JPS6072899A - ヌクレオシドアルキル‐、アルアルキル‐およびアリール‐ホスホナイトおよび‐ホスホネートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 デオキシリボ核酸（ＤＮＡ　）の非イオン性アナローグ
は、ＤＮＡ　−ＤＮＡおよびＤＮＡ−タンノ々り相互作
用の研究に重要である。デオキシリボヌク　６− レオテドのホスホン酸エステルは、化学的に安定であり
、細胞中に入り込む能力がありそして細胞ヌクレアーゼ
に対し高い抵抗性を有す結果、特に重要である。これま
でに、ヌクレオチドのメチルホスホネートアナローｊの
合成には４つの異なる方法が記載されている。

１、　０ｇ１ｌｖｉｅら［Ｍ、　、Ｔ、　Ｎｅ＋ｎｅｒ
およびに、　Ｋ、　０ｇ１ｌｖｉ８゜Ｔｅｔｒａｈｅａ
ｒｏｎ　Ｉ、、ｅｔｔ、　２１．４１４９−’ニー：）
（１９８０）参照］は相当するホスファイト中間体のＭ
ｉｃｈ−ａｅＬｉθ−ＡｒｂｕｚＯｖ転位によシ完全に
保護されたウリジル−ｙ、／、　ｓ／−ウリジンメチル
ホスホネートを製造した。この反応（沃化メチル使用、
５０℃で２０時間）はその条件が過酷なため一般的には
適用できない可能性がある。何故なら、例えばプリン塩
基のメチル化が起こり得るからである。

２、Ｔｓ’Ｑら［：　Ｐ、　Ｓ、　Ｍｉｌｌｅｒ、　Ｊ
、　Ｙａｎｏ、　Ｆｊ、　Ｙａｎｏ。

Ｃ，Ｃａｒｏｌｌ、　Ｋ、　、Ｔａｙａｒａｍａｎおよ
びＰ、Ｏ，Ｐ、　Ｔｓ’Ｏ。

ＢｔＱＯｂｅ＋ｍ１８ｔｒ７１８．　５１５４　（１９
７９）　；　Ｐｒｏｐ。

Ｂｉａｔｌ、ＡＯａｄ、Ｓｃｉ、ＵＳＡ　７８．１５３
７（１９８１）；Ｐ、Ｓ、　Ｍｉｌｌｅｒ、　Ｎ、］）
ｒｅａｎ、　Ｓ、Ｍ、Ｐｕ１ｆｏｒｄおよびに、　Ｂ。

ＭｃＰａｒｌａｎｄ、　、Ｔ、Ｂｉｏｌ、Ｃｈｅｍ、’
７２５．９６５９　（１９Ｂ（］）参照〕はオリゴヌク
レオチド合成におけるホスホトリエステル法に類似の合
成方法を開発した。

この場合、保護されたヌクレオチド３’−０−メチルホ
スホン酸β−シアンエチルエステルが最重要中間体とし
て用いられる。この方法は、ホスホトリエステル法につ
いて知られる長所および短所を有し、シん（ｖ）化合物
の低反応性は特に短所として述べられている。

３、Ａｇａｒｗａｌら（Ｋ、’Ｌ、Ａｇａｒｗａｌおよ
びＦ、　Ｒｌｆ　ｔｉｎａ。

ＮｕｃｌＪ、ｃ１ｄＲｅθ、６．３００９（１９７９）
参照〕はメチルホスホン酸ジクロ２イドを二官能性ホス
ホニル化剤として用いた。第２段階でそのクロライドを
テトラゾールにより活性化しなければならない。得られ
る粗製生成物は効率的クロマトグラフィーによシ精製さ
れ得るに過ぎない。

