KR20240042630A

KR20240042630A - 아렌의 촉매적 글리코실화 방법

Info

Publication number: KR20240042630A
Application number: KR1020247006935A
Authority: KR
Inventors: 벤자민 리스트; 칼라 오브라도르스; 벤자민 미츠케; 마일스 오클랜드
Original assignee: 슈투디엔게젤샤프트 콜레 게게엠베하
Priority date: 2021-08-03
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2024-04-02
Also published as: IL310087A; AU2022323293A1; CN117836298A; CA3225531A1; EP4130001A1; WO2023011994A1; EP4380938A1; JP2024528206A

Abstract

본 발명은 무엇보다도 항바이러스성 프로드러그 렘데시비르의 뉴클레오시드 유사체 GS-441524의 효율적인 합성을 허용하는 아렌의 촉매적 글리코실화 방법에 관한 것이다.

Description

아렌의 촉매적 글리코실화 방법

본 발명은 무엇보다도 항바이러스성 프로드러그 렘데시비르의 뉴클레오시드 유사체의 효율적인 합성을 허용하는 아렌의 촉매적 글리코실화 방법에 관한 것이다. 상기 뉴클레오시드 유사체 항바이러스성 약물은 Gilead Sciences에 의해 개발되었고, GS-441524로 명명되었다. 이는 항바이러스성 프로드러그 렘데시비르의 주요 혈장 대사산물이며, 인간 환자에서 약 24시간의 반감기를 갖는다.

2020년 초부터, 과학자들은 SARS-CoV-2에 대항하기 위한 효과적인 해법을 찾기 위해, 특히 질병의 확산을 억제하는 신뢰할 수 있는 백신을 개발하고 질병이 인체에 미치는 영향을 퇴치하기 위해 약물을 재창출함으로써, 노력해 왔다. 항바이러스성 프로드러그 렘데시비르는 여전히 감염 초기 스테이지 동안 가장 널리 사용되는 치료제이다. 그러나, 현재 합성 경로는 보호기, 공기에 민감한 시약 및 극저온 조건의 사용에 의존한다.

사회는 SARS-CoV-2의 영향을 억제하는 것에 대한 응용 및 기초 과학의 현저한 효과를 목격했다. 이 발병은 제약 부문으로부터 특히 소분자 치료제, 예방접종 및 생체의료 기기 측면에서 집중적으로 다뤄졌다. 팬데믹은 또한 신속하고 표적화된 대응을 가능하게 하기 위해 기존 약물을 재창출하려는 전 세계적인 노력을 주도했다. 렘데시비르(베클루리)는 원래 에볼라 바이러스에 대항하기 위해 임상 시험에서 평가된 항바이러스성 프로드러그이며, COVID-19에 대해서는 다소 엇갈린 결과를 보여주지만, 이것은 여전히 감염 초기 스테이지 동안 가장 널리 사용되는 치료이다.

결과적으로, 항바이러스성 뉴클레오시드를 제조하기 위한 개선된 방법에 대한 필요성이 있다.

문헌 [CHEMICAL REVIEWS, VOL. 117, pages 1687-1764, 2017]의 리뷰는, 히드록실기의 보호 없이 루이스산 촉매의 존재 하에서의 단당류와 아렌 화합물의 직접적인 C-글리코실화의 단일 예를 개시한다. 상기 개시내용으로부터 더 이상의 세부사항을 도출할 수 없다.

따라서 발명자들은 아렌 및 (헤테로)아렌의 비보호 단당류로의 간단한 첨가의 개발에 중점을 두었다. 여기서, 발명자들은 선택적으로 고리화되어 동적 α-푸라노스 또는 열역학적으로 유리한 β-아노머를 제공할 수 있는 개환된 폴리올을 수득하는, 실릴륨 촉매화되고 완전히 입체선택적인 C-C 결합 형성을 발견했다. 이 방법은 후속 Mn 촉매화된 C-H 산화 및 데옥시시안화(deoxycyanation) 후 렘데시비르 전구체 GS-441524의 합성을 촉진한다.

제1 양태에서, 본 발명은 아렌의 글리코실화 방법으로서, 단당류를, 루이스산 촉매의 존재 하에 단당류에 하나 이상의 실릴기를 도입하기 위한 실릴화제와 반응시키고 아렌 또는 헤테로아렌으로부터 선택되는 방향족 탄화수소와 반응시키고, 각각은 선택적으로 하나 이상의 치환기를 보유하며, 이어서 하나 이상의 실릴기를 제거하여 뉴클레오시드 유사체를 수득하는 것인 방법에 관한 것이다.

발명의 방법에서, 단당류는 바람직하게는 테트로스, 펜토스, 헥소스 및 이들의 임의의 데옥시 형태로부터 선택되고, 단당류는 더 바람직하게는 리보스 또는 데옥시리보스로부터 선택된다.

발명의 방법에서, 실릴화제는 히드로실란, 알릴실란, 메타알릴실란, 아릴실란, 트리플루오로메틸실란, 벤질실란, 디실라잔, 실릴 할라이드, 실릴 시안화물, 실릴 아지드, 실릴 포스파이트, 실릴 케텐 아세탈, 비스(실릴)아세트아미드, 특히 트리-(C₁ 내지 C₆-알킬)-치환된 실릴 화합물, 바람직하게는 비스(실릴)아세트아미드, 더 바람직하게는 (N,O-비스(트리메틸실릴)트리플루오로아세트아미드로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 트리-(C₁ 내지 C₆-알킬)-치환된 실릴기를 헤미아세탈 형태, 즉 푸라노스 또는 피라노스 형태의 단당류의 각각의 히드록실기로 전달하는 데 사용된다. 발명의 방법에서, BSTFA(N,O-비스(트리메틸실릴)트리플루오로아세트아미드는 반응물에 대한 용매 역할 또한 할 수 있는 바람직한 실릴화제이다.

반응 조건은 별로 중요하지 않으며 반응 온도와 반응 압력은 반응 파트너에 적합화할 수 있다. 반응물에 대한 용매가 사용될 수 있으며 펜탄, 헥산, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 테트라히드로푸란, 디에틸 에테르, 1,4-디옥산, 에틸 아세테이트, 디메틸포름아미드, 아세토니트릴과 같은 비극성 내지 극성 비양성자성 유기 용매로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 반응은 50℃ 내지 70℃의 약간 상승된 온도 이하의 주변 온도 하에, 그리고 대기압 하에 원 포트 반응으로서 수행된다.

루이스산 촉매는 특별히 한정되지 않으며, 삼불화붕소 에테레이트, 칼슘(II) 비스(트리플루오로메탄설폰이미드), 염화알루미늄, 염화철(III), 염화주석(IV), 인듐(III) 트리플루오로메탄설포네이트, 비스무트(III) 트리플루오로메탄설포네이트, 희토류 금속 트리플루오로메탄설포네이트, 지르코노센 이염화물, 트리틸륨 테트라플루오로보레이트, 실릴 트리플루오로메탄설포네이트, 실릴 과염소산염, 실릴 비스(트리플루오로메탄설포닐)이미드, 실릴 디설폰이미드(DSI), 실릴 비나프틸-알릴-테트라설폰(BALT), 실릴 이미도디포스포리미데이트(IDPi), N,N'-비스(트리플루오로메탄설포닐)포스포르아미드이미데이트(PADI)로부터 선택될 수 있다. 발명의 방법에서, TMSOTf(트리메틸실릴)트리플루오로메탄설포네이트는 바람직한 루이스산이다.

방향족 탄화수소는, 1 내지 4개의 방향족 고리를 함유하고 각각의 고리는 선택적으로 하나 이상의 헤테로치환기에 의해 치환되는 아렌, 또는 1 내지 4개의 고리를 함유하고 1 내지 4개의 헤테로원자를 함유하며 각각의 고리는 선택적으로 하나 이상의 헤테로치환기에 의해 치환되는 헤테로아렌으로부터 선택될 수 있으며, 하기에 추가로 정의된다. 바람직한 아렌 또는 바람직한 헤테로아렌은 각각 아니솔, 아닐린, 피롤, 푸란, 티오펜, 옥사졸, 티아졸, 이속사졸, 이소티아졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사디아졸, 테트라졸, 피라졸, 아제핀, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 옥사진, 티아진, 트리아진으로부터 선택될 수 있고, 각각은 선택적으로 하나 이상의 헤테로치환기에 의해 치환된다.

