專利名稱：生產(chǎn)1,3－氧硫戊環(huán)核苷的方法
本申請涉及生產(chǎn)1,3-氧硫戊環(huán)核苷的方法這一領域，并要求于1998年8月12日申請的美國臨時申請60/096,214和1999年3月3日申請的美國臨時申請60/122,841的優(yōu)先權。
公開的PCT US95/11464披露了(-)-1-(2S,4S)-1-(2-羥甲基-1,3-二氧戊環(huán)-4-基)胞嘧啶對腫瘤和其它異常的細胞增殖的治療有效。
BioChem Pharma,Inc.申請的美國專利5,047,407和歐洲專利申請公開No.0 382 526披露了一些外消旋2-取代-5-取代-1,3-氧硫戊環(huán)核苷具有抗病毒活性，尤其報導了2-羥甲基-5-(1-胞嘧啶基)-1,3-氧硫戊環(huán)(以下用BCH-189代稱)的外消旋混合物幾乎與AZT具有相同的抗HIV活性，而且毒性較小。BCH-189的(-)-對映體(Liotta等的美國專利5,539,116)被稱為3TC，現(xiàn)在于美國市售用于人體HIV的治療。參見EP 513 200 B1。
據(jù)報導順-2-羥甲基-5-[1-(5-氟胞嘧啶基)]-1,3-氧硫戊環(huán)(“FTC”)具有有效的抗HIV活性。參見Schinazi等在1992年11月出版，抗菌劑和化學療法，2423-2431頁中的“用順-5-氟-1-(2-羥甲基-1,3-氧硫戊環(huán)-5-基)-胞嘧啶的外消旋物和對映體選擇性抑制艾滋病病毒”。也可參見美國專利USP 5,814,639；5,914,331；5,210,085；美國專利USP5,204,466,WO 91/111 86和WO 92/14743。
由于1,3-氧硫戊環(huán)核苷的商業(yè)價值，有很多專利和科學文獻描述了許多這些產(chǎn)品的生產(chǎn)方法。這些方法的設計中必須考慮合成的三個關鍵方面。首先，反應方案必須提供1,3-氧硫戊環(huán)的環(huán)結構的有效合成路線，優(yōu)選在適當?shù)奈恢糜腥〈捎糜陔S后的反應。其次，反應方案必須提供1,3-氧硫戊環(huán)與適當?shù)谋Ｗo堿進行縮合的有效手段，這些堿在3TC中就是胞嘧啶，在FTC中就是5-氟胞嘧啶。第三，反應必須是立體選擇性的，也就是說，必須能選擇性地提供對映體。手性碳的取代基(特定的嘌呤或嘧啶堿(指C5取代基))和1,3-氧硫戊環(huán)核苷的羥甲基(指C2取代基)可以相對于1,3-氧硫戊環(huán)核苷的環(huán)體系是順式(在同側)也可以反式(在相反方向)。順式和反式外消旋物都包括一對光學異構體。因此，每一化合物有四種單獨的光學異構體。這四種光學異構體有以下的構型表示(當氧硫戊環(huán)部分位于水平面，則-S-CH2-部分在后面)(1)順式(也指β)，二基團都向上，自然的L-順式構型；(2)順式，二基團都向下，非自然的β-順式構型(3)反式(也指α-構型)，C2取代基向上而C5取代基向下；(4)反式，C2取代基向下而C5取代基向上。二種順式對映體一起指β-對映體的外消旋混合物，而二種反式對映體一起指α-對映體的外消旋混合物。通常把一對順式外消旋光學異構體與一對反式外消旋光學異構體分離非常簡單，而分離或得到順式-構型單獨的對映體是一個巨大的挑戰(zhàn)。對于3TC和FTC，希望得到的立體化學構型是β-L-異構體。生產(chǎn)1,3-氧硫戊環(huán)環(huán)的路線1,3-氧硫戊環(huán)環(huán)的編號方式如下 Kraus等(“2,5-二取代的新型1,3-氧硫戊環(huán)化合物的合成，核苷化學中的中間體”，合成，1046-1048頁，1991)描述了在對甲苯磺酸存在下乙二醛的醛類或羥基乙酸與巰基乙酸在甲苯中反應時的問題。Kraus指出該反應順利進行的要求是以水合物形式存在的羥基乙酸必須在環(huán)縮合之前通過加入甲苯與水共沸除去水而形成游離的醛。因此，為了進行內(nèi)酯和羧酸官能團的還原反應，必須使用不同的催化還原試劑。采用硼氫化鈉不能滿足需要，硼烷-甲基硫化物的絡合物(BMS)只能還原羧酸官能團。當提高溫度，或使用過量的BMS，會導致開環(huán)聚合。用雙(2-甲氧基乙氧基)鋁氫化鈉在甲苯中還原2-羧基-1,3-氧硫戊環(huán)-5-酮得到的產(chǎn)物是混合物。三丁基錫氫化物不能用于還原。最后，當被保護的內(nèi)酯進行還原時，無論催化還原的條件如何都不可能分離得到所希望的化合物。
