Un enfoque quimio-enzimático para la síntesis de pimecrolimus.

Proceso para preparar pimecrolimus, caracterizado porque comprende una etapa de acilación enzimática y una etapa de alcohólisis enzimática con lipasa de Candida antarctica,

según las siguientes etapas:

a) acilación enzimática selectiva del hidroxilo en la posición 33 de ascomicina con lipasa de Candida antarctica, en resencia de un agente acilante y un disolvente orgánico;

b) conversión del derivado acilado en 33 así obtenido en el 24-terc-butil-dimetil-silil éter correspondiente, con un agente sililante en presencia de una base orgánica;

c) eliminación enzimática con lipasa de Candida antarctica del acilo en la posición 33 del compuesto preparado en la etapa b), en presencia de un disolvente orgánico y un alcohol alifático primario C1-C8, obteniendo 24-terc-butil-dimetil-silil éter de ascomicina.

Un enfoque quimio-enzimático para la síntesis de pimecrolimus

La presente invención considera un método de síntesis quimioenzimática para preparar pimecrolimus.

El pimecrolimus (número de registro 137071-32-0; Figura 1) es un macrólido que tiene propiedades antiinflamatorias, 5 antiproliferativas e inmunosupresoras. Esta sustancia está presente como principio activo en el fármaco Elidel® recientemente aprobado en Europa y en los EE.UU. para el tratamiento tópico de afecciones inflamatorias de la piel tales como dermatitis atópica.

ESTADO DE LA MATERIA

10 La preparación de pimecrolimus se describió por primera vez en la solicitud de patente EP427680 en nombre de Sandoz. En tal documento se usa como material de partida ascomicina (compuesto identificado por el número de registro 11011- 38-4), un producto natural obtenido mediante la fermentación de cepas de Streptomyces (tales como, por ejemplo, Streptomyces hygroscopicus var ascomyceticus, o Streptomyces hygroscopicus tsukubaensis N° 9993). Pimecrolimus se obtiene a partir de la ascomicina mediante una secuencia de cuatro etapas de síntesis (esquema 1)

ci

Figura 1: Fórmula estructural de pimecrolimus

Esquema 1: Proceso de síntesis descrito en EP427680

Desde un punto de vista estructural, el pimecrolimus es el derivado de 33-epi-cloro de ascomicina. Como se describe en el documento EP427680, la presencia simultánea, en la estructura de ascomicina, de dos grupos secundarios hidroxilo en la posición 24 y en la posición 33 requiere la protección del hidroxilo en la posición 24 antes de sustituir el segundo hidroxilo 5 en la posición 33 con un átomo de cloro.

Con el fin de obtener la monoprotección del hidroxilo en la posición 24 de ascomicina, tal proceso de síntesis proporciona la preparación del derivado de 24,33-disililo y la posterior eliminación selectiva del ésterde sililo en la posición 33.

La alta relación entre el agente sililante y el sustrato y la selectividad no completa de la posterior etapa de desprotección requiere llevar a cabo dos purificaciones cromatográficas sobre la columna de gel de sílice (Baumann K., Bacher M., 10 DamontA., HogenauerK., SteckA. Tetrahedron, (2003), 59, 10075-10087).

Los rendimientos generales de tal proceso de síntesis no se indican en la bibliografía; un experimento por el solicitante reveló que tales rendimientos ascienden a aproximadamente el 16 % molar a partir de ascomicina.

Recientemente se propusieron otros procesos de síntesis como alternativas a la síntesis del documento EP427680.

En particular, la solicitud de patente internacional W02006040111 a nombre de Novartis proporciona la sustitución directa 15 del hidroxilo en la posición 33 de ascomicina con un átomo de cloro y una segunda alternativa, descrita en la solicitud de patente internacional W02006060614 en nombre de Teva, usa, como producto intermedio sintético, un derivado de sulfonato en la posición 33 de ascomicina.

Ninguna de las alternativas sintéticas propuestas es completamente satisfactoria porque en el documento W02006040111 los agentes de halogenación propuestos (clorofosforano y N-clorosuccinimida) no son capaces, según 20 los mismos autores, de sustituir regioselectivamente la función hidroxilo en la posición 33, mientras que en el documento W02006060614 las características de calidad del producto obtenido son, incluso después de la purificación cromatográfica y/o cristalización, bajas para un producto que va a usarse para fines farmacéuticos (es decir, pureza del 96

% como se describe en la parte experimental).

