KR20080094890A - 젬시타빈 및 관련 중간체의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 젬시타빈의 제조 방법 및 젬시타빈의 생성에 유용한 중간체를 제공한다. 예시적 중간체는 본 발명에 따라 선택적 결정화에 의해 바람직한 이성질체를 분리시킬 수 있는 것으로부터의 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 및 D-트레오 부분입체이성질체의 혼합물을 포함한다. 또한 본 발명은 신규한 알킬 (D-에리스로)-3-히드록시-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트 중간체, 및 젬시타빈을 생성하는데 사용할 수 있는 신규한 리보 락톤을 제공한다.
Description
상표 Gemzar®로 Eli Lilly사에서 시판하는 젬시타빈 HCl은 항종양 활성을 나타내는 뉴클레오시드 유사체이며 대사길항물질로 공지된 화학요법 약물의 일반적인 군에 속한다. 젬시타빈은 핵산의 합성을 방해함으로써 세포가 DNA 및 RNA를 생성하는 것을 방지하여 암세포의 성장을 멈추고 암세포를 죽게 한다.
젬시타빈은 4-아미노-1-(2-데옥시-2,2-디플루오로-β-D-리보푸라노실)-피리미딘-2(1H)-온 또는 2'-데옥시-2',2'-디플루오로시티딘(β 이성질체)으로 화학적으로 기술되는 시토신의 합성 글루코시드 유사체이다. 젬시타빈 HCl은 하기의 구조로 표시된다:
Gemzar®은 살균한 동결건조 분말로서 아세트산나트륨(각각 12.5 mg 또는 62.5 mg) 및 만니톨(각각 200 mg 또는 1 g)과 조제된 젬시타빈 HCl(유리 염기로서) 200 mg 또는 1 g을 함유하고 살균한 형태의 염산염으로서 병에 정맥 주사용으로만 공급된다. pH 조절을 위해 염산 및/또는 수산화나트륨이 첨가되었을 수도 있다.
미국 특허 제4,808,614호('614 특허)는 젬시타빈의 합성 제조 공정을 기술하며, 이 공정은 일반적으로 하기 반응식 1에 예시된다:
D-글리세르알데히드 케탈(2)을 활성 아연의 존재 하에 브로모디플루오로아세트산 에틸 에스테르(BrCF2COOEt)와 반응시켜 에틸 2,2-디플루오로-3-히드록시-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)-프로피오네이트(3)를 3-R 이성질체와 3-S 이성질체의 혼합물로서 얻는다. 3-R 이성질체 대 3-S 이성질체 비율은 약 3:1이다. 3-R 이성질 체는 목적하는 에리스로 (3-R) 리보스 구조를 생성하는데 필요한 입체화학 특성을 가지며, 3-S 이성질체로부터 크로마토그래피에 의해 분리할 수 있다.
생성된 생성물을 산성 이온 교환 수지, 예컨대 Dowex 50W-X12로 처리하여 고리화하여 2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜탄산-γ-락톤(4)을 생성한다. 락톤의 히드록시기를 tert-부틸디메틸실릴(TBDMS) 보호기로 보호하여, 보호된 락톤 3,5-비스-(tert-부틸디메틸실릴옥시)-2-데스옥시-2,2-디플루오로-1-옥소리보스(5)를 얻고, 생성물을 환원시켜 3,5-비스-(tert-부틸디메틸실릴)-2-데스옥시-2,2-디플루오로리보스(6)를 얻는다.
이탈기, 예를 들어 화합물(6)과 염화메탄설포닐을 반응시켜 형성된 메탄설포닐옥시(메실레이트)를 도입함으로써 탄수화물의 제1 위치를 활성화하여 3,5-비스-(tert-부틸디메틸실릴옥시)-1-메탄설포닐옥시-2-데스옥시-2,2-디플루오로리보스(7)를 얻는다. 트리플루오로메탄설포닐옥시 트리메틸실란(트리메틸실릴 트리플레이트)과 같은 반응 개시제의 존재 하에 화합물(7)과 N,O-비스-(트리메틸실릴)-시토신(8)을 반응시켜 염기 고리를 탄수화물에 커플링한다. 보호기를 제거하고, 크로마토그래피로 정제하여 젬시타빈 유리 염기를 얻는다.
미국 특허 번호 4,526,988은 알킬 3-디옥솔라닐-2,2-디플루오로-3-히드록시-프로피오네이트를 약산성 이온 교환 수지로 가수분해함으로써 고리화를 실시하는 유사한 공정을 기술한다. 또한 문헌[Hertel et al. in J. Org. Chem. 53, No. 11, 2406 (1988)] 참조.
미국 특허 번호 4,965,374('374 특허)는 하기 화학식의 중간체 3,5-디벤조일 리보 보호된 락톤으로부터 젬시타빈을 제조하는 공정을 기술한다:
이때, 목적하는 에리스로 이성질체는 에리스로 이성질체와 트레오 이성질체의 혼합물로부터 결정형으로 단리될 수 있다. '374 특허에 기술된 공정은 일반적으로 하기 반응식 2에 개시된다:
3차 아민 또는 촉매, 예컨대 4-(디메틸아미노)피리딘 또는 4-피롤리디노피리딘의 존재 하에 염화벤조일, 브롬화벤조일, 시안화벤조일, 아지드화벤조일 등(예, PhCOX, 이때 X = Cl, Br, CN 또는 N3임)과 반응시켜 벤조일 보호기로 화합물(3)의 3-히드록시기를 에스테르화하여 에틸 2,2-디플루오로-3-벤조일옥시-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)-프로피오네이트(9)를 얻는다.
예를 들어 에탄올 중 진한 황산과 같은 강산을 사용함으로써 9의 이소알킬리덴 보호기를 선택적으로 제거하여 에틸-2,2-디플루오로-3-벤조일옥시-4,5-디히드록시펜타노에이트(9A)를 생성한다. 생성물을 고리화하여 락톤(10)을 얻고, 이를 디벤조에이트 에스테르로 전환하여 락톤 2-데옥시-2,2-디플루오로펜토푸라노스-1-울로스-3,5-디벤조에이트(11)를 에리스로 이성질체와 트레오 이성질체의 혼합물로서 생성한다. '374 특허는 선택적 침전에 의해 혼합물로부터 적어도 일부분의 에리스로 이성질체를 단리시키는 단계를 기술한다. 또한 문헌[Chou et al., Synthesis, 565-570, (1992)] 참고.
이후 화합물(11)을 환원시켜 2-데스옥시-2,2-디플루오로펜토푸라노스-디벤조에이트의 α 아노머와 β 아노머의 혼합물(12)을 얻고, 염화메탄설포닐로 활성화하여 메실레이트의 아노머 혼합물인 2-데옥시-2,2-디플루오로-D-리보푸라노실-3,5-디-O-벤조일-1-O-β-메탄설포네이트(13)를 얻고, N,O-비스(트리메틸실릴)-시토신(8)과 커플링하여 실릴 보호형 뉴클레오시드의 디벤조에이트 에스테르(14)를 α-아노머와 β-아노머의 혼합물(약 1:1 α/β 아노머 비율)로서 얻는다. 에스테르 및 실릴 보호기를 제거하여 β-아노머(젬시타빈)와 α-아노머의 혼합물(약 1:1 α/β 아노머 비율)을 제공한다. '374 특허는 아노머 혼합물의 염, 예를 들어 염산염 또는 브롬화수소산염을 형성함으로써 β-아노머(젬시타빈)를 선택적으로 단리하고, 선택적으로 침전시켜 2'-데옥시-2',2'-디플루오로시티딘을 염으로서 1:4 α/β 비율로 얻는 단계를 기술한다. 또한 '374 특허는 β-아노머를 유리 염기 형태로 약염기성 수용액에 선택적으로 침전시키는 단계를 기술한다. 이러한 공정 중 하나는 1:1 α/β 아노머 혼합물을 고온의 산성수(pH가 2.5∼5.0으로 조절됨)에 용해시키고, 상기 혼합물이 실질적으로 용해되면 pH를 7.0∼9.0으로 높이고, 이 용액을 냉각시켜 결정체를 생성하고, 여과에 의해 단리시키는 단계를 포함한다.
