DE1620617A1 - Verfahren zur Herstellung von 1-(2',3'-Anhydrolyxofuranoxyl)-2-ketopyrimidin-nucleosiden - Google Patents

Description

Alfred Hoeppener . Dr.HaiisJoaMm Wolff . 1620617

Dr. Hans Chr, Beil

Rechtäaswäite

Frankfurt a. M.-Höchst Adeionstraße 58 - Tel. 3126 49

Unsere Mr. 12 133

\ Expl.

Tile IJpjohn Company Kalamazoo (Michigan, VStA)

Verfahren zur Herstellung von 1—(2*,3'-Anhydro-lyxofuranosyl)-2-ketopyrimidin-nucleosiden

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung von l-(2',3^l-Anhydro-lyxofuranoxyl)2-ketopyrimidin-nucleoaiden durch selektive Entfernung einer 5^f-Benzoylgruppe aus einem l-(2* ,3'-Anhydro-5^li-0-'benzoyllyxofuranosyl)-2-ketopyrimidin-nucleosid durch Umsetzung mit einer Stickstoffbase ohne Abspaltung der 2',3'-Anhydxogruppe. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein l-(2',3'-Anhydro-5'-0-benzoyl-ß-D-lyxofuranosyl)'-»2-ketopyrimidin-nuoleosid durch Umsetzung mit Ammoniak bei etwa O⁰O in das entsprechen! e l-(2^f,3' -Anhydro-ß-D-lyxofuranosyl)«-2-ketopyrimidinnucleosid umgewandelte

Eine typische Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird durch folgenies Schema I veranschaulicht:

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(I V Lo _

HO- OH

Stickstoffbaae^ !Lösungsmittel '

Ia

Ib

Bei einer allgemeineren Darstellung des erfindungsgemässen "Verfahrens kann die vorstehend beschriebene Pyrimidinbase, Uracil, durch eine beliebige Pyrimidinbase ersetzt werden, die eine , Ketogruppe in der 2-Stellung enthält, z.B. durch andere 2-Ketopyrimidinbasen wie Cytosin, Azauracil, Thymin, 5-Fluoruracil und andere substituierte Uracile. V/enn man diese veränderliche Gruppe mit Ϊ bezeichnet, kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung allgemein durch die in Schema II veranschaulichte Weise dargestellt werden

0-0- OH

HO - OH,

Stickstoffbase Lösungsmittel

Ha

Hb

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wobei Y eine Pyriinidinbase mit einer Ketogruppe in 2-Stellung bedeutet.

In der durch Schema I veranschaulichten typischen Ausführung sform und der in. Schema II gezeigten allgemeinen Darstellung werden zwar ß-D-Lyxofuranoside verwendet, das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich Jedoch in gleicher V/eise mit d-orientierten Lyxofuranosiden sowie den 1-Formen dieser Monosaccharidderivate durchführen..Es wurde noch nicht festgestellt, ob sich das erfindungsgemässe Verfahren mit Lyxopyranosid-2-ketopyrimidin-nucleosiden durchführen lässt.

Nach der im Schema II gezeigten allgemeinen Darstellung beabsichtigt das erfindungsgemässe Verfahren die Aminolyse (einschliesslich der Ammonolyse) von z.B. l-(2',3'-Anhydro-5'-0-benaoyl-ß-d-lyxofuranosyl)-uracil, l-(2' ,3'-Anhydro-5'"-0-benzoylß—d-lyxofuranosyl)-thymin, l-(2',3'—Anhydro—5'-0-benzoyl-ß-dlyxofuranosyl)-5-flu.oruracil und l-(2^! ,3¹-Anhydro-5'-0-benzoylß-d-lyxofuranosyl)-cytosin.

Ungeachtet der allgemeinen Anwednbarkeit des erfindungsgemässen Verfahrens bezieht sich die nachfolgende Beschreibung insbesondere auf die Herstellung von 3γ(2' _$3⁵-Anh;7dro-ß-d-lyxofuranoßyl)-uraoil (Formel Ib) welches ein wichtiges Zwischenprodukt zur Herstellung des natürlich vorkommenden Nucleoside 1-ß-d-Arabinofuranosyluracil (ßpongouridin) ist, welches seinerseits, nach dem in der USA-Patentschrift 3 116 282 beschriebenen Verfahren in das einzigartige, gegen Viren wirkende Nücleosid 1-ß-d-Arabinofuranosyl-oytosin umgewandelt werden kann.

