製備l-核酸衍生物及其中間體的方法

2023-05-29 10:02:46 1

專利名稱：：製備l-核酸衍生物及其中間體的方法製備L-核酸衍生物及其中間體的方法發明領域本發明涉及合成可用作藥物的L-核酸衍生物以及合成其中間體的改進方法。近期，L-核酸衍生物由於其作為藥物的合乎需要的效果而受到關注。然而，L-核酸衍生物是非天然產物，且製備其的原料基本上是天然不存在的。L-阿拉伯糖通常被用作合成L-核酸衍生物的原料。已經證實，對於基於安全和成本效益的工業實施而言，起始於L-阿拉伯糖的多種方法步驟過多且複雜(參見例如Nucleosides&Nucleotides,18(2)，187-195(1999);Nucleosides&Nucleotides,18(11)，2356(1999))。通過採用D-核酸中間體如2，2'-脫7JC-l-(B-D-阿拉伯呋喃糖基)已經開發了胸苷衍生物(JP-A-6-92988;JP-A-2-59598;J.Org.Chem.，60(10)，3097(1995))。L-核酸中間體也已被使用，如EP1348712、US4914233和WO03層118。然而，這些方法不能滿足工業應用的最大成本效益和最簡單的要求。MitsuiChemicalsInc.報導了製備2，2'-脫7jC-l-(B-L-阿拉伯呋喃糖基)胸腺嘧啶和2,2'-脫7JC-5，6-二氫環尿苷的方法，其可用作合成L-核酸的中間體(PCT公開WO02/044194;EP1348712Al)。7步Mitsui方法包括(a)使L-阿拉伯糖和氨腈反應，得到L-阿拉伯糖基氨基噁唑啉(l)，背景formulaseeoriginaldocumentpage3(1)(b)使L-阿拉伯糖基氨基噁唑啉(l)與丙烯酸衍生物(2)反應，formulaseeoriginaldocumentpage4(其中R1是低級烷基，且X是溴、甲磺酸酯或乙酸酯衍生物、氯、對甲苯磺醯氧基或甲磺醯氧基)，以合成L-阿拉伯糖基氨基噁唑啉衍生物(3)，formulaseeoriginaldocumentpage4(其中X和R1具有與上述給出的相同的定義)，(c)使鹼與L-阿拉伯糖基氨基噁唑啉衍生物(3)反應，以合成L-2，2'-脫7K核酸矛汙生物(4)，formulaseeoriginaldocumentpage4(e)對2，2'-脫水-l-(B-L-阿拉伯呋喃糖基)胸腺嘧啶(5)或者滷化並隨後保護、或者保護並隨後滷化、或者同時滷化和保護，形成(6)，formulaseeoriginaldocumentpage4(其中R2和R3各自獨立地是羥基的保護基，且X是滷素)，(f)將(6)脫卣化，得到(7)，且formulaseeoriginaldocumentpage4(g)將化合物(7)脫保護，合成J5-L-胸苷(8)，發明概述由於期望具有更容易適應大規模生產的方法，本文開發並公開了大規模製備fi-L-胸腺嘧啶(8)的新的有效方法。出人意料的是,本發明改進了先前製備L-2，2'-脫7jC核酸衍生物的方法。一方面，製備2，2'-脫7JC-l-(IJ-L-阿拉伯呋喃糖基)胸腺嘧啶(5)的環化和異構化條件得到改進。由此，結晶分離可能代替不適合大規模生產的現有技術的柱色鐠純化。熱不穩定且潛在致突變的化合物(6)未以固體形式分離，而是作為在乙酸乙酯中的溶液來操作。(6)的乙酸乙酯溶液可直接用於隨後的氫化步驟以形成(7)。另一方面，先前的環化和異構化條件包括在80。C、氫氣氛中向鈀氧化鋁的水懸液中加入用乙酸中和的環化溶液。實驗顯示該反應極其迅速且主要的副產物隨時間增量形成。該副產物(式A)來源於產物的水解。