合成核苷類似物的方法
2023-05-27 22:08:06 4
專利名稱:合成核苷類似物的方法
本發明涉及製備抗病毒的1，3-氧硫雜環戊烷(oxathiolane)核苷的方法，該方法利用分子內糖基化過程生產單一的β-非對映體。本發明還涉及用該方法得到的新的中間體。
1，3-氧硫雜環戊烷核苷具有二個手性中心(根據呋喃糖編號系統在C1』-和C4』位)，而且一般以α-和β-型非對映體對存在，每種類型包含二個對映體。α-和β-型非對映異構體將有不同的抗病毒活性，一般β-型更有效。類似地，每個非對映體的對映體對將有不同的性質。
β-非對映體傳統的製法是先製備非對映體混合物，然後用物理方法如不同的溶解性或色譜法進行繁瑣的分離得到。由此得到的β-異構體的總產率一般小於50％。
國際專利申請No.WO91/11186描述了一種用高β-非對映有擇法通過糖或類糖部分與雜環鹼在特定的Lewis酸如氯化錫存在下縮合得到1，3-氧硫雜環戊烷核苷的方法。在國際專利申請No.WO92/14743中該方法被進-步舉例說明。
另外，涉及糖或其類似部分與嘌呤或嘧啶鹼縮合的製備核苷類似物的非對映有擇方法在WO92/20669和WO95/29174中已有描述。
我們已經開發了一種有效的新方法，該方法提供了沒有α汙染的1，3-氧硫雜環戊烷嘧啶核苷的單一的β-非對映體。該合成涉及的關鍵步驟是適當的雜環乙醛與1，4-二噻烷-2，5-二醇環化得到「5』-限定」1，3-氧硫雜環戊烷核苷類似物，然後在糖環的同一面上進行分子內糖基化得到單一的(1』-限定)β-非對映體。5』-限定呋喃糖核苷的分子內糖基化方法特別是公開在日本專利No.06263792-A中，但是現有技術中沒有報導過使用這種方法製備抗病毒的1，3-氧硫雜環戊烷核苷。可將所得β-非對映體水解得到相應的胞苷類似物或用本領域技術人員已知的適當技術進行拆分，例如，酯化然後選擇性酶水解，除去不需要的對映體並且水解所需對映異構體的酯。或者，用以下方法，例如用手性助劑得到基本上對映體純的中間體，用該中間體可產生所需對映體純的產物。
本發明一方面提供製備式(I)化合物的方法，
其中R是氫，C1-6烷基，或滷素和Y是羥基，氨基，C1-6烷氧基或OR1，其中R1是手性助劑，該方法包括將式(II)化合物 其中R和Y如上定義，R2代表氫，C1-6醯基，C1-6烷基或滷素，用適當的Lewis酸或可將基團OR2轉化為離去基團的適當的試劑處理。
適當的Lewis酸包括，例如氯化錫或三甲基甲矽烷基三氟甲磺酸酯。與Lewis酸的反應適宜在降低溫度(例如0℃--20℃)下在極性質子惰性溶劑中進行，然後用鹼處理。
如果R2是H，可通過基團OR2與滷化劑如亞硫醯氟或草醯氯，或甲苯磺醯氯或甲磺醯氯反應，很容易地將基團OR2轉化為離去基團。其它將OR2轉化為離去基團(即容易被環氮原子取代的基團)的方法對於本領域技術人員是顯而易見的。
應當理解，如果變量R在一個通式中不止出現一次，它可以代表各位置上的相同基團，或不同基團。
這裡所用滷素指溴，氯，氟或碘，特別是氯或氟，更優選氟。
術語「手性助劑」指用於進行外消旋混合物拆分的不對稱分子。這種手性助劑可能具有一個手性中心如α-甲基苄胺或幾個手性中心如薄荷醇。一旦將手性助劑加到起始原料中，則手性助劑的目的是簡化非對映體混合物的分離。參見，例如JJacqucs等人，《(對映體，外消旋體和拆分》(Enantiomers.Racemates and Resolutions)，pp.251-369，JohnWileySons，New York(1981)。
如果R1代表手性助劑，R1優選選自(d)-
基，(1)-
基，(d)-8-苯基
基，(1)-8-苯基
基，(+)-降麻黃鹼和(-)-降麻黃鹼。更優選R1是(1)-
基，或(d)-
基，最優選(1) 基。
本發明另一方面提供製備式(Ia)化合物的方法， 其中R和Y如上定義，該方法包括將式(IIa)化合物 其中R，Y和R2如上定義，用適當的Lewis酸或可將基團OR2轉化為離去基團的適當的試劑處理。
本發明再一方面提供製備式(II)化合物的方法，該方法包括式(III)化合物
其中R和Y如上定義，與1，4-二噻烷-2，5-二醇在升高溫度(例如100℃)下在非極性質子惰性溶劑中反應得到其中R2是H的式(II)化合物。其中R2不為H的式(II)化合物可從相應的羥基化合物用任何標準方法通過衍生化製備，例如，用烷醯滷/鹼或羧酸酐/鹼處理。
式(III)化合物與1，4-二噻烷-2，5-二醇的反應產生其中R2為H的式(II)化合物的異構體混合物。如果Y是OR1，式(IIa)化合物可從非對映體混合物中選擇性結晶。因此，另一方面本發明進一步提供了從異構體混合物得到其中R是H和Y是OR1的式(IIa)化合物的方法，即至少部分在溶液中通過用能實行異構體互變而沒有完全抑制所需單一對映體(IIa)(其中R是H和Y是OR1)結晶的試劑處理異構體混合物。其它式(IIa)化合物可用常規方法從其中R是H和Y是OR1的式(IIa)化合物製備。
