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DEUTSCHE AKADEMIE DER WISSENSCHAFTEN ZU BERLIN
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"Procédé de préparation de 2',3'-didésoxy-3'-fluoro-pyrimiâine- nucléosides à activité cytostatique".
L'invention se rapporte à un procédé de préparation de 2',3'-didésoxy-3'-fluoro-pyrimidine-nucléosides à activité cytostatique, de formule générale I :
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dans laquelle X 'représente 0, S ou NH, et R représente H, alcoyle, alcoyle substitué, halogène, OH ou SH.
Les 2',3'-didésoxy-nucléosides de cette composition n'ont pas encore été préparés jusqu'à présent.
Pour l'obtention de nucléosides avec constituant sucré contenant du fluor il y a en principe deux possibilités : a) on condense un dérivé fluoré de sucre réactif avec une base de pyrimidine ou purine [H.M. Kissman et M.J. Weiss,
J. amer. chem. Soc. 80, 5559 (1958) ; J.A. Wright et
N. F. Taylor, Carbohydr. Res. 6, 347 (1968)]. b) on introduit le fluor sur le nucléoside intact [P. Langen et G. Kowollik, Europ. J. Biochemistry 6, 334 (1968) :
J. F. Codington, I. L. Doerr et J.J. Fox, J. org. Chemistry
29, 555 (1964) ; R. J. Cushley, J. F. Codington et H.J. Fox,
Canadian J. Chem. 46, 1131 (1968)].
Par le procédé a) on a préparé jusqu'ici que quelques 5'-désoxy-5'-fluoro- et 3'-désoxy-3'-fluoro-nucléosi- des avec un groupe OH sur le C-2'.
Par le procédé b) on a préparé jusqu'ici : des 5'- désoxy-5'-fluoro-nucléosides par réaction de dérivés 5'-O- sulfonylés avec des fluorures, des 2'-désoxy-2'-fluoro- nucléosides par scission avec H2F2 de cyclonucléosideset'un dérivé 2'-désoxy-2'-fluoré- et resp. 3'-désoxy-3'-fluoré à partir d'un 2',3'-époxyde. di
Pour l'obtention de 2',3'-didésoxy-3'-fluoro-mucléo- sides, la méthode a) possède l'inconvénient qu'avec des 2- désoxy-sucres, à cause de l'influence directrice manquante d'un groupe 2-OH, on obtient toujours des mélanges de nucléo- sides anomères dont la séparation et la corrélation de confi- guration d'après l'expérience soulève des difficultés considé- rables.
Parmi les réactions citées selon le procédé b), aussi bien l'échange direct d'un groupe 0-sulfonyle contre un
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fluorure, cause de la plus: :taiblè':'réà' t1Vité' sur.1'.tié.vdè carbone secondaire, que la scission du 2',3'-époxyde pour la préparation de 2',"didésoxY-"-fluoro-nuolésides, ne sont pas applicables. L'introduction de fluor sur le.nucléoside
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intact par scission du cyclonueléoside avec H2F2'ri'est appli- cable avec chance de succès jusqu'à présent que dans le cas de 02,2'-cyolo-dérivés de 28-hydroxypyrimîdïne-nuciéosides, étant donné que leur liaison N-glycosidique, contrairement à celle des 2'-désoxy-nuoléosides et de leurs dérivés, est très stable envers les acides.
L'invention, s'impose pour objectif do découvrir un
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procédé simple pour la préparation des 2',3'-àiàésoxy-3'- fluoro-pyrimidine-nucléosides inconnus à ce jour, de formule générale I, en traitant des pyrimidine-nucléosides appropriés, substitués sur l'oxygène du groupe 3'-OH, avec des agents de fluoration.
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A cet effet on chauffe des pyrimidine-02,3'-cylo- 2'-désoxy-nucléosides dans un solvant organique, de préférence un éther comme le dioxane ou le tétrahydrofurane, qui contient jusqu'à 20 %, de préférence 4 à 6 % d'acide fluorhydrique anhydre, pendant 15 minutes à plusieurs heures, de préférence 30 à 60 minutes, à 60-100 C, de préférence à 80-90 C. Ensuite on neutralise l'acide fluorhydrique en excès avec un composé approprié, par exemple CaC03; on sépare le CaF2 éventuellement formé, on élimine le solvant sous vide et l'on purifie le composé obtenu par cristallisation ou par chromatographie sur colonne.
