HU224076B1

HU224076B1 - Eljárás béta konfigurációjú dioxolán nukleozidok szintéziséhez

Info

Publication number: HU224076B1
Application number: HU9901050A
Authority: HU
Inventors: Tarek Mansour; Alex Cimpoia; Krzysztof Bednarski
Original assignee: Shire Biochem Inc.
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2005-05-30
Also published as: MX9804701A; AP9801252A0; US5922867A; OA11094A; US20020058670A1; EP0970074B1; PL188447B1; NO982716L; ATE214699T1; ES2172697T3; AP879A; CN1208414A; IL144155A; DE69620042D1; US20030060476A1; JP2000501714A; EA000844B1; CA2237730C; IN187349B; EP0970074A1

Abstract

A jelen találmány biológiailag fontos, 1,3-dioxoláncukor-gyűrűkettartalmazó nukleozidanalógok előállítására szolgáló eljárásokra éskompozíciókra vonatkozik. Nevezetesen, e találmány a ?- (cisz-) izomersztereoszelektív szintézisére vonatkozik, melynek során a bázist a(II) képlet szerinti köztitermékkel glikozilálják körülbelül –10 °Calatti hőmérsékleten, ahol a képletben az R1 egy hidroxil-védőcsoport és az L csoporthalogén.

Description

(54) Eljárás béta-konfigurációjú dioxolán nukleozidok szintéziséhez (57) Kivonat

A jelen találmány biológiailag fontos, 1,3-dioxoláncukor-gyűrűket tartalmazó nukleozidanalógok előállítására szolgáló eljárásokra és kompozíciókra vonatkozik. Nevezetesen, e találmány a β- (cisz-) izomer sztereoszelektív szintézisére vonatkozik, melynek során a bázist a (II) képlet szerinti köztitermékkel glikozilálják körülbelül -10 °C alatti hőmérsékleten,

ahol a képletben az R₁ egy hidroxil-védőcsoport és az L csoport halogén.

HU 224 076 Β1

A leírás terjedelme 12 oldal

HU 224 076 Β1

A jelen találmány olyan nukleozidanalógok előállítására szolgáló eljárásokra és kompozíciókra vonatkozik, melyek dioxoláncukor-gyűrűket tartalmaznak. Nevezetesen, a találmány β- vagy cisz-konfigurációjú 1,3-dioxolán-nukleozidok sztereoszelektív szintézisére vonatkozik.

A nukleozidok és analógjaik vírusellenes, rákellenes, immunomodulációs és antibiotikus hatással rendelkező kemoterápiás ágensek fontos osztályát képezik. Az olyan nukleozidanalógok, mint a 3’-azido-3’-deoxitimidin (AZT), a 2',3’-dideoxiinozin (ddl), a 2’,3’-dideoxicitidin (ddC), a 3’-deoxi-2',3'-didehidrotimidin (d₄T) és a (-)-2’-deoxi-3’-tiacitidin (3TC™) a humán immunhiány vírusok által okozott fertőzések kezelésére klinikailag engedélyezettek. A 2’-deoxi-2’-metilidéncitidin (DMDC, Yamagami és munkatársai Cancer Research 1991., 51, 2319) és a 2'-deoxi-2’,2’-difluorocitidin (gemcitidin, Hertel és munkatársai J. Org. Chem.

1988., 53, 2406) tumorellenes hatású nukleozidanalógok. Számos C-8 szubsztituált guanozin, mint a

7- tia-8-oxoguanozin (Smee és munkatársai J. Bioi. Response Mód. 1990, 9, 24), a 8-bromoguanozin és a

8- merkaptoguanozin (Wicker és munkatársai Cell Immunoi. 1987, 106, 318) stimulálja az immunrendszert, és indukálja az interferontermelést. Az összes fenti biológiailag aktív nukleozid egyedüli enantiomer.

Az utóbbi időben a 2’,3’-dideoxinukleozid-analógok 3’-heteroszubsztituált osztályának több tagjáról, mint a 3TC™-ről (Coates és munkatársai Antimicrob. Agents Chemother. 1992., 36, 202), a (-)-FTC-ről (Chang és munkatársai J. Bio. Chem. 1992., 267, 13 938-13 942), a (-)-dioxolán C-ről (Kim és munkatársai Tetrahedron Lett. 1992., 33, 6899) leírták, hogy HÍV- és HBV-replikáció elleni potenciális aktivitással rendelkeznek, és β-L abszolút konfigurációjuk van. A (-)-dioxolán C-ről leírták, hogy tumorellenes hatással rendelkezik (Grove és munkatársai Cancer Rés. 1995., 55, 3008-3011). A (-)-dOTC és a (-)-dOTFC dideoxinukleozidanalógok szelektív hatásúnak bizonyultak a HIV-1 ellen (Mansour és munkatársai J. Med. Chem. 1995., 38, 1-4).

Nukleozidanalógok sztereoszelektív szintéziséhez szükséges, hogy a nukleobázist túlnyomórészt a kívánt relatív sztereokémiával vigyék a vegyületbe anélkül, hogy a szénhidrátrészben anomerizációt okoznának. Ennek egy lehetséges módja, hogy a nukleozid előalakjának szénhidrátrészét különféle deoxigenálási reakciókkal módosítsák (Chu és munkatársai J. Org. Chem. 1989., 54, 2217-2225; Marcuccio és munkatársai Nucleosides Nucleotides 1992., 11, 1695-1701; Starrett és munkatársai Nucleosides Nucleotides

1990., 9, 885-897; Bhat és munkatársai Nucleosides Nucleotides 1990., 9, 1061-1065). Jóllehet, ez a megközelítés határt szab azon analógok szintézisének, melyek abszolút konfigurációja hasonlít a kiindulási nukleozidkonfigurációjára, és nem lenne praktikus, ha hosszadalmas eljárások szükségeltetnének ahhoz, hogy a deoxigenálást megelőzően előállítsák a kiindulási nukleozidot, mint az a β-L-dideoxinukleozidok esetében történne. A sztereoszelektivitás elérésének egy alternatív megoldásáról számoltak be, melynek során a nukleozidanalógot úgy állították elő, hogy egy bázist vagy ennek szintetikus prekurzorát és a szénhidrátrészt Lewis-savas eljárással vagy SN-2 jellegű körülmények között kapcsolták össze.

