DE60313173T2

DE60313173T2 - Synthese von purin-derivaten

Info

Publication number: DE60313173T2
Application number: DE60313173T
Authority: DE
Inventors: Lars G. Hammarstroem; Nancy Elisabeth Los Gatos KRAUSS; Sharada Shenvi Sunnyvale LABADIE; David Bernard San Mateo SMITH; Francisco Xavier Mountain View TALAMAS
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2023-06-24
Also published as: US7105666B2; AU2003279690A1; WO2004002990A3; CN100427487C; ES2283788T3; EP1519938A2; WO2004002990A2; EP1519938B1; DE60313173D1; CA2488562A1; CN1665814A; JP2005535631A; US20040034224A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung stark substituierter Purinverbindungen.
Purinverbindungen habe eine breite Vielfalt von pharmakologischen Aktivitäten. Beispielsweise sind viele Purinverbindungen Kinaseinhibitoren. Deshalb sind jüngst etliche Lösungs- und Festphasenverfahren zum Synthetisieren von Purinverbindungen entwickelt worden.
Konventionelle Verfahren zum Synthetisieren von Purinverbindungen umfassen im allgemeinen das Ersetzen einer Austrittsgruppe in einem vorgebildeten Purinringsystem durch ein gewünschtes Nucleophil oder das Herstellen des Purinringsystems aus einem entsprechend substituierten Pyrimidinringsystem. Jedoch stellt keines der derzeit verfügbaren Verfahren die Synthese von stark substituierten Purinverbindungen, z. B. Purinen mit Substituenten an den 2-, 6-, 8- und 9-Stellungen mit der Fähigkeit, den Substituenten an jeder Stellung zu variieren, bereit.
Die Synthese von Purinen aus einer Pyrimidinverbindung erfordert oftmals die Reduktion einer Nitrogruppe, die in dem Pyrimidinringsystem vorliegt. Leider ergeben derzeit bekannte Reduktionsverfahren nur Teilreduktion, sind nicht durchweg reproduzierbar oder ergeben ein Produkt, das mit unerwünschten anorganischen Salzen, die schwer zu entfernen sind, verunreinigt ist. Siehe J Comb. Chem., 2000, 2, 249–253.
Deshalb besteht ein Bedarf an einem Verfahren zur Synthese von stark substituierten Purinverbindungen. Es besteht ebenso ein Bedarf nach einem Verfahren zum selektiven Reduzieren eines Nitrosubstituenten an einem Pyrimidinring an einer Feststoffträger-gebundenen Pyrimidinverbindung, was eine Feststoffträger-gebundene Aminopyrimidinverbindung bereitstellt, die weitestgehend frei von anorganischen Salzen ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine kombinatorische Bibliothek von Purinverbindungen und ein Verfahren zur Herstellung eines substituierten Purins und eine Bibliothek von Purinver bindungen bereit. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Purinverbindung aus einer Pyrimidinverbindung bereit.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer substituierten Purinverbindung der Formel
bereit, worin
R₁ ein Feststoffträger ist;
R₂ Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder eine Stickstoffschutzgruppe ist;
R₃ Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder eine Stickstoffschutzgruppe ist;
R₄ Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder -NR⁶R⁷ ist, worin jeder R⁶ und R⁷ unabhängig Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Cycloalkyl ist; und
R₅ Alkyl, Alkoxy, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Aryloxy, Cycloalkyl, Cycloalkoxy, Thioalkyl, Thioaryl oder -NR⁸R⁹ ist, worin jeder R⁸ und R⁹ unabhängig Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder eine Stickstoffschutzgruppe ist, oder R⁸ und R⁹ zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen Heterocyclylring bilden; wobei das Verfahren:

(a) das Kontaktieren einer 5-Nitropyrimidinverbindung der Formel:
mit CrX₂, worin jedes X unabhängig Halogenid ist, als ein Reduktionsmittel zur Herstellung eines 4,5,6-Triaminopyrimidins der Formel:
und
(b) das Bilden eines Purinrings durch Kontaktieren des 4,5,6-Triaminopyrimidins mit einem Cyclisierungsmittel zur Herstellung des substituierten Purins umfaßt.

Bevorzugt umfassen die Verfahren der vorliegenden Erfindung die Herstellung einer Feststoffträger-gebundenen Purinverbindung, d. h. worin R¹ ein Feststoffträger ist. Ebenso wird das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt, wobei R² eine Stickstoffschutzgruppe ist. Die üblichsten Verfahren zum Reduzieren der Nitrogruppe an einem Feststoffträger-gebundenen Pyrimidin führen zur Spaltung des Pyrimidins von dem Feststoffträger oder Kontamination des Produktes mit anorganischen Salzen oder unvollständigen Reduktion. Im Gegensatz dazu stellt die vorliegende Erfindung Verfahren zum Reduzieren einer Nitro-substituierten Feststoffträger-gebundenen Pyrimidinverbindung ohne Spaltung einer signifikanten Menge des Pyrimidins von dem Feststoffträger bereit. Daher bleibt im wesentlichen der gesamte Feststoffträger-gebundene Pyrimidinring an dem Feststoffträger während des Nitrogruppenreduktionsverfahrens gebunden.
Außerdem sind die Reduktionsprodukte der vorliegenden Erfindung im wesentlichen frei von anorganischen Salzen.
Das Nitrogruppenreduktionsmittel ist CrX₂, worin jedes X unabhängig Halogenid ist.
In einer Ausführungsform umfaßt der Nitroreduktionsschritt die Gegenwart eines erotischen Lösungsmittels.
In einer anderen Ausführungsform wird das Feststoffträger-gebundene Purin von dem Feststoffträger abgespalten, um die Purinverbindung herzustellen, worin R¹ Wasserstoff ist. Die R¹-Gruppe kann ferner durch jedes konventionelle Verfahren, das dem Fachmann bekannt ist, beispielsweise durch Alkylierung, Acylierung und dergleichen, modifiziert werden.
Bevorzugt ist das Cyclisierungsmittel ein Orthoester, ein Acylanhydrid, ein Acylhalogenid, ein Gemisch aus einem Isothiocyanat und einem Dehydratisierungsmittel, ein Gemisch aus einem Isocyanat und einem Dehydratisierungsmittel oder ein Gemisch aus einem Aldehyd und einem Oxidationsmittel.
In einer Ausführungsform wird die 5-Nitropyrimidinverbindung durch die Schritte hergestellt, umfassend:

(a) das Kontaktieren eines 4,6-Dihalogen-5-nitro-2-thioetherpyrimidins der Formel:
mit einer ersten Aminverbindung der Formel Z¹H zur Herstellung eines 6-Aminopyrimidins der Formel:
(b) das Kontaktieren des 6-Aminopyrimidins mit einer zweiten Aminverbindung der Formel Z²H zur Herstellung eines 4,6-Diaminopyrimidins der Formel:
(c) das Kontaktieren des 4,6-Diaminopyrimidins mit einem Oxidationsmittel zur Herstellung eines 2-Sulfonylpyrimidins der Formel:
(d) das Kontaktieren des 2-Sulfonylpyrimidins mit einem nukleophilen Reagens der Formel R⁵-M zur Herstellung der 5-Nitropyrimidinverbindung, worin eines von Z¹ und Z² -NR¹R² ist und das andere -NHR³ ist; R¹, R², R³ und R⁵ wie hierin definiert sind; R¹⁰ Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl ist; R⁵-M ein nukleophiles Reagens ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Alkalimetallalkoxid, Alkalimetallthioalkoxid, Organocuprat, Organolithium und Grignard-Reagens; oder R⁵-M HNR⁸R⁹ ist, jedes X unabhängig Halogenid ist.

Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines substituierten Purins der Formel
bereit, wobei das Verfahren:

(a) das Kontaktieren eines 4,6-Dihalogen-5-nitro-2-thioetherpyrimidins der Formel:
mit einer ersten Aminverbindung der Formel Z¹H zur Herstellung eines 6-Aminopyrimidins der Formel:
(b) das Kontaktieren des 6-Aminopyrimidins mit einer zweiten Aminverbindung der Formel Z²H zur Herstellung eines 4,6-Diaminopyrimidins der Formel:
(c) das Kontaktieren des 4,6-Diaminopyrimidins mit einem Oxidationsmittel zur Herstellung eines 2-Sulfonylpyrimidins der Formel:
worin eines von Z¹ und Z² -NR¹R² ist und das andere -NHR³ ist;
(d) das Kontaktieren des 2-Sulfonylpyrimidins mit einem nukleophilen Reagens der Formel R⁵-M zur Herstellung eines 5-Nitropyrimidins der Formel:
(e) das Kontaktieren des 5-Nitropyrimidins mit CrX₂, worin jedes X unabhängig Halogenid ist, als ein Reduktionsmittel zur Herstellung eines 4,5,6-Triaminopyrimidins der Formel:
und
(f) das Kontaktieren des 4,5,6-Triaminopyrimidins mit einem Cyclisierungsmittel zur Herstellung der substituierten Purine umfaßt, worin R¹, R², R³, R⁵ und M wie hierin definiert sind.

Die Verfahren der vorliegenden Erfindung sind beim Herstellen einer kombinatorischen Bibliothek von substituierten Purinverbindungen besonders nützlich. Eine solche Bibliothek von Verbindungen kann auf einem Feststoffträger hergestellt werden, z. B. wo R¹ ein Feststoffträger ist. Ebenso bevorzugt wird das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt, wobei R¹ ein Feststoffträger ist, und wobei die Bibliothek von substituierten Purinen eine Bibliothek von Feststoffträger-gebundenen substituierten Purinen ist. Jede Purinverbindung in der kombinatorischen Bibliothek kann räumlich getrennt sein oder die Bibliothek kann ein Gemisch aus unterschiedlichen Purinverbindungen umfassen.
In einer Ausführungsform wird die kombinatorische Bibliothek auf einer Vielzahl von Teilchen (d. h. Feststoffträgern) gebildet, wobei jedes Teilchen eine Oberflächenbeschichtung von Purinmolekülen mit denselben Substituenten aufweist.
In einer anderen Ausführungsform werden die Purinverbindungen von dem Feststoffträger abgespalten, um eine Bibliothek von freien, d. h. nicht-Feststoffträger-gebundenen, substituierten Purinverbindungen herzustellen.
Noch ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine kombinatorische Bibliothek von Purinen bereit, worin jedes Purin in der Bibliothek die Formel:
aufweist, worin
R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ wie hierin definier sind.