미국 특허 번호 5,521,294('294 특허)는 1-알킬설포닐-2,2-디플루오로-3-카르바모일 리보스 중간체 및 이로부터 유도된 뉴클레오시드에 관한 것이다. 이 화합물은 특히 2'-데옥시-2',2'-디플루오로-β-시티딘 및 다른 β-아노머 뉴클레오시드의 제조에 유용하다. '294 특허는 특히 디플루오로리보스 중간체 상에 3-히드록시 카르바모일기를 사용하여 목적하는 β 아노머 뉴클레오시드 유도체의 형성을 향상시키는 단계를 교시한다. 디플루오로리보스 중간체 상에 3-히드록시 카르바모일기를 사용하는 공정은 락톤(11)을 (두 단계 반응으로) 전환하여 디벤조일 메실레이트(13)를 형성한 후, 제3 위치에서 탈보호하여 5-모노벤조일 메실레이트 중간체(15)를 얻고, 이를 다양한 이소시아네이트와 반응시켜 화학식 16의 화합물을 얻는 단계를 포함한다. 다음 단계는 이전 특허에 기술된 바와 같이 커플링과 탈보호이다. 공정과 중간체 15 및 16은 일반적으로 하기 반응식 3에 예시된다:
알킬설포네이트 중간체의 아노머 혼합물을 분리하는 공정도 또한 기술되었다. 미국 특허 번호 5,256,797 및 4,526,988은 2-데옥시-2,2-디플루오로-D-리보푸라노실-1-알킬설포네이트의 아노머를 분리하는 공정을 기술하고, 미국 특허 번호 5,256,798은 α-아노머가 농축된 리보푸라노실 설포네이트를 얻는 공정을 기술한다.
젬시타빈의 제조에 유용할 수 있는 다른 중간체가 개시되었다. 예를 들어, 미국 특허 번호 5,480,992는, 예컨대 아지드화물을 얻기 위해 2-데옥시-2,2-디플루오로-D-리보푸라노실-3,5-디-O-벤조일-1-O-β-메탄설포네이트와 아지드 구핵 분자, 예컨대 아지드화리튬을 반응시켜 제조할 수 있는 2,2-디플루오로리보실 아지드와 해당 아민 중간체의 아노머 혼합물을 기술한다. 아지드화물을 환원시켜 해당 아민 을 생성하여, 뉴클레오시드로 합성적으로 전환할 수 있다. 또한 미국 특허 번호 5,541,345 및 5,594,155호 참조.
기타 공지된 중간체는, 예를 들어 트리틸화(tritylated) 중간체(미국 특허 번호 5,559,222), 2-데옥시-2,2-디플루오로-β-D-리보-펜토피라노스(미국 특허 번호 5,602,262), 2-치환-3,3-디플루오로퓨란 중간체(미국 특허 번호 5,633,367) 및 α,α-디플루오로-β-히드록시 티올 에스테르(미국 특허 번호 5,756,775 및 5,912,366)를 포함한다.
특히 이성질체의 생성 및 분리를 필요로 하는 공정에 대한 젬시타빈의 생성과 관련된 고유한 문제가 존재하며, 상업적 규모로는 불량한 수율을 생성하는 경향이 있다. 따라서, 특히 상업적 규모에서 젬시타빈의 생성을 용이하게 하는 젬시타빈 및 이의 중간체의 개선된 제조 방법이 필요한 실정이다. 본 발명은 이러한 방법 및 중간체를 제공하며, 본원에 제공된 본 발명의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
발명의 개요
본 발명은 바람직하게는 하기 화학식의 화합물을 젬시타빈으로 전환시키는 단계, 및 경우에 따라 젬시타빈을 염으로 전환시키는 단계를 포함하는 젬시타빈의 제조 방법을 제공한다:
바람직하게는, X는 O 또는 S이고, R은 포화 및 불포화된 C1-C8 알킬, 치환 및 비치환된 아릴, 포화 및 불포화된 C1-C8 알킬설포닐, 및 치환 및 비치환된 아릴설포닐로 이루어진 군에서 선택된다.
예를 들어, 화학식 10A의 화합물은 본원에 참고 인용되는, 미국 특허 출원 번호 60/712,217(2005년 8월 29일 출원)로부터 우선권을 청구하는 PCT/US2006/033431에 기술된 하나 이상의 공정을 포함하는 임의의 적당한 공정을 사용하여 젬시타빈으로 전환시킬 수 있다. 바람직하게는, 본 발명은 화학식 10A의 화합물의 5-히드록실을 보호하는 단계, 락톤 카르보닐을 환원시켜 3-카르바모일-5-히드록실-보호-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-리보퓨라노스를 생성하는 단계, 보호된 N-1-보호된 시토신과 커플링하여 N-1-보호-3'-카르바모일-5'-히드록실-보호-2'-데옥시-2,2-디플루오로-시티딘을 생성하는 단계, 3'-카르바모일, N-1 보호기 및 5'-히드록실 보호기를 제거하여 젬시타빈을 생성하는 단계, 및 경우에 따라 젬시타빈을 염으로 전환하는 단계(여기서 X, Alk 및 R은 본원에 정의된 바와 같음)를 포함한다.
임의의 적당한 보호기는 5-히드록실을 보호하는데 사용할 수 있다. 바람직하게는, 보호기는 에스테르, 예컨대 벤조일이다. 화학식 10A의 화합물은 임의의 적당한 공정에 의해 얻을 수 있으며, 바람직하게는 이를 하기 화학식 의 화합물의 고리화에 의해 얻어서 화학식 10A의 화합물을 생성하고, 이때 X 및 R은 본원에 정의된 바와 같고, Alk는 C1-6 알킬이다.
하나의 구체예에 있어서, 화학식 1OA의 화합물은 하기 화학식 의 D-에리스로 및 D-트레오 이성질체의 혼합물로부터 D-에리스로 이성질체를 분리시키는 단계에 의해 얻고 D-에리스로 이성질체를 고리화하여 화학식 10A의 화합물(여기서 X, Alk 및 R은 본원에 정의된 바와 같음)을 얻는다. D-에리스로 및 D-트레오 이성질체의 그러한 혼합물은 바람직하게는 하기 화학식 의 화합물을 화학식 R-N=C=X의 화합물과 반응시켜 얻어서 D-에리스로 및 D-트레오 이성질체의 혼합물로서 해당 카르바메이트(여기서 X, Alk 및 R은 본원에 정의된 바와 같음)를 생성한다.
또다른 구체예에 있어서, 화학식 10A의 화합물은 하기 화학식 의 화합물을 화학식 R-N=C=X의 화합물과 반응시켜 얻어서 하기 화학식 의 화합물을 생성하고 고리화하여 화학식 10A의 화합물(여기서 X, Alk 및 R은 본원에 정의된 바와 같음)을 생성한다.
본 발명은 젬시타빈의 제조에 유용한 중간체를 추가로 제공하며, 이의 중간체는 하기 화학식 9B의 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 및 D-트레오 (3R 및 3S) 부분입체이성질체의 혼합물을 포함할 수 있다:
여기서, X는 O 또는 S이고, R은 포화 및 불포화된 C1-C8 알킬, 치환 및 비치 환된 페닐, 포화 및 불포화된 C1-C8 알킬설포닐, 및 치환 및 비치환된 페닐설포닐로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명은 또한 화학식 9B의 화합물의 제조 방법을 제공하며, 이의 공정은 바람직하게는, 예를 들어 화학식 3의 에틸 2,2-디플루오로-3-히드록시-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 및 D-트레오 부분입체이성질체의 혼합물을 화학식 RNCX의 이소시아네이트 또는 이소티오시아네이트와 반응시키는 단계(여기서 X 및 R은 본원에 정의되 바와 같음)를 포함한다.
본 발명에 따라, 화학식 9B의 중간체는 약 95.3% 이상, 바람직하게는 약 97.4% 이상의 수율로 단리될 수 있다.