由于這些困難，Kraus等建議無水乙醛酸酯和2-巰基乙醛縮二乙醇在甲苯中回流進行環(huán)縮合反應，生成5-乙氧基-1,3-氧硫戊環(huán)衍生物，這些衍生物可以用BMS還原得到相應的2-羥甲基-1,3-氧硫戊環(huán)，收率為50％，此后苯甲?；蟮玫巾樖胶头词降?-苯甲酰氧基甲基-5-乙氧基-1,3-氧硫戊環(huán)。美國專利USP 5,047,407描述了這一方法。
美國專利USP 5,248,776公開了一種從1,6-硫縮水-L-古洛糖生成純的β-L-1,3-氧硫戊環(huán)核苷對映體的方法。
美國專利USP 5,204,466公開了一種通過巰基乙酸(氫硫基乙酸)和乙醇醛反應得到2-(R-氧)-甲基-5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)用于制備1,3-氧硫戊環(huán)環(huán)的路線。
美國專利USP 5,466,806描述通過巰基乙醛的二聚物與具有RwOCH2CHO通式的化合物在中性或堿性條件下反應合成2-羥甲基-5-羥基-1,3-氧硫戊環(huán)的方法，其中Rw是羥基保護基團。參見McIntosh等在Can.J.Chem.,61卷，1872-1875頁，1983年中的“2-巰基乙醛的二聚物和2,5-二氫噻吩生成1,2-氧硫戊環(huán)-5-酮”。
Belleau等公開了一種通過L-抗壞血酸的氧化降解合成1,3-二氧戊環(huán)核苷的方法。Belleau等在Tetrahedron Letters,Vol.33,No.46,6949-6952,1992中的“L-抗壞血酸乙縮醛的氧化降解合成2’,3’-二脫氧-3’-氧雜呋喃核苷，合成具有對映體純度的2’,3’-二脫氧-3’-氧雜胞(嘧啶核)苷的立體異構體作為潛在的抗病毒試劑”。
美國專利USP 5,204,466公開了通過具有CH2=CHCH2OR通式的烯丙基醚或酯的臭氧分解形成具有OHCCH2OR通式的乙醇醛，其中R是保護基團，在乙醇醛中加入巰基乙酸形成結構式為2-(R-氧)-甲基-5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)的內(nèi)酯，從而合成1,3-氧硫戊環(huán)環(huán)。1,3-氧硫戊環(huán)與保護的堿縮合的路線美國專利USP 5,204,466公開了一種使用氯化錫作為路易斯酸使得1,3-氧硫戊環(huán)與保護的嘧啶堿縮合的方法，該方法能提供幾乎完全的β-選擇性。參見Choi等在J.Am.Chem.Soc.1991,213,9377-9379中的“氧硫戊環(huán)基和二氧戊環(huán)基核苷類似物合成中的原位絡合作用所引導的N-糖基化反應的立體化學”。使用氯化錫在反應中生成不希望得到的殘余物和副產(chǎn)物，而且很難分離。
許多美國專利公開了通過在環(huán)上2-位有手性酯的1,3-氧硫戊環(huán)中間體與保護堿在硅基路易斯酸的存在下縮合而合成1,3-氧硫戊環(huán)核苷的方法。2-位的酯必須被還原成相應的羥甲基而得到最終的產(chǎn)物。參見美國專利USP5,663,320；5,864,164；5,693,787；5,696,254；5,744,596；和5,756,706。
美國專利USP5,763,606公開了一種合成順-2-羧酸或硫代羧酸1,3-氧硫戊環(huán)核苷的方法，其包括將所希望的預先甲硅烷基化的嘌呤或嘧啶堿與雙環(huán)中間體在路易斯酸存在下偶聯(lián)。
美國專利USP5,272,151描述了合成1,3-二氧戊環(huán)核苷的方法，其包括將2-保護氧-5-?；?1,3-二氧戊環(huán)在鈦催化劑存在下與含保護氧或保護氮的嘌呤嘧啶堿反應。
Choi等在J.Am.Chem.Soc.1991,213,9377-9379中的“氧硫戊環(huán)基和二氧戊環(huán)基核苷類似物合成中的原位絡合作用所引導的N-糖基化反應的立體化學”報導在氯化汞，氯化二乙基鋁，或二異丙氧基二氯化鈦(參見腳注2)中1,3-氧硫戊環(huán)與保護的嘧啶堿不發(fā)生偶聯(lián)。Choi等也報導1,3-氧硫戊環(huán)的乙酸酯的端基異構體與甲硅烷基化的胞嘧啶和除氯化錫以外幾乎所有路易斯酸一起反應都會得到N-糖基化端基異構體的不能分離的混合物。
