Purificación de imino- y amino-azúcares.

Un método para la purificación de una D-1-desoxigalactonojirimicina bruta contaminada con compuestos que contienen metal alcalino o alcalinotérreo,

que comprende:

(a) mezclar D-1-desoxigalactonojirimicina con una solución que tiene al menos 35% de ácido clorhídrico o con cloruro de hidrógeno gaseoso hasta saturación;

(b) separar la sal cloruro del compuesto que contiene metal alcalino o alcalinotérreo en el que la sal cloruro es un sólido; y

(c) cristalizar la D-1-desoxigalactonojirimicina por adición de un disolvente miscible con ácido clorhídrico.

Purificación de imino-y amino-azúcares.

Esta solicitud reivindica prioridad respecto a la Solicitud de Patente Provisional U.S. Número de Serie 60/689.130, presentada el 8 de junio de 2005.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a un proceso para purificación de imino-o amino-azúcares, tales como D-1desoxigalactonojirimicin-hidrocloruro (DGJ·HCl) . Este proceso puede utilizarse para producir cantidades de multikilogramos de estos azúcares nitrogenados.

Los azúcares son útiles en farmacología dado que se ha encontrado que, en múltiples procesos biológicos, los mismos juegan un papel importante en la inhibición selectiva de diversas funciones enzimáticas. Un tipo importante de azúcares es el de los inhibidores de glucosidasas, que son útiles en el tratamiento de trastornos metabólicos. Las galactosidasas catalizan la hidrólisis de enlaces glicosídicos que son importantes en el metabolismo de los carbohidratos complejos. Los inhibidores de galactosidasas, tales como D-1-desoxigalactonojirimicina (DGJ) , pueden utilizarse en el tratamiento de muchas enfermedades y afecciones, con inclusión de diabetes (v.g., U.S. Pat. 4.634.765) , cáncer (v.g., U.S. Pat. 5.250.545) , herpes (v.g., U.S. Pat. 4.957.926) , HIV y Enfermedad de Fabr y (Fan et al., Nat. Med. 1999, 5:1, 112-5) .

Comúnmente, los azúcares se purifican por separación cromatográfica. Eso puede hacerse rápida y eficientemente para síntesis a escala de laboratorio; sin embargo, la cromatografía en columna y técnicas similares de separación resultan menos útiles cuando se purifican cantidades mayores de azúcar. El tamaño de la columna, la cantidad de disolventes y la fase estacionaria (v.g., gel de sílice) requeridos y el tiempo necesario para la separación aumentan cada uno con la cantidad de producto purificado, haciendo poco realista la purificación de la síntesis en la escala de multi-kilogramos utilizando cromatografía en columna.

Otra técnica común de purificación para los azúcares utiliza una resina cambiadora de iones. Esta técnica puede ser tediosa, requiriendo un pretratamiento pesado de la resina cambiadora de iones. Las resinas de intercambio iónico disponibles no son tampoco necesariamente capaces de separar los azúcares de las sales (v.g., NaCl) . Las resinas ácidas tienden a separar a la vez los iones metálicos encontrados en el producto bruto y los amino-o imino-azúcares de la solución, y por tanto no son útiles. El descubrimiento de una resina que pueda separar selectivamente los cationes metálicos y dejar los amino-o imino-azúcares en solución no es trivial. Adicionalmente, después de purificación de un azúcar utilizando una resina cambiadora de iones, se requiere un paso adicional de concentración de la solución acuosa diluida. Este paso puede causar descomposición del azúcar, lo cual produce contaminantes y reduce el rendimiento.

Las patentes de los Estados Unidos 6.740.780, 6.683.185, 6.653.482, 6.653.480, 6.649.766, 6.605.724, 6.590.121, y 6.462.19 describen un proceso para la preparación de iminoazúcares. Estos compuestos se preparan generalmente a partir de compuestos intermedios oxima protegidos en hidroxilo por formación de una lactama que se reduce al hexitol. Sin embargo, este proceso presenta desventajas para la producción en escala de multi-kilogramos en lo que respecta a seguridad, aumento de escala, manipulación, y complejidad de síntesis. Por ejemplo, varias de las síntesis descritas utilizan cromatografía flash para purificación o tratamiento con resinas de intercambio iónico, procedimiento que no es practicable a escala mayor.

