JP6215484B2 - がん治療のための短鎖脂肪酸およびゼブラリンまたは1’−シアノ−シタラビンを含む相互プロドラッグ - Google Patents

がん治療のための短鎖脂肪酸およびゼブラリンまたは1’−シアノ−シタラビンを含む相互プロドラッグ Download PDF

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Description

発明の分野
本発明は、抗がんヌクレオシドおよび短鎖脂肪酸(SCFA)をヒストンデアセチラーゼ阻害剤(HDACI)として含む相互プロドラッグ化合物;その調製方法;それを含む医薬組成物;ならびに、抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態を予防するまたは治療するための方法に関する。
発明の背景
抗がんヌクレオシドは、それらの作用機序に応じて、代謝拮抗物質、低メチル化剤またはその他として分類される。それらは、典型的には、シチジン、アデノシン、グアノシンおよびチミジンの天然ヌクレオシドの類似体である(B.Ewaldら、Oncogene、2008、27:6522〜6537)。
たとえば、シタラビン(以後、「Ara−C」と称する)は、シトシンヌクレオシド類似体であり、DNAポリメラーゼの阻害剤である。Ara−Cは、DNA合成を防止し、DNAに組み込まれ、DNA複製に干渉することができる。現在、Ara−Cは、主として急性白血病の治療に使用されている。しかし、Ara−Cは、固形腫瘍の大多数に影響を及ぼさない。これは、固形腫瘍が、Ara−Cを不活性ara−ウリジンに変換する高レベルのシチジンデアミナーゼを有するという事実による(T.Ohtaら、Oncology Reports、2004、12:1115〜1120)。Ara−Cの経口吸収率は、低く20%未満であり、クリアランス率が高いことから、経口投薬が禁じられている(O.Schiavonら、European Journal of Medicinal Chemistry、2004、39:123〜133)。代わりに、Ara−Cは持続点滴静注として処方されている。多くの異なる種類のプロドラッグおよび誘導体が開発され、臨床的に試験されている(A.Hamadaら、Clinical pharmacokinetics、2002、41:705〜716)。エラシタラビンと呼ばれる脂質修飾Ara−Cは、送達および効力の観点から大幅に改善された前臨床効能を示した(A.C.Burkeら、Expert Opinion on Investigational Drugs、2011、20:1707〜1715)。しかし、これは臨床効能を示すことができなかった。シチジンデアミナーゼ耐性類似体BCH−4556(H.Gourdeauら、Cancer Chemotherapy and Pharmacology、2001、47:236〜240)は、Ara−Cよりも高い効力を示したが、臨床研究において所望の効能を示すことができなかった。
Ara−Cの効能を改善させるために、患者は概して、ダウノルビシン、オールトランス型レチノイン酸、三酸化ヒ素、ピラルビシン、エトポシド、シクロホスファミドおよびフルダラビンなどの他の薬物と組み合わせたAra−Cで治療される。Ara−Cは、骨髄抑制、胃腸副反応などの副作用を有する。少数の患者は、異常肝機能、発熱、発疹および他の副作用を有する可能性がある(J.M.Bennett、Leukemia Research、2003、27:761;およびH.M.Kantarjian、Cancer、2007、109:1007〜1010)。
ゼブラリンは、DNAメチルトランスフェラーゼ(DNMT)阻害剤、低メチル化剤または脱メチル化剤として公知である。DNAメチルトランスフェラーゼは、メチル基を、メチル供与体S−アデノシルメチオニン(SAM)からDNA分子上のCpGアイランドのシトシンへ移動させる。遺伝子活性の調節、細胞分化、腫瘍発生、X染色体不活化、ゲノムインプリンティングおよび他の主な生物学的プロセスを含む、DNAにおけるメチル化塩基に関して、いくつかの生物学的機能が報告されている(RazinおよびRiggs編、DNA Methylation Biochemistry and Biological Significance、Springer−Verlag、New York、1984)。
酪酸、イソ酪酸、吉草酸、プロピオン酸、フェニル酪酸、およびその誘導体バルプロ酸を含む短鎖脂肪酸は、ヒストンデアセチラーゼ阻害剤(HDACI)であり、細胞増殖、遺伝子発現および分化に影響を与えることが公知である。
ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)は、ヒストンおよび非ヒストンタンパク質の脱アセチル化を司る酵素の群である。リジンアセチル化、すなわち、アセチル補酵素Aから特異的なリジン残基のε−アミノ基へのアセチル部分の移動は、ヒストンの翻訳後修飾の主形態の1つであり、転写、クロマチン集合およびDNA修復と相関しているとされてきた(Marksら、Nat Rev Cancer、1:194〜202、2001)。
HDACのHAT(ヒストンアセチルトランスフェラーゼ)突然変異または異常な動員のいずれかから出現するヒストン尾部の異常なアセチル化は、発癌に関連していることが公知である(P.P.Pandolfi、Oncogene、20:3116〜3127、2001)。種々の症例で、改質されたHATまたはHDAC活性が様々ながんにおいて同定されている。HDAC阻害剤(HDACI)は、ヒストンアセチル化、細胞成長アレスト、ならびにいくつかの細胞株の分化およびアポトーシスの、強力な誘導剤である。それらは、形質転換細胞の悪性の表現型を逆転させるそれらの能力によって最初に同定された、新規クラスの化学療法剤を構成する。それらは、広範囲の腫瘍由来細胞株において、分化プログラムを活性化し、細胞周期を阻害し、アポトーシスを誘導し、それにより、血管新生をブロックし、免疫系をインビボで刺激する(P.A.Marksら、Nat Rev Cancer 2001、1:194〜202;およびR.W.Johnstone、Nat Rev Drug Discovery 2002、1:287〜299)。
併用療法は、種々の治験において、抗がん治療に相加または相乗効果を与えることができた。特に、DNA低メチル化剤とヒストンデアセチラーゼ阻害剤との組合せは、種々のがんに対して有効であった。たとえば、DACは、広く使用されている抗白血病剤であり、その効果は、MOLT−4およびHL−60白血病細胞株において試験されたバルプロ酸と組み合わせた場合に大きく改善された(H.Yangら、Leukemia Research、29、739〜748、2005)。相乗効果は、DNA脱メチル化およびヒストンアセチル化と、ならびに腫瘍抑制遺伝子p21CIPおよびp57KIP2の再活性化と相関していた。
相互プロドラッグ(ハイブリッド薬物、MP)は、それぞれが他の作用物質のためのプロ部分として作用し、逆もまた同様であるように、一緒に結合された2つの薬理活性物質からなる。構成要素薬物は、直接的にまたは好適なリンカーを介して共有結合していてよい(A.K.Jainら、Bioorganic Chemistry、2013、49:40〜48)。相互プロドラッグは、潜在的な相乗または相加効果を持つ2つ以上の構成要素に特に有用であるが、組合せ丸剤に製剤化することは困難である。2つの相乗作用物質が、個々にではあるが同時に投与される場合、それらは、異なる効率で作用部位に輸送されることになる。しかし、2つの作用物質を部位に同時に到達させることが望ましい。相互プロドラッグ戦略は、上記で言及した問題を解決するために使用されていてもよい。
したがって、改善された成長阻害活性を有し、薬物送達の薬物動態特性を呈する、新規相互プロドラッグ化合物を開発することが引き続き必要とされている。
したがって、本発明の目的は、がん細胞においてより強い抗増殖活性を発揮するであろう、相互プロドラッグ化合物を提供することである。
本発明の別の目的は、前記相互プロドラッグを活性成分として含む医薬組成物を提供することである。
本発明のさらなる目的は、抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態を予防するまたは治療するための方法を提供することである。
