PL188447B1

PL188447B1 - Sposób wytwarzania pochodnych beta-nukleozydu dioksolanowego

Info

Publication number: PL188447B1
Application number: PL96327443A
Authority: PL
Inventors: Tarek Mansour; Alex Cimpoia; Krzystof Bednarski
Original assignee: Iaf Biochem Int
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2005-02-28
Also published as: US20020058670A1; HK1017886A1; US20030060476A1; PT970074E; TW341574B; NO982716L; IL124663A; KR100406159B1; EA000844B1; DK0970074T3; US6069250A; IN187349B; NZ323855A; NO309901B1; JP3229990B2; IL124663A0; JP2000501714A; NO982716D0; HUP9901050A2; ES2172697T3

Abstract

1 Sposób wytwarzania pochodnych ß -nukleozydu dioksolanowego o wzorze (III) (III) w którym R 1 oznacza wodór lub grupe benzylowa, z as R 2 oznacza grupe pirymidynowa o wzorze (A) (A) w którym R 3 jest wybrane z grupy zawierajacej wodór, C 1 - 6 alkil i C 1 - 6 acyl, z a s R 4 jest wybrane z grupy zawierajacej wodór i fluor, znamienny tym, ze sililowana zasade pirymidynowa, zawierajaca po- wyzej okreslona grupe o wzorze A, poddaje sie reakcji glikozylowania, w temperaturze ponizej -1 0 °C, za pomoca zwiazku o wzorze (II) PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania pochodnych β-nukleozydu dioksolanowego, w szczególności, sposób stereoselektywnej syntezy dioksolanowych nukleozydów posiadających konfigurację β albo cis.

Nukleozydy i ich pochodne stanowią ważną klasę środków chemoterapeutycznych o czynności przeciwwirusowej, przeciwrakowej, immunomodulującej i antybiotycznej. Pochodne nukleozydów, takie jak 3'-azydo-3'-deoksytymidyna (AZT), 2',3'-dideoksvinozyna (ddl), 2',3'-diK^(^c^ł^;^j^c^}t^ydyna (ddC), 3'-deoksy-2',3'-didehydrotymidyna (dtT) oraz (-)-2'-deoksy-3'-tiacytydyna (3TC™), są klinicznie zaaprobowane do leczenia infekcji wywołanymi ludzkimi wirusami niedoboru odpornościowego. 2'-Deoksy-2'-metylidenocytydyna (DMDC, Yamagami et al., Cancer Research 1991, 51, 2319) oraz 2'-deoksy-2',2'-difłuorocytydyna (gemcytydyna, Hertel et al., J. Org. Chem. 1988, 53, 2406) są pochodnymi nukleozydowymi o czynności przeciwnowotworowej. Liczne C-8 podstawione guanozyny, takie jak 7-tia-8-oksoguanozyna (Smee et al., J. Biol. Response Mod. 1990, 9, 24), 8-bromoguanozyna i 8-merkaptoguanozyna (Wicker et al., Cell. Immunol. 1987, 106, 318) stymulują system immunologiczny i wywołują wytwarzanie interferonu. Wszystkie powyższe biologicznie aktywne nukleozydy są indywidualnymi enancjomerami.

Wiadomo też, że niektóre 3 '-heteropodstawione analogów 2',3'-dideoksynukleozydów, takie jak 3TC™ (Coates et al., Antimicrob. Agents Chemother. 1992, 36, 202), (-)-FTC

188 447 (Chang et al., J. Bio. Chem. 1992, 267, 13938-13942), (-)-dioksolan C (Kim et al., Tetrahedron Lett. 1992, 33, 6899), mają silną czynność przeciw autoreprodukcji HIV i HBV, oraz posiadają konfigurację absolutną β-L. Ponadto wiadomo, że (-)-dioksolan C posiada czynność przeciwnowotworową (Grove et al., Cancer Res. 1995, 55, 3008-3011), zaś pochodne dideoksynukleozydowe (-)-dOTC i (-)-dOTFC (Mansour et al., J. Med. Chem. 1995, 38, 1-4) mają selektywną czynność przeciw HrV-1.

Dla stereoselektywnej syntezy pochodnych nukleozydów jest nie zbędne, aby część nukleozydowa została wprowadzona, w przeważającym stopniu, o pożądanej względnej stereochemii, bez wywoływania anomeryzacji w części węglowodanowej. Jednym z rozwiązań tego problemu jest modyfikacja części węglowodanowej wstępnie wytworzonego nukleozydu, która to modyfikacja polega na prowadzeniu rozmaitych reakcji deoksygenacji (Chu et al., J. Org. Chem. 1989, 54, 22-17-2225; Marcuccio et al., Nucleosides Nucleotides 1992, 11, 1695-1701; Starrett et al., Nucleosides Nucleotides 1990, 9, 885-897; Bhat et al., Nucleosides Nucleotides 1990, 9, 1061-1065). Jednakże takie postępowanie jest ograniczone do syntezy tych pochodnych, których konfiguracja absolutna jest podobna do wyjściowego nukleozydu. W przypadku β-L-dideoksynukleozydow, modyfikacja powyższa jest nieekonomiczna, bowiem wymaga prowadzenia długotrwałej syntezy dla otrzymywania odpowiedniego wyjściowego nukleozydu. Alternatywny sposób stereoselektywnej syntezy polega na wytworzeniu pochodnej nukleozydu w wyniku reakcji odpowiedniej zasady (pirymidynowej lub purynowej), lub jej syntetyczne go prekursora, z fragmentem węglowodanowym, przy czym prowadzi się sprzęganie wobec kwasu Lewisa lub w warunkach podobnych do sprzęgania typu SN-2.