美國專利5,922,867公開了合成二氧戊環(huán)核苷的方法，其包括使嘌呤或嘧啶堿與2-保護氧甲基-4-鹵代-1,3-二氧戊環(huán)糖基化。提供具有所希望立體構型的1,3-氧硫戊環(huán)的路線美國專利5,728,575申請了使用豬肝酯酶，豬的胰脂肪酶，或枯草溶菌酶對5’-?；Ｗo的外消旋核苷進行酶催化拆分而得到3TC和FTC的方法。美國專利5,539,116申請了3TC，專利5,728,575拆分得到的產(chǎn)物。
Liotta在美國專利5,827,727中申請了使用胞苷脫氨基酶進行立體選擇性脫氨基反應而得到3TC和FTC的方法。
Liotta等在美國專利5,892,025中申請了把順-FTC通過乙酰化的β-環(huán)糊精手性柱而對順-FTC對映體的混合物進行拆分的方法。
美國專利5,663,320申請了生產(chǎn)手性1,3-氧硫戊環(huán)中間體的方法，其包括使用手性助劑對外消旋的中間體進行拆分。
由于1,3-氧硫戊環(huán)核苷對于艾滋病和B型肝炎治療的重要性，本發(fā)明的目的在于提供一種能規(guī)?；a(chǎn)的合成1,3-氧硫戊環(huán)核苷的方法。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在有機溶劑例如乙腈中，在含最少量水的有機溶劑中的路易斯酸或質(zhì)子酸存在下，具有(R1O)2CHR通式的縮醛直接與巰基乙酸反應可以高產(chǎn)率地合成2-[R1C(O)OCH2]-1,3-氧硫戊環(huán)-5-酮，其中R是-(CH2-O-C(O)R1),R1是烷基，芳基，雜芳基，雜環(huán)，烷芳基，烷雜芳基，烷基雜環(huán)或芳烷基。或可選擇使用醛的前體(OH)2CHR或(R1O)(OH)CHR?？s醛也可以使用半縮醛，縮醛單體或相應的高度縮合產(chǎn)物的混合物。通過巰基乙酸直接與縮醛反應，副產(chǎn)物減少，并能提高產(chǎn)物的純度和起始物質(zhì)的收率。例如二醚醇與正丁酰氯反應很容易得到縮醛。
通過適當?shù)穆肪€可以合成(R1O)2CHR，例如或者通過(ⅰ)具有通式HO-CH2-C=C-CH2-OH的化合物與RC(O)Cl反應生成RC(O)OCH2C(H)=C(H)OC(O)R，其通過臭氧化或其它裂解方式得到目標產(chǎn)物；或(ⅱ)(R1O)2CHC(O)H還原生成(R1O)2CHCH2OH，再與ClC(O)R反應生成目標產(chǎn)物。
另一可選擇的路線中，HC(O)CH2OC(O)R1與巰基乙酸反應生成所希望的1,3-氧硫戊環(huán)環(huán)。HC(O)CH2OC(O)R1可以用任意合適的方法合成，例如用圖2中描述的方法A和B合成。
5-保護的氧基團-2-保護的羥甲基-1,3-氧硫戊環(huán)或它的5-酰氧衍生物能與硅烷基化保護的嘧啶或嘌呤堿包括胞嘧啶或5-氟胞嘧啶縮合，縮合使用路易斯酸催化，路易斯酸包括氯化錫，異丙氧基三氯化鈦，三甲硅基三氟甲磺酸酯，碘化三甲硅烷，或其它已知的路易斯酸，包括在美國專利USP 5,663,320；5,864,164；5,693,787；5,696,254；5,744,596和5,756,706中描述的路易斯酸，其對于相應的核苷有高的β-選擇性?？紤]到已有報導在氯化汞，氯化二乙基鋁，或二異丙氧基二氯化鈦存在下1,3-氧硫戊環(huán)與保護的嘧啶堿不發(fā)生偶聯(lián)，因此驚異地發(fā)現(xiàn)異丙氧基三氯化鈦能很好地催化1,3-氧硫戊環(huán)與保護堿的縮合。
在另一
具體實施例方式
中，羥基乙酸替代巰基乙酸在路易斯酸存在下生成相應的1,3-二氧戊環(huán)，其能與嘌呤或嘧啶堿縮合生成1,3-二氧戊環(huán)核苷。優(yōu)選羥基乙酸與縮醛(或醛)在如三氟化硼的乙醚合物等路易斯酸的存在下，而不是如對苯磺酸等質(zhì)子酸的存在下進行環(huán)縮合。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)1,3-氧硫戊環(huán)核苷的合成可以通過(ⅰ)制備5-鹵代-2-保護氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)；和(ⅱ)將5-鹵代-2-保護氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)與保護的嘌呤或嘧啶堿在低溫，優(yōu)選低于攝氏25度，更優(yōu)選低于10攝氏度反應。驚異地發(fā)現(xiàn)縮合反應可以在沒有路易斯酸的幫助下有效地進行。在優(yōu)選的具體實施方式
