CN102958931A - 碳环核苷和其中使用的中间体的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本说明书公开了一种制备式(1)的碳环核苷和其中使用的中间体的方法。该方法包括在Mit sunobu型反应条件下,使式(2)化合物与式(3)化合物反应以得到式(4)化合物的步骤,其中,PG1,PG2,PG3和PG4是保护基。对式(4)化合物脱保护,得到式(1)化合物,如下图所示。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求分别于2010年5月31日和2011年2月3日提交的加拿大专利申请2,705,953和2,730,622的权益和优先权。
明确将上述专利申请的内容引入本文,作为本文发明内容的参考。
技术领域
本说明书涉及一种合成碳环核苷(carbonucleoside)和其中使用的中间体的方法。
发明背景
恩替卡韦(下面所示的结构式1)是用于治疗人类中的乙型肝炎感染的一种抗病毒化合物。它作为口服片剂和溶液,以商品名"Baraclude"在市场上销售。
制备恩替卡韦的现有技术的方法包括:用甲硅烷基保护基保护环戊烷原料上的羟基和羟甲基;同时进行其他基团的化学反应和衍生化而形成恩替卡韦分子。在最终或接近最终的合成方法步骤,通过水解除去甲硅烷基保护基。
引入本文作为参考的加拿大专利申请号2,705,953公开了一种制备恩替卡韦和类似碳环核苷化合物的方法,其避免了这样的甲硅烷基保护基的使用。
在制备碳环核苷的过程中,使用鸟嘌呤的偶合(coupling)可以是具有挑战性的,且可以导致具有不同立体化学的碳环核苷。此外,在形成碳环核苷过程中使用鸟嘌呤可以导致不希望的副产物,例如,在鸟嘌呤的N2,N7或O6位而不是在N9位的偶合。这些副产物可以是难以与N9产物分离和纯化。通过使用在O6位具有卤化物例如氯或碘的鸟嘌呤衍生物,以获得中间体碳环核苷,在一定程度上解决这一问题。这种中间体碳环核苷进一步反应,得到基于鸟嘌呤的碳环核苷。然而,这样的方法没有避免在N2或N7位的偶合。此外,需要额外的处理步骤,以获得期望的产物。
因此,在本领域中需要制备基于鸟嘌呤的碳环核苷的方法,其可以导致在N9位偶合鸟嘌呤方面更高的选择性,且也可以是立体选择性的。此外,在本领域中需要避免使用需要不同的脱保护条件的保护基的方法。因此,在本领域中需要可以以单一步骤进行最终全面的脱保护的方法。
发明内容
在一个方面,本说明书涉及一种制备式1化合物的方法,所述方法包括以下步骤:
-在Mitsunobu型反应条件下,使式2化合物与式3化合物反应,得到式4化合物;
其中,PG1,PG2,PG3和PG4是保护基;
-对式4化合物脱保护,得到式1化合物
在另一个方面,本说明书涉及式4'化合物:
在进一步的方面,本说明书涉及式3'的化合物:
详细说明
如上所述,本说明书涉及一种制备式1化合物的方法,所述方法包括以下步骤:
-在Mitsunobu型反应条件下,使式3化合物与式2化合物反应,得到式4化合物;
其中,PG1,PG2,PG3和PG4是保护基;
-对式4化合物脱保护,得到式1化合物
在加拿大专利申请号2,705,953中公开了式2化合物。式3化合物可以通过以下方式获得:保护鸟嘌呤6-位的氧原子,接着与胺保护基反应以保护N2-位,以形成式3化合物。
在用于获得式4化合物的方法中的保护基没有特别的限制。在一个实施方式中,例如但不限于,对于式2和3的化合物所选择的每个保护基相同或不同,且是对酸不稳定的保护基。对酸不稳定的保护基可以通过使用酸使官能团脱保护。通过使用对酸不稳定的保护基,可以进行单一的一锅(one spot)脱保护步骤,优选在接近获得式1化合物的合成结束时。
用于保护式2和3的化合物中的氧原子的保护基PG1、PG2和PG3没有特别的限制,并且被本领域的技术人员认为适于保护烷基或环状系统上的-OH取代基。此外,这样的保护基可以使用本领域的技术人员已知的方法来除去(脱保护)。合适的保护基的实例可以在Greene and Wats,Protecting Groups in Organic Synthesis的最新版本中找到。在一个实施方式中,例如但不限于,保护基是乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲基醚(MEM)、二甲氧基三苯甲基(DMT)、甲氧基三苯甲基(MMT)、三苯甲基、甲氧基甲基醚(MOM)、对甲氧基苄基醚(PMB)、新戊酰基(Piv)或四氢吡喃基(THP)。在另一个实施方式中,用于保护式2化合物中的两个羟基的保护基PG1和PG2一起形成醛或缩酮。使用醛或酮可以导致形成缩醛或缩酮,其随后可以通过使用酸来裂解。该方法允许用于式2化合物的两个羟基的单一的保护基。在进一步的实施方式中,用于保护式2化合物的两个羟基的醛是苯甲醛。在再进一步的实施方式中,式3化合物中的氧原子上的保护基PG3是苄基。
