Avibactam INT 1

Avibactam INT 1 (CAS 1416134-48-9), noto anche come acido (2S,5R)-etil 5-((benzilossi)ammino)piperidina-2-carbossilato ossalato o (2S,5R)-benzilossiamminopiperidina-2-carbossilico etil ossalato, è un composto organico chirale appartenente alla classe dei piperidina carbossilati. Il composto è il sale ossalato di un derivato piperidinico altamente funzionalizzato con formula molecolare C₁₇H₂₄N₂O₇ e un peso molecolare di 368,39 g/mol. Viene generalmente fornito come solido da bianco a biancastro con purezza compresa tra il 98% e il 99%.

Nella produzione farmaceutica, Avibactam INT 1 svolge un ruolo insostituibile come impurezza chiave intermedia sintetica e correlata al processo di produzione di Avibactam sodico, un inibitore della β‑lattamasi non β‑lattamico approvato a livello mondiale utilizzato in combinazione con cefalosporine come ceftazidime‑avibactam (nome commerciale Avycaz) per il trattamento di infezioni intra‑addominali complicate (cIAI), infezioni complicate del tratto urinario (cUTI) e Polmonite batterica acquisita in ospedale (HABP/VABP) causata da agenti patogeni Gram-negativi multiresistenti.

Avibactam inibisce irreversibilmente l’attività delle β‑lattamasi di Ambler di classe A (comprese le β‑lattamasi a spettro esteso, ESBL e carbapenemasi KPC), di classe C (AmpC) e di alcune β‑lattamasi serina di classe D (OXA) formando un addotto covalente con l’enzima che è stabile all’idrolisi.  Nello specifico, il residuo di serina della β‑lattamasi esegue un attacco nucleofilo sul legame ammidico di Avibactam, portando all’apertura dell’anello e alla formazione di un complesso enzima-inibitore. Questo complesso è reversibile solo lentamente, mantenendo l’enzima in uno stato ampiamente inibito per un periodo prolungato.  Essendo un’impalcatura strutturale non β‑lattamica, Avibactam INT 1 consente l’inibizione irreversibile delle β‑lattamasi del Mycobacterium tuberculosis e di altri patogeni resistenti, ripristinando l’attività degli antibiotici partner (ad es. ceftazidime) contro le infezioni batteriche resistenti.

Nel controllo di qualità, Avibactam INT 1 viene fornito come Avibactam Impurity 27, Impurity 51 e Impurity 9 con dati di caratterizzazione dettagliati (NMR, HPLC, MS) conformi alle linee guida normative.  È ampiamente utilizzato per lo sviluppo di metodi analitici, la convalida del metodo (AMV), il controllo di qualità (QC) e la presentazione di domande abbreviate di nuovi farmaci (ANDA) per prodotti farmaceutici contenenti Avibactam.

Nella sintesi chimica fine, Avibactam INT 1 è ampiamente utilizzato come sostanza chimica di ricerca per lo sviluppo farmaceutico, fungendo da elemento costitutivo organico per la costruzione di derivati ​​​​del diazabicicloottano più complessi, un intermedio di sviluppo del processo per la produzione di API e un materiale di riferimento per la profilazione delle impurità.

Parametri del prodotto

Itinerario sintetico

Una procedura sintetica industriale documentata e scalabile per la preparazione di Avibactam INT 1 prevede la riduzione stereoselettiva di un intermedio imminico seguita dalla formazione di sale ossalato. La seguente procedura è stata eseguita in un pallone a quattro colli da 2000 ml dotato di un agitatore e di un termometro.

Passaggio 1: riduzione stereoselettiva

● Nel pallone sono stati caricati acetato di etile (500 g) e estere etilico dell'acido 5‑benzilossiminopiperidina-2‑carbossilico (110,0 g, 0,4 mol).

● Il sistema di reazione è stato raffreddato da −20°C a −15°C.

● L'acido solforico concentrato (201,0 g, 2,0 mol) è stato aggiunto lentamente goccia a goccia mantenendo la temperatura.

● Dopo il completamento dell'aggiunta, la miscela è stata agitata a -20°C per un'altra ora.

● È stato quindi aggiunto triacetossiboroidruro di sodio (190,0 g, 0,9 moli) in porzioni a -20°C, mantenendo la temperatura tra -20°C e -15°C, e la reazione è stata agitata per 5 ore.

● Dopo il completamento, la temperatura è stata controllata al di sotto di 0°C ed è stata aggiunta lentamente acqua (200 g) per spegnere la reazione.

● La miscela è stata neutralizzata a pH7–8 con ammoniaca acquosa.

● Lo strato organico è stato separato, lavato due volte con salamoia satura (100 g) e concentrato per recuperare il solvente.

