ES2221658T3 - Procedimiento para la preparacion del anticolinergico bromuro de tiotropio. - Google Patents

Procedimiento para la preparacion del anticolinergico bromuro de tiotropio.

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ES2221658T3
ES2221658T3 ES01990546T ES01990546T ES2221658T3 ES 2221658 T3 ES2221658 T3 ES 2221658T3 ES 01990546 T ES01990546 T ES 01990546T ES 01990546 T ES01990546 T ES 01990546T ES 2221658 T3 ES2221658 T3 ES 2221658T3
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Rolf Banholzer
Manfred Graulich
Sven Luettke
Andreas Mathes
Helmut Meissner
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Boehringer Ingelheim Pharma GmbH and Co KG
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Boehringer Ingelheim Pharma GmbH and Co KG
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Abstract

Procedimiento para la preparación de bromuro de tiotropio de la fórmula (I) **(fórmula)** caracterizado porque el éster tropenólico de la fórmula (VII) **(Fórmula)** se epoxida en el éster escopínico (IV) **(Fórmula)** y éste, mediante bromuro de metilo, se cuaterniza para dar bromuro de tiotropio (I).

Description

Procedimiento para la preparación del anticolinérgico bromuro de tiotropio.
La invención se refiere a un nuevo procedimiento para la preparación de bromuro de (1\alpha,2\beta,4\beta,5\alpha,7\beta)-7-[(hidroxi-
di-2-tienilacetil)oxi]-9,9-dimetil-3-oxa-9-azoniatriciclo-[3.3.1.0^{2,4}]nonano.
Antecedentes de la invención
El compuesto bromuro de (1\alpha,2\beta,4\beta,5\alpha,7\beta)-7-[(hidroxidi-2-tienilacetil)oxi]-9,9-dimetil-3-oxa-9-azonia-triciclo[3.3.1.0^{2,4}]nonano es conocido a partir de la solicitud de patente europea EP 418 716 A1 y presenta la siguiente estructura química:
1
El compuesto posee valiosas propiedades farmacológicas y es conocido por el nombre bromuro de tiotropio (BA679). El bromuro de tiotropio representa un anticolinérgico muy eficaz y, por lo tanto, en la terapia de asma o de COPD (chronic obstructive pulmonary desease = enfermedad pulmonar obstructiva crónica) puede desplegar una utilidad terapéutica.
La aplicación de bromuro de tiotropio se efectúa preferiblemente por vía inhalativa. En este caso, pueden pasar a emplearse polvos para inhalación adecuados que, envasados en cápsulas adecuadas (cápsulas de inhalación - Inhaletten), son aplicados mediante correspondientes inhaladores de polvos. Alternativamente a ello, una aplicación por inhalación puede efectuarse también mediante aplicación de aerosoles de inhalación adecuados. A ellos pertenecen también aerosoles de inhalación en forma de polvo que, en calidad de gas propulsor, contienen, por ejemplo, HFA134a, HFA227 o su mezcla.
En virtud de su elevada eficacia, el bromuro de tiotropio se puede emplear ya en pequeñas dosis terapéuticas. Esto establece, por un lado, particulares requisitos a la preparación farmacéutica de la formulación a aplicar, por otro lado es necesario, en particular medida, desarrollar un procedimiento de síntesis técnico para la preparación de bromuro de tiotropio que garantice la puesta a disposición del producto, no sólo con un buen rendimiento, sino, en particular, con una extraordinaria pureza.
En la solicitud de patente europea EP 418 716 A1 se da a conocer un acceso de síntesis al bromuro de tiotropio. Este acceso corresponde al modo de proceder esbozado en el Esquema 1.
2
Esquema 1
En una primera etapa se hace reaccionar escopina (II) con éster metílico de ácido di-(2-tienil)-glicólico (III) para dar éster escopínico de ácido di-(2-tienil)-glicólico (IV) el cual, a continuación, se cuaterniza para dar bromuro de tiotropio.
Descripción detallada de la invención
Sorprendentemente, se encontró que el bromuro de tiotropio se puede obtener en una pureza esencialmente mayor cuando la síntesis se efectúa a través de otro proceso de síntesis que el del documento EP 418 716 A1. Este acceso alternativo y, sorprendentemente, más ventajoso está representado esquemáticamente en el Esquema 2.
3
Esquema 2
Partiendo de tropenol (V) conocido por el estado de la técnica se efectúa, por reacción con derivados del ácido di-(2-tienil)-glicólico (VI), primeramente la formación del éster tropenólico del ácido di-(2-tienil)-glicólico (VII). Éste se transforma, mediante epoxidación del doble enlace olefínico, en el correspondiente éster escopínico (IV).
De manera correspondiente, la presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de bromuro de tiotropio (I)
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caracterizado porque el éster tropenólico de la fórmula (VII)
5
se oxida en el éster escopínico de la fórmula (IV)
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y éste, mediante bromuro de metilo, se cuaterniza para dar bromuro de tiotropio (I).
En virtud de la importancia central de acuerdo con la invención del éster tropenólico de la fórmula (VII), otro aspecto de la presente invención se refiere, en general, a la utilización del éster tropenólico (VII), eventualmente en forma de sus sales por adición de ácidos, para la preparación de bromuro de tiotropio (I). Otro aspecto de la presente invención se refiere, además, a la utilización del éster tropenólico (VII), eventualmente en forma de sus sales por adición de ácidos, para la preparación del éster escopínico de la fórmula (IV). Si para la preparación del éster escopínico (IV) se emplea el éster tropenólico (VII) en forma de una sal por adición de ácidos, esta sal por adición de ácidos se elige preferiblemente del grupo consistente en hidrocloruro, hidrobromuro, hidrógenofosfato, hidrógenosulfato, tetrafluoroborato y hexafluorofosfato, siendo particularmente preferido el hidrocloruro o el hidrobromuro.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de bromuro de tiotropio de la fórmula (I)
7
caracterizado porque en una primera etapa se hace reaccionar tropenol de la fórmula (V),
8
eventualmente en forma de sus sales por adición de ácidos, con un éster de la fórmula (VI)
9
en la que R es un radical elegido del grupo consistente en hidroxi, metoxi, etoxi, O-N-succinimida, O-N-ftalimida, feniloxi, nitrofeniloxi, fluorofeniloxi, pentafluorofeniloxi, viniloxi, -S-metilo, -S-etilo y -S-fenilo, para dar el éster tropenólico de la fórmula (VII)
10
éste, en una segunda etapa, se epoxida para dar el éster escopínico de la fórmula (IV)
11
y éste, en una tercera etapa, mediante bromuro de metilo, se cuaterniza en bromuro de tiotropio (I).