Noch ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Reduzierung eines Nitrosubstituenten an einem Pyrimidinring, der kovalent an einen Feststoffträger gebunden ist, wobei der Pyrimidinring gegebenenfalls mit ein, zwei oder drei unabhängigen Nicht-Wasserstoffsubstituenten substituiert ist, bereit, wobei das Verfahren:
(a) das Reduzieren der Nitro-funktionellen Gruppe zu einer Amino-funktionellen Gruppe durch Kontaktieren der Feststoffträger-gebundenen Pyrimidinverbindung mit Chromdihalogenid zur Herstellung eines Reaktionsgemisches, umfassend eine Feststoffträgergebundene Aminopyrimidinverbindung; und
(b) das Entfernen der Feststoffträger-gebundenen Aminopyrimidinverbindung aus dem Reaktionsgemisch umfaßt, wobei die Feststoffträger-gebundene Aminopyrimidinverbindung, die aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird, weitestgehend frei von anorganischen Salzen ist.

In einer Ausführungsform bleibt im wesentlichen der gesamte Feststoffträger-gebundene Pyrimidinring kovalent an dem Feststoffträger während des Nitrogruppenreduktionsschrittes gebunden.
Bevorzugt umfaßt das Reaktionsgemisch zur Reduzierung der Nitrogruppe ein protisches Lösungsmittel.
In einer anderen Ausführungsform ist das Chromdihalogenid Chromdichlorid.
1. Definitionen
Wenn nicht anders angegeben, weisen die nachstehenden Ausdrücke die folgenden Bedeutungen auf:
Ein „2,6,8,9-substituiertes Purin" bezieht sich auf eine Purinverbindung, die unter Verwendung eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. In Abhängigkeit des speziellen Reagens, das in jedem Schritt des Verfahrens verwendet wird, kann/können der/die Substituent(en) an dem Purinring Wasserstoff sein. Während Wasserstoff im konventionellen Sinne nicht als „Substituent" betrachtet wird, umfaßt die vorliegende Erfindung „Wasserstoff" als einen Substituenten.
„Alkyl" bezieht sich auf einen unverzeigten oder verzweigtkettigen, gesättigten, einwertigen Kohlenwasserstoffrest, der 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält. Der Ausdruck „Niederalkyl" gibt einen geraden oder verzweigtkettigen Kohlenwasserstoffrest an, der 1 bis 6 Kohlenstoff atome enthält. „C_1-10-Alkyl", wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Alkyl, bestehend aus 1 bis 10 Kohlenstoffen. Alkylgruppen können gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein, wie einem Halogen, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Hydroxy, Amino, Thio, Alkoxy, Carboxy, Oxo oder Cycloalkyl. In Fällen, wo mehr als ein Substituent an die Alkylgruppen angelagert ist, können diese Substituenten dieselben oder verschiedene sein. Es können gegebenenfalls entlang der Alkylgruppe ein oder mehrere Sauerstoff-, Schwefel-, substituierte oder unsubstituierte Stickstoffatome eingeführt werden. Beispiele von Alkylgruppen umfassen Methyl, Ethyl, Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, t-Butyl oder Pentyl, Isopentyl, Neopentyl, Hexyl, Heptyl und Octyl, sind aber nicht darauf beschränkt.
„Alkoxy" bezieht sich auf eine Komponente -OR^a, wo R^a eine Alkylgruppe ist, wie hierin definiert.
„Alkenyl" bezieht sich auf einen unverzweigten oder verzweigtkettigen, einwertigen Kohlenwasserstoffrest, der 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, mit mindestens einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung, unter der Voraussetzung, daß der Anlagerungspunkt einer Alkenylgruppe durch ein Kohlenstoffatom der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung erfolgt. Alkenylgruppen können gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein, wie Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Hydroxy, Amino, Thio, Alkoxy, Carboxy, Oxo oder Cycloalkyl. Es können gegebenenfalls entlang der Alkenylgruppe ein oder mehrere Sauerstoff-, Schwefel, substituierte oder unsubstituierte Stickstoffatome eingeführt werden. „C_2-10-Alkenyl", wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Alkenyl, bestehend aus 2 bis 10 Kohlenstoffen. Beispiele von Alkenylgruppen umfassen Vinyl, 1-Propenyl, 1-Propenyl oder 1-Butenyl.
„Alkinyl" bezieht sich auf einen unverzweigten oder verzweigtkettigen, einwertigen Kohlenwasserstoffrest, der 2 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, mit mindestens einer Kohlenstoff- Kohlenstoff-Dreifachbindung, unter der Voraussetzung, daß der Anlagerungspunkt einer Alkinylgruppe durch ein Kohlenstoffatom der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindung erfolgt. Alkinylgruppen können gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein, wie Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Hydroxy, Amino, Thio, Alkoxy, Carboxy, Oxo oder Cycloalkyl. Es können gegebenenfalls entlang der Alkinylgruppe ein oder mehrere Sauerstoff-, Schwefel-, substituierte oder unsubstituierte Stickstoffatome eingeführt werden. „C_2-10-Alkinyl", wie hierin verwendet, bezieht sich auf Alkinyl, bestehend aus 2 bis 10 Kohlenstoffen. Beispiele von Alkinylgruppen umfassen Ethinyl, 1-Propinyl, 1-Butinyl oder 1-Pentinyl.
„Acylhalogenid" bezieht sich auf ein Reagens RC(=O)X, worin R eine Alkyl- oder Arylgruppe ist und X ein Halogen ist, wie hierin definiert. Beispiele von Säurehalogeniden umfassen Acetylchlorid, Acetylbromid, Propionylchlorid, Iso-butyroylchlorid und Benzoylchlorid.
„Acylanhydrid" bezieht sich auf ein Reagens [RC(=O)]₂O, worin R eine Alkyl- oder Arylgruppe ist, wie hierin definiert. Beispiele von Säureanhydriden umfassen Essigsäureanhydrid, Propionsäureanhydridchlorid und 2-Methoxyessigsäureanhydrid.
„Orthoester" bezieht sich auf ein Reagens R^aC(OR^b)₃, worin R^a Wasserstoff, eine Alkyl- oder Arylgruppe ist und R^b eine Alkylgruppe ist, wobei Alkyl wie hierin definiert ist. Beispiele von Orthoestern sind Triethylorthoformiat und Trimethylorthoacetat.
„Aryl" bezieht sich auf einen einwertigen aromatischen carbocyclischen Rest, der 5 bis 14 Kohlenstoffatome enthält und aus einem einzelnen Ring oder einem oder mehreren anellierten Ringen besteht, wobei mindestens ein Ring aromatisch ist, der gegebenenfalls mit einem oder mehreren, bevorzugt einem oder zwei, Substituenten substituiert sein kann, ausgewählt aus Hydroxy, Thio, Cyano, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Amino, Thio, Cycloalkyl, Alkoxy, Niederhalogenalkoxy, Alkylthio, Halogen, Halogenalkyl, Nitro, Amino, Alkylamino, Dialkylamino, wenn nicht anders angegeben. Alternativ können zwei nachbarständige Atome des Arylrings mit einer Methylendioxy- oder Ethylendioxygruppe substituiert sein. Beispiele von Arylresten umfassen Phenyl, Naphthyl, Biphenyl, Indanyl, Anthrachinolyl, sind aber nicht darauf beschränkt.
„Aryloxy” bezieht sich auf eine Komponente -OR^b, wo R^b eine Arylgruppe ist, wie hierin definiert. Beispiele von Aryloxygruppen umfassen gegebenenfalls substituiertes Phenoxy und gegebenenfalls substituiertes 1- oder 2-Naphthyloxy.
„Amino", „Alkylamino" und „Dialkylamino", wie hierin verwendet, beziehen sich auf -NH₂, -NHR₁ bzw. -NR₁R₂, und R₁ und R₂ sind unabhängig Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl oder R₂ ist eine Stickstoffschutzgruppe, wie nachstehend definiert.
„Kombinatorische Bibliothek von Purinen" bezieht sich auf eine Bibliothek, die eine Vielzahl von Purinverbindungen, typischerweise mindestens 20 unterschiedliche Purinverbindungen, umfaßt. Die kombinatorische Bibliothek kann durch jegliche konventionelle kombinatorische Syntheseverfahren, die dem Fachmann bekannt sind, hergestellt werden, beispielsweise parallele Syntheseverfahren, Split-Pool-Syntheseverfahren und Kombinationen davon. Deshalb bezieht sich der Ausdruck „kombinatorische Bibliothek von Purinen" auf eine Bibliothek, die ein Gemisch aus Purinverbindungen sowie eine Vielzahl von unterschiedlichen Purinverbindungen umfaßt, bei denen jede unterschiedliche Purinverbindung räumlich getrennt ist, z. B. in einem separaten Behälter enthalten ist.
„Cyclisierungsmittel" bezieht sich auf ein Reagens, das aus einer Diaminopyrimidinverbindung eine Purinringkomponente bildet. Bevorzugt ist das Cyclisierungsmittel ein Orthoester, ein Acylanhydrid, ein Acylhalogenid, ein Gemisch aus Isothiocyanat und einem Dehydratisierungsmittel, ein Gemisch aus Isocyanat und einem Dehydratisierungsmittel oder ein Gemisch aus einem Aldehyd und einem Oxidationsmittel.
„Cycloalkyl" bezieht sich auf alicyclische Kohlenwasserstoffe, die 3 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten, einschließlich Carbocyclen, wie mono- und bicyclische nichtaromatische carbocyclische Ringkomponenten; und Heterocyclen, wie mono- und bicyclische nichtaromatische heterocyclische Ringkomponenten. Cycloalkylgruppen können mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein, wie Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Hydroxy, Amino, Thio, Alkoxy, Carboxy, Oxo, Cycloalkyl und dergleichen. „C_3-7-Cycloalkyl", wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Cycloalkyl, bestehend aus 3 bis 7 Kohlenstoffen in dem carbocyclischen Ring. Typische Cycloalkylgruppen umfassen Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl oder Cyclooctyl, sind aber nicht darauf beschränkt.
„Cycloalkoxy” bezieht sich auf eine Komponente -OR^c, wo R^c eine Cycloalkylgruppe ist, wie hierin definiert. Beispiele von Cycloalkoxygruppen umfassen Cyclopropyloxy, Cyclobutoxy, Cyclopentoxy, Cyclohexoxy und Cycloheptoxy.
„Unterschiedliche Purinverbindungen" beziehen sich auf Purinverbindungen mit unterschiedlichen Substituenten, unterschiedlichen Substituentenmustern oder Kombinationen davon innerhalb des Purinrings. Daher bilden Purine mit denselben Substituentengruppen, aber unterschiedlichen Positionen dieser Substituenten innerhalb des Purinrings, d. h. Regioisomere, unterschiedliche Verbindungen. Ferner bilden Purine mit denselben Substituenten, aber mit unterschiedlicher Stereochemie innerhalb des Substituenten, d. h. Stereoisomere, ebenso unterschiedliche Verbindungen.
„Halogenid" bedeutet Halogen, das F, Cl, Br und I umfaßt.
„Heterocyclyl" bedeutet eine nichtaromatische cyclische Komponente mit 3 bis 8 Ringatomen, wobei ein oder zwei Ringatome Heteroatome sind, ausgewählt aus N, O oder S(O)_n (wo n eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist), wobei die restlichen Ringatome C sind, wo ein oder zwei C-Atome gegebenenfalls durch eine Carbonylgruppe ersetzt sein können, unter der Voraussetzung, daß der Anlagerungspunkt von Heterocyclyl durch das Hetereoatom erfolgt. Der Heterocyclylring kann gegebenenfalls unabhängig mit einem, zwei oder drei Substituenten substituiert sein, ausgewählt aus Halogen, Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Hydroxy, Amino, Thio, Alkoxy, Carboxy, Oxo, Cycloalkyl und dergleichen. Spezieller umfaßt der Ausdruck Heterocyclo Piperidino, Piperazino, Morpholino und Thiomorpholino, Thiomorpholino-1-oxid, Thiomorpholino-1,1-dioxid und dergleichen, ist aber nicht darauf beschränkt.
„Austrittsgruppe" weist die Bedeutung auf, die konventionell damit in der synthetischen organischen Chemie verbunden ist, d. h. ein Atom oder eine Gruppe, das/die durch ein Nucleophil ersetzt werden kann, und umfaßt Halogen (wie Chlor, Brom und Iod), Alkylsulfonyl, Arylsulfonyl, Alkansulfonyloxy, Arensulfonyloxy, Alkylcarbonyloxy (z. B. Acetoxy), Arylcarbonyloxy, Mesyloxy, Tosyloxy, Trifluormethansulfonyloxy, Aryloxy (z. B. 2,4-Dinitrophenoxy), Methoxy, N,O-Dimethylhydroxylamino und dergleichen.
„Stickstoffschutzgruppe” bezieht sich auf eine Komponente, außer Alkylgruppen, die, wenn sie an ein Stickstoffatom in einem Molekül angelagert ist, die Reaktivität des Stickstoffatoms maskiert, verringert oder verhindert. Beispiele von Stickstoffschutzgruppen können in T. W. Greene und P. G. M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, 3. Auflage, John Wiley & Sons, New York, 1999, und Harrison and Harrison et al., Compendium of Synthetic Organic Methods, Bd. 1–8 (John Wiley and Sons, 1971–1996) gefunden werden, die hierin durch Verweis in ihrer Gesamtheit aufgenommen werden. Repräsentative Stickstoffatomschutzgruppen umfassen Formyl, Acetyl, Trifluoracetyl, Benzyl, Benzyloxycarbonyl (CBZ), tert-Butoxycarbonyl (Boc), Trityl, substituierte Tritylgruppen, Allyloxycarbonyl, 9-Fluorenylmethyloxycarbonyl (FMOC), Nitro-veratryloxycarbonyl (NVOC), gegebenenfalls substituiertes Benzyl und Allylgruppen und dergleichen.
Die Materialien, auf denen die kombinatorischen Synthesen der Erfindung durchgeführt werden, werden austauschbar als Feststoffträger, Kügelchen und Harze bezeichnet. Diese Ausdrücke sollen umfassen:

