Verfahren zur Herstellung eines Cytosin-Derivates
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues, ver bessertes Verfahren zur synthetischen Herstellung von 1-(2'-Desoxy-ss-D-ribofuranosyl)-5-fluor-cytosin, das häufig auch mit 2'-Desoxy-5-fluor-cytidin bezeichnet wird, sowie des a-Anomeren dies, er Verbindung, näm- lich 1- (2'-Desoxy-a-D-ribofuranosyl)-5-fLuor-cytosin.
Diese beiden Verbindungen können nach dem erfin dungsgemässen Verfahren getrennt erhalten werden.
Eine Besonderheit des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass 2'-Desoxy-5-fluor-cytidin hergestellt werden kann, das im wesentlichen frei vom aAnomeren ist. Umgekehnt kann 1-(2'-Desoxy-α-D- ribofuranoxyl)-5-fluor-cytosin erhalten werden, das im wesentlichen vom ss-Anomeren frei ist.
Das 2'-Desoxy-5-fluor-cytidin ist eine bekannte Verbindung, die zur Behandlung von Tumorerkrankungen verwendet werden kann. Ausserdem hemmt diese Verbindung das Wachstum von B, akterien und Pilzen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man 5-Fluor-cytosin mit einem Acylierungsmittel behandelt, das erhaltene 4-N Mono-acyl-5-fluor-tytosin unter Bildung seines Monoquecksilbersalzes mit einem Quecksilber-II- salz umsetzt, dieses Monoquecksilbersalz mit einem 3, 5-Diaroyl-2-desoxy-D-ribofuranosylahalogenid umsetzt, wobei man ein Gemisch bestehend aus dem α-Anomeren und dem ss-Anomeren des 4-N-Mono- acyl-1- (3', 5',-di-0-aroyl-2'-desoxy-D-ribofuranosyl)5-fluor-cytosins erhält, die a-und ss-Anomeren voneinander trennt und schliesslich das ss- und/oder das a-Anomere durch Behandlung mit Alkali getrennt hydrolysiert.
Die Reaktionsifolge des erfindungsgemässen Verfahrens is, nachfolgend graphisch dargestellt.
EMI1.1
<tb>
<SEP> NH2
<tb> <SEP> F
<tb> <SEP> N
<tb> <SEP> 'r
<tb> <SEP> i
<tb> <SEP> I
<tb> <SEP> NH-Acyl
<tb> <SEP> Nf <SEP> F <SEP> 11
<tb> <SEP> N
<tb> <SEP> 0 <SEP> % <SEP> tu
<tb> <SEP> i
<tb> H
<tb> Quecksilber. <SEP> satz <SEP> von <SEP> 11 <SEP> 111
<tb>
EMI2.1
<tb> <SEP> Fortsetzung <SEP> Formel
<tb> <SEP> NH-Acyl <SEP> Acyl-OCH2
<tb> <SEP> -0
<tb> <SEP> N/0
<tb> IV <SEP> A <SEP> IV <SEP> B
<tb> <SEP> p <SEP> i <SEP> i
<tb> <SEP> 0 <SEP> I
<tb> <SEP> -Acyl
<tb> <SEP> 0
<tb> <SEP> 'N\
<tb> <SEP> Q-acul
<tb> <SEP> NH-Acyt
<tb> <SEP> NHz <SEP> HOCHEZ
<tb> <SEP> ou
<tb> <SEP> F <SEP> 0-
<tb> <SEP> N,
<tb> <SEP> 0 <SEP> N
<tb> <SEP> O <SEP> Ay <SEP> V
<tb> <SEP> HO <SEP> H
<tb> <SEP> loch,
<tb> V <SEP> A <SEP> N--F <SEP> v <SEP> a
<tb> <SEP> . <SEP> nez
<tb> <SEP> OH
<tb> <SEP> NH2
<tb>
In der 1.
Verfahrensstufe wird das 5-Fluor-cytosin (I) zwecks Bildung des entsprechenden 4-N-Monoacyl-5-fluor-cytosins (II) mit einem Acylierungsmittel umgesetzt. 4-N-Monoacyl-5-fluor-cytosin-Verbin dungen (II) waren bisher unbekannt. Einzelne dieser Verbindungen, wie 5-Fluor-4-N-toluyl-cytosin und 4-N-Benzoyl)-5-fluor-cytosin können leicht mit Säure unter Bildung von 5-Fluor-uracil hydrolysiert werden.
Die letztere Verbindung ist bekannt ; sie eignet sich zur Bekämpfung von Tumoren und wirkt keimtötend.
Daraus folg, dass einige 4-N-Mono, acyl-5-fluor- cytosin-Verbindungen, die Zwischenprodukte des erfindungsgemässen Verfahrens sind, als in biologischen Systemen in 5-Fluor-uracil umwandelbar angesehen werden können.
Zur Acylierung kann man alle bekannten Acylierungsmittel verwenden, zum Beispiel Essigsäure- anhydrid, Benzoylchlorid, p-Toluylchlorid, Pivaloylanhydrid und dgl. In einer bevorzugten Ausfüh- rungsform wird das 5-Fluor-cytosin durch Umsetzen mit p-Toluylchlorid acyliert. Zur DurohHihrung der Acylierung g genügt es, das 5-Fluor-cytosin mit dem Acylierungsmittel zu vermischen, zweckmässig in Gegenwart eines inerten, organischen Lösungsmittels, bei einer Temperatur bis zur Rückflusstemperatur des Reaktionsgemisches. Pyridin, Dimethylformamid und dergleichen bewähren sich als Lösungsmittel.
Die bei dieser Verfahrensstufe anzuwendende Menge Acylierungsmittel kann variieren ; es ist allendings zweck- mässig, mindestens 1 Mol Acylierungsmittel pro Mol 5-Fluor-cytosin einzusetzen. Man kann jedoch auch mit einem geringen ttberscbuss an Acylierungsmittel arbeiten.
In der 2. Verfahrensstufe wird das 4-N-Mono acyl-5-fluor-cytosin (II) unter Bildung seines Mono que. oksilbersalzes mit einer Quecksilber-II-Verbindung umgesetzt, vorzugsweise in Gegenwart eines Lösungs- mittels. Man kann dabei irgendein geeignetes Queck- silber-II-Salz venvenden ; bevorzugt ist Mercurichlorid oder acetat. Als Lösungsmittel bann jedes inerte, organische Lösungsmittel verwendet werden, in dem sowohl das 4-N-Monoacyl-5-fluor-cytosin als auch das Quecksilbersalz löslich sind. In einer be vorzugten Ausführungsform, des Verfahren wird Di methylformamid verwendet.
Im. allgemeinen wird das gewünschte Quecksilbersalz durch Vermischen der beiden Reaktionspartner bei Raumtemperatur in Form eines Niederschlages gewonnen. Das ausgefallene Monoquecksilbersalz des 4-N-Monoacyl-5-fluor- cytosin kann aus der Reaktionsmiachung zum Beispiel durch Filtern oder durch Zentrifugieren abgetrennt werden.
I, der 3. Verfahrensstufe wird das Quccksilber- salz des 4-N-Monoacyl-5-fluor-cytosins mit einer äquimolaren Menge eines 3, 5-Di-0-aroyl-2-desoxy-D ribofuranosyl-halogenides umgesetzt, zum Beispiel mit 2-Desoxy-3,5-di-0-p-toluyl-D-ribofuranosyl-chlorid, 3, 5-Di-0- (p-chlorbenzoyl)-2-desoxy-D-ribofuranosyl chlorid oder dgl.. Das entstehende Produkt ist ein Gemisch von 4-N, 3', 5'-Triacyl-2'-desoxy-5-fluorcytidin (IV A) und dem atAnomeren (IVB) dieser Verbindung. Anders gesagt, ist es ein Gemisch von 4-N-Monoacyl-3',5'-di-0-aroyl-2'-desoxy-5-fluorcytidin und dem α-Anomeren dieser Verbindung.
Bei der Durchführung der 3. VeRahrensstufe wird das Quecbsilbersalz des 4-N@onoacyl-5-fluor-cyto- sins zweckmässig in einem geeigneten, inerten, organischen und mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmittel suspendiert. Als Suspensionsmedium eipen sich zum Beispiel Toluol, Tetrachlorkohlenstoff, Xylol, Benzol und dgl. Die gewünschte Reaktion kann durch einfaches Zersetzen eines 3, 5-Di-O-aroyl 2-desoxy-D-ribofuranosyl-halogenides zur Quecksil- bersalz-Suspension und Rühren der erhaltenen Reak tionsmischung bei Raumtemperatur durchgeführt werden.
Das erhaltene Gemisch bestehend aus 4-N, 3', 5' Triacyl-2'-desoxy-5-fluor-cytidin (IV A) und dem a-Anomeren (IVB) dieser Verbindung wird an schliessend in die Anomeren getrennt. Enthält das Reaktionsprodukt beispielsweise ein Gemisch der aund ss-Anomeren des 4-N-Acetyl-il- (2'-desoxy-3', 5'- di-0-p,toluyl-D-ribofuranosyl)-5-fluor-cytosins oder des 1-(2'-Desoxy-3',5'-di-0-p-toluyl-D-ribofuranosyl) 5-fluor-4-N-pivaloyl-cytosins, so ist die nachstehend beschriebene Methode zur Trennung der Anomeren geeignet : Das Reaktionsgemisch der 3. Verfahrens- stufe wird zuers mit einer gesättigten, wässrigen Natriumchloridlösung bebandelt.