Wiadomo również, że glikozylowanie zasad dideoksycukrami (ddC) zachodzi z niską stereoselektywnoscią w nieobecności podstawnika 2', zdolnego do uczestniczenia jako grupa sąsiadująca. Przykładowo, wiadomo, że najwyższa proporcja izomerów β : α ddC wynosi 60 : 40, wobec dichlorku etyloglinu jako kwasem Lewisa (Okabe et al., J. Org. Chem., 1988, 53, 4780-4786). Jednakże, w przypadku stosowania węglowodanu z podstawnikiem fenyloselenylowym w pozycji C-2 (Chu et al., J. Org. Chem. 1980, 55, 1418-1420; Beach et al., J. Org. Chem. 1992, 57, 3887-3894) lub fragmentem fenylosulfenylowym (Wilkinson et al., Tetrahedron Lett. 1990, 31, 1815-1818) proporcja izomerów β : a wzrasta do 99 : 1. Dla przezwyciężenia trudności związanych z wprowadzaniem takich podstawników o pożądanej stereochemii a, podano (Kawakami et al., Nucleosides Nucleotides 1992, 11, 1673-1682), że dwupodstawiony w C-2 pierścień cukrowy, jak w 2,2-difenylotio-2,3-dideoksyrybozie, umożliwia wytworzenie nukleozydów w proporcji β : α wynoszącej 80 : 20, jeśli jest on poddany reakcji z sililowaną zasadą w obecności triflanu trimetylosililowego (TMSOTf), jako katalizatora. Powyższa metoda umożliwia wprawdzie syntezę β-anomeru, jednakże usunięcie grupy fenylotiolowej jest problematyczne.

Ze względu na ograniczony zakres możliwości stereoselektywnego wprowadzania podstawnika w pozycji C-2, opracowano metody syntezy opierające się na addycji elektrofilowej halogenków fenylosulfenylowych lub N-jodosukcynimidów i nukleozasad do furanoidowych glikalowych półproduktów (Kim et al., Tetrahedron Lett. 1992, 33, 5733-5376; Kawakami et al., Heterocycles 1993, 36, 665-669; Wang et al., Tetrahedron Lett. 1993, 34, 4881-4884; Ellaghdach et al., Tetrahedron Lett. 1993, 34, 2921-2822). W tych metodach syntezy podstawnik 2' jest wprowadzany in situ, jednakże dla usunięcia takich podstawników jest niezbędna wieloetapowa procedura.

Przy prowadzeniu sprzęgania typu SN-2 1-chloro i 1-bromo 2,3-dideoksycukrów (Farina et al., Tetrahedron Lett. 1988, 29, 1239-1242; Kawakami et al., Heterocycles 1990, 31, 2041-2053), uzyskana najwyższa proporcja nukleozydów β do a wyniosła 70 : 30.

Kompleksowanie in situ soli metali, takich jak SnCl₄ lub TityOPfhCF, do strony a prekursora cukrowego, gdy fragmentem cukrowym jest pochodna oksatiolanowa lub dioksolanowa, prowadzi do β-pirymidynowych nukleozydów (Choi et al., J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 9377-9379). Powyższy sposób umożliwia wprawdzie uzyskanie wysokiej proporcji anomerów β do a, jednakże stwierdzono, że enacjomerycznie czysty prekursor cukrowy prowadzi do racemicznych nukleozydów (Beach et al., J. Org. Chem. 1992, 57, 2217-2219; Humber et al., Tetrahedron Lett. 1992, 32, 4625-4628; Hoong et al., J. Org. Chem. 1992, 57, 5563-5565). Dla wytworzenia pojedynczej enancjomerycznej postaci racemicznych nukleozydów jest więc

188 447 konieczne prowadzenie rozdzielania enzymatycznego i chemicznego. W wyniku takiego rozdzielania następuje utrata połowy otrzymanego materiału, co znacznie wpływa na obniżenie efektywności procesu.

A zatem, znane procesy wytwarzania β-nukleozydów, zwłaszcza prekursorów cukrowych posiadających zabezpieczoną grupę hydroksymetylową w pozycji C-4', nie są zadowalające, bowiem charakteryzują się one niską selektywnością w trakcie syntezy β-izomeru, bądź pojawia ją się problemy z racemizacją. W szczególności, znane rozwiązania nie dostarczają stereoselektywnego sposobu wytwarzania dioksolanów z półproduktów cukrowych, mających zabezpieczony fragment hydroksymetylowy w C-2, bez racemizacji.

Zgłoszenie międzynarodowe o numerze publikacji WO 92/20669 ujawnia sposób wytwarzania stereoselektywnego dioksolanów poprzez sprzęganie półproduktu cukrowego, mającego fragment estrowy w pozycji C-2, z sililowanymi nukleozasadami i kolejne redukowanie grupy estrowej C-2 do pożądanej grupy hydroksymetylowej. Jednakże w metodzie tej występują problemy związane z redukowaniem zasady pirymidynowej (Tse et al., Tetrahedron Lett. 1995, 36, 7807-7810).