!Fachleute werden die Neuheit, den Wert und die Besonderheit dee jaeuen Verfahrens leicht erkennen« Das Verfahren ist neu, da es in der Technik bisher nicht bekannt war· Ea ist wertvoll, denn te ergibt 1«(2'^'♦•Anhydro-lyacofuranosyl)-2-ketopyrimldia-,nucleoside, die in therapeutische Mittel umgewandelt werden kö'n<? nen.. Das Verfahren der vorliegenden iürfindung iet überraschend, da es nicht bekannt war, dasiä diw üailnölyse einea 1-(2',3^I-Anhydro-^'-O-benzoyl-lyxofuranosyl)-2<-l -topyrimidir.·--uicleosids

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unter Temperaturbedingungen durchgeführt werden kann, bei denen das entsprechende l-(2^! ,3'-Anhydro-lyxofureinosyl)-2-ketopyrimidin-nucleosid entsteht.

Was insbesondere die überraschende Natur des Verfahrens anbetrifft, ist in der Technik die Entfernung von Acylgruppen aus Hucleosiden mittels alkoholischem Ammoniak und Aminen bekannt; und ebenfalls ist die Umsetzung von 2¹,3^I*^-Anhydronucleosiden mit alkoholischem Ammoniak und Aminen unter Bildung von Amino-deoxy-nucleosiden in der Technik wohl bekannt. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich jedoch von den bisher bekannten Verfahren dadurch, dass es bei niedrigen Temperaturen durchgeführt wird, während bisherige Aminolysereaktionen bei Temperaturen um etwa 10O⁰O durchgeführt wurden. In Anbetracht des Unvermögens der Technik, Aminolysereaktionen bei niedrigen Temperaturen durchzuführen oder ihren Ablauf zu erkennen, war die Entdeckung völlig überraschend, dass die Benzoylgruppe von einem l-(2*,3'-Anhydro-5^f-0-benzoy1-lyxofuranosyl)-2-ketopyrimidin entfernt werden kann, ohne die 2',3'-Anhydro-Bindung (d.h.· 2¹,3'-Epoxydbindung) abzuspalten und ein Amino-deoxy-lyxofuranosid zu bilden.

Das neue erfindungsgemässe Verfahren wird durchgeführt, indem man ein l-(2',3¹-Anhydro-5'-0-benzoyl-lyxofuranosyl)—2-keto— pyrimidin-nuoleosid mit einer Stickstoffbase bei einer Temperatur im Bereich zwischen etwa -20⁰O bis etwa 25°ö umsetzt. Eine geeignete und bevorzugte Temperatur für die Reaktion ist etwa O⁰O. Stickst off basen, die für die Umsetzung geeignet sind, sind primäre und sekundäre Amine, Ammoniak und Hydrazin, wobei die Stickstoffbasen durch Dissoziationskonstanten in Wasser (KO im Bereich zwischen etwa 1,0 χ 10 und etwa 1,0 χ 10 ^J gekennzeichnet sind· Stickstoffbasen, die Dissoziationskonstanten in Wasser (EO im Bereich zwischen etwa 1,0 χ 10 und etwa 1,0 χ 10 besitzen, werden bevorzugt» Beispiele für geeignete primäre und sekundäre Amine sind Methylamin, Dime thy lamin» Athylainin, Diäthylamin, Isopropylamin, Butylamin, seo-Butylamin, Pentylamin, Isopentylamin, Benzylamin, Oyclohexylamin, Äthylendiamin, p-

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Phenylendiamine Piperazin oder Piperidin. Das l-(2^f _f3^t<-Annydro** 5^t-0-benzoyl-lyxofuranosyl)~2-ketopyrimidin und eine Stickstoff« "base werden in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, Beispiels·· weise eines Alkanols wie Methanol, Äthanol und Propylalkohol umgesetzt» Das entbenzoylierte 1~(2',S'-Anhydro-lyxöfuranoayl)-2-ketopyrimidin wird aus dem Reaktionsgemisch durch Entfernung des Lösungsmittels (ζ·Β· durch Verdampfung) und Reinigung dee Produktes nach üblichen Verfahren wie Lösungsmittelextraktion, Lösungsa ittelverdampfung und Kristallisierung gewonnen.

Das l-(2',3^l-Anhydro-5^lfc^-benzoyl-»ß-d-lyxofuranosyl)-uracil der Formel Ia ist eine "bekannte Verbindung· Bs kann nach dem von öodington u.a. J.Org. öhem« Band 27, Seite 163 (1962) beschrie« benen Verfahren, hergestellt werdene Nach einem bevorzugten Ver·* fahren wird 2¹,3',5'-2rimesyloxyurldin /~l-(2^g,3',5'-SrI-Q-mesyl-ß-D-ribofuranosyl)-uraoil7 kurze Zeit mit Fatriumbengoat auf 100 bis HO⁰O nach dem von Codington u*a» im JJUG₀S. 82, 2794 (I960) beschriebenen Verfahren unter Bildung von 2,2·- Anhydro-l-(5^f -O-benzoyl^ ^% •=O«ⁱmesyl-ß«'d™ara'binQf urgaoeyl^uaess.il erhitzt, das dann iait Säure gu l-(5^t-0-'Benzoyl»3⁸-0-®©sjl«B«'d·- Erabinofuranosyl)'-mK^>a©ll hydrolysiert wird* Durch Umsetssimg des ■ letzteren mit Anmionliiahydroscyd wird die 3 ^s<-M©sylgruppe mater |

