JP2009510075A - 抗ウイルス剤としての修飾４’−ヌクレオシド - Google Patents

抗ウイルス剤としての修飾４’−ヌクレオシド Download PDF

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Abstract

記載された4'-C-置換/3-D-及び/3-L-ヌクレオシド、又はその薬学的に許容される塩、あるいはそのプロドラッグの有効量を投与することを含む、ヒト免疫不全ウイルス及びB型肝炎ウイルスに感染した宿主を治療するための化合物、方法及び組成物を提供する。

Description

発明の分野
本発明は、薬化学の分野にあり、具体的には、記載されたβ-D-及びβ-L-4'-C-置換-3'-フルオロ-及び3'-アジド-3'-デオキシヌクレオシド、又はその薬学的に許容される塩あるいはそのプロドラッグの有効量を投与することを含む、ヒト免疫不全ウイルス（以下、「HIV」と称する）、B型肝炎（以下、「HBV」と称する）、又はHIV及びHBVに感染した宿主の治療のための化合物、方法及び組成物である。
本願は、米国を除く全ての国の出願人については、米国国内会社であるPHARMASSET, INCの名称で、米国の指定のみの出願人については、全て米国民である、Jinfa Du、Phillip Forman及びMichael Sofiaの名称で、2006年9月26日にPCT国際特許出願として出願されている。本願は、2005年9月26日に出願された米国特許出願第60/720,388号の優先権を主張する。
発明の背景
1981年に、後天性免疫不全症候群（AIDS）は、ほとんど例外なく死に至る、ヒト免疫系を重度に危うくする疾患として定義された。1983年に、AIDSの病因学的原因は、HIVであると決定された。
1985年には、合成ヌクレオシド3'-アジド-3'-でオキシチミジン（AZT）は、HIVの複製を阻害することが報告された。それ以来、2',3'-ジデオキシイノシン(DDI)、2',3'-ジデオキシシチジン(DDC）及び2',3'-ジデオキシ-2',3'-ジデヒドロチミジン（D4T）を含む多数の他の合成ヌクレオシドが、HIVに対して効果的であることが判明してきた。細胞内キナーゼによる5'-三リン酸への細胞リン酸化の後に、これらの合成ヌクレオシドは、ウイルスDNAの成長するストランドに取り込まれ、3'-ヒドロキシ基の非存在に因る連鎖停止を引き起こす。それらはまた、ウイルス性酵素逆転写酵素を阻害できる。
HIVのin vivo又はin vitroでの複製の阻害における様々な合成ヌクレオシドの成功は、多数の研究者に、ヘテロ原子を、ヌクレオシドの3'-位の炭素原子と置換したヌクレオシドをデザインさせ、試験させた（Norbeck他, 1989, Tetrahedron Letters, 30 (46) 6246, 欧州特許出願公開第0 337 713号、及び米国特許第5,041,449号明細書）。
米国特許第5,047,407号明細書及び欧州特許出願公開第0 382 526号明細書は、抗ウイルス活性を有する、多数のラセミ体2'-置換-5'-置換-1,3-オキサチオランヌクレオシドを開示し、具体的には、2-ヒドロキシメチル-5-(シトシン-1-イル)-1,3-オキサチオラン(±)-BCH-189のC1'-β異性体のラセミ混合物（おおよそC4'-位）がHIVに対してAZTとほぼ同一の活性を有し、試験レベルでは細胞毒性がないことを報告している。(±)-BCH-189は、36週を超える期間、AZTで治療された患者からのin vitroでのAZT-抵抗性HIV単離体の複製を阻害することも見出された。3TCとして知られている、BCH-189の異性体の(-)-エナンチオマーは、HIVに対して非常に強力であり、ほとんど毒性を示さない。(-)-cis-2-ヒドロキシメチル-5-(5-フルオロシトシン-1-イル)-1,3-オキサチオラン（「FTC」）はまた、強力なHIV活性を有する（Schinazi他, 1992 Antimicrob. Agent and Chemotherap, 2423-2431)。
近年、4'-置換ヌクレオシドは、強力な抗-HIV活性を示すことが報告されている（Siddiqui, M. A.他, J. Med. Chem. 2004, 47, 5041-5048; Nomura, M.他, J. Med. Chem. 1999, 42, 2901-2908）。重大なヒトの健康上の問題を引き起こす別のウイルスは、HBVである。HBVは、ヒト癌の原因としてタバコに次いで第２位である。腫瘍発症を直接的に誘起することがあり、又は慢性炎症、肝硬変及び感染に関連する細胞再生によって腫瘍発症を間接的に誘起することがあると仮定されているが、HBVが癌を引き起こすメカニズムは知られていない。
宿主が感染に気が付かない2〜6ケ月の潜伏期間後に、HBV感染は、急性肝炎、及び腹痛、黄疸及びある酵素の高い血中レベルを引き起こす肝臓障害をもたらす。HBVは、劇症肝炎をもたらす。これは、急激な進行性で、通常、肝臓の大部分が破壊される疾患の致命的形態である。
西側の工業国では、HBV感染の高リスク群は、HBVキャリア又はその血液試料と接触した群を含む。HBVの病因学は、後天性免疫不全症候群の病因学と非常に類似している。これは、HBV感染がAIDS又はAIDS-関連複合体を有する患者の中でなぜ共通しているかを説明している。しかしながら、HBVはHIVよりもより伝染性である。FTC及び3TCは、HBVに対して活性を示す（Furman他, 1992 Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2686-26）。
ヒト血清-由来ワクチンは、HBVに対して患者を免疫するために開発された。それは、効果的であることが見出されているが、ワクチンの産生は、慢性キャリア由来のヒト血清の供給が限られ、精製手段が長く高価であるため、問題となっている。更に、異なった血清から調製されたワクチンの各バッチは、安全性を確実にするためにチンパンジーで試験されなければならない。ワクチンはまた、遺伝子工学によっても産生されている。遺伝子工学で作製されたタンパク質であるα-インターフェロンによる日常の治療も、有望であることが分かっている。
後天性免疫不全症候群、AIDS-関連複合体、及びB型肝炎ウイルスが世界的な流行レベルに達し、感染患者に対して痛ましい影響を有するという事実の点から、これらの疾患を治療し、宿主に対して低毒性を有する、新しい有効な医薬を提供する強い必要性が依然としてある。
発明の概要
本発明は、β-D-及びβ-L-4'-C-置換-3'-フルオロ及び3'-アジド-3'-デオキシヌクレオシド、又はその薬学的に許容される塩あるいはそのプロドラッグの有効量を投与することを含む、HIV、HBV、又はHIV及びHBVに感染した宿主を治療するための、化合物、その合成、方法及び組成物を開示する。
発明の詳細な説明
本発明は、β-D-及びβ-L-4'-C-置換3'-フルオロ-及び3'-アジド-3'-ジデオキシヌクレオシド、又はその薬学的に許容される塩並びにそのプロドラッグの有効量を投与することを含む、宿主におけるHIV、HBV、又はHIV及びHBV感染症を治療するための方法及び組成物に関する。
より具体的には、本発明の第1の局面は、式I及びII：
Figure 2009510075
[式中、
Xは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、又はCF3であり；
Yは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、CF3、ヒドロキシメチル、メチル、場合により置換又は非置換のエチル、場合により置換又は非置換のビニル、場合により置換又は非置換の2-ブロモビニル、場合により置換又は非置換のエチニルであり；
R1は、F又はN3であり；
R2は、OH、OR4、OC(O)R4、OPvO3vMxR4 yR5 z、PvO3vMxR4 yR5z、OCH2PvO3vMxR4 yR5z、0P(0)(0Q)a(NHR4)b、SH、SR4、S(O)bR4、SC(O)R4、NH2、NHC(O)R4、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4であり；
R3は、F、シアノ、アジド、エチニル、クロロビニル、フルオロビニル、アルキル(C1-6)、1〜3個のハロゲン置換アルキル(C1-6)、アルケニル(C1-6)又はアルキニル(C1-6)である、但し、R1がN3のとき、R3はヒドロキシメチルでない；
Zは、O、S、CH2又はC=CH2であり；
Aは、N、CH又はCFであり；
R4及びR5は同一でも異なってもよく、低級アルキル、低級アルケニル、炭素数1〜17個のアシル、アリール又はアラルキルであり；
Mは、H+、Na+及びK+からなる群より選ばれる少なくとも1つのメンバーであり；