본 발명의 중간체는 또한 하기 화학식 9C로 표시되는 에틸 (3R)-3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 부분입체이성질체(여기서 X 및 R은 본원에 정의된 바와 같음)를 포함할 수 있다:
본 발명은 화학식 9C로 표시되는 에틸 (3R)-3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 부분입체이성질 체를 선택적으로 단리시키는 정제 방법을 추가로 제공한다. 본 발명의 정제 방법은 바람직하게는 비극성 용매 중 화학식 9C의 화합물의 D-에리스로 및 D-트레오 (3R 및 3S) 부분입체이성질체의 혼합물을 용해시키는 단계, 상기 용액을 약 -20℃∼약 10℃ 범위의 온도로 냉각시키는 단계, 및 결정체의 형태로 D-에리스로 이성질체를 회수하는 단계에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 정제 방법은 고순도, 예컨대 약 96.5% 이상, 더욱 바람직하게는 약 98.5% 이상의 순도로 화학식 9C의 중간체를 제공할 수 있다.
본 발명은 또한 바람직하게는 화학식 9C의 화합물인 출발 재료로부터 하기 화학식 3C로 표시되는 에틸 (D-에리스로)-3-히드록시-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 제조 방법을 제공한다:
상기 공정은 바람직하게는 화학식 9C의 화합물을 1차 또는 2차 아민과 루이스산의 촉매량의 존재 하에 무수 용매에서 반응시키는 단계를 포함한다. 반응 종료 후, 여과에 의해 부산물을 분리하여 여과물로서 부산물을 얻을 수 있다. 감압 하에 용매를 제거하여 오일을 생성하고, 이는 유기 용매로부터 침전시킬 수 있다.
본 발명은 또한 하기 화학식 10A로 표시되는 리보 락톤 3-(N-카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로스의 제조 방법(여기 서 X 및 R은 본원에 정의된 바와 같음)을 제공한다:
화학식 10A
하나의 구체예에 있어서, 상기 공정은 산을 함유하는 용매 혼합물(예, 아세토니트릴, 물 및 트리플루오로아세트산의 혼합물)에서 화학식 9C로 표시되는 D-에리스로 이성질체를 환류시킨 후 물을 공비적으로 증류시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라, 하기 반응식 6에 표시되고, 본원에 상세하게 추가 기술된 바와 같이 화학식 10A의 락톤으로부터 젬시타빈을 얻을 수 있다.
발명의 상세한 설명
본 발명에 따라, 3-(N-카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로스 중간체를 제조하여 고수율 및 고순도를 얻을 수 있다. 본 발명의 중간체는 특히 젬시타빈의 생성에 유용하다.
중간체들은 화학식 9B로 표시되는 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 에리스로 및 트레오(3R 및 3S) 이성질체의 혼합물을 포함할 수 있고, 여기서 R은 포화 및 불포화된 C1-C8 알킬, 치환 및 비치환된 아릴, 포화 및 불포화된 C1-C8 알킬설포닐, 및 치환 및 비치환된 아 릴설포닐로 이루어진 군에서 선택되고, X는 O 또는 S이다:
화학식 9B
바람직한 구체예에 있어서, 본 발명은 젬시타빈의 합성에 유용한 중간체의 제조 방법을 제공하고, 이의 공정은
a) 톨루엔에서 화학식 3의 에틸 2,2-디플루오로-3-히드록시-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 및 D-트레오 부분입체이성질체의 혼합물을 제공하는 단계;
b) 경우에 따라 물의 공비 증류로 혼합물을 가열하여 톨루엔을 건조시키는 단계; 및
c) 염기의 존재 하에 톨루엔에서 화학식 3의 에틸 2,2-디플루오로-3-히드록시-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)-프로피오네이트의 D-에리스로 및 D-트레오 부분입체이성질체의 혼합물을 화학식 RNCX(여기서 X 및 R은 본원에 정의된 바와 같음)의 이소시아네이트 또는 이소티오시아네이트와 반응시켜 D-에리스로 및 D-트레오 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 혼합물을 얻는 단계
를 포함한다.
본 발명의 한 측면에 따라, 딘-스타크 트랩(Dean-Stark trap)을 사용하여 약 2시간 동안 환류 온도에서 혼합물을 가열함으로써 톨루엔을 건조시켜 물의 공비 증류를 수행한다.
본 발명에 따라, 상기 반응에 사용된 이소시아네이트 또는 이소티오시아네이트는, 예를 들어 2-클로로에틸 이소티오시아네이트, 5-클로로-2-메틸페닐 이소티오시아네이트, 2-클로로-4-니트로페닐 이소티오시아네이트, 2-클로로페닐 이소티오시아네이트, 3-클로로페닐 이소티오시아네이트, 4-클로로페닐 이소티오시아네이트, 3-아세틸페닐 이소티오시아네이트, 4-아세틸페닐 이소티오시아네이트, 2-(클로로메틸)페닐 이소시아네이트, 2-클로로-5-메틸-페닐 이소시아네이트, 2-클로로-6-메틸페닐 이소시아네이트, 3-클로로-2-메틸페닐 이소시아네이트, 3-클로로-4-메틸페닐 이소시아네이트, 4-(클로로메틸)-페닐 이소시아네이트, 4-클로로-2-메틸페닐 이소시아네이트, 5-클로로-2-메틸페닐 이소시아네이트, 2-클로로-4-니트로페닐 이소시아네이트, 2-클로로-5-니트로페닐 이소시아네이트, 4-클로로-2-니트로페닐 이소시아네이트, 4-클로로-3-니트로페닐 이소시아네이트, 2-클로로-2-니트로페닐 이소시아네이트, 2-클로로페닐 이소시아네이트, 3-클로로페닐 이소시아네이트, 4-클로로페닐 이소시아네이트, 3-아세틸페닐 이소시아네이트, 페닐 이소시아네이트, N-벤젠설포닐 이소시아네이트, p-톨루엔설포닐 이소시아네이트, 또는 o-톨루엔설포닐 이소시아네이트를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 이소시아네이트는 4-니트로페닐 이소시아네이트, 4-클로로페닐 이소시아네이트, 3-아세틸페닐 이소시아네이트, 또는 페닐 이소시아네이트이다.
염기는 바람직하게는 트리에틸 아민, 루티딘, 모르폴린, 디이소프로필에틸아민, 피리딘, 2-(디메틸아미노)-피리딘, 4-(디메틸아미노)피리딘 등, 및 이의 조합에서 선택된 유기 염기이다. 바람직한 구체예에 있어서, 염기는 4-(디메틸아미노)피리딘이다.
본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 화학식 9B의 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 이성질체의 제조 방법은 톨루엔에서 화학식 3의 에틸 2,2-디플루오로-3-히드록시-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 에리스로 및 트레오 (3R 및 3S) 이성질체의 혼합물을 제공하는 단계 및 물이 이로부터 공비적으로 제거되는 온도에서 혼합물을 환류시키는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 혼합물은 에틸 2,2-디플루오로-3-히드록시-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 1 g 당 톨루엔 약 1 ㎖ 이상, 및 더욱 바람직하게는 약 5 ㎖∼약 10 ㎖를 포함한다. 혼합물이 충분하게 건조되는 경우, 이를 냉각시키고 염기를 첨가한 후, 이소시아네이트 또는 이소티오시아네이트를 첨가할 수 있다. 바람직하게는 충분한시간 동안 적당한 온도로 혼합물을 가열하여 반응을 완료할 수 있다.
일단 반응이 완료되면, 부산물의 결정질 잔류물로부터 반응 혼합물을 분리시킨 후 산성 용액 및 물로 세척하고나서 층을 분리하고 황산마그네슘 하에 유기 층을 건조시킬 수 있다. 통상 용매를 증발시켜 고체로서 생성물을 얻고 바람직하게는 생성물을 결정화시킨다.
본 발명의 바람직한 구체예에 따르면, 약 95.3 이상, 바람직하게는 약 97.4% 이상의 범위의 고수율로 화학식 9B의 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 및 D-트레오 이성질체의 혼합물을 얻는다.