a) Kügelchen, Pellets, Scheiben, Fasern, Gele, Oberflächen oder Teilchen, wie Cellulosekügelchen, Porenglaskügelchen, Kieselgele, Polystyrolkügelchen, gegebenenfalls vernetzt mit Divinylbenzol und gegebenenfalls gepfropft mit Polyethylenglycol und gegebenenfalls funktionalisiert mit Amino-, Hydroxy-, Carboxy- oder Halogengruppen, gepfropfte Co-Polykügelchen, Poly-acrylamidkügelchen, Latexkügelchen, Dimethylacrylamidkügelchen, gegebenenfalls vernetzt mit N,N'-Bis-acryloylethylendiamin, Glasteilchen, beschichtet mit hydrophobem Polymer usw., d. h., Material mit einer rigiden oder semi-rigiden Oberfläche;
b) lösliche Träger, wie nicht-vernetztes Polystyrol mit niedrigem Molekulargewicht; und
c) derivatisierte Formen davon.

Exemplarische Harze und Feststoffträger sind nachstehend dargestellt.
"Feststoffträger-gebundene Verbindung" bedeutet, daß die Verbindung kovalent an einen Feststoffträger gebunden ist.
„Weitestgehend frei von anorganischem Salz" bedeutet, daß das anorganische Salz in einer Menge von etwa 10 mol-% oder weniger, bevorzugt etwa 5 mol-% oder weniger, stärker bevorzugt etwa 1 mol-% oder weniger und am stärksten bevorzugt etwa 0,1 mol-% oder weni ger des gewünschten Produktes vorliegt. „Anorganisches Salz" bezieht sich auf anorganische Verbindungen, abgeleitet von einer anorganischen Verbindung, die als ein Reagens in dem Reduktionsschritt vorliegt.
„Alkylthio-" der "Thioalkylgruppe" bedeutet eine -S-Alkylgruppe, wobei Alkyl wie oben definiert ist, wie Methylthio, Ethylthio, n-Propylthio, i-Propylthio, n-Butylthio, Hexylthio, einschließlich ihre Isomere. „Niederalkylthio" oder „Niederthioalkyl", wie hierin verwendet, gibt eine Alkylthiogruppe mit einer „Niederalkylgruppe" an, wie zuvor definiert. „C_1-10-Alkylthio", wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein -S-Alkyl, worin Alkyl C_1-10 ist.
„Thioaryl" oder „Arylthio" bezieht sich auf eine Komponente der Formel -SR^e, wo R^e Aryl ist, wie hierin definiert. Beispiele von Arylthiogruppen umfassen gegebenenfalls substituiertes Phenylthio und gegebenenfalls substituiertes 1- oder 2-Naphthylthio.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck „Behandeln", „Kontaktieren" oder „Umsetzen", wenn er sich auf eine chemische Reaktion bezieht, das Zufügen oder Mischen zweier oder mehrerer Reagenzien unter entsprechenden Bedingungen zur Herstellung des angegebenen und/oder des gewünschten Produktes. Es ist selbstverständlich, daß die Reaktion, die das angegebene und/oder gewünschte Produkt erzeugt, nicht notwendigerweise direkt aus der Kombination von zwei Reagenzien resultiert, die anfangs zugegeben wurden, d. h. es kaum ein oder mehrere Zwischenprodukte geben, die in dem Gemisch erzeugt werden, was schließlich zur Bildung des angegebenen und/oder gewünschten Produktes führt.
Wie hierin verwendet, gibt „Reduktionsmittel" ein Reagens an, das in den substituierten Pyrimidinen der vorliegenden Erfindung selektiv eine Nitrogruppe zu einer Aminogruppe reduzieren kann. Typische Reduktionsmittel umfassen Metall, wie Sn, Fe oder Zn, CrCl₂, 1,1'-Dialkyl-4,4'-bipyridinhalogenide und ein Alkalimetallthiosulfat, katalytische Hydrierung (J. March, Advanced Organic Chemistry, John Wiley & Sons, 1992, S. 1216–17).
Wie hierin verwendet, gibt der Ausdruck „Oxidationsmittel" ein Reagens an, das ein 8,9-Dihydro-7H-purin zu dem entsprechenden Purin oxidieren kann. Beispiele von geeigneten Oxidationsmitteln umfassen molekularen Sauerstoff und Dichlordicyanhydrochinon.
Wie hierin verwendet, gibt der Ausdruck „Dehydratisierungsmittel" ein Reagens an, das eine Kondensationsreaktion zwischen zwei Recktanten durch Beschleunigen der Eliminierung von Wasser aus den zwei Recktanten katalysieren kann. Typische Dehydratisierungsmittel, z. B. Dicyclohexylcarbodiimid, werden üblicherweise verwendet, um die Amid- oder Esterbildung zu beschleunigen, und repräsentative Dehydratisierungsmittel sind von LaRock (R. C. LaRock Comprehensive Organic Transformations, Wiley-VCH, New York, 1999, S. 1941–49 und 1932–41) zusammengestellt.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck erotisches Lösungsmittel auf ein Lösungsmittel mit einer -OH-Gruppe. Beispiele von erotischen Lösungsmitteln umfassen Wasser, Methanol, Ethanol, Isopropanol, Essigsäure, sind aber nicht darauf beschränkt.
Die hierin verwendeten Ausdrücke „die oben definierten" und „die hierin definierten" umfassen, wenn sie sich auf eine Variable beziehen, durch Verweis die breite Definition der Variable sowie die bevorzugten, stärker bevorzugten und am stärksten bevorzugten Definitionen, sofern vorhanden.
II. Einführung
Wenn nicht anders angegeben, wird das folgende Numerierungssystem verwendet, um die Stellungen an dem Purinring zu beschreiben.
In einem Aspekt basiert die vorliegende Erfindung auf der Entdeckung einer Synthese von stark substituierten Purinverbindungen durch die betreffenden Erfinder. Insbesondere entdeckten die betreffenden Erfinder selektive Reaktionsbedingungen, die die Einführung von gewünschten Substituenten an der 2-, 6-, 8- und 9-Stellung einer Purinverbindung erlauben. An sich sind Verfahren der vorliegenden Erfindung bei der Synthese stark substituierter Purinverbindungen und/oder einer kombinatorischen Bibliothek von Purinverbindungen besonders nützlich.
III. Synthese von Purinverbindungen
Die Verfahren der vorliegenden Erfindung sind auf eine Lösungsphasen- und eine Festphasensynthese von Purinverbindungen anwendbar. In einem Aspekt umfassen Verfahren der vorliegenden Erfindung das herstellen einer Purinverbindung, bevorzugt einer stark substituierten Purinverbindung, durch Umsetzen einer entsprechend substituierten Pyrimidinverbindung mit einer entsprechend substituierten Cyclisierungsverbindung. Insbesondere erlauben die Verfahren der vorliegenden Erfindung die Einführung jedes Substituenten an dem Purinringsystem; deshalb kann eine stark substituierte Purinverbindung ohne weiteres hergestellt werden.
In einer speziellen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Purinverbindung der Formel:
bereit, worin
R¹ ein Feststoffträger ist;
R² Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder eine Stickstoffschutzgruppe ist;
R³ Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder eine Stickstoffschutzgruppe ist;
R⁴ Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder -NR⁶R⁷ ist, worin jeder R⁶ und R⁷ unabhängig Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Cycloalkyl ist; und
R⁵ Alkyl, Alkoxy, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Aryloxy, Cycloalkyl, Cycloalkoxy, Thioalkyl, Thioaryl oder -NR⁸R⁹ ist, worin jeder R⁸ und R⁹ unabhängig Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder eine Stickstoffschutzgruppe ist, oder R⁸ und R⁹ zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, Heterocyclyl bilden.
Bevorzugt ist R⁴ Wasserstoff oder Alkyl.
Bevorzugt ist R⁵ -NR⁸R⁹, wo R⁸ und R⁹ wie hierin definiert sind.
Bevorzugt ist jeder von R⁶ und R⁷ unabhängig Wasserstoff oder Alkyl.
In noch einer anderen Ausführungsform ist R³ Wasserstoff, Alkyl oder Cycloalkyl.
Weiterhin bilden Kombinationen der bevorzugten Gruppen oder einer speziellen Ausführungsform, die oben beschrieben ist, andere bevorzugte oder spezielle Ausführungsformen. Beispielsweise ist in einer Gruppe einer speziell bevorzugten Ausführungsform R¹ ein Feststoffträger, R³ Wasserstoff oder Alkyl, R⁴ Wasserstoff oder Alkyl und ist R⁵ -NR⁸R⁹.
In einem speziellen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Purinverbindung der Formel I durch Umsetzen einer 4,5,6-Triaminopyrimidinverbindung der Formel:
worin R¹, R², R³ und R⁵ wie hierin definiert sind, mit einer Cyclisierungsverbindung zur Herstellung des Purinringsystems der Verbindung der Formel I bereit. Exemplarische Cyclisierungsmittel umfassen Aldehyde, Orthoester, aktivierte Carbonsäuren, Isocyanate und Isothiocyanate. Exemplarische aktivierte Carbonylverbindungen umfassen Acylhalogenide, Anhydride und andere aktivierte Carbonylverbindungen, die dem Fachmann bekannt sind.
Wie in Schema I nachstehend gezeigt, sind die Substituenten an der 2-, 6- und 9-Stellung des Purins der Formel I von der Pyrimidinverbindung abgeleitet, während der Substituent an der 8-Stellung von der Cyclisierungsverbindung abgeleitet ist.
Schema I
Daher ist, wenn ein Isocyanat oder ein Thioisocyanat als das Cyclisierungsmittel verwendet wird, der resultierende Substituent an der 8-Stellung eine Aminokomponente, d. h. -NHR⁹. Wenn eine aktivierte Carbonsäure, ein Orthoester, ein Amid oder ein Aldehyd als das Cyclisierungsmittel verwendet wird, ist der resultierende Substituent an der 8-Stellung R⁴, wie in Schema I gezeigt.
In einigen Fällen erleichtert die Gegenwart eines Dehydratisierungsmittels oder eines Oxidationsmittels die Bildung eines Purinringsystems oder ist dafür erforderlich. Typischerweise ist das Oxidationsmittel ein mildes Oxidationsmittel, das bei der Synthese eines aromatischen Ringsystems konventionell bekannt ist. Exemplarische Oxidationsmittel umfassen Chinone wie DDQ und Luft. Wenn ein Isothiocyanat als das Cyclisierungsmittel verwendet wird, wird typischerweise ein Carbodiimid, bevorzugt Diisopropylcarbodiimd, als ein Dehydratisierungsmittel verwendet. Und wenn ein Aldehyd als die Cyclisierungsverbindung verwendet wird, wird ein Chinon, bevorzugt DDQ, als ein Oxidationsmittel verwendet.
Es ist herausgefunden worden, daß, wenn als Cyclisierungsmittel ein Orthoester verwendet wird, einige Reaktionsbedingungen zur Bildung eines nicht-cyclischen Zwischenproduktes führen, wo die Aminogruppe in 5-Stellung mit einer -C(=O)-R⁴-Gruppe substituiert ist. Durch Erhöhen der Reaktionstemperatur und/oder der Reaktionszeit kann man das nicht-cyclische Zwischenprodukt zu einer Purinverbindung umwandeln. Alternativ führt die Aussetzung des nicht-cyclischen Zwischenproduktes Dehydratisierungsbedingungen, z. B. Aussetzung DCC oder POCl₃, auch zur Bildung des Purinrings.