제2 양태에서, 반응성 약물 GS-441524를 제공하기 위해, 단당류가 리보스이고 헤테로아렌이 피롤로[2,1-f][1,2,4]트리아진-4-아민이며 발명의 방법에 따라 얻을 수 있는 뉴클레오시드 유사체는, 히드록실기에 대한 보호제로 추가 처리될 수 있고, 얻어진 보호된 뉴클레오시드 유사체는 산화제로 처리되어 아노머 탄소 원자 상에 히드록실기를 도입하고, 아노머 탄소 원자 상에 히드록실기를 갖는 얻어진 반응 생성물은 시안화제로 처리되어 아노머 탄소 원자 상의 히드록실기를 니트릴기에 의해 대체하고, 반응 생성물은 최종적으로 탈보호제로 처리되어 리보스 모어이티 상의 히드록실기로부터 보호기를 제거한다.

리보스 모어이티의 히드록실기에 대한 보호제는 알킬 할라이드, 알킬 카복실산 무수물, 아릴 카복실산 무수물, 알킬 카복실산 클로라이드, 아릴 카복실산 클로라이드, 실릴 할라이드, 비스(실릴)아세트아미드, 실릴 트리플루오로메탄설포네이트, 아세톤, 알킬 클로로메틸 에테르, 2-(실릴)에톡시 클로로메틸 에테르로부터 선택될 수 있고, 바람직하게는 아세트산 무수물 또는 벤조산 무수물이다.

히드록실기를 보호한 후, 보호된 뉴클레오시드 유사체는 리보뉴클레오시의 아노머 탄소 원자에 히드록실기를 도입하기 위해 비극성 비양성자성 유기 용매에서 산화제로 처리된다. 바람직하게는, 산화제는 촉매로서의 Mn(TPP)Cl((5,10,15,20-테트라페닐-21H,23H-포르핀 망간(III) 클로라이드) 존재 하에 요오도실 벤젠이다.

다음 반응 단계에서, 얻어진 반응 생성물로서의 산화된 리보뉴클레오시드가 비극성 비양성자성 유기 용매에서 비스(트리플루오로메탄)설폰이미드와 같은 강산의 존재 하에, 실릴 시안화물, 알칼리 금속 시안화물, 바람직하게는 트리메틸 실릴 시안화물(TMSCN)로부터 선택되는 시안화제로 처리됨으로써 α:β 부분입체이성질체의 혼합물이 얻어지고, 여기서 α-부분입체이성질체 (2R,3R,4R,5R)-2-(4-아세트아미도피롤로[2,1-f][1,2,4]트리아진-7-일)-5-(아세톡시메틸)-2-시아노테트라히드로-푸란-3,4-디일 디아세테이트가 주생성물로서 얻어진다. 바람직하게는, 반응은 0℃이하의 온도 및 대기압 하에서 수행된다.

다음 반응 단계에서, α:β 부분입체이성질체의 혼합물이 알칼리 금속 알코올레이트, 알칼리 금속 카보네이트, 바람직하게는 나트륨 메탄올레이트로부터 선택되는 염기로 바람직하게는 메탄올, 에탄올 또는 이소프로판올과 같은 지방족 알코올에서 처리되어 아세테이트 보호기를 제거함으로써 단일 α-부분입체이성질체(2R,3R,4S,5R)-2-(4-아미노피롤로[2,1-f][1,2,4]트리아진-7-일)-3,4-디히드록시-5-(히드록시메틸)테트라히드로-푸란-2-카보니트릴이 얻어진다.

본 발명의 맥락에서, 다음 정의는 청구범위 및 명세서에 사용된 바와 같은 원소 및 기를 정의하기 위해 사용된다.

정의

본원에 기술된 화합물은 하나 이상의 비대칭 중심을 포함할 수 있고, 따라서 다양한 이성질체 형태, 예를 들어 거울상이성질체 및/또는 부분입체이성질체로 존재할 수 있다. 예를 들어, 본원에 기술된 화합물은 개별 거울상이성질체, 부분입체이성질체 또는 기하 이성질체의 형태일 수 있고, 또는 라세미 혼합물 및 하나 이상의 입체이성질체가 풍부한 혼합물을 포함하는 입체이성질체의 혼합물 형태일 수 있다. 이성질체는 키랄 고압 액체 크로마토그래피(HPLC) 및 키랄 염의 형성 및 결정화를 포함하는, 당업자에게 공지된 방법에 의해 혼합물로부터 단리될 수 있고; 또는 바람직한 이성질체는 비대칭 합성에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 문헌 [Jacques et al., Enantiomers, Racemates and Resolutions (Wiley Interscience, New York, 1981)]; 문헌 [Wilen et al., Tetrahedron 33:2725 (1977)]; 문헌 [Eliel, Stereochemistry of Carbon Compounds (McGraw-Hill, NY, 1962)]; 및 문헌 [Wilen, Tables of Resolving Agents and Optical Resolutions p. 268 (E.L. Eliel, Ed., Univ. of Notre Dame Press, Notre Dame, IN 1972)]을 참조하면 된다. 본 발명은, 다른 이성질체가 실질적으로 없는 개별 이성질체로서, 그리고 대안적으로 다양한 이성질체의 혼합물로서 본원에 기술된 화합물을 추가적으로 포괄한다.

값의 범위가 나열될 때, 이는 범위 이내에 있는 각각의 값과 하위 범위를 포괄하도록 의도된다. 예를 들어 "C_1-6"은 C₁, C₂, C₃, C₄, C₅, C₆, C_1-6, C_1-5, C_1-4, C_1-3, C_1-2, C_2-6, C_2-5, C_2-4, C_2-3, C_3-6, C_3-5, C_3-4, C_4-6, C_4-5, 및 C_5-6을 포괄하도록 의도된다.

용어 "지방족"은 포화 및 불포화 둘 다의, 직선 사슬(즉, 비분지), 분지, 비고리, 고리 또는 다환 지방족 탄화수소를 포함하며, 이는 선택적으로 하나 이상의 작용기로 치환된다. 당업자에 의해 이해될 바와 같이, "지방족"은 본원에서 알킬, 알케닐, 알키닐, 사이클로알킬, 사이클로알케닐 및 사이클로알키닐 모어이티를 포함하도록 의도되지만 이에 한정되지 않는다. 따라서, 용어 "알킬"은 직선, 분지 및 비고리 알킬기를 포함한다. "알케닐", "알키닐" 등과 같은 기타 일반 용어에도 유사한 관행이 적용된다. 또한, 용어 "알킬", "알케닐", "알키닐" 등은 치환기 및 비치환기를 둘 다 포괄한다. 특정 실시양태에서, "저급 알킬"은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬기(비고리, 치환, 비치환, 분지 또는 비분지)를 나타내는 데 사용된다.

본원에 사용된 바와 같이, "알킬"은 1 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 직선 사슬, 고리 또는 분지 포화 탄화수소기의 라디칼을 지칭한다("C_1-20 알킬"). 일부 실시양태에서, 알킬기는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-10 알킬"). 일부 실시양태에서, 알킬기는 1 내지 9개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-9 알킬"). 일부 실시양태에서, 알킬기는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-8 알킬"). 일부 실시양태에서, 알킬기는 1 내지 7개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-7 알킬"). 일부 실시양태에서, 알킬기는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-6 알킬"). 일부 실시양태에서, 알킬기는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-5 알킬"). 일부 실시양태에서, 알킬기는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-4 알킬"). 일부 실시양태에서, 알킬기는 1 내지 3개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-3 알킬"). 일부 실시양태에서, 알킬기는 1 내지 2개의 탄소 원자를 갖는다("C_1-2 알킬"). 일부 실시양태에서, 알킬기는 1개의 탄소 원자를 갖는다("C₁ 알킬"). 일부 실시양태에서, 알킬기는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다("C_2-6 알킬"). C_1-6 알킬기의 예는 메틸(C₁), 에틸(C₂), n-프로필(C₃), 이소프로필(C₃), n-부틸(C₄), tert-부틸(C₄), sec-부틸(C₄), 이소부틸(C₄), n-펜틸(C₅), 3-펜타닐(C₅), 아밀(C₅), 네오펜틸(C₅), 3-메틸-2-부타닐(C₅), 3차 아밀(C₅) 및 n-헥실(C₆)을 포함한다. 알킬기의 추가적인 예는 n-헵틸(C₇), n-옥틸(C₈) 등을 포함한다. 달리 명시하지 않는 한, 알킬기의 각각의 경우는 독립적으로 비치환("비치환된 알킬") 또는 하나 이상의 치환기로 치환("치환된 알킬")된다. 특정 실시양태에서, 알킬기는 비치환된 C_1-10 알킬(예를 들어, -CH₃)이다. 특정 실시양태에서, 알킬기는 치환된 C_1-10 알킬이다.

