CS263955B1

CS263955B1 - Způsob výroby N-(3-hydroxy-2-fosfonylmethoxypropyl)derivátů heterocyklických bází

Info

Publication number: CS263955B1
Application number: CS865471A
Authority: CS
Inventors: Antonin Rndr Drsc Holy; Ivan Ing Rosenberg
Original assignee: Holy Antonin; Rosenberg Ivan
Priority date: 1986-07-18
Filing date: 1986-07-18
Publication date: 1989-05-12
Also published as: CS547186A1

Abstract

Je řešen nový způsob přípravy N-(3- -hydroxy-2-fosfoinylmethoxypropyl)derivátů purinových a pyrimidinových bází, který spočívá v reakci N-(2,3-dihydroxypropyl)derívátů s chlormethanfosfonyldichloridem v trialkylesterech kyseliny fosforečné, hydrolýze a současné isomerizaci na 3‘-chlormethanfosfonylestery N-(2,3-dihydroxypropyl)- derivátů heterocyklických bází a jejich konverzi na předmětné sloučeniny působením vodných roztoků alkalických hydroxidů.

Description

Předmětem vynálezu je způsob výroby N- (3-hydroxy-2-fosf onylmethoxypropylj derivátů heterocyklických bází.

9- (S j-(3-hydr oxy-2-f osfonylmethoxypropyl)adenin (HPMPA) je vysoce účinné virostatikum s účinkem zaměřeným především proti DNA-virům (herpesviry, poxviry, adenoviryj, čs. autorské osvědčení č. 263 252.

Dosavadní způsoby jeho přípravy spočívaly buď v kondenzaci sodné soli specificky chráněného 9- (S j - (2,3-dihydroxypropyl ] adeninu s diesterem p-toluensulfonyloxymethanfosfoinové kyseliny následované odstraněním chránicí skupiny a alkalickou hydrolýzou (čs. autorské osvědčení č. 263 951), nebo v reakci N-substituovaného 9-(S)-(2,3-dihydroxypropyl) adeninu s chlormethanfosfonyldichloridem a následujícím působením vodných hydroxidů alkalických na přechodně vzniklý 3‘-0-chlormethanfosfonylester 9- (S)- (2,3-dihydroxypropyl)adeninu (čs. autorské osvědčení č. 233 665).

Druhá z uvedených metod je zdánlivě jednodušší, ale poskytuje směs HPMPA s jeho isomerem [ 9- (S )-/2-hydroxy-3-f osřonylmethoxypropyl/adeninem], který je biologicky zcela neúčinný a musí být oddělen. Tuto nevýhodu odstraňuje jiný postup, který zvyšuje zastoupení výše uvedeného meziproduktu, 3‘-0-chlormethanfosfonylesteru, kyselou isomerizací reakční směsi a odstraňuje nepotřebný 2‘-O-isomer dělicím postupem, který dovoluje jeho znovuvyžití (čs. autorské osvědčení ě. 263 953 a č. 263 954), a tak umožňuje podstatné zvýšení výtěžku HPMPA.

K dosažení vysokého stupně esterlfikace výchozí látky chlormethanfosfonyldichloridem v přítomnosti pyridinu nebo jiné terciární báze (ěs. autorské osvědčení číslo 233 665) nebo produktem jeho parciální hydrolýzy v pyridinu (čs. autorské osvědčení č. 263 954), je vždy zapotřebí užít značného přebytku činidla (čs. autorské osvědčení č. 263 954); kromě toho musí být, vzhledem k nebezpečí vedlejší reakce na aminoskupině, výchozí látka vždy chráněna acylskupinou nebo amidinovou funkcí.

