FI112078B - Nukleosidianalogien stereoselektiivinen synteesi kaksirenkaista välituotetta käyttämällä - Google Patents

Description

112078

Nukleosidianalogien stereoselektiivinen synteesi kaksirenkaista välituotetta käyttämällä - Stereoselektiv syntes av nukleosidanaloger genom användning av en bicyklisk mellanprodukt 5 Tämän keksinnön kohteena on nukleosidianalogien ja -johdannaisten stereoselektiivinen valmistusmenetelmä. Keksintö koskee erityisesti sellaisten nukleosidianalogien ja -johdannaisten valmistusmenetelmää, jotka esiintyvät pääasiallisesti cis-iso-meerikonfiguraatioissa.

Nukleosidianalogit ja -johdannaiset muodostavat tärkeän terapeuttisten aineiden 10 luokan. Monet nukleosidianalogit ovat esimerkiksi osoittaneet antiviraalista aktiivisuutta sellaisia retroviruksia vastaan kuin immuunikatovirus (HIV), hepatiitti Elviras (HBV) ja ihmisen T-lymfotrooppinen virus (HTLV) (PCT-julkaisu WÖ 89/04662 ja EP-patenttijulkaisu 0 349 242 A2). Antiviraalista aktiivisuutta osoittaneisiin nukleosidianalogeihin kuuluvat 3'-atsido-3'-deoksitymidiini (AZT), 2',3'-15 dideoksi-sytidiini (ddC) ja 2'-deoksi-3'-tiasytidiini [(-)2-hydroksimetyyli-5-(sytosii-ni-r-yyli)-l,3-oksatiolaani (3TC)] (EP-patenttijulkaisu 0 382 526 A2).

Useimmissa nukleosidianalogeissa ja -johdannaisissa on vähintään kaksi kiraalista keskusta (osoitettu merkillä * kaavassa (A)), ja kukin isomeeri voi esiintyä kahtena optisten isomeerien parina (enantiomeereina) (so. kaksi cis-konfiguraatiossa ja kaksi : · ·* · 20 trans-konfiguraatiossa). Cis-isomeerit kuitenkin osoittavat yleensä hyödyllistä bio- ! V logista aktiivisuutta.

: : *: 5’ * O *

Ro—puriini- tai pyrimidiiniemäs \ / y- 1 2’ 3' -:::-- (a) 25 Monet tunnetut nukleosidianalogien ja -johdannaisten tuotantomenetelmät ovat ‘ ; · ‘ riippuvaisia tavanomaisista glykosyloitumismenetelmistä sokerin lisäämiseksi purii- ni- tai pyrimidiiniemäkseen. Näillä menetelmillä saadaan säännöllisesti aikaan cis-:' ·': ja trans-isomeerien diastereomeerisiä seoksia, jotka vaativat aikaa vievää erottamis ta ja johtavat haluttujen biologisesti aktiivisten cis-nukleosidien alhaisempaan saan-30 toon. Parannetut glykosyloitumismenetelmät, jotka on suunniteltu tuottamaan ai- 2 112078 noastaan cis-nukleosidia, vaativat aiyyli- tai asyylisubstituentin lisäämistä sokeriin, edullisesti 2'-asemaan. Koska 2'-substituenttia voidaan käyttää ainoastaan säätelemään cis-nukleosidisynteesiä yhdessä konfiguraatiossa (kun 2'-substituentti on trans-asemassa 4'-substituenttiin nähden), vaaditaan useita vaiheita substituentin 5 tuottamiseksi oikeassa konfiguraatiossa. 2'-substituentti on poistettava glykosyloitu-misen päätyttyä, mikä vaatii lisävaiheita. (L. Wilson ja D. Liotta. "A general method for controlling stereochemistry in the synthesis of 2'-deoxyribose nucleoside", Tetrahedron Lett. 31, s. 1815-1818 (1990).)

Biologisesti aktiivisten cis-nukleosidianalogien yleispätevän ja taloudellisen stereo-10 selektiivisen synteesin saavuttaminen on täten tärkeä päämäärä.

Tässä keksinnössä käytetyllä menetelmällä on etuna se, että se mahdollistaa cis-nukleosidianalogien ja -johdannaisten valmistuksen harvempia vaiheita sekä huokeita ja helposti saatavissa olevia lähtöaineita käyttäen ja aikaa vieviä suojaus- ja suojauksenpoistovaiheita välttäen. Tässä keksinnössä käytetty menetelmä tarjoaa li-15 säksi haluttujen cis-nukleosidianalogien ja -johdannaisten runsaita saantoja.

Tällä keksinnöllä pyritään saamaan aikaan parannettu menetelmä kaavan (I) esittä mien pääasiallisesti cis-nukleosidianalogien ja -johdannaisten sekä niiden farmaseuttisesti hyväksyttävien suolojen ja esterien valmistamiseksi: ' 1 * 1 ;;; „o-'~^x\rK2

i'V 20 ? ‘ CD

• * * : jossa X on S tai O; ....: Y on S, CH2, O tai CH(R), jossa R on atsido tai halogeeni; ja . · · ·. R2 on puliini- tai pyrimidiiniemäs tai niiden analogi tai johdannainen.