"방향족 탄화수소 또는 아렌 또는 아릴"은 방향족 고리 시스템에서 제공되는 6 내지 14개의 고리 탄소 원자와 0개의 헤테로원자를 갖는, (예를 들어, 고리 배열에 공유되는 6, 10 또는 14 파이 전자를 갖는) 단환 또는 다환(예를 들어, 이환 또는 삼환) 4n+2 방향족 고리 시스템의 라디칼을 지칭한다("C_6-14 아릴"). 일부 실시양태에서, 아릴기는 6개의 고리 탄소 원자를 갖는다("C₆ 아릴"; 예를 들어, 페닐). 일부 실시양태에서, 아릴기는 10개의 고리 탄소 원자를 갖는다("C₁₀ 아릴"; 예를 들어, 1-나프틸 및 2-나프틸과 같은 나프틸). 일부 실시양태에서, 아릴기는 14개의 고리 탄소 원자를 갖는다("C₁₄ 아릴"; 예를 들어, 안트라실). "아릴"은 또한 상기 정의된 바와 같이 아릴 고리가 하나 이상의 카보사이클릴기 또는 헤테로사이클릴기와 융합되고 라디칼 또는 부착점이 아릴 고리에 있는 고리 시스템을 포함하며, 이러한 경우 탄소 원자의 수는 계속 아릴 고리 시스템에서 탄소 원자의 수를 지정한다. 달리 명시하지 않는 한, 아릴기의 각각의 경우는 독립적으로 선택적 치환, 즉 비치환("비치환된 아릴") 또는 하나 이상의 치환기로 치환("치환된 아릴")된다. 특정 실시양태에서, 아릴기는 비치환된 C_6-14아릴이다. 특정 실시양태에서, 아릴기는 치환된 C_6-14아릴이다.

"아랄킬"은 알킬 및 아릴의 하위 집합이고, 선택적으로 치환된 아릴기에 의해 치환된 선택적으로 치환된 알킬기를 지칭한다. 특정 실시양태에서, 아랄킬은 선택적으로 치환된 벤질이다. 특정 실시양태에서, 아랄킬은 벤질이다. 특정 실시양태에서, 아랄킬은 선택적으로 치환된 페네틸이다. 특정 실시양태에서, 아랄킬은 페네틸이다.

"헤테로방향족 탄화수소 또는 헤테로아렌 또는 헤테로아릴"은, 방향족 고리 시스템에서 제공되는 고리 탄소 원자 및 1 내지 4개의 고리 헤테로원자를 가지며 여기서 각각의 헤테로원자는 질소, 산소 및 황으로부터 독립적으로 선택되는, (예를 들어, 고리 배열에 공유되는 6 또는 10 파이 전자를 갖는) 5 내지 18원 단환 또는 이환 4n+2 방향족 고리 시스템의 라디칼을 지칭한다("5 내지 18원 헤테로아릴"). 하나 이상의 질소 원자를 함유하는 헤테로아릴기에서, 부착점은 원자가가 허용하는 대로 탄소 또는 질소 원자일 수 있다. 헤테로아릴 이환 고리 시스템은 고리 하나 또는 둘 다에 하나 이상의 헤테로원자를 포함할 수 있다. "헤테로아릴"은 상기 정의된 바와 같이 헤테로아릴 고리가 하나 이상의 카보사이클릴기 또는 헤테로사이클릴기와 융합되고 부착점이 헤테로아릴 고리에 있는 고리 시스템을 포함하며, 이러한 경우 고리 구성원의 수는 계속 헤테로아릴 고리 시스템에서 고리 구성원의 수를 지정한다. "헤테로아릴"은 또한 상기 정의된 바와 같이 헤테로아릴 고리가 하나 이상의 아릴기와 융합되고 부착점이 아릴 또는 헤테로아릴 고리에 있는 고리 시스템을 포함하며, 이러한 경우 고리 구성원의 수는 융합된 (아릴/헤테로아릴) 고리 시스템에서 고리 구성원의 수를 지정한다. 고리 하나가 헤테로원자를 함유하지 않는 이환 헤테로아릴기(예를 들어, 인돌릴, 퀴놀리닐, 카르바졸릴 등)의 부착점은 어느 하나의 고리, 즉 헤테로원자를 보유하는 고리(예를 들어, 2-인돌릴) 또는 헤테로원자를 함유하지 않는 고리(예를 들어, 5-인돌릴)에 있을 수 있다.

일부 실시양태에서, 헤테로아릴기는, 방향족 고리 시스템에 제공되는 고리 탄소 원자 및 1 내지 4개의 고리 헤테로원자를 가지며 각각의 헤테로원자는 질소, 산소 및 황으로부터 독립적으로 선택되는 5 내지 10원 방향족 고리 시스템이다("5 내지 10원 헤테로아릴"). 일부 실시양태에서, 헤테로아릴기는, 방향족 고리 시스템에 제공되는 고리 탄소 원자 및 1 내지 4개의 고리 헤테로원자를 가지며 각각의 헤테로원자는 질소, 산소 및 황으로부터 독립적으로 선택되는 5 내지 8원 방향족 고리 시스템이다("5 내지 8원 헤테로아릴"). 일부 실시양태에서, 헤테로아릴기는, 방향족 고리 시스템에 제공되는 고리 탄소 원자 및 1 내지 4개의 고리 헤테로원자를 가지며 각각의 헤테로원자는 질소, 산소 및 황으로부터 독립적으로 선택되는 5 내지 6원 방향족 고리 시스템이다("5 내지 6원 헤테로아릴"). 일부 실시양태에서, 5 내지 6원 헤테로아릴은 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 1 내지 3개의 고리 헤테로원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, 5 내지 6원 헤테로아릴은 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 1 내지 2개의 고리 헤테로원자를 갖는다. 일부 실시양태에서, 5 내지 6원 헤테로아릴은 질소, 산소 및 황으로부터 선택되는 1개의 고리 헤테로원자를 갖는다. 달리 명시하지 않는 한, 헤테로아릴기의 각각의 경우는 독립적으로 선택적 치환, 즉 비치환("비치환된 헤테로아릴") 또는 하나 이상의 치환기로 치환("치환된 헤테로아릴")된다. 특정 실시양태에서, 헤테로아릴기는 비치환된 5 내지 14원 헤테로아릴이다. 특정 실시양태에서, 헤테로아릴기는 치환된 5 내지 14원 헤테로아릴이다.

1개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 5원 헤테로아릴기는 피롤릴, 푸라닐 및 티오페닐을 제한 없이 포함한다. 2개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 5원 헤테로아릴기는 이미다졸릴, 피라졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 티아졸릴 및 이소티아졸릴을 제한 없이 포함한다. 3개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 5원 헤테로아릴기는 트리아졸릴, 옥사디아졸릴 및 티아디아졸릴을 제한 없이 포함한다. 4개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 5원 헤테로아릴기는 테트라졸릴을 제한 없이 포함한다. 1개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 6원 헤테로아릴기는 피리디닐을 제한 없이 포함한다. 2개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 6원 헤테로아릴기는 피리다지닐, 피리미디닐 및 피라지닐을 제한 없이 포함한다. 3개 또는 4개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 6원 헤테로아릴기는 각각 트리아지닐 및 테트라지닐을 제한 없이 포함한다. 1개의 헤테로원자를 함유하는 예시적인 7원 헤테로아릴기는 아제피닐, 옥세피닐 및 티에피닐을 제한 없이 포함한다. 예시적인 5,6-이환 헤테로아릴기는 인돌릴, 이소인돌릴, 인다졸릴, 벤조트리아졸릴, 벤조티오페닐, 이소벤조티오페닐, 벤조푸라닐, 벤조이소푸라닐, 벤즈이미다졸릴, 벤즈옥사졸릴, 벤즈이속사졸릴, 벤즈옥사디아졸릴, 벤즈티아졸릴, 벤즈이소티아졸릴, 벤즈티아디아졸릴, 인돌리지닐 및 퓨리닐을 제한 없이 포함한다. 예시적인 6,6-이환 헤테로아릴기는 나프티리디닐, 프테리디닐, 퀴놀리닐, 이소퀴놀리닐, 신놀리닐, 퀴녹살리닐, 프탈라지닐 및 퀴나졸리닐을 제한 없이 포함한다.

