JP4503206B2 - エナンチオマー的に純粋なβ‐Ｄ‐ジオキソラン−ヌクレオシド - Google Patents
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Description
【０００１】
政府は、国立アレルギー感染病研究所の公衆衛生局、および本発明に導く研究に一部資金を供給した退役軍人局の助成金により本発明の権利を有する。
【０００２】
【発明の背景】
本発明は、抗ウイルス活性を有する有機化合物の分野であり、特に、エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソランヌクレオシドの調製プロセス、および１つ以上の記載した化合物の有効量を投与する工程を含むウイルス性疾患の治療方法を提供する。
【０００３】
多くの2',3'-ジデオキシヌクレオシドは、後天性免疫不全症候群(AIDS)を引き起こす因子である、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)に対する強力な抗ウイルス剤であることが見いだされている。AZT（3'-アジド-2'-デオキシチミジン、Mitsuya,H.; Broder, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1986 83, 1911）は、AIDSまたはAIDS関連合併症患者の治療用に、米国食品医薬品庁に承認された最初の化合物である。他の合成ヌクレオシドは、現在のところ、承認されているかまたは種々のステージの臨床試験を実行中であり、これらには、2',3'-ジデオキシイノシン(DDI)、2',3'-ジデオキシシチジン(DDC)(Yarchoan, R.ら、Science, 1989, 245, 412を参照のこと）、および2'-フルオロ-アラビノフラノシル-2',3'-ジデオキシシチジン（Martin, T.A.ら、J.Med. Chem., 1990, 33, 2137;Watanabe, K.A.ら、J. Med. Chem., 1990, 33, 2145;Sterzycki, R.Z.ら、J. Med. Chem., 1990, 33, 2150）が含まれる。
【０００４】
細胞キナーゼによる5'-トリホスフェートへの細胞リン酸化の後、これらの合成ヌクレオシドは増殖中のウイルスのDNA鎖に取り込まれて、3'-ヒドロキシル基がないために鎖の停止を引き起こし得る。
【０００５】
ヌクレオシド誘導体の立体化学は、それらの生物学的活性に重要な役割を果たす。ヌクレオシド中のリボースのC1'位（ヘテロ環塩基の窒素に結合した炭素）は、炭素が４つの異なる部分に結合するので、キラル中心である。同様に、ヌクレオシドのC4'位（ヌクレオチド中でリン酸化されているヒドロキシメチル基に結合した環の炭素）に、光学活性中心がある。天然に存在するヌクレオシド中で、C1'に結合する塩基およびC4'原子に結合するヒドロキシメチル基の両方ともβ配置（糖の平面上）である。対応する天然に存在しないα異性体（その部分が糖の平面の下である）はほとんど生物学的活性がなく、典型的には毒性である。
【０００６】
最近、６つの活性な抗HIVヌクレオシド剤および２つの不活性な抗HIVヌクレオシド剤の固体状態のコンフォメーションの解析が行われ、ある立体化学的特徴の存在または非存在を高HIV活性と関連づけることが試みられた。Van Roey, P.ら、J.Am. Chem. Soc., 1988, 110, 2277；およびVan Roey, P.ら、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1989, 86, 3929。
【０００７】
ヌクレオシドの3'炭素がヘテロ原子と置換されているヌクレオシド誘導体の合成が最近興味が持たれている。Tet. Lett., 1989, 30, 6263中でNorbeck, D.W.らは、（±）-1-[(2β，4β)-2-（ヒドロキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミン（以下（±）-ジオキソラン-Tという、図１を参照のこと）の合成を報告し、C4'原子についてジアステレオマーのラセミ混合物を得ている。生成物は、C3'原子がO3'原子に置換された3'-デオキシチミジンの誘導体である。この生成物は、ベンジルオキシアルデヒドジメチルアセタールと（±）-メチルグリセレートから５つの工程で合成され、１：１のジアステレオマー混合物を79％の収率で得た。生成物のＸ線結晶解析により、ジオキソラン環は、エンド位にO3'原子を有し、通常リボヌクレオシドで見られる3Ｔ4コンフォメーションを採っていることが明らかになった。Norbeckは、ジオキソラン-Tのラセミ混合物がATH8細胞で20μMの抗HIV活性を示し、ウイルスに対する低い有効性がO3'原子のエンドコンフォメーションの影響のためであることを報告した。Tetrahedron Letters 30 (46), 6246,(1989)。
【０００８】
IAF BioChem International, Inc.に譲渡されているヨーロッパ特許出願第0 337 713号および米国特許第5,041,449号には、一般式2-置換-4-置換-1,3-ジオキソランが抗ウイルス活性を示すことを開示している。
【０００９】
Belleauらは、AIDSについての第５回国際会議（モントリオール、カナダ、1990年6月4〜9日、論文番号T.C.O.1.）において、3'位に酸素または硫黄を含むシチジンヌクレオシドの合成方法を報告した。ジオキソラン環はRCO2CH2CHOとグリセリンとの縮合により調製された。Norbeckの合成と同様に、Belleauの合成は、ヌクレオシドのC4'炭素についてジアステレオマーのラセミ混合物を生じる。Belleauは、NGBP-21または（±）BCH-189（図１を参照）と呼ばれる硫黄アナログが抗HIV活性を有することを報告した。
【００１０】
Belleauのヨーロッパ特許出願第92300056.6号はＢ型肝炎ウイルス（HBV）の治療のためのBCH-189の使用を開示している。BCH-189は現在米国食品医薬品庁の監督下で臨床試験中である。
【００１１】
米国特許第5,047,407号およびヨーロッパ特許出願第0 382 526（これもまたIAF BioChem International, Inc.に譲渡されている）は、一般式2-置換-5-置換-1,3-オキサチオランヌクレオシドが抗ウイルス活性を有することを開示している。
【００１２】
本出願の優先日当時には、エナンチオマー的に純粋なジオキソランヌクレオシドを生じ、そして天然に見いだされるヌクレオシド（β立体異性体）と同じ立体化学を有する、3'位に酸素を有するヌクレオシドアナログの合成方法は報告されていない。ヌクレオシド誘導体の抗ウイルス活性への立体化学の影響についてのさらなる情報および新規な抗HIV剤を提供するための研究手段となるような合成が必要とされている。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、エナンチオマー的に純粋なジオキソランヌクレオシドの合成方法を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、著しい抗HIV活性を有するエナンチオマー的に純粋なジオキソランヌクレオシドを提供することである。
【００１５】
【発明の要旨】
HIVに感染したヒトの治療方法は、以下の式のエナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラニルプリンヌクレオシドのHIV治療量を投与する工程を含む：
【００１６】
【化７】
ここで、RはOH、Cl、NH2、またはH、あるいは薬学的に受容可能な塩または該化合物の誘導体であり、任意に薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈剤を含む。Rがクロロである化合物は、特に、(-)-(2R,4R)-2-アミノ-6-クロロ-9-[(2-ヒドロキシメチル)-1,3-ジオキソラン-4-イル]プリンと称する。Ｒがヒドロキシである化合物は、(-)-(2R,4R)-9-[(2-ヒドロキシメチル)-1,3-ジオキソラン-4-イル]グアニンである。Ｒがアミノである化合物は、(-)-(2R,4R)-2-アミノ-9-[(2-ヒドロキシメチル)-1,3-ジオキソラン-4-イル]アデニンである。Ｒが水素である化合物は、(-)-(2R,4R)-2-アミノ-9-[(2-ヒドロキシメチル)-1,3-ジオキソラン-4-イル]プリンである。
【００１７】
特に開示したβ-D-ジオキソランヌクレオシド、あるいはそれらの薬学的に受容可能な誘導体または塩もしくはこれらの化合物を含む薬学的に受容可能な処方物は、HIV感染および他の関連症状（例えば、AIDS関連合併症(ARC)、存続全身性リンパ節症(PGL)、AIDS関連神経学的症状、抗HIV抗体ポジティブおよびHIVポジティブ症状、カポジ肉腫、血小板減少性紫斑病、および日和見感染）の治療に有用である。さらに、これらの化合物または処方物は、予防的に用いられて、抗HIV抗体またはHIV抗原ポジティブである個体あるいはHIVに曝されている個体での臨床病の進行を遅らせ得る。
【００１８】
他の実施態様によれば、本発明は、特に開示したエナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラニルプリンヌクレオシドのプロドラッグのHIV治療量を投与する工程を包含する、HIVに感染したヒトの治療方法を含む。本明細書中で使用されるプロドラッグとは、特に開示したヌクレオシドの薬学的に受容可能な誘導体を指し、これは、インビボの投与でヌクレオシドに変換される。限定されない例は、薬学的に受容可能な塩（代わりに「生理学的に受容可能な塩」と称す）、ならびに活性化合物の5'およびN6アシル化またはアルキル化誘導体（代わりに「生理学的または薬学的に受容可能な誘導体」と称す）である。ある実施態様では、アシル基はカルボン酸エステルであり、そのエステル基の非カルボニル部分は、直線状、分枝状、または環状C1〜C20アルキル、アルコキシアルキル（メトキシメチルを含む）；アラルキル（ベンジルを含む）；アリールオキシアルキル（例えば、フェノキシメチル）；アリール（例えば、ハロゲン、C1〜C4アルキルまたはC1〜C4アルコキシで任意に置換されたフェニル）；ジカルボン酸（例えば、コハク酸）；スルホネートエステル（例えば、メタンスルホニルを含むアルキルまたはアラルキルスルホニル）；およびモノ、ジ、およびトリホスフェートエステルから選択される。
【００１９】
本明細書で用いられるように、アルキルという用語は、詳細には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、イソプロピル、イソブチル、sec-ブチル、t-ブチル、イソペンチル、アミル、t-ペンチル、シクロペンチル、およびシクロヘキシルを含むが、これらには限定されない。本明細書中で用いられるように、アシルという用語は、詳細にはアセチル、プロピオニル、ブチリル、ペンタノイル、3-メチルブチリル、水素スクシネート(hydrogen succinate)、3-クロロベンゾエート、ベンゾイル、アセチル、ピバロイル、メシレート、プロピオニル、バレリル、カプロイック、カプリリック、カプリック、ラウリック、ミリスチック、パルミチック、ステアリック、およびオレイックを含むが、これらには限定されない。活性化合物の改変、特にN6および5'-O位における改変は、活性種のバイオアベイラビリティーおよび代謝速度に影響を与え、それ故活性種の送達にコントロールを提供し得る。
【００２０】
エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラニルプリンヌクレオシドは、適当なエステル化剤（例えば、酸ハライドまたは酸無水物）との反応により薬学的に受容可能なエステルに変換され得る。ヌクレオシドまたはその薬学的に受容可能な誘導体は、従来の方法で（例えば、適当な塩基との処理により）それらの薬学的に受容可能な塩に変換され得る。エステルまたは塩は、例えば加水分解により、親ヌクレオシドに変換され得る。
【００２１】
開示される本発明はまた、エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの調製について非対称プロセスを含む。このプロセスは、1,6-アンヒドロマンノースからの(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(保護化オキシメチル)-ジオキソランを最初に調製することを含む。ここで糖は、エナンチオマー的に純粋な最終生成物に必要な立体化学を含み、糖の１位（後に形成されるヌクレオシドの4'位になる）について適切なジアステレオマー配置を含む。
【００２２】
(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(保護化オキシメチル)-ジオキソランは、SnCl4、他のルイス酸、またはトリメチルシリルトリフレートの存在下、有機溶媒（例えば、ジクロロエタン、アセトニトリル、または塩化メチレン）中で、所望のヘテロ環塩基と縮合され、立体化学的に純粋なジオキソラン-ヌクレオシドを得る。
【００２３】
いかなる所望のエナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソランプリンまたはピリミジンヌクレオシドも、本明細書中に開示されたプロセスに従って調製され得る。生成物は、インビトロでのHIVの阻害を研究するための研究手段として用いられ得、またはインビボでHIVの増殖を阻害するための薬学的組成物で投与され得る。
【００２４】
図面の簡単な説明
図１Ａは、（±）-1-[(2β,4β)-2-(ヒドロキシメチル)-4-(1,3-チオキソラン)]チミン（ＢＣＨ−１８９）の化学構造の図である。
図１Ｂは、（±）-1-[(2β,4β)-2-(ヒドロキシメチル)-4-ジオキソラニル]チミン(ジオキソラン-T)の化学構造の図である。
図２は、エナンチオマー的に純粋なβ-D-(-)-ジオキソラン-チミンの合成方法の図である。
図３は、種々のエナンチオマー的に純粋なβ-D-(-)-ジオキソラニルプリンヌクレオシドの調製方法の図である（試薬：(a)TMSOTf、CH2Cl2；(b)NH3、DME；(c)HSCH2CH2OH、NaOMe；(d)NH3、EtOH；(e)n-Bu4NF、THF）。
【００２５】
本明細書中で用いられるように、用語「エナンチオマー的に純粋な」は、ヌクレオシドの単一のエナンチオマーを少なくとも97％を含む、ヌクレオシド組成物を指す。
