DE2315884A1

DE2315884A1 - Desoxyribonucleoside prepn. from ribonucleosides - including selective 2'-esterification of the 5'-carboxylic acids

Info

Publication number: DE2315884A1
Application number: DE19732315884
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl Chem Machat; Ulrich Dipl Chem Schloz; Richard R Dr Schmidt
Original assignee: Papierwerke Waldhof Aschaffenburg AG
Current assignee: PWA Papierwerke Waldhof Aschaffenburg AG
Priority date: 1973-03-30
Filing date: 1973-03-30
Publication date: 1974-10-10

Abstract

Desoxyribonucleosides (I) are prepd. from ribonucleosides (II) by (a) converting (II) into a nucleoside-5'-carboxylic acid or alkyl, aryl or aralkyl ester thereof, (b) reacting this with an esterifying agent (esp. tosyl chloride) in at least the stoichiometric amt. in a polar solvent (e.g. pyridine) at 0 degrees C (pref. -10 to -30 degrees C) for >=10 hrs. (pref. 5-20 days), (c) isolating and purifying the resulting 2'-esterified cpd. (d) reducing this with NaBH4, and (e) converting the resulting 2'-esterified hydroxymethyl nucleoside deriv. to the corresp. desoxynucleoside in known manner. Very little diester is formed in (b), thus increasing the yield to >=10% compared with the normal 2-3%.

Description

Verfahren zur Herstellung vor. Desoxyribonucleosiden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Desoxyribonucleosiden aus Ribonucleosiden, welche in Nucleosid-5'-Carbonsäure bzw. deren Ester übergeführt sind. Method of manufacture before. Deoxyribonucleosides The Invention relates to a process for the production of deoxyribonucleosides from ribonucleosides, which are converted into nucleoside-5'-carboxylic acid or its ester.

Es ist aus der deutschen Patentanmeldung P 17 95 o20.8 bekannt, -Purin-nucleosid-5'-Carbonsäuren herzustellen. Die Ausbeute war dabei sehr gut. Jedoch liegt die Schwierigkeit darin, bei dieser Carbonsäure eine Schutzgruppe in 2'-Stellung einzuführen, ohne daß eine Veränderung des Moleküls vor sich geht und außerdem soll diese Einführung möglichst quantitativ verlaufen. Insbesondere bei der Veresterung der freien Hydroxylgruppen ergibt sich der Umstand, daß ein Gemisch von Estern entsteht, bei denen die Veresterung in 2'-Stellung erfolgt ist und bei denen gleichzeitig die Veresterung in der 3'-Stellung erfolgt ist. Die letztere Verbindung kann anker nicht mehr zur Herstellung von Desoxyribonucleosiden verwendet werden, weil der Diester bei der Ringbildung zu mehreren unterschiedlichen Substanzen führt.It is known from German patent application P 17 95 o20.8, -Purine-nucleoside-5'-carboxylic acids to manufacture. The yield was very good. However, the difficulty lies in in this carboxylic acid to introduce a protective group in the 2'-position without a Modification of the molecule is going on and also aims to introduce this as possible run quantitatively. Especially in the esterification of the free hydroxyl groups the fact arises that a mixture of esters is formed in which the esterification took place in the 2'-position and in which at the same time the esterification in the 3'-position is done. The latter compound can no longer anchor for the production of deoxyribonucleosides can be used because the diester in the ring formation to several different Substances leads.

Der vorliegenden Erfindung liegt daherdLe Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Desoxyribonucleosiden zu finden, bei dem die Veresterung des 5'-Carbonsäureesters nur in 21-Stellung erfolgt und nicht in anderen möglichen Stellungen. The present invention is therefore based on the object of a method for the production of deoxyribonucleosides, in which the esterification of the 5'-carboxylic acid ester takes place only in the 21-position and not in other possible positions.

