JP2012504652A - デシタビンの合成 - Google Patents
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Abstract
本発明は、デシタビン最終製品と同様にデシタビンの保護前駆体を高収率かつ高純度で生成する方法を提供する。
Description
（関連出願）
本願は、２００８年１０月３日に出願された米国仮特許出願第６１／１０２，５７１号の優先権を主張するものであり、この出願の全内容を本願明細書に援用する。
（発明の背景）
本願は、２００８年１０月３日に出願された米国仮特許出願第６１／１０２，５７１号の優先権を主張するものであり、この出願の全内容を本願明細書に援用する。
（発明の背景）
本発明は、デシタビン (2'-デオキシ-5-アザシチジン、5-アザ-2'-デオキシシチジン、DAC、4-アミノ-1-(2-デオキシ-β-D-エリスロ-ペントフラノシル)-1,3,5-トリアジン-2(1H)-オンとしても公知) 活性医薬成分（ＡＰI）の合成に関するもので、デシタビンＡＰＩは、処方によって骨髄異形成症候群（ＭＤＳ）の治療用注入可能剤形として使用される。さらに、ＡＭＬ、ＣＭＬ、幹細胞移植、鎌型赤血球性貧血、地中海性貧血等の他の疾病におけるデシタビンの使用について、目下研究中である。
本発明はデシタビンの合成方法である。具体的には、本発明の態様の一つは、デシタビン前駆体（p-Cl-Bz-IM4）の合成に利用できる一連の反応条件に関するもので、この合成自体の特質により、関連の合成方法論を用いた従来技術文献による方法の場合よりも高い収率でデシタビンを合成するのに有用となる。本発明の方法は、公開されている他の方法の欠点の１つである金属残渣がなく、かつ、工業上の観点から経済的なヒトへの適用に合った医薬物質デシタビンを提供する。
デシタビン最終前駆体（p-Cl-Bz-IM4）の調製に関して、文献にみられる他の発明（例えば、J. Org. Chem., 1974, 39, 3672-3674及びJ. Org. Chem., 1986, 51, 3211-321）よりも本発明が優れている点の一つは、非金属ルイス酸TMS-トリフラート又はブレンステッド酸のトリフルオロメタンスルホン酸を四塩化スズの代わりに使用することである。四塩化スズは、主要炭水化物（保護2-デオキシ-リボース誘導体）と塩基（保護5-アザシトシン）とのカップリング工程において有毒である。四塩化スズは、この種のカップリング工程では標準的なルイス酸であるが、これを使うことにより、最終的な医薬物質にスズ残渣が混入したり、廃棄流の設置が問題である。別の文献のデシタビンプロセス（J. Org. Chem., 1970, 35, 491-495）に比べて本発明の有利な点は、こうした触媒を使用することで主要炭水化物と塩基とのカップリング工程の反応を短時間で行うことができることである。更に、本方法によると、精製のためのカラムクロマトグラフィー、分取薄層クロマトグラフィー又は分別晶出を採用せずに製品医薬物質又は中間体が得られる。
本発明はデシタビンの合成方法である。具体的には、本発明の態様の一つは、デシタビン前駆体（p-Cl-Bz-IM4）の合成に利用できる一連の反応条件に関するもので、この合成自体の特質により、関連の合成方法論を用いた従来技術文献による方法の場合よりも高い収率でデシタビンを合成するのに有用となる。本発明の方法は、公開されている他の方法の欠点の１つである金属残渣がなく、かつ、工業上の観点から経済的なヒトへの適用に合った医薬物質デシタビンを提供する。
