DE1919307C - Verfahren zur Herstellung von Nucleo siden - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Nucleo siden

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DE1919307C DE19691919307 DE1919307A DE1919307C DE 1919307 C DE1919307 C DE 1919307C DE 19691919307 DE19691919307 DE 19691919307 DE 1919307 A DE1919307 A DE 1919307A DE 1919307 C DE1919307 C DE 1919307C
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Ulrich Dr Vorbruggen Helmut Dr 1000 Berlin Niedballa
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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I
: ι ΑΝ
worin R ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom, eine Nitro- oder Cyanogruppe. W ein Sauerstoff- oder Schwefelatom. X ein Sauerstoffatom oder die Gruppe N — B. mit B in der Bedeutung eines Wasserstoffatoms oder einer Alk\ !gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Y ein Stickstoffatom oder die Methingruppe und Z einen geschützten Zuckerrest bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man das 1-O-Acyl- bzw. 1-O-Alkylderivat des ceschützten Zuckers mit Verbindungen der alluemeinen Formel II
III)
worin R und Y die obengenannte Bedeutung besitzen. D einen silylierten CJ- oder N H-Rest. worin B dasselbe wie oben bedeutet, oder eine n.dcr·. Alkoxygruppe und F einen silylierten O- oder S-Rjsi oder eine niedere Alkoxygruppe bedeutet, in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Katalysators umsetzt.
Als Zuckerreste sind insbesondere die von Ribo>e. Desoxyribose. Arahinose und Glucose zu nennen.
Zweckmäßigerweise werden alle freien Hydroxygruppen der Zucker geschützt. Als Zuckcrschutzgruppen für die 1-O-Acyl- bzw. I-O-Alkylderivate der Zucker kommen vorzugsweise die Bcnzoyl-. p-Chlorbcnzoyl-. Acetyl-. p-Nitrobenzoyk p-Toluyl- und Benzylgruppe in Frage.
Unter den Silylrcsten. die für die Reaktion geeignet sind, sind die TrialkyKilylrestc vor allem tier frimethylsilylrest hervorzuheben.
Als Friedel-Crafts-Katalysatoren eignen sich allbekannten Lewissäuren, besonders Zinntetrachlorid und Zinkchlorii! sowie Gernische derselben.
Die Reaktion kann in den meisten gängigen Lösungsmitteln durchgeführt werden, z. B. in Kohlenwasserstoffen, halogenierten Kohlenwasserstoffen, wie Mefhylcnehlorid. Chloroform. Tetrachlorkohlenstoff oder Chlorbenzol. Schwefelkohlenstoff oder Dimethylformamid. Ganz besonders geeignet sind Diehloräthan und Acetonitril. Die L'msetzung kann bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen. < orzugsweisc bei O bis 150 C'. durchgeführt werden. Die Roaklionstcilnehmer werden im allgemeinen in annähernd äqtiimolekularcr Menge in die Reaktion eingesetzt, die Silylverbindung wird jedoch häulig in geringem f'bcr.chuß angewendet. Die Reaktion ist im allgemeinen bei Temperaturen von 20 C nach Π Stunden beendet.
F.s ist bekannt (Y. Furukawa. M. llonjo. Chem. Pharm. BJl.. 16. Ι07Ί [!%X]|. da Γ man Purine mit den obengenannten Zuckerderivate ι mit Hilfe von Friedel-Crafts-Katalysatoren zu den entsprechenden N-Glykosiden umsetzen kann. Hingegen versagt diese Reaktion bei Uracileu und Cytosinen und den genannten Zuekerderhaien völlig.
Fs ist daher überraschend, daß sich die Verbindungen der allgemeinen Formel Il mit den obengenannten
ίο Zuckerdernaten in glatter Reaktion und in sehr guten Ausbeuten in Gegenwart von Friedel-Crafts-Katalysatoren, wie ZinnilVj-chlorid oder Zinkchlorid, zu den entsprechenden N-1-Glykosiden umsetzen lassen.
Fs ist weiter sehr bemerkenswert, dal.i die gebildeten Glykoside fast ausschließlich die /-Konfiguration besitzen. Das ist deshalb sehr vorteilhaft, weil nur die .'-Glykoside eine biologische Wirkung besitzen. Die nach dem erfipdungsgemäßen Verfahren erhaltenen
^ Glykoside brauchen also nicht in komplizierter Weise in die Anomeren getrennt zu werden.