【００２６】
Ｉ．エナンチオマー的に純粋なジオキソランヌクレオシドの調製
エナンチオマー的に純粋なジオキソランヌクレオシドの調製において、ジオキソラン環を開裂させる強酸性条件を避けるよう注意を払うべきである。可能であれば、反応は塩基性または中性条件で行われるべきであり、そして酸性条件が必要なときは、反応時間を最小にすべきである。
【００２７】
Ａ．エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの調製
エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの合成で重要な開始物質は、1,6-アンヒドロマンノースである（化合物１、図２）。この糖はエナンチオマー的に純粋な最終生成物（例えば、化合物１１、図２を参照のこと）に必要なすべての立体化学を含み、糖の１位（後に形成されるヌクレオシドの4'位になる）について適切なジアステレオマー配置を含む。1,6-アンヒドロマンノースは、Knauf,A.E.；Hann, R.M.；Hudson, C.S. J. Am. Chem. Soc., 1941, 63,1447；およびZottola, M.A.；Alonso, R.；Vite, G.D.；Fraser-Reid，B. J. Org. Chem., 1989, 54, 6123に記載された手順にしたがって調製され得る。ジオキソランヌクレオシドの以前の合成は、リボース部分の調製に出発物質のラセミ混合物を使用した。試薬のラセミ混合物を用いて合成を開始すると、エナンチオマー性のヌクレオシド生成物の望ましくないラセミ混合物が生成された。この混合物は、分離するのが非常に難しく、そして最終生成物の費用を著しく増加させる。さらに、天然に存在しない異性体の含有は生成物の毒性を増加させる。
【００２８】
1,6-アンヒドロマンノースは、ジメトキシプロパンとp-トルエンスルホン酸とでイソプロピリデン誘導体に変換され、単離することなく、化合物２の４位でベンゾイル化される（図２を参照のこと）。アシル基もまた４位を保護するために用いられ得る。次いで、化合物２のイソプロピリデン基は、触媒量の酸（例えば、硫酸、塩酸、蟻酸、トリフルオロ酢酸、スルファミン酸）により、６０％のジオキサン水溶液または他の適当な有機溶媒中で、約０〜50℃の温度範囲で除去されて、(-)-1,6-アンヒドロ-4-O-ベンゾイル-β-D-マンノピラノースを白色固体として高収率で得る。
【００２９】
次の工程では、(-)-1,6-アンヒドロ-4-O-ベンゾイル-β-D-マンノピラノースのグリコールは、おおよそ室温で１時間、H2O/EtOH(1:1)中のNaIO4で処理することにより、酸化的に開裂されて、対応するジアルデヒドを生成する。四酢酸鉛はまたこの反応の酸化剤として用いられ得る。ジアルデヒドは、おおよそ室温またはそれ以下で、NaBH4、ジイソブチルアルミニウムヒドリド（DIBAL-H）、水素化ホウ素リチウム（LiBH4）、またはビス（２-メトキシエトキシ）-アルミニウムヒドリドナトリウム（Red-Al）を含むすべての適当な還元剤で、その場ですぐに還元される。反応条件下で、化合物４は、２位から１位へのベンゾイルの移動により異性体化して、(-)-(2R,4R)-4-(2-ベンゾキシ-1-ヒドロキシエチル)-2-(ヒドロキシメチル)-ジオキソラン（化合物５、図２）を生成する。
【００３０】
次いで、ジオキソランの２位は、例えば、３置換シリル基（トリメチルシリル、ジメチルヘキシルシリル、t-ブチルジメチルシリル、t-ブチルジフェニルシリルなど）、トリチル、アルキル基、アシル基（アセチル、プロピオニル、ベンゾイル、p-NO2ベンゾイル、またはトルイルなど）、メチルスルホニル、またはp-トルイルスルホニルなどの適当な酸素保護基で保護される。好ましい保護基はt-ブチルジフェニルシリルである。ジオキソランの２位を保護した後、ベンゾイル基は、約０〜５０℃で、メタノール中のナトリウムメトキシドまたはアンモニアなどの強塩基で、2-ヒドロキシエチル位から除去されて、(-)-(2R,4R)-2-(保護化-O-メチル)-4-(1,2-ジヒドロキシエチル)-ジオキソラン（化合物６、図２）を高収率で生成する。
【００３１】
次の工程では、ジオキソランの４位の1,2-ジヒドロキシエチル基は、おおよそ０〜50℃で、NaIO4／RuO2または四酢酸鉛などの酸化剤で、カルボン酸に変換されて、(+)-(2R,4R)-2-（保護化オキシメチル）-4-カルボキシジオキソラン（化合物７、図２を参照のこと）を生成する。
【００３２】
次いで、改変Hunsdiecker反応（Dhavale, D.ら、Tetrahedron Lett., 1988, 29, 6163）を、酢酸エチル中でPb(OAc)4を用いて行い、(+)-(2R,4R)-2-(保護化オキシメチル)-4-カルボキシジオキソランを、対応する重要な中間体である(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(保護化オキシメチル)ジオキソランに好収率で変換する（化合物８、図２を参照のこと）。
【００３３】
Ｂ．ヘテロ環塩基のジオキソラン誘導体との縮合
本反応スキームの次の工程で、Ａ項での記載のように調製されたエナンチオマー的に純粋なジオキソランは、乾燥有機溶媒中でトリメチルシリルトリフレート（トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート）またはルイス酸の存在下で、保護化塩基と縮合される。
【００３４】
あらゆる芳香族化合物、および特に電子欠乏中心と反応し得る窒素を含むプリンまたはピリミジンは、縮合反応に使用され得る。プリン塩基は、アデニン、ハイポキサンチン、2,6-ジアミノプリン、6-アミノ-2-クロロプリン、2-アミノプリン、N6-アルキルプリン、N6-ベンジルプリン、N6-ハロプリン、およびグアニンを含むが、これらに限定されない。ピリミジン塩基は、チミン、シトシン、6-アザプリミジン、2-メルカプトピリミジン、およびウラシルを含むが、これらに限定されない。合成手順の間望ましくない副反応が起こる場合、ヘテロ環塩基上の機能的酸素および窒素基は、糖との縮合の前に保護されるべきである。保護基は、当業者に周知であり、そしてトリメチルシリル、ジメチルヘキシルシリル、t-ブチルジメチルシリル、およびt-ブチルジフェニルシリル、トリチルメチル、アルキル基、アシル基（アセチルおよびプロピオニルなど）、メチルスルホニル、およびp-トルイルスルホニルを含む。
【００３５】
縮合反応に使用され得るFriedel-Crafts触媒（ルイス酸）は、SnCl4、ZnCl4、TiCl4、AlCl3、FeCl3、BF3-ジエチルエーテル、およびBCl3を含む。水の存在が活性を低減させるので、これらの触媒は無水条件が必要である。触媒はまた、アルコールおよび有機酸などの活性水素を有する有機溶媒の存在下で不活性化される。触媒は、典型的には、二硫化炭素、塩化メチレン、ニトロメタン、1,2-ジクロロエタン、ニトロベンゼン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ベンゼン、トルエン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、またはアセトニトリルなどの溶媒中で用いられる。無水塩化アルミニウムは二硫化炭素に不溶である。Niedballaら、J. Org. Chem. 39, 25 (1974)。好ましい触媒はSnCl4である。好ましい溶媒は、1,2-ジクロロエタンである。トリメチルシリルトリフレートは、上記と同じ条件下で、Friedel-Crafts触媒用に用いられ得る。反応は−10℃〜200℃までの範囲の温度で行われる。縮合用触媒の選択は最終生成物のα対βヌクレオシド生成物の比に影響を与える。例えば、CH2Cl2中でトリメチルシリルトリフレートの存在下、中間体(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(t-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）ジオキソラン（化合物８、図２）のシリル化チミジンとの縮合により、(-)-1-[(2R,4R)-2-(t-ブチルジフェニルシリルオキシメチル)-4-ジオキソラニル］チミン 9-β（45％）および(+)-1-[(2R,4S)-2-(t-ブチルジフェニルシリルオキシメチル)-4-ジオキソラニル］チミン 10-α（29％）を得た。しかし、SnCl4を用いる反応では、ＴＬＣで検出可能な痕跡量のα異性体10とともに、独占的にβ異性体９を生成した。
【００３６】
2,6-二置換プリン誘導体は、シリル化6-クロロ-2-フルオロプリンとアセテート８との縮合により合成され、14および13の混合物（α/β＝１/1.3）を得た（図３）。最初に形成されたＮ7異性体は、室温で一晩の撹拌の間に再びＮ9異性体に変換された。分析用サンプルは、展開溶媒としてCH2CL2-アセトン（19：１）を用いるプレパラティブTLCにより、α，β混合物を個々の異性体13および14に分離することから得られた。しかし、最終生成物21〜24を調製する目的で、13および14の混合物をDME中でNH3で処理して（Robins, M.J. ; Vznanski,B. 核酸関連化合物. 34. tert-ブチルニトリトを用いる非水性ジアゾ化. プリンヌクレオシドのC-2でのフッ素、塩素、および臭素の導入. Can. J. Chem. 1981,2608）、21〜24の混合物を得、これを個々の異性体15（24％）、16（18.6％）、17（25.8％）、および18（16％）に分離した。グアニン19および2,6-ジアミノ20誘導体は、エタノール中で15をそれぞれ2-メルカプトエタノール／NaOMeおよびアンモニアで処理して調製された。遊離のヌクレオシド21〜26は、対応する5'-シリル化ヌクレオシドをn-Bu4NFで処理して好収率で得られた。α異性体23および24もまた、β異性体と同様の手順により調製された。
【００３７】
エナンチオマー的に純粋な(-)-β-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの調製の本方法の最終工程で、ヌクレオシドの5'-O位が脱保護化される。脱シリル化は、酢酸、トリフルオロ酢酸、フッ化水素、n-テトラブチルアンモニウムフルオリド、フッ化カリウム、およびピリジニウムHClを含む種々の試薬を用いて行われ得る。例えば、化合物９および10のテトラブチルアンモニウムフルオリドを用いた脱シリル化により、それぞれ所望の遊離ヌクレオシド11および12を得た（図２）。酢酸は、高価でないので、商業スケールでの使用に好ましい。脱シリル化用の他の試薬は、当業者に公知である。脱アシル化は酸または塩基で行われる。5-O-エーテルはBCl3またはヨウ化トリメチルシリルで開裂され得る。
【００３８】
エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの調製方法は以下の実施例によりさらに例示される。実施例１は(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(t-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）ジオキソラン（化合物８、図２）の調製方法を詳細に記載している。実施例２は、(-)-β-D-ジオキソラン-Ｔと称する、(-)-1-[(2β,4β)-2-(ヒドロキシメチル)-4-ジオキソラニル］チミンの調製を記載している。実施例２に列挙した化合物は図２に記載された構造を指す。実施例３は、(-)-(2R,4R)-2-アミノ-6-クロロ-9-[(2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］プリン、(-)-(2R,4R)-9-[(2-ヒドロキシメチル)-1,3-ジオキソラン-4-イル］グアニン、および(-)-(2R,4R)-2-アミノ-9-[(2-ヒドロキシメチル)-1,3-ジオキソラン-4-イル］アデニンを含む、多くのエナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラニルヌクレオシドの調製の詳細な例を提供する。
【００３９】
【実施例１】
(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(t-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）ジオキソラン（化合物８）の調製。
【００４０】
(-)-1,6-アンヒドロ-2,3-イソプロピリデン-4-O-ベンゾイル-β-D-マンノピラノース
1,6,-アンヒドロ-β-D-マンノピラノース（化合物１）をアセトン(800ml)およびメタノール(300ml)と混合し、そして流動性(free-flowing)固体のみが残るまで、約30分間撹拌した。次いで、ジメトキシプロパン(300ml)およびp-トルエンスルホン酸(5g)を添加し、そしてこの混合物を２時間撹拌した。
【００４１】
次いで、この反応混合物をトリエチルアミンで塩基性(pH８)にし、そして濾過して白色の固体物質を除去した。溶媒をエバポレートし、そして残渣を酢酸エチルに取り、次いで結晶化することにより、４グラムの2,3-イソプロピリデン化した生成物を透明な針状物として得た。
【００４２】
1,6-アンヒドロ-2,3-イソプロピリデン-β-D-マンノピラノース(5.01g、0.025モル）のピリジン(40ml)溶液に、０℃で塩化ベンゾイル（3.74ml、0.062モル）を滴下した。混合物を０℃で45分間撹拌した。次いで反応混合物に氷を加えて、過剰の塩化ベンゾイルを除去した。溶媒を減圧下でエバポレートし、そして残渣を酢酸エチル(200ml)に溶解した。有機層を水、飽和NaHCO3、および塩水で洗浄した。得られた物質を無水MgSO4で乾燥し、濾過し、次いでエバポレートすることにより、(-)-1,6-アンヒドロ-2,3-イソプロピリデン-4-O-ベンゾイル-β-D-マンノピラノースの粗生成物（化合物２、8.7g）を黄色の固体として得た。
【００４３】
(-)-1,6-アンヒドロ-4-O-ベンゾイル-β-D-マンノピラノース（３）