: ’ · ‘: 25 Tässä keksinnössä käytetty menetelmä käsittää seuraavat vaiheet 2) ja 3) ja edulli- : ‘: sesti myös seuraavan vaiheen 1): vaihe 1): 3 112078 annetaan kaavan (IV) esittämän yhdisteen: z ηο^ΧΧ\^ηο y-' (IV) reagoida heikon vedenpoistoaineen kanssa kaavan (III) esittämän uuden kaksiren-5 kaisen välituotteen muodostamiseksi x /Jh? γ (m) jossa X ja Y ovat edellä olevan määritelmän mukaisia ja Z on S tai Y; vaihe 2): 10 haluttu aikaisemmin silyloitu (tai in situ silyloitu) piiriini- tai pyrimidiiniemäs (R2) tai sen analogi tai johdannainen yhdistetään kaavan (III) esittämään uuteen kaksi : renkaiseen välituotteeseen: x m * t ... 15 jossa X ja Y ovat edellä olevan määrittelyn mukaisia ja Z on S tai O; yhdistäminen toteutetaan käyttämällä asianmukaista Lewisin happoa sopivassa liuottimessa (a), : V jolloin saadaan kaavan (II) esittämä 2-karboksyyli- tai tiokarboksyylihapon nukleo- · , sidivälituote: :" ’: z Y—l (II) ja vaihe 3): 4 112078 kaavan (II) esittämä yhdiste saatetaan reagoimaan pelkistimen kanssa sopivassa liu-ottimessa (b), jolloin saadaan kaavan (I) esittämä yhdiste tai kaavan (II) esittämä 5 yhdiste muunnetaan ensin alkyyliesteriksi käyttämällä asianmukaista muuntamis-reagenssia sopivassa liuottimessa (c), jolloin saadaan kaavan (Ilb) esittämä yhdiste: z y-' (Hb) jossa X, Y, Z ja R2 ovat jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukaisia ja Ri on Ci^-al kyyli; ja mainittu kaavan (Hb) esittämä yhdiste saatetaan sitten reagoimaan pelkis-10 timen kanssa sopivassa liuottimessa (b), jolloin saadaan kaavan (I) esittämä yhdiste.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus

Kaavio 1 kuvaa edullista menetelmää, koska se soveltuu yleensä mille tahansa nuk-leosidianalogille, erityisesti: 1,3-oksatiolaani-, 1,3-dioksolaani-, 1,3-ditiolaani-, 3'-atsido-3'-deoksi- tai 2',3'-dideoksinukleosidianalogeille.

15 Kaavio 1 i -Vr Ä i Λ (IV) ί111» : h2

X vaihe 2 Z

(11) ; ; vaihe 3 Γ·::' m 5 112078 jossa X on S tai O; Y on S, CH2, O tai CH(R), jossa R on atsido tai halogeeni; Z on O tai S ja R2 on puriini- tai pyrimidiiniemäs tai niiden analogi tai johdannainen.

5 Tässä keksinnössä käytetty uusi menetelmä toteutetaan edullisesti kaavan (II) esittämää yhdistettä käyttämällä, jossa X on O, Y on S ja Z on O.

Kaavion 1 esittämiä eri vaiheita voidaan kuvailla lyhyesti seuraavalla tavalla:

Vaihe 1

Kaavan (IV) esittämä sokerijohdannaisen 2-karboksyyli- tai tiokarboksyylihappo 10 voidaan valmistaa jollain alalla tunnetulla menetelmällä (esim. PCT-julkaisu WO92/20669 siten kuin se on tähän sisällytetty viittauksen kera). Kaksirenkainen välituote (III) saadaan, kun kaavan (IV) esittämän sokerijohdannaisen annetaan reagoida jossain sopivassa heikossa vedenpoistoaineessa. Edullinen sopiva heikko ve-denpoistoaine on trimetyyliortoformiaatti.

15 Vaihe 2

Aikaisemmin silyloitu (tai in situ silyloitu) puliini- tai pyrimidiiniemäs tai sen analogi tai johdannainen yhdistetään sitten uuteen kaksirenkaiseen välituotteeseen (UI,» . Lewisin hapossa, esim. jodotrimetyylisilaanissa (TMSI) tai trimetyylisilyylitrifluori- • · ;·· metaanisulfonaatissa (TMSOTf), jolloin saadaan kaavan (II) esittämä nukleosidi- • .* 20 analogin 2-karboksyyli- tai tiokarboksyylihappo, pääasiallisesti cis-konfiguraatios- ;,: : sa.

• · : Edullisessa suoritusmuodossa R2 on edullisesti pyrimidiiniemäs tai sen analogi tai ’ ·; ’ j ohdannainen.

* 4 ·

Edullisemmassa suoritusmuodossa pyrimidiiniemäs tai sen analogi tai johdannainen ‘: 25 R2 on fluorosytosiini, sytosiini tai urasiili.

t

Edullisia puriini- tai pyrimidiiniemäksen tai niiden analogin tai johdannaisen yhdis- : tämiseen käytettyjä Lewisin happoja ovat jodotrimetyylisilaani (TMSI), t-butyyli- dimetyylisilyylitrifluorimetaanisulfonaatti (TBMSOTf) ja trimetyylisilyylitrifluo- ,·*, rimetaanisulfonaatti (TMSOTf).

• «

* I

6 112078

Edullisia pyrimidiiniemäksien kaksirenkaiseen välituotteeseen (II) yhdistämiseen käytettyjä Lewisin happoja ovat t-butyyli-dimetyylisilyylitrifluorimetaanisulfonaatti (TBMSOTf) ja trimetyylisilyylitrifluorimetaanisulfonaatti (TMSOTf).

Edulliset puriini- tai pyrimidiiniemäksien tai niiden analogin tai johdannaisen yhdis-5 tämiseen soveltuvat liuottimet käsittävät ainakin yhden halogenoidun orgaanisen liuottimen. Edullisemmin edullinen liuotin on dikloorimetaani.

Edullisessa suoritusmuodossa emäs R2 on aikaisemmin silyloitu käyttämällä asianmukaista silylointiainetta, joka on heksametyylidisilatsaani tai trimetyylisilyylitri-fluorimetaanisulfonaatti tai se on silyloitu in situ käyttämällä silylointiainetta, joka 10 on trimetyylisilyylitrifluorimetaanisulfonaatti tai t-butyyli-dimetyylisilyylitrifluori-metaanisulfonaatti (TBMSOTf).

Vaihe 3

Kaavan (Π) esittämä nukleosidianalogin cis-2-karboksyyli- tai tiokarboksyylihappo voidaan pelkistää asianmukaista pelkistintä käyttäen sopivassa liuoksessa, jolloin 15 saadaan kaavan (I) esittämä lopullinen yhdiste. Tämän viimeisen pelkistysvaiheen saantoa voidaan parantaa valinnaisesti muuntamalla ensin kaavan (II) esittämä yhdiste esteriksi, esim. etyyliesteriksi, jotain alalla tunnettua menetelmää käyttäen, minkä jälkeen suoritetaan pelkistys sopivalla reagenssilla edellä esitetyn selostuksen mukaisesti.

