KR20100076640A

KR20100076640A - 신규 중간체 및 이를 활용한 엔테카비르 제조방법

Info

Publication number: KR20100076640A
Application number: KR1020080134756A
Authority: KR
Inventors: 이재헌; 박가승; 김진희; 이지은; 박철현; 최태진; 박은주; 김철경; 임은정; 장영길; 이관순
Original assignee: 한미약품 주식회사
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-06
Also published as: EP2382217A2; WO2010074534A2; CA2747777C; US20110251387A1; WO2010074534A3; TW201028417A; MY158838A; EP2382217B1; HK1163083A1; CN102264739B; EP2382217A4; TWI383983B; AR074821A1; CN102264739A; JP5425933B2; CA2747777A1; US8569490B2; SG171963A1; KR101150254B1; JP2012513988A

Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 항바이러스제인 엔테카비어(entecavir), [1-S-(1α,3α,4β)]-2-아미노-1,9-디하이드로-9-[4-하이드록시-3-(하이드록시메틸)-2-메틸렌시클로펜틸]-6H-퓨린-6-온의 신규한 제조방법 및 이에 사용되는 신규 중간체들에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 목적하는 엔테카비어를 신규한 중간체들로부터 고수율로 경제적이고 용이하게 제조할 수 있다:

<화학식 1>

.

Description

엔테카비어의 제조방법 및 이에 사용되는 중간체 {PROCESS FOR PREPARING ENTECAVIR AND INTERMEDIATES USED THEREIN}

본 발명은 항바이러스제인 엔테카비어(entecavir)의 신규한 제조방법 및 이에 사용되는 유용한 중간체들에 관한 것이다.

엔테카비어, [1-S-(1α,3α,4β)]-2-아미노-1,9-디하이드로-9-[4-하이드록시-3-(하이드록시메틸)-2-메틸렌시클로펜틸]-6H-퓨린-6-온은 B형 간염 바이러스 감염의 치료제로 사용되고 있는 화합물로서, 시클로펜탄의 1S-위치에 퓨린, 2-위치에 엑소메틸렌, 3R-위치에 하이드록시메틸, 그리고 4S-위치에 하이드록시가 있는 입체구조를 갖는다.

지금까지 엔테카비어의 제조를 위한 다양한 합성 방법이 연구되어 왔다.

예를 들어, 미국특허 제5,206,244호 및 제WO 98/09964호에는 하기 반응식 1에서 도시한 바와 같이 수행하여 엔테카비어를 제조하는 방법이 개시되어 있다:

그러나, 상기 특허에 개시된 방법에서는 다음과 같은 여러 가지 문제가 있다: 1) 중간체인 a)의 화합물은 시클로펜타디엔 모노머로부터 합성되어지는데, 합성시 디시클로펜타디엔으로의 전환을 방지하기 위하여 시클로펜타디엔 모노머를 -30 ℃ 이하의 온도에서 보관해야 하고; 2) 반응시 잔류하는 소듐의 위험성, 수분에 대한 민감성 등의 문제가 있으며; 3) 중간체인 상기 a)의 화합물의 합성과정에서 이성질체들로의 전환을 막고 원하는 목적물을 얻기 위해 -70℃ 이하의 극저온에서 장시간 동안 반응시켜야 하며; 4) 하이드로붕소화 반응에 사용되는 (-)-Ipc₂BH를 사용하기 위해서 경사여과(decantation)를 해야하는 곤란성이 있으며; 5) 중간체인 상기 e)의 합성과정에서 반응이 잘 진행되지 않고; 6) 최종 엔테카비어를 정제하기 위해서 CHP-20P 수지로 컬럼 분리해야 하는 등의 산업적으로 생산하기에 부적합하다는 문제점을 가지고 있다.

한편, 제WO 2004/52310호 및 미국특허 제2005/0272932호에는 하기 중간체 66의 화합물로부터 엔테카비어를 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 이 중간체 66의 화합물은 하기 반응식 2에서 도시한 바와 같이 수행하여 얻어진다:

그러나, 상기 특허에 개시된 방법에서도 중간체 66을 제조하기 위해 시클로펜타디엔으로부터 약 -70℃ 이하의 극저온에서 반응을 수행해야 하고, 또한 라세믹 구조로 얻어지기 때문에 원하는 입체화학적 구조를 분리하는데 최소한 50% 이상의 손실이 발생하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 산업적으로 용이한 방법으로 엔테카비어를 고수율 로 제조하는 신규한 방법 및 이에 사용되는 중간체 화합물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

(1) 하기 화학식 2의 시클로펜텐온 화합물을 (R)-메틸-CBS(Corey-Bakshi-Shibata) 촉매 및 보란디메틸설파이드(BMS; BH₃·Me₂S)와 반응시켜 하기 화학식 3의 키랄 시클로펜텐올 화합물을 얻는 단계;

(2) 화학식 3의 키랄 시클로펜텐올 화합물을 염기의 존재하에서 tert-부틸디페닐실릴 클로라이드(TBDPSCl), 클로로트리메틸실란(TMSCl) 및 tert-부틸디메틸클로로실란(TBSCl)으로 이루어진 군에서 선택되는 실란계 화합물과 반응시키거나, 또는 화학식 3의 키랄 시클로펜텐올 화합물을 탈보호화시켜 시클로펜텐디올을 얻은 후, 산촉매의 존재하에 나프틸알데하이드, 나프틸알데하이드 디메틸아세탈, 벤즈알데하이드, 벤즈알데하이드 디메틸아세탈, 4-페닐벤즈알데하이드, 4-페닐벤즈알데하이드 디메틸아세탈 및 디메톡시프로판으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물과 반응시켜 하기 화학식 4의 시클로펜텐 화합물을 얻는 단계;

(3) 화학식 4의 시클로펜텐 화합물을 (+)-Ipc₂BH(diisopinocampheylborane), 또는 (-)-Ipc₂BH와 반응시켜 하기 화학식 5의 시클로펜탄올 화합물을 얻는 단계;