Danach trennt man die wässrige Phase von der organischen Phase ab und engt letztere zu einem Sirup ein. Dieser wir d mit Athylacetat und Äther verdünnt und anschliessend aneimpft und kristallisieren gelassen. Die Kristalle werden in einem Gemisch von Pyridin und Aceton verrieben und sodann abfiltriert. Das ss-Anomere bleibt auf dem Filter zurüak, während sich das a Anomere aus dem Filtrat wieder, gewinnen lässt.
Enthält jedoch das Reaktionsgemisch der 3. Ver fahrensstufe beispielsweise 2'-Desoxy-5-fluor-4- N, 3', 5'-tri-p-toluyl-cytidin, d. h. das ss-Anomere, sowie 1-(2'-Desoxy-3', 5'-di-0-toluyl-a-D-ribofuranosyl)- 5-fluor-4-N-toluyl-cytosin, d. h. das a-Anomere-so wird zur Trennung der Anomeren eine andere Me thode verwendet. Hierbei wird das Reaktionsprodukt der 3. Verfahrensstufe mehrmals mit grossen Mengen einer wässrigen Kaliumjodidlösung gewaschen. Dabei kristallisiert ein Teil, des -Anomeren aus ; diese Kristalle lassen sich, z. B. durch Filtrieren, abtrennen.
Das Filtrat wird sodann zu einem Sirup eingeengt.
Duroh Verdünnen dieses Sirups mit kochendem Methanol kann man eine weitere Menge des kristalli sierten ss-Anomeren erhalten.
Nach Abtrennung des kristallisierten ss-Anomeren gemäss der vorstehend beschriebenen Methode wird die Methanolmutterlauge eingedampft und der erhal- tene Rückstand in Tetrachlorkohlenstoff gelöst. Man erhält wachsartige Kristalle, die schwierig zu filtrieren sin, d. Nach Verreiben mit Äther werden diese Kristalle jedoch leicht filtrierbar. Das kristallisierte Produkt wird sodann abfiltriert und hierauf gereinigt, indem man es zuerst mit Äther kocht, nach dem Kühlen vom Lösungsmittel abtrennt und sodann mit Methanol kocht und abermals nach Kühlen vom Lö sungsmittel abtrennt.
Das erhaltene kristallisierte Pro dukt ist das α-Anomere, d. h. 1-(2'-Desoxy-3', 5'-di 0-toluyl-a-D-ribofuranosyl)-5-fluor-4-N-toluyl-cyto- sin.
In der 4. Stufe des erfindungsgemässen Verfahrens wird das N, 3', 5'-Triacyl-2-desoxy-5-fluor-cytidin und auch das a-Anomere dieser Velibindunig durch alkalische Hydrolyse desacyliert. Zum Beispiel erreicht man vollständige Desacylierung von 2'-Desoxy- 5-fluor-4-N, 3', 5'-tri-p-toluyl-cytidin und von 1- (2'- Desoxy-5-fluor-4-N, 3', 5'-tri-p-toluyl-cytidin und von 1- (2'-Desoxy-3', 5'-di-0-toluyl-a-D-ribofuranosyl)-5- fluor-4-N-toluyl-cytosin durch übliche Mehtoden.
Vollständige Desacylierung erreicht man vorzugsweise durch Erhitzen zum Rückfluss mit einem Alkali alkoxyd d oder, alkoholischem Ammoniak. Vollständige Desacylierung der α- und ss-Anomeren von 4-N- Acetyl-1- (2'-desoxy-3', 5'-di-0-p-toluyl-D-ribofuran- osyl)-5-fluor-cytosin und des α- und ss-Anomeren von
1-(2'-Desoxy-3',5'-di-0-p-toluyl-D-ribofuranosyl)-5 fluor-4-N-pivaloyl-cytosin wird vorzugsweise durch Mischen der genannten Verbindungen mit einem Alkalialkoxyd oder alkoholischem Ammoniak bei Raumtemperatur erreicht.
Die a-und ss-Anomeren der 4-N, 3', 5'-tri-p-toluyl-Verbindung können auch bei RaumtemperaturdurchVerwendung eines grossen Überschusses von Alkali und/oder durch Verlängerung der Reaktionszeit desacyliert werden.
Es wurde ausserdem festgestellt, dass bei der Desacylierung von 2'-Desoxy-5-fluor-4-N, 3', 5'-tri-p-toluyl-cytidin unter milden Bedingungen nur die Acylgruppen am Zuckerteil des Moleküls entfernt werden.
Zum Beispiel kann man durch Misohen von 2'-Des oxy-5-fluor-4 N, 3', 5'-tri-p-toluyl-cytidin bei Raumtemperatur oder bei einer Temperatur oberhalb Raumtemperatur mit einem Alkalioxyd oder mit alkoholischem Ammoniak 2'-Desoxy-5-fluor-4-N-p-tolu- yl-cytidin erhalten. Durch eine ähnliche Behandlung kann man aus dem a-Anomeren von 2'-Desoxy-5- fluor-4-N, 3', 5'-tri-p-toluyl-cytidin das a-Anomere von 2'-Desoxy-5-fluor-4-N-p-toluyl-cytidin erhalten.
Derartige Derivate sind bis jetzt in der Literatur noch nicht beschrieben. Sie werden durch Säure leicht zu 2'-Desoxy-5-fluor-uridin bzw. dessen α-Anomeren hydrolysiert. 2'-Desoxy-5-fluor-uridin ist ein bekanntes Mittel gegen Pilze und Bakterien. Daraus folgt, dass diese Verbindur4gen neben ihren Eigenschaften als Zwischenprodukt im erfindungsgemässen Verfahren auch als in biologischen Systemen in 2'-Desoxy 5-fluor-uridin bzw. dessen α-Anomeren umwandel- bar angesehen werden können.
Beispiel 1 a) 12, 9 g (0, 1 Mol) 5-Fluor-cytosin werden in 100 ml Pyridin suspendiert. Diese Suspension wird mit 17, 0 g (14 ml ; 0, 11 Mol) p-Toluylchlorid versetzt. Nach dem Misohen steigt die Temperatur der Reaktionsmischung von selbst auf etwa 45 C. Man erhitzt etwa 5 Stunden zum RücMLuss und lässt. so . dann bei Raumtemperatur über Nacht stehen. Es tritt Kristallisation von 5-Fluor-4-N-p-toluyl-cytosin ein. Das überschüssige p-Toluylchlorid wird durch Zusatz von 50 ml Athanol und Rühren während etwa 20 Minuten entfernt.
Man scheidet das kristallisierte 5-Fluor-4-N-p- toluyl-cytosin durch Filtrieren ab und wäscht mit Athanol und anschliessend mit Ather. Sodann werden die Kristalle im Vakuum bei einer Temperatur von etwa 60 kristallisiert. Man erhält 18, 35 g 5-Fluor4-N-p-toluyl-cytosin vom Schmelzpunkt 250-251 C (Zers.).
Durch Eindampfen der Mutterlauge zur Trockne, Verreiben des Riiakstandes mit Äthanol, Entfernung der Athanols. durch Verdampfen und schihesslioh Suspension des Rückstandes in 20 ml Ather und 20 ml Wasser erhält man zusätzlich 1, 56 g Reak tionsprodukt in Form von Kristallen.
Die Gesamtausbeute an 5-Fluor-4-N-p-tbluyl- tytosin beträgt 19, 91 g bzw. 80,5 %. Eine Probe dieses Produktes wird aus etwa 300 Raumteilen 90"/o- igen Äthanols umkristallisiert und liefert die folgende Analyse :
Schmelzpunkt 257-258 C (Zers.), # max. (in Athanol) 265, 325 m, u (# = 12700, 17000). # min.
(Äthanol) 235, 290 m (e = 8000, 9400).
Analyse berechnet für C12H10FN3O2: C 58,30 H 4, 08 N17, 00 F 7, 68 gefunden : C 58, 43 H 4, 41 N, 17, 10 F 7, 51 b) Eine Lösung von 8, 97 g (0, 0281 Mol) Mer curiacetat in 75 ml siedendem Athanol wird zur Losung von 6, 95 g 5-Fluor-4-N-p-toluyl-cytosin zugesetzt, das durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 100 C in 75 ml methylformamid gelöst ist.
Nach Vermischen dieser Lösungen scheidet sich ein Niederschlag aus. Um völlige Ausscheidung zu ge währleisten, versetzt man die Reaktionsmischung mit
800 ml Ather. Durch Zentrifugieren, Wasohen mit Ather und Trooknen bei einer Temperatur von etwa 35 C im Vakuum erhält man 11, 80 g (94, 4 /o) des Monoquecksilbersalzes von 5-Fluor-4-N-p-toluyl- cytosin.
