(57)【要約】(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3を結晶形で得るために、(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3を精製する方法を提供する。この方法は、メタノール及び水の溶媒を調製する工程、精製される(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3を含む生成物を前記溶媒に溶解する工程、前記溶媒及び溶解した生成物を、(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3結晶の析出物を形成するために十分な時間、周囲温度未満に冷却する工程、及び (20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3結晶を回収する工程を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶形の(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3。
【請求項２】
空間群P1ならびに単位格子定数a=6.4Å、b=12.6Å、c=16.0Å、α=110.9°、β=95.3°、及びγ=90.6°で定義された分子パッキング配列を有する、(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3の結晶形。
【請求項３】
請求項2記載の分子パッキング配列で定義された、(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3の三次元構造。
【請求項４】
以下の工程を含む、(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3を精製する方法：
(a)水及びメタノールを含む溶媒を調製する工程;
(b)精製される(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3を含む生成物を前記溶媒に溶解する工程;
(c)前記溶媒及び溶解した生成物を、(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3結晶の析出物を形成するために十分な時間、周囲温度未満に冷却する工程;及び
(d) (20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3結晶を溶媒から分離する工程。
【請求項５】
周囲温度未満に冷却する前に、ある期間前記溶媒及び溶解した生成物を周囲温度に維持する工程をさらに含む、請求項4記載の方法。
【請求項６】
前記溶媒が、水20容積％及びメタノール80容積％で構成される、請求項4記載の方法。
【請求項７】
前記溶媒及び溶解された生成物が、約-20℃に冷却される、請求項4記載の方法。
【請求項８】
結晶を得るために、前記分離工程が、溶媒及び析出物を濾過することを含む、請求項4記載の方法。
【請求項９】
工程(d)で回収された結晶を、工程(b)の生成物として用い、工程(a)から工程(d)を繰り返すことを含むさらなる工程(e)を含む、請求項4記載の方法。
【請求項１０】
前記溶媒及び溶解された生成物が、-20℃で最長7週間維持される、請求項７記載の方法。
【請求項１１】
以下の工程を含む、(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3を精製する方法：
(a)メタノール80体積％及び水20体積％を含む溶媒を調製する工程;
(b)精製される(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3を含む生成物を前記溶媒に溶解する工程;
(c)前記溶媒及び溶解した生成物を、(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3結晶の析出物を形成するために十分な時間、周囲温度未満に冷却する工程;及び
(d)空間群P1ならびに単位格子定数a=6.4Å、b=12.6Å、c=16.0Å、α=110.9°、β=95.3°、及びγ=90.6°、または実質的に同じ結晶パッキング配列をもたらす他の任意の空間群で定義された分子パッキング配列を有する、(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3結晶を回収する工程。
【請求項１２】
周囲温度未満に冷却する前に、ある期間前記溶媒及び溶解した生成物が周囲温度に維持される、請求項11記載の方法。
【請求項１３】
前記溶媒及び溶解された生成物が、約-20℃に冷却される、請求項11記載の方法。
【請求項１４】
前記溶媒及び溶解された生成物が、約-20℃で最長7週間維持される、請求項13記載の方法。
【請求項１５】
回収する工程が、濾過することを含む、請求項11記載の方法。
【請求項１６】