デシタビン最終前駆体（p-Cl-Bz-IM4）の調製に関して、文献にみられる他の発明（例えば、J. Org. Chem., 1974, 39, 3672-3674及びJ. Org. Chem., 1986, 51, 3211-321）よりも本発明が優れている点の一つは、非金属ルイス酸TMS-トリフラート又はブレンステッド酸のトリフルオロメタンスルホン酸を四塩化スズの代わりに使用することである。四塩化スズは、主要炭水化物（保護2-デオキシ-リボース誘導体）と塩基（保護5-アザシトシン）とのカップリング工程において有毒である。四塩化スズは、この種のカップリング工程では標準的なルイス酸であるが、これを使うことにより、最終的な医薬物質にスズ残渣が混入したり、廃棄流の設置が問題である。別の文献のデシタビンプロセス（J. Org. Chem., 1970, 35, 491-495）に比べて本発明の有利な点は、こうした触媒を使用することで主要炭水化物と塩基とのカップリング工程の反応を短時間で行うことができることである。更に、本方法によると、精製のためのカラムクロマトグラフィー、分取薄層クロマトグラフィー又は分別晶出を採用せずに製品医薬物質又は中間体が得られる。
本発明者らが、四塩化スズを利用した文献に記載の従来技術に基づいて方法を開発しなかったこと、完全な非触媒系を採用しなかったことには、いくつかの理由がある。最も重要なことは、カップリング触媒として四塩化スズを使用したり（1-ハロ-2-デオキシリボース又は1-O-アセチル-2-デオキシリボースと塩基とのカップリング用、J. Org. Chem., 1974, 39, 3672-3674及びJ. Org. Chem., 1986, 51, 3211-3213参照）、触媒を一切使用しない場合（1-ハロ-2-デオキシリボース用、J. Org. Chem., 1970, 35, 491-495参照）、どちらの場合も、デシタビン最終前駆体（p-Cl-Bz-IM4）はα-アノマーとβ-アノマーとのおよそ1:1の混合粗生成物となる。きわめて重大なことに、本発明者らは、最終前駆体のアノマー比が１：１に近い場合、最終前駆体（p-Cl-Bz-IM4）の脱保護後、有効医薬成分体であるデシタビンβ-アノマーを高品質かつ高収率で得るのは難しいことがわかった。β-デシタビン（即ちＡＰＩ）の単離収率（最終前駆体p-Cl-Bz-IM4のβ-アノマー基準に算出）が高いほど、β-／α-デシタビンの最終前駆体粗生成物における２種のアノマー比は大きく、これが非線形の関係であることがわかった。即ち、収率が高くなればなるほど、混合物におけるβ-アノマーの量を基準として収率を計算した場合でも、β-デシタビンの保護前駆体β-アノマーがよりリッチである。そこで、実用的なデシタビン製造方法にとっては、保護デシタビン前駆体のアノマー比が非常に重要であるという結論に達した。
（発明の概要）
（発明の概要）
我々の方法では、デシタビン最終前駆体（p-Cl-Bz-IM4）α-アノマーとβ-アノマーとが少なくとも１：２の粗混合物で一貫して得られ、次の脱保護工程と精製工程を経て、デシタビンβ-アノマーが高い品質と高い収率で提供される。これを達成するには、カップリング反応を低温で行わなければならないこと、また、反応の最終時点かつ水系ワークアップ工程を行う前に、カップリング触媒TMS-トリフラート又はTfOHを塩基を用いて低温で不活性化させなければならないことを発見した。これを行い、デシタビン（p-Cl-Bz-IM4）の保護α-アノマーとβ-アノマーが釣り合わないようにする。p-Cl-Bz-IM4の産生速度が速くなるほど温度が上昇し、最終的には２種のアノマー比が小さくなる。また、この反応は非極性有機溶媒中で行わなければならない。さもないとデシタビン最終前駆体（p-Cl-Bz-IM4）のα-アノマーとβ-アノマーの比が著しく急速に小さくなってしまう。
本発明の方法により、デシタビンの革新者による品質と同等のＡＰＩクラスのデシタビンを経済的に得ることができる。
本発明の方法は、与えられた様々な変数（温度、触媒不活性化の採用、溶媒、反応濃度、触媒量）を組み合わせて、標準的な条件を用いた場合よりもβ-アノマーをより多く得ることができる。これは、デシタビンの収率を上昇させるのに必要である。
（発明の詳細な説明）
本発明の方法により、デシタビンの革新者による品質と同等のＡＰＩクラスのデシタビンを経済的に得ることができる。