Un autre mode d'exécution de l'invention est de
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chauffer un pyrimidine-02,3'-cyclo-2'-désoxy-nucléoside dans un solvant organique, de préférence un alcool mono- ou
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polyvalent comme le méthanols l'étharnol, le glycol ou le
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diéthylène glycol, pendant 1 à 10 heures, de préférence 1 à 2 heures, avec un fluorure minéral, de préférence KHF2 ou NH4F, à 130-230 Co Puis on élimine le solvant sous vide et l'on purifie le produit par chromatographie sur colonne, par exemple
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sur Celite.
Au lieu d'un pyrimidine-02,3'-cyclo-2'-désoxy- nucléoside on peut aussi conformément à l' invention mettre en jeu un pyrimidine-nucléoside sulfonylé sur le groupe 3'-OH, par exemple mésylé, qui, dans les conditions réactionnelles
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données, se transforme intermédiairement en un 02,3 -cyclo- 2'-désocy-nueléoaide. Le procédé conforme à l'invention ouvre une voie aisée vers les 2',3'-didésoxy-3'-fluoro-pyrimidine- nucléosides inconnue jusqu'ici. La réaction, en fonction des conditions, s'effectue avec de bons rendements.
Un avantage particulier de l'introduction de fluor dans le nucléoside intact réside dans le fait que la liaison glycooidique reste ainsi inchangée et que par conséquent la structure des produits de réaction à cet égard est inéquivoque, Les réactions con- formes à l'invention n'influencent pas les groupes protecteurs,
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conduisant atoccyclonucléosidas, sur les autres groupes OH du reste de sucre, qui sont éventuellement nécessaires dans la préparation des composés initiaux, par exemple des groupes trityle,
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Les 2',3'-didésoxY-3'-f1uQro-pctafuranooyl- pyrimidino-nucléosides préparée conformément à 17invention montrent une activité cytostatique surprenamment puissante.
Par exemple la 1-(2',3'-dicaoxy-'-fluoro---D-pentafurosyl)- thymine inhibe fortem,11-Ila-prolifération des cellules car- cinomateuses des ascites;d'br11ch chez les souris et la synthèse DNS. Une inhib1ti(::de 87 % de la prolifération cellulaire est atteinte in vi%ro à une concentration de ,.10-5m de substance Inhibitrice# oi: tc.ne inhibition de 50 % de la synthèse DNS pour 2 10-4 m de substance inhibitrice*
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L'invention est illustrée ci-après à l'aide @ d'exemples de réalisation.
Exemple 1 :
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On chauffe 1 g de 3'-0-mésyl-thymidine et 10 g de I#F2 ou de NH4F dans 100 em3 de diéthyléne glycol en bain préchauffé pendant 90 minutes à 190 C (température de bain).
On élimine le solvant sous vide (pompe à huile, température de bain jusqu'à un maximum de 140 C) et l'on mélange le résidu après addition de 3 cm3 d'eau chaude avec 10 g de Celite. On applique le mélange sur une colonne de chromatographie (3,6 x 183 cm) de 400 g de Celite/120 cm3 d'eau et on élue avec de l'ester acétique saturé d'eau. Les fractions 6 à 18 (chacune
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de 10 cm') contiennent de la 1-(21,51-didésoxY-31-fluoro-p-D- pentafuranosyl)-thymine chromatographiquement pure, qui après concentration sous vide et post-distillation éventuelle avec de l'éthanol absolu, se préaente à l'état cristallisé.
Rendement 106 mg. Le point de fusion après recristallisation à partir d'eau ou d'un mélange ester acétique/éther de pétrole et séchage (100 C, 1 mm Hg, P205), est de 176-177 C. Sur 0,25 mm de couche mince silica gel-HF avec de l'ester acétique saturé d'eau, la valeur du F est de 0,01.
