專利名稱：合成β-構(gòu)型二氧戊環(huán)核苷的方法及中間體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備包含二氧戊環(huán)糖環(huán)的核苷類似物的方法及中間體。具體講，本發(fā)明涉及立體有擇合成β-或順式構(gòu)型的1,3-二氧戊環(huán)核苷類化合物的方法。
背景技術(shù)：
核苷及其類似物是一類重要的的化學(xué)治療劑，它們具有抗病毒、抗癌，免疫調(diào)節(jié)和抗菌活性。諸如3′-疊氮基-3′-脫氧胸苷(AZT)，2′,3′-二脫氧肌苷(ddI),2′,3′-雙脫氧胞苷(ddC),3＇-脫氧-2′,3′-雙脫氫胸苷(d4T)和(-)-2′-脫氧-3′-硫代胞苷(3TCIM)之類的核苷類似物已被批準(zhǔn)用于臨床治療人免疫缺陷病毒引起的感染。2′-脫氧-2＇-亞甲基胞苷(DMDC,Yamagami等人，癌癥研究(Cancer Research),1991,51,2319)和2′-脫氧-2′,2′-二氟胞苷(germcytidine,Hertel等人，有機化學(xué)雜志(J.Org.Chem.),1988,53,2406)為具有抗腫瘤活性的核苷類似物。大量C-8取代的鳥苷如7-硫雜-8-氧代鳥苷(Smee等人，J.Biol.Response Mod.),1990,9.24),8-溴代鳥苷和8-巰基鳥苷(Wicker等人，細(xì)胞免疫學(xué)(Cell Immunol.),1987,106,318)刺激免疫系統(tǒng)并誘導(dǎo)產(chǎn)生干擾素。所有上述生物活性核苷化合物都為單一對映體形式。
近年來，已報道了數(shù)種具有強有效的抗HIV和HBV復(fù)制活性，和具有β-L絕對構(gòu)型的3′-雜原子取代的2′,3＇-雙脫氧核苷類似物，如3TCTM(Coates等人，抗微生物制劑和化學(xué)療法(Antimicrob.AgentsChemother.),1992,36,202),(-)-FTC(Chang等人，生物化學(xué)雜志(J.Bio.Chem.)1992,267,13938-13942)(-)-二氧戊環(huán)C(Kim等人，四面體快報(Tetrahedron Lett.)1992,33,6899)。據(jù)報道，(-)-二氧戊環(huán)C具有抗腫瘤活性(Grove等人，癌癥研究(Cancer Res.)1995,55,3008-3011)。雙脫氧核苷類似物(-)-doTC和(-)doTFC(Mansour等人，醫(yī)學(xué)化學(xué)雜志(J.Med.Chem.)1995,38,1-4)則具有選擇性的抗HIV-1活性。
就核苷類似物的立體有擇合成而言，最根本的是在糖部分上引入所需相對立體化學(xué)占主導(dǎo)而不引起端基異構(gòu)化的核堿基。實現(xiàn)這一目的的一種方法是通過各種脫氧合反應(yīng)來修飾預(yù)先連接有核苷的糖部分(Chu等人，有機化學(xué)雜志(J.Org.Chem.)1989,54,2217-2225；Marcuccio等人，核苷和核苷酸(Nucleosides Nucleotides)1992,11,1695-1701；Starrett等人，核苷和核苷酸(Nucleosides Nucleotides)1990,9,885-897,Bhat等人，核苷和核苷酸(Nucleosides Nucleotides)1990,9,1061-1065)。但是，這一方法僅局限于合成其絕對構(gòu)型與起始核苷類似的那些類似物，而且當(dāng)脫氧合反應(yīng)之前需要較多步驟來制備起始核苷時，如對于β-L二脫氧核苷，這一方法將是不實用的。據(jù)報道，實現(xiàn)立體選擇性的另一方法是在路易斯酸偶合反應(yīng)或類SN-2反應(yīng)的條件下，通過將堿基或其合成前體與糖部分反應(yīng)，產(chǎn)生核苷類似物。
眾所周知，當(dāng)糖環(huán)上不存在能進(jìn)行鄰位基參與的2′-取代基時，堿基與二脫氧糖的糖基化反應(yīng)以低立體選擇性進(jìn)行。OKabe等人(有機化學(xué)雜志(J.Org.Chem.)1988,53,4780-4786)報道了在使用二氯化乙基鋁作為路易斯酸的情況下，可以獲得最高比例為60∶40的ddC的β∶α異構(gòu)體。然而，當(dāng)糖的C-2位上具有苯硒酰基(phenylselenenyl)取代基(CHu等人，有機化學(xué)雜志(J.Org.Chem.)1980,55,1418-1420；Beach等人，有機化學(xué)雜志(J.Org.Chem.)1992,57,3887-3894)或苯基亞磺?