Szakember számára ismert, hogy a bázisok dideoxicukrokká történő glikozilálása a szénhidrátgyürűkön lévő 2’-szubsztituens hiányában alacsony sztereoszelektivitással megy végbe, mely lehetővé teszi szomszédos csoportok részvételét a reakcióban. Okabe és munkatársai számoltak be a ddC legmagasabb β:α izomerarányáról, mely 60:40 volt, és Lewis-savként etil-alumínium-dikloridot használtak (J. Org. Chem. 1988, 53, 4780-4786). Azonban a szénhidrát C-2 pozíciójában lévő fenil-szelenenil-szubsztituenssel (Chu és munkatársai J. Org. Chem. 1980., 55, 1418-1420; Beach és munkatársai J. Org. Chem. 1992., 57, 3887-3894) vagy egy fenil-szulfenil-csoporttal (Wilson és munkatársai Tetrahedron Lett. 1990., 31, 1815-1818) a β:α arány 99:1 értékűre nő. A kívánt α-sztereokémiájú ilyen szubsztituensek bevitelének problémájára Kawakami és munkatársai tettek javaslatot (Nucleosides Nucleotides 1992., 11, 1673-1682), miszerint a cukorgyűrű C-2 helyen történő diszubsztituálása, mint a 2,2-difenil-tio-2,3-dideoxiribóz esetében, β:α=80:20 arányban adja a nukleozidokat, ha trimetil-szilil-triflát- (TMSOTf) katalizátor jelenlétében szililezett bázisokkal reagáltatták. Jóllehet, ez az eljárás lehetővé tette a β-anomer szintézisét, a fenil-tio-csoport eltávolítása problematikusnak bizonyult.

A C-2 szubsztituens sztereoszelektív módon történő bevitelének korlátozott általánosíthatóságának köszönhetően fenil-szulfenil-halidok vagy N-jodo-szukcinimidek és nukleobázisok furanoid-glikal-köztitermékekre történő elektrofil addíciójára alapuló szintetikus módszerekről számoltak be (Kim és munkatársai Tetrahedron Lett.

1992., 33, 5733-5376; Kawakami és munkatársai Heterocycles 1993., 36, 665-669; Wang és munkatársai Tetrahedron Lett. 1993., 34, 4881-4884; El-laghdach és munkatársai Tetrahedron Lett. 1993., 34, 2821-2822). E megközelítésben a 2’-szubsztituenst in situ viszik be, bár többlépéses eljárások szükségeltetnek az ilyen szubsztituensek eltávolításához.

1-Klór- és 1-bróm-2,3-dideoxicukrok esetében vizsgáltak SN-2-szerű kapcsolási eljárásokat (Farina és munkatársai Tetrahedron Lett. 1988., 29, 1239-1242; Kawakami és munkatársai Heterocycles 1990., 31, 2041-2053). A közölt legmagasabb β:α nukleozidarány 70:30 volt.

A cukorprekurzor α-oldalához történő olyan fémsók, mint az SnCI₄ vagy a Ti(O-Pr)₂CI₂ in situ komplexációja, ha a cukorrész egy oxatiolanil- vagy dioxolanilszármazék, β-pirimidin-nukleozidokat eredményez (Choi és munkatársai J. Am. Chem. Soc. 1991., 113, 9377-9379). Annak ellenére, hogy ez esetben a kapott β:α anomerarány magas, leírták, hogy korlátozott érvényű, hogy racém nukleozidokhoz vezet az enantiomerek szempontjából tiszta cukorprekurzorral (Beach és munkatársai J. Org. Chem. 1992., 57, 2217-2219; Humber és munkatársai Tetrahedron Lett. 1992., 32, 4625-4628; Hoong és munkatársai J. Org. Chem.

HU 224 076 Β1 vagy pirimidinbázis glikozilálását körülbelül -10 °C alatti hőmérsékleten, és a II képlet szerinti köztiterméken keresztül megy:

1992., 57, 5563-5565). Annak érdekében, hogy a racém nukleozidok egy enantiomerjét állítsák elő, enzimatikus és kémiai reszolválási eljárások szükségesek. Még szerencsés esetben is megvan e módszereknek az a gyakorlati hátránya, hogy az előállított anyag fele elvész.

Mint a fenti példák mutatják, a szakterületen hiányzik a β-nukleozidok előállítására szolgáló hatékony eljárás. Nevezetesen, a C-4’ pozícióban védett hidroxi-metil-csoportot tartalmazó cukorprekurzorokkal a β-izomerek szintézisekor alacsony sztereoszelektivitás érhető el, vagy racemizálódási problémák lépnek fel. A szakterületen különösen hiányzik egy olyan eljárás, mely segítségével C-2 helyen lévő védett hidroxi-metil-csoportot tartalmazó cukorköztitermékekből racemizálódás nélkül sztereoszelektíven állíthatók elő dioxolánok. Ezért fontos cél biológiailag aktív β-nukleozidanalógok általános szteroszelektív szintézisének megoldása.

A WO92/20669 számú nemzetközi szabadalmi bejelentés egy dioxolánok sztereoszelektív előállítására szolgáló olyan eljárást ismertet, melynek során a C-2 észtercsoportot tartalmazó cukorköztitermékeket szililezett nukleobázisokkal kapcsolják össze, ezt követően pedig a C-2 észtercsoportot a kívánt hidroxi-metil-csoporttá redukálják. Beszámoltak a pirimídinbázisban felmerülő redukciós problémákról (Tse és munkatársai Tetrahedron Lett. 1995., 36, 7807-7810).

