製備l-利巴韋林的方法

2023-10-07 16:20:49

專利名稱：製備l-利巴韋林的方法
技術領域：
本發明涉及一種製備利巴韋林的方法，更具體地說，涉及一種製備利巴韋林的L-同分異構體的方法。
下式所示的利巴韋林或1-β-D-呋喃核糖基-1H-1，2，4-三唑-3-甲醯胺(Merck索引第11版) 是一種已知的抗病毒劑，通常與α-2b幹擾素聯合給藥治療感染慢性C型肝炎的患者。然而，另外還表現出一種很引人關注的T細胞介導免疫調節活性的利巴韋林有相當的毒性。
已發現利巴韋林的下式所示L-同分異構體(1-β-L-呋喃核糖基-1H-1，2，4-三唑-3-甲醯胺，也被命名為ICN17261或L-利巴韋林或levovirin，參見J.Med.Chem.，(2000)，43，1019-1028) 表現出被減小的毒性和抗病毒作用，並保留了免疫調節活性，代表了一種非常有前途的第二代利巴韋林代用品。
到目前為止，如US patent n.6,130,326所揭示，已能通過應用於利巴韋林的相同合成方法獲得levovirin。
在合成製備利巴韋林的方法中特別重要的是進行預形成的三唑核與被保護的糖衍生物的偶聯反應。
通常此類方法採用甲矽烷基化劑活化預先選擇的三唑核，隨後，按照以下通用流程，使甲矽烷基三唑中間體與適宜的被保護的呋喃核糖反應 其中R1通常表示O-乙醯基或滷素，Pg為保護羥基官能團的基團，例如乙醯基或苯甲醯基，R2優選為甲酯基基團而R表示烷基，優選為甲基。
然後通過使所述糖脫保護並將酯基團轉化為醯胺，由中間體產物III獲得利巴韋林。
可容易地採用上述程序，例如描述於J.Med.Chem.(1972)，15，1150-1154，通過以被適當保護的L-呋喃核糖替換上述D-呋喃核糖(II)而製備levovirin。
可是，該方法有一些缺點，使其幾乎沒有應用的意義。事實上，在所述糖基化反應中，獲得一種由所需產物III(三唑上1位氮的糖基化產物)和在2位氮上的糖基化位置異構體的1∶1混合物所組成的粗產物。
因此，不僅終反應產率顯著低於理論值，而且，最重要的是，存在大量的副產物，使得通過色譜法純化中間產物III成為必要，尤其在工業應用的情況下，所述技術涉及所有這些問題。
因此，以上描述的利巴韋林的合成方法是許多研究的目標，由此產生了不同的結果，所述研究基本包括甲矽烷基化劑在現場製備[Rev.Roum.Chim.(1987)，32，329-333]，或使用適宜的酸催化劑。後者在酸催化劑，具體地說在Friedel-Crafts催化劑或路易斯酸存在下的甲矽烷基化-糖基化反應代表製備核苷的標準方法[Chem.Ber.(1981)，114，1256-1268]並且在不同的情形下，該方法特別應用於製備利巴韋林。
最後，Vorbrüggen等在Chem.Ber.(1981)，114，1234-1255中研究了甲矽烷基三氟甲磺酸鹽在由三甲基甲矽烷基三唑得到利巴韋林前體的縮合反應中相對於更常規的路易斯酸如SnCl4的催化作用。
所述合成方法的另一個用HgBr2催化的具體應用實例報導於Nucl.Acid.Chem.(1978)，1，255-260中。
隨後，專題論文集[Nucleosides Nucleotides(1991)，10，619-20]中提出了一種在特殊酸催化劑(CF3CF2OCF2CF2SO3SiMe3)存在下進行的利巴韋林的類似合成方法。
從與上述合成利巴韋林有關的文獻評論，從1972年開始的第一步工作直到1991年的晚近的工作，清楚地說明為了通過三唑的糖基化製備利巴韋林必須通過甲矽烷基化進行最初的活化。
事實上，上述出版物的共同之處在於都在當前論述的特定糖基化反應中使用了甲矽烷基三唑，同時實驗活性集中在評估酸催化劑對反應產率和對最終粗產物組成的影響上。