能實行異構體互變而沒有完全抑制反式異構體結晶的試劑包括，例如醇類，如甲醇，乙醇，正-丙醇，異-丙醇，正丁醇，異丁醇，叔-丁醇，和有機鹼，特別是叔胺，例如吡啶和三乙胺和Hunig鹼。優選試劑是三乙胺。
異構體的互變可在任何不與式(II)的醇反應的適當溶劑或溶劑混合物中，在濃縮條件下和允許所需一個或多個異構體結晶而不引起明顯一個或多個所需異構體分解的溫度下進行。適當的溶劑包括，例如，脂肪或芳香烴，醚，酯和氯代烴。互變優選在溫度約-20℃-120℃，更優選在約-10℃-80℃，如約0℃-50℃之間進行。
本領域技術人員應當理解，溶劑、溫度、互變劑，特別是互變劑的量最好根據異構體中存在的R，R1和R2的性質整體考慮進行選擇。但是，當有機鹼作為互變劑時，基於存在的所有異構體(II)的總量，其優選用量一般少於2摩爾當量。
異構體的互變過程可與異構體混合物的製備分開進行；但是，伴隨這種製備進行異構體的互變更有利。
也可使用互變方法增加分離的異構體(IIa)的純度。
利用互變方法，所需異構體(IIa)的分離產率可被提高到高於理論產率(以所有形成的立體異構體為基礎)的50％，典型地約為理論產率的60％-90％；但是不排除得到接近理論產率的100％。
式(III)化合物可通過式(IV)化合物
其中R(它們可以相同或不同)和Y如上定義，與三氟乙酸水溶液(90％)在升高溫度下進行反應製備。
式(IV)化合物可通過式(V)化合物 其中R和Y如上定義並且Z是適當的離去基團，例如氯，與式(VI)化合物 其中R(它們可以相同或不同)如上定義，在降低溫度下在極性質子惰性溶劑中在鹼的存在下反應製備。
式(V)化合物可通過式(VII)化合物 其中R和Z(它們可以相同或不同)如上定義，與適當的親核劑，如果式(V)化合物中的Y是乙氧基，則與親核劑EtO(NaOEt/EtOH)反應來製備。
式(VI)和(VII)化合物可以是商品或從商用起始原料用本領域技術人員已知的方法製備，例如，對於R為氟且Z為氯的式(VII)化合物，可通過用磷醯氯在升高溫度時在鹼的存在下處理5-氟尿嘧啶進行製備。
如上所述，其中C4-位上的Y是C1-6烷氧基或OR1的式(I)化合物可通過與氨甲醇加熱被轉化為胞嘧啶類似物(Y＝NH2)，或者如果是外消旋體，可用任何本領域技術人員已知的適當技術例如用在國際專利No.WO92/14743中所述酶方法之一，將其拆分。
根據這種方法，例如用丁酸酐將外消旋的β-非對映體的C5』-位酯化，並且用適當的酶例如豬肝酯酶處理外消旋的酯以優先水解「不需要」的對映體回到水溶性的5』-OH化合物(IX)，並且將其從所需(未水解的)對映體(X)中分離。通過與氨的甲醇加熱將後者轉化為所需對映體構型的4-NH2，5』-OH化合物。
本發明方法特別適用製備(2R，5S)-5-氟-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶，(2R，5S)-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶，(±)-順-5-氟-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶和(±)-順-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶。
本發明進一步提供新的式(IV)，(III)，(II)和(I)化合物(後來包括外消旋體(2S，5R)-對映體(IX)，酯化的外消旋體(VIII)和酯化得到(2R，5S)-對映體(X))。製備(2R，5S)-5-氟-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶，(2R，5S)-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶，(±)-順-5-氟-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶和(±)-順-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶的具體中間體化合物包括2-(2，2-二甲氧基乙氧基)-4-乙氧基-5-氟嘧啶2-(2，2-二甲氧基乙氧基)-4-乙氧基嘧啶2-[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]乙醛2-[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]乙醛2-{[