Die Ausbeuten, die man bei der Durchführung des neuen Verfahrens erhält, liegen im allgemeinen höher als bei den bisher bekannten Verfahren. Im Dureh-
-5 schnitt sind die Ausbeuten doppelt so hoch. Hinzu kommt, daß die Verbindungen der allgemeinen Formel I nach dem neuen Verfahren wesentlich einfacher herstellbar sind, d.i bei diesem Syntheseweg die stabilen geschützten Zucker nicht in ihre emph'nd-
}o liehen Halogenderivate übergeführt werden müssen. Die nach dem neuen Verfahren hergestellten Verbindungen besitzen cy totoxische. aiit ι vira Ie und enzymhemmendc Eigenschaften.
's Beispiel!
2'.3'.5'-Tri-O-hen/oyl-6-aza-iiridin
2." u (5 π Al öl) 2.3.5-Tri-O-benzoyl-l-O-acetylribose wurden, in !'H) ml absolutem Dichlorälhan gelöst und mn 6.25 mMol der Bistriniethylsilyherbindung des 6-Azauracils in 5.54 ml absolutem Benzol versetzt. Nach Zugabe von 0.4 ml ZinnlIV)-chlorid (3.6 mMi)li wurde 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurde in 50 ml gesättigte Natnumhydrogencarbonat-Lösung gegossen, mit 50 ml Dichlc.'äthan verdünnt und durch Kieselgur gesaugt. An Stelle des Dichloräthans kann auch Methylenchlorid. Chloroform oder Fssigsäureäthylcster verwendet werden. Die klare organische Phase wurde
so abgetrennt, über Na2SC)4 getrocknet und das Lösungsmittel im Vakuum abgezogen. Fs blieben 2J g eines fast weißen kristallinen Rückstandes. Nach Umkristallisieren aus Äthanol wurden 2.6 g v.eißc Nadeln erhalten (92" λ der Theorie) vom Schtnelzpunkt 192 bis 194 C.
Beispiel 2
^1 2 .3'.5'-Tri-O-bcnzoyl-5-äthyl-uridin
4.27 g i-Acctyl-trihcnzoylribtise (8.4 mMol). 3.0 g Bisiriincthylsilylverbindimg des 5 -Alhyluracils ' 10.5 mMol). 6.71 ml Zinn(IV)-chlorid (6 mMol) in Dichloräthan (150 ml) wurden 2 Tage hei Raum· '1S temperatur gerührt und wie im Beispiel I angegeben aufgearbeitet. Nach Umkristallisieren aus Äthanol erhält man 4.7 g (95% der Theorie) weiße Prismen vom Schmelzpunkt 159 bis 160 C.
Beispiel 3
2'-Desoxy-3'.5'-di-0-p-toluvl-6-aza-uridin
1.91g (5 mMoli I - O- Metini - 2-desoxy-3.5-di-
r-toiuylribose wurden in 40 ml absolutem Dichlorthan gelöst und mit 6.25 mMol der Bistrimelhylsilylterbindung des 6-Azauracils in 5.54 ml absolutem Benzol versetzt. Nach Zugabe von 0.42 ml Zinn!IVl-Chlorid in 30 ml absolutem Dichloräthan wurde 3 Stunden hei 50 C gerührt. Nach dem Erkalten iu Hürde wie im Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet. Der Rückstand 12.5 g öl) wurde in wenig Chlorolorm gelöst und da.-, Nucleosid mit Pentan gefällt. Pie Behandlung wurde mit dem Nucleosid wiederholt. Das Nucleasid wurde in Äthanol gelöst, mit Aktivkohle geklärt und zur Kristallisation angesetzt. Ls kristallisierten 0.5 g weiße Nadeln (20.5"» der Theorie) vom Schmelzpunki 178 bis 179 C.