除至今討論的矽烷基化-糖基化反應外，可以按照一種備選的、更激烈的、熔融的方法進行利巴韋林的合成。例如，前面引用的相同文章[J.Med.Chem.(1972)，15，1150-1154]描述了在磷酸二(對硝基苯基)酯存在下，通過在160-165℃下的熔融3-甲酯基三唑和四乙醯基核糖的1∶1混合物來製備利巴韋林。Levovirin也可以通過熔融反應合成，如在已提過的美國專利6,130,326號中所述。
可是，收率很高的本方法難於工業化應用，因為工業化應用的條件更嚴格，如熔融下的反應和高溫。
現在已經發現了一種在特別簡單的條件下，以工業化規模製備L-利巴韋林的方法，該方法具有高產率。
至於在先有技術中描述的方法，本發明使其可用於製備式III的中間體產物，其優勢是無需三唑系統的初步矽烷基化並且具有允許在隨後的步驟中直接使用該反應粗產物的純度，從而避免冗長的純化過程。
另外，更溫和的反應條件使本方法特別適宜於工業化應用。

發明內容
因此本發明的目標是一種製備L-利巴韋林的方法，該方法包括(a)在路易斯酸(IV)和溶劑存在下，使下式(I)的三唑與下式(II)的被保護的L-呋喃核糖反應， 其中R2為C1-C4烷氧基羰基、芳基烷氧基羰基、羧基、氰基、甲醯胺基， 其中Pg為保護羥基官能團的基團，而R1為選自C1-C4醯氧基、芳氧基和滷素的離去基團；和(b)除去Pg基團，並任選將得到的下式(III)化合物的R2基團轉化為甲醯胺基團，
其中Pg和R2具有以上所給出的含義，以獲得下式的L-利巴韋林 原料式I三唑通常可以按照已知的方法進行製備，例如按照美國專利3798209所述進行製備。優選的式I化合物為其中R2表示C1-C4烷氧基羰基，特別是其中R2表示甲酯基的化合物。
式II的被保護的L-呋喃核糖可按照常規的糖保護技術由L-核糖進行製備或通過購買獲得。
按照本發明，Pg為一個保護羥基官能團的基團。適宜的保護基團通常為醚、酯、縮酮及所有通常用於碳水化合物化學領域的基團。例如，見T.Green和P.Wuts在1999年第3版第2章17頁「ProtectingGroups in Organic Synthesis」(有機合成中的保護基團)中所述的基團。優選的保護基團為乙醯基、苯甲醯基和苄基。在本文中，特別優選乙醯基。
式II化合物的R1基團為一個選自C1-C4醯氧基、芳氧基和滷素的離去基團，優選氯、溴和C1-C4醯氧基，更優選乙醯氧基。
在路易斯酸IV存在下進行所述偶聯反應。例如，對於術語「路易斯酸」的定義見J.March in「Advanced Organic Chemistry」第3版(1985)227頁。按照本發明，優選的路易斯酸為AlCl3、SbCl5、BF4、SnCl4和FeCl3；已經證實SnCl4特別有利。
用於本發明偶聯反應的溶劑通常為滷化烴、醚或芳香烴。優選滷化烴如二氯甲烷、氯仿、三氯乙烷和更高級的同系化合物。特別優選二氯甲烷。
在本發明中，三唑(I)、被保護的L-呋喃核糖(II)和路易斯酸(IV)通常按照相對於每摩爾(II)為1-2摩爾(I)和1-1.5摩爾(IV)的量進行使用。用於本方法的摩爾反應比優選相對於每摩爾(II)使用1-1.2摩爾(I)和1-1.1摩爾(IV)。
本發明的偶聯反應通常在-10℃至溶劑回流溫度的溫度範圍內進行。在加入路易斯酸期間最好將所述反應混合物冷卻到+5℃和+20℃之間，然後加熱至回流。
通常按照本領域技術人員所熟知常規的方法分離式III的偶聯反應產物，如用適宜的溶劑萃取、通過蒸發濃縮有機相併過濾如此沉澱的粗產物。優選將該粗產物就這樣用於隨後的步驟或者可例如通過結晶或層析純化該粗產物。
本發明製備L-利巴韋林的方法最後除去Pg保護基團並任選將式III中間體產物的R2基團轉化為甲醯胺基團。
Pg保護基團的除去在標準條件下進行，所述條件的變化取決於該基團本身的化學性質。通常，見本文前面引用的、由T.Green和P.Wuts在「Protecting Groups in Organic Synthesis」第3版第2章17頁(1999)中所描述的去除條件。