Pochodne nukleozydów zawierające 1,3-dioksolanylocukry, jako mimetyzujące pierścienie 2',3'-dideoksyfuranozylowe, wytworzono poprzez glikozylowanie sililowanej zasady purynowej lub pirymidynowej, prowadzone za pomocą 1,3-dioksolanu zawierającego podstawniki, takie jak C-2 hydroksymetylowy i C-4 acetoksylowy. Sprzęganie następuje w obecności triflanu trimetylosililowego (TMSOTf) lub jodotrimetylosilanu (TMSI) i prowadzi do wytworzenia mieszaniny anomerów β i α w proporcji 1 : 1 (Kim et al., J. Med. Chem. 1992, 35, 1987-1995 i J. Med. Chem. 1993, 36, 30-37; Belleau et al., Tetrahedron Lett. 1992, 33, 6948-6952; i Evans et al., Tetrahedron Asymmetry 1992, 4, 2319-2322). Zastosowanie soli metalu, jako katalizatorów, powoduje, że wytwarzanie β-nukleozydu jest zwiększone (Choi et al., J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 9377-9379), jednakże występujące problemy z racemizacją lub utratą stereochemii stanowią poważne ograniczenie (Jin et al., Tetrahedron Asymmetry 1993,4,2111-2114).

Celem wynalazku jest opracowanie stereoselektywnej syntezy biologicznie czynnych analogów β-nukleozydów.

Według wynalazku sposób wytwarzania pochodnych β-nukleozydu dioksolanowego o wzorze (III) (III) w którym R1 oznacza wodór lub grupę benzylową, zaś R2 oznacza grupę pirymidynową o wzorze (A)

NHR (A) w którym

R3 jest wybrane z grupy zawierającej wodór, C1- alkil i C1.6 acyl; zaś

188 447

R₄ jest wybrane z grupy zawierającej wodór i fluor, charakteryzuje się tym, że sililowaną zasadę pirymidynową, zawierająca powyżej określoną grupę o wzorze (I), poddaje się reakcji glikozylowania, w temperaturze poniżej -10°C, za pomocą związku o wzorze (II)

R OCH₂ (II) w którym R oznacza grupę benzylową, zaś L oznacza halogen, i ewentualnie usuwa się grupę R, zabezpieczającą grupę OH, dla wytworzenia związku o wzorze (III), w którym R1 oznacza wodór.

Korzystnie, stosuje się związek o wzorze (II), w którym L oznacza jod, oraz stosuje się zasadę pirymidynową, zawierającą grupę o wzorze (A), w którym R3 oznacza H lub acetyl, zaś reakcję glikozylowania prowadzi się w temperaturze około -78°C .

Korzystnie, stosuje się związek o wzorze (II) wytworzony poprzez poddanie reakcji półproduktu o wzorze (II)

L'

R OCH₂ (II') w którym L' stanowi grupę opuszczającą, z kwasem Lewisa o wzorze (IV)

R₃-Si(IV) w którym

R3' R4' i R5' są niezależnie wybrane z grupy zawierającej wodór; C1.20 alkil, ewentualnie podstawiony przez halogeny, C6-20 alkoksyl lub C6-2o aryloksyl; C7-20 aralkil, ewentualnie podstawiony przez halogen, C1-20 alkil lub C1-20 alkoksyl; C6-20 aryl, ewentualnie podstawiony przez halogeny, C1-20 alkil lub C1-20 alkoksyl; trialkilosilil; fluor; brom; chlor i jod; zaś

R6 jest wybrane z grupy zawierającej halogen; C1-20 estry kwasów sulfonowych, ewentualnie podstawione przez halogeny; C1-20 estry alkilowe, ewentualnie podstawione przez halogen; polihalogenki monowalencyjne; tripodstawione grupy sililowe o ogólnym wzorze (R3')(R4')(R₅')Si, w którym R3', R4', R5' sąjak zdefiniowane powyżej; nasycony lub nienasycony selenylo C6-20 aryl; podstawiony lub niepodstawiony Ch-20 arylosulfenyl; podstawiony lub niepodstawiony C1-20 alkoksyalkil; i trialkilosiloksyl.

Korzystnie, stosuje się kwas Lewisa wybrany spośród jodotrimetylosilanu i SiH2I2, a zwłaszcza jodotrimetylosilan.

188 447

W przypadku, gdy etap glikozylowania jest przeprowadzany z użyciem równomolowej ilości związków o wzorach IIa i IIb, to otrzymywana jest mieszanina racemiczna β-nukleozydów o wzorze (III).

Rozdzielenie uzyskanej mieszaniny diastereomerycznej, na przykład po reakcji sprzęgania pomiędzy związkiem o wzorze (II) i sililowaną zasadą, może być osiągnięte poprzez chromatografię na żelu krzemionkowym lub poprzez krystalizację w odpowiednim rozpuszczalniku (J. Jacques et al., Enantiomers, Racemates and Resolutions, str. 251-369, John Wiley and Sons, New York 1981).

Korzystne jest, aby głikozylowanie było dokonywane za pomocą optycznie czystego związku zarówno o wzorze IIa jak i IIb, co prowadzi do pożądanego analogu glikozydu o wysokiej czystości optycznej.

Związki o wzorze IIa lub IIb istnieją jako mieszanina dwóch diastereomerów epimerycznych na centrum C-4. Stwierdzono, że pojedynczy diastereomer, jak również jakakolwiek mieszanina diastereomerów zawierająca związki o wzorze IIa, reaguje z sililowaną zasadą z wytworzeniem nukleozydów β-L z wysoką czystością optyczną. Zasada posiada na C-4 względną stereochemię cis w stosunku do fragmentu hydroksymetylowego na C-2. Szybkość reakcji dwóch diastereomerów o wzorze IIa z sililowaną zasadą może jednakże być różna. Podobnie reaguje półprodukt o wzorze IIb w syntezie β-D nukleozydów.