中，氧硫戊環(huán)的5-位的鹵素是氯取代。反應通常生成β和α端基異構體的混合物，這些化合物必須要分離。β端基異構體通常相對于α端基異構體過量。β和α端基異構體的分離可以通過任何已知的方法進行，包括分級結晶，層析法(非手性或手性)，或非對映的衍生物的合成與分離。在一種具體實施方式
中，外消旋的5-?；?2-保護氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)在低溫(如0攝氏度)下被氯化，隨后與保護堿如5-氟胞嘧啶或胞嘧啶縮合，生成非對映體的混合物(通常β化合物明顯過量)。在另一具體實施方式
中，手性5-酰化-2-保護氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)被氯化后與保護堿反應。可使用任何5-?；?2-保護氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)得到目標產(chǎn)物。非限定性的合適的?；糠值睦影?，但不限于，乙酸酯，丙酸酯，丁酸酯，苯甲酸酯，對甲氧基苯甲酸酯，和對叔丁氧基苯甲酸酯。鹵化反應可以在任何實用的有機溶劑中進行，包括甲苯，氯仿，乙酸，四氫呋喃，醚，苯等?？s合反應中的α和β端基異構體的比例受反應所選擇的溶劑影響。通過對多種有機溶劑的評價選擇生成目標產(chǎn)物最優(yōu)收率的溶劑。
圖2圖示說明根據(jù)本發(fā)明合成1,3-氧硫戊環(huán)環(huán)的四種不同方法(A-D)。
圖3圖示說明用先-和后-偶聯(lián)拆分的方法合成1,3-氧硫戊環(huán)核苷對映體。
發(fā)明的詳細描述提供了一種合成1,3-氧硫戊環(huán)核苷的方法，包括合成1,3-氧硫戊環(huán)環(huán)，隨后將1,3-氧硫戊環(huán)與保護的嘧啶或嘌呤堿縮合的有效方法。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在路易斯酸的存在下，在含最少量水的有機溶劑中，通過將通式為(烷氧基)2CHR的縮醛與巰基乙酸直接反應可以高收率地制備2-[R1C(O)OCH2O]-1,3-氧硫戊環(huán)-5-酮，其中R是-(CH2-O-C(O)R1),R1是烷基，芳基，雜芳基，烷芳基，烷雜芳基，或芳烷基?？s醛可以使用半縮醛，縮醛單體或其高度縮合的產(chǎn)物的混合物。通過巰基乙酸直接與縮醛反應，副產(chǎn)物減少，并能提高產(chǎn)物的純度和起始物質(zhì)的收率。
5-氧保護基團-2-保護羥甲基-1,3-氧硫戊環(huán)或它的5-酰氧衍生物能與保護的甲硅烷基化的嘧啶或嘌呤堿包括胞嘧啶或5-氟胞嘧啶縮合，該縮合使用路易斯酸催化，路易斯酸包括氯化錫，異丙氧基三氯化鈦，三甲硅三氟甲磺酸酯，碘化三甲硅烷，或其它已知的路易斯酸，包括在美國專利USP 5,663,320；5,864,164；5,693,787；5,96,254；5,744,596和5,756,706中描述的路易斯酸，其對于相應的核苷有高的β-選擇性?？紤]到已有報導在氯化汞，氯化二乙基鋁，或二異丙氧基二氯化鈦存在下1,3-氧硫戊環(huán)與保護的嘧啶堿不發(fā)生偶聯(lián)，因此驚異地發(fā)現(xiàn)異丙氧基三氯化鈦能很好地催化1,3-氧硫戊環(huán)與保護堿的縮合。
在另一
具體實施例方式
