3,6,9-Triaza-3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-un decandisäure und die

Verwendung zur Herstellung von Primovist®.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung kristalliner 3,6,9-Triaza-3,6,9- tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-undecandisäure der Formel I

durch Verseifung von 3,6,9-Triaza-3,6,9-tris(tert.butoxycarbonylmethyl)-4-(4-etho xybenzyl)- undecandisäure-di-tert.-butylester der Formel II,

und die Verwendung von 3,6,9-Triaza-3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)- undecandisäure der Formel I zur Herstellung des Gadolinium-Komplex der 3,6,9-Triaza- 3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-undecandisäure (Gd-EOB-DTPA=Primovist®). 3,6,9-Triaza-3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-un decandisäure (EOB-DTPA) ist ein Komplexbildner bzw. Chelator, dessen Komplexe mit Lanthanoiden zur Herstellung von Mitteln für die NMR- und Röntgen-Diagnostik sowie in der Strahlentherapie Anwendung finden. (EP 405 704 B1 ).

Der Gadolinium-Komplex der 3,6,9-Triaza-3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)- undecandisäure (Gd-EOB-DTPA) ist als Di-Natrium-Salz unter dem Namen Eovist bzw. Primovist® (gadoxetic acid) in der Literatur bekannt

Gd-EOB-DTPA

und ist seit 2004 als Kontrastmittel für die Kernspintomographie als Leber-Kontrast-Mittel zugelassen.

Primovist® wird als 0,25 molare Lösung als Kontrastmittel für die parenterale Anwendung angeboten und eingesetzt. Die Reindarstellung dieser Substanz in einer Qualität, die in lnjektions-(i.v.) Präparaten verwendet werden kann, ist nach dem bekannten Stand der Technik sehr aufwendig, teuer und erfordert eine chromatographische Reinigung des Penta- tert.-butyl este rs d e r F o rm e l I I u n d a n sc h l i e ße n d e Ve rse ifu n g d es E ste rs m it Trifluoressigsäure und Ansäuern der Reaktionsmischung mit lonentauscher. Das so erhaltene Mono-Natriumsalz ist nicht kristallin und kann lediglich durch Gefriertrocknung in fester Form gewonnen werden. Die Synthese wird in EP 0 405 704 B1 (Beispiel 8) und in Schmitt-Willich H., Brehm M., Ewers C.L., Michl G., Muller-Fahrnow A., Petrov O., Platzek J., Raduchel B., Sulzle D. Synthesis and Physicochemical Characterization of a New Gadolinium Chelate: The Liver-Specific Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent Gd- EOB-DTPA. Inorg Chem. 1999; 38(6): 1 134-1 144 beschrieben. Dieses Verfahren in aber für die Produktion ungeeignet.

Die eigentliche Herstellung der Primovist®-Formulierung (Handelsprodukt) bestand zu Anfang im Lösen des zuvor gefriergetrockneten Gadolinium-Komplexes als Di-Natrium-Salz in Wasser, unter Zusatz von handelsüblichen Puffern, sowie unter Zusatz eines Überschuss an EO B-DTPA, in der Regel in Form des Kalzium-Komplexes der 3,6,9-Triaza-3,6,9- tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-undecan-d i s ä u re . D i e V e rw e n d u n g d i e s e s Komplexbildner Überschusses (Überschuss-Liganden) oder von Kalzium(Ca)-Salz wird im Patent EP 0 270 483 B2 ausführlich dargestellt.

Da der Gadolinium-Komplex als Di-Natriumsalz sehr hygroskopische Eigenschaften besitzt, ist ein „Up-Scaling" dieses Prozesses sehr schwierig. Es wurden dafür großtechnische Gefriertrockner eingesetzt, die das Produkt in relativ schwankender Wasser-Gehalts-Qualität liefern. Auch die Folgeschritte, das Abfüllen und Lagern der Drug-Substanz gestaltet sich ebenfalls als sehr schwierig. Vorteilhafter wäre es, wenn man einen Prozess hätte, bei den man direkt den Gadolinium-Komplex aus dem Liganden (EOB-DTPA) und Gadoliniumoxid herstellen könnte. Voraussetzung hierfür ist aber die Verfügbarkeit von hochreinen Chargen des Liganden (Chelator = 3,6,9-Triaza-3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)- undecandisäure).