Dabei ist von Vorteil, daß im allgemeinen keine 3'-Monoester entstehen, weil die 3'-Stellung in Abhängigkeit von dem Carbonsäureester blockiert ist, so daß nur die 2'-Veresterung bzw. The advantage here is that in general no 3'-monoesters are formed, because the 3'-position is blocked depending on the carboxylic acid ester, so that only the 2'-esterification resp.

die Entstehung des Diester erfolgen kann. the formation of the diester can take place.

Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Carbonsäuren bzw. deren Alkyl-,Aryl-bzw. Aralkyl-ester in polaren Lösungsmitteln, z.B. Pyridin, zusammen mit einem an sich bekannten Veresterungsmittel in mindestens stöchiometrischem Verhältnis bei Temperaturen unter 0 °C während mindestens 10 Stunden gehalten wird und rauch Isolierung und Reinigung des dabei erhaltenen in 2'-Stellung veresterten Nucleosid-Carbonsäureester mit Natrium-Borhydrid reduziert und das dabei erhaltene in 2'-Stellung veresterte Hydroxymethyl-Nucleosidderivat in an sich bekannter Weise zu Desoxynucleosid verarbeitet wird. The solution to the problem is that the carboxylic acids or their Alkyl, aryl or. Aralkyl esters in polar solvents, e.g. pyridine with an esterifying agent known per se in at least a stoichiometric ratio kept at temperatures below 0 ° C for at least 10 hours and smoke Isolation and purification of the nucleoside carboxylic acid ester esterified in the 2'-position reduced with sodium borohydride and the resulting esterified in the 2'-position Hydroxymethyl nucleoside derivative processed into deoxynucleoside in a manner known per se will.

Zweckmäßig wird als Veresterungsmittel Tosylchlorid (p-Tolylsulfonylchlorid) verwendet. Appropriate esterification agent is tosyl chloride (p-tolylsulfonyl chloride) used.

Der Vorteil dieses Verfahrensschrittes liegt vor allem darin, daß die Ausbeute des Monoesters der 5'-Carbonsäure bzw. des 5'-Carbonsäureesters sehr gut ist und der in geringen Anteilen daneben noch entstandene Diester relativ sehr einfach und leicht, beispielsweise durch einfache Filtration, abgetrennt werden kann. The main advantage of this process step is that the yield of the monoester of the 5'-carboxylic acid or of the 5'-carboxylic acid ester is very high is good and the diester, which is also formed in small proportions, is relatively very high be separated simply and easily, for example by simple filtration can.

Damit kann die Ausbeute des Endproduktes also des Desoxyribonucleosides beträchtlich erhöht werden. Bisher wurden in maximal 2,7% Ausbeute erreicht. Mit dem vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahren werden mindestens lo$ Ausbeute des Desoxyribonucleosides erhalten, was eine außerordentliche Verbesserung des Verfahrens darstellt, In den nachstehenden Beispielen ist die Erfindung näher dargestellt, wobei jedoch der Schutz nicht auf diese Beispiele beschränkt bleiben soll.This increases the yield of the end product, i.e. the deoxyribonucleoside can be increased considerably. So far a maximum yield of 2.7% has been achieved. With the present inventive method are at least lo $ yield of Deoxyribonucleosides obtained what an extraordinary improvement of the process represents, The invention is illustrated in more detail in the following examples, however, the protection should not be limited to these examples.