中，羥基乙酸替代巰基乙酸在路易斯酸存在下生成相應的1,3-二氧戊環(huán)，其能與嘌呤或嘧啶堿縮合生成1,3-二氧戊環(huán)核苷。優(yōu)選羥基乙酸與縮醛(或醛)在如三氟化硼的乙醚合物等的路易斯酸存在下，而不是如對苯磺酸等質(zhì)子酸存在下進行環(huán)縮合。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)1,3-氧硫戊環(huán)核苷的合成可以通過(ⅰ)制備5-酰化-2-保護氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)；和(ⅱ)將5-鹵代-2-保護氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)與被護的嘌呤或嘧啶堿在低溫，優(yōu)選低于攝氏25度，更優(yōu)選低于10攝氏度反應。驚異地發(fā)現(xiàn)縮合反應可以在沒有路易斯酸的幫助下有效地進行。在優(yōu)選的具體實施方式
中，氧硫戊環(huán)的5-位的鹵素是氯取代。反應通常生成β和α端基異構體的混合物，這些化合物必須要分離。β端基異構體通常相對于α端基異構體過量。β和α端基異構體的分離可以通過任何已知的方法進行，包括分級結晶，層析法(非手性或手性)，或非對映體的合成與分離。在一種具體實施方式
中，外消旋的5-酰化-2-保護氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)在低溫(如0攝氏度)下被氯化，隨后與保護堿如5-氟胞嘧啶或胞嘧啶縮合，生成非對映體的混合物(通常β化合物明顯過量)。另一具體實施方式
中，手性5-?；?2-保護氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)被氯化并與保護堿反應。可使用任何5-?；?2-保護氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)得到目標產(chǎn)物。非限定性的合適的?；糠值睦影?，但不限于，乙酸酯，丙酸酯，丁酸酯，苯甲酸酯，對甲氧基苯甲酸酯，和對叔丁氧基苯甲酸酯。鹵化反應可以在任何實用的有機溶劑中進行，包括甲苯，氯仿，乙酸，四氫呋喃，醚，苯等?？s合反應中的α和β端基異構體的比例受反應所選擇的溶劑影響。通過對多種有機溶劑的評價選擇生成目標產(chǎn)物最優(yōu)收率的溶劑。
選定的5-?；?2-保護氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)可使用，例如，已知的方法鹵化生成5-氯，5-溴，5-碘衍生物。
許多文獻描述了手性色譜法中的手性固定相，包括例如Strari等在1992年Perkin Elmer,分析用對映體分離，多糖和它們的衍生物用作手性固定相。
可以使用其它的任何能被鹵素，優(yōu)選氯，置換和取代的離去基團代替5-?；?。離去基團的例子有烷氧基，烷氧羰基，酰氨基，疊氮基，和異氰基。Ⅰ．定義此處使用的術語“單獨的對映體”指包括至少接近95-100％，或更優(yōu)選大于97％的核苷的單一對映體的核苷組分。
術語嘌呤或嘧啶包括，但不限于，6-烷基嘌呤和N6-烷基嘌呤，N6-?；堰剩琋6-芐基嘌呤，6-鹵代嘌呤，N6-炔基嘌呤，N6-?；堰剩琋6-羥烷基嘌呤，6-硫代烷基嘌呤，N2-烷基嘌呤，N4-烷基嘧啶，N4-酰基嘧啶，4-鹵代嘧啶，N4-炔基嘧啶，4-氨基和N4-酰基嘧啶，4-羥烷基嘧啶，4-硫代烷基嘧啶，胸腺嘧啶，胞嘧啶，6-氮雜嘧啶，包括6-氮雜胞嘧啶，2-和/或4-巰基嘧啶，尿嘧啶，C5-烷基嘧啶，C5-芐基嘧啶，C5-鹵代嘧啶，C5-乙烯基嘧啶，C5-炔基嘧啶，C5-?；奏ぃ珻5-羥烷基嘌呤，C5-酰氨基嘧啶，C5-氰基嘧啶，C5-硝基嘧啶，C5-氨基嘧啶，N2-烷基嘌呤，N2-烷基-6-硫雜嘌呤，5-氮雜胞苷基，5-氮雜尿苷基，三唑并吡啶基，咪唑并吡啶基，吡咯并嘧啶基，和吡唑并嘧啶基。堿上的含氧和氮的官能團可以根據(jù)需要或期望進行保護。合適的保護基團是本領域技術人員熟知的，包括三甲基硅烷基，二甲基己基硅烷基，叔丁基二甲基硅烷基，和叔丁基二苯基硅烷基，三苯甲基，烷基，酰基如乙?；?，丙酰基，甲磺?；蛯妆交酋；?。優(yōu)選的堿包括胞嘧啶，5-氟胞嘧啶，尿嘧啶，胸腺嘧啶，腺嘌呤，鳥嘌呤，黃嘌呤，2,6-二氨基嘌呤，6-氨基嘌呤，6-氯嘌呤和2,6-二氯嘌呤。
此處使用的術語烷基，除非特別說明，指飽和直鏈，支鏈，或環(huán)狀的伯，仲，或叔烴基，通常為C1到C18，尤其包括甲基，乙基，丙基，異丙基，丁基，異丁基，叔丁基，戊基，環(huán)戊基，異戊基，新戊基，己基，異己基，環(huán)己基，環(huán)己基甲基，3-甲基戊基，2,2-二甲基丁基，和2,3-二甲基丁基。該烷基可選擇性地被一個或多個基團所取代，取代基選自由羥基，羧酸或酯，氨基，烷氨基，芳氨基，烷氧基，芳氧基，硝基，氰基，磺酸，硫酸酯，膦酸，磷酸酯，或膦酸酯所組成的組中，這些基團可以根據(jù)需要不經(jīng)保護或采用已知的技術進行保護，例如Green等在John Wiley and Sons,1991年第二版中介紹的“有機合成中的保護基團”，結合進本發(fā)明作為參考。