vは、1、2又は3の値を有し；
x、y及びzは、互いに独立して、0、1、2、3又は4の値を有し；並びに
aは、0又は1の値を有し、bは、1又は2の値を有し、そしてQは、M又はR4である。]
で表されるβ-D-及びβ-L-ヌクレオシド、又はその薬学的に許容される塩あるいはそのプロドラッグの有効量を投与することを含む、
HIV、HBV、又はHIV及びHBVに感染した宿主を治療するための化合物、方法及び組成物に関する。
本発明の第2の局面は、式：
Figure 2009510075
[式中、
Xは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、又はCF3であり；
Yは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、CF3、ヒドロキシメチル、メチル、場合により置換又は非置換のエチル、場合により置換又は非置換のビニル、場合により置換又は非置換の2-ブロモビニル、場合により置換又は非置換のエチニルであり；
R3は、F、シアノ、アジド、エチニル、クロロビニル、フルオロビニル、アルキル(C1-6)、1〜3個のハロゲン置換アルキル(C1-6)、アルケニル(C1-6)又はアルキニル(C1-6)である、但し、R1がN3のとき、R3はヒドロキシメチルでない；
Pgは、ヒドロキシ保護基であり；及び
R4及びR5は同一でも異なってもよく、低級アルキル、低級アルケニル、炭素数1〜17個のアシル、アリール又はアラルキルである。]
で表される中間体に関する。
本発明の第3の局面は、本発明の第2の局面に開示された中間体の製造方法であって、以下のステップ：
（a）：5'-OHを保護基Pgで選択的に保護して、5'-OPg基を形成し；
（b）：3'-OHを脱離基Lで活性化して、3'-OL基を形成し；
（c）：3'-C位をリボ-からキシロ-配置に変換するために、3'-Cと水酸化物塩基とを反応させ；
（d）：キシロ-配置を有する3'-OHを脱離基Lで活性化して、3'-OL基を形成すること；
Figure 2009510075
[式中、水酸化物塩基は、NaOH、KOH及びR4 4NOH、又はそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。]
を含む、前記方法に関する。
本発明の第4の局面は、式：
Figure 2009510075
[式中、
Xは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、又はCF3であり；
Yは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、CF3、ヒドロキシメチル、メチル、場合により置換又は非置換のエチル、場合により置換又は非置換のビニル、場合により置換又は非置換の2-ブロモビニル、場合により置換又は非置換のエチニルであり；
R3は、F、シアノ、アジド、エチニル、クロロビニル、フルオロビニル、アルキル(C1-6)、1〜3個のハロゲン置換アルキル(C1-6)、アルケニル(C1-6)又はアルキニル(C1-6)である、但し、R1がN3のとき、R3はヒドロキシメチルでない；
Pgは、ヒドロキシ保護基であり；及び
R4及びR5は同一でも異なってもよく、低級アルキル、低級アルケニル、炭素数1〜17個のアシル、アリール又はアラルキルである。]
で表される中間体に関する。
本発明の第5の局面は、本発明の第4の局面に開示された中間体の製造方法であって、以下のステップ：
（a）：5'-O-保護ヌクレオシドの3'-OHを脱離基Lで活性化して、3'-OL-5'-O-保護ヌクレオシド基を形成し；次いで
（b)：当該中間体を得るために、3'-OL-5'-O-保護ヌクレオシドをDBU（1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデク-7-エン）又はDBN（1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノン-5-エン）で処理すること；
Figure 2009510075
[式中、Lは、スルホニル、トリフルオロスルホニル、置換スルホネート及び非置換スルホネートを含むが、これらに限定されない。]
を含む、前記方法に関する。
本発明の様々な実施態様を詳細に説明する。本明細書の記載及び添付のクレームで使用される「a（一つの）」、「an（一つの）」及び「the（その）」の意味は、文脈が他の意味を明確に示さない限り、複数形を含む。また、本明細書の記載及び添付のクレームで使用される「in」の意味は、文脈が他の意味を明確に示さない限り、「in」及び「on」を含む。
本明細書で使用される用語は、一般的に、本発明の文脈の範囲内の当該分野において、及び各用語が使用される具体的な文脈において、通常の意味を有する。本発明の組成物及び方法、並びに当該組成物を製造し当該方法を使用する方法を記載することにおいて技術者への更なるガイダンスを提供するために、本発明を記載するために使用されるある用語は、以下で言及されるか、又は明細書の他のところで言及される。便宜上、ある用語は、例えばイタリック及び/又は引用符を用いて強調することがある。強調表示の使用は、用語の範囲及び意味に影響を与えない；強調されていてもいなくても、同一の文脈において、用語の範囲及び意味は同一である。当然のことながら、2以上の方法で同一の事項を記載することができる。そこで、代わりの言葉及び同義語は、本明細書に記載の任意の1以上の用語について使用でき、ある用語が本明細書において詳述されているか又は考察されているかに特定の重要性はない。ある用語の同義語を提供する。1以上の同義語の説明は、他の同義語の使用を排除しない。本明細書で考察される任意の用語の例を含む、本明細書の至るところの例の使用は、例示に過ぎず、本発明の範囲及び意味、又は任意の例示された用語を限定するものではない。同様に、本発明は、本明細書に記載の様々な実施態様に限定されない。
本明細書に記載の「about（約）」又は「approximately（約）」は、一般的に、所与の値又は範囲の20パーセント内、好ましくは10パーセント内、及びより好ましくは5パーセント内を意味する。本明細書に記載の数量は、おおよそであり、用語「about」又は「approximately」は特に記載しない場合には推論できることを意味する。
開示された化合物又はその薬学的に許容される誘導体もしくは塩、あるいはこれらの化合物を含む薬学的に許容される製剤は、HIV感染症及び他の関連する症状、例えば、AIDS-関連複合体（ARC）、持続性全身性リンパ節腫（PGL）、AIDS-関連神経的症状、抗-HIV抗体陽性及びHIV-陽性症状、カポジ肉腫、血小板減少紫斑病及び日和見感染症、の予防及び治療に有用である。加えて、これらの化合物又は製剤は、抗-HIV抗体又はHFV-抗原陽性の個体、又はHIVに曝露されたことのある個体の臨床的疾患の進行を抑制し又は遅らせるために予防的に使用できる。
化合物及びその薬学的に許容される誘導体、又は当該化合物もしくはその誘導体を含む薬学的に許容される製剤はまた、HBV感染症及び他の関連症状、例えば、抗-HBV抗体陽性及びHBV-陽性症状、HBVによって起こる慢性肝炎、肝硬変、急性肝炎、劇症肝炎、慢性持続性肝炎、及び疲労、の予防及び治療に有用ある。これらの化合物又は製剤はまた、抗-HBV抗体又はHBV-抗原陽性である個体、又はHBVに曝露されたことのある個体の臨床的疾患の進行を抑制し又は遅らせるために予防的に使用できる。
化合物は、好適なエステル化剤、例えば、酸ハライド又は無水物との反応によって薬学的に許容されるエステルに変換できる。化合物又はその薬学的に許容される誘導体は、慣用的な方法、例えば好適な塩基での処理によって、その薬学的に許容される塩に変換される。化合物のエステル又は塩は、例えば加水分解によって、親化合物に変換される。
用語「独立に」は、独立に適用される変数が適用の至るところで独立して変動することを示すために、本明細書で使用される。従って、RaXYRaのような化合物（ここで、Raは独立に炭素原子又は窒素原子である）において、2つのRaは炭素原子でよく、2つのRaは窒素原子でよく、又は1つのRaは炭素原子でかつ他のRaは窒素原子でよい。
本明細書で使用される用語「鏡像異性的に純粋」とは、ヌクレオシドの単一エナンチオマーの少なくとも、95%、好ましくは約97%、98%、99%又は100%を含むヌクレオシド組成を意味する。
本明細書で用いる用語「実質的に含まない」又は「実質的に存在しない」は、ヌクレオシドの指定のエナンチオマーの少なくとも、85又は90重量%、好ましくは95重量%〜98重量%、更により好ましくは99重量%〜100重量%を含むヌクレオシド組成を意味する。好ましい実施態様では、本発明の方法及び化合物では、化合物は、ヌクレオシドの非-指定のエナンチオマーを実質的に含まない。