En virtud de la importancia central de acuerdo con la invención del tropenol (V) como material de partida para la preparación de bromuro de tiotropio (I), otro aspecto de la presente invención se refiere, además, a la utilización de tropenol (V), eventualmente en forma de sus sales por adición de ácidos, como material de partida para la preparación de bromuro de tiotropio (I).
Para la preparación del éster tropenólico (VII), tropenol, eventualmente en forma de una sal por adición de ácidos elegida del grupo consistente en hidrocloruro, hidrobromuro, hidrógenofosfato, hidrógenosulfato, tetrafluoroborato y hexafluorofosfato, preferiblemente en forma del hidrocloruro o del hidrobromuro, de manera particularmente preferida en forma del hidrocloruro, se recoge en un disolvente orgánico adecuado, preferiblemente en un disolvente elegido del grupo consistente en tolueno, benceno, acetato de n-butilo, diclorometano, THF, dioxano, dimetilacetamida, DMF y N-metilpirrolidinona, preferiblemente elegido de tolueno, benceno, THF, dioxano, dimetilacetamida, DMF y N-metilpirrolidinona, de manera particularmente preferida de tolueno o benceno, siendo tolueno el más preferido como disolvente. Por cada mol de tropenol (V) empleado se emplean, de acuerdo con la invención, 0,5 - 3 l, preferiblemente 0,75 - 2,5 l, de manera particularmente preferida entre 1,25 y 1,75 l de disolvente orgánico.
En la mezcla, así obtenida, en el caso de que se emplee tropenol en forma de una sal por adición de ácidos, se añade una base para la liberación del tropenol. Como base entran en consideración, de acuerdo con la invención, bases inorgánicas u orgánicas, siendo particularmente preferida la utilización de aminas orgánicas. Como aminas orgánicas pueden utilizarse trietilamina, diisopropiletilamina, piridina, dimetilaminopiridina, N-metilpirrolidina, N-metilmorfolina o amoníaco, prefiriéndose la utilización de trietilamina, diisopropiletilamina, piridina o amoníaco, siendo la de amoníaco la más preferida. Por cada mol de sal de tropenol empleado se añade al menos 1 mol, preferiblemente 1,25 a 2,5 moles, de manera particularmente preferida 1,5 a 2 moles de amina. La adición de la amina se puede efectuar a temperaturas entre 0 y 60°C, preferiblemente de 15 a 50°C, de manera particularmente preferida de 20 a 30°C. Una vez finalizada la adición de la amina, la suspensión obtenida se agita a temperatura constante entre 0,1 y 5 h, preferiblemente entre 0,5 y 2,5 h, de manera particularmente preferida entre 0,75 y 1,5 h. La sal de amonio que resulta en este caso se separa por filtración y, eventualmente, se lava con el disolvente orgánico antes mencionado. Por cada mol de tropenol (V) empleado se utilizan para ello entre 0,1 y 1,5 l, preferiblemente 0,3 - 1,0 l de disolvente.
A temperatura elevada, preferiblemente a 30 - 80°C, de manera particularmente preferida a 40 hasta 60°C se separa por destilación en vacío una parte del disolvente. La temperatura de destilación depende, por naturaleza, de la elección del disolvente empleado. En función de la elección del disolvente, el vacío se ajusta de manera que la destilación se efectúa en el intervalo de temperaturas precedentemente mencionado. Por cada mol de tropenol (V) empleado se separan por destilación entre 0,25 y 2 l, preferiblemente entre 0,5 y 1,5 l de disolvente. Después de separar por destilación la cantidad de disolvente precedentemente mencionada, la solución de reacción se enfría hasta un intervalo de temperaturas de 0 - 50°C, preferiblemente hasta 15 - 35°C y se añade el derivado de ácido di-(2-tienil)glicólico (VI). Como derivados de ácido di-(2-tienil)glicólico (VI) entran en consideración, de acuerdo con la invención, los compuestos, en los que R significa hidroxi, metoxi, etoxi, O-N-succinimida, O-N-ftalamida, feniloxi, nitrofeniloxi, fluoro-feniloxi, pentafluorofeniloxi, viniloxi, -S-metilo, -S-etilo o -S-fenilo. De manera particularmente preferida se emplea el compuesto (VI), en el que R representa hidroxi, metoxi o etoxi, de manera particularmente preferida representa metoxi o hidroxi. Si como compuesto (VI) se elige un compuesto en el que R significa hidroxi, la reacción se puede llevar a cabo en presencia de reactivos de acoplamiento tales como carbonildiimidazol, carbonildi-1,2,4-triazol, diciclohexil-carbodiimida o etildimetilaminopropilcarbodiimida. Por cada mol de tropenol (V) empleado se utilizan entre 1 - 2 moles del compuesto (VI). Preferiblemente, se emplean 1 - 1,5 moles de (VI), siendo particularmente preferido de acuerdo con la invención el empleo de cantidades estequiométricas de (VI) en comparación con (V). Eventualmente, la mezcla de reacción obtenida se calienta para la preparación de una solución. En este caso se elige una temperatura en el intervalo de 30 - 80°C, preferiblemente de 40 - 60°C, de manera particularmente preferida de aproximadamente 45 - 55°C.