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫雜環戊烷-5-醇2-{[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫雜環戊烷-5-醇2-{[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基乙酸酯2-{[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基乙酸酯(2S*，5R*)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2S*，5R*)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丁醯氧基甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(丁醯氧基甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2S，5R)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2S，5R)-4-乙氧基-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2R，5S)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丁醯氧基甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2R，5S)-4-乙氧基-1-[2-(丁醯氧基甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮。
下列本發明方法的實施例僅用於說明本發明而不以任何方式限制本發明的範圍。在所有情況下，1H NMR和C，H，N元素分析結果符合推薦的結構。
實施例1(2R，5S)-5-氟-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶的製備(a)2，4-二氯-5-氟嘧啶向5-氟尿嘧啶(Aldrich 8.00g，61.5mmol)的磷醯氯(25.0mL，41.12g，268mmol)懸浮液中加入N，N-二乙基苯胺(12.6mL，11.81g，80mmol)並將該混和物在100℃加熱1.5小時。真空蒸發溶劑並將剩餘物倒入冷的H2O/Et2O(400mL，1∶1)中。用Et2O萃取水相併將合併的有機相干燥(Na2SO4)並蒸發(抽水泵，35℃)，得到所需產物(10.2g，99％)為帶黃色的固體mp34-36℃(文獻35-36℃)。
(b)2-氯-4-乙氯基-5-氟嘧啶在0℃和氮氣氛下向步驟(a)的產物(10.0g，59.9mmol)的絕對EtOH(40mL)溶液中加入1M NaOEt/EtOH(61mL，61mmol)並將該混合物攪拌1小時。真空蒸發溶劑並將剩餘物在H2O和Et2O之間分配。用Et2O萃取水相併用鹽水洗滌合併的有機相，乾燥(Na2SO4)並蒸發(抽水泵，35℃)，得到所需產物(8.74g，83％)為帶黃色的固體mp30-32℃(文獻31-32℃)。
1H NMR(CDCl3)Lδ1.46(t，J＝7.0Hz，3H)，4.53(四重峰，J＝7Hz，2H)，8.17(d，J＝2.1Hz，1H)；MS m/z 179(M+3，17％)，177(M+1，50％)，149(100％).
C6H6ClFN2O的元素分析C H N理論值 40.81 3.42 15.86實測值 40.90 3.45 15.81(c)2-(2，2-二甲基乙氧基)-4-乙氧基-5-氟嘧啶在0℃和氮氣氛下向60％NaH/礦物油(2.88g，72.2mmol)的無水DMF(70mL)懸浮液中緩慢加入乙醇醛縮二甲醇(Lancaster，6.13g，57.7mmol)。將混合物在室溫攪拌1小時，然後用15分鐘將其轉移到-55℃的步驟(b)產物(8.5g，48.1mmol)的無水DMF(70mL)溶液中。允許用2小時時間將混合物升溫至-20℃，然後用AcOH中和。真空蒸發溶劑，剩餘物在H2O和CH2Cl2之間分配。用CH2Cl2萃取水相，乾燥(Na2SO4)合併的有機相併蒸發。剩餘物經快速色譜純化(EtOAc/己烷，1∶5)，得到所需產物(9.75g，82％)為油。
1H NMR(CDCl3)δ1.42(t，J＝7.0Hz，3H)，3.43(s，6H)，4.32(d，J＝5.2Hz，2H)，4.50(四重峰，J＝7.0Hz，2H)，4.75(t，J＝5.2Hz，1H)，8.03(d，J＝2.4Hz，1H)；MS m/z 215(M-OCH3，100％).