Die erhaltene Verbindung liefert die folgende Analyse : Berechnet für C12H8N3O2HgF : F 4, 26 N 9, 43 gefunden : F 4, 07 N 9, 13 c) Eine Suspension von 11, 75 g (0, 0264 Mol) der der Monoquecksilberverbindung von 5-Fluor-4-N-p- toluyl-cytosin in 350 ml Toluol wird durch Abdestillieren vonetwa40mlToluolentwässert. Die Suspension wird hierauf auf Raumtemperatur abgekühlt und unter Ruhren mit 22, 3 g (0, 0528 Mol) 2-Desoxy- 3, 5-di-O-p-toluyl-ribofuranosyl-chlorid versetzt. Die Temperatur der Reaktionsmischung steigt dabei leicht an, und innerhalb etwa 5 Minuten bildet sich eine e klare Lösung. Nach 35 Minuten beginnt ein kristallisiertes Produkt auszufallen.
In diesem Zeitpunkt lässt man 100 ml einer 15 /oigen wässrigen Kaliumjodidlösung in die Reaktionsmischung eintropfen und rührt diese etwa 20 Minuten. Es bildet sich ein dichter kristallisierter Niederschlag, der abgetrennt und l mit Wasser und Ather gewaschen wird. Sodann werden die Kristalle im Vakuum bei einer Temperatur von etwa 60 C getrocknet. Nach Verreiben dieser Kristalle mit 75 ml siedendem Äthanol erhält man 5, 36 g 2'-Desoxy-5-fluor-4-N,3',5'-tri-p-toluyl-cytidin vom Schmelzpunkt 217 C. Durch Umkristallisieren des Produkten aus 400 ml Butylacetat erhält man 4, 25 g von Nadellbusoheln vom Schmelzpunkt 234 235 C. # max.
(Methylenchlorid) 243, 232 m (s 37500, 26500) # min. (Methylencblorid) 290 m@ b (s 8490). [α]D25 = + 5, 5 (c = 1, 0 in Dimethylformamid).
Weiteres kristallisiertes Reaktionsprodukt erhält man durch Eindampfen der Toluol-, Athanol-und Butylacetatmutterlaugen. Die Gesamtausbeate an 2' Desoxy-5-fluor-4-N, 3\5'-tri-p-toluyl-cytidin beträgt 5, 90 g (40"/.). Die Venbindung liefert die folgende Analyse : Berechnet für C33H30FN3O7: C66,. 10 H 5, 04 F3, 17 N 7, 011 gefunden :
C 66, 16 H 5, 03 F 3,01 N 6, 73, 6, 90 , d) 2, 24 g 2Desoxy-5-fluor-4-N, 3', 5'-tri-p- toluyl-cytidin werden in 25 ml Methanol suspendiert, das eine geringe Menge Phenolphthalein enthält.
Man erhitzt die Suspension auf Rückflusstemperatur und versetzt bei dieser Temperatur tropfenweise im Verlaufe von 15 Minuten mit 2, 7 ml 0, 85 n Natronlauge.
Sodann setzt man das Erhitzen zum Rückfluss während etwa einer weiteren Stunde fort.
Die Lösung wird hierauf mit 2, 7 ml 0, 85 n alko holischer Salzsäure neutralisiert und im Vakuum eingedampft, wobei man einen Sirup von Kristallen erhält. Dieser Sirup wird in Bu. tylalkohol. aufgenommen, worauf das Lösungsmittel abermals durch Abdampfen entfernt wird. Der Rückstand wird bei einer Temperatur von etwa 60 C im Vakuum getrocknet und sodann in 80 ml siedendem Butanol aufgenommen.
Die erhaltene trübe Lösung g wird über Diatomeenerde und Tierkohle filtriert. Nach dem Kühlen scheidet sich ein kristallisiertes Produkt ab, das von der Mutterlauge durch Filtration abgetrennt wird. Man erhält so 0, 424 g 2'-Desoxy-5-fluor-cytidin vom Schmelzpunkt 194-196 C.
Durch Eindampfen der Mutterlauge, Entwässe- rung mit Toluol und Kristallisieren aus Butanol erhält man weitere 0,226 g 2'-Desoxy-5-fluor-cytidin vom Schmelzpunkt 196-197 C.
Beispiel 2
Dieses Beispiel veranschaulicht die Abtrennung und Wiedergewinnung von sowohl 2'-Desoxy-5-fluor4-N, 3', 5'-tri-p-toluyl-cytidin als auch dessen a-Ano- meren, d. h. von 1-(2'-Desoxy-3', 5'-di-0-toluyl-a-D- ribofuranosyl)-5-fluor-4-N-toluyl-cytosin aus einer diese beiden Verbindungen enthaltenden Mischung.
36, 3 g des Monoquecksilbersalzes von 5-Fluor4-N-p-toluyl-cytosin (hergestellt enftsprechend den Angaben in Beispiel 1) werden mit 2-Desoxy-3, 5-di 0-p-toluyl-D-ribofuranosyl-chlorid umgesetzt, das in 750 ml Toluol suspendiert ist. Diese Herstellung wird entsprechend der in Beispiel 1 besohriebenen Weise durchgefiihrt.
Das erhaltene Produkt wird wiederholt unter Verwendung von 800 ml 30 %iger Kaliumjodidlösung und 4000 ml Wasser gewaschen. Das aus der Toluollösung in Form von Kristallen ausjgeschiedene 2'-Desoxy-5-fluor-4-N, 3', 5'-tri-p-toluyl-cytidin wird abfiltriert und die Toluollösung wird zu einem Sirup ein geengt. Dieser Sirup liefert nach Behandlung mit siedendem Methanol zusätzliches kristallisiertes Reak tionsprodukt. Insgesamt erhält iman 20, 2 g 2'-Des oxy-5-fluor-4, N-3',, 5'-tri-p-toluyl-cytidin vom Schmelz- punkt 215 C.
Die Methanolmutterlauge wird hierauf eingedampft und der Rückstand in 80 ml Tetraohlorkoh- lenstoff gelost. Aus der Lösung scheide sich wachsartige Kristalle ab. Nach Verreiben mit 75 ml Ather filtriert man die Kristalle ab und reinigt sie durch Kochen mit 225 ml siedendem Methanol. Man erhält 7, 5 g Nadelbüschel, die bei 152-153 C schmelzen.
Durch Umkristallisieren aus dem 80fachen Volumen Äthanol erhältmanl-(2'-'Desoxy-3',5'-di-0-toluyl-o!- D-ribofuranosyl)-5-fluor-4-N-toluyl-cytosin vom Schmelzpunkt 152, 5-153 C. M"=-133 . (c = 0, 5 in Dimethylformamid). # max. (Athylalkohol) 242-3, 330 m, u (s = 39200, 12960). # min. (Athylalkohol) 219, 295 m, u (8 = 19000, 7650). # max.
(Methylenchlorid) 243, 334 m (# = 37500, 28200).
# min. (Methylenchlorid) 291 m (# = 9200).
Das Produkt liefert die folgende Analyse : Berechnet für C33H30FN3O7:
C 66, 10 H 5,04 F 3,17 N 7, 01 gefunden, :
C 66, 54 H 5, 33 F 3, 27 N 6, 42
Beispiel 3
Dieses Beispiel veranschaulicht die Umwandlung von 1-(2'-Desoxy-3',5'-di-0-toluyl-α-D-ribofuran- osyl)-5-fluor-4-N-toluyl-cytosin in 1- (2'-Desoxy-a-D- ribofuranosyl)-5-fluor-cytosin, d. h. das a-Anomere von 2'-Desoxy-5-fluor-cytidin.
5, 59 mg 1-(2'-Desoxy-3', 5'-di-0-toluyl-a-D- ribofuranosyl)-5-fluor-4-N-toluyl-cytosin (hergestellt entspcechend den Angaben in Beispiel 2) werden zu 25 ml 6 n methamolischem Ammoniak zugesetzt. Man lässt hierauf bei Raumtemperatur 24 Stunden stehen, verdampft sodann im Vakuum zur Trockne und erhitzt den Rückstand in 30 ml Chloroform 5 Minuten zum Rückfluss. Beim Stehen über Nacht bei Raumtemperatur tritt Kristallisation ein. Die Kristalle werden durch Filtration abgetrennt.
Man erhält so 2. 14 mg (84 %) 1-(2'-Desoxy-α-D- ribofuranosyl)-5-fluor-cytosin. vom Schmelzpunkt 182-d83 C. Nach dem Umkristallisieren aus 5 ml Athanol und nachfolgender Verreilbung mit heissem Äthanol schmilzt das Produkt bei 186-187 C.
[α]D25 = -92 . (c = 1,0 in Wasser). # max. (0, 1 n Salzsäure) 291 m@ u (a = 12000)./t min. (0, 1 n Salzsäure) 241 m (# = 1330).
Analyse der Verbindung : Berechnet für C9H12FN3O4: F 7, 75 gefunden : F 7, 57
Beispiel 4
A. Die folgende Beschreibung veransohaulicht die DesacylieIung von 2'-Desoxy-5-fluor-4-N-3', 5'-tri-ptoluyl-cytidin nach einem p von Beispiel 1 verschiedener Verfahrensweise.