Tyto nevýhody odstraňuje předmětný vynález způsobu výroby N-(3-hydroxy-2-fosfonylmethoxypropyl) derivátů heterocyklických bází obecného vzorce I ^-CHzCH-OCmP (O j (OH )2 CH20H (I) kde

R¹ je purin-9-ylový nebo pyrimidin-l-ylový zbytek, spočívající v tom, že se N-(,2,3-dihydroxypropyljderivát heterocyklické báze obecného vzorce II

R¹—CH2CH(OH)CHzOH (Π) kde

R¹ má stejný význam jako ve vzorci I, uvede do reakce s 1,03 až 2 molárními ekvivalenty chlormethanfosfonyldichloridu vzorce III

ClCH2P(O)Cl2 (III) v trialkylesteru kyseliny fosforečné vzorce IV (R²O]3P = O (IV) kde

R² je methyl- nebo ethylskupina, při teplotách 0 až 30 °C, směs se srazí 5 až 10 objemy etheru, vztaženo na látku vzorce IV, vyloučený produkt se rozpustí ve vodě na výslednou koncentraci 25 až 150 mmolů . . I^-1 směs se zahřívá na teplotu 100 až 110 stupňů Celsia po dobu 8 až 24 h, vzniklý 3‘-O-chlormethanfosfonylester obecného vzorce V

R¹—CH2CH(OH JCH2OP (O) (OH )>CH2C1 (V) kde

R¹ má stejný význam jako· ve vzorci I, se izoluje na sloupci hydrofobizo váného silikagelu, zahřívá na teplotu 50 až 100 °C v 1 až 6 molů . I^-1 vodném roztoku hydroxidu alkalického a látka obecného vzorce I se izoluje, s výhodou odsolením nebo- chromatografií.

Předmětný postup je založen na známé skutečnosti, že chloridy kyselin fosforu reagují s alkoholy v trimethyl- nebo triethylfosfátu s vysokým výtěžkem na esterchloridy, které je možno alkalicky nebo kysele hydrolyzoivat na příslušné estery (M. Yoshikawa, T. Kato, T. Takenishi: Bull. Soc. Chem. Japan 42, 3 505 /1969/).

Na rozdíl od ribonukleosidů nebo deoxyribonukleosidů, které při reakci s oxychloridem fosforečným za těchto podmínek poskytují výhradně estery primární alkoholické funkce, dochází u 2,3-dihydroxypropylderivátů vzorce II k přednostní esterifikaci sekundární alkoholické skupiny v poloze 2. Konverze je vysoká při teplotě místnosti a reakční době 15 až 20 hodin a při použití 1,03 až 1,2 molárního ekvivalentu u derivátů purinových bází, případně 1,5 až 2,0 moly ekvivalentů u derivátů bází pyrimidinových.

Sražením reakční směsi etherem se získá směs isomerních esterchloridů chlormethanfosfonové kyseliny, které lze převést hydrolýzou v neutrálním prostředí na isomerní estery chlormethanfosfonové kyseliny a látek vzorce II. K výraznému zvýšení podílu potřebného 3‘-isomeru vzorce V lze však uvedenou sraženinu isomerních esterchloridů zahřívat v 0,5 až 10 molů. I^-1 kyselině chlorovodíkové podle principu uvedeného čs. autorským osvědčením č. 263 953.

6 3 9 5 5

Výrazným zjednodušením postupu je využití vlastní kyselosti vzniklé hydrolýzou esterchloridu: k isomerizaci za vzniku látky vzorce V dochází pouhým varem roztoku reakčního meziproduktu ve vodě. K dosažení rovnovážné směsi je zapotřebí obvykle 15 až 24 h varu. Z této směsi se po koncentraci izoluje čistý 3‘-isomer vzorce V preparativní kapalinovou chromatografií podle postupu popsaného v čs. autorském osvědčení č. 263 954. V mnoha případech přesahuje obsah látky vzorce V v reakční směsi 90 % a produkt může být použit přímo k dalšímu stupni přípravy.

Látky vzorce V (nebo zmíněné obohacené směsi s vysokým obsahem těchto látek] se podle principu uvedeném v čs. autorském osvědčení č. 233 665 převedou na látky vzorce I intiramolekulární cykllzační reakcí, která probíhá při mírně zvýšené teplotě ve vodných roztocích hydroxidů alkalických (sodného, draselného, lithného). Po skončení reakce, která obvykle trvá 5 až 8 h při teplotě 70 °C, se směs zbaví přebytku alkálie a v případě předem vyčištěného meziproduktu vzorce V se látka vzorce I izoluje po odsolení jako volná kyselina nebo lépe rozpustná alkalická sůl. Při použití surové směsi s obohacenou látkou vzorce V je vhodné odsolenou reakční směs čistit chiromatografií na anexu (s výhodou DEAE-modifikovaných polymerech) a látky I izolovat jako alkalické soli.

