СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОБРОМИДА ГАЛАНТАМИНА
METHOD FOR SYNTHESIS OF GALANTAMINE HYDROBROMIDE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к очистке тетрациклических алкалоидов, конкретно, к очистке галантамина.
Предшествующий уровень техники
Галантамин, ((-)-[4aS-(4aα,6β,8aR)]-4a,5,9,10,11,12-гексагидро-3-метокси-11-метил-6Н-бензофуро[3a,3,2,-ef][2]бензазепин-6-ол) (I),
представляет собой тетрациклический алкалоид, который обратимо ингибирует холинэстеразу. Его эффекты являются сходными с эффектами физостигмина и неостигмина, но его ингибиторный эффект ниже. Однако этот недостаток уравновешивается более широким терапевтическим спектром и более низкой токсичностью. Галантамин применяют для лечения узкоугольной глаукомы, интоксикаций, никотиновой и алкогольной зависимости и различных патологий нервной системы, таких как синдром Альцгеймера. Для клинических целей его вводят в виде гидробромида, получение которого впервые описано в пятидесятые годы (N.F.Proskumina et al., Zhur. Obshchei Khim. 22, 1899 (1952)).
Галантамин может быть получен полным синтезом, но вследствие присутствия трех хиральных центров методологии являются особенно усложненными. Более часто галантамин выделяют из растений семейства Amaryllidaceae, например растений родов Galanthus, Crinum, Leucojum и Narcissus, которые также содержат некоторые соединения, родственные галантамину. В этих растениях галантамин может присутствовать в следовых количествах или при максимальном содержании, равном 0,3%. Однако многие из этих растений являются защищенными видами и, следовательно, извлечение галантамина в промышленном масштабе требует применения биомассы, полученной от культивирований.
Присутствие сопутствующего количества соединений, структурно-родственных галантамину, делает трудоемким и часто дорогостоящим извлечение галантамина с чистотой, пригодной для фармацевтического применения, в особенности для получения гидробромида галантамина.
Получение смесей галантамина и родственных соединений из растительных материалов в общем случае осуществляют, применяя общепринятые способы экстракции алкалоидов, которые включают в себя увлажнение растительного материала щелочными растворами, пригодными для гидролиза солей алкалоидов, содержащихся в биомассе, до свободных оснований и экстракцию растворителями, в которых основания алкалоидов являются растворимыми.
В конкретном случае галантамин-содержащих растений щелочные растворы представляют собой растворы неорганических оснований, таких как гидроксиды или карбонаты натрия, кальция, калия или растворы гидроксида аммония. Растворители, смешивающиеся с водой, такие как метанол, этанол и ацетон или растворители, не смешивающиеся с водой, такие как алифатические и ароматические углеводороды или сложные эфиры, например этилацетат, могут применяться в качестве экстракционных растворителей. Экстракции могут осуществляться при температурах, находящихся в интервале от 20°С до температуры кипения растворителя. Предпочтительно концентрированные водные растворы карбоната натрия могут использоваться для гидролиза алкалоидных оснований; для экстракций может применяться толуол при температурах в интервале от 20 до 70°С. По отношению к другим растворителям, упомянутым выше, толуол имеет преимущество удовлетворительного извлечения алкалоидов, в то же время избегая экстракции полярных составных частей, которые могли бы сделать последующие стадии очистки трудоемкими.
Алкалоиды, содержащиеся в толуольных экстрактах, могут быть отделены от неалкалоидных компонентов посредством экстракции кислотным водным раствором, например 2% раствором серной кислоты, с последующим подщелачиванием гидроксидами натрия или калия или карбонатами натрия или калия и однократной повторной экстракции толуолом, посредством чего алкалоидные компоненты получают в виде смеси.
Данные методики позволяют получить из Amaryllidaceae сложные смеси алкалоидов, имеющих содержание галантамина в интервале от 30 до 40%. Следовательно, все еще существует потребность в способе очистки, который предоставляет галантамин, пригодный для фармацевтического применения.
Подробное описание изобретения
В настоящее время обнаружено, что галантамин с высокой степенью очистки для фармацевтического применения может быть получен осаждением галантамина (I)
в виде гидробромида из смеси алкалоидов, полученной из растения, принадлежащего к семейству Amaryllidaceae, гидролизом гидробромида и экстракцией галантамина подходящим растворителем.
Конкретно, изобретение относится к способу, включающему в себя следующие стадии:
а) добавление бромистоводородной кислоты к смеси алкалоидов, содержащей галантамин, полученной из растения семейства Amaryllidaceae;
b) извлечение осадка;
c) растворение осадка в основном водном растворе;
d) экстракция растворителем общей формулы (II)
1
2
в которой R представляет собой водород или метил, а R выбирают из н-бутила, изобутила, втор-бутила и трет-бутила;
e) концентрирование органической фазы;
f) необязательное извлечение осажденного галантамина (I).