Eine Suspension von 3 g (5, 36 miMol) 2'-Desoxy- 5-fluor-4-N, 3', 5'-tri-p-toluyl-cytidin in 50 ml Methanol wird zum Rückfluss erhitzt. Man versetzt tropfenweise mit 6ml 6, 45 n Lithiummethoxyd. Während dieses Zusatzes hält man, die Reaktionsmischung auf einer Temperatur zwischen etwa 50-55 C. Nach etwa 50 Minuten bei dieser Temperatur erhält man eine Lösung, und nach weiterem Erhitzen während etwa 5 Stunden auf diese Temperatur stellt man das Fehlen einer wesentlichen Absorption bei 320 m fest. Sodann wird die Lösung mit alkoholischer Salzsäure neutralisiert und anschliessend mit Kieselgur und Tierkohle geklärt.
Man engt zu einem Sirup ein und erhält. durch Verwendung einer Mischung von 10 ml Athanol, 10 ml Methanol und 25 ml Ather 0, 91 g (69, 4 %) kristallisierte 2'-Desoxy-5-fluorcytidin. Nachfolgendes Umkristallisieren in Butanol und hierauf in Athanol liefert ein Produkt vom Schmelzpunkt 196-197 C.
B. Eine weitere Methode zur Desacylierung besteht darin, dass man 10,71 g 2'-Desoxy-5-fluor-4- N, 3', 5'-tri-p-toluyl-cytidin in 170 ml Athanol, welcher 15 % Ammoniak enthält, suspendiert. Die Mischung wird 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und hierauf mit 330 ml Methanol versetzt. Die Reaktionsmischung wird unter Eiskühlung mit Ammoniak gesättigt und sodann 20 Stunden stehen gelassen. Die erhaltene Lösung wird, dm-ch Diatomeen- ex : de und Tierkohle geklärt. Die Analyse zeigt, dass das Produkt nur einen Wert Eo (Ojl n Natronlauge) von 1, 250 zeigt, was 0, 3 % 2'-Desoxy-5-fluor-4-Ntoluyl-cytidin entspricht.
Nach dem Verdampfen der Lösung erhält man ein trockenes kristallisiertes Pulver, welches mit 80 ml siedendem Äthanol dehydratisiert wird. Nach Kühlen und Zusatz von 80 ml Ather erhält man 2, 33 g 2'-Desoxy-5-fluor-cytidin vom Schmelzpunkt 193, 5-195 C.
Weiterer Zusatz von Ather zur Mutterlauge und ansohliessendes Verdampfen der Lösung zur Trockne und Verreiben des Rückstandes mit 100 ml sieden dem Butylacetat liefert zusätzliches kristallisiertes 2' Desoxy-5-fluor-cytidin. Die Gesamtausbeute beträgt 4, 21 g (89, 7 %).
Beispiel 5 1,, 12 g (0, 002 Mol) 2'-Desoxy-5-fluor-4-N, 3', 5'- tri-p-toluyl-cytidin (hergestellt gemäss Beispiel 1) werden in 30 ml Methanol suspendiert, d'as. einige Tropfen Phenolphthalein enthält. Zu dieser Suspension setzt man 2 ml 1 n Natronlauge zu. Die Mischung wird 20 Minuten geschüttelt und hierauf mit weite- ren 2 ml l n Natronlauge versetzt. Sodann lässt man bei etwa 3 C 16 Stunden lang stehen. Durch an schliessende Neutralisation mit methanolischer Salzsäure (0,0026 Mol Chlorwasserstoff) und Eindampfen erhält man : einen Sirup, der durch Verreiben mit 50 ml Ather Kristalle bildet.
Das kristallisierte Produkt wird durch Zentrifugieren abgetrennt, mit Ather gewaschen und sodann in 15 ml Wasser aufgenom- men. Nach dem Stehen scheiden sich Kristalle ab, die durch Filtration abgetrennt und mit Wasser und Athanol gewaschen werden. Das Filtrat liefert nach Neutralisieren mit 0, 7 ml 1 n Salzsäure weiteres kri stallisiertes Reaktionsprodukt. Die Gesamtausbeute beträgt 0, 41 g (56, 5 %). Das Produkt erweicht bei 188-189 C, verfestigt sich wieder und schmilzt abermals bei 217-218 C.
Durch Umkristallisieren von 0, 3 g des Produktes aus 15 ml Wasser und 5 ml Äthanol erhält man 0, 27 g 2'-Desoxy-5-Suor-4-N-p- < toluyl-cytidininForm von langen Nadeln, die bei 218-219 schmelzen. # max.
(Äthylalkohol) 265, 329 m (# = 16800, 17900). i. min. (Äthylalkohol) 236, 294 m@ (s = 8600, 8700).
# max. (0,, n@ Natronlauge) 245, 320 m (# = 11440, 223810). # min. (0, 1 n Natronlauge) 235, 260 m (# = 1. 1160, 8410) [a] D = +90, 3 . (c = 0, 4 in Dimethylformamid).
Analyse des Produktes : Berechnet für C17H18FN3O5:
C 66,10 H 5,04 F 3, 17 N 7, 01 gefunden :
C 66, 16 H 5,03 F 3,01 N 6, 73, 6, 90
Beispiel 6 a) 12, 9 g 5-Fluor-cytosin, 60 ml Essigsäure und 12 ml Essigsäureanhydfrid wer. den in ein geeipetes Reaktionsgefässgebrachtund.sodann auf etwa 110- 115 C erhitzt. Nach etwa 5 Minuten haben sich die Resktionspartner gelöst. Man lässt auf Raumtempe- ratur abkühlen und kühlt hierauf weiter, wobei Kri- stallisation eintritt.
Das kristallisierte Produkt wird aus dem Reaktionsgemisch, durch Filtration entfernt und bis zum konstanten Gewicht ibssi einer Temperatur von etwa 80 C getrocknet. Man erhält auf diese Weise 17,1 g 4-N-Acetyl-5-fluor-cytosin (10. 0 O/o) vom Schmelzpunkt 235-237 C (Zers.).
Analyse des Produktes : Berechnet für C6H6N3O2F : C 42, 1 H 3, 5 gefunden : C 42,24 H 3, 80 b) Durch massiges Erhitzen auf einem Dampf- bad wird eine Lösung von 17, 1 g 4-N-Acetyl-5-fluorcytosin in 200 ml Dimethylformamid hergestellt. Diese Lösung setzt man zu einer Losung von 32, 0 g Mer curiacetat in 130 ml Dimethylformami, d zu. Vor dem m Zusatz der 4-N-Acctyl-5-fluor-cytosin-Lösung wird die Mercuriacetatlösung auf etwa 0 C gekühlt. Der Zusatz der Fluorcytosin-Losung zur Mercuriacetat- lösung wird, derart durchgeführt, dass die e Temperatur der Rea. ktionsmischung etwa 20 C nicht übersteigt.
Die Reaktionsmischung wird nach vor, stehendem Zusatz, der 4-N-Acetyl-5-fluor-cytosin-Lösung 10 Minuben bei etwa 0-10 C gerührt. Sodann versetzt man mit 300 ml absolutem Äther und filtriert den gebil deten Niederschlag ab. Der Niederschlag wird mit 100 0 ml absolutem Ather und sodami mit 10. ml Toluol gewasohen.
Das erhaltene Produkt wird ohne Trocknung unter dauerndem Rühren in 5100 ml Toluol suspendiert.
Sodann versetzt man mit 80, 0 g 2-Desoxy-3, 5-di-0- toluyl-D-ribofuranosyl-chlorid. Die Reaktionsmisch, ung wird etwa 1 Stunde lang bei 20-25 C gerührt.
Anschllies, send setzt man 200 0 ml gesättigte Natrium chloridlösung und 1, 0 g Natriumbioartbonat zu und rührt kräftig während 15 Minuten. Man erhält ein Zweiphasensystem. Die Toluolschicht wird abgetrennt und mit 100 ml einer gesättigten Natriumchloridlösung geschüttelt. Sodann wird die Toluollösung im Vakuum zur Trockne e eingedampft. Der erhaltene Sirup wird mit 20 ml Äthylacetat und 200 ml Ather verdünnt, geimpft und kuristallisienen gelassen.
Nach etwa 12 Stunden scheint die Kristallisation beendet zu sein.. Die. gebildeten Kristalle werden abfil- triert und mit Ather gewaschen. Man erhält 39, 5 g (75 %) 4-N-Acetyl-1-(2'-Desoxy-3',5'-di-0-toluyl-Dribofuranosyl)-5-fluor-cytosin vom Schmolzpunkt 155-162 C. [α]D25 = -60 (1 % Dimethylform- amid). c) 30,0 g 4-N-Acetyl-1-(2'-Desoxy-3',5'-di-0-ptoluyl-D-ribofuranosyl)-5-fluor-cytosin, welches man entspreohend den. Angaben im vorhergehenden Absatz erhalten hat, wird in 45 ml Pyridin und 45 ml Aceton aufgeschlämmt. Die Mischung wird etwa 30 Minuten gerührt und hierauf filtriert, um das ungelöste Material zu entfernen. Der Filterriickstand wir, mit 10 ml Aceton gewaschen.