C10H15FN2O4的元素分析C H N理論值 48.78 6.14 11.38實測值 48.84 6.06 11.36(d)2-[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]乙醛將步驟(c)的產物(6.0g，24.4mmol)和90％TFA/H2O(50mL)的混合物在50℃加熱2.5小時。真空蒸發溶劑，剩餘物在CHCl3和飽和NaHCO3/H2O之間分配。用CHCl3(×2)萃取水相，乾燥(Na2SO4)合併的萃取液並蒸發，得到所需產物(4.82g，99％)為無色油，無需進一步純化即可用於下步反應。經快速色譜純化(EtOAc/己烷，1∶2)得到分析純物質為無色油。
1H NMR(CDCl3)δ1.43(t，J＝7.0Hz，3H)，4.40(四重峰，J＝7.0Hz，2H)，4.81(s，2H)，8.03(d，J＝1.8Hz，1H)，9.74(s，1H)；MS m/z 201(M+1，100％).
C8H9FN2O3·0.25H2O的元素分析C H N理論值 46.95 4.68 13.69實測值 46.81 4.61 13.64(e)2-{[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫雜環戊烷-5-醇將步驟(d)的產物(4.6g，23.0mmol)和1，4-二噻烷-2，5-二醇(Aldrich，1.92g，12.65mmol)的無水甲苯(90mL)的混合物在100℃加熱2小時。過濾混合物，濃縮濾液並真空蒸發，得到所需產物(6.27g，99％)為蠟狀淡黃色固體，無需進一步純化即可用於下步反應(用1H NMR譜儀分析，非對映體比例約為1∶1)。經快速色譜純化(EtOAc/己烷，1∶2)得到分析純物質為白色固體。1HNMR(CDCl3)δ1.41(t，J＝7.0Hz，3H)，2.42(brs，1H)，3.10(d，J＝11.0Hz，1H)，3.20(dd，J＝11.0，3.5Hz，1H)，4.40(dd，J＝12.0，3.5Hz，1H)，4.43(四重峰，J＝7.0Hz，2H)，4.77(dd，J＝12.0，7.0Hz，1H)，5.70(dd，J＝7.0，3.5Hz，2H)，5.92(d，J＝3.5Hz，1H)，8.04(d，J＝2.5Hz，1H)；對另一個非對映體顯示類似的信號；MS m/z 201(M-C2H3OS，100％)。C10H13FN2O4S的元素分析C H N S理論值 43.47 4.74 10.14 11.61實測值 43.56 4.78 10.04 11.66(f)2-{[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基乙酸酯在0℃向步驟(e)的產物(1.0g，3.62mmol)和吡啶(0.8mL，0.78g，9.88mmol)的CH2Cl2(12mL)的溶液中加入AcCl(0.35mL，0.37g，4.7mmol)。在室溫1小時後加入飽和NaHCO3/H2O，水相用CHCl3萃取。用鹽水洗滌合併的有機相，乾燥(Na2SO4)，蒸發並真空乾燥，得到所需產物(1.13g，99％)為黃色油，無需進一步純化即可用於下步反應(用1HNMR譜儀分析，非對映體比例約為2∶1)。經快速色譜純化(丙酮/CH2Cl2，1∶24)得到分析純物質為無色油。
1H NMR(CDCl3)δ1.42(t，J＝7.0Hz，3H)，2.07(s，3H)，3.15(d，J＝11.5Hz，1H)，3.38(dd，J＝11.5，4.0Hz，1H)，4.40-4.60(m，4H)，5.73(m，1H)，6.70(d，J＝4.0Hz，1H)，8.03(d，J＝2.5Hz，1H)；對較少部分的非對映體顯示類似的信號；MS m/z 259(M-OAc，9％)，159(100％)。C12H15FN2O5S的元素分析C H N S理論值 45.28 4.75 8.80 10.07實測值 45.35 4.76 8.83 10.11(g)(2S*，5R*)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在-20℃和氮氣下向步驟(f)的產物(0.21g，0.66mmol)和4埃分子篩(0.3g)的無水CH3CN(20mL)的混合物中緩慢加入三甲基甲矽烷基三氟甲磺酸酯(Aldrich，0.14mL，0.16g，0.73mmol)。在-20℃攪拌2小時後加入1M NaOH/H2O(2.0mL，2.0mmol)。在0℃2小時後用AcOH中和混合物。真空蒸發溶劑，剩餘物經快速色譜純化(EtOAc/己烷，9∶1)，得到所需產物(0.11g，60％)為白色固體。mp162-164℃；1H NMR(DMSO-d6)δ1.39(t，J＝7.0Hz，3H)，3.29(dd，J＝12.0，2.7Hz，1H)，3.60(dd，J＝12.0，5.4Hz，1H)，3.82(ddd，J＝12.5，5.4，3.5Hz，1H)，3.95(ddd，J＝12.5，5.4，3.5Hz，1H)，4.45(四重峰，J＝7.0Hz，2H)，5.31(t，J＝3.5Hz，1H)，5.63(t，J＝5.4Hz，1H)，6.20(m，1H)，8.74(d，J＝6.7Hz，1H)；MS m/z 277(M+1，4％)，159(100％)。