"헤테로아랄킬"은 알킬 및 헤테로아릴의 하위 집합이고, 선택적으로 치환된 헤테로아릴기에 의해 치환된 선택적으로 치환된 알킬기를 지칭한다.

달리 명시적으로 제공하지 않는 한, 본원에 기술된 원자, 모어이티 또는 기는 원자가가 허용하는 대로 비치환 또는 치환될 수 있다. 용어 "선택적으로 치환된"은 치환 또는 비치환을 지칭한다.

알킬기, 아릴기 및 헤테로아릴기는 선택적으로 치환된다(예를 들어, "치환된" 또는 "비치환된" 알킬기, 또는 "비치환된" 아릴기 또는 "치환된" 또는 "비치환된" 헤테로아릴기). 일반적으로, 용어 "치환된"은, 용어 "선택적으로"가 앞에 있는지 여부와 관계 없이, 기(예를 들어, 탄소 또는 질소 원자)에 존재하는 적어도 하나의 수소가, 허용되는 치환기, 예를 들어 치환 시 안정한 화합물, 예를 들어 재배열, 고리화, 제거 또는 기타 반응과 같은 변형을 자발적으로 거치지 않는 화합물을 유도하는 치환기로 대체된다는 것을 의미한다. 달리 명시하지 않는 한, "치환된" 기는 기의 하나 이상의 치환 가능한 위치에 치환기를 가지며, 임의의 주어진 구조에서 하나 이상의 위치가 치환되는 경우, 치환기는 각각의 위치에서 동일하거나 상이하다. 본 발명의 목적을 위해, 질소와 같은 헤테로원자는 수소 치환기 및/또는 본원에 기술된 바와 같은 임의의 적합한 치환기를 가질 수 있고, 이는 헤테로원자의 원자가를 만족시키고 안정적인 모어이티의 형성을 유도한다. 특정 실시양태에서, 치환기는 탄소 원자 치환기이다. 특정 실시양태에서, 치환기는 질소 원자 치환기이다. 특정 실시양태에서, 치환기는 산소 원자 치환기이다. 특정 실시양태에서, 치환기는 황 원자 치환기이다.

예시적인 치환기는 할로겐, -CN, -NO₂, -N₃, -SO₂H, -SO₃H, -OH, -OR, -ON(R)₂, -N(R)₂, -N(R)₃ ⁺X^-, -SH, -SR, -SSR, -C(=O)R, -CO₂H, -CHO, -C(OR)₃, -CO₂R, -OC(=O)R, -OCO₂R, -C(=O)N(R)₂, -OC(=O)N(R)₂, -NRC(=O)R, -NRCO₂R, -NRC(=O)N(R)₂, -C(=NR)R, -C(=NR)OR, -OC(=NR)R, -OC(=NR)OR, -C(=NR)N(R)₂, -OC(=NR)N(R)₂, -NRC(=NR)N(R)₂, -C(=O)NRSO₂R, -NRSO₂R, -SO₂N(R)₂, -SO₂R, -SO₂OR, -OSO₂R, -S(=O)R, -OS(=O)R, -Si(R)₃, -OSi(R)₃ -C(=S)N(R)₂, -C(=O)SR, -C(=S)SR, -SC(=S)SR, -SC(=O)SR, -OC(=O)SR, -SC(=O)OR, -SC(=O)R, C_1-10 알킬, C_1-10 할로알킬, C_2-10 알케닐, C_2-10 알키닐, C_3-10 카보사이클릴, 3 내지 14원 헤테로사이클릴, C_6-14 아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴을 포함하지만 이에 한정되지 않고, 여기서 각각의 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴 및 헤테로아릴은 0, 1, 2, 3, 4 또는 5개의 R기로 독립적으로 치환되고; 또는 탄소 원자에 있는 2개의 같은 자리 수소가 =O, =S, =NN(R)₂, =NNRC(=O)R, =NNRC(=O)OR, =NNRS(=O)₂R, =NR, 또는 =NOR 기로 대체되며; 여기서 R의 각각의 경우는, 독립적으로, C_1-10 알킬, C_1-10 할로알킬, C_2-10 알케닐, C_2-10 알키닐, C_3-10 카보사이클릴, 3 내지 14원 헤테로사이클릴, C_6-14아릴, 및 5 내지 14원 헤테로아릴로부터 선택되거나, 또는 2개의 R 기가 연결되어 3 내지 14원 헤테로사이클릴 또는 5 내지 14원 헤테로아릴 고리를 형성하며, 여기서 각각의 알킬, 알케닐, 알키닐, 카보사이클릴, 헤테로사이클릴, 아릴 및 헤테로아릴은 할로겐, -OH, -OR, -CN, -NO₂, -NR₂로부터 선택되는 하나 이상의 치환기를 가질 수 있고, 여기서 R은 수소 또는 C_1-6 알킬이다.

"할로" 또는 "할로겐"은 불소(플루오로, -F), 염소(클로로, -Cl), 브롬(브로모, -Br) 또는 요오드(요오도, -I)를 지칭한다.