(4) 화학식 5의 시클로펜탄올 화합물을 1,1,1-트리아세톡시-1,1-디하이드로-1,2-벤지오독솔-3-(1H)-온(Dess Martin periodinane; DMP)과 산화반응시켜 하기 화 학식 6의 케톤 화합물을 얻는 단계;

(5) 화학식 6의 케톤 화합물을 염기의 존재하에 t-부틸디메틸실릴 트리플루오로메탄술포네이트(TBSOTf), 트리메틸실릴 트리플루오로메탄술포네이트 및 트리에틸실릴 트리플루오로메탄술포네이트로 이루어진 군에서 선택되는 술포네이트계 화합물과 반응시켜 하기 화학식 7의 실릴 엔놀에테르 화합물을 얻는 단계;

(6) 화학식 7의 실릴 엔놀에테르 화합물을 완충용액중에서 메타-클로로퍼옥시벤조산(meta-chloroperoxybenzoic acid; mcpba) 및 오스뮴테트록사이드(OsO4)로 이루어진 군에서 선택되는 과산화물과 반응시켜 하기 화학식 8의 알파-하이드록시 케톤 화합물을 얻는 단계;

(7) 화학식 8의 알파-하이드록시 케톤 화합물을 니스테드 시약(Nysted reagent)과 TiCl₄의 혼합용액, 비티그 시약(Wittig reagent) 또는 테베 시약(Tebbe reagent)과 반응시켜 하기 화학식 9의 엑소메틸렌 화합물을 얻는 단계;

(8) 화학식 9의 엑소메틸렌 화합물을 하기 화학식 10의 2-아미노-6-할로퓨린 및 6-O-벤질구아닌 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 퓨린계 화합물과 미쯔노부 반응시켜 하기 화학식 11의 뉴클레오사이드 화합물을 얻는 단계;

(9) 화학식 11의 뉴클레오사이드 화합물을 탈보호화시켜 하기 화학식 12의 화합물을 얻는 단계; 및

(10) 화학식 12의 화합물을 가수분해시켜 하기 화학식 1의 엔테카비어를 얻는 단계

를 포함하는, 화학식 1의 엔테카비어의 제조방법을 제공한다:

상기 식에서,

R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 수소원자 또는 하이드록시-보호라디칼이거나, 또는

R₁ 및 R₂가 함께 사이클릭 하이드록시-보호 라디칼을 형성할 수 있고;

R₃은 수소, 알킬실릴 또는 알릴실릴이고;

X는 클로로, 요오도 또는 벤질옥시이다.

또한, 본 발명은 상기 화학식 1의 엔테카비어의 제조에 중간체로 사용되는 하기 화학식 6의 케톤 화합물을 제공한다:

<화학식 6>

상기 식에서,

R₁ 및 R₂는 상기에서 정의한 바와 같다.

또한, 본 발명은 상기 화학식 1의 엔테카비어의 제조에 중간체로 사용되는 하기 화학식 8의 알파-하이드록시 케톤 화합물을 제공한다:

<화학식 8>

상기 식에서,

R₁ 내지 R₃은 상기에서 정의한 바와 같다.

본 발명의 방법에 따르면, 항바이러스제인 엔테카비어를 신규한 중간체들로부터 고수율로 경제적이고 용이하게 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 엔테카비어의 제조방법은 입체 화학적 구조를 갖는 케톤 화합물(화학식 6의 화합물)을 제조하고, 이로부터 얻은 알파-하이드록시 케톤 화합물(화학식 8의 화합물)을 중간체로 사용하는 것을 특징으로 한다.

본원 명세서에서 사용되는 용어 "하이드록시-보호라디칼"은 예를 들어, 트리틸, 벤질, 메톡시벤질, p-니트로벤질, 벤조일, 치환된 벤조일(예를 들어 메톡시벤조일등의 알콕시벤조일, p-니트로벤조일 등의 니트로벤조일 등), 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 이소프로필디메틸실릴, 3급-부틸디메틸실릴, 3급-부틸디페닐실릴, 텍실디메틸실릴, 알릴, 메톡시메틸, (2-메톡시에톡시)메틸 또는 테트라하이드로피라닐 등을 의미하며, 바람직하게는 트리틸, 벤조일 또는 3급-부틸디페닐실릴이고, 가장 바람직하게는 트리틸이다.

본원 명세서에서 사용되는 용어 "사이클릭 하이드록시-보호라디칼"은 예를 들어, 벤질리덴, 나프틸리덴, 4-페닐벤질리덴, 사이클릭아세탈, 사이클릭케탈, 사이클릭카보네이트, 사이클릭 오르토(ortho) 에스테르 또는 사이클릭 1,3-(1,1,3,3-테트라이소프로필)디실옥산디일 등을 의미하며, 바람직하게는 벤질리덴, 나프틸리덴, 4-페닐벤질리덴 또는 사이클릭케탈이고, 가장 바람직하게는 나프틸리덴이다.

본 발명의 상기 화학식 1의 엔테카비어는 하기 반응식 3에 나타낸 바와 같이 수행하여 제조할 수 있다:

상기 식에서,

R₁ 내지 R₃은 상기에서 정의한 바와 같다.

상기 반응식 3에 도시한 바와 같은 본 발명의 엔테카비어의 제조방법을 단계별로 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

<단계 1>

본 발명에 따른 단계 1에서는, 화학식 2의 시클로펜텐온 화합물을 (R)-메틸- CBS(Corey-Bakshi-Shibata) 촉매 및 보란디메틸설파이드(BMS; BH₃·Me₂S)와 반응시켜 화학식 3의 키랄 시클로펜텐올 화합물을 얻을 수 있다.

본원 발명에서 출발물질로서 사용되는 상기 화학식 2의 시클로펜텐온 화합물은 공지된 방법(문헌[Synthesis 2005, No. 18, pp 3035-3038]참조)을 이용하여 제조될 수 있다.