本發明通過控制各種參數包括起始溶液的pH、降低溫度並顯著縮短工作溫度下混合所需時間，顯著降低了所產生的副產物的量、增加了放大M^莫的適宜性並且降低了成本。.水解副產物(a)通過降低工作溫度，另一種由於其明顯低的量而先前被忽略的副產物通過LC-MS被確定為產物+2H,下式(B)，其為非對映異構體混合物。5，6-二氫副產物^g)B的結構通過合成確定。該副產物不隨"氫化，，時間而增加，其形成可通過原料中的外雙鍵的氬化來解釋。該副產物的紫外吸收較飽和產物弱5倍。異構化在氫氣中於任何溫度進行；較低的溫度減少水解並增加5，6-二氫副產物的量。異構化/氫化的比率在室溫是80/20，在65-80。C大約是95/5。在65。C，需要1小時投料時間和少於1小時的攪拌時間來控制水解至低於1%的水平。測試了各種異構化條件來降低竟爭性氬化，包括方法l):將催化劑懸液在氫氣氛中活化。保持氫氣流並加入環化溶液。方法2):將催化劑懸液在氫氣氛中活化。在包含給定量游離Hb的氣氛中加入原料l的溶液。方法3):將催化劑懸液在氫氣氛中活化，然後用氮氣淨化反應器以除去所有游離氫氣。在氮氣下加入環化溶液。在方法1中，將催化劑(10。/。w/w)在室溫、氫氣流中懸浮於水中達15分鐘。然後，將混合物加熱至工作溫度，在恆定的溫度和緩慢的氫氣流中歷經45-60分鐘加入環化溶液。表l結果(催化劑披Pd5。/。氧化鋁)tableseeoriginaldocumentpage6需要超過60。C的溫度以使形成的二氫副產物的量最少。在該溫度，反應是自發的且僅需要攪拌另外很少幾分鐘^^應完全。然而，超過65。C的溫度並不優選，因為在較高的溫度(65至75。C)出現一些水解。在65。C的主要目的是避免水解並在投料期間保持反應溫度。溶液加入的時間應超過30分鐘以保持加入冷溶液期間的溫度。其他在IT65-75。C的實驗就二氫副產物而言顯示低重現性，其中該量在4至10%之間變化。參數如攪拌速度和游離/吸收的氫氣的量也可發揮作用。已經測試了其他催化劑披Pd碳、BaS04、Pd(OH)2、披Rh氧化鋁，但效果較披Pd氧化鋁差。在方法3中，將催化劑(10-30。/。w/w)在室溫、氫氣流中懸浮於水中達15分鐘。然後將混合物在氫氣中加熱至工作溫度。將氫氣流用氮氣流替換達15分鐘，在恆定溫度和緩慢的氮氣流中歷經45-60分鐘加入環化溶液。表2結果(催化劑披Pd5。/。氧化鋁)tableseeoriginaldocumentpage7該異構化在氮氣氛中順利進行，但是正如所預料，需要較高量的催化劑。在70。C，用10%催化劑，轉化僅為76%，並且然後必須引入氫氣以完成反應。二氬副產物仍然存在，但是以相當低且更加可重現的3V。的量。表中的結果用Pd/氧化鋁催化劑得到。formulaseeoriginaldocumentpage8由出人意料的是，本發明改進了先前製備L-2，2'-脫7K核酸衍生物的方法。具體而言，先前的溴化和氬化條件包括幾種溶劑的變換，從乙酸乙酯/DMF(溴化)到曱醇(氫化)和異丙醇(結晶)。DMF抑制(B-L-3'，5'-二乙醯基-2，-溴胸普的結晶，必須通過蒸餾或萃取除去以得到可接受收率的結晶(B-L-3'，5'-二乙醯基-2'-溴胸苷)。大規模除去DMF難以實現，因為(1$丄-3'，5'-二乙醯基-2'-溴胸苷)在蒸出DMF的條件下不夠穩定。出乎意料地發現溴化和氫化均可以僅在乙酸乙酯中實現，避免了更換溶劑和分離潛在致突變的(B-L-3'，5'-二乙醯基-2'-溴胸香)的結晶形式。為了在溶劑乙酸乙酯中氬化成功，溶於水中的乙酸鈉的存在是必不可少的。在乾燥的乙酸乙酯中和在固體乙酸鈉或其他鹼存在下，發現形成"副產物"C。