WO1995011252A1 - Composes 3'-phosphononucleosides et procede de preparation - Google Patents

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Georges Francis Dewynter
Jean-Louis Imbach
Jean-Louis Montero
Corine Serra
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Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs)
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07H19/00—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof
    • C07H19/02—Compounds containing a hetero ring sharing one ring hetero atom with a saccharide radical; Nucleosides; Mononucleotides; Anhydro-derivatives thereof sharing nitrogen
    • C07H19/04—Heterocyclic radicals containing only nitrogen atoms as ring hetero atom
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    • C07H19/10—Pyrimidine radicals with the saccharide radical esterified by phosphoric or polyphosphoric acids
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    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55—Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of compound 3 '-phosphononucleosides.
  • the present invention also relates to new compounds
  • the 3 '-phosphononucleosides according to the invention represent a new class of nucleotide analogs which can be used as anti-viral agents. These compounds can also be used for the preparation of constitutive nucleotide synthons to arrive at oligonucleotides whose internucleotide sequence is modified.
  • the present invention therefore relates to 3'-phosphononucleoside compounds as medicaments useful in particular as antiviral agents.
  • the present invention therefore also relates to phosphononucleoside synthons of the phosphoramidite type useful for the synthesis of said oligonucleotides in a phosphoramidite synthesis process.
  • the present invention finally relates to new oligonucleotide analogs constituted by the chain of 3'-phosphononucleoside compounds according to the invention.
  • the present invention indeed provides a manufacturing process for obtaining 3'-phosphononucleoside compounds via the condensation of a previously phosphonated sugar, with a heterocyclic base of any kind whatsoever. More specifically, the present invention relates to a process for the preparation of a compound of formula
  • B represents a purine or pyrimidine base - X represents H or OH - Y represents H, OH or CH 3 .
  • nucleic bases are represented in general according to the beta anomeric configuration, but the subject of the present invention is also the compounds of the same formula with the base in alpha anomeric configuration.
  • - Z represents a leaving group such as a halogen F, Cl, Br or I, or a group OR '
  • the condensation reactions of a sugar on a base are well known to those skilled in the art.
  • the reactive conditions are different depending on the nucleic acid bases concerned.
  • Any heterocyclic base can be condensed with sugar (II) according to the various methodologies described in nucleotide syntheses.
  • pentose used for the first stage, is likely to vary (it may be ribose or xylose) and it may as well belong to the series D as L
  • the phosphonylated sugar in 3 (II) is obtained by oxidation of the hydroxyl in 3 of the sugar, in ketone function followed by a Pudovic reaction with a phosphorus derivative of oxidation degree III of phosphite type or phosphonite in particular an alkyl phosphite.
  • the compound (II) is obtained by the following steps:
  • the dehydroxylation reaction in the 3 ′ position of the compound (IP) comprises:
  • a compound of formula (P) is prepared with X 'represents OR ", R" being a protective group different from R; 2) selective deprotection of the compound (P) is carried out in position 2 '; 3) a deoxygenation is carried out in position 2 'of the compound obtained in step 2), and 4) the base and the alcohol are deprotected in position 5' of the compound obtained in step 3).
  • Secondary alcohol reduction reactions are well known to those skilled in the art. Mention is made in particular of the Barton reaction by radical reduction (reference 4).
  • X ' OR "and R” is an acyl group such as acetyl.
  • X ' in the compound of formula (III), X 'represents OR "and R' and R" together form a single divalent alkylidene protecting radical the hydroxyl functions in positions 1 and 2, in particular an isopropylidene group. The isopropylidene group makes it possible to block positions 1 and
  • the compounds of formula II are obtained which are suitable for the condensation reaction according to the invention, by deprotecting positions 1 and 2 of the alkylidene, in an acid medium leading to the diol 1,2 which is then treated with anhydride, in particular acetic anhydride leading to compounds (II) having acyl groups, in particular acetyl in 1 and 2.
  • the present invention also relates to 3′-phosphono-nucleoside compounds of general formula (Ib):
  • B is a purine or pyrimidine base
  • R represents a precursor group of the hydroxyl function, it may be an enzymatically split group in vivo.
  • the present invention also relates to an oligonucleotide analog consisting of the chain of 3'phosphonucleosides characterized in that it re ond to the formula
  • B represents a purine or pyrimic base
  • the subject of the present invention is a nucleotide synthon useful in the synthesis of analysis of oligonucleotides according to the method known as with phosphoramidite, characterized in that it corresponds to the formula
  • - B is a purine or pyrimidine base whose exocyclic amine function is, where appropriate, protected
  • - Ri represents a protective group such as - (CH 2 - CN
  • - X is H or OR 3 with R 3 which represents a protective group of hydroxyl function such as alkyl, benzyl, acetyl or benzoyl.
  • B is a heterocyclic base chosen in particular from adenine, guanine, thymine, cytosine, hypoxanthine.
  • 1,2-Isopropylidene-D-xylofuranose can be used as the starting sugar.
  • Scheme 1 General strategy for the synthesis of 3 '- phosphononucleosides l_a. and l b.
  • step i The alcohol in position 5 of the starting compound 4a_ was selectively protected by the action of benzole chloride (an equivalent) in pyridine at 0 ° C (step i).
  • the product 5 was obtained in the form of a powder with a yield of 90% after purification by chromatography on silica gel.
  • Ketone 6. was synthesized by an oxidation method using the Moffatt 2 reaction.
  • Compound 5. dissolved in a mixture of DMSO and benzene is treated with N- (3-dimethylaminopropyl) hydrochloride -
  • the Pudovic3 reaction is catalyzed by bases which are most often triethylamine and sodium methylate.
  • bases which are most often triethylamine and sodium methylate.
  • triethylamine which is a weaker base.
  • Compound 6 was dissolved in an excess of dimethylphosphite and then treated with an equivalent of triethylamine at room temperature to yield hydroxyphosphonate 7 in crystalline form with a yield of 95% after purification by chromatography on a column of silica gel.
  • Deoxygenation on sugars and nucleosides is generally carried out by the Barton method. But the application of this method to tertiary alcohols leads to eliminations and to the formation of olefins5.
  • Dolan and Mac Millan5-6 described a new method for the reduction of tertiary alcohols. It is a reduction of the methyloxalic ester corresponding to alcohol by tributyltin hydride
  • Compound 7 is treated with oxalic acid chloride in the presence of 4-dimethylaminopyridine (DMAP) in acetonitrile at room temperature5.
  • DMAP 4-dimethylaminopyridine
  • the oxalic ester obtained was treated directly with Bu 3 SnH and AIBN in toluene at 100 ° C. to yield the corresponding deoxygenated compound £, in the form of an oil, with a yield of 93% after chromatography on a gel column.
  • silica silica.
  • a molecular model of compound 7. highlighted the steric hindrance due to the isopropylidene group below the mean plane of the sugar; this prevents any approach of the reagent on this side and the attack is therefore made by the upper face.
  • Thymine condensation does not require any prior protection.
  • Sugar 2 and thymine were treated with HMDS, TMSCI in the presence of SnCl- 4 at reflux in acetonitrile according to the method of
  • the reaction was not complete and degradation of the product formed was observed by increasing the reaction times.
  • the nucleoside was obtained after treatment of the reaction crude, followed by chromatography on a column of silica gel. NI regioisomerism was verified by UV spectroscopy in acid, basic and neutral media. The maximum yield of the desired 2 ⁇ nucleoside is 30% (diagram 6).
  • the regioisomerism was also verified by UV spectroscopy in the three media.
  • EXAMPLE 2 SYNTHESIS OF 3'-PHOSPHONO-THYMIDINE AND 3'-DESOXY-3'-PHOSPHONO-ADENOSINE IN SERIES 2-DESOXY-
  • the crude reaction product is dissolved in ethyl acetate, the organic phase is washed successively with water, with a saturated solution of sodium hydrogencarbonate, with water, with a 5% citric acid solution, and finally with water, before being dried over sodium sulfate, filtered and concentrated in vacuo.
  • Tributyltin hydride (12.9 ml, 1.5 eq) and PAIBN) 1.3 g, 100 mg per g of product) are added successively then the solution is stirred for 2 hours at 100 ° C.
  • the reaction mixture is concentrated then chromatography on a column of silica gel (eluent CH 2 CI 2 / MeOH 98/2).
  • reaction medium is concentrated under vacuum, redissolved in ethyl acetate, the organic phase is then washed with a saturated solution of sodium hydrogencarbonate and with water, dried over sodium sulfate, filtered and concentrated.
  • the reaction purpose is chromatography on a column of silica gel (eluent CH 2 CI 2 / MeOH 97/3).
  • the resulting oil is chromatographed on a column of silica gel (eluent: gradient of MeOH in CH 2 CI 2 from 0 to 2%).
  • Compound 3T (380 mg, 0.8 mmol) or 3A. (280 mg, 0.5 mmol) is treated with a solution of sodium methylate in 0.3 M methanol (8 ml for 3T and 6 ml for 5 3A). The sodium methylate is neutralized with dowex resin 50WX2 in pyridinium form after 35 min for 3T and 20 min for 3_A. The reaction crudes are filtered, the resin is washed with hot methanol. The solutions are concentrated, coevaporated with toluene.