；糠?Wilson等人，四面體快報(Tetrahedron Lett.)1990,31,1815-1818)時，β∶α之比增加至99∶1。為解決引入這種具有所需α-立體化學(xué)取代基所遇到的困難，Kawakami等人(核苷和核苷酸(Nucleosides Nucleotides)1992,11,1673-1682)報道了在作為催化劑的三氟甲磺酸三甲硅酯(TMSOTf)存在下，使糖環(huán)C-2位上具有二取代基的糖如2,2-二苯硫基-2,3-二脫氧核糖與甲硅烷基化的堿基反應(yīng)，可以獲得β∶α=80∶20的核苷。盡管這一方法能夠合成β-端基異構(gòu)體，但苯亞磺?；某⒎浅＠щy。
由于立體有擇引入C-2取代基一般受限制，因而有人報道了基于苯亞磺?；u或N-碘代琥珀酰亞胺和核堿基親電加成到呋喃烯糖中間體上的合成方法(Kim等人，四面體快報，1992,33,5733-5376；Kawakami等人，雜環(huán)(Heterocycles)1993,36,665-669；Wang等人，四面體快報1993,34,4881-4884；El-laghdach等人，四面體快報1993,34,2821-2822)。在這一方法中，2＇取代基原位引入，但是，這種取代基的去除則需要眾多步驟。人們也研究了1-氯和1-溴-2,3-二脫氧糖類的類SN-2偶合方法(Farina等人，四面體快報1998.29,1239-1242；Kawakami等人，雜環(huán)(Heterocycles)1990,31,2041-2053)。但是，所報道的β與α核苷的最高比例分別為70∶30。
當(dāng)糖部分為氧硫戊環(huán)或二氧戊環(huán)衍生物時，諸如SnCl4或Ti(O-Pr)2Cl2的金屬鹽與糖前體的α-面的原位配位反應(yīng)能產(chǎn)生β-嘧啶核苷(Choi等人，美國化學(xué)會志(J.Am.Chem.Soc.),1991,113,9377-9379)。盡管按這一方法能得到高比值β-與α-之比的端基異構(gòu)體，但對映體純糖前體的嚴(yán)格限制產(chǎn)生了外消旋核苷(Beach等人，有機化學(xué)雜志(J.Org.Chem.)1992,57,2217-2219；Humber等人，四面體快報1992,32,4625-4628；Hoong等人，有機化學(xué)雜志(J.Org.Chem.)1992,57,5563-5565)。為得到外消旋核苷的一種對映體形式，需要進(jìn)行酶促和化學(xué)拆分方法。如果成功進(jìn)行的話，這種方法的缺點在于將浪費一半制備物料。
正如上文實例所述的那樣，現(xiàn)有技術(shù)中缺少生產(chǎn)β-核苷的有效方法。具體講，對于C-4′位上載有被護(hù)羥甲基的糖前體，在合成β-異構(gòu)體時面臨低選擇性問題，或者存在外消旋化難題。更準(zhǔn)確地說，現(xiàn)有技術(shù)中缺少由載有C-2被護(hù)羥甲基的糖中間體立體有擇生產(chǎn)二氧戊環(huán)的方法，并且不發(fā)生外消旋化。因此，具有生物活性的β-核苷類似物的普通立體有擇合成是人們迫切需要解決的重要難題。
國際專利申請公開WO92/20669中公開了一種立體有擇生產(chǎn)二氧戊環(huán)的方法，該方法包括用甲硅烷基化的核堿基偶合載有C-2酯基的糖中間體，隨后將C-2酯基還原成所需的羥甲基。但是，在嘧啶堿基情況下則存在過度還原問題(Tse等人，四面體快報1995,36,7807-7810)。
通過甲硅烷基化的嘌呤和嘧啶堿與包含C-2羥甲基和C-4乙酰氧基取代基的1,3-二氧戊環(huán)化合物糖基化反應(yīng)，人們已制備了包含2′，3′-二脫氧呋喃糖基環(huán)模擬物即含1,3-二氧戊環(huán)基糖的核苷類似物。關(guān)鍵的偶合反應(yīng)由三氟甲磺酸三甲硅烷酯(TMSOTf)或三甲基碘硅烷(TMSI)媒催，并產(chǎn)生1∶1的β和α-端基異構(gòu)體混合物(Kim等人，醫(yī)藥化學(xué)雜志(J.Med.Chem.)1992,35,1987-1995和醫(yī)藥化學(xué)雜志(J.Med.Chem.)1993,36,30-37；Belleau等人，四面體快報1992,33,6948-6952；以及Evans等人，不對稱四面體(Tetrahedron Asymmetry),1992,4,2319-2322)。當(dāng)采用金屬鹽作為催化劑時，雖更有利于獲得β-核苷(Choi等人，美國化學(xué)會志(J.Am.Chem.Soc.)1991,113,9377-9379)，但外消旋化或選擇性降低則也變得更為嚴(yán)重(Jin等人，不對稱四面體(TetrahedronAsymmetry),1993,4,2111-2114)。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了生產(chǎn)式(Ⅲ)β-核苷類似物及其鹽的方法