Generalmente, pueden usarse sistemas enzimáticos purificados para la síntesis orgánica de moléculas polifuncionales (Wang Y-F, Wong C-H. J Org Chem (1988) 53, 3127-3129; Santaniello E., Ferraboschi P., Grisenti P., Manzocchi A. Chem. Rev. (1992), 92(5), 1071-140; Ferraboschi P., Casati S., De Grandi S., Grisenti P., Santaniello E. Biocatalysis (1994), 10(1-4), 279-88); documento W02006024582).

Los documentos W02007103348 y W02005105811 describen la acilación de rapamicina en la posición 42 en presencia de lipasa de Candida antárctica.

En particular, el documento WQ2007103348 desvela procesos para preparar conjugados de pol ieti le na I icol solubles en aaua de macrólidos. que comprenden una acilación catalizada por lipasa con un éster activado v la posterior peailación.

El documento WQ2005105811 desvela un proceso para preparar derivados de éster de rapamicina en la posición 42. que comprende hacer reaccionar rapamicina con un donante de acilo en presencia de una lipasa.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Así, un objetivo de la presente invención son procesos alternativos para preparar pimecrolimus a partir de ascomicina explotando las características de selectividad de los sistemas enzimáticos purificados, particularmente con respecto a la posibilidad de funcionalización selectiva de los grupos hidroxilo presentes en la posición 24 y 33 de ascomicina. Tal método representa el primer ejemplo de la síntesis quimioenzimática para preparar pimecrolimus.

En particular, el proceso según la presente invención permite obtener pimecrolimus a partir de ascomicina con un rendimiento de aproximadamente el 30 % molar, es decir, con un rendimiento superior a aproximadamente el 87,5 % con respecto al rendimiento obtenible según el proceso brevemente expuesto en el documento EP427680.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objetivo de la presente invención son métodos para la síntesis alternativa de pimecrolimus, que comprenden la funcionalización enzimática selectiva del hidroxilo en la posición 33 o en la posición 24 de ascomicina.

Enzimas disponibles en el mercado, tales como, por ejemplo, lipasa de Candida antárctica (CAL B; E.C.3.1.1.3), de Candida cylindracea (CCL, E.C.3.1.1.3), de páncreas porcino (PPL; E.C.3.1.13) y de Pseudomonas cepacia (PFL, E.C.3.1.13) se evaluaron mediante cribado llevado a cabo tanto bajo condiciones de hidrólisis y de alcohólisis usando, como sustrato, 24,33-diacetato de ascomicina (compuesto V del esquema 3), como bajo condiciones de transesterificación usando, como sustrato, ascomicina.

Así, se descubrió sorprendentemente que solo la lipasa de Candida antárctica (en las formas de enzimas libres disponibles en el mercado o como enzimas inmovilizadas sobre una resina polimérica; denominándose también la última forma CAL B) bajo condiciones de transesterificación irreversibles (condiciones que proporcionan el uso de acetato de vinilo como agente acilante y ferc-butil dimetil éter como disolvente) es capaz de acilar selectivamente la posición 33 de ascomicina de una manera cuantitativa en el plazo de 80 horas, igual que solo la lipasa de Candida antárctica, y en particular CAL B, operando en condiciones de alcohólisis sobre el 24,33-diacetato de ascomicina, demostró sorprendentemente que puede conducir quimioselectivamente al 24-monoacetato de ascomicina correspondiente (compuesto VI del esquema 3).

Así, un objetivo de la presente invención son procesos para preparar pimecrolimus, caracterizados porque comprenden una etapa de acilación y/o alcohólisis enzimática con lipasa de Candida antárctica, en los que preferentemente dicha lipasa de Candida antárctica es CAL B (E.C.3.1.1.3).

Además, son un objetivo de la presente invención métodos de síntesis de pimecrolimus, que comprenden una etapa de alcohólisis enzimática selectiva de ásteres en la posición 33 de ascomicina (preferentemente de ásteres C1-C4) o de derivados sililados de tales ásteres, y más en detalle de los derivados de los mismos tales como 33-acil-24-siIiI- ascomicina y la ascomicina diacetilada en las posiciones 24 y 33, por una lipasa de Candida antárctica, preferentemente la lipasa CAL B (E.C.3.1.1.3).

Tal método representa el primer ejemplo de síntesis quimioenzimática para preparar pimecrolimus. Con respecto a la síntesis química previamente descrita en la bibliografía, este método tiene la ventaja de usar, en una macromolécula polifuncional tal como ascomicina o derivados de la misma, condiciones de reacción no extremas (por ejemplo, pH y temperatura), minimizando así la degradación del propio producto.