Es ist nun gelungen, den Liganden kristallin in sehr hoher Qualität und Ausbeute in die Hand zu bekommen, ohne aufwendige Chromatographie- und Ionenaustauscher-Behandlungen anwenden zu müssen. Eine Zwischen-Isolierung nach Gefriertrocknung entfällt somit.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Prozess und somit EOB-DTPA-Qualitäten bereit zu stellen, bei der man direkt den Gadolinium-Komplex aus dem Liganden (EOB-DTPA) und Gadoliniumoxid herstellen kann. Dazu ist aber die Verfügbarkeit von hochreinem Liganden (=3,6,9-Triaza-3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)- undecandisäure) (EOB-DTPA) in ausreichender Menge und in lagerstabiler Form essentiell.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung kristalliner 3,6,9-Triaza-3,6,9- tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-undecandisäure der Formel I, worin man

3,6,9-Triaza-3,6,9-tris(tert.butoxycarbonylmethyl)-4-(4^

butylester der Formel II

II mit einer wäßrigen Alkalimetallhydroxid-Lösung hydrolysiert, einengt, den Rückstand in Wasser löst und die erhaltene Lösung ansäuert oder alternativ in einem niederen Alkohol löst, mit 5 bis 7 Äquivalenten einer wäßrigen Alkalimetallhydroxid-Lösung bei 50°C bis 90°C hydrolysiert, die erhaltene Reaktionsmischung einengt, den Rückstand in Wasser löst und die erhaltene Lösung durch langsame Zugabe einer wäßrigen anorganischen Säure auf einen pH-Wert von 2 , 1 bis 2 ,8 , bevorzugt aber bei 2 ,5 bis 2 ,7 , ansäuert u nd vom Niederschlag filtriert.

Nach dem Verfahren ist es nicht erforderlich den Penta-tert. -butylester der Formel I I zu reinigen ; zudem hat dieses Verfahren den Vorzug, daß das Verfahrensprodu kt in kristalliner Form anfällt. Das Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden, daß man den Ester der Formel II in einem niederen Alkohol, wie Ethanol, n-Propanol, Isopropanol oder vorzugsweise Methanol löst, m it 5 bis 7 Äq uivalenten ei ner 8 bis 1 2 molaren Alkalimetallhydroxid-Lösung (vorzugsweise Natriumhydroxid-Lösung) versetzt und bei der Siedetemperatur der Reaktionsmischung bis zur Beendigung der Umsetzung hydrolysiert, welche durch Dünnschichtchromatographie (DC)- oder Gaschromatographie (GC)-Analyse in an sich bekannter Weise leicht ermittelt werden kann.

Nach erfolgter Hydrolyse wird das Lösungsmittel vorzugsweise mittels Vakuumdestillation weitgehend entfernt, der Rückstand in Wasser gelöst und die erhaltene Reaktionsmischung einengt, den Rückstand in Wasser gelöst und die erhaltene Lösung durch langsame Zugabe einer wäßrigen anorganischen Säure, vorzugsweise 12 bis 25%ige Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 2,1 bis 2,8, bevorzugt aber bei 2,5 bis 2,7, ansäuert. Die Dosierung erfolgt so, daß die Zugabe bei beginnender Trübung unterbrochen und dann bei fortschreitender Kristallisation fortgesetzt wird. Wenn der eingestellte pH-Wert nach 12 Stunden immer noch konstant bei 2,1 bis 2,8, bevorzugt bei 2,5 - 2,7 liegt, filtriert man das Kristallisat ab. Dieses Kristallisat kann durch Umkristallisation aus der 4-8 fachen Menge siedendem Wasser weiter mittels Kristallisation gereinigt werden , wobei man darauf achten zu achten ist, daß die Abkühlungsrate der Lösung maximal 10°C pro Stunde nicht überschreitet.