B e i s ρ i e I 4
2-Thio-2'.3'.5'-tri-O-benzovl-uridin
2.6 g (5.16 mMoli l-O-Aceul-2.3.4-tri-O-benzoylrihosein 70ml absolutem Dichloräthan und 6.25 mMol Bistrimelhylsilvlverbindung des 2-ThiouraciK wurden in 5.3 ml absolutem Benzo! gelöst und mit 0.42 ml ZinndV'i-chlop'd (6.25 mMoli in 20 ml absolutem Dichloräthan 24 Stunden bei Raumtemperatur (oder 5 Stunden bei 50 C) g.rührt. Die Aufarbeitung erfolgte analog Beispiel I. Nach Kristallisation des Rohproduktes aus Äthanol wurden 1.21 g weiße Nadeln (41 "n der Theorie! vom Schmelzpunkt 104 bis 106 C erhalten.
Beispiel 5
2-Thio-5-c>ano-2'.3'.5'-tri-0-benzoyl-cytidin
2.6 g I - O - Acetyl - 2.3.5 - tri - O - benzoylribose (5.16 mMol) wurden in 60 ml absolutem Dichloriithan gelöst und mit 6.25 mMol Bistrimethylsilyl- \erbindung des 2-Thio-5-cyanocytosins in 10.8 ml absolutem Benzol versetzt. Nach Zugabe von 0.84 ml Zinn(IV)-chlond (7.2 mMol) wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Aufarbeitung erfolgte gemäß Beispiel 1.
Der Rückstand wurde in Chloroform gelöst und das Nucleosid mit Pentan gefällt. Nach erneutem Umfallen wurde es in Aceton gelöst, mit Aktivkohle geklärt und nach Zusatz von ( yclohcxan kristallisiert. Nach Umkristallisieren aus Benzol wurden LIg fein- >o kristallines Material i36.4"» der Theorie) vom Schmelzpunkt 130 bis 135 C erhalten.
Beispiel 6
5-Jod-2'-dcsoxy-3'.5'-di-0-p-nilrobenzoyl-uridin
6.1 g Bistrimcthylsilylverbindung des 5-.!oduraci!s (16 mMol) wurden in 50 ml absolutem Dichioräthan gelöst und mit 7.12 g l-O-Methyl-2-dcsoxy-3.5-dip-nitrobcnzoylribose (16 mMol) in KK) ml absolutem (^ Dichloräthan versetzt. Nach Zugabe von 1.87 ml Zinn(IV)-chlorid (16 mMol) in 15 ml absolutem Dichlorathan wurde über Nacht gerührt. Nach erneutem Versetzen mit 0.94 ml Zinn(IV)-ch!orid (SmMoI) in IO ml absolutem Athylcnchlorki wurde weitere 6 Stun- fts den gerührt. Dann wurde mit 0.5 I Methylenchlorid verdünnt, mit 200 ml Niilriumhydrogcncarbonat-Löting geschüttelt und über Kieselgur abgesaugt. Das Kieselgur wurde gut ausgewaschen. Die vereinigten organischen Phasen wurden über Natriumsulfat getrocknet und im Vakuum eingeengt, vvobi das Reaktionsprodukt auszukristallisieren begann. Nach Abdampfen des Lösungsmittels wurde der Zucker mit Toluol herausgekochi. Das N'ucleosiJ wurde aus Dioxan Alkohol umkristallisiert. Ausbeute: 4.73 g (45.3" υ der Theoriel vom Schmelzpunkt 247 bis 249 C.
Beispiel 7 2-Thio-5-evano-2'-desox_v-3'.5'-di-0-p-toluyl-cvtidin
1.9 g 1 -0-Methyl-2-deso.\y-3.5-di-p-tolu\lribose (5 mMoli wurden in 70 ml absolutem Diehloräthan gelöst und mit 6.25 mMol der Bistriinethylsüyherbindung des 2-Thio-5-cyano-cytosins in 5.8 ml absolutem Benzol versetzt. Nach Zugabe von 0.42 ml ZinnllVl-chlorid (3.6 m.Mol) wurde 3 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurde wie im Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet.
Der Rückstand wurde in Essigester gelöst und mit Aktivkohle geklärt. Das Nucleosid wurde durch Umfallen mit Hssipester Pentan vom Zucker befreit und aus Benzol Cyclohexan umkristallisiert. .Ausbeute: 505 mg weiße Nadeln (21"» derTheoriei vom Schmelzpunkt" 138 bis 140 C.