Man erhält 12, 5 g 4-N-Acetyl-2'-Desoxy-5-fluor3', 5'-di-0-toluyl-cytidin vom Schmelzpunkt 197 C.
[a] D25 + 32,0 (# 0, 5 ). Nach Umkristallisieren aus Butanol erhält man folgende Analyse : Berechnet für C27H26O7N3F : C 61, 94 H 5, Oi1 N 8, 41 gefunden : C 61, 86 H 5, 24 N 8, 12 d) 5, 24 g 4-N-Acetyl-2'-Desoxy-5-fluor-3',5'-di 0-p-toluyl-cytidin werden in 80 ml Methanol sus pendiert. Die erhaltene Suspension wird mit 15 ml 1 n Natriummethoxydiösungversetzt. Die Reaktions partner gehen sehr schnell in Lösung. Man lässt die Lösung 6 Stunden stehen und versetzt sodann mit 15 ml 1 n wässriger Schwefelsäure.
Die Lösung wird zur Trockne. eingedampft undl. der Rückstand mit Ather gewaschen. Der Rückstand wird sodann mit 100 ml heissem Methanol extrahiert und hierauf filtriert ; das Filtrat wird im Vakuum eingedampft. Man erhält 2, 4 g (100 /o) kristallisiertes 2'-Desoxy-5- fluor cytidin vom Schmelzpunkt 188-190 C. Um kdstallisieren des Produktes aus 120 ml Methanol liefert 2'-Desoxy-5-fluor-cytidin vom Schmelzpunkt 195-196 C. [a] D25 = 76, 6 ( 0, 4 ) (lao in Wasser).
Beispiel 7 a) Eine Mischung von 13, 10 g 5-Fluor-cytosin, 26 ml Dimethylformamid und 19, 0 g Pivaloylsäure- anhy, drid wird unter Rühren auf etwa 110-120 C erhitzt. Nach einer Erhitzungsdauer von etwa 15 Mi nuten lässt man die Reaktionsmischung abkühlen.
Nach zusätzlichem Kühlen kristallisiert. aus der Lösung 5-Fluor-4-N-pivaloyl-cytosin aus, das durch Filtration abgetrennt wird. Das Produkt wird aus Methanol umkristallisiert und schmilzt schmilzt einer einer peratur von 227-229 C unter Zersetzung.
Die Analyse des Produkts lautet : Berechnet für C9H12FN3O2: C 50, 6 H 5, 6 gefunden : C 50, 45 H 5, 81 b) Eine Mischung von 1, 0, 52 g 5-Fluor-4-N- pivaloyl-cytosin, 16 g Mercuriacetat und 20 ml Dimethylformamid wird bei etwa 0-5 C aufgeschlämmt. Man erhält einen homogenen Sirup, der unter Rühren mit 300 ml absolutem Äther versetzt wird. Es scheidet sich eine voluminöse, amorphe, flockige Quecksilberverbindung aus, die durch Filtration abgetrennt und mit 50 ml absolutem Ather gewaschen wird.
Das erhaltene Pmdjukt wird hierauf unter Rühren in 500 ml Toluol suspendiert. Man versetzt sodann mit 40, 0 g 2-Desoxy-3,5-di-0-p-toluyl-D-ribofuran osyl-chlorid und rührt die Reaktionsmischung etwa 1 Stunde. Das erhaltene Produkt wird in, der in Beispiel 6 beschriebenen Weise aufgearbleitet [für die Herstellung von 4-N-Acetyl-1-(2'-Desoxy-3', 5'-di-0p-toluyl-D-ribofuranosyl)-5-fluor-cytosin und die Isolierung des ss-Anomeren dieser Verbindung].
Man erhält 4, 0 g kristallisiertes 2'-Desoxy-5-fluor-4-Npivaloyl-3', 5'-di-0-p-toluyl-cytidin vom Schmelzpunkt 209 C. [α]D25 = +21 (1 % in Dimethylformamid). c) 3, 3 g 2'Desoxy-5-fluor-4-N-pivaloyl-3', 5'-di- 0-p-toluyl-cytidin werden in 70 ml Methanol suspendiert. Man versetzt sodann mit einigen Tropfen einer alkoholischen Phenolphfhaleinlösunjg. Anschliessend wird die Suspension tropfenweise mit 1, 8 n methylalkoholischer Bariummethylatlösung versetzt, bis die rote Farbe der Suspension bestehen bleibt.
Die Reaktionsmischung wind hierauf bei etwa 25 C etwa 90 Minuben stehen gelasse. Sodann neutralisiert man die Lösung mit 1 n Schwefelsäure und filtriert. Das Filtrat wird in der in Beispiel 6 beschriebenen Weise (für die Herstellung von 2'-Desoxy-541uor-cytidin) aufgearbeitet. Man, erhält 1, 5 g 2'eDesoxy-5-fluor- cytidin in Form von Kristallen, die bei 196 C schmelzen. [a] D25 = +75 (1 % in Wasser).
Process for the production of a cytosine derivative
The present invention relates to a new, improved process for the synthetic production of 1- (2'-deoxy-ss-D-ribofuranosyl) -5-fluoro-cytosine, which is often referred to as 2'-deoxy-5-fluoro-cytidine becomes, as well as the a-anomer this, he compound, namely 1- (2'-deoxy-aD-ribofuranosyl) -5-fluorocytosine.
These two compounds can be obtained separately by the process according to the invention.
A special feature of the process according to the invention is that 2'-deoxy-5-fluoro-cytidine can be produced which is essentially free from the anomer. Conversely, 1- (2'-deoxy-α-D-ribofuranoxyl) -5-fluoro-cytosine can be obtained which is essentially free of the ss-anomer.
The 2'-deoxy-5-fluoro-cytidine is a known compound which can be used for the treatment of tumor diseases. In addition, this compound inhibits the growth of bacteria and fungi.
The process according to the invention is characterized in that 5-fluoro-cytosine is treated with an acylating agent, the 4-N mono-acyl-5-fluoro-tytosine obtained is reacted with a mercury-II salt to form its mono-mercury salt, this mono-mercury salt with a 3, 5-diaroyl-2-deoxy-D-ribofuranosylahalogenid converts, whereby a mixture consisting of the α-anomer and the ss-anomer of the 4-N-monoacyl-1- (3 ', 5', - di-0-aroyl-2'-deoxy-D-ribofuranosyl) 5-fluorocytosine is obtained, which separates the α and β anomers from one another and finally hydrolyzes the β and / or α anomer separately by treatment with alkali.
The reaction sequence of the process according to the invention is shown graphically below.
EMI1.1
<tb>
<SEP> NH2
<tb> <SEP> F
<tb> <SEP> N
<tb> <SEP> 'r
<tb> <SEP> i
<tb> <SEP> I
<tb> <SEP> NH-acyl
<tb> <SEP> Nf <SEP> F <SEP> 11
<tb> <SEP> N
<tb> <SEP> 0 <SEP>% <SEP> tu
<tb> <SEP> i
<tb> H
<tb> mercury. <SEP> record <SEP> from <SEP> 11 <SEP> 111
<tb>
EMI2.1
<tb> <SEP> Continuation of the <SEP> formula
<tb> <SEP> NH-Acyl <SEP> Acyl-OCH2
<tb> <SEP> -0
<tb> <SEP> N / 0
<tb> IV <SEP> A <SEP> IV <SEP> B
<tb> <SEP> p <SEP> i <SEP> i
<tb> <SEP> 0 <SEP> I
<tb> <SEP> acyl
<tb> <SEP> 0
<tb> <SEP> 'N \
<tb> <SEP> Q-acul
<tb> <SEP> NH-Acet
<tb> <SEP> NHz <SEP> HOCHEZ
<tb> <SEP> ou
<tb> <SEP> F <SEP> 0-
<tb> <SEP> N,
<tb> <SEP> 0 <SEP> N
<tb> <SEP> O <SEP> Ay <SEP> V
<tb> <SEP> HO <SEP> H
<tb> <SEP> hole,
<tb> V <SEP> A <SEP> N - F <SEP> v <SEP> a
<tb> <SEP>. <SEP> nez
<tb> <SEP> OH
<tb> <SEP> NH2
<tb>
In the 1st
In the process stage, the 5-fluoro-cytosine (I) is reacted with an acylating agent to form the corresponding 4-N-monoacyl-5-fluoro-cytosine (II). 4-N-monoacyl-5-fluorocytosine compounds (II) were previously unknown. Some of these compounds, such as 5-fluoro-4-N-toluyl-cytosine and 4-N-benzoyl) -5-fluoro-cytosine, can easily be hydrolyzed with acid to form 5-fluoro-uracil.
The latter connection is known; it is suitable for combating tumors and has a germicidal effect.
It follows that some 4-N-mono, acyl-5-fluorocytosine compounds, which are intermediate products of the process according to the invention, can be regarded as convertible into 5-fluorouracil in biological systems.