４、、ｒ＋ＦｉｎｇｅｌｓおよびＡ、　Ｊａｇｅｒ、　
Ａｎｇｅｖｒ、Ｃｈｅｍ。

５ｕｐｐｌ、　１９８２　、２０１０および＊、　Ｄ、
　８ｉｎｈａ、　Ｖ。

ＧｒｏｓｓｂｒｕｃｈｈａｕｅおよびＨ，に２ｉｓｔｓ
ｒ、　Ｔ８ｔｒａｈｅｄｒＯｎＬｅｔｔ、２４，８８７
（１９８３）はメチル：）りｏ　口＊スフアンを出発物
質として用いた。後者の著者は重合体担体上でヌクレオ
チドメチルホスホネートを合成した。得られた生成物は
、未だ特徴付けられていない。

メチルホスホン酸ジクロライドの第２ハロゲンの反応性
゛は一般に低すぎて付加的な活性化が必要であるのに対
し、ホスフィン酸ジクロライドの場合の活性はどちらか
というと高すぎる。

すなわち、取扱い上の困難が生じ（極端に無水の媒質）
、また加えて、対称亜ホスホン酸ニス　９− チルが不可避的に形成される。

これに対し、本発明は、一般式Ｉ η 〔式中 Ｔは第１級ヒドロキシル基のための保護基、好ましくは
トリフェニルメチル（＝Ｔｒ）、ｐ−アニソイルジフェ
ニルメチルまたはり（ｐ−アニソイル）フェニルメチル
を表わＬ、 Ｂは存在するエキソ−アミノ基が保護されているヌクレ
オシド塩基基、好ましくは、１−チミニル、１−（Ｎゝ
−４−ペンゾイルシトシニル）、９−（Ｎ−６−ベンゾ
イルアデニニル）マたは１０− ９−（Ｎ−２−イソプチロイルグアニニル）を表わし、 Ｇは第２級ヒドロキシル基のだめの保膿基を表わし、 ２は酸素、硫黄またはセレンを表わし、そして Ｒは８個以下のＣ原子を有するアルキル、シクロヘキシ
ル、ベンジル、または所望により弗素、塩素、臭素、低
級アルキル、低級アルコキシまたはトリフルオロメチル
により置換されたフェニルを表わしそして好ましくはメ
チル、エチル、フェニルまたはベンジル、特にメチルヲ
表わす〕 で表わされるデオキシリボヌクレオシドホスホネートの
製造方法であって、一般式■ 〔式中Ｘは塩素またはＹを表わしそしてＹは式（式中Ｒ
１およびＲ２は８個以下の炭素原子を有する同じかまた
は異なるアルキルまたはシクロアルキル基またけフェニ
ル基を表わすか、またはＲ１およびＲ２は窒素と共に、
それ以外にもペテロ原子を含有し得る飽和または不飽和
複素環を表わす） で衣わされる基を表わす〕 で表わされる二官能性ホスホニル化試薬を一般式■ −０ （式中ＴおよびＢは前述の意味を有する）で表わされる
ヌクレオシドと好ましくは一８０〜＋１００°Ｃ１特に
−２０〜０°Ｃで反応させ、得らする一般弐■ ぼ ゝＹ で表わされる化合物を一般式Ｖ −０ （式中ＢおよびＧは前述の意味を有する）で表わされる
化合物と好ましくは＝２０〜＋１００°Ｃ，特に室温で
反応させ、そして得られる一般式■ １３− −０ （式中Ｔ、Ｒ，ＢおよびＧけ前述の意味を有する） で表わされる化合物を、好ましくは一８０〜＋１００°
Ｃ１特に−２０°Ｃ〜室温で、一般式Ｉの化合物に酸化
的に変換することから成る前記製造方法に関する。

２が硫黄またはセレンを表わす一般式■の化合物および
一般式■の中間体は新規であり、これもまた本発明の主
題を形成する。

原則的には、一般式■の二官能性ホスホニル化試薬の基
Ｒは一般式■〜■の化合物に対して−１４＝ 不活性であり、また反応を阻害しない任意の非細胞毒性
有機基であることができる。

一般式−ＮＲ１Ｒ２で衣わされる可能な基としては、例
えばジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジイソプロピル
アミノ、メチルエチルアミノ、メチルプロピルアミノ、
メチルへキシルアミノ、メチルシクロヘキシルアミノ、
メチルベンジルアミノ、モルホリノ、ピロリジノ、ピペ
リジノ、メチルアニリノ、ジフェニルアミノ、イミダゾ
ロ、トリアゾロ、ベンゾトリアゾロおよびテトラシロな
どがあげられる。