本発明の一側面に従って、1つ以上の短鎖脂肪酸(SCFA)またはその誘導体と連結している、式(I)によって表されるゼブラリンまたは式(II)によって表される1’−シアノ−シタラビンのヌクレオシドを含む相互プロドラッグ化合物:
が提供される。
本発明の別の側面に従って、抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態を予防するまたは治療するための医薬組成物であって、活性成分としての相互プロドラッグ化合物と、薬学的に許容される担体または賦形剤とを含む、医薬組成物が提供される。
本発明のさらなる側面に従って、対象における、がん細胞の成長を阻害するための方法であって、治療有効量の相互プロドラッグ化合物を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法が提供される。
本発明のまたさらなる側面に従って、対象における、抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態を予防するまたは治療するための方法であって、治療有効量の相互プロドラッグ化合物を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法が提供される。
本発明の相互プロドラッグ化合物は、驚くべきことに、インビトロおよびインビボで、抗がんヌクレオシド単独およびSCFA(または誘導体)単独よりも強力であり得る。本発明の相互プロドラッグ化合物は、薬理学、薬物動態および毒性の観点から、抗がんヌクレオシド単独およびSCFA(または誘導体)単独よりも有利であり得る。また、本発明の相互プロドラッグ化合物は、効能が改善された薬物送達の有意な薬物動態特性を呈していてもよく、各化合物の低いバイオアベイラビリティを克服していてもよい。
本発明の上記および他の目的および特徴は、それぞれ以下を示す添付の図面と併せて考慮した場合に、下記の本発明の説明から明らかとなるであろう。
シチジンデアミナーゼに対する、シチジン、Ara−Cおよび化合物11の相対的感受性。 IVおよびPO投与経路による例1の化合物12のマウス薬物動態。 IVおよびPO投与経路による例1の化合物12のラット薬物動態。 HL−60ヒト白血病異種移植片における例1のPO投与された化合物12の、腫瘍体積。 HL−60ヒト白血病異種移植片における例1のPO投与された化合物12の、体重。 HL−60ヒト白血病異種移植片における種々の用量の例1のIP投与された化合物12の、腫瘍体積。 HL−60ヒト白血病異種移植片における種々の用量の例1のIP投与された化合物12の、体重変化。 例3および4の化合物22および23の、腫瘍成長阻害(TGI)活性。
発明の詳細な説明
本発明は、1つ以上の短鎖脂肪酸(SCFA)またはその誘導体と連結している、式(I)によって表されるゼブラリンまたは式(II)によって表される1’−シアノ−シタラビンのヌクレオシドを含む相互プロドラッグ化合物:
を提供する。
相互プロドラッグにおいて、アデノシン類似体としての、式(I)によって表されるゼブラリンおよび式(II)によって表される1’−シアノ−シタラビンは、抗がんヌクレオシドである。式(I)または(II)の化合物は、1つ以上の短鎖脂肪酸(SCFA)またはその誘導体と連結している。
式(I)または(II)のヌクレオシドと連結しているSCFAは、モノ−、ジ−、トリ−短鎖脂肪酸、またはその誘導体であってもよい。
SCFAは、任意の公知のSCFAおよび当技術分野における誘導体であってもよい。本発明の化合物においてヒドロキシル基と連結されるSCFAおよび誘導体の非限定的な例は、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、バルプロ酸、吉草酸、フェニル酪酸を含む:
SCFAは、式(I)または(II)のヌクレオシドの1から3つの同等物である。
SCFAは、式(I)または(II)のヌクレオシドの、2’位、3’位、5’位、2’および3’位、2’および5’位、3’および5’位、または2’、3’および5’位において連結していてもよい。
本発明に従うより好ましい相互プロドラッグ化合物の例は:
1) ((2R,3S,4S,5R)−5−(4−アミノ−2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)−5−シアノ−3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフラン−2−イル)メチルブチレート;
2) ((2R,3S,4R,5R)−3,4−ジヒドロキシ−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−2−イル)メチルブチレート;
3) (2R,3R,4R,5R)−2−((ブチリルオキシ)メチル)−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−3,4−ジイルジブチレート;および
4) (2R,3R,4R,5R)−2−((イソブチリルオキシ)メチル)−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−3,4−ジイルビス(2−メチルプロパノエート)
である。
1つ以上のSCFAと連結している式(I)のヌクレオシドを含む相互プロドラッグ化合物は、式(I)のヌクレオシドを、SCFA無水物(たとえば、無水酪酸)と、塩基(たとえば、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)など)中で反応させることによって調製されていてもよい。
1つ以上のSCFAと連結している式(II)のヌクレオシドを含む相互プロドラッグ化合物は、酸による式(II)のヌクレオシドの加塩、続いて、塩基(たとえば、ジメチルアセトアミド)中でのブチリルクロリドとの反応によって調製されていてもよい。
天然SCFAまたはその誘導体と共有結合している抗がんヌクレオシドを含む相互プロドラッグ化合物は、細胞増殖、細胞周期アレスト、アポトーシスおよび/または細胞分化を阻害するための、SCFA(またはその誘導体)のヒストンデアセチラーゼ阻害効果との相乗/相加抗がん効果を有していてもよい。
本発明の相互プロドラッグ化合物は、細胞の成長を阻害するため、がん細胞の成長を阻害するため、またはそれを必要とする対象を治療するために、インビトロまたはインビボで使用されていてもよい。
さらに、本発明は、抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態を予防するまたは治療するための医薬組成物であって、活性成分としての相互プロドラッグ化合物と、薬学的に許容される担体または賦形剤とを含む、医薬組成物を提供する。
抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態は、自己免疫疾患、上皮腫瘍、黒色腫、白血病、急性前骨髄球性白血病、リンパ腫、骨原性肉腫、結腸がん、膵臓がん、乳がん、前立腺がん、卵巣がん、肺がんおよびその組合せからなる群から選択されていてもよい。
本発明の一態様において、相互プロドラッグ化合物は、相互プロドラッグ化合物の1つ以上と、薬学的に許容される担体または賦形剤とを含む、医薬組成物に製剤化されていてもよい。
相互プロドラッグ化合物を、薬学的に許容される担体または賦形剤と混合し、賦形剤によって希釈するか、または、そのような担体内に封入することができ、これは、カプセル、サシェ、紙もしくは他の容器の形態であってよい。賦形剤が希釈剤として働く場合、賦形剤は、固体、半固体または液体材料であってよく、これは、相互プロドラッグ化合物のための、ビヒクル、担体または媒質として作用する。故に、医薬組成物は、錠剤、丸剤、散剤、トローチ、サシェ、カシェ、エリキシル、懸濁剤、乳剤、液剤、シロップ、軟質および硬質ゼラチンカプセル、ならびに他の経口的に摂取可能な製剤の形態であってよい。
好適な賦形剤のいくつかの例は、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、デンプン、アカシアガム、リン酸カルシウム、アルギネート、トラガカント、ゼラチン、ケイ酸カルシウム、微結晶性セルロース、ポリビニルピロリドン、セルロース、炭酸マグネシウム、水、エタノール、プロピレングリコール、シロップおよびメチルセルロースを含む。製剤は、平滑剤、たとえばタルク、ステアリン酸マグネシウムおよび鉱油;湿潤剤;乳化および懸濁化剤;保存剤、たとえばメチル−およびプロピル−ヒドロキシベンゾエート、甘味剤;ならびに香味剤を追加で含むことができる。本発明の組成物は、当技術分野において公知の手順を用いることにより、患者への投与後に、新規化合物の、即時、持続または遅延放出を提供するように製剤化することもできる。