同様に、用語「単離された」は、ヌクレオシドの少なくとも、85又は90重量%、好ましくは95重量%〜98重量%、更により好ましくは99重量%〜100重量%を含み、残りは他の化学種又はエナンチオマーを含む、ヌクレオシド組成を意味する。
本明細書で使用される用語「アルキル」は、他に特定しない場合には、飽和の直鎖、分枝鎖又は環状鎖の、典型的にはC1〜C10の第一級、第二級又は第三級炭化水素を意味し、具体的には、メチル、トリフルオロメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、ブチル、イソブチル、t-ブチル、ペンチル、シクロペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、シクロヘキシル、シクロヘキシルメチル、3-メチルペンチル、2,2-ジメチルブチル、及び2,3-ジメチルブチルを含む。当該用語は、置換及び非置換アルキル基を含む。アルキル基は、場合により、ヒドロキシル、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルコキシ、アリールオキシ、ニトロ、シアノ、スルホン酸、硫酸塩、亜リン酸、リン酸塩又はホスホン酸塩、及び任意の他の実行可能な官能基、からなる群より選ばれる1以上の部分で置換される。当該他の実行可能な官能基は、当業者に公知、例えば文献として本明細書に援用されている、Greene他, 1991, Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley & Sons, 第2版に教示されているように、必要に応じて保護又は非保護した本化合物の薬理学的活性を阻害しない基である。
本明細書に記載の用語「低級アルキル」は、他に特定しない限り、置換及び非置換形態を含む、C1〜C4の飽和直鎖、分枝鎖、又は好適には環状鎖（例えば、シクロプロピル）アルキル基を意味する。本明細書で他に特に記載しない場合には、アルキルが好適な部分である場合には、低級アルキルが好ましい。同様にアルキル又は低級アルキルが好適な部分である場合には、非置換のアルキル又は低級アルキルが好ましい。
本明細書で使用される用語「低級アルキル」は、他に特定しない場合には、置換及び非置換形態を含む、C2〜C4非置換直鎖又は分枝鎖のアルケニル基を意味する。本明細書で他に特に記載しない限り、アルケニルが好適な部分である場合には、低級アルケニルが好ましい。同様に、アルケニル又は低級アルケニルが好適な部分である場合には、非置換のアルケニル又は低級アルケニルが好ましい。
用語「アルキルアミノ」又は「アリールアミノ」は、それぞれ、1もしくは2のアルキル又はアリール置換基を有するアミノ基を意味する。
本明細書で使用される用語「保護」は、他に定義しない限り、その更なる反応又は他の目的を避けるために、酸素原子、窒素原子又はリン原子に付加される基を意味する。幅広い酸素原子及び窒素原子保護基は、有機合成の分野で当業者に知られている。
本明細書で使用される用語「アリール」は、他に特定しない限り、フェニル、ビフェニル、又はナフチルを意味し、好ましくはフェニルを意味する。当該用語は、置換及び非置換部分を含む。アリール基は、当業者に公知、例えばGreene他, 1991, Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley & Sons, 第2版に教示されているように、必要に応じて保護又は非保護された、ヒドロキシ、アミノ、アルキルアミノ、アリールアミノ、アルコキシ、アリールオキシ、ニトロ、シアノ、スルホン酸、硫酸塩、亜リン酸、リン酸塩又はホスホン酸塩からなる群より選ばれる1以上の部分で置換される。
用語「アルカリル」又は「アルキルアリール」は、アリール置換基を有するアルキル基を意味する。用語「アラルキル」又は「アリールアルキル」は、アルキル置換基を有するアリール基を意味する。
本明細書で使用される用語「ハロ」は、クロロ、ブロモ、ヨード及びフルオロを含む。
用語「アシル」は、エステル基の非-カルボニル部分が、直鎖、分枝鎖又は環状鎖のアルキル又は低級アルキル、メトキシメチルを含むアルコキシアルキル、ベンジルを含むアラルキル、フェノキシメチルを含むアリールオキシアルキル、場合によりハロゲン（F、Cl、Br、I）、C1〜C4アルキル又はC1〜C4アルコキシで置換されたフェニルを含むアリール、スルホン酸エステル、例えばアルキル、又はメタンスルホニルを含むアラルキルスルホニル、モノ、ジ又はトリリン酸エステル、トリチル又はモノメトキシトリチル、置換ベンジル、トリアルキルシリル（例えば、ジメチル-t-ブチルシリル）又はジフェニルメチルシリル、からなる群より選ばれる、カルボン酸エステルを意味する。エステル中のアリール基は、好ましくはフェニル基を含む。
用語「低級アシル」は、非-カルボニル部分が低級アルキルであるアシル基を意味する。
本明細書で用いる用語「宿主」は、細胞株及び動物、好ましくはヒトを含む、ウイルスが複製できる単細胞又は多細胞の生物を意味する。あるいは、宿主は、機能の複製が本発明の化合物によって改変されるウイルスゲノムの一部を有することができる。用語「宿主」は、具体的には、感染された細胞、ウイルスゲノム及び動物、特に霊長類及びヒト、の全て又は一部により感染された細胞を意味する。本発明のほとんどの動物の適用において、宿主は、ヒト患者である。しかしながら、獣医的適用は、ある処方においては、本発明によって明らかに予想される。
用語「薬学的に許容される塩又はプロドラッグ」は、患者への投与の際に活性化合物を提供する化合物の任意の薬学的に許容される形態（例えば、エステル、リン酸エステル、エステルの塩又は関連基）を記載するために明細書において使用される。薬学的に許容される塩は、薬学的に許容される無機又は有機塩基及び酸から得られるものを含む。好適な塩は、薬業界で周知の多数の他の酸から得られるものの中で、アルカリ金属、例えばカリウム及びナトリウム、アルカリ土類金属、例えばカルシウム及びマグネシウムから得られるものを含む。薬学的に許容されるプロドラッグは、本発明の化合物を形成するために、宿主において代謝される、例えば加水分解又は酸化される化合物を意味する。プロドラッグの典型的な例は、活性化合物の官能基上に生物的に不安定な保護基を有する化合物を含む。プロドラッグは、活性化合物を生成するために、酸化、還元、アミノ化、脱アミノ化、水酸化、脱水酸化、加水分解化、脱加水分解化、アルキル化、脱アルキル化、アシル化、脱アシル化、リン酸化、脱リン酸化され得る化合物を含む。
1. 4'-c-エチニル-3'-フルオロ-及び3'-アジドチミジンの合成の非-限定的例 (図2参照)
イミダゾール存在下での塩化メチレン中で2.2〜2.5モルの塩化t-ブチルジメチルシリルによるチミジンの処理、その後のトリフルオロ酢酸の存在下での80%酢酸中での5'-O-シリル基の選択的脱保護は、化合物2を与えた。ピリジニウムトリフルオロ酢酸の存在下でのDMSO中での、DCCによる2の酸化は、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製の後でアルデヒド3を優れた収率で与えた。1,4-ジオキサンと水との混合物中、2N NaOHの存在下での、水溶性ホルムアルデヒドによる化合物3の処理、その後の、得られた中間体のNaBH4による還元は、ジオール4を与えた。ピリジン中での塩化ジメトキシトリチルによるジオール4の選択的保護は、化合物5を与えた。イミダゾールの存在下、塩化メチレン中での塩化t-ブチルジフェニルシリルによる化合物5の処理、次いで80%酢酸中での脱トリチル化は、化合物6を与えた。ピリジニウムトリフルオロ酢酸の存在下、DMSO中でのDCCによるアルコール6の酸化は、化合物7を与えた。化合物7とクロロメチレンウィッティヒ試薬との反応、次いでブチルリチウムでの処理による脱離は、4'-C-エチニルヌクレオシド8を与えた。THF中でのテトラブチルアンモニウムフルオリドによる8の処理は、4'-C-エチニル-チミジン9を与えた。ピリジン中のDMTrClでの9の処理は、化合物10を与えた。化合物10は、MsClによる処理、次いでEtOH中でのNaOHによる処理によって、11に変換された。ピリジンの存在下、沸点温度で、塩化メチレン中でのDASTによる化合物11の処理は、3'-フルオロヌクレオシド（12、X = F）を与えた。3'-アジドヌクレオシド（12、X = N3）は、トリエチルアミンの存在下、塩化メチレン中でメシルクロリドによる11の処理、次いでDMF中のNaN3の処理によって得られた。最終産物である、4'-エチニル-FLT（Ia, R1 =- F、R2 = OH, R3 = エチニル）及び4'-C-エチニル-AZT (Ia, R1 = N3, R2 = OH, R3 = エチニル) は、80%酢酸での12の処理によって得られる。