Korzystnie, w pierwszym etapie syntezy wytwarza się anomeryczny jodek o wzorze II, przez poddanie reakcji znanego anomerycznego 2S-benzyloksymetylo-1,3-dioksolanu pochodnej 4S i 4R acetoksylowej o wzorze (V) z jodotrimetylosilanem lub dijodosilanem w niskiej temperaturze (-78°C). Następnie, prowadzi się głikozylowanie sililowanej zasady pirymidynowej (schemat 1).

Schemat 1

V VI II

Reagenty i warunki:

i) BnO /Toluen TSHO/80%/2,7:1,0 cis/trans;

ii) MeOH/LiOH;

iii) Rozdział na kolumnie;

iv) Pb(OAc)v'MeCN/Pirydyna/2 godz./Temp. pokojowa/80%; i

v) TMSI lub SiH₂I2/CH₂Cl2/-78°C.

Właściwe sposoby wytwarzania anomerycznego acetoksylowego półproduktu (VI) są oczywiste dla specjalistów w dziedzinie i obejmują oksydatywną degradację acetali benzyloksymetylowych pochodnych kwasu L-askorbinowego (Belleau et al. Tetrahedron Lett. 1992, 33, 6949-6952) lub D-mannitolu (Evans et al. Tetrahedron Asymmetry 1993, 4, 2319-2322).

188 447

Nieoczekiwanie stwierdzono, że sposób według wynalazku umożliwia wytwarzanie pożądanych pochodnych nukleozydów z wysokimi wydajnościami i selektywnością.

Jako zasady pirymidynowe są stosowane zwłaszcza zasady występujące w naturalnych nukleozydach, przy czym „nukleozyd” oznacza związek składający się z zasady pirymidynowej, lub jej analogu, związanej z cukrem, takim jak pentoza.

Określenie „analog nukleozydu lub pochodna”, używane w niniejszym opisie, oznacza związek zawierający 1,3-dioksolan związany z zasadą pirymidynową lub jej analogiem, który może być zmodyfikowany którąkolwiek z następujących dróg lub kombinacją następujących dróg: modyfikacje zasady, takie jak dodanie podstawnika (np. 5-fluorocytozyna) lub zastąpienie jednej grupy grupą izosteryczną; modyfikacje cukru, takie jak podstawienie grup hydroksylowych jakimkolwiek podstawnikiem lub zmiana lokalizacji przyłączenia cukru do zasady (np. zasady pirymidynowe zwykle przyłączone do cukru w pozycji N-1 mogą być przyłączone w pozycji N-3 lub C-6).

Zasada pirymidynowa oznacza zasadę pirymidynową znajdowaną w naturalnie występujących nukleozydach. Jej analogiem jest zasada, która mimetyzuje takie naturalnie występujące zasady, także jej struktura (rodzaj atomów i ich zorganizowanie) jest podobna do naturalnie występujących zasad ale może posiadać także dodatkowe, lub nie posiadać, pewne właściwości funkcyjne naturalnie występujących zasad. Takie analogi obejmują związki uzyskane poprzez zastąpienie fragmentu CH przez atom azotu (np. 5-azapirymidyny, takie jak 5-azacytozyna). Przez pochodne takich zasad lub analogów są rozumiane te zasady, w których podstawnik pierścienia jest zarówno wbudowany, usunięty lub zmodyfikowany przez typowe podstawniki znane w dziedzinie, np. halogen, hydroksyl, amino, C1- alkil. Takie zasady pirymidynowe, analogi lub pochodne są dobrze znane specjalistom w dziedzinie.

Korzystnie, stosuje się zasady pirymidynowe, w których R2 jest cytozyną lub jej pochodną. Najbardziej korzystnie R2 jest cytozyną, N-acetylocytozyną lub N-acetylo-5-fluorocytozyną.

Korzystnie, stosuje się związki o wzorze (II), w których L jest wybrane z grupy obejmującej fluor, brom, chlor i jod.

W szczególnie korzystnej realizacji wynalazku stosuje się substraty, w których L jest grupą jodkową. W tym przypadku grupa opuszczająca L (jodkową) może być otrzymana poprzez zastąpienie jodem innej grupy opuszczającej L', które to zastąpienie jest realizowane za pomocą kwasu Lewisa zawierającego fragment jodkowy.

R OCH₂

L‘

(II)

R\~ Si - Rc

T

Re

R OCH₂

I

O^/ o

(IV) (II)

Korzystnie, w powyższej reakcji stosuje się kwas Lewisa o wzorze (IV), w którym:

R3', R4' i R5' są niezależnie wybrane z grupy zawierającej wodór; C1-20 alkil (np. metyl, etyl, etyl, t-butyl) ewentualnie podstawiony przez halogeny (F, Cl, Br, I), C6-20 alkoksyl (np. metoksyl) lub C6-20 aryloksyl (np. fenoksyl); C7.20 aralkil (np. benzyl) ewentualnie podstawiony przez halogen, Ck2o alkil lub C-20 alkoksyl (np. p-metoksybenzyl); C6-20 aryl (np. fenyl) ewentualnie podstawiony przez halogeny, C^o alkil lub CY20) alkoksyl; trialkilosilil; fluor; brom; chlor i jod; oraz

R6 jest wybrane z grupy obejmującej: halogen (F, Cl, Br, I), korzystnie I(jod); C1-20 kwasów sulfonowych ewentualnie podstawione przez halogeny (np. trifluorometanosulfonian); C^oj estry alkilowe ewentualnie podstawione przez halogen (np. trifluorooctan); polihalogenki monowalencyjne (np. trijodki); tripodstawione grupy sililowe o ogólnym wzorze (R3')(R4')(R5')Si, w którym R3', R4', R5' sąjak zdefiniowane powyżej; nasycony lub nienasycony selenylo C6-20 aryl; podstawiony lub nienasycony C6-20 arylosulfenyl; podstawiony lub niepodstawiony C^o alkoksyalkil; i trialkilosiloksyl.