All known acylating agents can be used for the acylation, for example acetic anhydride, benzoyl chloride, p-toluyl chloride, pivaloyl anhydride and the like. In a preferred embodiment, the 5-fluoro-cytosine is acylated by reacting it with p-toluyl chloride. To achieve the acylation it is sufficient to mix the 5-fluoro-cytosine with the acylating agent, expediently in the presence of an inert, organic solvent at a temperature up to the reflux temperature of the reaction mixture. Pyridine, dimethylformamide and the like have proven themselves as solvents.
The amount of acylating agent to be used in this process stage can vary; however, it is advisable to use at least 1 mole of acylating agent per mole of 5-fluoro-cytosine. However, it is also possible to work with a small excess of acylating agent.
In the 2nd process stage, the 4-N-mono acyl-5-fluoro-cytosine (II) is formed with the formation of its mono que. Oksilbersalzes reacted with a mercury (II) compound, preferably in the presence of a solvent. Any suitable mercury II salt can be used; mercury chloride or acetate is preferred. Any inert, organic solvent in which both 4-N-monoacyl-5-fluorocytosine and the mercury salt are soluble can be used as the solvent. In a preferred embodiment of the process, dimethylformamide is used.
In general, the desired mercury salt is obtained in the form of a precipitate by mixing the two reactants at room temperature. The precipitated monomercury salt of 4-N-monoacyl-5-fluorocytosine can be separated from the reaction mixture, for example by filtering or by centrifugation.
I, the 3rd process stage, the mercury salt of 4-N-monoacyl-5-fluoro-cytosine is reacted with an equimolar amount of a 3,5-di-0-aroyl-2-deoxy-D ribofuranosyl halide, for example with 2-deoxy-3,5-di-0-p-toluyl-D-ribofuranosyl chloride, 3, 5-di-0- (p-chlorobenzoyl) -2-deoxy-D-ribofuranosyl chloride or the like the resulting product is a mixture of 4-N, 3 ', 5'-triacyl-2'-deoxy-5-fluorocytidine (IV A) and the atanomer (IVB) of this compound. In other words, it is a mixture of 4-N-monoacyl-3 ', 5'-di-0-aroyl-2'-deoxy-5-fluorocytidine and the α-anomer of this compound.
When carrying out the third stage of the process, the Quecb silver salt of 4-Nonoacyl-5-fluoro-cytosine is expediently suspended in a suitable, inert, organic and water-immiscible solvent. For example, toluene, carbon tetrachloride, xylene, benzene and the like can be used as the suspension medium. The desired reaction can be carried out by simply decomposing a 3,5-di-O-aroyl 2-deoxy-D-ribofuranosyl halide to form a mercury salt suspension and stirring the resulting reaction mixture can be carried out at room temperature.
The resulting mixture consisting of 4-N, 3 ', 5' triacyl-2'-deoxy-5-fluoro-cytidine (IV A) and the α-anomer (IVB) of this compound is then separated into the anomers. If the reaction product contains, for example, a mixture of the a and ss anomers of 4-N-acetyl-il- (2'-deoxy-3 ', 5'-di-0-p, toluyl-D-ribofuranosyl) -5-fluoro-cytosine or 1- (2'-deoxy-3 ', 5'-di-0-p-toluyl-D-ribofuranosyl) 5-fluoro-4-N-pivaloyl-cytosine, then the method described below for the separation of the anomers suitable: The reaction mixture of the 3rd process stage is first banded with a saturated, aqueous sodium chloride solution.
The aqueous phase is then separated off from the organic phase and the latter is concentrated to a syrup. This is diluted with ethyl acetate and ether and then inoculated and allowed to crystallize. The crystals are triturated in a mixture of pyridine and acetone and then filtered off. The ss-anomer remains on the filter, while the a anomer can be recovered from the filtrate.
However, if the reaction mixture of the 3rd process stage contains, for example, 2'-deoxy-5-fluoro-4-N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine, i.e. H. the ss-anomer, as well as 1- (2'-deoxy-3 ', 5'-di-0-toluyl-a-D-ribofuranosyl) - 5-fluoro-4-N-toluyl-cytosine, d. H. the a-anomer - so a different method is used to separate the anomers. The reaction product of the 3rd process stage is washed several times with large amounts of an aqueous potassium iodide solution. Part of the anomer crystallizes out; these crystals can be, for. B. by filtration, separate.
The filtrate is then concentrated to a syrup.
By diluting this syrup with boiling methanol, you can get another amount of the crystallized ss-anomer.
After the crystallized β-anomer has been separated off by the method described above, the methanol mother liquor is evaporated and the residue obtained is dissolved in carbon tetrachloride. Waxy crystals are obtained which are difficult to filter; After trituration with ether, however, these crystals can be easily filtered. The crystallized product is then filtered off and then purified by first boiling it with ether, separating it from the solvent after cooling and then boiling it with methanol and again separating it from the solvent after cooling.
The crystallized product obtained is the α-anomer; H. 1- (2'-Deoxy-3 ', 5'-di 0-toluyl-a-D-ribofuranosyl) -5-fluoro-4-N-toluyl-cytosine.
In the fourth stage of the process according to the invention, the N, 3 ', 5'-triacyl-2-deoxy-5-fluoro-cytidine and also the a-anomer of this Velibindunig are deacylated by alkaline hydrolysis. For example, complete deacylation of 2'-deoxy-5-fluoro-4-N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine and of 1- (2'-deoxy-5-fluoro-4-N , 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine and of 1- (2'-deoxy-3', 5'-di-0-toluyl-aD-ribofuranosyl) -5-fluoro-4-N-toluyl -cytosine by usual methods.
Complete deacylation is preferably achieved by refluxing with an alkali alkoxide or alcoholic ammonia. Complete deacylation of the α- and β-anomers of 4-N-acetyl-1- (2'-deoxy-3 ', 5'-di-0-p-toluyl-D-ribofuranosyl) -5-fluoro- cytosine and the α and β anomers of
1- (2'-Deoxy-3 ', 5'-di-0-p-toluyl-D-ribofuranosyl) -5 fluoro-4-N-pivaloyl-cytosine is preferably obtained by mixing the compounds mentioned with an alkali alkoxide or alcoholic ammonia reached at room temperature.
The α- and β-anomers of the 4-N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl compound can also be deacylated at room temperature by using a large excess of alkali and / or by extending the reaction time.
It was also found that the deacylation of 2'-deoxy-5-fluoro-4-N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine under mild conditions only removes the acyl groups on the sugar part of the molecule.
For example, by mixing 2'-deoxy-5-fluoro-4 N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine at room temperature or at a temperature above room temperature with an alkali oxide or with alcoholic ammonia 2' Obtained deoxy-5-fluoro-4-Np-toluyl-cytidine. By a similar treatment, the a-anomer of 2'-deoxy-5-fluoro-4-N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine can be converted into the a-anomer of 2'-deoxy-5- obtained fluoro-4-Np-toluyl-cytidine.
Such derivatives have not yet been described in the literature. They are easily hydrolyzed to 2'-deoxy-5-fluorouridine or its α-anomers by acid. 2'-Deoxy-5-fluorouridine is a well-known agent against fungi and bacteria. It follows from this that, in addition to their properties as intermediate products in the process according to the invention, these compounds can also be regarded as convertible in biological systems into 2'-deoxy 5-fluorouridine or its α-anomers.
Example 1 a) 12.9 g (0.1 mol) of 5-fluoro-cytosine are suspended in 100 ml of pyridine. This suspension is mixed with 17.0 g (14 ml; 0.111 mol) of p-toluyl chloride. After the misoing, the temperature of the reaction mixture rises by itself to about 45 ° C. The mixture is heated to the reflux for about 5 hours and left. so. then stand at room temperature overnight. Crystallization of 5-fluoro-4-N-p-toluyl-cytosine occurs. The excess p-toluyl chloride is removed by adding 50 ml of ethanol and stirring for about 20 minutes.
The crystallized 5-fluoro-4-N-p-toluyl-cytosine is separated off by filtration and washed with ethanol and then with ether. The crystals are then crystallized in vacuo at a temperature of about 60 °. 18.35 g of 5-fluoro-4-N-p-toluyl-cytosine with a melting point of 250-251 ° C. (decomp.) Are obtained.
By evaporating the mother liquor to dryness, triturating the Riiakstandes with ethanol, removing the ethanol. by evaporation and schihesslioh suspension of the residue in 20 ml of ether and 20 ml of water, an additional 1.56 g of reaction product is obtained in the form of crystals.
The total yield of 5-fluoro-4-N-p-tbluyl-tytosine is 19.91 g and 80.5%, respectively. A sample of this product is recrystallized from about 300 parts by volume of 90% ethanol and provides the following analysis:
Melting point 257-258 C (dec.), # Max. (in ethanol) 265, 325 m, u (# = 12700, 17000). # min.
(Ethanol) 235, 290 m (e = 8000, 9400).
Analysis calculated for C12H10FN3O2: C 58.30 H 4:08 N17.00 F 7, 68 found: C 58, 43 H 4, 41 N, 17, 10 F 7, 51 b) A solution of 8.97 g (0 , 0281 mol) mercuriacetate in 75 ml of boiling ethanol is added to the solution of 6.95 g of 5-fluoro-4-Np-toluyl-cytosine, which is dissolved in 75 ml of methylformamide by heating to a temperature of about 100 ° C.