Beispiel 1 2'-0-Tosyladenosin-5'-carbonsäure-methylster 1,47 g (5 mmol) Adenosin-5'-carbonsäure-methylester, gelöst in loo ml absol. Pyridin, wurden bei -2o0C mit 1,14 g (6mmol) p-Toluolsulfonylchlorid versetzt. Nach 20 Tagen bei -2oOC wurde das Pyridin im Hochvakuum abdestilliert, das Reaktionsgemisch mit 50 ml Chloroform und 50 ml gesättigter Bicarbonat-Lösung versetzt und die wässrige Phase noch 2mal mit je 50 ml Chloroform extrahiert. Die vereinigten Auszüge wurden 2mal mit wenig Wasser gewaschen, mit MgSO4 getrocknet und eingeengt. Bei diesem Verfahren schieden sich o,44 g nichtumgesetztes Ausgangsprodukt als Feststoff zwischen der Wasser- und der Chloroformphase ab.Example 1 2'-0-Tosyladenosine-5'-carboxylic acid methyl ester 1.47 g (5 mmol) adenosine-5'-carboxylic acid methyl ester, dissolved in 100 ml of absol. Pyridine 1.14 g (6mmol) of p-toluenesulfonyl chloride were added at −20 ° C. After 20 days at -2oOC, the pyridine was distilled off in a high vacuum, the reaction mixture with 50 ml of chloroform and 50 ml of saturated bicarbonate solution are added and the aqueous Phase extracted a further 2 times with 50 ml of chloroform each time. The combined extracts were Washed twice with a little water, dried with MgSO4 and concentrated. With this one Process separated 0.44 g of unreacted starting product as a solid the water and the chloroform phase.

Aus der organischen Phase wurden 1,13 g (=72 %, bezogen auf umgesetzten 2'-0-Tosyladenosin-5'-carbonsäure-methylester) erhalten, die nur geringfägig mit 2',3'-Di-O-tosyladenosin-5'-carbonsäure-Methylester verunreinigt waren. Schmelzpunkt 132 - 1330C, aus Chloroform/Methanol (1:1) analytisch rein mit dem Schmelzpunkt 1350C.The organic phase gave 1.13 g (= 72%, based on converted 2'-0-tosyladenosine-5'-carboxylic acid methyl ester) obtained only slightly with 2 ', 3'-Di-O-tosyladenosine-5'-carboxylic acid methyl ester were contaminated. Melting point 132-1330C, from chloroform / methanol (1: 1) analytically pure with the melting point 1350C.

2'-0-Tosyladenosin 450 mg (1 mmol) 2'-O-Tosyladenosin-5'-carbonsäure-methylester, gelöst in 5 ml Dimethylformamid, wurden mit 75 mg (2 mmol) in 5 ml Wasser gelösten natriumborhydrid versetzt. Nach 15 Stunden bei 20 °C wurde nochmals die gleiche Menge Natriumborhydrid in Wasser zugesetzt. Nach weiteren 5 Stunden wurde der Überschuss NaBH4 mit wenigen Tropfen Eisessig zerstört und das Gemisch mit Essigsäure auf pH 5 eingestellt. Nach Zugabe von lo ml Wasser schieden sich allmählich farblose Kristalle von 2'-O-Tosyladenosin ab. Nach Umkristallisation aus Wasser.war das Produkt rein und zeigte einen Schmelzpunkt von 231 C. (Z.). Ausbeute 380 mg = 90%.2'-0-tosyladenosine 450 mg (1 mmol) 2'-O-tosyladenosine-5'-carboxylic acid methyl ester, dissolved in 5 ml of dimethylformamide, 75 mg (2 mmol) were dissolved in 5 ml of water sodium borohydride added. After 15 hours at 20.degree. C., the same thing happened again Amount of sodium borohydride in water added. After a further 5 hours, the excess NaBH4 is destroyed with a few drops of glacial acetic acid and the mixture is adjusted to pH 5 set. After adding 10 ml of water, colorless crystals gradually separated out from 2'-O-tosyladenosine. After recrystallization from water, the product was pure and showed a melting point of 231 C. (Z.). Yield 380 mg = 90%.

Beispiel 2 2'-O-Tosylverbindung des 2-Aminopurin-ß-D-ribofuranosin-5'-carbonsäure-methylesters.Example 2 2'-O-tosyl compound of 2-aminopurine-β-D-ribofuranosine-5'-carboxylic acid methyl ester.

