ES2233850T3 - Sintesis mejorada de nucleosidos aciclicos ramificados. - Google Patents

Sintesis mejorada de nucleosidos aciclicos ramificados.

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ES2233850T3
ES2233850T3 ES02760197T ES02760197T ES2233850T3 ES 2233850 T3 ES2233850 T3 ES 2233850T3 ES 02760197 T ES02760197 T ES 02760197T ES 02760197 T ES02760197 T ES 02760197T ES 2233850 T3 ES2233850 T3 ES 2233850T3
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Abstract

Un método que comprende la hidrólisis ácida de un producto intermedio de **fórmula** donde X es un grupo excedente o un resto de guanina opcionalmente protegido, R1 es un grupo protector de hidroxi o un grupo alquil éster -C(=O)C1-C22; R2 y R3 son independientemente alquilo o bencilo inferiores, o R2 y R3 tomados conjuntamente son -CH2CH2- o -CH2CH2CH2- o -CH2CH2CH2CH2-; al correspondiente aldehído y la reducción del aldehído al correspondiente alcohol por adición de un agente reductor de aldehído basado en borohidruro o borano, caracterizado porque el agente reductor de aldehído basado en borohidruro o borano se introduce en condiciones ácidas.

Description

Síntesis mejorada de nucleósidos acíclicos ramificados.
Campo técnico
Esta invención se refiere a mejoras en la síntesis de nucleósidos acíclicos ramificados tales como estearato de valomaciclovir. En particular, la invención proporciona una hidrólisis de acetal mejorada y la concomitante reducción de aldehído a un alcohol con respecto a los productos intermedios clave en la síntesis de los nuecleósidos acíclicos ramificados de este tipo.
Técnica antecedente
El estearato de valomaciclovir de la fórmula XX a continuación es un análogo de nucleósido acíclico, útil en el tratamiento de VZV y otros herpevirus y HIV.
1
Las anteriores solicitudes de patente WO 98/34917, US 6 184 376 y WO 00/08025 de los autores de la presente describen diversas rutas de síntesis, de las que varias pasan a través de un producto intermedio de acetal clave que se pueden generalizar a la siguiente fórmula I/II:
2
donde X es un grupo de salida o un resto de guanina opcionalmente protegido,
R1 es hidrógeno, un grupo protector de hidroxi o un alquiléster -C(=O)C_{1}-C_{22}
R2 y R3 son independientemente alquilo o bencilo inferiores, o R2 y R3 tomados conjuntamente son -CH_{2}CH_{2}- o -CH_{2}CH_{2}CH_{2}- o -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-.
En los procedimientos de la técnica anterior, (véase por ejemplo la página 30, líneas 1-24 de WO 98/34917), estos acetales se hidrolizan por adición de un ácido tal como ácido tríflico, HCl, ácido acético o ácido sulfúrico o un ácido resínico tal como Amberlyst 15. El aldehído así formado se reduce luego al correspondiente alcohol por adición de un agente reductor de aldehído tal como borohidruro sódico, RaNi/H_{2} o complejo de borano terc-butilamina). Sin embargo, es bien conocido que estos agentes reductores requieren un medio de operación no ácido, como específicamente se pone de manifiesto en la página 30, línea 8 y los Ejemplos 14 y 30 de WO 98/34917 y el Ejemplo 2 de WO 00/08025. Por consiguiente los procedimientos de la técnica anterior requieren la adición de una base tal como bicarbonato sódico o carbonato potásico o trietilamina o piridina o KOH y similares para neutralizar el ácido que se ha usado para la hidrólisis del acetal, antes de la adición del agente reductor de aldehído.
Descripción breve
Los autores de la presente han descubierto que, incluso sin purificación del aldehído, se puede obtener una pureza drásticamente mejorada del alcohol resultante si se introduce en condiciones ácidas un agente reductor de aldehído basado en borano o borohidruro.