用于保护鸟嘌呤的2-位(N2)的胺的保护基PG4没有特别的限制,并且被本领域的技术人员认为适于保护烷基或环状系统上的–NH2取代基。此外,这样的保护基可以使用本领域的技术人员已知的方法来除去(脱保护)。合适的保护基的实例可以在Greene and Wuts,ProtectingGroups in Organic Synthesis的最新版本中找到。在一个实施方式中,例如但不限于,PG4保护基为叔丁氧羰基(BOC)、甲苯磺酰基(Ts)或基于甲硅烷基的保护基,例如,例如但不限于,三甲基甲硅烷基。
式2和3的化合物在Mitsunobu型反应条件下反应。Mitsunobu反应允许醇转化为不同的官能团,同时发生立体化学反转。因此,新的官能团具有与醇的立体化学相反的立体化学。该反应可以包括在适当的溶剂和反应条件使用膦,例如芳基膦或烷基膦,以及基于偶氮的化合物。
用于Mitsunobu型反应的膦没有特别的限制,并且可以是,例如但不限于,如上所述的烷基膦或芳基膦。在一个实施方式中,例如但不限于,膦是三苯基膦(PPh3)或三甲基膦(PMe3)。
用于Mitsunobu型反应的基于偶氮的化合物没有特别的限定。在一个实施方式中,基于偶氮的化合物,例如但不限于,为偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)、偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD)、偶氮二甲酸二叔丁酯、2-(苯基偶氮)吡啶(azpy)、偶氮二甲酸二对氯苄酯(DCAD)或1,1’-(偶氮二羧基)二哌啶(ADDP)。
在Mitsunobu型反应的另一个实施方式中,利用正膦叶立德(phosphorane ylide)而不是膦和基于偶氮的化合物。正膦叶立德没有特别的限定。在一个实施方式中,例如但不限于,正膦叶立德为(氰基亚甲基)三甲基正膦或三丁基正膦。
用于Mitsunobu型反应的溶剂没有特别的限定。在一个实施方式中,例如但不限于,用于Mitsunobu型反应的溶剂是四氢呋喃、乙腈、二氯甲烷、甲苯或其混合物。
用于进行Mitsunobu型反应的温度也没有特别的限定。在一个实施方式中,例如但不限于,用于Mitsunobu型反应的温度为室温。在另一个实施方式中,例如但不限于,通过回流溶剂进行反应。在进一步的实施方式中,例如但不限于,通过加热最高至大约120℃以及室温至120℃之间的所有温度进行反应。在进一步的实施方式中,例如但不限于,通过将反应冷却至约-20℃以及在室温至-20℃之间的所有温度进行反应。反应温度取决于所用的试剂和所需的条件。
用于进行Mitsunobu型反应的试剂的添加顺序没有特别的限制,并且应该是已知的,或可以由本领域的技术人员确定。在一个实施方式中,例如但不限于,式2和3化合物以及膦溶解在溶剂中,随后添加基于偶氮的化合物。
与已使用未受保护的N2-鸟嘌呤时相比,使用如本文所公开的方法可以导致式4中间体化合物的更高的产率。然后,式4中间体化合物可以被脱保护,任选地,以使用一锅法的单一步骤,以获得式1化合物。这也可以导致较高的总产率。此外,使用式3化合物可以导致N9相比N2、N7或O6更高的区域选择性,这可以改善在制备式1化合物的方法中得到的化合物的纯度分布(purity profile)。更进一步的是,使用Mitsunobu型反应条件允许立体化学反转,因此,可以控制得到的最终产物的立体化学。
实施例
下面的实施例是说明性和非限制性的,并代表本发明的具体实施方式。
实施例1:叔丁基-6-(苯甲氧基)-9-((4aR,6S,7aS)-5-亚甲基-2-苯基六氢环戊并[d][1,3]二噁英-6-基)-9H-嘌呤-2-基氨基甲酸酯(4’)的制备