본 발명은 또한 하기 화확식 9C로 표시되는 에틸 (3R)-3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 부분입체이성질체를 제공한다:
화학식 9C
본 발명은 또한 선택적 결정화에 의해 화학식 9B의 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 및 D-트레오 이성질체의 혼합물로부터 D-에리스로 이성질체를 분리시키는 방법을 제공한다. 바람직하게는, 상기 공정은
a) 유기 용매 중에, 경우에 따라 고온에서, 화학식 9B의 D-에리스로 및 D-트레오 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 미정제 혼합물을 용해시키는 단계;
b) 상기 용액을 예를 들어 밤새 약 -20℃∼약 10℃ 범위의 온도로 충분하게 냉각시켜 결정체를 생성하는 단계; 및
c) 상기 결정체를 여과로 회수하고, 이 결정체를 유기 용매로 세척하고, 경우에 따라 고온에서, 건조시키는 단계
를 포함한다.
화학식 9C의 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 이성질체를 제조하는 예시 방법은 하기 반응식 4에 제시된다:
반응식 4에 제시된 공정에 있어서, R은 바람직하게는 포화 또는 불포화된 C1-C8 알킬, 치환 또는 비치환된 아릴, 포화 또는 불포화된 C1-C8 알킬설포닐, 또는 치환 또는 비치환된 아릴설포닐이다.
화학식 9C의 화합물을 결정화하는데 사용될 수 있는 적당한 용매는, 예를 들 어 디클로로메탄, 클로로포름, 에틸 아세테이트, 1-프로필 아세테이트, 2-프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, tert-부틸 아세테이트, o-크실렌, m-크실렌, o-디클로로벤젠, 톨루엔, 등, 또는 이의 혼합물 등의 유기 용매를 포함한다. 화학식 9C의 화합물을 결정화하는데 바람직한 용매는 톨루엔이다.
얻어진 결정체를 세척하는데 사용될 수 있는 적당한 유기 용매는, 예를 들어 톨루엔, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 석유 에테르, 시클로헥산, 또는 이의 혼합물을 포함한다. 얻어진 결정체를 세척하는데 바람직한 용매는 톨루엔 및 톨루엔/헥산 혼합물, 예컨대 톨루엔과 헥산의 1:1 (v/v) 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따라, 화학식 9C로 표시되는 D-에리스로 부분입체이성질체 에틸(3R)-3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트는 약 96.5% 이상, 바람직하게는 약 98.5% 이상의 범위의 순도를 갖도록 단리될 수 있다.
본 발명은 화학식 9C로 표시되는 에틸 (3R)-3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸-디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 부분입체이성질체로부터 바람직하게 선택되는 출발 재료로부터 화학식 3C로 표시되는 에틸 (D-에리스로)-3-히드록시-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 제조 방법을 추가로 제공한다:
화학식 3C
예시적 출발 재료는 화학식 9E의 에틸 (D-에리스로)-3-(4-니트로페닐카르바모일)-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트, 에틸 (D-에리스로)-3-(4-클로로페닐카르바모일)-2, ,화학시 9F의 2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트, 화학식 9G의 에틸 (D-에리스로)-3-(3-아세틸페닐카르바모일)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트, 및 화학식 9H의 에틸 (D-에리스로)-3-(페닐카르바모일)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸-디옥솔란-4-일)프로피오네이트, 바람직하게는 화학식 9E의 에틸 (D-에리스로)-3-(4-클로로페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸-디옥솔란-4-일)프로피오네이트를 포함할 수 있다.
하나의 구체예에 있어서, 상기 공정은
a) 톨루엔과 예를 들어 루이스산 등의 촉매의 혼합물을 물의 공비 증류를 이용하여 가열하여 톨루엔을 건조시키는 단게;
b) 화학식 9C의 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 이성질체를 첨가하고 혼합물을 환류시키는 단계;
c) 염기, 바람직하게는 1차 또는 2차 아민을 첨가하고, 반응이 완료될 때까 지 환류 온도를 유지하는 단계;
d) 여과에 의해 결정체로서 부산물을 분리시켜 여과물을 얻는 단계;
e) 여과물을 세척하고, 경우에 따라 감압 하에, 용매를 증발시켜 오일을 얻는 단계; 및
f) 유기 용매에서 오일을 용해시키고 냉각시켜 목적하는 생성물의 결정체를 생성하는 단계
를 포함한다.
적당한 결정체는, 예를 들어 아세트산제2구리, 염화제1주석, 옥살산제1주석, 알콕시화알루미늄 등 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 바람직한 촉매는 아세트산제2구리이다.
적당한 염기는, 예를 들어 1차 및 2차 아민, 예컨대 n-프로필 아민, n-부틸 아민, n-헥실아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 디시클로헥실아민, 모르폴린, 피페리딘, 2,6-디메틸피페리딘 등, 또는 이의 조합과 같은 유기 염기를 포함할 수 있다. 바람직한 유기 염기는 모르폴린이다.
얻어진 오일을 용해시키는데 적당한 용매는, 예를 들어 디클로로메탄, 클로로포름, 에틸 아세테이트, 1-프로필 아세테이트, 2-프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, tert-부틸 아세테이트, 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, tert-부틸 메틸 에테르, 또는 이의 혼합물을 포함할 수 있다. 오일을 용해시키는데 바람직한 용매는 tert-부틸 메틸 에테르이다.
본 발명은 또한 화학식 9C의 에틸 (3R)-3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오 로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 부분입체이성질체를 고리화시켜 화학식 10A로 표시되는 3-(N-카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로스의 수득 방법을 제공한다:
화학식 10A
여기서, X는 O 또는 S이고, R은 바람직하게는 포화 또는 불포화된 C1-C8 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 페닐이다. 상기 공정은 바람직하게는
a) 산을 함유하는 용매 혼합물 중 화학식 9C의 에틸 (3R)-3-(카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 부분입체이성질체의 용액을 제공하고 충분한시간 동안 가열하여 반응을 실질적으로 완료시키는 단계;
b) 상기 용액의 부피를 증류에 의해 감소시키는 단계;
c) 톨루엔을 첨가하고 공비 증류로 혼합물을 건조시키는 단계; 및
d) 용매 혼합물을 추가 증류 제거하여 고체로서의 생성물을 얻는 단계
를 포함한다.
산을 함유하는 용매 혼합물은 바람직하게는 아세토니트릴, 물 및 트리플루오로아세트산의 혼합물을 포함한다. 예시적인 아세토니트릴:물:트리플루오로아세트산 의 비율은 30:0.64:0.14 v/v/v, 40:1.0:0.21 v/v/v, 및 30:1.5:0.15 v/v/v를 포함할 수 있다.
딘-스타크 트랩을 사용하여 물의 공비 증류를 실시하여, 예를 들어 약 5.5∼7시간 동안 환류 온도에서 혼합물을 가열하여 톨루엔을 건조시킬 수 있다.
본 발명에 따라, 고수율, 예컨대 약 95.5% 이상, 바람직하게는 약 98.4% 이상의 수율로 화학식 10A로 표시되는 3-(N-카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로스를 얻을 수 있다.
화학식 10A로 표시되는 3-(카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로스를 제조하는 예시적인 방법은 하기 반응식 5에 제시된다:
반응식 5에 제시된 공정에 있어서, R은 바람직하게는 포화 및 불포화된 C1-C8 알킬, 치환 및 비치환된 아릴, 포화 및 불포화된 C1-C8 알킬설포닐, 및 치환 및 비치환된 아릴설포닐로 이루어진 군에서 선택된다.
하기 반응식 6에 따르면, 젬시타빈은 '294 특허에 기술된 공정보다 적은 단 계를 포함하는 공정으로, 예를 들어 하기 단계를 추가 실시에 의해 화학식 1OA의 락톤으로부터 얻을 수 있다:
a) 락톤 1OA를 산 염화물 또는 산 브롬화물과 반응시켜 화학식 17로 표시되는 3-카르바모일 락톤 중간체(여기서, X는 O 또는 S이고 R은 포화 및 불포화된 C1-C8 알킬, 치환 및 비치환된 페닐로 이루어진 군에서 선택됨)를 얻는 단계;
b) 유기 종매에서 화학식 17의 3-카르바모일 락톤 중간체를 적당한 환원제로 환원시켜 락톨 중간체를 얻고, 이를 염기의 존재 하에서 염화메탄설포닐과 반응시켜 화학식 16A의 설포네이트 중간체를 얻는 단계;
c) 유기 용매 중 촉매를 사용하여 바람직하게는 상온에서 화합물 16A를 비스(트리메틸실릴)-N-아세틸시토신과 커플링하여 3,5-이중보호된-N-1-트리메틸실릴아세틸-2'-데옥시-2',2'-디플루오로시티딘의 α 및 β 아노머의 혼합물을 얻는 단계;
d) 3,5-이중보호된-N-1-트리메틸실릴아세틸-2'-데옥시-2',2'-디플루오로시티딘의 β 이성질체를 침전시켜, 여과에 의해 두개의 이성질체를 분리시키는 단계;및
e) 가수분해에 의해 보호기를 제거하여 젬시타빈을 얻는 단계.