A 2’,3’-dideoxifuranozilgyűrűket mimikáló 1,3-dioxolanilcukrokat tartalmazó nukleozidanalógokat úgy állították elő, hogy a C-2 helyen hidroxi-metil- és a C-4 helyen acetoxiszubsztituenseket tartalmazó 1,3-dioxolánokkal glikoziláltak szililezett purin- és pirimidinbázisokat. A kritikus kapcsolási reakciót trimetil-szilil-trifláttal (TMSOT_f) vagy jodo-trimetil-szilánnal (TMSI) végezték, és 1:1 arányú β:α anomerkeverék képződött (Kim és munkatársai J. Med. Chem. 1992, 35, 1987-1995 és J. Med. Chem. 1993, 36, 30-37; Belleau és munkatársai Tetrahedron Lett. 1992, 33, 6948-6952; valamint Evans és munkatársai Tetrahedron Asymmetry 1992, 4, 2319-2322). Katalizátorként fémsókat használva a β-nukleozid keletkezik nagyobb mennyiségben (Choi és munkatársai J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 9377-9379), de a racemizáció vagy a szelektivitás elvesztése korlátozott érvényűvé válik (Jin és munkatársai Tetrahedron Asymmetry 1993, 4, 2111-2114).

A jelen találmány egyik megvalósítási formája a III képlet szerinti β-nukleozidanalóg-vegyület és sóinak előállítására szolgáló eljárást nyújt:

ahol R₁ egy hidroxil-védőcsoport; és R₂ egy purinvagy pirimidinbázis vagy ezek egy analógja vagy származéka, az eljárás tartalmazza az előbb említett purin-

ahol L halogén.

A glikozilációt követően a III képlet szerinti vegyületről eltávozhat az R₁ hidroxil-védőcsoport, és így keletkezik egy, az I képlet szerinti 1,3-dioxolán-nukleozid-analóg:

I ahol R₂ az előbbiekben definiálttal egyezik meg.

A jelen találmány új eljárást nyújt dioxolán-nukleozid-analógok előállítására, mely szerint a C-2 pozícióban védett hidroxi-metil-csoportot tartalmazó cukorprekurzorokat purin- vagy pirimidinnukleobázisokkal kapcsoljuk össze nagy kitermeléssel és a kívánt β-izomerre nézve nagy szelektivitással.

A „nukleozid” definíció szerint bármilyen olyan vegyület, amely purin- vagy pirimidinbázist, illetve ezek analógját vagy származékát tartalmazza, és pentózcukorhoz van kapcsolva.

A „nukleozidanalóg vagy -származék”, mint azt ezután használni fogjuk, olyan vegyület, mely tartalmaz purin- vagy pirimidinbázishoz, illetve ezek analógjához kapcsolt 1,3-dioxolánt, amely a következő eljárásokkal vagy ezek kombinációival módosítható: bázis módosításai, mint például egy szubsztituens (például 5-fluorocitozin) addíciója, vagy egy csoport izoszterikus csoporttal (például 7-deazaadenin) történő cseréje; cukor módosításai, mint például a hidroxilcsoportok bármilyen szubsztituenssel történő szubsztitúciója vagy annak a helynek a megváltoztatása, ahol a cukor a bázishoz kapcsolódik (például a pirimidinbázisok a cukorhoz általában a N-1 helyen kapcsolódnak, és például a N-3 vagy C-6 helyen keresztül kapcsolhatók, és a purinok általában a N-9 helyen kapcsolódnak, és például a N-7 helyen keresztül kapcsolhatók).

A purin- vagy pirimidinbázis olyan purin- vagy pirimidinbázist jelent, amely a természetben előforduló nukleozidokban található. Ezek analógja olyan bázis, amely az ilyen természetben előforduló bázisokat mimikálja, miszerint szerkezetük (az atomok típusa és elrendeződése) hasonló a természetben előforduló bázisokéhoz, de tartalmazhat még további, illetve hiányozhatnak belőle bizonyos, a természetben előforduló bázisokra jellemző funkcionális tulajdonságok. Az ilyen analógok közé tartoznak azok, melyek úgy keletkeznek, ha egy CH-csoportot N-atomra cserélünk (például

HU 224 076 Β1 az 5-azapirimidinek, mint az 5-azacitozin) vagy fordítva (például a 7-deazapurinok, mint a 7-deazaadein vagy a 7-deazaguanin), vagy mindkét változtatást elvégezve (például 7-deaza-8-azapurinok). Az ilyen bázisok vagy analógok származékai esetében olyan bázisokra gon- 5 dőltünk, ahol a gyűrűszubsztituensek vagy inkorporáltak, vagy el vannak távolítva, vagy szakemberek által ismert konvencionális szubsztituensekkel módosítottak, mint például halogén-, hidroxilcsoport, aminocsoport, Ο_1-6 alkilcsoport. Az ilyen purin- vagy pirimidinbá- 10 zisok, analógok és származékok jól ismertek a szakemberek számára.

R₁ egy hidroxil-védőcsoport. A megfelelő védőcsoportok közé tartoznak azok, melyekről részletes leírás található a „Protective Groups in Organic Synthesis” 15 (azaz Védőcsoportok a szerves szintézisekben), Green, John, J. Wiley és Sons, New York (1981) című műben.

Az előnyben részesített hidroxil-védőcsoportok közé tartoznak az észterképző csoportok, mint például a Ο_1-6acilcsoport, azaz formil, acetil, szubsztituált acetil, propionil, butanoil, pivalamido, 2-klór-acetil; arilcsoporttal szubsztituált Ο·,_β acilcsoport, azaz benzoil, szubsztituált benzoil; C-|_e alkoxi-karbonil-csoport, azaz metoxi-karbonil; aril-oxi-karbonil-csoport, azaz fenoxi-karbonil. Más előnyben részesített hidroxil-védőcsoportok közé tartoznak az éterképző csoportok, mint például a C^g alkilcsoport, azaz metil, t-butil; arilcsoporttal szubsztituált alkilcsoport, azaz benzil, difenil-metil, melyek közül bármelyik lehet feltételesen halogénnel szubsztituálva. Különösképpen előnyben részesített hidroxil-védőcsoportok a t-butoxi-karbonil, a benzoil és a benzil, melyek közül bármelyik lehet feltételesen halogénnel szubsztituálva. A még inkább előnyben részesített R-| hidroxil-védőcsoport a benzilcsoport.