상기 (R)-메틸-CBS 촉매는 화학식 2의 시클로펜텐온 화합물 1몰을 기준으로, 0.1몰 당량 내지 0.2몰 당량을 사용할 수 있으며, 보란디메틸설파이드(BMS; BH₃·Me₂S)는 화학식 2의 시클로펜텐온 화합물 1몰을 기준으로, 1몰 당량 내지 2몰 당량으로 사용할 수 있다.

상기 반응은 유기용매 중에서 -10 내지 10℃, 바람직하게는 -5 내지 0℃에서, 30분 내지 3시간 동안 수행될 수 있으며, 이때, 사용되는 유기용매는 디클로로메탄, 테트라히드로퓨란 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 방법에 의해, 화학식 3의 키랄 시클로펜텐올 화합물은 순도 98.6% ee 이상으로 얻어질 수 있다.

<단계 2>

단계 2에서는, 상기 단계 1에서 얻은 화학식 3의 키랄 시클로펜텐올 화합물을 염기의 존재하에서 tert-부틸디페닐실릴 클로라이드, 클로로트리메틸실란 및 tert-부틸디메틸클로로실란으로 이루어진 군에서 선택되는 실란계 화합물과 반응시 켜 화학식 4의 시클로펜텐 화합물을 얻을 수 있다.

상기 반응에 사용되는 염기로는, 이미다졸, 4-디메틸아미노피리딘, 피리딘, 트리에틸아민 또는 이들의 혼합물이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 이미다졸을 사용하는 것이 좋다. 이때 염기는 화학식 3의 화합물 1몰을 기준으로, 1몰 당량 내지 2.5몰 당량으로 사용할 수 있다.

상기 실란계 화합물은, 화학식 3의 화합물 1몰을 기준으로 1몰 당량 내지 2몰 당량을 사용할 수 있다.

상기 반응은 유기용매 중에서 10 내지 30℃, 바람직하게는 15 내지 25℃에서, 1 내지 3시간 동안 수행될 수 있으며, 이때, 사용되는 유기용매는 디클로로메탄, 테트라히드로퓨란, 디메틸포름아마이드 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 반응이 종결되면, 헥산, 에틸아세테이트 또는 이들의 혼합물의 용매하에서 -10 내지 0℃에서 결정화하여 화학식 4의 시클로펜텐 화합물을 고체 형태로 얻을 수 있다.

또 다른 방법으로, R₁ 및 R₂가 함께 나프틸리덴을 형성하는 경우, 예를 들어, 단계 1에서 제조한 화학식 3의 키랄 시클로펜텐올 화합물을 탈보호화 반응시켜 시클로펜텐디올을 얻은 후, 산촉매의 존재하에 나프틸알데하이드, 나프틸알데하이드 디메틸아세탈, 벤즈알데하이드, 벤즈알데하이드 디메틸아세탈, 4-페닐벤즈알데하이드, 4-페닐벤즈알데하이드 디메틸아세탈 및 디메톡시프로판으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물과 반응시켜 화학식 4의 시클로펜텐 화합물에 속하는 나프탈리 덴시클로펜텐 화합물을 얻을 수 있다. 이때 탈보호는 통상의 방법을 이용할 수 있으며, 상기 산촉매는 피리디늄 파라톨루엔설포네이트, 파라톨루엔설폰산 또는 이들의 혼합물을 0.1 내지 0.3몰 당량의 범위의 양으로 사용될 수 있다.

<단계 3>

단계 3에서는, 상기 단계 2에서 얻은 화학식 4의 시클로펜텐 화합물을 (+)-Ipc₂BH(diisopinocampheylborane) 또는 (-)-Ipc₂BH로 이루어진 군에서 선택되는 화합물과 반응시켜 화학식 5의 시클로펜탄올 화합물을 얻을 수 있다.

상기 화학식 4의 시클로펜텐 화합물과 반응하는 (+)-Ipc₂BH 등의 화합물은, 화학식 4의 시클로펜텐 화합물 1몰을 기준으로 1 내지 3몰 당량으로 사용될 수 있다.

상기 반응은 유기용매 중에서 -10 내지 30℃, 바람직하게는 10 내지 25℃에서, 1 내지 5시간 동안 수행될 수 있으며, 이때, 사용되는 유기용매는 디클로로메탄, 테트라히드로퓨란 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 방법에 따라 얻어진 화학식 5의 시클로펜탄올 화합물에 있어서 시클로펜탄올:부분입체이성질체의 비율은 10 내지 15 : 1 의 부분입체이성질체 비율을 갖는 것이 바람직하다.

<단계 4>

단계 4에서는, 단계 3에서 얻은 화학식 5의 시클로펜탄올 화합물을 DMP와 산화반응시켜 화학식 6의 케톤 화합물을 얻는 단계이다.

상기 DMP는 화학식 5의 시클로펜탄올 화합물 1몰을 기준으로 1 내지 1.5몰 당량으로 사용될 수 있다.

상기 산화반응은 유기용매 중에서 0 내지 25℃, 바람직하게는 15 내지 25℃에서, 30분 내지 2시간 동안 수행될 수 있으며, 이때, 사용되는 유기용매는 디클로로메탄, 테트라하이드로퓨란 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

<단계 5>

단계 5에서는, 단계 4에서 얻은 화학식 6의 케톤 화합물을 염기의 존재하에 t-부틸디메틸실릴 트리플루오로메탄술포네이트, 트리메틸실릴 트리플루오로메탄술포네이트 및 트리에틸실릴 트리플루오로메탄술포네이트로 이루어진 군에서 선택되는 술포네이트계 화합물과 반응시켜 화학식 7의 실릴 엔놀에테르 화합물을 얻을 수 있다.