ここで使用される場合、用語「薬学的に許容される担体」は、用いられている特定の剤形中の、不活性とみなされ、医薬品分野において、特定の活性化合物を含有する剤形を製剤化するために典型的に用いられている、成分を指す。これは、限定されないが、特定の医薬製品を製剤化するために使用される、固体、液体および気体を含んでいてもよい。担体の例は、希釈剤、香味剤、可溶化剤、懸濁化剤、結合剤または錠剤崩壊剤、被包材料、浸透エンハンサー、溶媒、皮膚軟化剤、増粘剤、および分散剤、持続放出形態、たとえばマトリックス、経皮送達成分、緩衝剤、安定剤などを含む。
本発明の医薬組成物は、持続放出効果を提供する担体または賦形剤の非存在下または存在下で製剤化されていてもよい。
本発明の医薬組成物は、当技術分野において公知の方法に従って調製されていてもよい。そのような組成物の投与は、対象の必要性に応じて、経口、注射および/または非経口経路を介するものであってもよいことが企図されている。本発明の医薬組成物は、経鼻もしくは経口吸入、経口摂取、注射(筋肉内、静脈内および腹腔内)、経皮的に、または他の形態の投与によって投与することもできる。
本発明において使用するためのエアゾール製剤は、典型的には、噴射剤、たとえばフッ素化アルカン、界面活性剤および共溶媒を含み、アルミニウムまたは他の従来のエアゾール容器に充填されていてもよく、次いでこれが、好適な絞り弁によって閉じられ、噴射剤で加圧され、定量吸入器を生成する。エアゾール調製物は、典型的には、経鼻または経口吸入に好適であり、圧縮ガス、典型的には圧縮空気と組み合わせた粉末または溶液形態であってもよい。加えて、エアゾールは局所的に有用であってもよい。
ここで有用な局所調製物は、クリーム剤、軟膏剤、液剤、懸濁剤などを含む。これらは、適切な投薬量を、1日に1回、適切ならば1日に最大3〜4回、患部に局所的に適用できるように製剤化されていてもよい。ここで局所スプレー剤も含まれていてもよい。
選択された特定の相互プロドラッグに応じて、経皮送達が選択肢であってもよく、これは、薬剤の比較的定常状態での送達を提供することができる。経皮送達は、典型的には、アルコールビヒクル、任意に浸透エンハンサー、たとえば界面活性剤および他の任意選択の成分を加えた、溶液中の化合物の使用を伴う。マトリックスおよび貯蔵型の経皮送達系は、好適な経皮系の例である。経皮送達は、剤形が全身用量の薬剤を患者に送達するという点で、従来の局所治療とは異なる。
本発明は、本発明の相互プロドラッグ化合物の1つ以上を使用して、細胞の成長を阻害するための方法を含む。特に、本発明は、対象におけるがん細胞の成長を阻害するための方法であって、治療有効量の相互プロドラッグ化合物を、それを必要とする対象に投与することを含む、方法を提供する。
また、本発明は、対象における、抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態を予防するまたは治療するための方法であって、治療有効量の相互プロドラッグを、それを必要とする対象に投与することを含む、方法を提供する。
抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態は、自己免疫疾患、上皮腫瘍、黒色腫、白血病、急性前骨髄球性白血病、リンパ腫、骨原性肉腫、結腸がん、膵臓がん、乳がん、前立腺がん、卵巣がん、肺がんおよびその組合せからなる群から選択されていてもよい。
また、本発明は、本発明の相互プロドラッグ化合物の1つ以上を使用して、がんを予防するまたは治療するための方法を提供する。特に、本発明は、治療を必要とする対象におけるがんを予防するまたは治療するための方法であって、本発明の相互プロドラッグ化合物の1つ以上を対象に投与することを含む、方法を含む。
がんを治療する方法の態様において、がんは、上皮腫瘍、黒色腫および白血病、たとえば急性前骨髄球性白血病、リンパ腫、骨原性肉腫、結腸がん、膵臓がん、乳がん、前立腺がん、卵巣がんおよび肺がんを含む。
併用療法は、本発明において記述されている通りのがんを治療する方法および1つ以上のがん治療法を組み合わせることを含む。がん治療法は、外科的療法、放射線療法、抗がん剤(たとえば、抗新生物薬、ノバントロン、ビカルタミド、エステル化エストロゲン、ゴセレリン、ヒストレリン、ロイプロリド、ニランドロン、パモ酸トリプトレリン、ドセタキセル、タキソテール、カルボプラチンおよびシスプラチン血管新生阻害剤を含む)を投与すること、免疫療法、アンチネオプラストン、治験中の薬物、ワクチンおよび従来のものではない療法(時に、新規または革新的療法と称され、これは、たとえば、化学塞栓術、ホルモン療法、局所温熱療法、光線力学的療法、高周波アブレーション、幹細胞移植および遺伝子療法を含む)を含む。
がんを治療する方法の態様において、1つ以上の相互プロドラッグが、他の活性物質と組み合わせて投与されていてもよい。
概して、治療方法において使用される相互プロドラッグ化合物は、対象において所望の治療結果を有効に実現する量で投与される。相互プロドラッグ化合物は、医薬組成物として、または担体もしくは希釈剤の非存在下で投与されていてもよい。当然ながら、種々の相互プロドラッグの投薬量は、プロドラッグの成分、インビボ加水分解の速度などに応じて幾分変動することになる。当業者ならば、臨床経験および治療適応に基づいて、相互プロドラッグ化合物の最適投薬量を決定することができる。
好ましくは、対象に投与される相互プロドラッグ化合物の量は、約0.1〜約100mg/体重1kg、より好ましくは、約5〜約40mg/kgである。他の好ましい投薬量は、約0.1〜約10mg/体重1kg、約1〜約100mg/体重1kg、約1〜約60mg/体重1kg、約1〜約10mg/体重1kg、約10〜約100mg/体重1kg、約10〜約60mg/体重1kg、約20〜約60mg/体重1kgおよび約30〜約50mg/体重1kgを含む。
当技術分野において公知の方法を介して、相互プロドラッグ化合物を、薬学的に許容される塩もしくは薬学的に許容される溶媒和物または他の物理的形態(たとえば、多形体)に変換することもできる。
本発明の化合物を使用して治療されていてもよい対象は、哺乳動物、たとえばヒトを含む。
本発明は、疾患、たとえば自己免疫疾患またはがんの医学的治療としての、本発明の相互プロドラッグ化合物の1つ以上の使用も含む。
本発明は、本発明の相互プロドラッグ化合物の1つ以上およびその使用のための説明書を含むキットも含む。
下記の例は、本発明を、その範囲を限定することなくさらに例示することを意図している。
例1
5−モノ−n−ブチル−1’−CN−Ara−Cの合成
工程1:(2R,3R,4S,5S)−2−((ベンゾイルオキシ)メチル)−5−シアノテトラヒドロフラン−3,4−ジイルジベンゾエート(2)の調製
ジクロロメタン(DCM、62mL)中のβ−D−リボフラノース1−アセテート2,3,5−トリベンゾエート(25.0g、49.6mmol)の溶液に、シアノトリメチルシラン(27.9mL、223mmol)を添加した。反応混合物をBF3・OEt2(6.7mL、54.5mmol)で処理し、25℃で4.5時間撹拌し、次いで、重炭酸ナトリウム水溶液にゆっくり注ぎ入れ、ジエチルエーテルで抽出した。合わせたエーテル層をブラインで洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濾過し、蒸発させた。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc=3:1)によって精製して、化合物2(16.0g、44%)を黄色油として得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.14-8.12 (m, 2 H), 7.98-7.91 (m, 4 H), 7.61-7.54 (m, 3 H), 7.48-7.36 (m, 6 H), 6.01 (t, J = 5.2 Hz, 1 H), 5.86 (t, J = 5.6 Hz, 1 H), 4.98 (d, J = 4.0 Hz, 1 H), 4.75-4.70 (m, 2 H), 4.63-4.58 (m, 1 H).