例如，在保護基團為酯的情況下，它的脫除將通過在鹼性催化條件中醇解來進行。具體地說，當Pg為乙醯基時，優選在甲醇鈉存在下用甲醇進行脫保護。
最後，如果R2不同於CONH2，則通過將糖已經脫保護的式III中間產物的R2基團轉化為甲醯胺基團來完成L-利巴韋林的合成。
根據R2基團的含義所述轉化將在不同的條件下進行，反應中的任何情況都是本領域技術人員所熟知的，不會束縛本發明。作為實例可以引用J.March在「Advanced Organic Chemistry」第3版1152頁(1985)中報導的醯胺的製備反應。
具體地說，當R2為甲酯基時，優選通過用氨的甲醇溶液處理來進行上述脫保護的中間體產物III的轉化。該氨解反應可在1-4個大氣壓下進行，優選在1.9-2.5atm下進行。
或者，可同時進行糖的脫保護和將式III化合物的R2基團轉化為甲醯胺基團，直接得到L-利巴韋林。
例如，如J.Med.Chem.1972.Vol.15，No.11，1150-1154關於利巴韋林的描述，可通過用氨的甲醇溶液處理其中Pg為乙醯基而R2為甲酯基的中間體產物III，直接製備L-利巴韋林。
按照優選的實施方案，在攪拌下和惰性氣氛下，向式I所示三唑和式II所示被保護的核糖在預選溶劑中的預冷卻懸浮液中加入路易斯酸IV，維持溫度在20℃以下。
當完成加入時，使該反應物回流直到完成反應。通過加入酸性水停止該反應，控制溫度不超過20℃。使各相分離，用酸水再洗滌有機相併且用有機溶劑提取水相幾次。在真空下濃縮有機相，並通過加入助溶劑使其沉澱而分離粗產物III，部分蒸發並過濾固體。
用預選的醇溶解如此獲得的固體並按照常規技術脫保護，優選通過在相應的醇化鈉的存在下的醇解，然後通過在一種醇性媒介中氨解轉化為L-利巴韋林。然後通過結晶分離該L-利巴韋林，優選在含水甲醇中結晶；按照本發明的最好實施方案，所述結晶在低於50℃的冷卻溫度下進行並且每體積水使用2-5體積甲醇。
由以下不應該認為是限制本發明的實施例可見，本方法使得高產率和高純度地製備L-利巴韋林成為可能，不需要三唑環活化的任何初步驟，在時間、純度和原料方面具有明顯優勢。
實施例1-(2，3，5-三-O-乙醯基-β-L-呋喃核糖基)-1H-1，2，4-三唑-3-羧酸甲酯的合成(三乙醯基-L-利巴韋林，3-甲酯基，L-TARC，III，Pg＝CH3CO，R2＝COOCH3)在攪拌和通入氮氣條件下，向裝配有溫度計、冷凝器和機械攪拌器的250ml的4頸無水反應器中加入42ml二氯甲烷、10.0gL-四乙醯基核糖(Fluka)和4.6g 3-甲酯基三唑。
將該混合物冷卻至約5℃，並在攪拌條件下將9.0g四氯化錫加入到該懸浮液中。
通過用冰浴冷卻控制該反應放熱以便使溫度不超過15-20℃，並且當完全加入後，加熱該反應混合物至回流2小時。在15分鐘內用水和冰浴使其冷卻到20℃。
然後在低於+20℃的溫度下加入30％鹽酸(4.4ml)和水(38.0ml)並攪拌45分鐘；放置該混合物15分鐘以便分離，然後使上層水相與富有機相分離，隨後用30％鹽酸(4.4ml)和水(38.0ml)處理該有機相。
攪拌45分鐘後，將該混合物放置15分鐘以便分離，使上部水相與富有機相分離，然後用30％鹽酸(4.4ml)和水(38.0ml)處理該有機相。
攪拌45分鐘後，將該混合物放置15分鐘以便分離，並分離各相在大氣壓下蒸餾所述有機相(內溫約45℃)並向該油性殘餘物中加入75ml甲苯，在約200mbar殘餘氣壓的真空下將該混合物蒸餾為可攪拌的潮溼糊狀物。使其冷卻到5-10℃ 2小時並在一個Buchner濾器上過濾，同時用甲苯(2×5.0ml)洗滌。
獲得12.5g溼產物，等於9.8g乾燥的產物。