이때, 사용되는 염기는 트리에틸아민이 바람직하며, 화학식 5의 케톤 화합물 1몰을 기준으로 1 내지 4몰 당량으로 사용될 수 있다. 또한, 술포네이트계 화합물은, 화학식 6의 케톤 화합물 1몰을 기준으로 1 내지 2몰 당량으로 사용될 수 있다.

상기 반응은 유기용매 중에서 -10 내지 10℃, 바람직하게는 0 내지 5℃에서 30분 내지 2시간 동안 수행될 수 있으며, 이때, 사용되는 유기용매는 디클로로메탄, 테트라하이드로퓨란 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

<단계 6>

단계 6에서는, 단계 5에서 얻은 화학식 7의 실릴 엔놀에테르 화합물을 완충용액중에서 메타-클로로퍼옥시벤조산(meta-chloroperoxybenzoic acid; mcpba) 및 오스뮴테트록사이드로 이루어진 군에서 선택되는 과산화물과 반응시켜 화학식 8의 알파-하이드록시 케톤 화합물을 얻을 수 있다.

상기 과산화물은 화학식 7의 실릴 엔놀에테르 화합물 1몰을 기준으로 1.5 내지 2.3몰 당량으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 완충 용액으로는 소듐포스페이트, 소듐포스페이트디베이직 등을 사용할 수 있으며, 그 사용량은 화학식 7의 실릴 엔놀에테르 화합물 1몰을 기준으로 2 내지 5몰 당량이 바람직하다.

상기 반응은 유기용매 중에서 -30 내지 -5℃, 바람직하게는 -25 내지 -10℃에서 2 내지 5시간 동안 수행될 수 있으며, 이때, 사용되는 유기용매는 디클로로메탄, 헥산, 펜탄 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

<단계 7>

단계 7에서는, 단계 6에서 얻은 화학식 8의 알파-하이드록시 케톤 화합물을 니스테드 시약(Nysted reagent)과 TiCl₄의 혼합용액, 비티그 시약(Wittig reagent) 또는 테베 시약(Tebbe reagent)과 반응시켜 화학식 9의 엑소메틸렌 화합물을 얻을 수 있다.

상기 니스테드 시약(Nysted reagent)과 TiCl₄의 혼합비율은 몰 기준으로 1:1이 바람직하며, 반응은 -40 내지 0℃, 바람직하게는 -40 내지 -20℃에서, 1 내지 5 시간 동안 수행하는 것이 좋다.

상기 화학식 8의 알파-하이드록시 케톤 화합물과 반응하는 니스테드 시약과 TiCl₄의 혼합용액 등의 화합물은 화학식 8의 알파-하이드록시 케톤 화합물 1몰 기준으로 1 내지 2몰 당량으로 사용되는 것이 바람직하다.

<단계 8>

단계 8에서는, 단계 7에서 얻은 화학식 9의 엑소메틸렌 화합물을 하기 화학식 10의 2-아미노-6-할로퓨린 및 6-O-벤질구아닌 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 퓨린계 화합물과 미쯔노부(Mitsunobu) 반응시켜 하기 화학식 11의 뉴클레오사이드 화합물을 얻는 단계이다

이때, 상기 퓨린계 화합물은 화학식 9의 엑소메틸렌 화합물 1몰을 기준으로 1 내지 2몰 당량으로 사용될 수 있다. 상기 화학식 10의 2-아미노-6-할로퓨린 또는 6-O-벤질구아닌 화합물는 통상의 제조방법으로 제조된 것을 사용할 수 있으며, 상기 6-O-벤질구아닌 화합물로는 상업적으로 입수가능한 것을 사용할 수 있다.

상기 반응은 트리페닐포스핀 및 디에틸아조디카르복실레이트의 존재하에 -20 내지 0℃에서 1 내지 8시간 동안 수행될 수 있으며, 상기 트리페닐포스핀 및 디에틸아조디카르복실레이트는 각각 화학식 9의 엑소메틸렌 화합물 1몰을 기준으로 1 내지 2몰 당량으로 사용될 수 있다.

<단계 9>

단계 9에서는, 단계 8에서 얻은 화학식 11의 뉴클레오사이드 화합물을 탈보호화시켜 화학식 12의 화합물을 얻을 수 있다.

탈보호는 통상적인 방법으로 수행될 수 있으며, 예를 들어 화학식 11의 뉴클레오사이드 화합물 1몰을 기준으로 메탄올 용매 중에서 p-톨루엔술폰산 0.1 내지 0.5당량과 화학식 11의 뉴클레오사이드 화합물을 반응시킨다. 이때 반응은 20 내지 25℃의 온도범위에서, 2 내지 5시간 동안 수행된다. 이어서, 이어 테트라하이드로퓨란 용매 중에서 테트라부틸암모늄 플루오라이드(tetrabutylammonium fluoride: TBAF) 1 내지 3몰 당량과 반응시킨다. 이때 반응은 20 내지 25℃의 온도범위에서 1 내지 2시간동안 수행될 수 있다.

<단계 10>

단계 10에서는, 단계 9에서 얻은 화학식 12의 화합물을 가수분해하여 화학식 1의 엔테카비어(화학식 1의 화합물)를 얻을 수 있다.

가수분해는 통상적인 방법으로 수행될 수 있으며, 예를 들어 화학식 12의 화합물 1몰을 기준으로 2N 수산화나트륨 수용액을 10 내지 20몰 당량을 사용하여, 60 내지 80℃의 온도에서 3시간 내지 5시간을 반응시켜 수행될 수 있다. 이어 염산수용액으로 pH를 6.3으로 맞춰 중화시킨다.

본 발명에 따른 제조방법에 따르면 종래의 방법에 비해 산업적으로 용이한 방법으로 엔테카비어를 고수율로 제조할 수 있다.