Получение смеси алкалоидов может осуществляться в соответствии с общепринятыми способами, например, в соответствии с тем, что описано в разделе предшествующего уровня техники.
Осаждение гидробромида галантамина из смеси алкалоидов осуществляют предпочтительно водной бромистоводородной кислотой в спиртовом растворителе, например в метаноле, этаноле, пропаноле или изопропаноле, предпочтительно этаноле. Солеобразование осуществляют, поддерживая температуру в интервале от -20 до 20°С, предпочтительно от 0 до 5°С во время добавления бромистоводородной кислоты, используя от 5 до 7 объемов растворителя по сравнению с массой смеси алкалоидов и 5-10% избыток бромистоводородной кислоты по отношению к стехиометрическому количеству, предполагая, что алкалоиды имеют такую же молекулярную массу, как и галантамин (287 а.е.м.).
Осаждение гидробромида галантамина позволяет увеличить чистоту от 30-40% до 85-90% с, по существу, количественным извлечением, поскольку маточные растворы содержат только следы гидробромида галантамина.
Щелочные водные растворы, применяемые для растворения осадка, т.е. для гидролиза галантамина из бромистоводородной соли предпочтительно представляют собой водные растворы c рН≥8, содержащие, например, карбонат натрия, карбонат калия или гидроксид аммония.
Даже если растворители общей формулы (II), применяемые для экстракции и осаждения основания галантамина, не используются часто для экстракции и, особенно, кристаллизации алкалоидов, они дают неожиданно хорошие результаты при экстракции и кристаллизации галантамина. Предпочтительным растворителем является н-бутилацетат; после экстракции органическую фазу концентрируют в вакууме до начальной кристаллизации.
После фильтрации галантамин, достаточно чистый для преобразования в гидробромид для фармацевтического применения, получают с 85% выходом.
Получение гидробромида галантамина из галантамина, полученного в соответствии со способом настоящего изобретения, может осуществляться общепринятыми способами, обычно применяемыми для образования солей алкалоидов.
Для этой цели галантамин растворяют в подходящем растворителе, предпочтительно ацетоне или спирте, предпочтительно 95% этаноле и к раствору добавляют при 0-5°С стехиометрическое количество водной бромистоводородной кислоты. В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления изобретения гидробромид может быть получен без выделения галантамина. После экстракции н-бутилацетатом объединенные органические экстракты концентрируют до приблизительно 1/16 объема, далее добавляют растворитель и бромистоводородную кислоту, как описано выше. После фильтрации и кристаллизации из воды гидробромид галантамина получают с чистотой, выше 99%, причем содержание каждой примеси составляет ниже 0,1%. Продукт, следовательно, является пригодным для фармацевтического применения.
Следующие примеры иллюстрируют изобретение более детально.
ПРИМЕРЫ
Пример 1.
Получение смеси алкалоидов из луковиц Narcissus Pseudonarcissus “Карлтон”
К измельченному растительному материалу (500 кг), содержащему 0,3% галантамина, добавляют 850 л 10% мас./об. водного карбоната натрия и экстрагируют 7×1000 л толуола, производя операции при 65-70°С.
Экстракты объединяют и концентрируют в вакууме до объема 300 л. Концентрированный раствор обрабатывают 50 л 2% серной кислоты и водную фазу собирают. Водную фазу доводят до рН 9 добавлением гидроксида аммония и полученный в результате раствор экстрагируют 4×50 л толуола. Объединенные органические фазы концентрируют досуха в вакууме. Получают 3,5 кг общих алкалоидов, содержащих 40% галантамина (анализ ВЭЖХ).
Пример 2.
Получение галантамина кристаллизацией из н-бутилацетата
Общие алкалоиды (3,5 кг), содержащие 40% галантамина, полученные в соответствии с примером 1, растворяют в 20 л 95% этанола. Раствор охлаждают до 0°С и к нему добавляют при перемешивании 2,1 л 48% водную бромистоводородную кислоту, поддерживая температуру во время добавления между 0 и 5°С. Смесь оставляют при перемешивании при комнатной температуре в течение четырех часов, продукт извлекают фильтрацией, промывают 95% этанолом и сушат в вакууме при 60°С. Получают 2,22 кг гидробромида галантамина, имеющего чистоту по ВЭЖХ, равную 88%. Фильтрационные маточные растворы, которые содержат следы гидробромида галантамина, удаляют.