あるいは、塩基、例えばトリエチルアミン等の存在下で、10とMsClとの反応、次いで得られたメシレートの塩基、例えばDBU又はDBN等の処理は、中間体11'を与えた。NaN3又はテトラブチルアンモニウムフルオリド（TBAF）による11'の処理も、Maillard, M.他，Tetrahedron Lett. 1989, 30, 1955-1958に開示された、それぞれ、X = N3又はX = Fを有する中間体12を与えた。例示であって、発明者らは、上記のチミジンに限定することを意図するものではない。また、本発明者らは、それぞれ、考慮されるプリン及びピリミジンの例を開示する、米国特許第6,949,522号明細書; 同第6,403,568号明細書; 及び第2005/0009737号明細書の開示を文献として本明細書に援用する。
2. 4'-C-エチニル-3’-フルオロ-及び3'-アジド-2',3'-ジデオキシヌクレオシドの合成の非限定的例（図3参照）
イミダゾール存在下での塩化メチレン中でのt-ブチルジメチルシリルクロリドでの化合物13の処理、次いでメタノール性アンモニアによるクロロベンゾイル保護基の除去は、化合物15を与えた。ピリジニウムトリフルオロ酢酸の存在下でのDMSO中でのDCCによる化合物15の酸化は、シリカゲルカラムクトマトグラフィー精製後に、アルデヒド16を与えた。2N NaOH存在下での1,4-ジオキサンと水との混合物中での水溶性アルデヒドによる化合物16の処理、次いで得られた中間体のNaBH4による還元は、ジオール17を与えた。DMTClによる選択的保護、次いでピリジニウムトリフルオロ酢酸の存在下でのDMSO中でのDCCによる酸化は、アルデヒド19を与えた。19とクロロメチレンウィッティヒ試薬との反応、次いでブチルリチウムの存在下での脱離は、4'-C-エチニル-キシロフラノシド20を与えた。濃硫酸の存在下での酢酸中の無水酢酸による20のアセトリシスは、テトラアセテート21を与えた。ルイス酸、例えばTMSOTf又はSnCl4の存在下での21とシリル化塩基とのカップリング、次いでメタノール性アンモニアによる脱保護は、4'-C-エチニル-キシロフラノシル-ヌクレオシド23を与えた。触媒量のHClの存在下での化合物23のアセトンでの処理は、化合物24を与えた。化合物24は、バートン脱酸素に供し、2'-デオキシヌクレオシド25を与えた。80%酢酸による25の脱イソプロピレン化（deisopropylenation）、次いでピリジン中でのBzClによる選択的保護は、ヌクレオシド27を与えた。沸点温度での塩化メチレン中でのDASTによる化合物27の処理、次いでメタノール性アンモニアによる脱保護は、最終的な4'-C-エチニル-ヌクレオシド（29、R1 = F）を与えた。トリエチルアミンの存在下での塩化メチレン中でのメタンスルホニルクロリドによる27の処理、次いでDMF中での得られたメシレートとNaN3との反応は、4'-C-エチニル-ヌクレオシド（29、R1 = N3）を与えた。
上に開示された合成スキームは、4'-C-置換-3'-フルオロ-2',3'-ジデオキシヌクレオシド、4'-C-置換-3'-アジド-2',3'-ジデオキシヌクレオシド、4'-C-エチニル-3'-フルオロ-2',3'-ジデオキシヌクレオシド、4'-C-エチニル-3'-アジド-2',3'-ジデオキシヌクレオシド、4'-C-エチニル-3'-フルオロ-3'-デオキシチミジン、及び4'-C-エチニル-3'-アジド-3'-デオキシチミジンを含むがこれに限定されない、以下の考慮される化合物を提供する。
抗ウイルス活性ヌクレオシドは、宿主レシピエントへの投与の際に、直接又は間接的に親化合物を提供することができ、それ自体活性を示す、任意の誘導体として投与され得る。非限定的な例は、薬学的に許容される塩（あるいは、「生理学的に許容される塩」と称される）及びプロドラッグを含む。
活性化合物の修飾、特にN4及び5'-O-位での修飾は、生物学的利用能及び活性種の代謝率に影響を与えることができ、よって活性種の送達を制御する。更に、修飾は、化合物の抗ウイルス活性に影響を与えることができ、場合によっては親化合物を超えて活性を増大する。このことは、誘導体を製造し、そして本明細書に記載の方法又は当業者に公知の他の方法に従ってその抗ウイルス活性を試験することによって、容易に評価され得る。
本願の発明者らはまた、本明細書に開示された任意の化合物もしくはその薬学的に許容される塩又はそのプロドラッグの抗ウイルス有効量の使用を考慮する。
薬学的に許容される塩及びプロドラッグ
用語「薬学的に許容される塩又はプロドラッグ」は、患者に投与される際に活性化合物を与える化合物の任意の薬学的に許容される形態（例えば、エステル、リン酸エステル、エステル又は関連基の塩）を記載するために、本明細書を通じて使用される。
薬学的に許容される塩は、薬学的に許容される無機又は有機塩基及び酸から得られるものを含む。化合物が安定な非毒性の酸又は塩基性塩を形成できるくらいに十分に酸性又は塩基性である場合には、薬学的に許容される塩としての化合物の投与は、好適であろう。薬学的に許容される塩は、薬学的に許容される無機又は有機の塩基及び酸から得られるものを含む。好適な塩は、当業者に周知の多数の他の酸の中で、カリウム及びナトリウムのようなアルカリ金属、カルシウム及びマグネシウムのようなアルカリ土類金属から得られるものを含む。特に、薬学的に許容される塩の例は、生理学的に許容されるアニオンを形成する、酸との有機酸付加塩であり、例えば、トシレート、メタンスルホネート、酢酸塩、クエン酸塩、マロン酸塩、酒石酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、アスコルビン酸塩、α-ケトグルタル酸塩及びα-グリセロリン酸塩を含むがこれらに限定されない。硫酸塩、硝酸塩、重炭酸塩及び炭酸塩を含む、好適な無機塩も形成することができる。
薬学的に許容される塩は、当業者に周知の標準的な方法を用いて得られる。例えば、アミンのような著しく塩基性の化合物と好適な酸とを反応させることによって、生理学的に許容されるアニオンを与える。カルボン酸のアルカリ金属（例えば、ナトリウム、カリウム又はリチウム）塩又はアルカリ土類金属（例えば、カルシウム）塩もつくられる。
薬学的に許容されるプロドラッグは、本発明の化合物を形成するために宿主内で代謝される化合物を意味する。プロドラッグの典型的な例は、活性化合物の機能性部分上に生物学的に不安定な保護基を有する化合物を含む。プロドラッグは、酸化、還元、アミノ化、脱アミノ化、ヒドロキシル化、脱ヒドロキシル化、加水分解化、脱加水分解化、アルキル化、脱アルキル化、アシル化、脱アシル化、リン酸化及び/又は脱リン酸化されて、活性化合物をつくることができる化合物を含む。
本明細書に記載のヌクレオシドはいずれも、活性、生物的利用可能性、安定性を増加させ、あるいはヌクレオシドの性質を変更するためのヌクレオチドプロドラッグとして投与され得る。一般的に、ヌクレオシドのモノ、ジ又はトリリン酸塩のアルキル化、アシル化又は他の脂肪親和性修飾は、ヌクレオチドの安定性を増加させるだろう。リン酸部分上で1以上の水素を置換できる置換基の例は、アルキル、アリール、ステロイド、糖類を含む炭化水素、1,2-ジアシルグリセロール及びアルコールである。多くの置換基が、R. Jones and N. Bischofberger, Antiviral Research, 27 (1995) 1-17に記載されている。これらの内のいずれも、所望の効果を達成するために開示されたヌクレオシドと組み合わせて使用できる。
様々な実施態様では、本明細書に記載の、R1がF又はN3であるヌクレオシド誘導体のプロドラッグは、5’炭素原子（R2）での、OH、OR4、OC(O)R4、OPvO3vMxR4 yR5 z、PvO3vMxR4 yR5 z、OCH2PvO3vMxR4 yR5 z、OP(O)(OQ)a(NHR4)b、SH、SR4、SC(O)R4、NH2、NHC(O)R4、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、又はNHNHR4による置換を含む。R4及びR5は、同一又は異なって、低級アルキル、低級アルケニル、炭素数1〜17個のアシル、アリール、又はアラルキル、例えば非置換又は置換フェニル又はベンジルであり；Mは、H+、Na+及びK+からなる群より選ばれる少なくとも1つのメンバーであり；vは、1、2又は3の値であり；x、y及びzは、各々独立に0、1、2、3又は4の値を有し；並びに、aは0又は1の値を有し、bは1又は2の値を有し、及びQはM又はR4である。当業者は、上記のリン酸塩及びホスホン酸塩について、vが1であるとき、x、y及びzの合計は2であり；vが2であるとき、x、y及びzの合計は3であり；vが3であるとき、x、y及びzの合計は4であることを認識できる、と発明者らは理解している。