188 447

Odpowiednie grupy opuszczające L' w związku o wzorze (II') są wybrane z grupy obejmującej: acyloksyl; alkoksyl; alkoksykarbonyl; amid; azydo; izocyjaniano; podstawione lub niepodstawione, nasycone lub nienasycone tiolany; podstawione lub niepodstawione, nasycone lub nienasycone związki selenowe, seleninylowe lub selenonylowe; -OR', w którym R' jest podstawioną lub niepodstawioną, nasyconą lub nienasyconą grupą aikilową; podstawioną lub niepodstawioną, nasyconą lub nienasyconą grupę acylową; podstawioną lub niepodstawioną, nasyconą lub nienasyconą grupę alkoksy lub aryloksykarbonylową, podstawiony lub niepodstawiony sulfonyloimidazolid; podstawioną lub niepodstawioną alifatyczną lub aromatyczną grupę aminokarbonylową; podstawioną lub niepodstawioną grupę alkiloimidatową; podstawiony lub niepodstawiony, nasycony lub nienasycony fosfonian; i podstawioną lub niepodstawioną, alifatyczną lub aromatyczną grupę sulfinylową lub sulfonylową. Korzystnie, L' jest acetoksylem.

Niniejszy wynalazek dostarcza stereoselektywnego sposobu wytwarzania pochodnych β-nukleozydu o wzorze (III), poprzez glikozylowanie sililowanej zasady pirymidynowej, za pomocą związku o wzorze (II), w warunkach niskotemperaturowych. Reakcję glikozylowania prowadzi się w temperaturze poniżej -10°C, zwłaszcza w zakresie wynoszącym -10°C do -100°C. Korzystnie, reakcję prowadzi się poniżej -20°C, zwłaszcza w zakresie -20°C do -78°C

Związek o wzorze (II) poddaje się reakcji z sililowaną zasadą pirymidynową, zazwyczaj w odpowiednim rozpuszczalniku organicznym, takim jak węglowodór, przykładowo, toluen, halogenowany węglowodór, np. dichlorometan (DCM), nitryl taki jak acetonitryl, amid taki jak dimetyloformamid, ester taki jak octan etylu, eter taki jak tetrahydrofuran, lub ich mieszaninie, w niskiej temperaturze, wynoszącej -40°C do -78°C. Sililowana zasada pirymidynowa może być otrzymana zgodnie ze sposobem ujawnionym w W092/20669. Czynnikami sililującymi są 1,1,1,3,3,3-heksametylodisilazan, triflan trimetylosililowy lub chlorek trimetylosililowy, które stosuje się wobec katalizatora, odpowiednio, kwasowego lub zasadowego. Korzystnym czynnikiem sililującym jest 1,1,1,3,3,3-heksametylodisilazan.

Po reakcji glikozylowania można usunąć grupę benzylową (tj. grupę R1 zabezpieczającą grupę hydroksylową), celem wytworzenia pochodnej 1,3-dioksolanonukleozydu o wzorze (I)

(I) w którym R2 ma wyżej podane znaczenie dla związku o wzorze (III).

Odpowiednie warunki odbezpieczania są stosowane do N-4 deacetylowania, które obejmują metanolowy lub etanolowy amoniak lub zasadę, taką jak węglan potasowy, w odpowiednim rozpuszczalniku, takim jak metanol lub tetrahydrofuran.

Hydrogenolityczne deacetylowanie, z przeniesieniem wodoru od donora wodoru, takiego jak cykloheksen lub mrówczan amonowy, w obecności katalizatora, takiego jak tlenek palladu na węglu aktywnym, jest odpowiednie do usuwania grupy 5'-arylowej.

Związek o wzorze (II) jest złożony zasadniczo ze związków IIa i IIb:

L L

(a) (b)

188 447

Stwierdziliśmy również, że znany kwas 2S-benzyloksymetylo-l,3-dioksolano-4Skarboksylowy (V) może być otrzymany w przewadze względem swego 2S.4R izomeru w wyniku reakcji komercyjnie dostępnego kwasu 2,2-dimetylo-l,3-dioksolano-4S-karboksylow'ego z zabezpieczoną pochodną hydroksyacetaldehydu, takiego jak benzyloksyacetaldehyd, w warunkach kwasowych.

W diastereoselektywnym sposobie, według niniejszego wynalazku, dostarczono również następujące półprodukty:

- 2S-benzyloksymetylo-4R-jodo-l,3-dioksolan i 2S-benzylksyetylo-4S-jodo-l,3-dioksolari;

- P-L-5 '-benzylo-2 '-deoksy-3 '-oksa-N-4-acetylocytydyna;

- p-L-5 '-benzyloksy-2 '-deoksy-3 '-oksacytydyna;

- P-L-5 '-benzylo-2 '-deoksy-3 '-oksa-5-fluoro-N-4-acetylocytyna; i

- p-L-5 '-berzylo-2'-deoksy-3 '-oksa-5-fluor^oc^ytydyna^.