Előnyös, ha R₂-t a következőket tartalmazó csoportból választjuk ki;

ahol

R₃ a következő csoportból van kiválasztva: hidrogén,

C^₆ alkil- és C-i_e acilcsoportok; 60

R₄ és R₅ egymástól függetlenül a következő csoportból vannak kiválasztva: hidrogén, Ο·,_₆ alkil, bróm, klór, fluor és jód;

HU 224 076 Β1

R₆ a következő csoportból van kiválasztva: hidrogén, halogén, ciano-, karboxi-, C^g alkil-, C-|_g alkoxi-karbonil-, C^g acil-, C-j-g acil-οχι-, karbamoil- és tiokarbamoilcsoport; és

Xés Y egymástól függetlenül a következő csoportból van kiválasztva: hidrogén, bróm, klór, fluor, jód, amino- és hidroxilcsoportok.

Előnyösebb, ha R₂

ahol R₃ és R₄ megegyezik az előbbiekben definiáltakkal.

Egy előnyösebb megvalósítási forma szerint R₂ citozin, vagy ennek egy analógja vagy származéka. Legelőnyösebb, ha R₂ citozin, N-acetil-citozin vagy

N-acetil-5-fluorocitozin.

Előnyös, ha R₃ hidrogén. Egy másik megvalósítási forma szerint előnyös, ha R₃ acil, mint például az acetil.

Előnyös, ha R₄ és R₅ egymástól függetlenül a következők közül van kiválasztva: hidrogén, alkil, mint a metil vagy etil, és halogén, mint a F, Cl, I vagy Br. Előnyösebb, ha R₄ és R₅ hidrogén. Egy másik előnyösebb megvalósítási forma szerint R₄ és R₅ F.

Előnyös, ha R₆ a következők közül van kiválasztva: hidrogén, halogén, karboxi és alkil. Előnyösebb, ha R₆ H, F vagy Cl; legelőnyösebb, ha H.

X és Y előnyösen egymástól függetlenül a H, F vagy Cl közül van kiválasztva. Még előnyösebb, ha X és Y hidrogén.

L a fluor, bróm, klór és jód közül van kiválasztva.

Egy még előnyösebb megvalósítási forma szerint L jód. Ebben az esetben a távozó L csoport előállítható egy másik távozócsoport (L’) kiszorításával, például acetoxi-jódot tartalmazó Lewis-savakkal. Az ilyen Lewis-savak előnyösen a IV képlettel jellemezhetők:

ρ,οοΗ,^γ¹· . cr

II’ ahol R₃’, R₄’ és R₅’ egymástól függetlenül a következők közül vannak kiválasztva: hidrogén; C-i_₂₀ alkil (például metil, etil, t-butil), tetszés szerint halogénekkel (F, Cl, Br, I), Cg_₂₀ alkoxicsoporttal (például metoxi) vagy Cg_₂₀ aril-oxi-csoporttal (például fenoxi) szubsztituálva; C₇_₂₀ aralkil (például benzil) tetszés szerint halogénnel, 0^20 alkilcsoporttal vagy C-|_₂₀ alkoxicsoporttal (például p-metoxi-benzil-csoporttal) szubsztituálva; Cg_₂₀ aril (például fenil), tetszés szerint halogénekkel, C_1-20 alkilcsoporttal vagy Ci_2o alkoxicsoporttal szubsztituálva; trialkil-szilil; fluor; bróm; klór; jód; és

Rg’ a következők közül van kiválasztva: halogének (F, Cl, Br, I), előnyösen I O'ód); C^₂o szulfonát-észterek, tetszés szerint halogénekkel szubsztituálva (például trifluoro-metánszulfonát); C-|_₂₀ alkil-észterek, tetszés szerint halogénekkel szubsztituálva (például trifluoro-acetát); monovalens polihalidok (például trijodid); (R₃’)(R₄’)(R₅')Si általános képletű triszubsztituált szililcsoportok, ahol R₃’, R₄’, R₅' jelentése megegyezik a fentiekkel; telített vagy telítetlen szelenenil Cg_₂₀ arilcsoport; szubsztituált vagy szubsztituálatlan C₆_₂₀aril-szulfenil-csoport; szubsztituált vagy szubsztituálatlan C₁_₂₀ alkoxi-alkil-csoport; és trialkil-sziloxi-csoport.

L’ egy olyan távozócsoport, amely alkalmas egy jód távozócsoport általi kiszoríttatásra a IV képlet szerinti Lewis-sav felhasználásával. A megfelelő távozó L’ csoportok közé tartozik az acil-oxi; alkil-oxi; alkoxi-karbonil; amido; azido; izocianáto; szubsztituált vagy szubsztituálatlan, telített vagy telítetlen tiolátok; szubsztituált vagy szubsztituálatlan, telített vagy telítetlen szeleno-, szeleninil- vagy szelenonilvegyületek;

IV II

-OR, ahol R egy szubsztituált vagy szubsztituálatlan, telített vagy telítetlen alkilcsoport; egy szubsztituált vagy szubsztituálatlan alifás vagy aromás acilcsoport; egy szubsztituált vagy szubsztituálatlan, telített vagy telítetlen alkoxi- vagy aril-oxi-karbonil-csoport, szubsztituált vagy szubsztituálatlan szulfonil-imidazolid; szubsztituált vagy szubsztituálatlan alifás vagy aromás amino-karbonil-csoport; szubsztituált vagy szubsztituálatlan alkil-imidiát-csoport; szubsztituált vagy szubsztituálatlan, telített vagy telítetlen foszfonát; és szubsztituált vagy szubsztituálatlan alifás vagy aromás szulfinilvagy szulfonilcsoport. L’ előnyösen acetoxicsoport.

Egy előnyös megvalósítási forma szerint a jelen találmány a III képlet szerinti β-nukleozidanalógok, és ezek sói és észterei előállítására nyújt egy sztereoszelektív eljárást, mely a purin- vagy pirimidinbázis, illetve ezek analógja és származéka glikozilációja által a II képlettel jellemezhető köztiterméken keresztül megy végbe, és mint az előbbiekben definiáltuk, alacsony hőmérsékletű körülmények között. A glikozilációs reakció előnyösen -10 °C alatti hőmérsékleten megy végbe, azaz körülbelül -10 és -100 °C között, még előnyösebben -20 °C alatt. A legelőnyösebb megvalósítási forma szerint a glikozilációs reakció körülbelül -20 °C és -78 °C között zajlik.