Bildung des 2¹ ,J^Epoxyds ¥esⁱlage2?t und ergibt !«-(S 5'-O<-benBoyl-ß™D«ly2Cöfuranosyl)-«uffa0±l· ladere 1«(2 5« «0-bensoyl-ly3£öfU5?aa@syl)«2«fc®topjS'iBiiöi.a«ßis©l auf die beschriebene Weise hergestellt werden und die 5^!-Q-Benzoylgruppe kann nach dem erfindungsgemässen Verfahren entfernt werden.

Die folgenden Beispiele erläutern das Verfahren und die Produkte der vorliegenden Erfindung·

Beispiel 1 Immonolyee von l-(2' ^'

lyxofuranosyl)—uraoil unter Bildung von l-(2^t _>3¹*· Anhydro-ß-d-lyxofuranosyl)-uraci1·

Zwei Gemische, von denen eines aus 41,3 S (0,125 Mol) 1-(2',3'"^ Anhydro-5^l-0-benzoyl*-ß-d««lys:ofu.rffiiosyl)uracil .und 1,9 Litej· Metha?j (zuvor mit waaserfreiem Ammoniak bei O⁰O gesättigt) iö einer Q09820/182S

8AD

mit einem Stopfen versehen 3 Liter fassenden Druckflasche "bestand und die andere aus 14,8 g (0,0448 Mol) des gleichen Nucleo· Bids und 650 oem des gekühlten, mit Ammoniak gesättigten Methanols in einer mit einem Stopfen versehene Druckflasche bestand, wurden auf 0 0 gekühlt. Die Gemische wurden während der ersten Stunde Intermittierend herumgewirbelt. Nach,95stündiger Umsetzung bei 0 0 wurde jedes Gemisch durch einen Wattepfropfen filtriert· Die Filtrate wurden vereinigt und durch Verdampfen der flüchtigen Bestandteile bei 45° unter reduziertem Druck eingeengt· Der auf diese Weise erhaltene Sirup wurde kurze Zeit bei einer Badtemperatur von etwa 40° auf 1-3 Torr evakuiert und dann 40 Stunden lang bei etwa 25⁰O auf 10 bis 20 Torr evakuiert» Der evakuierte Sirup wurde dann gründlich in einem Gemisch von 150 ecm Chloroform und 75 ecm Wasser dispergiert. Das Chloroform schied sich ab und wurde entfernt· Die wässrige Schicht wurde fünf mal mit jeweils 100 ecm frischem Chloroform exträiierte Die auf diese Weise erhaltene wässrige Schicht war tin* gelfclic&es teilweise emulgiertes Gemisch. Es wurde mit Aktivkohle Tse^anctölt und durch ein Filtrierhilfsmittel aus Biatesetnerde (QeIite _e mödlfiziert durch zwei Waschungen mit 6 χι Salzsäure _% getrennt©. Waschungen mit Wasser, warmem Methanol und Äther pad Trocknung) Tiltriert· Der Filterrückstand wixßs mit Wi-tssfc.-x* gewaschen und die Waschflüssigkei ten mit ^--am urspiimgliciien Filtsat vereinigt undjbei O⁰C Übernacht kaltgestellt» Am nächsten Tag wurde eine kleine Menge Chloroform, die sich abgetrennt hatte, mit einer Mikropipette entfernt, und die praktisch farblose wässrige Lösung wurde unter reduziertem Druck bei einer Temperatur von etwa 45°C eingedampft. Der auf die se Weise erhaltene amorphe Rückstand wog etwa 40 g. Br wurde in heissem 95-*prozentigem Äthanol suspendiert. Die Kristallisierung setzte rasch ein und nachdem der grösste Teil des Äthanols durch Verdampfen unter reduziertem Druck entfernt werden war, erhielt man einen Rückstand aus weiesem kristallinem rohem l-(2%3^t-A2ihydrö-»ß-a«lyxofuranosyl)»*uracil. Der Rückstand wurde aeretoBBen und sine kurze Zeit auf 10 bis 20 Torr gehalt , und dana l_f5 Stunden lang auf 1-3 Torr bei einer Temperate von etwa 45^ÖÖ enralEuieyb* Die weiset kristalline Masse wurde zer-