此處使用的術語“保護”，除非特別說明，指加到氧，氮，或磷原子上的基團用于防止進一步反應或其它目的。許多氧和氮的保護基團在有機合成領域中是熟知的。希望使用合適的保護基團，例如Green等在John Wiley and Sons,1991年第二版“有機合成中的保護基團”中的介紹，結合進本發(fā)明作為參考。
此處使用的術語芳基，除非特別說明，指苯基、聯(lián)苯基或萘基，優(yōu)選苯基。該芳基可選擇性地被一個或多個選自由羥基，羧酸或酯，氨基，烷氨基，芳氨基，烷氧基，芳氧基，硝基，氰基，磺酸，硫酸酯，膦酸，磷酸酯，或膦酸酯所組成的組中的基團取代，這些基團可以根據(jù)需要不經(jīng)保護或采用已知的技術進行保護，例如Green等在JohnWiley and Sons,1991年第二版中介紹的“有機合成中的保護基團”，結合進本發(fā)明作為參考。
術語烷芳基或烷基芳基指含芳基取代基的烷基基團。
術語芳烷基或芳基烷基指含烷基取代基的芳基基團。
此處使用的術語鹵素指氯，溴，碘和氟。
術語酰基指具有通式-C(O)R’的部分，其中R’是烷基，芳基，烷芳基，芳烷基，雜芳基，雜環(huán)，包括甲氧基甲基在內(nèi)的烷氧基烷基，包括芐基在內(nèi)的芳基烷基，芳氧基烷基如苯氧基甲基；包括選擇性地被鹵素，C1-C4烷基或C1-C4烷氧基，或氨基酸的殘基所取代的苯基在內(nèi)的芳基。
此處使用的離去基團指附著在分子的適當位置上并可以從分子上解離的官能團。
此處使用的術語雜芳基或雜環(huán)指在環(huán)上含至少一個硫，氧，或氮的環(huán)狀部分。非限定性的例子有，呋喃基，吡啶基，嘧啶基，噻嗯基，異噻唑基，咪唑基，四唑基，吡唑基，苯并呋喃基，苯并噻吩基，喹啉基，異喹啉基，苯并噻嗯基，異苯并呋喃基，吡唑基，吲哚基，異吲哚基，苯并咪唑基，嘌呤基，咔唑基，噁唑基，噻唑基，異噻唑基，1,2,4-噻二唑基，異噁唑基，吡咯基，喹唑啉基，噠嗪基，吡嗪基，肉啉基，酞嗪基，喹噁啉基，黃嘌呤基，次黃嘌呤基，和喋啶基。雜環(huán)上的氧和氮官能團可根據(jù)需要和期望進行保護。合適的保護基團是本領域技術人員熟知的，包括三甲基硅烷基，二甲基己基硅烷基。烷基可以選擇性地被一個或多個選自由羥基，羧酸或酯，氨基，烷氨基，芳氨基，烷氧基，芳氧基，硝基，氰基，磺酸，硫酸酯，膦酸，磷酸酯，或膦酸酯所組成的組中的基團所取代，這些基團可以根據(jù)需要不經(jīng)保護或采用已知的技術進行保護，例如Green等在John Wiley andSons,1991年第二版“有機合成中的保護基團”中的介紹，結合進本發(fā)明作為參考。
術語烷基雜芳基指雜芳基取代基取代的烷基基團。Ⅱ．1,3-二氧戊環(huán)內(nèi)酯環(huán)的制備

圖1說明用于實施所披露方法的一條路線。將2-丁烯-1,4-二醇與羧酸的酰氯或其它的酯前體反應得到2-丁烯-1,4-二醇的二酯。羧酸的酰氯或其它酯前體的選擇取決于所得1,3-二氧戊環(huán)環(huán)上的2-位所期望的基團。例如，如果丁酰氯與2-丁烯-1,4-二醇反應，結果生成2-[R1C(O)OCH2O]-1,3-氧硫戊環(huán)-5-酮，R1是丙基。在另一具體實施方式
中，選擇不同的羧酸的酰氯或其它酯前體以使R1為烷基，芳基，雜芳基，烷芳基，烷雜芳基或芳烷基。
反應的第二步，將2-丁烯-1,4-二酯解離，優(yōu)選通過臭氧分解，得到通式為(烷氧基)2CHR的縮醛，其中R是-(CH2-O-C(O)R1)，和R1是烷基，芳基，雜芳基，烷芳基，烷雜芳基，或芳烷基。臭氧分解反應通常在非常低的溫度下進行，一般為-70℃或更低。在相對較高的溫度下進行此反應，也許-10℃，就無需專門的低溫反應器。生成縮醛的反應可以在含或不含如二氯甲烷在內(nèi)的共溶劑的多種醇類溶劑中進行。優(yōu)選的醇類溶劑為甲醇。通常使用二甲基硫化物中止臭氧分解反應，但是發(fā)現(xiàn)使用硫脲可以使目標產(chǎn)物的純度更高。