A II képlet szerinti köztiterméket egy szililezett purin- vagy pirimidinbázissal reagáltatjuk, alkalmas módon egy megfelelő szerves oldószerben, például szénhidrogénben, mint például a toluol, halogénezett szénhidrogénben, mint a diklór-metán (DCM), nitrilben, mint az acetonitril, amidban, mint a dimetil-formamid, ész5

HU 224 076 Β1 terben, mint az etil-acetát, éterben, mint a tetrahidrofurán, vagy ezek egy keverékében, alacsony hőmérsékleteken, mint -40 °C és -78 °C között. Szililezett purinvagy pirimidinbázisok, illetve ezek analógjainak és származékainak előállítását a WO92/20669 számú 5 szabadalmi bejelentés ismerteti. Az ilyen szililezőágensek az 1,1,1,3,3,3-hexametil-diszilazán, a trimetil-szilil-triflát, a t-butil-dimetil-szilil-triflát vagy a trimetil-szilil-klorid, alkalmas savas vagy bázikus katalizátorral.

Az előnyös szililezőágens az 1,1,1,3,3,3-hexametil-di- 10 szilazán.

Az I képlet szerinti vegyület képzéséhez az alkalmas, védelmet eltávolító körülmények a metanolos vagy etanolos ammónia vagy egy bázis, mint például a kálium-karbonát, megfelelő oldószerben, mint például a metanol vagy tetrahidrofurán a N-4 deacetilációhoz.

Az 5’-arilcsoport eltávolításához alkalmas a transzfer deacetiláció hidrogenolízis olyan hidrogéndonorral, mint a ciklohexén vagy az ammónium-formiát, olyan katalizátorral, mint a palládium-oxid aktív szén jelenlétében.

Könnyen belátható, hogy a II képlet szerinti köztitermék a Ha és llb köztitermékekből képződik:

R₃OCH₂ ti,,'.

v.

<

r₁och₂ vágy

b

Belátható továbbá, hogy ha a glikozilálási lépést a Ha és llb köztitermékek ekvimoláris mennyiségeivel hajtjuk végre, az I képlet szerinti β-nukleozidok racém 25 keverékét fogjuk kapni.

A szakember számára nyilvánvaló, hogy az így kapott diaszteromer keverék elválasztása, például a II képlet szerinti vegyületek és egy szililezett bázis közötti kapcsolási reakció után, végrehajtható szilikagélen tör- 30 ténő kromatográfiával vagy megfelelő oldószerben történő kristályosítással (lásd például J. Jacques és munkatársai Enantiomers, Racemates and Resolutions, 251-369. o., John Wiley és Sons, New York 1981).

Azonban előnyben részesített, ha a glikozilációt 35 vagy a Ha képlet szerinti, vagy a llb képlet szerinti optikailag tiszta vegyülettel hajtjuk végre, így nagy optikai tisztasággal állítva elő a kívánt nukleozidanalógot.

A Ha és llb képlet szerinti vegyületek, a C—4 centrumban epimer, két diasztereomer keverékeként fordul- 40 nak elő. Most azt találtuk, hogy egy egyedüli diasztereomer, ugyanúgy, mint a Ha képlet szerinti vegyületeket magában foglaló bármely diasztereomer keverék, úgy reagál szililezett bázisokkal, hogy nagy optikai tisztaságú β-L-nukleozidok keletkeznek. A bázisban a C—4 pozícióban a hidroxi-metil-csoport C-2-es pozíciójához viszonyítva a sztereokémia cisz-helyzetű. Jóllehet, a Ha képlet szerinti két diasztereomer szililezett bázissal végzett reakciójának sebessége különböző lehet. Hasonló eredményre jutottunk a llb képlet szerinti köztitermékek esetében β-D-nukleozidok szintézisekor.

A jelen találmány egy előnyös megvalósítási formája a II képlet szerinti anomer jodidok előállítására szolgáló lépést nyújt, amely során az V képlet szerinti ismert anomer 2S-benzil-oxi-metil-1,3-dioxolán-4S és -4R acetoxiszármazékokat jodo-trimetil-szilánnal vagy dijodo-szilánnal reagáltatjuk alacsony hőmérsékleten (-78 °C) szililezett pirimidin- vagy purinbázissal, illetve ezek analógjával vagy származékával végzett glikolizációt megelőzően (1. ábra).

O O

V VI II (1. ábra)

HU 224 076 Β1

1b. példa

2S-Benzil-oxi-metil-4R-jód-1,3-dioxolán és

2S-benzil-oxi-metil-4S-jód-1,3-dioxolán (#1 vegyület)

Reagensek és reakciókörülmények:

TSHO/80%/2,7:1,0 cisz/transz;

ii) MeOH/LiOH;

iii) oszlopon történő elválasztás;

iv) Pb(OAc)₄/MeCN/Py/2h/RT/80%; és

v) TMSI vagy SiH₂l₂/CH₂CI₂/ -78 °C.

Az anomer acetoxi-köztitermék (VI) előállítására szolgáló alkalmas eljárások a szakember számára nyilvánvalóak, és tartalmazzák az L-aszkorbinsavból (Belleau és munkatársai Tetrahedron Lett. 1992, 33, 6949-6952) vagy a D-mannitolból (Evans és munkatársai Tetrahedron Asymmetry 1993, 4, 2319-2322) származó benzil-oxi-metil-acetálok oxidatív degradációját.

Azt találtuk továbbá, hogy az ismert 2S-benzil-oximetil-1,3-dioxolán-4S-karboxilsav (V) a 4S,2R-izomerjéhez képest kedvezőbben előállítható úgy, hogy a kereskedelemben kapható 2,2-dimetil-1,3-dioxolán-karboxilsavat a hidroxi-acetaldehid védett származékával, például a benzil-oxi-acetaldehiddel savas körülmények között reagáltatjuk.

A jelen találmány szerinti diasztereoszelektív eljárás továbbá a következő köztitermékeket is nyújtja:

- 2S-benzil-oxi-metil-4R-jód-1,3-dioxolán és 2Sbenzil-oxi-metil-4S-jód-1,3-dioxolán;

- p-L-5’-benzil-2’-deoxi-3’-oxa-N-4-acetil-citidin;

- p-L-5’-benzil-oxi-2’-deoxi-3’-oxacitidin;

- p-L-5’-benzil-2’-deoxi-3’-oxa-5-fluoro-N4-acetil-citidin; és

- p-L-5'-benzil-2'-deoxi-3'-oxa-5-fluorocitidin.