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stossen und in 100 ecm heissem absolutem Alkohol suspendiert· Die Aufschlämmung wurde auf -20⁰O mehrere Stunden lang abgekühlt und dann weiter in einem Bad aus festem Kohlendioxyd und Äthanol gekühlt* Das kristalline l-(2^f,3'-Anhydro-ß-d-lyxofuranosyl)-uracil wurde auf einem Filter gewonnen, wiederholt mit absolutem Äthanol gewaschen, das in einem Bad aus festem Kohlendioxyd und Äthanol gekühlt worden war, und an der Luft getrocknet» Auf diese Weise wurden 33*13 g (86,3 % Ausbeute) l-(2',3'-Anhydro—ß-d-lyxofuranosyl)^uraoil mit einem Schmelzpunkt von 143 - 145⁰O erhalten,, $?ψ - f 32,2° (o - 0,93 in Wasser) ·

Analyse:

Berechnet für CoH₁₀IT₂O₅: IT - 12,39 Gefunden : W" « 12,13

Ultraviolettabsorption;

λ 95 % ÄtOH λ 95 % ItOH

228-229 Wi ( 2,153) I A ²$^Q Ψ¹^ 9

MIN. ' / \ MAX '

**1

Charakteristische Infrarot abs orp ti onsf re quenzen (cm )

(Mineralölmull):

OH/NH 3425, 3180

ungesättigtes 0-H 3170, 3105

0.0 1762, 1725» 1670

C-H/C-0 ■ 1264, 1059

0,375 (n-Butanol:Wasser, 84:16, fallend)

Beispiel 2

Nach dem Verfahren des Beispiels 1 Jedoch unter Verwendung von Methylamin, Dimethylamin, Äthylamin, Diäthylamin, Hydrazin, Äthylendiamin, Piperazin, Benzylamin bzw. Pentylamin anstelle von Ammoniak wurde in jedem Falle l-(2',3'-Anhydro-ß«D-lyxofuranosyl)* uracil hergestellt*

Beispiel 3

Hiioh dem Verfahren dec Beispiels 1 wurden unter Verwendung von

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l-(2' ,3' -Anhydro-5¹ -0-benzoyl—ß-d—lyxof uranosyl )-thyaiin,
1-(2^!,3' -Anhydro-5^l -0-l>enzoyl~ß-d-lyxofuranosy 1) -5-fluorurac il, l-(2' ,3^! «Anhydro-5' -O-tenzoyl- Q. -1-lyxofuranosyl)-uracil und
l-(2' ,3' -Anhj-dro-5'-O-tenzoyl-ß-d-lyxofuranosyl)-cytosin anstelle von l-(2' ,3'-Anhydro-5'-O-tenzoyl-ß-d-lyxofuranosyl)-uracil l-(2' ,3'-Anhs'"dro-ß-d-lyxofuranosyl)-tnyi]iin, 1-(2^J ,3'-Anhydro-ßd-lyxofuranosyl)-5-fluoruraGxl, l-(2',3'-Anhydro- flL-1-lyxofuranosyl bzw· l-(2',3^l-Annydro-ß-d-lyxofuranosyl)-cytosin hergestellt.

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Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   1· Verfahren zur Herstellung von l-(2' ,3^f-Anhydro-lyxofuranosyl)% 2-ketopyrimidin-nuo.leosiden, dadurch gekennzeichnet, dass man ein l-(2* _t3'-Anhydro-5^r-O-fcenzoyl—lyxofuranosyl)~2-ketopyrimidin· nucleosid mit einer Stickstoff "base, die eine Dissoziationskonstante in Wasser, K₁^, im Bereich zwischen etxva 1,0 χ 10 ^y und etwa 1,0 χ 10 ⁷ "besitzt, in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels "bei einer Temperatur im Bereich zwischen etwa -20°C und etwa 25⁰O umsetzt·
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stickst off "base eine Dissoziationskonstante in Wasser im Bereich

   —4 —6

   zwischen etwa 1,0 χ 10 und etwa 1,0 χ 10 besitzt·

   3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als l-(2' ,3' -Anhydro-·!?'-O-benzoyl-lyxofuranosyl)-2-ketopyrimidinnucleosid ein l-(2^f ,3¹-Anhydro^'-O-lDenzoyl-ß-d-lyxofuranosyl)-2-ketopyrimid±n-nucleosid und als inertes Lösungsmittel Alkanol verwendet·

   4· Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass man als 2-Ketopyrimidin-nucleosid ein Uracil und als. Alkanol Methanol verwendet·

   5· Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man als Stickstoffbase Ammoniak verwendet und die Umsetzung hei etwa 0° durchgeführt wird.

   Pur The Upjohn Company

   Kalamazoo (Michigan, VBtA)

   fl/U

   Rechtsanwalt; 009820/1825