1,4 g 2-Aminopurinribosid-5'-carbonsäure-methylester wurden mit 1,14 g @-Tosynchlorid in 150 ml Pyridin versetzt und 10 Tage bei -12 °C zur Reaktion gebracht. Nach Abdestillation des Pyridins, wobei zuletzt zweckmässigerweise etwas Methanol nachgezogen wird, um die Reste des Pyridins zu vertreiben, setzt man dem Reaktionsgemisch So ml Chloroform und 50 ml gesättigter Dicarbonatlösung zu, Nach kräftigem Schütteln wird die 2-Phasen-Mischung durch eine Glasfritte gesaugt, um eine geringe Menge der nicht umgesetzten Ausgangssubstanz abzutrennen, die ausgefallen ist.1.4 g of 2-aminopurine riboside-5'-carboxylic acid methyl ester were with 1.14 g @ -Tosynchlorid in 150 ml pyridine and 10 days at -12 ° C for reaction brought. After distilling off the pyridine, which is conveniently something last Methanol is drawn in to drive off the remains of the pyridine, one sets the Reaction mixture Add ml of chloroform and 50 ml of saturated bicarbonate solution, after vigorous shaking, the 2-phase mixture is sucked through a glass frit in order to to separate a small amount of the unreacted starting substance that has precipitated is.

Nun trennt man die wässrige Phase ab, welche 2 - 3 mal mit je 35 mi Chloroform extrahiert wird. Die vereinigten Chloroformauszüge werden zuerst mit 20 ml, dann nochmals mit 10 ml Wasser gewaschen, mit Na2SO4 getrocknet und im Rotationsverdampfer eingeengt. Ausbeute: 1,1 g.Now the aqueous phase is separated off, which is carried out 2 - 3 times with 35 ml Chloroform is extracted. The combined chloroform extracts are first with 20 ml, then washed again with 10 ml of water, dried with Na2SO4 and in a rotary evaporator constricted. Yield: 1.1 g.

Schmelzpunkt: 153-1570C 2'-0-Tosylester das 2-Aminopurin-9-ß-D-ribofurasins 500 mg 2'-Tosylverbindung des 2-Aminopurin-ribofuranosins-5' carbonsäureesters werden in 8 ml Dimethylformamid gelöst und mit 85 mg Natriumborhydrid, gelöst in 6 ml Wasser, versetzt. Nach einer Reaktionszeit von 15 Stunden bei 20 °C werden nochmals 85 mg NaBH4 zugegeben und noch weitere Stunden der Reaktion überlassen. Nach Zerstören des Überschußes des NaBH4 durch wenige Tropfen Eisessig wird die Mischung mit Essigsäure auf pH 5,2 eingestellt. Durch Verdünnen mit Wasser scheidet sich das Endprodukt fast quantitativ ab, das nach Umkristallisation aus Wasser/Methanol rein ist. Ausbeute: 395 mg. Schmelzpunkt: 205-211 °C (Z.)- Beispiel 3 2'-0-Tosyl-inosin-5'-carbonäure-isopropylester 1,8 g Inosin-5'-carbonsäure-isopropylester werden in loo ml trockenem Pyridin gelöst. Nach Abkühlen auf -180C wird eine Mischung von 1,4 g Tosylchlorid und 50 ml trockenem Pyridin, die ebenfalls auf -18°C abgekühlt war, zugegeben.Melting point: 153-1570C 2'-0-tosyl ester of 2-aminopurine-9-ß-D-ribofurasins 500 mg of 2'-tosyl compound of 2-aminopurine-ribofuranosine-5 'carboxylic acid ester dissolved in 8 ml of dimethylformamide and treated with 85 mg of sodium borohydride, dissolved in 6 ml of water, offset. After a reaction time of 15 hours at 20 ° C., another 85 mg NaBH4 was added and the reaction was left for a further hours. After destroying the excess of NaBH4 with a few drops of glacial acetic acid is the mixture with acetic acid adjusted to pH 5.2. When diluted with water, the end product separates almost quantitatively, which is pure after recrystallization from water / methanol. Yield: 395 mg. Melting point: 205-211 ° C (Z.) - Example 3 2'-0-Tosyl-inosine-5'-carboxylic acid isopropyl ester 1.8 g of inosine-5'-carboxylic acid isopropyl ester are dissolved in 100 ml of dry pyridine. After cooling to -180C a mixture of 1.4 g of tosyl chloride and 50 ml of dry Pyridine, which had also cooled to -18 ° C., was added.