1a. példa

2S-Benzil-oxi-metil-4R-jód-1,3-dioxolán és

A 2S-benzil-oxi-metil-4S-acetoxi-1,3-dioxolán és a 2S-benzil-oxi-metil-4R-acetoxi-1,3-dioxolán 1:2 arányú keverékét (6 g, 23,8 mmol) toluol azeotrópos desztillációja segítségével vákuumban szárítottuk. A toluol eltávolítása után a visszamaradt olajat száraz diklór-metánban (60 ml) feloldottuk, és jód-trimetil-szilánt (3,55 ml; 1,05 eq.) adtunk hozzá -78 °C-on, erőteljes keverés közben. Az elegyítés után eltávolítottuk a szárazjég/aceton fürdőt, és a keveréket szobahőmérsékletre hagytuk felmelegedni (15 perc). Az ¹H-NMR a 2S-benzil-oxi-metil-4R-jód-1,3-dioxolán és a 2S-benzil-oxi-metil-4S-jód-1,3-dioxolán képződését jelezte.

¹H-NMR (300 MHz, CDCI₃) δ 3,65-4,25 (2H, m);

4,50-4,75 (4H, m); 5,40-5,55 (1H, átlapoló tripletek); 6,60-6,85 (1H, dd); 7,20-7,32 (5H, m).

A 2S-benzil-oxi-metil-4S-acetoxi-1,3-dioxolán és a 2S-benzil-oxi-metil-4R-acetoxi-1,3-dioxolán 1:2 arányú keverékét (6 g, 23,8 mmol) toluol azeotrópos desztillációja segítségével vákuumban szárítottuk. A toluol eltávolítása után a visszamaradt olajat száraz diklór-metánban (60 ml) feloldottuk, és dijód-szilánt (2,4 ml; 1,05 eq.) adtunk hozzá -78 °C-on, erőteljes keverés közben. Az elegyítés után eltávolítottuk a szárazjég/aceton fürdőt, és a keveréket szobahőmérsékletre hagytuk felmelegedni (15 perc). Az ¹H-NMR a 2S-benzil-oxi-metil4R-jód-1,3-dioxolán és a 2S-benzil-oxi-metil-4Sjód-1,3-dioxolán képződését jelezte.

¹H-NMR (300 MHz, CDCI₃) δ 3,65-1,25 (2H, m);

2. példa p-L-5’-Benzil-2’-deoxi-3’-oxa-N-4-acetil-citidin (#2 vegyület)

Ez előbbiekben előállított diklór-metánban lévő jódos köztiterméket (1. példa) -78 °C-ra hűtöttük le. 1,1,1,3,3,3-hexametil-diszilazánban (HMDS) végzett reflux során képződött perszililezett N-acetil-citozint (1,1 eq.) és ammónium-szulfátot a HMDS elpárologtatása után 30 ml diklór-metánban feloldottunk és a jódos köztitermékhez adtunk. A reakciókeveréket -78 °C-on tartottuk 1,5 órán keresztül, ezután vizes nátrium-hidrogén-karbonátra öntöttük és diklór-metánnal extraháltuk (2*25 ml). A szerves fázist nátrium-szulfáttal szárítottuk, a szilárd anyagot szűréssel eltávolítottuk, és az oldószert vákuumban elpárologtattuk, így kaptunk 8,1 g nyers keveréket. Az ¹H-NMR-vizsgálat alapján p-L-5’benzil-2’-deoxi-3’-oxacitidin és ennek a-L-izomerje képződött 5:1 arányban. E nyers keveréket szilikagélen kromatográfiával választottuk el (5% MeOH EtOAcban), így állítva elő tisztán a p-L-(cisz-) izomert (4,48 g).

Más megoldás, ha a keveréket etanolból átkristályosítjuk, ekkor 4,92 g tiszta β-izomert kapunk, és a βés a-izomerek 1:1 arányú keverékéből 3,18 g-ot.

HU 224 076 Β1 ¹ H-NMR (300 MHz, CDCI₃) δ 2,20 (3H, S, Ac); 3,87 (2H, m, H-5'), 4,25 (2H, m, H-2’); 4,65 (2H, dd, OCH₂Ph); 5,18 (1H, t, H-4'); 6,23 (1H, m, H-1’); 7,12 (1H, d, H-5); 7,30-7,50 (5H, m, Ph); 8,45 (2H, m, NH+H-6).

3. példa p-L-5’-Benzil-oxi-2'-deoxi-3'-oxacitidin (#3 vegyület)

A 2. példa védett β-L-izomerjét (4,4 g) telített metanolos ammóniában (250 ml) szuszpendáltuk, és szobahőmérsékleten 18 órán keresztül kevertettük zárt edényben. Ezután az oldószert vákuumban eltávolítottuk, így tiszta formában kaptuk a deacetilált nukleozidot.

¹H-NMR (300 MHz, CDCI₃) δ 3,85 (2H, m, H-5’); 4,20 (2H, m, H-2’); 4,65 (2H, dd, OCH₂Ph); 5,18 (1H, t,

H-4’); 5,43 (1H, d, H-5); 5,50-5,90 (2H, br, s,

NH₂); 6,28 (1H, m, H-1’); 7,35-7,45 (5H, m, Ph);

7,95 (1H,d, H-6).

4. példa β-L-2’-Deoxi-3’-oxacitidin (#4 vegyület)

¹³C-NMR (75 MHz, DMSO-d₆) δ 59,5 (C-2’); 70,72 (C-5’); 81,34 (C-4'); 93,49 (C-1'); 104,49 (C-5); 140,35 (0-4); 156,12 (C-6), 165,43 (C-2).