Es sollte selbstverständlich sein, daß, wenn R¹ Wasserstoff ist und R² eine andere Komponente als R³ ist, zwei unterschiedliche Purine gebildet werden können. Um die Bildung der zwei regioisomeren Purine zu vermeiden, umfassen die Verfahren der vorliegenden Erfindung bevorzugt die Verwendung eines Pyrimidins der Formel II, wo die Reaktivität der Aminogruppe an der 6-Stellung (d. h. -NR¹R², wo R¹ Wasserstoff ist) bevorzugt langsamer ist als die Reaktivität der Aminogruppe an der 4-Stellung (d. h. -NHR³) des Pyrimidinrings. Ein solcher Unterschied in der Reaktivität kann durch unterschiedliche Substituenten an dem Stickstoffatom der Aminogruppen erreicht werden. Typischerweise ist die Aminogruppe an der 6-Stellung, d. h. -NR¹R², ein tertiäres Amin, und die Aminogruppe an der 4-Stellung, d. h. -NHR³, ist eine sekundäre oder primäre Aminogruppe. Da das Purinringsystem symmetrisch ist, wird die Stellung, substituiert mit der -NR¹R²-Gruppe, willkürlich als die 6-Stellung bezeichnet, und die Stellung, substituiert mit der -NHR³-Gruppe, wird willkürlich als die 4-Stellung bezeichnet.
Synthese von Pyrimidin der Formel II
Wie in Schema I oben gezeigt, werden drei der vier Substituenten an dem Purinring von Substituenten an dem Pyrimidin der Formel II abgeleitet. Daher stellt ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der 4,5,6-Triaminopyrimidinverbindung der Formel II bereit. In einer speziellen Ausführungsform wird die 4,5,6-Triaminopyrimidinverbindung der Formel II aus einem entsprechenden 5-Nitro-4,6-diaminopyrimidin der Formel:
hergestellt, worin R¹, R², R³ und R⁵ wie hierin definiert sind. Das Verfahren umfaßt allgemein die selektive Reduktion der Nitrogruppe. Wenn das 5-Nitro-4,6-diaminopyrimidin der Formel III an einen Feststoffträger gebunden ist, führen viele konventionelle Nitrogruppenreduktionsbedingungen zur Abspaltung der Pyrimidinkomponente von dem Feststoffträger. Andere konventionelle Reduktionsmittel führen zu einem widersprüchlichen Ergebnis oder einem Produkt, das mit unerwünschten anorganischen Salzen kontaminiert ist. Siehe beispielsweise Di Lucrezia et al., J. Comb. Chem., 2000, 2, 249–253.
Die betreffenden Erfinder entdeckten, daß die Nitrogruppe eines Feststoffträger-gebundenen Pyrimidins unter Verwendung einer Chromdihalogenidverbindung, d. h. CrX₂, wo X ein Halogenid ist, sauber zu einer Aminogruppe reduziert werden kann. Eine besonders bevorzugte Chromdihalogenidverbindung ist Chromdichlorid. Es ist herausgefunden worden, daß die Reduktion der Nitrogruppe eines Feststoffträger-gebundenen Pyrimidins mit einer Chromdihalogenidverbindung ein Feststoffträger-gebundenes Aminopyrimidin erzeugt, das weitestgehend frei von anorganischen Salzen ist. Außerdem führt die Verwendung eines Chromdihalogenids als Reduktionsmittel dazu, daß im wesentlichen der gesamte Pyrimidinring an den Feststoffträger gebunden bleibt. Typischerweise bleiben nach dem Reduktionsschritt minde stens etwa 75% des Pyrimidinrings an dem Feststoffträger gebunden. Bevorzugt bleiben nach dem Reduktionsschritt mindestens etwa 90% und stärker bevorzugt mindestens etwa 99% des Pyrimidinrings an dem Feststoffträger gebunden.
In einigen Fällen wird die Reduktion der Feststoffträger-gebundenen Nitropyrimidinverbindung der Formel III durch die Gegenwart eines erotischen Lösungsmittels erleichtert. Geeignete erotische Lösungsmittel umfassen Wasser und Alkohole, z. B. Methanol, Ethanol und Isopropanol.
Typische Bedingungen zum Reduzieren der Nitrokomponente in dem Nitropyrimidin der Formel III umfassen das Zugeben eines Reduktionsmittels zu einem Reaktionsgemisch, umfassend das Feststoffträger-gebundene Nitropyrimidin der Formel II in einem Gemisch aus inertem organischem Lösungsmittel. Wie oben angegeben, umfaßt das Reaktionsgemisch in einigen Fällen bevorzugt ein erotisches Lösungsmittel, das gezeigt hat, daß es die Reduktion der Nitrogruppe erleichtert. Daher wird die Reduktion der Nitrogruppe im allgemeinen unter Verwendung eines Lösungsmittelgemisches, umfassend ein relativ inertes organisches Lösungsmittel, wie DMF, Dichlormethan oder THF, und ein erotisches Lösungsmittel, wie Wasser oder einen Alkohol, erreicht.
In der Theorie erfordert die Reduktion einer Nitrogruppe 6 stöchiometrische Äquivalente (d. h. ein funktionelles Äquivalent) des Reduktionsmittels. Im allgemeinen wird jedoch eine überschüssige Menge des Reduktionsmittels zugegeben, um eine relativ schnelle Reduktion sicherzustellen und/oder die Ausbeute zu erhöhen. Typischerweise werden etwa 10 stöchiometrische Äqu. bis etwa 16 stöchiometrische Äqu. des Reduktionsmittels verwendet.
Alternativ kann eine katalytische Menge Chromchlorid durch Zugeben von Mangan (Mn) und TMS-Cl oder ein anderes geeignetes Protonensurrogat verwendet werden. Insbesondere kann festes Mn in dieser Ausführungsform verwendet werden, wodurch ein leichtes Produktisolationsverfahren ermöglicht wird.
Andere geeignete Reduktionsmittel umfassen ein Gemisch aus Ammoniumhalogenid und Eisen und ein Gemisch aus Quartärpyridiniumhalogenid (z. B. 1,1'-Dioctyl-4,4'-bi pyridiniumdibromid) und ein Metallthiosulfat (z. B. Na₂S₂O₃) in Dichlormethan/Wasser-Gemisch, bevorzugt in THF/Wasser-Gemisch.
Synthese von Nitropyrimidin der Formel III
Unter erneutem Bezug auf Schema I werden die Substituenten an der 2-, 6- und 9-Stellung des Purinringsystems durch die entsprechenden Substituenten an dem Pyrimidinringsystem bestimmt. Da das zweite Ringsystem aus den Aminogruppen an der 4- und der 5-Stellung des Pyrimidinrings gebildet wird, müssen die Substituenten an der 4- und 5-Stellung des Nitropyrimidins der Formel III Aminsubstituenten sein. Jedoch können die Substituenten an der 2- und der 6-Stellung ein Nicht-Aminsubstituent sein.
Während eine breite Vielzahl von Ausgangsmaterialien und Synthesestrategien verwendet werden kann, um das Nitropyrimidin der Formel III herzustellen, ist ein tetra-substituiertes Pyrimidin der Formel IV, nachstehend gezeigt, besonders nützlich:
wo
jedes X unabhängig Halogenid ist; und
Y -SO_nR¹⁰ ist, wo n 0, 1 oder 2 ist; und R¹⁰ Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl ist.
Bevorzugt ist jedes X unabhängig Chlorid, Fluorid oder Bromid, stärker bevorzugt ist jedes X unabhängig Chlorid oder Fluorid, und am stärksten bevorzugt ist X Chlorid.
Bevorzugt ist R¹⁰ Alkyl, stärker bevorzugt Methyl oder Ethyl.
Die tetra-substituierten Pyrimidine der Formel IV können gemäß einem Verfahren erhalten werden, das von Brown and Jacobsen in J. Chem. Soc., 1965, 3770 und von Harnden and Hurst in Aust. J. Chem., 1990, 43, 55–62, offenbart ist.
Aufgrund der C-2-Symmetrie von Pyrimidin sind die Stellungen 4 und 6 in dem Pyrimidin der Formel IV austauschbar. Daher ist die Reihenfolge der Addition der Substituenten an der 4- und der 6-Stellung des Pyrimidins der Formel IV für die Durchführung der erfindungsge mäßen Verfahren nicht entscheidend. Jedoch wird aus Bequemlichkeit, wenn ein Festphasensyntheseverfahren verwendet wird, die erste Substitutionsreaktion mit einer Festphase mit einem terminalen Nucleophil, z. B. einer sekundären Aminogruppe, durchgeführt, das verwendet wird, um das Pyrimidin der Formel IV kovalent an den Feststoffträger zu binden. In dieser Weise kann die anschließende Reinigung und Isolation des Produktes günstigerweise einfach durch Waschen des Harzes mit einem entsprechenden Lösungsmittel durchgeführt werden, um jegliche nicht umgesetzte Reagenzien und/oder unerwünschte lösliche Reaktionsnebenprodukte zu entfernen. Eine zweite nucleophile Verbindung, z. B. eine sekundäre Aminoverbindung, enthaltend eine primäre Aminogruppe, wird dann zugegeben, wodurch ein Nitropyrimidin der Formel V erhalten wird:
wo R¹, R², R³ und Y wie oben definiert sind.
Die betreffenden Erfinder haben entdeckt, daß sich in einer Lösungsphasensynthese durch Zugeben von etwa einem Äquivalent einer ersten Aminverbindung zu dem Nitropyrimidin der Formel III beinah ausschließlich ein monosubstituiertes Produkt ergab, d. h. es wird die Bildung eines nicht statistischen Gemisches aus mono- und disubstituiertem Produkt beobachtet. Ohne an irgendeine Theorie gebunden zu sein, wird angenommen, daß die Reaktivität des Nitropyrimidinrings durch die Substitution von einer Halogenidgruppe mit einer Aminokomponente signifikant reduziert wird. Es wird angenommen, daß diese Reduktion der Reaktivität für die fast ausschließliche Bildung des nicht statistischen Gemisches aus einer mono-aminosubstituierten Nitropyrimidinverbindung verantwortlich ist.
Durch die Verwendung dieses Unterschieds in der Reaktivität kann man beide Substituenten an die 4- und die 6-Stelllung des Pyrimidinrings in einem einzelnen Reaktionsgemisch addieren. In diesen Ausführungsformen wird etwa ein Äquivalent der ersten Aminverbindung zu der Nitropyrimidinverbindung der Formel III bei Raumtemperatur zugegeben, um eine monosubstituierte Nitropyrimidinverbindung herzustellen. Nachdem die Reaktion weitestgehend beendet ist, wird eine zweite Aminverbindung zu demselben Reaktionsgemisch zugegeben, wodurch eine 4,6-Diamino-substituierte Pyrimidinverbindung der Formel V erhalten wird. Typischerweise wird die zweite Aminverbindung im Überschuß zugegeben, und die Reaktion wird, wenn notwendig, erhitzt, z. B. auf mindestens etwa 50 °C.
Wenn das Nitropyrimidin der Formel V einmal erhalten wurde, kann der Substituent an die 2-Stellung addiert werden, wenn gewünscht. Wenn die Austrittsgruppe Y beispielsweise ein Thioether ist, wird sie durch Umsetzen des Nitropyrimidins der Formel V mit einem Thioetheroxidationsmittel zu einer Sulfonylgruppe oxidiert. In Abhängigkeit der Nucleophilie einer dritten nucleophilen Verbindung, die verwendet wird, um die Austrittsgruppe Y zu verdrängen, kann dieser Oxidationsschritt notwendig sein oder nicht. Jedoch ergibt die Oxidation des Thioethers im allgemeinen eine Sulfonylgruppe, die eine viel bessere Austrittsgruppe ist.
Die Sulfonylpyrimidinverbindung wird dann mit einem Nucleophil, d. h. R⁵-M, umgesetzt, um ein 2,4,6-trisubstituiertes 5-Nitropyrimidin der Formel:
herzustellen.