工程2:(2S,3R,4R,5R)−5−((ベンゾイルオキシ)メチル)−2−ブロモ−2−シアノテトラヒドロフラン−3,4−ジイルジベンゾエート(3)の調製
α,α,α−トリフルオロトルエン(340mL)中の化合物2(16.0g、33.9mmol)の溶液に、N−ブロモコハク酸イミド(NBS)(14.5g、81.5mmol)を25℃で添加した。反応混合物を水銀ランプによって照射し、110℃で2時間撹拌し、Na223水溶液によってクエンチした。有機層を重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濾過し、減圧下で蒸発させた。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc=4:1)によって精製して、化合物3(20.0g、75%)を無色油として得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.10-7.98 (m, 5 H), 7.89-7.87 (m, 1 H), 7.63-7.32 (m, 9 H), 6.34 (d, J = 4.8 Hz, 0.5 H), 6.22-6.15 (m, 0.5 H), 5.86 (dd, J = 6.8, 2.8 Hz, 0.5 H), 5.80 (d, J = 6.8 Hz, 0.5 H), 5.02-4.97 (m, 0.5 H), 4.92 (q, J = 2.8 Hz, 0.5 H), 4.84-4.73 (m, 1.5 H), 4.61 (dd, J = 12.4, 4.4 Hz, 0.5 H).
工程3:((2R,3S,4R,5R)−3−(ベンゾイルオキシ)−5−シアノ−5−(2,4−ジオキソ−3,4−ジヒドロピリミジン−1(2H)−イル)−4−ヒドロキシテトラヒドロフラン−2−イル)メチルベンゾエート(4)の調製
アセトニトリル(MeCN)/1,2−ジクロロエテン(DCE)(163mL/163mL)中の、工程2において取得された化合物3(18.0g、33.8mmol)、2,4−ビス((トリメチルシリル)オキシ)ピリミジン(15.2g、59.2mmol)およびトリフルオロメタンスルホン酸銀(AgOTf)(13.0g、50.9mmol)の反応混合物を、100℃で5時間撹拌し、25℃まで冷却し、ブラインでクエンチした。沈殿物を濾別し、濾液をDCMで抽出した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、蒸発させた。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(DCM:EtOAc=5:1)によって精製して、化合物4(14.5g、64%)を黄色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.47 (br s, 1 H), 8.07-7.92 (m, 6 H), 7.70 (d, J = 8.4 Hz, 1 H), 7.62-7.53 (m, 3 H), 7.48-7.34 (m, 6 H), 6.33 (d, J = 5.6 Hz, 1 H), 5.88 (t, J = 5.6 Hz, 1 H), 5.61 (d, J = 8.4 Hz, 1 H), 5.07-5.04 (m, 1 H), 4.93 (dd, J = 13.2, 2.8 Hz, 1 H), 4.58 (dd, J = 12.8, 3.2 Hz, 1 H).
工程4:((2R,3S,4R,5R)−3−(ベンゾイルオキシ)−5−シアノ−5−(2,4−ジオキソ−3,4−ジヒドロピリミジン−1(2H)−イル)−4−ヒドロキシテトラヒドロフラン−2−イル)メチルベンゾエート(5)の調製
テトラヒドロフラン(THF、579mL)中の化合物4(14.5g、24.9mmol)の冷却(−60℃)溶液に、カリウムt−ブトキシド(10.1g、89.6mmol)を添加した。反応混合物を−60℃で0.5時間撹拌し、同じ温度のトリフルオロ酢酸(TFA)でクエンチした。25℃まで加温した後、沈殿物を濾別し、濾液をDCMで抽出した。合わせた有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、蒸発させた。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(DCM:EtOAc=5:1)によって精製して、化合物5(9.2g、77%)を白色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.12 (br s, 1 H), 8.13 (d, J = 7.2 Hz, 2 H), 7.88 (d, J = 7.6 Hz, 2 H), 7.64 (d, J = 8.4 Hz, 1 H), 7.58 (q, J = 7.6 Hz, 2 H), 7.48-7.41 (m, 4 H), 5.73-5.69 (m, 2 H), 5.12 (br s, 1 H), 5.02 (q, J = 3.2 Hz, 1 H), 4.96 (d, J = 5.2 Hz, 1 H), 4.92-4.88 (m, 1 H), 4.52-4.48 (m, 1 H).
工程5:((2R,3R,4R,5R)−3−(ベンゾイルオキシ)−5−シアノ−5−(2,4−ジオキソ−3,4−ジヒドロピリミジン−1(2H)−イル)−4−((メチルスルホニル)オキシ)テトラヒドロフラン−2−イル)メチルベンゾエート(6)の調製
ピリジン(260mL)中の化合物5(8.7g、18.2mmol)の冷却(0℃)溶液に、塩化メシル(MsCl)(2.2mL、28.37mmol)を添加した。反応混合物を25℃で6時間撹拌した。蒸発させた後、残留物をEtOAcで希釈し、重炭酸ナトリウム水溶液およびブラインで洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、蒸発させた。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc=1:1)によって精製して、化合物6(7.5g、78%)を白色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, DMSO- d6) δ 11.88 (s, 1 H), 8.04-7.98 (m, 4 H), 7.78 (d, J = 8.4 Hz, 1 H), 7.68 (t, J = 7.6 Hz, 2 H), 7.54-7.47 (m, 4 H), 5.91-5.85 (m, 2 H), 5.50 (dd, J = 8.4, 2.0 Hz, 1 H), 5.02-4.98 (m, 1 H), 4.72-4.59 (m, 2 H), 3.49 (s. 3 H).
工程6:((2R,3R,3aS,9aR)−3−(ベンゾイルオキシ)−9a−シアノ−6−オキソ−2,3,3a,9a−テトラヒドロ−6H−フロ[2’,3’:4,5]オキサゾロ[3,2−a]ピリミジン−2−イル)メチルベンゾエート(7)の調製
MeCN(135mL)中の化合物6(7.5g、13.5mmol)およびトリメチルアミン(Et3N)(9.4mL、67.5mmol)の溶液を、70℃で1.5時間撹拌した。蒸発させた後、残留物をDCMで希釈し、1N HClおよびブラインで洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、蒸発させて、化合物7(5.9g、95%)を白色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.07 (d, J = 8.8 Hz, 2 H), 7.94 (d, J = 8.4 Hz, 2 H), 7.70-7.44 (m, 7 H), 6.17 (d, J = 7.6 Hz, 1 H), 5.84 (dd, J = 2.8, 1.2 Hz, 1H), 5.83 (s, 1H), 5.03-5.00 (m, 1 H), 4.61-4.51 (m, 2 H).
工程7:((2R,3S,4S,5R)−3−(ベンゾイルオキシ)−5−シアノ−5−(2,4−ジオキソ−3,4−ジヒドロピリミジン−1(2H)−イル)−4−ヒドロキシテトラヒドロフラン−2−イル)メチルベンゾエート(8)の調製
ジメチルホルムアミド(DMF)(176mL)中の化合物7(6.5g、14.2mmol)および1N HCl(141mL)の溶液を、40℃で5時間撹拌した。蒸発させた後、残留物をDCMで希釈し、重炭酸ナトリウム水溶液およびブラインで洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、蒸発させた。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(DCM:EtOAc=5:1)によって精製して、化合物8(6.4g、94%)を白色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 11.73 (s, 1 H), 8.09-8.03 (m, 4 H), 7.73-7.65 (m, 3 H), 7.59-7.51 (m, 4 H), 7.18 (d, J = 5.2 Hz, 1 H), 5.67 (d, J = 8.4 Hz, 1 H), 5.44 (s, 1H), 5.01 (t, J = 5.2 Hz, 1H), 4.87 (d, J = 5.2 Hz, 1H), 4.56 (d, J = 8.0 Hz, 2H).