Полученный в результате 88% гидробромид галантамина суспендируют в 7,6 л воды. Суспензию охлаждают до 0°С и разбавляют, поддерживая температуру между 0 и 5°С, 5,2 л 10% карбонатом натрия. Проводят пять экстракций 5 л н-бутилацетата, органические фазы отделяют и промывают 2,5 л рассола. Органические фазы концентрируют в вакууме до объема, равного 4 л, и дают кристаллизоваться при комнатной температуре. Кристаллы отфильтровывают и сушат в вакууме при 70°С. Получают 1,2 кг галантамина с физико-химическими и спектроскопическими характеристиками, соответствующими тем, что приведены в литературе (P.Carroll et al., Bull. Soc. Chim. Fr. (1990), 127, 769).
Пример 3.
Получение галантамина кристаллизацией из трет-бутилацетата
Общие алкалоиды (3,5 кг), содержащие 40% галантамина, полученные в соответствии с примером 1, растворяют в 24 л изопропанола. Раствор, охлажденный до 0°С, обрабатывают при перемешивании 2,1 л 48% водной бромистоводородной кислоты, поддерживая температуру во время добавления между 0 и 5°С. Смесь оставляют при перемешивании при комнатной температуре в течение трех часов, далее отфильтровывают и твердое вещество промывают некоторым количеством изопропанола и сушат в вакууме при 70°С. Получают 2,28 кг гидробромида галантамина, имеющего чистоту по ВЭЖХ, равную 85%. Полученное твердое вещество суспендируют в 8 л воды, охлаждают до 0°С и разбавляют 5,5 л 10% карбоната натрия. Проводят семь экстракций 5 л трет-бутилацетата.
Органические фазы отделяют, промывают 3 л соленой воды и концентрируют в вакууме до 4,4 л, далее дают кристаллизоваться при комнатной температуре. Полученные в результате кристаллы отфильтровывают и сушат в вакууме при 70°С. Получают 1,25 кг галантамина, имеющего такое же качество, как галантамин примера 2.
Пример 4.
Получение гидробромида галантамина, имеющего чистоту не ниже 99%
Галантамин, полученный в соответствии с примерами 2 и 3 (1,64 кг) растворяют в 11,5 л 95% этанола. Раствор охлаждают до 0°С и обрабатывают при перемешивании 0,76 л 48% водной бромистоводородной кислоты, поддерживая температуру во время добавления между 0 и 5°С.
Смесь оставляют отстояться в течение четырех часов и отфильтровывают, промывая осадок 1,5 л 95% этанола. Влажное твердое вещество растворяют при 50°С в 18 л 30% водного этанола и раствор концентрируют в вакууме до объема, равного 6 л и оставляют кристаллизоваться в течение ночи. Кристаллизованное твердое вещество отфильтровывают, промывают 1,9 л воды и сушат в вакууме при 50°С. Получают 1,9 кг гидробромида галантамина, имеющего чистоту по ВЭЖХ выше 99%, причем содержание каждой примеси составляет менее 0,1%.
Пример 5.
Получение гидробромида галантамина, имеющего чистоту не ниже 99%
Общие алкалоиды (3,5 кг), содержащие 40% галантамина, полученные в соответствии с примером 1, растворяют в 20 л 95% этанола. Раствор охлаждают до 0°С, и к нему добавляют при перемешивании 2,1 л 48% водной бромистоводородной кислоты, поддерживая температуру во время добавления между 0 и 5°С. Смесь оставляют при перемешивании при комнатной температуре в течение четырех часов, продукт собирают фильтрацией, промывают 95% этанолом и сушат в вакууме при 60°С. Получают 2,22 кг гидробромида галантамина, имеющего чистоту по ВЭЖХ, равную 88%. Фильтрационные маточные растворы, которые содержат следы гидробромида галантамина, удаляют.
Полученный в результате 88% гидробромид галантамина суспендируют в 7,6 л воды. Суспензию охлаждают до 0°С и разбавляют 5,2 л 10% карбоната натрия, поддерживая температуру между 0 и 5°С и экстрагируют 5×5 л н-бутилацетата. Органические фазы отделяют, промывают 2,5 л рассола, концентрируют в вакууме до объема, равного 1,6 л, и добавляют 8,4 л 95% этанола. Раствор охлаждают до 0°С и к нему добавляют при перемешивании 0,56 л 48% водной бромистоводородной кислоты, поддерживая температуру между 0 и 5°С.
Смесь оставляют отстояться в течение четырех часов и отфильтровывают, промывая осадок 1,1 л 95% этанола. Влажное твердое вещество растворяют при 50°С в 13,2 л 30% водного этанола, раствор концентрируют в вакууме до объема, равного 4,4 л, и оставляют кристаллизоваться в течение ночи. Полученные кристаллы отфильтровывают, промывают 1,4 л воды и сушат в вакууме при 50°С. Получают 1,4 кг гидробромида галантамина, имеющего чистоту по ВЭЖХ выше 99%, причем содержание каждой примеси составляет менее 0,1%.