Eine Vielzahl von Nucleophilen kann die Sulfonylgruppe in dem Nitropyrimidin der Formel V verdrängen und einer Substitutionsreaktion mit dem Nitropyrimidin der Formel V unterzogen werden. „Nucleophiles Reagens", wie hierin verwendet, bezieht sich auf Alkoxide, Cycloalkoxide, Aryloxide, Thioalkoxide, Thioaryloxide, Enolate (z. B. wo R⁵M R⁵XM ist und R⁵ Alkyl, Cycloalkyl, Aryl, Alkenyl ist, X O oder S ist und M⁺ ein Alkalimetall ist), Malonate (z. B. wo R⁵M MCH(CO₂Et)₂ ist und M⁺ ein Alkalimetall ist), Amine (z. B. wo R⁵M NR⁸R⁹H ist) oder eine Organometallverbindung, ist aber nicht darauf beschränkt. Organometallverbindungen umfassen Organocupratverbindungen (z. B. (R⁵)_xCu, wo R⁵ eine konventionelle Gruppe ist, die dem Fachmann bekannt ist, beispielsweise Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl und Aryl; und x 1 oder 2 ist), Organolithiumverbindungen (z. B. R⁵-Li, wo R⁵ eine konventionelle Gruppe ist, die dem Fachmann bekannt ist, beispielsweise Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Cycloalkyl und Aryl), Grignard-Reagenzien (z. B. R⁵-MgX, wo R⁵ eine konventionelle Gruppe ist, die dem Fachmann bekannt ist, beispielsweise Alkyl, Alkenyl, Cycloalkyl und Aryl; und X Halogenid ist) sowie andere geeignete Nucleophile, die dem Fachmann bekannt sind, sind aber nicht darauf beschränkt. Ein „Alkalimetall", wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein Element der Gruppe IA.
Während die Verfahren der vorliegenden Erfindung oben im Zusammenhang mit den speziellen Recktanten und Reaktionsbedingungen dargestellt sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese hierin angegebenen Recktanten und Reaktionsbedingungen beschränkt. Die Reagenzien und die Reaktionsbedingungen können in Abhängigkeit von speziellen Substituenten, die in dem Purinringsystem gewünscht sind, und um die unerwünschte Reaktion zu minimieren und/oder die Ausbeute des gewünschten Produktes für jede Reaktion zu erhöhen, variieren.
Einige der hierin beschriebenen Verbindungen können ein oder mehrere Asymmetriezentren enthalten und können daher Enantiomere, Diastereomere, geometrische Isomere und andere Stereoisomere hervorrufen, die hinsichtlich der absoluten Stereochemie als (R) oder (S) oder als (E) oder (Z) für Purine, die einen Olefinsubstituenten umfassen, definiert werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung umfaßt alle möglichen Isomere sowie ihre racemischen und optisch reinen Formen. Optisch aktive (R)- und (S)-Isomere können unter Verwendung von chiralen Synthonen oder chiralen Reagenzien hergestellt oder unter Verwendung konventioneller Techniken getrennt werden. Wenn die hierin beschriebenen Verbindungen olefinische Doppelbindungen oder andere Zentren von geometrischer Asymmetrie enthalten, und wenn nicht anders angegeben, sollen sowohl geometrische E- als auch Z-Isomere umfaßt sein. Ebenso sollen alle tautomeren Formen enthalten sein.
IV. Kombinatorische Bibliothek
Wie oben beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung Verfahren zur Herstellung eines stark substituierten Purins aus einer Pyrimidinverbindung bereit. Diese Syntheseverfahren sind beim Herstellen einer einzelnen Purinverbindung sowie einer kombinatorischen Bibliothek von Purinen nützlich. Außerdem erlauben die erfindungsgemäßen Verfahren eine schrittweise Lösungsphasen- oder Festphasensynthese des Purinringsystems. Die Fähigkeit, einen breiten Bereich an Substituenten an dem Purinring zu konstruieren, erlaubt die Konstruktion von Bi bliotheken mit praktisch jeden gewünschten Komplexitätsgrad. Die mögliche Komplexität der Bibliotheken wird durch die stereochemischen Variationen weiter verbessert.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann eine kombinatorische Bibliothek von Purinen der Formel
bereitstellen, worin R¹, R², R³, R⁴ und R⁵ wie hierin definiert sind.
Jede Verbindung in der kombinatorischen Bibliothek der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Purinstruktur mit verschiedenen Substituenten an der 2-, 6-, 8- und der 9-Stellung des Purinringsystems. Die Substituenten werden durch die Reagenzien bestimmt, die in den oben beschriebenen Verfahren verwendet werden. Einige Substituenten können in einer geschützten Form vorliegen, was weitere Manipulation und Derivatisierung ermöglicht.
Eine Vielzahl von Substituenten an dem Purinring trägt zu der strukturellen Verschiedenheit bei, die mit dieser Klasse von Verbindungen erreichbar ist, was wiederum die Auswahl von Purinverbindungen mit wünschenswerten biologischen Aktivitäten erleichtert.
Purinverbindungen in der kombinatorischen Bibliothek werden unter Verwendung der oben beschriebenen Verfahren, bevorzugt unter Verwendung eines Festphasensyntheseverfahrens, aufgebaut. Wie oben beschrieben, erlauben die erfindungsgemäßen Verfahren die selektive Einführung von verschiedenen Substituenten an unterschiedlichen Purinringstellungen. Deshalb kann eine Bibliothek von Purinverbindungen ohne weiteres unter Verwendung eines Gemisches aus entsprechenden Reagenzien während irgendeines Schrittes zum Einführen eines Substituenten an dem Purinring hergestellt werden. Die resultierenden Substituenten sollten gegen jegliche nachträgliche Synthesebedingungen und jegliche erforderliche Schützungs- oder Entschützungsschritte stabil sein sowie unter den Verwendungsbedingungen stabil sein.
Ein besonders bevorzugtes Aufbauverfahren ist eine Festphasensynthese, bei der tetra- substituiertes Pyrimidin der Formel IV zunächst mit einem Harz umgesetzt wird, um die Pyrimidinringstruktur kovalent an einen Feststoffträger zu binden. In dieser Weise kann in Abhängigkeit der Verschiedenheit der Nucleophile, z. B. Aminokomponenten, die an das Harz gebunden sind, eine breite Vielzahl von Feststoffträger-gebundenen Pyrimidinen mit unterschiedlichen Substituenten an der 6-Stellung ohne weiteres hergestellt werden. Dieses Feststoffträger-gebundene Pyrimidin wird dann weiter gemäß den hierin beschriebenen Verfahren verarbeitet, um eine Bibliothek aus stark substituierten Purinverbindungen herzustellen. Deshalb können Hunderte von unterschiedlichen Purinen ohne weiteres unter Verwendung der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.
Kombinatorische Bibliotheken des Typs, der in der Erfindung verwendet wird, können durch eine Vielzahl von Lösungsphasen- oder Festphasenverfahren gebildet werden, bei denen ein homogenes Gemisch aus Reagenzien, die einen Substituenten an dem Purinring bilden, schrittweise zugegeben wird. Da die Substituenten an jede Stellung des Purinrings unabhängig addiert werden, können erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden, um eine Bibliothek von Purinen mit bekannten Substitutionsmustern herzustellen.
Festphasenteilchenbibliothek
Es gibt viele Festphasenverfahren, die zur Herstellung einer Bibliothek von Verbindungen verfügbar sind. Beispielsweise kann man einfach ein Gemisch aus gewünschten Substituenten während jedes Schrittes zugeben, was zur Durchführung der Synthese in einer einzelnen Charge führt. Dieses Einzelchargenverfahren ermöglicht die Einführung eines Gemisches aus Substituenten an irgendeiner gegebenen Purinringstellung in einer Reaktion. Jedoch kann, wenn das Gemisch aus Reagenzien Verbindungen mit unterschiedlicher Reaktivität umfaßt, das resultierende Produkt nicht notwendigerweise alle strukturell unterschiedlichen Purinverbindungen, wie gewünscht, enthalten.
Alternativ kann man ein Split-Pool-Verfahren verwenden, das die Probleme vermeidet, die mit der unterschiedlichen Reaktivität von Reagenzien verbunden sind. Bei einem Split-Pool-Verfahren werden die Feststoffträger, d. h. Kügelchen, enthaltend Pyrimidine, die die Purinbibliothek bilden, abwechselnd gemischt und getrennt, wobei einer von einer ausgewählten Anzahl Substituenten an jede Gruppe von getrennten Kügelchen in jedem Schritt addiert wird. In dieser Weise enthält jedes Kügelchen in der resultierenden Bibliothek nur eine Purinspezies, was erlaubt, daß ein Einzelkügelchen, wenn einmal identifiziert, das gewünschte Purin enthält.
Jegliche konventionelle große Kügelchen (d. h. Harze oder Teilchen), die im allgemeinen in einer Festphasensynthese verwendet werden, können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das Kügelchen wird bevorzugt mit einem Linker oder einer funktionellen Linker-Gruppe derivatisiert, wie durch eine reduktive Aminierung einer Aldehyd-funktionellen Gruppe, die an dem Harz vorliegt. Alternativ können Kügelchen ebenso kovalent an einen Linker gebunden sein, der eine Aldehyd-funktionelle Gruppe umfaßt, die zu seinem distalen oder freien Ende nachbarständig ist. Jegliche konventionelle Kügelchen, die dem Fachmann bekannt sind, können modifiziert oder derivatisiert werden, damit sie in den erfindungsgemäßen Verfahren verwendbar sind. Beispielsweise können Harze, die eine Aldehydgruppe umfassen, durch reduktive Aminierung funktionalisiert werden. Harze, die eine Aminogruppe umfassen, können als solche verwendet werden, oder wenn die Aminogruppe eine primäre Aminogruppe ist, kamen sie zu einer sekundären Aminogruppe umgewandelt oder monogeschützt werden. Harze, die eine Hydroxylgruppe oder eine Halogenidgruppe nahe ihren Oberflächen umfassen, können so modifiziert werden, daß sie eine Amino- oder eine Aldehyd-funktionelle Gruppe auf ihrer Oberfläche erhalten.
Exemplarische Harze, die als Feststoffträger verwendet werden können, umfassen ArgoGel^TM Harze, wie ArgoGel^TM-MB-CHO-Harz, ArgoGel^TM-Cl-Harz, ArgoGel^TM-NH₂-Harz, ArgoGel^TM-OH-Harz, ArgoGel^TM-Rink-NH-Fmoc-Harz; ArgoPore^TM-Harze; Merrifield^TM-Harze; und andere stark vernetzte makroporöse Polystyrolharze und kommerziell erhältliche Polystyrolharze mit Amin-, Hydroxyl- oder Carboxylkomponenten, die ihre Oberflächen abdecken, sind aber nicht darauf beschränkt. Diese Harze können direkt verwendet werden oder können modifiziert werden, um geeignete Stellen zum Verknüpfen geeigneter Tether oder weiterer Funktionalisierung bereitzustellen.