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Absorption UV dans H20 : Max 265,5 5 m ,m, / min 234 ID p. ; dans NaOH 0,1 n : À riax 266 mi, 245 mpz Le composé par chauffage avec de la cc,:ad,;) - caustique alcoolique aqueuse (16 heures d'ébullition à r-e#' i. se con- vcrtit presque intëgraleme:r!: en 2' ,' i1idéhydrl)-'3't:...dsoxy- thymidine.
Exemple 2 @
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On chauffé' 900- ag ,de 02,3'scYclo-1-(2'--doxy--D- xylofuranosyl)-thymine corom;1é0r.1t à l'exemple 1 avec 10 . g de M .2 ou de NH4F dans du àiéthyléne glycc,1 pendit 10 , .a miúte5 à.19060,ou dana de 1'méthanol .en bambe tubulaire
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pendant 20 heures à 150 C, puis on traite de la même manière
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que précédemment. Rendement : 100-120 mg de 1-(2'3'-didésoncy.- 3'-fluoro--D-pentafuranosyl)-thymine. Les propriétés sont celles indiquées à l'exemple 1.
Exemple 3 :
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On chauffe 330 mg de 02,3'-cyclo-1-(2'-désoxy--D-.
:'Yoi'11ranosyl)-th:,..;ine avec 30 em3 d'une solution à z d'acide :'::; t,::#hyd:>::i. que dans du dioxane anhydre en récipient d'acier ou de nickel fermé pendant 45 minutes à 90 C (température de bain).
Oa neutralise la solution refroidie après addition d'un. peu d'eau avec du carbonate de calcium ou de î'hydroglucarbonate de sodium et on extrait par un lavage abondant à l'acétone le précipité minéral séparé par centrifugation. On concentre les solutions réunies à siccité sous vide. On purifie le résidu comme à l'exemple 1. par chromatographie sur colonne.
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Rendement : 165 mede 1-(21,3e-didésoxY-31-fluoro-p-D-penta- furanosyl)-thymine. Les propriétés sont celles données à l'exemple 1.
'Exemple 4 !
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On fait réagir 290 mg de 0,5'-cyclo-1-(2'-désoxy- 5=-0-trityl--k,xylofuranosyl)-thynne avec 25 cm". d'une solution à 4 % d'acide fluorhydrique dans du dioxme anhydre comme à l'exemple 3 durant 90 minutes à 80 C. On traite la
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solution comme à l'exemple 1 et on isole la 1-(2',5'-didé- BoxY-3;-f1uoro-pD-pentafuranosyl)-hymine de manière analogue par chromatographie sur colonne. Rendement : 95 !Eg. Les pro- priétés du produit sont celles citées à l'exemple 1.
REVENDICATIONS.
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Pl-rocédé de préparation de 2 ''-didsoxy-"fiuoro-pimidinG-ntlC16s1d9s à activïté cytostatique de
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Process for the preparation of 2 ', 3'-dideoxy-3'-fluoro-pyrimiana-nucleosides with cytostatic activity".
The invention relates to a process for preparing 2 ', 3'-dideoxy-3'-fluoro-pyrimidinucleosides with cytostatic activity, of general formula I:
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wherein X 'represents 0, S or NH, and R represents H, alkyl, substituted alkyl, halogen, OH or SH.
The 2 ', 3'-dideoxy-nucleosides of this composition have not yet been prepared.
There are in principle two possibilities to obtain nucleosides with a sweet component containing fluorine: a) a fluorinated derivative of sugar reactive with a pyrimidine or purine base [H.M. Kissman and M.J. Weiss,
J. bitter. chem. Soc. 80, 5559 (1958); J.A. Wright and
N. F. Taylor, Carbohydr. Res. 6, 347 (1968)]. b) fluorine is introduced on the intact nucleoside [P. Langen and G. Kowollik, Europ. J. Biochemistry 6, 334 (1968):
J. F. Codington, I. L. Doerr and J.J. Fox, J. org. Chemistry
29, 555 (1964); R. J. Cushley, J. F. Codington and H.J. Fox,
Canadian J. Chem. 46, 1131 (1968)].