向圆底烧瓶加入2(250毫克,1.08毫摩尔,1当量)、3(441毫克,1.30毫摩尔,1.2当量)、三苯基膦(370毫克,1.40毫摩尔,1.3当量)和四氢呋喃(6毫升)。将所得的悬浮系统在室温下搅拌10分钟,在10分钟内滴加偶氮二甲酸二异丙酯(283毫克,1.40毫摩尔,1.3当量)。继续搅拌额外的30分钟,然后将反应混合物浓缩至干。通过快速柱色谱法使用35%乙酸乙酯/庚烷,纯化粗产物,得到465毫克为白色固体的3(78%)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.77(s,1H),7.54(m,4H),7.30(m,6H),7.27(s,1H),5.86(s,1H),5.60(s,2H),5.50(brd,1H,J=9.5Hz),4.91(m,2H),4.61(m,2H),4.18(t,1H,J=10.6Hz),2.66(brt,1H,8.6Hz),2.33-2.59(m,2H),1.55(s,9H)。
实施例2:2-氨基-1,9-二氢-9-((1S,3R,4S)-4-羟基-3-(羟甲基)-2-亚甲基环戊基)-6H-嘌呤-6-酮(1)的制备
向圆底烧瓶加入3(450毫克,0.81毫摩尔,1当量)、二氯甲烷(10毫升)和2N盐酸水溶液(5毫升)。将所得的两相溶液在室温下搅拌18小时。分离两层,用二氯甲烷(2×2毫升)洗涤水层。向水层中加入活性炭(charcoal)(100毫克),并将该混合物搅拌10分钟,然后过滤。将3N NaOH水溶液逐滴加入水层至pH为7-8。将所得的悬浮系统在室温下搅拌45分钟,过滤,并用水(2毫升)洗涤,得到120毫克为白色固体的4(50%),纯度:>99.8%。1H NMR(300MHz,DMSO-d6)δ10.57(s,1H),7.67(s,1H),6.42(s,2H),5.36(t,3H,J=8.4Hz),5.10(s,1H),4.88(d,1H,J=2.9Hz),4.85(t,1H,J=5.1Hz),4.56(s,1H),4.23(s,1H),3.53(t,2H,J=6.1Hz),2.50(s,1H)。
实施例3:6-(苯甲氧基)-9-((4aR,6S,7aS)-5-亚甲基-2-苯基六氢环戊并[d][1,3]二噁英-6-基)-N-(三甲基甲硅烷基)-9H-嘌呤-2-胺(6)的制备
向圆底烧瓶加入2(700毫克,3.01毫摩尔,1当量)、5(1.22克,3.16毫摩尔,1.05当量)、三苯基膦(1.03克,3.92毫摩尔,1.3当量)和四氢呋喃(18毫升)。将所得的悬浮系统在室温下搅拌10分钟,并在10分钟内逐滴加入偶氮二甲酸二异丙酯(790毫克,3.92毫摩尔,1.3当量)。继续搅拌额外的2小时,然后将反应混合物浓缩至干。将粗产物通过快速柱色谱法使用50%乙酸乙酯/庚烷纯化,得到540毫克为白色固体的6(34%)。1H NMR(300MHz,CDC l 3)δ7.58(s,1H),7.50(m,4H),7.40(m,6H),5.66(s,1H),5.56(s,2H),5.46(brd,1H,J=9.9Hz),4.95(t,1H,J=2.5Hz),4.75(t,1H,J=1.9Hz),4.65(m,2H),4.24(m,1H),4.05(t,1H,J=9.9Hz),2.68(m,1H),2.47(m,2H),0.31(s,9H)。
实施例4:2-氨基-1,9-二氢-9-((1S,3R,4S)-4-羟基-3-(羟甲基)-2-亚甲基环戊基)-6H-嘌呤-6-酮(1)的制备
向圆底烧瓶加入6(470毫克,0.89毫摩尔,1当量)、二氯甲烷(7毫升)和2N盐酸水溶液(5毫升)。将所得的两相溶液在室温下搅拌18小时。分离两层,并用二氯甲烷(2×3毫升)洗涤水层。向水层中加入活性炭(50毫克),并将该混合物搅拌2小时,然后过滤。将3N NaOH水溶液逐滴加入水层至pH为7-8。将所得的悬浮系统在室温下搅拌1小时,过滤,并用水(2毫升)洗涤,得到230毫克为白色固体的4(88%),纯度:>99.8%。1H NMR(300MHz,DMSO-d6)δ10.57(s,1H),7.67(s,1H),6.42(s,2H),5.36(t,3H,J=8.4Hz),5.10(s,1H),4.88(d,1H,J=2.9Hz),4.85(t,1H,J=5.1Hz),4.56(s,1H),4.23(s,1H),3.53(t,2H,J=6.1Hz),2.50(s,1H)。