Przykład la: S-berzyloksymetylo-4R--odo-l,3-dioksolar i 2S-benzyloksymetylo4S-jodo-l,3-dioksolan (związek #1)

Mieszaniną złożoną z 2S-benzyłojksyr^<^it^ll^-^'^!^-^'^(^c^t<^l^i^^^-l,3-dioksolanu i 2S-benzyloksymetylo-4R-acetoksy-1,3-dioksolanu w proporcji 1:2 (6 g; 23,8 mmol) wysuszono poprzez azeotropową destylację z toluenem w próżni. Po usunięciu toluenu, pozostały olej rozpuszczono w suchym dichlorometanie (60 ml) i dodano jodotrimetylosilan (3,55 ml; 1,05 równoważn.) w -78°C, energicznie mieszając. Po dodaniu, łaźnię suchy lód/aceton usunięto i mieszaninę pozostawiono do ogrzania się do temperatury pokojowej (15 min.).

'li NMR wykazał powstanie 2S-berzylel^^;>y^«ett^yl^-'41R--j^c^to-l,3-dioksolaru i 2S-benzyloksymetylo-4S-j odo-1,3 -dioksolanu.

'H NMR (300 MHz, CDCb) δ 3,65-4,25(2H, m); 4,50-4,75(4H, m); 5,40-5,55(1H, nakładające się tryplety); 6,60-6,85(lH, dd); 7,20-7,32(5H, m).

Przykład lb: 2S-berzyloksymetylo-4R-jj)do-l,3-dioksolar i 2S-benzyloksymetylo4S-jodo-l,3-dioksolan (związek #1)

Mieszaninę złożoną z 2S-berzyloksymetylo-4S-acetoksy-l,3-dioksolanu i 2S-benzyloksymetylo-4R-acetoksy-1,3-dioksolaru w proporcji 1:2 (6 g; 23,8 mmol) wysuszono poprzez azeotropową destylację z toluenem w próżni. Po usunięciu toluenu, pozostały olej rozpuszczono w suchym dichlorometanie (60 ml) i dodano dijodosilan (2,4 ml; 1,05 równoważn.) w -78°C, energicznie mieszając. Po dodaniu, łaźnię suchy lód/aceton usunięto i mieszaninę pozostawiono do ogrzania się do temperatury pokojowej (15 min.).

*H NMR wykazał powstanie 2S-benzylksvmetylo-4R-jodo-l ,3-dioksokmu i 2S-benzyloksymetylo-4S-jodo-l,3-dioksolanu.

'H NMR (300 MHz, CDCb) 5 3,65-4,25(2H, m); 4,50-4,75(4H, m); 5,40-5,55(1H, nakładające się tryplety); 6,60-6,85(1 H, dd); 7,20-7,32(5H, m).

188 447

Przykład 2: e-L-5'-benzylo-2'-deoksy-3'-oksa-N-4-acetylocytydyna(związek#2)

Uprzednio otrzymany jodo-półprodukt (przykład 1) w dichlorometanie ochłodzono do -78°C. Persililowana N-acetylocytozyna (1,1 równoważn.), utworzona w wyniku ogrzewania do wrzenia w 1,1,1,3,3,3-heksametylodisilazanie (HMDS) z siarczanem amonowym i następnie odparowania HMDS, została rozpuszczona w 30 ml dichlorometanu i dodana do jodopółproduktu. Mieszaniną reakcyjną utrzymywano w -78°C przez 1,5 godziny po czym wylano na wodny kwaśny węglan sodowy i ekstrahowano dichlorometanem (2 x 25 ml). Fazę organiczną wysuszono siarczanem sodowym, ciało stałe usunięto przez odsączenie i rozpuszczalnik odparowano w próżni, otrzymując 8,1 g surowej mieszaniny. Opierając się na analizie *H NMR, e-L-5 '-benzylo-2'-deoksy-3 '-oksacytydyna i jej α-L izomer utworzyły się odpowiednio w proporcji 5:1. Surową mieszaninę rozdzielono drogą chromatografii na żelu krzemionkowym (5% MeOH w EtOAc) otrzymując czysty β-L (cis) izomer (4,48 g). Alternatywnie, przekrystalizowanie mieszaniny z etanolu pozwolą otrzymać 4,92 g czystego β izomeru i 3,18 g mieszaniny izomerów β i α w proporcji 1:1.

Ή NMR (300 MHz, CDCL) δ 2,20(3H, S, Ac); 3,87(2H, m, H-5'); 4,25(2H, m, H-2'); 4,65(2H, dd, OCH₂Ph); 5,18(1H, t, H-4'); 6,23(1H, m, H-l'); 7,12(1H, d, H-5); 7,30-7,50(5H, m, Ph); 8,45(2H, m, NH+H-6).

Przykład 3: e-L-5'-benzykoksy-2'-deoksy-3'-oksacytydyna(związek#3)

Zabezpieczony β-L izomer (4,4 g) z przykładu 2 zawieszono w nasyconym roztworze amoniaku w metanolu (250 ml) i mieszano w temperaturze pokojowej przez 18 godzin w zamkniętym naczyniu. Następnie usunięto rozpuszczalniki w próżni, otrzymując deacetylowany nukleozyd w czystej postaci.

*H NMR (300 MHz, CDCL) δ 3,85(2H, m, H-5'); 4,20(2H, m, H-2'); 4,65(2H, dd, OCH₂Ph); 5,18(1H, t, H-4'); 5,43(1H, d, H-5); 5,50-5,90(2H, br, S, NH₂); 6,28(1H, m, H-1'); 7,35-7,45(5H, m, Ph); 7,95(1H, d, N-6).