따라서, 본 발명에 따라, 출발 재료인 화학식 10A로 표시되는 3-(카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로스를 사용한 공정은, 반응식 2 및 3에 제시된 바와 같이, 본 발명이 보다 적은 합성 단계를 필요로 하는 공정을 제공하고 또한 에리스로 이성질체 10A가 고순도 및 고수율로 얻어지기 때문에 젬시타빈을 얻는 일반적인 공정보다 유리하다.
반응식 6에 제시된 공정에 있어서, X는 O 또는 S이고 R은 바람직하게는 포화 또는 불포화된 C1-C8 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 페닐이다.
예를 들어 반응식 6에 제시된 바와 같이, 예를 들어 리튬 알루미늄 수소화물, 디이소부틸 알루미늄 수소화물, 및 나트륨 비스-(2-메톡시에톡시)-알루미늄 수소화물 등 또는 이의 조합과 같은 임의의 적당한 환원제를 사용하여 락톤 10A의 환원을 실시할 수 있다. 예를 들어 반응식 6에 제시된 바와 같은 환원은 특히 저 분자량 및 비교적 높은 환원 능력(분자 당 4개의 이용가능한 H)의 측면에서 상업상의 규모를 위해 리튬 알루미늄 수소화물을 사용하여 실시하는 것이 바람직하다. 또한 디이소부틸 알루미늄 수소화물(예, 미국 특허 번호 4,808,614 및 문헌[Chou et al, Synthesis, 565-570 (1992)]에 교시된 바와 같은 것)을 사용하여 환원을 실시할 수 있지만, 디이소부틸 알루미늄 수소화물은 이의 분자량 및 환원을 위해 이용가능한 H 원자가 하나뿐이라는 사실의 측면에서 덜 선호된다.
예컨대 아세토니트릴, 디클로로메탄, 클로로포름, 1,2-디클로로에탄, 톨루엔 및 크실렌에서 선택된 하나 이상의 유기 용매를 포함할 수 있는 임의의 적당한 용매에서, 예를 들어 반응식 6에 제시된 바와 같은 커플링 반응을 실시할 수 있다. 하나의 구체예에 있어서, 1,2-디클로로에탄에서 커플링 반응을 수행한다. 경우에 따라, 예컨대 트리메틸실릴 트리플레이트(Me3SiOTf)와 같은 적당한 촉매 시약을 사용하여 커플링 반응을 용이하게 할 수 있다.
염기성 가수분해, 예를 들어 메탄올 중 20% 암모니아를 포함할 수 있는 임의의 적당한 조건을 사용하여, 예를 들어 반응식 6에 제시된 바와 같이 보호기를 제거할 수 있다.
다음의 실시예는 일부 구체예로 본 발명의 실시를 예시하지만, 실시예들은 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 이해해서는 안된다. 기타 구체예들은 명세서 및 실시예의 고려 사항으로부터 당업자에게 명백할 것이다.
실시예 1
이 실시예는 에틸 (D-에리스로)-3-(4-니트로페닐카르바모일옥시)-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9E)의 제조를 설명한다.
2시간 동안 딘-스타크 트랩을 사용하여 환류 온도 하에서 톨루엔(50 ㎖) 중 에틸 (D-에리스로 및 D-트레오의 2.6:1 혼합물)-3-(히드록시)-2,2-디플루오로-3- (2,2-디메틸디옥살란-4-일)프로피오네이트(5.5 g)의 용액을 가열하여 혼합물을 건조시켰다. 상기 용액을 질소 하에서 상온으로 냉각시킨 후, 4-(디메틸아미노)피리딘(0.05 g) 및 4-니트로페닐 이소시아네이트(3.8 g)를 첨가하였다. 상기 혼합물을 6시간 동안 80∼90℃에서 가열하고, 상온으로 냉각시키고, 1,3-디(4-니트로페닐)우레아의 황색 결정체를 여과로 회수하였다. 여과물을 물, 1 N HCl, 및 물(각 50 ㎖)로 세척하고 MgSO4 하에 건조시켰다. 감압 하에 용매를 제거하여 고체 에틸 (D-에리스로, D-트레오)-3-(4-니트로페닐-카르바모일)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸-디옥솔란-4-일)프로피오네이트, 수율: 7.2 g (96%)을 얻었다. 미정제 생성물을 톨루엔(15 ㎖) 중에서 가열하면서 용해시키고 이 용액을 밤새 5℃에서 냉각시켰다. 결정체를 여과에 의해 회수하고, n-헥산으로 세척하고 밤새 50℃에서 건조시켜 에틸 (D-에리스로)-3-(4-니트로페닐-카르바모일)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9E); 수율: 2.1 g(28%)을 얻었다; [α]D 25- 17,5°(c 1, 아세토니트릴); mp. 126-128℃. HPLC 분석은 (D-트레오)-이성질체 1.3%로 순도 96.5%가 제시됨.
1H NMR (CDCl3): δ - 1.36 (t, 3 H, CH2 CH 3 ), 1-35, 1.39[d, 6 H, C(CH3)2], 4.09 (m, 2 H, CH2) , 4.34 (m, 2 H, CH 2 CH3 및 1 H, H-4), 5.60 (m, 1 H, H-3), 7.65 (d, 2 H 방향족), 7.88 (S, 1 H, NHCO), 8.21 (d, 2 H 방향족).
13C NMR (CDCl3): δ = 13.8 (CH2 CH3), 24.9, 26.1 [C(CH3)2], 63.7 (CH2CH3), 65.6 (C-5), 72.0 (C-3, J C-F = 22.O5 26.0 Hz), 72.2 (C-4), 110.4 [C(CH3)J, 112.7 (C-2, J C-F = 252, 252 Hz), 118.3, 125.2, 143.42, 143.46 (C 방향족), 151.2 (OCONHAr), 162.1 (C-1, J C-F = 31 ,31 Hz). ESI (음성)/MS: m/z = 417.1 [M-H+].
실시예 2
이 실시예 에틸 (D-에리스로)-3-(4-클로로페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9F)의 제조를 설명한다.
톨루엔(300 ㎖) 중 에틸 (D-에리스로 및 D-트레오의 2.85:1 혼합물)-3-(히드록시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥살란-4-일)프로피오네이트(3)(60.0 g)의 용액을 2시간 동안 딘-스타크 트랩으로 환류 온도 하에서 가열하여 혼합물을 건조하였다. 상기 혼합물을 질소 하에서 상온으로 냉각시킨 후,4-(디메틸-아미노)피리딘(0.50 g) 및 4-클로로페닐 이소시아네이트(35.0 g)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 6시간 동안 80∼90℃에서 가열한 후, 1,3-디(4-클로로페닐)우레아의 결정체를 고온 여과에 의해 회수하였다. 여과물을 물, 1 N HCl, 및 다시 물(각 50 ㎖)로 세척하고, MgSO4 하에 건조시키고 활성 탄소를 처리하였다. 감압 하에 용매를 제거하여 97.4% 수율로 고체 에틸 (D-에리스로, D-트레오)-3-(4-클로로페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트 77.8 g을 얻었다. 미정제 생성물을 톨루엔 (100 ㎖) 중에 가열하면서 용해시키고, 상기 용액을 여과시 켰다. 여과물을 밤새 5℃로 냉각시켰다. 여과에 의해 무색 결정체를 회수하고, 톨루엔-n-헥산 (1:1) 혼합물로 세척하고 밤새 50℃에서 건조시켜 수율 47.2%로 에틸 (D-에리스로)-3-(4-클로로페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9F) 37.7 g을 얻었고, HPLC로 측정시 순도가 98.5%이다: (D-트레오 이성질체 0.09%); [α]D 25- 10.2°(c 1.0, 아세토니트릴); mp 120∼122℃.