60％のジオキサン(820ml)水溶液中の1,6-アンヒドロ-4-0-ベンゾイル-2,3-イソプロピリデン-β-D-マンノピラノース２（10.0g、32.6ミリモル）溶液に、濃H2SO4(3.36ml)を加えた。この混合物を70〜80℃で１５時間撹拌し、次いで氷浴で冷却し、NaHCO3で中和し、そして初めの容量の半分が残るまで濃縮した。次いで、この溶液を酢酸エチルで抽出し、そして合わせた有機層を飽和NaHCO3溶液および水で洗浄し、乾燥し、そしてエバポレートすることにより、３を白色固体として得た。この固体をCH2Cl2−ｎ-ヘキサンから結晶化して３を白色固体として得た（7.4ｇ、85.3％）：
【００４４】
【化８】
【００４５】
（-）-（2R,4R）-4-（2-ベンゾキシ-１-ヒドロキシエチル）-2-（ヒドロキシメチル）ジオキソラン（５）
3（7.4ｇ、27.8ミリモル）の95％エタノール（200ml）溶液にNaIO4（6.54ｇ、30.7ミリモル）の水溶液（200ml）を加えた。この混合物を室温で１時間撹拌した。薄層クロマトグラフィーにより、ジオールがジアルデヒドに確実に完全に変化したことを検査した後、反応混合物を初めの容積の半分まで濃縮した。メタノール（200ml）を残渣に加え、そして混合物を50℃まで冷却した。水素化ホウ素ナトリウム（4.2ｇ、111.0ミリモル）を混合物に少しずつ５分間添加し、そしてこの混合物を50℃で10分間撹拌し、氷酢酸で中和し、そして濃縮することにより、粗製の３を黄色の油として得た。この油をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、純粋な３を無色の油として得、これをジエチルエーテル／ｎ-ヘキサンから結晶化することにより、５（6.12ｇ、82％）を白色固体として得た：
【００４６】
【化９】
【００４７】
（-）-（2R,4R）-4-（2-ベンゾキシ-1-ヒドロキシエチル）-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシ-メチル）-ジオキソラン
3（2.8ｇ、10.4ミリモル）およびイミダゾール（2.04ｇ、30.0ミリモル）のジメチルホルムアミド（40ml）溶液に、ｔ-ブチルジフェニルシリルクロライド（3ml、11.5ミリモル）を添加した。この混合物を室温で２時間撹拌した。反応混合物をエバポレートすることにより、黄色の油が得られ、これをシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、４（4.48ｇ、85％）を無色の油として得た：
【００４８】
【化１０】
（-）-（2R,4R）-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）-4-（1,2-ジヒドロキシエチル）-ジオキソラン（６）
（-）-（2R,4R）-4-（2-ベンゾキシ-1-ヒドロキシエチル）-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシ-メチル）-ジオキソラン（2.52ｇ、5.0ミリモル）のメタノール（40ml）溶液に、0.078Ｍのナトリウムメトキシド（7.3ml）のメタノール溶液を加えた。この混合物を室温で２時間撹拌した。混合物を酢酸で中和し、そして濃縮した。ついで、残渣を酢酸エチルと水との間に分配し、そして水層を酢酸エチルで抽出した。合わせた有機層を飽和NaHCO3溶液、次いで水で洗浄し、次いで乾燥し、エバポレートし、そしてシリカゲルでのクロマトグラフィーにより精製することにより、６（1.9ｇ、95％）を無色の油として得た：
【００４９】
【化１１】
【００５０】
（+）-（2R,4R）-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）-4-カルボキシルジオキソラン（７）
6（1.6ｇ、4.0ミリモル）のCH3CN（8ml）、CCl4（8ml）、およびH2O（12ml）の２層性溶液に、NaIO4（3.59ｇ、16.8ミリモル）およびRuO2水和物（8.5mg）を加えた。この混合物を室温で５時間、激しく撹拌した。メチレンクロライド（40ml）をこの混合物に加えた。有機層を分離した。水層をCH2Cl2で抽出した。合わせた有機層を水で洗浄し、セライトパッドを通して濾過し、次いで濃縮することにより、粗製の７（1.2ｇ、77.4％）を黒色の油として得、これをさらに精製しないで次の反応に用いた。分析用に、シリカゲルでのカラムクロマトグラフィーにより粗製の７を精製することにより、７を白色の泡状物として得た：
【００５１】
【化１２】
【００５２】
（2R,4R）−および（2R,4S）-4-アセトキシ-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）ジオキソラン（８）
7（0.46ｇ、1.14ミリモル）の酢酸エチル（10ml）溶液に、ピリジン（0.09ml，1.25ミリモル）およびPb（OAc）4（0.66ｇ、1.49ミリモル）を加えた。この混合物をＮ2雰囲気下にて室温で１５時間撹拌し、次いでセライトパッドを通して濾過し、次いで濃縮し、そしてシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、８（0.29ｇ、63.5％）を無色の油として得た：
【００５３】
【化１３】
【００５４】
【実施例２】
（-）-1-［（2R,4R）-2-（ヒドロキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミン（１１）の調製
（-）-1-［（2R,4R）-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミン（９）および（＋）-1-［（2R,4S）-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）-4-ジオキソラニル］ チミン（１０）
チミン（0.15ｇ、1.2ミリモル）のヘキサメチルジシラザン（10ml）懸濁液に、触媒量の（NH4）2SO4を加え、そしてこの混合物を３時間還流した。得られた透明な溶液を濃縮することにより、シリル化されたチミンを無色の油として得た。8（0.24ｇ、0.6ミリモル）のCH2Cl2（5ml）溶液をシリル化チミンのCH2Cl2（5ml）溶液に加え、そしてこの混合物を５℃まで冷却した。冷却した混合物に、トリメチルシリルトリフレート（0.23ml、1.2ミリモル）を加え、そしてこの混合物を窒素雰囲気下にて室温で１時間撹拌した。飽和NaHCO3溶液（20ml）をこの混合物に加え、そして混合物を再度室温で30分間撹拌した。次いで有機層を分離し、そして水層をCH2Cl2で抽出した。合わせた有機層を飽和NaHCO3溶液および水で洗浄し、乾燥し、濃縮し、そしてシリカゲルでのカラムクロマログラフィーにより分離することにより、9（0.125ｇ、44.6％）を白色の泡状物として、そして10（0.08ｇ、28.6％）を白色の泡状物として得た：
【００５５】
【化１４】
【００５６】
（-）-1-［（2R,4R）-2-（ヒドロキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミン（１１）
9（93.3mg、0.2ミリモル）のテトラヒドロフラン（THF）（3ml）溶液に、1.0Ｍのテトラ-n-ブチルアンモニウムフルォラィド（0.24ml、0.24ミリモル）THF溶液を加え、そしてこの混合物を室温で１時間撹拌した。次いで、この混合物を濃縮し、そしてシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、１１（42mg、92.1％）を白色の固体として得た：
【００５７】
【化１５】
【００５８】
（＋）-1-［（2R,4S）-2-（ヒドロキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミン（１２）
１１について上記したのと同じ手順に従って、１０（60mg、0.13ミリモル）の脱保護を行い、１２（26mg、87.6％）を白色の泡状物として得た：
【００５９】
【化１６】
【００６０】
【実施例３】
エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラニルプリンヌクレオシドの調製
（2R,4R）および（2R,4S）-9-［［2-［（tert-ブチルジフェニルシリル）オキシ］メチル］-1,3-ジオキソラン-4-イル］-6-クロロ-2-フルオロプリン（１３および１４）
ヘキサメチルジシラザン（940mL）中の2-フルオロ-6-クロロプリン（4.05g、23.47ミリモル）と硫酸アンモニウム（触媒量）との混合物を２時間還流した。得られた溶液を無水の条件下で濃縮することにより、シリル化された2-フルオロ-6-クロロプリンを白色の固体として得た。シリル化2-フルオロ-6-クロロプリン（5.69g、23.69ミリモル）ｂおよび化合物8（7.84g、19.57ミリモル）の乾燥塩化メチレン（175mL）溶液を冷却し（0℃）そして撹拌して、TMSOTf（4.41mL、23.44ミリモル）を加えた。この反応混合物を室温まで加温し、そして16時間撹拌した。撹拌の間に、最初に形成したＮ7縮合生成物はすべてＮ9異性体に転換した。この反応混合物を飽和NaHCO3溶液（50mL）でクエンチし、そして室温でさらに20分間撹拌し、減圧下で乾燥するまでエバポレートした。残渣を酢酸エチル（200mL）に溶解し、水および塩水で洗浄し、乾燥し（無水Na2SO4）、濾過し、そしてシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン中20％EtOAc）により精製することにより、β-アノマー１９とα-アノマー２０との混合物（１．３：１；β／α）（6.30g、62.8％）を白色の結晶性固体として得た。発展系としてCH2Cl2−アセトン（19：1）を用いたプレパラティブTLCにより分析用試料を精製することにより、NMRキャラクタリゼーション用の１３（Rf=0.5pO）および１４（Rf=0.55）を得た：
【００６１】
【化１７】
【００６２】
（-）-（2R,4R）-2-アミノ-9-［［2-［（tert-ブチルジフェニルシリル）オキシ］メチル］-1,3-ジオキソラン-4-イル］-6-クロロプリン（１５）、（-）-（2R,4R）-9-［［2-［（tert-ブチルジフェニルシリル）オキシ］メチル］-1,3-ジオキソラン-4-イル］-2-フルオロアデニン（１６）、（＋）-（2R,4S）-2-アミノ-9-［［2-［（tert-ブチルジフェニルシリル）オキシ］メチル］-1,3-ジオキソラン-4-イル］-6-クロロプリン（１７）、および（＋）-（2R,4S）-9-［［2-［（tert-ブチルジフェニルシリル）オキシ］メチル］-1,3-ジオキソラン-4-イル］-2-フルオロアデニン（１８）乾燥アンモニアガスを１３および１４（6.25g、12.18ミリモル）の撹拌したDME（125mL）溶液中に１晩通じた。溶媒を減圧下でエバポレートし、そして残渣をシリカゲルカラム（CH2Cl2中20〜30％酢酸エチル）にかけて４種の化合物をクロマトグラフィー的に分離した。
１５（Rf=0.35、1.49g、24％）：白色の結晶性固体。
【００６３】
【化１８】
１６（Rf=0.21、1.12g、18.6％）：無色の針状物。
【００６４】
【化１９】
１７（Rf=0.43、1.60g、25.76％）：白色の結晶性固体。
【００６５】
【化２０】
１８（Rf=0.12、0.96g、16％）、微結晶性固体。
【００６６】
【化２１】
【００６７】
（-）-（2R,4R）-2-アミノ-6-クロロ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］プリン（２１）
１５（0.46g、0.91ミリモル）のTHF（20mL）溶液を１Ｍのn-Bu4NF/THF（1.1mL、1.1ミリモル）で処理することにより、２１（Rf=0.50、0.2Ig、84％）を結晶性固体として得、これをＭｅＯＨから再結晶した。
【００６８】
【化２２】
【００６９】
（-）-（2R,4R）-2-フルオロ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］アデニン（２２）
１６（0.56g、1.12ミリモル）のTHF（20mL）溶液を１Ｍのn-Bu4NF/THF（1.35mL、1.35ミリモル）で処理することにより、２２（0.24g、85％）を白色の結晶性固体として得、これをMeOHから再結晶した。
【００７０】
【化２３】
【００７１】
（-）-（2R,4R）-6-ヒドロキシ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］アデニン（２５）
MeOH（20mL）中の１５（0.29g、0.57ミリモル）、HSCH2CH2OH（0.51mL）、および1.0MのNaOMe/MeOH（11.5mL）の混合物を３時間還流した。この反応混合物を冷却し、そして氷酢酸で中和した。この溶液を乾燥するまでエバポレートし、次いで残渣をCHCl3で粉砕し、濾過し、そして濾液を取って乾燥することにより１９の粗生成物（0.21g、75％）を得、この粗生成物を、さらに精製せずに、２３の場合と同じ手順で脱シリル化して、化合物２５（0.07g、61％）を微結晶性固体として得、この化合物をMeOHから再結晶した：
【００７２】
【化２４】
【００７３】
（-）-（2R,4R）-2-アミノ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］アデニン（２６）
鋼鉄製の容器（bomb）を化合物１５（0.28g、0.55ミリモル）、NH3で飽和させた無水エタノール（20mL）て充填し、そして９０℃で６時間加熱した。冷却後、得られた化合物２０（0.26g、95%）を真空下でエバポレートして溶媒を除去し、次いで２３の調製と同じ手順により脱シリル化することにより、２６（0.10g、75％）を白色の微小針状物として得、MeOHから再結晶した：
【００７４】
【化２５】
【００７５】
（-）-（2R,4R）-2-アミノ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］プリンは、炭素担持パラジウムおよび水素ガスまたは水素化トリブチル錫およびアザビスイソブチロニトリルを包含する種々の還元剤を用いて、化合物２１を還元して調製され得る。
【００７６】
II． ジオキソランヌクレオシドの抗HIV活性
β-D-ジオキソラン−ヌクレオシドは、インビトロでのHIVの増殖を阻害する研究手段として用いられ得、またはインビボでのHIVの増殖を阻害するために、薬学的に人体に投与され得る。
【００７７】