Ｘが塩素を表わす一般式■の出発物質は相当するジクロ
ロホスファン、好ましくはメチルリクロロホスファンヲ
一般式■ Ｈ−’ＮＲ１Ｒ２（■） （式中Ｒ１およびＲ２は前述の意味を有する）で表わさ
れる第２級アミンと反応させることによす得ることがで
きる。相対応して、Ｘが式Ｙの基を表わす一般式■で表
わされる化合物は、同じ第２級アミンまたは一般式■で
表わされる異なる第２級アミンとさらに反応させること
により得ることができる。式■の化合物は真空蒸留によ
り精製することができる。

一般式■のホスホニル化剤と一般式■の適切に保護され
たヌクレオシドとの反応は中程度に極性の溶媒中、好ま
しくはクロロホルム中、水分を排除して行なわれる。こ
の反応には第３級アミン、好ましくはエチルジイソプロ
ピルアミン（ヒユー　＝ツヒ塩基（Ｈｉｎｉｇ’ｓ　ｂ
ａｓｅ　）　〕を補助塩基として用いることができる。

後処理は、水によ如抽出しそして一般式■の生成物を非
極性溶媒、例えば石油エーテルまたはペンタンなどで沈
殿させることＫより行なわれる。このようにして得られ
た一般式■の亜ホスホン酸エステル−アミドは無色粉末
として沈殿しまた’Ｈ−ＮＭＲ”Ｐ−ＮＭＲまたはＵＶ
　などの分光学的データおよび元素分析により特徴付け
ることかできる。さらにまたそれらは、直接酸化により
　一般式■ （式中Ｔ、Ｂ、Ｚ、ＲおよびＹは前述の意味を有する） で表わされる亜ホスホン酸エステル−アミドに転化する
こともでき、そしてそれを次いで単離しまた特徴付ける
ことができる。

驚くべきことに、検出１Ｗ界内において対称リヌクレオ
シドｙ、１．３／−ホスホナイトは全く形成さ１＋ｙ− れない。

３１Ｐ−ＮＭＲにより示されるように、一般式Ｉの化合
物は乾燥状態および最高−２０°Ｃで貯蔵した場合、粉
末状態では少なくとも１ケ月安定である。亜ホスホン酸
エステル−アミドのこの大きな安定性は驚くべきもので
あり、かつこの方法の価値を強調するものである。その
ヌクレオシドのホスホン酸ジエステルの合成における普
遍的な適用可能性は、適切に６７−保護されたヌクレオ
シドとの反応により示される。

すなわち、この反応においては、一般式■の５′−保護
されたヌクレオシドホスホナイトを中程度に極性の溶媒
、好ましくはアセトニトリル、クロロホルムまたはテト
ラヒドロフランに溶解し、そして一般式■（６′−位が
課護されている）のヌクレオシドと混合する。一般式Ｖ
の化合物における適切な保護基Ｇはアシル基、例えばべ
１８− ンゾイル、アセチル、ビ／セロイルまたけレプロニル、
またはシリル基、例えば第３級ブチルジメチルシリルな
どである。この反応は酸、好ましくはアゾールまたはア
ミン塩酸塩により触媒される。ベンゾトリアゾールが特
に適している。

生成物のＨＰＬＣが対称Ｓ／、　Ｓ／−異性体を全く示
さず、またほんの微量しか３／、３１−異性体ホスホネ
ートを示さないことは驚くべきことである。

不活性中間体、す力わち、一般式■の亜ホスホン酸トリ
エステルは一般式■のホスホネートに直接酸化される。

この目的に通常用いられる酸化剤、例えば四酸化二窒素
または沃素などのほかに１．ｅ−オキサイｒ類、特に無
水第３級ブチルハイドロパーオキサイドが価値あるもの
であることがわかっている。この反応は、中程度に極性
の溶媒中で行なうのが好ましく、特にアセトニトリルま
たはクロロホルムが好ましい。