  • the compounds 9T, 9A, 12T and 12A are dissolved in acetonitrile (2 ml for 50 mg of nucleoside), pyridine is added in catalytic amount, then the reaction mixture - .. is treated with bromotrimethylsilane (10 eq ) away from moisture.
  • the reaction mixture is stirred for 14 hours at room temperature, then it is treated with pyridine (0.5 ml for 50 mg of nucleoside) and water (1 ml for 50 mg). Stirring is continued for 2 hours, the aqueous phase is washed 2 times with ether and then concentrated.
  • the products are purified by preparative plates (eluent: 2-propanol / NH 4 OH / H2O

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un composé de formule (Ia) dans laquelle: B représente une base purique ou pyrimidique; X est H ou OH; Y est H, OH ou CH3; caractérisé en ce que (1) on effectue une réaction de condensation d'un composé pentose (II) avec une base purique ou pyrimidique protégée B' pour obtenir un composé protégé (I') selon les formules (II) et (I') dans lesquelles X' représente H ou OR', R' étant un groupement protecteur de la fonction OH; B' représente la base B dont les fonctions exocycliques NH2 sont, le cas échéant, protégées; Z est un groupe partant tel qu'un halogène ou un groupe OR; R et R' sont des groupements protecteurs de la fonction OH, et (2) on déprotège le composé (I').

Description

COMPOSES 3'-PHOSPHONONUCLEOSIDES ET PROCEDE DE PREPARATION
La présente invention concerne un procédé de préparation de composé 3 '-phosphononucleosides. La présente invention concerne également de nouveaux composés
3 '-phosphononucleosides.
Les 3 '-phosphononucleosides selon l'invention représentent une nouvelle classe d'analogues nucléotidiques pouvant être utilisés comme agents anti-viraux. Ces composés peuvent aussi être utilisés pour la préparation de synthons nucléotidiques constitutifs pour parvenir à des oligonucléotides dont l'enchaînement internucléotidique est modifié.
Enfin, la présente invention concerne donc des composés 3'- phosphononucléosides à titre de médicaments utiles notamment en tant qu'agents antiviraux. La présente invention concerne donc aussi des synthons phosphononucleosides du type phosphoramidite utiles pour la synthèse desdits oligonucléotides dans un procédé de synthèse au phosphoramidite. La présente invention concerne enfin de nouveaux analogues d'oligonucléotides constitués par l'enchaînement de composés 3'- phosphononucleosides selon l'invention.
La présente invention fournit en effet un procédé de fabrication permettant d'otenir des composés 3'-phosphononucléosides via la condensation d'un sucre préalablement phosphoné, avec une base hétérocyclique de quelque nature que ce soit. Plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de préparation d'un composé de formule
dans laquelle:
Figure imgf000003_0001
B représente une base purique ou pyrimidique - X représente H ou OH - Y représente H, OH ou CH3.
A ce jour, aucun composé de ce type n'a été décrit dans la littérature. Dans les formules développées ci-dessus comme les suivantes, des bases nucléiques sont représentées en général selon la configuration anomérique bêta, mais la présente invention a également pour objet les composés de même formule avec la base en configuration anomérique alpha.
L'accès à ces 3 '-phosphononucleosides s'est en effet avéré très difficile. En particulier, il est apparu impossible de réaliser une réaction de Michaelis-Arbuzov en présence de phosphite d'alkyle, que ce soit à partir d'un composé halogène en 3' ou 2,3'anhydro, vraisemblablement à cause du caractère secondaire de la fonction alcool en 3'.
Le procédé selon l'invention consiste en effet essentiellement dans les étapes suivantes:
1) on effectue une réaction de condensation d'un composé pentose (II) avec une base purique ou pyrimidique protégée (B') pour obtenir un composé protégé (!') selon le schéma
Figure imgf000004_0001
formules dans lesquelles
- X' représente H ou OR", R"étant un groupement protecteur de la fonction OH - B* représente la base B dont les fonctions exocycliques NH2 sont, le cas échéant, protégées
- Z représente un groupe partant tel qu'un halogène F, Cl, Br ou I, ou un groupe OR'
- R et R' sont des groupements protecteurs de la fonction OH, et 2) on déprotège le composé (V).
Les réactions de condensation d'un sucre sur une base sont bien connus de l'homme de l'art. Les conditions réactives sont différentes suivant les bases d'acides nucléiques concernés. N'importe quelle base hétérocyclique peut être condensée avec le sucre (II) suivant les diverses méthodologies décrites en synthèses nucléotidiques. On cite en particulier la réaction de Vorbrûggen (références 7a à 7d) pour la thymine, ou la réaction de Saneyoshi telle que décrite dans la référence 8, pour l'adénine ou les réactions décrites dans les références 8 à 10, pour la cytosine, la réaction de Wright et Dudycz telle que décrite dans les références 11 et 12 pour la guanine.
La nature du pentose utilisé, pour la première étape, est susceptible de varier (il peut s'agir du ribose ou du xylose) et il peut aussi bien appartenir à la série D que L
Selon la présente invention, le sucre phosphonylé en 3 (II) est obtenu par oxydation de l'hydroxyle en 3 du sucre, en fonction cétone suivie d'une réaction de Pudovic avec un dérivé phosphore de degré d'oxydation III de type phosphite ou phosphonite notamment un phosphite d'alkyl.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, le composé (II) est obtenu par les étapes suivantes:
1) on fait réagir un composé de formule (III) ci-après avec un phosphite de dialkyl de formule (IV) en milieu basique pour obtenir un composé 3 hydroxy phosphonate de formule (II') selon le schéma suivant
I I )
Figure imgf000005_0001
formules dans lesquelles Z, R, R', X', et Y ont les significations données ci- dessus et alk représente un groupe alkyle; 2) on effectue une désoxygénation en position 3 du composé
(IP) pour obtenir le composé de formule (II). Avantageusement, la réaction de déshydroxylation en position 3' du composé (IP) comprend:
1) la préparation d'un adduit intermédiaire consistant en un dérivé correspondant à un composé (IP) portant un ester oxalique en 3, et
2) la réduction dudit composé portant un groupe ester oxalique en 3 par de l'hydrure de tributylétain en présence d'azoisobutyronitrile. La nature des groupements protecteurs des sucres (II) ou (III) à différentes positions 5^), 3Î1), 2(D ou 1, peut être très diverse. On cite, en particulier, les groupes alkyle, notamment CH3, acyle tel que CH3 — C=0, ou
C6H5— C=0, benzyle, benzoyle, trityle, silyle.
De préférence, pour préparer les composés de formule (I) dans lesquels X représente H, on réalise les étapes suivantes: 1) on prépare tout d'abord un composé de formule (P) avec X' représente OR", R" étant un groupement protecteur différent de R; 2) on effectue une déprotection sélective du composé (P) en position 2'; 3) on effectue une désoxygénation en position 2' du composé obtenu à l'étape 2), et 4) on déprotège la base et l'alcool en position 5' du composé obtenu à l'étape 3). Les réactions de réduction d'alcools secondaires sont bien connues de l'homme de l'art. On cite en particulier la réaction de Barton par réduction radicalaire (référence 4).
La présence d'une protection acétyle et, plus généralement acyle, en position 2' (R") entraîne un couplage stéréospécifique avec la base hétérocyclique conduisant spécifiquement à l'anomère β. De plus, ce même groupement peut être sélectivement déprotégé si le groupement R en 5' est différent, notamment du type trityl ou benzyl, et l'alcool est éliminé pour conduire à la série 2'-désoxy.
Dans un mode de réalisation avantageux dans les composés (II) et (P), X' = OR" et R" est un groupe acyle tel que acétyle. Dans un mode de réalisation avantageux du procédé de préparation des composés de formule (II) selon l'invention, dans le composé de formule (III), X' représente OR" et R' et R" forment ensemble un unique radical divalent alkylidène protégeant les fonctions hydroxyles en positions 1 et 2, notamment un groupe isopropylidène. Le groupement isopropylidène permet de bloquer les positions 1 et
2, puis de protéger sélectivement la position 5 afin de fonctionnaliser la position 3 par le groupement phosphonate. L'acétolyse du groupement isopropylidène conduit au dérivé di-O-acétylé en positions 1 et 2. La présence de Pacétyle en 2 est favorable à la formation du nucléoside β au cours de la glycosylation car il induit la formation d'un acyloxonium intermédiaire et, selon les règles "trans" de Baker1, le nucléoside β est obtenu majoritairement. La stéréochimie au niveau du carbone 3 importe peu, puisque le passage d'un carbone sp3 à un carbone sp2 induit une perte d'asymétrie.
On obtient les composés de formule II appropriés pour la réaction de condensation selon l'invention, en déprotégeant les positions 1 et 2 de l'alkylidène, en milieu acide conduisant au diol 1,2 qui est ensuite traité par de l'anhydride, notamment de l'anhydride acétique conduisant à des composés (II) ayant des groupes acyle, notamment acétyle en 1 et 2.
Dans un mode de réalisation approprié dans les composés (II), (IP) et (III), X' représente OR", et R' et R" représentent un groupe acyle.