Claims (30)
2.根据权利要求1的方法,其中,所述Mitsunobu型反应条件包括烷基膦或芳基膦和基于偶氮的化合物。
3.根据权利要求2的方法,其中,所述烷基膦是PMe3。
4.根据权利要求2的方法,其中,所述芳基膦是PPh3。
5.根据权利要求2至4中的任一项的方法,其中,所述基于偶氮的化合物选自偶氮二甲酸二乙酯(DEAD)、偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD)、偶氮二甲酸二叔丁酯、2-(苯基偶氮)吡啶(azpy)、偶氮二甲酸二对氯苄酯(DCAD)或1,1’-(偶氮二羧基)二哌啶(ADDP)。
6.根据权利要求2至4中的任一项的方法,其中,所述基于偶氮的化合物是偶氮二甲酸二异丙酯(DIAD)。
7.根据权利要求1的方法,其中,所述Mitsunobu型反应条件包括正膦叶立德。
8.根据权利要求7的方法,其中,所述正膦叶立德选自(氰基亚甲基)三甲基正膦或三丁基正膦。
9.根据权利要求1至8中的任一项的方法,其中,所述用于Mitsunobu型反应的溶剂选自四氢呋喃、乙腈、二氯甲烷、甲苯或其混合物。
10.根据权利要求1至8中的任一项的方法,其中,所述用于Mitsunobu型反应的溶剂是四氢呋喃。
11.根据权利要求1至10中的任一项的方法,其中,所述Mitsunobu型反应在室温下进行。
12.根据权利要求1-11中的任一项的方法,其中,所述式2和3的化合物上的保护基是对酸不稳定的保护基。
13.根据权利要求1至12中任一项的方法,其中,所述存在于式2化合物中的氧原子上的各个保护基PG1和PG2独立地选自乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲基醚(MEM)、二甲氧基三苯甲基(DMT)、甲氧基三苯甲基(MMT)、三苯甲基、甲氧基甲基醚(MOM)、对甲氧基苄基醚(PMB)、新戊酰基(Piv)或四氢吡喃基(THP)。
14.根据权利要求1至12中的任一项所述的方法,其中,所述用于保护式2化合物中的两个氧原子的保护基PG1和PG2一起形成醛或缩酮。
15.根据权利要求14的方法,其中,所述缩醛是苯甲醛缩醛。
16.根据权利要求1至15中任一项的方法,其中,所述存在于式3化合物中的氧原子上的保护基PG3选自乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲基醚(MEM)、二甲氧基三苯甲基(DMT)、甲氧基三苯甲基(MMT)、三苯甲基、甲氧基甲基醚(MOM)、对甲氧基苄基醚(PMB)、新戊酰基(Piv)或四氢吡喃基(THP)。
17.根据权利要求16的方法,其中,所述式3化合物中的氧原子上的保护基PG3是苄基。
18.根据权利要求1-17中的任一项所述的方法,其中,所述式3化合物中的氮原子上的保护基PG4选自叔丁氧羰基(BOC)、甲苯磺酰基(Ts)或基于甲硅烷基的保护基。
19.根据权利要求1至17中的任一项的方法,其中,所述式3化合物中的氮原子上的保护基PG4是叔丁氧羰基(BOC)。
20.根据权利要求1-19中的任一项所述的方法,其中,所述方法的用于对式4化合物脱保护的步骤(ii)以一锅法进行。
21.根据权利要求1-19中的任一项所述的方法,其中,所述方法的用于对式4化合物脱保护的步骤(ii)以多步法进行。
24.根据权利要求22或23定义的化合物,其中,所述存在于式2化合物中的氧原子上的各个保护基PG1、PG2或PG3独立地选自乙酰基、苯甲酰基、苄基、β-甲氧基乙氧基甲基醚(MEM)、二甲氧基三苯甲基(DMT)、甲氧基三苯甲基(MMT)、三苯甲基、甲氧基甲基醚(MOM)、对甲氧基苄基醚(PMB)、新戊酰基(Pi v)或四氢吡喃基(THP)。
25.根据权利要求22定义的化合物,其中,所述用于保护式2化合物中的两个氧原子的保护基PG1和PG2一起形成醛或缩酮。
26.根据权利要求23定义的化合物,其中,所述式3化合物中的氮原子上的保护基PG4选自叔丁氧羰基(BOC)、甲苯磺酰基(Ts)或基于甲硅烷基的保护基,且氧原子上的保护基如权利要求24中所定义。
27.式4'的化合物:
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