La solución, así obtenida, se añade entonces a otra solución o mezcla de una base inorgánica u orgánica en uno de los disolventes precedentemente mencionados, preferiblemente en el disolvente que encuentra utilización para la preparación de la mezcla a base de (V) y (VI). Por cada mol de tropenol (V) empleado se utilizan, para la preparación de la solución o mezcla con contenido en base, entre 0,2 y 2,0 l, preferiblemente de 0,4 - 1,5 l, de manera particularmente preferida de 0,5 a 1,0 l de disolvente. En el caso de que R sea metoxi, etoxi, viniloxi, feniloxi, -S-metilo, -S-etilo o -S-fenilo, la reacción se efectúa en presencia de una base orgánica o inorgánica. Como base orgánica entran en consideración, preferiblemente, aminas orgánicas, de manera particularmente preferida diisopropiletilamina, trietilamina, aminas cíclicas tales como DBU, o piridina. Como base inorgánica entran en consideración los carbonatos de metales alcalinos o alcalinotérreos, los alcoholatos e hidruros del litio, sodio, potasio, calcio tales como carbonato de sodio, carbonato de litio, carbonato de potasio, carbonato de calcio, hidruro de sodio, hidruro de potasio, hidruro de calcio, metilato de sodio, etilato de sodio, metilato de potasio o etilato de potasio. De manera particularmente preferida, como base inorgánica se emplea uno de los hidruros o alcoholatos precedentemente mencionados, preferiblemente uno de los hidruros mencionados, siendo la utilización de hidruro de sodio, de acuerdo con la invención, particularmente preferida. Por cada mol de tropenol (V) se emplean al menos cantidades estequiométricas de base. Preferiblemente, por cada mol de tropenol (V) se emplean 1 - 3 moles, de manera particularmente preferida 1,25 - 2,5 moles, lo más preferiblemente 1,5 a 2 moles de base.
La solución de (V) y (VI) se mezcla con la solución o mezcla con contenido en base precedentemente descrita, preferiblemente a lo largo de un espacio de tiempo de 0,2 - 2,0 h, preferiblemente a lo largo de un espacio de tiempo de 0,5 a 1,5 h. Si como compuesto (VI) se emplea, por ejemplo, un éster, en el que R significa metoxi o etoxi, puede ser necesario separar por destilación el alcohol resultante a 40 - 90°C, preferiblemente a 50 hasta 80°C, de manera particularmente preferida a 60 - 75°C en vacío, preferiblemente a 150 hasta 500 mbar, de manera particularmente preferida a 200 - 350 mbar, lo más preferiblemente a 250 - 300 mbar. Mediante un modo de proceder de este tipo, el equilibrio de la reacción es desplazado hacia el lado del éster tropenólico (VII). Bajo estas condiciones de reacción se separa por destilación, también, una parte del disolvente.
Después de finalizada la destilación (aprox. 5 a 10 h), la cantidad de disolvente separada por destilación se puede, eventualmente, aportar de nuevo a la solución de reacción. En cualquier caso, la solución obtenida, una vez finalizada la destilación, se enfría de nuevo hasta un intervalo de temperaturas inferior a 40°C, preferiblemente hasta 0 - 35°C, de manera particularmente preferida hasta 10 - 25°C.
A esta mezcla se añade, a temperatura constante y a lo largo de un espacio de tiempo de 0,2 a 2 h, preferiblemente de 0,4 - 0,6 h, ácido clorhídrico. La adición del ácido clorhídrico se puede efectuar en forma de soluciones acuosas o en forma gaseosa, siendo preferida la adición de soluciones acuosas. Preferiblemente, se añade ácido clorhídrico concentrado (al 36%) disuelto en agua. Por cada mol de tropenol (V) empleado se añaden preferiblemente entre 1 y 4 moles, preferiblemente 1,5 - 3 moles, de manera particularmente preferida 2,0 a 2,5 moles de HCl. Preferiblemente, por cada mol de tropenol (V) se añaden 0,1 - 0,4 kg, de manera particularmente preferida 0,15 - 0,25 kg de ácido clorhídrico al 36% disuelto en 10 - 20 l, preferiblemente en 12 - 17 l de agua.
Una vez finalizada la adición y después de una buena mezcladura a fondo de la tanda, se separa la fase acuosa. Ésta se lava con un disolvente orgánico adecuado, no miscible con agua. Preferiblemente, para ello se utiliza un disolvente no miscible con agua seleccionado del grupo consistente en cloruro de metileno y acetato de n-butilo, preferiblemente cloruro de metileno. Eventualmente, se desecha la primera fase orgánica utilizada para la extracción de la fase acuosa y el proceso de extracción se lleva a cabo una vez más.
La fase acuosa, eventualmente después de un previo lavado con uno de los disolventes no miscibles con agua, precedentemente mencionados, se mezcla una vez más con el disolvente no miscible con agua. Preferiblemente, por cada mol de tropenol (V) originalmente empleado se utilizan 1 - 5 l, preferiblemente 2 - 4 l, de manera particularmente preferida 2,5 - 3,5 l del disolvente no miscible con agua. La mezcla, así obtenida, se combina con una base inorgánica, preferiblemente seleccionada de los carbonatos de metales alcalinos o alcalinotérreos del litio, sodio, potasio, calcio tales como, por ejemplo, carbonato de sodio, carbonato de litio, carbonato de potasio o carbonato de calcio, siendo particularmente preferido carbonato de sodio y, con ello, se ajusta a un pH de 7,5 a 11, preferiblemente de 8 a 10. La adición de la base inorgánica se efectúa preferiblemente en forma de soluciones acuosas. Por ejemplo y de forma particularmente preferida de acuerdo con la invención, por cada mol de tropenol (V) se añaden 0,05 a 0,4 kg, preferiblemente 0,1 a 0,2 kg de base inorgánica, disueltos en 0,25 a 1,5 l, preferiblemente en 0,5 a 1 l, de manera particularmente preferida en 0,7 a 0,8 l de agua.
Después de una buena mezcladura a fondo de la mezcla de reacción obtenida, la fase acuosa se separa y se extrae, una o varias veces, con el disolvente no miscible con agua antes mencionado. Por cada mol de tropenol (V) originalmente empleado se utilizan para la extracción de la fase acuosa en total 1 - 8 l, preferiblemente 2 - 6 l, de manera particularmente preferida 3 - 5 l del disolvente no miscible con agua antes mencionado. Las fases orgánicas reunidas se liberan a continuación por destilación del disolvente a temperatura elevada, preferiblemente a 30 - 90°C, de manera particularmente preferida a 50 - 70°C. Los intervalos de temperaturas precedentemente mencionados dependen fuertemente, tal como resulta evidente para el experto en la materia, de la elección del disolvente utilizado. Eventualmente, a esta separación por destilación del disolvente se la puede aplicar también un vacío, con el fin de mantener la temperatura en los intervalos de temperaturas antes definidos. En el caso de los disolventes, que se separan por destilación por debajo de los intervalos de temperaturas máximos precedentemente definidos, la temperatura de destilación máxima es, por naturaleza, el punto de ebullición del respectivo disolvente.