1H NMR (CDCl3): δ - 1.33 (t, 3 H, CH2 CH 3 ), 1.33, 1.37 [d, 6 H, C(CH3)2], 4.07 (m, 2 H, CH2), 4.32 (m, 2 H, CH 2 CH3 및 1 H, H-4), 5.56 (m, 1 H, H-3), 7.27 (m, 2 H 방향족 및 1 H, NHCO), 7.37 (d, 2 H 방향족).
13C NMR (CDCl3): δ = 13.8 (CH2 CH3), 25.0, 26.0 [C(CH3)2], 63.6 (CH2CH3), 65.6 (C-5), 71.6 (C-3, J C-F = 22.0, 26.0 Hz), 72.3 (C-4), 110.3[C(CH3)2], 112.8 (C-2, J C-F = 256, 256 Hz), 120.1, 129.2, 135.8 (C 방향족), 151.4 (OCONHAr)5 162.2 (C-1, J C-F = 31 ,31 HZ). 19F NMR은 주로 하나의 플루오루화물을 함유하는 생성물이 존재하는 것을 제시하였다. APCI (음성)MS: m/z = 406.2 [M-H+].
실시예 3
이 실시예는 에틸 (D-에리스로)-3-(3-아세틸페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루 오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9G)의 제조를 설명한다.
톨루엔(50 ㎖) 중 에틸 (D-에리스로, D-트레오의 2.6:1 혼합물)-3-(히드록시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥살란-4-일)프로피오네이트(3)(5.0 g)의 용액을 2시간 동안 딘-스타크 트랩으로 환류 온도 하에 가열하여 혼합물을 건조하였다. 혼합물을 질소 하에 상온으로 냉각시킨 후, 4-(디메틸-아미노)피리딘(0.025 g) 및 3-아세틸페닐 이소시아네이트(3.05 g)를 첨가하였다. 6시간 동안 반응 혼합물을 80∼90℃에서 가열하고, 상온으로 냉각시키고, 여과에 의해 1,3-디(3-아세틸페닐)우레아의 결정체를 회수하였다. 여과물을 물, 1 N HCl 및 다시 물(각 50 ㎖)로 세척하고, MgSO4 하에 건조시켰다. 감압 하에 용매를 제거하여 96.5% 수율로 오일로서 에틸 (D-에리스로, D-트레오)-3-(3-아세틸페닐카르바모일)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트 6.3 g을 얻었다. 미정제 생성물을 톨루엔(7 ㎖) 중에 가열하면서 용해시키고 용액을 밤새 5℃로 냉각시켰다. 여과에 의해 결정체를 회수하고, 선냉각된 톨루엔-n-헥산 (1:1, v/v) 혼합물로 세척하고 50℃에서 밤새 건조하여 30.6% 수율의 에틸 (D-에리스로)-3-(3-아세틸페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9G)를 얻었다; [O]D 25 -14.5° (c 1, 아세토니트릴); mp 92∼93℃. APCI (음성)MS: m/z - 414.2 [M-H+].
1H NMR (CDCl3): δ = 1.34 (t, 3 H, CH2 CH 3 ), 1.34, 1.38 [d, 6 H, C(CH3)2], 2.62 [s, 3 H, C(O)CH3], 4.03, 4.12 (2m, 2 H, CH2) , 4,33 (m, 2 H, CH 2 CH3 및 1 H, H-4), 5.60 (m, 1 H, H-3), 7.44 (t), 7.69 (d), 7.84 (d), 8.00 (s) (4 H 방향족), 8.05 (s, 1 H, NHCO).
13C-NMR (CDCl3): δ = 13.8 (CH2 CH3), 25.0, 26.0 [C(CH3)2], 26.7 [C(O)CH3], 63.5(CH2CH3), 65.6 (C-5), 71.4 (C-3, J C-F = 20.0, 22.0 Hz), 72.3 (C-4), 110.2 [C(CH3)2], 112.9 (C-2, J c-F = 250, 250 Hz), 118.3, 123.3, 123.9, 129.5, 137.8, 138.2 (C 방향족), 151.6 (OCONHAr), 162.2 (C-1, J C-F = 30,30 HZ), 198.4 [C(O)CH3].
19F NMR은 주로 하나의 플루오르화물을 함유하는 생성물이 존재하는 것을 제시하였다.
실시예 4
이 실시예는 에틸 (D-에리스로)-3-(페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9H)의 제조를 설명한다.
톨루엔(100 ㎖) 중 에틸 (D-에리스로, D-트레오의 2.6:1 혼합물)-3-(히드록시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥살란-4-일)프로피오네이트(3)(10.0 g)의 용액을 2시간 동안 딘-스타크 트랩으로 환류 온도 하에 가열하여 혼합물을 건조하였다. 이 혼합물을 질소 하에 상온으로 냉각시킨 후, 4-(디메틸-아미노)피리딘(0.1 g)과 페닐 이소시아네이트(4.59 g)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 6시간 동안 80℃ 에서 가열하고, 상온으로 냉각하고, 여과에 의해 1,3-디페닐우레아의 결정체를 회수하였다. 여과물을 물, 1 N HCl, 및 다시 물(각 50 ㎖)로 세척하고, MgSO4 하에 건조시켜, 활성 탄소로 처리하였다. 감압 하에 용매를 제거하여 수율 95.3%의 오일로서 미정제 에틸 (D-에리스로, D-트레오)-3-(페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥살란-4-일)프로피오네이트 11.2 g을 얻었다. 미정제 생성물을 톨루엔(7 ㎖) 중에 가열하면서 용해시켜 용액을 5일 동안 -20℃에서 냉각시켰다. 여과에 의해 결정체를 회수하고, 선냉각된 톨루엔-n-헥산(1:1, v/v) 혼합물 용액으로 세척하고 밤새 50℃에서 건조시켜 25.5% 수율로 에틸 (D-에리스로)-3-(페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9H) 3.0 g을 얻었다; mp 75∼77℃.
1HNMR (CDCl3): δ - 133 (t, 3 H, CH2 CH 3 ), 1.34, 1.38 [d, 6 H, C(CH3)2], 4.08 (m, 2 H, CH2) ,4.35 (m, 2 H, CH 2 CH3 및 1 H, H-4), 5.58 (m, 1 H, H-3), 7.09 (t), 7.31 (t), 7.41 (d) (5 H 방향족), 7.40 (s, 1 H, NHCO).
13C NMR (CDCl3): δ = 13.9 (CH2CH3), 25.1, 26.1 [C(CH3)2], 63.5 (CH2CH3), 65.7(C-5), 71.5 (C-3, J C-F = 22.O, 25.0 Hz), 72.4 (C-4), 110.2 [C(CH3)2], 112.9 (C-2, J C-F = 248, 248 Hz), 118.8, 124.2, 129.2, 137.2 (C 방향족), 151.4 (OCONHPh), 162.2 (C-1, J C-F = 31, 31 Hz). 19F NMR은 주로 하나의 플루오르화물을 함유하는 생성물이 존재하는 것을 제시하였다. ESI (음성)MS: m/z = 372.1 [M-H+].
실시예 5
이 실시예는 에틸 (D-에리스로)-3-(히드록시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(3B)의 제조를 설명한다
2.5시간 동안 딘-스타크 트랩으로 환류 온도 하에 톨루엔(120 ㎖)과 아세트산제2구리 1수화물(0.17 g)의 혼합물을 가열하여 혼합물을 건조시켰다. 이 혼합물에 에틸 (D-에리스로)-3-(4-클로로페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸-디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9E)(10.0 g)를 80℃에서 첨가하였다. 이후 반응 혼합물을 환류 온도 하에 가열하고 모르폴린(2.8 ㎖)을 3시간 동안 적하하였다. 3시간 동안 환류를 계속하고, 이 혼합물을 상온으로 냉각시키고 밤새 5℃에서 유지하였다. 1,1-디에틸옥시 3-(4-클로로페닐)우레아의 결정체를 여과에 의해 회수하고 톨루엔으로 세척하였다. 여과물을 물(3 x 30 ㎖)로 세척하고 MgSO4 하에 건조시켰다. 용매를 감압 하에 제거 건조하여 오일을 얻었다. 상기 오일을 tert-부틸 메틸 에테르(15 ㎖) 중에 용해시키고 이 용액을 밤새 5℃에서 유지하였다. 추가량의 부산물 1,1-디에틸옥시 3-(4-클로로페닐)우레아를 여과에 의해 회수하고, 여과물로부터 용매를 제거 건조하여 오일로서(97.6%) D-에리스로)-3-(히드록시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(3B) 6.0 g을 얻었다. GC 분석은 화 합물의 순도가 81.7%임을 제시하였다.
