CZ20001710A3

CZ20001710A3 - Způsob výroby analogů nukleosidů

Info

Publication number: CZ20001710A3
Application number: CZ20001710A
Authority: CZ
Inventors: Robert William Scott
Original assignee: Pfizer Products Inc.
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-09-12
Also published as: MXPA00004532A; YU25500A; EP1052264A2; DE60018833D1; TR200001340A2; ATE291582T1; HUP0001843A2; PL340109A1; BR0002089A; IN186850B; HUP0001843A3; EP1052264B1; IL136027A0; KR20010069193A; EP1052264A3; AU3401100A; HU0001843D0; CA2307951A1; KR100403900B1; CN1275575A

Description

Způsob výroby analogů nukleosidů

Oblast techniky

Vynález se týká syntézy organických sloučenin, konkrétně zlepšeného způsobu syntézy β-nukleosidů nebo analogů β-nukleosidů založeného na zlepšené kopulační reakci mezi heterocyklem a furanosylhalogenidem.

Dosavadní stav techniky

Analogy nukleosidů tvoří důležitou třídu sloučenin, které jsou potenciálně užitečné při léčení různých chorob. Některé analogy nukleosidů mohou být účinné díky své schopnosti inhibovat adenosin kinasu. Adenosin kinasa katalyzuje fosforylaci adenosinu na adenosin-5'-monofosfát (AMP). Inhibice adenosin kinasy může účinně zvýšit extracelulární hladinu adenosinu u lidí, a tím potenciálně sloužit při léčení ischemických stavů, jako jsou mrtvice, zánět, arthritis,

C i záchvaty a epilepsie (viz US patent č. 5 674 998). Analogy nukleosidů rovněž mohou být účinné při léčení chronické bolesti. Za účelem provedení klinických zkoušek pro stanovení klinické účinnosti analogů nukleosidů, jakož i uspokojení poptávky po zavedení terapie do praxe, je třeba zvětšit množství purifikovaného analogu nukleosidů, který je předmětem zájmu.

Analogy nukleosidů je možno syntetizovat způsobem podle tohoto vynálezu, který spočívá v tom, že se furanosa kovalentně naváže k heterocyklu B, jak je to znázorněno v následujícím vzorci

Substituenty na uhlíku v poloze C4' furanosového kruhu, R^ a R₂, jsou popřípadě a nezávisle substituovány takovými skupinami, jako je alkylskupina s 1 až 6 atomy uhlíku nebo substituovaná alkylskupina s 1 až 6 atomy uhlíku. Pokud R^ představuje skupinu -CH₂-OH a R₂ představuje vodík, potom je nukleosidovým cukrem ribosa.

Furanosa obsahuje anomerní uhlík (v poloze Cl'). Díky tomuto anomernímu uhlíku existují dva stereoisomery, či anomery, furanosy: α-anomer a β-anomer (viz například Streitweiser a Heathcock, 1985, Introduction to Organic Chemistry, Macmillan). Výsledkem stereoisomerie furanosy jsou odpovídající isomery nukleosidu α a β. Předmětem biologického zájmu je obvykle β-nukleosidový anomer.

Ukázalo se, že syntéza čistých β-nukleosidů a analogů β-nukleosidů je obtížná. Řada publikovaných schémat syntézy analogů nukleosidů vede ke směsím α a β anomerů. Izolovat β-anomer z takové α:β směsi je obvykle obtížné, zejména pokud je požadavkem příprava čistého analogu β-nukleosidu v průmyslovém měřítku. Aby bylo možno se vyhnout nežádoucím směsím analogů nukleosidů α a β, dosavadní stav techniky pokládá důraz na použití výchozích látek, které upřednostňují produktci analogů β-nukleosidů před analogy α-nukleosidu. Dosavadní stav techniky je možno rozdělit do tří kategorií: (i) přístupy založené na těžkých kovech, (ii) přístupy založené α-furanosylhalogenidech a (iii) přístup založený na kombinaci hydrid sodný/N,N-dimethylformamid.

• · · · • · · · · · ·· · · · · ··· • · · ····· ··

Přístup založený na těžkých kovech využívá heteroaniontu kopulovaného s těžkým kovem, jako je rtuť nebo stříbro. Tak například Lerner použil přístupu založeného na těžkých kovech při přípravě 9-(α,β)-L-erythrofuranosyladeninu, kde β-anomer převládal nad α-anomerem v poměru téměř 30 : 1 (viz Lerner, 1969, Carbohydr. Res., 9, 1 až 4). Při Lernerově postupu se chlormerkuriheterocyklický komplex nechá reagovat s β-furanosylchloridem za přítomnosti horkého uhlovodíkového rozpouštědla za vzniku analogu nukleosidu. Tato reakce je poháněna tvorbou chloridu rtutnatého. Vzhledem k toxicitě rtuti Lernerův přístup není optimální pro syntézu β-nukleosidů ve velkém měřítku. Je však dobře známo, že při reakcích, jako jsou reakce popsané v Lerner et al., lze namísto rtuti často použít stříbra, což umožní vyhnout se její toxicitě.

Přístupy založené na těžkých kovech jsou obecně přiměřené, v praxi jsou však méně než uspokojivé. Je třeba použít stechiometrických množství těžkého kovu, vztaženo na cukr nebo heterocyklus. Při reakcích prováděných ve velkém měřítku je použití molárního poměru těžkého kovu k aniontu heterocyklu 1 : 1 nákladné a obvykle neposkytuje ekonomické řešení stereospecifické syntézy biologicky aktivních analogů nukleosidů. Kromě toho, v případě některých analogů nukleosidů, které jsou předmětem zájmu, přístupy založené na těžkých kovech často úplně selhávají.

Přístup založený na α-furanosylhalogenidu využívá α-furanosylhalogenidu, jako výchozí látky. Za použití tohoto přístupu dochází k inversi na anomerním centru a-furanosylchloridu při kopulační reakci furanosylu s heteroaniontem. Například Ramasay et al., stereospecificky syntetizovali β-7-deazaguanosin a příbuzné analogy nukleosidů za použití tohoto přístupu (viz Ramasay et al., 1987, Tetrahedron Letters, 28, 5107 až 5110). Tento postup, popsaný v Ramasay et al., je znázorněn ve schématu I.

kde TBDS představuje terc.butyldimethylsilylskupinu. Při reakci znázorněné ve schématu I se sodná sůl heterocyklu vzorce 2, která vzniká reakcí hydridu sodného (NaH) v acetonitrilu, nechá reagovat s α-furanosylchloridem vzorce 1 za vzniku chráněného analogu β-nukleosidu vzorce 3. Chráněný analog β-nukleosidu vzorce 3 se poté odblokuje za vzniku β-nukleosidu vzorce 4. α-Furanosylchlorid vzorce 1 • · · · lze připravit způsobem popsaným ve Wilcox et al., 1986, Tetrahedron Lett., 27, 1011.

Podobně jako u přístupů založených na těžkých kovech, jsou způsoby využívající a-furanosylhalogenidy funkční, ale v praxi neuspokojivé. Takové způsoby například není možno vždy přizpůsobit velkému měřítku výroby, jelikož výchozí α-furanosylhalogenid je obvykle nestabilní a rychle se isomeruje na β-isomer. Kromě toho, a-furanosylhalogenid se připravuje obtížněji než anomerní β-furanosylhalogenid. Syntéza α-furanosylhalogenidu například vyžaduje speciální reakční podmínky, jako jsou nízké teploty. Z těchto důvodů se dává přednost přístupům za použití anomerního β-furanosylhalogenidu, jako výchozí látky, před přístupem využívájícím α-furanosylhalogenid.

Přístup založený na kombinaci hydrid sodný/N,N-dimethylformamid nezahrnuje použití těžkých kovů ani a-furanosylhalogenidů (viz Kondo et al., 1986, Tetrahedron, 42, 199 až 205). V publikaci Kondo et al. je popsán způsob, jímž se syntetizuje směs analogů nukleosidu α a β vzorce 8 tak, že se β-furanosylchlorid vzorce 5 podrobí kopulační reakci s heterocyklickým aniontem vzorce 6 za vzniku chráněného analogu β-nukleosidu vzorce 7, jak je to znázorněno v následujícím schématu II.

·· ····

HO OH (8) kde Tr představuje tritylskupinu a DMF představuje N,N-dimethylformamid. Chráněný analog β-nukleosidu vzorce 7 se poté standardním postupem odblokuje za vzniku analogu β-nukleosidu vzorce 8. Kondo et al. zjistili, že kopulace β-furanosylchloridu vzorce 5 s heterocyklem vzorce 6 za přítomnosti hydridu sodného a dimethylformamidu vede ke vzniku velmi nežádoucí směsi analogů a- a β-nukleosidu v poměru 3 : 1 vzorce 8. Za účelem zlepšení α : β anomerní selektivity Kondo et al. experimentovali s bromidem sodným, jodidem sodným, MgBr₂OEt₂ nebo (n-Bu)^NBr, jako přídavnými činidly. Při těchto zkouškách Kondo et al. dosáhli jako nej lepšího výsledku, směsi analogů nukleosidu vzorce 8 v poměru α : β 1 : 2, při kopulační reakci podle schématu II ···· ·· · 0 0 0 0 0 · · · • 0 0 ·· ·· 0 0 0 0 0

0-0 0 · · · · · · « “*··/ i «· ·« 0 0 00· za použití hydridu sodného za přítomnosti bromidu sodného, a dimethylformamidu.

Jak Kondo et al. demonstrovali, přístup na základě hydridu sodného/dimethylformamidu obvykle není vhodný pro výrobu ve velkém měřítku, jelikož neposkytuje selektivně analog β-nukleosidu, jako produkt. Přesněji řečeno, jako produkt se získá směs anomerů α a β analogů nukleosidu. β-Nukleosidy syntetizované tímto postupem za použití hydridu sodného/dimethylformamidu je tedy nutno čištěním izolovat ze směsi anomerů α : β analogu nukleosidu. Při požadované syntéze analogů nukleosidů ve velkém měřítku může takový purifikační stupeň přinášet obtíže. Lze tedy shrnout, že způsob popsaný v Kondo et al., nedostatečně splňuje potřebu ekonomického způsobu selektivní syntézy β-nukleosidů a analogů β-nukleosidů.

Jak bylo uvedeno výše, citované odkazy se vztahují k řadě způsobů výroby analogů β-nukleosidů. Každý z těchto způsobů, jakkoliv je v řadě situací funkční, má nevýhody. Některé analogy nukleosidů způsoby podle dosavadního stavu techniky nelze syntetizovat. Tyto způsoby často nedosahují dobré anomerní selektivity α : β a při řadě z nich je nutno použít výchozích látek, které vyžadují speciální syntetické stupně a/nebo jsou nestabilní. Existuje tedy potřeba vyvinout zlepšený způsob selektivní syntézy β anomerů nukleosidů a analogů nukleosidů použitelný pro výrobu ve velkém měřítku

Podstata vynálezu

Podle jednoho aspektu je předmětem vynálezu zlepšený způsob výroby 2',3¹-O-alkyliden β-nukleosidových analogů a β-nukleosidových analogů. Tento způsob obecně zahrnuje reakci 2',3'-alkylidenfuranosylhalogenidu s vhodně chráněným heterocyklem v nukleofilním polárním rozpouštědle ·· ··<· ·· ·· ·· • · · · · · · · · • · · ····· ··

za přítomnosti silné báze za vzniku β-2',3'-O-alkylidennukleosidového analogu. V přednostním provedení je molární poměr silné báze k heterocyklu asi 1 : 1 až asi 8:1.