Linker oder Tether können jede Kette mit 1 bis etwa 100, bevorzugt 1 bis etwa 50 und stärker bevorzugt 1 bis etwa 30 Atomen sein, wo jedes Atom der Kette unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus C, N, O, S und Si. Beispielsweise können Linker Polyethylenglycole und Polypropylenglycole sein.
Ein Linker und/oder Tether sollte selektiv spaltbar, gegen Bedingungen stabil sein, die zum Anlagern verschiedener Substituenten an das Purin- oder Pyrimidinringsystem verwendet werden, und gegen Entschützungsbedingungen für Enden und/oder Substituenten stabil sein. In einigen Fällen, wo der Festphasenassay verwendet wird, um die Aktivität zu bestimmen, sollte der Linker gegen die Bedingungen, die für die Bewertung der Zielbindung verwendet werden, ebenso stabil sein. Der Linker sollte ebenso leicht und selektiv unter einfachen Bedingungen spaltbar sein.
Harze, enthaltend einige Femtomol bis wenige Millimol funktionelle Stellen auf ihren Oberflächen, können verwendet werden, um eine kombinatorische Festphasenbibliothek von Purinen herzustellen. Teile der Harze können gegebenenfalls mit einer geeigneten Markierungsverbindung, wie einer Farbstoff-, radioaktiven oder fluoreszierenden Gruppe, umgesetzt werden, um die Identifikation von Substituenten, die an dem Purinring vorliegen, zu erleichtern. Alternativ kann die Markierung in die Teilchenmatrix während der Synthese der Bibliothek eingeführt werden. Die Verwendung von Markierungen zum Identifizieren der chemischen Struktur innerhalb einer kombinatorischen Bibliothek ist in der Technik allgemein bekannt. Siehe beispielsweise Still et al., Complex Combinatorial Chemical Libraries Encoded with Tags, WO 94/08051 , das hierin durch Verweis in seiner Gesamtheit aufgenommen wird.
Bei einem typischen Split-Pool-Verfahren werden Teilchen, enthaltend mindestens mehrfach so viele Teilchen wie die Purinspezies in der Bibliothek, hergestellt und in gleiche Teile geteilt. Die Anzahl an Teilen ist typischerweise dieselbe wie die Anzahl an unterschiedlichen Substituenten, die für die spezielle Stellung des Purins in der Bibliothek hergestellt werden sollen. Jeder Teil der Teilchen wird dann mit einem unterschiedlichen Reagens, z. B. einem Nucleophil oder einer Cyclisierungsverbindung, umgesetzt. Nach der Reaktion werden alle Teile der Teilchen vereinigt, gründlich gemischt und gewaschen.
Jedes der oben beschriebenen Reaktionsverfahren wird durch Teilen der Teilchen in separate Teile durchgeführt. Die resultierenden Teilchen werden gewaschen und nach jedem Reakti onsschritt wieder vereinigt, bis der Purinring gebildet ist, wodurch eine vollständige Bibliothek von Purinen, die kovalent an die Teilchen gebunden sind, erhalten wird.
Man kann ebenso eine parallele Synthese verwenden, um eine Bibliothek von Purinverbindungen herzustellen. Bei einer parallelen Synthese werden ähnliche Reaktionen unter Verwendung unterschiedlicher Reagenzien separat in jedem Reaktionsbehälter durchgeführt, z. B. in jedem Loch einer 96-Loch-Reaktionsvorrichtung. In dieser Weise kann eine Bibliothek von räumlich getrennten Purinverbindungen gleichzeitig synthetisiert werden. Da jedes Reaktionsloch ein bekanntes Reagens umfassen wird, kann die Struktur von jeder resultierenden räumlich getrennten Bibliothek der Purinverbindung ohne weiteres bestimmt werden, ohne die Notwendigkeit für Dekonvolutionsverfahren. Außerdem kann die Struktur jeder Purinverbindung durch ihre physikalischen Eigenschaften wie NMR, IR, UV, MS, Schmelzpunkt, Siedepunkt, Röntgenkristallographie usw. bestimmt werden.
V. Nutzen
Die Bibliothek der vorliegenden Erfindung ist als ein Screeningtool zum Entdecken neuer Leitstrukturen durch Bewertung über eine Anordnung von biologischen Assays, einschließlich der Entdeckung von selektiven Kinaseinhibitoren, nützlich. Die Bibliothek ist daher ein Tool zur Arzneimittelentdeckung; d. h. als ein Mittel zum Entdecken neuer Leitverbindungen durch Screenen der Bibliothek gegen eine Vielzahl von biologischen Targets und zum Entwickeln von Struktur-Aktivitäts-Beziehungen (SAR) in großen Familien von verwandten Verbindungen. Die Bibliothek kann mit den Liganden getestet werden, die an die Feststoffträger gebunden sind, oder die Purine können von dem Feststoffträger vor der Bewertung abgespalten werden. Wenn das Purin vor der Bewertung abgelöst wird, kann seine Beziehung zu seinem Feststoffträger aufrechterhalten werden, beispielsweise durch Lokalisierung innerhalb des Gitters einer Standard-96-Lochplatte oder durch Lokalisierung der Aktivität auf einem Zellrasen. Ob die Verbindungen angelagert oder abgelöst von den Feststoffträgern getestet werden, können die Markierungen, angelagert an den Feststoffträger, verbunden mit der Bioaktivität, dann decodiert werden, um die strukturelle oder synthetische Geschichte der aktiven Verbindung zu offenbaren. Siehe beispielsweise Ohlmeyer et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, 90, 10922–10926, und Still et al., PCT-Veröffentlichung Nr. WO 94/08051 . Alternativ können die Strukturen durch Dekonvolution oder durch ihre physikalischen Eigenschaften wie NMR-, IR-, UV-Spektren, Massenspektrum, Röntgenkristallographie usw. be stimmt werden. Selbst wenn keine Verbindungen in einem gegebenen Screen als aktiv befunden werden, stellt dieser Mangel an Aktivität oftmals nützliche SAR-Informationen bereit.
Weitere Gegenstände, Vorteile und neue Merkmale dieser Erfindung werden dem Fachmann bei der Prüfung der folgenden Beispiele, die nicht einschränkend sind, offensichtlich werden.
BEISPIELE
Beispiel 1
Dieses Beispiel stellt ein Verfahren zum Synthetisieren von Olomoucin unter Verwendung der Verfahrensweise der vorliegenden Erfindung dar.
ArgoGel-MB-CHO (0,40 mmol/g Substitution) (2,0 g, 0,80 mmol) wurde in 20 ml Dichlorethan (DCE) suspendiert, und Benzylamin (0,26 g, 2,40 mmol) wurde zugegeben. Die Reaktion wurde verschlossen und für 1 Stunde auf einen Rotator gegeben. Natriumtriacetoxyborhydrid (0,51 g, 2,4 mmol), suspendiert in 5 ml DCE, wurde in einem Teil zu der Reaktion gegeben und die Reaktion wurde bei Raumtemperatur für weitere 24 Stunden auf einen Rotator gegeben. Das Harz 1 wurde dann filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Methanol, 3 Teilchen Dichlormethan, 3 Teilchen Methanol und 2 Teilchen Diethylether gewaschen.
Das Harz 1 (2,0 g, 0,80 mmol) wurde in 25 ml Tetrahydrofuran und Diisopropylethylamin (0,31 g, 2,40 mmol) zugegeben, gefolgt von 4,6-Dichlor-2-methylmercapto-5-nitropyrimidin (0,58 g, 2,40 mmol). Die Reaktion wurde verschlossen und für 3 Stunden bei Raumtemperatur auf einen Rotator gegeben. Das resultierende Harz 2 wurde dann filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Methanol, 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.
Das Harz 2 (2,0 g, 0,80 mmol) wurde in 20 ml nBuOH suspendiert und Methylamin (2,0 M in Methanol, 4,0 ml, 8,0 mmol) wurde zugegeben. Die Reaktion wurde verschlossen und für 4 Stunden bei Raumtemperatur auf einen Rotator gegeben. Das resultierende Harz 3 wurde dann filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Methanol, 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.
Das Harz 3 (2,0 g, 0,8 mmol) wurde in 25 ml einer Lösung aus Methanol : Dichlormethan : Wasser 20 : 10 : 1 suspendiert. Natriumbicarbonat (0,35 g, 4,0 mmol) wurde zugegeben, gefolgt von OXONE^® (1,23 g, 2,0 mmol). Die Reaktion wurde verschlossen und manuell für 15 Minuten unter häufigem Entlüften geschüttelt. Die Reaktion wurde dann für 24 Stunden bei Raumtemperatur unter periodischem Entlüften auf einen Rotator gegeben. Das resultierende Harz 4 wurde dann filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Wasser, 3 Teilen Methanol, 3 Teilen. Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.
Das Harz 4 (2,0 g, 0,8 mmol) wurde in 25 ml THF suspendiert und DIEA (1,03 g, 8,0 mmol) und TBDPS-geschütztes Ethanolamin (0,8 g, 2,4 mmol) wurden nacheinander zugegeben. Die Reaktion wurde für 24 Stunden bei Raumtemperatur auf einen Rotator gegeben. Das resultierende Harz 5 wurde dann filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Methanol, 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.
Das Harz 5 (2,0 g, 0,8 mmol) wurde in einem 20 : 1-Gemisch aus DMF : Methanol suspendiert und wasserfreies Chromchlorid (1,0 g, 8,0 mmol) wurde zugegeben. Die Reaktion wurde verschlossen und für 4 Stunden bei Raumtemperatur auf einen Rotator gegeben. Die DMF : Methanol-Lösung wurde von dem Harz abgezogen und das Harz kurz mit 1 Teil DMF gewaschen. Das Harz wurde dann wieder in 20 ml DMF und 5 ml wasserfreiem Trimethylorthoformiat suspendiert. Methansulfonsäure (4 Tropfen) wurde zu der Suspension zugegeben und der Reaktionsbehälter verschlossen und bei 80 °C für 24 Stunden geschüttelt. Das resultierende Harz 6 wurde dann auf Raumtemperatur abgekühlt, filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Methanol, 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.
Das Harz 6 (2,0 g, 0,8 mmol) wurde in 20 ml THF suspendiert und eine 1,0 M TBAF-Lösung in THF (8,0 ml, 8,0 mmol) wurde zugegeben. Das Harz wurde für 2 Stunden bei Raumtempe ratur auf einen Rotator gegeben. Das resultierende Harz 7 wurde dann filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Methanol, 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.
Das Harz 7 (2,0 g, 0,8 mmol) wurde in 20 ml 95%iger wässeriger Trifluoressigsäure suspendiert. Der Reaktionsbehälter wurde verschlossen und für 3 Stunden bei Raumtemperatur auf einen Rotator gegeben. Das resultierende Harz wurde filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 3 Teilen Wasser gewaschen. Das Filtrat wurde im Vakuum konzentriert und mit 30 ml Wasser verdünnt. Das Rohprodukt wurde gefroren und für 48 Stunden lyophilisiert, wodurch Olomoucin als ein flaumiges weißes Pulver erhalten wurde. Das resultierende Rohprodukt 8 wurde mit PS-Trisamin-Harz in Dichlormethan für 24 Stunden gerührt, filtriert, konzentriert und durch LC-MS analysiert.
Analytische Daten für Olomoucin