본 발명은 첨부된 도면 및 실시예에 의해 추가로 예시된다. 도면에서, 각각의 도면은
도 1. A. 뉴클레오시드 기반 항바이러스제의 예. B. 렘데시비르의 합성에 대해 확립된 순서. C. 본원의 설계: 유리 D-리보스의 아릴화.
도 2. A. 일시적 실릴화에 의한 D-리보스의 부분입체선택적 작용화. B. C-C 결합 형성에 대한 기계적 통찰. C. 다른 (헤테로)아렌과 다른 당의 추가적인 예.
도 3. 고리화 온도의 변화에 따른 α- 및 β- C-글리코실화 뉴클레오시드 둘 다의 선택적 합성.
도 4. 과아세틸화된 리보뉴클레오시드 α-6의 벤질 C-H 산화 및 부분입체선택적 데옥시시안화.
도 1에 도시된 바와 같이, 렘데시비르와 같은 뉴클레오타이드 유사체는 일반적으로 RNA 항바이러스성 특성으로 유명한 화합물의 종류이다(도 1A). 단당류 유도체의 만연한 존재 외에도, 이들의 합성은 여전히 비보호된 당의 작용화에 내재하는 선택성 문제로 인해 다단계 순서 및 보호기의 사용에 의존한다.
렘데시비르의 경우, Gilead의 산업 경로는 D-리보스로부터 4가지 단계에서 얻어지는 퍼벤질화 D-리보노락톤(도 1B)으로 시작하며, 수반되는 여러 단계에, 민감한 시약과 극저온 조건을 필요로 한다. 이러한 필요성의 맥락은 헤테로고리 아렌을 구축하기 위한 새로운 접근법과 모노포스페이트 유사 측쇄를 도입하기 위한 유기촉매 비대칭 포스포라미드화에 대한 개선을 고무시켰다. 그러나, 핵심 뉴클레오시드 자체의 구성을 간소화하는 것에 대한 노력은 파악하기 어려운 채로 남아있다. 뉴클레오시드의 직접 조립에 대한 최근 발전은 아노머 위치에서의 C-헤테로원자 결합의 형성에 중점을 둔 반면, C-C 연결 해제에 대한 예는 거의 없다.
발명자들은 핵심 단계로서 실릴륨 촉매작용에 의한 D-리보스의 아릴화를 특징으로 하는, 렘데시비르에 대한 새롭고 매우 용이한 경로의 개발을 목표로 했다(도 1C). 여기서 발명자들은, 결국 원-포트 방식으로 뉴클레오시드 중간체를 제공하는, (헤테로)아렌의 비보호된 당으로의 완전히 위치- 및 입체선택적인 첨가를 보고한다. α- 또는 β-아노머의 발산 형성은 각각 속도론적 제어에 의해 또는 열역학적으로 구동되는 에피머화를 통해 달성된다. 마지막으로, 새로운 방법은 선택적 Mn 촉매화된 벤질 C-H 산화 및 부분입체선택적 데옥시시안화에 의해 렘데시비르 전구체 GS-441524의 편리한 합성을 가능하게 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 발명자들의 접근법은 헤테로고리의 고유 친핵성을 이용하며, 이는 예비작용화 및 공기 민감성 유기금속 시약의 제조에 대한 요건을 제거한다. 또한, 발명자들은 두 가지 주요 목적인, 모든 양성자성 작용성의 동일계내(in situ) 보호 뿐만 아니라 선택적 아노머 활성화를 동시에 충족하기 위해 탄수화물의 루이스산 촉매화된 일시적인 실릴화를 이용한다(도 2A). 발명자들은. D-리보스가 25℃에서 촉매 TMSOTf에 의해 빠르게 활성화되고, 이는 순수한 실리콘 공급원인 N,O-비스(트리메틸실릴)트리플루오로아세트아미드(BSTFA)의 프로토탈실릴화 시 재생된다는 것을 발견했다. 핵심 C-C 결합 형성은 단독(neat) 조건 하에 50℃에서 발생하여, 배타적으로 정량적 수율의 단일 선형 이성질체 1-TMS₆으로 이어진다. 그러나 변형 중에, 이 동적 혼합물은 부분입체선택적으로 단일 생성물로 수렴한다. TBAF로 인한 조반응 혼합물의 후속 탈실릴화는 선형 유사체 1을 원-포트 방식(86%)으로 전달하여, 실리콘의 사용을 흔적없게 만든다. 예비 시도에서 이 방법이 대체당과 (헤테로)아렌의 작용화에도 적합하다는 것이 밝혀졌고(도 2C); 여기서 발명자들은 세 가지 추가적인 예시를 보여 주며 현재 우리 실험실에서는 보다 포괄적인 연구가 진행 중이다. D-자일로스와의 반응 또한 생성물 2를 단일 부분입체이성질체로서 전달하지만, 수율은 약간 더 낮다(53%). 또한 인돌 유도체의 첨가는, 우수한 수율로 25℃에서 폴리올 3(69%)에 대해 발생한다. 마지막으로, 1,3,5-트리메톡시벤젠은 유사하게 71% 수율로 화합물 4에 대해 유도체화를 가능하게 한다.
탄수화물 유도체에 대한 루이스산 촉매 친핵성 첨가는 일반적으로 아노머 치환기의 활성화로부터 유래된, 옥소카베늄 중간체를 통해 진행되는 것으로 여겨진다. 그러나, 여기서 단일 선형 생성물의 형성에 비추어 이 가정에 의문이 제기된다. 대신에, 발명자들은 TMSOTf가, 고리 개방으로 이어지는 헤테로고리와의 반응 전에, 당의 고리내 산소 원자에 배위하는 메커니즘을 제안한다(도 2B). 철저한 NMR 분석을 통해, 감소된 양의 이성질체가 전달되는, 당의 실릴화가 25℃에서 확인되었다(Supporting Information, 도 S10-23 참조). 발명자들은 실제로 TMS 보호된 리보피라노스와 -푸라노스(각각 77% 및 21%)를 관찰할 수 있었다. 중간체 둘 다에 β-아노머만 존재하며, 여기서 아노머기는 입체적 이유로 인접한 실록시기에 대해 트랜스 배향된다(DFT 계산에 대한 Supporting Information, 도 S46 참조). 결과적으로, S_N2 유형 메커니즘을 통한 연속적인 친핵성 치환은 단일 부분입체이성질체로서 생성물에 수렴한다. 50℃에서의 반응 속도법 분석은 아렌의 소비가 생성물의 형성을 반영하며, 피라노스 이성질체가 푸라노스보다 더 빠르게 반응한다는 것을 밝혔다. 이중 첨가의 흔적도 발견되었다.
도 3에 도시된 바와 같이, 발명자들은 반응 혼합물이 불화물보다는 산 처리를 받을 때 상응하는 C-리보푸라노실화된 생성물이 얻어지는 것을 발견했다(도 3). α-생성물 5의 형성은 25℃에서 우수한 수율과 높은 부분입체선택성(71%, α/β = 90:10)으로 산 처리를 수행함으로써 달성된다. 대조적으로, 50℃에서 산 처리는 열역학적으로 유리한 β-뉴클레오시드 5(48%, α/β = 14:86)로 직접 이어진다. α-에서 β-로의 에피머화는, 50℃에서 디옥산 중 HCL로 단리된 생성물 α-5를 재제출한 후 ¹H NMR에 의해 모니터링될 수 있다(Supporting Information, 도 S27 참조).
도 4에 추가로 도시된 바와 같이, 항바이러스성 약물 GS-441524의 합성의 맥락에서 니트릴 모어이티의 후속 산화 설치가 필요했다. 따라서, 발명자들은 입체불안정한 헤미아세탈 7을 공급하기 위한 초기 C-H 산화를 구상하였고(도 4), 이는 결국 부분입체수렴적으로 데옥시시안화되어 GS-441524를 제공할 수 있다.
뚜렷하게 구별되는 접근법을 조사한 후, Mn 촉매화된 벤질 C-H 산화에 의해 원하는 반응성이 달성되었다. 특히, α-아노머 5의 배타적 반응성이 관찰되었는데, 이는 DFT 최적화된 바닥 상태 구조에 따른, 이것의 β-수소 원자의 Mn-포르피린 복합체에 대한 더 높은 접근성으로부터 유도되었을 가능성이 가장 크다(Supporting Information, 도 S31 참조). 더 짧은 반응 시간과 산화제의 일부 첨가는 화학선택성을 결정하는 중요한 요소이며, 리보노락톤에 대한 단편적인 과산화가 가장 두드러지는 부반응이다. 컬럼 크로마토그래피를 통한 단일 정제로 D-리보스로부터 60%의 수율로 15 mmol 규모로 합성된 과아세틸화된 α-리보뉴클레오시드 6으로부터 시작하여, 산화 생성물 7은 중요하지 않은 이성질체 혼합물로서(CD₂Cl₂에서의 평형 분배: 46:54 케톤/헤미아세탈, α:β = 63:37) 27%의 총 수율로 얻어진다(57% brsm).
벤질 보호된 헤미아세탈의 데옥시시안화에 대한 이전 보고는 우리 경로의 마지막 단계에 대한 뛰어난 통찰을 제공했다. 그러나 이웃하는 아세톡시기로 인해, 중간체 7은 상당히 낮은 반응성을 보였다. 결과적으로, 발명자들은 TfOH/TMSOTf의 원래 혼합물을 더욱 강한 브뢴스테드 산 HNTf₂로 치환했으며, 이는 TMSCN으로 처리 시 활성 루이스산 TMS-NTf₂를 동일계내 생성한다. 또한, TMSCN의 당량을 감소시키는 것은 생성물의 추가 반응을 방지하고(Supporting Information, 표 S3 참조) -40℃에서의 밤샘 반응은 과아세틸화된 시안화 생성물을 84%의 수율로 및 우수한 부분입체선택성(α:β = 87: 13)으로 전달했다. 특히, GS-441524는 후속 메탄분해 중 단일 입체이성질체로서 81%의 수율로, 헤미아세탈 7로부터 68% 침전했다.