Beispiel 8 5-Nitro-2'.3'.5'-iri-O-benzoyI-uridin
2.5 g 1 -Acetyi-tribenzoylribofuranose (5 m.Mol 1 wurden in KK) ml absolutem Dichloräthan gelöst und mit 6.25 mMol der Bistrimethylsilylverbindung des 5-Nitrouracils in 3.16 ml absolutem Benzol versetzt. Nach Zugabe von 0.42 ml Zin; (JVl-chlorid (3.6 mMol) wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. I"> wurde wie im Beispiel I aufgearbeitet. Nach ,Abziehen des Lösungsmittels blieben 2.85 g eines weißen Schaumes zurück.
Kristallisation aus Methylenchlorid Hexan lieferte 1.85 g weiße Nadeln (61.5"» der Theorie) vom Schmelzpunkt 140 C.
Beispiel 9 2-1 hio-2'.3'.5'-tri-0-benzoyl-6-aza-thvmidin
2.5 g I-Acetyl-tribenzoylribose (4.96 111M0I1. 6.25 mMol Bisirimethvlsilvlverbindung des 2-Thio-6-aza-thymins in 7.9 ml absolutem Benzol und 0.42 ml ZinnllVl-chlorid (3.6 mMol) wurden in KK) ml absolutem Dichloräthan 3 Stunden gerührt. Ls wurde wie im Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet.
Das Rohprodukt wurde aus Ethanol kristallisiert. Man erhielt 2.41 g farblose Plättchen 1X2.6', Jer Theorie I vom Schmelzpunkt 156 his 157 C.
Beispiel 10 5-.lod-2'-dcsoxy-3'.5f-di-O-p-U>luyl-uridi!i
3.24 g l-O-Mcthyl-2-desoxy-.1.5-di-p-tolu>liibose 110 mMol). 3.7 g Histrimcthylsilylvcrbindung des 5-.1oduracilssowie 1.18 ml7inn(IV)-chlorid([0 mMol) wurden in 75 ml absolutem Methylenchlorid gelöst. Hs wurde 1.5 Stunden am Rückfluß gekocht. Dann wurde abgekühlt und wie im U-ispiel I beschrieben aufgearbeitet.
Der Rückstand wurde in Lssigester gelöst und mit Aktivkohle geklärt. Der Zucker wurde mil Pentan
extrahiert und das Nueleosid uns Methanol kristalli siert. Ausbeute: 1.6 g (27,4"<> der Theorie) vom Schmelzpunkt 193 bis 194 C.
Beispiel 11
2'.3'.5'-Tri-O-acetyl-6-aza-uridin
1.59 g Tetraaceiylribose (5 mMol). 6,25 mMol Bisirimethylsilylverbindung des 6-Azauracils in 5,54 ml absolutem Benzol sowie 0.42 ml Zinn|IV)-chlorid (3.6 mMol) wurden in 100 ml absolutem Dichloräthan über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. Es wurde wie im Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet.
Das Rohprodukt — 1.4 g eines fast farblosen Öles — wurde aus Äthanol nach Zusatz eines Impfkristalls kristallisiert. Ausbeute: 968 mg farblose Nadeln (52.2" u der Theorie) vom Schmelzpunkt 102 bis 103 C.
Beispiel 12
2',3',5'-Tri-O-benzoyl-6-aza-thymidin
2,5 g l-Acetyl-2,3,5-tribenzoylribose (4,96 mMol), 6,25 mMol Bistrimethylsilylverbindung des 6-Aza-Ihymins in 3,36 ml absolutem Benzol und 0,42 ml Zinn(IV)-chlorid (3,6 mMol) wurden in 100 ml absolutem Dichloräthan gelöst und 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Dann wurde wie im Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet. Nach Abdampfen des Lösungsmittels blieben 2,4 g einer weißen viskosen Masse zurück, die nach Umkristallisieren aus Äther/ Äthanol einen Schmelzpunkt von 132 bis 133° C besaß. Ausbeute: 2,2 g (77% der Theorie).