本発明の方法は、与えられた様々な変数（温度、触媒不活性化の採用、溶媒、反応濃度、触媒量）を組み合わせて、標準的な条件を用いた場合よりもβ-アノマーをより多く得ることができる。これは、デシタビンの収率を上昇させるのに必要である。
（発明の詳細な説明）
実施例１
3,5-ジ-O-(p-クロロベンゾイル)デシタビンの調製
3,5-ジ-O-(p-クロロベンゾイル)デシタビンの調製
1-O-アセチル-3,5-ジ-O-(p-クロロベンゾイル)-2-デオキシル-D-リボフラノース （500g、HPLC純度90％、0.99molに同等）、ジクロロメタンDCM（5.93kg）及びシリル５-アザシトシン（254g、0.99mol）を-45℃〜-40℃に冷却し、TMSOTf（231g、1.04mol）を加え、この溶液を-40℃〜-35℃で９時間撹拌する。33％MeNH2を含むMeOH（97.6g、1.04mol）を-40〜-35℃で反応溶液に添加したのち、DCM（5.93kg）で希釈する。この溶液の温度が20〜25℃になるようにして、NaHCO3（8.3kg）の飽和溶液を20〜25℃で添加し、30〜40分間撹拌する。有機相を分取し、4Å分子篩で乾燥して濾過を行い、更にDCM（3.7kg）を使って4Å分子篩を洗い流す。濾液をあわせて蒸発乾固する。固形分を50℃で真空乾燥した後、微細な粉末に粉砕し、再度50℃で真空乾燥する。ＨＰＬＣ分析に示すように、460gの標記化合物が、15〜30％：40〜60％のα-アノマーとβ-アノマーとの混合物として得られる。
実施例２ デシタビン粗生成物
実施例２ デシタビン粗生成物
MeOH（1.8kg）と3,5-ジ-O-(p-クロロベンゾイル)-デシタビン（455g、HPLC純度63.9％、0.58molに同等）とを20〜25℃で撹拌する。29％MeONaを含むMeOH溶液（42.8g、0.23mol）を上記混合物に添加し、これを20〜25℃で30分間撹拌する。固形分を濾別し、n-ヘプタンで３回洗浄し（各回120mL）、50℃で真空乾燥すると、HPLC分析に示すように、42.5gのデシタビン粗生成物が純度93.6％で得られる。
実施例３ - MeOHによるデシタビン粗生成物の精製
デシタビン粗生成物（42.5g）とMeOH（2.85kg）とを撹拌し、加熱還流て混合物をほぼ完全に溶解させる。この溶液を熱濾過して不溶物を取り除く。濾液を撹拌冷却すると、約40℃で結晶の形成が始まる。得られたスラリーを、曇り点で１時間撹拌したのち、さらにゆっくり冷却する。スラリーを10〜25℃で４〜８時間撹拌して濾過を行う。濾過ケーキをMeOHで３回洗浄（各回40mL）して、50℃で８時間真空乾燥したところ、27.5gの純粋なデシタビンが収率64.7％で得られる。
デシタビン粗生成物（42.5g）とMeOH（2.85kg）とを撹拌し、加熱還流て混合物をほぼ完全に溶解させる。この溶液を熱濾過して不溶物を取り除く。濾液を撹拌冷却すると、約40℃で結晶の形成が始まる。得られたスラリーを、曇り点で１時間撹拌したのち、さらにゆっくり冷却する。スラリーを10〜25℃で４〜８時間撹拌して濾過を行う。濾過ケーキをMeOHで３回洗浄（各回40mL）して、50℃で８時間真空乾燥したところ、27.5gの純粋なデシタビンが収率64.7％で得られる。
実施例４ DMSO及びMeOHによるデシタビン粗生成物の精製
デシタビン粗生成物（1.5g、HPLC純度90.6％）と無水MeOH（29mL）とを撹拌し、30分間加熱還流する。この溶液にDMSO（9.3mL）をゆっくりと添加すると、60〜65℃で混合溶媒中ほぼ完全に溶解する。混合物を濾過し、濾液をゆっくり冷却する。デシタビンが溶液から析出する。４℃でスラリーを濾過し、濾過ケーキをMeOHで３回洗浄し(３mL)、50℃で真空乾燥を行いＡＰＩクラスの乾燥デシタビンを得る（0.9g、HPLC分析による純度は99.82％）。
実施例５ 3,5-ジ-O-(p-クロロベンゾイル)-デシタビンの調製