Por consiguiente, la invención proporciona un método que comprende la hidrólisis ácida de un producto intermedio de fórmula II:
3
donde X es un grupo excedente o un resto de guanina opcionalmente protegido,
R1 es un grupo protector de hidroxi o un grupo alquiléster -C(=O)C_{1}-C_{22};
R2 y R3 son independientemente alquilo o bencilo inferiores, o R2 y R3 tomados conjuntamente son -CH_{2}CH_{2}- o -CH_{2}CH_{2}CH_{2}- o -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-;
al correspondiente aldehído de fórmula III:
4
y la reducción del aldehído al correspondiente alcohol de fórmula IV:
5
por adición de un agente reductor de aldehído basado en borano o borohidruro, caracterizado porque el agente reductor de aldehído se introduce en condiciones ácidas.
El alcohol IV resultante se esterifica luego con un derivado de alfa aminoácido N-protegido activado según se describe en las citadas solicitudes de patentes de la técnica anterior para formar estearato de valomaciclovir XX. Si fuera necesario, el alcohol IV o su derivado amino acilo N-protegido se pueden hacer reaccionar con la base de guanina como también se ha descrito en la técnica anterior y/o se puede desproteger el grupo R1 protector del alcohol y reemplazarlo con un éster de ácido graso por acilación convencional.
Mediante el uso de la presente invención, se puede obtener alcohol IV a una pureza mayor que 85%, preferiblemente mayor que 90%. Se ha demostrado que la pureza de este producto intermedio contribuye significativamente al rendimiento global de estearato de valomaciclovir.
Preferiblemente, el procedimiento de la invención se lleva a cabo sin aislar el aldehído intermedio de fórmula III. Una etapa preliminar opcional puede comprender la esterificación del grupo hidroxi del alcohol I correspondiente
6
con un derivado C_{1}-C_{22}COOH activado, tal como un ácido esteárico activado, por técnicas de acilación convencionales, preferiblemente sin aislamiento del acetal II resultante. Derivados activados convenientes para la esterificación incluyen haluros ácidos tales como cloruros ácidos, y ésteres activados que incluyen, pero no se limitan, anhídridos híbridos esteáricos y piválicos y/o anhídridos derivados de ácido acético, anhídridos derivados de haluros de alcoxicarbonilo tales como cloruro de isobutiloxicarbonilo y similares, ésteres derivados de N-hidroxisuccinimida, ésteres derivados de N-hidroxiftalimida, ésteres derivados de N-hidroxibenzotriazol, ésteres derivados de N-hidroxi-5-norborneno-2,3-dicarboxamida, ésteres derivados de 2,4,5-triclorofenilo, anhídridos derivados de ácido sulfónico (por ejemplo anhídridos derivados de ácido p-toluenosulfónico y similares) y similares.
Alternativamente, el éster activado puede comprender el ácido en conjunción con un agente de acoplamiento tal como DCC/DMAP o EDAC/DMAP.
Preferiblemente, cuando R1 en el material de partida de la fórmula IV es un éster de un ácido alcanoico tal como un ácido esteárico, el material se purifica respecto al exceso de ácido esteárico para minimizar la producción de impurezas no deseadas, tales como (R)-9-[2-estearoiloximetil-4-(estearoiloxi)butil]guanina. La purificación puede comprender una o más etapas de reflujo, por ejemplo, entre 10 minutos y 6 horas, tal como 1 hora, en un disolvente orgánico capaz de disolver el ácido alcanoico, tal como acetona, seguido típicamente por enfriamiento a temperatura ambiente, filtración, lavado con el mismo o similar disolvente y secado. Convenientemente, el contenido en ácido alcanoico se reduce a < 2% aproximadamente, preferiblemente a menos que 1% aproximadamente, tal como < 0,5%.
Después de la reacción del agente reductor de aldehído basado en borohidruro o borano en condiciones ácidas, es conveniente neutralizar la mezcla de reacción con bases tales como carbonato de sodio e hidrógeno, carbonato potásico, trietilamina, piridina, NaOH, KOH y similares, especialmente bicarbonato sódico a concentraciones 0,1 a 10 equivalentes molares.
Ácidos fuertes convenientes para la hidrólisis del acetal II incluyen desde 0,1 hasta 10,0 equivalentes molares aproximadamente de ácidos tríflico, clorhídrico, fórmico o acético/fórmico, sulfúrico, sulfónico, p-toluenosulfónico o un sulfónico cambiador de iones, especialmente clorhídrico. Disolventes para la etapa de hidrólisis incluyen disolventes inertes tales como THF/H_{2}O o cloruro de metileno/H_{2}O o acetato de etilo/H_{2}O o etanol/H_{2}O o metanol/H_{2}O o agua, especialmente THF. Temperaturas de reacción adecuadas incluyen de -25ºC a 100ºC aproximadamente, tal como la temperatura ambiente.