After mixing these solutions, a precipitate separates out. In order to ensure complete elimination, the reaction mixture is mixed with
800 ml of ether. Centrifugation, washing with ether and drying at a temperature of about 35 ° C. in vacuo gives 11.80 g (94.4 / o) of the monomercury salt of 5-fluoro-4-N-p-toluylcytosine.
The compound obtained gives the following analysis: Calculated for C12H8N3O2HgF: F 4, 26 N 9, 43 found: F 4, 07 N 9, 13 c) A suspension of 11.75 g (0.0264 mol) of the mono-mercury compound of 5 -Fluoro-4-Np-toluyl-cytosine in 350 ml of toluene is dehydrated by distilling off about 40 ml of toluene. The suspension is then cooled to room temperature and 22.3 g (0.0528 mol) of 2-deoxy-3, 5-di-O-p-toluyl-ribofuranosyl chloride are added with stirring. The temperature of the reaction mixture rises slightly and a clear solution forms within about 5 minutes. After 35 minutes, a crystallized product begins to precipitate.
At this point in time, 100 ml of a 15% aqueous potassium iodide solution are added dropwise to the reaction mixture, which is stirred for about 20 minutes. A dense crystallized precipitate forms, which is separated off and washed with water and ether. The crystals are then dried in vacuo at a temperature of about 60.degree. After triturating these crystals with 75 ml of boiling ethanol, 5.36 g of 2'-deoxy-5-fluoro-4-N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine with a melting point of 217 ° C. are obtained. Recrystallization of the product from 400 ml of butyl acetate, 4.25 g of needle-stick oil with a melting point of 234 235 C. # max.
(Methylene chloride) 243, 232 m (s 37500, 26500) # min. (Methylene chloride) 290 m @ b (s 8490). [α] D25 = + 5.5 (c = 1.0 in dimethylformamide).
Further crystallized reaction product is obtained by evaporating the toluene, ethanol and butyl acetate mother liquors. The total yield of 2 'deoxy-5-fluoro-4-N, 3 \ 5'-tri-p-toluyl-cytidine is 5.90 g (40 "/.). The connection provides the following analysis: Calculated for C33H30FN3O7: C66,. 10 H 5, 04 F3, 17 N 7, 011 found:
C 66.16 H 5.03 F 3.01 N 6, 73, 6, 90, d) 2.24 g 2-deoxy-5-fluoro-4-N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine are suspended in 25 ml of methanol containing a small amount of phenolphthalein.
The suspension is heated to reflux temperature and 2.7 ml of 0.85 N sodium hydroxide solution are added dropwise at this temperature over the course of 15 minutes.
Heating to reflux is then continued for about an additional hour.
The solution is then neutralized with 2.7 ml of 0.85 N alcoholic hydrochloric acid and evaporated in vacuo to give a syrup of crystals. This syrup is used in Bu. tyl alcohol. added, whereupon the solvent is again removed by evaporation. The residue is dried in vacuo at a temperature of about 60 ° C. and then taken up in 80 ml of boiling butanol.
The cloudy solution g obtained is filtered through diatomaceous earth and animal charcoal. After cooling, a crystallized product separates out, which is separated from the mother liquor by filtration. This gives 0.424 g of 2'-deoxy-5-fluorocytidine with a melting point of 194-196 C.
Evaporation of the mother liquor, dehydration with toluene and crystallization from butanol gives a further 0.226 g of 2'-deoxy-5-fluorocytidine with a melting point of 196-197 C.
Example 2
This example illustrates the separation and recovery of both 2'-deoxy-5-fluoro-4-N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine and its a-anomers, i.e. H. of 1- (2'-deoxy-3 ', 5'-di-0-toluyl-a-D-ribofuranosyl) -5-fluoro-4-N-toluyl-cytosine from a mixture containing these two compounds.
36.3 g of the monomercury salt of 5-fluoro-4-Np-toluyl-cytosine (prepared according to the information in Example 1) are reacted with 2-deoxy-3,5-di 0-p-toluyl-D-ribofuranosyl chloride, which is suspended in 750 ml of toluene. This production is carried out according to the manner described in Example 1.
The obtained product is washed repeatedly using 800 ml of 30% potassium iodide solution and 4000 ml of water. The 2'-deoxy-5-fluoro-4-N, 3 ', 5'-tri-p-toluene-cytidine separated out in the form of crystals from the toluene solution is filtered off and the toluene solution is concentrated to a syrup. After treatment with boiling methanol, this syrup provides additional crystallized reaction product. In total, iman receives 20.2 g of 2'-Deoxy-5-fluoro-4, N-3 ',, 5'-tri-p-toluyl-cytidine with a melting point of 215 C.
The methanol mother liquor is then evaporated and the residue is dissolved in 80 ml of carbon tetra-carbon. Waxy crystals separate from the solution. After trituration with 75 ml of ether, the crystals are filtered off and purified by boiling with 225 ml of boiling methanol. 7.5 g of tufts of needles which melt at 152-153 ° C. are obtained.
Recrystallization from 80 times the volume of ethanol gives 1- (2 '-' Deoxy-3 ', 5'-di-0-toluyl-o! - D-ribofuranosyl) -5-fluoro-4-N-toluyl-cytosine with a melting point of 152 , 5-153 C. M "= - 133. (C = 0.5 in dimethylformamide). # Max. (Ethyl alcohol) 242-3, 330 m, u (s = 39200, 12960). # Min. (Ethyl alcohol) 219, 295 m, u (8 = 19000, 7650). # Max.
(Methylene chloride) 243, 334 m (# = 37500, 28200).
# min. (Methylene chloride) 291 m (# = 9200).
The product provides the following analysis: Calculated for C33H30FN3O7:
C 66.10 H 5.04 F 3.17 N 7.01 found:
C 66, 54 H 5, 33 F 3, 27 N 6, 42
Example 3
This example illustrates the conversion of 1- (2'-deoxy-3 ', 5'-di-0-toluyl-α-D-ribofuranosyl) -5-fluoro-4-N-toluyl-cytosine to 1- (2'-deoxy-aD-ribofuranosyl) -5-fluoro-cytosine, i.e. H. the a-anomer of 2'-deoxy-5-fluoro-cytidine.
5.59 mg of 1- (2'-deoxy-3 ', 5'-di-0-toluyl-aD-ribofuranosyl) -5-fluoro-4-N-toluyl-cytosine (prepared according to the instructions in Example 2) added to 25 ml of 6N methanolic ammonia. The mixture is then left to stand at room temperature for 24 hours, then evaporated to dryness in vacuo and the residue is refluxed in 30 ml of chloroform for 5 minutes. Crystallization occurs on standing overnight at room temperature. The crystals are separated off by filtration.
2. 14 mg (84%) 1- (2'-deoxy-α-D-ribofuranosyl) -5-fluoro-cytosine are thus obtained. of melting point 182-d83 C. After recrystallization from 5 ml of ethanol and subsequent trituration with hot ethanol, the product melts at 186-187 C.
[α] D25 = -92. (c = 1.0 in water). # Max. (0.1 N hydrochloric acid) 291 m @ u (a = 12000) ./ t min. (0.1 N hydrochloric acid) 241 m (# = 1330).
Analysis of the compound: Calculated for C9H12FN3O4: F 7.75 found: F 7.57
Example 4
A. The following description illustrates the desacylation of 2'-deoxy-5-fluoro-4-N-3 ', 5'-tri-ptoluyl-cytidine according to a procedure different from Example 1.
A suspension of 3 g (5.36 miMol) of 2'-deoxy-5-fluoro-4-N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine in 50 ml of methanol is heated to reflux. 6 ml of 6.45 N lithium methoxide are added dropwise. During this addition, the reaction mixture is maintained at a temperature between about 50-55 ° C. After about 50 minutes at this temperature a solution is obtained, and after further heating at this temperature for about 5 hours, the absence of any substantial absorption is found at 320 m fixed. The solution is then neutralized with alcoholic hydrochloric acid and then clarified with kieselguhr and animal charcoal.
It is concentrated to a syrup and obtained. using a mixture of 10 ml of ethanol, 10 ml of methanol and 25 ml of ether, 0.91 g (69.4%) crystallized 2'-deoxy-5-fluorocytidine. Subsequent recrystallization in butanol and then in ethanol gives a product with a melting point of 196-197 C.
B. Another method for deacylation is that 10.71 g of 2'-deoxy-5-fluoro-4- N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine in 170 ml of ethanol, which is 15% Contains ammonia, suspended. The mixture is stirred for 16 hours at room temperature and 330 ml of methanol are then added. The reaction mixture is saturated with ammonia while cooling with ice and then left to stand for 20 hours. The solution obtained is clarified, ie diatomaceous earth and animal charcoal. The analysis shows that the product only has an Eo (0.11 n sodium hydroxide solution) of 1.250, which corresponds to 0.3% of 2'-deoxy-5-fluoro-4-ntoluyl-cytidine.