工程8:(2R,3R,4S,5R)−4−アセトキシ−2−((ベンゾイルオキシ)メチル)−5−シアノ−5−(2,4−ジオキソ−3,4−ジヒドロピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−3−イルベンゾエート(9)の調製
ピリジン(176mL)中の、化合物8(6.4g、13.4mmol)、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)(164mg、0.8mmol)および無水酢酸(Ac2O)(6.4mL)の反応混合物を、25℃で5時間撹拌した。蒸発させた後、残留物をEtOAcで希釈し、重炭酸ナトリウム水溶液およびブラインで洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、蒸発させた。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc=1:1)によって精製して、化合物9(6.7g、94%)を白色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.43 (br s, 1 H), 8.13 (d, J = 7.2 Hz, 2 H), 8.05 (d, J = 7.2 Hz, 2 H), 7.71 (d, J = 8.4 Hz, 1 H), 7.65-7.59 (m, 2H), 7.51-7.45 (m, 4H), 6.16 (s, 1H), 5.82 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 5.49 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 4.99 (dd, J = 12.4, 2.8 Hz, 1H), 4.87-4.84 (m, 1H), 4.76 (dd, J = 12.4, 4.8 Hz, 1H).
工程9:(2R,3S,4S,5R)−5−(4−アミノ−2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)−2−((ベンゾイルオキシ)メチル)−5−シアノ−4−ヒドロキシテトラヒドロフラン−3−イルベンゾエート(10)の調製
MeCN(128mL)中の、化合物9(2.8g、5.5mmol)、DMAP(1.4g、12.0mmol)、Et3N(1.7mL、12.0mmol)および2,4,6−トリイソプロピルベンゼンスルホニルクロリド(3.6g、12.0mmol)の溶液を、25℃で2時間撹拌した。0℃に冷却した後、反応混合物をNH4OH水溶液(35mL)で処理し、25℃で2時間撹拌した。蒸発させた後、残留物をEtOAcで希釈し、重炭酸ナトリウム水溶液およびブラインで洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、蒸発させた。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(DCM:MeOH=13:1)によって精製して、化合物10(1.5g、57%)を白色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, メタノール-d4) δ 8.17-8.10 (m, 4 H), 7.81 (d, J = 8.0 Hz, 1 H), 7.68-7.60 (m, 2H), 7.54-7.47 (m, 4H), 5.9 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 5.48 (s, 1H), 5.12 (s, 1H), 4.94-4.91 (m, 1H), 4.83-4.70 (m, 2H).
工程10:(2R,3S,4S,5R)−2−(4−アミノ−2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)−3,4−ジヒドロキシ−5−ヒドロキシメチル)テトラヒドロフラン−2−カルボニトリル(11、式(II))の調製
MeOH中7N NH3(10.4mL)中の化合物10(500mg、1.1mmol)の反応混合物を、25℃で4時間撹拌し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(DCM:MeOH=4:1)によって直接精製して、化合物11(240mg、82%)を白色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, D2O) δ 7.7 (d, J = 7.6 Hz, 1 H), 5.89 (d, J = 7.6 Hz, 1 H), 4.71 (s, 1H), 4.32-4.29 (m, 1H), 4.06-4.04 (m, 1H), 3.75-3.61 (m, 2H).
工程11:((2R,3S,4S,5R)−5−(4−アミノ−2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)−5−シアノ−3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフラン−2−イル)メチルブチレート(12)の調製
ジメチルアセトアミド(DMA、9.6mL)中の化合物11(700mg、2.6mmol)の溶液に、エーテル中1M HCl(3.1mL)を添加した。反応混合物を25℃で1時間撹拌し、次いで、ジメチルアセトアミド(5.1mL)中のブチリルクロリド(330L、3.1mmol)で処理した。反応混合物を25℃で1時間撹拌し、減圧下で蒸発させた。残留物をEtOAcで希釈し、重炭酸ナトリウム水溶液およびブラインで洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、蒸発させた。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(DCM:MeOH=9:1)によって精製して、化合物12(500mg、70%)を白色固体として得た。
1H NMR (400 MHz, メタノール-d4) δ 7.72 (d, J = 7.6 Hz, 1 H), 5.89 (d, J = 7.6 Hz, 1 H), 4.79 (s, 1H), 4.48-4.44 (m, 1H), 4.40-4.27 (m, 2H), 4.1 (s, 1H), 2.35 (t, J =7.2 Hz, 2H), 1.68-1.62 (m, 2H), 0.951 (t, J = 7.6 Hz, 3H).
MS (EI): C14H18N4O6, 実測値:339.1 (MH+).
例2
5−モノ−n−ブチル−ゼブラリン(21)の合成
工程1:2−(2−(トリメチルシリル)エトキシ)ピリミジン(14)の調製
THF(190mL)中のNaH(7.9g、331.8mmol)の冷却(0℃)溶液に、2−(トリメチルシリル)エタノール(9.8g、82.9mmol)を添加した。反応混合物を0℃で1時間撹拌し、化合物13(9.5g、82.9mmol)で処理し、25℃にて追加で24時間撹拌した。反応混合物を水でクエンチし、EtOAcで抽出した。合わせた有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc=2:1)によって精製して、化合物14(17.0g、99%)を黄色油として得た。
1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.49 (d, J = 5.2 Hz, 1H), 6.89 (t, J = 4.6 Hz, 1H), 4.46-4.42 (m, 2H), 1.21-1.17 (m, 2H), 0.08 (s, 9H).
工程2:(2R,3R,4R,5R)−2−((ベンゾイルオキシ)メチル)−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−3,4−ジイルジベンゾエート(15)の調製
無水MeCN(370mL)中の化合物14(5.9g、29.8mmol)およびβ−D−リボフラノース1−アセテート2,3,5−トリベンゾエート(15g、29.9mmol)の溶液に、TMS−トリフレート(5.9g、26.8mmol)を、N2ガス雰囲気下、25℃で添加した。25℃で1.5時間撹拌した後、反応混合物を減圧下で蒸発させた。残留物を直ちにDCMに溶解し、重炭酸ナトリウム水溶液、ブラインおよび水で洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc=1:4)によって精製して、化合物15(7.3g、45%)を白色固体として得た。
1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.61 (s, 1H), 8.09-8.07 (m, 3H), 7.98-7.91 (m, 4H), 7.59-7.46 (m, 5H), 7.40-7.36 (m, 4H), 6.41 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 6.26 (dd, J = 6.8, 4.4 Hz, 1H), 5.90 (d, J = 5.6 Hz, 1H), 5.76 (dd, J = 5.2, 4,0 Hz, 1H), 4.90-4.82 (m, 2H), 4.71 (dd, J = 12.4, 4.0 Hz, 1H).
工程3:1−((2R,3R,4S,5R)−3,4−ジヒドロキシ−5−(ヒドロキシメチル)テトラヒドロフラン−2−イル)ピリミジン−2(1H)−オン(16)の調製
MeOH(100mL)中の化合物15(9.5g、17.6mmol)の冷却(0℃)溶液に、MeOH中7N NH3(245mL)を添加した。反応混合物を25℃で24時間撹拌し、減圧下で蒸発させた。残留物を水で希釈し、クロロホルムで抽出した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(DCM:MeOH=10:1)によって精製して、化合物16(3.8g、94%)を白色固体として得た。
1HNMR (400 MHz, メタノール-d4) δ 8.79 (dd, J = 6.8, 2.8 Hz, 1H), 8.57 (dd, J = 4, 2.8 Hz, 1H), 6.58 (dd, J = 6.8, 4.4 Hz, 1H), 5.86 (s, 1H), 4.15-4.10 (m, 3H), 3.98 (dd, J = 12.4, 2.0 Hz, 1H), 3.79 (dd, J = 12.8, 2.0 Hz, 1H).