Rohprodukt: 89% Reinheit.
Gereinigt durch Flashsäulenchromatographie (80 : 10 : 1 EtOAc : MeOH : TEA).
Ausbeute: 182 mg, Reinheit durch LC-MS-Analyse: 92%.
Kann auf 100% Reinheit aus EtOAc-MeOH-Hexan umkristallisiert werden.
¹H NMR(300 MHz, d₆-DMSO) δ 7,82 (br s, 1H), 7,67 (s, 1H), 7,15–7,35 (m, 5H), 6,20 (br s, 1H) (in Gegenwart von D₂O nicht vorhanden), 4,63 (m, 2H), 3,54 (s, 3H), 3,48 (m, 2H), 3,31 (m, 2H).
¹³C NMR (75 MHz, d₆-DMSO) 159,79, 149,9, 141,1, 138,2, 128,4, 127,7, 126,8, 113,6, 60,8, 44,3, 29,2.
Smp: 129,4–130,3 °C
λ_max 289, 231
ESIMS m/z 299 (M+H)⁺

Beispiel 2
Dieses Beispiel stellt ein Verfahren zum Synthetisieren einer Bibliothek von Purinverbindungen auf einer Festphase dar.
ArgoGel-MB-CHO (0,40 mmol/g Substitution) (2,0 g, 0,8 mmol) wurde in 30 ml Dichlorethan (DCE) suspendiert und ein Amin R¹-NH₂ (2,4 mmol) wurde zugegeben. Der Reaktionsbehälter wurde verschlossen und für 1 Stunde auf einen Rotator gegeben. Natriumtriacetoxyborhydrid (0,52 g, 2,4 mmol), suspendiert in 5 ml DCE, wurde in einem Teil zu der Reaktion zugegeben und die Reaktion bei Raumtemperatur für weitere 24 Stunden auf einen Rotator gegeben. Das Harz 1 wurde dann filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Methanol, 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.
Das Harz 1 (2,0 g, 0,8 mmol) wurde in 30 ml Tetrahydrofuran suspendiert und Diisopropylethylamin (0,31 g, 2,4 mmol) wurde zugegeben, gefolgt von 4,6-Dichlor-2-methylmercapto-5-nitropyrimidin (0,58 g, 2,4 mmol). Der Reaktionsbehälter wurde verschlossen und für 3 Stunden bei Raumtemperatur auf einen Rotator gegeben. Das resultierende Harz 2 wurde dann filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Methanol, 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.
Das Harz 2 (2,0 g, 0,8 mmol) wurde in 30 ml THF suspendiert. Diisopropylethylamin (0,31 g, 2,4 mmol) wurde zugegeben, gefolgt von Amin R²-NH₂ (2,4 mmol). Der Reaktionsbehälter wurde verschlossen und für 4 Stunden bei Raumtemperatur auf einen Rotator gegeben. Das resultierende Harz 3 wurde dann filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Methanol, 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.
Das Harz 3 (2,0 g, 0,8 mmol) wurde in 30 ml einer Lösung aus Methanol : Dichlormethan : Wasser 20 : 10 : 1 suspendiert. Natriumbicarbonat (0,34 g, 4,0 mmol) wurde zugegeben, gefolgt von OXONE^® (1,23 g, 2,0 mmol). Der Reaktionsbehälter wurde verschlossen und manuell für 15 Minuten unter häufigem Entlüften geschüttelt. Die Reaktion wurde dann für 24 Stunden bei Raumtemperatur unter periodischem Entlüften auf einen Rotator gegeben.
Das resultierende Harz 4 wurde dann filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Wasser, 3 Teilen Methanol, 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.
Das Harz 4 wurde in sieben gleiche Teile geteilt (0,28 g, 0,12 mmol) und die folgenden Manipulationen an jedem Harz durchgeführt. Das Harz 4 (0,28 g, 0,12 mmol) wurde in 10 ml THF suspendiert und DIEA (0,05 g, 0,36 mmol) wurde zugegeben, gefolgt von R³-NH2 (0,36 mmol). Das Reaktionsgemisch wurde für 24 Stunden bei Raumtemperatur auf einen Rotator gegeben. Das resultierende Harz 5 wurde dann filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Methanol, 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.
Das Harz 5 (0,28 g, 0,12 mmol) wurde in einem 20 : 1-Gemisch aus DMF : Methanol suspendiert und wasserfreies Chromchlorid (0,15 g, 1,2 mmol) wurde zugegeben. Der Reaktionsbehälter wurde verschlossen und für 4 Stunden bei Raumtemperatur auf einen Rotator gegeben. Die DMF : Methanol-Lösung wurde entfernt, und das Harz wurde kurz mit 1 Teil DMF gewaschen. Das Harz wurde dann wieder in 2 : 1 DMF : wasserfreiem Orthoester suspendiert (Trimethylorthoformiat für R⁴ = H, Trimethylorthoacetat für R⁴ = Methyl). Ein Tropfen Methansulfonsäure wurde zugegeben, und der Reaktionsbehälter wurde verschlossen und bei 80 °C für 24 Stunden geschüttelt. Das resultierende Harz 6 wurde dann auf Raumtemperatur abgekühlt, filtriert und nacheinander mit 3 Teilen Methanol, 3 Teilen Dichlormethan, 3 Teilen Methanol und 2 Teilen Diethylether gewaschen.