2',3'-O-alkylidenový zbytek je možno odstranit za vzniku odpovídajícího analogu β-nukleosidu.

' , 3 '-O-alkylidenfuranosylhalogenid odpovídá obecnému vzorci

kde

R₃ a R₄ je každý nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku a skupiny (CH₂)_nQ, kde n představuje celé číslo od 1 do 6; nebo

R₃ a R₄ dohromady tvoří kruh 3 až 6 atomů uhlíku, který obsahuje 0 až 3 heteroatomy zvolené z kyslíku a dusíku a je popřípadě substituován jedním nebo větším počtem zbytků Q;

^r5 ^{a r}6 3^e každý nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, Q, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku a alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q;

je zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, -N0₂, -n₃, -cn, -sr₇, cx₃, -cf₃, -x, -or₇, -c(o)or₇, -C(O)R₇, -NR₇R₇, -NH-SO₂-R₇ a -SO₂R₇;

představuje halogen;

Y představuje chlor nebo brom; a

R₇ je vždy nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, substituované arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, 5- až 20-členné heteroarylskupiny, substituované 5- až 20-členné heteroarylskupiny; nebo představuje chránící skupinu.

R₃ a R₄ přednostně představují atomy vodíku. Heterocyklem je obecně jakýkoliv heterocyklus, který obsahuje kruhový dusík schopný vytvořit kovalentní vazbu s anomerním uhlíkem furanosy nebo analogu furanosy.

odpovídá vzorci:

Struktura heterocyklu přednostně

nebo

• · · · · · • · · · · · · — ΙΟ

1111 11 1 19 19 11 111 kde

R₈ je nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z Q, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, 5až 20-členné heteroarylskupiny, 5- až 20-členné heteroarylskupiny substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q,

6- až 26-členné alkheteroarylskupiny a 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q; a

Q má výše uvedený význam.

V přednostním provedení je silnou bází terc.butoxid sodný nebo terc.butoxid draselný. V jiném přednostním provedení je polárním rozpouštědlem nukleofilní polární rozpouštědlo zvolené ze souboru sestávajícího z dimethylsulfoxidu a dimethylsulfoxidu smíšeného s dimethylformamidem, acetonitrilem, tetrahydrofuranem nebo methylterc.butyletherem.

Následuje podrobnější popis vynálezu.

Pod pojmem alkyl se rozumí uhlovodíkový zbytek se řetězcem přímým nebo rozvětveným nebo cyklickým. Jako neomezující příklady takových skupin je možno uvést methyl-, ethyl-, propyl-, isopropyl-, cyklopropyl-, butyl-, isobutylterc.butyl-, cyklobutyl-, pentyl-, isopentyl-, cyklopentyl-, hexyl-, cyklohexylskupinu apod. Alkylskupinou je přednostně alkylskupina s 1 až 8 atomy uhlíku, výhodněji alkylskupina

0··0 00 00 00 00 0 000 «00 00 0 00000 00

000 0000 00 ·** 1ϊ - *· ·· ·* s 1 až 6 atomy uhlíku a nejvýhodněji alkylskupina s 1 až 3 atomy uhlíku.

Pod pojmem substituovaný alkyl nebo substituovaná alkylskupina se rozumí alkylový zbytek, v němž je jeden atom nebo větší počet atomů vodíku nezávisle nahrazen jiným substituentem. Jako neomezující příklady obvyklých substituentů je možno uvést skupiny -X, -SR, -CN, -N0₂, -NRR, -OR, -cx₃, -CF₃, -C(O)R, -c(o)or, -c(o)nrr, -C(NRR)=NR, -C(O)NROR, -C(NRR)=NOR, -NR-C(O)R, -NR-C(O)-NRR, -NR-C(O)-OR nebo -NR-SO₂-R, kde X představuje halogen a R je vždy nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, alkynylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, substituované arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, 5- až 20-členné heteroarylskupiny, substituované 5až 20-členné heteroarylskupiny, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, substituované alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny a sustituované

6- až 26-členné alkheteroarylskupiny, jak jsou definovány výše.

Pod pojmem alkenyl se rozumí nenasycený uhlovodíkový zbytek s řetězcem přímým, rozvětveným nebo cyklickým, který obsahuje alespoň jednu dvojnou vazbu uhlík-uhlík.

Tento zbytek může mít vzhledem ke dvojné vazbě (nebo dvojným vazbám) konformaci cis nebo trans. Jako neomezující příklady obvyklých alkenylskupin je možno uvést ethenyl-, vinyliden-, propenyl-, propyllden-, isopropenyl-, isopropyliden-, butenyl-, butenyliden-, isobutenyl-, terč.butenyl-, cyklobutenylpentenyl-, isopentenyl-, cyklopentenyl-, hexenyl-, cyklohexenylskupinu apod. V přednostním provedení je alkenylskupinou alkenylskupina se 2 až 8 atomy uhlíku, výhodněji alkenylskupina se 2 až 6 atomy uhlíku a nejvýhodněji alkenylskupina se 2 nebo 3 atomy uhlíku.

*· φφφφ φφ «φ *· • » · φφφ » » · φφφ φ φ φφφ φ φ φφ φ φφφφφφφ φ* 2_2 “* ·* ** ** ***

Pod pojmem substituovaný alkenyl nebo substituovaná alkenylskupina se rozumí alkenylový zbytek, v němž je jeden atom nebo větší počet atomů vodíku vždy nezávisle nahrazen jiným substituentem. Jako neomezující příklady obvyklých substituentů je možno uvést skupiny -X, -SR, -CN, -no₂, -nrr, -OR, -cx₃, -cf₃, -c(o)r, -c(o)or, -c(o)nrr, -c(nrr)=nr, -c(o)nror, -c(nrr)=nor, -nr-c(o)r, -nr-c(o)-nrr, -NR-C(O)-OR nebo -NR-SO₂-R, kde X představuje halogen a R je vždy nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, alkynylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, substituované arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, 5- až 20-členné heteroarylskupiny, substituované 5- až 20-členné heteroarylskupiny, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, substituované alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny a sustituované 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny, jak je definováno výše.

Pod pojmem alkynyl se rozumí nenasycený uhlovodíkový zbytek s řetězcem přímým, rozvětveným nebo cyklickým, který obsahuje alespoň jednu trojnou vazbu uhlík-uhlík. Jako neomezující příklady obvyklých alkynylskupin je možno uvést ethynyl-, propynyl-, butynyl-, isobutynyl-, pentynyl-, hexynylskupinu apod. V přednostním provedení je alkynylskupinou alkynylskupina se 2 až 8 atomy uhlíku, výhodněji alkynylskupina se 2 až 6 atomy uhlíku a nejvýhodněji alkynylskupina se 2 nebo 3 atomy uhlíku.

Pod pojmem substituovaný alkynyl nebo substituovaná alkynylskupina se rozumí alkynylový zbytek, v němž je jeden atom nebo větší počet atomů vodíku vždy nezávisle nahrazen jiným substituentem. Jako neomezující příklady obvyklých substituentů je možno uvést skupiny -X, -SR, -CN, -no₂, -NRR, -OR, -cx₃, -CF₃, -C(O)R, -C(O)OR, -C(O)NRR, ·· · ·· · · ·· ···

-C(NRR)=NR, -C(O)NROR, -C(NRR)=NOR, -NR-C(O)R, -NR-C(O)-NRR, -NR-C(O)-OR nebo -NR-SO₂-R, kde X představuje halogen a R je vždy nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, alkynylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, substituované arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, 5- až 20-členné heteroarylskupiny, substituované 5- až 20-členné heteroarylskupiny, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, substituované alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny a sustituované 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny, jak je definováno výše.

Pod pojmem aryl se rozumí nenasycený cyklický uhlovodíkový zbytek, který obsahuje konjugovaný pí systém elektronů. Jako neomezující příklady obvyklých arylskupin je možno uvést penta-2,4-dienyl-, fenyl-, naftyl-, aceanthryl-, acenaftyl-, anthracyl-, azulenyl-, chrysenyl-, indacenyl-, indanyl-, ovalenyl-, perylenyl-, fenanthrenyl-, fenalenyl, picenyl-, pyrenyl-, pyranthrenyl-, rubicenylapod. V přednostním provedení je arylskupinou arylskupina s 5 až 20 atomy uhlíku, výhodněji s 5 až 10 atomy uhlíku, a nejvýhodněji je jí fenylskupina.

Pod pojmem substituovaný aryl nebo substituovaná arylskupina se rozumí arylový zbytek, v němž je jeden atom nebo větší počet atomů vodíku vždy nezávisle nahrazen jiným substituentem. Jako neomezující příklady obvyklých substituentů je možno uvést skupiny -X, -SR, -CN, -NO₂, -NRR, -OR, -cx₃, -cf₃, -C(O)R, -C(O)OR, -C(O)NRR, -C(NRR)=NR, -C(O)NROR, -C(NRR)=NOR, -NR-C(O)R, -NR-C(O)-NRR, -NR-C(O)-OR nebo -NR-SO₂-R, kde X představuje halogen a R je vždy nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, alkynylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až atomy uhlíku, substituované arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, 5- až 20-členné heteroarylskupiny, substituované 5až 20-členné heteroarylskupiny, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, substituované alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny a sustituované

6- až 26-členné alkheteroarylskupiny, jak je definováno výše

Pod pojmem alkaryl se rozumí alkylskupina, alkenylskupina nebo alkynylskupina s řetězcem přímým nebo rozvětveným, v níž je jeden nebo větší počet atomů vodíku vázaných k terminálnímu uhlíku nahrazen arylovým zbytkem.

Pod pojmem alkaryl se také rozumí alkylskupina, alkenylskupina nebo alkynylskupina s rozvětveným řetězcem, v níž je jeden nebo větší počet atomů vodíku vázaných k terminálnímu uhlíku nahrazen arylovým zbytkem. Jako neomezující příklady obvyklých alkarylskupin je možno uvést benzyl-, benzyliden-, benzylidyn-, benzenobenzyl-, naftalenobenzylskupinu apod.

V přednostním provedení je alkarylskupinou alkarylskupina se 6 až 26 atomy uhlíku, jejíž alkylová, alkenylová nebo alkinylová část obsahuje 1 až 6 atomů uhlíku a arylová část obsahuje 5 až 20 atomů uhlíku. Ve zvláště výhodném provedení alkarylskupina obsahuje 6 až 13 atomů uhlíku, přičemž její alkylová, alkenylová nebo alkynylová část obsahuje 1 až 3 atomy uhlíku a arylová část 5 až 10 atomů uhlíku.