: 20 Edullisia pelkistimiä ovat natriumboorihydridi, litiumtrietyyliboorihydridi, litium- ; _ alumiinihydridi, boraani ja boraanimetyylisulfidin ja trimetyyliboraatin seos.

Edulliset liuottimet käsittävät vähintään yhden liuottimen, joka on toisista riippu: • (: : matta metanoli, etanoli, isopropanoli, tetrahydrofuraani, eetteri tai dikloorimetaani.

» t · • 1 · » 1 1

Kaavio la kuvaa kaaviossa 1 esitetyn menetelmän soveltamista cis-2-hydroksi-25 metyyli-5-(5'-fluorosytosin-r-yyli)-l,3-oksatiolaanin raseemisen seoksen synteesiin. Vaikka tätä menetelmää kuvataan tiettyjä reagensseja ja lähtöaineita siinä käy-•..; tettäessä, alan ammattimies antaa arvoa sille, että sopivia vastaavia reagensseja ja ‘ · 1; lähtöaineita voidaan käyttää vastaavien yhdisteiden valmistamiseen.

I | ♦ »

» I

» I

7 112078

Kaavio la o

HoVV10 o- \_j + ' /7 b ^ o (IVa) (lila) 0 V^NH3 vaihe 2

(Ha) \ j F

vaihe 3a s

(IIO

vaihe 3 * * * * \ f s s vaihe 3b V\ y ^y-NH2

/°\ I I

:.:i 'XTA

; da) ’ · ‘ Kaaviossa la kuvatut eri vaiheet voidaan selittää lyhyesti seuraavalla tavalla: * » » ♦ ♦ * · ;T: Vaihe 1 5 Kaavan (IVa) esittämä trans-5-hydroksi-l,3-oksatiolaani-2-karboksyylihappo saa-1 ‘ daan aikaan millä tahansa alan tunnetulla menetelmällä. Trans-5-hydroksi-1,3 -oksa- tiolaani-2-karboksyylihappo (IVa) saatetaan reagoimaan palautusjäähdytysolosuh-; . ; teissä trimetyyliortoformiaatin kanssa, jolloin saadaan uusi kaksirenkainen välituote , ·. (Ula) 2,7-dioksa-3-okso-5-tia-kaksirengas[2.2. ljheptaani.

I t >

Vaihe 2 8 112078

Kaavan (Ula) esittämä uusi kaksirenkainen välituote 2,7-dioksa-3-okso-5-tia-kaksi-rengas[2.2. l]heptaani saatetaan reagoimaan 5-fluorosytosiinin kanssa, joka on aikaisemmin silyloitu Lewisin hapolla, esim. heksametyylidisilatsaanilla, tai joka on 5 silyloitu in situ Lewisin hapolla, esim. TMSOTfllä, sopivassa liuoksessa, esim. 2,6 lutidiinia sisältävässä dikloorimetaanissa. Siihen lisätään sitten Lewisin happoa, edullisesti TMSLtä tai TMSOTf:ää, jolloin saadaan kaavan (Ha) esittämä nukleo-sidianalogi cis-5-(5'-fluorosytosin-r-yyli)-l,3-oksa-tiolaani-2-karboksyylihappo erittäin diastereoselektiivisellä tavalla ja korkean cis:trans-suhteen omaavana.

10 Vaihe 3a

Kaavan (Ha) esittämä cis-nukleosidianalogi cis-5-(5'-fluorosytosin-l'-yyli)-l,3-ok-satiolaani-2-karboksyylihappo käsitellään sitten asianmukaisella muunnosaineella, esim. CsF.n ja jodilla substituoidun etaanin seoksella, sopivassa liuottimessa, esim. Ν,Ν-dimetyyliformamidissa (DMF), jolloin saadaan kaavan (Ilb) esittämä esteri cis-15 etyyli-5-(5'-fluoro-sytosin- Γ-yyli)- l,3-oksatiolaani-2-karboksylaatti.

Edullinen muunnosaine on CsF:n ja jodilla substituoidun etaanin seos.

Edullinen liuotin on dimetyyliformamidi.

Vaihe 3b I * :Kaavan (Illb) esittämä cis-nukleosidianalogin etyyliesteri cis-etyyli-5-(5'-fluoro-sy-: 20 tosin-r-yyli)-l,3-oksatiolaani-2-karboksylaatti pelkistetään sitten asianmukaisella pelkistimellä, esim. natriumboorihydridillä, asianmukaisessa liuottimessa, esim. eta-nolissa, jolloin saadaan kaavan (Ia) esittämä lopullinen yhdiste cis-2-hydroksi-me-tyyli-5-(5'-fluorosytosin-r-yyli)-l,3-oksatiolaani.

I t t

Keksinnössä käytetyllä menetelmällä syntetisoituja kaavan (I) esittämiä nukleosidi-·;·; 25 analogeja ovat edullisesti 1,3-oksatiolaani, 1,3-dioksolaanit, 1,3-ditiolaanit ja 2',3'- . ” dideoksianalogit, jotka on modifioitu jollakin seuraavista tavoista tai niiden yhdis telmillä: emäksen muunnelmat, esim. substituentin (esim. 5-fluorosytosiinin) lisää-; · ‘ minen tai yhden ryhmän korvaaminen isosteerisella ryhmällä (esim. 7-deatsa-ade- niinillä); sokerin muunnelmat, esim. C-2'-ja C-3'-hydroksyyliryhmien substituoimi-; 30 nen jollakin substituentilla, mukaan lukien halogeeni, atsido tai vety (esim. 2',3'-di·· deoksinukleosidit); sen kohdan muuttaminen, jossa sokeri on kiinnittynyt emäs-osaan: esim. N-l-asemaan tavallisesti kiinnittyneet sokerit voidaan kiinnittää pyri- 9 112078 midiiniosan N-3- tai C-6-asemaan, ja jos kiinnityskohtana on tavallisesti puriiniosan N-9-asema, ne voidaan kiinnittää esim. N-7-asemaan; sekä sokerin emässidoksen konfiguraation (esim. cis- tai trans-konfiguraation) muuttaminen.