Borohidruros convenientes para la etapa de reducción incluyen borohidruro potásico y especialmente borohidruro sódico. Boranos convenientes incluyen BH_{3}.py,
7
BH_{3}.py, CF_{3}COOH, BH_{3}.NH_{3}, BH_{3}.NMe_{3}, BH_{3}.SMe_{3},
y especialmente complejo borano-terc-butilamina.
Para minimizar la formación de regioisómeros no deseados, tales como (R)-9-[2-hidroximetil-4-estearoiloxibutil]guanina por transesterificación durante la hidrólisis ácida del material de partida de fórmula II, cuando R1 es un éster de un ácido alcanoico, es conveniente que la hidrólisis ácida se haga en condiciones suaves, tales como una temperatura baja, durante un tiempo corto y/o con una concentración baja de ácido. Es conveniente, además, que la mezcla de reacción se neutralice tan pronto como todo el acetal de fórmula II haya sido hidrolizado y/o que se añada agente reductor de aldehído basado en borohidruro o borano extra para reaccionar con lo último de aldehído presen-
te.
Convenientes grupos excedentes para X en las fórmulas I-IV incluyen sulfonatos tales como metanosulfonato, triflato, p-toluenosulfonato, benceno-sulfonato, especialmente TsO. Sin embargo, preferiblemente, X en las fórmulas I-IV es una guanina, un derivado de guanina tal como 6-desoxiguanina o 6-cloroguanina o yodoguanina, una guanina N-protegida y/o hidroxi-protegida tal como 2-N-acetil-guanina, 6-benciloxiguanina o 2-N-acetil-6-difenil-carbamoilguanina.
La expresión "alquilo inferior", según se usa en conjunción con R2 y R3 se refiere a radicales alquilo de cadena lineal o ramificada que contienen de 1 a 7 átomos de carbono que incluyen, pero no se limitan, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, n-butilo, iso-butilo, sec-butilo, terc-butilo, n-pentilo, 1-metilbutilo, 2,2-dimetilbutilo, 2-metilpentilo, 2,2-dimetilpropilo, n-hexilo y similares. Preferiblemente R2 y R3 son las mismas especies de alquilo inferior especialmente metilo y lo más preferiblemente etilo.
Grupos éster de alquilo -C(=O)C_{1}-C_{22} preferidos para R1 incluyen acetilo, palmitilo, cetilo, eicosanilo y especialmente estearilo. Grupos protectores de hidroxi alternativos para R1 se discuten ampliamente en Greene, "Protective Groups In Organic Síntesis", (John Wiley & Sons, Nueva York, 1981). Grupos O-protectores comprenden ésteres metílicos sustituidos, por ejemplo, metoximetilo, benciloximetilo, 2-metoxietoximetilo, 2-(trimetilsilil)-etoximetilo, terc-butilo, bencilo y trifenilmetilo; ésteres de tetrahidropiranilo; ésteres etílicos sustituidos, por ejemplo, 2,2,2-tricloroetilo; ésteres de sililo, por ejemplo trimetilsililo, terc-butildimetilsililo y terc-butildifenilsililo; y ésteres preparados haciendo reaccionar el grupo hidroxilo con un ácido carboxílico, por ejemplo, acetato, propionato, benzoato o similares.
Descripción detallada
La invención se ilustrará ahora por medio de ejemplo sólo con referencia a la Figura 1 que tabula los resultados del Ejemplo 1.
Ejemplo 1
Un reactor de fondo plano equipado con agitador magnético, termómetro y electrodo de pH se cargó con:
1,0 g (1,7 mmol) de (R)-9-[4,4-dietoxi-2-(esteariloximetil)butil]guanina
tetrahidrofurano al 95% (25 ml)
La suspensión se mezcló durante 20 minutos aproximadamente para dar una solución ligeramente turbia. A la solución se añadió en porciones durante 4 horas:
ácido clorhídrico al 37% (1,0 ml, 10 mmol)
complejo de borano-terc-butil-amina suspendido en 3 ml de tetrahidrofurano al 95%
complejo de borano-terc-butil-amina (0,2 g, 2,3 mmol).