此外，(烷氧基)2CHCH2OH與適當?shù)孽Ｂ然蛩狒谌缛野返葔A的存在下?；梢灾苽渚哂型ㄊ?烷氧基)2CHR的縮醛，其中R是-(CH2-O-C(O)R′)，和R′是烷基，芳基，雜芳基，烷芳基，烷雜芳基，或芳烷基。
此方法的關鍵步驟是，在路易斯酸或質(zhì)子酸的存在下，在含最少量水的有機溶劑中，縮醛直接與巰基乙酸反應。縮醛可以使用半縮醛，縮醛單體或其縮合度更高的產(chǎn)物的混合物。任何能提供所期望結果的質(zhì)子酸或路易斯酸都適用于此方法。發(fā)現(xiàn)縮醛與巰基乙酸可以有效地進行環(huán)縮合反應得到1,3-氧硫戊環(huán)。相反，醛與巰基乙酸的環(huán)縮合反應經(jīng)常會出現(xiàn)成倍的問題，所得1,3-氧硫戊環(huán)產(chǎn)率很低，并摻有未反應的醛和醛的副產(chǎn)物。
下一步中，2-保護羥甲基-5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)使用多種可實施的現(xiàn)有方法進行拆分。按照此步驟易于拆分的原則選擇2-位取代基。例如可選擇已知能被酶立體選擇性地解離的基團。Liotta等在美國專利5,204,466中描述用豬的胰脂肪酶，枯草溶菌酶或豬肝酯酶進行酶催化立體選擇性水解的方法用于拆分氧硫戊環(huán)。美國專利5,663,320申請了一種合成手性1,3-氧硫戊環(huán)中間體的方法，其包括用手性助劑拆分外消旋中間體。WO91/17159公開了使用纖維素三乙酸酯或β-環(huán)糊精手性柱分離1,3-氧硫戊環(huán)核苷對映體的方法。
如在3TC和FTC中，希望得到2-保護羥甲基-5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)的單獨的(2R)-對映體，提供β-L-對映體，可以使用還原劑，優(yōu)選三叔丁氧鋁鋰氫化物，還原得到相應的5-保護氧-化合物，例如5-乙酸酯。
圖2說明四種用于制備1,3-氧硫戊環(huán)環(huán)的其它具體實施方式
(方法A-D)。圖2方法A的非限定性說明實施例中，用四步合成2-(5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)基)甲基丁酸酯，且無需提純中間產(chǎn)物。在第一步中，丙酮縮甘油(Solketal)和正丁酰氯在叔丁基甲基醚，DMAP和三乙胺中合成4-(2,2-二甲基-1,3-氧硫戊環(huán)基)甲基丁酸酯。隨后將4-(2,2-二甲基-1,3-氧硫戊環(huán)基)甲基丁酸酯置于帶有Dowex 50W X8-100 H+樹脂的甲醇溶液中得到丁酸2,3-二羥基丙基酯。所得二醇與高碘酸鈉鹽在蒸餾水中反應生成丁酸2-氧代乙酯。當對甲苯磺酸一水合物(p-TsOH.H2O)在乙腈中，用丁酸2-氧代乙酯與巰基乙酸反應合成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)-2-基)甲酯。丁酸(5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)-2-基)甲酯與三叔丁氧鋁鋰氫化物在THF中反應轉化成它的5-酰氧基衍生物。
圖2方法B的非限定性說明實施例中，用1,2-二羥基乙烷與正丁酰氯在三乙胺中反應生成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)-2-基)甲酯或它的5-酰氧基衍生物。反應生成丁酸2-羥基乙基酯，其在無水DCM中與五氧化二磷進一步反應，隨后用DMSO和三乙胺生成丁酸2-氧代乙酯。丁酸2-氧代乙酯通過以上描述的方法可以轉化成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)-2-基)甲酯的5-酰氧基衍生物，或與巰基乙酸和CSA在無水DCM中轉化成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)-2-基)甲酯。