β-D-ジオキソラン−ヌクレオシドがHIVを阻害する能力を、種々の実験技法により測定し得る。本発明で用い、そして以下に詳細に説明する技法により、フィトヘマグルチニン（PHA）刺激のHIV-1（LAV株）感染ヒト末梢血液単核細胞（PBM）におけるウイルスの複製の阻害を測定する。産生されたウイルスの量を、ウィルスがコードする逆転写酵素を測定することにより測定する産生された酵素の量を、HIVコントロールと比較する。この方法について、以下詳細に説明する。
【００７８】
ヒト末梢血液単核細胞における抗ウイルスアッセイおよび細胞毒性アッセイ
Ａ．Ｂ型肝炎およびHIV-1血清ネガティブの健常なドナーに由来する３日齢のフィトヘマグルチニン刺激PBM細胞（106細胞／ml）を、１ml当たり50％組織培養物感染用量（ＴＩＣＤ50）の約10倍の濃度のHIV-1（LAV株）で感染させ、そして種々の濃度の抗ウイルス性化合物の存在下または非存在下で培養した。
【００７９】
Ｂ．感染後約45分で、試験する化合物（培地における最終濃度の２倍）を有するかまたは有さない培地をフラスコに加えた（5ml；最終容積10ml）。AZTをポジティブコントロールとして用いた。
【００８０】
Ｃ．細胞をウイルス（約２×105dpm/ml、逆転写酵素アッセイで測定）に曝し、次いでCO2インキュベータ内に置いた。HIV-1（LAV株）を、疾病管理センター（the Center for Disease Control）、ジョージア州アトランタ、から入手した。PBM細胞の培養、ウイルスの収穫（harvest）、そして逆転写酵素活性の測定に用いた方法は、菌領域（fungizone）が培地に含まれなかったこと（Schinaziら、Antimicrob. Agents Chemother.,32,1784-1787,（1988）を参照）以外は、McDougalら（J.Immun.Meth.76,171-183,1985）およびSpiraら（J.Clin.Meth.25,97-99,1987）により記載された方法であった。ウイルス感染コントロールの逆転写酵素活性は、約２×105dpm/mlであった。ブランクおよび非感染コントロールの値は、それぞれ約300および1,000dpmであった。工程Ｃを工程Ｂの前に行っても、同様の結果が得られる。
【００８１】
Ｄ． ６日目に、細胞及び上清を15mlチューブに移し、そして約900ｇで１０分間遠心分離を行った。5mlの上清を取り除き、そして40,000rpmで30分間遠心分離する（Beckman 70.1 Tiローター）ことにより、ウイルスを濃縮した。溶解したウイルスペレットを、逆転写酵素のレベルの測定にかけた。結果を、サンプリングした上清1mlあたりのdpmで表す。
逆転写酵素の測定から決定された、ウイルスの阻害百分率を化合物のマイクロモル濃度に対してプロットする。EC50は、ウイルスの増殖を50％阻害する化合物の濃度である。
このアッセイを用いて、少数のβ-D-ジオキソラニルプリンヌクレオシドが、有効な抗HIV剤であることを見出した。特に、表１に示すように、化合物21、25、および26は、0.027〜0.69μＭの範囲に低い有効メジアン濃度を示す。
【００８２】
【表１】
【００８３】
ATH8細胞においては、β-D-（±）-ジオキソラン−チミンはHIVに対して効力が低いという以前の報告とは対照的に、エナンチオマー的に純粋なβ型11は、大きな抗HIV活性（EC50=0.3μＭ）を示した。エナンチオマー的に純粋なβ-D-（-）-ジオキソラン-Tが、この化合物のラセミ混合物よりも顕著に大きな抗HIV活性を有することを見出したのは、驚くべきことであった。この差異は、これらの系における１１のリン酸化の速度に基づいて説明され得る。予想通り、α-異性体１２は、何ら顕著な抗HIV活性を示さなかった。PBM細胞における（-）-1-［（２β，４β）-2-（ヒドロキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミンのEC50は、0.2μＭと測定された。
【００８４】
III． ジオキソランヌクレオシドの毒性
化合物21、23、および26毒性を、非感染のヒトPBM細胞、CEM細胞（ATCC、Rockvllle、MDから入手したT-リンパ芽球様（Iymphoblastoid）細胞系）、およびVero（アフリカミドリザルの腎臓）細胞において評価した。この３種の化合物は、いずれの細胞系においても、濃度100μＭで毒性はなかった。
【００８５】
IV. 薬学的組成物の調製
HIV感染にかかっているヒトは、その患者に効果的な量の（-）-（2R,4R）-2-アミノ-6-クロロ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］プリン：（-）-（2R,4R）-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］グアニン；（-）-（2R,4R）-2-アミノ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］アデニン；または（-）-（2R,4R）-2-アミノ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］プリン、あるいは薬学的に受容可能な誘導体またはその塩を、必要に応じて、薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈剤中で投与することにより、治療され得る。活性物質は、あらゆる適切な経路、例えば、経口、非経口、静脈内、皮内、皮下、または局所的に、液体、または固形の形態で投与され得る。
【００８６】
活性化合物は、治療する患者に重大な毒性の影響を引き起こすことなく、治療的に効果的な量を患者に送達するのに充分な量で、薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈剤中に含有される。
【００８７】
上記の条件の全てについて活性化合物の好ましい投薬量は、１日当たり、体重の約１mg/kg〜60mg/kg、好ましくは、1mg/kg〜20mg/kg、より一般的には、１日当たり、受容者の体重１キログラムに対し、0.1mg/kg〜約100mg/kgの範囲である。薬学的に受容可能な誘導体の有効な投薬量の範囲は、送達される親ヌクレオシドの重量に基づいて算出され得る。誘導体がそれ自身で活性を示す場合、有効な投薬量は、誘導体の重量を用いて上記のように概算され得るか、または当業者に公知の他の手段により概算され得る。
【００８８】
化合物は、あらゆる適切な単位投与形態で都合良く投与され、単位投与形態当たり活性成分は7mg〜3000mg、好ましくは70mg〜1400mgを含有されるが、これらには限定されない。50mg〜1000mgの経口投薬量が、通常好都合である。
【００８９】
理想的には、活性成分は、約0.2μM〜70μM、好ましくは約1.0μM〜10μMの活性化合物の極大血漿濃度を達成するように投与されるべきである。これは、例えば、活性成分の0.1％〜５％溶液（必要に応じて生理食塩水中）の静脈内注射により達成され得るか、あるいは活性成分のボーラスとして投与され得る。
【００９０】
薬物組成物中の活性化合物の濃度は、薬物の吸収、不活性化、および排出速度、ならびに当業者に公知の他の因子に依存する。投薬量の値はまた、軽減すべき症状の重篤度で変化することに注目すべきである。あらゆる特定の目的について、特定の投薬法が、個々の必要性、および投与し、または組成物の投与を管理する人の専門的判断に従って、経時的に調節されるべきであり、そして本明細書中に挙げた濃度範囲が単に例示であり、請求の範囲の組成物の範囲または実施の限定を意図しないことがさらに理解されるべきである。活性成分は、一度に投与され得るか、または異なる時間の間隔で投与される数多くのより少ない投薬量に分けられ得る。
【００９１】
活性化合物の投与の好ましい態様は経口によるものである。経口組成物は、一般に不活性の希釈剤または食用のキャリアを含む。それらはゼラチンカプセルに納められ得るか、または錠剤に圧縮され得る。経口治療投与の目的のために、活性化合物は賦形剤と共に取り込まれ得、そして錠剤、トローチ剤、またはカプセル剤の形態で用いられ得る。薬学的に適合可能な結合剤、および／または補助物質が、組成物の一部として含まれ得る。
【００９２】
錠剤、ピル、カプセル剤、トローチ剤などは、任意の以下の成分、または類似の性質を有する化合物を含有し得る：微結晶セルロース、トラガカントゴムまたはゼラチンのような結合剤；デンプンまたはラクトースのような賦形剤；アルギン酸、プリモゲル（Primogel）、またはトウモロコシデンプンのような分散剤（disintegrating agent）；ステアリン酸マグネシウムまたはステロート（Sterotes）のような滑沢剤；コロイド状二酸化ケイ素のようなグリダント（glidant）；ショ糖またはサッカリンのような甘味料；あるいはペパーミント、サリチル酸メチル、またはオレンジ香料のような矯味料。投薬単位形態がカプセルである際には、上記のタイプの物質に加えて、脂肪油のような液体のキャリアが含有され得る。さらに、投薬単位形態は、投薬単位の物理的形態を改変する種々の他の物質を含有し得る。これには、例えば、糖、シェラックまたは他の腸溶剤のコーティングがある。
【００９３】
活性化合物または薬学的に受容可能な塩、あるいはその誘導体は、エリキシル（elixir）、懸濁液、シロップ、ウェーファ、チューインガムなどの構成成分として投与され得る。シロップは、活性化合物に加えて、甘味料としてのショ糖、ならびに特定の保存剤、染料、および着色剤、ならびに香料を含有し得る。
【００９４】
活性化合物または薬学的に受容可能な誘導体、あるいはその塩はまた、所望の作用を損なわない他の活性物質と、または他のヌクレオシド抗HIV化合物を含む、抗生物質、抗菌剤、抗炎症薬、または他の抗ウィルス性化合物のような所望の作用を供給する物質と混合され得る。
【００９５】
非経口、皮内、皮下、または局所適用のために用いられる溶液または懸濁液は、以下の構成成分を含み得る：注射用水、生理食塩水、不揮発油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、または他の合成溶媒のような滅菌希釈剤；ベンジルアルコールまたはメチルパラベンのような抗菌剤；アスコルビン酸または亜硫酸水素ナトリウムのような抗酸化剤；エチレンジアミンテトラ酢酸のようなキレート剤；アセテート、シトレート、またはホスフェートのような緩衝剤；および塩化ナトリウムまたはデキストロースのような浸透圧を調節するための物質。非経口調製物は、ガラスまたはプラスチックから作られたアンプル、使い捨てシリンジ、または多用量バイアル中に納められ得る。
【００９６】
静脈内に投与される場合、好ましいキャリアは、生理食塩水またはリン酸緩衝生理食塩水（PBS）である。
【００９７】
好ましい実施態様において、活性化合物は、制御された放出処方物のような身体からの急速な排出に対して化合物を保護するキャリアと共に調製され、これは、移植片およびマイクロカプセル化された送達系を包含する。生分解性、生体適合性ポリマーが用いられ得る（例えば、エチレンビニルアセテート、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル、およびポリ乳酸）。そのような処方物の調製方法は、当業者には明らかである。物質はまた、Alza CorporationおよびNova Pharmaceuticals, Inc.から市販により得られ得る。
【００９８】
リポソーム懸濁液（ウイルス抗原に対するモノクローナル抗体と共に感染細胞を対象とするリポソームを含む）もまた、薬学的に受容可能なキャリアとして好ましい。これらは、当業者に公知の方法、例えば、米国特許第4,522,811号（これはすべて、本明細書中に参考として援用されている）に記載のように調製され得る。例えば、リポソームの処方物は、適切な１つまたは複数の脂質（例えば、ステアロイルホスファチジルエタノールアミン、ステアロイルホスファチジルコリン、アラカドイルホスファチジルコリン、およびコレステロール）を無機溶媒中で溶解し、次いで、蒸発させ、容器表面上の乾燥した脂質の薄層フィルムを残すことにより調製され得る。次いで、活性化合物、またはそのモノホスフェート、ジホスフェート、および／またはトリホスフェート誘導体の水性溶液を、容器に導入する。次いで、容器を、手でかき混ぜて容器の側面から脂質物質をなくし、そして脂質凝集物を分散させ、それによりリポソーム懸濁液を形成させる。
【００９９】
V.β-D-ジオキソラン-ヌクレオシドのホスフェート誘導体の調製
β-D-ジオキソラン-ヌクレオシドのモノ、ジ、およびトリホスフェート誘導体は、以下のように調製され得る。
【０１００】
モノホスフェートは、Imaiら、J. Org. Chem.、34(6)、1547-1550（1969年6月）の手順により調製され得る。例えば、約100mgのβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドおよび約280μlのホスホリルクロライドを、約8mlの乾燥酢酸エチル中で、約0℃にて約４時間、撹拌して反応させる。反応を氷でクエンチする。水相を、活性炭カラムで精製し、５％の水酸化アンモニウムを用いて、1:1のエタノールと水の混合物中で溶出させる。溶離液を蒸発させて、アンモニウム-（β-D-ジオキソラン-ヌクレオシド）-5'-モノホスフェートを得る。
【０１０１】
ジホスフエートは、Davissonら、J. Org.Chem.、52(9)、1794-1801 （1987）の手順により調製され得る。β-D-ジオキソラン-ヌクレオシドは、対応するトシレートから調製され得、それは、例えば、ヌクレオシドをトシルクロライドとピリジン中で、室温にて24時間反応させることにより、調製され得、通常の方法で（例えば、それを洗浄し、乾燥させ、および結晶化させることにより）生成物を処理する。
【０１０２】
トリホスフェートは、Hoardら、J. Am. Chem. Soc.、87(8)、1785-1788（1965）の手順により調製され得る。例えば、β-D-ジオキソラン-ヌクレオシドは、当業者に公知の方法により、イミダゾリドを生成することにより）活性化され、そしてDMF中でトリブチルアンモニウムピロホスフェートで処理する。反応により、いくらかの未反応のモノホスフェートおよびいくらかのジホスフェートと共にヌクレオシドのトリホスフェートが主に得られる。DEAEカラムの陽イオン交換クロマトグラフィーによる精製に続いて、トリホスフェートが例えば、テトラナトリウム塩として単離される。
【０１０３】