실험 부분

1.1 비보호 당의 아릴화

비보호 당을 아릴화하는 일반적인 절차

(1S,2S,3R,4R)-1-(4-아미노피롤로[2,1-f][1,2,4]트리아진-7-일)펜탄-1,2,3,4,5-펜타올, 1

TMSOTf(트리메틸실릴 트리플루오로메탄설포네이트, 9 μL, 11.1 mg, 50.0 μmol, 0.25 당량)를 실온에서 BSTFA(N,O-비스(트리메틸실릴)트리플루오로아세트아미드, 0.53 mL, 516 mg, 2.0 mmol, 10 당량) 중 D-(-)-리보스(30.1 mg, 0.2 mmol, 1.0 당량) 및 피롤로[2,1-f][1,2,4]트리아진-4-아민(40.3 mg, 0.3 mmol, 1.5 당량)의 교반된 현탁액에 천천히 첨가하였다. 혼합물을 이 온도에서 5분 동안 교반하였고, 이 시점 후 용액은 균질해졌으며, 이어서 50℃로 가열하였다. 24시간 후, 박층 크로마토그래피(TLC) 분석은 리보스 출발 물질의 완전한 소모를 보여주었고, 이 시점에서 반응은 실온으로 냉각된 다음 0℃로 냉각되었다. 이어서, TBAF 용액(테트라부틸암모늄 플루오라이드, 2.2 mL, THF 중 1 M, 2.2 mmol, 11 당량)을 천천히 첨가하였고, 용액을 진공에서 농축시키기 전에 이 온도에서 2시간 동안 교반하였다. 조 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그래피(EtOAc -> EtOAc 중 10% MeOH)에 의해 정제하여 1(48.7 mg, 0.17 mmol, 86%)을 백색 고체로서 얻었다. C₁₁H₁₇N₄O₅ [M+H⁺]에 대한 HRMS (ESI⁺) 계산치 285.119345, 실측치 285.11941.

비보호 당의 아릴화를 위한 추가적인 기질

(1 S ,2 S ,3 S ,4 R )-1-(4-아미노피롤로[2,1- f ][1,2,4]트리아진-7-일)펜탄-1,2,3,4,5-펜타올, 2

TMSOTf(9 μL, 11 mg, 50 μmol, 0.25 당량)를 실온에서 BSTFA(0.53 mL, 516 mg, 2.0 mmol, 10 당량) 중 D-(-)-자일로스(45.0 mg, 0.3 mmol, 1.5 당량) 및 피롤로[2,1-f][1,2,4]트리아진-4-아민(26.8 mg, 0.2 mmol, 1.0 당량)의 교반된 현탁액에 천천히 첨가하였다. 혼합물을 이 온도에서 5분 동안 교반한 후, 50℃로 가열하였다. 4일 후, 박층 크로마토그래피(TLC) 분석은 아렌 출발 물질의 완전한 소모를 보여주었고, 이 시점에서 반응은 실온으로 냉각된 다음 0℃로 냉각되었다. 이어서, TBAF 용액(2.2 mL, THF 중 1 M, 2.2 mmol, 11 당량)을 천천히 첨가하였고, 용액을 진공에서 농축시키기 전에 이 온도에서 2시간 동안 교반하였다. 조 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그래피(EtOAc -> EtOAc 중 10% MeOH)에 의해 정제하여 2(30.1 mg, 0.1 mmol, 53%)를 회백색 고체로서 얻었다. C₁₁H₁₇N₄O₅ [M+H⁺]에 대한 HRMS (ESI⁺) 계산치 285.119345, 실측치 285.119100.

(1 S ,2 S ,3 R ,4 R )-1-(5-브로모-1-메틸-1 H -인돌-3-일)펜탄-1,2,3,4,5-펜타올, 3

TMSOTf(9 μL, 11 mg, 50 μmol, 0.25 당량)를 실온에서 BSTFA(0.53 mL, 516 mg, 2.0 mmol, 10 당량) 중 D-(-)-리보스(45.1 mg, 0.3 mmol, 1.5 당량)의 교반된 현탁액에 천천히 첨가하였다. 혼합물을 이 온도에서 5분 동안 교반하였고, 이 시점 후 용액은 균질해졌으며, 5-브로모-1-메틸-1H-인돌(42.2 mg, 0.2 mmol, 1.0 당량)을 한번에 첨가하였다. 이어서, 반응 혼합물을 실온에서 계속 교반하였다. 48시간 후, 박층 크로마토그래피(TLC) 분석은 인돌 출발 물질의 완전한 소모를 보여주었고, 이 시점에서 반응은 실온으로 냉각된 다음 0℃로 냉각되었다. 이어서, TBAF 용액(2.2 mL, THF 중 1 M, 2.2 mmol, 11 당량)을 천천히 첨가하였고, 용액을 진공에서 농축시키기 전에 이 온도에서 2시간 동안 교반하였다. 조 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그래피(CH₂Cl₂ -> CH₂Cl₂ 중 10% MeOH; 참고: 실리카는 크로마토그래피 전에 CH₂Cl₂ 용액 중 5% Et₃N으로 전처리되어야 함)에 의해 정제하여 3(49.8 mg, 0.1 mmol, 69%)을 흰색 고체로서 얻었다. C₁₄H₁₈NO₅BrNa [M+Na⁺]에 대한 HRMS (ESI⁺) 계산치 382.026068, 실측치 382.026000.

(1 S ,2 S ,3 R ,4 R )-1-(2,4,6-트리메톡시페닐)펜탄-1,2,3,4,5-펜타올, 4

TMSOTf(9 μL, 11 mg, 50 μmol, 0.25 당량)를 실온에서 BSTFA(1.06 mL, 1.03 g, 4.0 mmol, 20 당량) 중 D-(-)-리보스(44.9 mg, 0.3 mmol, 1.5 당량)의 교반된 현탁액에 천천히 첨가하였다. 혼합물을 이 온도에서 5분 동안 교반하였고, 이 시점 후 용액은 균질해졌으며, 1,3,5-트리메톡시벤젠(33.7 mg, 0.2 mmol, 1.0 당량)이 한번에 첨가되었다. 이어서, 반응 혼합물을 50℃로 가열하였다. 48시간 후, 박층 크로마토그래피(TLC) 분석은 아렌 출발 물질의 완전한 소모를 보여주었고, 이 시점에서 반응은 실온으로 냉각된 다음 0℃로 냉각되었다. 이어서, TBAF 용액(4.4 mL, THF 중 1 M, 4.4 mmol, 22 당량)을 천천히 첨가하였고, 용액을 진공에서 농축시키기 전에 이 온도에서 2시간 동안 교반하였다. 조 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그래피(EtOAc -> EtOAc 중 10% MeOH; 참고: 실리카는 크로마토그래피 전에 EtOAc 용액 중 5% Et₃N 으로 전처리되어야 함)에 의해 정제하여 4(45.1 mg, 0.1 mmol, 71%)를 흰색 고체로서 얻었다. C₁₄H₂₂O₈Na [M+Na⁺]에 대한 HRMS (ESI⁺) 계산치 341.120689, 실측치 341.120290.

상이한 고리화 조건에서 생성물 결과의 차이

(2 R ,3 R ,4 S ,5 R )-2-(4-아미노피롤로[2,1- f ][1,2,4]트리아진-7-일)-5-(히드록시메틸)테트라히드로-푸란-3,4-디올, α- 5

TMSOTf(90 μL, 111 mg, 0.5 mmol, 0.25 당량)을 실온에서 BSTFA(5.0 mL, 4.87 g, 18.9 mmol, 10 당량) 중 D-(-)-리보스(302 mg, 2.0 mmol, 1.0 당량) 및 피롤로[2,1-f][1,2,4]트리아진-4-아민(326 mg, 2.4 mmol, 1.2 당량)의 교반된 현탁액에 천천히 첨가하였다. 혼합물을 이 온도에서 5분 동안 교반하였고, 이 시점 후 용액은 균질해졌으며, 이어서 50℃로 가열하였다. 48시간 후, 박층 크로마토그래피(TLC) 분석은 리보스 출발 물질의 완전한 소모를 보여주었고, 이 시점에서 반응은 실온으로 냉각된 다음 0℃로 냉각되었다. 이어서, HCl 용액(20 mL, 1,4-디옥산 중 4 M, 80 mmol, 40 당량)을 천천히 첨가하였고, 현탁액을 이 온도에서 10분 동안 격렬하게 교반한 후 실온으로 가온하였다. 24시간 후, 혼합물을 Et₂O(30 mL)로 희석하였고, 유리 프릿 상에서 여과하였으며, 고체를 Et₂O,로 세척한 후 진공 하에 건조시켰다. 이어서, 조 혼합물을 MeOH(20 mL)에 용해시키고 NaHCO₃(11 g)을 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 30분 동안 교반한 후 여과, MeOH로 세척, 및 진공에서 농축시켰다. 조 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그래피(EtOAc -> EtOAc 중 10% MeOH)에 의해 정제하여 α-5(377 mg, α/β 9:1, 1.4 mmol, 71%)를 회백색 고체로서 얻었다. C₁₁H₁₅N₄O₄ [M+H⁺]에 대한 HRMS (ESI⁺) 계산치 267.108780, 실측치 267.108860.