El residuo que queda después de la destilación se recoge en un disolvente orgánico. Este disolvente se puede seleccionar del grupo de los disolventes que, de acuerdo con la presente descripción, se pueden utilizar para llevar a cabo la reacción de (V) y (VI) para dar (VII). Preferiblemente, se utiliza el mismo disolvente que el que pasa a emplearse en el caso de esta reacción. Por cada mol de tropenol (V) originalmente empleado se utilizan, para la disolución del residuo, 1 - 5 l, preferiblemente 1,5 - 4 l, preferiblemente 2 - 3 l de disolvente. La solución, así obtenida, se calienta, como máximo hasta la temperatura de ebullición del disolvente, preferiblemente hasta un intervalo de 50 -
100°C, de manera particularmente preferida hasta 80 - 95°C. La solución calentada se enfría lentamente hasta una temperatura en el intervalo de -10°C hasta 20°C, preferiblemente hasta 0 - 10°C. El éster tropenólico (VII) precipita en forma de cristales incoloros, que se separan y se secan. El secado se efectúa, preferiblemente, bajo gas inerte, a temperaturas de 30 - 50°C.
El éster tropenólico (VII), así obtenido, se epoxida entonces en el éster escopínico (IV) tal como se describe a continuación. En un aparato de reacción adecuado se dispone un disolvente adecuado, preferiblemente seleccionado del grupo consistente en agua, dimetilformamida, acetonitrilo, dimetilacetamida y N-metilpirrolidinona, de manera particularmente preferida dimetilformamida, y se calienta hasta una temperatura en el intervalo de 30 - 70°C, preferiblemente 40 - 60°C. Por cada mol de éster tropenólico (VII) empleado se utilizan 2 - 10 l, preferiblemente 3 - 8 l, preferiblemente 4 - 7 l, de manera particularmente preferida 5 - 6 l de disolvente. En el disolvente, calentado como se ha descrito precedentemente, se incorpora el éster tropenólico (VII) y la mezcla obtenida se agita a temperatura constante hasta que se haya obtenido una solución transparente.
A continuación, a esta solución se incorpora en porciones un agente de epoxidación a una temperatura en el intervalo de 20 - 50°C, preferiblemente a 35 - 45°C. Como agente de expoxidación pasa a emplearse preferiblemente pentóxido de vanadio en mezcla con H_{2}O_{2}, de manera particularmente preferida un complejo de H_{2}O_{2}-urea en combinación con pentóxido de vanadio. Preferiblemente, la adición del complejo de peróxido de hidrógeno-urea y pentóxido de vanadio se efectúa alternativamente en porciones, de manera particularmente preferida se añade además agua. Por cada mol de éster tropenólico (VII) empleado se utilizan 0,1 - 0,5 kg, preferiblemente 0,15 - 0,3 kg de complejo de peróxido de hidrógeno-urea, 0,1 - 1,0 l, preferiblemente 0,15 - 0,7 l, de manera particularmente preferida 0,2 - 0,4 l de agua, así como 0,001 - 0,1 kg, preferiblemente 0,005 - 0,05 kg, de manera particularmente preferida 0,01 - 0,025 kg de complejo de pentóxido de vanadio. Después de finalizada la adición, se agita durante un espacio de tiempo de 1 - 6 h, preferiblemente 1,5 - 4 h, preferiblemente 2 - 3 h a una temperatura de 30 - 70°C, preferiblemente 40 - 60°C, de manera particularmente preferida 45 - 55°C.
A continuación, se enfría hasta una temperatura en el intervalo de 10 - 30°C, preferiblemente hasta 15 - 25°C y con ácido clorhídrico se ajusta un pH de - 5,5, preferiblemente un pH de 3,5 - 4,5. La adición del ácido clorhídrico se puede efectuar en forma de soluciones acuosas o en forma gaseosa, siendo preferida la adición de soluciones acuosas. Preferiblemente, se añade ácido clorhídrico concentrado (al 36%) disuelto en agua. Después de una buena mezcladura a fondo se efectúa la adición de una sal inorgánica, preferiblemente hidrógenosulfito de sodio. Preferiblemente, este último se añade en forma de soluciones acuosas. De manera particularmente preferida, por cada mol de éster tropenólico (VII) empleado se añaden 20 - 100 g, preferiblemente 30 - 80 g, de manera particularmente preferida 40 - 60 g de sal inorgánica, disueltos en 0,1 - 1 l, preferiblemente 0,3 - 0,7 l de agua (en cada caso por mol de compuesto (VII) empleado). A una temperatura interior de 20 - 50°C, preferiblemente 30 - 40°C se separa por destilación una parte del disolvente. Por cada mol de compuesto empleado se separan aproximadamente 2 - 8 l, preferiblemente 3 - 6 l del disolvente. Después de enfriar hasta aproximadamente 15 - 25°C, se mezcla con Clarcel (Celite) (por cada mol de compuesto (VII) empleado, aproximadamente 40 - 100 g, preferiblemente 60 - 80 g). Mediante la adición renovada de ácido clorhídrico, preferiblemente de ácido clorhídrico acuoso diluido, se ajusta un pH de 1 - 3, preferiblemente de 1,5 - 2,5. Por cada mol de compuesto (VII) empleado se utilizan preferiblemente 10 - 30 g, preferiblemente 15 - 20 g de ácido clorhídrico al 36%, disueltos en 5 -15 l, preferiblemente 8 - 12 l de agua (por cada mol de (VII) empleado).
La solución obtenida se filtra y, eventualmente, se extrae una, dos o tres veces con un disolvente adecuado, no miscible con agua. Preferiblemente, para ello se utiliza un disolvente no miscible con agua seleccionado del grupo consistente en cloruro de metileno y acetato de n-butilo, preferiblemente cloruro de metileno. Se desechan las fases orgánicas utilizadas para la extracción de la fase acuosa.