El uso de la lipasa de Candida antárctica unida a una matriz polimérica (CAL B), para obtener protección/desprotección de las funciones hidroxilo presentes en la posición 33 y 24 de ascomicina, representa otra ventaja de esta síntesis, en la que el uso de una enzima soportada no solo simplifica considerablemente el procesamiento de la reacción, sino que también

permite el uso de la misma en varios ciclos de uso. En realidad, se sabe que, a diferencia... [Seguir leyendo]

1. Proceso para preparar pimecrolimus, caracterizado porque comprende una etapa de acilación enzimática y una etapa de alcohólisis enzimática con lipasa de Candida antárctica, según las siguientes etapas:

a) acilación enzimática selectiva del hidroxilo en la posición 33 de ascomicina con lipasa de Candida antárctica, en presencia de un agente acilante y un disolvente orgánico;

b) conversión del derivado adiado en 33 así obtenido en el 24-íerc-butil-dimetil-siIiI éter correspondiente, con un agente sililante en presencia de una base orgánica;

c) eliminación enzimática con lipasa de Candida antárctica del acilo en la posición 33 del compuesto preparado en la etapa b), en presencia de un disolvente orgánico y un alcohol alifático primario C-i-Cs, obteniendo 24-íerc-b uti l-d i met i l-s i I i I éter de ascomicina.

2. Proceso según la reivindicación 1, en el que la lipasa de Candida antárctica es CAL B (E.C.3.1.1.3.).

3. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha alcohólisis es una alcohólisis selectiva de ásteres de ascomicina en la posición 33 o de derivados sililados de los mismos, preferentemente de ásteres C1-C4 o de derivados sililados de los mismos.

4. Proceso según la reivindicación 3, caracterizado porque dichos ásteres de ascomicina en la posición 33 o derivados sililados de los mismos son 33-acil-24-sil¡l-ascom¡c¡na y la ascomicina diacetilada en las posiciones 24 y 33.

5. Proceso según la reivindicación 1, en el que el agente acilante de la etapa a) está seleccionado de un áster vinílico o un áster de trlfluoroetilo Ci-C8, preferentemente acetato de vinilo o acetato de trifluoroetilo.

6. Proceso según la reivindicación 1, en el que el disolvente orgánico de las etapas a) y c) es un disolvente orgánico aprótico con un coeficiente de reparto que supera 0,5, preferentemente tolueno, n-hexano, n-heptano, diclorometano, cloroformo o ferc-butil dimetil éter en la etapa a) y, preferentemente ferc-butil dimetil éter, diclorometano o tolueno, incluso más preferentemente ferc-butil dimetil éter, en la etapa c).

7. Proceso según la reivindicación 1, en el que el agente sililante de la etapa b) es cloruro de íerc-butildimetilsililo o triflato de ferc-butildlmetllsllllo.

8. Proceso según la reivindicación 1, en el que la base orgánica de la etapa b) es imidazol, piridina o 2,6-lutidina, preferentemente 2,6-lutidina.

9. Proceso según la reivindicación 1, en el que el alcohol alifático primario de la etapa c) es n-octan-1-ol.

10. Proceso según la reivindicación 1, que comprende la sustitución del hidroxilo en 33 de 24-íerc-buti l-d i meti l-si I il éter de ascomicina con un átomo de cloro, obteniéndose el derivado de 24-ferc-butildimetilsilil-33-epi-cloro-ascomicina, y la posterior eliminación del íerc-b uti l-d i meti l-si I i I éter en la posición 24.

11. Proceso según la reivindicación 10, en el que la sustitución del hidroxilo en 33 del 24-íerc-buti l-d i meti l-s i I i I éter de ascomicina con un átomo de cloro se lleva a cabo usando diclorotrifenilfosforano o N-clorosuccinimida.

12. Proceso según la reivindicación 10, en el que la eliminación del ferc-butil-dimetil-silil éter en la posición 24 se lleva a cabo por medio de catálisis ácida con ácidos inorgánicos monopróticos, preferentemente ácido fluorhídrico o ácido clorhídrico, o ácidos orgánicos, preferentemente ácido p-toluenosulfónico monohidratado o ácido metanosulfónico, incluso más preferentemente ácido p-toluenosulfónico monohidratado.

13. 24-ferc-butildimetilsilil-33-acetil-ascomicina de fórmula:

14. Uso del compuesto según la reivindicación 13, como producto intermedio de reacción en la síntesis de pimecrolimus.