C10H13FN2O4S的元素分析C H N S理論值 43.47 4.74 10.14 11.61實測值 43.54 4.76 10.18 11.52(h)(2S*，5R*)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丁醯氧基甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在步驟(g)產物(90mg)的吡啶(0.2mL)溶液中加入丁酸酐(1.0mL)，並將所得混合物在室溫攪拌18小時。加入冰水，用1NHCl/H2O將水溶液調至pH2，並用CHCl3萃取三次。合併的有機相用飽和NaHCO3/H2O和鹽水洗滌，乾燥(Na2SO4)並真空濃縮。將得到的油在50℃和氮氣流下真空乾燥18小時，得到所需產物(100mg)為無色固體。1H NMR(CDCl3)δ0.99(t，3H)，1.42(t，3H)，1.70(六重峰，2H)，2.42(t，2H)，3.23(d，1H)，3.60(dd，1H).4.45(dd，1H)，4.50(四重峰，2H)，4.65(dd，1H)，5.40(m，1H)，6.30(m，1H)，8.15(d，1H)；MS m/z347(M+1，25％)，159(100％).
(i)(2R，5S)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丁醯氧基甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在步驟(h)產物(10mg)的20％CH3CN/緩衝液(3.0mL，0.05M，pH8.0，磷酸鹽)溶液中加入PLE(豬肝酯酶，1.5μL，Sigma)，並將混合物在室溫攪拌24小時。水溶液用己烷萃取兩次，乾燥(Na2SO4)合併的萃取液並真空濃縮。對有機萃取液的HPLC(Chiral Pack AS；EtOH；1.5ml/min)分析表明存在單一對映體丁酸酯(4mg)。在水相中可以檢測到對映體醇。酯1H NMR(CDCl3)δ0.97(t，J＝7.4Hz，3H)，1.42(t，J＝7.0Hz，3H)，1.67(六重峰，J＝7.4Hz，2H)，2.40(t，J＝7.4Hz，2H)，3.23(d，J＝12.8Hz，1H)，3.60(dd，J＝12.8，5.3Hz，1H)，4.46(dd，J＝12.6，2.5Hz，1H)，4.52(四重峰J＝7.0Hz，2H)，4.65(dd，J＝12.6，4.0Hz，1H)，5.37(m，1H)，6.29(m，1H)，8.12(d，J＝6Hz，1H).
(i)(2R，5S)-5-氟-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶將步驟(i)所得酯(4mg)的NH3/MeOH(2mL)溶液裝入帶有特氟隆(teflon)襯裡的鋼瓶，密封並在70℃加熱18小時。真空蒸發溶劑，得到所需產物(2mg)。HPLC，1H NMR和MS與這些真實樣品的性質一致。
實施例2(2R，5S)-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶的製備(a)2-氯-4-乙氧基嘧啶在-3℃和氮氣下向2，4-二氯嘧啶(Aldrich 10.0g，67.12mmol)的絕對EtOH(120mL)溶液中緩慢(2小時)加入1M NaOEt/EtOH(68mL，68mmol)，並將所得混和物攪拌1小時。真空蒸發溶劑並將剩餘物在H2O和Et2O之間分配。用Et2O萃取水相併將合併的有機相用鹽水洗滌，乾燥(Na2SO4)並蒸發(抽水泵，35℃)。過濾所得剩餘物，用石油醚洗滌，得到所需產物(8.05g，75％)為帶黃色的固體mp30-31℃(文獻35℃)。1H NMR(CDCl3)δ1.40(t，J＝7.2Hz，3H)，4.44(四重峰，J＝7.2Hz，2H)，6.62(d，J＝5.7Hz，1H)，8.27(d，J＝5.7Hz，1H)；MS m/z 161(M+3，34％)，159(M+1，100％).