リン酸塩（OPvO3vMxR4 yR5 z）は、酸、塩又はエステルの形態、又はそれを組み合わせて、モノ-（v = 1)、ジ-（v = 2)、及びトリ-リン酸塩 (v = 3) を含む。v = 2である場合には、ヌクレオシドは、以下の構造：OP2O6MxR4 yR5 z（ここで、x、y及びzは、前記定義の意味を有する。）を有するR2によって5'-Cで置換される。当業者であれば、純粋な酸の形態が (OP2O6H3) によって表され；純粋な塩形態が、(OP2O6M3、M = Na+、K+、又はNa+及びK+）によって表され；純粋なエステル形態が、(OP2O6R4 yR5 z、ここで上で述べたように、R4及びR5は同一又は異なり、異なる場合には、y及びzの合計は、3を超えない）によって表されることは理解するだろう。当然のことながら、リン酸塩は混合形態でよいことも考慮される。混合形態では、リン酸塩部分が、酸（M = H+であるとき）、塩（M = Na+もしくはK+であるとき; 又は更にCa2+であるとき）、又はエステル（R4及びR5のy及びzのいずれか一方又は両方が0でない値を有する）でよいことを理解されたい。以下の構造は、考慮されるリン酸塩の好ましい例を示すが、これらに限定されない：OPO3H2、OP2O6H3、OP3O9H4、OPO3Na2、OPO3R4R5、OP2O6Na3、OP2O6R4 2R5、OP3O9Na4、OP3O9R4 3R5、PO3H2、P2O6H3、P3O9H4、PO3Na2。
R4、R5、又はR4及びR5は、下記式：R6COOR7 [ここで、R6はアルキル、例えば低級アルキルであり、R7は低級アルキレン（例えば、（ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキルもしくはハロアルキルによって）非置換又は置換されてもよい、メチレン、エチレン、プロピレン及びブチレン）である。但し、R7は、リン酸エステルの酸素に結合されている。] を有することが考慮される。特に限定されないが、例えば、ヌクレオシドは、下記式：OP(O)[OCH2OC(O)C(CH3)3]2 を有する部分によって5'-C位で置換されることが考慮される。
5'-C位と、部分（PvO3vMxR4 yR5 z）のPとの結合は、酸、塩又はエステルの形態、又はそれらの組合せを有する、モノ-（v = 1）、ジ-（v = 2）又はトリ-リン酸塩（v = 3）を与える。v = 1である場合には、ヌクレオシドは、（PO3MxR4 yR5 z）によって表されるR2によって5'-C位で置換される。当業者は、純粋な酸形態が（PO3H2）によって表されることを理解するだろう；純粋な塩の形態は、（OPO3M2、M = Na+、K+、又はNa+及びK+）によって表され、；純粋なエステルの形態は、（OPO3R4 yR5 z、ここで、上記のように、R4及びR5は同一又は異なっており、異なる場合には、y及びzの合計は2を超えない）によって表される。当然のことながら、リン酸塩は混合形態でよいことも考慮される。混合形態では、リン酸塩部分が、酸（M = H+であるとき）、塩（M = Na+もしくはK+であるとき; 又は更にCa2+であるとき）、又はエステル（R4及びR5のy及びzのいずれか一方又は両方が0でない値を有する）でよいことを理解されたい。以下の構造は、考慮されるホスホン酸塩の好ましい例を示すが、これらに限定されない：PO3H2、P2O6H3、P3O9H4、PO3Na2、P2O6Na3、P3O9Na4、PO3R4R5、P2O6R4 2R5、P3O9R4 3R5。
更に、発明者らは、ホスホラミデート（OP(O)(OQ)a(NHR4)b）（ここで、aは0又は1の値を有し、bは1又は2の値を有し、QはM又はR4である）による5'炭素での置換を含むヌクレオシド誘導体のプロドラッグを考慮する。
活性ヌクレオシドはまた、本明細書に文献として援用されている以下の文献：Kucera, L.S.他 1990 AIDS Rex Hum. Retro Viruses. 6:491-501; Piantadosi, G.他 1991. J. Med. Chem. 34: 1408. 1414; Hosteller, K. Y.他 1992, Antim. Agents Chemother. 36: 2025. 2029; Hosetler, K. Y.他 1990, J Biol. Chem. 265: 61127に開示されている、5'-リン酸エーテル脂質又は5'-エーテル脂質として提供できる。
ヌクレオシド、好ましくはヌクレオシド又は脂肪親和性調製物の5'-OH位に共有結合的に導入され得る好適な脂肪親和性置換基を開示する米国特許の非限定的な例は、米国特許第5,149,794号明細書; 同第5,194,654号明細書; 同第5,223,263号明細書; 同第5,256,641号明細書; 同第5,411,947号明細書; 同第5,463,092号明細書; 同第5,543,389号明細書; 同第5,543,390号明細書; 同第5,543,391号明細書; 及び同第5,554,728号明細書を含む。これらの文献は全て参考文献として本明細書に援用されている。本発明のヌクレオシド又は脂肪親和性調製物に結合され得る脂肪親和性置換基を開示する外国特許出願は、WO 89/02733、WO 90100555、WO 91/16920、WO 91/18914, WO 93/00910、WO 94/26273、WO 96/15132、EP 0 350 287、EP 93917054.4、及びWO 91/19721を含む。
医薬組成物
式(I)又は(II)のヌクレオシド化合物、又はその薬学的に許容される塩あるいはそのプロドラッグに基づく医薬組成物は、場合により、薬学的に許容される添加剤、担体又は賦形剤と組み合わせて、HBV又はHIVウイルス感染症、又は異常細胞増殖を治療するために治療上有効量で製造される。治療上有効量は、治療される感染症又は症状、その重度、採用される治療レジメ、使用される薬剤の薬物動力学、及び治療される患者によって変動し得る。
本発明に従う1つの局面では、化合物は、好ましくは、薬学的に許容される担体と混合して調合される。一般的に、経口投与形態で医薬組成物を投与することが好ましいが、製剤は、非経口的、静脈内、筋肉内、経皮的、口内的、皮下的、座薬又は他の経路によって投与できる。静脈内及び筋肉内製剤は、好ましくは、殺菌生理食塩水で投与される。当業者は、本発明の組成物を不安定又はその治療的活性を危うくすることなしに、特定の投与経路用の多数の製剤を提供するために、明細書の教示内で製剤を修飾してもよい。特に、水又は他のビヒクル中でより溶解性を与えるための所望の化合物の修飾は、例えば、所定の修飾（塩製剤、エステル化等）によって容易に達成できる。
ある医薬投薬形態では、化合物のプロドラッグ形態は、特に本発明の化合物の、アシル化（アセチル化又はその他）誘導体及びエーテル誘導体、リン酸エステル、及び他の塩形態を含むプロドラッグ形態は好ましい。当業者は、宿主生物又は患者内の標的部位への活性化合物の送達を促進するために、本発明の化合物をプロドラッグ形態に容易に修飾する方法を認識するだろう。当業者はまた、HBV又はHIVウイルス感染症の治療において化合物の所望の効果を最大限にするために、宿主生物又は患者内の標的部位への所望の化合物の送達において、適用できる場合には、プロドラッグ形態の好ましい薬物動力学的パラメータを利用するだろう。
本発明に従って治療上活性な製剤中に含まれる化合物の量は、感染症又は症状、好ましい実施態様ではHBV又はHIVウイルス感染症、の治療のための有効量である。一般的に、医薬投薬形態中の本発明の治療上有効量は、使用される化合物、治療される症状又は感染症、及び投与経路によって、通常、約0.1 mg/kg〜約100 mg/kg以上、及び全ての値及びその範囲の下位範囲である。本発明の目的のために、本発明に従う組成物の予防的又は抑制的有効量は、治療上有効量について上で記載した同一の濃度範囲内にあり、通常、治療上有効量と同一である。
活性化合物の投与は、継続投与（点滴）から1日当たり数回の経口投与（例えば、Q.I.D.、B.I.D.等）の範囲でよく、他の投与経路の中で、経口的、局所的、非経口的、筋肉内、静脈内、皮下的、経皮的（浸透亢進剤を含むことがある）、口内及び座薬投与を含むことがある。腸溶性-コート経口錠剤もまた、経口投与経路から、化合物の生物学的利用能及び安定性を増加させるために使用できる。最も効果的な投薬形態は、選択される特定の薬剤の薬物動力学及び患者の疾患の重度に依拠するだろう。経口投薬形態は、投与の容易さ及び期待される好ましい患者コンプライアンスのため、特に好ましい。