U e i s ρ i e I 13
l-(2',3',4',6'-Tetra-O-acelyl-glucopyranosyl)-6-aza-uracil
1,95 g Pentaacetylglucose(5 mMol). 6.25 mMol iiistrimethylsilyherhindung des 6-Azauracils in 3,95 m! absolutem Benzol sowie 0.42 ml Zinn|IV)-chlorid (3,6 mMol) wurden in 100 ml absolutem Dichloräthan 5 Stunden bei 60 C gerührt. Nach dem Abkühlen wurde wie im Beispiel I beschrieben aufgearbeitet.
Hs blieben nach Abziehen des Lösungsmittels 1,59 g eines gelblichen Öles zurück. Aus dem öl wurden durch Kristallisation aus Äthanol 1.26 g |56.8% der Theorie) farblose Nadeln vom Schmelzpunkt 206 bis 207 C erhallen.
Beispiel 14
l-(2',3'.5'-Tri-0-benzyl-araoLnofuranosyl)-6-aza-uracil
2.31 g 1 -Acetyl^S.S-tri-benzyl-arabinofuranose (5 mMol), 6,25 mMol Bistrimethylsilylverbindung des 6-Azauracils in 3,95 ml absolutem Benzol sowie 0,42 ml Zinn(IV)-chlorid (3,6 mMol) wurden in 100 ml absolutem Dichloräthan gelöst und 5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Es wurde wie im Beispiel 1 beschrieben aufgearbeitet. Der ölige Rückstand (2,43 g) wurde aus Methylenchlorid/Pentan kristallisiert. Man erhielt 0,7 g seidenglänzende lange Nadeln (27.2% der Theorie) vom. Schmelzpunkt 123 bis 124CC.
Beispiel 15
Die Reaktion gemäß Beispiel 1 wurde in verschiedenen Lösungsmitteln und mit mehreren Katalysatoren durchgeführt. Die nachfolgende Tabelle gibt eine Übersicht über die Reaklionsausbeutcn unter verschiedenen Reaktionsbedingungen.
Lösungsmittel K SnCI4 alaKsator Rcaklionsbedingungcn
Zeit (Stunden! Tc'"I™tur
J ( ι ·
20 Ausbei
roh
te in Miilli
Cl — CH2 — CH2 — Cl SnCI4 3.6 mMol 4 20 97 92
CH1CN SnCl4 3,6 mMol 4 101 97 82.5
Dioxan SnCl4 3,6 mMol 4 65 77 57
Tetrahydrofuran SnCI4 3.6 mMol 3 153 98 ,75
Dimethylformamid SnCI4 3.6 m Mc! 4 80 77.5 68.5
Benzol SnCI4 3.6 mMol 6 111 80,5 66
Toluol SnCI4 3.6 mMol 6 46 86 66
CS2 SnCI4 3.6 mMol 4 77 87 67
CCI4 ZnCl2 3,6 mMol 4 84 93 73
Cl CH2 - CH2 Cl TiCI4 980 mg 5 20 HX) 83
Cl CH2 CII2 Cl AICI3 0.4 ml 30 132 65 40
C'hlorbcnzol PcCI, 960 mg 6 146 63 40
Tetrachloräthan Bl-, Al her I.IXg 5 46 44 25
1 0.88 ml 6 70 60

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel I
    H^ N' %
    II)
    worin R ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit I bis 4 Kohlenstoffatomen, ein Halogenatom, eine Nitro- oder C'yanogruppe. W ein Sauerstoffoder Schwefelatom. X ein Sauerstoffatom oder die Gruppe N — B. mit B in der Bedeutung eines Wasserstoffatoms oder einer Alkylgruppe mit jo I bis 4 Kohlenstoffatomen, Y ein Stickstoffatom
    oder die Methingruppe und Z einen geschützten Zuckerrest bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß man das 1-O-Acyl- bzw 1-O-Alkylderivat des geschützten Zuckers mil Verbindungen der allgemeinen Formel II
    (II)
    worin R und Y die obengenannte Bedeutung besitzen. D einen silylierten O- oder N - B-Rest worin B dasselbe wie oben bedeutet, oder eine niedere Alkoxygruppe und F. einen silylierter O- oder S-Rest oder eine niedere Alkoxygruppt bedeutet, in Gegenwart eines Friedel-Crafts-Kata Ivsators umsetzt.
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