工程4:1−((2R,3R,4S,5R)−3,4−ジヒドロキシ−5−(((3−メトキシフェニル)(4−メトキシフェニル)(フェニル)メトキシ)メチル)テトラヒドロフラン−2−イル)ピリミジン−2(1H)−オン(17)の調製
ピリジン(33mL)中の化合物16(3.0g、13.2mmol)の冷却(0℃)溶液に、4,4’−ジメトキシトリフェニルメチルクロリド(DMTCl)(5.6g、16.5mmol)を添加し、反応混合物を25℃で50分間撹拌した。減圧下で蒸発させた後、残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(DCM:MeOH=20:1)によって精製して、化合物17(4.4g、63%)を白色固体として得た。
1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.63 (dd, J = 4.4, 3.2 Hz, 1H), 8.40 (dd, J = 5.6, 2.4 Hz, 1H), 7.63-7.16 (m, 9H), 6.84-6.81 (m, 4H), 6.14 (dd, J = 6.8, 4.0 Hz, 1H), 5.87 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 4.43-4.39 (m, 3H), 3.80 (s, 6H), 3.51-3.41 (m, 2H).
工程5:1−((2R,3R,4R,5R)−5−((ビス(4−メトキシフェニル)(フェニル)メトキシ)メチル)−3,4−ビス((tert−ブチルジメチルシリル)オキシ)テトラヒドロフラン−2−イル)ピリミジン−2(1H)−オン(18)の調製
無水DMF(45mL)中の化合物17(5.6g、10.6mmol)の溶液に、イミダゾール(5.1g、74.2mmol)およびtert−ブチルクロロジメチルシラン(TBSCl)(8g、52.8mmol)を添加した。反応混合物を25℃で15時間撹拌し、水でクエンチし、EtOAcで抽出した。合わせた有機層を重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し、MgSO4で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(DCM:MeOH=97:3)によって精製して、化合物18(6.3g、85%)を淡黄色固体として得た。
1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.84 (dd, J = 6.8, 2.8 Hz, 1H), 8.48 (dd, J = 3.6, 2.4 Hz, 1H), 7.35-7.16 (m, 9H), 6.85-6.82 (m, 4H), 5.79 (dd, J = 6.4, 4.0 Hz, 1H), 5.75 (s, 1H), 4.28-4.24 (m, 1H), 4.19-4.13 (m, 2H), 3.84 (dd, J = 10.8, 2.0 Hz, 1H), 3.80 (s, 6H), 3.34 (dd, J = 11.2, 2.0 Hz, 1H), 0.90 (s, 9H), 0.88 (s, 9H), 0.31 (s, 3H), 0,14 (s, 3H), 0.05 (s, 3H), 0.01 (s, 3H).
工程6:1−((2R,3R,4R,5R)−3,4−ビス((tert−ブチルジメチルシリル)オキシ)−5−(ヒドロキシメチル)テトラヒドロフラン−2−イル)ピリミジン−2(1H)−オン(19)の調製
化合物18(6.3g、8.5mmol)に、DCM(284mL)中の3%TFA(8.5mL)の溶液を25℃で添加した。反応混合物を同じ温度で5分間撹拌し、MeOHでクエンチし、減圧下で濃縮した。直ちに、残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc=1:1〜未希釈EtOAc)によって精製して、化合物19(3.9g、98%)を白色固体として得た。
1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.67 (dd, J = 4.4, 2.8 Hz, 1H), 8.41 (dd, J = 6.8, 2.8 Hz, 1H) ,6.41 (dd, J = 6.4, 4.0 Hz, 1H), 5.52 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 4.54 (t, J = 3.4 Hz, 1H), 4.20-4.07 (m, 3H), 3.78 (dd, J = 12.4, 1.6 Hz, 1H), 0.88 (s, 18H), 0.11 (s, 3H), 0,09 (s, 3H), 0.06 (s, 6H).
工程7:((2R,3R,4R,5R)−3,4−ビス((tert−ブチルジメチルシリル)オキシ)−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−2−イル)メチルブチレート(20)の調製
化合物19(3.8g、8.3mmol)、ピリジン(14mL)および無水酪酸(2.7mL、16.6mmol)の撹拌溶液に、DMAP(203mg、1.6mmol)を添加した。反応混合物を25℃で15時間撹拌し、減圧下で濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc=4:1〜ヘキサン:EtOAc=1:1)によって精製して、化合物20(2.7g、62%)を無色油として得た。
1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.62 (dd, J = 4.0, 2.8 Hz, 1H), 8.33 (dd, J = 6.8, 2.8 Hz, 1H) , 6.33 (dd, J = 6.8, 4.0 Hz, 1H), 5.64 (s, 1H), 4.46-4.33 (m, 3H), 4.28 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 3.85 (dd, J = 8.4, 3.6 Hz, 1H), 2.35-2.31 (m, 2H), 1.72-1.63 (m, 2H), 1.01-0.97 (m, 3H), 0.94 (s, 9H), 0.86 (s, 9H), 0.32 (s, 3H), 0.17 (s, 3H), 0.01 (s, 3H), 0.01 (s, 3H).
工程8:((2R,3S,4R,5R)−3,4−ジヒドロキシ−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−2−イル)メチルブチレート(21)の調製
THF(51mL)中の化合物20(2.7g、5.1mmol)の冷却(0℃)溶液に、1Mテトラブチルアンモニウムフルオリド(TBAF)(10mL)を滴下添加した。反応混合物を−20℃で10分間撹拌し、次いで、濃縮なしに直ちにシリカゲルカラムにロード(未希釈DCM〜DCM:MeOH=20:1)して、化合物21(1.0g、67%)を白色固体として得た。
1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.66 (dd, J = 4.0, 2.8 Hz, 1H), 8.19 (dd, J = 6.8, 2.8 Hz, 1H), 6.48 (dd, J = 6.8, 4.0 Hz, 1H), 5.84 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 4.53-4.43 (m, 1H), 4.41 (dd, J = 12.4, 2.8 Hz, 1H), 4.33 (dd, J = 12.4, 4.0 Hz, 1H), 4.26-4,17 (m, 2H), 2.25-2,19 (m, 2H), 1.63-1.57 (m, 2H), 0.97-0.90 (m, 3H).
MS (EI): C13H18N2O6, 実測値299.1 (MH+).
例3
2’,3’,5’−トリ−n−ブチル−ゼブラリン(22)の合成
(2R,3R,4R,5R)−2−((ブチリルオキシ)メチル)−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−3,4−ジイルジブチレート(22)の調製
ピリジン(12.5mL)中の化合物16(1.0g、4.4mmol)の溶液に、無水酪酸(12.5mL)およびDMAP(37.5mg、0.31mmol)を25℃で添加した。反応混合物を同じ温度で4時間撹拌し、減圧下で蒸発させた。残留物をDCMに溶解し、重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc=1:1)によって精製して、化合物22(900mg、47%)を淡黄色油として得た。
1HNMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.62 (dd, J = 4.0, 2.8 Hz, 1H), 8.06 (dd, J = 6.8, 2.8 Hz, 1H), 6.39 (dd, J = 6.8, 4.4 Hz, 1H), 6.10 (d, J = 4.0 Hz, 1H), 5.42 (dd, J = 5.6, 4.0 Hz, 1H), 5.24 (t, J = 5.6 Hz, 1H), 4.43-4,37 (m, 3H), 2.37-2.30 (m, 6H), 1.69-1.59 (m, 6H), 0.95-0.91 (m, 9H).
MS (EI): C21H30N2O8, 実測値439.2 (MH+).
例4
2’,3’,5’−トリ−イソブチル−ゼブラリン(23)の合成
(2R,3R,4R,5R)−2−((イソブチリルオキシ)メチル)−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−3,4−ジイルビス(2−メチルプロパノエート)(23)の調製
ピリジン(12.5mL)中の化合物16(1.0g、4.4mmol)の溶液に、無水イソ酪酸(12.5mL)およびDMAP(37.5mg、0.31mmol)を25℃で添加した。反応混合物を同じ温度で15時間撹拌し、減圧下で蒸発させた。残留物をDCMに溶解し、重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層をMgSO4で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:EtOAc=1:1)によって精製して、化合物23(1.0g、52%)を白色固体として得た。
1HNMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.59 (t, J = 3.4 Hz, 1H), 8.17 (dd, J = 6.4, 2.8 Hz, 1H), 6.52 (dd, J = 6.8, 4.0 Hz, 1H), 5.88 (d, J = 3.2 Hz, 1H), 5.48 (dd, J = 6.0, 3.6 Hz, 1H), 5.36 (t, J = 6.2 Hz, 1H), 4.38-4.24 (m, 3H), 2.58-2.51 (m, 3H), 1.06 (dd, J = 6.8, 3.2 Hz, 18H).