本発明に従う医薬組成物を製造するために、本発明に従う1以上の化合物の治療上有効量は、好ましくは、投薬量を製造するために慣用的な医薬複合化技術に従って薬学的に許容される担体と混合される。担体は、例えば経口又は非経口の投与用の所望の調製物の形態によって幅広い形態をとり得る。経投薬剤形での医薬組成物の製造において、通常の医薬媒体はいずれも使用できる。従って、液体経口調製物、例えば、懸濁剤、エリキシル剤及び液剤のためには、水、グリコール、油、アルコール、香料、保存料、着色剤等を含む好適な担体及び添加剤が使用できる。固体の経口調製物、例えば、粉剤、錠剤、カプセル剤、及び座薬のような固体調製物のためには、デンプン、糖類担体、例えばデキストロース、マンニトール、ラクトース及び関連担体、希釈剤、顆粒剤、滑剤、結合剤、崩壊剤等を含む好適な担体及び添加剤が使用できる。必要ならば、錠剤又はカプセル剤が、標準的な方法によって徐放のために腸溶性-コートさてれもよい。これらの投薬形態の使用は、患者における化合物の生物学的利用能に著しく影響を与えることがある。
非経口的製剤のためには、担体は、分散を助ける成分を含む他の成分も含まれるが、通常、殺菌水又は塩化ナトリウム水溶液を含むだろう。殺菌水が使用され、殺菌性が維持される場合には、組成物及び担体も殺菌されなければならない。好適な液状担体、懸濁剤等が採用される場合には、注入可能な懸濁剤も調製できる。
リポソーム懸濁剤（ウイルス抗原に標的されたリポソームを含む）もまた、薬学的に許容される担体を製造するための慣用的方法によって調製できる。このことは、遊離のヌクレオシド、アシルヌクレオシド、又は本発明に従うヌクレオシド化合物のリン酸エステルプロドラッグ形態の送達に好適であるかもしれない。
加えて、本発明に従う化合物は、本発明の他の化合物を含む、1以上の抗ウイルス性、抗-HBV、抗-HIV又はインターフェロン、抗菌剤と組み合わせて、あるいはこれらと交互に投与され得る。本発明に従うある化合物は、他の化合物の代謝、異化作用又は不活性化を減少させることによって、本発明に従うある薬剤の生物活性を亢進するために有効であることがあり、そのため、この所望の効果のために同時-投与され得る。
併用療法又は交替療法
ウイルス感染症の治療、阻害、抑制及び/又は予防のための別の実施態様では、活性化合物もしくはその誘導体又はその塩は、別の抗ウイルス剤と組み合わせて又は交互に投与され得る。一般的に、併用療法においては、2以上の薬剤の有効投薬量が一緒に投与されるが、交替療法では、各薬剤の有効量が連続的に投与される。投薬量は、薬物の吸収、不活性化及び排出率、並びに当業者に公知の他の因子に依拠するだろう。留意されたいが、投薬量の値は、緩和される症状の重度によっても変動するだろう。更に理解されたいが、任意の特定の対象のために、特定の投薬レジメ及びスケジュールは、個々の必要性、及び組成物を投与し又は組成物の投与を管理する人の専門的な判断によって、常に調整されるべきである。
本明細書に開示された化合物と併用して使用され得る抗ウイルス剤の非限定的な例は、アシクロビル(ACV)、ガンシクロビル (GCV又はDHPG) 及びそのプロドラッグ (例えば、バリル-ガンシクロビル)、E-5-(2-ブロモビニル)-2'-デオキシウリジン (BVDU)、(E)-5-ビニル-1-β-D-アラビノシルウラシル (VaraU)、(E)-5-(2-ブロモビニル)-1-β-D-アラビノシルウラシル (BV-araU)、1-(2-デオキシ-2-フルオロ-β-D-アラビノシル)-5-ヨードシトシン (D-FIAC)、1-(2-デオキシ-2-フルオロ-β-L-アラビノシル)-5-メチルウラシル (L-FMAU)、(S)-9-(3-ヒドロキシ-2-ホスホニルメトキシプロピル)アデニン [(S)-HPMPA]、(S)-9-(3-ヒドロキシ-2-ホスホニルメトキシプロピル)-2,6-ジアミノプリン [(S)-HPMPDAP]、(5)-1-(3-ヒドロキシ-2-ホスホニル-メトキシプロピル)シトシン [(S)-HPMPC、又はシドフィビル]、及び(2S,4S)-1-[2-(ヒドロキシメチル)-1,3-ジオキソラン-4-イル]-5-ヨードウラシル (L-5-IoddU)、FTC、エンテカビル、インターフェロン-α、PEG化（pegelated）インターフェロン-α、ラミブデン (3TC)、LdT (又はそのプロドラッグ)、LdC (又はそのプロドラッグ)、及びアデフォビル、プロテアーゼインヒビター (アゲネラーゼ、クリキシバン、フォルトバゼ、インビラーゼ、カレトラ、レビバ、ノルビル、レイアタッツ、アプティバス及びビラセプト)、並びに非ヌクレオシド逆転写酵素インヒビター（レスクリプトール、サスチバ及びビラムネ）を含むが、これらに限定されない。
更に、本明細書に開示された化合物と組み合わせて使用され得る抗ウイルス剤の非限定的な例は、2-ヒドロキシメチル-5-(5-フルオロシトシン-1-イル)-1,3-オキサチオランの(-)-エナンチオマー [(-)-FTC); 2-ヒドロキシメチル-5-(シトシン-1-イル)-1,3-オキサチオラン (3TC)の(-)-エナンチオマー; カルボビル、アシクロビル、インターフェロン、ファムシクロビル、ペンシクロビル、AZT、DDI、DDC、L-(-)-FMAU及びD4Tを含むが、これらに限定されない。
本発明の範囲を限定するものではないが、本発明の実施態様に従う具体的な方法及びその関連する結果を以下に示す。タイトル又はサブタイトルは、読み手の便宜のために実施例で使用され、本発明の範囲を決して限定するものではない、ことに留意されたい。更に、ある理論が本明細書で提案され及び開示されるが、作用の任意の特定の理論又はスキームに拘らずに本発明に従ってデータが加工され、抽出され、変換等される限り、それらは、それらが正しいか又は誤っているかにかかわらず、本発明の範囲を決して限定するものではない。
実施例1 4'-C-エチニルチミジンの製造
4'-C-エチニルチミジンは、文献の方法に従って製造される（Nomura, M.他, J Med. Chem. 1999, 42, 2901-2908; 及びOhrui, H.他, J. Med. Chem. 2000, 43, 4516-4525）。
実施例 2 4'-C-エチニル-5'-0-(ジメトキシトリチル)チミジンの製造（10、図2）
4'-C-エチニルチミジン（1 mmol）のピリジン（10 ml）溶液に、ジメトキシトリチルクロリド（1.2 mmmol）を0℃で加え、得られた溶液を室温で3時間攪拌した。EtOAc（100 mL）を加え、溶液を水で洗浄し、乾燥した (Na2SO4)。溶媒を濃縮し、減圧下に乾燥した。残渣をトルエン（2 x 20 mL）で共濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（5% MeOHの塩化メチレン溶液）で精製して、4'-C-エチニル-5'-0-(ジメトキシトリチル)チミジン（10）を得た。
実施例 3 4'-C-チエニル-5'-O-(ジメトキシトリチル)-2,3'-アンヒドロチミジン（11'、図2）
10（1 mmol）の塩化メチレン（20mL）溶液に、トリエチルアミン（1 mL）及びメタンスルホニルクロリド（1.2 mmol）を加え、溶液を室温で16時間攪拌した。EtOAc（50 mL）を加え、混合物を水で洗浄し、乾燥した（Na2SO4）。溶媒を除き、残渣を無水テトラヒドロフラン（THF, 20 mL）に溶解した。この溶液に、DBU（3 mmol）を加え、得られた溶液を16時間リフラックスさせた。溶液をEtOAc（50 mL）で希釈し、飽和食塩水で洗浄した。有機溶液を乾燥し（Na2SO4）、溶媒を除き、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（2% MeOHの塩化メチレン溶液）で精製して、化合物11'を得た。
実施例 4 4'-C-エチニル-5'-0-(ジメトキシトリチル)-3'-アジド-3'-デオキシチミジン（12、X=N3、図2）の製造
11'（1 mmol）の乾燥DMF（10 mL）溶液にNaN3（3 mmol）を加え、混合物を100℃で16時間攪拌した。溶媒を濃縮して減圧下で乾燥した。残渣をトルエン（2 x 20 mL）で共濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（20〜50% EtOAcのへキサン溶液）で精製して、4'-C-エチニル-5'-0-(ジメトキシトリチル)-3'-アジド-3'-デオキシチミジン（12、X=N）を得た。
実施例 5 4'-C-エチニル-3'-アジド-3'-デオキシチミジン（Ia、X=N3、図2）の製造
4'-C-エチニル-5'-O-(ジメトキシトリチル)-3'-アジド-3'-デオキシチミジン（12、X=N3)）（1 mmol）の1% トリフルオロ酢酸の塩化メチレン（20 mL）の溶液を室温で3時間攪拌し、水酸化アンモニウムで中性にした。溶媒を濃縮して減圧下に乾燥し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（2〜5% MeOHの塩化メチレン溶液）で精製して、4'-C-エチニル-AZT（Ia、X=N3）を得た。
実施例 6 4'-C-エチニル-5'-O-(ジメトキシトリチル)-3'-フルオロ-3'-デオキシチミジン（12、X=F、図2）の製造