Výhodou uvedeného postupu je skutečnost, že ho lze použít přímo pro látky vzorce II bez chránění heterocyklické báze, výrazná úspora reakčního činidla vzorce III, jednoduchost provedení, snadné čištění látky vzorce V a dobrý konečný výtěžek látky vzorce I. Postup může být použit nejen pro výrobu zmíněného virostatika HPMPA (I, R¹ = adenín-9-yl), ale i jeho derivátů substituovaných na adeninovém kruhu, jakož i dalších analogů v řadě purinové i pyrimidinové.

Předmětný vynález je v dalším osvětlen na příkladech provedení přípravy látek obecného vzorce I a doložen v tabulkách 1 a 2, aniž se tím jakkoliv omezuje.

Příklad 1

Směs 627 mg (3 mmoly) 9-(S) - (2,3-dihydroxypropyljadeninu a 10 ml triethylfosfátu se zahřeje do rozpuštění, ochladí ledem a za míchání se přidá 0,40 ml (3,09 mmoluj chlormethanfosfonyldichloridu. Směs se míchá při 20 až 25 °C 24 hodin, přidá se za míchání 100 ml etheru, směs se odsaje, promyje etherem a sraženina vysuší 30 min při 13 Pa. Tento produkt se rozpustí v 20 ml vody a směs se zahřívá ve varu pod zpětným chladičem 10 hodin. Po ochlazení se směs nanese na sloupec 100 ml katexu v H⁺ cyklu (např. Dowexu 50 X8), sloupec se eluuje vodou a UV-absorbující eluát se odpaří při 40 °C/2 kPa. Tento produkt se suspenduje v ml vody, alkalizuje triethylaminem do rozpuštění a roztok se zahustí ve vakuu (viz výše] na objem 1,5 ml.

Části po 0 2 ml tohoto roztoku se nanášejí na kolonu oktadecylsilikagelu (7 ,ul) (8 x x 500 mm) ekvilibrovanou 0,05 molu. I^-1triethylamoniumhydrogenuhličitanem pH 7,5 a kolona se promývá nejprve tímtéž pufrem do poklesu absorpce při 254 nm a potom směsí methanolu a téhož putnu (1:9, obj.j; rychlost eluce 2 ml/min. Nejprve se eluuje 3‘-isomer (látka vzorce VJ, následovaný 2‘-isomerem.

Frakce látky V se po aplikaci celého množství spojí, odpaří ve vakuu (viz výše) a odparek se zahřívá ve 20 ml 2 moly. I“¹hydroxidu sodného 5 hodin na 80 °C. Směs se neutralizuje přidáním katexu v H⁺-cyklu, odpaří ve vakuu a zbytek vysuší kodestilací s ethanolem. Produkt se odsaje ze směsi ethanolu a etheru (1:10), piromyje etherem a vysuší. Získá se 500 mg sodné soli látky vzorce I (HPMPA).

Příklad 2

Směs 627 mg (3 mmoly] 9-(RSj-(2,3-dihydroxypropyljadeninu a 10 ml trimethylfosfátu se zpracuje stejně, jako je uvedeno v příkladu 1. Po chromatografii na sloupci katexu se získaný chlormethanfosfonát vzorce V zpracuje 1 mol. I ^-1 hydroxidem lithným podle příkladu 1 a po neutralizaci nadbytku hydroxidu katexem v H⁺-cyklu se směs odpaří a vysuší kodestilací ethanolem ve vakuu. Zbytek se míchá se směsí aceton-ethanol (4: lj (25 ml) po dobu 30 min, odsaje, promyje acetonem, etherem a vysuší. Získá se 75% výtěžek lithné soli s obsahem 86 % látky vzorce I (R¹ = adenin-9-yl).

