DE69034209T2

DE69034209T2 - 2'-deoxy-4'-thioribonucleoside als antivirale und antikrebsmittel

Info

Publication number: DE69034209T2
Application number: DE69034209T
Authority: DE
Inventors: A. John MONTGOMERY; A. John SECRIST
Original assignee: Southern Research Institute
Current assignee: Southern Research Institute
Priority date: 1989-09-15
Filing date: 1990-09-14
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2010-09-15
Also published as: WO1991004033A1; AU6401490A; EP0491793B1; JP3207852B2; EP0491793A1; ES2253732T3; JPH05500666A; EP0491793A4; DE69034209D1; ATE311399T1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft β-2'-Desoxy-4'-thioribonucleoside und Zwischenprodukte, die zu ihrer Herstellung nützlich sind, und die Verwendung von β-2'-Desoxy-4'-thioribonucleosiden als antivirale Mittel und Antikrebsmittel.
Ein Nucleosid ist ein Molekül, das aus einem Pentosezucker in einem Furanosering verbunden mit einer stickstoffhaltigen heterocyclischen Base aufgebaut ist, die ein Derivat entweder von Purin oder Pyrimidin ist. Ein 4'-Thionucleosid ist ein Nucleosid, bei dem im Furanosering Sauerstoff durch Schwefel ersetzt wurde. Ein 2'-Desoxy-4'-thioribonucleosid ist ein 4'-Thionucleosid, bei dem der Pentosezucker 2'-Desoxy-D-ribose ist.
Die Ausdrücke "Nucleosid", "4'-Thionucleosid" und "2'-Desoxy-4'-thioribonucleosid", wie sie hier verwendet werden, sollen auch Verbindungen einschließen, bei denen die stickstoffhaltige heterocyclische Base eine Base ist, die mit der Pyrimidinbase verwandt ist, aber mit einer Veränderung im Ring, wie z.B. stickstoffhaltige heterocyclische Basen einschließlich 5-Azapyrimidine, 6-Azapyrimidine und 3-Desazapyrimidine, und sollen auch Verbindungen mit Acylschutzgruppen an Position 3' oder Position 5' oder an beiden der 2'-Desoxy-D-ribose einschließen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Über verschiedene 4'-Thionucleoside wurde in der Literatur berichtet. Reist et al. offenbaren in J. Am. Chem. Soc., 86, 5658 (1964) L- und D-Formen von 4'-Thioriboadenosin. Biologische Wirkungen von 4'-Thioriboadenosin werden von Miura et al. in Purine and Pyrimidine Metabolism in Man, V, Teil B, (Plenum Publishing Corp., 1986) S. 667 beschrieben. Richie et al. offenbaren in Can. J. Chem, 56, 794 (1977) die Synthese von 9-(3-Desoxy-4-thio-β-D-erythropento furanosyl)adenin (4'-Thiocordycepin). Reist et al. beschreiben in J. Org. Chem., 33, 189 (1968) die Synthese von Adeninnucleosiden von 4-Thio-D-xylose und 4-Thio-D-arabinose. Ototani et al. offenbaren in J. Med. Chem., 17, 535 (1974) die Herstellung und Antitumoraktivität von 4'-Thio-1-β-D-arabinofuranosylcytosin und 2,2'-Anhydro-4'-thio-1-β-D-arabinofuranosylcytosinhydrochlorid.
Die Beschreibung, Herstellung und Verwendung spezifischer 2'-Desoxy-4'-thioribonucleoside findet sich nicht in der Literatur. Fu et al. offenbaren in J. Org. Chem., 41, 3831 (1976) ein Verfahren zur Herstellung von anomeren Methyl-2-desoxy-4-thio-D-erythropentofuranosiden und schlagen vor, dass die Furanoside als Vorläufer für die Synthese von 2'-Desoxy-4'-thionucleosiden verwendet werden könnten.