11'（1 mmol）の乾燥DMF（10 mL）にテトラブチルアンモニウムフルオリド（TBAF, 3 mmol）を加え、混合物を100℃で16時間攪拌した。溶媒を濃縮し、減圧下で乾燥した。残渣をトルエン（2 x 20 mL）で共濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（20〜50% EtOAcのへキサン溶液）で精製して、4'-C-エチニル-5'-0-(ジメトキシトリチル)-3'-フルオロ-3'-デオキシチミジン（12、X=F）を得た。
実施例 7 4'-C-エチニル-3'-フルオロ-3'-デオキシチミジン（Ia、X=F、図2）の製造
4'-C-エチニル-5'-O-(ジメトキシトリチル)-3'-フルオロ-3'-デオキシチミジン（12, X=F）（1 mmol）の1% トリフルオロ酢酸の塩化メチレン（20 mL）の溶液を室温で3時間攪拌し、水酸化アンモニウムで中性にした。溶媒を濃縮して減圧下に乾燥し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（2〜5% MeOHの塩化メチレン溶液）で精製して、4'-C-エチニル-FLT（Ia、X=F）を得た。
抗-HIV活性
実施例 8 MT-4細胞を用いるMTT法
試験薬剤（100 μL）を96-ウェルマイクロプレート上で希釈した。HIV-1（IIIb株; 100 TCID50）で感染したMT-4細胞及び非-感染MT-4細胞を、各ウェル中の細胞数が10,000となるようにマイクロプレートに加えた。細胞を37℃で5日間培養した。MTT（20 μL, 7.5 mg/ml）を各ウェルに加え、細胞を2〜3時間更に培養した。培養培地（120 μL）をサンプリングし、MTT停止液（% Triton X-100及び0.04N HClを含むイソプロパノール）を試料に加えた。混合物を攪拌して、ホルマザンを形成させ、溶解した。溶液の540 nmでの吸収を測定した。吸収は生細胞数に比例するので、感染MT-4細胞を用いて試験において吸収の1/2の値が測定された試験薬剤の濃度は、EC50を表す。一方、非-感染MT-4細胞を用いて試験において吸収の1/2の値が測定された試験薬剤の濃度は、CC50を表す。
実施例 9 HeLa CD4/LTR-β-Gal細胞を用いるMAGIアッセイ
HeLa CD4/LTR-β-Gal細胞は、各ウェルの細胞数が10,000であるように96ウェルに加えた。12〜24時間後、培養培地を除き、希釈した試験薬剤（100 μL）を加えた。様々なHIV株（野生型：WT、薬物-耐性株：MDR、M184V、NL4-3、104pre及びC; 各々は、50 TCID50に等しい）を加え、細胞を48時間更に培養した。細胞を1%ホルムアルデヒド及び0.2%グルタルアルデヒドを含むPBSを用いて5分間固定した。固定された細胞をPBSで3回洗浄した後、細胞を1時間、0.4 mg/ml X-Galで染色し、透過型立体電子顕微鏡下で、各ウェルの青色-染色細胞数をカウントした。青色-染色細胞の数が50%及び90%に減少する試験薬剤濃度をそれぞれ、EC50及びEC90と表した。MTT法で採用される方法と同様にして、HeLa CD4/LTR-β-Gal細胞を用いて細胞毒性を測定した。
抗-HBV活性
実施例 10 抗-HBV AD38アッセイ
HepG2- AD38細胞株は、DMEM-F/12、10%ウシ胎児血清、100 IU/mL/100 μg/mLのペニシリン/ストレプトマイシン、50 μg/mL カナマイシン、0.3 μg/mL テトラサイクリン、及び200 μg/mL G418を含む培養培地で樹立した。HepG2-AD38細胞株用のアッセイ培地は、PMI-1640、10%ウシ胎児血清、100 IU/mL/100 μg/mLのペニシリン/ストレプトマイシン、50 μg/mL カナマイシン、及び200 μg/mL G418を含む。本アッセイで使用される他の材料は、以下のとおりである：リン酸緩衝生理食塩水（PBS）、バイオコート・96ウェルプレート、DNeasy 96組織キット（Qiagen）、QIAvac 96真空マニフォールド、マイクロアンプ・オプティカル96ウェル反応プレート（Applied Biosystems）、マイクロアンプ・オプティカルキャップ（Applied Biosystems）、Tagman・ユニバーサル PCRマスターミックス (Applied Biosystems）、7700シークエンス検出器（Applied Biosystems）、並びにHBV DNA用のプレイマー及びプローブ: 1125 nM フォワードプライマー（プライマー1）、GGA CCC CTG CTC GTG TTA CA; 1125 nM リバースプライマー（プライマー2）、GAG AGA AGT CCA CCA CGA GTC TAG A; 及び250 nMプローブ、FAM-TGT TGA CAA GAA TCC TCA CAA TAC CAC。
方法
細胞アッセイ。
96-ウェルバイオコートプレートのウェルに好適な細胞量、例えば、5 X 104細胞/ウェルを蒔き、5% CO2で37℃でインキュベートした。2日後、上清を注意深く除き、細胞層をPBSで洗浄し、次いで試験化合物を含む又は含まないアッセイ培地の好適な量（例えば、10 μM、又は10 μMから開始して1:3の比の用量反応で）新しくした。試料を2点で試験した。5日を超える日数の間、細胞を増殖させ、7日目で、上清の量、例えば180 μLを回収し、抽出ステップが直ちに実行されるか又はその後に実行されるか否かによって-80℃又は室温のいずれかで、好適な容器（例えば、DNeasy 96組織キットに含まれる青色ラック）内に保存した。
細胞上清からのウイルスHBV DNAの抽出。7日目に回収された上清試料は、解凍するか又は現状のままで使用した。2 mLのプロテイナーゼK及び18 mLの緩衝剤ATLを含む、プロテイナーゼK/緩衝剤ATLワーキング溶液は、上清試料の上面に移した。次いで管を密封し、繰り返し反転させて混合した。次いで、キャップから任意の溶液を回収するために、当該管を最大3000 rpmまで遠心した。これはその後に使用し、キャップ溶液と称する。当該管を55℃で15分間でインキュベートし、次いで再度、最大3000 rpmまで遠心した。各試料に、410 μLの緩衝剤AL/Eを加えた。当該管を新たに密封し、ラックに置き、好適な時間（例えば、15秒間）、激しく攪拌し、次いで当該管を最大3000 rpmまで遠心した。この時点で、DNeasy 96プレートをQIAvac 96真空マニフォールドの上部に置いた。次いで、キャップ溶液をDNeasy 96プレートに移し、好適な時間、真空を適用した。ある量の緩衝剤AW1（例えば、500 μL）を各ウェルに加えた後、好適な時間（例えば、1分間）、真空を再度適用した。ある量の緩衝剤AW2（例えば、500 μL）を各ウェルに加えた後、ある時間（例えば、1分間）、真空を再度適用した。次いで、ウェル中の溶液量を攪拌し、ある時間（例えば、10分間）、真空を再度適用した。各ウェルに予め-加熱した緩衝剤AEを加えることによってDNAを希釈し、次いで真空を適用した。
リアルタイムPCR
リアルタイムPCR
ヌクレアーゼ無しの水中に100 μMのプライマー1、100 μMのプライマー2、50 μMのプローブを含む以下の溶液を使用することによって、200ウェル（総合して1500 μl）用の十分なHBVプライマー及びプローブの溶液を調製することが必要である。Universal PCR Master Mix、HBVプライマー及びプローブの溶液、及びヌクアレーゼ無しの水を含む十分量の反応混合物を調製すること必要である。オプティカル96ウェル反応プレートの各ウェルに、好適量の反応混合物及び各試料由来のHBV DNAを加えた。ウェルはオプティカルキャップで覆い、次いで好適な時間、遠心した。プレートをシークエンス検出器（例えば、7700シークエンスデテクター）に置き、レポーターをFAMに選択し、ボリューム設定を25 μLに選択した。機器を始動し、ある時間後（約2時間）、dCt及びウイルス負荷の減少を各試験化合物について計算した。
実施例 11 8日目の細胞毒性アッセイ
HepG2（肝臓）。BxPC3（膵臓）及びCEM（リンパ球）細胞株は、好適な培養培地で樹立した。例えば、HepG2細胞株用の培養培地は、DMEM、10%ウシ胎児血清及び100 IU/mL/100 μg/mLのペニシリン/ストレプトマイシンを含む。BxPC3及びCEM用のアッセイ媒体は、RPMI-1640、10%ウシ胎児血清及び100 IU/mL/100 μlのペニシリン/ストレプトマイシンを含む。
方法