其中R1為羥基保護(hù)基；R2為嘌呤或嘧啶堿或其類似物，該方法包括在低于約-10℃的溫度下，用式(Ⅱ)中間體糖基化所述嘌呤或嘧啶堿
其中L為鹵素。
糖基化之后，可將所得式(Ⅲ)化合物進(jìn)行羥基保護(hù)基R1的脫保護(hù)，得到式(Ⅰ)1,3-二氧戊環(huán)核苷類似物
其中R2的定義同上。發(fā)明祥述本發(fā)明提供了通過偶聯(lián)載有C-2被護(hù)羥甲基的糖前體和嘌呤或嘧啶核堿基生產(chǎn)二氧戊環(huán)核苷類似物的新方法，該方法能高收率和高選擇性地得到所需的β-異構(gòu)體。
“核苷”定義為由嘌呤或嘧啶堿基或它們的類似物或衍生物與戊糖連接而成的任何化合物。
下文中所用的“核苷類似物或衍生物”是指含有連接在嘌呤或嘧啶堿基或其類似物上的1,3-二氧戊環(huán)的化合物，此化合物可按下列任一方式或下列方式的組合進(jìn)行修飾堿基修飾，如加入取代基(如5-氟胞嘧啶)或用電子等排基團(tuán)置換其中的一個基團(tuán)(如7-脫氮腺嘌呤)；糖修飾，如用任一取代基取代羥基或改變糖與堿基的連接部位(如通常在N-1位上與糖連接的嘧啶堿基可以在例如N-3或C-6位上進(jìn)行連接，且通常在N-9位上連接的嘌呤也可以在例如N-7位上進(jìn)行連接)。
嘌呤或嘧啶堿基是指天然存在核苷中已發(fā)現(xiàn)的嘌呤或嘧啶堿基。它們的類似物是指模擬這類天然存在的堿基，使其結(jié)構(gòu)(原子的種類及其排列順序)與天然存在的堿基相似，但可以具有附加的或缺少天然存在堿基的某些功能特性。這種類似物包括通過用氮原子置換CH部分而衍生的類似物(如5-氮雜嘧啶，像5-氮雜胞嘧啶)，或相反，即通過用CH部分置換氮原子所得的類似物(如7-脫氮嘌呤，像7-脫氮腺嘌呤或7-脫氮鳥嘌呤)，或包含這兩種情況的衍生物(如7-脫氮，8-氮雜嘌呤)。這類堿基或類似物的衍生物是指這樣的堿基，其中環(huán)取代基被引入、去除或用本領(lǐng)域中公知的常規(guī)取代基如(如鹵素，羥基，氨基，C1-6烷基)加以修飾。這類嘌呤或嘧啶堿基、類似物和衍生物是本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。
R1為羥基保護(hù)基。適宜的保護(hù)基包括《有機合成中的保護(hù)基》，Green,John,J.Wiley and Sons,New York(1981)中詳細(xì)描述的那些。優(yōu)選的羥基保護(hù)基包括成酯基團(tuán)如C1-6?；?，即甲?；?，乙?；?，取代乙?；?，丙?；?，丁?；?，新戊酰氨基，2-氯乙?；?；芳基取代的C1-6酰基，即苯甲?；?，取代苯甲?；籆1-6烷氧羰基，即甲氧羰基；芳氧基羰基即苯氧基羰基。其它優(yōu)選的羥基保護(hù)基包括成醚基團(tuán)如C1-6烷基即甲基，叔丁基；芳基C1-6烷基即芐基，二苯甲基，它們中的任一個都可任選地取代，即被鹵素任選取代。特別優(yōu)選的羥基保護(hù)基為各自被鹵素任選取代的叔丁氧基羰基、苯甲酰基和芐基。在更特別優(yōu)選的實施方案中，R1羥基保護(hù)基為芐基。在優(yōu)選的實施方案中，R2選自
其中R3選自氫，C1-6烷基和C1-6?；?；R4和R5獨立地選自氫，C1-6烷基，溴，氯，氟和碘；R6選自氫，鹵素，氰基，羧基，C1-6烷基，C1-6烷氧基羰基，C1-6酰基，C1-6酰氧基，氨基甲?；土虼被柞；?；和X和Y獨立地選自氫，溴，氯，氟，碘，氨基和羥基。
在特別優(yōu)選的實施方案中，R2為
其中R3和R4的定義同上。
在特別優(yōu)選的實施方案中，R2為胞嘧啶或其類似物或衍生物。最優(yōu)選R2為胞嘧啶，N-乙?；奏せ騈-乙酰基-5-氟胞嘧啶。
在優(yōu)選的實施方案中，R3為H。在另一優(yōu)選的實施方案中，R3為C1-4?；缫阴；?。
在優(yōu)選的實施方案中，R4和R5獨立地選自氫，C1-4烷基如甲基或乙基，以及鹵素如F，Cl，I或Br。在特別優(yōu)選的實施方案中，R4和R5為氫。在另一特別優(yōu)選的實施方案中，R4和R5為F。
在優(yōu)選的實施方案中，R6選自氫，鹵素，羧基和C1-4烷基。在特別優(yōu)選的實施方案中，R6為H，F(xiàn)或Cl，且最優(yōu)選H。
在優(yōu)選的實施方案中，X和Y獨立地選自H，F(xiàn)或Cl。在特別優(yōu)選的實施方案中，X和Y為氫。