デシタビン粗生成物（1.5g、HPLC純度90.6％）と無水MeOH（29mL）とを撹拌し、30分間加熱還流する。この溶液にDMSO（9.3mL）をゆっくりと添加すると、60〜65℃で混合溶媒中ほぼ完全に溶解する。混合物を濾過し、濾液をゆっくり冷却する。デシタビンが溶液から析出する。４℃でスラリーを濾過し、濾過ケーキをMeOHで３回洗浄し(３mL)、50℃で真空乾燥を行いＡＰＩクラスの乾燥デシタビンを得る（0.9g、HPLC分析による純度は99.82％）。
実施例５ 3,5-ジ-O-(p-クロロベンゾイル)-デシタビンの調製
1-O-アセチル-3,5-ジ-O-(4-クロロベンゾイル)-2-デオキシル-D-リボフラノース（５g、HPLC純度90％、9.9mmol同等）と DCM（50mL）とシリル5-アザシトシン（2.5g、9.9mmol）との混合物を約０℃に冷却し、この溶液にTfOH（1.1g、6.9mmol）を添加する。約０℃でこの溶液を５時間撹拌した後、DCM（100mL）で希釈し、NaHCO3飽和溶液（75mL）を20〜25℃で添加する。有機層を分離させ、無水MgSO4で乾燥して濾過を行う。MgSO4をDCM（30mL）で洗浄し、濾液を集めて20〜40℃で減圧下で蒸発乾固を行う。その結果、HPLC分析により29.0％のα-アノマーと37.4％のβ-アノマーとで構成される標記化合物を4.5gが得られる。
実施例６ - TfOH触媒カップリング反応
実施例６ - TfOH触媒カップリング反応
Ａ．p-Cl-Bz-IM4の調製
1-Ac-IM3（20.0g、HPLC純度：96.0面積％、42.4mmol）とTMS-SM（11.4g、44.5mmol）とを乾燥させた四つ口フラスコに投入し、MeCN（300mL、15P）を続けて加えた。この混合物をN2(g)雰囲気下、-15〜-20℃に冷却した。TfOH（3.2g、21.3mmol）をフラスコに装填し、HPLC分析で1-Ac-IM3の量に変化が見られなくなるまで（約44時間）、混合物を上記温度で撹拌した。その後、混合物を、HPLC分析で1-Ac-IM3が3面積％以下になるまで混合物を０〜10℃で撹拌した。この反応混合物をDCM（600mL、30P）で希釈し、炭酸水素ナトリウム飽和水溶液（900mL、45P）を用いて25℃で15分間洗浄する。4Å分子篩（180g）を使って有機層を25℃で５時間乾燥させる。これを真空下40℃で蒸発乾固して、40℃で16時間乾燥した。15.7gの薄黄色の固形物が得られた。HPLC分析によると、18.5％のα-p-Cl-Bz-IM4と44.1％のβ-p-Cl-Bz-IM4であった。収率は45.9％だった。
Ｂ．脱保護
乾燥させた四つ口フラスコに、MeOH（78.5mL、5P）と29％MeONa/MeOH（1.45g、7.78mmol）とを加え、この混合物を25℃にした。p-Cl-Bz-IM4（15.7g、HPLC純度：62.6面積％、19.4mmol）をフラスコに投入し、25℃で２時間保持した後、濾過を行った。濾過ケーキをMeOHで３回洗浄し、40℃で乾燥したところ、デシタビン粗生成物の白色結晶を得た（1.51g、収率45.9％、HPLC純度：95.2面積％）。
1-Ac-IM3（20.0g、HPLC純度：96.0面積％、42.4mmol）とTMS-SM（11.4g、44.5mmol）とを乾燥させた四つ口フラスコに投入し、MeCN（300mL、15P）を続けて加えた。この混合物をN2(g)雰囲気下、-15〜-20℃に冷却した。TfOH（3.2g、21.3mmol）をフラスコに装填し、HPLC分析で1-Ac-IM3の量に変化が見られなくなるまで（約44時間）、混合物を上記温度で撹拌した。その後、混合物を、HPLC分析で1-Ac-IM3が3面積％以下になるまで混合物を０〜10℃で撹拌した。この反応混合物をDCM（600mL、30P）で希釈し、炭酸水素ナトリウム飽和水溶液（900mL、45P）を用いて25℃で15分間洗浄する。4Å分子篩（180g）を使って有機層を25℃で５時間乾燥させる。これを真空下40℃で蒸発乾固して、40℃で16時間乾燥した。15.7gの薄黄色の固形物が得られた。HPLC分析によると、18.5％のα-p-Cl-Bz-IM4と44.1％のβ-p-Cl-Bz-IM4であった。収率は45.9％だった。