Der mittels erfindungsgemäßen Verfahrens so hergestellte Ligand (EOB-DTPA) ist nicht hygroskopisch und zeichnet sich durch sehr hohe Reinheiten (> 98,75 %, > 99,0 %) nach HPLC (100% Methode) aus. Der Methanol-Restlösungsmittelgehalt eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produktes liegt mit <0,01 % weit unter der Spezifikationsgrenze (0,1 %). Es zeigt sich ebenfalls, dass durch die Kristallisationen der Enantiomeren-Überschuss verbessert wird, dadurch erreicht man Enantiomeren- Überschüsse von > 99% e.e. Die Substanz ist sehr gut lagerstabil und kann je nach Bedarf zum späteren Zeitpunkt weiter verarbeitet werden. Der Gesamtprozess ist somit stark vere i nfa cht word en , was s i ch d u rch e i n e Kosten red u kti on d a rste l lt, d a te u re Chromatographie-Schritte, sowie Ionenaustauscher-Entsalzungen nicht mehr nötig sind. Die technische schwierige Handhabung von gefriergetrocknetem Material entfällt ebenfalls.

Die Verwendung von 3,6,9-Triaza-3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)- undecandisäure zur Herstellung des Gadolinium-Komplex der 3,6,9-Triaza-3,6,9- tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-undecandisäure (Gd-EOB-DTPA) erfolgt durch Umsetzung von Di-Gadolinium-tri-oxid in Wasser und anschließender Gefriertrocknung, wie in der DE 39 22 005 A1 beschrieben und die Verwendung von kristalliner 3,6,9-Triaza-3,6,9- tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-undecandisäure der Formel I zur Herstellung einer galenischen Formulierung des Gadolinium-Komplex der 3,6,9-Triaza-3,6,9- tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-undecandisäure (Gd-EOB-DTPA) für diagnostische Zwecke, besonders für die MR-Tomographie.

Beispiele

Beispiel 1

Kristalline 3,6,9-Triaza-3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-un decan-disäure:

200 L einer methanolischen Lösung 3,6,9-Triaza-3,6,9-tris(tert.butoxycarbonylmethyl)-4-(4- ethoxybenzyl)-undecandisäure-di-tert.-butylester (1 95 Mol Rohester aus Vorstufe, ohne chromatographische Aufreinigung, hergestellt nach: Schmitt-Willich H . , Brehm M. , Ewers C.L., Michl G., Muller-Fahrnow A., Petrov O., Platzek J., Raduchel B., Sulzle D. Synthesis and Physicochemical Characterization of a New Gadolinium Chelate: The Liver-Specific Magnetic Resonance Imaging Contrast Agent Gd-EOB-DTPA. Inorg C em. 1999; 38(6)) werden mit 280 L Methanol versetzt. Die erhaltene Lösung wird zu einer Lösung aus 45,1 kg (1 130 Mol) Natriumhydroxid und 121 L Wasser gegeben. Das Reaktionsgemisch wird 2,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt und danach unter vermindertem Druck auf ca. 200 L eingedampft. Das zurückbleibende Öl wird mit Wasser bis auf ein Gewicht von 397 kg verdünnt. Zu der Lösung werden 182 L einer 25%igen Schwefelsäure langsam zugetropft (pH der Lösung: 2,63). Nach beginnender Kristallisation wird durch weitere Zugabe von Schwefelsäure erneut auf einen pH-Wert von 2,6 eingestellt. Das Reaktionsgemisch rührt 12 Stunden bei 20°C nach . Die entstandenen Kristalle werden abfiltriert und aus Wasser umkristallisiert. Dabei ist die Einhaltung einer Abkühlrate von maximal 10°C / h notwendig. Nach Trocknung im Vakuum (50°C) werden 74,7 kg der 3,6,9-Triaza-3,6,9- tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-undecandisäure in Form von farblosen Kristallen erhalten. Ausbeute: 68% der Theorie

Schmelzpunkt 125°C (Zersetzung). [a] _D ²⁰ = + 8,2 (EtOH)

Analyse: C23H33N3O-1 -| x 4 H2O

C N H

Ber. 46,07 7,01 6,89

Gef. 45,89 6,75 6,78

Reinheit (100% Methode, HPLC): > 99%

Methodenbeschreibung (HPLC, 100%-Methode)

Reagenzien

• Acetonitril für Chromatographie

• Schwefelsäure größer 97 %

• Tetrabutylammoniumhydrogensulfat

• Wasser

• EOB-DTPA, Arbeitsstandard Prüfverfahren

Das Prüfverfahren Verwandte Substanzen / Abbauprodukte wird mit dem Prüfverfahren Gehalt kombiniert. Die Prüf- und Vergleichslösung müssen bei der gleichen Temperatur hergestellt und aliquotiert werden.