2X薬物希釈量を96-ウェルプレートのウェルに加えた。50 μLの2X薬物希釈量を96-ウェルプレートに加えた。アッセイ毎に、最小吸収値を決定するために「薬物なし」（媒体のみ）対照を使用し、最大吸収値を決定するために「細胞及び培地のみ」対照を使用した。薬物をDMSOに溶解する場合には、吸収対照も使用した。細胞をカウントし、好適なアッセイ媒体に再懸濁した。細胞は2000細胞/ウェルで加えるべきであることに留意されたい。新しい細胞懸濁液を各ウェルに加え、プレートを37℃、5% CO2下で8日間、インキュベートした。インキュベーションの8日後、MTS色素を各ウェルに加え、プレートを37℃、5% CO2下で2時間、インキュベートした。次いで、490 nmの波長のELISAプレートリーダーを用いてプレートを読み取った。媒体のみの対照ウェルの吸収を計算した。薬物無しの細胞対照ウェルの吸収と、細胞及び試験薬物を含むウェルの吸収とを比較することによって、50%阻害値（CC50）を決定した。
図１は、抗ウイルス剤としての修飾4'-ヌクレオシドの化学構造を示す。 図２は、4'-C-エチニル-3'-フルオロチミジン（Ia、R1 = F、R2 = OH、R3 = エチニル）又は4'-C-エチニル-3'-アジドチミジン（Ia、R1 = N3、R2 = OH、R3 = エチニル）の合成の非限定的な例である。 図３は、4'-C-エチニル-3'-フルオロ-2',3'-ジデオキシヌクレオシド（29、R1 = F）及び3'-アジド-2',3'-ジデオキシヌクレオシド（29、R1 = N3）の合成の非限定的な例である。

Claims (16)

  1. 式(I)及び(II)：
    Figure 2009510075
     [式中、
    Xは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、又はCF3であり；
    Yは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、CF3、ヒドロキシメチル、メチル、場合により置換又は非置換のエチル、場合により置換又は非置換のビニル、場合により置換又は非置換の2-ブロモビニル、場合により置換又は非置換のエチニルであり；
    R1は、F又はN3であり；
    R2は、OH、OR4、OC(O)R4、OPvO3vMxR4 yR5 z、PvO3vMxR4 yR5z、OCH2PvO3vMxR4 yR5z、0P(0)(0Q)a(NHR4)b、SH、SR4、S(O)bR4、SC(O)R4、NH2、NHC(O)R4、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4であり；
    R3は、F、シアノ、アジド、エチニル、クロロビニル、フルオロビニル、アルキル(C1-6)、1〜3個のハロゲン置換アルキル(C1-6)、アルケニル(C1-6)又はアルキニル(C1-6)である、但し、R1がN3のとき、R3はヒドロキシメチルでない；
    Zは、O、S、CH2又はC=CH2であり；
    Aは、N、CH又はCFであり；
    R4及びR5は同一でも異なってもよく、低級アルキル、低級アルケニル、炭素数1〜17個のアシル、アリール又はアラルキルであり；
    Mは、H+、Na+及びK+からなる群より選ばれる少なくとも1つのメンバーであり；
    vは、1、2又は3の値を有し；
    x、y及びzは、互いに独立して、0、1、2、3又は4の値を有し；並びに
    aは、0又は1の値を有し、bは、1又は2の値を有し、そしてQは、M又はR4である。]
    で表される構造を有するβ-D-及びβ-L-ヌクレオシドを含む化合物、もしくはその薬学的に許容される塩、又はそのプロドラッグ。
  2. 4'-C-置換-3'-フルオロ-2',3'-ジデオキシヌクレオシドである、請求項１記載の化合物。
  3. 前記ヌクレオシドが、4'-C-置換-3'-アジド-2',3'-ジデオキシヌクレオシドである、請求項１記載の化合物。
  4. 前記ヌクレオシドが、4'-C-エチニル-3'-フルオロ-2',3'-ジデオキシヌクレオシドである、請求項１記載の化合物。
  5. 前記ヌクレオシドが、4'-C-エチニル-3'-アジド-2',3'-ジデオキシヌクレオシドである、請求項１記載の化合物。
  6. 前記ヌクレオシドが、4'-C-エチニル-3'-フルオロ-3'-デオキシヌクレオシドである、請求項１記載の化合物。
  7. 前記ヌクレオシドが、4'-C-エチニル-3'-アジド-3'-デオキシチミジンである、請求項１記載の化合物。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項記載の化合物の治療上有効量、及び担体又は希釈剤を含む医薬組成物。
  9. 請求項１〜７のいずれか１項記載の化合物の治療上有効量、及び他の抗ウイルス剤の少なくとも1つを含む医薬組成物。
  10. 請求項１〜７のいずれか１項記載の化合物の治療上有効量もしくはその薬学的に許容される塩又はそのプロドラッグを単独で又は他の薬剤と組み合わせて投与することを含む、ヒト免疫不全ウイルスに感染した宿主の治療又は予防方法。
  11. 請求項１〜７のいずれか１項記載の化合物の治療上有効量もしくはその薬学的に許容される塩又はそのプロドラッグを単独で又は他の薬剤と組み合わせて投与することを含む、B型肝炎ウイルスに感染した宿主の治療又は予防方法。
  12. 請求項１〜７のいずれか１項記載の化合物もしくはその薬学的に許容される塩又はそのプロドラッグの抗ウイルス的有効量の使用。
  13. 式：
    Figure 2009510075
     [式中、
    Xは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、又はCF3であり；
    Yは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、CF3、ヒドロキシメチル、メチル、場合により置換又は非置換のエチル、場合により置換又は非置換のビニル、場合により置換又は非置換の2-ブロモビニル、場合により置換又は非置換のエチニルであり；
    R3は、F、シアノ、アジド、エチニル、クロロビニル、フルオロビニル、アルキル(C1-6)、1〜3個のハロゲン置換アルキル(C1-6)、アルケニル(C1-6)又はアルキニル(C1-6)である、但し、R1がN3のとき、R3はヒドロキシメチルでない；
    Pgは、ヒドロキシ保護基であり；
    Lは、脱離基であり；及び
    R4及びR5は同一でも異なってもよく、低級アルキル、低級アルケニル、炭素数1〜17個のアシル、アリール又はアラルキルである。]
    で表される中間体。
  14. 下記式：
    Figure 2009510075
     で表される以下のステップ：
    （a）：5'-OHを保護基Pgで選択的に保護して、5'-OPg基を形成し；
    （b）：3'-OHを脱離基Lで活性化して、3'-OL基を形成し；
    （c）：3'-C位をリボ-からキシロ-配置に変換するために、3'-Cと水酸化物塩基とを反応させ；
    （d）：キシロ-配置を有する3'-OHを脱離基Lで活性化して、3'-OL基を形成すること、
    を含む、請求項１３記載の中間体の製造法。
  15. 下記式：
    Figure 2009510075
     [式中、
    Xは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、又はCF3であり；
    Yは、水素、F、Cl、Br、I、NH2、NHR4、NR4R5、NHOH、NHOR4、NHNH2、NR4NH2、NHNHR4、SH、SR4、S(O)bR4、OH、OR4、N3、CN、CF3、ヒドロキシメチル、メチル、場合により置換又は非置換のエチル、場合により置換又は非置換のビニル、場合により置換又は非置換の2-ブロモビニル、場合により置換又は非置換のエチニルであり；
    R3は、F、シアノ、アジド、エチニル、クロロビニル、フルオロビニル、アルキル(C1-6)、1〜3個のハロゲン置換アルキル(C1-6)、アルケニル(C1-6)又はアルキニル(C1-6)である、但し、R1がN3のとき、R3はヒドロキシメチルでない；
    Pgは、ヒドロキシ保護基であり；及び
    R4及びR5は同一でも異なってもよく、低級アルキル、低級アルケニル、炭素数1〜17個のアシル、アリール又はアラルキルである。]
    で表される中間体。
  16. 下記式：
    Figure 2009510075
     [式中、Lは、スルホニル、トリフルオロスルホニル、置換スルホネート及び非置換スルホネートからなる群より選ばれる。]
    で表される以下のステップ：
    （a）：5'-O-保護ヌクレオシドの3'-OHを脱離基Lで活性化して、3'-OL-5'-O-保護ヌクレオシド基を形成し；次いで
    （b)：当該中間体を得るために、3'-OL-5'-O-保護ヌクレオシドをDBU又はDBNで処理すること、
    を含む、請求項１５記載の中間体の製造法。
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