Un iminoazúcar particularmente útil es DGJ. Existen varias preparaciones de DGJ descritas en publicaciones, la mayoría de las cuales no son adecuadas para un laboratorio industrial a escala preparativa (v.g., > 100 g) . Una síntesis de este tipo incluye una síntesis de D-galactosa (Santoyo-González, et al., Synlett 1999, 593-595; Synthesis 1998, 1787-1792) , en la cual se expone el uso de cromatografía para la purificación de la DGJ así como para la purificación de compuestos intermedios de DGJ. Se describe también el uso de resinas de intercambio iónico para la purificación de DGJ, pero no se hace indicación alguna de qué resina, en todo caso, podría ser viable para la purificación de DGJ en escala preparativa. La mayor escala de DGJ preparada que se ha publicado es 13 g (véase Fred-Robert Heiker, Alfred Matthias Schueller, Carbohydrate Research, 1986, 119-129) . En esta publicación, se aisló DGJ por agitación con la resina de intercambio iónico Lewatit MP 400 (OH-) y se cristalizó con etanol. Sin embargo, este proceso no puede escalarse fácilmente a cantidades de multi-kilogramos.

US 2004/063973 da a conocer un método para la purificación de un azúcar imino-hexosa que incluye mezclar el iminoazúcar con HCl concentrado y cristalización del azúcar por adición de agua.

Análogamente, otros azúcares industrial y farmacéuticamente útiles se purifican por lo general utilizando cromatografía y resinas de intercambio iónico que no pueden escalarse fácilmente para la purificación de cantidades de multi-kilogramos.

Por tanto, existe necesidad de un proceso para purificación de azúcar azúcares nitrogenados, preferiblemente amino-o imino-azúcares hexosa que sea simple y eficaz en costes para síntesis en gran escala.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se define por las reivindicaciones adjuntas a esta memoria.

Se ha descubierto ahora que los azúcares nitrogenados, es decir amino-o imino-azúcares, pueden proporcionarse eficientemente en un proceso de gran escala por tratamiento del amino-o imino-azúcar bruto con ácido clorhídrico concentrado. No es necesario pretratamiento o dilución alguna tal como el requerido cuando se utilizan para purificación resinas de intercambio iónico. Los azúcares nitrogenados son solubles y suficientemente estables en HCl concentrado. Por tanto, puede utilizarse HCl para separar el azúcar de los cloruros de metal alcalino y alcalinotérreo insolubles (v.g., NaCl) en un proceso simple, rápido, y eficaz.

Estos cloruros de metal alcalino y alcalinotérreo se forman a partir de otras composiciones que contienen metal alcalino y alcalinotérreo que pueden utilizarse en uno de los pasos de síntesis de amino-o imino-azúcares para diversos propósitos, v.g., eliminación de grupos protectores. El tratamiento con HCl puede utilizarse para eliminar otras impurezas insolubles en ácido clorhídrico. En la síntesis de amino-o imino-azúcares, las composiciones que contienen metales alcalinos y alcalinotérreos tienen que eliminarse en la purificación final del amino-o imino-azúcar deseado. Un ejemplo del uso de compuestos que contienen metal alcalino y alcalinotérreo es el uso de bases para eliminar grupos protectores de acilo durante las síntesis de amino-o imino-azúcares. Por ejemplo, el metóxido de sodio en metanol se utiliza en el último paso de la síntesis de DGJ como catalizador en una reacción de transesterificación para eliminar los grupos protectores pivaloílo.