L選自氟，溴，氯和碘。
在特別優(yōu)選的實施方案中，L為碘。在這種情形下，離去基團(tuán)(L)可以通過置換另一離去基團(tuán)(L′)而制備，即用含碘的路易斯酸置換乙酰氧基。優(yōu)選的這種路易斯酸具有式(Ⅳ)結(jié)構(gòu)
其中R3，R4和R5獨立地選自氫；C1-20烷基(例如甲基，乙基，乙基，叔丁基)，該烷基被鹵素(F,Cl,Br,I)，C6-20烷氧基(如甲氧基)或C6-20芳氧基(如苯氧基)任選取代；任選被鹵素、C1-20烷基或C1 -20烷氧基取代的C7-20芳烷基(如芐基)，這種基團(tuán)如對-甲氧基芐基；C6-20芳基(如苯基)，該芳基被鹵素、C1-20烷基或C1-20烷氧基任選取代；三烷基甲硅烷基；氟；溴；氯和碘；且R6選自鹵素(F,Cl,Br,I)，優(yōu)選Ⅰ(碘)；L′為能夠通過使用式(Ⅳ)路易斯酸由碘離去基團(tuán)置換的離去基團(tuán)。適宜的離去基團(tuán)L′包括乙酰氧基；烷氧基；烷氧羰基；酰氨基；疊氮基；異氰酸根合；取代或未取代的、飽和或未飽和的烴硫基(thiolates)；取代或未取代的、飽和或不飽和的硒基、亞硒?；蛭；衔?；-OR，其中R為取代或未取代的、飽和或不飽和的烷基；取代或未取代的脂族或芳族?；?；取代或未取代的、飽和或不飽和的烷氧基或芳氧基羰基，取代或未取代的磺酰咪唑(sulphonyl imidazolide)；取代或未取代的脂族或芳族氨基羰基；取代或未取代的烷基亞胺酸酯基(imidiate group)；取代或未取代的、飽和或不飽和的磷?；?phosphonate)；以及取代或未取代的脂族或芳族亞磺?；蚧酋；Ｔ趦?yōu)選的實施方案中，L′為乙酰氧基。
在優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明提供了生產(chǎn)式(Ⅲ)β-核苷類似物及其鹽或酯的立體有擇方法，該方法包括在低溫下使嘌呤或嘧啶堿基或其類似物或衍生物與如上定義的式(Ⅱ)中間體進(jìn)行糖基化反應(yīng)。優(yōu)選糖基化反應(yīng)在低于-10℃，即約-10至-100℃，更優(yōu)選低于-20℃的溫度下進(jìn)行。在最優(yōu)選的實施方案中，糖基化反應(yīng)在約-20至-78℃下進(jìn)行。
式Ⅱ中間體在低溫如-40℃至-78℃下與甲硅烷基化的嘌呤或嘧啶堿基的反應(yīng)通常在合適的有機溶劑中進(jìn)行，所述溶劑如烴類，例如甲苯，鹵代烴如二氯甲烷(DCM)，腈，如乙腈，酰胺如二甲基甲酰胺，酯如乙酸乙酯，醚如四氫呋喃，或它們的混合物。甲硅烷基化嘌呤或嘧啶堿基或其類似物和衍生物可以按WO92/20669所述制備，該文獻(xiàn)內(nèi)容在此并入本文用作參考。這種甲硅烷基化劑為1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷，三氟甲磺酸三甲硅烷酯，三氟甲磺酸叔丁基二甲基硅烷酯或氯化三甲基硅烷，如果合適的話，還包含有酸或堿催化劑。優(yōu)選的甲硅烷基化劑為1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷。
為形成式(Ⅰ)化合物，適宜的脫保護(hù)條件包括甲醇合或乙醇合氨或堿如碳酸鉀和適宜溶劑如甲醇或四氫呋喃(對于N-4脫乙酰作用)。
采用氫供體如環(huán)己烯或甲酸銨和催化劑如氧化鈀/炭進(jìn)行的轉(zhuǎn)移脫乙酰氫解反應(yīng)適于去除5′-芳基。
可以理解，式(Ⅱ)中間體由中間體Ⅱa和Ⅱb組成
進(jìn)而可以理解，如果糖基化步驟采用等摩爾量中間體Ⅱa和Ⅱb來進(jìn)行，則將得到式Ⅰ的β-核苷外消旋混合物。
式Ⅱ化合物與甲硅烷基化堿的偶聯(lián)反應(yīng)之后所得的非對映體混合物可采用硅膠色譜法或在合適溶劑中重結(jié)晶的方式分離，這對本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員來講是顯而易見的(例如，參見J.Jacques等人，對映體、外消旋體及拆分(Enantiomers,Racemates and Resoluions),pp 251-369,JohnWiley and Sons,New York 1981)。
不過，優(yōu)選糖基化反應(yīng)采用光學(xué)純式Ⅱa或Ⅱb化合物進(jìn)行，從而產(chǎn)生高光學(xué)純的所需核苷類似物。