La mezcla de reacción se ajustó a pH = 1,6 por adición de:
0,4 g de carbonato de sodio e hidrógeno (4,8 mmol)
20 ml de agua
Al día siguiente, la suspensión se ajustó a pH=5 por adición de:
10 ml de agua
hidróxido sódico 3N (aproximadamente 1 ml)
Se enfrió la suspensión agitada y se mantuvo a 0ºC durante 1 hora. Se filtró la suspensión y la torta de filtro se lavó con acetona (2x2,5 ml) y se secó al vacío. La torta de filtro húmeda se secó en una estufa de ventilación forzada (50ºC, 4,5 horas) para dar 0,72 g (rendimiento de 82%) de (R)-9-[4-hidroxi-2-(esteariloximetil)butil]guanina con 95,9% de pureza. El ejemplo anterior y la correspondiente prueba con THF al 79% se resumen en la Tabla 1 en la Figura 1 de acompañamiento. El número romano II es el material de partida, el III es el aldehído y el IV es el alcohol.
Ejemplo 2 Reducción de diestearato
Un matraz de reacción de 50 ml con agitador magnético se cargó con:
estearato alcohol (0,4 g, 0,77 mmol)
tetrahidrofurano (27 ml)
HCl 3N (3 ml, 9 mmol)
La solución homogénea agitada se mantuvo a 41ºC, al tiempo que se tomaron muestras (25 \mul), se diluyó a 1 ml con THF al 90% que contenía 2,5% de Et_{3}N y se analizó por HPLC.
8
Resultará evidente que después de 4 horas se había formado 25% de regioisómero por transesterificación del estearato alcohol, al tiempo que se habían hidrolizado 50% de estearato alcohol y del correspondiente regioisómero. Después de 23,5 horas aproximadamente, estaban presentes aproximadamente 3% de estearato alcohol y regioisómero. El restó se hidrolizó aparentemente a alcohol esteárico y guanina dialcohol. La conclusión es que la formación de regioisómero se minimiza si la hidrólisis del alcanoato de acetal se hace bajo condiciones suaves, esto es, baja temperatura y/o tiempo corto y/o baja concentración de ácido. Adicionalmente, es útil que la mezcla de reacción se neutralice sin retraso indebido. De modo similar, ayuda que se añada complejo de borano extra para que reaccione con cualquier resto de aldehído presente.
Ejemplo 3 Preparación de (R)-9-(2-estearoiloximetil-4-hidroxibutil)guanina
Este ejemplo muestra la preparación del compuesto del título a partir de guanina alcohol sin aislamiento de compuestos intermedios de guanina estearato y estearato aldehído:
9
Se cargó lo siguiente en el matraz de reacción:
Ácido esteárico (26,0 g, 0,0913 mol), 99% pureza
Tetrahidrofurano (500 g)
Trietilamina (10,5 g, 0,104 mol)
Cloruro de pivaloilo (11,0 g, 0,913 mol), 99% pureza
Guanina alcohol (27 g, 0,083 mol)
4-dimetilaminopiridina (2 g, 0,0163 mol) 99% pureza
La suspensión agitada se analizó después de 2 días y se encontró que contenía 99,0% de guanina estearato. A continuación se añadió:
Ácido clorhídrico 6N (50 ml, 0,300 mol)
Complejo de borano-terc-butilamina (7,25 g, 0,083 mol) en porciones de 0,3 g aproximadamente durante dos horas, al tiempo que la temperatura se mantenía a 24ºC aproximadamente.
A esta reacción se añadió:
Agua 800 ml
Hidróxido amónico 1,2N (195 ml, 0,234 mol) durante 10 minutos. El pH fue 5,2. La suspensión blanca se enfrió y se mantuvo a 5ºC durante 2 horas y se filtró por un filtro de vidrio G3 durante 1,5 horas. La torta de filtro se lavó con acetona (2x50ml) y la torta de filtro húmeda (101 g) se secó a 50ºC durante la noche, produciendo 43,5 g (97%) estearato alcohol a un 75,7% de pureza con 23,3% de guanina estearato y 0,5% estearato aldehído.