本発明は、好ましい実施態様の参考例を用いて記載された。本発明の、エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの変更および改変は、先の本発明の詳細な説明から当業者には明らかである。これらの変更および改変の全てが、添付の請求の範囲内であることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】（±）-1-[(2β,4β)-2-(ヒドロキシメチル)-4-(1,3-チオキソラン)]チミン（ＢＣＨ−１８９）の化学構造の図である。
【図１Ｂ】（±）-1-[(2β,4β)-2-(ヒドロキシメチル)-4-ジオキソラニル]チミン(ジオキソラン-T)の化学構造の図である。
【図２】エナンチオマー的に純粋なβ-D-(-)-ジオキソラン-チミンの合成方法の図である。
【図３】種々のエナンチオマー的に純粋なβ-D-(-)-ジオキソラニルプリンヌクレオシドの調製方法の図である
政府は、国立アレルギー感染病研究所の公衆衛生局、および本発明に導く研究に一部資金を供給した退役軍人局の助成金により本発明の権利を有する。
【０００２】
【発明の背景】
本発明は、抗ウイルス活性を有する有機化合物の分野であり、特に、エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソランヌクレオシドの調製プロセス、および１つ以上の記載した化合物の有効量を投与する工程を含むウイルス性疾患の治療方法を提供する。
【０００３】
多くの2',3'-ジデオキシヌクレオシドは、後天性免疫不全症候群(AIDS)を引き起こす因子である、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)に対する強力な抗ウイルス剤であることが見いだされている。AZT（3'-アジド-2'-デオキシチミジン、Mitsuya,H.; Broder, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1986 83, 1911）は、AIDSまたはAIDS関連合併症患者の治療用に、米国食品医薬品庁に承認された最初の化合物である。他の合成ヌクレオシドは、現在のところ、承認されているかまたは種々のステージの臨床試験を実行中であり、これらには、2',3'-ジデオキシイノシン(DDI)、2',3'-ジデオキシシチジン(DDC)(Yarchoan, R.ら、Science, 1989, 245, 412を参照のこと）、および2'-フルオロ-アラビノフラノシル-2',3'-ジデオキシシチジン（Martin, T.A.ら、J.Med. Chem., 1990, 33, 2137;Watanabe, K.A.ら、J. Med. Chem., 1990, 33, 2145;Sterzycki, R.Z.ら、J. Med. Chem., 1990, 33, 2150）が含まれる。
【０００４】
細胞キナーゼによる5'-トリホスフェートへの細胞リン酸化の後、これらの合成ヌクレオシドは増殖中のウイルスのDNA鎖に取り込まれて、3'-ヒドロキシル基がないために鎖の停止を引き起こし得る。
【０００５】
ヌクレオシド誘導体の立体化学は、それらの生物学的活性に重要な役割を果たす。ヌクレオシド中のリボースのC1'位（ヘテロ環塩基の窒素に結合した炭素）は、炭素が４つの異なる部分に結合するので、キラル中心である。同様に、ヌクレオシドのC4'位（ヌクレオチド中でリン酸化されているヒドロキシメチル基に結合した環の炭素）に、光学活性中心がある。天然に存在するヌクレオシド中で、C1'に結合する塩基およびC4'原子に結合するヒドロキシメチル基の両方ともβ配置（糖の平面上）である。対応する天然に存在しないα異性体（その部分が糖の平面の下である）はほとんど生物学的活性がなく、典型的には毒性である。
【０００６】
最近、６つの活性な抗HIVヌクレオシド剤および２つの不活性な抗HIVヌクレオシド剤の固体状態のコンフォメーションの解析が行われ、ある立体化学的特徴の存在または非存在を高HIV活性と関連づけることが試みられた。Van Roey, P.ら、J.Am. Chem. Soc., 1988, 110, 2277；およびVan Roey, P.ら、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 1989, 86, 3929。
【０００７】
ヌクレオシドの3'炭素がヘテロ原子と置換されているヌクレオシド誘導体の合成が最近興味が持たれている。Tet. Lett., 1989, 30, 6263中でNorbeck, D.W.らは、（±）-1-[(2β，4β)-2-（ヒドロキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミン（以下（±）-ジオキソラン-Tという、図１を参照のこと）の合成を報告し、C4'原子についてジアステレオマーのラセミ混合物を得ている。生成物は、C3'原子がO3'原子に置換された3'-デオキシチミジンの誘導体である。この生成物は、ベンジルオキシアルデヒドジメチルアセタールと（±）-メチルグリセレートから５つの工程で合成され、１：１のジアステレオマー混合物を79％の収率で得た。生成物のＸ線結晶解析により、ジオキソラン環は、エンド位にO3'原子を有し、通常リボヌクレオシドで見られる3Ｔ4コンフォメーションを採っていることが明らかになった。Norbeckは、ジオキソラン-Tのラセミ混合物がATH8細胞で20μMの抗HIV活性を示し、ウイルスに対する低い有効性がO3'原子のエンドコンフォメーションの影響のためであることを報告した。Tetrahedron Letters 30 (46), 6246,(1989)。
【０００８】
IAF BioChem International, Inc.に譲渡されているヨーロッパ特許出願第0 337 713号および米国特許第5,041,449号には、一般式2-置換-4-置換-1,3-ジオキソランが抗ウイルス活性を示すことを開示している。
【０００９】
Belleauらは、AIDSについての第５回国際会議（モントリオール、カナダ、1990年6月4〜9日、論文番号T.C.O.1.）において、3'位に酸素または硫黄を含むシチジンヌクレオシドの合成方法を報告した。ジオキソラン環はRCO2CH2CHOとグリセリンとの縮合により調製された。Norbeckの合成と同様に、Belleauの合成は、ヌクレオシドのC4'炭素についてジアステレオマーのラセミ混合物を生じる。Belleauは、NGBP-21または（±）BCH-189（図１を参照）と呼ばれる硫黄アナログが抗HIV活性を有することを報告した。
【００１０】
Belleauのヨーロッパ特許出願第92300056.6号はＢ型肝炎ウイルス（HBV）の治療のためのBCH-189の使用を開示している。BCH-189は現在米国食品医薬品庁の監督下で臨床試験中である。
【００１１】
米国特許第5,047,407号およびヨーロッパ特許出願第0 382 526（これもまたIAF BioChem International, Inc.に譲渡されている）は、一般式2-置換-5-置換-1,3-オキサチオランヌクレオシドが抗ウイルス活性を有することを開示している。
【００１２】
本出願の優先日当時には、エナンチオマー的に純粋なジオキソランヌクレオシドを生じ、そして天然に見いだされるヌクレオシド（β立体異性体）と同じ立体化学を有する、3'位に酸素を有するヌクレオシドアナログの合成方法は報告されていない。ヌクレオシド誘導体の抗ウイルス活性への立体化学の影響についてのさらなる情報および新規な抗HIV剤を提供するための研究手段となるような合成が必要とされている。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、エナンチオマー的に純粋なジオキソランヌクレオシドの合成方法を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、著しい抗HIV活性を有するエナンチオマー的に純粋なジオキソランヌクレオシドを提供することである。
【００１５】
【発明の要旨】
HIVに感染したヒトの治療方法は、以下の式のエナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラニルプリンヌクレオシドのHIV治療量を投与する工程を含む：
【００１６】
【化７】
【００１７】
特に開示したβ-D-ジオキソランヌクレオシド、あるいはそれらの薬学的に受容可能な誘導体または塩もしくはこれらの化合物を含む薬学的に受容可能な処方物は、HIV感染および他の関連症状（例えば、AIDS関連合併症(ARC)、存続全身性リンパ節症(PGL)、AIDS関連神経学的症状、抗HIV抗体ポジティブおよびHIVポジティブ症状、カポジ肉腫、血小板減少性紫斑病、および日和見感染）の治療に有用である。さらに、これらの化合物または処方物は、予防的に用いられて、抗HIV抗体またはHIV抗原ポジティブである個体あるいはHIVに曝されている個体での臨床病の進行を遅らせ得る。
【００１８】
他の実施態様によれば、本発明は、特に開示したエナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラニルプリンヌクレオシドのプロドラッグのHIV治療量を投与する工程を包含する、HIVに感染したヒトの治療方法を含む。本明細書中で使用されるプロドラッグとは、特に開示したヌクレオシドの薬学的に受容可能な誘導体を指し、これは、インビボの投与でヌクレオシドに変換される。限定されない例は、薬学的に受容可能な塩（代わりに「生理学的に受容可能な塩」と称す）、ならびに活性化合物の5'およびN6アシル化またはアルキル化誘導体（代わりに「生理学的または薬学的に受容可能な誘導体」と称す）である。ある実施態様では、アシル基はカルボン酸エステルであり、そのエステル基の非カルボニル部分は、直線状、分枝状、または環状C1〜C20アルキル、アルコキシアルキル（メトキシメチルを含む）；アラルキル（ベンジルを含む）；アリールオキシアルキル（例えば、フェノキシメチル）；アリール（例えば、ハロゲン、C1〜C4アルキルまたはC1〜C4アルコキシで任意に置換されたフェニル）；ジカルボン酸（例えば、コハク酸）；スルホネートエステル（例えば、メタンスルホニルを含むアルキルまたはアラルキルスルホニル）；およびモノ、ジ、およびトリホスフェートエステルから選択される。
【００１９】
本明細書で用いられるように、アルキルという用語は、詳細には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、イソプロピル、イソブチル、sec-ブチル、t-ブチル、イソペンチル、アミル、t-ペンチル、シクロペンチル、およびシクロヘキシルを含むが、これらには限定されない。本明細書中で用いられるように、アシルという用語は、詳細にはアセチル、プロピオニル、ブチリル、ペンタノイル、3-メチルブチリル、水素スクシネート(hydrogen succinate)、3-クロロベンゾエート、ベンゾイル、アセチル、ピバロイル、メシレート、プロピオニル、バレリル、カプロイック、カプリリック、カプリック、ラウリック、ミリスチック、パルミチック、ステアリック、およびオレイックを含むが、これらには限定されない。活性化合物の改変、特にN6および5'-O位における改変は、活性種のバイオアベイラビリティーおよび代謝速度に影響を与え、それ故活性種の送達にコントロールを提供し得る。
【００２０】
エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラニルプリンヌクレオシドは、適当なエステル化剤（例えば、酸ハライドまたは酸無水物）との反応により薬学的に受容可能なエステルに変換され得る。ヌクレオシドまたはその薬学的に受容可能な誘導体は、従来の方法で（例えば、適当な塩基との処理により）それらの薬学的に受容可能な塩に変換され得る。エステルまたは塩は、例えば加水分解により、親ヌクレオシドに変換され得る。
【００２１】
開示される本発明はまた、エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの調製について非対称プロセスを含む。このプロセスは、1,6-アンヒドロマンノースからの(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(保護化オキシメチル)-ジオキソランを最初に調製することを含む。ここで糖は、エナンチオマー的に純粋な最終生成物に必要な立体化学を含み、糖の１位（後に形成されるヌクレオシドの4'位になる）について適切なジアステレオマー配置を含む。
【００２２】
(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(保護化オキシメチル)-ジオキソランは、SnCl4、他のルイス酸、またはトリメチルシリルトリフレートの存在下、有機溶媒（例えば、ジクロロエタン、アセトニトリル、または塩化メチレン）中で、所望のヘテロ環塩基と縮合され、立体化学的に純粋なジオキソラン-ヌクレオシドを得る。
【００２３】
いかなる所望のエナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソランプリンまたはピリミジンヌクレオシドも、本明細書中に開示されたプロセスに従って調製され得る。生成物は、インビトロでのHIVの阻害を研究するための研究手段として用いられ得、またはインビボでHIVの増殖を阻害するための薬学的組成物で投与され得る。
【００２４】
図面の簡単な説明
図１Ａは、（±）-1-[(2β,4β)-2-(ヒドロキシメチル)-4-(1,3-チオキソラン)]チミン（ＢＣＨ−１８９）の化学構造の図である。
図１Ｂは、（±）-1-[(2β,4β)-2-(ヒドロキシメチル)-4-ジオキソラニル]チミン(ジオキソラン-T)の化学構造の図である。
図２は、エナンチオマー的に純粋なβ-D-(-)-ジオキソラン-チミンの合成方法の図である。
図３は、種々のエナンチオマー的に純粋なβ-D-(-)-ジオキソラニルプリンヌクレオシドの調製方法の図である（試薬：(a)TMSOTf、CH2Cl2；(b)NH3、DME；(c)HSCH2CH2OH、NaOMe；(d)NH3、EtOH；(e)n-Bu4NF、THF）。
【００２５】
本明細書中で用いられるように、用語「エナンチオマー的に純粋な」は、ヌクレオシドの単一のエナンチオマーを少なくとも97％を含む、ヌクレオシド組成物を指す。
【００２６】
Ｉ．エナンチオマー的に純粋なジオキソランヌクレオシドの調製
エナンチオマー的に純粋なジオキソランヌクレオシドの調製において、ジオキソラン環を開裂させる強酸性条件を避けるよう注意を払うべきである。可能であれば、反応は塩基性または中性条件で行われるべきであり、そして酸性条件が必要なときは、反応時間を最小にすべきである。
【００２７】