式Ⅱa或Ⅱb化合物以兩種C-4中心為差向異構(gòu)的非對映體混合物形式存在?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，包括式Ⅱa化合物的單一非對映體和非對映體混合物與甲硅烷基化堿反應(yīng)能夠產(chǎn)生高光學(xué)純度的β-L核苷。C-4位上的堿基相對于C-2位上的羥甲基部分呈順式立體化學(xué)。式Ⅱa的兩種非對映體與甲硅烷基化堿基的反應(yīng)速率可以不同。對于用于合成β-D核苷的式Ⅱb中間體，也存在類似情形。
在優(yōu)選的實施方案中，本發(fā)明提供了在與甲硅烷基化嘧啶或嘌呤堿或其類似物或衍生物糖基化作用之前按下述通式Ⅱ異頭碘化物的步驟，使已知的式(Ⅴ)端基異構(gòu)體2S-芐氧基甲基-1,3-二氧戊環(huán)-4S和-4R乙酰氧基衍生物與三甲基碘硅烷或二碘硅烷在低溫下(-78℃)反應(yīng)(流程1)。
流程1
試劑和條件ⅰ)
/甲苯TSHO/80％/2.7:1.0cis/trans；ⅱ)MeOH/LiOH；ⅲ)柱分離；ⅳ)Pb(OAc)4/MeCN/Py/2h/RT/80％；和ⅴ) TMSI或SiH2I2/CH2Cl2/-78℃。
生產(chǎn)端基異構(gòu)體乙酰氧基中間體(Ⅵ)的適宜方法對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是顯而易見的，這包括氧化降解衍生自L-抗壞血酸(Belleau等人，四面體快報1992,33,6949-6952)或甘露糖醇(Evans等人，不對稱四面體(Tetrahedron Asymmetry)1993,4,2319-2322)的芐氧基甲基縮醛。
我們還發(fā)現(xiàn)，通過在酸性條件下，市購的2,2-二甲基-1,3-二氧戊環(huán)-4S-羧酸和羥基乙醛的被護(hù)衍生物反應(yīng)，優(yōu)先產(chǎn)生已知的2S-芐氧基甲基-1,3-二氧戊環(huán)-4S-羧酸(Ⅴ)，而非其2S，4R異構(gòu)體。
在本發(fā)明的非對映選擇方法中，還提供了下列中間體-2S-芐氧基甲基-4R-碘-1,3-二氧戊環(huán)和2S-芐氧基甲基-4S-碘-1,3-二氧戊環(huán)；-β-L-5′-芐基-2′-脫氧-3′-氧雜-N-4-乙?；眨?br> -β-L-5′-芐氧基-2′-脫氧-3′-氧雜胞苷；-β-L-5′-芐基-2′-脫氧-3＇-氧雜-5-氟-N4-乙酰基-胞苷；和-β-L-5′-芐基-2＇-脫氧-3′-氧雜-5-氟胞苷。
實施例1a:2S-芐氧基甲基-4R-碘-1,3-二氧戊環(huán)和2S-芐氧基甲基-4S-碘-1,3-二氧戊環(huán)(化合物#1)
將組成比為1∶2的2S-芐氧基甲基-4S-乙酰氧基-l,3-二氧戊環(huán)和2S-芐氧基甲基-4R-乙酰氧基-1,3-二氧戊環(huán)混合物(6g；23.8mmol)在真空下與甲苯一起共沸蒸餾干燥。除去甲苯之后，將殘留油溶于無水二氯甲烷(60ml)，并在劇烈攪拌下于-78℃加入三甲基碘硅烷(3.55ml；1.05eq)。加完之后移去干冰/丙酮浴，溫?zé)峄旌衔镏潦覝?15min.)。1HNMR表明形成了2S-芐氧基甲基-4R-碘-1,3-二氧戊環(huán)和2S-芐氧基甲基-4S-碘-1,3-二氧戊環(huán)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ3.65-4.25(2H,m)；4.50-4.75(4H,m)；5.40-5.55(1H,重疊三重峰)；6.60-6.85(1H,dd)；7.20-7.32(5H,m).實施例1b:2S-芐氧基甲基-4R-碘-1,3-二氧戊環(huán)和2S-芐氧基甲基-4S-碘-1,3-二氧戊環(huán)(化合物#1)
將組成比為1∶2的2S-芐氧基甲基-4S-乙酰氧基-1,3-二氧戊環(huán)和2S-芐氧基甲基-4R-乙酰氧基-1,3-二氧戊環(huán)混合物(6g；23.8mmol)在真空下與甲苯一起共沸蒸餾干燥。除去甲苯之后，將殘留油溶于無水二氯甲烷(60ml)，并在劇烈攪拌下于-78℃加入二碘硅烷(2.4ml；1.05eq)。加完之后移去干冰/丙酮浴，溫?zé)峄旌衔镏潦覝?15min.)。1H NMR表明形成了2S-芐氧基甲基-4R-碘-1,3-二氧戊環(huán)和2S-芐氧基甲基-4S-碘-1,3-二氧戊環(huán)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ3.65-4.25(2H,m)；4.50-4.75(4H,m)；5.40-5.55(1H,重疊三重峰)；6.60-6.85(1H,dd)；7.20-7.32(5H,m).實施例2:β-L-5′-芐基-2′-脫氧-3′-氧雜-N-4-乙?；?化合物#2)