(2 S ,3 R ,4 S ,5 R )-2-(4-아미노피롤로[2,1- f ][1,2,4]트리아진-7-일)-5-(히드록시메틸) 테트라히드로푸란-3,4-디올, β- 5

TMSOTf(45 μL, 55.2 mg, 0.25 mmol, 0.25 당량)를 실온에서 BSTFA(2.6 mL, 2.53 g, 9.84 mmol, 10 당량) 중 D-(-)-리보스(150 mg, 1.0 mmol, 1.0 당량) 및 피롤로[2,1-f][1,2,4]트리아진-4-아민(202 mg, 1.5 mmol, 1.5 당량)의 교반된 현탁액에 천천히 첨가하였다. 혼합물을 이 온도에서 5분 동안 교반하였고, 이 시점 후 용액은 균질해졌으며, 이어서 50℃로 가열하였다. 48시간 후, 박층 크로마토그래피(TLC) 분석은 리보스 출발 물질의 완전한 소모를 보여주었고, 이 시점에서 반응은 실온으로 냉각된 다음 0℃로 냉각되었다. 이어서, HCl 용액(10 mL, 1,4-디옥산 중 4 M, 40 mmol, 40 당량)을 천천히 첨가하였고, 현탁액을 이 온도에서 10분 동안 격렬하게 교반한 후 50℃로 가온하였다. 48시간 후, 혼합물을 실온으로 냉각시켰고, Et₂O(30 mL)로 희석하였고, 유리 프릿 상에서 여과하였으며, 고체를 Et₂O로 세척한 후 진공 하에 건조시켰다. 이어서, 조 혼합물을 MeOH(10 mL)에서 용해시키고 NaHCO₃(5.5 g)을 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 30분 동안 교반한 후 여과, MeOH로 세척 및 진공에서 농축시켰다. 조 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그래피(EtOAc -> EtOAc 중 10% MeOH)에 의해 정제하여 β-5(127.5 mg, α/β 1:6, 0.48 mmol, 48%)를 회백색 고체로서 얻었다. C₁₁H₁₃N₄O₄ [M-H]^-에 대한 HRMS (ESI^-) 계산치 265.094230, 실측치 265.094460.

리보뉴클레오시드의 과아세틸화

(2 R ,3 S ,4 R ,5 R )-2-(4-아세트아미도피롤로[2,1- f ][1,2,4]트리아진-7-일)-5-(아세트옥시메틸)-테트라히드로푸란-3,4-디일 디아세테이트, α- 6

뉴클레오시드 α-5(133 mg, 0.5 mmol, 1.0 당량) 및 DMAP(6.1 mg, 50 μmol, 0.1 당량)를 0℃에서 트리에틸아민(0.7 mL, 508 mg, 5.0 mmol, 10 당량)에 현탁시켰다. 이어서, 아세트산 무수물(0.21 mL, 227 mg, 2.2 mmol, 4.4 당량)을 적가 첨가하였고, 반응을 실온으로 가온하고 16시간 동안 교반하였다. 혼합물을 EtOAc 및 H₂O로 희석하였고, 유기층을 물로 세척하였고(2x), Na₂SO₄상에서 건조하였고, 진공에서 농축시켰다. 조 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그래피(1:1 CH₂Cl₂/EtOAc)에 의해 정제하여 α-6(187 mg, α/β 10:1, 0.4 mmol, 86%)을 회백색 고체로서 얻었다. C₁₉H₂₂N₄O₈Na [M+Na⁺]에 대한 HRMS (ESI⁺) 계산치 457.132984, 실측치 457.133320.

(2 S ,3 S ,4 R ,5 R )-2-(4-아세트아미도피롤로[2,1- f ][1,2,4]트리아진-7-일)-5-(아세트옥시메틸)-테트라히드로푸란-3,4-디일 디아세테이트, β- 6

뉴클레오시드 β-5(52.6 mg, 0.2 mmol, 1.0 당량) 및 DMAP(2.4 mg, 20 μmol, 0.1 당량)을 0℃에서 트리에틸아민(275 μL, 200 mg, 2.0 mmol, 10 당량)에 현탁시켰다. 이어서, 아세트산 무수물(82 μL, 89 mg, 0.9 mmol, 4.4 당량)을 적가 첨가하였고, 반응을 실온으로 가온하고 12시간 동안 교반하였다. 혼합물을 EtOAc 및 H₂O로 희석하였고, 유기층을 물로 세척하였고(2x), Na₂SO₄상에서 건조시켰고, 진공에서 농축시켰다. 조 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그래피(1:1 CH₂Cl₂/EtOAc)에 의해 정제하여 β-6(85.8 mg, α/β 1:7, 0.1 mmol, 38%)을 회백색 고체로서 얻었다. C₁₉H₂₂N₄O₈ [M⁺]에 대한 HRMS (ESI⁺) 계산치 434.14376, 실측치 434.14360.

대규모 / 단축된 방법

15 mmol 규모에서의 아릴화/고리화/아세틸화 순서

TMSOTf(0.68 mL, 835 mg, 3.75 mmol, 0.25 당량)를 실온에서 BSTFA (40 mL, 38.6 g, 150 mmol, 10 당량) 중 D-(-)-리보스(2.25 g, 15.0 mmol, 1.0 당량) 및 피롤로[2,1-f][1,2,4]트리아진-4-아민(2.41 g, 18.0 mmol, 1.2 당량)의 교반된 현탁액에 천천히 첨가하였다. 혼합물을 이 온도에서 5분 동안 교반하였고, 이 시점 후 용액은 균질해졌으며, 이어서 50℃로 가열하였다. 60시간 후, 박층 크로마토그래피(TLC) 분석은 리보스 출발 물질의 완전한 소모를 보여주었고, 이 시점에서 반응은 실온으로 냉각된 다음 0℃로 냉각되었다. 이어서, HCl 용액(150 mL, 1,4-디옥산 중 4 M, 600 mmol, 40 당량)을 천천히 첨가하였고, 현탁액을 이 온도에서 10분 동안 격렬하게 교반한 후 실온으로 가온하였다. 24시간 후, 혼합물을 유리 프릿 상에서 여과하였고, 고체를 Et₂O로 세척한 후 진공 하에 건조시켰다. 고체 및 DMAP(183 mg, 1.5 mmol, 0.1 당량)를 0℃에서 트리에틸아민(22 mL, 16.0 g, 158 mmol, 10 당량)에 현탁시켰다. 이어서, 아세트산 무수물(6.4 mL, 6.91 g, 67.7 mmol, 4.5 당량)을 적가 첨가하였고, 반응물을 실온으로 가온하고 16시간 동안 교반하였다. TLC 분석은 반응이 아직 완료되지 않았음을 보여주었고, 따라서 혼합물을 다시 한 번 0℃로 냉각하고 추가적인 아세트산 무수물(1.4 mL, 1.51 g, 14.8 mmol, 1.0 당량)을 첨가하였다. 실온에서 6시간 동안 교반한 후, 혼합물을 EtOAc 및 H₂O로 희석하였고, 유기층을 물로 세척하였고(2x), Na₂SO₄상에서 건조시켰고, 진공에서 농축시켰다. 조 생성물을 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그래피(4:3 -> 1:1 CH₂Cl₂/EtOAc)에 의해 정제하여 6(3.91 g, α/β 9:1, 9.0 mmol, 60 %)을 회백색 고체로서 얻었다.

리보뉴클레오시드의 Mn(TPP)-촉매화된 산화를 위한 일반적인 절차

(3 R ,4 R ,5 R )-2-(4-아세트아미도피롤로[2,1- f ][1,2,4]트리아진-7-일)-5-(아세트옥시메틸)-2-히드록시테트라히드로푸란-3,4-디일 디아세테이트, 7

실온에서 화염 건조된 Schlenk 플라스크에서, Mn(TPP)Cl(4 mol%) 및 아세틸화된 리보뉴클레오시드 α-6(1.0 당량)을 새로 탈기된 벤젠(0.05 mol/L)에 용해시켰다. 요오도실벤젠(총 2.3 당량, 배치당 0.29 당량)을 8시간에 걸쳐(1시간 간격) 나누어 첨가하였고, 완전한 첨가 시, 반응 혼합물을 추가로 2시간 동안 교반하였다. 고체를 면모 상에서의 여과에 의해 제거하였고, 용매를 감압 하에 제거하였으며, 조 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(1:1 -> 0:1 CH₂Cl₂/EtOAc)에 의해 정제하여 이성질체의 혼합물로서 7을 얻었다(CD₂Cl₂ 중 이성질체 분포는 개방:α:β = 46:34:20, 23-32% 수율, 회수된 출발 물질 기준 50-68% 수율).