Das Harz 6 (0,28 g, 0,12 mmol) wurde in 5 ml 95%iger wässeriger Trifluoressigsäure suspendiert. Der Reaktionsbehälter wurde verschlossen und für 3 Stunden bei Raumtemperatur auf einen Rotator gegeben. Das resultierende Harz wurde filtriert und mit 6 Teilen Dichlormethan gewaschen. Das Filtrat wurde im Vakuum konzentriert, wodurch das Rohprodukt erhalten wurde. Das resultierende Rohprodukt 7 wurde durch LC-MS analysiert (siehe Tabelle A). Bibliotheksmitglieder:

Tabelle A

R₁	R₂ LC-MS Reinheit	R₃	R₄
Benzyl	i-Propyl-pyrrolidinyl	H	96,5%
Benzyl	i-Propyl-4-methoxybenzylamino	H	50,6%
Benzyl	i-Propyl-4-methoxyanilinyl	H	62,4%
Benzyl	i-Propyl-N-benzyl-N-2-(dimethyl-aminoethyl)amino	H	82,3%
Benzyl	i-Propyl-thiomorpholino	H	95,2%
Benzyl	i-Propyl-dimethylamino	H	95,1%
Benzyl	i-Propyl-heptylamino	H	28,4%

Die vorhergehende Erläuterung der Erfindung ist für die Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung dargestellt worden. Vorhergehendes soll die Erfindung nicht auf die Form oder Formen, die hierin offenbart ist/sind, beschränken. Obwohl die Beschreibung der Erfindung die Beschreibung von einer oder mehreren Ausführungsformen und bestimmten Variationen und Modifikationen umfaßt, liegen andere Variationen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, z. B. können sie innerhalb der Fähigkeit und des Wissens des Fachmanns nach dem Verständnis der vorliegenden Offenbarung liegen.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer substituierten Purinverbindung der Formel:
worin R₁ ein Feststoffträger ist; R₂ Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder eine Stickstoffschutzgruppe ist; R₃ Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder eine Stickstoffschutzgruppe ist; R₄ Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder -NR⁶R⁷ ist, worin jeder R⁶ und R⁷ unabhängig Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Cycloalkyl ist; und R₅ Alkyl, Alkoxy, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Aryloxy, Cycloalkyl, Cycloalkoxy, Thioalkyl, Thioaryl oder -NR⁸R⁹ ist, worin jeder R⁸ und R⁹ unabhängig Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder eine Stickstoffschutzgruppe ist, oder R⁸ und R⁹ zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, Heterocyclyl bilden; wobei das Verfahren: (a) das Kontaktieren einer 5-Nitropyrimidinverbindung der Formel:
mit CrX₂, worin jedes X unabhängig Halogenid ist, als ein Reduktionsmittel zur Herstellung eines 4,5,6-Triaminopyrimidins der Formel:
und (b) das Bilden eines Purinrings durch Kontaktieren des 4,5,6-Triaminopyrimidins mit einem Cyclisierungsmittel zur Herstellung des substituierten Purins umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin der Nitroreduktionsschritt (a) die Gegenwart eines erotischen Lösungsmittels umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das in Schritt (a) hergestellte 4,5,6-Triaminopyrimidin frei von anorganischen Salzen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der gesamte Feststoffträger-gebundene Pyrimidinring an dem Feststoffträger während des Nitrogruppen-Reduktionsschrittes (a) gebunden bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, außerdem umfassend das Abspalten des substituierten Purins von dem Feststoffträger zur Herstellung der Purinverbindung, worin R¹ Wasserstoff ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Cyclisierungsmittel ein Orthoester, ein Acylanhydrid, ein Acylhalogenid, ein Gemisch aus Isothiocyanat und einem Dehydratisierungsmittel, ein Gemisch aus Isocyanat und einem Dehydratisierungsmittel oder ein Gemisch aus einem Aldehyd und einem Oxidationsmittel ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei R⁴ Wasserstoff oder Alkyl ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die 5-Nitropyrimidinverbindung durch die Schritte hergestellt wird, umfassend: (a) das Kontaktieren eines 4,6-Dihalogen-5-nitro-2-thioetherpyrimidins der Formel:
mit einer ersten Aminverbindung der Formel Z¹H zur Herstellung eines 6-Aminopyrimidins der Formel:
(b) das Kontaktieren des 6-Aminopyrimidins mit einer zweiten Aminverbindung der Formel Z²H zur Herstellung eines 4,6-Diaminopyrimidins der Formel:
(c) das Kontaktieren des 4,6-Diaminopyrimidins mit einem Oxidationsmittel zur Herstellung eines 2-Sulfonylpyrimidins der Formel:
(d) das Kontaktieren des 2-Sulfonylpyrimidins mit einem nukleophilen Reagens der Formel R⁵-M zur Herstellung der 5-Nitropyrimidinverbindung, worin eines von Z¹ und Z² -NR¹R² ist und das andere -NHR³ ist; R¹, R², R³ und R⁵ wie in Anspruch 1 definiert sind; R¹⁰ Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl ist; R⁵-M ein nukleophiles Reagens ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Alkalimetallalkoxid, Alkalimetallthioalkoxid, Organocuprat, Organolithium und Grignard-Reagens; oder R⁵-M HNR⁸R⁹ ist, jedes X unabhängig Halogenid ist.
Verfahren zur Herstellung eines substituierten Purins der Formel:
wobei das Verfahren: (a) das Kontaktieren eines 4,6-Dihalogen-5-nitro-2-thioetherpyrimidins der Formel:
mit einer ersten Aminverbindung der Formel Z¹H zur Herstellung eines 6-Aminopyrimidins der Formel:
(b) das Kontaktieren des 6-Aminopyrimidins mit einer zweiten Aminverbindung der Formel Z²H zur Herstellung eines 4,6-Diaminopyrimidins der Formel:
(c) das Kontaktieren des 4,6-Diaminopyrimidins mit einem Oxidationsmittel zur Herstellung eines 2-Sulfonylpyrimidins der Formel:
worin eines von Z¹ und Z² -NR¹R² ist und das andere -NHR³ ist; (d) das Kontaktieren des 2-Sulfonylpyrimidins mit einem nukleophilen Reagens der Formel R⁵-M zur Herstellung eines 5-Nitropyrimidins der Formel:
(e) das Kontaktieren des 5-Nitropyrimidins mit CrX₂, worin jedes X unabhängig Halogenid ist, als ein Reduktionsmittel zur Herstellung eines 4,5,6-Triaminopyrimidins der Formel:
und (f) das Kontaktieren des 4,5,6-Triaminopyrimidins mit einem Cyclisierungsmittel zur Herstellung der Bibliothek von substituierten Purinen umfaßt, worin R¹ ein Feststoffträger ist; R² Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl ist; R³ Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl oder Aryl ist; R⁴ Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder -NR⁶R⁷ ist, worin jeder R⁶ und R⁷ unabhängig Wasserstoff, Alkyl, Aryl oder Cycloalkyl ist; und R⁵ Alkyl, Alkoxy, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, Aryloxy, Cycloalkyl, Cycloalkoxy, Thioalkyl, Thioaryl oder -NR⁸R⁹ ist, worin jeder R⁸ und R⁹ unabhängig Wasserstoff, Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder eine Stickstoffschutzgruppe ist, oder R⁸ und R⁹ zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, Heterocyclyl bilden; R⁵-M ein nukleophiles Reagens ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Alkalimetallalkoxid, Alkalimetallthioalkoxid, Organocuprat, Organolithium und Grignard-Reagens; oder R⁵-M HNR⁸R⁹ ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren zur Herstellung einer kombinatorischen Bibliothek von substituierten Purinverbindungen verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Bibliothek von substituierten Purinen eine Bibliothek von Feststoffträger-gebundenen substituierten Purinen ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei jede Purinverbindung in der kombinatorischen Bibliothek räumlich getrennt ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die kombinatorische Bibliothek auf einer Vielzahl von Teilchen gebildet wird, wobei jedes Teilchen eine Oberflächenbeschichtung von Purinmolekülen derselben Substituenten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend das Abspalten der Feststoffträgergebundenen substituierten Purine von dem Feststoffträger zur Herstellung einer Bibliothek von Nicht-Feststoffträger-gebundenen substituierten Purinen.
Verfahren zur Reduzierung eines Nitrosubstituenten an einem Pyrimidinring, der kovalent an einen Feststoffträger gebunden ist, wobei der Pyrimidinring gegebenenfalls mit ein, zwei oder drei unabhängigen Nicht-Wasserstoffsubstituenten substituiert ist, wobei das Verfahren: (a) das Reduzieren der Nitro-funktionellen Gruppe zu einer Amino-funktionellen Gruppe durch Kontaktieren der Feststoffträger-gebundenen Pyrimidinverbindung mit Chromdiha logenid zur Herstellung eines Reaktionsgemisches, umfassend eine Feststoffträgergebundene Aminopyrimidinverbindung; und (b) das Entfernen der Feststoffträger-gebundenen Aminopyrimidinverbindung aus dem Reaktionsgemisch umfaßt, wobei die Feststoffträger-gebundene Aminopyrimidinverbindung, die aus dem Reaktionsgemisch entfernt wird, frei von anorganischen Salzen ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der gesamte Feststoffträger-gebundene Pyrimidinring kovalent an dem Feststoffträger während des Nitrogruppenreduktionsschrittes (a) gebunden bleibt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Reaktionsgemisch außerdem ein protisches Lösungsmittel umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Chromdihalogenid Chromdichlorid ist.