既知のジアシルアルキルホスホナイトの、酸により触媒
されるエステル交換反応を特に考慮すべきである［　’
Ｆ、　Ｗ、　Ｈｏｆｆｍａｎｎ　、　ＲｏＧ、　Ｒｏｔ
ｈおよびＴ、　Ｃ，Ｓｉｍｍｏｎｓ、　Ｊ、　Ａｍｅｒ
、　Ｃｈｅｍ、　Ｂｏａ、　ｆ３　Ｑ　、　５９３７−
４０（１９５８）参照〕。

それら化合物（それらの一部は既知である）は３１Ｐ−
ＮＭＲおよび１Ｈ−ＮＭＲにより、そして捷だ、基準物
質とのクロマト比較により特徴付けられる。

２が硫黄せたはセレンを表わす一般式■の化合物は一般
式■の化合物を元素状硫黄寸たけセレンと直接反応させ
ることにより製造される。

化学量論量の硫黄またはセレンと共に極性溶媒、例えば
テトラヒドロフラン中で攪拌すると一般式Ｉの相当する
チオホスホネートまたはセレノホスホネートが好収率で
得られる。特徴付けは、”Ｐ−ＮＭＲおよび１Ｈ−ＮＭ
Ｒならびに元素分析により行なわれる。

ヌクレオシド部分に不整中心が存在しそしてりん上にも
う１つ生成するため、一般式Ｉのホスフェートはジアス
テレオマーの混合物として存在する（第６辰の異性体１
および２参照）。

１：１の統計比に近い異性体比は溶媒、温度および添加
順序などのノ々ラメータの変動により極めてほんのわず
かしか影譬を受けない。

次に実施例をあげて、本発明をさらに詳細に説明する。

実施例　１　出発物質）’５ｃ−ＰＣ”（ＣＨｓ）２〕
２滴下漏斗および機械攪拌器を設けた１０１００Ｏの三
頚フラスコ中で、１２５ｍＡ’（１，９モル）のりメチ
ルアミンを４ＤＯｇ／！の無水ジエチルエーテルに導入
しそして６０分間にわたって氷冷しながら、６０　ｗｉ
ｌ（０，４０モル）のメチルジクロロホスファンの２０
０ｄの無水エーテル中の２１− 溶液と反応させる。室温で２時間および５０゛Ｃで１時
間攪拌後、沈殿を保護気体下に戸別しエーテル１００罰
で２回すすぎそしてそのＦ液を約０．１パールで濃縮す
る。残留物を０．５　、＊−ル／１２４’（ＩＩ’で迅
速に蒸発させる。ビグロー（Ｖｉｇｒθｕｘ　、）カラ
ム（５０ｃｍ　）を用いて６４〜６５°Ｃ／６５ミリバ
ールで精密蒸留して３６．６、ｆ（理論値の６６係）の
無色液体が得られる。

分析：　ｃｔ（−＞　＜　０．２係 ”Ｐ−ＮＭＲ（ＴＨＥ’　）　δ＝　８７　ｐＩ）ｍ”
Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣ／４　）　δ＝１．２３Ｍ１ｍ（（
１，７Ｈｚ、Ｐ−ＣＨ３）δ＝２．６６ｐｐｒｎ（ｄ、
７Ｈ２，Ｎ（ＣＨ３）２）実施例　２ ５’−）！Ｊチルヌクレオシド■（１ミリモル）を不活
性窒素雰囲気下に６罰の無水クロロホルムに溶解しそし
てＨ２Ｏ２（Ｎ（ＣＨａ）ａ：Ｉｇ　（２ミリモル）を
添加する。反応は室温（攪拌）で１２時間後２２− に完了し、あるいは、触媒量（０，１ミリモル）のコリ
ジン塩酸塩を添加すれば、わずか２時間後には完了する
。

その溶液を次いで１００ｍ１の塩化メチジ／と共に２５
０−の分液漏斗に移しそして５０ｍＡの飽和塩化す）　
ＩＪウム溶液（０，１ｍｌのトリエチルアミンを含有す
る）と共に振盪することにより２度抽出する。有機相を
無水硫酸す）　ＩＪウムで乾燥し、そして濃縮して泡末
状物質を得る。これを５０ｙｄの啄ンタンと共に２時間
攪拌する。