After evaporation of the solution, a dry, crystallized powder is obtained which is dehydrated with 80 ml of boiling ethanol. After cooling and adding 80 ml of ether, 2.33 g of 2'-deoxy-5-fluorocytidine with a melting point of 193.5-195 ° C. are obtained.
Further addition of ether to the mother liquor and subsequent evaporation of the solution to dryness and trituration of the residue with 100 ml of boiling butyl acetate yields additional crystallized 2 'deoxy-5-fluorocytidine. The overall yield is 4.21 g (89.7%).
Example 5 1, 12 g (0.002 mol) of 2'-deoxy-5-fluoro-4-N, 3 ', 5'-tri-p-toluyl-cytidine (prepared according to Example 1) are dissolved in 30 ml of methanol suspended, d'as. contains a few drops of phenolphthalein. 2 ml of 1N sodium hydroxide solution are added to this suspension. The mixture is shaken for 20 minutes and then a further 2 ml of 1N sodium hydroxide solution is added. It is then left to stand at about 3 ° C. for 16 hours. Subsequent neutralization with methanolic hydrochloric acid (0.0026 mol of hydrogen chloride) and evaporation gives: a syrup which forms crystals when rubbed with 50 ml of ether.
The crystallized product is separated off by centrifugation, washed with ether and then taken up in 15 ml of water. After standing, crystals separate out, which are separated off by filtration and washed with water and ethanol. After neutralization with 0.7 ml of 1N hydrochloric acid, the filtrate yields further crystallized reaction product. The overall yield is 0.41 g (56.5%). The product softens at 188-189 C, solidifies again and melts again at 217-218 C.
By recrystallizing 0.3 g of the product from 15 ml of water and 5 ml of ethanol, 0.27 g of 2'-deoxy-5-suor-4-Np- <toluyl-cytidinine is obtained in the form of long needles which melt at 218-219 . # Max.
(Ethyl alcohol) 265, 329 m (# = 16800, 17900). i. min. (Ethyl alcohol) 236, 294 m @ (s = 8600, 8700).
# Max. (0 ,, n @ caustic soda) 245, 320 m (# = 11440, 223810). # min. (0.1 n sodium hydroxide solution) 235, 260 m (# = 1. 1160, 8410) [a] D = +90, 3. (c = 0.4 in dimethylformamide).
Analysis of the product: Calculated for C17H18FN3O5:
C 66.10 H 5.04 F 3.17 N 7.01 found:
C 66.16 H 5.03 F 3.01 N 6, 73, 6, 90
Example 6 a) 12.9 g of 5-fluorocytosine, 60 ml of acetic acid and 12 ml of acetic anhydride who. which is placed in a iced reaction vessel and then heated to about 110-115 ° C. After about 5 minutes, the resection partners have dissolved. It is allowed to cool to room temperature and then cooled further, with crystallization occurring.
The crystallized product is removed from the reaction mixture by filtration and dried to constant weight at a temperature of about 80.degree. In this way 17.1 g of 4-N-acetyl-5-fluorocytosine (10.0%) with a melting point of 235-237 ° C. (decomp.) Are obtained.
Analysis of the product: Calculated for C6H6N3O2F: C 42.1 H 3, 5 found: C 42.24 H 3, 80 b) By heating in a steam bath, a solution of 17.1 g of 4-N-acetyl 5-fluorocytosine made in 200 ml of dimethylformamide. This solution is added to a solution of 32.0 g of mercuriacetate in 130 ml of dimethylformami, d. Before the addition of the 4-N-acctyl-5-fluorocytosine solution, the mercuric acetate solution is cooled to about 0.degree. The addition of the fluorocytosine solution to the mercuric acetate solution is carried out in such a way that the temperature of the rea. ction mixture does not exceed about 20 C.
After adding the 4-N-acetyl-5-fluorocytosine solution, the reaction mixture is stirred for 10 minutes at about 0-10.degree. 300 ml of absolute ether are then added and the precipitate formed is filtered off. The precipitate is washed with 100 ml of absolute ether and sodami with 10 ml of toluene.
The product obtained is suspended in 5100 ml of toluene without drying while stirring continuously.
80.0 g of 2-deoxy-3,5-di-0-toluyl-D-ribofuranosyl chloride are then added. The reaction mixture is stirred at 20-25 ° C. for about 1 hour.
Then 200 ml of saturated sodium chloride solution and 1.0 g of sodium bio carbonate are added and the mixture is stirred vigorously for 15 minutes. A two-phase system is obtained. The toluene layer is separated and shaken with 100 ml of a saturated sodium chloride solution. The toluene solution is then evaporated to dryness in a vacuum. The syrup obtained is diluted with 20 ml of ethyl acetate and 200 ml of ether, inoculated and left to crystallize.
After about 12 hours, the crystallization appears to have ended. Crystals formed are filtered off and washed with ether. 39.5 g (75%) of 4-N-acetyl-1- (2'-deoxy-3 ', 5'-di-0-toluyl-dribofuranosyl) -5-fluoro-cytosine with a melting point of 155-162 ° C. are obtained . [α] D25 = -60 (1% dimethylformamide). c) 30.0 g of 4-N-acetyl-1- (2'-deoxy-3 ', 5'-di-0-ptoluyl-D-ribofuranosyl) -5-fluorocytosine, which is accordingly the. Information given in the previous paragraph is slurried in 45 ml of pyridine and 45 ml of acetone. The mixture is stirred for about 30 minutes and then filtered to remove the undissolved material. The filter residue was washed with 10 ml of acetone.
12.5 g of 4-N-acetyl-2'-deoxy-5-fluoro3 ', 5'-di-0-toluyl-cytidine of melting point 197 ° C. are obtained.
[a] D25 + 32.0 (# 0, 5). After recrystallization from butanol the following analysis is obtained: Calculated for C27H26O7N3F: C 61.94H5, Oi1N8.41, found: C61.86H5, 24N8, 12d) 5.24 g of 4-N-acetyl -2'-Deoxy-5-fluoro-3 ', 5'-di 0-p-toluyl-cytidine are suspended in 80 ml of methanol. The suspension obtained is mixed with 15 ml of 1N sodium methoxide solution. The reaction partners find a solution very quickly. The solution is left to stand for 6 hours and then 15 ml of 1N aqueous sulfuric acid are added.
The solution becomes dry. evaporated andl. the residue washed with ether. The residue is then extracted with 100 ml of hot methanol and then filtered; the filtrate is evaporated in vacuo. 2.4 g (100 / o) of crystallized 2'-deoxy-5-fluoro-cytidine with a melting point of 188-190 ° C. are obtained -196 C. [a] 25 D = 76.6 (0.4) (lao in water).
Example 7 a) A mixture of 13.10 g of 5-fluoro-cytosine, 26 ml of dimethylformamide and 19.0 g of pivaloylic acid anhydride is heated to about 110-120 ° C. with stirring. After a heating period of about 15 minutes, the reaction mixture is allowed to cool.
Crystallized after additional cooling. 5-fluoro-4-N-pivaloyl-cytosine from the solution, which is separated off by filtration. The product is recrystallized from methanol and melts at a temperature of 227-229 C with decomposition.
The analysis of the product reads: Calculated for C9H12FN3O2: C 50.6 H 5, 6 found: C 50, 45 H 5, 81 b) A mixture of 1, 0, 52 g of 5-fluoro-4-N-pivaloyl-cytosine , 16 g of mercuric acetate and 20 ml of dimethylformamide are slurried at about 0-5 C. A homogeneous syrup is obtained, to which 300 ml of absolute ether are added while stirring. A voluminous, amorphous, flaky mercury compound separates out, which is separated off by filtration and washed with 50 ml of absolute ether.
The Pmdjukt obtained is then suspended in 500 ml of toluene with stirring. 40.0 g of 2-deoxy-3,5-di-0-p-toluyl-D-ribofuranosyl chloride are then added, and the reaction mixture is stirred for about 1 hour. The product obtained is worked up in the manner described in Example 6 [for the preparation of 4-N-acetyl-1- (2'-deoxy-3 ', 5'-di-0p-toluyl-D-ribofuranosyl) -5 -fluorocytosine and the isolation of the ss-anomer of this compound].
4.0 g of crystallized 2'-deoxy-5-fluoro-4-npivaloyl-3 ', 5'-di-0-p-toluyl-cytidine with a melting point of 209 ° C. [α] D25 = +21 (1 % in dimethylformamide). c) 3.3 g of 2'-deoxy-5-fluoro-4-N-pivaloyl-3 ', 5'-di-0-p-toluyl-cytidine are suspended in 70 ml of methanol. A few drops of an alcoholic phenol phthalein solution are then added. 1.8 N methyl alcoholic barium methylate solution is then added dropwise to the suspension until the red color of the suspension persists.
The reaction mixture is then left to stand at about 25 ° C. for about 90 minutes. The solution is then neutralized with 1N sulfuric acid and filtered. The filtrate is worked up in the manner described in Example 6 (for the preparation of 2'-deoxy-541uor-cytidine). 1.5 g of 2'e-deoxy-5-fluorocytidine are obtained in the form of crystals which melt at 196.degree. [a] D25 = +75 (1% in water).