Pod pojmem substituovaný alkaryl nebo substituovaná alkarylskupina se rozumí alkarylový zbytek, v němž je jeden atom nebo větší počet atomů vodíku vždy nezávisle nahrazen jiným substítuentem. Jako neomezující příklady obvyklých substituentů je možno uvést skupiny -X, -SR, -CN, -no₂, -nrr, -or, -cx₃, -cf₃, -c(o)r, -c(o)or, -C(O)NRR, -C(NRR)=NR, -C(O)NROR, -C(NRR)=N0R, -NR-C(O)R, -NR-C(O)-NRR, -NR-C(O)-OR nebo -NR-S0₂~R, kde X představuje halogen a R je vždy nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkenylskupiny se 2 až • · ···· · · · · ·· • ···· · · · —

• · ···· ·· · • · · ·· ·· · · ··· atomy uhlíku, alkynylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, substituované arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, 5- až 20-členné heteroarylskupiny, substituované 5- až 20-členné heteroarylskupiny, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, substituované alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny a sustituované 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny, jak je definováno výše.

Pod pojmem heteroaryl se rozumí arylový zbytek, v němž je jeden nebo větší počet atomů uhlíku nahrazen vždy nezávisle jiným atomem, jako je atom dusíku, fosforu, kyslíku, síry, arzenu, germania, selenu, křemíku, teluru atd. Jako neomezující příklady obvyklých heteroarylskupin je možno uvést zbytky odvozené od akridarsinu, akridinu, arsanthridinu, arsindolu, arsindolinu, benzodioxolu, benzothiadiazolu, karbazolu, β-karbolinu, chromanu, chromenu, cinnolinu, furanu, imidazolu, indazolu, indolu, (1,3)-benzodioxolu, oxindolu, azaindolu, isoindolu, indolizinu, isoarsindolu, isoarsinolinu, isobenzofuranu, isochromanu, isochromenu, isoindolu, isofosfoindolu, isofosfinolinu, isochinolinu, isothiazolu, isoxazolu, naftyridinu, perimidinu, fenanthridinu, fenanthrolinu, fenazinu, fosfoindolu, fosfinolinu, ftalazinu, piazthiolu, pteridinu, purinu, pyranu, pyrazinu, pyrazolu, pyridazinu, pyridinu, pyrimidinu, pyrrolu, pyrrolizinu, chinazolinu, chinolinu, chinolizinu, chinoxalinu, selenofenu, telurofenu, thiazopyrrolizinu, thiofenu a xanthenu. V přednostním provedení je heteroarylskupinou pěti- až dvacetičlenná heteroarylskupina, přičemž pěti- až desetičlenné heteroarylskupině se dává obzvláštní přednost.

Pod pojmem substituovaný heteroaryl nebo substituovaná heteroarylskupina se rozumí heteroarylový zbytek, v němž je jeden atom nebo větší počet atomů vodíku vždy

nezávisle nahrazen jiným substituentem. Jako neomezující příklady obvyklých substituentů je možno uvést skupiny -X, -SR, -CN, -NO₂, -NRR, -OR, -CX₃, -CF₃, -C(O)R, -C(O)OR, -C(O)NRR, -C(NRR)=NR, -C(O)NROR, -C(NRR)=NOR, -NR-C(O)R, -NR-C(O)-NRR, -NR-C(O)-OR nebo -NR-SO₂-R, kde X představuje halogen a R je vždy nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, alkynylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, substituované arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, 5- až 20-členné heteroarylskupiny, substituované 5- až 20-členné heteroaryl skupiny, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, substituované alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny a sustituované 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny, jak je definováno výše.

Pod pojmem alkheteroaryl se rozumí alkylskupina, alkenylskupina nebo alkynylskupina s řetězcem přímým nebo rozvětveným, v níž je jeden nebo větší počet atomů vodíku vázaných k terminálnímu uhlíku nahrazen heteroarylovým zbytkem. V přednostním provedení je alkheteroarylskupinou

6- až 26-členná alkheteroarylskupina, jejíž alkylová, alkenylová nebo alkynylová část obsahuje 1 až 6 atomů uhlíku a heteroarylové část obsahuje 5 až 20 členů. Ve zvláště přednostním provedení je alkheteroarylskupinou 6- až 13-členná alkheteroarylskupina, jejíž alkylová, alkenylová nebo alkynylová část obsahuje 1 až 3 atomy uhlíku a heteroarylová část obsahuje 5 až 10 členů.

Pod pojmem substituovaný alkheteroaryl nebo sub stituovaná alkheteroarylskupina se rozumí alkheteroarylový zbytek, v němž je jeden atom nebo větší počet atomů vodíku vždy nezávisle nahrazeno jiným substituentem. Jako neomezující příklady obvyklých substituentů je možno uvést skupiny -X, -SR, -CN, -NO₂, -NRR, -OR, -CX₃, -CF₃, -C(O)R, -C(O)OR,

-C(O)NRR, -C(NRR)=NR, -C(O)NROR, -C(NRR)=NOR, -NR-C(O)R, -NR-C(O)-NRR, -NR-C(O)-OR nebo -NR-SO₂-R, kde X představuje halogen a R je vždy nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkylskupiny s l až 6 atomy uhlíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, alkynylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, substituované arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, 5- až 20-členné heteroarylskupiny, substituované 5- až 20-členné heteroarylskupiny, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, substituované alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny a sustituované 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny, jak je definováno výše.

Jako neomezující příklady chránících skupin hydroxyskupiny je možno uvést skupiny, které hydroxyskupinu převádějí na etherovou nebo esterovou skupinu. Jako reprezentativní příklady etherů, které vznikají zavedením chránících skupin hydroxyskupiny, je možno uvést methylether, methoxymethylether, methylthiomethylether, 2-methoxyethoxymethylether, bis(2-chlorethoxy)methylether, tetrahydropyranylether, tetrahydrothiopyranylether, 4-methoxytetrahydropyranylether, 4-methoxytetrahydrothiopyranylether, tetrahydrofurylether, tetrahydrothiofurylether, 1-ethoxyethylether, 1-methyl-l-methoxyethylether, 2-(fenylselenyl)ethylether, terc.butylether, allylether, benzylether, o-nitrobenzylether, trifenylmethylether, α-naftyldifenylmethylether, p-methoxyfenyldifenylmethylether, 9- (9-fenyl-10-oxo)anthrylether, trimethylsilylether, isopropyldimethylsilylether, terč.butyldimethylsilylether, terč.butyldifenylsilylether, tribenzylsilylether, triisopropylsilylether, p-methoxybenzylether, 3,4-dimethoxybenzylether, o-nitrobenzylether, p-nitrobenzylether, p-halogenbenzylether, 2,6-dichlorbenzylether, p-kyanobenzylether, p-fenylbenzylether, 2- a 4-pikolylether, 3-methyl-2-pikolyl-N-oxidoether, difenylmethylether, trifenylmethylether, trifenylmethylové deriváty • · · · · · · ♦ ·· • · · · · · • · · · · · · · etherů, p-methoxyfenyldifenylmethylether, di(p-methoxyfenyl)ether, fenylmethylether, tri(p-methoxyfenyl)methylether, 9-anthrylether, 9-(9-fenyl)xanthenylether, 9-(9-fenyl-10-oxo)anthrylether, 1,3-benzodithiolan-2-ylether, benzisothiazolyl-S,S-dioxidoether, trimethylsilylether, triethylsilylether, triisopropylsilylether, dimethylisopropylsilylether, diethylisopropylsilylether, dimethylhexylsilylether, terč.butyldimethylsilylether, terč.butyldifenylsilylether, tribenzylsilylether, tri-p-xylylsilylether, trifenylsilylether, difenylmethylsilylether a terč.butyldimethoxyfenylsilylether. Jako reprezentativní příklady esterů, které vznikají při zavádění chránících skupin hydroxyskupiny, je možno uvést acetát, trichloracetát, fenoxyacetát, isobutyrát, pivaloát, adamentoát, benzoát, 2,4,5-trimethylbenzoát, karbonát, N-fenylkarbamát, nitrát a 2,4-dinitrofenylsulfenát. Viz například Greene & Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 1991, John Wiley & Sons, New, York.

Pod pojmem halogen se rozumí chlor, fluor, brom a jod, pokud není uvedeno jinak.

Předmětem vynálezu je zlepšený způsob kopulace cukrů s heterocykly za stereoselektivní tvorby β-nukleosidů a/nebo analogů β-nukleosidů. Způsobem podle tohoto vynálezu se selektivně syntetizují β-nukleosidy nebo analogy β-nukleosidů kopulací heterocyklu s furanosylhalogenidem v nukleofilním polárním rozpouštědle za přítomnosti silné báze. Kopulační reakce podle vynálezu je výhodná, jelikož nevyžaduje α-furanosylhalogenid a reakce vede ke vzniku nukleosidů a analogů nukleosidů s vysokou β selektivitou. Vzhledem k tomu, že reagenty, jichž se používá při způsobu podle vynálezu, jsou stálé a nepoužívá se těžkých kovů, lze snadno zvětšit měřítko tohoto způsobu tak, aby se analogy β-nukleosidů, které jsou předmětem zájmu, získaly v kilogramových množstvích.

Způsob podle vynálezu je znázorněn v reakčním schématu III.

B (10) (9) m a III polární rozpouštědlo silná báze

kde

R₅ a R₆ je každý nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, Q, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku a alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q;

·· ··«« *0 00 00 • 0 0 0 0 · 0 · • 0 0 0 0 0 0 · · ·· 0 0 0 0 · 0 · • · 0 00 00 00 000

Q je zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, -NO₂,

-n₃, -cn, -sr₇, cx₃, -cf₃, -X, -or₇, -c(o)or₇, -C(O)R₇, -NR₇R₇, -NH-SO₂-R₇ a -SO₂R_?;

X představuje halogen;

Y představuje chlor nebo brom; a

B představuje heterocyklus obsahující kruhový dusík schopný vytvořit kovalentní vazbu s anomerním uhlíkem furanosy nebo analogu furanosy.

V přednostním provedeni R₃ a R₄ představuje každý atom vodíku.

Podle dalšího přednostního provedení R₃ představuje skupinu -CH₂OR₇ a R₄ představuje vodík, nebo R₃ představuje vodík a R₄ představuje skupinu -CH₂OR₇, přičemž R₇představuje chránící skupinu.

Podle dalšího přednostního provedení R₅ a R_g představuje každý methylskupinu.

Podle dalšího přednostního provedení je 2’,3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidem 2,3-0-isopropylidin^-D-erythrofuranosylchlorid.