Puriini- tai pyrimidiiniemäs on emäs, jota tavataan luonnossa esiintyvissä nukleo-5 sideissa. Emäsanalogi on emäs, joka jäljittelee luonnossa esiintyviä emäksiä siinä, että ne ovat rakenteeltaan (atomilajeiltaan ja niiden ryhmitykseltään) luonnossa esiintyvien emäksien kaltaisia, mutta niillä joko on ylimääräisiä luonnossa esiintyvien emäksien ominaisuuksia tai niiltä puuttuu joitakin niistä. Sellaisia ovat analogit, jotka on johdettu korvaamalla CH-osa typpiatomilla (esim. 5-atsapyrimidiineil-10 lä, kuten esim. 5-atsasytosiinilla) tai korvaamalla typpiatomi CH-osalla (esim. 7-deatsapuriineilla, kuten esim. 7-deatsa-adeniinilla tai 7-deatsaguaniinilla) tai korvaamalla molemmat (esim. 7-deatsa, 8-atsapuriinit). Tällaisten emästen tai analogien johdannaiset tarkoittavat emäksiä, joissa rengassubstituentit on yhdistetty, poistettu tai modifioitu käyttämällä alalla tunnettuja tavanomaisia substituentteja, 15 esim. halogeenia, hydroksyyliä, aminoa tai Ci-6-alkyylia. Tällaiset puriini- tai pyri-midiiniemäkset, analogit ja johdannaiset ovat alan ammattilaisen tuntemia ja niitä käsitellään M.J. Robinsin artikkelissa "Chemistry of naturally occurring pyrimidine nucleosides and analogues" , Nucleoside Analogues (toimittajina R.T. Walker et al.), Plenum Press, s. 165-192 (1979) ja artikkelissa, jonka kirjoittajina ovat Nasr et 20 ai., Antiviral Res.. 14, s. 125-148 (1990).

Lewisin hapolla, jota voidaan käyttää helpottamaan kaavan (III) esittämän välituot- * · : ' ·* teen yhdistämistä aikaisemmin silyloituun (tai in situ silyloituun) puriini- tai pyri- : midiiniemäkseen tai sen analogeihin, on seuraava yleiskaava (V): » t * I · * · t · » · « «

* t * D

I3 * R4 Si Rg *:··: 25 Rs (V)

• I I

* · jossa : ’': R3> R4 ja R5 on valittu toisistaan riippumatta seuraavista aineista: vety, Ci-20-alkyyli * 1 t (esim. metyyli, etyyli, t-butyyli), joka mahdollisesti on substituoitu halogeeneilla (F, ,; ’; Cl, Br, I), Ci.2o-alkoksilla (esim. nietoksilla) tai C6-2o-aryloksilla (esim. fenoksilla);

* * I

: ·’ 30 C7.2o-aralkyyli (esim. bentsyyli), joka mahdollisesti on substituoitu halogeenilla, 10 112078

Ci_2o-alkyylilla tai Ci.2o-alkoksilla (esim. p-metoksibentsyylillä); C6_2o-aryyli (esim. fenyyli), joka mahdollisesti on substituoitu halogeeneilla, Ci_20-alkyylilla tai Ci.20-alkoksilla; trialkyylisilyyli; tai halogeenit (F, Cl, Br, I); ja R<5 on valittu seuraavista aineista: halogeeni (F, Cl, Br, I); Ci_2o-sulfonaattiesterit, 5 jotka mahdollisesti on substituoitu halogeeneilla (esim. trifluorimetaanisulfonaatti); Ci_20-alkyyliesterit, jotka mahdollisesti on substituoitu halogeenilla (esim. trifluori-asetaatti); monovalenssiset polyhalogenidit (esim. trijodidi); yleiskaavan (R3) (R4) (R5)Si (jossa R3, R4 ja R5 ovat edellä olevan määrittelyn mukaisia) esittämät kol-misubstitioidut silyyliryhmät; tyydyttynyt tai tyydyttämätön seleninyyli C6-2o-aryyli; 10 substitioitu tai substituoitumaton C6.2o-aryylisulfenyyli; substituoitu tai substituoitu-maton Ci_20-alkoksialkyyli; tai trialkyylisiloksi.

Edullisia R3-, Rr ja R5-ryhmiä ovat toisistaan riippumatta metyyli tai jodi. Edullisin R3-, R4- and R5-ryhmä on metyyli. Edullisia Re-ryhmiä ovat jodi, kloori, bromi ja sulfonaattiesterit. Edullisimpia R^-ryhmiä ovat jodi tai trifluorimetaanisulfonaatti.

15 Edullisimmin Lewisin happo on jodotrimetyylisilaani (TMSI), t-butyyli-dimetyyli-silyylitrifluorimetaanisulfonaatti (TBMSOTf) tai trimetyyhsilyyhtrifluorimetaani -sulfonaatti (TMSOTf).

Farmaseuttisesti hyväksyttävä suola tai esteri tarkoittaa jotain kaavan (I) esittämää farmaseuttisesti hyväksyttävää suolaa, esteriä tai sellaisen esterin suolaa. Tällainen 20 farmaseuttisesti hyväksyttävä suola, esteri tai sellaisen esterin suola on myös jokin muu yhdiste, joka pystyy sitä potilaalle annettaessa tuottamaan (suoraan tai välilli-; ; sesti) kaavan (I) esittämän yhdisteen tai sen antiviraalisesti aktiivisen metaboliitin : tai tähteen.