1-β-L-呋喃核糖基-1H-1，2，4-三唑-3-羧酸甲酯的合成(L-利巴韋林甲酯，L-RIBEST，III，Pg＝H，R2＝COOCH3)向由此獲得的潮溼固體殘餘物中加入50.0ml甲醇，控制水分在0.2％以下。冷卻該混合物至10℃，並用30分鐘加入0.9g 30％甲醇鈉的甲醇溶液。
獲得一種澄清的黃色溶液，在10℃下，保持在一種惰性氣氛中攪拌該溶液3小時。然後加入0.3g冰醋酸並在真空(300mbar至50mbar)下於30-35℃蒸餾該混合物，得到油狀殘餘物。用甲醇再次溶解該殘餘物，在真空下蒸餾，得到油殘餘物。
L-利巴韋林的合成向如此獲得的殘餘物中加入25.0ml甲醇和1.6g氨氣並且在攪拌下將該混合物在20℃放置4小時；在反應的過程中出現產物的沉澱。
在減壓(200mmHg；內部溫度40℃)下蒸餾到大約一半體積，加入5.0ml水；加熱到60-70℃直到溶解，加入10.0ml甲醇。
冷卻該混合物到0-5℃ 4小時並在一個Buchner濾器上過濾該固體，同時用甲醇洗滌；獲得7.5g潮溼的粗L-利巴韋林，無需乾燥使其結晶。
結晶將7.5g溼L-利巴韋林(等於5.2g乾燥產物)用5.0ml水處理，並在攪拌條件下加熱至60℃的最高溫度直至溶解。然後加入12.5ml甲醇；得到的pH等於7-8。冷卻到大約40-45℃，在環境溫度下攪拌，使所述產物沉澱並放置一小時結晶產生大量的沉澱。冷卻到5℃ 2小時並在一個Buchner濾器上過濾該產物，同時用5ml甲醇洗滌。
獲得5.4g潮溼結晶的L-利巴韋林，將該結晶在真空下於60℃乾燥過夜，得到4.9g乾燥產物。
分析數據

NOESY光譜排除了α端基異構體的存在，並證明獲得的位置異構體為核糖的1位連接到三唑環的1位氮原子上的位置異構體。
權利要求
1.一種製備L-利巴韋林的方法，該方法包括(a)在路易斯酸(IV)和溶劑存在下，使下式(I)的三唑與下式(II)的被保護的L-呋喃核糖反應， 其中R2為C1-C4烷氧基羰基、芳基烷氧基羰基、羧基、氰基、甲醯胺基， 其中Pg為保護羥基官能團的基團，而R1為選自C1-C4醯氧基、芳氧基和滷素的離去基團；和(b)除去Pg基團，並任選將所得下式(III)化合物的R2基團轉化為甲醯胺基團，獲得L-利巴韋林， 其中Pg和R2具有以上所給出的含義。
2.權利要求1的方法，其中R2為C1-C4烷氧基羰基，優選甲酯基。
3.權利要求1的方法，其中Pg為乙醯基、苯甲醯基或苄基，優選乙醯基。
4.權利要求1的方法，其中R1為選自氯、溴和C1-C4醯氧基的基團，優選乙醯氧基。
5.權利要求1的方法，其中所述路易斯酸(IV)選自AlCl3、SbCl5、BF4、SnCl4和FeCl3，優選SnCl4。
6.權利要求1的方法，其中用於步驟a)的溶劑為一種滷化烴，優選二氯甲烷。
7.權利要求1的方法，其中試劑在步驟a)以相對於每摩爾(II)為1-2摩爾(I)和1-1.5摩爾(IV)的摩爾比使用，優選以相對於每摩爾(II)為1-1.2摩爾(I)和1-1.1摩爾(IV)的摩爾比使用。
8.權利要求1的方法，其中步驟a)的反應溫度在-10℃至所述溶劑的回流溫度範圍內。
9.權利要求1的方法，其中通過從含水甲醇中結晶分離L-利巴韋林。
10.權利要求9的方法，其中所述結晶在低於50℃的冷卻溫度下進行並且每體積水使用2-5體積甲醇。
全文摘要
描述了一種以工業規模製備L－利巴韋林的方法，該方法包括在路易斯酸和溶劑存在下，3－取代的三唑的糖基化反應。所述方法包括a)式(I)的三唑與式(II)的被保護的L－呋喃核糖的反應；b)除去Pg基團，並任選將所得式(III)化合物的R
文檔編號A61P31/12GK1535277SQ02814924
公開日2004年10月6日 申請日期2002年7月25日 優先權日2001年7月30日
發明者M·弗裡格裡奧, A·班菲, B·阿爾奧羅, A·曼茨尼, M 弗裡格裡奧, 侶, 哪 申請人:克萊裡安特分子生命科學(義大利)股份有限公司, 克萊裡安特分子生命科學(義大利)股份有