Nach einer Standzeit von 16 Tagen bei dieser Temperatur wird das Pyridin quantitativ entfernt. Zur Extraktion des Tosylderivates wird nun der Rückstand mit 70 ml Dichloräthan und 50 ml kalt gesättigter Natriumbicarbonatlösung versetzt und geschüttelt. Nach Abtrennen der organischen Phase wird die wässrige Lösung noch einmal mit 50 ml Dichloräthan nachextrahiert. Die vereinigten Auszüge wurden direkt im Vakuum zur Trockene eingeengt. Das Rohpxdukt wurde mit viel heißem Dioxan extrahiert. Nach Einengen der Dioxanlösung auf insgesamt 18o ml Volumen kristallisierte das Produkt in feinen Nadeln aus.After standing for 16 days at this temperature, the pyridine becomes removed quantitatively. To extract the tosyl derivative, the residue is now with 70 ml of dichloroethane and 50 ml of cold saturated sodium bicarbonate solution are added and shaken. After separating the organic phase, the aqueous solution is still extracted once with 50 ml of dichloroethane. The combined extracts were direct concentrated to dryness in vacuo. The raw material was extracted with plenty of hot dioxane. After concentration of the dioxane solution to a total of 180 ml volume, the crystallized Product in fine needles.

Ausbeute: 1,4 g Schmelzpunkt: 194-1970C 2' -0-Tosyl-inosin 1 g 2'-0-Tosyl-inosin-5'-carbonäure-isopropylester, in 12 ml Dimethylformamid gelöst, wird mit 15o mg in lo ml. Wasser gelöstem Natriumborhydrid versetzt. Nach 15 Stunden bei Zimmertemperatur wurde nochmals die gleiche Menge Reduktionsmittel, gelöst in Wasser, zugegeben. Nach weiteren 5 Stunden Reaktionszeit wird die Mischung auf pH 5 angesäuert. Durch Zusatz von Wasser scheidet sich ein Rohprodukt aus, das sich aus Äthanol umkristallisieren ließ.Yield: 1.4 g Melting point: 194-1970C 2'-0-tosyl-inosine 1 g 2'-0-tosyl-inosine-5'-carboxylic acid isopropyl ester, Dissolved in 12 ml of dimethylformamide, 150 mg of sodium borohydride dissolved in lo ml of water are added offset. After 15 hours at room temperature, the same amount was used again Reducing agent, dissolved in water, added. After a further 5 hours of reaction time the mixture is acidified to pH 5. With the addition of water it separates Crude product, which could be recrystallized from ethanol.

Ausbeute an reinem Produkt: 720 mg Schmelzpunkt: 210-2160CYield of pure product: 720 mg. Melting point: 210-2160C

Claims

Fatent claims process for the production of deoxynucleosides from Ribonucleosides, which are converted into nucleoside-5'-carboxylic acid or its ester are, characterized in that the carboxylic acids or their alkyl, aryl, or Aralkyl esters in polar solvents, e.g.

Pyridine, together with an esterifying agent known per se in at least a stoichiometric ratio at temperatures below 0 ° C for at least Is held lo hours after isolation and purification of the obtained in 2'position esterified nucleoside carboxylic acid ester reduced with sodium borohydride and the resulting hydroxymethyl nucleoside derivative esterified in the 2 'position is processed in a manner known per se to deoxynucleoside.

2. The method according to claim 1, characterized in that carboxylic acid methyl or isopropyl ester is used.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that as Esterifying agent tosyl chloride (p-tolysulfonyl chloride is used.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the Mixture of carboxylic acid and esterifying agent at a temperature from -lo to -3o0C is kept.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the Holding time is preferably 5 to 20 days.