5. példa p-L-5’-Benzil-2’-deoxi-3’-oxa-5-fluoro-N-4-acetil-citidin (#5 vegyület)

Az előzőekben előállított, diklór-metánban lévő jódtartalmú származékokat (1. példa) -78 °C-ra lehűtöttük. 1,1,1,3,3,3-Hexametil-diszilazánban (HMDS) végzett reflux során képződött perszililezett N-acetil-5-fluorocitozint (1,05 eq.) és ammónium-szulfátot a HMDS elpárologtatása után 20 ml diklór-metánban feloldottunk és a jódos köztitermékhez adtunk. A reakciókeveréket -78 °C-on tartottuk 1,5 órán keresztül, ezután vizes nátrium-hidrogén-karbonátra öntöttük és diklór-metánnal extraháltuk (2*25 ml). A szerves fázist nátrium-szulfáttal szárítottuk, a szilárd anyagot szűréssel eltávolítottuk, és az oldószert vákuumban elpárologtattuk, így kaptunk 8,1 g nyers keveréket. Az ¹H-NMRvizsgálat alapján p-L-5’-benzil-2’-deoxi-3’-oxa5-fluoro-N-4-acetil-citidin és ennek α-L-izomerje képződött 5:1 arányban. E nyers keveréket szilikagélen kromatográfiával választottuk el (5% MeOH EtOAc-ban), így állítva elő tisztán a β-L- (cisz-) izomert (4,48 g).

Más megoldás, ha a keveréket etanolból átkristályosítjuk, ekkor 4,92 g tiszta β-izomert kapunk, és a βés a-izomerek 1:1 arányú keverékéből 3,18 g-ot. ¹H-NMR (300 MHz, CDCI₃) δ 2,20 (3H, S, Ac); 3,87 (2H, m, H-5’), 4,25 (2H, m, H-2’); 4,65 (2H, dd,

OCH₂Ph); 5,18 (1H, t, H-4’); 6,23 (1H, m, H-1’);

7,12 (1H, d, H-5); 7,30-7,50 (5H, m, Ph); 8,45 (2H, m, NH+H-6).

6. példa p-L-5’-Benzil-2’-deoxi-3’-oxa-5-fluorocitidin (#6 veAz előző példából származó β-ί-5’-όεηζίΙ-οχί-2'deoxi-3’-oxacitidint EtOH-ban (200 ml) feloldottuk, majd ezt követően ciklohexént (6 ml) és palládium-oxidot (0,8 g) adtunk hozzá. A reakcióelegyet 7 órán keresztül refluxáltattuk, majd lehűtöttük, és a szilárd anyag eltávolítása céljából szűrtük. Az oldószert a szűrletből vákuumdesztilláció segítségével távolítottuk el. A nyersterméket egyensúlyi kromatográfiával tisztítottuk szilikagélen (5% MeOH EtOAc-ban), így fehér szilárd anyagot kaptunk (2,33 g) 86%-os teljes kitermeléssel, a^²=-46,7° (c=0,285; MeOH), olvadáspont: 192-194°C.

¹H-NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ 3,63 (2H, dd, H-5’);

4,06 (2H, m, H-2’); 4,92 (1H, t, H-4’); 5,14 (1H, t,

OH); 5,70 (1H, d, H-5); 6,16 (2H, dd, H-1’);

7,11-7,20 (2H, br, s, NH₂); 7,80 (1H, d, H-6)

Az előző lépésből (5. példa) származó nyersterméket metanolos ammóniában (100 ml) szuszpendáltuk,

HU 224 076 Β1 és 18 órán keresztül szobahőmérsékleten egy zárt reakcióedényben kevertettük. Az oldószert vákuumban eltávolítottuk, így kapva a deacetilált keveréket, amit szilikagélen, egyensúlyi kromatográfiával választottunk el (2-3% MeOH EtOAc-ban). 1,21 g tiszta β-izomert 5 kaptunk (erre az izomerre vonatkoztatva 45%-os kitermelés).

7. példa β-|_-2’-ϋβοχί-3’-οχ3-5-ΑυοΓθάΙίόίη (#7 vegyület) 10

A 6. példában leírtak szerint előállított deacetilált tiszta β-L-izomert (900 mg, 2,8 mmol) etanolban (40 ml) feloldottuk, majd ezt követően ciklohexént (3 ml) és palládium-oxid-katalizátort (180 mg) adtunk hozzá. A reakcióelegyet 24 órán keresztül refluxáltat- 25 tűk, és a katalizátort szűréssel eltávolítottuk. Az oldószert a szűrletről vákuumdesztillációval távolítottuk el.

A nyersterméket egyensúlyi kromatográfiával szilikagélen tisztítottuk (5-7% MeOH EtOAc-ban). Fehér szilárd anyagot kaptunk (530 mg, 82%-os kitermelés). 30 (aft)=-44,18° (c=0,98; MeOH).

¹ H-NMR (300 MHz, DMSO-d6); δ 3,62-3,71 (2H, m,

H-5’); 4,03—4,13 (2H; m, H-2’); 4,91 (1H, t, H-4’);

5,32 (1H, t, OH); 6,11 (1H; t; H-1’); 7,53-7,79 (2H, b, NH₂); 8,16 (1H; d, H-6); 35 ¹³C-NMR (75 MHz, DMSO-d6); δ 59,34 (C-2’); 70,68 (C-5’); 80,78 (C-4’); 104,53 (C-1’); 124,90, 125,22 (C—4); 134,33, 136,73 (C-5); 153,04 (C-2); 156,96,

157,09 (C-6).

8. példa

A β-L-2'-deoxi-3’-oxacίtidin-nukleozid-analógok izomertisztaságának meghatározása Az izomertisztaságot (β-L- szemben a-L-izomerrel és β-L- szemben β-D-izomerrel) Waters HPLC rendszeren határoztuk meg, mely tartalmazott egy 600-as szabályozópumpát az oldószer szállításához, 486-os UV-detektort, 412-es WISP automatikus mintavevőt és egy 740-es Waters integrátormodult. Egy analitikai királis reverz fázisú cyclobond I RSP oszlopot (Astec, 4,6*250 mm belméretű) használtunk, melyet a gyártó töltött R’S-hidroxi-propil-éterrel derivatizált β-ciklodextrinnel. A mozgófázis acetonitrilt (A) és 0,05% trietil-amin-tartalmú vizet (B) tartalmazott, és a pH-t jégecettel 7,05-re állítottuk be. Az oszlopot izokratikus körülmények között 0 °C-on működtettük 5% A-t és 95% B-t tartalmazó keverék felhasználásával. Az ilyen körülmények a DiMarco és munkatársai által közöltek (J. Chromatography, 1993, 645, 107-114) módosításai. A térfogatáram 0,22 ml/perc volt, és a nyomást 648-660 psi (4,46-4,54 MPa) értéken tartottuk. A nukleozidok detektálását a 215 és a 265 nm-en mért UV-abszorpciójukon keresztül végeztük. A β-D-izomer és a racém vegyűletek mintáit a Belleau és munkatársai által publikált Tetrahedron Lett. 1992, 33, 6948-6952 alapján készítettük el, és belső referenciaként, valamint koinjektáláshoz használtuk.