Passaggio 2: formazione del sale ossalato

● Al residuo sono stati aggiunti acetato di etile (320 g) e metanolo (160 g).

● È stato introdotto l'acido ossalico diidrato (52,0 g, 0,42 moli).

● La miscela è stata riscaldata a 45°C e agitata per 2 ore, quindi raffreddata a temperatura ambiente e filtrata.

● Il panello di filtrazione è stato lavato con un solvente misto di acetato di etile/metanolo (2:1, 100 g) seguito da acetato di etile (50 g).

● Il panello di filtrazione è stato essiccato sotto vuoto per ottenere il singolo isomero, l'estere etilico dell'acido (2S,5R)-5-((benzilossi)ammino)piperidina-2-carbossilico (Avibactam INT 1), con una resa di 96,3 g (65,4%) e una purezza HPLC chirale del 99,6%.

Scenari applicativi

1. Produzione industriale di API di Avibactam Sodium

Un’organizzazione di produzione a contratto (CMO) sta aumentando la produzione GMP di avibactam sodico per rifornire il mercato globale delle infezioni resistenti agli antibiotici. Avibactam INT 1 è un intermedio critico e un'impurezza correlata al processo nel percorso sintetico a più fasi che porta all'Avibactam sodico. Il team monitora il contenuto di Avibactam INT 1 nei lotti intermedi come parametro di controllo in-process (IPC) durante il processo di produzione. Le fasi finali di purificazione e cristallizzazione sono ottimizzate per garantire che i livelli residui di Avibactam INT 1 nell'API finale soddisfino le rigorose specifiche ICH e normative relative alle impurità. I dati completi di caratterizzazione, inclusi NMR, HPLC chirale e MS, vengono forniti per la convalida del processo e l'invio di documenti normativi (IND, NDA, ANDA).

2. Standard di riferimento per le impurità per il controllo di qualità (QC)

Un laboratorio di controllo qualità farmaceutico sta sviluppando un metodo HPLC‑MS per il controllo di qualità dei lotti API di Avibactam sodio. Avibactam INT 1 è fornito come Avibactam Impurity 27 con dati di caratterizzazione completi (NMR, HPLC, GC, MS) conformi alle linee guida normative. Lo standard di riferimento viene utilizzato per preparare le curve di calibrazione, stabilire i parametri di idoneità del sistema e convalidare il metodo analitico per rilevare e quantificare questa impurità correlata al processo nella sostanza farmaceutica Avibactam. Il metodo convalidato viene implementato per i test sul rilascio dei lotti, gli studi di stabilità e la profilazione delle impurità, garantendo la conformità alle linee guida ICH e ai requisiti normativi per l'approvazione del mercato.

3. Sviluppo di farmaci generici per la presentazione all'ANDA

Una società farmaceutica generica sta sviluppando una domanda di autorizzazione per un nuovo farmaco abbreviato (ANDA) per un prodotto combinato ceftazidima-avibactam. La richiesta normativa richiede una profilazione completa delle impurità, compresa l'identificazione e il controllo delle impurità legate al processo come Avibactam INT 1. Il team acquista Avibactam INT 1 come standard di riferimento delle impurità con COA completo, dati di stabilità e spettri di caratterizzazione. Lo standard di riferimento viene utilizzato per sviluppare e convalidare metodi di indicazione della stabilità, per identificare e quantificare le impurezze nei campioni di stabilità e per stabilire criteri di accettazione delle impurezze per il prodotto farmaceutico generico, garantendo che il prodotto sia sicuro, efficace ed equivalente al farmaco elencato di riferimento di marca (RLD).

4. Studi sulle relazioni struttura-attività (SAR) per nuovi inibitori della β-lattamasi

Un gruppo di ricerca impegnato nella scoperta di farmaci antibatterici sta sviluppando inibitori della β‑lattamasi del diazabicicloottano (DBO) di nuova generazione con attività contro le varianti emergenti della carbapenemasi (ad esempio KPC, NDM, OXA‑48). Utilizzando Avibactam INT 1 come impalcatura centrale, il team esegue la derivatizzazione nella posizione 5 (tramite l'ammina secondaria dopo la deprotezione del benzile) e le modifiche nella posizione 2 (tramite idrolisi dell'estere e successiva funzionalizzazione). I nuovi composti DBO risultanti vengono valutati per la potenza di inibizione della β‑lattamasi (IC₅₀) rispetto a un pannello di enzimi clinicamente rilevanti, tra cui serina β‑lattamasi di classe A, C e D. Gli studi SAR identificano le principali caratteristiche strutturali richieste per l’attività ad ampio spettro e aiutano a superare i meccanismi di resistenza, guidando la selezione dei candidati allo sviluppo preclinico.