La fase acuosa, eventualmente después de un previo lavado con uno de los disolventes no miscibles con agua, precedentemente mencionados, se mezcla una vez más con el disolvente no miscible con agua. Preferiblemente, por cada mol de éster tropenólico (VII) originalmente empleado se utilizan 1 - 5 l, preferiblemente 2 - 4 l, de manera particularmente preferida 2,5 - 3,5 l del disolvente no miscible con agua. La mezcla, así obtenida, se combina con una base inorgánica, preferiblemente seleccionada de los carbonatos de metales alcalinos o alcalinotérreos del litio, sodio, potasio, calcio tales como, por ejemplo, carbonato de sodio, carbonato de litio, carbonato de potasio o carbonato de calcio, siendo particularmente preferido carbonato de sodio y, con ello, se ajusta a un pH de 8 a 11, preferiblemente de 9 a 10,5. La adición de la base inorgánica se efectúa preferiblemente en forma de soluciones acuosas. Por ejemplo y de forma particularmente preferida de acuerdo con la invención, por cada mol de éster (VII) empleado se añaden 0,05 a 0,4 kg, preferiblemente 0,15 a 0,3 kg de carbonato de sodio, disueltos en 0,25 a 2 l, preferiblemente en 0,75 a 1,25 l.
Después de una buena mezcladura a fondo de la mezcla de reacción obtenida, la fase acuosa se separa y se extrae, una o varias veces, con el disolvente no miscible con agua precedentemente mencionado. Por cada mol de éster tropenólico (VII) originalmente empleado, se utilizan para la extracción de la fase acuosa en total 1 - 5 l, preferiblemente 2 - 4 l del disolvente no miscible con agua precedentemente mencionado. Las fases orgánicas reunidas se liberan parcialmente a continuación por destilación del disolvente a preferiblemente a 25 - 50°C, de manera particularmente preferida a 30 - 40°C. Los intervalos de temperaturas precedentemente mencionados dependen fuertemente, tal como resulta evidente para el experto en la materia, de la elección del disolvente utilizado. Eventualmente, a esta separación por destilación del disolvente se la puede aplicar también un vacío, con el fin de mantener la temperatura en los intervalos de temperaturas antes definidos. Preferiblemente, se separa por destilación en un débil vacío a 500 - 800 mbar, preferiblemente a 600 - 700 mbar. Por cada mol de éster (VII) originalmente empleado se separan por destilación aproximadamente 2 - 6 l, preferiblemente 3 - 5 l del disolvente.
Eventualmente, puede ser necesario eliminar en este momento impurezas en forma de aminas secundarias. Esto se efectúa, de acuerdo con la invención, mediante la utilización de halogenuros de ácidos carboxílicos orgánicos, preferiblemente mediante cloruros de ácidos seleccionados del grupo consistente en cloruro de acetilo, cloruro de ácido propiónico o cloruro de ácido butírico. Preferiblemente, se utiliza cloruro de acetilo. Habitualmente, por cada mol de éster (VII) originalmente empleado se añaden entre 5 y 30 g, preferiblemente 10 - 20 g de halogenuro de ácido carboxílico. Después de la adición del halogenuro de ácido carboxílico a 15 - 25°C se agita durante 15 minutos a 1,5 h, preferiblemente entre 30 y 45 minutos a temperatura constante. A continuación, se ajusta a una temperatura en el intervalo de 10 - 30°C, preferiblemente a 15 - 25°C, y con ácido clorhídrico se ajusta un pH de 1 - 3, preferiblemente un pH de 1,5 - 2,5. La adición del ácido clorhídrico se puede efectuar en forma de soluciones acuosas o en forma gaseosa, siendo preferida la adición de soluciones acuosas. Preferiblemente, se añade ácido clorhídrico concentrado (al 36%) disuelto en agua. Por cada mol de compuesto (VII) empleado se utilizan preferiblemente 0,05 - 0,5 kg, preferiblemente 0,075 - 1,25 kg de ácido clorhídrico al 36%, disueltos en 5 - 15 l, preferiblemente 8 - 12 l de agua (por mol de (VII) empleado). La fase orgánica se separa y se evacúa.
La fase acuosa, eventualmente después de un previo lavado con uno de los disolventes no miscibles con agua, precedentemente mencionados, se mezcla una vez más con el disolvente no miscible con agua. Preferiblemente, por cada mol de éster tropenólico (VII) originalmente empleado se utilizan 1 - 5 l, preferiblemente 2 - 4 l, de manera particularmente preferida 2,5 - 3,5 l del disolvente no miscible con agua. La mezcla, así obtenida, se combina con una base inorgánica, preferiblemente seleccionada de los carbonatos de metales alcalinos o alcalinotérreos del litio, sodio, potasio, calcio tales como, por ejemplo, carbonato de sodio, carbonato de litio, carbonato de potasio o carbonato de calcio, siendo particularmente preferido carbonato de sodio y, con ello, se ajusta a un pH de 8 a 11, preferiblemente de 9 a 10,5. La adición de la base inorgánica se efectúa preferiblemente en forma de soluciones acuosas. Por ejemplo y de forma particularmente preferida de acuerdo con la invención, por cada mol de éster (VII) empleado se añaden 0,05 a 0,4 kg, preferiblemente 0,1 a 0,2 kg de carbonato de sodio, disueltos en 0,25 a 2 l, preferiblemente en 0,7 a 1,2 l.
Después de una buena mezcladura a fondo de la mezcla de reacción obtenida, la fase acuosa se separa y se extrae, una o, preferiblemente, dos veces, con el disolvente no miscible con agua precedentemente mencionado. Por cada mol de éster tropenólico (VII) originalmente empleado se utilizan para la extracción de la fase acuosa 0,5 - 2,5 l, preferiblemente 1 - 2 l del disolvente no miscible con agua antes mencionado. Las fases orgánicas reunidas se liberan parcialmente a continuación por destilación del disolvente a preferiblemente a 25 - 50°C, de manera particularmente preferida a 30 - 40°C (por cada mol de éster (VII) empleado se separan aproximadamente 1 - 3 l, preferiblemente 1,5 -
2,5 l de disolvente). A continuación, se añade un disolvente seleccionado de dimetilformamida, dimetilacetamida, N-metilpirrolidinona o diclorometano, preferiblemente dimetil-formamida. Por cada mol de éster (VII) empleado se utilizan entre 1 y 5 kg, preferiblemente entre 1,5 y 4 kg, de manera particularmente preferida entre 2 y 3 kg de disolvente. A partir de esta solución se separan por destilación, a débil vacío (600 - 700 mbar) y a una temperatura de 30 - 40°C, los restos remanentes del disolvente no miscible con agua, previamente utilizado para la extracción. La solución en éster escopínico (IV), así obtenida, se emplea directamente en la etapa siguiente sin un aislamiento ulterior del compuesto intermedio.