將上面制備的碘代中間體(實施例1)的二氯甲烷溶液冷卻至-78℃。將通過在1,1,1,3,3,3-六甲基二硅烷(HMDS)和硫酸銨中回流繼之蒸除HMDS而形成的過甲硅烷基化的N-乙?；奏persylilated N-acetyl cytosine](1.1eq)溶于30ml二氯甲烷，并加到前述碘代中間體中。將反應(yīng)混合物在-78℃保持1.5小時，然后傾入到碳酸氫鈉水溶液中，用二氯甲烷提取(2×25ml)。有機相用硫酸鈉干燥，濾除固體并真空蒸發(fā)溶劑，得到8.1g粗制混合物。根據(jù)1H NMR分析，所形成的β-L-5′-芐基-2′-脫氧-3＇-氧雜胞苷與其α-L異構(gòu)體的比例為5∶1。硅膠層析分離此粗制混合物，采用5％MeOH/EtOAc為洗脫劑，得到純凈β-L(順式)異構(gòu)體(4.48g)。分離此粗制混合物的另一方法是用乙醇重結(jié)晶，結(jié)果得到4.92g純凈β異構(gòu)體和3.18gβ和α-異構(gòu)體混合物(1∶1)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ2.20(3H,S,Ac)；3.87(2H,m,H-5′),4.25(2H,m,H-2′)；4.65(2H,dd,OCH,ph)；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).實施例3:β-L-5′-芐氧基-2′-脫氧-3′-氧雜胞苷(化合物#3)
將實施例2的被護(hù)β-L異構(gòu)體(4.4g)懸浮在飽和甲醇合氨(250ml)中，并于室溫下在密封容器中攪拌18小時。然后真空除去溶劑，得到純凈形式的脫乙酰核苷。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ3.85(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,H-6).實施例4:β-L-2′-脫氧-3′-氧雜胞苷(化合物#4)
將前一實施例的β-L-5＇-芐基-2＇-脫氧-3＇-氧雜胞苷溶于乙醇(200ml)，接著加入環(huán)己烯(6ml)和氧化鈀(0.8g)?；亓鞣磻?yīng)混合物7小時，然后冷卻并濾除固體。真空蒸餾除去濾液中的溶劑。所得粗產(chǎn)物通過硅膠快速色譜純化(5％ MeOH/EtOAc)，得到白色固體(2.33g；86％總收率)，αD22=-46.7°(c=0.285；MeOH)m.p.=192-194℃.1H NMR(300MHz,DMSO-d6)δ3.63(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(75MHz,DMSO-d6)δ59.5(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).實施例5:β-L-5＇-芐基-2＇-脫氧-3＇-氧雜-5-氟-N4-乙?；?胞苷(化合物#5)
將前面制備的碘代衍生物(實施例1)的二氯甲烷溶液冷卻至-78℃，將通過在1,1,1,3,3,3-六甲基二硅烷(HMDS)和硫酸銨中回流繼之蒸除HMDS而形成的過甲硅烷基化的N-乙?；?5-氟胞嘧啶[persylilated N-acetyl-5-fluorocytosine](1.05eq)溶于20ml二氯甲烷(DCM)，并加到前述碘代中間體中。將反應(yīng)混合物在-78℃保持1.5小時，然后傾入到碳酸氫鈉水溶液中，用二氯甲烷提取(2×25ml)。有機相用硫酸鈉干燥，濾除固體并真空蒸發(fā)溶劑，得到8.1g粗制混合物?；?H NMR分析，所形成的β-L-5′-芐基-2＇-脫氧-3＇-氧雜-5-氟-N4-乙酰基胞苷與其α-L異構(gòu)體的比例為5∶1。硅膠層析分離這一粗制混合物，采用5％MeOH/EtOAc為洗脫劑，得到純凈β-L(順式)異構(gòu)體(4.48g)。分離這一混合物的另一方法是用乙醇重結(jié)晶，結(jié)果得到4.92g純凈β異構(gòu)體和3.18gβ和α-異構(gòu)體混合物(1∶1)。1H NMR(300MHz,CDCl3)δ2.20(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).實施例6:β-L-5′-芐基-2′-脫氧-3′-氧雜-5-氟胞苷(化合物#6)
將上步(實施例5)得到的粗制混合物懸浮在甲醇合氨(100ml)中，并于室溫下在密封容器中攪拌18小時。然后真空除去溶劑，得到脫乙?；旌衔?，經(jīng)硅膠快速色譜分離(2％-3％ MeOH/EtOAc)，得到1.21g純凈β異構(gòu)體(基于這一異構(gòu)體的收率為45％)。實施例7:β-L-2′-脫氧-3′-氧雜-5-氟胞苷(化合物#7)