C₁₉H₂₁N₄O₉ [M-H]^-에 대한 HRMS (ESI^-) 계산치 449.131405, 측정치 449.131880.

m.p. = 60-63℃

산화된 리보뉴클레오시드의 시안화를 위한 절차

-78℃에서 Ar 하에 화염 건조된 Schlenk 플라스크에서, 헤미아세탈 7(45.0 mg, 0.10 mmol, 1.0 당량)을 HNTf₂(0.4 mL, 디클로로메탄 중 0.88 mol/L 용액, 0.35 mmol, 3.5 당량, 최종 반응 농도 0.25 mol/L)와 40분 동안 반응시켰다. 이후, TMSCN(37.5 μL, 29.8 mg, 0.30 mmol, 3.0 당량)을 첨가하였고, 반응 혼합물을 -40 ℃로 가온되도록 한 후, 20시간 동안 교반하였다. 반응은 트리에틸아민(55.8 μL, 40.5 mg, 0.40 mmol, 4.0 당량)의 첨가에 의해 종료되었고, 실온으로 가온되었으며, 추가적인 냉각 트랩을 사용하여 고진공 하에 휘발성 물질을 제거하였다(부분표본의 분석에서 α:β = 87:13의 부분입체이성질체 혼합물이 나타남). 조 반응 혼합물을 1.0 mL 트리에틸아민으로 처리하였고 실리카겔 상에서 플래시 컬럼 크로마토그래피(1:1 CH₂Cl₂/EtOAc)에 의해 직접 정제하여 S4를 회백색 고체(38.5 mg, α:β = 89:11, 84%)로서 얻었다.

(2 R ,3 R ,4 R ,5 R )-2-(4-아세트아미도피롤로[2,1- f ][1,2,4]트리아진-7-일)-5-(아세트옥시메틸)-2-시아노테트라히드로-푸란-3,4-디일 디아세테이트, α- S4

C₂₀H₂₀N₅O₈ [M-H]^-에 대한 HRMS (ESI^-) 계산치 458.131738, 실측치 458.131900.

시안화된 리보뉴클레오시드의 탈보호를 위한 절차

문헌 공지된 절차, (O.-M. Soueidan, B. J. Trayner, T. N. Grant, J. R. Henderson, F. Wuest, F. G. West, C. I. Cheeseman, Org Biomol Chem 2015, 13, 6511-6521.)에 따라 실온에서 메탄올(2.4　mL, 0.05　mol/L) 중 화합물 S4(54.0　mg, 0.12　mmol, 1.0　당량, α:β　=　88:12)를 NaOMe(8.0　μL, 7.6　mg, 메탄올 중 25　중량%, 0.3　당량)와 반응시켰다. 1시간 후, 백색 고체의 침전이 관찰되었고, 용매를 디캔팅하였다. 이어서, 침전물을 추가적인 1.0 mL의 메탄올 및 헥산으로 처리하고, 액체를 디캔팅하고, 고체를 고진공 하에 건조시켜 GS-441524를 단일 입체이성질체로서 얻었다(27.6 mg, 81%, α-S4 기준 92%).

(2 R ,3 R ,4 S ,5 R )-2-(4-아미노피롤로[2,1- f ][1,2,4]트리아진-7-일)-3,4-디히드록시-5-(히드록시메틸) 테트라히드로-푸란-2-카보니트릴, GS-441524

분석 데이터는 문헌에 따른다(T. Cihlar, S. Bavari et al.,　Nature　2016,　531, 381-385.). C₁₂H₁₄N₅O₄ [M+H]⁺에 대한 HRMS (ESI⁺) 계산치 292.104028, 실측치 292.103860.

상기 예시된 바와 같이, 발명자들은 유리 D-리보스로부터 출발하는, 보다 실용적이고 효율적인 렘데시비르의 합성을 설계하고 개발하였다. 이들의 경로는 임의의 보호기 또는 활성화기의 사전 설치 없는, (헤테로)아렌의 탄수화물로의 새롭고 완전히 입체선택적인 친핵성 첨가를 특징으로 한다. 방법은 C-C 결합 형성 이전에 TMS 보호된 β-리보피라노스 및 -푸라노스에 대한 수렴 실릴화로 인해, 선형 생성물을 실릴륨 촉매작용을 통해 부분입체선택적으로 전달한다. C-뉴클레오시드의 아노머 구성은 단순히 산 매개 고리화 중 열역학적 제어에 의해 조정된다. 벤질 C-H 산화에 이은 데옥시시안화는 실제로 GS-441524의 기존 화학적 합성을, D-리보스와 인공 핵염기로부터의 정제를 필요로 하는 단 3개의 단계로 간소화한다.

Claims

아렌의 글리코실화 방법으로서, 단당류를, 루이스산 촉매의 존재 하에 단당류에 하나 이상의 실릴기를 도입하기 위한 실릴화제와 반응시키고 아렌 또는 헤테로아렌으로부터 선택되는 방향족 탄화수소와 반응시키고, 각각은 선택적으로 하나 이상의 치환기를 보유하고, 이어서 하나 이상의 실릴기를 제거하여 뉴클레오시드 유사체를 수득하는 것인 아렌의 글리코실화 방법.
제1항에 있어서, 단당류는 테트로스, 펜토스, 헥소스 및 이들의 임의의 데옥시 형태, 바람직하게는 리보스 또는 데옥시리보스로부터 선택되는 것인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 실릴화제는 트리-(C₁ 내지 C₆-알킬)-치환된 실릴 화합물, 바람직하게는 (N,O-비스(트리메틸실릴)트리플루오로아세트아미드인 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 방향족 탄화수소는 1 내지 4개의 방향족 또는 헤테로방향족 고리를 갖는 아렌 또는 헤테로아렌으로부터 선택되고, 각각은 선택적으로 하나 이상의 헤테로치환기에 의해 치환되는 것인 방법.
제1항의 방법에 따라 얻어진 글리코실화된 아렌을 더 반응시키는 방법으로서, 단당류는 리보스이고 헤테로아렌은 피롤로[2,1-f][1,2,4]트리아진-4-아민이며, 상기 방법은
a) 뉴클레오시드 유사체를 보호제로 처리하여 리보스 모어이티의 히드록실기를 보호하는 단계;
b) 얻어진 보호된 뉴클레오시드 유사체를 촉매의 존재 하에 산화제로 처리하여 아노머 탄소 원자 상에 히드록실기를 도입하는 단계;
c) 아노머 탄소 원자 상에 히드록실기를 갖는 얻어진 반응 생성물을 시안화제로 처리하여 아노머 탄소 원자 상의 히드록실기를 대체하는 단계; 및
d) 얻어진 시안화 반응 생성물을 탈보호제로 처리하여 리보스 모어이티 상의 히드록실기로부터 보호기를 제거하는 단계
를 포함하는 것인 방법.
제5항에 있어서, 보호제는 알킬 할라이드, 알킬 카복실산 무수물, 아릴 카복실산 무수물, 알킬 카복실산 클로라이드, 아릴 카복실산 클로라이드, 실릴 할라이드, 비스(실릴)아세트아미드, 실릴 트리플루오로메탄설포네이트, 아세톤, 알킬 클로로메틸 에테르, 2-(실릴)에톡시 클로로메틸 에테르, 바람직하게는 아세트산 무수물 또는 벤조산 무수물로부터 선택되는 것인 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 산화제는 촉매 Mn(TPP)Cl((5,10,15,20-테트라페닐-21H,23H-포르핀 망간(III) 클로라이드)의 존재 하에 요오도실 벤젠인 방법.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 시안화제는 실릴 시안화물, 알칼리 금속 시안화물, 바람직하게는 트리메틸 실릴 시안화물(TMSCN)로부터 선택되는 것인 방법.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 탈보호제는, 바람직하게는 지방족 알코올 내의, 알칼리 알코올레이트 또는 알칼리 카보네이트인 방법.