Ｂ．脱保護
乾燥させた四つ口フラスコに、MeOH（78.5mL、5P）と29％MeONa/MeOH（1.45g、7.78mmol）とを加え、この混合物を25℃にした。p-Cl-Bz-IM4（15.7g、HPLC純度：62.6面積％、19.4mmol）をフラスコに投入し、25℃で２時間保持した後、濾過を行った。濾過ケーキをMeOHで３回洗浄し、40℃で乾燥したところ、デシタビン粗生成物の白色結晶を得た（1.51g、収率45.9％、HPLC純度：95.2面積％）。
Ｃ．再結晶
デシタビン粗生成物を、還流温度でMeOH（128.3mL、85P）に溶解した後、約10℃／時の割合でゆっくり冷却した。固形分が現れたところで、混合物をその温度に１時間保持し、８時間室温（25℃）に冷却した。その後、濾過を行った。濾過ケーキをMeOHで３回洗浄して40℃で乾燥し、デシタビンを得た（0.78g、収率53.7％、HPLC純度：>99面積％）
デシタビン粗生成物を、還流温度でMeOH（128.3mL、85P）に溶解した後、約10℃／時の割合でゆっくり冷却した。固形分が現れたところで、混合物をその温度に１時間保持し、８時間室温（25℃）に冷却した。その後、濾過を行った。濾過ケーキをMeOHで３回洗浄して40℃で乾燥し、デシタビンを得た（0.78g、収率53.7％、HPLC純度：>99面積％）
Claims (19)
- 保護ＩＭ４の製造方法であって、
保護2-デオキシ-リボースと保護5-アザシトシンとを、有機溶媒及び非金属ルイス酸又はブレンステッド酸を含む触媒の存在下でカップリングし、カップリング反応を０℃以下の温度で行い、保護ＩＭ４を生成する工程と、
前記カップリング反応を塩基を用いて温度０℃以下で急冷する工程とを有する、製造方法。 - 前記カップリング反応が温度０〜-80℃で行われる、請求項１記載の方法。
- 前記カップリング反応が約-40℃で行われる、請求項１記載の方法。
- 前記保護ＩＭ４がp-Cl-Bz-IM4である、請求項１記載の方法。
- 前記非金属ルイス酸がトリメチルシリルトリフルオロメチルスルホネート（TMSOTf）である、請求項１記載の方法。
- 前記ブロンステッド酸がトリフルオロメタンスルホン酸（TfOH）である、請求項１記載の方法。
- 前記カップリング反応を急冷するのに使用する前記塩基が有機アミンである、請求項１記載の方法。
- 前記有機アミンがMeNH2又はEtNH2である、請求項７記載の方法。
- 前記有機溶媒が非極性である、請求項１記載の方法。
- 前記有機溶媒がDCM又はMeCNである請求項９記載の方法。
- 前記保護2-デオキシ-リボースが1-ハロ-2-デオキシ-リボース又は1-O-アセチル-2-デオキシ-リボースである、請求項１記載の方法。
- 前記急冷工程の後、前記p-Cl-Bz-IM4を乾燥する工程を更に有する、請求項１記載の方法。
- 前記保護ＩＭ４の脱保護を行ってデシタビンを生成する工程を更に有する、請求項１記載の方法。
- 前記保護ＩＭ４の脱保護工程をアルコキシドの存在下で行う、請求項１３記載の方法。
- 前記アルコキシドがナトリウムメトキシドである、請求項１４記載の方法。
- 前記デシタビンを有機溶媒で洗浄する工程を更に有する、請求項１３記載の方法。
- 前記有機溶媒がn-ヘプタンである、請求項１６記載の方法。
- 前記デシタビンをアルコール溶液又はアルコールとDMSOとの混合物中で再結晶化させる工程を更に有する、請求項１３記載の方法。
- 前記アルコールがメタノールである、請求項１８記載の方法。
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