이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1 : 3-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-2-트리틸옥시메틸-시클로-펜탄온(화학식 6의 화합물)의 제조

(1-1) 2-트리틸옥시메틸-시클로-2-펜텐올(화학식 3의 화합물)의 제조

무수 디클로로메탄 50ml에 2M 보란디메틸설파이드 용액 42.3ml를 첨가한 후, 반응액을 0℃로 냉각시켰다. 여기에 (R)-메틸-CBS 촉매 4.23ml를 가하고, 혼합물을 1시간 동안 교반시켰다. 반응 혼합물에 2-트리틸옥시메틸-시클로-2-펜텐온 15g을 무수 디클로로메탄 100ml에 녹인 용액을 3시간 동안 적가하여 켄칭(quenching)시켰다. 여기에 물 75ml를 주의하며 적가하고, 유기층을 분리시킨 후, 유기층을 물 100ml로 세척하고, 무수 소듐설페이트로 건조시켰다. 이를 여과 및 농축시켜 표제 화합물 15g(수율 99% , 순도 98.6% )을 얻었다.

NMR(300MHz, CDCl₃): δ 7.70~7.23(m, 15H), 5.87(d, 1H), 4.78~4.75(q, 1H), 3.92~3.77(q, 2H), 2.52~2.48(m, 1H), 2.30~2.23(m, 2H), 2.12(d, 1H), 1.82~1.74(m, 1H).

(1-2) tert-부틸-디페닐-(2-트리틸옥시메틸-시클로-2-펜텐닐옥시)-실란(화학식 4의 화합물)의 제조

상기 (1-1)에서 얻은 2-트리틸옥시메틸-시클로-2-펜텐올(화학식 3의 화합물) 15g을 디클로로메탄 150ml에 녹였다. 여기에 이미다졸 7.2g 및 TBDPSCl 16.2ml를 순차적으로 가하고, 반응액을 상온에서 2시간 동안 교반시켰다. 반응 완결을 확인한 후, 물 150ml로 2회 세척하고, 소금물 150ml로 유기층을 세척하였다. 유기층을 무수 소듐설페이트로 건조시킨 후, 여과 및 감압농축시켰다. 잔사에 헥산을 가하고, -10℃에서 결정화하여 표제 화합물 24g(수율 95%)을 흰색 고체로 얻었다.

NMR(300MHz, CDCl₃): δ 7.50~7.17(m, 25H), 6.05(s, 1H), 4.72(t, 1H), 3.90~3.85(dd, 1H), 3.43~3.38(dd, 1H), 2.50~2.30(m, 1H), 2.20~2.05(m, 1H), 1.95(m, 1H), 1.73(m, 1H), 0.91(s, 9H).

(1-3) 3-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-2-트리틸옥시메틸-시클로-펜탄올(화학식 5의 화합물)의 제조

(+)-Ipc₂BH 40g에 무수 테트라하이드로퓨란 90ml를 첨가하고, 반응액을 0℃ 로 냉각시켰다. 상기 (1-2)에서 얻은 tert-부틸-디페닐-(2-트리틸옥시메틸-시클로-2-펜텐닐옥시)-실란(화학식 4의 화합물) 30g을 무수 테트라하이드로퓨란 90ml에 녹인 용액을 상기 반응액에 1시간 동안 적가시킨 후, 이를 실온에서 4시간 동안 교반시켰다. 반응완결을 확인한 후, 3N 수산화나트륨 수용액 67ml를 0℃ 이하로 유지하면서 5분 동안 적가하고, 30% 과산화수소수 67ml를 12℃ 이하로 유지하면서 40분 동안 적가하였다. 반응 혼합물을 10℃ 이하에서 1시간 동안 교반시킨 후, 여기에 10% 소듐바이설파이트 150ml 및 포화 중탄산나트륨 150ml의 혼합용액을 가하여 과량의 과산화물을 제거하였다. 여기에 에틸아세테이트 300ml를 가하여 추출하고, 유기층을 중조 용액 및 소금물 각 300ml로 세척하였다. 유기층을 무수 소듐설페이트로 건조시키고, 여과 및 농축한 다음, 잔사를 HPLC로 분리하여 오일상의 표제 화합물 26g(수율 80%)을 얻었다(시클로펜탄올:부분입체이성질체 비율=10:1).

NMR(300MHz, CDCl₃): δ 7.57~7.21(m, 25H), 3.91~3.81(m, 2H), 3.12(dd, 1H), 2.74(br, 1H), 2.68(t, 1H), 2.34(m, 1H), 1.77~1.72(m, 3H), 1.53~1.48(m, 1H), 1.01(s, 9H).

(1-4) 3-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-2-트리틸옥시메틸-시클로-펜탄온 (화학식 6의 화합물)의 제조

상기 (1-3)에서 얻은 3-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-2-트리틸옥시메틸-시클로-펜탄올(화학식 5의 화합물) 14.3g(23.3mmol)을 디클로로메탄 150ml에 녹였다. 이 용액에 1,1,1-트리아세톡시-1,1디하이드로-1,2-벤지오독솔-3-(1H)-온(DMP) 11.9g(28mmol)을 첨가하고, 이를 20℃에서 30분 동안 교반시켰다. 유기층을 포화중조용액 및 소금물 각 150ml로 세척한 후, 무수 소듐설페이트로 건조시키고, 여과 및 농축하였다. 잔사를 HPLC로 분리하여 표제 화합물 11g(수율 77.5%)을 얻었다.

NMR(300MHz, CDCl₃): δ 7.62~7.18(m, 25H), 4.53(q, 1H), 3.34(dd, 1H), 3.02(dd, 1H), 2.53(m, 1H), 2.32(q, 1H), 2.18(m, 1H), 1.99~1.88(m, 2H), 0.89(9H).

실시예 2 : 3-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-5-하이드록시-2-트리틸옥시메틸-시클로펜탄온(화학식 8의 화합물)의 제조

(2-1) tert-부틸-디페닐-[3-(1,1,2,2-테트라메틸-프로폭시)-2-트리틸옥시메틸-시클로-3-펜테닐옥시]-실란(화학식 7의 화합물)의 제조

상기 실시예 1에서 얻은 3-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-2-트리틸옥시메틸-시클로-펜탄온(화학식 6의 화합물) 5.4g(8.84mmol)을 무수 디클로로메탄 54ml에 녹인 후, 이를 0℃로 냉각시켰다. 여기에 트리에틸아민 4.9ml(35.4mmol) 및 TBSOTf 3ml(13.3mmol)를 순차적으로 적가하였다. 혼합물을 5℃에서 1시간 동안 교반시켰다. 반응 완결을 확인한 후, 1N 염산수용액 54ml로 켄칭시켰다. 유기층을 소금물 54ml로 세척하고, 이를 무수 소듐설페이트로 건조한 후 여과 및 농축시켰다. 잔사를 HPLC로 분리하여 표제 화합물 5g(수율 78%)을 얻었다.

NMR(300MHz, CDCl₃): δ 7.64~6.90(m, 25H), 4.61(s, 1H), 4.36(d, 1H), 2.99~2.87(m, 2H), 2.59(br s, 1H), 2.44(dd, 1H), 2.15(d, 1H), 1.04(s, 9H), 0.88(s, 9H), 0.17(s, 3H), 0.11(s, 3H).

(2-2) 3-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-5-하이드록시-2-트리틸옥시메틸-시클로펜탄온(화학식 8의 화합물)의 제조

상기 (2-1)에서 얻은 tert-부틸-디페닐-[3-(1,1,2,2-테트라메틸-프로폭시)-2-트리틸옥시메틸-시클로-3-펜테닐옥시]-실란(화학식 7의 화합물) 1g(1.38mmol)을 디클로로메탄 25ml에 녹인 후, 이를 -25℃로 냉각시켰다. 여기에 소듐포스페이트(디베이직) 0.98g(6.9mmol) 및 77% 메타-클로로퍼옥시벤조산(mcpba) 0.71g(3.17mmol)을 순차적으로 첨가하였다. 혼합물을 2.5시간 동안 -25℃에서 교반하여 중간체 생성을 확인한 후, -25℃에서 소듐바이설파이트 용액 1.23mL, 소듐바이설파이트 1.68g 및 마그네슘설페이트 2.46g을 첨가하여 교반시켰다. 혼합물을 상온으로 천천히 승온시키고, 반응완결을 확인한 후, 셀라이트 여과하였다. 잔사를 HPLC로 분리하여 표제 화합물 0.6g(수율 69.5%)을 얻었다.

NMR(300MHz, CDCl₃): δ 7.96~7.17(m, 25 H), 4.56(q, 1H), 3.99(q, 1H), 3.56(dd, 1H), 3.17(dd, 1H), 2.46~2.39(m, 2H), 0.93(s, 9H).

실시예 3 : [1-S-(1α,3α,4β)]-2-아미노-1,9-디하이드로-9-[4-하이드록시-3-(하이 드록시메틸)-2-메틸렌시클로펜틸]-6H-퓨린-6-온(화학식 1의 화합물)의 제조

(3-1) 4-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-2-메틸렌-3-트리틸옥시메틸-시클로펜탄올(화학식 9의 화합물)의 제조

반응기에 20% 현탁된 니스테드 시약(suspension Nysted reagent) 2.4mL(1.26mmol)와 테트라하이드로퓨란 6.4mL을 순차적으로 적가한 후, 이를 0℃로 냉각시켰다. 여기에 TiCl₄0.14mL(1.26mmol)를 적가하면서 교반시키고, 다시 반응액을 -40℃로 냉각 한 후, 상기 실시예 2에서 얻은 3-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-5-하이드록시-2-트리틸옥시메틸-시클로펜탄온(화학식 8의 화합물) 0.527g(0.842mmol)을 테트라하이드로퓨란 2.4mL에 녹여서 적가하였다. 혼합물을 상온에서 3.5시간 동안 교반한 후, 반응 완결을 확인하였다. 반응액을 -20℃로 냉각한 후, 1N 염산수용액 25mL를 적가하면서 켄칭하고, 디클로로메탄 25mL으로 추출하였다. 유기층을 4% 중조 용액 및 소금물 용액 각 20mL로 세척한 후, 무수 소듐설페이트로 건조, 여과 및 농축시켰다. 잔사를 HPLC로 분리하여 표제 화합물 0.184g(수율 50%)를 얻었다.

¹H NMR(CDCl₃): δ 7.64~7.60(m, 4H), 7.38~6.90(m, 21H), 5.35(s, 1H), 5.11(s, 1H), 4.34(d, 2H), 3.03(m, 1H), 2.91~2.77(m, 3H), 1.78(t, 2H), 1.03(s, 9H).

(3-2) 9-[4-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-2-메틸렌-3-트리틸옥시메틸-시클로펜 틸]-6-클로로-9H-퓨린-2-일 아민(화학식 11의 화합물)의 제조

상기 (3-1)에서 얻은 4-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-2-메틸렌-3-트리틸옥시메틸-시클로펜탄올(화학식 9의 화합물) 55mg(0.088mmol), 트리페닐포스핀 46mg(0.176mmol) 및 2-아미노-6-클로로퓨린 30mg(0.176mmol)을 테트라하이드로퓨란 2.7ml에 녹였다. 이 용액을 -20℃로 냉각한 후, 여기에 디에틸아조디카르복실레이트 28㎕(0.176mmol)을 넣었다. 반응 완결을 확인한 후, 디클로로메탄 10mL에 상기 반응물을 넣고 0.5M 수산화나트륨 수용액을 2.7mL씩 사용하여 3회 세척하였다. 무수 소듐설페이트로 건조 후, 여과 및 농축하였다. 잔사를 HPLC로 분리하여 표제 화합물 45mg(수율 66.9%)을 얻었다.

NMR(300MHz, DMSO-d6): δ 7.82(s, 1H), 7.61(d, 4H), 7.49~7.34(m, 6H), 7.26(s, 15H), 6.69(br s, 2H), 5.53(t, 1H), 4.91(s, 1H), 4.57(s, 1H), 4.40(s, 1H), 3.16(t, 1H), 3.06(t, 1H), 2.83(s, 1H), 2.11(d, 2H), 1.03(s, 9H).

(3-3) [3-(2-아미노-6-클로로-퓨린-9-일)-5-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-2-메틸렌-시클로펜틸]-메탄올(화학식 11의 화합물)의 제조

상기 단계 (3-2)에서 얻은 9-[4-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-2-메틸렌-3-트리틸옥시메틸-시클로펜틸]-6-클로로-9H-퓨린-2-일 아민(화학식 11의 화합물) 0.131g(0.168mmol)을 메탄올 2.6mL에 녹였다. 혼합물을 0℃로 냉각시키고, 여기에 p-톨루엔술폰산(p-Toluenesulfonic acid; TsOH) 16mg(0.084mmol)을 첨가한 다음, 반응 혼합물을 상온으로 승온하면서 30분 동안 교반하였다. 상온에서 TsOH 16mg(0.084mmol)을 첨가하고 4시간 동안 교반시켰다. 반응 완결을 확인한 후, 물 3mL를 넣고 유기층을 디클로로메탄 10mL 씩 사용하여 3회 추출하였다. 유기층을 무수 소듐설페이트로 건조 후, 여과 및 농축하였다. 잔사를 HPLC로 분리하여 표제화합물 73mg(수율 81%)을 얻었다.

NMR(300MHz, CDCl₃): δ 7.84(s, 1H), 7.65(dd, 4H), 7.45~7.35(m, 6H), 5.50(t, 1H), 5.21(d, 3H), 4.84(s, 1H), 4.52(d, 2H), 3.72(d, 1H), 3.45(td. 1H), 2.72(s, 1H), 2.59~2.49(m, 1H), 2.25~2.18(m, 1H), 1.09(s, 9H).

(3-4) 4-(2-아미노-6-클로로-퓨린-9-일)-2-하이드록시메틸-3-메틸렌-시클로펜탄올(화학식 12의 화합물)의 제조

상기 (3-3)에서 얻은 [3-(2-아미노-6-클로로-퓨린-9-일)-5-(tert-부틸-디페닐-실라닐옥시)-2-메틸렌-시클로펜틸]-메탄올(화학식 11의 화합물) 73mg(0.137mmol)을 테트라하이드로퓨란 0.7mL에 녹였다. 혼합물에 테트라하이드로퓨란에 용해된 TBAF 1M 용액 0.27mL(0.274mmol)을 상온에서 적가하고, 1.5시간 동안 교반하였다. 반응이 완결되면 농축하고, 잔사를 HPLC로 분리하여 표제 화합물 34mg(수율 84%)을 얻었다.

NMR(300MHz, MeOH-d4): δ 8.15(s, 1H), 5.62(t, 1H), 5.28(t, 1H), 4.82(t, 1H), 4.46~4.42(m, 1H), 3.85(dd, 2H), 3.33~3.31(m, 1H), 2.72(br s, 1H), 2.53~2.45(m, 1H), 2.30~2.27(m, 1H).

(3-5) [1-S-(1α,3α,4β)]-2-아미노-1,9-디하이드로-9-[4-하이드록시-3-(하이드록시메틸)-2-메틸렌시클로펜틸]-6H-퓨린-6-온(화학식 1의 화합물)의 제조

상기 (3-4)에서 얻은 4-(2-아미노-6-클로로-퓨린-9-일)-2-하이드록시메틸-3-메틸렌-시클로펜탄올(화학식 12의 화합물) 34mg(0.115mmol)을 2N 수산화나트륨 수용액 0.7mL에 넣고 교반시켰다. 혼합물을 72℃까지 승온하여 3.5시간 동안 교반하였다. 반응완결을 확인한 후, 0℃로 냉각시키고, 여기에 2N 염산수용액과 1N 염산수용액을 사용해서 pH를 6.3으로 맞춘 다음, 농축하여 표제 화합물 24mg(수율 70%, 순도 99%)을 얻었다.

NMR(300MHz, DMSO-d6): δ 10.58 (s, 1H), 7.67 (s, 1H), 6.42 (s, 2H), 5.36 (t, 1H), 5.11 (s, 1H), 4.86 (d, 1H), 4.83 (t, 1H), 4.57 (s, 1H), 4.24 (s, 1H), 3.54 (t, 2H), 2.53(s, 1H), 2.27~2.18 (m, 1H), 2.08~2.01(m, 1H).

Claims

(1) 하기 화학식 2의 시클로펜텐온 화합물을 (R)-메틸-CBS(Corey-Bakshi-Shibata) 촉매 및 보란디메틸설파이드와 반응시켜 하기 화학식 3의 키랄 시클로펜텐올 화합물을 얻는 단계;

(2) 화학식 3의 키랄 시클로펜텐올 화합물을 염기의 존재하에서 tert-부틸디페닐실릴 클로라이드, 클로로트리메틸실란 및 tert-부틸디메틸클로로실란으로 이루어진 군에서 선택되는 실란계 화합물과 반응시키거나, 또는 화학식 3의 키랄 시클로펜텐올 화합물을 탈보호화시켜 시클로펜텐디올을 얻은 후, 산촉매의 존재하에 나프틸알데하이드, 나프틸알데하이드 디메틸아세탈, 벤즈알데하이드, 벤즈알데하이드 디메틸아세탈, 4-페닐벤즈알데하이드, 4-페닐벤즈알데하이드 디메틸아세탈 및 디메톡시프로판으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물과 반응시켜 하기 화학식 4의 시클로펜텐 화합물을 얻는 단계;

(3) 화학식 4의 시클로펜텐 화합물을 (+)-Ipc₂BH(diisopinocampheylborane) 또는 (-)-Ipc₂BH와 반응시켜 하기 화학식 5의 시클로펜탄올 화합물을 얻는 단계;

(4) 화학식 5의 시클로펜탄올 화합물을 1,1,1-트리아세톡시-1,1-디하이드로-1,2-벤지오독솔-3-(1H)-온과 산화반응시켜 하기 화학식 6의 케톤 화합물을 얻는 단계;

(5) 화학식 6의 케톤 화합물을 염기의 존재하에 t-부틸디메틸실릴 트리플루 오로메탄술포네이트, 트리메틸실릴 트리플루오로메탄술포네이트 및 트리에틸실릴 트리플루오로메탄술포네이트로 이루어진 군에서 선택되는 술포네이트계 화합물과 반응시켜 하기 화학식 7의 실릴 엔놀에테르 화합물을 얻는 단계;

(6) 화학식 7의 실릴 엔놀에테르 화합물을 완충용액중에서 메타-클로로퍼옥시벤조산 및 오스뮴테트록사이드로 이루어진 군에서 선택되는 과산화물과 반응시켜 하기 화학식 8의 알파-하이드록시 케톤 화합물을 얻는 단계;

(7) 화학식 8의 알파-하이드록시 케톤 화합물을 니스테드 시약과 TiCl₄의 혼합용액, 비티그 시약 또는 테베 시약과 반응시켜 하기 화학식 9의 엑소메틸렌 화합물을 얻는 단계;

(8) 화학식 9의 엑소메틸렌 화합물을 하기 화학식 10의 2-아미노-6-할로퓨린 및 6-O-벤질구아닌 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 퓨린계 화합물과 미쯔노부(Mitsunobu) 반응시켜 하기 화학식 11의 뉴클레오사이드 화합물을 얻는 단계;

(9) 화학식 11의 뉴클레오사이드 화합물을 탈보호화시켜 하기 화학식 12의 화합물을 얻는 단계; 및

(10) 화학식 12의 화합물을 가수분해시켜 하기 화학식 1의 엔테카비어를 얻는 단계

를 포함하는, 화학식 1의 엔테카비어의 제조방법:

<화학식 1>

<화학식 2>

<화학식 3>

<화학식 4>

<화학식 5>

<화학식 6>

<화학식 7>

<화학식 8>

<화학식 9>

<화학식 10>

<화학식 11>

<화학식 12>

상기 식에서,

R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 수소원자 또는 하이드록시-보호라디칼이거나, 또는

R₁ 및 R₂가 함께 사이클릭 하이드록시-보호 라디칼을 형성할 수 있고;

R₃은 수소, 알킬실릴 또는 알릴실릴이고;

X는 클로로, 요오도 또는 벤질옥시이다.
제 1 항에 있어서,

상기 하이드록시-보호라디칼이 트리틸, 벤질, 메톡시벤질, p-니트로벤질, 벤 조일, 치환된 벤조일, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 이소프로필디메틸실릴, 3급-부틸디메틸실릴, 3급-부틸디페닐실릴, 텍실디메틸실릴, 알릴, 메톡시메틸, (2-메톡시에톡시)메틸 및 테트라하이드로피라닐로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 2 항에 있어서,

상기 하이드록시-보호라디칼이 트리틸, 벤조일 또는 3급-부틸디페닐실릴인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 사이클릭 하이드록시-보호라디칼이 벤질리덴, 나프틸리덴, 4-페닐벤질리덴, 사이클릭아세탈, 사이클릭케탈, 사이클릭카보네이트, 사이클릭 오르토에스테르 및 사이클릭 1,3-(1,1,3,3-테트라이소프로필)디실옥산디일로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 4 항에 있어서,

상기 사이클릭 하이드록시-보호라디칼이 벤질리덴, 나프틸리덴, 4-페닐벤질리덴 또는 사이클릭케탈인 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 (R)-메틸-CBS 촉매 및 보란디메틸설파이드가, 화학식 2의 시클로펜텐온 화합물 1몰을 기준으로 각각 0.1몰 당량 내지 0.2몰 당량 및 1몰 당량 내지 2몰 당량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단계 2)에서 염기가 이미다졸, 4-디메틸아미노피리딘, 피리딘, 트리에틸아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 (+)-Ipc₂BH(diisopinocampheylborane) 또는 (-)-Ipc₂BH가, 화학식 4의 시클로펜텐 화합물 1몰을 기준으로 1 내지 3몰 당량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 1,1,1-트리아세톡시-1,1-디하이드로-1,2-벤지오독솔-3-(1H)-온이 화학식 5의 시클로펜탄올 화합물 1몰을 기준으로 1 내지 1.5몰 당량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단계 5)에서 술포네이트계 화합물이 화학식 6의 케톤 화합물 1몰을 기준으로 1 내지 2몰 당량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단계 5)에서 염기가 트리에틸아민이고, 화학식 5의 케톤 화합물 1몰을 기준으로 1 내지 4몰 당량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단계 6)의 반응이 -30 내지 -5℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단계 6)에서 과산화물이 화학식 7의 실릴 엔놀에테르 화합물 1몰을 기준으로 1.5 내지 2.3몰 당량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단계 6)에서 완충용액이 소듐포스페이트, 소듐포스페이트디베이직 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것이며, 화학식 7의 실릴 엔놀에테르 화합물 1몰을 기준으로 2 내지 5몰 당량으로 사용되는 것을 특징으로 하는 제조방 법.
하기 화학식 6의 케톤 화합물:

<화학식 6>

상기 식에서,

R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 수소원자 또는 하이드록시-보호라디칼이거나, 또는 R₁ 및 R₂가 함께 사이클릭 하이드록시-보호 라디칼을 형성할 수 있다.
하기 화학식 8의 알파-하이드록시 케톤 화합물:

<화학식 8>

상기 식에서,

R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 수소원자 또는 하이드록시-보호라디칼이거나, 또는 R₁ 및 R₂가 함께 사이클릭 하이드록시-보호 라디칼을 형성할 수 있고;

R₃은 수소, 알킬실릴 또는 알릴실릴이다.