Ilyen körülmények között a 4. példa szerint előállított #4 vegyület izomertisztasága >99%, és a 7. példa szerinti #7 vegyület izomertisztasága >96% volt.

A 2. ábrán bemutatott általános vázlat alapján a különböző körülmények között - mint hőmérséklet és Lewis-sav - előállított dioxolán-nukleozidok izomertisztasága az 1. táblázatban látható.

BnO

-> BnO bázis

Lewis sav szililezett bázis cisz: transz (2. ábra)

1. táblázat

Bázis	Lewis-sav	Hőmérséklet (°C)	Cisz:transz
5F-N(Ac)-citozin	TMSI	a:-78	b: -78	8:1
5F-N(Ac)-citozin	SiH₂l₂	a: -78	b:-78	7:2
N(Ac)-citozin	TMSI	a:-78	b: -78	5:1

Megjegyzés: minden reakció esetében diklór-metán volt az oldószer, és a bázisokat HMDS-sel szilileztük.

Claims

1. Eljárás a (III) általános képletű β-nukleozidanalóg vegyület és annak sói előállítására, (III) ahol a képletben

R₁ jelentése hidroxil-védőcsoport; és R₂ jelentése purin- vagy pirimidinbázis vagy ezek analógja vagy származéka, azzal jellemezve, hogy a purin- vagy pirimidinbázist vagy analógját vagy származékait -10 °C alatti hőmérsékleten glikoziláljuk egy (II) általános képletű köztitermékkel, (II)

10 ahol L jelentése halogénatom.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az L csoport jelentése jód.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az R·, csoport jelentése benzilcsoport.

15

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az R₂ csoport jelentése általános képletű csoport, ahol a képletekben

R₃ jelentése hidrogénatom, vagy 1-6 szénatomos alkil- vagy 1-6 szénatomos acilcsoport; 60

R₄ és R₅ jelentése egymástól függetlenül hidrogén-, bróm-, klór-, fluor- vagy jódatom, vagy 1-6 szénatomos alkilcsoport;

HU 224 076 Β1

R_e jelentése hidrogén- vagy halogénatom, vagy ciano-, karboxi-, 1-6 szénatomos alkil-, 1-6 szénatomos alkoxi-karbonil-, 1-6 szénatomos acil-, 1-6 szénatomos acil-οχι-, karbamoil- vagy tiokarbamoilcsoport; és

Xés Yjelentése egymástól függetlenül hidrogén-, bróm-, klór-, fluor- vagy jódatom, vagy amino- vagy hidroxilcsoport.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy R₂ jelentése általános képletű csoport, ahol a képletben

R₃ jelentése hidrogénatom, vagy 1-6 szénatomos alkil-vagy 1-6 szénatomos acilcsoport; és

R₄ jelentése hidrogén-, bróm, klór-, fluor- vagy jódatom, vagy 1-6 szénatomos alkilcsoport.

6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy R₃ jelentése hidrogénatom vagy acetilcsoport, és R₄ jelentése hidrogén- vagy fluoratom.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a glikozilálási reakciót -15 °C alatt, előnyösen -20 °C alatt, előnyösebben -50 °C alatt, és még előnyösebben mintegy -78 °C hőmérsékleten hajtjuk végre.

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (III) általános képletű vegyületről még eltávolítjuk a védőcsoportot, hogy egy (I) általános képletű vegyületet kapjunk, (l) ahol a képletben R₂ jelentése purin- vagy pirimidinbázis, vagy ezek analógja vagy származéka.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a (II) általános képletű köztiterméket egy (II’) általános köztitermék (ll') ahol /.'jelentése egy távozócsoport; és egy (IV) általános képletű, jódot tartalmazó Lewis-sav reakciójával állítjuk elő,

R4

R₃'—Si-R₅'

Re’ (iv) ahol a képletekben

R₃', R₄’, és R₅’ jelentése egymástól függetlenül hidrogénatom vagy 1-20 szénatomos alkilcsoport, kívánt esetben fluor-, klór-, bróm- vagy jód halogénatomokkal, vagy 6-20 szénatomos alkoxi- vagy 6-20 szénatomos aril-oxi-csoporttal szubsztituálva; 7-20 szénatomos aralkilcsoport, kívánt esetben halogénatommal vagy 1-20 szénatomos alkil- vagy 1-20 szénatomos alkoxicsoporttal szubsztituálva; 6-20 szénatomos arilcsoport kívánt esetben halogénatomokkal, 1-20 szénatomos alkil- vagy 1-20 szénatomos alkoxicsoporttal szubsztituálva; trialkil-szilil-csoport; vagy fluor-, bróm-, klórvagy jódatom, és

R₆’ jelentése fluor-, klór, bróm- vagy jód halogénatom vagy 1-20 szénatomos szulfonát-észter, kívánt esetben halogénatommal szubsztituálva; 1-20 szénatomos alkil-észter, kívánt esetben halogénatommal szubsztituálva egyértékű polihalogenid; (R₃’)(R₄’)(R₅’)Si általános képletű triszubsztituált szililcsoport, ahol R₃’, R₄’, R₅’ jelentése az előzőekben meghatározott; telített vagy telítetlen szelenenil-(6-20 szénatomos aril)-csoport; szubsztituált vagy szubsztituálatlan 6-20 szénatomos aril-szulfenil-csoport; szubsztituált vagy szubsztituálatlan 1-20 szénatomos alkoxi-alkil-csoport; vagy trialkil-sziloxi-csoport.

10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy Lewis-savként TMSI-t és SiH₂l₂-ot, előnyösen TMSI-t alkalmazunk.