残留物をＦ別し２Ｗｔｅのジエチルエーテルに溶解しそ
してその溶液を５０焦＃の十分攪拌されたペンタンに徐
々に滴加する。微細沈殿をＰ別しそして乾燥して一般式
■の化合物を８５〜９５係の収率で得る（第２表、およ
び第６表参照）。

それら化容物は３１Ｐ核磁気共鳴分光学により直接固定
でき、あるいは第６級ブチルハイドロ／々−オキサイド
で酸化後に、一般式■のホスホン酸エステル−アミドと
して同定できる（第４表および第５表参照）。

”Ｐ−ＮＭＲスペクトルにおいて、これらの物質は５％
以下の加水分解生成物（ヌクレオシドメチルホスフイネ
ート）を示すが、検出し得る量の対称ジヌクレオシドｓ
／、３／−ホスホナイトは全く示さない。このことは、
この方法がこれらの生成物を約５〜ｂ 方法よりも優れていることを実証している。

−２０°Ｃで乾燥粉末として貯蔵１〜だ場合、１ケ月以
内に分解が観察されるととけない。

同様にして次の試薬を用いた。すなわち、実施例　３ ５′〜トリチルヌクレオシドｍ（１，００ミリモル）お
よび１．７１ｄ（１０ミリモル）のＮ、Ｎ、Ｎ−エチル
リイソプロピルアミンを６１１ＬｌのＴＨＦに導入しそ
して２．００ミリモルのホスホニル化剤■を次いで徐々
に滴加する。学理で一夜攪拌後、反応溶液を氷冷水（５
０１、ＮａＣｔで飽和）に滴加する。２０ｍ１の塩化メ
チレンで２度抽出後有機相を硫酸す）　ＩＪウムで乾燥
しそして溶媒を真空除去する。前述の如く沈殿させるこ
とによりさら忙精製する（第２表および第３表）。

実施例　４ ３′−〇−ベンゾイルチミジン（０，２０ミリモル）お
よび１−Ｈ−ベンゾトリアゾール（０，８０ミリモル）
を丸底フラスコ中で乾燥させ次いで１、　Ｏｎｔｌの乾
燥アセトニトリルに溶解する。反応は１分以内に完了し
極めて空気に不安定で酸に一２５＝ 不安定なホスホナイ）ＶＩが形成される。これは、アセ
トニトリルまたはテトラヒドロフランに溶解石れだ無水
第５級プチルハイドロパーオキザイド（０，２５ミリモ
ル）で酸化することにより（Ｈ，Ｌａｎｇｈａｌｓ、　
Ｆ２．　Ｆｒ１ｔｚおよびＪ、　Ｍｅｒｇｅｌｓｂｅｒ
ｇ。

Ｃｈｅｍ、Ｂｅｒ、　１１３　、３６６２（１９８０）
による）、８０〜９０俤収率で直接ホスホネートＩに転
化される。

あるいはまた３０■（０，９５ミリモル）の硫黄を一２
０°Ｃで０．７　ミＩＪモルの化合物■に添加しそして
その混合物を室温で一夜攪拌する。反応は一般に数時間
後には完了している。次に２０−のクロロホルムを次い
で添加し、そして有機相を水と共に振盪することにより
６回抽出する。

硫酸す）　ＩＪウムで乾燥し溶媒を除云後、得られる粗
生成物をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製して
化合物Ｉを８０〜９０チの収率で得２６一 る（第６表参照）。

あるいは甘た、１　ｉ、８７／ｌｉ？（１，５ミＩＪモ
ル）の黒色セレンを０．７　ミＩＪモルの化合物■に添
加しそしてその混合物を一夜攪拌する。（前述と同様の
）後処理後、化合物■が６０受の収率で得られる（第６
表参照）。