Ａ．エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの調製
エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの合成で重要な開始物質は、1,6-アンヒドロマンノースである（化合物１、図２）。この糖はエナンチオマー的に純粋な最終生成物（例えば、化合物１１、図２を参照のこと）に必要なすべての立体化学を含み、糖の１位（後に形成されるヌクレオシドの4'位になる）について適切なジアステレオマー配置を含む。1,6-アンヒドロマンノースは、Knauf,A.E.；Hann, R.M.；Hudson, C.S. J. Am. Chem. Soc., 1941, 63,1447；およびZottola, M.A.；Alonso, R.；Vite, G.D.；Fraser-Reid，B. J. Org. Chem., 1989, 54, 6123に記載された手順にしたがって調製され得る。ジオキソランヌクレオシドの以前の合成は、リボース部分の調製に出発物質のラセミ混合物を使用した。試薬のラセミ混合物を用いて合成を開始すると、エナンチオマー性のヌクレオシド生成物の望ましくないラセミ混合物が生成された。この混合物は、分離するのが非常に難しく、そして最終生成物の費用を著しく増加させる。さらに、天然に存在しない異性体の含有は生成物の毒性を増加させる。
【００２８】
1,6-アンヒドロマンノースは、ジメトキシプロパンとp-トルエンスルホン酸とでイソプロピリデン誘導体に変換され、単離することなく、化合物２の４位でベンゾイル化される（図２を参照のこと）。アシル基もまた４位を保護するために用いられ得る。次いで、化合物２のイソプロピリデン基は、触媒量の酸（例えば、硫酸、塩酸、蟻酸、トリフルオロ酢酸、スルファミン酸）により、６０％のジオキサン水溶液または他の適当な有機溶媒中で、約０〜50℃の温度範囲で除去されて、(-)-1,6-アンヒドロ-4-O-ベンゾイル-β-D-マンノピラノースを白色固体として高収率で得る。
【００２９】
次の工程では、(-)-1,6-アンヒドロ-4-O-ベンゾイル-β-D-マンノピラノースのグリコールは、おおよそ室温で１時間、H2O/EtOH(1:1)中のNaIO4で処理することにより、酸化的に開裂されて、対応するジアルデヒドを生成する。四酢酸鉛はまたこの反応の酸化剤として用いられ得る。ジアルデヒドは、おおよそ室温またはそれ以下で、NaBH4、ジイソブチルアルミニウムヒドリド（DIBAL-H）、水素化ホウ素リチウム（LiBH4）、またはビス（２-メトキシエトキシ）-アルミニウムヒドリドナトリウム（Red-Al）を含むすべての適当な還元剤で、その場ですぐに還元される。反応条件下で、化合物４は、２位から１位へのベンゾイルの移動により異性体化して、(-)-(2R,4R)-4-(2-ベンゾキシ-1-ヒドロキシエチル)-2-(ヒドロキシメチル)-ジオキソラン（化合物５、図２）を生成する。
【００３０】
次いで、ジオキソランの２位は、例えば、３置換シリル基（トリメチルシリル、ジメチルヘキシルシリル、t-ブチルジメチルシリル、t-ブチルジフェニルシリルなど）、トリチル、アルキル基、アシル基（アセチル、プロピオニル、ベンゾイル、p-NO2ベンゾイル、またはトルイルなど）、メチルスルホニル、またはp-トルイルスルホニルなどの適当な酸素保護基で保護される。好ましい保護基はt-ブチルジフェニルシリルである。ジオキソランの２位を保護した後、ベンゾイル基は、約０〜５０℃で、メタノール中のナトリウムメトキシドまたはアンモニアなどの強塩基で、2-ヒドロキシエチル位から除去されて、(-)-(2R,4R)-2-(保護化-O-メチル)-4-(1,2-ジヒドロキシエチル)-ジオキソラン（化合物６、図２）を高収率で生成する。
【００３１】
次の工程では、ジオキソランの４位の1,2-ジヒドロキシエチル基は、おおよそ０〜50℃で、NaIO4／RuO2または四酢酸鉛などの酸化剤で、カルボン酸に変換されて、(+)-(2R,4R)-2-（保護化オキシメチル）-4-カルボキシジオキソラン（化合物７、図２を参照のこと）を生成する。
【００３２】
次いで、改変Hunsdiecker反応（Dhavale, D.ら、Tetrahedron Lett., 1988, 29, 6163）を、酢酸エチル中でPb(OAc)4を用いて行い、(+)-(2R,4R)-2-(保護化オキシメチル)-4-カルボキシジオキソランを、対応する重要な中間体である(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(保護化オキシメチル)ジオキソランに好収率で変換する（化合物８、図２を参照のこと）。
【００３３】
Ｂ．ヘテロ環塩基のジオキソラン誘導体との縮合
本反応スキームの次の工程で、Ａ項での記載のように調製されたエナンチオマー的に純粋なジオキソランは、乾燥有機溶媒中でトリメチルシリルトリフレート（トリメチルシリルトリフルオロメタンスルホネート）またはルイス酸の存在下で、保護化塩基と縮合される。
【００３４】
あらゆる芳香族化合物、および特に電子欠乏中心と反応し得る窒素を含むプリンまたはピリミジンは、縮合反応に使用され得る。プリン塩基は、アデニン、ハイポキサンチン、2,6-ジアミノプリン、6-アミノ-2-クロロプリン、2-アミノプリン、N6-アルキルプリン、N6-ベンジルプリン、N6-ハロプリン、およびグアニンを含むが、これらに限定されない。ピリミジン塩基は、チミン、シトシン、6-アザプリミジン、2-メルカプトピリミジン、およびウラシルを含むが、これらに限定されない。合成手順の間望ましくない副反応が起こる場合、ヘテロ環塩基上の機能的酸素および窒素基は、糖との縮合の前に保護されるべきである。保護基は、当業者に周知であり、そしてトリメチルシリル、ジメチルヘキシルシリル、t-ブチルジメチルシリル、およびt-ブチルジフェニルシリル、トリチルメチル、アルキル基、アシル基（アセチルおよびプロピオニルなど）、メチルスルホニル、およびp-トルイルスルホニルを含む。
【００３５】
縮合反応に使用され得るFriedel-Crafts触媒（ルイス酸）は、SnCl4、ZnCl4、TiCl4、AlCl3、FeCl3、BF3-ジエチルエーテル、およびBCl3を含む。水の存在が活性を低減させるので、これらの触媒は無水条件が必要である。触媒はまた、アルコールおよび有機酸などの活性水素を有する有機溶媒の存在下で不活性化される。触媒は、典型的には、二硫化炭素、塩化メチレン、ニトロメタン、1,2-ジクロロエタン、ニトロベンゼン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ベンゼン、トルエン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、またはアセトニトリルなどの溶媒中で用いられる。無水塩化アルミニウムは二硫化炭素に不溶である。Niedballaら、J. Org. Chem. 39, 25 (1974)。好ましい触媒はSnCl4である。好ましい溶媒は、1,2-ジクロロエタンである。トリメチルシリルトリフレートは、上記と同じ条件下で、Friedel-Crafts触媒用に用いられ得る。反応は−10℃〜200℃までの範囲の温度で行われる。縮合用触媒の選択は最終生成物のα対βヌクレオシド生成物の比に影響を与える。例えば、CH2Cl2中でトリメチルシリルトリフレートの存在下、中間体(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(t-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）ジオキソラン（化合物８、図２）のシリル化チミジンとの縮合により、(-)-1-[(2R,4R)-2-(t-ブチルジフェニルシリルオキシメチル)-4-ジオキソラニル］チミン 9-β（45％）および(+)-1-[(2R,4S)-2-(t-ブチルジフェニルシリルオキシメチル)-4-ジオキソラニル］チミン 10-α（29％）を得た。しかし、SnCl4を用いる反応では、ＴＬＣで検出可能な痕跡量のα異性体10とともに、独占的にβ異性体９を生成した。
【００３６】
2,6-二置換プリン誘導体は、シリル化6-クロロ-2-フルオロプリンとアセテート８との縮合により合成され、14および13の混合物（α/β＝１/1.3）を得た（図３）。最初に形成されたＮ7異性体は、室温で一晩の撹拌の間に再びＮ9異性体に変換された。分析用サンプルは、展開溶媒としてCH2CL2-アセトン（19：１）を用いるプレパラティブTLCにより、α，β混合物を個々の異性体13および14に分離することから得られた。しかし、最終生成物21〜24を調製する目的で、13および14の混合物をDME中でNH3で処理して（Robins, M.J. ; Vznanski,B. 核酸関連化合物. 34. tert-ブチルニトリトを用いる非水性ジアゾ化. プリンヌクレオシドのC-2でのフッ素、塩素、および臭素の導入. Can. J. Chem. 1981,2608）、21〜24の混合物を得、これを個々の異性体15（24％）、16（18.6％）、17（25.8％）、および18（16％）に分離した。グアニン19および2,6-ジアミノ20誘導体は、エタノール中で15をそれぞれ2-メルカプトエタノール／NaOMeおよびアンモニアで処理して調製された。遊離のヌクレオシド21〜26は、対応する5'-シリル化ヌクレオシドをn-Bu4NFで処理して好収率で得られた。α異性体23および24もまた、β異性体と同様の手順により調製された。
【００３７】
エナンチオマー的に純粋な(-)-β-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの調製の本方法の最終工程で、ヌクレオシドの5'-O位が脱保護化される。脱シリル化は、酢酸、トリフルオロ酢酸、フッ化水素、n-テトラブチルアンモニウムフルオリド、フッ化カリウム、およびピリジニウムHClを含む種々の試薬を用いて行われ得る。例えば、化合物９および10のテトラブチルアンモニウムフルオリドを用いた脱シリル化により、それぞれ所望の遊離ヌクレオシド11および12を得た（図２）。酢酸は、高価でないので、商業スケールでの使用に好ましい。脱シリル化用の他の試薬は、当業者に公知である。脱アシル化は酸または塩基で行われる。5-O-エーテルはBCl3またはヨウ化トリメチルシリルで開裂され得る。
【００３８】
エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの調製方法は以下の実施例によりさらに例示される。実施例１は(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(t-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）ジオキソラン（化合物８、図２）の調製方法を詳細に記載している。実施例２は、(-)-β-D-ジオキソラン-Ｔと称する、(-)-1-[(2β,4β)-2-(ヒドロキシメチル)-4-ジオキソラニル］チミンの調製を記載している。実施例２に列挙した化合物は図２に記載された構造を指す。実施例３は、(-)-(2R,4R)-2-アミノ-6-クロロ-9-[(2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］プリン、(-)-(2R,4R)-9-[(2-ヒドロキシメチル)-1,3-ジオキソラン-4-イル］グアニン、および(-)-(2R,4R)-2-アミノ-9-[(2-ヒドロキシメチル)-1,3-ジオキソラン-4-イル］アデニンを含む、多くのエナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラニルヌクレオシドの調製の詳細な例を提供する。
【００３９】
【実施例１】
(2R,4R)-および(2R,4S)-4-アセトキシ-2-(t-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）ジオキソラン（化合物８）の調製。
【００４０】
(-)-1,6-アンヒドロ-2,3-イソプロピリデン-4-O-ベンゾイル-β-D-マンノピラノース
1,6,-アンヒドロ-β-D-マンノピラノース（化合物１）をアセトン(800ml)およびメタノール(300ml)と混合し、そして流動性(free-flowing)固体のみが残るまで、約30分間撹拌した。次いで、ジメトキシプロパン(300ml)およびp-トルエンスルホン酸(5g)を添加し、そしてこの混合物を２時間撹拌した。
【００４１】
次いで、この反応混合物をトリエチルアミンで塩基性(pH８)にし、そして濾過して白色の固体物質を除去した。溶媒をエバポレートし、そして残渣を酢酸エチルに取り、次いで結晶化することにより、４グラムの2,3-イソプロピリデン化した生成物を透明な針状物として得た。
【００４２】
1,6-アンヒドロ-2,3-イソプロピリデン-β-D-マンノピラノース(5.01g、0.025モル）のピリジン(40ml)溶液に、０℃で塩化ベンゾイル（3.74ml、0.062モル）を滴下した。混合物を０℃で45分間撹拌した。次いで反応混合物に氷を加えて、過剰の塩化ベンゾイルを除去した。溶媒を減圧下でエバポレートし、そして残渣を酢酸エチル(200ml)に溶解した。有機層を水、飽和NaHCO3、および塩水で洗浄した。得られた物質を無水MgSO4で乾燥し、濾過し、次いでエバポレートすることにより、(-)-1,6-アンヒドロ-2,3-イソプロピリデン-4-O-ベンゾイル-β-D-マンノピラノースの粗生成物（化合物２、8.7g）を黄色の固体として得た。
【００４３】
(-)-1,6-アンヒドロ-4-O-ベンゾイル-β-D-マンノピラノース（３）
60％のジオキサン(820ml)水溶液中の1,6-アンヒドロ-4-0-ベンゾイル-2,3-イソプロピリデン-β-D-マンノピラノース２（10.0g、32.6ミリモル）溶液に、濃H2SO4(3.36ml)を加えた。この混合物を70〜80℃で１５時間撹拌し、次いで氷浴で冷却し、NaHCO3で中和し、そして初めの容量の半分が残るまで濃縮した。次いで、この溶液を酢酸エチルで抽出し、そして合わせた有機層を飽和NaHCO3溶液および水で洗浄し、乾燥し、そしてエバポレートすることにより、３を白色固体として得た。この固体をCH2Cl2−ｎ-ヘキサンから結晶化して３を白色固体として得た（7.4ｇ、85.3％）：
【００４４】
【化８】
（-）-（2R,4R）-4-（2-ベンゾキシ-１-ヒドロキシエチル）-2-（ヒドロキシメチル）ジオキソラン（５）