1HNMR (CDCl3): δ - 1.36 (t, 3 H, CH2 CH 3 ), 1.34, 1.39 [d, 6 H, C(CH 3 )2], 3.57 (bs, 1 H) , 4.04-4.40 (일련의 m, 6 H).
13C-NMR (CDCl3): δ = 13.8 (CH2 CH3) 25.0, 26.0 [C(CH3)2], 63.1(CH2CH3), 65.8 (C-5), 71.7 (C-3, J C-F = 20.0, 22.0 Hz), 73.5 (C-4), 109.8 [C(CH3)2], 114.1 (C-2, J C-F = 250, 250 Hz), 163.3 (C-1, J C-F = 30,30 Hz).
실시예 6
이 실시예는 3-(4-니트로페닐카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로스(10B)의 제조를 설명한다.
(D-에리스로)-3-(4-니트로페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9E)(1.4 g), 아세토니트릴(30 ㎖), 트리플루오로아세트산(0.14 ㎖) 및 물(0.64 ㎖)의 혼합물을 5.5시간 동안 환류 하에서 가열하였다. 이후 반응 혼합물을 농축시키고 아세토니트릴을 톨루엔으로 교체하였다. 포트 온도가 95∼100℃에 도달할 때까지 딘-스타크 물 분리기를 사용하여 반응 혼합물을 공비 증류에 의해 건조시켰다. 진공 하에 용매를 증발시켜 95.5% 수율로 고체 3-(4-니트로페닐카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로스(10B) 1.05 g을 얻었다. 미정제 생성물을 에틸 아세테이트로부터 재결정화 시켜 무색 결정체를 얻었다; [α]D 25 + 22.8°(c 1, 아세토니트릴), mp. 155∼156.5 ℃.
1H NMR (DMSO-d 6): δ = 3.87 (m, 2 H), 4.89 (m, 1 H), 5.59 (s, 1 H)5 5.70 (m, 1 H) 7.74, 7.77 (d, 2 H 방향족), 8.24, 8.27 (d, 2 H 방향족), 10.97 (s, 1 H, NHCO). 13C NMR (DMSO-d 6): δ = 59.6 (C-5), 69.3 (C-3, J C-F = 21.8, 25.8 Hz)5 81.6 (C-4, JC-F = 7.0 Hz), 112.2 (C-2, J C-F = 252, 252 Hz), 118.3, 125.1, 142.4, 144.6 (C 방향족), 151.4 (OCONHAr), 163.6 (C-1. J C-F = 31, 31 Hz).
실시예 7
이 실시예는 3-(4-클로로페닐카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라토스-1-울로스(10C)의 제조를 설명한다.
(D-에리스로)-3-(4-클로로페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9F)(4.0 g), 아세토니트릴(40 ㎖), 트리플루오로아세트산(0.21 ㎖) 및 물(1.0 ㎖)의 혼합물을 7시간 동안 환류 하에 가열하였다. 이후 반응 혼합물을 농축하고 아세토니트릴을 톨루엔으로 교체하였다. 포트 온도가 95∼100℃에 도달할 때까지 딘-스타크 물 분리기를 사용하여 반응 혼합물을 공비 증류에 의해 건조시켰다. 용매를 진공 하에 증발시켜 98.4% 수율로 고체 3-(4-클로로페닐카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로 스(10C) 3.1 g을 얻었다. 미정제 생성물을 톨루엔으로부터 재결정화시켜 무색 결정체를 얻었다; [α]D 25 +33.4°(c 1, 아세토니트릴), mp 129∼131℃.
1H NMR (DMSO-d 6): δ = 3.86 (s, 2 H), 4.89 (m, 1 H), 5.57 (s, 1 H), 5.68 (m, 1 H) 7.38, 7.41 (d, 2 H 방향족), 7.55, 7.57 (d, 2 H 방향족), 10.42 (s, 1 H, NHCO). 13C NMR (DMSO-d 6): δ = 59.6 (C-5), 68.9 (C-3, J C-F = 21.8, 25.8 Hz), 81.6 (C-4, J C-F = 7.0 Hz), 112.3 (C-2, J C-F = 251, 251 Hz), 120.2, 127.2, 128.9, 137.3 (C 방향족), 151.5 (OCONHAr), 163.8 (C-I5 J C-F = 31,31 HZ).
실시예 8
이 실시예는 3-(페닐 카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로스(1OD)의 제조를 설명한다.
(D-에리스로)-3-페닐카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트(9H)(2.9 g), 아세토니트릴(30 ㎖), 트리플루오로아세트산(0.015 ㎖) 및 물(1.5 ㎖)의 혼합물을 5.5시간 동안 환류 하에서 가열하였다. 이후 반응 혼합물을 농축하고 아세토니트릴을 톨루엔으로 교체하였다. 포트 온도가 95∼100℃에 도달할 때까지 딘-스타크 물 분리기를 사용하여 반응 혼합물을 공비 증류에 의해 건조시켰다. 용매를 진공 하에 증발시켜 98.2% 수율로 고체 3-(페닐카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로스(10D) 2.2 g을 얻었다. 미정제 생성물을 톨루엔으로부터 재결정화시켜 무색 결정체를 얻었다; [α]D 25 + 36.1° (c 1, 아세토니트릴), mp 119∼121℃.
1H NMR (DMSO-d 6): δ - 3.82 (s, 2 H), 4.86 (m, 1 H), 5.54 (s, 1 H), 5.65 (m, 1 H) 7.06 (t, 1 H 방향족), 7.33 (t, 2 H 방향족), 7.51 (d, 2 H 방향족), 10.24 (s, 1 H, NHCO). 13C NMR (DMSO-d 6): δ = 59.6 (C-5), 68.7 (C-3, J C-F = 21.8, 25.8 Hz), 81.6 (C-4, J C-F = 7.0 Hz), 112.3 (C- 2, J C-F = 251, 251 Hz), 118.6, 123.3, 128.9, 138.2 (C 방향족), 151.5 (OCONHAr), 163.8 (C-1, C-F = 31,31 HZ).
Claims (32)
- 제2항에 있어서, 산을 함유하는 용매 혼합물은 아세토니트릴, 물 및 트리플루오로아세트산의 혼합물인 방법.
- 제3항에 있어서, 아세토니트릴:물:트리플루오로아세트산의 비율은 30:0.64:0.14 v/v/v, 40:1.0:0.21 v/v/v, 및 30:1.5:0.15 v/v/v로 이루어진 군에서 선택하는 방법.
- 제2항에 있어서, 물의 공비 증류는 약 5.5∼7시간 동안 환류에서 수행하는 방법.
- 제2항에 있어서, 화학식 10A로 표시되는 3-(N-카르바모일옥시)-2-데옥시-2,2-디플루오로-D-에리스로-펜토퓨라노스-1-울로스는 약 98.4% 이상의 수율로 얻어지는 방법.
- 제9항에 있어서,a) 톨루엔 중 화학식 3의 에틸 2,2-디플루오로-3-히드록시-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 및 D-트레오 부분입체이성질체의 혼합물을 제조하는 단계;b) 경우에 따라 상기 혼합물을 물의 공비 증류로 가열하여 톨루엔을 건조시키는 단계;c) 염기의 존재 하에 톨루엔 중 화학식 3의 에틸 2,2-디플루오로-3-히드록시-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 및 D-트레오 부분입체 이성질체의 혼합물을 화학식 RNCX(여기서 X 및 R은 제9항에 정의된 바와 같음)의 이소시아네이트 또는 이소티오시아네이트와 반응시켜 D-에리스로 및 D-트레오 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 혼합물을 얻는 단계를 포함하는 방법.