C6H7ClN2O的元素分析C H N Cl理論值 45.44 4.45 17.66 22.36實測值 45.32 4.41 17.60 22.43(b)2-(2，2-二甲基乙氧基)-4-乙氧基嘧啶在0℃和氮氣氛下向60％NaH/礦物油(2.55g，63.96mmol)的無水DMF(70mL)懸浮液中緩慢加入乙醇醛縮二甲醇(Aldrich，5.65g，53.3mmol)。將混合物在室溫攪拌1小時，然後用15分鐘將其加到-55℃的步驟(a)產物(8.05g，53.3mmol)的無水DMF(70mL)溶液中。允許用2小時時間將混合物升溫至-20℃，然後用AcOH中和。真空蒸發溶劑，剩餘物在H2O和CH2Cl2之間分配。用CH2Cl2萃取水相，乾燥(Na2SO4)合併的有機相併真空蒸發。剩餘物經快速色譜純化(EtOAc/己烷，1∶4)，得到所需產物(7.92g，69％)為無色油。1H NMR(CDCl3)δ1.37(t，J＝7.0Hz，3H)，3.44(s，6H)，4.36-4.43(m，4H)，4.78(t，J＝5.0Hz，1H)，6.34(d，J＝6.0Hz，1H)，8.15(d，J＝6.0Hz，1H)；MS m/z 229(M＝1，13％)，197(100％).
C10H16N2O4的元素分析C H N理論值 52.62 7.07 12.27實測值 52.45 7.01 12.26(c)2-[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]乙醛將步驟(b)的產物(6.0g，24.4mmol)和90％TFA/H2O(50mL)的混合物在50℃加熱2.5小時。真空蒸發溶劑，剩餘物在CHCl3和飽和NaHCO3/H2O之間分配。用CHCl3(×2)萃取水相，乾燥(Na2SO4)合併的萃取液並真空蒸發，得到所需產物(4.48g，94％)為無色油。
1H NMR(CDCl3)δ1.38(t，J＝7.0Hz，3H)，4.37(四重峰J＝7.0Hz，2H)，4.80(s，2H)，6.40(d，J＝6.0Hz，1H)，8.15(d，J＝6.0Hz，1H)，9.74(s，1H)；MS m/z 183(M+1，100％).
C8H10N2O3·0.25H2O的元素分析C H N理論值 51.47 5.57 15.01實測值 51.38 5.69 14.76(d)2-{[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫雜環戊烷-5-醇將步驟(c)的產物(4.0g，22.0mmol)和1，4-二噻烷-2，5-二醇(Aldrich，1.67g，11.0mmol)的無水甲苯(80mL)的混合物在100℃加熱2小時。過濾混合物，濃縮濾液並真空蒸發，得到所需產物(6.27g，99％)為蠟狀淡黃色油，無需進一步純化即可用於下步反應(用1H NMR譜儀分析，非對映體比例約為1∶1)。經快速色譜純化(EtOAc/己烷，2∶3)得到分析純物質為無色油。1H NMR(CDCl3)∶δ1.37(t，J＝7.0Hz，3H)，3.07(d，J＝11.0Hz，1H)，3.18(d，J＝2.3Hz，1H)，3.26(dm，J＝11.0Hz，1H)，4.38-4.58(m，3H)，4.85(dd，J＝12.0，6.0Hz，1H)，5.72(dd，J＝6.0，4.5Hz，1H)，5.92(m，1H)，6.39(d，J＝6.0Hz，1H)，8.15(d，J＝6.0Hz，1H)；對另一個非對映體顯示類似的信號；MS m/z197(M-C2H5O，41％)，133(100％)。C10H14N2O4S的元素分析C H N S理論值 46.50 5.46 10.85 12.41實測值 46.40 5.44 10.79 12.49(e)2-{[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基乙酸酯將步驟(d)的產物(1.0g，3.9mmol)，吡啶(0.7mL，0.68g，8.65mmol)和Ac2O(2.0ml，2.26g，21.2mm0l)的混合物在室溫攪拌1.5小時。加入冰水後攪拌混合物15分鐘。用EtOAc萃取混合物，合併的萃取液用飽和NaHCO3/H2O洗滌，乾燥(Na2SO4)，蒸發並真空乾燥，得到所需產物(1.15g，99％)為桔黃色油，無需進一步純化即可用於下步反應(用1H NMR譜儀分析，非對映體比例約為2∶1)。1H NMR(CDCl3)δ1.40(t，3H)，2.05(s，3H)，3.08(d，1H)，3.27(dd，1H)，4.40-4.70(m，4H)，5.79(m，1H)，6.38(d，1H)，6.75(d，1H)，8.18(d，1H)；對較少部分的非對映體顯示類似的信號；MS m/z 241(M-OAc，4％)，141(100％)。