Przykład 4: β-1.-2'^ί^}'-3 '^sac^y^^n (związek #4)

188 447

e-L-5'-benzy'lo-2-deoksy-3'-oksacvtydynę z poprzedniego przykładu, rozpuszczono w EtOH (200 ml) a następnie dodano cykloheksen (6 ml) i tlenek palladu (0,8 g). Mieszaninę reakcyjną ogrzewano we wrzeiu przez 7 godzin a następnie ochłodzono i przesączono celem usunięcia ciał stałych. Z filtratu usunięto rozpuszczalniki oddestylowując pod próżnią. Surowy produkt oczyszczono poprzez chromatografię typu flash na żelu krzemionkowym (5% MeOH w EtOAc) otrzymując białe ciało stałe (2,33 g; 86% całkowitej wydajności, aiD² = -46,7° (c= 0,285; MeOH), t.t. = 192-194°C.

®H NMR (300 MHz, DMSO-de) δ 3,63(2H, dd, H-5'); 4,06 (2H, m, H-2'); 4,92 (1H, t, H-4'); 5,14(1H, t, OH); 5,70(1H, d, H-5); 6,16(2H, dd, H-1'); 7,11-7,20(2H, brS, NH2); 7,80(1H, d, H-6) ¹³C NMR (75 MHz, DMSO-dó) δ 59,5 (C-2'); 70,72(C-5'); 81,34(C-4'); 93,49(C-1'); 104,49(C-5); 140,35(C-4); 156,12(C-6); 165,43(C-2).

Przykład 5: e-L-5'-benzyko-2-deoksy-3'-oksa-5-fluoro-N4-acetylo-cytydyna (związek #5)

Poprzednio otrzymane jodo-pochodne (przykład 1) w dichlorometanie ochłodzono do -78°C. Persililowana N-acetylo-5-fluorocytozyna (1,05 równoważn.), utworzona w wyniku ogrzewania do wrzenia w 1,1,1,3,3,3-heksametylodisilazanie (HMDS) z siarczanem amonowym i następnie odparowania HMDS, została rozpuszczona w 20 ml dichlorometanu i dodana do jodo-półproduktu. Mieszaniną reakcyjną utrzymywano w -78°C przez 1,5 godziny po czym wylano na wodny kwaśny węglan sodowy i ekstrahowano dichlorometanem (2 x 25 ml). Fazę organiczną wysuszono siarczanem sodowym, ciało stałe usunięto przez odsączenie i rozpuszczalnik odparowano w próżni, otrzymując 8,1 g surowej mieszaniny. Opierając się na analizie ®H NMR, e-L-5'-benzylo-2'-deoksy-3'-oksa-5-fluoiO-N4-acetylocyt:ydyna i jej α-L izomer utworzyły się odpowiednio w proporcji 5:1. Surową mieszaninę rozdzielono drogą chromatografii na żelu krzemionkowym (5% MeOH w EtOAc) otrzymując czysty β-L (cis) izomer (4,48 g). Alternatywnie, przekrystalizowanie mieszaniny z etanolu pozwala otrzymać 4,92 g czystego β izomeru i 3,18 g mieszaniny izomerów β i a w proporcji 1:1.

Ή NMR (300 MHz, CDCh) δ 2,20(3H, S, Ac); 3,87(2H, m, H-5'); 4,25(2H, m, H-2'); 4,65(2H, dd, OCH2Ph); 5,18(1H, t, H-4'); 6,23(1H, m, H-1'); 7,12(1H, d, H-5); 7,30-7,50(5H, m, Ph); 8,45(2H, m, NH+H-6).

Przykład 6: β-L-5'-benzylo-2'-deoksy-3'-oksa-5-f-uo-oc}yyydya(związek#6)

188 447

ΒηΟ

Surową mieszaniną z poprzedniego etapu (przykład 5) zawieszono w nasyconym roztworze amoniaku w metanolu (100 ml) i mieszano przez 18 godzin w temperaturze pokojowej w zamkniętym naczyniu reakcyjnym. Rozpuszczalniki usunięto w próżni otrzymując deacetylowaną mieszaninę, którą rozdzielano poprzez chromatografię typu flash na żelu krzemionkowym (2% do 3% MeOH w EtOAc) uzyskując 1,21 g czystego izomeru β (wydajność 45% w odniesieniu do tego izomeru).

Przykład 7: e-L-2'-deoksy-3'-oksa-5-ffuoroc_vtydyna(związek#7)

Deacetylowany czysty izomer β-L (900 mg; 2,8 mmol), otrzymany jak opisano w przykładzie 6, rozpuszczono w EtOH (40 ml) a następnie dodano cykloheksen (3 ml) i katalizator tlenek palladu (180 mg). Reakcję ogrzewano we wrzeniu przez 24 godziny a następnie katalizator usunięto poprzez sączenie. Z przesączu usunięto rozpuszczalniki oddestylowując pod próżnią. Surowy produkt oczyszczono poprzez chromatografię typu flash na żelu krzemionkowym (5% do 7% MeOH w EtOAc) otrzymując białe ciało stałe (530 mg; wydajność 82%); (ct_D ) = -44,18° (c= 0,98; MeOH).

*H NMR (300 MHz, DMSO-4) δ 3,62-3,71 (2H, m, H-5'); 4,03-4,13 (2H, m, H-2'); 4,91 (1H, t, H-4'); 5,32(1H, t, OH); 6,11(1 H, t, H-1'); 7,53-7,79(2H. b, NH2); 8,16(1H, d, H-6); ⁿC NMR (75 MHz, DMSO-d₍, ); δ 59,34 (C-2'); 70,68(C-5); 80,78(C-4'); 104,53(C-1'); 124,90, 125,22(C-4); 134,33, 136,73(C-5); 153,04(C-2); 156,96, 157,09(C-6).