3（7.4ｇ、27.8ミリモル）の95％エタノール（200ml）溶液にNaIO4（6.54ｇ、30.7ミリモル）の水溶液（200ml）を加えた。この混合物を室温で１時間撹拌した。薄層クロマトグラフィーにより、ジオールがジアルデヒドに確実に完全に変化したことを検査した後、反応混合物を初めの容積の半分まで濃縮した。メタノール（200ml）を残渣に加え、そして混合物を50℃まで冷却した。水素化ホウ素ナトリウム（4.2ｇ、111.0ミリモル）を混合物に少しずつ５分間添加し、そしてこの混合物を50℃で10分間撹拌し、氷酢酸で中和し、そして濃縮することにより、粗製の３を黄色の油として得た。この油をシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、純粋な３を無色の油として得、これをジエチルエーテル／ｎ-ヘキサンから結晶化することにより、５（6.12ｇ、82％）を白色固体として得た：
【００４６】
【化９】
（-）-（2R,4R）-4-（2-ベンゾキシ-1-ヒドロキシエチル）-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシ-メチル）-ジオキソラン
3（2.8ｇ、10.4ミリモル）およびイミダゾール（2.04ｇ、30.0ミリモル）のジメチルホルムアミド（40ml）溶液に、ｔ-ブチルジフェニルシリルクロライド（3ml、11.5ミリモル）を添加した。この混合物を室温で２時間撹拌した。反応混合物をエバポレートすることにより、黄色の油が得られ、これをシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、４（4.48ｇ、85％）を無色の油として得た：
【００４８】
【化１０】
（-）-（2R,4R）-4-（2-ベンゾキシ-1-ヒドロキシエチル）-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシ-メチル）-ジオキソラン（2.52ｇ、5.0ミリモル）のメタノール（40ml）溶液に、0.078Ｍのナトリウムメトキシド（7.3ml）のメタノール溶液を加えた。この混合物を室温で２時間撹拌した。混合物を酢酸で中和し、そして濃縮した。ついで、残渣を酢酸エチルと水との間に分配し、そして水層を酢酸エチルで抽出した。合わせた有機層を飽和NaHCO3溶液、次いで水で洗浄し、次いで乾燥し、エバポレートし、そしてシリカゲルでのクロマトグラフィーにより精製することにより、６（1.9ｇ、95％）を無色の油として得た：
【００４９】
【化１１】
（+）-（2R,4R）-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）-4-カルボキシルジオキソラン（７）
6（1.6ｇ、4.0ミリモル）のCH3CN（8ml）、CCl4（8ml）、およびH2O（12ml）の２層性溶液に、NaIO4（3.59ｇ、16.8ミリモル）およびRuO2水和物（8.5mg）を加えた。この混合物を室温で５時間、激しく撹拌した。メチレンクロライド（40ml）をこの混合物に加えた。有機層を分離した。水層をCH2Cl2で抽出した。合わせた有機層を水で洗浄し、セライトパッドを通して濾過し、次いで濃縮することにより、粗製の７（1.2ｇ、77.4％）を黒色の油として得、これをさらに精製しないで次の反応に用いた。分析用に、シリカゲルでのカラムクロマトグラフィーにより粗製の７を精製することにより、７を白色の泡状物として得た：
【００５１】
【化１２】
（2R,4R）−および（2R,4S）-4-アセトキシ-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）ジオキソラン（８）
7（0.46ｇ、1.14ミリモル）の酢酸エチル（10ml）溶液に、ピリジン（0.09ml，1.25ミリモル）およびPb（OAc）4（0.66ｇ、1.49ミリモル）を加えた。この混合物をＮ2雰囲気下にて室温で１５時間撹拌し、次いでセライトパッドを通して濾過し、次いで濃縮し、そしてシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、８（0.29ｇ、63.5％）を無色の油として得た：
【００５３】
【化１３】
【実施例２】
（-）-1-［（2R,4R）-2-（ヒドロキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミン（１１）の調製
（-）-1-［（2R,4R）-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミン（９）および（＋）-1-［（2R,4S）-2-（ｔ-ブチルジフェニルシリルオキシメチル）-4-ジオキソラニル］ チミン（１０）
チミン（0.15ｇ、1.2ミリモル）のヘキサメチルジシラザン（10ml）懸濁液に、触媒量の（NH4）2SO4を加え、そしてこの混合物を３時間還流した。得られた透明な溶液を濃縮することにより、シリル化されたチミンを無色の油として得た。8（0.24ｇ、0.6ミリモル）のCH2Cl2（5ml）溶液をシリル化チミンのCH2Cl2（5ml）溶液に加え、そしてこの混合物を５℃まで冷却した。冷却した混合物に、トリメチルシリルトリフレート（0.23ml、1.2ミリモル）を加え、そしてこの混合物を窒素雰囲気下にて室温で１時間撹拌した。飽和NaHCO3溶液（20ml）をこの混合物に加え、そして混合物を再度室温で30分間撹拌した。次いで有機層を分離し、そして水層をCH2Cl2で抽出した。合わせた有機層を飽和NaHCO3溶液および水で洗浄し、乾燥し、濃縮し、そしてシリカゲルでのカラムクロマログラフィーにより分離することにより、9（0.125ｇ、44.6％）を白色の泡状物として、そして10（0.08ｇ、28.6％）を白色の泡状物として得た：
【００５５】
【化１４】
（-）-1-［（2R,4R）-2-（ヒドロキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミン（１１）
9（93.3mg、0.2ミリモル）のテトラヒドロフラン（THF）（3ml）溶液に、1.0Ｍのテトラ-n-ブチルアンモニウムフルォラィド（0.24ml、0.24ミリモル）THF溶液を加え、そしてこの混合物を室温で１時間撹拌した。次いで、この混合物を濃縮し、そしてシリカゲルでのカラムクロマトグラフィーにより精製することにより、１１（42mg、92.1％）を白色の固体として得た：
【００５７】
【化１５】
（＋）-1-［（2R,4S）-2-（ヒドロキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミン（１２）
１１について上記したのと同じ手順に従って、１０（60mg、0.13ミリモル）の脱保護を行い、１２（26mg、87.6％）を白色の泡状物として得た：
【００５９】
【化１６】
【実施例３】
エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラニルプリンヌクレオシドの調製
（2R,4R）および（2R,4S）-9-［［2-［（tert-ブチルジフェニルシリル）オキシ］メチル］-1,3-ジオキソラン-4-イル］-6-クロロ-2-フルオロプリン（１３および１４）
ヘキサメチルジシラザン（940mL）中の2-フルオロ-6-クロロプリン（4.05g、23.47ミリモル）と硫酸アンモニウム（触媒量）との混合物を２時間還流した。得られた溶液を無水の条件下で濃縮することにより、シリル化された2-フルオロ-6-クロロプリンを白色の固体として得た。シリル化2-フルオロ-6-クロロプリン（5.69g、23.69ミリモル）ｂおよび化合物8（7.84g、19.57ミリモル）の乾燥塩化メチレン（175mL）溶液を冷却し（0℃）そして撹拌して、TMSOTf（4.41mL、23.44ミリモル）を加えた。この反応混合物を室温まで加温し、そして16時間撹拌した。撹拌の間に、最初に形成したＮ7縮合生成物はすべてＮ9異性体に転換した。この反応混合物を飽和NaHCO3溶液（50mL）でクエンチし、そして室温でさらに20分間撹拌し、減圧下で乾燥するまでエバポレートした。残渣を酢酸エチル（200mL）に溶解し、水および塩水で洗浄し、乾燥し（無水Na2SO4）、濾過し、そしてシリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン中20％EtOAc）により精製することにより、β-アノマー１９とα-アノマー２０との混合物（１．３：１；β／α）（6.30g、62.8％）を白色の結晶性固体として得た。発展系としてCH2Cl2−アセトン（19：1）を用いたプレパラティブTLCにより分析用試料を精製することにより、NMRキャラクタリゼーション用の１３（Rf=0.5pO）および１４（Rf=0.55）を得た：
【００６１】
【化１７】
（-）-（2R,4R）-2-アミノ-9-［［2-［（tert-ブチルジフェニルシリル）オキシ］メチル］-1,3-ジオキソラン-4-イル］-6-クロロプリン（１５）、（-）-（2R,4R）-9-［［2-［（tert-ブチルジフェニルシリル）オキシ］メチル］-1,3-ジオキソラン-4-イル］-2-フルオロアデニン（１６）、（＋）-（2R,4S）-2-アミノ-9-［［2-［（tert-ブチルジフェニルシリル）オキシ］メチル］-1,3-ジオキソラン-4-イル］-6-クロロプリン（１７）、および（＋）-（2R,4S）-9-［［2-［（tert-ブチルジフェニルシリル）オキシ］メチル］-1,3-ジオキソラン-4-イル］-2-フルオロアデニン（１８）乾燥アンモニアガスを１３および１４（6.25g、12.18ミリモル）の撹拌したDME（125mL）溶液中に１晩通じた。溶媒を減圧下でエバポレートし、そして残渣をシリカゲルカラム（CH2Cl2中20〜30％酢酸エチル）にかけて４種の化合物をクロマトグラフィー的に分離した。
１５（Rf=0.35、1.49g、24％）：白色の結晶性固体。
【００６３】
【化１８】
【００６４】
【化１９】
【００６５】
【化２０】
【００６６】
【化２１】
（-）-（2R,4R）-2-アミノ-6-クロロ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］プリン（２１）
１５（0.46g、0.91ミリモル）のTHF（20mL）溶液を１Ｍのn-Bu4NF/THF（1.1mL、1.1ミリモル）で処理することにより、２１（Rf=0.50、0.2Ig、84％）を結晶性固体として得、これをＭｅＯＨから再結晶した。
【００６８】
【化２２】
（-）-（2R,4R）-2-フルオロ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］アデニン（２２）
１６（0.56g、1.12ミリモル）のTHF（20mL）溶液を１Ｍのn-Bu4NF/THF（1.35mL、1.35ミリモル）で処理することにより、２２（0.24g、85％）を白色の結晶性固体として得、これをMeOHから再結晶した。
【００７０】
【化２３】
（-）-（2R,4R）-6-ヒドロキシ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］アデニン（２５）
MeOH（20mL）中の１５（0.29g、0.57ミリモル）、HSCH2CH2OH（0.51mL）、および1.0MのNaOMe/MeOH（11.5mL）の混合物を３時間還流した。この反応混合物を冷却し、そして氷酢酸で中和した。この溶液を乾燥するまでエバポレートし、次いで残渣をCHCl3で粉砕し、濾過し、そして濾液を取って乾燥することにより１９の粗生成物（0.21g、75％）を得、この粗生成物を、さらに精製せずに、２３の場合と同じ手順で脱シリル化して、化合物２５（0.07g、61％）を微結晶性固体として得、この化合物をMeOHから再結晶した：
【００７２】
【化２４】
（-）-（2R,4R）-2-アミノ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］アデニン（２６）
鋼鉄製の容器（bomb）を化合物１５（0.28g、0.55ミリモル）、NH3で飽和させた無水エタノール（20mL）て充填し、そして９０℃で６時間加熱した。冷却後、得られた化合物２０（0.26g、95%）を真空下でエバポレートして溶媒を除去し、次いで２３の調製と同じ手順により脱シリル化することにより、２６（0.10g、75％）を白色の微小針状物として得、MeOHから再結晶した：
【００７４】
【化２５】
（-）-（2R,4R）-2-アミノ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］プリンは、炭素担持パラジウムおよび水素ガスまたは水素化トリブチル錫およびアザビスイソブチロニトリルを包含する種々の還元剤を用いて、化合物２１を還元して調製され得る。
【００７６】
II． ジオキソランヌクレオシドの抗HIV活性
β-D-ジオキソラン−ヌクレオシドは、インビトロでのHIVの増殖を阻害する研究手段として用いられ得、またはインビボでのHIVの増殖を阻害するために、薬学的に人体に投与され得る。
【００７７】
β-D-ジオキソラン−ヌクレオシドがHIVを阻害する能力を、種々の実験技法により測定し得る。本発明で用い、そして以下に詳細に説明する技法により、フィトヘマグルチニン（PHA）刺激のHIV-1（LAV株）感染ヒト末梢血液単核細胞（PBM）におけるウイルスの複製の阻害を測定する。産生されたウイルスの量を、ウィルスがコードする逆転写酵素を測定することにより測定する産生された酵素の量を、HIVコントロールと比較する。この方法について、以下詳細に説明する。
【００７８】
ヒト末梢血液単核細胞における抗ウイルスアッセイおよび細胞毒性アッセイ
Ａ．Ｂ型肝炎およびHIV-1血清ネガティブの健常なドナーに由来する３日齢のフィトヘマグルチニン刺激PBM細胞（106細胞／ml）を、１ml当たり50％組織培養物感染用量（ＴＩＣＤ50）の約10倍の濃度のHIV-1（LAV株）で感染させ、そして種々の濃度の抗ウイルス性化合物の存在下または非存在下で培養した。
【００７９】
Ｂ．感染後約45分で、試験する化合物（培地における最終濃度の２倍）を有するかまたは有さない培地をフラスコに加えた（5ml；最終容積10ml）。AZTをポジティブコントロールとして用いた。
【００８０】