·· tototo· ·* *» «· ·· · ·«· ··· «· · ····· ·· ·· · to · · ·· · ·· to ·· ·· ·> ···

Furanosylhalogenidem vzorce 9 může být směs α/β furanosylhalogenidu nebo čistý β-furanosylhalogenid. Reakce znázorněná ve schématu III tedy nevyžaduje žádný a-furanosylhalogenid. Aniž bychom se chtěli vázat platností jakékoliv teorie máme za to, že pokud se použije směsi α/β furanosylhalogenidu vzorce 9, při reakci znázorněné ve schématu III α-anomer přechází na β-anomer před reakcí s heteroaniontem. Bez ohledu na to, zda se při reakci podle schématu III použije směsi α/β furanosylhalogenidu, a-furanosylhalogenidu nebo β-furanosylhalogenidu, bude ve sloučenině vzorce 11 syntetizované reakcí podle schématu III heteroaniontová báze B v poloze trans vzhledem k 2',3'-O-alkylidenu.

Analogy 2',3'-O-alkyliden^-nukleosidu vzorce 11 je možno obvyklými způsoby odblokovat za vzniku odpovídajícího analogu β-nukleosidu. Tuto deprotekci lze například provést tak, že se analog 2',3'-O-alkyliden^-nukleosidu vzorce 11 rozpustí v hydroxylovém rozpouštědle za přítomnosti kyseliny, jak je to znázorněno v reakčním schématu IV a popsáno dále a v příkladech provedení.

Schéma IV

(11) (12) ·· ···· ·4 ·4 ·· * * ·«·· ··· • C · · · ··« 9 ·

0 _> · · 9 9 9 9 9 9 9

9 99 99 99 999

V tomto oboru jsou známy jiné vhodné způsoby deprotekce - viz například Greene a Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 1991, John Wiley & Sons, New York.

V tomto textu se používá konvenčního systému číslování furanosylového kruhu, jak je znázorněno v následujícím vzorci

kde Cl' je definován jako anomerní uhlík. Pojmy β-nukleosid a analog β-nukleosidu se označují sloučeniny obecného vzor ce 12, kde stereochemie anomerního uhlíku Cl' je β. Pojmem 2',3'-O-alkyliden^-nukleosid a analog 2',3'-O-alkylen-β-nukleosidu se označují sloučeniny obecného vzorce 12, kde stereochemie anomerního uhlíku Cl' je β. Dále platí, že všechy analogy nukleosidů uvedené v tomto popisu zahrnují nukleosidy a všechny analogy 2',3'-O-alkyliden-^-nukleosidů uvedené v tomto popisu zahrnují 2',3'-O-alkyliden-β-nukleosidy.

Jako heterocykly, které spadají do rozsahu tohoto vynálezu, je možno uvést všechny heterocykly, jichž se používá při syntéze nukleosidů nebo analogů nukleosidů. Všechny takové heterocykly obsahují kruhový člen NH, který je schopen tvořit kovalentní vazbu s anomerním uhlíkem Cl' furanosy vzorce 9. Tento kruhový člen NH se v tomto textu označuje jako kandidátský NH. Jako neomezující příklady heterocyklů podle vynálezu je tedy možno uvést pyrimidiny, jako cytosin, thymin a uráčil, puriny, jako adenin, guanin, kofein a theobromin, pyrrolopyrimidiny, pyrrolopyrimidin• · to · to to ·· ··

-4-ony, pyrazolopyrimidiny a 3-halogenallopurinoly (viz například US patent 5 674 998; Ramasay et al. výše, Kondo et al. výše a Cottam et al. výše). Další příklady heterocyklů, které spadají do rozsahu tohoto vynálezu jsou popsány ve Fasman, 1980, Biochemistry and Molecular Biology, CRC Press. Kromě toho lze několik příkladů representativních analogů nukleosidů a odpovídajících heterocyklů, které spadají do rozsahu tohoto vynálezu nalézt v US patentech 5 852 027,

840 743, 5 837 871, 5 830 881, 5 808 147, 5 763 596,

747 473, 5 744 596, 5 726 174, 5 693 771, 5 605 903,

246 931, 5 110 926, 4 859 677 a 4 751 292.

Obvykle se dává přednost heterocyklům, v nichž je kandidátský NH zařazen v pětičlenném aromatickém kruhu. Přednost se tedy dává takovým heterocyklům, jako jsou pyrrolopyrimidiny, pyrrolopyrimidin-4-ony, pyrazolopyrimidiny a puriny. Ještě výhodněji je heterocyklem pyrrolo(2,3-d)pyrimidin, pyrrolo(2,3-d)pyrimidin-4-on nebo pyrazolo(3,4-d)pyrimidin.

V přednostním provedeni heterocyklus odpovídá obecnému vzorci

H

nebo

• · · · · · • ·

kde

Rg je nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z Q, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, 5až 20-členné heteroarylskupiny, 5- až 20-členné heteroarylskupiny substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q,

Q má výše uvedený význam.

Podle dalšího přednostního provedení struktura heterocyklu odpovídá následujícímu vzorci

kde ^R9' **10' **11' **12' **13' **14' **15' **16' **17 ^a **18 nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z Q, • · · ··· ·· · · ·· • · ··«· <·· ·· · · · · · · · * alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, 5až 20-členné heteroarylskupiny, 5- až 20-členné heteroarylskupiny substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q,

Q má výše uvedený význam.

Substituenty R_g, R₁₀, ^Rn, ^R12 ^{a R}13 3^SOU přednostně vždy nezávisle zvoleny ze souboru sestávajícího z vodíku, halogenu, -NH2, -N02, -CN, -CF3 a -OCH3; a ^R14, ^R15, ^R16, ^r17 ^{a r}18 Představují vždy vodík.

V jiném přednostním provedení R^ představuje fluor a R_g, ^R10, ^r12 ^{a r}13 Představují vždy vodík.

V jiném přednostním provedení je heterocyklem 5-fenyl-4-N-(4-fluorfenyl)aminopyrrolo(2,3-d)pyrimidin.

Některé heterocykly a cukry podle vynálezu vyžadují před kopulační reakcí podle schématu III zavedení jedné nebo většího počtu chránících skupin. Může být například potřebné chránit amidové atomy kyslíku a hydroxyskupiny. Jako chránící skupiny jsou vhodné skupiny, které jsou odolné vůči štěpení za silně bázických podmínek kopulační reakce podle schématu III.

• · · ·

V cukrech podle vynálezu se při ochraně hydroxy skupin na C2' a C3' používá alkylidenu, čímž se obě hydroxyskupiny převedou na etherovou skupinu. Jiné hydroxyskupiny přítomné v cukru nebo heterocyklu je možno chránit za použití obvyklých postupů například tak, že se hydroxyskupiny za použití obvyklých chránících skupin hydroxyskupiny převedou na etherové nebo esterové skupiny. Konkrétní chránící skupina, které se použije pro ochranu konkrétních hydroxyskupin, do značné míry závisí na exaktní povaze cukru a heterocyklu, které se mají kopulovat. V případě, že se hydroxyskupina chrání převedením na skupinu etheru nebo esteru, může vzniknout několik různých typů etherů nebo esterů (viz například výše uvedenou definici chránící skupiny hydroxyskupiny nebo Greene & Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis výše).

Způsob, kterého se použije pro ochranu amidů je do značné míry závislý na konkrétní povaze heterocyklu a cukru, které mají být kopulovány. Amidy je možno chránit N- nebo O-alkylací. V některých případech lze použít obvyklých chránících skupin amidů, jako jsou například silylové skupiny, fosfinothioylskupina, 2-nitrofenylskupina, kyanoethylskupina nebo nitrofenylethylskupina, přičemž v úvahu přicházejí i skupiny další (viz například Daskalov et al., 1981, Bull. Chem. Soc. Japan, 54, 3076; Jones et al., 1981, Tetrahedron Lett., 22, 4755; Gaffney a Jones, 1982, Tetrahedron Lett., 23, 2257, Trichtinger et al., 1983, Tetrahedron Lett., 24, 211).

V závislosti na substituentech, které jsou připojeny k heterocyklu a druhu funkční skupiny R₃ a R₄ může být nezbytné zavedení dalších chránících skupin. Takové chránicí skupiny jsou v oboru dobře známy. Široký výběr chránících skupin stabilních za bázických podmínek je například možno • · · · • · * nalézt v publikaci Greene a Wuts, Protective Groups in

Organic Synthesis, John Wiley & Sons, New York.

Po dokončení kopulační reakce podle schématu III se chránící skupiny odstraní. Alkylidenová skupina, která chrání hydroxyskupiny na C2' a C3' furanosylu během reakce podle schématu III, se odstraní za kyselých podmínek za přítomnosti hydroxylového rozpouštědla. Vhodnou kyselinou pro tento deprotekční stupeň je například jakákoliv kyselina, která je dostatečně silná pro katalýzu odštěpení alkylidenové skupiny Jako neomezující příklady takových kyselin lze uvést kyselinu chlorovodíkovou, kyselinu sírovou nebo kyselinu trifluoroctovou. Vhodnými hydroxylovými rozpouštědly jsou například alkoholy a voda.

Chrániči skupiny, které hydroxyskupiny převádějí na ethery, lze odstraňovat za použití mírně kyselých podmínek, při nichž dojde ke vzniku volné hydroxyskupiny (viz například Gait, 1984, Oligonukleotide Synthesis, výše). Exocyklické aminy chráněné acylskupinou se obvykle deacylují přídavkem koncentrovaného amoniaku (viz například Gait, 1984, Oligonukleotide Synthesis, výše). Alternativní způsoby deprotekce jsou odborníkům v tomto oboru známy. Příklady způsobů deprotekce je možno nalézt ve výše citované publikaci Greene a Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis.

Uhlíky C2' a C3' furanosylhalogenidu jsou spojeny alkylidenem za vzniku pětičlenného kruhu, jak je to znázorněno ve strukturním vzorci 9

O • •a ··<···· ·· 4 44 44 44 44 4 kde R₃, R₄, R₅, Rg a Y mají výše uvedený význam.

V přednostním provedení R₅ a Rg představují methylskupinu a alkylidenem je tedy isopropyliden.

Reakční schéma III není závislé na absolutní stereochemii pětičlenného kruhu vzorce 9. Odborníku v tomto oboru bude zřejmé, že atom uhlíku, k němuž jsou vázány R₅a Rg, je centrem chirality, pokud R₅ a Rg mají odlišný význam. Reakční schéma III není závislé na chiralitě tohoto centra. Během reakce podle schématu III chiralita tohoto centra zůstává zachována, následkem čehož bude zachována stereochemie tohoto chirálního centra v odpovídajícím analogu β-2',3'-O-alkylidennukleosidu vzorce 11.

Pro provádění anomerně specifické reakce znázorněné ve schématu III by se mělo používat nukleofilních polárních rozpouštědel. Aniž bychom se chtěli vázat platností nějaké konkrétní teorie máme za to, že je třeba použít nukleofilního polárního rozpouštědle, jelikož je zahrnuto v mechanismu reakce podle schématu III. Takovými nukleofilními rozpouštědly mohou být jakákoliv rozpouštědla, která umožňují rozpuštění heterocyklu, cukerného substrátu a silné báze. Jako jejich neomezující příklady lze uvést N,N-dimethylformamid (DMF), acetonitril, tetrahydrofuran (THF), dimethylsulfoxid (DMSO) a jejich směsi. V přednostním provedení je takovou směsí rozpouštědlová směs obsahující DMSO.

Neočekávaně se zjistilo, že dimethylsulfoxid a rozpouštědlové směsi, které ho obsahují, pracují o mnoho lépe než jiná nukleofilní polární rozpouštědla. Přednostním nukleofilním polárním rozpouštědlem je tedy dimethylsulfoxid a rozpouštědová směs, která ho obsahuje. Za použití rozpouštědlové směsi obsahující dimethylsulfoxid se na rozdíl od dimethylsulfoxidu nedosáhne žádného měřitelného zlepšení • · · · · · • · • · • · · ·· ♦ • · ·· ·· · α:β selektivity reakce. Použitím rozpouštědlové směsi obsahující dimethylsulfoxid se však oproti dimethylsulfoxidu v závislosti na použitém substrátu může zvýšit efektivnost reakce podle schématu III. Pokud se použije rozpouštědlové směsi obsahující dimethylsulfoxid, používá se pro její přípravu přednostně dimethylformamidu, acetonitrilu, tetrahydrofuranu a/nebo methylterc.butyletheru (MTBE). Má se za to, že při takové přípravě rozpouštědlové směsi obsahující dimethylsulfoxid lze použít jakéhokoliv poměru dimethylsulfoxidu k dalšímu rozpouštědlu nebo rozpouštědlům, za předpokladu, že ve výsledné rozpouštědlové směsi bude obsaženo značné množství dimethylsulfoxidu, tj. alespoň asi 15 % objemových dimethylsulfoxidu, vztaženo na celkový objem, jako například asi 15 až asi 25 % objemových dimethylsulfoxidu. Taková rozpouštědlové směs obsahující dimethylsulfoxid může obsahovat 1 díl dimethylsulfoxidu a 0 až 3 díly roztoku obsahujícího jedno nebo více rozpouštědel ze souboru sestávajícího z dimethylformamidu, acetonitrilu, tetrahydrofuranu a methylterc.butyletheru. Pro usnadnění reakce podle schématu III byla například vhodná rozpouštědlová směs obsahující dimethylsulfoxid sestávající z 1 dílu dimethylsulfoxidu a 3 dílů methylterc.butyletheru.

V následující tabulce 1 jsou uvedeny ilustrativní příklady některých nukleofilních polárních rozpouštědel vhodných pro účely tohoto vynálezu.

• · · · · · ♦ · · · • · fc · · fc • « · ♦ · fc··

Tabulka 1

Příklady nukleofilních polárních rozpouštědel vhodných pro reakci podle schématu III

Rozpouštědlo

100% dimethylsulfoxid 100% dimethylformamid

100% acetonitril 100% tetrahydrofuran směs dimethylsulfoxidu a acetonitrilu v poměru 1 : 1 směs dimethylsulfoxidu a tetrahydrofuranu v poměru 1 : 1 směs dimethylsulfoxidu a methylterc.butyletheru v poměru 1 : směs dimethylsulfoxidu a methylterc.butyletheru v poměru 1 :

Stopová množství vody jsou při reakci podle schématu III tolerována. Zjistilo se však, že za přítomnosti 1 dílu vody na 2 díly cukerného substrátu dochází k podstatnému narušení kopulační reakce. Použitá polární nukleofilní rozpouštědla jsou tedy přednostně bezvodá a reakce se přednostně provádí za bezvodých podmínek, zejména v případě, že se používá hygroskopických rozpouštědel. Jelikož se dává přednost bezvodým podmínkám, reakce se přednostně provádí pod inertní atmosférou, jako pod atmosférou helia, dusíku nebo argonu.

V přednostním provedení se způsob podle vynálezu provádí tak, že se jako 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidu použije 2,3-0-isopropyliden-p-D-erythrofuranosylchloridu; jako vhodně chráněného heterocyklu se použije 5-fenyl-4-N-(4-fluorfenyl)aminopyrrolo(2,3-d)pyrimidinu; a jako nukleofilního polárního rozpouštědla se použije dimethylsulfoxidu.

4 4 444 · · · · • · 4 4 4 4 444

4 4 4 4 444 4 4

Kopulace 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidu s heterocyklem se provádí za přítomnosti silné báze. Silná báze vyvolává anionizaci kruhových dusíků, které jsou schopny tvořit anionty. Furanosylhalogenid reaguje s anionizovaným kruhovým dusíkem, což vede k jeho alkylaci furanosylem.

Pokud je v heterocyklu jen jeden anionizovatelný kruhový dusík, vznikne pouze jeden alkylovaný heterocyklus. Pokud heterocyklus obsahuje dva kruhové dusíky, které jsou schopny anionizace působením silné báze, vznikne směs heterocyklického aniontu, v níž jsou některé heterocykly anionizovány na prvním kruhovém dusíku a některé na druhém kruhovém dusíku. Taková směs heterocyklického aniontu vede ke vzniku odpovídající směsi alkylovaných heterocyklických produktů.

Obsahuje-li heterocyklus více než dva kruhové aminy, potom může dojít ke vzniku složitější směsi alkylovaných heterocyklických produktů. Jelikož každý alkylovaný produkt ve směsi reprezentuje kopulaci cukru k odlišnému dusíku na heterocyklu, alkylované produkty budou mít odlišné chemické vlastnosti. I když vznikne nežádoucí alkylovaný heterocyklus, je ho tedy možno obvykle oddělit od požadovaného analogu nukleosidu za použití obvyklých purifikačních postupů, jako je kyselá extrakce. Tvorbu nežádoucích alkylovaných produktů je však vhodné minimalizovat, aby se ušetřily výchozí látky, furanosylhalogenid a heterocyklus.

Tvorba nežádoucích alkylovaných heterocyklických produktů se minimalizuje optimalizací množství heterocyklu, který tvoří aniont na požadovaném dusíku v heterocyklu. Když se například 5-fenyl-4-N-(4-fluorfenyl)aminopyrrolo(2,3-d)pyrimidin smísí se silnou bází, vznikne aniont, který resonuje mezi kruhovými dusíky 1 a 7. Alkylaci dusíku 7 (N7-alkylace) vzniká požadovaný nukleosid, zatímco alkylaci dusíku 1 (Nl-alkylace) vzniká nežádoucí vedlejší produkt. Neočekávaně se zjistilo, že za použití terč.butoxidu sodného nebo terč.butoxidu draselného lze optimalizovat poměr *· ···· · · · * ·· ·♦·· 111 111 11 111 ι i

1 11 11 11 ·

N7-alkylace k Nl-alkylaci. Jak je popsáno dále v příkladu 2, je za použití terč.butoxidu sodného možno získat směs N7-alkylovaného heterocyklu a Nl-alkylovaného heterocyklu v poměru 3:1. Jelikož Nl-alkylovaný heterocyklus je zásaditější než N7-alkylovaný heterocyklus, je ho ze směsi N7- a Nl-alkylovaných heterocyklu možno snadno odstraňovat kyselou extrakcí.

Do rozsahu tohoto vynálezu spadá použití jakékoliv silné báze, která je schopna vytvořit aniont heterocyklu obsahujícího kruhový NH. Jako příklady vhodných bází je možno uvést hydroxidy alkalických kovů, jako hydroxid sodný nebo hydroxid draselný, alkoxidy alkalických kovů se 4 až 10 atomy uhlíku, jako je terc.butoxid alkalického kovu nebo terc.pentoxid alkalického kovu, jakož i hydridy alkalických kovů. V některých případech lze reakci podle schématu III v omezeném rozsahu provádět za použití hydroxidu kovu alkalických zemin, jako je hydroxid hořečnatý nebo hydroxid vápenatý. Má se však za to, že zásady na bázi kovů alkalických zemin nebudou příliš vhodné. Ačkoliv silnými zásadami podle vynálezu jsou obecně zásady na bázi alkalických kovů, lithné zásady se považují za málo vhodné, vzhledem k jejich fyzikálním vlastnostem. Silnou zásadou je přednostně hydrid alkalického kovu nebo terc.butoxid alkalického kovu. Přednostními silnými bázemi jsou hydrid sodný, hydrid draselný, terc.butoxid sodný, terc.pentoxid sodný, terc.butoxid draselný nebo terc.pentoxid draselný. Ve výhodnějším provedení je silnou zásadou terc.butoxid sodný nebo terc.butoxid draselný, nejvýhodněji terc.butoxid sodný.

Kondo et al. ve výše citované publikaci popsali způsob syntézy analogů nukleosidů, při němž se jako silné báze používá hydridu sodného a nukleofilního polárního rozpouštědla dimethylformamidu. Autorům Kondo et al. se však nepodařilo syntetizovat nukleosidy s nízkým poměrem α : β.

0 0··· 00 ··

0 0 0 0 0

0 · 0 0 ···

0 0 0 0 0

0 00 00

Při řešení tohoto problému se selektivitou zkoušeli použít řady solí, jako přídavných látek. Po četných pokusech zlepšit anomerní selektivitu však byli za použití svého přístupu založenéhó na použití hydridu sodného a dimethylformamidu schopni dosáhnout poměru α : β nukleosidového produktu pouze 1:2. Způsoby podle tohoto vynálezu poskytují mnohem lepší (tj. nižší) poměr α : β nukleosidového produktu než způsob podle Kondo et al. V případě syntézy

4-N-(4-fluorfenyl)amino-5-fenyl-1-(β-D-erythrofuranosyl)pyrrolo-(2,3-d)pyrimidinu (sloučenina uvedená v nadpisu příkladu 4 dále) za použiti dimethylsulfoxidu a terč.butoxidu sodného je poměr α : β nukleosidového produktu méně než 1 : 100. V závislosti na konkrétně použitém cukru a heteroaniontovém substrátu se způsoby podle vynálezu může dosáhnout i lepšího poměru α : β nukleosidového produktu.

V závislosti na konkrétně použitém cukru a heteroaniontovém substrátu se způsoby podle vynálezu obvykle dosáhne poměru α : β nukleosidového produktu méně než 1:2, obvykle méně než 1 : 50 a částo méně než 1 : 100, nebo poměru lepšího. Způsoby podle vynálezu dokazují, že kombinace hydridu sodného a dimethylformamidu, jíž použili Kondo et al., není vhodná. Způsoby podle vynálezu se dosáhne lepšího (tj. nižšího) poměru α : β nukleosidového produktu, než jakého dosáhli Kondo et al., bez ohledu na to, jakého se použije cukru nebo heteroaniontového substrátu.

Molární poměr silné zásady k heterocyklu je obvykle v rozmezí od asi 1 : 1 do asi 8:1. Zjistilo se, že pro ekonomický průběh reakce podle schématu III je třeba použít molárního poměru silné zásady k heterocyklu alespoň asi 1:1. Použití molárního poměru silné zásady k heterocyklu nižšího než 1 : 1 povede ke vzniku určitého množství analogu nukleosidu. Reakce podle schématu III však bude ukončena předčasně a povede k podstatným ztrátám výchozích látek. Takovým ztrátám se zabraňuje tím, že se obvykle používá molárního • to to··to • · to ·· to· to · · ·* • · · ·· · · ·· ···· ·· • to· ·· ·· poměru silné zásady k heterocyklu v rozmezí od asi 2 : 1 do asi 4 : 1.

Reakce podle schématu III se obvykle provádí při teplotě místnosti (asi 20 až asi 30°C). Zjistilo se, že zvýšené teploty, jako asi 40 až asi 50°C, nemají žádný pozitivní vliv ani na výtěžek reakce, ani na poměr α : β produktu, nukleosidu nebo analogu nukleosidu.

Reakce podle schématu III není závislá na molárním poměru 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidu k heterocyklu.

Je možno použít molárního poměru 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidu k heterocyklu asi 1 : 1 až asi 3:1, přičemž obvykle se používá molárního poměru 3 : 2 až 2 : 1, přednostně asi 3:2.

Měřítko, ve kterém se provádí reakce podle schématu III, lze snadno zvětšit, aniž by došlo ke snížení výtěžku. Tato reakce úspěšně probíhá například za použití gramových množství (viz příklad 2 dále) a kilogramových množství (viz příklad 3 dále) 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidu a heterocyklu. Poměr α : β u analogů nukleosidů získaných způsoby podle tohoto vynálezu je obvykle významně lepší (tj. nižší) než za použití reakcí podle dosavadního stavu techniky. Při postupu podle příkladu 2 se například dosáhne poměru α : β nižšího než 1 : 100. Tento poměr je střízlivým odhadem, jelikož vysoce účinnou kapalinovou chromatografií konečného produktu nebylo možno detegovat žádný a-nukleosidový produkt. Poměr a : β ve skutečnosti může být výrazně nižší než 1 : 100.

Doba potřebná pro dokončení reakce podle schématu III závisí na silné zásadě a konkrétně použitém 2',3'-0-alkylidenfuranosylhalogenu a heterocyklu. Reakce podle schématu III je však obvykle dokončena během asi 2 hodin. V

0 0 ·· 0

0

00· případě 4-N-(4-fluorfenyl)amino-5-fenyl-1-(2,3-0-isopropyliden-p-D-erythrofuranosyl)pyrrolo-(2,3-d)pyrimidinu se zjistilo, že reakční doby jako 14 až 15 hodin, neposkytují žádná zlepšení výtěžku ve srovnání s reakční dobou 2 hodin Reakce se monitoruje kontrolou vymizení výchozích látek ve vzorcích reakční směsi pomocí HPLC.

Předmětem vynálezu je dále způsob syntézy ribopurinů a ribopyrimidinů. V tomto provedení se ribopuriny syntetizují podle schématu V

(V) (13)

Deprotekce

Deprotekce podmínky (I) podmínky (II)

(15) • · · « φ φ φφ ♦♦ φφ φ »· φ ♦ ♦ · ® · · · • · · φ φ φφφ φφφ —36—··· ···· ·· · • · · ·· ·· φφ φφφ kde

Υ, R₅ a Rg mají výše uvedený význam;

P₃ představuje chránící skupinu hydroxyskupiny stabilní za bázických podmínek, jejímž neomezujícím příkladem je skupina, jejímž prostřednictvím se hydroxyskupina převede na skupinu esteru nebo etheru; a

P-B' představuje vhodně chráněný purin nebo pyrimidin.

Při postupu podle schématu V se chráněný β-ribosylhalogenid vzorce 13 nechá reagovat s vhodně chráněným purinem nebo pyrimidinem vzorce P-B' za vzniku odpovídajícího chráněného β-ribopurinu nebo β-ribopyrimidinu vzorce 14.

2¹,3'-O-alkylidenová skupina, chránící skupina 5'-hydroxyskupiny P₃ a všechny chránící skupiny přítomné na purinové nebo pyrimidinové bázi P se odštěpí následně v jednom nebo větším počtu deprotekčních stupňů. Jako neomezující příklady chránících skupin P₃ je možno uvést všechny obvyklé etherotvorné nebo esterotvorné chránicí skupiny popsané výše nebo v publikaci Greene & Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, výše, které jsou stabilní za bázických podmínek.

Analogy nukleosidu syntetizované způsoby podle tohoto vynálezu jsou činidly užitečnými při značení, detekci a analýze nukleových kyselin. Kromě toho je těchto analogů nukleosidu možno použít při vytváření kombinační knihovny analogů nukleosidů pro účely jejich zkoušení na inhibiční aktivitu proti důležitým makromolekulárním cílům, jako jsou kinasy, gyrasy a reversní transkriptasy. Analogy nukleosidů v knihovně, které vykazují inhibiční aktivitu proti takovým makromolekulárním cílům by mohly sloužit jako výchozí • · ♦»«·

A ·

A A A AA·

AAA AAAA

AA A AA AA sloučeniny při vývoji farmaceutik, která zmírňují takové klinické stavy, jako záněty, nebo infekční choroby, jako například mj. syndrom získané imunitní nedostatečnosti.

Několik analogů nukleosidů syntetizovaných podle reakčního schématu III je konkrétně užitečných jako inhibitor adenosin kinasy - viz například US patent č.

674 998. Inhibitory adenosin kinasy se zdají být slibné při léčení neurologických stavů, jako jsou křeče (viz tamtéž) V US patentu č. 5 674 998 se uvádí, že 4-fenylamino-5-fenyl-7-(4-hydroxymethyl-l-p-D-ribofuranosyl)pyrrolo(2,3-d) pyrimidin, 4-N-(4-fluorfenylamino)-5-fenyl-7-(4-spirocyklopropyl-p-D-erythrofuranosyl)pyrrolo(2,3-d)pyrimidin a

4-fenylamino-5-fenyl-7-(Ι-β-D-erythrofuranosylJpyrrolo(2,3-d)pyrimidin jsou všechny nanomolárními inhibitory částečně purifikované adenosin kinasy ze srdce vepře. Kromě toho je některé analogy nukleosidů syntetizované podle schématu III možno použít při léčení chronické bolesti.

Chemické strukturní vzorce uváděné v tomto textu vykazují fenomény tautomerie, konformační isomerie, geometrické isomerie a/nebo stereoisomerie. Ačkoliv vyobrazení vzorců v tomto popisu mohou představovat pouze jednu z forem možných tautomerů, konformačních isomerů, geometrických isomerů nebo stereoisomerů, do rozsahu tohoto vynálezu spadají všechny takové formy, které vykazují biologickou nebo farmakologickou aktivitu, jak je definována v tomto textu.

Vynález je blíže objasněn v následujících příkladech provedení. Tyto příklady pouze ilustrují jednotlivé aspekty tohoto vynálezu, do jehož rozsahu spadají všechny sloučeniny a způsoby jejich použití, které jsou funkčně ekvivalentní. Odborníkům v tomto oboru budou na základě výše uvedeného popisu zřejmé další možné modifikace tohoto vyná• 0 0·

0 0

0 0 0 0 ·· ·Μ· lezu. Takové modifikace potom spadají do rozsahu připojených nároků. Všechny odkazy na stereochemii, pokud není uvedeno jinak, se výhradně vztahují k α a β anomerům nukleosidů a/nebo furanosylhalogenidů.

Veškeré dokumenty jsou zde citovány náhradou za přenesení jejich celého obsahu do tohoto textu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Syntéza 2,3-0-isopropyliden-^-D-erythrofuranosylchloridu (10a)

kde Y = Cl (10a)

Y = Br (10b)

Meziprodukt

2,3-0-isopropyliden-D-erythrosa

2,3-0-Isopropyliden-D-erythrosa pochází od firmy Pfansteihl nebo se připraví redukcí 2,3-O-isopropyliden-D-erythronolaktonu za použití diisobutylaluminiumhydridu popsanou v Cohen et al., 1983, J. Am. Chem. Soc., 105, 3661 až 3672. 2,3-O-Isopropyliden-D-erythronolakton je dostupný od firmy Aldrich nebo ho lze syntezitovat z isoaskorbové ttototo «· *to ·· ·· ··»· ··· • to · · to · ·· ·« to·· ···· ·· · ·« to ·· ·· ·· ··· kyseliny způsobem popsaným v Organic Synthesis Coli. sv.

VII, strana 297.

Titulní sloučenina

Titulní sloučenina se syntetizuje způsobem popsaným v Ireland et al., 1978, Org. Chem., 43, 786 až 787 a Lerner et al., 1969, Carbohydr. Res., 9, 1 až 4. Konkrétně se postupuje takto: Roztok 2,3-0-isopropyliden-D-erythrosy (20,0 g, 125 mmol) v dichlormethanu (250 ml) a pyridinu (40 ml) se ochladí v lázni z ledu a vody. Ke vzniklé směsi se přikape thionylchlorid (10 ml, 137,8 mmol) takovou rychlostí, aby se vnitřní teplota udržela pod 5°C (přídavek trvá asi 35 minut). Vymizení výchozí látky se potvrdí tak, že se odebere alikvot reakční směsi, který se prověří pomoci H NMR. Patnáct minut po dokončení přídavku thionylchloridu se chladný roztok přidá k vodě (500 ml) a diisopropyletheru (500 ml). Vrstvy se oddělí a organická vrstva se extrahuje 0,5M kyselinou chlorovodíkovou (500 ml), aby se odstranil zbylý pyridin. Organická vrstva se poté extrahuje nasyceným hydrogenuhličitanem sodným (300 ml) a vysuší uhličitanem draselným. Výsledný roztok se přefiltruje a filtrát se zkoncentruje. Získá se 19,96 g (76 %) titulní sloučeniny ve formě bílé krystalické pevné látky.

Teplota tání: 57,0 až 58,3°C (hodnota uváděná v literatuře (lit.) = 60 až 61,5°C, teplota tání enantiomerů (lit.) = 59 až 60°C). [a]_D: -167 (c = 2,0, CH₂C1₂) [[α]_D (lit.): -167 (c 0,8, CHC1₃), [a]_D enantiomerů (lit.): +168 (c = 2,0, CH₂C1₂)] ³H NMR (300 MHz, DMSO-dg): δ 1,28 (s, 3), 1,38 (s, 3), 4,05 (dd, 1, J = 3,4, 10,9), 4,13 (d, 1, J = 10,9), 4,95 (d, 1, J = 5,9), 5,00 (dd, 1, J = 3,3, 5,9), 6,46 (s, 1) ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-dg): δ 25,83, 27,16, 74,74, 79,38, 89,44, 101,07, 113,17

Analýza pro C₇H₁₁O₃C1: vypočteno: C 47,07, H 6,21, nalezeno:

Příklad 2

Syntéza 4-Ν-(4-fluorfenyl)amino-5-fenyl-l-(2,3-O-isopropyliden-p-D-erythrofuranosyl)pyrrolo-(2,3-d)pyrimidinu (CJ-19039)

Meziprodukt

5-Fenyl-4-N-(4-fluorfenyl)aminopyrrolo-(2,3-d)pyrimidin

Syntéza 5-fenyl-4-N-(4-fluorfenyl)aminopyrrolo(2,3-d)pyrimidinu se provede způsobem popsaným v US patentu 5 674 998.

Titulní sloučenina

K roztoku 5-fenyl-4-N-(4-fluorfenyl)aminopyrrolo-(2,3-d)pyrimidinu (9,00 g, 29,6 mmol) v dimethylsulfoxidu (75 ml) se přidá terc.butoxid sodný (8,56 g, 89,1 mmol), což vyvolá vzestup vnitřní teploty z 20 na 28°C. K výslednému roztoku se přidá 2,3-0-isopropyliden-p-D-erythrofuranosylchlorid (sloučenina 10a, 7,97 g, 44,6 mmol). Vnitřní teplota • · · ·

- 41 - i • · během 2 až 3 minut vzroste z 26 na 44 °C. Po uplynutí celkové reakční doby 30 minut se reakční roztok přidá k vodě (400 ml) a methylterc.butyletheru (275 ml). Vrstvy se oddělí a organická vrstva se extrahuje 0,5M kyselinou chlorovodíkovou (1 x 200 ml, 1 x 100 ml) a nasyceným vodným hydrogenuhličitanem sodným (100 ml), vysuší síranem hořečnatým a přefiltruje. Filtrát se zkoncentruje na žlutý vlhký pevný zbytek. K tomuto zbytku se přidá isopropylether (70 ml). Vzniklá heterogenní směs se 2 hodiny zahřívá ke zpětnému toku a poté ochladí na 0°C. Výsledný roztok se přefiltruje a oddělená pevná látka se promyje chladným diisopropyletherem (75 ml). Po vysušení se získá 6,2122 g (47 %) sloučeniny uvedené v nadpisu ve formě žlutého prášku, z níž byl extrakcemi kyselinou chlorovodíkovou účinně odstraněn nežádoucí N-l alkylovaný heterocyklus. Dalšího zvýšení čistoty titulní sloučeniny by také bylo možno dosáhnout překrystalováním přibližně z 25 objemů diisopropyletheru. Anomerní poměr α : β titulní sloučeniny je méně než 1 : 100.

Teplota tání: 143,0 až 144,1°C. [a]_D: - 77,2 (c = 1,0, ch₃coch₃) ¹H NMR (300 MHz, DMSO-dg): δ 1,33 (s, 3), 1,51 (s, 3), 4,08 (d, 1, J = 10,6), 4,20 (dd, 1, J = 3,7, 10,7), 5,29 (dd, 1,

J = 3,4, 5,8), 5,42 (d, 1, J= 5,9), 6,32 (s, 1), 7,12 -7,20 (m, 2), 7,40 - 7,47 (m, 1), 7,51 - 7,65 (m, 8), 8,39 (s, 1) ¹³C NMR (75 MHZ, DMSO-dg): δ 24,79, 26,47, 74,38, 81,11, 84,47, 90,08, 101,93, 112,10, 115,40 (d, J = 22), 116,21, 123,34 (d, J = 8), 123,71, 127,47, 128,91, 129,23, 134,17, 135,80, 150,48, 151,41, 153,95, 158,06 (d, J = 238)

Analýza pro ^C25^H23^N4°3^F: vypočteno: C 67,25, H 5,19, N 12,55, nalezeno: C 67,11, H 5,17, N 12,60

Hmotnostní spektrum: AP+ = 447,2, AP- = 445,2 ·· · ··· ·· ·· • · · · · · • · · · ···· • tttt · · · • · · · » · ·

Příklad 3

Syntéza 4-N-(4-fluorfenyl)amino-5-fenyl-1-(2,3-O-isopropyliden-p-D-erythrofuranosyl)pyrrolo-(2,3-d)pyrimidinu (CJ-19039) - poloprovozní měřítko

Počátečnímu zvětšení měřítka této reakce přibližně na 2 kg 5-fenyl-4-N-(4-fluorfenyl)aminopyrrolo(2,3-d)pyrimidinu předcházel poloprovozní pokus za použití asi 500 g. Čistý produkt získaný z tohoto poloprovozního pokusu se před závěrečným přečištěním produktu smísí s produktem reakce prováděné ve velkém měřítku popsané níže, čímž se získá jedna dávka produktu. Výtěžek se zohlední tak, aby odrážel toto spojení 500g a 2kg dávky. S výjimkou měřítka, byly podmínky obou reakcí stejné. Dále je tedy podrobně popsána reakce za použití 2 kg.

Meziprodukt 1

2,3-0-Isopropyliden-D-erythrosa

2,3-O-Isopropyliden-D-erythrosa se připraví způsobem popsaným výše v příkladu 1.

Meziprodukt 2

2,3-0-Isopropyliden-p-D-erythrofuranosylchlorid (10a)

Roztok 2,3-0-isopropyliden-D-erythrosy (2 kg, 12,5 mol) v tetrahydrofuranu (19 litrů) a pyridinu (1,1 litru) se ochladí na 0 až 5°C. Ke vzniklé směsi se pomalu přidá thionylchlorid (960 ml, 13,1 mol) takovou rychlostí, aby se vnitřní teplota udržela pod 15°C. Tento přídavek trvá 50 minut. Vymizení výchozí látky se potvrdí tak, že se 10 minut po dokončení přídavku thionylchloridu odebere alikvot ·· ···· · · · · · · • · · · · · · · ·· « · · · · ♦ ·· _z *1 reakční směsi, který se analyzuje pomoci H NMR. Reakční roztok se poté přefiltruje přes 0,5 kg celitu a promyje tetrahydrofuranem. Tetrahydrofuranového roztoku titulní sloučeniny se použije v surovém stavu pro kopulační reakci při syntéze CJ-19039 popsané dále.

Meziprodukt 3

5-Fenyl-4-N-(4-fluorfenyl)aminopyrrolo(2,3-d)pyrimidin

5-Fenyl-4-N-(4-fluorfenyl)aminopyrrolo(2,3-d)pyrimidin se syntetizuje způsobem popsaným v US 5 674 998.

Titulní sloučenina

K roztoku 5-fenyl-4-N-(4-fluorfenylJaminopyrrolo(2,3-d)pyrimidinu (2,2 kg, 7,23 mol) v dimethylsulfoxidu (20 litrů) se přidá terc.butoxid sodný (3,6 kg, 37,5 mol), což vyvolá 5°C exotermii. K reakčnímu roztoku se během 45 minut přidá tetrahydrofuranový roztok 2,3-0-isopropyliden-p-D-erythrofuranosylchloridu (připravený výše popsaným postupem, teoreticky 2,2 kg, 12,5 mol). Reakční směs se přes noc míchá a poté rozloží nalitím do vody (100 litrů) a methylterc.butyletheru (100 litrů). Fáze se rozdělí a organická vrstva se extrahuje IM kyselinou chlorovodíkovou (3 x 25 litrů). Organická vrstva se přefiltruje přes vrstvu 4 kg siiikagelu. Filtrát se za atmosférického tlaku zkoncentruje na objem asi 15 litrů a přidá se k němu diisopropylether (70 litrů). Výsledná směs se znovu zkoncentruje na konečný objem asi 30 litrů. Surová titulní sloučenina se před závěrečnou krystalizací smísí s 352 g čisté titulní sloučeniny z 500g poloprovozního pokusu. Výsledný roztok se za účelem granulace ochladí na 0 až 5’C a suspenze se přefiltruje. Získá se 1,87 kg titulní sloučeniny (48 % po odečtení 325 g přídavku titulní sloučeniny z asi 500g poloprovozního pokusu). Filtrát se zkoncentruje a vyjme do methylterc.butyletheru (18 litrů). Organická vrstva se extrahuje 1M kyselinou chlorovodíkovou (4x3 litry), poté za atmosférického tlaku zkoncentruje na 2litry a přidá se k ní diisopropylether (6 litrů). Objem vzniklého roztoku se sníží na 4 litry. Po dvouhodinové granulaci při 0°C se odfiltruje pevná látka. Získá se 198 g (6 %) druhé frakce titulní sloučeniny, což zvýší celkový výtěžek titulní sloučeniny z asi 2kg pokusu na 54 %. Extrakcemi kyselinou chlorovodíkovou se účinně odstraní veškerý nežádoucí Nl-alkylovaný heterocyklus.

Příklad 4

Syntéza 4-N-(4-fluorfenyl)amino-5-fenyl-l-(β-D-erythrofuranosylJpyrrolo-(2,3-d)pyrimidinu

AO ÓH

K roztoku CJ-19039 (viz příklad 3 výše) (2,6680 g, 5,975 mmol) v isopropylalkoholu (15 ml) se přidá 0,5M kyselina chlorovodíková (15 ml). Heterogenní roztok se zahřívá na 80°C. Po 50 minutách vznikne homogenní roztok, k němuž se po celkem 3 hodinách při 80°C přidá aktivní uhlí Darco (360 • · • · · · mg) a zahřívání se přeruší. Po přídavku aktivního uhlí se vzniklá směs 1,75 hodiny míchá, přefiltruje přes celit a pevná látka se promyje směsí isopropylalkoholu a vody v poměru 1 : 1 (15 ml). Produkt se vysráží tak, že se ke spojeným filtrátům za rychlého míchání přidá 1M hydroxid sodný (7,5 ml) a poté voda (20 ml), aby se usnadnilo míchání suspenze. Pevná látka se odfiltruje a filtrační koláč se opláchne vodou (15 až 20 ml). K pastovitému narůžovělému prášku, se přidá 50 ml absolutního ethanolu. Výsledný roztok se zahřeje ke zpětnému toku a po částech se k němu přidává horký ethanol, dokud se nerozpustí veškerá pevná látka (během 15 minut se přidá celkem asi 15 ml ethanolu). Míchání se přeruší a toztok se nechá pomalu zchladnout na teplotu místnosti. Aby se dosáhlo krystalizace, nádoba se po ochlazení na teplotu místnosti přes noc udržuje v chladničce (asi 0°C). Krystaly se shromáždí filtrací a oddělená pevná látka se opláchne chladným ethanolem (20 ml). Získá se 2,1044 g (87 %) titulní sloučeniny ve formě narůžovělých krystalů.