將按實施例6所述制得的純凈脫乙酰β-L-異構(gòu)體(900mg；2.8mmol)溶于乙醇(40ml)，接著加入環(huán)己烯(3ml)和氧化鈀催化劑(180mg)?；亓鞣磻?yīng)24小時，然后濾除催化劑。真空蒸餾除去濾液中的溶劑。所得粗產(chǎn)物通過硅膠快速色譜純化(5％-7％ MeOH/EtOAc)，得到白色固體(530mg；82％收率)，(αD22)=-44.18°(c=0.98；MeOH).1H NMR(300MHz,DMSO-d6)；δ3.62-3.71(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(1H；t；H-1′)；7.53-7.79(2H,b,NH2)；8.16(1H；d,H-6)；13C NMR(75MHz,DMSO-d6)；δ59.34(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).實施例8:β-L-2′-脫氧-3＇-氧雜胞苷核苷類似物的同分異構(gòu)體純度測定同分異構(gòu)體純度(β-L與α-L和β-L與β-D異構(gòu)體)的測定采用Waters HPLC系統(tǒng)進(jìn)行，其中所述HPLC系統(tǒng)包括用于輸送溶劑的600控制泵，486UV檢測器，412WISP自動進(jìn)樣器和740 Waters積分儀。使用分析用手性反相環(huán)鍵合(cyclobond)I RSP柱(Astec,4.6×250mm內(nèi)徑)并由生產(chǎn)商填充有經(jīng)R′S-羥基丙基醚衍生的β-環(huán)糊精。流動相為乙腈(A)和含有0.05％三乙胺且用冰乙酸調(diào)節(jié)pH至7.05的水(B)。色譜柱在0℃下采用5％A和95％B混合物溶劑成分不變的條件下操作。這種條件是DiMarco等人(色譜雜志(J.Chromatography),1993,645,107-114)所述條件的改進(jìn)。流速為0.22ml/min，壓力保持在648-660psi之間。通過在215和265nm處監(jiān)測紫外吸收來檢測核苷。β-D異構(gòu)體和外消旋混合物樣品按文獻(xiàn)報道方法制備(Belleau等人，四面體快報，1992,33,6948-6952)，并用作內(nèi)參比物一同注射。在這些條件下，實施例4產(chǎn)生的化合物#4的異構(gòu)體純度＞99％，而實施例7產(chǎn)生的化合物#7則＞96％。
下表1中列出了按照流程2在變化條件即在不同的溫度和路易斯酸條件下所制備的二氧戊環(huán)核苷的異構(gòu)體純度。在高于-10℃的溫度下制備的這些二氧戊環(huán)核苷顯示出降低的立體選擇性。
流程2
表1堿基路易斯酸 溫度(℃)順式∶反式5F-N(Ac)-胞嘧啶TMSI a:-78 b:-78 8∶15F-N(Ac)-胞嘧啶SiH2I2a:-78 b:-78 7∶2N(Ac)-胞嘧啶 TMSI a:-78 b:-78 5∶1注所有反應(yīng)在DCM溶劑中進(jìn)行，且堿基用HMDS甲硅烷基化。
權(quán)利要求
1．生產(chǎn)式(Ⅲ)β-核苷類似物及其鹽的方法
其中R1為羥基保護(hù)基；R2為嘌呤或嘧啶堿基或其類似物或衍生物，該方法包括在低于約-10℃的溫度下，用式(Ⅱ)中間體糖基化所述嘌呤或嘧啶堿基
其中L為鹵素。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中L為碘。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中R1為芐基。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中R2選自以下基團(tuán)
其中R3選自氫，C1-6烷基和C1-6酰基；R4和R5獨立地選自氫，C1-6烷基，溴，氯，氟和碘；R6選自氫，鹵素，氰基，羧基，C1-6烷基，C1-6烷氧基羰基，C1-6?；?，C1-6酰氧基，氨基甲酰基和硫代氨基甲?；缓蚗和Y獨立地選自氫，溴，氯，氟，碘，氨基和羥基。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中R2為