Para reducir el contenido de guanina estearato, se cargó en un matraz de reacción:
43 g del material de la etapa precedente
Tetrahidrofurano (600 g)
Agua (50 g)
Ácido sulfúrico 6N (50 ml)
Se añadió complejo de borano terc-butilamina (4,5 g, 0,052 mol) en porciones de 0,3 g durante 7 horas, al tiempo que la temperatura se mantenía a 24ºC aproximadamente. La reacción se vigiló por HPLC respecto a su terminación, siendo el último punto 0,18% de guanina estearato. La mezcla de reacción se sometió a un tratamiento como se ha descrito previamente para producir 39,54 g de estearato alcohol, pureza de 94,4%, 2,6% de estearato aldehído y 0,17% de guanina estearato.
El producto se limpió dos veces por reflujo en acetona. En un matraz de 500 ml se colocó:
Acetona (400 ml)
Producto (31,77 g)
Se calentó la suspensión agitada y se mantuvo a reflujo durante 1 hora, se enfrió a 27ºC, se filtró y se lavó con acetona (3x25 ml). Se repitió el procedimiento. La torta de filtro húmeda resultante (33,9 g) se secó a 50ºC durante 16 horas para dar 27,9 g (82% relativo a guanina alcohol) con 95,0% de estearato alcohol, 0,1% de guanina estearato, 2,7% estearato alcohol regioisómero, 1,4% de un producto con RT=50-58 minutos y 2% de ácido esteárico.
Se llevaron a cabo ensayos adicionales usando guanina alcohol seco, HCl y complejo de borano terc-butilamina. La torta de filtro húmeda de estearato alcohol se sometió a reflujo dos veces con acetona para separar el ácido esteárico:
10
Ejemplo 4 Evitación de regioisomería durante la hidrólisis
En un matraz de reacción de 50 ml con agitación magnética se cargó:
Estearato alcohol (0,4 g, 0,77 mmol)
Tetrahidrofurano (27 ml)
HCl 3N (3 ml, 9 mmol)
La solución homogénea agitada se mantuvo a 41ºC. Se tomaron muestras de 25 \mul, se diluyeron a 1 ml con THF al 90% que contenía 2,5% de Et_{3}N y se analizaron por HPLC.
11
Después de 4 horas, se había formado 25% de regioisómero (R)-9-(2-4-hidroximetil-4-estearoiloxi)butil-guanina por transesterificación del estearato alcohol pretendido, mientras que aproximadamente 50% del estearato alcohol y regioisómero se habían hidrolizado. Después de 23,5 horas, estaban presentes aproximadamente 3% del estearato de alcohol pretendido y regioisómero. El resto se había hidrolizado evidentemente a ácido esteárico y guanina dialcohol. Es por lo tanto evidente que se minimiza la formación de regioisómero si se lleva a cabo la hidrólisis ácida del estearato de guanina en condiciones suaves, esto es a temperatura baja y/o un tiempo corto y/o una concentración baja de ácido. Además, puede ser ventajoso que la mezcla de reacción se neutralice tan pronto como la guanina estearato se haya hidrolizado en su totalidad y/o se añada reactivo de borano extra con cualquier resto de estearato alcohol presente.
A partir de experimentos duales adicionales se dibujaron las representaciones gráficas (no presentadas) de resultados analíticos en función del tiempo de reacción, empezando con guanina estearato (1 g, 1,7 mmol) disuelto en THF al 90% (25 ml) y ácido (10 mmol). Se añadió BH_{3},t-BuNH_{2} (200 mg, 2,3 mmol) a un caudal constante, mientras se mantenía la temperatura a 30ºC. Se tomaron muestras (25 \mul) para análisis por HPLC de guanina estearato, estearato aldehído, estearato alcohol y guanina alcohol durante el tiempo de reacción de 4-5 horas. Ambas representaciones gráficas fueron similares con una rápida hidrólisis inicial de guanina estearato, una alta concentración de estearato aldehído y un aumento lineal en estearato alcohol, gobernados por el caudal de adición de BH_{3},t-BuNH_{2}.