反応混合物のＨＰＬＣ分析〔ｚ＝０の場合は基準物質と
比較することによる。Ｐ、　Ｏ，Ｐ、Ｔ’ｓｏほか、Ｂ
ｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　１８．５１ｇ４（１９７９）
参照〕は約１係のｓ／、　３／−ホスホネートを示し、
また５／Ｌ　５／−異性体は全く示さなかった。

２７− Ｃ）　１ｙ６Ｈ，Ｏ ｄ）無水 θ）異性体分離’　、　ＴＬＣ（酢酸エチル／メタノー
ル１００：４）における相対易動度 ３２−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一般式■ Ｚ＝Ｐ−Ｒ １、Ｂ 〔式中、 Ｔは第１級ヒドロキシル基のための保護基を表わし、 Ｂは存在するエキソ−アミノ基が保護されているヌクレ
   オシド塩基を表わし、 Ｇは第２級ヒドロキシル基のための保護基を表わし、 ２は酸素、硫黄またはセレンを表わし、そして Ｒは８個以下のＣ原子を有するアルキル、シクロヘキシ
   ル、ペンリル、または所望により弗素、塩素、臭素、低
   級アルキル、低級アルコキシまたはトリフルオロメチル
   により置換されたフェニルを表わす〕 で表わされるデオキシリボヌクレオシドホスホネートの
   製造方法であって、一般式■〔式中又は塩素またｔｌｉ
   Ｙを表わしそしてＹは式 （式中Ｒ１およびＲ２は８個以下の炭素原子を有する同
   じかまたは異なるアルキルまたはシクロアルキル基また
   はフェニル基を表わすか、捷たはｔおよびＲ２は窒素と
   共に、それ以外にもヘテロ原子を含有し得る飽和または
   不飽和複素環を表わす） で表わされる基を表わす〕 で表わされる二官能性ホスホニル化試薬を一般式■ η −０ （式中ＴおよびＢは前述の意味を有する）で表わされる
   ヌクレオシドと反応させ、得られる一般式■ Ｒ−Ｐ＼Ｙ で表わされる化合物を一般式Ｖ −０ （式中ＢおよびＧは前述の意味を有する）で表わされる
   化合物と反応させ、そして得られる一般式■ （式中Ｔ、　Ｒ，ＢおよびＧは前述の意味を有する） で表わされる化合物を一般式Ｉの化合物に酸化的に変換
   することから成る前記製造方法。 ２）Ｔがトリフェニルメチル、ｐ−アニンイルジフェニ
   ルメチルまたはジ（ｐ−アニソイル）フェニルメチルを
   表わし、 Ｂが１−チミニル、１−（Ｎ−４−ペンゾイルシトシニ
   ル）、９−（Ｎ−６−ベンゾイルアデニニル）′！！た
   け９−　（Ｎ−２−イソブチロイルグアニニルを表わし
   、そして Ｒがメチル、エチル、フェニルまタハペンリルを表わす
   式■〜■の化合物を用いる特許請求の範囲第１項に記載
   の方法。 ３）式■および■の化合物を一８０〜＋１００°Ｃで反
   応させる特許請求の範囲第１項または第２項に記載の方
   法。 ４）反応を一２０〜０℃で行なう特許請求の範囲第３項
   に記載の方法。 ５）式■およびＶの化合物を一２０〜＋１００℃で反応
   させる特許請求の範囲第１〜４項のいずれか−に記載の
   方法。 ＝　５− ６）反応を室温で行なう特許請求の範囲第５項に記載の
   方法。 ７）式ＶＩ（７）化合物を一８０〜＋１ｏｏ℃で式Ｉ（
   ｉ’）化合物に酸化的に転化する特許請求の範囲第１〜
   ６項のいずれか−に記載の方法。 ８）酸化を一り０℃〜室温で行なう特許請求の範囲第７
   項に記載の方法。 ９）　ｚが硫黄またはセレンを表わしそしてＴｌＢ、Ｇ
   およびＲが特許請求の範囲第１項に記載の意味を有する
   弐■で表わされる化合物。 １１］）　Ｔ、　Ｂ、　ＲおよびＹが特許請求の範囲第
   １項に記載の意味を有する式■で表わされる化合物。