C12H16N2O5S的元素分析C H N S理論值 47.99 5.37 9.33 10.68實測值 47.88 5.43 9.22 10.60(f)(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在0℃和氮氣下向步驟(e)產物(0.20g，0.66mmol)的無水CH3CN(12mL)的溶液中緩慢加入氯化錫(Aldrich，0.12mL，0.27g，1.05mmol)。在0℃攪拌2小時後加入1MNaOH/H2O(5.5mL，5.5mmol)。在0℃1小時後用AcOH中和混合物。真空蒸發溶劑，剩餘物在CHCl3和水之間分配。水相用CHCl3萃取兩次，乾燥(Na2SO4)合併的萃取液並真空濃縮。剩餘物經快速色譜純化(EtOAc/己烷，2∶1，然後用EtOAc)，得到所需產物(0.10g，60％)為白色固體。mp117-118℃；1H NMR(CDCl3)δ1.26(t，J＝7.0Hz，3H)，3.15(dd，J＝12.0，3.5Hz，1H)，3.51(dd，J＝12.0，5.5Hz，1H)，3.71-3.84(m，2H)，4.26(四重峰J＝7.0Hz，2H)，5.22(t，J＝4.0Hz，1H)，5.40(t，J＝6.0Hz，1H)，6.0(d，J＝7.4Hz，1H)，6.18(dd， J＝5.5，3.5Hz，1H)，8.25(d，J＝7.4Hz，1H)；MS m/z 259(M+1，4％)，141(100％).
C10H14N2O4S的元素分析C H N S理論值 46.50 5.46 10.85 12.41實測值 46.58 5.49 10.84 12.34(g)(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(丁醯氧基甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在步驟(f)產物(0.30g，1.16mmol)的吡啶(0.19mL，0.18g，2.32mmol)溶液中加入丁酸酐(0.37mL，0.36g，2.32mmol)，並將所得混合物在室溫攪拌2小時。加入NaHCO3/H2O，1小時後用EtOAc萃取混合物兩次。乾燥(Na2SO4)合併的萃取液，真空濃縮並經快速色譜純化(EtOAc/己烷，1∶1)，得到所需產物(0.21g，55％)為帶黃色的固體。mp59-61℃；1H NMR(CDCl3)δ0.96(t，J＝7.4Hz，3H)，1.36(t，J＝7.1Hz，3H)，1.68(六重峰，J＝7.4Hz，2H)，1.80(brs，1H)，2.36(t，J＝7.4Hz，2H)，3.14(dd，J＝12.3，3.5Hz，1H)，3.59(dd，J＝12.3，5.2Hz，1H)，4.40(m，3H)，4.59(dd，J＝12.3，5.2Hz，1H)，5.36(dd，J＝5.2，3.4Hz，1H)，5.89(d，J＝7.3Hz，1H)，6.34(dd，J＝5.2，3.9Hz，1H)，7.91(d，J＝7.3Hz，1H)；MS m/z 329(M＝1，11％)，141(100％)。
C14H20N2O5S的元素分析C H N S理論值 51.21 6.14 8.53 9.76
實測值 51.08 6.15 8.39 9.69(h)(2R，5S)-4-乙氧基-1-[2-(丁醯氧甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在步驟(g)產物(10mg)的20％CH3CN/緩衝液(3.0mL，0.05M，pH8.0，磷酸鹽)溶液中加入PLE(豬肝酯酶，1.5μL，Sigma)，並將混合物在室溫攪拌24小時。水溶液用己烷萃取兩次，乾燥(Na2SO4)合併的萃取液並真空濃縮，得到所需產物。對有機相的HPLC分析表明存在單一對映體丁酸酯。在水相中可以檢測到對映體醇。
(i)(2R，5S)-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶將步驟(h)所得酯(4mg)的NH3/MeOH(2mL)溶液裝入帶有特氟隆(teflon)襯裡的鋼瓶，密封並在70℃加熱18小時。真空蒸發溶劑，得到所需產物。HPLC，1H NMR和MS與這些真實樣品的性質一致。
實施例3(2S*，5R*)-5-氟-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶將步驟(g)產物(10mg)的NH3/MeOH(在0℃用NH3氣飽和了45分鐘的2mL MeOH)溶液放入帶有特氟隆(teflon)襯裡的鋼瓶，密封並在70℃加熱18小時。真空蒸發溶劑並加入丙酮，得到所需產物(8.8mg，99％)為白色固體。mp195-196℃；1H NMR(DMSO-d6)δ3.10(dd，J＝12.0，4.2Hz，1H)，3.40(dd，J＝12.0，5.3Hz，1H)，3.70(ddd，J＝12.0，5.5，3.5Hz，1H)，3.77(ddd，J＝12.0，5.5，3.5Hz，1H)，5.16(t，J＝3.5Hz，1H)，5.39(t，J＝5.5Hz，1H)，6.11(m，1H)，7.56(brs，1H)，7.80(brs，1H)，8.17(d，J＝7.4Hz，1H)；MS m/z 248(M+1，34％)，130(100％)。
