DD246301A5

DD246301A5 - Verfahren zur herstellung von 9-(2-hydroxyaethoxy-methyl)granin

Info

Publication number: DD246301A5
Application number: DD85284916A
Authority: DD
Inventors: Joze Kobe; Joze Gnidovec; Pavle Zupet
Original assignee: ��k��@��k��
Priority date: 1984-12-22
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1987-06-03
Also published as: CS272215B2; DE3544461A1; AT386826B; YU45690B; ATA368385A; JPS61155386A; CS966685A2; HUT41028A; PL147434B1; JPH05255328A; JPH05255329A; HU196207B; PL256987A1; JPH0714936B2; US4701526A; JPH0529228B2; YU219084A; SU1454253A3; JPH0714937B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 9-(2-Hydroxyoeathoxymethyl)-guanin der Formel IV fuer die Anwendung als Arzneimittel. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens, das gute Ausbeuten in hoher Reinheit liefert. Das erfindungsgemaesse Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass man eine Verbindung der allgemeinen Formel II mit einer Verbindung der Formel III kondensiert und in der erhaltenen Verbindung der allgemeinen Formel I die Schutzgruppen R, R und R1 entfernt. Formel IV

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von 9-(2-Hydroxyäthoxymethyl)guanin(Acyclovir) der Formel IV

^: "" .'o "

IV.

GH₂-O-CH₂-CH₂-OH

über eine N²,1-substituierte Purine der allgemeinen Formel I

CH₂-O-CH₂-CH₂-OR¹

worin R und R' gleich oder verschieden sind und ein Wasserstoffatom, (C₁-C₃J-ACyI oder Benzyl bedeuten und R₁ (C₁-C₈J-ACyI darstellt. Die erfindungsgemäß hergestellten Verbindungen weisen wertvolle pharmakologische Eigenschaften auf und werden als Arzneimittel angewandt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Acyclovir ist als Arzneimittel zur Behandlung von Virusinfektionen (Zovirax) bekannt (Schafer H. J., Beauchamp L. M., de Miranda P., Elion G. B., Bauer D. J. und Collins P. [1978] Nature [London] 272 583-585).

Zur Herstellung von Acyclovir sind viele Verfahren bekannt, von denen ein von Guanin, N-Acetylguanin und N₂,N_rDiacetylguanin ausgehendes, in US-PS 4360522 (Schaeffer) offenbartes und dem vorliegenden Verfahren naheliegendes Verfahren hervorzuheben ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung von 9-(2-Hydroxyäthoxymethyl)-guanin, mit dem auf einfache und wirtschaftliche Weise hohe Ausbeuten in hoher Reinheit erhalten werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue Ausgangsverbindungen und geeignete Reaktionsbedingungen für die

Herstellung von 9-(2-Hydroxyäthoxymethyl)-guanin aufzufinden.

Bevorzugte Bedeutungen von R sind die Acetyl- und Isobutyrylgruppe und für R₁ die Acetylgruppe.

Die Verbindung der Formel IV wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren derart hergestellt, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel Il

mit einer Verbindung der Formel III .

A-CH₂-O-CH₂-CH₂-OR'

kondensiert, wobei A eine Abgangsgruppe und Q ein Wässerstoffatom oder eine Abgangsgruppe darstellen, während R, R' und Ri die obige Bedeutung haben, und in der erhaltenen Verbindung der allgemeinen Formel I

OH₂-O-OH₂-GH₂-OR¹

die Schutzgruppen R, R₁ und R' entfernt. Das kann z. B. dadurch geschehen, daß man die Verbindung I unter milden basischen Bedingungen, vorzugsweise in wässrigem Methylamin (50%ig) bei Raumtemperatur oder unter leichter Erwärmung umwandelt bzw. hydrolysiert.

Die Abgangsgruppe A kann 2.B. eine Acetoxygruppe oder Halogen sein. Die Abgangsgruppe Q ist z. B. Acetyl. Als Reaktionsmedium werden Toluol und verwandte aromatische Lösungsmittel oder Dichlormethan und verwandte halogenierte Kohlenwasserstoffe verwendet. Das Verfahren kann man bei 11O⁰C in Toluol mit A = CH₃COO als Abgangsgruppe bzw. bei . Raumtemperatur mit A = Halogen in Dichloräthan ausführen. Als Katalysator werden z. B. p-Toluol-sulfonsäure, AICI₃, SnCI₄, HgBr₂ verwendet.

Die Verbindungen der Formel Il sind neue Verbindungen und das Verfahren zu deren Herstellung ist ebenfalls neu. Ein Verfahren zur Herstellung der Verbindungen der allgemeinen Formel Il wird derart ausgeführt, daß man ein N²-substituiertes Guaninderivat der Formel V

mit Glyoxalhydrat zu einer Verbindung der Formel Il '. OR -

kondensiert, wobei R, Q und Ri die obigen Bedeutungen haben.

Die Verbindung der Formel Il wird somit aus N²,9-Diacetylguanin (Hrebanecky H., Farkas J., in Nucleic Acid Chemistry, Parti, p. 13; L. B.Townsend, R. Stuart Tipson Ed.) und Glyoxalmonohydrat in trockenem Pyridin bei Raumtemperatur hergestellt. Die Reaktion wird üblicherweise beim Verhältnis von 3,5 bis 8,0 Mol Glyoxal auf 1 Mol N²,9-Diacetylguanin durchgeführt. Das erhaltene Zwischenprodukt Il (R = H) wird weiter mit entsprechendem Anhydrid in Pyridin zum Zwischenprodukt Il (vorzugsweise R = Acetyl oder Isobutyryl) acyliert und letzteres wird mit einer Verbindung der Formel III (vorzugsweise A = CH₃COO) in Toluol bei Rückflußtemperatur und in Anwesenheit katalytischer Mengen von Säuren (vorzugsweise p- . Toluolsulfonsäure) kondensiert. Die Reaktion wird im Allgemeinen mit einem Überschuß an Reagens III (1,2 Mol) gegenüber Verbindung Il (1 Mol) durchgeführt.

Die Ausgangsverbindungen zur Herstellung von neuen Verbindungen gemäß der Erfindung sind in Patent- und Fachliteratur beschrieben. Durch Herstellung der Verbindungen der Formel Il gemäß der Erfindung wurden deren Löslichkeit und Reaktivität in bezug auf den Ausgangsstoff der Formel V (N²,9-Diacetylguanin) zur Herstellung von Acyclovir in aromatischen, insbesondere jedoch in halogenierten aliphatischen Lösungsmitteln erhöht. Ebenfalls wurde die Selektivität der Kondensation mit Verbindungen der allgemeinen Formel III erhöht, und zwar vorzugsweise auf die 9-Stellung, wobei die Gesamtausbeuten der Synthese erhöht wurden.

Ausführungsbeispiel ". · . '.''··'

Die Verfahren werden aufgrund folgender Beispiele näher erläutert, jedoch nicht eingeschränkt. :._ ' .

Beispiel 1

N²,9(7)-Diacetylguanin · ·

152g Guanin werden in 800ml N-Methyl-2-pyrrolidon und 250ml Essigsäureanhydrid suspendiert. Das Reaktionsgemisch wird auf 15O⁰C erhitzt und 2 bis 3 Stunden bis zum Auflösen von allem Guanin gerührt. Die Lösung wird auf Raumtemperatur abgekühlt und über Nacht im Küh isch rank gelassen. Kristalle werden abgenutscht, in 500 ml Aethylacetat suspendiert, nochmals abgenutscht und mit 50 ml frischem Aethylacetat gewaschen. Das Produkt wird im Trockner auf 50°C bis zum konstanten Gewicht getrocknet. Die Ausbeute beträgt 200g N²,9(7)-Diacetylguanin (85%). Die Lauge des Reaktionsgemisches wird in den Reaktionsbehälter zurückgeführt, mit 100g Guanin und 150 ml Essigsäureanhydrid versetzt und anschließend wird der Vorgang wiederholt. Es werden noch 150g N²,9(7)-Diacetylguanin erhalten. Die gesamt Ausbeute beträgt 96%.

Beispiel 2 Glyoxal-N^z-acetylguanin-Addukt

280g Glyoxal-Monohydrat werden in 950 ml trockenem Pyridin suspendiert und das Reaktionsgemisch wird 1 Stunde bei50°C gerührt, wobei alles Glyoxal gelöst wird. Diese Lösung wird mit 236 g N²-9(7)-Diacetylguanin versetzt und das Reaktionsgemisch wird 1,5 Stunden heftig gerührt. Pyridin wird bei 50°Cund vermindertem Druck (67 mb).eingeengt,zurnJ^ückstand werden -1000 ml Wasser gegossen und es wird eine halbe Stunde gerührt, wobei der feste Rückstand gelöst wird. Das azeotrope Gemisch (Pyridin-Wasser) (400 ml) wird bei 50⁰C und vermindertem Druck abdestilliert. Ein weißer Niederschlag beginnt schon während der Einengung auszufallen. Der Rückstand im Kolben wird zu 2500 ml Wasser gegossen, etwa 1 Stunde gerührt und im Kühlschrank über Nacht gelassen. Der Niederschlag wird abgenutscht, mit 150 ml Wasser gewaschen und im Trockner getrocknet. Die Ausbeute beträgt 227g Addukt der Formel Il (R = Wasserstoff, R₁ = CH₃CO) (90%). Smp. 223⁰C.

Analyse für: C₉H₉N₅O₄; m/e = 251

¹H NMR — DMSO-d₆ S_DDS: 2,68 (s, 3, CH₃CO); 5,55 (dd, 2, CH); 8,10 (s, 1, H₈)

Beispiel 3 Tetraacetyl-glyoxal-guanin-Addukt

252 g Addukt Il (R = H) werden in 2500 ml Pyridin gelöst. 280 ml Essigsäureanhydrid werden zugegossen und es wird 1,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Pyridin wird bei 50⁰C und vermindertem Druck eingeengt.-Zum Rückstand werden 1000ml Aethylacetat gegossen, das Gemisch wird 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt und im Kühlschrank über Nacht stehengelassen. Weiße Kristalle werden abgenutscht, mit 150 ml Aethylacetat gewaschen und im Trockner bis zum konstanten Gewicht getrocknet. 272g Produkt Il (R = CH₃CO₁Q = CH₃CO) (72%) werden erhalten. Aethylacetat wird dreimal mit5%iger NaHCO₃-Lösung und schließlich mit Wasser gewaschen, mit Na2SO4 getrocknet und bei Einengung zur Trockne werden noch 72g erhalten. Die gesamte Ausbeute beträgt 93%. Smp. 197-199⁰C aus Aethylacetat.

Analyse für: C₁₅Hi₅N₅O₇; m/e = 377

¹H NMR CDCI₃ 8_TMS: 2,1 (ds, 6, Ac), 2,7 (s, 3, NAc); 2,83 (s, 3, NAc); 6,8 (breit, 2, CH); 8,35 (s, 1, H₈)

Beispiel 4 Diacetoxy-glyoxal-N²-acetylguanin-Addukt

Methode A -

252g Addukt Il (R = H, Q = H) werden in 2500ml Pyridin und 280ml Acetanhydrid gelöst. Das Gemisch wird 1,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt, Pyridin wird bei 50⁰C und vermindertem Druck eingeengt, der Rückstand wird mit 80 ml 50%igem Aethanol versetzt und das Gemisch wird zum Rückfluß erhitzt. Es wird 15 Minuten am Rückfluß gehalten, bis man eine klare Lösung erhält, der Kolbeninhalt wird langsamrauf Raumtemperatur abgekühlt und über Nacht im Kühlschrank gelassen. Die ausgefallenen Kristalle.werden abgenutscht, mit 50%igem Aethanol gewaschen und im Trockner getrocknet. Die Ausbeute beträgt 234g (70%), Smp. 242-243⁰C.

Analyse für: Ci₃H₁₃N₅O₆; m/e = 335

¹H NMR CDCI₃ 8_TMS: 2,15 (s, 6, Ac); 2,83 (s, 3, NAc); 6,82; 6,93 (dd, 2, CH); 8,15 (s, 1 H₈)

Methode B

272 g der Verbindung Il (R = Ac, Q = Ac) werden in 1 200 ml 50%igem Aethanol suspendiert und die Suspension wird 15 Minuten oder bis zur vollständigen Auflösung am Rückfluß gehalten. Der Kolbeninhalt wird langsam auf Raumtemperatur abgekühlt und über Nacht in den Kühlschrank gestellt. Kristalle werden abgenutscht, mit 50%igem Aethanol gewaschen und getrocknet. Es werden 173g (72%) des Produktes Il (R = Ac, Q = H) erhalten.

Beispiel 5 .

Methode A

9-(2-Acetoxyaethoxymethyl)-diacetoxy-glyoxal-N²-acetylguanin-Addukt (R = CH₃CO, R₁ = CH₃CO) 3,35g der Verbindung Il (R = CH₃CO, Ri = CH₃CO, Q = H) und 2g 2-Oxo-i,4-butan-dioldiacetat III (R = CH₃CO) (Senkus M., J. Amer. Chem. Soc. 68,734 [1946]) in 40 ml trockenem Toluol werden 7 Stunden am Rückfluß gerührt. Toluol wird bis zur Trockne eingeengt, mit 150 ml Benzol versetzt, die Suspension wird unter Rühren bis zum Sieden erhitzt und über ein Glasfilter heiß filtriert. Am Filter verbleiben 2g (44%) der Verbindung I (R = CH₃CO, Ri = CH₃CO), die aus Toluol kristallisiert wird. Smp. 97-39⁰C.

Analyse für C₁₆H₂₀N₅O₉; m/e = 457 "~ " " " """

¹H NMR CDCI₃ OTMs: 2,05 (s, 3, Ac); 2,12 (s, 3, Ac); 2,35 (s, 3, Ac); 2,75 (s, 3, NAc); 3,69 (m, 2, CH₂O); 3,74 (m, 2, CH₂O); 5,5 (s, 2, NCH₂); 6,87 (dd, 2, CH); 7,84 (s, 1, H₈)

Beispiele

Methode B

Diisobutyroxy-glyoxal-Nz-acetylguanin-Addukt H (R = COCH(CH₃);,, R₁ = CH₃CO, Q = H) 1,26 g der Verbindung H(R = H, R₁ = CH₃CO₁Q = H) werden in 25 ml trockenem Pyridin suspendiert, mit 2,5 ml Isobutyranhydrid versetzt, und das Gemisch wird über Nacht gerührt. Pyridin wird eingeengt, Rückstand wird im Aethylacetat gelöst und die Lösung wird mit 40 ml Wasser, 3 x 20 ml 5%iger NaHCO₃-Lösung und schließlich mit 20 ml Wasser gewaschen. Die Lösung wird über Na₂SO4 getrocknet und es werden 1,55 g des rohen Produkts erhalten. Es werden 50 ml 50%igem Aethanol zugesetzLund die Lösung wird 15 Minuten am Rückfluß erhitzt. Die Lösung wird eingeengt und mit'ein wenig Aethylacetat versetzt. Es werden 1,2g^; des Produktes ausgefällt, Smp. 171-172⁰C. -

Analyse für: C₁₇H₂₁N₅O₆; m/e = 391

¹H NMR CDCI₃S_TMS: 1,16 (s, 3, CH(CH₃J₂); T,25 (s, 3, (CH(CH₃I₂) 2,53 (m, 2, CH(CH₃J₂); 2,8 (s, 3, NAc); 6,7 (dd, 2, CH); 8,15 (s, 1, H₈)

Beispiel 7 9-(2-Acetoxyäthoxymethyl)-diisobutyroxyglyoxal-N²-acetylguanin-Addukt

200mgderVerbindungll(R = COCH(CH₃)^R₁ = CH₃CO₁R' = CH₃CO, Q = H) werden 5 Minuten in Hexamethyldisilazan in Anwesenheit katalytischer Mengen von Ammoniumsulfat am Rückfluß erhitzt. In dieser Zeit wird alles Ausgangsmaterial gelöst, wobei das silylierte Produkt Il (R = COCH(CH₃)₂, R₁ = CH₃CO, Q = Si(CH₃J₃) erhalten wird, das sofort nach dem Einengen des überschüssigen Lösungsmittels in trockenem Benzol (15ml) gelöst und mit 180mg HgBr₂ und 100mg BrCH₂OCH₂CH₂OAc (Robins M. J., Hatfield P. W., Canad. J. Chem. [1981 ] 60,547-553) versetzt wird. Das Gemisch wird über Nacht am Rückfluß erhitzt, das Lösungsmittel wird eingeengt und der Rückstand in Chloroform gelöst. Die Lösung wird mit einer 20%igen KJ-Lösung (2 χ 10 ml) und Wasser (2 χ 10 ml) gewaschen, über Na₂SO₄ getrocknet und bis zum Schaum eingeengt. Die Ausbeute beträgt 210 mg des rohen Produkts. Nach der Chromatographie an 10g Siiikagel werden 120 mg der Verbindung I

R = COCH(CH₃J₂, R₁ = CH₃CO, R' = CH₃CO) erhalten. ,

¹HNMR CDCI₃ δ_ΤΜ3:1,11 (s, 6, CH(CH₃)₂); 1,25 (s, 6, CH(CH₃J₂); 2,06 (s, 3, Ac), 2,8 (s, 3, NAc); 3,7 (m, 2, OCH₂); 3,76 (m, 2, OCH₂); 5,5 (s, 2, NCH₂O); 6,85 (dd, 2, CH); 7,80 (s, 1, H₈)'

Beispiel 8 9-(2-Hydroxyaethoxymethyl)guanin (Acyclovir)

1g der Verbindung I (R = CH₃CO, R₁ = CH₃CO) wird in 10ml 50%iges Methylamin gegeben. Das Reaktionsgemisch wird sofort unter exotermischer Reaktion geklärt. Es wird noch 15 Minuten am Dampfbad erhitzt oder über Nacht bei Raumtemperatur gelassen. Das Lösungsmittel und das überschüssige Amin werden bei vermindertem Druck eingeengt, mit 10 ml Aethanol versetzt und das Lösungsmittel wird wiederholt eingeengt. Der Rückstand wird mit 15ml Methanol versetzt, Methanol wird dekantiert und der Rückstand wird aus Methanol-Wasser kristallisiert, wobei 400mg (81%) des Produktes !Verhalten werden. Smp. 264-266°C, m/e = 225.

¹HNMR DMSOd₆ 8_DSS: 3,49 (m, 4, OCH₂); 4,69 (s, 1 OH); 5,4 (s, 2, NCH₂O); 6,54 (s, 2NH₂); 7,84 (s, 1, H₈)

Claims

Erfindungsanspruch:

dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung der allgemeinen Formel I

OR O

II.

worin R und R' gleich dder verschieden sind und Wasserstoff, (Ci-C₈)-Acyl oder Benzyl bedeuten und R₁ (Ci-C₈)-acyl darstellt.

Mit einer Verbindung der Formel III

A-CH₂-O-CH₂-CH₂-OR'

kondensiert, worin A eine Abgangsgruppe und Q ein Wasserstoffatom oder eine Abgangsgruppe bedeuten, während R, R' und Ri die obige Bedeutung haben, und in der erhaltenen Verbindung der allgemeinen Formel I

OR

CH₂-O-CH₂-CH₂-OR¹ -

worin R und R' gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, (Ci-Ce)-Acyl oder Benzyl bedeuten und Ri (Ci-C₈)-Acyl darstellt, die Schutzgruppen R, R' und Ri entfernt.
2. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß als Reaktionsmedium Toluol und verwandte aromatische Lösungsmittel oder Dichlormethan und verwandte halogenierte Kohlenwasserstoffe verwendet werden.
3. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß als Katalysatoren p-Toluolsuolfonsäure, AICI₃, SnCI₄, HgBr₂ verwendet werden.
4. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß die Reaktion bei HO⁰C in Toluol mit A = CH₃COO als Abgangsgruppe und bei Raumtemperatur mit A = Halogen in Dichlorethan durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß die Entfernung der Schutzgruppen mittels Hydrolyse unter milden basischen Bedingungen erfolgt.