Otras características, ventajas y realizaciones de la invención serán evidentes para los expertos en la técnica a partir de la descripción que sigue, los datos que se acompañan y las reivindicaciones adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los dibujos que siguen forman parte de la presente memoria descriptiva y se incluyen para demostrar ciertos aspectos adicionales de la invención. La invención puede comprenderse mejor por referencia a uno o más de estos dibujos en combinación con la descripción detallada de realizaciones específicas que se presenta en esta memoria.

Fig. 1. HPLC de DGJ purificado después de cristalización. La DGJ tiene una pureza superior a 99, 5%.

Fig. 2A. 1H NMR de DGJ (después de extracción con HCl y cristalización) , de 0 a 15 ppm en DMSO.

Fig. 2B. 1H NMR de DGJ (después de extracción con HCl y cristalización) , de 0 a 5 ppm en DMSO.

Fig. 3A. 1H NMR de DGJ purificado (después de recristalización) , desde 0 a 15 ppm, en D2O. Obsérvese que el resto OH ha intercambiado con OD.

Fig. 3B. 1H NMR de DGJ purificado (después de recristalización) , desde 0 a 4 ppm, en D2O. Obsérvese que el resto OH se ha intercambiado con OD.

Fig. 4. 13C NMR de DGJ purificado (después de recristalización) , 45-76 ppm.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE REALIZACIONES PREFERIDAS

Las sales cloruro inorgánico polares no son solubles en ácido clorhídrico concentrado debido al efecto de ion común. El efecto de ion común ocurre cuando se mezclan una sal soluble que contiene un ion común con una sal ligeramente soluble y el equilibrio... [Seguir leyendo]

1. Un método para la purificación de una D-1-desoxigalactonojirimicina bruta contaminada con compuestos que contienen metal alcalino o alcalinotérreo, que comprende:

(a) mezclar D-1-desoxigalactonojirimicina con una solución que tiene al menos 35% de ácido clorhídrico o 5 con cloruro de hidrógeno gaseoso hasta saturación;

(b) separar la sal cloruro del compuesto que contiene metal alcalino o alcalinotérreo en el que la sal cloruro es un sólido; y

(c) cristalizar la D-1-desoxigalactonojirimicina por adición de un disolvente miscible con ácido clorhídrico.

2. El método de la reivindicación 1, en donde la D-1-desoxigalactonojirimicina se mezcla con agua y se satura 10 luego con cloruro de hidrógeno gaseoso.

3. El método de la reivindicación 1, en donde la D-1-desoxigalactonojirimicina se mezcla con una solución que tiene al menos 35% de ácido clorhídrico.

4. El método de la reivindicación 1, en donde el compuesto que contiene metal se formó por la adición de metóxido de sodio.

5. El método de la reivindicación 1, en donde la cristalización de la D-1-desoxigalactonojirimicina comprende añadir una mezcla disolvente agua/etanol.

6. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente eliminar la sal cloruro del metal alcalino o alcalinotérreo por filtración.

7. El método de la reivindicación 1, en donde la D-1-desoxigalactonojirimicina es un derivado de 5-amino-520 desoxi-D-galactopiranosa de la fórmula:

** (Ver fórmula) **

8. Un método para purificación de D-1-desoxigalactonojirimicina bruta o la sal de HCl de la misma contaminada con un compuesto que contiene metal alcalino o alcalinotérreo, que comprende:

(a) mezclar la D-1-desoxigalactonojirimicina o la sal de HCl de la misma con una solución que tiene al 25 menos 35% de ácido clorhídrico;

(b) separar la sal cloruro del compuesto de metal alcalino o alcalinotérreo; y

(c) cristalizar el compuesto D-1-desoxigalactonojirimicina·HCl.

9. El método de la reivindicación 8, en donde la cristalización de D-1-desoxigalactonojirimicina·HCl comprende añadir una mezcla disolvente agua/etanol.

10. El método de cualquiera de las reivindicaciones 8, que comprende adicionalmente separar la sal cloruro del metal alcalino o alcalinotérreo por filtración.

11. El método de la reivindicación 8, que comprende adicionalmente sintetizar D-1-desoxigalactonojirimicina a partir de galactosa.