5. Sviluppo del processo e ricerca di percorsi per antibiotici DBO

Un gruppo di chimica di processo sta sviluppando una via sintetica scalabile per un nuovo inibitore della β‑lattamasi DBO per il quale Avibactam INT 1 è un intermedio chiave. Il team esamina vari agenti riducenti (NaBH₄, NaBH(OAc)₃, NaBH₃CN, ecc.) e condizioni di reazione per ottenere stereoselettività e resa ottimali per la fase di riduzione dell'immina. Vengono eseguiti studi cinetici per comprendere il meccanismo di reazione e identificare la temperatura ottimale e la velocità di aggiunta dei reagenti. Il processo finale ottimizzato produce Avibactam INT 1 con rese costantemente elevate (>65%) e purezza chirale (>99% de), e il processo è stato adattato con successo alla produzione su impianti pilota e su scala commerciale, consentendo una produzione economicamente vantaggiosa del nuovo inibitore DBO per studi clinici.

6. Studi sul degrado forzato e sulla stabilità

Un gruppo di ricerca analitica farmaceutica sta conducendo studi sulla degradazione forzata della sostanza farmaceutica Avibactam sodico per identificare potenziali prodotti di degradazione e chiarire i percorsi di degradazione del farmaco. Avibactam INT 1 è utilizzato come potenziale prodotto di degradazione o marcatore sottoprodotto per rilevare e identificare i prodotti di idrolisi o di degradazione ossidativa negli studi di stabilità allo stress. L'HPLC preparativa viene utilizzata per isolare i prodotti di degradazione, che vengono poi caratterizzati mediante spettroscopia LC‑MS/MS e NMR. I prodotti di degradazione identificati vengono utilizzati per aggiornare i limiti delle specifiche, monitorare le tendenze dei campioni di stabilità e sviluppare test che indichino la stabilità, supportando le richieste normative e stabilendo la durata di conservazione del farmaco.

7. Sviluppo di metodi chirali per la conformità alla farmacopea

Un laboratorio di analisi farmaceutiche sta sviluppando un metodo HPLC chirale per la determinazione simultanea di (2S,5R)‑Avibactam INT 1 e delle sue impurità diastereomero (2S,5S) nei lotti intermedi di Avibactam sodico. Avibactam INT 1 (isomero target) e lo standard di riferimento per le impurità (2S,5S) (se disponibile) vengono utilizzati per ottimizzare le condizioni di separazione chirale (tipo di colonna, composizione della fase mobile, portata, temperatura della colonna). Il metodo chirale convalidato viene utilizzato per monitorare la purezza diastereomerica di Avibactam INT 1 nella produzione intermedia e per garantire che il contenuto di isomeri (2S,5S) soddisfi le specifiche per la produzione API a valle. Il metodo è documentato e presentato come parte del pacchetto normativo di controllo di qualità per la sostanza farmaceutica Avibactam.

8. Studi sulla sinergia dei farmaci antitubercolari

Un istituto di ricerca che studia nuovi regimi terapeutici per la tubercolosi resistente ai farmaci sta valutando la sinergia tra Avibactam (derivato da Avibactam INT 1) e meropenem contro gli isolati clinici di Mycobacterium tuberculosis. Lo studio utilizza Avibactam INT 1 come sostanza chimica di ricerca per preparare Avibactam per i test di sensibilità in vitro. Vengono condotti test a scacchiera per determinare l'indice di concentrazione inibente frazionaria (FICI) della combinazione e test time-kill per valutare l'attività battericida nel tempo. I risultati dimostrano la sinergia tra Avibactam e meropenem contro un sottogruppo di isolati resistenti, supportando l’ulteriore sviluppo preclinico della combinazione per il trattamento della tubercolosi resistente ai farmaci.

Controllo qualità presso Cosperpharm

Ogni lotto viene sottoposto a:

● Gascromatografia (GC) – purezza ≥97,0%

● Titolazione non acquosa – purezza ≥97,0%

● Indice di rifrazione – analisi confermativa

● ¹H NMR – verifica strutturale

● Aspetto – liquido trasparente da incolore a giallo chiaro fino ad arancione chiaro

Ogni spedizione è accompagnata da un COA completo, da una scheda di sicurezza di sicurezza (con informazioni GHS complete) e da un certificato di origine.

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Non vediamo l'ora di supportare le vostre esigenze di ricerca e sviluppo. Se avete domande su Avibactam INT 1 (CAS1416134-48-9) o desiderate richiedere un preventivo, non esitate a contattarci. I nostri team di vendita e supporto tecnico sono pronti ad assistervi.