Prüflösungen P1 und P2

Eine Lösung mit 1 ,00 mg/mL (0,95 - 1 ,05 mg/mL) Prüfsubstanz wird durch Lösen von Prüfsubstanz in mobiler Phase A ohne Erwärmung hergestellt, cP1/P2.

Beispiel:

10,00 mg Prüfsubstanz, werden in einem 10-mL-Messkolben in mobiler Phase A ohne Erwärmung gelöst und zur Marke aufgefüllt.

Vergleichslösung V

Eine Lösung mit 1 ,00 mg/mL (entspr. 0,95 - 1 ,05 mg/mL) EOB-DTPA wird durch Lösen von mindestens 10 mg EOB-DTPA, Arbeitsstandard, m, in mobiler Phase A in einem Messkolben mit dem Volumen V[V] hergestellt. Beispiel:

10,00 mg EOB-DTPA, Arbeitsstandard werden in einem 10-mL-Messkolben in mobiler Phase A ohne Erwärmung gelöst und zur Marke aufgefüllt.

Prüfbedingungen

Injektion Prüflösung P: 10 μΙ_

Injektion Vergleichslösung V 10 μΙ_

Injektionsschema: _{z B} . _v , max. 3■ P1 und P2, V

Detektor: UV-Detektor

Detektor-Wellenlänge: 225 nm

Säule: Stahl, Länge 12,5 cm, innerer d = 4,6 mm

Stationäre Phase: Hypersil ODS, 3 μηη oder äquivalent

Mobile Phase A: 2 g Tetrabutylammoniumhydrogensulfat werden in

900 ml_ Wasser für Chromatographie gelöst. Zu dieser Lösung werden 100 mL Acetonitril für Chromatographie gegeben. Der pH-Wert wird mit Schwefelsäure 97 % auf 1 ,4 eingestellt. Die mobile Phase kann mit 5 % Wasser bzw. 2 % Acetonitril für Chromatographie angepasst werden.

Es können andere Volumina der mobilen Phase angesetzt werden bei gleichbleibender Konzentration.

Mobile Phase B: Acetonitril Chromatographie

Gradientenprogramm:

Temperatur: Raumtemperatur

Datenaufnahmezeit: 50 min

Systemeignungstest: Der Variationskoeffizient (VK) aus mind. 6 Injektionen der Vergleichslösung V muss < 1.0 % sein.

Alle Peaks müssen integrierbar sein. Beispiel 2

Herstellung einer 0,25 M Primovist-Formulierung unter Verwendung kristalliner 3,6, 9-Triaza- 3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-undecandisäure (Tris-HCI-Puffer plus Ca- Komplex-Überschuss)

56,0 g Calciumcarbonat werden in 1 ,344 kg 3,6 %iger aqu. Salzsäure gelöst und diese Lösung zu einer vorlegten Suspension bestehend aus 33,06 kg kristalliner 3,6,9-Triaza- 3,6,9-tris(carboxymethyl)-4-(4-ethoxybenzyl)-undecandisäure , 14,944 kg einer 25 %igen wässrigen Natronlauge und 1 1 ,26 kg Gadoliniumoxid zugegeben und in 160 L Wasser gegeben. Man erhitzt auf 90°C für ca. 2 h; dabei löst sich das Gadoliniumoxid bis zur klaren Lösung auf. Man setzt anschließend 301 ,66 g Trometamol (Tris-Puffer) zu und lässt auf 30°C abkühlen. Der pH-Wert wird auf pH 7,2 eingestellt (wahlweise entweder mit einer 5% wässrigen HCl oder einer 5% wässrigen Natriumhydoxidlösung). Das Gesamt-Volumen der Lösung wird durch Zugabe von Wasser auf 250,8 L eingestellt. Die Lösung wird über eine Membran filtriert (Stickstoff-Druck) und kann anschließend in handelsüblichen Vials abgefüllt und sterilisiert werden.