工程(d)で回収された結晶を、工程(b)の生成物として用い、工程(a)から工程(d)を繰り返すことである工程(e)をさらに含む、請求項11記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物の精製に関連し、さらに詳細には、結晶形として調製することによる(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3(以下、「NEL」と称す)の精製に関連する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
有機化合物の精製は、特に医薬用途に指定されている場合、そのような化合物を合成する化学者にとって非常に重要である。化合物の調製は通常、多数の合成工程を必要とし、したがって、最終生成物は、工程の最終合成工程から由来した副生成物によってだけでなく、それより前の工程で形成された化合物によっても汚染されうる。非常に効率的であるが、比較的時間がかかる工程であるクロマトグラフィー精製でさえ、通常は、医薬として使用するのに十分な純度の化合物を提供しない。
【０００３】
1α-ヒドロキシビタミンD化合物の合成に用いられる方法によっては、異なる少量の望ましくない化合物が、最終生成物に付随し得る。従って、例えば、ビタミンDの5,6-トランス幾何異性体のC-1直接ヒドロキシル化に続き、SeO2/NMO酸化及び光化学照射が行われる場合、[Andrew et al., J. Org. Chem. 51, 1635(1986)（非特許文献1）; Calverley et al., Tetrahedron 43, 4609(1987)（非特許文献2）; Choudry et al., J. Org. Chem. 58, 1496(1993)（非特許文献3）参照 ]最終1α-ヒドロキシビタミンD生成物が、1β-ヒドロキシ異性体と5,6-トランス異性体によって汚染され得る。その方法が、プレビタミンD化合物の4-フェニル-1,2,4-トリアゾリン-3,5-ジオン付加体のC-1アリル酸化に続き、塩基性下の修正付加体の環状開環反応からなる場合[Nevinckx et al., Tetrahedron 47, 9419(1991)（非特許文献4）; Vanmaele et al., Tetrahedron 41, 141(1985)（非特許文献5） 及びVanmaele et al., Tetrahedron 40, 1179(1994)（非特許文献6）; Vanmaele et al., Tetrahedron Lett. 23. 995(1982)（非特許文献7）]、望ましい1α-ヒドロキシビタミンが、プレビタミン5(10)、6,8-トリエン異性体、及び1β-ヒドロキシ異性体に汚染され得ると予想され得る。非常に幅広い範囲及び数多くの適用を持つ、最も有用なC-1ヒドロキシル化方法の一つは、Paarenらにより開発された実験的に簡単な製法である[J. Org. Chem. 45, 3253(1980)（非特許文献8）及びProc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 75, 2080(1978)（非特許文献9）参照]。この方法は、予めビタミンDのトシル化物の緩衝化加溶媒分解から得られた3,5-シクロビタミンD誘導体のSeO2/t-BuOOHでのアリル酸化と、それに続く望ましい1α-ヒドロキシ化合物への酸触媒環状開環反応からなる。この合成経路を考慮すると、最終生成物は、1α-ヒドロキシエピマー、5,6-トランス異性体、及びプレビタミンD形に汚染され得ると推測するのが妥当である。1α-ヒドロキシビタミンD4は、ビタミンD2またはエルゴステロールから合成される1α-ヒドロキシビタミンD化合物中に見られる別の望ましくない汚染物である。1α-ヒドロキシビタミンD4は、ビタミンD4のC-1酸化から得られ、これは商業的に入手可能なエルゴステロール材料の汚染に由来する。典型的には、最終生成物は、1α-ヒドロキシビタミンD4を最大約1.5重量%含みうる。従って、最終生成物中の1α-ヒドロキシビタミンD4の量を、約0.1〜0.2%未満にまで除去するかまたは実質的になくす精製技術が非常に望まれている。
【０００４】
ビタミンD共役トリエン系は、熱感受性及び光感受性であるだけでなく、酸化されやすい傾向にあり、非常に極性の高い化合物の複合混合物を作る。酸化は通常、ビタミンD化合物が、長い間保管されたときにおこる。ビタミンD化合物の部分分解につながり得る他のタイプの工程は、いくつかの水の脱離反応からなり、それらの推進力は、アリル(1α-)位とホモアリル(3β-)位のヒドロキシ基である。そのような上記酸化および脱離生成物の存在は、薄層クロマトグラフィーにより容易に検知されうる。
【０００５】
通常、すべての1α-水酸化製法では、少なくとも一度のクロマトグラフィー精製が必要となる。しかし、クロマトグラフィーで精製された1α-ヒドロキシビタミンD化合物でさえ、一貫して均一であることを示唆する分光学的データを示したとしても、経口、非経口、経皮的に投与されうる治療薬に必要な純度基準を満たしていない。したがって、1α-ヒドロキシル化ビタミンD化合物NELの好適な精製方法が必要であるのは明らかだった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Andrew et al., J. Org. Chem. 51, 1635(1986)
【非特許文献２】Calverley et al., Tetrahedron 43, 4609(1987)
【非特許文献３】Choudry et al., J. Org. Chem. 58, 1496(1993)
【非特許文献４】Nevinckx et al., Tetrahedron 47, 9419(1991)
【非特許文献５】Vanmaele et al., Tetrahedron 41, 141(1985)
【非特許文献６】Vanmaele et al., Tetrahedron 40, 1179(1994)
【非特許文献７】Vanmaele et al., Tetrahedron Lett. 23. 995(1982)
【非特許文献８】J. Org. Chem. 45, 3253(1980)
【非特許文献９】Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A. 75, 2080(1978)
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、結晶形NELを得るための結晶化によるNEL精製方法に関連する。溶媒は、結晶化工程において非常に重要な役割を果たし、通常、個々の液体または異なる液体の好適な混合物である。NELを結晶化するために、最も好適な溶媒及び／または溶媒系は、以下の要因により特徴づけられる。
(1)低毒性；
(2)低沸点；
(3)温度に関して溶解特性が非常に依存していること（満足のいく結晶化収率を提供するために必要な条件）；及び
(4)比較的低コスト。
【０００８】
興味深いことに、結晶化の目的で非常によく使用されるヘキサンは、NELの結晶化にはあまり適さないことが見いだされた。しかし、二つの液体の混合物、とりわけ水とメタノールが、水約10％＋メタノール約90%〜水約30％＋メタノール約70%の量で、NELの結晶化に最も有用であることが見いだされた。特に、水20体積％＋メタノール80体積%の混合物が非常に良いことが見いだされた。水／メタノール溶媒はまた、濃縮または他の公知の方法によって除去するのが簡単であった。すべての場合において、結晶化工程は、簡単で効率的に行われ、析出した結晶は、濾過または他の方法により確実に回収できる程十分大きかった。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本明細書で見いだされ、記述された原子位置パラメータにより定義されたNELの第一の不斉分子構造の三次元構造の図である。
【図１Ｂ】本明細書で見いだされ、記述された原子位置パラメータにより定義されたNELの第二の不斉分子構造の三次元構造の図である。
【図２】化学合成後に得られたNEL化合物の固体材料のHPLC（9.4mm×25cm Zorbax-Silカラム、ヘキサン中15% 2-プロパノール；6mL/分；Rt=5.8分）プロフィールであり、NEL化合物の更なるHPLC精製前の純度は、順相HPLCにより調べたところ88.9%であった。
【図３】固体NEL材料の第一の順相HPLC精製後に得られたNEL化合物のHPLC（9.4mm×25cm Zorbax RX-C18カラム、メタノール中15%水；3mL/分；Rt=9.9分）プロフィールであり、この第一のHPLC精製後のNEL化合物の純度は、逆相HPLCにより調べたところ95.3%であった。
【図４】第一のHPLC精製から得られたNEL化合物の、第二の逆相HPLC精製後に得られたNEL化合物のHPLC（9.4mm×25cm Zorbax RX-C18カラム、メタノール中15%水；3mL/分；Rt=9.9分）プロフィールであり、この第二のHPLC精製後のNEL化合物の純度は、逆相HPLCにより調べたところ99.5%であった。NEL化合物の結晶は、逆相HPLC精製後に、水20%/メタノール80%溶媒系を用いた単結晶化によって得られた。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
発明の詳細な説明
本発明は、下記に示された式Ｉによって特徴づけられた、薬理学的に重要な化合物である、結晶形(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3(NEL)を提供する：
2013540764.tif 000002
。
【００１１】
本発明はまた、NELの有用な精製方法を提供する。精製技術は、結晶化方法を用いることにより、NEL生成物を結晶形で得ることを含み、ここで、精製されるNEL材料は、水約10体積%＋メタノール約90体積%〜水約30体積%＋メタノール約70体積%の量でメタノールと水から構成される混合物を溶媒として用いて溶解される。好ましくは、混合物は、メタノール80体積%＋水20体積%で構成される。溶媒及び、精製される(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3(NEL)を含む溶解された生成物は、その後約-20℃に冷却してもよく、第一段階で、周囲温度にある期間（1時間〜1週間）維持したのち、第二段階で約-20℃に冷却してもよい。どちらの場合も、溶液は、その後約-20℃で最長7週間維持される。その後溶媒は、減圧下での、または減圧下ではない条件での濃縮によるかまたは公知の他の方法で除去されてもよく、あるいは、結果として得られた結晶を母液から濾取してもよい。この技術は、公知の合成で得られ、様々な濃度、すなわち、マイクログラムの量からキログラムの量までのNELを含む、広い範囲の最終生成物の精製に用い得る。当業者に公知のように、精製されるNELの量によって、用いられる溶媒の量は最小限であるか及び／または調整されるべきである。
【００１２】
本発明の結晶化方法の有益な点及び長所を、以下の特定の実施例1及び2に示する。結晶化ののち、析出した材料を顕微鏡下で観察し、結晶形を確認した。さらに、その結晶をその後分析し、最初の純度を決定した（88.9%;図2）。それらの非常に改良された純度を、第一の順相HPLC後に確認し(95.3%、図3)、同様に第二の逆相HPLC（99.5%;図4）後に確認した。結晶の収率は高く、得られた結晶は、154〜155℃の比較的鋭い状態の融点を示した。
【００１３】
合成NEL生成物の上記結晶化工程は、有用な精製方法を代表し、合成経路から由来したほとんどの副生成物を除去することができる。そのような不純物は、出発原料の汚染の結果である。結晶化工程は、簡単にかつ効率的に行われ、析出した結晶は、濾過または他の方法により確実に回収できる程十分大きかった。
【実施例】
【００１４】
実施例1
(20R,25S)-2-メチレン-19,26-ジノル-1α,25-ジヒドロキシビタミンD3(NEL)の結晶化
NEL類似体の結晶を、水20%＋メタノール80%(20%H2O/80%MeOH)中の化合物の溶液から、以下のように得た：
14mgの純粋なNEL化合物を、8mLの水／メタノール溶媒混合物（水／メタノール=2/8）に溶解した。溶液は、7週間-20℃に保った。析出した結晶（融点154〜155℃）を、順相HPLC(結晶：図2)で分析し、純度99.5%であると見いだした。
【００１５】
実施例2
実験
寸法0.47×0.12×0.18mmの無色のプリズム形結晶を、構造分析のために選択した。強度データは、PROTEUMソフトウェアスイート（Bruker AXS Inc., Madison, WI）で制御されたBruker AXS Platinum 135 CCD検出器を用いて収集した。X線源は、Montel opticsを備え、50kV及び80mAで操作されるRigaku RU200 X線発生装置からのCuKα放射線（1.54178Å）であった。X線データは、SAINTバージョン7.06A(Bruker AXS Inc)で処理し、SADABSバージョン2005/1(Bruker AXS Inc.)で内部スケーリングした。100°Kに冷却されたガラスファイバー上に、真空グリースを用いて試料をおいた。強度データは、フレームあたり10〜15秒間で、それぞれ1°づつの一連のφ及びω振動フレームとして測定した。検出器は、1024/1024モードで操作し、試料から4.5cmに配置した。格子パラメータは、3.0<θ<64.8°の範囲にある9999個のピークの、非線形最小二乗適合から決定した。R(int)=0.0326で、6791の独立したデータのセットを形成するようにデータを併合した。
【００１６】
三斜晶系空間群P1は、消滅則及び統計的検定によって決定され、続く精密化によって立証した。構造は直接法で解析し、F2の完全行列最小二乗法によって精密化した（（a） G.M.Sheldrick (1994), SHELXTL Version 5 Reference Manual, Bruker AXS Inc.; (b)International Tables for Crystallography, Vol, C. Kluwer; Boston (1995))。不斉ユニットは、A及びBであらわされるNELの二つの分子からなる。水素原子の位置を異なるピークから決定し、最終的には、理想的な形状のライディングモデルによって精密化した。非水素原子は異方性変位パラメータを用いて精密化した。合計523個のパラメータが、三つの束縛と6781個のデータに対して精密化され、P=[F2+2Fc2]/3の時、重さw=1/[s2(F2)+(0.0613P)2]で、wR2=0.0943かつS=1.066であった。最終R(F)は、6781の観察データに対し0.0342であった。最大シフト/s.u.は、最終精密化サイクルで0.001であり、差の分布図は、最大及び最小がそれぞれ、0.217e/Å3及び-0.177e/Å3であった。完全構造は、Flackパラメータの精密化によって決定した（H.D.Flack, Acta Cryst. A, Vol. 39, 876-881 (1983)）。
【００１７】
本明細書において説明され計算された以下の物理学的データおよび原子配置パラメータによって定義されるNElの三次元構造は、図1A及び図1Bに示されている。
【００１８】
（表１）NELの結晶データおよび構造精密化
2013540764.tif 000003
【００１９】
（表２）NELの原子座標(×104)及び等価等方性変位パラメータ(Å2×103)。U(eq)は、直交するUijテンソルのトレースの３分の１として定義される。
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【００２０】
（表３）NELの結合距離[Å]
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【００２１】
（表４）NELの結合角[°]
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【００２２】
（表５）NELの異方性変位パラメータ（Å2×103）。異方性変位因子指数は、-2π2[h2a*2U11+・・・+2hka*b*U12]の形をとる。
2013540764.tif 000015
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【００２３】
（表６）NELの水素座標(×104)及び等方性変位パラメータ（Å2×103）
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【００２４】
（表７）NELの観測された構造因子と計算された構造因子
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【００２５】
実施例3
NELの合成
基本構造Iを有するNELの調製は、周知の一般的方法によって達成しうる。すなわち、二環式ウィンダウス‐グランドマン（Windaus-Grundmann）タイプケトンIIをアリルホスフィンオキサイドIIIと縮合させて得られた、対応する2-メチレン-19-ノルビタミンD 類似物IVについてC-1、C-3、及びC-25の脱保護を行い、化合物I、すなわちNELを得る。
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【００２６】
ケトンIIにおいて、Y4は、好ましくは、シリル保護基のようなヒドロキシ保護基である。t-ブチルジメチル-シリル(TBDMS)基が特に有用なヒドロキシ保護基の例である。ホスフィンオキサイドIIIにおいて、Y1及びY2は、好ましくは、シリル保護基のようなヒドロキシ保護基である。t-ブチルジメチルシリル(TMDMS)基は特に有用なヒドロキシ保護基の例である。上述のプロセスは、数々のビタミンD化合物の調製に効果的に適用されてきた、収束的合成概念の一つの適用を代表している。(Lythgoe et al., J.Chem. Soc. Perkin Trans. I, 590 (1978); Lythgoe, Chem. Soc, Rev. 9, 449 （1983); Toh et al., J Org. Chem. 48, 1414 (1983); Baggiolini et al., J. Org. Chem. 51, 3098 (1986); Sardina et al., J Org. Chem. 51, 1264 (1986); J Org. Chem. 51, 1269(1986); DeLuca et al ., 米国特許第5,086,191; DeLuca et al., 米国特許第5,536,713; 及びDeluca et al., 米国特許第5,843,928参照。これらのすべては、それら全体が、本明細書に完全に述べられたすべての目的のために、参照によって、本明細書に組み入れられる。
【００２７】
ホスフィンオキサイドIIIは、多くの19-ノルビタミンD化合物の調製に使用されうる便利な薬剤であり、Sicinski et al., J. Med. Chem., 41, 4662 (1998), DeLuca et al., 米国特許第5,843,928; Perlman et al., Tetrahedron Lett. 32, 7663(1991); 及びDeLuca et al., 米国特許第5,086,191に記載された方法に従って、調製される。これらのすべては、それら全体が、本明細書に完全に述べられたすべての目的のために、参照によって、本明細書に組み入れられる。
【００２８】
化合物Iの合成の全工程は、米国特許第5,843,928、発明の名称「2-アルキリデン-19-ノルビタミンD化合物」、及び米国特許第7,528,122、発明の名称「ビタミンD類似体-NEL、方法およびその使用」、により完全に説明され記載されている。これらの明細書は、特に参照により本明細書に組み入れられる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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