Przykład 8: Określanie czystości izomerycznej analogów nukleozydu p-L-2'-deoksy-3 '-oksacytydyny

Określanie czystości izomerycznej (β-L względem α-L i β-L względem β-D izomery) zostało dokonane z użyciem zestawu Waters HPLC złożonego z pompy z urządzeniem sterującym 600 do dostarczania rozpuszczalnika, detektora DV 486, auto-zastrzykiwacza 412 WISP i integratora 740 Waters. Kolumna analityczna z chiralną fazą odwróconą cyclobond I RSP (Astec, 4,6 x 250 mm wewn. średn.) została użyta, upakowana przez producenta β-cyklodekstryną w postaci pochodnej z eterem R'S-hydroksypropylowym. Faza ruchoma była złożona z acetonitrylu (A) i wody, oraz zawierała 0,05% trietyloaminy (B), mając pH skorygowane do 7,05 za pomocą lodowatego kwasu octowego. Kolumna pracowała w warunkach izokratycznych w 0°C z użyciem mieszaniny 5% A i 95% B. Warunki takie oraz modyfikacje przedstawił DiMarco et al. (J. Chromatography, 1993, 645, 107-114). Szybkość przepływu wynosiła 0,22 ml/min, a ciśnienie utrzymywano przy 648-660 psi. Detekcję nukleozydów rejestrowano poprzez absorbcję UV przy 215 i 265 nm. Próbki β-D izomeru i związki racemiczne otrzymano według publikacji (Belleau et al. Tetrahedron Lett. 1992, 33, 6948-6952) i stosowano jako we wnętrzne wzorce do współinjekcji.

188 447

W tych warunkach czystość izomeryczna związku #4, wytworzonego według przykładu 4 wynosiła > 99%, a związku #7, według przykładu 7, wynosiła > 96%.

Czystość izomeryczna nukleozydów dioksolanowych, które zostały otrzymane według ogólnego schematu 2, w różnych warunkach, tj. temperatury i kwasu Lewisa, została przedstawiona w tabeli 1 poniżej. Te, które otrzymano w temperaturach powyżej 10°C wykazywały niższą stereoselektywność.

BnO

a

-► kwas Lewisa

BnO

Schemat 2 o.

,<y sllilowana zasada

cis trans zasada

Tabela 1

Zasada	Kwas Lewisa	Temperatura (°C)	Cis : trans
5F-N(Ac)-cytozyna	TMSI	a: -78 b: -78	8 : 1
5F-N(Ac)-cytozyna	SIH2I2	a: -78 b: -78	7:2
N(Ac)-cytozyna	TMSI	a:- 78 b: -78	5 : 1

uwaga: wszystkie reakcje w rozpuszczalniku DCM, zasady sililowane HMDS.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania pochodnych β-nukleozydu diol^:s<^^^i^(^'w^go o wzorze (Ili) ,^R2

RjOCHj (III) w którym Ri oznacza wodór lub grupę benzylową, zaś R2 oznacza grupę pirymidynową o wzorze (A)

NHR, (A) w którym

R3 jest wybrane z grupy zawierającej wodór, Ο-, alkil i C1-6 acyl; zaś

R4 jest wybrane z grupy zawierającej wodór i fluor, znamienny tym, że sililowaną zasadę pirymidynową, zawierającą powyżej określoną grupę o wzorze A, poddaje się reakcji glikozylowania, w temperaturze poniżej -10°C, za pomocą związku o wzorze (II)

R OCH₂

-<

(II) w którym R oznacza grupę benzylową, zaś L oznacza halogen, i ewentualnie usuwa się grupę R, zabezpieczającą grupę OH, dla wytworzenia związku o wzorze (III), w którym Ri, oznacza wodór.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się związek o wzorze (II), w którym L oznacza jod.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się zasadę pirymidynową, zawierającą grupę o wzorze A, w którym R3 oznacza H lub acetyl.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reakcję glikozylowania prowadzi się w temperaturze około -78°C.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się związek o wzorze (II) wytworzony poprzez poddanie reakcji półproduktu o wzorze (II')

188 447

L'

R OCH₂ (II·) w którym L' stanowi grupę opuszczającą, z kwasem Lewisa o wzorze (IV) (IV) w którym

R₃', R4' i R5' są niezależnie wybrane z grupy zawierającej wodór; C1-20 alkil, ewentualnie podstawiony przez halogeny, C6-20 alkoksyl lub C6-20 aryloksyl; C7.20 aralkil, ewentualnie podstawiony przez halogen, C1.20 alkil lub C1.20 alkoksyl; C6-20 aryl, ewentualnie podstawiony przez halogeny, C1.20 alkil lub C1.20 alkoksyl; trialkilosilil; fluor; brom; chlor i jod; zaś R6 jest wybrane z grupy zawierającej halogen; C1.20 estry kwasów sulfonowych, ewentualnie podstawione przez halogeny; C1.20 estry alkilowe, ewentualnie podstawione przez halogen; polihalogenki monowalencyjne; tripodstawione grupy sililowe o ogólnym wzorze (R₃')(Rą')(R5 )Si, w którym R₃', R4', R5' są jak zdefiniowane powyżej; nasycony lub nienasycony selenylo Cć-20 aryl; podstawiony lub niepodstawiony C6.20 arylosulfenyl; podstawiony lub niepodstawiony C1.20 alkoksyalkil; i trialkilosiloksyl.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się kwas Lewisa wybrany spośród jodotrimetylosilanu i SiH2l27. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, ze jako kwas Lewisa stosuje się jodotrimetylosilan.