Teplota tání: 194,8 až 195,2°C. [a]_D: -91,7 (c = 1,0, ch₃cooch₃) ¹H NMR (300 MHz, DMSO-dg): δ 3,82 (d, 1, J = 9,2), 4,24 4,31 (m, 1), 4,38(dd, 1, J = 3,7, 9,4), 4,70 - 4,78 (m, 1), 5,23 (d, 1, J = 3,9), 5,44 (d, 1, J = 6,7), 6,20 (d, 1, J = 6,9, 7,15 (zřejmě t, 2, J = 8,7), 7,42 (zřejmě t, 1, J = 7,2), 7,50 - 7,66 (m, 7), 7,76 (s, 1), 8,40 (s, 1) ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-dg): δ 70, 56, 73,47, 74,99, 87,16, 102,03, 115,41 (d, J = 22), 116,36, 122,17 (d, J = 8), 122,74, 127,38, 128,88, 129,23, 134,38, 136,01, 151,27, 151,54, 153,92, 158,01 (d, J = 240)

Analýza pro ^C22^H19^N4°3^F: vypočteno: C 65,02, H 4,71, N 13,79, nalezeno: C 64,96, H 4,64, N 13,92 Hmotnostní spektrum: AP+ = 407,1, AP- = 405,2

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby 2',3'-O-alkyliden β-nukleosidových analogů, vyznačující se tím, že zahrnuje reakci 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidu s heterocyklem obsahujícím kruhový dusík schopný vytvořit kovalentní vazbu s anomerním uhlíkem furanosy nebo analogu furanosy v polárním rozpouštědle za přítomnosti silné báze.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t i m , že molární poměr 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidu k heterocyklu leží v rozmezí od asi 1 : 1 do asi 3:1.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t i m , že molární poměr silné báze k heterocyklu je asi 1 : 1 až asi 8 : 1.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t i m , že silná báze je zvolena ze souboru sestávajícího z hydridu sodného, hydridu draselného, hydroxidu sodného, hydroxidu draselného, terč.butoxidu sodného, terc.pentoxidu sodného, terč.butoxidu draselného a terc.pentoxidu draselného.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t i m , že silnou bázi je terc.butoxid sodný nebo terc.butoxid draselný.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t i m , že polárním rozpouštědlem je nukleofilní polární rozpouštědlo.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se t i m , že nukleofilním polárním rozpouštědlem je • »· · rozpouštědlo, které umožňuje rozpuštění heterocyklu, 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidu a silné báze.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se t í m , že nukleofilní polární rozpouštědlo je zvoleno ze souboru sestávajího z Ν,Ν-dimethylformamidu, acetonitrilu, tetrahydrofuranu, dimethylsulfoxidu a jejich směsí.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se t í m , že nukleofilním polárním rozpouštědlem je dimethylsulfoxid.
10. Způsob podle nároku 7, vyznačující se t i m , že nukleofilním polárním rozpouštědlem je rozpouštědlová směs obsahující dimethylsulfoxid.
11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se t i m , že nukleofilním polárním rozpouštědlem je směs dimethylsulfoxidu a rozpouštědla zvoleného ze souboru sestávajícího z dimethylformamidu, acetonitrilu, tetrahydrofuranu a methylterc.butyletheru.
12. Způsob podle nároku 10, vyznačující se t í m , že objemový podíl dimethylsulfoxidu v rozpouštědlové směsi činí alespoň 15 %.
13. Způsob podle nároku 8, vyznačující se t í m , že nukleofilním polárním rozpouštědlem je směs 1 dílu dimethylsulfoxidu s asi 0 až 3 díly roztoku obsahujícího jedno nebo větší počet rozpouštědel ze souboru sestávajícího z dimethylformamidu, acetonitrilu, tetrahydrofuranu a methylterc.butyletheru.
14. Způsob podle nároku 8, vyznačující tím, že nukleofilní polární rozpouštědlo je zvoleno ze souboru sestávajícího z dimethylsulfoxidu, dimethylformamidu, acetonitrilu, tetrahydrofuranu, směsi acetonitrilu a dimethylsulfoxidu v objemovém poměru 1:1, směsi dimethylsulfoxidu a tetrahydrofuranu v objemovém poměru 1:1, směsi dimethylsulfoxidu a methylterc.butyletheru v objemovém poměru 1:1a směsi dimethylsulfoxidu a methylterc.butyletheru v objemovém poměru 1:3.
15. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t i m , že dále zahrnuje stupeň, v němž se odstraní

2',3'-O-alkyliden za vzniku analogu β-nukleosidu.
16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se t i m , že se 2',3'-O-alkylidenová skupina z analogu β-2',3'-O-alkylidennukleosidu odstraňuje kyselinou za přítomnosti hydroxylového rozpouštědla.
17. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že 2',3’-O-alkylidenfuranosylhalogenid odpovídá obecnému vzorci z vodíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku a skupiny (CH₂)_nQ, kde n představuje celé číslo od 1 do 6; nebo

R₃ a R₄ dohromady tvoří kruh 3 až 6 atomů uhlíku, který obsahuje 0 až 3 heteroatomy zvolené z kyslíku a • · ··«· ♦ · ♦ · • 9 9 9·9

9 · 9 9 9 999

9 9 dusíku a je popřípadě substituován jedním nebo větším počtem zbytků Q;

R₅ a Rg je každý nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, Q, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku a alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q;

Q je zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, -N0₂, —n₃ , -cn, -sr₇, cx₃, -cf₃, -X, -or₇, -c(o)or₇, -C(O)R₇, -NR₇R₇, -NH-SO₂-R₇ a -SO₂R₇;

X představuje halogen;

Y představuje chlor nebo brom; a r₇ je vždy nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, substituované arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, 5- až 20-členné heteroarylskupiny, substituované 5- až 20-členné heteroarylskupiny; nebo představuje chránící skupinu.
18. Způsob podle nároku 17, vyznačující tím, že R₃ a R₄ představují atomy vodíku.
19. Způsob podle nároku 17, vyznačující tím, že 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenid odpovídá obecnému vzorci zvolenému ze souboru sestávajícího z • · · · · ·

Φ Φ 9 Φ ΦΦΦΦ

ΦΦΦ ΦΦΦ

ΦΦ Φ ΦΦ ·· kde R₇ představuje chránicí skupinu.
20. Způsob podle nároku 17, vyznačujíc tím, že R₅ a Rg představuje každý methylskupinu.
21. Způsob podle nároku 17, vyznačujíc se t í m , že 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidem je

2,3-0-isopropyliden-p-D-erythrofuranosylchlorid.
22. Způsob podle nároku 1, vyznačující tím, že heterocyklus odpovídá obecnému vzorci

O

R' nebo • 4 •4 4 ···

4 4 • 4 4 4 4 · • 4 44444 4 • 44 ···· · •4 4 44 ·· ·· kde

R₈ je nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z Q, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, 5až 20-členné heteroarylskupiny, 5- až 20-členné heteroarylskupiny substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q,

6- až 26-členné alkheteroarylskupiny a 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q;

Q je zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, -N0₂,

-n₃, -cn, -sr₇, cx₃, -cf₃, -x, -or₇, -c(o)or₇, -C(O)R_?, -NR₇R₇, -NH-SO₂-R₇ a -SO₂R₇;

r₇ je vždy nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, substituované arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, 5- až 20-členné heteroarylskupiny, substituované 5- až 20-členné heteroarylskupiny; nebo představuje chránící skupinu; a

X představuje halogen.
23. Způsob podle nároku 1, vyznačující tím, že heterocyklus odpovídá obecnému vzorci ·· ··>· ·· ·· ·· • · ···· ··· • · · ····· · ·

Rg, RiO' ^Rll' ^R12' ^R13· ^R14' ^R15' ^R16' ^R17 ^{a R}18 nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z Q, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, 5až 20-členné heteroarylskupiny, 5- až 20-členné heteroarylskupiny substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku, alkarylskupiny se 6 až 26 atomy uhlíku substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q,

6- až 26-členné alkheteroarylskupiny a 6- až 26-členné alkheteroarylskupiny substituované jedním nebo větším počtem zbytků Q;

Q je zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, -NO₂,

-n₃, -cn, -sr₇, cx₃, -cf₃, -x, -or₇, -c(o)or₇, -C(0)R_?, -NR₇R₇, -NH-SO₂-R₇ a -SO₂R₇;

r₇ je vždy nezávisle zvolen ze souboru sestávajícího z vodíku, alkylskupiny s 1 až 6 atomy uhlíku, alkenylskupiny se 2 až 6 atomy uhlíku, arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, substituované arylskupiny s 5 až 20 atomy uhlíku, 5- až 20-členné heteroaryl53 ·· ···· ·· ·· , • · ···· *»·* • · · · · ··· · · · ♦ · · ·»·· ··· ·· · ·· ·· *« ·*· skupiny, substituované 5- až 20-členné heteroarylskupiny; nebo představuje chrániči skupinu; a

X představuje halogen.
24. Způsob podle nároku 23, vyznačující se t í m , že R_g, R₁₀, R_llz ^Ri2 ^{a R}13 3^SOU vždy nezávisle zvoleny ze souboru sestávajícího z vodíku, halogenu, -NH₂, —N0₂, —CN, —CF₃ a -OCH^ ; a ^rq_4 t ^Ri51 ^R16 ^{r R}17 ^{a R}18 predsta— • vují vždy vodík.

*
25. Způsob podle nároku 23, vyznačující se t í m , že R_1;L představuje fluor a R_g, R₁₀, R₁₂ a R₁₃představují vždy vodík.
26. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že heterocyklem je 5-fenyl-4-N-(4-fluorfenyl)aminopyrrolo(2,3-d)pyrimidin.
27. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t i m , že 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidem je

2,3-0-isopropyliden-p-D-erythrofuranosylchlorid, heterocyklem je 5-fenyl-4-N-(4-fluorfenyl)aminopyrrolo(2,3-d)pyrimidin a nukleofilním polárním rozpouštědlem je dimethylsulfoxid .
28. Způsob výroby 2',3'-O-alkyliden β-nukleosidových analogů, vyznačující se tím, že zahrnuje ' reakci 2',3'-O-alkylidenfuranosylhalogenidu s heterocyklem obsahujícím kruhový dusík schopný vytvořit kovalentní vazbu ' s anomerním uhlíkem furanosy nebo analogu furanosy v nukleofilním polárním rozpouštědle za přítomnosti silné báze.

00 0000

0« 00 ·* 0 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 · · 000 · · Φ • 00 0« 0· 9 9 9 9 9

000 0000 00 0 99 9 99 00 ·« 0·0
29. Způsob podle nároku 28, vyznačující se t í m , že molární poměr silné báze k heterocyklu je asi 1 : 1 až asi 8:1.
30. Způsob podle nároku 28, vyznačující se t i m , že nukleofilním polárním rozpouštědlem je dimethylsulfoxid nebo směs dimethylsulfoxidu s asi 0 až 3 objemy roztoku obsahujícího jedno nebo větší počet rozpouštědel ze souboru sestávajícího z dimethylformamidu, acetonitrilu, tetrahydrofuranu a methylterč.butyletheru.
31. Způsob podle nároku 28, vyznačující se t í m , že dále zahrnuje stupeň, v němž se odstraní

2',3'-O-alkylidenskupina za vzniku analogu β-nukleosidu.