By method a) only a few 5'-deoxy-5'-fluoro- and 3'-deoxy-3'-fluoro-nucleosides with an OH group on C-2 'have so far been prepared.
By method b) the following have been prepared so far: 5'-deoxy-5'-fluoro-nucleosides by reaction of 5'-O-sulfonyl derivatives with fluorides, 2'-deoxy-2'-fluoronucleosides by cleavage with H2F2 of cyclonucleosides and a 2'-deoxy-2'-fluoré derivative and resp. 3'-deoxy-3'-fluorinated from a 2 ', 3'-epoxide. di
In order to obtain 2 ', 3'-dideoxy-3'-fluoro-mucleosides, method a) has the disadvantage that with 2-deoxy-sugars, because of the missing directing influence of a 2-OH group, one always obtains mixtures of anomeric nucleosides whose separation and correlation of configuration according to experience gives rise to considerable difficulties.
Among the reactions mentioned according to process b), both the direct exchange of an O-sulfonyl group for a
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fluoride, cause of the more:: weakened ':' real 't1Vité' sur.1'.tié.vdè secondary carbon, than the split of 2 ', 3'-epoxide for the preparation of 2', "dideoxY -" - fluoro-nuolesides, are not applicable. The introduction of fluorine on the.nucleoside
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intact by cleavage of cyclonueleoside with H2F2'ri is so far only applicable with chance of success in the case of 02,2'-cyolo-derivatives of 28-hydroxypyrimîdine-nuciéosides, since their N-glycosidic bond , unlike that of 2'-deoxy-nuoleosides and their derivatives, is very stable towards acids.
The invention is essential to discover a
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simple process for the preparation of the 2 ', 3'-α-esoxy-3'-fluoro-pyrimidin-nucleosides unknown to date, of general formula I, by treating appropriate pyrimidinucleosides, substituted on the oxygen of the 3'- group OH, with fluorinating agents.
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For this purpose pyrimidine-02,3'-cylo-2'-deoxy-nucleosides are heated in an organic solvent, preferably an ether such as dioxane or tetrahydrofuran, which contains up to 20%, preferably 4 to 6 % of anhydrous hydrofluoric acid, for 15 minutes to several hours, preferably 30 to 60 minutes, at 60-100 C, preferably at 80-90 C. Then the excess hydrofluoric acid is neutralized with a suitable compound, by example CaCO3; the CaF2 possibly formed is separated off, the solvent is removed in vacuo and the compound obtained is purified by crystallization or by column chromatography.
Another embodiment of the invention is to
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heating a pyrimidine-02,3'-cyclo-2'-deoxy-nucleoside in an organic solvent, preferably a mono- or alcohol
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polyvalent such as methanols etharnol, glycol or
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diethylene glycol, for 1 to 10 hours, preferably 1 to 2 hours, with an inorganic fluoride, preferably KHF2 or NH4F, at 130-230 Co Then the solvent is removed in vacuo and the product is purified by column chromatography , for example
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on Celite.
Instead of a pyrimidin-02,3′-cyclo-2′-deoxy-nucleoside, according to the invention, it is also possible to use a pyrimidinucleoside sulfonylated on the 3′-OH group, for example mesylated, which, under the reaction conditions
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given, transforms into an O2,3 -cyclo-2'-deocy-nueléoaide. The process according to the invention opens an easy route to the 2 ', 3'-dideoxy-3'-fluoro-pyrimidinucleosides hitherto unknown. The reaction, depending on the conditions, is carried out with good yields.
A particular advantage of the introduction of fluorine into the intact nucleoside lies in the fact that the glycooid bond thus remains unchanged and that therefore the structure of the reaction products in this regard is unequivocal. The reactions according to the invention no '' not influence the protecting groups,
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leading atoccyclonucleosidas, on the other OH groups of the sugar residue, which are possibly necessary in the preparation of the initial compounds, for example trityl groups,
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The 2 ', 3'-dideoxY-3'-f1uQro-pctafuranooyl-pyrimidino-nucleosides prepared according to the invention show surprisingly potent cytostatic activity.