MS (EI): C21H30N2O8, 実測値439.1 (MH+).
試験例1:シチジンデアミナーゼ(CDA)アッセイ
シチジン、Ara−Cおよび化合物11に対するヒトシチジンデアミナーゼの活性を比較した。
His6タグ付き大腸菌(E. coli)精製組換えヒトシチジンデアミナーゼ(CDA)を、0.01mMずつの、シチジン、Ara−Cおよび化合物11とともに、それぞれ、20mMのトリス−HCl(pH8.0)、1mMのDTT、2mMのEDTA、100mMのNaClおよび40%グリセロールを含有する1mLの反応物中、25℃でインキュベートした。連続分光光度法(A.Amiciら、Br.J.Haematol.、1989;73(3):392〜395)を使用して、OD282での観察における変化を、10秒ごとに3分間にわたって記録した。
表1および図1に示されている通り、化合物11は、CDAによる脱アミノ化に耐性がある。
試験例2:抗増殖活性試験
血液がん(MOLT−4、MV−4−11およびHL−60)、肝臓がん(Hep G2)および結腸がん(HCT116)細胞株(Corning3603番)に対する、Ara−C(シタラビン)、化合物11(比較例)および化合物12(例1)のIC50(uM)における抗増殖活性を比較した。
CellTiter−Glo(登録商標)Luminescent細胞生存アッセイ(Promega G7572番)を使用して、MOLT−4(ヒト急性リンパ性白血病)、MV−4−11(ヒト混合型B骨髄単球性白血病)、HL−60(ヒト急性前骨髄球性白血病)、Hep G2(ヒト肝細胞癌)およびHCT116(ヒト結腸直腸癌)細胞株に対する、Ara−Cならびに化合物11および12の50%阻害濃度(IC50)を測定した。ウェル当たり90μlの培地中の600個の細胞を、96ウェルプレート内、2連で播種した。アッセイ中、細胞を、加湿インキュベーター内、37℃、5%CO2でインキュベートした。DMSOを試験化合物に添加し、最終DMSO濃度は培養物の0.1%[v/v]であった。100μlのCellTiter−Glo(登録商標)を等体積の培養細胞に添加して、エンビジョンマルチラベルリーダーにおいてルミネッセンスを読み取った。結果を以下の表2に示す。
表2に示されている通り、例1において調製された化合物12は、血液がん、肝臓がんおよび結腸がん細胞に対して増殖活性を呈する。
試験例3:化合物12の動物薬物動態
例1において調製された化合物12の薬物動態を、それぞれ10mg/kgでの静脈内(IV)投与および10mg/kg用量レベルでの経口(PO)投与後のICRマウスおよびSDラットにおいて評価した。
血清化合物分析のために、血液試料を、心穿刺により、24時間にわたって経時的に収集した。20μlのスパイクした血漿を96ウェルプレートに添加し、アセトニトリル(ACN)中10体積の内標準(IS)を添加してタンパク質を沈殿させ、完全に混合し、4,000rpmで10分間遠心分離した。150μlの上清を別の予め標識した96ウェルプレートに移し、150μlの水と混合し、次いで、5μlまたは10μlを、下記の条件下で、液体クロマトグラフィー質量分析(LC−MS)システムに注入した:
カラム:API−4000+Waters UPLC(TCLM08);
移動相:水:MeOH=100:0、30:70、5:95および100:0(v/v%);
流量:0.45mL/分
定量下限(LLOQ)は1ng/mLであった。半減期(T1/2)、クリアランス(CL)、最大血漿濃度(Cmax)、化合物の最大血清濃度が実現されたときの時間(Tmax)、ならびに化合物のバイオアベイラビリティ(F%)、曝露(AUC)および分布容積(Vss)の薬物動態パラメーターを、Phoenix WinNonlin6.3(ノン−コンパートメントモデル)を使用して算出した。結果を、表3ならびに図2および3に示す。
表3ならびに図2および3に示されている通り、化合物12は、IVとPO経路の両方において、良好なマウスおよびラットPKを呈する。
試験例4:HL−60ヒト白血病異種移植片におけるPO投与された化合物12の効能
IP投与されたAra−CおよびPO投与された化合物12の腫瘍成長阻害(TGI)活性を、HL−60ヒト白血病異種移植片において比較した。
腫瘍成長阻害を、インビボ皮下マウス異種移植片モデル(HL−60細胞株、Corning3603番)において観察した。6〜8週齢および重量およそ18〜22gのNOD/SCID雌マウスを腫瘍接種に使用した。各マウスの右脇腹に、100μlのPBSおよび100μlのmatrigel(商標)の混合物中のHL−60がん細胞(1×107細胞)を、腫瘍の発生のために皮下に接種した。各群につき8匹のマウスを使用した(n=8/群)。処置化合物の量を、動物の体重1キログラム(kg)当たりの化合物のミリグラム(mg)(mg/kg、mpk)で表す。試験化合物の投与経路は、腹腔内(IP)注射または経口(peros)(PO、経口(oral))注射のいずれかであった。3つの群、すなわち、ビヒクル群(対照群)、Ara−C群(IP注射により40mpkのシタラビンで処置;比較群)および化合物12群(PO注射により60mpkの化合物12で処置)のマウスを使用した。全体的な投与スケジュールは、5日間の処置(5日オン)、続いて2日間の処置なし(2日オフ)の2サイクルであった。腫瘍サイズはキャリパーを使用して4日に1回測定し、腫瘍体積は方程式1を使用してmm3で表した:
[方程式1]
V=0.5a×b2
式中、aおよびbは、それぞれ腫瘍の長および短直径である。
3つの群の腫瘍体積(mm3)および体重(g)結果を、それぞれ図4Aおよび4Bに示す。また、Ara−Cのものと比較した腫瘍成長阻害(%TGI)および体重変化(%BW変化)を、表4に示した。
表4ならびに図4Aおよび4Bに示されている通り、化合物12の経口投薬は、Ara−CのIP投薬と同程度の効力を、同様の体重変化とともに示す。
試験例5:化合物12の腫瘍成長阻害効能
IP投与されたAra−Cおよび化合物12の腫瘍成長阻害活性を、HL−60ヒト白血病異種移植片において比較した。
腫瘍成長阻害を、インビボ皮下マウス異種移植片モデル(HL−60細胞株、Corning3603番)において観察した。6〜8週齢および重量およそ18〜22gのNOD/SCID雌マウスを腫瘍接種に使用した。各マウスの右脇腹に、100μlのPBSおよび100μlのmatrigel(商標)の混合物中のHL−60腫瘍細胞(1×107細胞)を、腫瘍の発生のために皮下に接種した。各群につき8匹のマウスを使用した(n=8/群)。処置化合物の量を、動物の体重1キログラム(kg)当たりの化合物のミリグラム(mg)(mg/kg、mpk)で表す。すべての試験化合物の投与経路は、IP注射によるものであった。5つの群、すなわち、ビヒクル群(対照群)、Ara−C群(60mpkのシタラビンで処置;比較群)および化合物12群(20、40および60mpkの種々の量の化合物12で処置)のマウスを使用した。全体的な投与スケジュールは、5日間の化合物処置、続いて2日間の処置なしの2サイクルであった。腫瘍サイズはキャリパーを使用して4日に1回測定し、腫瘍体積は方程式1を使用してmm3で表した。
5つの群の腫瘍体積(mm3)および体重(g)結果を、それぞれ図5Aおよび5Bに示す。また、Ara−Cのものと比較した腫瘍成長阻害(%TGI)を、表5に示した。
表5ならびに図5Aおよび5Bに示されている通り、IP投薬において、60mpkの(0.11umole/kg)Ara−Cの半用量の、40mpkの化合物12は、60mpkのAra−C(0.25umole/kg)と同程度のTGI(%)を、同程度の体重変化とともに呈した。
試験例6:化合物16、22および23の薬物動態
例2の工程3において調製された化合物16(比較例)、ならびに例3および4においてそれぞれ調製された化合物22および23の相互プロドラッグの薬物動態を、表4に示されている通りの経路/用量に従う経口(PO)および静脈内(IV)投与後のSCID/マウスにおいて評価した。
血液試料を24時間にわたって収集し、血漿試料を調製した。試験化合物の血漿濃度を、LC/MS/MSによって分析した。最大血漿濃度(Cmax)、曝露(AUC)、バイオアベイラビリティ(F%)、半減期(T1/2)、クリアランス(CL)、分布容積(Vss)、化合物の最大血清濃度が実現されたときの時間(Tmax)および平均滞留時間(MRT)を、試験例3と同様に算出した。結果を表6に示す。
試験例7:化合物22および23の腫瘍成長阻害効能
化合物22および23の腫瘍成長阻害活性を、MOLT−4異種移植片において比較した。
HL−60細胞株の代わりにMOLT−4細胞株(Corning3603番)を使用したことを除き、試験例3と同様に異種移植片モデルを発生させた。試験化合物の投与経路は、BID注射またはQD注射のいずれかであった。3つの群、すなわち、ビヒクル群(対照群)、化合物22群(BIDまたはQD注射により150mpkの化合物22で処置)および化合物23群(BIDまたはQD注射により150mpkの化合物23で処置)のマウスを使用した。全体的な投与スケジュールは、5日間の試料処置(5日オン)、続いて2日間の処置なし(2日オフ)の2サイクルであった。腫瘍サイズは試験例4と同様に測定した。結果を図6に示す。
図6に示されている通り、相互プロドラッグ(化合物22および23)は有意な抗がん活性(40%TGI)を呈し、一方、ゼブラリンは限界活性(10%TGI)を呈する。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
[1]
1つ以上の短鎖脂肪酸(SCFA)またはその誘導体と連結している、式(I)によって表されるゼブラリンまたは式(II)によって表される1’−シアノ−シタラビンのヌクレオシドを含む相互プロドラッグ化合物。
[2]
前記SCFAが、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、バルプロ酸、吉草酸、フェニル酪酸およびその組合せからなる群から選択される、[1]に記載の相互プロドラッグ化合物。
[3]
前記SCFAが、前記式(I)または(II)のヌクレオシドの1から3つの同等物である、[1]に記載の相互プロドラッグ化合物。
[4]
前記SCFAが、前記式(I)または(II)のヌクレオシドの、2’位、3’位、5’位、2’および3’位、2’および5’位、3’および5’位、または2’、3’および5’位において連結している、[1]に記載の相互プロドラッグ化合物。
[5]
1) ((2R,3S,4S,5R)−5−(4−アミノ−2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)−5−シアノ−3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフラン−2−イル)メチルブチレート;
2) ((2R,3S,4R,5R)−3,4−ジヒドロキシ−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−2−イル)メチルブチレート;3) (2R,3R,4R,5R)−2−((ブチリルオキシ)メチル)−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−3,4−ジイルジブチレート;および
4) (2R,3R,4R,5R)−2−((イソブチリルオキシ)メチル)−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−3,4−ジイルビス(2−メチルプロパノエート)
からなる群から選択される、[1]に記載の相互プロドラッグ化合物。
[6]
抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態を予防するまたは治療するための医薬組成物であって、活性成分としての[1]に記載の相互プロドラッグ化合物と、薬学的に許容される担体または賦形剤とを含む、医薬組成物。
[7]
前記疾患、障害または状態が、自己免疫疾患、上皮腫瘍、黒色腫、白血病、急性前骨髄球性白血病、リンパ腫、骨原性肉腫、結腸がん、膵臓がん、乳がん、前立腺がん、卵巣がん、肺がんおよびその組合せからなる群から選択される、[6]に記載の医薬組成物。
[8]
対象における、がん細胞の成長を阻害するための方法であって、治療有効量の[1]に記載の相互プロドラッグ化合物を、それを必要とする前記対象に投与することを含む、方法。
[9]
対象における、抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態を予防するまたは治療するための方法であって、治療有効量の[1]に記載の相互プロドラッグ化合物を、それを必要とする前記対象に投与することを含む、方法。
[10]
前記疾患、障害または状態が、自己免疫疾患、上皮腫瘍、黒色腫、白血病、急性前骨髄球性白血病、リンパ腫、骨原性肉腫、結腸がん、膵臓がん、乳がん、前立腺がん、卵巣がん、肺がんおよびその組合せからなる群から選択される、[9]に記載の方法。

Claims (8)

  1. 1つ以上の短鎖脂肪酸(SCFA)連結している、式(I)によって表されるゼブラリンまたは式(II)によって表される1’−シアノ−シタラビンのヌクレオシドを含む相互プロドラッグ化合物であって、前記SCFAが、酪酸およびイソ酪酸からなる群から選択され、前記SCFAが、前記式(I)または(II)のヌクレオシドの、5’位、または2’、3’および5’位において連結している、相互プロドラッグ化合物。
  2. 前記SCFAが、前記式(I)または(II)のヌクレオシドの1から3つの同等物である、請求項1に記載の相互プロドラッグ化合物。
  3. 1) ((2R,3S,4S,5R)−5−(4−アミノ−2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)−5−シアノ−3,4−ジヒドロキシテトラヒドロフラン−2−イル)メチルブチレート;
    2) ((2R,3S,4R,5R)−3,4−ジヒドロキシ−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−2−イル)メチルブチレート;3) (2R,3R,4R,5R)−2−((ブチリルオキシ)メチル)−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−3,4−ジイルジブチレート;および
    4) (2R,3R,4R,5R)−2−((イソブチリルオキシ)メチル)−5−(2−オキソピリミジン−1(2H)−イル)テトラヒドロフラン−3,4−ジイルビス(2−メチルプロパノエート)
    からなる群から選択される、請求項1に記載の相互プロドラッグ化合物。
  4. 抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態を予防するまたは治療するための医薬組成物であって、活性成分としての請求項1に記載の相互プロドラッグ化合物と、薬学的に許容される担体または賦形剤とを含む、医薬組成物。
  5. 前記疾患、障害または状態が、自己免疫疾患、上皮腫瘍、黒色腫、白血病、急性前骨髄球性白血病、リンパ腫、骨原性肉腫、結腸がん、膵臓がん、乳がん、前立腺がん、卵巣がん、肺がんおよびその組合せからなる群から選択される、請求項に記載の医薬組成物。
  6. ヒトを除く対象における、がん細胞の成長を阻害するための方法であって、治療有効量の請求項1に記載の相互プロドラッグ化合物を、それを必要とするヒトを除く前記対象に投与することを含む、方法。
  7. ヒトを除く対象における、抗がんヌクレオシドおよびヒストンデアセチラーゼ阻害剤によってモジュレートされる、疾患、障害または状態を予防するまたは治療するための方法であって、治療有効量の請求項1に記載の相互プロドラッグ化合物を、それを必要とするヒトを除く前記対象に投与することを含む、方法。
  8. 前記疾患、障害または状態が、自己免疫疾患、上皮腫瘍、黒色腫、白血病、急性前骨髄球性白血病、リンパ腫、骨原性肉腫、結腸がん、膵臓がん、乳がん、前立腺がん、卵巣がん、肺がんおよびその組合せからなる群から選択される、請求項に記載の方法。
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