Para la preparación de bromuro de tiotropio (I) se introduce bromuro de metilo en la solución de éster escopínico, obtenible según la prescripción precedente, a 10 - 30°C, preferiblemente a 15 - 25°C. Dado que en esta etapa se emplea una solución de éster escopínico (IV), sin que se efectúe una determinación del rendimiento de la etapa precedente, los siguientes datos cuantitativos se refieren al éster tropenólico (VII) originalmente empleado. Por cada mol de éster escopínico (IV) empleado se utiliza al menos 1 mol de bromuro de metilo. De manera preferida de acuerdo con la invención, por cada mol de éster tropenólico (VII) empleado se utilizan 0,1 - 0,2 kg, preferiblemente 0,11 - 0,15 kg de bromuro de metilo. Después de finalizada la adición del bromuro de metilo, se agita a 15 - 35°C durante 1 - 3 días, preferiblemente durante 48 - 72 horas. A continuación y en vacío, a 30 - 60°C, preferiblemente a 45 - 55°C, se separa por destilación parcialmente el disolvente dimetilformamida. El vacío se selecciona de manera que se efectúa una separación por destilación del disolvente en los intervalos de temperaturas precedentemente mencionados. Por cada mol de éster tropenólico (VII) empleado se separan por destilación aproximadamente 0,5 - 2,0 l, preferiblemente 1,0 - 1,75 l de disolvente y, a continuación, se enfría hasta aproximadamente 5 - 20°C, preferiblemente 10 - 15°C. A esta temperatura se continúa agitando hasta la cristalización completa del producto bruto y los cristales precipitados se separan y se secan a 30 - 35°C bajo gas inerte, preferiblemente nitrógeno.
Una purificación más amplia del producto se puede efectuar mediante cristalización en metanol. Por 1 mol de bromuro de tiotropio (I) se utilizan aproximadamente 2 - 8 l, preferiblemente 3 - 7 l, de manera particularmente preferida 4 - 5 l de metanol y la mezcla, así obtenida, se calienta a reflujo hasta la disolución del producto. A continuación, se enfría hasta 0 - 15°C, preferiblemente 3 - 7°C y, bajo agitación, el producto cristaliza. Después de completada la cristalización, los cristales se separan, eventualmente se lavan con metanol frío y, a continuación, se secan a 30 - 50°C bajo gas inerte, preferiblemente nitrógeno.
Eventualmente, el producto, así obtenido, se puede transformar en su monohidrato. Para ello, se puede proceder como se describe seguidamente.
En un recipiente de reacción adecuadamente dimensionado se mezcla el disolvente con bromuro de tiotropio. Por cada mol de bromuro de tiotropio empleado se utilizan 0,4 a 1,5 kg, preferiblemente 0,6 a 1 kg, de manera particularmente preferida aproximadamente 0,8 kg de agua como disolvente. La mezcla obtenida se calienta bajo agitación, preferiblemente hasta más de 50°C, de manera particularmente preferida hasta más de 60°C. La temperatura seleccionable máxima se determina por el punto de ebullición del disolvente utilizado, agua. Preferiblemente, la mezcla se calienta hasta un intervalo de 80 - 90°C. En esta solución se incorpora carbono activo, seco o humedecido con agua. Preferiblemente, por cada mol de bromuro de tiotropio empleado se emplean 10 a 50 g, de manera particularmente preferida 15 a 35 g, lo más preferido aproximadamente 25 g de carbono activo. Eventualmente, el carbono activo se suspende en agua antes de su incorporación en la solución con contenido en bromuro de tiotropio. Por cada mol de bromuro de tiotropio empleado se utilizan, para la suspensión del carbono activo, 70 a 200 g, preferiblemente 100 a 160 g, de manera particularmente preferida aproximadamente 135 g de agua. Si el carbono activo se suspende previamente en agua antes de su incorporación en la solución con contenido en bromuro de tiotropio, se aconseja continuar aclarando con la misma cantidad de agua.
A temperatura constante y una vez efectuada la adición de carbono activo, se continúa agitando entre 5 y 60 minutos, preferiblemente entre 10 y 30 minutos, de manera particularmente preferida durante aproximadamente 15 minutos y la mezcla obtenida se filtra, con el fin de separar el carbono activo. A continuación, el filtro se continúa aclarando con agua. Para ello, por cada mol de bromuro de tiotropio empleado se utilizan 140 a 400 g, preferiblemente 200 a 320 g, lo más preferido aproximadamente 270 g de agua.
A continuación, el filtrado se enfría lentamente, preferiblemente hasta una temperatura de 20-25°C. El enfriamiento se lleva a cabo con una tasa de enfriamiento de 1 a 10°C por cada 10 a 30 minutos, preferiblemente de 2 a 8°C por cada 10 a 30 minutos, lo más preferido de 3 a 5°C por cada aproximadamente 20 minutos. Eventualmente, después del enfriamiento hasta 20 a 25°C se puede unir otro enfriamiento hasta por debajo de 20°C, de manera particularmente preferida hasta 10 a 15°C.
Una vez efectuado el enfriamiento se continúa agitando entre 20 minutos y 3 horas, preferiblemente entre 40 minutos y 2 horas, de manera particularmente preferida durante aproximadamente una hora para la compleción de la cristalización.
Los cristales resultantes se aislan a continuación por filtración o filtración con succión del disolvente. Si fuese necesario someter a los cristales obtenidos a otra etapa de lavado, se aconseja utilizar agua o acetona como disolvente de lavado. Por cada mol de bromuro de tiotropio empleado pueden encontrar utilización para el lavado de los cristales de bromuro de tiotropio monohidrato obtenidos, 0,1 a 1,0 l, preferiblemente 0,2 a 0,5 l, de manera particularmente preferida aproximadamente 0,3 l de disolvente. Eventualmente, la etapa de lavado se puede llevar a cabo de forma repetida.