- 제12항에 있어서, 이소시아네이트 또는 이소티오시아네이트는 2-클로로에틸 이소티오시아네이트, 5-클로로-2-메틸페닐 이소티오시아네이트, 2-클로로-4-니트로페닐 이소티오시아네이트, 2-클로로페닐 이소티오시아네이트, 3-클로로페닐 이소티오시아네이트, 4-클로로페닐 이소티오시아네이트, 3-아세틸페닐 이소티오시아네이트, 4-아세틸페닐 이소티오시아네이트, 2-(클로로메틸)페닐 이소시아네이트, 2-클로로-5-메틸-페닐 이소시아네이트, 2-클로로-6-메틸페닐 이소시아네이트, 3-클로로-2-메틸페닐 이소시아네이트, 3-클로로-4-메틸페닐 이소시아네이트, 4-(클로로메틸)-페닐 이소시아네이트, 4-클로로-2-메틸페닐 이소시아네이트, 5-클로로-2-메틸페닐 이소시아네이트, 2-클로로-4-니트로페닐 이소시아네이트, 2-클로로-5-니트로페닐 이소시아네이트, 4-클로로-2-니트로페닐 이소시아네이트, 4-클로로-3-니트로페닐 이소시아네이트, 2-클로로-2-니트로페닐 이소시아네이트, 2-클로로페닐 이소시아네이트, 3-클로로페닐 이소시아네이트, 4-클로로페닐 이소시아네이트, 3-아세틸페닐 이소시아네이트, 페닐 이소시아네이트, N-벤젠설포닐 이소시아네이트, p-톨루엔설포닐 이소시아네이트, 또는 o-톨루엔설포닐 이소시아네이트인 방법.
- 제13항에 있어서, 이소시아네이트 또는 이소티오시아네이트는 4-니트로페닐 이소시아네이트, 4-클로로페닐 이소시아네이트, 3-아세틸페닐 이소시아네이트, 또는 페닐 이소시아네이트인 방법.
- 제12항에 있어서, 염기는 트리에틸 아민, 하나 이상의 루티딘, 모르폴린, 디이소프로필에틸아민, 피리딘, 2-(디메틸아미노)-피리딘, 4-(디메틸아미노)피리딘, 및 이의 조합에서 선택하는 방법.
- 제15항에 있어서, 염기는 4-(디메틸아미노)-피리딘인 방법.
- 제12항에 있어서, D-에리스로 및 D-트레오 에틸 3-(N-아릴카르바모일)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 미정제 혼합물은 약 97.4% 이상의 미정제 수율로 얻어지는 방법.
- a) 유기 용매에 화학식 9B의 D-에리스로 및 D-트레오 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 혼합물을, 경우에 따라 고온에서, 용해시키는 단계;b) 상기 용액을 약 -20℃∼약 10℃ 범위의 온도로 충분하게 냉각시켜 결정체를 생성하는 단계; 및c) 상기 결정체를 여과에 의해 회수하고, 유기 용매로 결정체를 세척하고, 경우에 따라 고온에서, 건조시키는 단계를 포함하는 화학식 9C의 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 부분입체이성질체의 제조 방법.
- 제19항에 있어서, 결정화 용매는 디클로로메탄, 클로로포름, 에틸 아세테이트, 1-프로필 아세테이트, 2-프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, tert-부틸 아세테이트, o-크실렌, m-크실렌, o-디클로로벤젠, 톨루엔, 또는 이의 혼합물인 방법.
- 제20항에 있어서, 결정화 용매는 톨루엔인 방법.
- 제19항에 있어서, 얻어진 결정체를 세척하는데 사용된 유기 용매는 톨루엔, 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 석유 에테르, 시클로헥산, 또는 이의 혼합물인 방법.
- 제22항에 있어서, 결정체를 세척하는데 사용된 유기 용매는 톨루엔 또는 톨루엔과 헥산의 혼합물인 방법.
- 제19항에 있어서, 에틸 (3R)-3-(카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 부분입체이성질체는 약 98.5% 이상의 순도로 단리되는 방법.
- a) 톨루엔과 촉매의 혼합물을 물의 공비 증류로 가열하여 톨루엔을 건조시키는 단계;b) 화학식 9E의 에틸 (D-에리스로)-3-(4-니트로페닐카르바모일)-3-(2,2-디메 틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트, 화학식 9F의 에틸 (D-에리스로)-3-(4-클로로페닐카르바모일)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트, 화학식 9G의 에틸 (D-에리스로)-3-(3-아세틸페닐카르바모일)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트, 또는 화학식 9H의 에틸 (D-에리스로)-3-(페닐카르바모일)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸-디옥솔란-4-일)프로피오네이트인 에틸 3-(N-카르바모일옥시)-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트의 D-에리스로 이성질체를 첨가하고 이 혼합물을 환류시키는 단계;c) 하나 이상의 1차 및 2차 아민에서 선택된 염기를 첨가하고, 반응이 실질적으로 완료될 때까지 환류를 유지하는 단계;d) 부산물의 결정체를 여과에 의해 분리시키는 단계;e) 여과물을 세척하고, 경우에 따라 감압 하에, 용매를 증발시켜 오일을 얻는 단계; 및f) 상기 오일을 유기 용매에 용해시키고 냉각하여 형성된 부산물 결정체를 버리고 생성물을 단리시키는 단계를 포함하는 화학식 9C의 출발 재료로부터 하기 화학식 3C로 표시되는 에틸 (D-에리스로)-3-히드록시-2,2-디플루오로-3-(2,2-디메틸디옥솔란-4-일)프로피오네이트를 제조하는 방법:[화학식 3C]
- 제25항에 있어서, 상기 촉매는 아세트산제2구리, 염화제1주석, 옥살산제1주석, 알콕시화알루미늄 또는 이의 조합인 방법.
- 제26항에 있어서, 촉매는 아세트산제2구리인 방법.
- 제25항에 있어서, 염기는 n-부틸 아민, n-헥실아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 디시클로헥실아민, 모르폴린, 피페리딘, 2,6-디메틸피페리딘, 및 이의 조합으로부터 선택하는 방법.
- 제28항에 있어서, 염기는 모르폴린인 방법.
- 제25항에 있어서, 얻어진 오일을 용해시키는데 사용된 용매는 디클로로메탄, 클로로포름, 에틸 아세테이트, 1-프로필 아세테이트, 2-프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, tert-부틸 아세테이트, 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, tert-부틸 메틸 에테르, 또는 이의 혼합물인 방법.
- 제30항에 있어서, 용매는 tert-부틸 메틸 에테르인 방법.
- 제2항에 있어서,a) 락톤 1OA를 산 염화물 또는 산 브롬화물과 반응시켜 화학식 17로 표시되는 3-카르바모일 락톤 중간체(여기서 X는 O 또는 S이고 R은 포화 또는 불포화된 C1-C8 알킬, 또는 치환 또는 비치환된 페닐임)를 얻는 단계;b) 유기 용매 중 환원제로 화학식 17의 3-카르바모일 락톤 중간체를 환원시켜 락톨 중간체를 얻는 단계;c) 염기의 존재 하에서 락톨 중간체를 염화메탄설포닐과 반응시켜 화학식 16A의 설포네이트 중간체를 얻는 단계;d) 유기 용매 중 촉매의 존재 하에 화학식 16A의 화합물을 비스(트리메틸실릴)-N-아세틸시토신과 커플링하여 3,5-이중보호된-N-1-트리메틸실릴아세틸-2'-데옥시-2',2'-디플루오로시티딘의 α 및 β 아노머의 혼합물을 얻는 단계;e) 3,5-이중보호된-N-1-트리메틸실릴아세틸-2'-데옥시-2',2'-디플루오로시티딘의 β 이성질체를 침전시키고, 이 이성질체를 분리시키는 단계; 및f) 보호기를 제거하여 젬시타빈을 얻는 단계를 추가로 포함하는 방법.
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