formulaseeoriginaldocumentpage8副產物c的結構式表l:在乙酸乙酯中不同氬化實驗的結果氫化tableseeoriginaldocumentpage9實施例以下通過實施例更詳細地描述本發明。但是本發明不以任何方式受限於此。實施例12-M-6-L-阿拉伯呋喃糖並[l'，2':4，5噁唑啉(l)的製備formulaseeoriginaldocumentpage9L-阿拉伯糖在室溫、攪拌下將L-阿拉伯糖(9kg)懸浮於DMF(42.15L)中，以每次1kg分批加入50。/。氨腈的水溶液(6.25kg)。在加入期間觀察到放熱，溫度升至30。C。將懸液升溫至50。C並加熱111。加入28%碳酸鉀的水溶液(370.2§)，將溫度升至60。C達8h。在此期間，該混合物變成渾濁的米色溶液，然後結晶。8h後，將反應物歷經lh冷卻至20。C,並在20。C保持10h。將乙酸和乙酸乙酯歷經45分鐘滴加至混合物中。然後將懸液進一步冷卻至0oC，過濾分離產物。將產物l用乙醇洗滌並在真空烘箱中於45。C乾燥。實施例22-(氯曱基)丙烯酸乙酯的合成formulaseeoriginaldocumentpage10在10。C、氮氣惰性氣氛下，向(羥甲基)丙烯酸乙酯(30.73mol)滴加亞疏醯氯(35.34mo1),保持內部溫度在8-10。C之間。完成加入後，將混合物攪拌另外15分鐘，然後歷經lh緩慢加熱至75。C。將該混合物在75。C再保持2h,然後滴加庚烷。然後將庚烷分兩份蒸餾除去，除去過量的亞硫醯氯。粗品氯化物l直接用於下一步驟。實施例3N-烷基化L-阿拉伯糖基氨基噁哇啉以製備(Dformulaseeoriginaldocumentpage10在25。C，將前述反應得到的粗品氯化物(l)溶於二甲基乙醯胺中。分批加入化合物2，將得到的混合物在室溫攪拌4h。歷經10分鐘滴加曱苯，產物緩慢結晶。將混合物在室溫攪拌75分鐘，加入另外的甲苯，將該混合物攪拌過夜。過濾結晶的產物，用曱苯/乙醇l:l洗滌。將產物在真空烘箱中於45。C乾燥過夜，得到化合物4，收率52.6%。實施例4環化L-阿拉伯糖基氨基噁唑啉(^)以製備L-2，2'-脫水核酸衍生物(f)並異構化L-2，2，-脫水核酸衍生物以製備2，2'-脫水-l-(B-L-阿拉伯呋喃糖基)胸腺嘧啶(f)。水溶液將i和對甲氧基苯酚的水溶液在冰浴中冷卻至8-10。C。歷經1小時在攪拌下加入碳酸鉀，將溶液冷卻至0-2。C。將得到的溶液攪拌至少4小時。滴加2MHC1溶液，保持溫度在0到4。C之間。伴隨著強烈的氣體發生，將溶液脫氣，得到溶液的pH約為6。將反應混合物攪拌過夜，得到l的水溶液。在單獨的容器中，將披Pd氧化鋁(5%)在氮氣氛下懸浮於水中。將該容器用氫氣淨化10分鐘。在氫氣氛下將該混合物歷經約1小時加熱至60-65。C。然後停止氫氣流，將混合物用氮氣淨化。向該懸液中加入i的水溶液，保持溫度在60。C以上。將反應混合物用氫氣淨化另外IO分鐘，隨後再用氮氣淨化2分鐘。再進行氮氣隨後氫氣的淨化循環。將該批物質冷卻至室溫，再用氮氣淨化並過濾。溶液的pH用2M鹽酸水溶液調節至約6.5。在真空下去除溶劑，得到漿狀物。加入乙醇並濾出鹽。濾液在真空下濃縮，冷卻至0。C，過濾，乾燥後得到白色晶體f收率74.3%。實施例5B-L-胸苷(2)的合成在25°C，將30.3g2，2'-脫7J^l-(B-L-阿拉伯呋喃糖基)胸腺嘧咬衍生物g和20.3g二甲基甲醯胺(277mmol)懸浮於150ml乙酸乙酯中。在60。C於30分鐘內加入34.1g乙醯溴(277mmo1)。在60。C繼續攪拌另外30分鐘。然後將混合物冷卻至25。CIT，用25%碳酸氫鉀水溶液處理，直至不再觀察到氣體放出(約15min)。分離各相，用20ml氯化鈉水溶液(20%)洗滌有糾目。