El producto obtenido se seca, en vacío o mediante aire circulante calentado, hasta alcanzar un contenido en agua de 2,5 - 4,0%.
Los siguientes Ejemplos sirven para la ilustración de procedimientos de síntesis para la preparación de bromuro de tiotropio, llevados a cabo de forma ejemplar. Se han de entender únicamente como posibles modos de proceder, representados de forma ejemplar, sin limitar la invención a su contenido.
Preparación del éster tropenólico (VII)
A 10,9 kg de hidrocloruro de tropenol en tolueno (95 l) se introduce, a 25°C, amoníaco (1,8 kg). La suspensión obtenida se agita a temperatura constante durante aproximadamente 1 h. A continuación, el hidrocloruro de amonio resultante se separa por filtración y se continúa aclarando con tolueno (26 l). A una temperatura de la envolvente de aproximadamente 50°C una parte del tolueno (aproximadamente 60 l) se separa por destilación en vacío. Después de enfriar hasta aproximadamente 25°C se añaden 15,8 kg de éster metílico de ácido di-(2-tienil)glicólico y la mezcla obtenida se calienta hasta 50°C para la disolución. En otro aparato se dispone tolueno (40 l) y en éste se incorpora, a aproximadamente 25°C, hidruro de sodio (2,7 kg). En esta solución se añade a 30°C, en el espacio de 1 h, la solución a base de tropenol y éster metílico de ácido glicólico previamente generada. Una vez finalizada la adición, se calienta hasta 75°C a presión reducida durante aproximadamente 7 horas bajo agitación. El metanol que se forma se separa en este caso por destilación. La mezcla remanente se enfría y se añade a una mezcla de agua (958 l) y ácido clorhídrico al 36% (13,2 kg). A continuación, la fase acuosa se separa y se lava con cloruro de metileno (56 l). Después de una adición renovada de cloruro de metileno (198 l), la mezcla, así obtenida, se ajusta a pH = 9 con una solución de sosa preparada (9,6 kg de sosa en 45 l de agua). La fase en cloruro de metileno se separa y la fase acuosa se separa por agitación con cloruro de metileno (262 l). La fase en cloruro de metileno se concentra hasta el residuo a 65°C. El residuo se recoge en tolueno (166 l) y se calienta hasta 95°C. La solución toluénica se enfría hasta 0°C. Los cristales obtenidos se separan, se lavan con tolueno (33 l) y se secan a aproximadamente 50°C durante un máximo de 24 h en una corriente de nitrógeno.
Rendimiento: 18,6 kg (83%); p.f.: aprox. 160°C (determinado a través de DSC a una tasa de calentamiento de 10 K/min).
Preparación del éster escopínico (IV)
En un aparato de reacción adecuado se disponen 260 l de DMF y se calientan hasta 50°C. A continuación, se añaden 16,2 kg de éster tropenólico (VII) y se agita hasta haber obtenido una solución transparente. Después de enfriar hasta 40°C, se incorporan sucesivamente y en porciones complejo de peróxido de hidrógeno-urea (10,2 kg), agua (13 l) y óxido de vanadio-(V) (0,7 kg), y el contenido del aparato se calienta hasta aproximadamente 50°C. Después de agitar durante 2 - 3 h a temperatura constante, se enfría hasta aproximadamente 20°C. La mezcla de reacción obtenida se ajusta a pH de aproximadamente 4,0 con ácido clorhídrico (al 36%). Se añade la solución preparada de bisulfito de sodio (2,4 kg en 24 l de agua). A una temperatura interior de 35°C el disolvente se separa parcialmente por destilación en vacío (aproximadamente 210 l). Se enfría de nuevo hasta aproximadamente 20°C y se mezcla con Clarcel (3,2 kg). Con ácido clorhídrico diluido (al 36%, 0,8 kg en aproximadamente 440 l de agua) se ajusta a un pH de aproximadamente 2,0. La solución obtenida se filtra y se extrae con cloruro de metileno (58 l). La fase en cloruro de metileno se desecha. A la fase acuosa se añade de nuevo cloruro de metileno (130 l) y con una solución preparada de sosa (11,0 kg en 51 l de agua) se ajusta un pH de aproximadamente 10,0. La fase en cloruro de metileno se separa y la fase acuosa se extrae con cloruro de metileno (136 l). En un débil vacío (600 - 700 mbar), a partir de las fases en cloruro de metileno reunidas se separa por destilación, a 40°C, cloruro de metileno (aproximadamente 175 l). El contenido del aparato se enfría hasta 20°C. Se añade cloruro de acetilo (aproximadamente 0,5 kg) y se agita durante aproximadamente 40 minutos a 20°C. La solución de reacción se transfiere a un segundo aparato. Con una solución preparada de ácido clorhídrico (4,7 kg de ácido clorhídrico al 36% en 460 l de agua) se ajusta a 20°C un pH de 2,0. La fase en cloruro de metileno se separa y se evacúa. La fase acuosa se lava con cloruro de metileno (39 l). Después se añade cloruro de metileno (130 l) y se ajusta a un pH de 10,0 con una solución preparada de sosa (7,8 kg de sosa en 38 l de agua) a 20°C. Después de agitar durante 15 min, la fase orgánica se separa y la fase acuosa se lava dos veces con cloruro de metileno (97 l y 65 l). Las fases en cloruro de metileno se reúnen y, en débil vacío, se separa por destilación una parte del cloruro de metileno (90 l) a una temperatura de 30 - 40°C. A continuación, se añade dimetilformamida (114 kg) y, en vacío a 40°C, se separa por destilación el cloruro de metileno restante. El contenido del aparato se enfría hasta 20°C.