Příklad 3

Směs 3 mmoly l-(RS)-(2,3-dihydroxypropyljuracilu a 10 ml triethylfosfátu se zpracuje po reakci s 0,6 ml chlormethanfosfonyldichlodiru stejně jako je uvedeno v příkladu 1. Po 10 h varu ve vodě se kyselý roztok neutralizuje 1M hydroxidem sodným, směs se odpaří dosucha ve vakuu (viz výše] a odparek zahřívá v 20 ml 6 molů. I^-1 hydroxidu sodného 5 hodin na 60 °C. Směs se neutralizuje katexem v H⁺-cyklu, filtruje, zahustí ve vakuu na objem 20 ml a tento roztok se vnese na sloupec 100 ml anexu (např. Sephadexu A-25) v HCO3^- cyklu. Sloupec se eluuje do ztráty absorpce 0,02 molu. I^-1 triethylamoniumhydrogenuhličitanem pH 7,5 a potom rostoucí koncentrací téhož pufru do konečné hodnoty 0,2 molu . . I^-1 během 2 litrů (rychlost eluce 3 ml . . min^-1).

UV-absorbující frakce produktu se odpaří ve vakuu vodní vývěvy, zbytek se kodestiluje methanolem (3 x 50 ml) a odparek v 10 až 15 ml vody se vnese na sloupec katexu

6 3 9 5 5

R v Na⁺-cykilu. Tento sloupec se eluuje vodou, UV-absorbující eluát se odpaří, zbytek se vysuší kodestilací ethanolem a odsaje ze směsi (100 ml) methanolu a etheru (1 : 10), promyje etherem a vysuší. Získá se 67 % sodné soli l-(RS)-[3(2)-hydroxy-2(3)-fosfonylmethoxypropylj-uracilu s obsahem 72 % látky vzorce I (R¹ = uracildL-yl).

Příklad 4

Směs 10 mmolů 9-(RS)-(2,3-dihydroxypropyl)-2-methylthioadeninu a 35 mil triethylfosfátu se ochladí ledem, přidá se 1,4 ml chlormethanfosfonyldichloridu a míchá 20 hodin při 20 °C. Přidá se 200 ml etheru, sraženina odsaje, promyje etherem a rozpustí v 70 ml 0,5 molu. 1^_1 kyseliny chlorovodíkové. Tento roztok se zahřívá 20 hodin ve varu pod zpětným chladičem, odpaří při 40 stupních Celsia/2 kPa dosucha a zbytek nanese v 20 ml vody na sloupec 200 ml katexu v H⁺-cyklu. Elucí vodou se nejprve odstraní kyselina chlorovodíková, potom se vymyje UV-absorbující látka vzorce V. Tento eluát se odpaří ve vakuu (viz výše) a zpracuje 40 ml 2 moly. I”¹ hydroxidu sodného podle příkladu 1. Získá se 82% výtěžek sodné soli 9- (RS) - [ 3 (2 j -hydroxy-2 (3) -f osf onylmethoxypropylj-2-methylthloadeninu s obsahem 89 % isomeru vzorce I.

263935

Příprava N-(3-hydroxy-2-fosfonylmethoxypropyl) derivátů heterocyklických bází vzorce I

Číslo R¹ Absolutní Počet ekvivalentů Způsob podle Celkový výtěžek³’ Zastoupení konfigurace na látky III příkladu % isomeru I

C(2) v produktu, % co o o o cn o_ co cq co o co o ao cf co o? cn σί *+ cn co cn o-i -rt¹ cn σ>

(30 CO CTI CO CD 00 Cd CÚ CD t>. O- CD a lo od oj o κ tí ο o o οι h o 'ďlt^ltíOOCOCOCOlStítlCOO-COin rlNrt^rlNrHmHCOIOnH nnncoooiniOůinoQin o o o □ n η o o T- in qo in i—| i—| i—I i—I rtí i—I i—I rtí i—í i—I Cd Oj i | ω w w ω ω co co cn pí pí os pí ^pí pí pí EScLpí > tí ά tí Λ ^ω •Ξ tí

S tí tí tí tí cd 'tl tí g/tí o ω É *zj cb cb tí co ' Ň >. >> rtí rtí co tí i i *d tí tí £ .r-l «f-Η OJ 3tí 3tí Ί3 tí tí c ca cd « S*! o o n a r*¹ !>4 cd cd cd co oa co i> Ó! .tí cd

V tí tí

Cd >, 4-» tí tí >4 tí ϋ o

HNCČ^inCOhOOPOHNP Η Η HH 'tí >

‘řn ω

τ3

Λ

Q f-l &

X á

+->

ω s

tí o

Μ—I w

o >>

X o

ř-i

Ό rtí

Z cd ω

o

O

N >

Λ1 w

>φ o

í-<

Λ o

d φ

+->

>o o

Ph >

0)