Ejemplo 5 Preparación de guanina estearato pura
Para preparar guanina estearato exenta de ácido esteárico, se llevó a cabo un experimento con sólo ácido esteárico 90% molar y cloruro de pivaloílo. Los materiales de partida fueron ácido esteárico (21,3 g, 75 mmol), cloruro de pivaloílo (9,0 g, 75 mmol) y guanina alcohol (27 g, 83 mmol). El rendimiento fue de 33,5 g (75% con relación al ácido esteárico) de guanina estearato, pureza 99,6% (HPLC). Una determinación de ácido esteárico dio < 1%, según lo esperado, puesto que se precipita guanina estearato por adición de acetona (1000 ml) que disuelve ácido esteárico.
El filtrado (1350 ml) contenía ácido esteárico (4,8 g, 17 mmol) correspondiente al 23% de la cantidad cargada. Esto se podía explicar por el agua presente en la mezcla de reacción. El disolvente de tetrahidrofurano era casi anhidro (6 mg H_{2}O/l) pero la guanina alcohol contenía 28 mg H_{2}O/l, que corresponde a ½ mol de agua de cristalización. Esto quiere decir que 27 g de guanina alcohol contenían 42 mmol de H_{2}O que podía reaccionar con la mezcla de anhídrido de ácido asteárico y ácido piválico. Por consiguiente, es ventajoso si el material de partida de guanina alcohol se ha secado antes de la reacción, por ejemplo, a 50ºC durante 2 horas para reducir el contenido de agua a menos de 20 mg H_{2}O/g, preferiblemente menos de 10 mg/g, lo más preferiblemente < 5 mg/g.

Claims (18)

1. Un método que comprende la hidrólisis ácida de un producto intermedio de fórmula II:
12
donde X es un grupo excedente o un resto de guanina opcionalmente protegido,
R1 es un grupo protector de hidroxi o un grupo alquil éster -C(=O)C_{1}-C_{22};
R2 y R3 son independientemente alquilo o bencilo inferiores, o R2 y R3 tomados conjuntamente son -CH_{2}CH_{2}- o -CH_{2}CH_{2}CH_{2}- o -CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{2}-;
al correspondiente aldehído de fórmula III:
13
y la reducción del aldehído al correspondiente alcohol de fórmula IV:
14
por adición de un agente reductor de aldehído basado en borohidruro o borano, caracterizado porque el agente reductor de aldehído basado en borohidruro o borano se introduce en condiciones ácidas.
2. El método de la reivindicación 1, en el que el agente reductor de aldehído se introduce a un pH por debajo de 1,6.
3. El método de la reivindicación 1, en el que el agente reductor de aldehído es un complejo de borano-terc-butilamina.
4. El método de la reivindicación 1, en el que la reacción se lleva a cabo en un disolvente que comprende tetrahidrofurano.
5. El método de la reivindicación 1, que comprende además una pre-etapa de acilación de un compuesto de fórmula I
15
con un derivado activado de C_{1}-C_{22}COOH para producir dicho compuesto de fórmula II.
6. El método de la reivindicación 5, en el que el derivado activado es un ácido esteárico activado.
7. El método de la reivindicación 5, en el que el compuesto de fórmula II no se aisla.
8. El método de la reivindicación 7, en el que el aldehído de fórmula III no se aisla.
9. El método de la reivindicación 1, en el que el aldehído de fórmula III no se aisla.
10. El método de la reivindicación 1, en el que X es un resto guanina o un resto guanina N-protegido y/o hidroxi-protegido.
11. El método de la reivindicación 1, en el que R2 y R3 son cada uno metilo o etilo.
12. El método de la reivindicación 1, en el que R1 es éster estearílico.
13. El método de la reivindicación 1, en el que R1 es éster acetílico.
14. El método de la reivindicación 1, en el que el contenido en agua del material de partida de fórmula II es menos de 20 mg H_{2}O/g de material de partida, preferiblemente menos de 10 mg/g, lo más preferiblemente < 5 mg/g.
15. El método de la reivindicación 5, que comprende además la etapa de separar los derivados acilo sin reaccionar.
16. El método de la reivindicación 15, en el que se controla el contenido de derivados acilo sin reaccionar a menos de 2% en peso seco, con relación al peso seco de productos de la reacción.
17. El método de la reivindicación 15, en el que la separación del acilo comprende lavar con un disolvente orgánico que disuelve los derivados acilo sin reaccionar, pero que precipita el éster acílico de fórmula II.
18. El método de la reivindicación 17, en el que el disolvente es acetona.
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