Ｃ．細胞をウイルス（約２×105dpm/ml、逆転写酵素アッセイで測定）に曝し、次いでCO2インキュベータ内に置いた。HIV-1（LAV株）を、疾病管理センター（the Center for Disease Control）、ジョージア州アトランタ、から入手した。PBM細胞の培養、ウイルスの収穫（harvest）、そして逆転写酵素活性の測定に用いた方法は、菌領域（fungizone）が培地に含まれなかったこと（Schinaziら、Antimicrob. Agents Chemother.,32,1784-1787,（1988）を参照）以外は、McDougalら（J.Immun.Meth.76,171-183,1985）およびSpiraら（J.Clin.Meth.25,97-99,1987）により記載された方法であった。ウイルス感染コントロールの逆転写酵素活性は、約２×105dpm/mlであった。ブランクおよび非感染コントロールの値は、それぞれ約300および1,000dpmであった。工程Ｃを工程Ｂの前に行っても、同様の結果が得られる。
【００８１】
Ｄ． ６日目に、細胞及び上清を15mlチューブに移し、そして約900ｇで１０分間遠心分離を行った。5mlの上清を取り除き、そして40,000rpmで30分間遠心分離する（Beckman 70.1 Tiローター）ことにより、ウイルスを濃縮した。溶解したウイルスペレットを、逆転写酵素のレベルの測定にかけた。結果を、サンプリングした上清1mlあたりのdpmで表す。
逆転写酵素の測定から決定された、ウイルスの阻害百分率を化合物のマイクロモル濃度に対してプロットする。EC50は、ウイルスの増殖を50％阻害する化合物の濃度である。
このアッセイを用いて、少数のβ-D-ジオキソラニルプリンヌクレオシドが、有効な抗HIV剤であることを見出した。特に、表１に示すように、化合物21、25、および26は、0.027〜0.69μＭの範囲に低い有効メジアン濃度を示す。
【００８２】
【表１】
ATH8細胞においては、β-D-（±）-ジオキソラン−チミンはHIVに対して効力が低いという以前の報告とは対照的に、エナンチオマー的に純粋なβ型11は、大きな抗HIV活性（EC50=0.3μＭ）を示した。エナンチオマー的に純粋なβ-D-（-）-ジオキソラン-Tが、この化合物のラセミ混合物よりも顕著に大きな抗HIV活性を有することを見出したのは、驚くべきことであった。この差異は、これらの系における１１のリン酸化の速度に基づいて説明され得る。予想通り、α-異性体１２は、何ら顕著な抗HIV活性を示さなかった。PBM細胞における（-）-1-［（２β，４β）-2-（ヒドロキシメチル）-4-ジオキソラニル］チミンのEC50は、0.2μＭと測定された。
【００８４】
III． ジオキソランヌクレオシドの毒性
化合物21、23、および26毒性を、非感染のヒトPBM細胞、CEM細胞（ATCC、Rockvllle、MDから入手したT-リンパ芽球様（Iymphoblastoid）細胞系）、およびVero（アフリカミドリザルの腎臓）細胞において評価した。この３種の化合物は、いずれの細胞系においても、濃度100μＭで毒性はなかった。
【００８５】
IV. 薬学的組成物の調製
HIV感染にかかっているヒトは、その患者に効果的な量の（-）-（2R,4R）-2-アミノ-6-クロロ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］プリン：（-）-（2R,4R）-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］グアニン；（-）-（2R,4R）-2-アミノ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］アデニン；または（-）-（2R,4R）-2-アミノ-9-［（2-ヒドロキシメチル）-1,3-ジオキソラン-4-イル］プリン、あるいは薬学的に受容可能な誘導体またはその塩を、必要に応じて、薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈剤中で投与することにより、治療され得る。活性物質は、あらゆる適切な経路、例えば、経口、非経口、静脈内、皮内、皮下、または局所的に、液体、または固形の形態で投与され得る。
【００８６】
活性化合物は、治療する患者に重大な毒性の影響を引き起こすことなく、治療的に効果的な量を患者に送達するのに充分な量で、薬学的に受容可能なキャリアまたは希釈剤中に含有される。
【００８７】
上記の条件の全てについて活性化合物の好ましい投薬量は、１日当たり、体重の約１mg/kg〜60mg/kg、好ましくは、1mg/kg〜20mg/kg、より一般的には、１日当たり、受容者の体重１キログラムに対し、0.1mg/kg〜約100mg/kgの範囲である。薬学的に受容可能な誘導体の有効な投薬量の範囲は、送達される親ヌクレオシドの重量に基づいて算出され得る。誘導体がそれ自身で活性を示す場合、有効な投薬量は、誘導体の重量を用いて上記のように概算され得るか、または当業者に公知の他の手段により概算され得る。
【００８８】
化合物は、あらゆる適切な単位投与形態で都合良く投与され、単位投与形態当たり活性成分は7mg〜3000mg、好ましくは70mg〜1400mgを含有されるが、これらには限定されない。50mg〜1000mgの経口投薬量が、通常好都合である。
【００８９】
理想的には、活性成分は、約0.2μM〜70μM、好ましくは約1.0μM〜10μMの活性化合物の極大血漿濃度を達成するように投与されるべきである。これは、例えば、活性成分の0.1％〜５％溶液（必要に応じて生理食塩水中）の静脈内注射により達成され得るか、あるいは活性成分のボーラスとして投与され得る。
【００９０】
薬物組成物中の活性化合物の濃度は、薬物の吸収、不活性化、および排出速度、ならびに当業者に公知の他の因子に依存する。投薬量の値はまた、軽減すべき症状の重篤度で変化することに注目すべきである。あらゆる特定の目的について、特定の投薬法が、個々の必要性、および投与し、または組成物の投与を管理する人の専門的判断に従って、経時的に調節されるべきであり、そして本明細書中に挙げた濃度範囲が単に例示であり、請求の範囲の組成物の範囲または実施の限定を意図しないことがさらに理解されるべきである。活性成分は、一度に投与され得るか、または異なる時間の間隔で投与される数多くのより少ない投薬量に分けられ得る。
【００９１】
活性化合物の投与の好ましい態様は経口によるものである。経口組成物は、一般に不活性の希釈剤または食用のキャリアを含む。それらはゼラチンカプセルに納められ得るか、または錠剤に圧縮され得る。経口治療投与の目的のために、活性化合物は賦形剤と共に取り込まれ得、そして錠剤、トローチ剤、またはカプセル剤の形態で用いられ得る。薬学的に適合可能な結合剤、および／または補助物質が、組成物の一部として含まれ得る。
【００９２】
錠剤、ピル、カプセル剤、トローチ剤などは、任意の以下の成分、または類似の性質を有する化合物を含有し得る：微結晶セルロース、トラガカントゴムまたはゼラチンのような結合剤；デンプンまたはラクトースのような賦形剤；アルギン酸、プリモゲル（Primogel）、またはトウモロコシデンプンのような分散剤（disintegrating agent）；ステアリン酸マグネシウムまたはステロート（Sterotes）のような滑沢剤；コロイド状二酸化ケイ素のようなグリダント（glidant）；ショ糖またはサッカリンのような甘味料；あるいはペパーミント、サリチル酸メチル、またはオレンジ香料のような矯味料。投薬単位形態がカプセルである際には、上記のタイプの物質に加えて、脂肪油のような液体のキャリアが含有され得る。さらに、投薬単位形態は、投薬単位の物理的形態を改変する種々の他の物質を含有し得る。これには、例えば、糖、シェラックまたは他の腸溶剤のコーティングがある。
【００９３】
活性化合物または薬学的に受容可能な塩、あるいはその誘導体は、エリキシル（elixir）、懸濁液、シロップ、ウェーファ、チューインガムなどの構成成分として投与され得る。シロップは、活性化合物に加えて、甘味料としてのショ糖、ならびに特定の保存剤、染料、および着色剤、ならびに香料を含有し得る。
【００９４】
活性化合物または薬学的に受容可能な誘導体、あるいはその塩はまた、所望の作用を損なわない他の活性物質と、または他のヌクレオシド抗HIV化合物を含む、抗生物質、抗菌剤、抗炎症薬、または他の抗ウィルス性化合物のような所望の作用を供給する物質と混合され得る。
【００９５】
非経口、皮内、皮下、または局所適用のために用いられる溶液または懸濁液は、以下の構成成分を含み得る：注射用水、生理食塩水、不揮発油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、または他の合成溶媒のような滅菌希釈剤；ベンジルアルコールまたはメチルパラベンのような抗菌剤；アスコルビン酸または亜硫酸水素ナトリウムのような抗酸化剤；エチレンジアミンテトラ酢酸のようなキレート剤；アセテート、シトレート、またはホスフェートのような緩衝剤；および塩化ナトリウムまたはデキストロースのような浸透圧を調節するための物質。非経口調製物は、ガラスまたはプラスチックから作られたアンプル、使い捨てシリンジ、または多用量バイアル中に納められ得る。
【００９６】
静脈内に投与される場合、好ましいキャリアは、生理食塩水またはリン酸緩衝生理食塩水（PBS）である。
【００９７】
好ましい実施態様において、活性化合物は、制御された放出処方物のような身体からの急速な排出に対して化合物を保護するキャリアと共に調製され、これは、移植片およびマイクロカプセル化された送達系を包含する。生分解性、生体適合性ポリマーが用いられ得る（例えば、エチレンビニルアセテート、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル、およびポリ乳酸）。そのような処方物の調製方法は、当業者には明らかである。物質はまた、Alza CorporationおよびNova Pharmaceuticals, Inc.から市販により得られ得る。
【００９８】
リポソーム懸濁液（ウイルス抗原に対するモノクローナル抗体と共に感染細胞を対象とするリポソームを含む）もまた、薬学的に受容可能なキャリアとして好ましい。これらは、当業者に公知の方法、例えば、米国特許第4,522,811号（これはすべて、本明細書中に参考として援用されている）に記載のように調製され得る。例えば、リポソームの処方物は、適切な１つまたは複数の脂質（例えば、ステアロイルホスファチジルエタノールアミン、ステアロイルホスファチジルコリン、アラカドイルホスファチジルコリン、およびコレステロール）を無機溶媒中で溶解し、次いで、蒸発させ、容器表面上の乾燥した脂質の薄層フィルムを残すことにより調製され得る。次いで、活性化合物、またはそのモノホスフェート、ジホスフェート、および／またはトリホスフェート誘導体の水性溶液を、容器に導入する。次いで、容器を、手でかき混ぜて容器の側面から脂質物質をなくし、そして脂質凝集物を分散させ、それによりリポソーム懸濁液を形成させる。
【００９９】
V.β-D-ジオキソラン-ヌクレオシドのホスフェート誘導体の調製
β-D-ジオキソラン-ヌクレオシドのモノ、ジ、およびトリホスフェート誘導体は、以下のように調製され得る。
【０１００】
モノホスフェートは、Imaiら、J. Org. Chem.、34(6)、1547-1550（1969年6月）の手順により調製され得る。例えば、約100mgのβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドおよび約280μlのホスホリルクロライドを、約8mlの乾燥酢酸エチル中で、約0℃にて約４時間、撹拌して反応させる。反応を氷でクエンチする。水相を、活性炭カラムで精製し、５％の水酸化アンモニウムを用いて、1:1のエタノールと水の混合物中で溶出させる。溶離液を蒸発させて、アンモニウム-（β-D-ジオキソラン-ヌクレオシド）-5'-モノホスフェートを得る。
【０１０１】
ジホスフエートは、Davissonら、J. Org.Chem.、52(9)、1794-1801 （1987）の手順により調製され得る。β-D-ジオキソラン-ヌクレオシドは、対応するトシレートから調製され得、それは、例えば、ヌクレオシドをトシルクロライドとピリジン中で、室温にて24時間反応させることにより、調製され得、通常の方法で（例えば、それを洗浄し、乾燥させ、および結晶化させることにより）生成物を処理する。
【０１０２】
トリホスフェートは、Hoardら、J. Am. Chem. Soc.、87(8)、1785-1788（1965）の手順により調製され得る。例えば、β-D-ジオキソラン-ヌクレオシドは、当業者に公知の方法により、イミダゾリドを生成することにより）活性化され、そしてDMF中でトリブチルアンモニウムピロホスフェートで処理する。反応により、いくらかの未反応のモノホスフェートおよびいくらかのジホスフェートと共にヌクレオシドのトリホスフェートが主に得られる。DEAEカラムの陽イオン交換クロマトグラフィーによる精製に続いて、トリホスフェートが例えば、テトラナトリウム塩として単離される。
【０１０３】
本発明は、好ましい実施態様の参考例を用いて記載された。本発明の、エナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラン-ヌクレオシドの変更および改変は、先の本発明の詳細な説明から当業者には明らかである。これらの変更および改変の全てが、添付の請求の範囲内であることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】（±）-1-[(2β,4β)-2-(ヒドロキシメチル)-4-(1,3-チオキソラン)]チミン（ＢＣＨ−１８９）の化学構造の図である。
【図１Ｂ】（±）-1-[(2β,4β)-2-(ヒドロキシメチル)-4-ジオキソラニル]チミン(ジオキソラン-T)の化学構造の図である。
【図２】エナンチオマー的に純粋なβ-D-(-)-ジオキソラン-チミンの合成方法の図である。
【図３】種々のエナンチオマー的に純粋なβ-D-(-)-ジオキソラニルプリンヌクレオシドの調製方法の図である
Claims (2)
- ヒトにおけるHIV感染の治療のための医薬であって、以下の構造：
を有するエナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキソラニルヌクレオシドまたはその薬学的に受容可能な塩をHIV治療量含有し、該β-D-ジオキソラニルヌクレオシドの光学異性体としての純度が97％又はそれ以上である医薬。 - HIV感染の治療用医薬組成物であって、以下の構造：
を有するエナンチオマー的に純粋なβ-D-ジオキサニルヌクレオシドまたはその薬学的に受容可能な塩を効果的な量含有し、該β-D-ジオキソラニルヌクレオシドの光学異性体としての純度が97％又はそれ以上である医薬組成物。
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