N

Φ

O-I s

-M >O

O a

>

Tabulka 2

Vlastnosti N-(3-hydroxy-2-fosfonylmethoxypropyl)derivátů heterocyklických bázi vzorce I číslo³’ RF^b’ Eup^c) ,k^d) Obsah^e) ttCNNOincoNco^oinootí) O ό O) Η O Λ Η φ Η H Q O in íf? in” in” co d cm” cm” co”

O O O O O O O I O O O O CD o C5 < ιη” in” ιο” 10” in in” xF co cm” cm” cm” co” o O h in n Ln in cm^ cd co” σί CD co” cd” co” oo” cd” co” co” o.” cd” CDCDCDCDOCDCDCDOCDCDCDCD lOlDHHHHNCMimnLOLnír)

COCO^COOlDC^bs^CMCMCOO CO CO CM CD 00^ co CO CO^ Op 00 00 (O cm” cm” r-Γ co” irf cm” co” co” r-Γ τ-Γ r-Γ Co” CO”

O O m Cx CM 00 00 00 CO^ CO^ Ε?γ o” o” o” o” o” o” o o xři co co CD CD CD oo co 00 o” o” o” o” C5 o” o

o”

CO CO L·* CM CM CM

NCOlOQOHHrWG

CO^CMCMCMCMCMCMCMCM

OOOOOOQOOOOOO rHCMCOrhinCOtxOOCDOrHCMCO rd rd rd rd

Vysvětlivky k tabulce 2:

^a) Číslo látky vzorce I podle tabulky 1 ^b) Papírová chromatografie v soustavě 2-propanol—konc. vodný amoniak—voda ^c) Elektroforetická pohyblivost (vztažená na uridin-3‘-fosfát) při papírové elektroforéze v 0,05 molu . I^-1 triethylamoniumhydrogenuhličifanu pH 7,5 (20 V/cm) ^d) Eluční konstanta při kapalinové chromatografii na koloně (200 X 4 mm) silikagelu ACS G18 (10 μ] ve směsi 0,05 molu . I^-1triethylamoiniurnhydrogenuhličitanu pH 7,5 a methanolu (objemová procenta uvedena v závorce) rychlost eluce 1 ml . . min^-1, k = (t_R/t_o — 1), kde t_R je eluční čas látky a t₀ eluční čas mrtvého objemu kolony ’ ^e) Stanovený spektrofotometricky při pH 2 na základě hodnot A_max pro látky vzorce

Claims

Způsob výroby N-(3-hydroxy-2-fosfonylmethoxypropyl jderivátů heterocyklických bází obecného vzorce I

R¹—CHzCH—OCH2P(O) (OH)2

CHzOH (I) kde

R¹ je purin-9-ylový nebo pyrimidin-l-ylovy zbytek, spočívající v tom, že se N+2,3-dihydroxypropyljderivát heterocyklické báze obecného vzorce II

R¹—CH2CH(OH)CH2OH (II) kde

R¹ má stejný význam jako· ve vzorci I, uvede do reakce s 1,03 až 2 molárními ekvivalenty chlormetbanfosfonyldichloridu vzorce III dCH2P(O)Cl2 (III] v trialkylesteru kyseliny fosforečné vzorce IV

VYNALEZU (R²O)3P = O (IV) kde

R^z je methyl- nebo ethylskupina, při teplotách 0 až 30 °C, směs se srazí 5 až 10 objemy etheru, vztaženo na látku vzorce IV, vyloučený produkt se rozpustí ve vodě na výslednou koncentraci 25 až 150 mmolů . . I^-1 směs se zahřívá na teplotu 10O až 110 stupňů Celsia po dobu 8 až 24 h, vzniklý S^O-chlormethanfosfonylester obecného vzorce V

R¹—CH2CH(OH) CH2OP (O) (OH)CH2CI (V) kde

R¹ má stejný význam jako ve vzorci I, se izoluje na sloupci hydrofobizovaného silikagelu, zahřívá na teplotu 50 až 100 °C v 1 až 6 molů . Γ¹ vodném roztoku hydroxidu alkalického a látka obecného vzorce I se izoluje, s výhodou odsolenlm nebo· chromatografií.