Die nicht vorveröffentlichte Europäische Patentanmeldung EP 0 409 575 offenbart antivirale Pyrimidinnucleoside, bei denen die Zuckereinheit die 2-Desoxy-4-thio-D-ribofuranoseeinheit ist. Die allgemeinen Formeln, die in EP 0 409 575 offenbart werden, umfassen eine Vielzahl von Verbindungen, unter anderem ein 5-Methyluracil.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wurde nun gefunden, dass bestimmte 2'-Desoxy-4'-thioribonucleoside nützliche antivirale und Antikrebsaktivitäten aufweisen. Somit werden erfindungsgemäß neue β-2'-Desoxy-4'-thioribonucleoside mit der Formel
bereitgestellt, worin
~B zeigt, dass B in β-Konfiguration ist und B eine stickstoffhaltige heterocyclische Base ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pyrimidin-, 5-Azapyrimidin-, 6-Azapyrimidin-, 3-Desazapyrimidin-Basen. Unter dem Ausdruck "Pyrimidinbase" wird jedes Pyrimidinderivat verstanden, einschließlich Uracil (2,4-Dioxopyrimidin), Thymin (5-Methyl-2,4-dioxopyrimidin), Cytosin (4-Amino-2-oxopyrimidin) und 5-Methylcytosin (4-Amino-5-methyl-2-oxopyrimidin), ohne darauf beschränkt zu sein. Unter dem Ausdruck "5-Azapyrimidinbase" wird jedes 5-Azapyrimidinderivat verstanden, einschließlich 5-Aza-2,4-dioxopyrimidin und 4-Amino-5-aza-2-oxopyrimidin, ohne darauf beschränkt zu sein. Unter dem Ausdruck "6-Azapyrimidinbase" wird jedes 6-Azapyrimidinderivat verstanden, einschließlich 6-Aza-2,4-dioxopyrimidin, 4-Amino-6-aza-2-oxopyrimidin und Derivaten mit einer Methylgruppe, die an den heterocyclischen C⁵-Kohlenstoff gebunden ist, ohne darauf beschränkt zu sein. Unter dem Ausdruck "3-Desazapyrimidinbase" wird jedes 3-Desazapyrimidindderivat verstanden, einschließlich 3-Desaza-2,4-dioxopyrimidin, 4-Amino-3-desaza-2-oxopyrimidin und Derivaten mit einer Methylgruppe, die an den heterocyclischen C⁵-Kohlenstoff gebunden ist, ohne darauf beschränkt zu sein. R¹ und R² in der obigen Formel können gleich oder verschieden sein und können Wasserstoffe oder übliche Acylschutzgruppen sein.
Die Erfindung kann durch die folgenden Ausführungen erläutert werden, wobei die Verbindungen, die von der Erfindung umfasst sind, durch die folgende Formel dargestellt werden
worin
~B bedeutet, dass B in β-Konfiguration ist und B ein Mitglied ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den folgenden stickstoffhaltigen heterocyclischen Basen:
worin X₉, X₁₀, X₁₁, X₁₂, X₁₃, X₁₄ = H oder CH₃ und R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff oder Acylschutzgruppen sein können, mit dem Vorbehalt, dass es sich nicht um Uracil mit einer Methylgruppe, die an den heterocyclischen C⁵-Kohlenstoff gebunden ist, handelt.
Bevorzugt wird die stickstoffhaltige heterocyclische Base ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Pyrimidinbasen
worin X₁₇, X₁₈ = H oder CH₃.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung wird eine therapeutisch wirksame Menge eines 2'-Desoxy-4'-thioribonucleosids, wie vorher definiert, verwendet, um einem Wirtstier verabreicht zu werden, einschließlich Menschen, die von einer viralen Infektion befallen sind, z.B. einer Infektion, die von Herpes-simplex-Virus Typ 1 oder 2 verursacht wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine therapeutisch wirksame Menge eines 2'-Desoxy-4'-thioribonucleosids, wie vorher definiert, verwendet, um an ein Wirtstier, einschließlich einen Menschen, verabreicht zu werden, der von Krebs befallen ist. Unter dem Ausdruck "Krebs" wird jedes neue und anormale Zellwachstum verstanden, spezifisch ein neues Wachstum von Gewebe, das unkontrolliert und fortschreitend ist. Verbindungen der Erfindung können z.B. verwendet werden zur Behandlung von Leukämien, Epidermoidkarzinoma, Lymphoma, Choriokarzinoma, Wilms' Tumor, Neuroblastoma, Rhabdomyosarcoma, Karzinoma der Hoden und Brust- und Lungentumoren.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung werden neue Zwischenprodukte bereitgestellt, die zur Herstellung bestimmter 2'-Desoxy-4'-thioribonucleoside nützlich sind.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Synthese der 2'-Desoxy-4'-thioribonucleoside kann ausgeführt werden beginnend mit 1-O-Methyl-2-desoxy-4-thio-α,β-D-ribofuranose der Formel 1
deren Herstellung in Fu et al., J. Org. Chem., 41, 3831 (1976) beschrieben wird, dessen Offenbarung hier durch Bezugnahme miteingeschlossen wird. Die Verbindung der Formel 1 wird mit p-Toluoylchlorid umgesetzt, was die Verbindung der Formel 2 ergibt
Die Methylgruppe wird dann durch eine Acetylgruppe ersetzt, was die Verbindung der Formel 3 ergibt
Die 2'-Desoxy-4'-thioribonucleoside werden hergestellt, indem Verbindung 3 mit stickstoffhaltigen heterocyclischen Basen gekuppelt wird und dann die Toluoyl schutzgruppen entfernt werden. Verbindung 3 wird mit einem Pyrimidin gekuppelt unter Verwendung der Katalysatoren Hexamethyldisilazan, Trimethylchlorsilan und Trimethylsilyltrifluormethansulfonat (siehe Vorbruggen et al., Chem. Ber., 114, 1234 (1981)). Verbindung 3 wird mit einem 5-Azapyrimidin, 6-Azapyrimidin und 3-Desazapyrimidin auf gleiche Weise gekuppelt. Die Kupplungsreaktion liefert in den meisten Fällen α- und β-Nucleoside. Anomere können mit üblichen Methoden getrennt werden.
Als Beispiele der Herstellung von Pyrimidinverbindungen dieser Erfindung kann die Verbindung der Formel 3 mit Uracil vereinigt werden, was dann die Verbindung der Formel 15 ergibt.
Die Entfernung der Toluoylschutzgruppen liefert die Verbindung der Formel 16
Die Verbindung der Formel 3 kann auch mit Thymin kombiniert werden, was die Verbindung der Formel 17 ergibt
Die Entfernung der Toluoylschutzgruppe liefert die Verbindung der Formel 18
Bei Ausführung der Synthese von 2'-Desoxy-4'-thioribonucleosiden der Erfindung können andere Acylschutzgruppen außer der Toluoylschutzgruppe verwendet werden. Weiterhin können übliche Acylschutzgruppen an Position 3' oder Position 5' der 2'-Desoxy-4'-thioribonucleoside oder an beiden Positionen substituiert oder zugefügt werden unter Verwendung üblicher Methoden.
Die folgenden Beispiele erläutern die Herstellung der oben beschriebenen Verbindungen. In diesen Beispielen ist MeOH Methylalkohol, EtOH ist Ethylalkohol und Me₂SO-d₆ ist deuteriertes Dimethylsulfoxid (CD₃)₂SO.
Beispiel 1
1-O-Acetyl-2-desoxy-4-thio-3,5-di-O-p-toluoyl-α,β-D-ribofuranose (Formel 3)
Zu einer Lösung von 1-O-Methyl-2-desoxy-4-thio-α,β-D-ribofuranose (Formel 1) (10 g, 60,97 mmol) in 250 ml siebgetrocknetem Pyridin wurde p-Toluolychlorid (23,57 g, 152,5 mmol) tropfenweise bei 0 bis 5°C zugegeben. Das Kühlbad wurde entfernt. Nachdem die Reaktion 10 Stunden lang gerührt worden war, war die Reaktion im Wesentlichen vollständig, was durch DC gezeigt wurde (Cyclohexan-Ethylacetat 5:1). Die Reaktionsmischung wurde in eine Eis-Wasser-Mischung gegossen, 1 Stunde lang gerührt und dann mit 500 ml CHCl₃ verdünnt, was ein Gesamtvolumen von 1.000 ml ergab. Die wässrige Phase wurde mit CHCl₃ (2 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit verdünnter Schwefelsäure (200 ml), wässrigem gesättigtem Natriumbicarbonat (2 × 200 ml) und Wasser gewaschen, bis sie neutral waren, über MgSO₄ getrocknet und zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wurde in CHCl₃ (200 ml) gelöst und durch ein Bett aus Silicagel, das 9,0 cm Durchmesser hatte und 4 cm dick war, filtriert, mit CHCl₃ (2 × 100 ml) gewaschen und das Filtrat zur Trockene eingedampft, was rohe 1-O-Methyl-2-desoxy-4-thio-3,5-di-O-p-toluoyl-α,β-D-ribofuranose (Formel 2) als dunkelbraunen Feststoff (24 g) lieferte, der in einer Acetolysemischung, die Essigsäureanhydrid (200 ml), Eisessig (200 ml), p-Toluolsulfonsäuremonohydrat (2,4 g) und konz. Schwefelsäure (10 ml) enthielt, gelöst und 1 Stunde lang auf 40°C erwärmt wurde, dann durch Zugabe von wasserfreiem Natriumacetat zersetzt wurde. Die entstehende Mischung wurde im Vakuum zur Trockene eingedampft bei einer Temperatur unter 30°C. Der Rückstand wurde zwischen 500 ml Wasser und 300 ml CHCl₃ aufgetrennt. Die wässrige Phase wurde mit CHCl₃ (2 × 100 ml) extrahiert. Die vereinigten CHCl₃-Phasen wurden im Vakuum zur Trockene eingedampft, dann wurden mehrere Anteile Methanol zugegeben und im Vakuum entfernt, um letzte Spuren von Essigsäureanhydrid zu entfernen. Der Rückstand wurde mit einer Flash-Säule gereinigt, die 100 g Silicagel enthielt und mit 6:1 Cyclohexan-Ethylacetat eluiert und die geeigneten Fraktionen wurden vereinigt und eingedampft, was einen weißen Feststoff ergab, der aus 95% Ethanol kristallisiert wurde, was 1-O-Acetyl-2-desoxy-4-thio-3,5-di-O-p-toluoyl-α,β-D-ribofuranose ergab, Ausbeute 18,26 g (70% aus 1-O-Methyl-2-desoxy-4-thio-α,β-D-ribofuranose) als α,β-Mischung;
MS z/e 429 (M + 1)⁺;
¹H-NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ 2,02 (s, 3, CH₃CO), 2,04 (s, 3, CH₃CO), 2,34 (s, 6, CH₃ von Toluoyl), 2,36 (s, 6, CH₃ von Toluoyl), 2,52–2,74 (m, 4, H-2), 3,92–4,06 (m, 2H, H-4), 4,28–4,52 (m, 4, CH₂), 5,64–5,74 (m, 2, H-3), 6,12 (dd, 1, H-1 von β, J = 3 und 6 Hz), 6,2 (d, 1, H-1 von α, J = 5,5 Hz), 7,24–7,36 (m, 4, meta CH's von Toluoyl), 7,8–7,92 (m, 4, ortho CH's von Toluoyl);
Anal. (C₂₃H₂₄O₆S), C, H, S.
Beispiel 2
1-(2-Desoxy-4-thio-3,5-di-O-toluoyl-D-ribofuranosyl)uracil (Formel 15)
Zu einer Suspension von 1-O-Acetyl-2-desoxy-4-thio-3,5-di-O-p-toluoyl-α,β-D-ribofuranose (Formel 3) (428 mg, 1,0 mmol) und Uracil (2,4-Dioxopyrimidin) (112,1 mg, 1,0 mmol) in wasserfreiem 1,2-Dichlorethan (30 ml) wurden aufeinander folgend Hexamethyldisilazan (HMDS, 161,5 mg, 1,0 mmol) und Trimethylchlorsilan (TMSCI, 108,6 mg, 1,0 mmol) zugegeben und die Mischung bei Raumtemperatur gerührt. Nach 0,5 Stunden wurde die entstehende Lösung auf –78°C gekühlt und Trimethylsilyltrifluormethansulfonat (266,7 mg, 1,2 mmol) wurden zugefügt und bei der gleichen Temperatur eine weitere Stunde lang gerührt, wonach die Reaktion im Wesentlichen abgeschlossen war. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur erwärmt und auf ein kleines Volumen (5 ml) eingeengt, mit Methylenchlorid (etwa 50 ml) verdünnt, dann mit Wasser (15 ml) und anschließend gesättigtem Natriumbicarbonat und schließlich mit Wasser gewaschen. Die organische Phase wurde über MgSO₄ getrocknet und zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wurde mit 50 g Silicagel mit CHCl₃-MeOH 98:2 gereinigt, was einen Feststoff lieferte, der aus EtOH-Dioxan kristallisiert wurde, was reines 1-(2-Desoxy-4-thio-3,5-di-O-toluoyl-D-ribofuranosyl)uracil lieferte (192 mg, 40%);
Schmelzpunkt 118–120°C;
DC 98:2 CHCl₃-MeOH;
R_f 0,35;
MS z/e 481 (M + 1)⁺;
¹H-NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ 2,40 (s, 6, CH₃ von Toluoyl), 2,54–2,60 (m, 1, H-2'), 2,86–2,96 (m, 1, H-2'), 4,20–4,26 (m, 1, H-4'), 4,36–4,52 (m, 2, H-5'), 5,68–5,72 (m, 2, H-3', H-5), 6,44 (br d, 1, H-6, J = 6 Hz), 7,26 (d, 2, H's von Toluoyl, J = 8 Hz), 7,30 (d, 2, H's von Toluoyl, J = 8 Hz), 7,96 (d, 2, H's von Toluoyl, J = 8 Hz), 8,14 (d, 2, H's von Toluoyl, J = 8 Hz), 9,48 (s, 1, H-3);
¹³C-NMR (Me₂SO-d₆, 300 MHz) δ 42,148 (C-2'), 56,46 (C-4'), 63,55 (C-1'), 64,96 (C-5'), 78,21 (C-3'), 101,94 (C-5), 126,03, 126,55, 129,23, 129,27, 129,783, 129,63 (Toluoylringkohlenstoff), 141,74 (C-6), 144,14, 144,73 (Toluoylringkohlenstoff), 150,71 (C-2), 163,05 (C-4), 165,36, 166,07 (Carbonylkohlenstoff von Toluoyl).
Beispiel 3
1-(2-Desoxy-4-thio-D-ribofuranosyl)uracil (Formel 16)
Eine Lösung von 1-(2-Desoxy-4-thio-3,5-di-O-toluoyl-β-D-ribofuranosyl)uracil (Formel 15) (175 mg, 0,36 mmol) in wasserfreiem MeOH (30 ml) wurde bei Raumtemperatur mit einer frisch hergestellten Lösung von Natriummethoxid (39 mg, 0,72 mmol) in MeOH (7,5 ml) gerührt. Ein DC-Aliquot nach 2,5 Stunden zeigte eine vollständige Reaktion. Die Lösung wurde mit Dowex 50W-X8 (H⁺) Ionenaustauschharz neutral gemacht, die Suspension filtriert und das Harz mit MeOH gewaschen. Das Filtrat wurde vereinigt und zur Trockene eingedampft und Methyl-p-toluat wurde bei 50°C/0,01 Torr entfernt. Die Kristallisation des Rückstands aus absolutem EtOH ergab reines 1-(2-Desoxy-4-thio-D-ribofuranosyl)uracil (75 mg, 85%),
Schmelzpunkt 190–192°C;
DC 9:1 CHCl₃-MeOH;
R_f 0,30;
MS z/e 245 (M + 1)⁺,
UV λ_max pH 1 266 (9,24), pH 7 266 (9,52), pH 13 265 (8,72);
¹H-NMR (Me₂SO-d₆, 300 MHz) δ 2,0–2,28 (m, 1, H-2'), 2,44–2,54 (m, 1, H-2'), 3,30–3,38 (m, 1, H-5'), 3,40–3,48 (m, 1, H-5'), 3,50–3,58 (m, 1, H-4'), 4,32 (br dd, 1, H-3', J = 2 und 8 Hz), 5,66 (d, 1, H-6, J = 8 Hz), 6,14 (dd, 1, H-1', J = 3 und 7,5 Hz), 8,26 (d, 1, H-5, J = 8 Hz);
¹³C-NMR (Me₂SO-d₆, 300 MHz) δ 42,16 (C-2), 60,01 (C-4'), 60,95 (C-1'), 63,57 (C-5'), 74,14 (C-3'), 101,16 (C-5, J_C,H = 175,24 Hz), 142,92 (C-6, J_C,H = 181,88 Hz), 150,69 (C-2), 162,97 (C-4).
Anal. (C₉H₁₂N₄O₂S) C, H, N, S.
Beispiel 4
1-(2-Desoxy-4-thio-3,5-di-O-toluoyl-β-D-ribofuranosyl)thymin (Formel 17)
Zu einer Suspension von 1-O-Acetyl-2-desoxy-4-thio-3,5-di-O-p-toluoyl-α,β-D-ribofuranose (Formel 3) (428 mg, 1,0 mmol) und Thymin (5-Methyl-2,4-dioxopyrimidin) (126 mg, 1,0 mmol) in wasserfreiem 1,2-Dichlorethan (30 ml) wurde aufeinander folgend Hexamethyldisilazan (HMDS, 161,5 mg, 1,0 mmol) und Trimethylchlorsilan (TMSCI, 108,6 mg, 1,0 mmol) zugegeben und die Mischung bei Raumtemperatur nach 0,5 Stunden gerührt. Die entstehende Lösung wurde auf –78°C gekühlt und Trimethylsilyltrifluormethansulfonat (266,7 mg, 1,2 mmol) zugegeben und bei der gleichen Temperatur weitere 1,5 Stunden lang gerührt, wonach die Reaktion im Wesentlichen abgeschlossen war. Die Reaktionsmischung wurde auf Raumtemperatur erwärmt und auf ein kleines Volumen (5 ml) eingeengt, mit Methylenchlorid (etwa 50 ml) verdünnt, dann mit Wasser (15 ml) und anschließend gesättigtem Natriumbicarbonat und schließlich mit Wasser gewaschen. Die organische Phase wurde über MgSO₄ getrocknet und zur Trockene eingedampft. Der Rückstand wurde mit 50 g Silicagel mit CHCl₃-MeOH 99:1 gereinigt, was einen Feststoff lieferte, der aus EtOH-CHCl₃ kristallisiert wurde, was reines 1-(2-Desoxy-4-thio-3,5-di-O-toluoyl-β-D-ribofuranosyl)thymin (173 mg, 35%) ergab;
Schmelzpunkt 178–182°C;
DC 98:2 CHCl₃-MeOH;
R_f 0,55;
MS z/e 495 (M + 1)⁺;
¹H-NMR (CDCl, 300 MHz) δ 1,78 (s, 3, C-5, CH₃), 2,42 (s, 3, CH₃ von Toluoyl), 2,43 (s, 3, CH₃ von Toluyol), 2,36–2,44 (m, 1, H-2'), 3,98–4,04 (m, 1, H-4'), 4,12 (d, 2, H-5', J = 6 Hz), 5,76 (br t, 1, H-3'), 6,66 (dd, 1, H-1', J = 6 und 9 Hz), 7,26 (d, 4, H's von Toluoyl, J = 8 Hz), 7,56 (s, 1, H-6), 7,94 (d, 2, H's von Toluoyl, J = 8 Hz), 7,96 (d, 2, H's von Toluoyl, J = 8 Hz), 8,58 (s, 1, H-3);
¹³C-NMR (CDCl₃, 300 MHz) δ 12,41 (C-5, CH₃), 21,69, 21,72 (CH₃'s von Toluoyl), 39,98 (C-2'), 53,13 (C-4', J_C,H = 148,1 Hz), 61,27 (C-1', J_C,H = 163,3 Hz), 65,14 (C-5'), 77,13 (C-3'), 112,28 (C-5), 126,41, 126,58 (Toluoylringkohlenstoff), 129,25, 129,35, 129,76, 129,87 (Toluoylringkohlenstoff), 135,46 (C-6, J_C,H = 176,46 Hz), 144,38, 144,47 (Toluoylringkohlenstoff), 150,45 (C-2), 162,90 (C-4), 165,61, 166,17 (Carbonylkohlenstoff von Toluoyl).
Beispiel 5
1-(2'-Desoxy-4'-thio-β-D-ribofuranosyl)thymin (Formel 18)
Eine Lösung von 1-(2-Desoxy-4-thio-3,5-di-O-toluoyl-β-D-ribofuranosyl)thymin (Formel 17) (150 mg, 0,30 mmol) in wasserfreiem MeOH (30 ml) wurde bei Raumtemperatur mit einer frisch hergestellten Lösung von Natriummethoxid (32,5 mg, 0,60 mmol) in MeOH (7,5 ml) gerührt. Ein DC-Aliquot nach 3 Stunden zeigte eine vollständige Reaktion. Die Lösung wurde mit Dowex 50W-X8 (H⁺) Ionenaustauschharz neutral gemacht, die Suspension filtriert und das Harz mit MeOH gewaschen. Das Filtrat wurde vereinigt und zur Trockene eingedampft und Methyl-p-toluat wurde bei 50°C/0,01 Torr entfernt. Die Kristallisation des Rückstands aus absolutem EtOH ergab reines 1-(2'-Desoxy-4'-thio-β-D-ribofuranosyl)thymin (61 mg, 78%),
Schmelzpunkt 213–215°C;
DC 9:1 CHCl₃-MeOH,
R_f 0,40;
MS z/e 258 (M + 1)⁺;
UV λ_max pH 1 272 (10,3), PH 7 272 (10,2), pH 13 271 (10,3);
¹H-NMR (Me₂SO-d₆, 300 MHz) δ 1,80 (C-5, CH₃), 2,10–2,24 (m, 2, H-2'), 3,24–3,32 (m, 1, H-4'), 3,50–3,66 (m, 2H, H-5'), 4,38 (br s, 1, H-3'), 5,16 (br t, 1, 5'-OH), 5,24 (d, 1, 3'-OH, J = 4 Hz), 6,30 (dd, 1, H-1', J = 6,5 und 8 Hz), 7,32 (s, 1, H-6), 11,32 (br s, 1, H-3);
¹³C-NMR (Me₂SO-d₆, 300 MHz) δ 12,16 (C-5, CH₃), 40,97 (C-2', J_C,H = 132,33 Hz), 59,01 (C-4', J_C,H = 143,4 Hz), 59,93 (C-1', J_C,H = 167,74), 63,51 (C-5'), 73,40 (C-3'), 109,82 (C-5), 136,70 (C-6, J_C,H = 179 Hz), 150,59 (C-4), 163,37 (C-2);
Anal. (C₁₀H₁₃N₂O₆S) C, H, N, S.
Beispiel 6
Antivirale Aktivität von 2'-Desoxy-4'-thioribonucleosiden
2'-Desoxy-4'-thioribonucleoside wurden auf antivirale Aktivität gegen Viren getestet, die sich in Säugetierzellen, die in Zellkultur wachsen, replizieren. Die Ergebnisse dieser Tests gegenüber Herpes-simplex-Virus Typ 1 und Typ 2 sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die Virusbewertung (VR) ist eine standardgewichtete Messung der antiviralen Aktivität, die den Hemmungsgrad der durch Virus induzierten cytopathogenen Wirkungen (CPE) und den Grad an Cytotoxizität, der von der Testverbindung erzeugt wird, in Betracht zieht, und mit einer Modifikation der Methode von Ehrlich et al., Ann. N. Y. Acad. Sci. 130, 5–16 (1965) bestimmt wird.
Die CPE-Hemmungstests wurden so ausgearbeitet, dass sieben 0,5log₁₀-Konzentrationen jeder Verbindung, beginnend mit 320 μg/ml, gegen HSV in dreifachem Ansatz an 24-Stunden-Verocell-Monoschichten in 96-Napf-Gewebekulturplatten getestet wurden. Zu jeder der replizierten Zellkulturen wurden 0,1 ml der Testverbindungslösung (oder Suspension) und 0,1 ml HSV-Suspension (verdünnt in Medium, was 32 CClD₅₀-Einheiten pro 0,1 ml lieferte) abgegeben. Zellkontrollen, unbehandelte virusinfizierte Kontrollen und Wirkstoffcytotoxizitätskontrollen waren bei jedem Test dabei. Die Platten wurden bei 37°C in befeuchteter Atmosphäre, die 2% CO₂ enthielt, inkubiert, bis 100% CPE in den unbehandelten Viruskontrollkulturen beobachtet wurden. Die Zellmonoschichten wurden mikroskopisch auf Wirkstoffcytotoxizität und auf CPE untersucht, die auf einer Skala von 0 bis 4 (0 bis 100% CPE) eingeteilt wurde.
Die VR wurde berechnet als 0,1 der Summe der numerischen Differenzen zwischen dem aufgezeichneten CPE-Grad jedes Testnapfes und dem der entsprechenden Viruskontrolle in der Kulturplatte. Numerische Differenzen zwischen den Bewertungen von Testnäpfen, die eine Wirkstoffkonzentration enthielten, die teilweise cytotoxisch ist und deren entsprechende Viruskontrollen wurden halbiert.
Bei Tests, die mit dieser Methode durchgeführt werden, zeigt ein größerer Wert von VR eine größere antivirale Aktivität. Eine Verbindung mit einem VR von 1,0 oder mehr wird als eine solche angesehen, die eine erhebliche antivirale Aktivität aufweist mit einem hohen Grad an Reproduzierbarkeit, der in in-vitro-Tests bestätigt wurde. Eine Verbindung mit einem VR von 0,5 bis 0,9 wird als eine angesehen mit einer möglichen oder marginalen Aktivität; eine Verbindung mit einem VR von weniger als 0,5 wird als inaktiv angesehen.
Die MIC₅₀ (minimale Hemmkonzentration, 50%) ist die Konzentration einer Testverbindung, die für eine 50%ige Hemmung der durch Virus induzierten cytopathogenen Wirkung erforderlich ist, die berechnet wird, indem ein Regressionsanalyseprogramm für eine halblogarithmische Kurvenermittlung verwendet wird. MTC (minimale toxische Konzentration) ist die minimale Wirkstoffkonzentration (μg/ml), die eine Cytotoxizität verursacht. TI ist der therapeutische Index, der berechnet wird, indem die minimale cytotoxische Wirkstoffkonzentration (MTC) durch die minimale Hemmkonzentration, 50% (MIC₅₀) geteilt wird. Die Ergebnisse wurden mit zwei kommerziellen antiviralen Mitteln, Acyclovir und 9-β-D-Arabinofuranosyladenin (Ara-A) verglichen. Die in Tabelle 1 zusammengefassten Tests zeigen, dass zwei der erfindungsgemäßen Verbindungen, 1-(2-Desoxy-4-thio-β-D-ribofuranosyl)thymin und 1-(2-Desoxy-4-thio-α-D-ribofuranosyl)thymin, eine eindeutige antivirale Aktivität gegen Herpes simplex Typ 1 aufweisen.
Tabelle 1
Beispiel 7
2'-Desoxy-4'-thioribonucleoside wurden auf ihre Antitumoraktivität gegen Leukämie L1210-("L1210")-Zellen und Humanepidermoidkarzinom Nr. 2-("H.Ep.-2")-Zellen getestet.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse von Cytotoxizitätstests. Für L1210-Zellen ist die IC₅₀ die Konzentration, die erforderlich ist, um die Zellproliferation um 50% zu senken im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen. Die Zellen wurden in Suspensionskulturen gezüchtet und die Anzahl an Zellen, die vorhanden war, wurde nach 24 und 48 Stunden bestimmt. Die in Tabelle 2 gezeigten Werte sind die nach 48 Stunden.
Für H.Ep.-2-Zellen ist die IC₅₀ die Konzentration, die erforderlich ist, um die Koloniebildung um 50% zu senken im Vergleich zu Kontrollen. 100 Zellen in 10 ml Medium wurden in Rezepturflaschen gebracht und nach 10 Stunden Inkubation wurde das Medium dekantiert und die Kolonien wurden gefärbt und gezählt.
In den Cytotoxizitätstests ist die Antitumoraktivität umso höher, je niedriger der IC₅₀-Wert ist. Ein IC₅₀-Wert von weniger als 40 μg/ml zeigt eine interessierende Verbindung und ein IC₅₀-Wert von weniger als 1 zeigt eine Verbindung, die extrem wirksam ist. Wie in Tabelle 2 unten gezeigt, hatten alle getesteten Verbindungen einen IC₅₀-Wert von weniger als 40 μg/ml im Hinblick entweder auf H.Ep.-2- oder L1210-Zellen oder beide. Eine Verbindung, 1-(2-Desoxy-4-thio-β-D-ribofuranosyl)thymin zeigt einen IC₅₀-Wert von viel weniger als 1 μg/ml.
Tabelle 2
Obwohl die Erfindung ziemlich detailliert mit spezifischer Bezugnahme auf bestimmte vorteilhafte Ausführungsformen davon beschrieben wurde, können Vari ationen und Modifikationen gemacht werden, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

β-2'-Desoxy-thioribonucleosid mit der Formel
worin B eine Pyrimidin-, 5-Azapyrimidin-, 6-Azapyrimidin- oder 3 Desazapyrimidinbase ist und R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und Wasserstoffatome oder Acylschutzgruppen sind, wobei der Substituent an C-5 von B entweder Wasserstoff oder eine Methylgruppe ist, mit dem Vorbehalt, dass dann, wenn B eine Pyrimidinbase ist, diese Base nicht Uracil ist, bei dem eine Methylgruppe an das heterocyclische C-5 Kohlenstoffatom gebunden ist.
β-2'-Desoxy-thioribonucleosid der Formel
wobei B eine der folgenden stickstoffhaltigen heterozyklischen Basen ist:
worin X⁹, X¹⁰, X¹¹, X¹², X¹³, X¹⁴ jeweils Wasserstoffatome oder Methylreste sind und R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff oder Acylschutzgruppen sind, mit dem Vorbehalt, dass B nicht Uracil ist, bei dem eine Methylgruppe an den heterocyclischen C-5-Kohlenstoff gebunden ist.
β-2'-Desoxy-thioribonucleosid nach Anspruch 1, wobei B eine Pyrimidinbase ist.
β-2'-Desoxy-4'-thioribonucleosid der Formel
wobei B eine der folgenden Pyrimidinbasen ist:
worin X¹⁷ und X¹⁸ Kohlenwasserstoffe oder Methylreste sind und R¹ und R² gleich oder verschieden sein können und Wasserstoffatome oder Acylschutzgruppen sind, mit dem Vorbehalt, dass B nicht Uracil ist, bei dem an das heterocyclische C-5-Kohlenstoffatom eine Methylgruppe gebunden ist.
Ribonucleosid, wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, bei dem jeder der Reste R¹ und R² Wasserstoff ist.
1-(2-Desoxy-4-thio-β-D-ribofuranosyl)uracil.
1-(2-Desoxy-4-thio-3,5-di-O-toluoyl-β-D-ribofuranosyl)uracil.
1-(2-Desoxy-4-thio-3,5-di-O-toluoyl-β-D-ribofuranosyl)thymin.
Pharmazeutisches Präparat enthaltend eine therapeutisch wirksame Menge einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung eines Wirtstieres mit einer viralen Infektion.
Verwendung nach Anspruch 10, wobei die Virusinfektion eine Infektion mit Herpes Simplex-Virus ist.
Verwendung einer Verbindung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, zur Herstellung eines Arzneimittels zur Behandlung eines an Krebs leidenden Tieres.