其中R3選自氫，C1-6烷基和C1-6?；缓蚏4選自氫，C1-6烷基，溴，氯，氟和碘。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中R3為H或乙酰基，且R4為H或F。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中糖基化反應(yīng)在低于約-15℃的溫度下進(jìn)行。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中糖基化反應(yīng)在低于約-20℃的溫度下進(jìn)行。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中糖基化反應(yīng)在低于約-50℃的溫度下進(jìn)行。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中糖基化反應(yīng)在約-78℃下進(jìn)行。
11．根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項的方法，其中L為碘。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中R1為芐基。
13．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中式(Ⅲ)化合物隨后脫保護(hù)，得到式(Ⅰ)化合物
其中R2為嘌呤或嘧啶堿基或其類似物或衍生物。
14．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中式(Ⅱ)中間體通過通式(Ⅱ′)中間體
其中L′為離去基團(tuán)；和式(Ⅳ)路易斯酸反應(yīng)來制備
其中R3，R4和R5獨立地選自氫；C1-20烷基(例如甲基，乙基，乙基，叔丁基)，該烷基被鹵素(F,Cl,Br,I)，C6-20烷氧基(如甲氧基)或C6-20芳氧基(如苯氧基)任選取代；C7-20芳烷基(如芐基)，該芳烷基任選被鹵素、C1-20烷基或C1-20烷氧基取代(如對-甲氧基芐基)任意取代；C6-20芳基(如苯基)，該芳基被鹵素、C1-20烷基或C1-20烷氧基任選取代；三烷基甲硅烷基；氟；溴；氯和碘；和R6選自鹵素(F,Cl,Br,I)；任選被鹵素取代的C1-20磺酸酯(如三氟甲磺酸酯)；任選被鹵素取代的C1-20烷基酯(如三氟乙酸酯)；多價鹵化物(如三碘化物)；式(R3)(R4)(R5)Si的三取代甲硅烷基(其中R3,R4,R5的定義同上)；飽和或不飽和亞硒?；?selenenyl)C6-20芳基；取代或未取代的C6-20芳基亞磺?；?；取代或未取代的C1-20烷氧基烷基；和三烷基甲硅烷氧基。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中的路易斯酸選自TMSI和SiH2I2。
16．根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中的路易斯酸為TMSI。
17．根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中L為碘。
18．根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中R1為芐基。
19．根據(jù)權(quán)利要求14-18中任一項的方法，其中式(Ⅲ)化合物隨后脫保護(hù)，得到式(Ⅰ)化合物
其中R2為嘌呤或嘧啶堿基或其類似物或衍生物。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中糖基化反應(yīng)在低于約-15℃的溫度下進(jìn)行。
21．根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中糖基化反應(yīng)在低于約-20℃的溫度下進(jìn)行。
22．根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中糖基化反應(yīng)在低于約-50℃的溫度下進(jìn)行。
23．根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中糖基化反應(yīng)在約-78℃下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備包含1,3－二氧戊環(huán)糖環(huán)的生物學(xué)上重要的核苷類似物的方法及中間體。具體講,本發(fā)明涉及按下所述立體有擇合成其β(順式)異構(gòu)體的方法,它是在低于約－10℃的溫度下使堿基與下面式(Ⅱ)中間體進(jìn)行糖基化反應(yīng),其中R
文檔編號C07D317/10GK1208414SQ96199879
公開日1999年2月17日 申請日期1996年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月14日
發(fā)明者T·曼索爾, A·斯姆波伊爾, K·貝德納斯基 申請人:生化制藥有限公司