: Alan ammattilaiset antavat arvoa sille, että kaavan (I) esittämä yhdiste on modi- 25 Soitavissa tuottamaan sen farmaseuttisesti hyväksyttäviä johdannaisia, sekä emäs-osan R2 että sokerirenkaan C-2-hydroksimetyylin funktionaalisissa ryhmissä. Kaik-kiin tällaisiin funktionaalisiin ryhmiin liittyvä modifikaatio sisältyy tässä keksinnössä käytettyjen menetelmien suojapiiriin. Erityisesti kiinnostavia ovat kuitenkin ·;·’ sellaiset hyväksyttävät johdannaiset (esim. esterit), jotka saadaan sokerirenkaan 2- i V 30 hydroksimetyyliryhmää modifioimalla.

’ 1 * Tässä keksinnössä käytetyllä menetelmällä valmistettuja kaavan (I) esittämiä edulli- :.V siä estereitä ovat seuraavat: yhdiste, jossa OH on korvattu karboksyylifunktiolla i V Ri(CO)0-, jossa Ri on vety; suora- tai haaraketjuinen alkyyli (esim. metyyli, etyyli, n-propyyli, t-butyyli, n-butyyh); alkoksialkyyli (esim. fenoksimetyyli); aryyli (esim.

112078 π fenyyli, joka mahdollisesti on substituoitu halogeenilla, Ci^-alkyylilla tai Cm-alkoksilla); substituoitu dihydropyridinyyli (esim. N-metyylidihydropyridinyyli). Ri(C0)0- voidaan myös korvata sulfonaattiestereillä, esim. alkyyli- tai aralkyyli-sulfonyylilla (esim. metaanisulfonyylilla), sulfaattiestereillä, aminohappoestereillä 5 (esim. L-valyylilla tai L-isoleusinyylilla) ja mono-, di- tai trifosfaattiestereillä. Tällaisten estereiden piiriin kuuluvat esterit, jotka on johdettu polyfunktionaalisista hapoista, esim. fosforihapoista tai useamman kuin yhden karboksyyliryhmän sisältär vistä karbonihapoista, esim. sellaisista dikarboksyylihapoista, joita edustaa kaava HOOC(CH2)qCOOH, jossa q on 0:n ja 10:n välinen kokonaisluku (esim. meripih-10 kahappo).

Farmaseuttisesti hyväksyttäviä kaavan (I) esittämien yhdisteiden suoloja ovat suolat, jotka on johdettu farmaseuttisesti hyväksyttävistä epäorgaanisista ja orgaanisista hapoista ja emäksistä. Esimerkkejä sopivista hapoista ovat kloorivety-, bromivety-, rikki-, typpi-, perkloori-, fumaari-, maleiini-, fosfori-, glykoli-, maito-, salisyyli-, 15 meripihka-, p-tolueenisulfoni-, viini-, etikka-, sitruuna-, metaanisulfoni-, muura-hais-, bentsoe-, maloni-, naftaleeni-2-sulfoni- ja bentseenisulfonihappo. Muutkin hapot, kuten oksaalihappo, joskaan ne eivät sinänsä ole farmaseuttisesti hyväksyttäviä, voivat olla käyttökelpoisia sellaisten suolojen valmistamisessa, jotka sopivat käytettäviksi välituotteina keksinnön yhdisteitä ja niiden farmaseuttisesti hyväksyt-20 täviä happoadditiosuoloja tuotettaessa.

Asianmukaisista emäksistä johdettuja suoloja ovat alkalimetalli- (esim. natrium-), :.: : maa-alkalimetalli- (esim. magnesium-), ammonium- ja N(R')4 (jossa R' on C, 4- • V alkyyli)-suolat.

Seuraavat esimerkit kuvaavat tätä keksintöä siten kuin sitä voidaan soveltaa käytän-.' ‘! 25 töön, mutta niitä ei sellaisenaan pidä tulkita tässä keksinnössä käytetyn menetelmän *;;.: koko suojapiirille asetetuksi rajoitukseksi.

12 112078 ESIMERKIT Esimerkki 1 2,7-dioksa-3-okso-5-tia-kaksirengas[2.2.1]heptaani

-S

5 Trans-5-hydroksi-l,3-oksatiolaani-2-karboksyylihapon (200 mg, 1,33 mmol) ja tri-metyyliortoformiaatin (15 ml) liuosta lämmitettiin 2 tumiin ajan grafiittihauteessa 120°C:ssa. Liuottimen poistamisen jälkeen puhdistettiin raaka reaktioseos silika-geelikromatografian avulla käyttäen eluenttina etyyliasetaatti:heksaaneja (1:4), jolloin saatiin 64 mg (35 %) haluttua tuotetta; ’H NMR (DMSO): δ 3,33 (dd, 1H, 10 J=11,2 Hz), 3,42 (d, 1H, J=ll Hz), 6,53 (s, 1H), 6,83 (d, 1H, J=2 Hz); 13C NMR

(DMSO): δ 38,0, 75,4, 101,9, 167,1.

Esimerkki 2 cis-S-^'-fluorosytosin-r-yylty-ljS-oksatiolaanW-karboksyylihappo :(: o VV" L;l ηοΛνΓ°^Νν^\ • « .···.* 15 TMSOTf-happoa (0,164 ml, 0,844 mmol) ja 2,6-lutidiinia (0,098 ml, 0,844 mmol) lisättiin 5-fluorosytosiiniin (54,4 mg, 0,422 mmol) dikloorimetaanissa (1 ml) huoneenlämpöisessä argonilmakehässä. Seos selkeni välittömästi. 2,7-dioksa-3-okso-5-tia-kaksirengas[2.2. l]heptaanin liuosta (esimerkki 1) (56 mg, 0,422 mmol) dikloorimetaanissa (1 ml) lisättiin siihen, ja sen jälkeen lisättiin TMSI-happoa (0,06 ml, : ’ ’: 20 0,422 mmol). Keltaista liuosta sekoitettiin huoneenlämpötilassa 16 tunnin ajan. 2,6- :" ‘; lutidiinia (0,05 ml, 0,422 mmol) lisättiin jälleen, minkä jälkeen lisättiin metanolia (0,034 ml, 0,844 mmol). Kun seosta oli sekoitettu 5 minuutin ajan, se tiivistettiin ja •' sakka jauhennettiin eetteri/dikloorimetaanilla, jolloin saatiin cis- ja trans-yhdistel- mätuotteiden seos suhteessa 10:1 (99,7 mg, 90,6 %:n saanto). Tämä seos jauhennet- 13 112078 tiin edelleen metanolin avulla huoneenlämpötilassa, jolloin saatiin melkein puhdas cis-tuote (78 mg, 72,7 %:n saanto).