C8H10FN3O3S的元素分析C H N S理論值 38.86 4.08 17.00 12.97實測值 38.97 4.05 16.96 12.95實施例4(2S*，5R*)-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]胞嘧啶將(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(0.21g)的氨/甲醇(在0℃用氨氣飽和了45分鐘的8mL甲醇)溶液放入帶有特氟隆(teflon)襯裡的鋼瓶，密封並在70℃加熱18小時。真空蒸發溶劑，剩餘物經快速色譜純化，得到所需產物(0.16g，89％)為白色固體。mp184-185℃；1H NMR(DMSO-d6)δ3.00(dd，J＝11.8，5.0Hz，1H)，3.38(dd，J＝11.8，5.5Hz，1H)，3.63-3.80(m，2H)，5.15(t，J＝4.5Hz，1H)，5.30(t，J＝6.0Hz，1H)，5.70(d，J＝7.3Hz，1H)；6.18(t，J＝5.0Hz，1H)，7.20(brd，2H，NH2)，7.79(d，J＝7.3Hz，1H)；MS m/z 229.8(M+1，4％)，112(100％).
C8H11N3O3S的元素分析C H N S理論值 41.91 4.84 18.33 13.99實測值 41.97 4.83 18.24 13.9權利要求
1.式(IV)化合物， 其中R可以相同或不同；是氫，C1-6烷基，或滷素和Y是羥基，氨基，C1-6烷氧基或OR1，其中R1是手性助劑，該化合物選自2-(2，2-二甲氧基乙氧基)-4-乙氧基-5-氟嘧啶和2-(2，2-二甲氧基乙氧基)-4-乙氧基-5-嘧啶。
2.式(III)化合物， 其中R是氫，C1-6烷基，或滷素和Y是羥基，氨基，C1-6烷氧基或OR1，其中R1是手性助劑；其中化合物選自2-[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]乙醛和2-[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]乙醛。
3.式(VIII)化合物， 其中R可以相同或不同；是氫，C1-6烷基，或滷素，X是S，及Y是羥基，氨基或C1-6烷氧基，該化合物選自(2S*，5R*)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丁醯氧基甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮和(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(丁醯氧基甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮。
4.式(IX)化合物， 其中R是氫，C1-6烷基，或滷素和Y是羥基，氨基或C1-6烷氧基，該化合物選自(2S，5R)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮和(2S，5R)-4-乙氧基-1-[2-(羥甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮。
5.式(X)化合物， 其中R可以相同或不同，是氫，C1-6烷基，或滷素和Y是羥基，氨基或C1-6烷氧基，該化合物選自(2R，5S)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丁醯氧基甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮和(2R，5S)-4-乙氧基-1-[2-(丁醯氧基甲基)-1，3-氧硫雜環戊烷-5-基]嘧啶-2-酮。
專利摘要
本發明涉及製備抗病毒的1，3－氧硫雜環戊烷(oxathiolane)核苷的方法，包括利用分子內糖基化反應生產單一的β－非對映體，以及用於該方法的中間體。
文檔編號C07H19/06GK1995022SQ200710001872
公開日2007年7月11日 申請日期1996年3月26日
發明者M·C·沙馬諾, V·沙馬諾, M·D·古伊爾 申請人:惠爾康基金會集團公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan