dicho co-sustrato.

8. Ei método según ia reivindicación 1, en ei que dicho co-sustrato es un aicohoi secundario seieccionado de) grupo que consiste en 2-propano!, 2-butano!, 2-pentano!, 4-meti!-2-pentano!, 2-heptano! y 2-octano!.

9. E! método según !a reivindicación 1, en e! que dicha oxidorreductasa afecta tanto !a reducción de ¡a ariicetona de Fórmuia química 2 como !a oxidación de! co-sustrato

10. E! método según !a reivindicación 1, en e! que !a etapa de carbamatación se üeva a cabo haciendo reaccionar e) compuesto de aicohoi de configuración (R) de Fórmuia química 3 con cianato inorgánico y un ácido orgánico.

11. Ei método según ia reivindicación 1, en ei que ia etapa de carbamatación se üeva a cabo hidroiizando un producto resuitante de ia reacción entre ei compuesto de aicohoi de configuración (R) de Fórmuia química 3 y un compuesto de isocianato seieccionado dei grupo que consiste en isocianato ciorosuifónico, isocianatode tricioroacetiio e isocianato de trimetiisiiiio.

12. Ei método según ia reivindicación 1, en ei que ia etapa de carbamatación se üeva a cabo introduciendo amoniaco en un producto resuitante de ia reacción entre ei compuesto de aicohoi de configuración (R) de Fórmuia química 3 y un compuesto de carboniio que comprende 1,1'-carbodi¡m¡dazoi, haiuro de carbamoíio, carbonato de disucciniio, fosgeno, trifosgeno o cioroformiato.

13. Ei método según ia reivindicación 1, que comprende además una etapa de cristaiización después de a) menos una de etapa de reducción enzimàtica enantioseiectiva y ia etapa de carbamatación.

14. Ei método según ia reivindicación 13, en ei que ia etapa de cristaiización comprende:

añadir a un producto de reacción un agente soiubiiizante seieccionado de entre acetona, acetonitriio, tetrahidrofurano, acetato de etiio, diciorometano, cioroformo, 1,4-dioxano, un aicohoi inferior de 1 a 4 átomos de carbono y una mezcia de ios mismos; y

añadir un agente precipitante ai mismo seieccionado dei grupo que consiste en agua, un aicohoi inferior de 1 a 4 átomos de carbono, éter dietíiico, pentano, hexano, ciciohexano, heptano y una mezcia de ios mismos.

15. Ei método según ia reivindicación 1, que inciuye adicionaimente ia etapa de preparación de ia ariicetona de Fórmuia química 2 se prepara por reacción de sustitución entre una ariicetona de ia siguiente Fórmuia química 4 con un tetrazoi de ia siguiente Fórmuia química 5:

[Fórmula Química 4]

[Fórmula Química 5]

H

N-N

en ias que

Ri y R2 son como se definen en ia reivindicación 1 ; y X es un grupo saiiente seieccionado de entre un haiuro y un suifonato.

16. Ei método según ia reivindicación 15, que comprende además una etapa de cristaiización que comprende:

añadir un agente soiubiiizante seieccionado de entre acetona, acetonitriio, tetrahidrofurano, acetato de etiio, diciorometano, cioroformo, 1,4-dioxano, un aicohoi inferior de 1 a 4 átomos de carbono y una mezcia de ios mismos a un producto obtenido por ia reacción de sustitución; y

añadir un agente precipitante seieccionado de agua, un aicohoi inferior de 1 a 4 átomos de carbono, éter dietíiico, pentano, hexano, ciciohexano, heptanos y una mezcia de ios mismos.

17. Un método para preparar un compuesto de aicohoi, representado por ia siguiente Fórmuia química 3, mediante ia reducción enzimàtica enantioseiectiva de una ariicetona, representada por ia siguiente Fórmuia química 2:

[Fórmuia Química 2]

en las que

R1 y R2 están seleccionados independientemente de un grupo que consiste en hidrógeno, halógeno, perfluoroalquilo, un alquilo de 1 a 8 átomos de carbono, un tioalcoxi de 1 a 8 átomos de carbono y un alcoxi de 1 a 8 átomos de carbono; uno de Ai y A2 es CH, siendo el otro N; y

dicha reducción se lleva a cabo en una mezcla de reacción que comprende dicho compuesto de Fórmula química 2, una oxidorreductasa que tiene al menos el 90 % de homología con las secuencias de aminoácidos SEC iD N°: 1, SEC iD N°: 2, SEC iD N°: 3 o SEC iD N°: 4, NADH o NADPH como cofactor que se oxida durante el proceso de reducción y se regenera continuamente, un co-sustrato que comprende un alcohol secundario representado por la fórmula RxRyCHOH en la que Rx representa carbono siendo x un número entero de 1-10 y Ry representa hidrógeno siendo y un número entero igual a dos veces el valor de x más dos, y un tampón adecuado.

18. El método según la reivindicación 17, en el que la oxidorreductasa está codificada, respectivamente, por la secuencia de ácidos nucleicos SEC ID N°: 5, SEC ID N°: 6, SEC ID N°: 7 o SEC ID N°: 8.

19. El método según la reivindicación 17, en el que la oxidorreductasa puede aislarse de Cand/da magno/za, Cand/da vacc/z?// u Ozycfo/agas canzca/as.