For example 1- (2 ', 3'-dicaoxy -'- fluoro --- D-pentafurosyl) - thymine inhibits fortem, 11-Ila-proliferation of car- cinomatous cells of ascites; d'br11ch in mice and la DNS synthesis. An inhibition of 87% of cell proliferation is achieved in vi% ro at a concentration of .10-5m of Inhibitory substance # oi: tc.ne 50% inhibition of DNS synthesis for 2 10-4 m inhibiting substance *
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The invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments.
Example 1:
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1 g of 3'-0-mesyl-thymidine and 10 g of I # F2 or NH4F are heated in 100 em3 of diethylene glycol in a preheated bath for 90 minutes at 190 C (bath temperature).
The solvent is removed in vacuo (oil pump, bath temperature up to a maximum of 140 ° C.) and the residue is mixed after adding 3 cm3 of hot water with 10 g of Celite. The mixture is applied to a chromatography column (3.6 x 183 cm) of 400 g of Celite / 120 cm3 of water and eluted with acetic ester saturated with water. Fractions 6 to 18 (each
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of 10 cm ') contain chromatographically pure 1- (21,51-dideoxY-31-fluoro-pD-pentafuranosyl) -thymine, which after concentration in vacuo and possible post-distillation with absolute ethanol, proceeds to crystallized state.
Yield 106 mg. The melting point after recrystallization from water or an acetic ester / petroleum ether mixture and drying (100 C, 1 mm Hg, P205), is 176-177 C. On 0.25 mm thin layer silica gel-HF with acetic ester saturated with water, the value of F is 0.01.
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UV absorption in H20: Max 265.5 5 m, m, / min 234 ID p. ; in 0.1 n NaOH: At riax 266 mi, 245 mpz The compound on heating with cc,: ad 3) - aqueous alcoholic caustic (16 hours of boiling at re # 'i. converts almost completely. : r !: in 2 ',' i1idehydrl) - '3't: ... dsoxy-thymidine.
Example 2 @
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O2.3'scYclo-1- (2 '- doxy - D-xylofuranosyl) -thymine corom was heated to 900 ag; 1t in Example 1 with 10. g of M .2 or NH4F in ethylene glycc, 1 pendit 10, .a miúte5 at 19060, or in tubular bamboo methanol.
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for 20 hours at 150 C, then treated in the same way
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than previously. Yield: 100-120 mg of 1- (2'3'-dideoncy.- 3'-fluoro - D-pentafuranosyl) -thymine. The properties are those indicated in Example 1.
Example 3:
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330 mg of 02,3'-cyclo-1- (2'-deoxy - D-.
: 'Yoi'11ranosyl) -th:, ..; ine with 30 em3 of a z solution of acid:' ::; t, :: # hyd:> :: i. only in anhydrous dioxane in a closed steel or nickel container for 45 minutes at 90 C (bath temperature).
Oa neutralizes the cooled solution after addition of a. little water with calcium carbonate or sodium hydroglucarbonate and the inorganic precipitate separated by centrifugation is extracted by copious washing with acetone. The combined solutions are concentrated to dryness in vacuo. The residue is purified as in Example 1. by column chromatography.
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Yield: 165 mede 1- (21,3e-dideoxY-31-fluoro-p-D-pentafuranosyl) -thymine. The properties are those given in example 1.
'Example 4!
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290 mg of 0.5'-cyclo-1- (2'-deoxy-5 = -0-trityl - k, xylofuranosyl) -thynne are reacted with 25 cm 3 of a 4% solution of acid. hydrofluoric acid in anhydrous dioxme as in Example 3 for 90 minutes at 80 C. The
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solution as in Example 1 and 1- (2 ', 5'-dide-BoxY-3; -fluoro-pD-pentafuranosyl) -hymine is isolated in an analogous manner by column chromatography. Yield: 95! Eg. The properties of the product are those cited in Example 1.
CLAIMS.
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Pl-process for the preparation of 2 '' -didsoxy- "fiuoro-pimidinG-ntlC16s1d9s with cytostatic activity of
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.