Preparación del bromuro de tiotropio (I)
A la solución de éster escopínico, obtenible según la prescripción precedente, se introduce a 20°C bromuro de metilo (5,1 kg). El contenido del aparato se agita a 30°C durante aproximadamente 2,5 días. A 50°C se separan por destilación en vacío 70 l de DMF. La solución se transfiere a un aparato más pequeño. Se continúa aclarando con DMF (10 l). A 50°C se separa por destilación en vacío más DMF, hasta alcanzar una cantidad total de destilado de aproximadamente 100 l. Se enfría hasta 15°C y se continúa agitando a esta temperatura durante 2 h. El producto se aisla mediante un secador de embudo Buchner y se lava con DMF a 15°C (10 l) y acetona a 15°C (25 l). Se seca a como máximo 50°C durante como máximo 36 h en una corriente de nitrógeno. Rendimiento: 13,2 kg (88%); p.f.: 200-203°C (dependiendo del grado de pureza del producto bruto).
El producto bruto (10,3 kg), así obtenido, se incorpora en metanol (66 l). La mezcla se calienta a reflujo para la disolución. La solución se enfría hasta 7°C y se continúa agitando durante 1,5 h a esta temperatura. El producto se aisla mediante un secador de embudo Buchner, se lava con DMF a 7°C (11 l) y se seca a aproximadamente 50°C durante como máximo 36 h en una corriente de nitrógeno. Rendimiento: 9,9 kg (96%); p.f.: 228°C (determinado a través de DSC a una tasa de caldeo de 10 K/min).
Eventualmente, el producto, así obtenido, se puede transformar en el monohidrato cristalino del bromuro de tiotropio. Para ello, se puede proceder como sigue. En un recipiente de reacción adecuado se incorporan en 25,7 kg de agua 15,0 kg de bromuro de tiotropio. La mezcla se calienta hasta 80-90°C y se agita a temperatura constante hasta que resulte una solución transparente. Carbono activo (0,8 kg), humedecido con agua, se suspende en 4,4 kg de agua, esta mezcla se incorpora en la solución con contenido en bromuro de tiotropio y se continúa aclarando con 4,3 kg de agua. La mezcla, así obtenida, se agita durante al menos 15 min a 80-90°C y, a continuación, se filtra, a través de un filtro caldeado, en un aparato precalentado a una temperatura de la envolvente de 70°C. El filtro se continúa aclarando con 8,6 kg de agua. El contenido del aparato se enfría con 3 - 5°C cada 20 minutos hasta una temperatura de 20 - 25°C. Bajo enfriamiento con agua fría el aparato se continúa enfriando hasta 10 - 15°C y la cristalización se completa mediante agitación posterior durante al menos una hora. El cristalizado se aisla a través de un secador de embudo Buchner y la masa cristalina aislada se lava con 9 l de agua fría (10 - 15°C) y acetona fría (10 - 15°C). Los cristales obtenidos se secan a aproximadamente 25°C a lo largo de aproximadamente 2 horas en una corriente de nitrógeno.
Rendimiento: 13,4 kg de monohidrato de bromuro de tiotropio (86% del teórico).
P.f.: 230°C (determinado mediante DSC a una tasa de caldeo de 10 K/min).

Claims (11)

1. Procedimiento para la preparación de bromuro de tiotropio de la fórmula (I)
12
caracterizado porque el éster tropenólico de la fórmula (VII)
13
se epoxida en el éster escopínico (IV)
14
y éste, mediante bromuro de metilo, se cuaterniza para dar bromuro de tiotropio (I).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque para la epoxidación de (VII) a (IV) encuentra utilización como agente de epoxidación una mezcla de pentóxido de vanadio con peróxido de hidrógeno.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la epoxidación de (VII) a (IV) se lleva a cabo en un disolvente que se selecciona del grupo consistente en agua, dimetilformamida, acetonitrilo, dimetilacetamida y N-metilpirrolidinona.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque la cuaternización de (IV) a (I) se lleva a cabo mediante bromuro de metilo en un disolvente que se selecciona del grupo consistente en agua, dimetilformamida, dimetilacetamida, N-metilpirrolidinona y diclorometano.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el compuesto de la fórmula (VII)
15
se obtiene mediante reacción de tropenol de la fórmula (V),
16
eventualmente en forma de sus sales por adición de ácidos, con un éster de la fórmula (VI)
17
en el que R es un radical elegido del grupo consistente en hidroxi, metoxi, etoxi, O-N-succinimida, O-N-ftalimida, feniloxi, nitrofeniloxi, fluorofeniloxi, pentafluorofeniloxi, viniloxi, -S-metilo, -S-etilo y -S-fenilo.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el tropenol (V) se emplea en forma de una sal por adición de ácidos, la cual se elige del grupo consistente en hidrocloruro, hidrobromuro, hidrógenofosfato, hidrógenosulfato, tetrafluoroborato y hexafluorofosfato.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque la reacción de (V) para dar (VII) se lleva a cabo en un disolvente orgánico adecuado, preferiblemente en un disolvente, el cual se selecciona del grupo consistente en tolueno, benceno, acetato de n-butilo, diclorometano, THF, dioxano, dimetilacetamida, DMF y N-metilpirrolidinona.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5, 6 ó 7, caracterizado porque la reacción de (V) para dar (VII) se lleva a cabo en presencia de una base orgánica o inorgánica, preferiblemente en presencia de una base la cual se selecciona del grupo consistente en aminas orgánicas, de manera particularmente preferida diisopropiletilamina, trietilamina, DBU o piridina, o del grupo de bases inorgánicas, consistente en los carbonatos de metales alcalinos o alcalinotérreos, los alcoholatos e hidruros del litio, sodio, potasio y calcio.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5, 6 ó 7, caracterizado porque en el caso de que en el compuesto de la fórmula (VI) R signifique hidroxi, la reacción de (V) para dar (VII) se lleva a cabo en presencia de reactivos de acoplamiento, los cuales se seleccionan del grupo consistente en carbonildiimidazol, carbonildi-1,2,4-triazol, diciclohexilcarbodiimida y etil-dimetilaminopropilcarbodiimida.
10. Utilización de tropenol de la fórmula (V),
18
eventualmente en forma de sus sales por adición de ácidos, como material de partida para la preparación de bromuro de tiotropio de la fórmula (I)
19
11. Utilización de éster tropenólico de la fórmula (VII),
20
eventualmente en forma de sus sales por adición de ácidos, como material de partida para la preparación de bromuro de tiotropio de la fórmula (I)
21
ES01990546T 2000-12-22 2001-12-12 Procedimiento para la preparacion del anticolinergico bromuro de tiotropio. Expired - Lifetime ES2221658T3 (es)

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