La présente invention a également pour objet des composés 3'- phosphono-nucléosides de formule générale (Ib):
dans laquelle:
Figure imgf000007_0001
B est une base purique ou pyrimidique
R représente H ou un groupe précurseur de la fonction hydroxyle in vivo tel que R1- C = O, R1 étant un alkyl en Ci à C20, de préférence C7 à
- X = H, OH, N3, F ou NH2
- Y -= H, OH ou CH3. Lorsque R représente un groupe précurseur de la fonction hydroxyle, ce peut-être un groupe scindé enzymatiquement in vivo.
Ces composés sont particulièrement utiles comme agents antiviraux. Les dérivés 5'-acylés obtenus avec l'acide acétique, mais également avec des acides gras, tels que l'acide myristique et l'acide palmitique, augmentent la lipophilie des phosphonates afin de leur permettre de mieux traverser la membrane cellulaire.
Par analogie avec les nucléosides connus, on peut penser que les phosphonates-5'-acyles, après pénétration dans la cellule, sont hydrolyses sous l'action de lipases cellulaires, puis métabolisés par les kinases sous forme de dérivés triphosphates, ceux-ci étant à l'origine de l'inhibition observée. Les composés de formule (I) ci-dessus avec R, qui représente un groupe mono- di- ou triphosphate permettent de favoriser la métabolisation en triphosphate actif.
Un composé de formule (I) selon l'invention dans lequel R représente R' C = O ou un groupe mono,-di- ou triphosphate peut être obtenu à partir d'un composé de formule (I) dans lequel R représente H et X, Y et B ont la même signification, selon une réaction de Mitsunobu.
Un composé de formule (I) dans lequel X = N3, F ou NH2 peut être obtenu à partir d'un composé de formule (I) dans lequel X = OH et X, Y, B ont la même signification, par une réaction de substitution.
Pour obtenir les composés (I) dans lesquels X = F, on effectue une substitution par le DAST (trifluorure de diéthyl a ino sulfure) sur l'alcool, selon les références 13 à 18.
Pour obtenir les composés (I) dans lesquels X = N3, l'alcool est traité par de l'anhydride triflique et le groupement triflate est ensuite déplacé par subsitution nucléophile par l'azidure de sodium (voir référence 19).
Le composé (I) aminé (X = NH2) est obtenu à partir du composé azido (X = N3) par traitement avec de la triphénylphosphine dans la pyridine selon la réaction décrite dans la référence 20.
La présente invention a également pour objet un analogue d'oligonucléotide constitué par l'enchaînement de 3'phosphonucléosides caractérisé en ce u'il ré ond à la formule
Figure imgf000008_0001
avec n = 0 à 50 p = 0 ou 1
B représente une base purique ou pyrimique
X représente H ou OH y représente H, OH ou CH3
La formule - CH2 -
Figure imgf000008_0002
est une représentation schématique de la formule développée suivante:
Figure imgf000009_0001
Enfin, la présente invention a pour objet un synthon nucléotidique utile dans la synthèse d'analyse d'oligonucléotides selon la méthode dite avec phosphoramidite, caractérisé en ce qu'il répond à la formule
dans laquel
Figure imgf000009_0002
- p = 0 ou 1
- R est un groupe protecteur conventionnel de la fonction 5'-OH tel qu'un groupe trityl lorsque p = 0 ou un groupe partant tel qu'un halogène lorsque p = 1
- B est une base purique ou pyrimidique dont la fonction aminé exocyclique est, le cas échéant, protégée
- Ri représente un groupe protecteur tel que -(CH2 - C N
- R2 est un groupe aminodisubstitué -N(alk) 2 avec notamment alk = - CH2(CH3)2
- X est H ou OR3 avec R3 qui représente un groupe protecteur de fonction hydroxyle tel que alkyle, benzyle, acétyle ou benzoyle.
Dans les composés utilisés dans les procédés selon l'invention et dans les composés selon l'invention, B est une base hétérocyclique choisie notamment parmi l'adénine, la guanine, la thymine, la cytosine, l'hypoxanthine. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée et des exemples qui vont suivre.
Dans ce qui suit, sont décrites des voies de synthèse permettant de parvenir au sucre 2. à partir du D-xylose. Seront ensuite présentés deux exemples de condensation de 2. avec, respectivement, une base purique
(l'adénine) et une base pyrimidique (la thymine) permettant ainsi de parvenir à des structures de type l_a. Enfin, seront décrites les méthodes conduisant aux désoxynucléosides de type l_b à partir des composés précédents.
Les caractéristiques physicochimiques de l'ensemble des composés seront présentées.
I ) EXEMPLES DE SYNTHESES DE LA 3'-DESOXY-3'-PHOSPHONO- THYMIDINE ET 3 >-DESOXY-3 '-PHOSPHONO-ADENOSINE EN SERIE RIBONUCLEOSIDIOUE
On peut utiliser le 1,2-isopropylidène-D-xylofuranose comme sucre de départ.
Les voies de synthèse sont indiquées dans les schémas 1 et 2.
Schéma 1: Stratégie générale de synthèse des 3 '- phosphononucleosides l_a. et l b.
D-xylose
Figure imgf000011_0001
Dans le Schéma 2 ci-après: pour B = T composés T, pour B = A composés A i: BzCl / pyridine / 0°C ii: DMSO / EDC / benzène / C12CHCOOH / L amb. iii: (MeO)2POH / NEt3 / 1. amb. iv: 1) OxalylCl / DMAP / acétonitrile / t. amb. 2) Bu3SnH / AIBN / toluène / reflux v: 1) AcOH / H2SG4 / 50°C
2) Ac20 / pyridine vi: a) thymine / HMDS / TMSC1 / SnC14 / acétonitrile / reflux b) adénine / SnC14 / acétonitrile / t. amb. vii: MeONa / methanol /t. amb. viii: 1) BrSiMe3 / pyridine / acétonitrile / t. amb. 2) H20 / pyridine / t.amb. (NH40H) (t. amb. = température ambiante) Schéma 2:
Figure imgf000012_0001
1aT et 1aA I) 1. SYNTHESE DU SUCRE
L'alcool en position 5 du composé de départ 4a_ a été protégé sélectivement par action du chlorure de benzole (un équivalent) dans la pyridine à 0°C (étape i). Le produit 5_ a été obtenu sous forme de poudre avec un rendement de 90 % après purification par chromatographie sur gel de silice.
La cétone 6. a été synthétisée par une méthode d'osydation utilisant la réaction de Moffatt2. Le composé 5. dissous dans un mélange de DMSO et de benzène est traité par du chlorhydrate de N-(3-diméthylaminopropyl)-
N'-éthylcarbodiimide (EDC) en présence d'acide dichloroacétique ; la réaction conduit au produit attentu sous forme de poudre.
La réaction de Pudovic3 est catalysée par des bases qui sont le plus souvent la triéthylamine et le méthylate de sodium. On a utilisé la triéthylamine qui est une base moins forte. Le composé 6 a été dissous dans un excès de diméthylphosphite puis traité par un équivalent de triéthylamine à température ambiante pour conduire à l'hydroxyphosphonate 7 sous forme cristalline avec un rendement de 95 % après purification par chromatographie sur colonne de gel de silice. La désoxygénation sur les sucres et les nucléosides est généralement effectuée par la méthode de Barton^. Mais l'application de cette méthode aux alcools tertiaires conduit à des éliminations et à la formation d'oléfines5. Dolan et Mac Millan5-6 ont décrit une nouvelle méthode pour la réduction des alcools tertiaires. Il s'agit d'une réduction de l'ester méthyloxalique correspondant à l'alcool par l'hydrure de tributyletain
(Bu SnH) catalysée par de l'α'azoisobutyronitrile (AIBN).
Le composé 7 est traité par du chlorure d'acide oxalique en présence de 4-diméthylaminopyridine (DMAP) dans l'acétonitrile à température ambiante5. L'ester oxalique obtenu a été traité directement par Bu3SnH et l'AIBN dans le toluène à 100°C pour conduire au dérivé désoxygéné £ correspondant, sous forme d'huile, avec un rendement de 93 % après chromatographie sur colonne de gel de silice.
Ces deux étapes sont particulièrement intéressantes sur le plan stéréochimique, car elles se font toutes les deux avec un contrôle stéréospécifique. Le groupement phosphonate sur le composé 7 est situé au dessus du plan moyen du sucre ; ceci a été montré par la mesure des constantes de couplage sur le spectre RMN du proton entre les hydrogènes du sucre et le phosphore. Ainsi, on observe une constante trans entre H4 et P, et des constantes cis entre Hl et P, Hl et H2 (schéma 3). Ces résultats ont été confirmés par la littérature (3b).
Figure imgf000014_0001
(P) --Groupement diméthylphosphonate
7 schéma 3
Un modèle moléculaire du composé 7. a mis en évidence l'encombrement stérique dû au groupement isopropylidène au dessous du plan moyen du sucre ; celui-ci empêche tout rapprochement du réactif de ce côté et l'attaque se fait donc par la face supérieure.
La réduction de l'alcool conduit à une inversion complète de configuration. Les constantes de couplage observées sur le spectre RMN du proton du composé .8 indique que le phosphonate est situé au dessous du plan moyen du sucre (schéma 4).
Figure imgf000015_0001
(?) = groupcmenl diméthylphosphonate g schéma 4
Ce type de réduction fait intervenir un radical plan au niveau du carbone 3 ; l'attaque de l'hydrure de tributyletain encombré se fait par la face supérieure pour les mêmes raisons que précédemment (schéma 5).
schéma 5:
Figure imgf000015_0002
La déprotection de isopropylidène du composé 8. a été réalisée par un mélange d'acide acétique à 85 % dans l'eau et d'acide sulfurique concentré à 50°C et, conduit au diol 1-2 intermédiaire qui n'a pas été isolé. Ce dernier, traité par de l'anhydride acétique en présence de pyridine à la température de 50°C, a conduit au dérivé 1-2-diacétylé avec un rendement de 76 %, après purification par chromatographie sur colonne de gel de silice. L'anomère α est obtenu de façon stéréosélective.
I) 2. SYNTHESE DES NUCLEOSIDES
I) 2.1. Condensation de la thymine
La condensation de la thymine ne nécessite aucune protection préalable. Le sucre 2 et la thymine ont été traités par de l'HMDS, du TMSCI en présence de SnCl-4 à reflux dans l'acétonitrile selon la méthode de
Vorbrûggen ?. La réaction n'a pas été totale et on a observé une dégradation du produit formé en augmentant les temps de réaction. Le nucléoside a été obtenu après traitement du brut réactionnel, suivi d'une chromatographie sur colonne de gel de silice. La régioisomérie sur l'azote NI a été vérifiée par spectroscopie UV en milieux acide, basique et neutre. Le rendement maximum en nucléoside souhaité 2∑ est de 30 % (schéma 6).
Figure imgf000016_0001
-3. avec B = T
Schéma 6 I) 2.2. Condensation de l'adénine
Le sucre 2 et l'adénine ont été condensés, à température ambiante, en présence de tétrachlorure d'étain dans l'acétonitrile selon la méthode de Saneyoshiδ, pour conduire au nucléoside . après traitement et purification par chromatographie sur colonne de gel de silece, avec un rendement maximum de 30 % (schéma 7). On a noté également une dégradation partielle du produit formé en augmentant les temps de réaction.
La régioisomérie a également été vérifiée par spectroscopie UV dans les trois milieux.
Figure imgf000017_0001
30 %
3 avec B
Schéma 7
I) 2.3. Déprotection des nucléosides
a) déprotection des alcools
Le traitement des composés 3T et 3_A par une solution de méthylate de sodium dans le méthanol à température ambiante a conduit aux produits déprotégés 9T et 9_A avec des rendements respectifs de 75 et 85 % après traitement et purification par chromatographie sur colonne de gel de silice.
b) déprotection du phosphonate
Les composés précédents _£ et 9 A ont été traités par le bromotriméthylsilane dans l'acétonitrile en présence d'une quantité catalytique de pyridine à température ambiante. Les esters silylés intermédiaires hydrolyses en milieu pyridinique ont conduit aux monosels de pyridinium correspondants. Leur purification sur plaque préparative en présence d'ammoniaque a permis l'obtention de sels d'ammonium laT et laA par déplacement du contre-ion pyridinium.
I I ) EXEMPLE 2 : SYNTHESE DE LA 3'-PHOSPHONO-THYMIDINE ET 3'-DESOXY-3'-PHOSPHONO-ADENOSINE EN SERIE 2-DESOXY-
RIBONUCLEOSIDIOUE
La synthèse précédente permet l'obtention des nucléosides d'anomérie β de configuration souhaitée. Ces produits constituent de bons composés de départ pour passer à la série 2'-désoxy (schéma 8).
Figure imgf000019_0001
ix: NH2NH2.H20 / AcOH / pyridine / tamb x: l)PhOC(S)Cl / DMAP / CH2CI2 / tamb 2) Bu3SnH / AIBN / toluène / reflux xi: NEt3 / H20 / MeOH / tamb xii: 1) BrSiMe3 / pyridine / acétonitrile / tamb 2) H20 / pyridine / tamb (NH40H)
Schéma 8 II) 1. DEPROTECTION SELECTIVE DE L'ALCOOL EN POSITION 2'
Les composés 3T et 3A ont été désacétylés sélectivement par action d'hydrazine monohydratée dans un mélange d'acide acétique et de pyridine à température ambiante. Après traitement et purification par chromatographie sur colonne de gel de silice les composés 10T et 10A ont été isolés avec des rendements respectifs de 70 et 67 %.
II) 2. DESOXYGENATION
De nombreuses méthodes de désoxygénation d'alcools secondaires ont été développées dans la littérature. Nous avons opté pour la réduction radicalaire de Barton4 largement développée dans la chimie des nucléosides. Elle consiste à substituer l'hydrogène de la fonction alcool par un groupement C(S)X (X = imidazole, phénoxy...) puis à réduire la fonction ROC(S)X par rupture homolytique au moyen de Bu3SnH et d'AIBN.
Les composés 1 0T et 1 0 A ont été traités par du chlorure de phénoxythiocarbonyle en présence de 4-(DMAP) dans le dichlorométhane à température ambiante pour conduire aux intermédiaires thiocarbonylés correspondants. Ces derniers, traités par de l'hydrure de tributyl étain en présence d'AIBN dans le toluène à reflux, conduisent aux composés 2'- désoxy recherchés. Après purification par chromatographie sur colonne de gel de silice les composés 1 1 T et 1 1 A ont été obtenus avec des rendements de 83 et 52 %.
II) 3. DEPROTECTION DE L'ALCOOL PRIMAIRE
Les composés HT et 12A ont été débenzoylés par de la triéthylamine dans un mélange d'eau et de méthanol. Après purification sur plaque préparative les composés 12T et 12A ont été obtenus avec un rendement de 55 %.
II) 4. DEPROTECTION DU PHOSPHONATE
Les composés 12T et 12A traités par le bromotriméthylsilane comme précédemment ont permis l'obtention des produits l bT et l bA sous forme de sel d'ammonium. III) PARTIE EXPERIMENTALE
EXEMPLE 1 :
l ,2-isopropylidène-5-O-benzoyl-α-D-xylofurannose 5,
A une solution 1, 2-isopropylidène-α-D-xylofurannose ( 10g, 52,6 mmoles) dans 230 ml de pyridine, est ajouté goutte à goutte à 0°C du chlorure de benzoyle (6, 1 ml, 1 éq) dissous dans 30 ml de pyridine. Le mélange réactionnel est agité pendant 1 heure en laissant la température s'élever lentement. La solution est concentrée sous vide, les traces de pyridine sont coévaporées avec du toluène. Le brut réactionnel est dissous dans l'acétate d'éthyle, la phase organique est lavée successivement à l'eau, avec une solution saturée d'hydrogénocarbonate de sodium, à l'eau, avec une solution d'acide citrique à 5%, et enfin à l'eau, avant d'être séchée sur sulfate de sodium, filtrée et concentrée sous vide. L'huile résultante est chromatographiée sur colonne de gel de silice (éluant : CH2CI2 / MeOH 98/2). Après purification le produit est précipité par un mélange d'AcOEt et d'hexane pour conduire à une poudre blanche ( 14 g, Rdt = 91 %).
F = 85°C (AcOEt/Hexane)
Rf = 0,74 (AcOEt)
Spectre de masse (matrice GT), FAB>0: 295 (M+H)+, 237 (M-C3H60+H)+
RMN IH (CDCI3), δ: 1,4 (s, 3H, CH3); 1,6 (s, 3H, CH3); 3,4 (d, IH, OH,
Figure imgf000021_0001
4,25 (m, IH, H3) ; 4,4 (m, 2H, H5 et H4); 4,65 (d, I H, H2, . -2=3,63Hz); 4,8 (dd, IH, H5', JH5-H5'=12,7Hz et JH5--H4=9,19Hz); 6,1 (d, IH, Hl, JH 1.H2=3,63Hz); 7,5 (m, 2H, arom meta); 7,65 (m, IH, arom para); 8,15 (m, 2H, arom ortho)
EXEMPLE 2 :
l -2-isopropylidène-5-O-benzoyl-α-D-furannose-3-ulose 6 Au composé 5_ (14 g, 47,6 mmoles), dissous dans un mélange de 100 ml de DMSO et 100 ml de benzène sont ajoutés l'EDC ( 12,7 g, 1,4 éq) puis de l'acide dichloroacétique (2ml, 0,5 éq) à température ambiante. Le mélange réactionnel est agité pendant une heure puis lavé avec une solution saturée en NaCl et à l'eau. La phase organique est séchée sur sulfate de sodium, filtrée et concentrée. Le produit est obtenu sous forme de poudre blanche ( 12 g, Rdt = 87 %). Une quantité analytique du composé est recristallisée dans l'éther éthylique pour la caractérisation.
F = 85°C (EtO)
Spectre de masse (matrice GT), FAB >0:293 (M+H)+, 235(M-C3H6O+H)+
RMN IH (CDC13, δ: 1,45 (s, 3H, CH3); 1,55 (s, 3H, CH3), 4,45 (dd et d, 2H, H2 et H5 JHI-H2=4,37HZ, J H5-H5'=H.7 HZ); 4,7 (m, 2H H5' et H4); 6,15 (d, IH, Hl, JH 1- H2=4,37Hz); 7,45 (m, 2H, arom meta); 7,6 (m, IH, arom para); 8 (m, 2H, arom ortho).
Analyse élémentaire pour C^H^ϋe calculée : C: 61,64 H: 5,48 trouvée : C: 61,70 H: 5,83
EXEMPLE 3 :
l -2-isopropylidène-3-C-diméthylphosphono-5-O-benzoyl-α- D- ribofurannosc 7
Au composé U6 ( 10 g, 34,2 mmoles) sont ajoutés 100 ml de diméthylphosphite puis de la triéthylamine (4,8 ml, l'éq). Le mélange réactionnel est agité à température ambiante pendant 5 heures puis concentré au rotavapor. L'huile obtenue est dissoute dans l'acétate d'éthyle. La phase organique est lavée successivement avec une solution saturée d'hydrogénocarbonate de sodium, à l'eau, avec une solution d'acide citrique à 5%, puis à l'eau, puis séchée sur sulfate de sodium, filtrée et concentrée. L'huile résultante est purifiée par chromatographie sur colonne de gel de silice (éluant CH2Cl2/MeOH 100/0 puis 99/1). Le composé 7 est obtenu sous forme de poudre blanche (13,1 g, Rdt = 95 %).
F = 58 °C
Rf -= 0,25 (CH2Cl2/MeOH97/3)
[α]D20 = +5,7(c=l,4CHCl3)
Spectre de masse (matrice NBA). FAB > 0: 403 (M+H)+, 425 (M+Na)+, 345 (M-
Figure imgf000023_0001
RMN 3ip(CDCl3),δ: 21,85
RMN IH (CDC13), δ: 1,4 (s, 3H, CH3); 1,6 (s, 3H, CH3; 3,3 (d, IH, OH, JH-p=20,9 Hz); 3,88 (d, 3H, POCH3, JH-P= 10,6Hz); 3,89 (d, 3H, POCH3, JH-^10,6Hz); 4,3 (ddd, IH, H4,
Figure imgf000023_0002
et JH5-H5=12Hz); 4,85 (dd, IH, H5', J H5'-H4=2,8Hz et JH5-H5'=12Hz); 4,78 (dd, IH, H2, JHi-H2=3,9HzetJH2-P=8.8Hz);5,95(d, IH, Hl, JH1-H2=3,9Hz); 7,4 (m, 2H, arom meta); 7,6 (m, IH, arom para); 8,1 (m, 2H, arom ortho)
Analyse élémentaire pour Cπl-^OgP calculé : C: 50,75 H: 5,72 trouvé : C: 50,56 H: 5,86
EXEMPLE 4 :
1-2- isopropy lidène-3-désoxy-3-C-diméthylp hosphon o-5-O- benzoyl-α-D-ribofurannose 8
Au composé 7_ (13g, 32,3 mmoles) en solution dans 100 ml d'acétonitrile sont ajoutés de la 4-(DMAP) (5,9 g, 1,5 éq) et du chlorure d'acide monométhyloxalique (1,7 ml, 1,2 éq) goutte à goutte en refroidissant avec un bain d'eau. Après 10 mn d'agitation la solution est concentrée puis l'huile résultante est dissoute dans l'acétate d'éthyle. La phase organique est lavée avec une solution saturée d'hydrogénocarbonate de sodium et à l'eau, puis elle est séchée sur sulfate de sodium, filtrée et concentrée à sec. Le résidu est coévaporé 2 fois avec du toluène et dissous dans 100 ml de toluène. De l'hydrure de tributyletain (12,9 ml, 1,5 éq) et de PAIBN) 1,3 g, 100 mg par g de produit) sont ajoutés successivement puis la solution est agitée pendant 2 heures à 100°C. Le mélange réactionnel est concentré puis chromatographie sur colonne de gel de silice (éluant CH2CI2 / MeOH 98/2). Le composé 8. est obtenu sous forme d'huile (11,7 g, Rdt = 93 %).
Rf = 0,35 (CH2C12 / MeOH97/3)
[α]D20 = + 53,6 (c = 1,4, CHC13)
Spectre de masse (matrice NBA), FAB > 0: 387 (M + H) +, 329 (M-C3H60+H)+, 105 (PhCO)
RMN3iP (CDCl3), δ:25,06
RMN IH (CDC13), δ: 1,35 (s, 3H, CH3); 1,6 (s, 3H, CH 3); 3,7 (d, 3H, POCH3, JH- P=l lHz); 3,85 (d, 3H, POCH 3, JH-P=l lHz); 2,6 (ddd, IH, H3,
Figure imgf000024_0001
JH3- H4=10,4Hz, JH3-H2=4,6Hz); 4,35 (dd, IH, H5, J„5-H4=4,5Hz et JH5.H5-12.3HZ); 4,6 (ddd, IH, H4, JH5-H4=4,5Hz, JH5'-H4=l,8Hz, JH3-H4=10,4Hz); 4,7 (dd, IH, H5', JH5'- H5"=12,5Hz); 4,98 (d, IH, H2, J=4,16Hz); 5,88 (d, IH Hl, JHI-H2=3,67HZ); 7,45 (m, 2H, arom meta); 7,6 (m, IH, arom para); 8 (m, 2H, arom ortho)
Analyse élémentaire pour Cι7H23θ8P calculée : C:52,85 H: 5,96 trouvée : C: 52,38 H: 6,07
EXEMPLE 5 :
l ,2-di-O-acétyl-3-désoxy-3-C-diméthylphosphono-5-O-benzoyl- α-D-ribofurannose 2 Le composé — ( 13 g, 33,7 mmoles) est dissous dans 36 ml d'acide acétique à 85 % dans l'eau, puis la solution est chauffée à 50°C. De l'acide sulfurique concentré ( 1 ml) est ajouté progressivement en suivant la réaction sur CCM. Le mélange réactionnel est concentré de moitié après 5 heures d'agitation. De la pyridine (7,64 ml, 2,5 éq) et de l'anhydride acétique (61 ml) sont ajoutés, puis la solution est agitée pendant 30 mn à 50°C. Le milieu réactionnel est concentré sous vide, redissous dans de l'acétate d'éthyle, la phase organique est ensuite lavée avec une solution saturée d'hydrogénocarbonate de sodium et à l'eau, séchée sur sulfate de sodium, filtrée et concentrée. Le but réactionnel est chromatographie sur colonne de gel de silice (éluant CH2CI2 / MeOH 97/3). Le produit 2. est obtenu sous forme d'huile (11 g, Rdt = 76 %).
Rf = 0,35 (CH2C12 / MeOH 87/3)
[α]D20 = -l0 (c=l, CHCl3)
Spectre de masse (matrice NBA), FAB > 0: 431 (M + H) +, 371 (M-OAc), 329 (M- 2OAc), 105(PhCO)
RMN31P(CDC13), δ: 24,64
RMN I H (CDC13), δ: 1,85 (s, 3H, OAc); 2,15 (s, 3H, OAc); 3,05 (ddd, IH, H3, HH3- ι 14,7Hz, J HS-H4 = 10,2Hz, JH3-H2 = 4,7Hz); 3,75 (t, 6H, POCH3, JH-P = 10,8Hz); 4,3 (dd, IH, H5, JH5-H4= 4,4HZ et J H5-H5' = 12,3Hz); 4,75 (dd, IH, H5\ JH5-H5' = 12,3Hz et JH4-H5' = 2,4Hz); 4,85 (m, IH, H4); 5,5 (d, IH, H2, JHMB = 4,6Hz); 6.1 (d, IH, Hl, J H I-P = 2Hz); 7,4 (m, 2H, arom meta); 7,5 (m, IH, arom para); 8, 1 (m, 2H, arom ortho)
Analyse élémentaire pour C18H23O10P calculée : C: 50,23 H: 5,35 trouvée : C: 50,60 H: 5,58 EXEMPLE 6 :
l - (2-O-acétyl-3-désoxy-3-C-diméthylphosphono-5-O-benzoyl-β- D-ribofurannosyl) thymine 3 T
Au composé 2 (2,7 g, 6,3 mmoles) dans 20 ml d'acétonitrile est ajouté de la thymine (790 mg, léq), de l'HMDS (0,96 ml, 0,8 éq), du TMSCI (0,63 ml, 0,8 éq) et du tétrachlorure d'étain (0,9 ml, 1,2 éq). Le mélange réactionnel est porté à reflux à l'abri de l'humidité pendant 30 mn, puis refroidi rapidement et neutralisé avec une solution saturée d'hydrogénocarbonate de sodium. Après filtration sur célite, le produit est extrait avec du diclorométhane, la phase organique est séchée sur sulfate de sodium, filtrée et concentrée sous vide. L'huile résultante est chromatographiée sur colonne de gel de silice (éluant : gradiant de MeOH dans CH2CI2 de 0 à 2%). Le nucléoside est obtenu sous forme de mousse blanche (900 mg, Rdt = 29 %).
Rf = 0,35 (CH2C12 / MeOH 93/7)
[α]D20 = - 7 (c=l, CHCl3)
Spectre de masse (matrice NBA), FAB > 0: 497 (M+H)+, 371 (M-base+H)+, 437 (M-OAc)
RMN31P (CDC13), δ: 23,9
RMN -H (CDCI3), δ: l,65 (d, 3H, CH3 en 5, JH6-H5= 1HZ); 2,15 (s. 3H, OAc); 3,3 (m,
IH, H3'); 3,75 (d, 3H. POCH3. JH-P=H.09Hz); 3.8 (d. 3H, POCH3. JH-P=H,03Hz);
4.45 (dd, IH. H5'. JH5,-H4t=4.41Hz et JH5"-H5'= 12,8Hz) ; 4,75 (m, 2H, H5" et H4');
5,7 (m. 2H, HP et H2'); 7 (d, IH. H6, JH5-H6= 1 HZ) ; 7,5 (m. 2H,arom meta); 7.6
(m.lH, arom para); 8.05 (m. 2H. arom ortho); 9.7 (si, IH, NH)
RMN 13C (CDCI3), δ: 12,2 ( CH3 en 5); 20.9 ( CH3 acétate); 40 (d, C3\ Jc.p= 150,3Hz); 53,1 (m, P(OCH3)2); 63,9 (C5'et C5"); 75.8 (d, C2\" Jc.p= 6.23 Hz); 78.2 (d, C4', JC-P= 2,45Hz); 91 ,6 (d, Cl', JC-P= 8,36Hz); 1 11,5 (C5); 128.7 (arom meta); 129,5 (arom ipso) ; 129,6 (arom ortho); 133,5 (arom para); 136,2 (C6); 150,0, 163,7, 166,0, 169,8 (4 CO) Analyse élémentaire pour C21H25N2O10P calculée : C:50,80 H:5,04 N: 5,64 trouvée : C: 50,43 H:5,00 N:5,41
UV (EtOH 5 %) λmin = 228 nm λmax = 262 nm
(HC1 1M) λmin ≈ 231 nm λmax = 265 nm
(KOH 1M) λmin = 224 nm λmax = 267 nm
EXEMPLE 7 :
N-9-(2-O-acétyl-3-désoxy-3-C-diméthylphosphono-5-O-benzoyl- β-D-ribofurannosyl) adénine 3 A
Le composé 2. (3g, 7mmoles) dissous dans 15 ml d'écétonitrile est ajouté à de l'adénine (940 mg, 1 éq) en solution dans 10 ml du même solvant, ainsi que du tétrachlorure d'étain ( 1,2 ml, 1,5 éq). Le mélange réactionnel est agité à température ambiante pendant 5 jours, concentré sous vide, redissous dans de l'acétate d'éthyle, neutralisé avec une solution saturée en hydrogénocarbonate de sodium et filtré sur célite. La phase organique est lavée à l'eau, séchée sur sulfate de sodium, filtrée et concentrée. La mousse obtenue est purifiée par chromatographie sur colonne de gel de silice (éluant CH2C12 / MeOH 100/0 puis 98/2). Le produit
3a est obtenu sous forme de mousse blanche (lg, Rdt = 28 %).
Rf = 0.22 (CH2CI2 / MeOH 93/7)
[α]D 2°=+5 (c=l, CHCl3)
Spectre de masse (matrice NBA). FAB > 0: 506 (M+H)\ 371(M-base+H)+.105 (PhCO)
RMN 31P (CDCl3), δ: 24,1
RMN - (CDCI3), δ: 2,2 (s, 3H, OAc); 3,8 (t, 6H, POCH3. JH-P=11.2Hz); 4,5 (ddd, IH, H3\ JF-D'-H^ 10,1 Hz, JH3'-P= 19,3HZ et JH3'-H2'=5.8HZ); 4.45 (dd, IH, H5\ JH5'- H4'=4,6Hz et JH5"-H5'= 12,5HZ) ; 4,75 (dd, IH, H5", JH5"-H4 ,=2.1Hz et JH5"- H5.= 12,5Hz); 4,88 (m, IH, H4'); 6 (si, IH, HP); 6.2 (m, IH, H2'); 6,55 (si, 2H, NH ); 7,35 (m, 2H, arom meta); 7,5 (m.lH, arom para); 7,85 (m, 2H. arom ortho); 7.9 (s. IH, H8); 8,2 (s, IH, H2) RMN 13C (CDCI3), δ: 21 ,3 (CH3 acétate); 39 (d, C3\ JC.p= 150H ): 52-53 ( m P(OCH3)2); 63,6 (C5'et C5"); 76 (d, C2'. Jc.p= 5.8Hz); 79 Cd. C4\ J .p= 4.3Hz): 9 (d, Cl', Jc.p= 11Hz); 120.24 (C6); 128,41 (arom eta); 129.42 (arom ipso); 129.71 (arom ortho); 133.29 (arom para); 1403 (C8); 148.98 (éthyléniquc C4 ou C5); 152,4 (C2); 155.36 (élhylénique C4 ou C5); 166.05 et 169,89 (2 COj
Analyse élémentaire pour C2.H2 O8N5P calculée: C: 50,00 H: 4,7 N: 13,9 trouvée: C: 50,21 H: 4,82 N: 13,3
UV (EtOH 95%) λmin = 233 nm λ ax = 258,5 nm (HC1 1M) λmin = 238 nm λmax = 258 nm (KOH 1M) λmin = 233 nm λmax= 259 nm
Procédé général pour la préparation des composés 2'-O-déacétyIés
Au composé 3T (780 mg, 1,6 mmoles) ou 3A. (850 mg, 1,7 mmoles) est ajouté de l'hydrazine monohydratée ( 1,5 éq) en solution dans l'acide acétique et la pyridine (22 mmoles d'hydrazine pour 66 ml de mélange pyridine / acide acétique: v/v 4/1). Après 24 heures d'agitation à température ambiante, 10 ml d'acétone sont ajoutés, l'agitation est poursuivie pendant 2 heures. La solution est concentrée et le résidu partagé entre de l'eau et de l'acétate d'éthyle. La phase organique est lavée avec une solution saturée d'hydrogénocarbonate de sodium, puis à l'eau, séchée sur sulfate de sodium, filtrée et concentrée. La purification par chromatographie sur colonne de gel de silice (éluant CH2CI2 / MeOH , gradient de 98/2 à 95/5) permet l'obtention de mousses blanches QO 450 mg, Rdt = 70 % et 10A 520 mg. Rdt = 66,7% )
EXEMPLE 8 :
N-l- (3-désoxy-3-C-diméthylphosphono-5-O-benzoyl-β-D- ribofurannosyl-thymine 1 OT
Rf = 0,23 (CH2C12 / MeOH 93/7)
[α]D20---= + 30(c=l,CDCl3)
Spectre de masse (matrice NBA), FAB > 0: 4,55 (M+H)+, 329(M-base+H)+, 105(PhCO)
RMN 31P(CDCl3).δ: 25,37
RMN -H (CDCI3). δ: 1,6 (s, 3H, CH3 en 5); 2.75 (ddd. IH, H3'); 3,7 (d,3H, POCH3. JH-p=l 1.17HZ); 3,85 (d, 3H, POCH3, JH-p=ll,09Hz); 4,5 (dd, IH. H5', JH5'- H4'=3.67Hz et JH5"-H5'=13.12HZ); 4,7 (si. IH. H2'); 4,8 (m, 2H, H5" et H4'); 5.7 (si, 2H, Hl' et OH); 7.4 (s, IH, H6); 7,5 (m.2H. arom meta); 7,6 (m.lH, arom para); 8 (m, 2H, arom ortho); 10.55 (si, IH, NH)
EXEMPLE 9 :
N-9-(3-désoxy-3-C-diméthylphosphono-5-O-benzoyl- β-D- ribofurannosyl)adénine 10A
Rf = 0,26 (CH2C12 / MeOH 90/10)
[α]D20 = + 4=(c=l,CHCl3)
Spectre de masse (matrice NBA), FAB > 0: 464 (M+H)+, 329 (M-base-H)+, 105 (PhCO) RMN 31P (CDC13), 0: 26,8
RMN JH (CDC13), δ: 3,4 (ddd, IH, H3'); 3,75 (d, 3H, POCH3, JH.p=l l. lHz); 3.98
(d, 3H, CH3 sur P. JH.p=l l ,02Hz); 4.55 (dd. IH. H5', JH5'-H4'=4.3Hz et JH5». H5'=12.6Hz); 4.75 (d, IH, H5". JH5"-H5'=12,5Hz); 4.95 (m, IH, H4'); 5,15 (si, I H.
H2'); 6,05 (s, IH. Hl'); 6.5 (si, 2H, NH2); 7,12 (si, IH, OH); 7,45 (m, 2H, arom meta); 7,5 (m.lH. arom para); 7.9 (m. 2H. arom ortho); 8,05 (s, IH, H8); 8,18 (s. IH. H2)
Procédé général pour la désoxygénation de la position 2'
A une solution de composé 10T (400 mg, 0,9 mmole) ou 10A (450 mg, 0,97 mmole) dans 9 ml de dichlorométhane sont ajoutés du chlorure de phénoxythiocarbonyle (2 éq) et de la 4-(DMAP) (4 éq). Après une heure d'agitation à température ambiante, les mélanges réactionnels sont dilués avec du dichlorométhane. Les phases organiques sont lavées successivement à l'eau, avec une solution d'acide chlorhydrique 0.2 N, à l'eau, avec une solution saturée d'hydrogénocarbonate de sodium puis à l'eau. Elles sont ensuite séchées sur sulfate de sodium, filtrées et concentrées à sec. Les résidus sont coévaporés avec du toluène avant d'être redissous dans 22 ml de toluène, traités par de l'hydrure de tributyletain ( 2,7 éq) et de 1ΑIBN ( 0,3 éq). Les mélanges réactionnels sont agités à 80 βC pendant 1 heure. Après évaporation du solvant les bruts réactionnels sont chromatographiés sur colonne de gel de silice (éluant: gradiant de MeOH dans le dichlorométhane de 0 à 2%). Les composés 1 1T et 1 1A sont obtenus sous forme de mousse ( 385 mg, Rdt = 83% et 230 mg. Rdt = 52%)
EXEMPLE 1 0 :
N- l-(2-3-didésoxy-3-C-diméthylphosphono-5-O-benzoyl-β-D- ribofuranosyl ) thymine 1 1T
Rf = 0,34 (CH2CI2 / MeOH 93/7)
[α]D 20=0 (c=l, CHCI3)
Spectre de masse (matrice NBA), FAB > 0: 439 (M+H)+, 313 (M-base). 105 (PhCO) RM 31P (CDCl3), δ: 28
RMN *H (CDCI3), δ: 1,6 (d, 3H, CH3 en 5, JH5-H6=lHz); 2,4 (m. IH, H2'); 2,8 (m, 2H, H2" et H3'); 3,85 (d, 6H, POCH3, JH-P=10,8Hz); 4,6 (m, 2H, H4' et H5'); 4,85 (dd.lH, H5",
Figure imgf000031_0001
et JHi'-H2"=4Hz); 7,25 (d, IH, H6, JH5-H6= l,08Hz); 7,45 (m, 2H, arom meta); 7,6 (m.lH, arom para); 8,05 (m, 2H, arom ortho); 8,6 (si, IH, NH)
Analyse élémentaire pour C19H23N2C-8P calculée: C:52,05 H: 5,25 N: 6,39 trouvée: C:52,20 H: 530 N: 6,50
EXEMPLE 1 1 : N-9- ( 2. 3-didésoxy-3-C-diméthylphosphono-5-0-benzoyl-bêta-D- ribofuranosyl ) adénine 1 1 A
Rf = 0.47 (CH2C12 / MeOH 90/ 10)
[α]D 20= O (c=l . CHCl3)
Spectre de masse (matrice NBA). FAB > 0: 448 (M+H)+, 313(M-base+H)+, 105 (PhCO)
RMN 31P (CDCl3). δ: 29.64
RMN !H (CDC13), δ: 2,8 (m. IH. H2'); 3.1 (m. IH, H2"); 3.3 (m. IH. H3') ; 3.8 (d, 6H, POCH3, JH.p= 10,8Hz); 4,5 (dd, IH, H5', JH5'-H4'=4,8Hz et JH5"-H5'= 12, lHz); 4,65 (m, 2H, H5" et H4'); 6,1 (si, 2H, NH2); 6,3 (m, IH, Hl'); 7,4 (m, 2H, Harom meta); 7,6 (m.lH. arom para); 7,9 (m, 2H, arom ortho); 8,0 (s, IH, H8); 8.35 (s, IH. H2)
Analyse élémentaire pour C19H22O-SN5P -.-_ calculée: 051,00 H: 4,92 N: 15,66 trouvée: C:49,80 H: 4,72 N: 15,51 Procédé général pour la déprotection des alcools 2' et 5'
Le composé 3T (380 mg, 0,8 mmole) ou 3A. (280 mg, 0,5 mmole) est traité par une solution de méthylate de sodium dans le méthanol 0,3 M (8 ml pour 3T et 6 ml pour 5 3A). Le méthylate de sodium est neutralisé avec de la résine dowex 50WX2 sous forme pyridinium après 35 mn pour 3T et 20 mn pour 3_A. Les bruts réactionnels sont filtrés, la résine est lavée avec du méthanol chaud. Les solutions sont concentrées, coévaporées avec du toluène. Les produits sont purifiés par chromatographie sur colonne de gel de silice (éluant CH2CI2 / MeOH 95/5) et obtenus sous forme de mousse (9T 200 mg, Rdt = 10 74,6% et 9A 170 mg, Rdt = 85%)
EXEMPLE 1 2 : N-l-(3-désoxy-3-C-diméthylphosphono-β-D- ribofuranosyl ) thymine T
15 Rf = 0, 14 (CH2CI2 / MeOH 90/ 10)
[α]D 20= + 14.5 (c = 1 , DMSO)
Spectre de masse (matrice NBA). FAB > 0: 351 (M+H)+. 225 (M-base)373 (M+Na)+ RMN 3 lP (DMSO d6). δ: 28.1
RMN -H (DMSO d6). δ: 1.7 (s. 3H. CH3 en 5); 2.7 (ddd. 1 H. H3'); 3.5 (dl. IH. H5\ JH5'-H5"=10Hz); 3.6 (d. 6H. POCH3. JH.p=l 1Hz); 3.8 (dl. IH. H5". JHS'-HS-≈ ^HZ) ; ^ 4.3 (m. 2H. H2' et H4'); 5.2 (si. IH, OH5'); 5,7 (s. IH. H l'); 6.2 (d. IH. OH3'. J0H- H3=5,3Hz); 7 85 (s, IH, H6); 1 1.3 (s. IH. NH)
Analyse élémentaire pour Ci2H 9N2θsP calculée: C:41,14 H: 5,43 N: 8.00 trouvée: C:41,10 H: 5,75 N: 7,70 30
EXEMPLE 1 3 : N-9-(3-désoxy-3-C-diméthylphosphono-β-D-ribofuranosyl ) adénine 9A_
35 Rf = 0, 1 (CH2CI2 / MeOH 93/7) [α]D 0= -27 (c = l, DMSO)
Spectre de masse (matrice NBA), FAB > 0: 360(M+H)+, 225 (M-base), 382 (M+Na)+
RMN 31P (DMSO d6), δ: 28,42
Analyse élémentaire pour CπHiβNsOgP calculée: C:40,ll H: 5,01 N: 19,50 trouvée: C:39,97 H: 5,42 N: 1930
RMN ~H (DMSO d6), δ: 3, 1 (ddd, IH, H3'); 3.5 (m. IH, H5'); 3,7 (2d imbriqués, 6H, POCH3 , JH.p=10,7Hz); 3,8 (m, IH, H5"); 4,4 (m, IH, H4'); 4,8 (m, IH, H2'); 5,25 (t, IH, OH5', JOH-H5' et H5"=5.5Hz); 5.95 (si. IH. H l'); 6.35 (d, IH. OH3'. J0H- H3'=5.3Hz); 7.3 (si. 2H, NH2); 8, 1 (s, IH. H8); 8.4 (s. IH. H2)
Procédé général pour la débenzoylation de l'alcool 5'
Les composés 5'-O-benzovlés 1 IT (80 mg, 0,18 mmole) et HA ( 100 mg, 0,22 mmole), sont dissous dans 4 ml de mélange eau / MeOH (v/v 1/1). De la triéthylamine est ajoutée à température ambiante (100 μl pour 1 IT et 240 μl pour 1 1A). L'agitation est pousuivie pendant 10 heures, puis la solution est concentrée sous vide. Les produits sont purifiés par plaques préparatives (éluant: CH2CI2 / MeOH 90/10). ils sont obtenus sous forme d'huile (32mg de!2T. Rdt = 55% et 52mg de 12A-Rdt = 55%)
EXEMPLE 1 4 :
N-l-(2-désoxy-3-désoxy-3-C-diméthylphosphono-β-D- ribofuranosyl ) thymine 1 2T
Rf = 0,4 (CH2Cl2 / MeOH 90/10) Spectre de masse (matrice NBA), FAB > 0: 335 (M+H)\ 209 (M-base),357 (M+Na)+, 669 (2M+H)+
RMN 3 1P (CDC13), δ: 30,08 RMN IH (CDCI3). δ: l,8 (d, 3H. CH3 en 5); 2,3 (m, IH, H3'); 2.7 (m. 2H, H2' et H2") ; 3,7 (2d imbriqués, 6H, POCH3, JH.p= 13Hz et m, IH, H5'); 4 (dd, IH. H5"JH5"-H5'= 12HZ.JH5"-H4'=2.6HZ); 4.2 (m, IH. H4'); 5.95 (q. IH. Hl'. J=3.5Hz); 7,55 (d, IH, H6, JH5-H6= 1HZ); 9 (si. IH. NH);
EXEMPLE 1 5 : N-9-(2-3-didésoxy-3-C-diméthylphosphono-β-D-ribo fura-nosyl) adénine 12A
10 Rf = 0,25 (CH2CI2 / MeOH 90/10)
Spectre de masse (matrice NBA), FAB > 0: 344 (M+H)+, 366 (M+Na)+
RMN 31P (DMSO-d6), δ: 31,80
15 RMN lH (CDCI3). δ: 2.7 (m. 2H. H2' et H3'); 3.1 (m. IH, H2"); 3,5 (m, 2H, H5' et
H5"); 3,7 (d, 6H. POCH3. JH-P= 10.7Hz); 4.2 (m; IH. H4'); 5.2 (si. 2H. NH2); 6 (q. IH. Hl'. J=3,7Hz); 8.1 (s. IH. H8); 8.4 (s. IH. H2)
20
Procédé général de déprotection des groupements phosphonates
Les composés 9T, 9A, 12T et 12A sont dissous dans l'acétonitrile (2 ml pour 50 mg de nucléoside), de la pyridine est ajoutée en quantité catalytique, puis le mélange réactionnel --.. est traité par du bromotriméthylsilane ( 10 éq) à l'abri de l'humidité. Le mélange réactionnel est agité pendant 14 heures à température ambiante, puis il est traité par de la pyridine (0,5 ml pour 50 mg de nucléoside) et de l'eau ( 1 ml pour 50 mg). L'agitation est poursuivie pendant 2 heures , la phase aqueuse est lavée 2 fois à l'éther puis concentrée. Les produits sont purifiés par plaques préparatives (éluant : 2-propanol / NH4OH / H2O
30 7/ 1/2>
EXEMPLE 1 6 : N- l-(3-désoxy-3-C-dlhydroxyphosphono-β-D-ribofuranosyl ) thymine
(mono sel d'ammonium) l aT
35
Rf = 0,5 (2-propanoI / NH4OH / H2O 7/1/2) Spectre de masse (matrice G), FAB < 0: 343 (anion+Na+), 321 (anion)
RMN -31P (D2θ), δ: 16,80
5 RMN IH (P2θ),δ: l,9 (d. 3H. CH3 en 5); 2,6 (m, IH, H3'); 3,9 (d, IH, H5'); 4,15 (d, IH, H5",JH5"-H5'=— Hz); 4,6 (m, 2H, H2' et H4'); 5.85 (s. IH, Hl'); 7.9 (s. IH. H6); 9 (si. IH, NH);
EXEMPLE 1 7 : 10
N-9-(3-désoxy-3-C-dihydroxyphosphono-β-Dvτibofurarosyl)adénine (πono sel d'ammonium) l aA
Rf = 0,3 (2-propanol / NH4OH / H2O 7/1/2)
15
Spectre de masse (matriceG), FAB < Ch 330 (anion)
RMN 31P (D2θ), δ: 14,66
„ RMN - (D2O), δ: 3,2 (ddd, IH, H3'); 4,5 (dd, IH. H5', JH5'-H5"=12,3Hz et JH '- Δ
H5-=4,6Hz); 4,7 (dd, IH, H5". JH5'-H5"=12.37Hz et JH4'-H5'=3.5Hz); 5.3 (m. IH.
H4'); 5.6 (m. IH, H2'); 6,8 (s. IH. Hl'); 9 et 9.1 (2s, 2H, H2 et H8) EXEMPLE 1 8 :
N-9-(2-3-didésoxy-3-C-dihydroxyphosphono-β-D-ribofuranosyl) thymine
__ (mono sel d'ammonium) l bT
2s
Rf = 0,3 (2-propanol / NH4OH / H O 7/1/2)
RMN 31P (D2θ), δ: 19,5
30
RMN -H (D2O). δ: 2,5 (3m, 3H, H2', H2" et H3'); 3,8 (2d, 2H, H5' et H5"); 4,3 (m.
IH. H4'); 6.3 (m, IH, Hl'); 7,8 (s, IH, H5)
35 EXEMPLE 19: N-9-(2-3-didésoxy-3-C-dihydroxyphosphono-β-D-ribofura-rx3syl)adénine (mono sel d'ammonium) lbA
5 Rf = 0,3 (2-propanol / NH OH / H2O 111/2)
Spectre de masse (matriceG), FAB < 0: 314 (anion)
RMN31P(D2θ), δ: 17,66
RMN IH (D2O), δ: 2-3 (3sl, 3H, H2\ H2" et H3'); 3.7 (d. IH. H5'. JH5'-H5"=12.4); 3,9 (d, IH, H5", JH5-.H5"= 12.2Hz); 4.4 (m. IH. H4'); 6.3 (s, IH, Hl'); 8,2 (s, IH, H8);8,4(s, U, H2)
BIBLIOGRAPHIE
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Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation d'un composé de formule
dans laquelle:
Figure imgf000039_0001
- B représente une base purique ou pyrimidique
- X représente H ou OH
- Y représente H, OH ou CH3, caractérisé en ce que
1 ) on effectue une réaction de condensation d'un composé de formule (II) ci-après, avec une base purique ou pyrimidique protégée B' pour obtenir un composé protégé (F) selon le schéma :
Figure imgf000039_0002
formules dans lesquelles
- X' représente H ou OR", R"étant un groupement protecteur de la fonction OH
- B' représente la base B dont les fonctions exocycliques NH2 sont, le cas échéant, protégées
- Z représente un groupe partant tel qu'un halogène ou un groupe OR'
- R et R' sont des groupements protecteurs de la fonction OH, et
2) on déprotège le composé (F).
2. Procédé de préparation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit composé de formule (II) est obtenu par les étapes suivantes: 1) on fait réagir un composé de formule (III) ci-après avec un dérivé phosphore de degré d'oxydation III de type phosphite ou phosphonite tel qu'un phosphite dialkyl de formule (IV) ci- après, en milieu basique pour obtenir un composé 3'hydroxyphosphonate de formule (IF) selon le schéma suivant:
Figure imgf000040_0001
formules dans lesquelles Z, R, R', X', et Y ont les significations données dans la revendication 1 et alk représente un groupe alkyle; et
2) on effectue une réaction de désoxygénation en position 3 du composé (IP) pour obtenir le composé de formule (II).
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la réaction de désoxygénation en position 3 du composé (IP) comprend:
1) la préparation d'un composé intermédiaire consistant en un composé correspondant à un composé (IP) portant un groupe ester oxalique en position 3, et
2) la réduction dudit composé portant un groupe ester oxalique en position 3 par de l'hydrure de tributyletain en présence d'azoisobutyronitrile.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les groupes protecteurs des fonctions hydroxyles en positions 5C), 3 C) , 2.') et 1 sont choisis parmi les groupes alkyle, acyle, benzyle, benzoyle, trityle, ou silyle.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on prépare les composés de formule (la) dans lesquels X représente H selon les étapes suivantes:
1) on prépare un composé de formule (F) dans lequel X' représente OR", R" étant un groupement protecteur différent de R; 2) on effectue une déprotection sélective du composé (F) en position 2'; 3) on effectue une déshydroxylation en position 2' du composé obtenu à l'étape 2), et
4) on déprotège la base et l'alcool en position 5' du composé obtenu à l'étape 3).
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que X' représente OR" et R" est un groupe acyle tel que acétyle.
7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que, dans le composé de formule (III), X' représente OR" et R' et R" forment ensemble un reste divalent alkylidène protégeant les fonctions hydroxyles en positions 1 et 2, notamment un groupe isopropylidène.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que, dans les composés de formule (II), (IF) et (III), X' représente OR", et R' et R" représentent un groupe acyle.
9. Composé 3'-phosphono-nucléoside de formule générale
dans laquelle:
Figure imgf000041_0001
B est une base purique ou pyrimidique
R représente H ou un groupe précurseur de la fonction hydroxyle in vivo tel que Ri- C = O, R1 étant un alkyl en Ci à C20- de préférence C7 à
O O
C20. ou un groupe — P — O ) _. — P — OH avec n = 0, 1, ou 2 ai CH
- X == H, OH, N3, F ou NH2
- Y = H, OH ou CH3.
10. Synthon nucléotidique utile dans la synthèse d'analyse d'oligonucléotides selon la méthode dite avec phosphoramidite, caractérisé en ce qu'il répond à la formule
Figure imgf000042_0001
dans laquelle:
- p = 0 ou 1
- R est un groupe protecteur conventionnel de la fonction 5'-OH tel qu'un groupe trityle lorsque p ≈ 0, ou un groupe partant tel qu'un halogène lorsque p = 1 - B est une base purique ou pyrimidique dont la fonction a iné exocyclique est, le cas échéant, protégée
- Ri représente un groupe protecteur tel que -(CH2)2 - C=N
- R2 est un groupe aminodisubstitué -N(alk)2 avec notamment alk = - CH2(CH3)2 - X est H ou OR3 avec R3 qui représente un groupe protecteur de fonction hydroxyle tel que alkyle, benzyle, acétyle ou benzoyle.
11. Analogues d'oligonucléotides constitués par l'enchaînement de 3'phosphonucléosides caractérisés en ce que l'enchaînement internucléotidique répond à la formule
O II — P — CH2 — (VI)
I Y dans laquelle Y représente H, OH ou CH3.
12. Analogues d'oligonucléotides constitués par l'enchaînement de 3 'phosphonucléosides caractérisés en ce que l'enchaînement internucléotidique répond à la formule
Figure imgf000043_0001
avec n ≈ 0 à"50 p = 0 ou 1
B représente une base purique ou pyrimique X représente H ou OH y représente H, OH ou CH3.
La formule - CH2 -
Figure imgf000043_0002
est une représentation schématique de la formule développée suivante:
Figure imgf000043_0003
13. Composés selon l'une des revendications 9 à 12 caractérisés en ce que B est choisi parmi l'adénine, la guanine, la thymine, la cytosine, l'hypoxanthine.
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