向有機相(包含B-L-3，，5，-二乙醯基-2，-溴胸苷2)中加入5g釔/alox5%、10.33g乙酸鈉在248ml水中的懸液，將得到的溶液在25°C氫化約3小時。濾出催化劑，分離水相，用50ml水萃取2次。合併的水相用100ml乙酸乙酯萃取2次。在60。C真空下蒸發合併的有4A4目。在70。C將得到的油狀殘餘物溶於230ml異丙醇中。將得到的溶液在50。C接晶種，攪拌約1小時。將懸液冷卻至-5。C，攪拌2小時。過濾並用冷異丙醇洗滌後，將產物在60°C乾燥過夜。將24.5gB-L-3'，5'-二乙醯基胸普絲(75mmo1)和lg氫氧化鈉30。/。(7.5mmol)在90ml回流乙醇中加熱約48h。然後加入0.53g乙酸(8.8mmo1)，將溫度保持在76。C達30分的粗產物2_濾出、洗滌、在60。C乾燥過夜。將8,16gB-L-胸普粗品(2)溶於回流(78。C)的101.2g乙醇/水93:7(G/G)。將溶液冷卻至約40。C，在真空下蒸餾除去一部分溶劑(大約68.5g)。將形成的懸液冷卻至7。C並攪拌1小時。過濾分離純的產物，洗滌，在60。C真空下乾燥過夜。權利要求1.製備L-胸苷的方法，包括(a)使下式(1)代表的L-阿拉伯糖基氨基噁唑啉與下式(2)代表的丙烯酸衍生物(其中R1是低級烷基，且X是氯、對甲苯磺醯氧基或甲磺醯氧基)反應，以合成下式(3)代表的L-阿拉伯糖基氨基噁唑啉衍生物的步驟，其中X和R1具有與上述給出的相同的定義，(b)使鹼與式(3)代表的L-阿拉伯糖基氨基噁唑啉衍生物反應以合成下式(4)代表的L-2，2′-脫水核酸衍生物的步驟，(c)異構化式(4)代表的L-2，2′-脫水核酸衍生物以合成下式(5)代表的2，2′-脫水-1-(β-L-阿拉伯呋喃糖基)胸腺嘧啶的步驟，(d)對式(5)代表的2，2′-脫水-1-(β-L-阿拉伯呋喃糖基)胸腺嘧啶進行滷化並隨後保護、或者保護並隨後滷化、或者保護並同時滷化以合成下式(6)代表的2′位滷化的L-胸苷衍生物的溶液的步驟，其中R2和R3各自獨立地是羥基的保護基，條件是所述式(6)化合物沒有從所述溶液中分離，(e)脫滷化溶液中的式(6)代表的化合物以合成下式(7)代表的L-胸苷衍生物的步驟(其中R2和R3具有與上述給出的相同的定義)，和(f)將式(7)代表的化合物脫阻斷並結晶以合成L-胸苷的步驟。2.製備2'位卣化的L-胸苷衍生物的方法，其特徵在於對下式(5)代表的2,2'-脫7jC-l-(f5-L-阿拉伯呋喃糖基)胸腺嘧啶進行卣化並隨後保護、或者保護並隨後卣化、或者保護並同時卣化，以合成在溶液中的下式(6)代表的2'位卣化的L-胸苦衍生物(其中R2和R3各自獨立地是羥基的保護基，且Y是卣素原子)，使所述化合物在溶液中結晶，以合成下式(7)代表的L-胸苷衍生物(其中R2和R3具有與上迷給出的相同的定義)。3.製備L-胸苷衍生物的方法，其特徵在於對溶液中的下式(6)代表的化合物(其中R2和R3各自獨立地是羥基的保護基，且Y是滷素原子)脫卣化並結晶，條件是所迷化合物沒有從所述溶液中分離，以合成下式(7)代表的L-胸苷衍生物，其中R2和R3具有與上述給出的相同的定義。全文摘要本發明發現了製備新的有用的中間體化合物2，2′-脫水-1-(β-L-阿拉伯呋喃糖基)胸腺嘧啶的新方法。本發明進一步發現了從2，2′-脫水-1-(β-L-阿拉伯呋喃糖基)胸腺嘧啶製備胸苷的新方法。根據這些方法，至今困難的各種L-核酸衍生物的合成成為可能。文檔編號C07H19/00GK101400688SQ200780009038公開日2009年4月1日申請日期2007年3月15日優先權日2006年3月15日發明者B·施米茨,D·內德爾,J·塞爾克斯,M·福克斯,T·漢茲申請人:諾瓦提斯公司