*H NMR (DMSO-dö): δ 3,20 (1H, dd, J=2,9, 9,3), 3,53 (1H, dd, J=2,5, 9,3); 5,61 (1H, s); 6,25 (m); 7,69 (1H, bs); 7,90 (1H, bs); 8,28 (1H, d, 7,21). 13C NMR 5 (DMSO-dö): δ 36,07, 78,38, 89,46, 125,76 (d, J=32,8), 136,29 (d, J=284,9), 153,28, 157,93 (d, J=18,0), 171,29.

Esimerkki 3 cis-etyyli-5-(5'-fluorosytosin-r-yyli)-l,3-oksatiolaani-2-karboksyIaatti <^nh2 10 cis-5-(5'-fluorosytosin-r-yyli)-l,3-oksatiolaani-2-karboksyylihappoa (esimerkki 2) (10 mg, 0,0383 mmol) DMF-liuottimessa (0,5 ml) käsiteltiin CsF.llä (8,7 mg, 0,057 mmol) ja jodilla substituoidulla etaanilla (5 μΐ, 0,57 mmol). Liuosta sekoitettiin huoneenlämpötilassa yhden yön ajan, ja DMF poistettiin. Sakkaa käsiteltiin etyyliasetaatti-dikloorimetaanilla (1:1, 8 ml) ja suodatettiin. Suodos tiivistettiin ja 15 sakka huuhdottiin eetterillä muutaman kerran, jolloin tuote saatiin valkoisena kiin-;;: : teänä aineena (8 mg, 72 %:n saanto). *H NMR (CD3OD): δ 1,13 (3H, t), 3,01 (1H, : dd), 3,36 (1H, dd), 5,43 (1H, s), 6,16 (1H, m), 8,30 (1H, d).

.···. Esimerkki 4 ··· : cis-2-hydroksimetyyli-5-(5'-fIuorosytosin-l'-yyli)-l,3-oksatiolaani (BCH-330) /0 / / r 20 s—· .. cis-etyyli-5-(5'-fluorosytosin- r-yyli)-l,3-oksatiolaani-2-karboksylaattia (esimerkki : 3) (5,5 mg, 0,019 mmol) etanolissa (0,5 ml) käsiteltiin natriumboorihydridillä • · * (2 mg, 0,057 mmol) 0 °C:ssa. Lähtöaine ei liuennut täysin. Kahden tunnin huoneen- ϊ 14 112078 lämpötilassa sekoittamisen jälkeen lisättiin metanolia (0,2 ml) ja sekoittamista jatkettiin vielä 1,5 tunnin ajan. Liuottimet poistettiin ja seos alistettiin silikageeli-kromatografiaan, jossa käytettiin metanoli/etyyliasetaattia eluentteina, jolloin saatiin puhdas tuote valkoisena kiinteänä aineena (4,2 mg, 89 %:n saanto). 1H NMR 5 (CD3OD): δ 2,97 (1H, dd), 3,32 (1H, dd), 3,66 (1H, dd), 3,79 (1H, dd), 5,07 (1H, t), 6,03 (1H, m), 8,15 (1H, dd).

Esimerkki 5 cis-5-(sytosin-l'-yyIi)-l,3-oksatioIaani-2-karboksyylihappo

v/TV

s-' 10 TBDMSOTf-happoa (0,32 ml, 1,4 mmol) lisättiin sytosiinin (70,3 mg, 0,63 mmol) ja 2,6-lutidiinin (0,162 ml, 1,4 mmol) suspensioon vedettömässä dikloorimetaanissa (1 ml). Seosta sekoitettiin huoneenlämpötilassa 10 minuutin ajan, jolloin suspensio selkeytyi. 2,7-dioksa-3-okso-5-tia-kaksirengas[2.2.1]heptaanin (esimerkki 1) (74 mg, 0,56 mmol) dikloorimetaaniliuos (1 ml) lisättiin sytosiiniliuokseen, minkä 15 jälkeen lisättiin TMSI-happoa (0,086 ml, 0,61 mmol). Tuloksena olevaa kirkasta keltaista liuosta sekoitettiin huoneenlämpötilassa 18 tunnin ajan ja jäähdytettiin me-; ’ tanolilla. Useimmat liuottimet poistettiin tyhjiössä. Kumimainen aines jauhennettiin ! ! etyyliasetaatin ja dikloorimetaanin avulla, ja tulokseksi saatiin valkoinen kiinteä ai-

ne, joka huuhdottiin perusteellisesti etyyliasetaatilla ja dikloorimetaanilla, jolloin '··; 20 saatiin 114 mg tuotetta (saanto 83,2 %) (cis/trans- suhde 27:1). *H NMR (DMSO

:·: : de): δ 3,12 (dd, 1H, J=6 ja 12 Hz), 3,51 (dd, 1H, J=5 ja 12 Hz), 5,58 (s, 1H), 5,79 (d,

:7: 1H, J=7,5 Hz), 6,27-6,31 (m, 1H), 7,27-7,41 (bd, 2H), 8,02 (d, 1H, J=7,5 Hz). 13C

NMR (DMSO-dö): δ 36,1, 78,3, 89,2, 94,5, 141,6, 154,6, 165,7, 171,1.

· i 15 112078

Esimerkki 6 cis-etyyli-5-(sytosin-l’-yyli)-l,3-oksatiolaani-2-karboksylaatti

EtC) \ j

Jodilla substituoitua etaania (0,02 ml, 0,25 mmol) lisättiin cis-5-(sytosin-l'-yyli)-5 l,3-oksatiolaani-2-karboksyyliliapon (esimerkki 5) (38 mg, 0,16 mmol) ja vedettömän CsF:n (36 mg, 0,24 mmol) suspensioon DMF-liuottimessa (1 ml) huoneenlämpötilassa. Syntynyttä kirkasta liuosta sekoitettiin 18 tunnin ajan. DMF poistettiin tyhjiössä, jolloin saatiin valkoista kiinteää ainetta, joka alistettiin pylväskromatogra-fiaan (etyyliasetaatti:heksaanit:metanoli suhteessa 2:2:1), ja tuloksena saatiin 31 mg 10 (72 %:n saanto) tuotetta valkoisina rakeina. *H NMR (DMSO-d^): δ 1,3 (t, 3H, J=7,l Hz), 3,12 (dd, 1H, J=6,7 ja 12 Hz), 3,52 (dd, 1H, J=5,l ja 12 Hz), 4,21 (q, 2H, 7,1 Hz), 5,7 (s, 1H), 5,79 (d, 1H, J=7,5 Hz), 6,34 (dd, 1H, J=5,l ja 12 Hz), 7,28-7,32 (bd, 1H), 7,95 (d, 1H, J=7,5 Hz).

Esimerkki 7 15 cis-2-hydroksimetyyli-5-(sytosin-r-yyIi)-l,3-oksatiolaani (BCH-189) ;V^-nh2

Natriumboorihydridiä (6 mg, 0,16 mmol) lisättiin cis-etyyli-5-(sytosin-l'-yyli)-l,3-oksatiolaani-2-karboksylaatin (esimerkki 6) (15 mg, 0,055 mmol) suspensioon me-' _ tanolin (1 ml) ja dikloorimetaanin (1 ml) seoksessa huoneenlämpötilassa. Synty- : v. 20 nyttä liuosta sekoitettiin 2 tumiin ajan ja liuottimet poistettiin tyhjiössä, jolloin saa- ’ . ! tiin valkoista kiinteätä ainetta, joka laskettiin lyhytreittisen kvartsipylvään läpi ; (etyyliasetaatti/heksaanit/metanoli), ja tuloksena saatiin 12,5 mg (100 %:n saanto) • . > tuotetta. lU NMR (DMSO-dö): 6 2,99 (dd, 1H,), 3,40 (dd, 1H), 3,71 (m, 2H), 5,14 (t, 1H), 5,70 (d, 1H), 6,18 (t, 1H), 7,20 (d, 2H), 7,80 (d, 1H). 13C NMR (DMSO-dö): 25 δ 36,22, 62,79, 85,75, 86,47, 93,86, 140,91, 154,63, 165,59.

ie 112078

Esimerkki 8 cis-5-(urasil-l ?-yyli)-l ,3-oksatiolaani-2-ka rboksyy lihappo

Ov H

VV

TMSIrtä (65 μΐ, 0,454 mmol) lisättiin 2,7 dioksa-3-okso-5-tia-kaksirengas-5 [2.2. ljheptaanin (esimerkki 1) (60 mg, 0,454 mmol) ja bis-trimetyylisilyyliurasiilin (140 mg, 0,545 mmol) liuokseen vedettömässä dikloorimetaanissa huoneenlämpötilassa argonilmakehässä. Syntynyttä liuosta sekoitettiin 20 tunnin ajan. Reaktio tukahdutettiin lisäämällä tyydyttyneen natriumtiosulfaatin ja natriumbikarbonaatin seosta suhteessa 1:1, minkä jälkeen seos laimennettiin dikloorimetaanilla. Seosta 10 sekoitettiin 10 minuutin ajan, jolloin saatiin valkoinen suspensio. Valkoinen kiinteä aine kerättiin suodattamalla ja sen jälkeen se kuivattiin tyhjiössä, jolloin saatiin 21 mg valkoista jauhetta. 'H NMR-analyysilla todettiin halutun tuotteen ja urasiilin seos suhteessa 6:1. Suodoksen vesipitoinen osa hapotettiin 1 M HCl:lla pH:hon 4 ja sen jälkeen se tyydytettiin natriumkloridilla. Tämä liuos uutettiin tetrahydrofuraa-15 nilla. Yhdistetyt uutteet kuivattiin vedettömän magnesiumsulfaatin avulla ja liuotin haihdutettiin alennetussa paineessa, jolloin saatiin 73 mg valkoista kiinteää ainetta.

: ; | NMR-analyysilla todettiin halutun tuotteen ja urasiilin seos suhteessa 5:2; *H

: ·’: NMR-analyysin perusteella oli kokonaissaanto 64 % ja isomeerisen puhtauden arvi- I oitiin olevan >95 % cis-isomeeri. 'HNMR (DMSO dö): δ 2,26, (dd, 1H, J=4,9, 12,3 : ··; 20 Hz), 3,49 (dd, 1H, J=5,2, 12,4 Hz), 5,57 (s, 1H), 5,71 (dd, 1H, J=2,2, 8,0 Hz); [tämä : merkki supistui dupletiksi D20:lla käsiteltäessä (J=8,2 Hz)], 6,29 (t, 1H, J=5,2 Hz), ; 8,07 (d, m, J=8,2 Hz), 11,41 (bs, m, vaihdettu D20:lla).

Esimerkki 9 cis-2-hydroksimetyyli-5-(urasil-l'-yyIi)-l,3 oksatiolaani

:·;· O H

^jrv ,/Ύ 25 s-' 112078 17

Boraani-metyylisulfidia lisätään cis-5-(urasil-1 '-yyli)-1,3 -oksatiolaani-2-karboksyy-lihappoon ja trimetyyliboraattiin tetrahydrofuraanissa. Pelkistys suoritetaan huoneenlämpötilassa. Lopputuote eristetään siten kuin sen ovat esittäneet J. L. Kraus ja G. Attardo, Synthesis, 1991, s. 1046.

5 • > · » - * » 1 * • t t · f · · « · • » ·

* » I

· t » * » t • t » i » » * » * *

Claims (17)

1. Menetelmä pääasiallisesti cis-nukleosidianalogin tai -johdannaisen valmistamiseksi, jolla on kaava (I), tai sen farmaseuttisesti hyväksyttävien suolojen tai este-reiden valmistamiseksi: ho"” 2 5 3 4 (I) jossa X on S tai O; Y on S, CH2, O tai CH(R), jossa R on atsido tai halogeeni; ja

10 R2 on puruni- tai pyrimidiiniemäs tai sen analogi tai johdannainen, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheen 2): liitetään haluttu aikaisemmin silyloitu tai in situ silyloitu puriini- tai pyrimidiiniemäs (R2) tai sen analogi tai johdannainen kaavan (III) esittämään uuteen kaksirenkaiseen välituotteeseen: i x 15 (III) I t » I I · » ' * * : ; ’: jossa X ja Y ovat edellä olevan määrittelyn mukaisia ja Z on S tai O; mainittu liittä minen toteutetaan käyttämällä asianmukaista Lewisin happoa sopivassa liuottimessa .,: (a), jolloin saadaan kaavan (II) esittämä 2-karboksyyli- tai tiokarboksyylihapon , · , nukleosidivälituote: 0 *^A';· *’·. 20 y-' (II) ; * t 1 » - ‘ jossa X, Y, Z ja R2 ovat edellä olevan määritelmän mukaisia, ,9 112078 ja vaiheen 3): kaavan (II) esittämä yhdiste saatetaan reagoimaan pelkistimen kanssa sopivassa liu-ottimessa (b), jolloin saadaan kaavan (I) esittämä yhdiste tai kaavan (II) esittämä yhdiste muunnetaan ensin alkyyliesteriksi käyttämällä asian-5 mukaista muuntamisreagenssia sopivassa liuottimessa (c), jolloin saadaan kaavan (Ilb) esittämä yhdiste: (Ilb) jossa X, Y, Z ja R2 ovat jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukaisia ja Ri on Ci.6-10 alkyyli; ja mainittu kaavan (Ilb) esittämä yhdiste saatetaan sitten reagoimaan pelkistimen kanssa sopivassa liuottimessa (b), jolloin saadaan kaavan (I) esittämä yhdiste.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että R2 on pyrimi-diiniemäs tai sen analogi tai johdannainen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että R2 on fluoro-15 sytosiini, sytosiini tai urasiili.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että : XonO, : . ·. Y on S ja Z on O.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että * * * . ” \ X on O, ·’ Y on S ja ** ZonO. t

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että < * I » : 25 X on O, Y on S ja Z on O. 20 1 12078

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sopiva liuotin (a) käsittää vähintään yhden halogenoidun orgaanisen liuottimen.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sopiva liuotin (a) on dikloorimetaani.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Le wisin happo on kaavan (V) määrittelemä: I3 R/j-Si-Rg R5 (V) jossa: R3> R4 ja R5 on toisista riippumatta vety, Ci.2o-alkyyli (esim. metyyli, etyyli, t-bu-10 tyyli), joka mahdollisesti on substituoitu halogeenilla (F, Cl, Br, I), Ci.2o-alkoksilla (esim. nietoksilla) tai C6-2o-aryloksilla (esim. fenoksilla); C7_2o-aralkyyli (esim. bent-syyli), joka mahdollisesti on substituoitu halogeenilla, Ci.2o-alkyylilla tai Ci.2o-al-koksilla (esim. p-metoksibentsyyli); C6.2o-aryyli (esim. fenyyli), joka mahdollisesti on substituoitu halogeenilla, Ci.20-alkyylilla tai Ci.2o-alkoksilla; trialkyylisilyyli; tai 15 halogeeni (F, Cl, Br, I); ja ' : : R^ on halogeeni (F, Cl, Br, I); Q-20-sulfonaattiesteri, joka mahdollisesti on substitu- ' ! * ; oitu halogeenilla (esim. trifluorimetaanisulfonaatti); Ci.2o-alkyyliesteri, joka mah- }, · · dollisesti on substituoitu halogeenilla (esim. trifluoriasetaatti); monovalenssinen po- lyhalogenidi (esim. trijodidi); yleiskaavan (R3) (R4) (Rs)Si (jossa R3, R4 ja R5 ovat : :': 20 edellä olevan määrittelyn mukaisia) esittämä kolmisubstitioitu silyyliryhmä; tyydyt- tynyt tai tyydyttämätön seleninyyli-C6.2o-aryyli; substituoitu tai sustituoimaton C6. 20-aryylisulfenyyli; substituoitu tai substituoimaton Ci.20-alkoksialkyyli; tai trialkyy-. lisiloksi. ,,: 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Lewisin hap- 25 po on jodotrimetyylisilaani (TMS1), t-butyyli-dimetyylisilyylitrifluorimetaanisulfo-•, naatti (TBMSOTf) tai trimetyylisilyylitrifluorimetaanisulfonaatti (TMSOTf). :11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 1. emäs R2 on silyloitu käyttämällä asianmukaista silylointiainetta, joka on 1,1,1,3,3,3- heksametyylidisilatsaani tai trimetyylisilyylitrifluorimetaanisulfonaatti tai se on si- 21 112078 lyloitu in situ käyttämällä silylointiainetta, joka on trimetyylisilyylitrifluorimetaa-nisulfonaatti tai t-butyyli-dimetyylisilyylitrifluorimetaanisulfonaatti (TBMSOTf).

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sopiva liuotin (b) käsittää vähintään yhden liuottimen toisista riippumatta: metanoli, etanoli, iso- 5 propanoli, dikloorimetaani, tetrahydrofuraani tai eetteri.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pelkistin on natriumboorihydridi, litiumtrietyyliboorihydridi, litiumalumiinihydridi, boraani tai boraanimetyylisulfidin ja trimetyyliboraatin seos.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sopiva liuotin 10 (c) on dimetyyliformamidi.

15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muuntamis-reagenssi on CsF:n ja jodilla substituoidun etaanin seos.

16. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaavan (III) esittämä uusi välituote saadaan vaiheen 1) avulla: 15 saatetaan kaavan (IV) esittämä yhdiste z . ϊ-' (IV) ; ; * reagoimaan heikon vedenpoistoaineen kanssa. • · · : 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sopiva heik- f ko vedenpoistoaine on trimetyyliortoformiaatti.

20 Patentkrav