圖2方法C的非限定性說明實施例中，合成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)-2-基)甲酯或它的5-酰氧基衍生物的方法包括將丁酸2,2-二乙氧基乙酯在DCM中反應，并用TFA和水處理。反應生成丁酸2-氧代乙酯，其可以在CAS和DCM中與巰基乙酸反應生成期望得到的丁酸(5-氧代-1,3-氧硫戊環(huán)-2-基)甲酯，或與1,4-二噻烷-2,5-二醇在THF中得到它的5-酰氧基衍生物。
圖2中方法D類似于圖1描述的方法。
通過下列實施例可更好地理解這些步驟，但這些實施例并不限制本發(fā)明的范圍。
褐色-橙色反應混合物用乙酸乙酯(13升)稀釋。反應混合物的一半通過硅藻土層(7.5厘米厚，上部18英寸的漏斗)過濾，過濾非常緩慢。向反應混合物的另一半加入硅藻土(1.5千克)，攪拌4小時后按照以上相同模式通過硅藻土層。過濾順利。濾液合并后轉移到72升滴瓶，其裝有頂部機械攪拌。其中加入飽和碳酸氫鈉溶液(20升)，所得二相混合物攪拌1小時后分離，有機層用另一份飽和碳酸氫鈉溶液(10升)洗滌，再用飽和氯化鈉溶液(20升)洗滌。分離之后有機層用無水硫酸鎂(3.0千克)干燥，極快地攪動懸濁液。真空過濾除去硫酸鎂，濾液在真空中蒸發(fā)(35℃水浴)得到紅色液體。用高真空泵(23毫米汞柱，40℃)進一步濃縮1.5小時后得到紅色油狀5-乙酰氧基-2-丁酰氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)的粗產(chǎn)品(1483.0克，收率為87％)。
10克一份的5-乙酰氧基-2-丁酰氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)的粗產(chǎn)品溶于己烷(100毫升，10倍體積)并劇烈攪拌直至燒瓶底部只有少量的紅色油狀物。向攪動的混合物中加入硅膠(2克)，此混合物繼續(xù)攪拌10分鐘。所得漿液濾過硅藻土層得到淡黃色濾液。真空蒸發(fā)去除溶劑得到淡黃色油狀5-乙酰氧基-2-丁酰氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)(7.7克，回收率為77％)。薄層層析分析中基線的雜質(zhì)被除去，氣相色譜分析結果沒有改變。實施例5 5-乙酰氧基-2-丁酰氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)和5-氟胞嘧啶使用碘化三甲基硅為路易斯酸進行縮合3升三頸圓底燒瓶裝有頂部機械攪拌，塞子和裝有氮氣擴散器的水冷回流冷凝管，加入5-氟胞嘧啶(51.6克，0.40摩爾)，六甲基二硅氮烷(665毫升，3.10摩爾)和硫酸銨(2.0克)。所得漿液加熱回流2.5小時，在冷凝管內(nèi)壁觀測到白色固體的生成。所得黃色溶液冷卻到室溫，反應溶液中析出白色沉淀。在惰性氣氛下減壓除去過量的六甲基二硅氮烷。白色固體中加入二氯甲烷(890毫升)得到黃色的澄清溶液。反應容器裝有熱偶/溫度計套管，克萊森頭配有均壓加料漏斗和氮氣擴散器。反應溶液在冰-甲醇浴中冷卻到-5℃，此時氧硫戊環(huán)乙酸酯(175.6克，GC分析純度65％,0.41摩爾)的二氯甲烷(300毫升)溶液分批加入加料漏斗中，隨后用45分鐘滴加入反應混合物中。反應溶液的溫度維持在-5℃到0℃之間，加完之后，用100毫升二氯甲烷清洗加料漏斗，并加入反應混合物中。碘化三甲基硅(89.0毫升，0.62摩爾)的二氯甲烷(150毫升)溶液加入加料漏斗，隨后用45分鐘加入反應混合物中，并保持混合物的內(nèi)部溫度在-5℃到0℃之間。注意到加料初始時形成白煙，隨加料的結束很快消失。所得反應混合物維持在室溫并攪拌過夜。反應混合物小心地用飽和碳酸氫鈉水溶液中止，并進行相分離。有機層用鹽水洗滌并減壓濃縮得到228克黃棕色的半固體。高壓液相色譜分析HPLC發(fā)現(xiàn)含接近1∶1的α和β端基異構體的混合物。部分這物質(zhì)用甲苯重結晶得到完全分離的α和β端基異構體。實施例6丁酸酯保護基團的離去8.0克(25毫摩爾)丁酸酯(SA.494.89.1)樣品溶于160毫升甲醇中，劇烈攪拌，溶液浸入冰/水浴中。10分鐘后溶液用6.4克DOWEXSBR強堿性陰離子交換樹脂(Sigma cat# I-9880,P.1803)處理。攪拌3小時后撤去冰/水浴，繼續(xù)攪拌直至薄層層析發(fā)現(xiàn)起始物質(zhì)完全消耗。混合物用100毫升甲醇稀釋后過濾。用100毫升甲醇洗滌樹脂，合并溶液，濃縮后得到淡黃色固體。所得固體與冷乙酸乙酯一起研磨，干燥后得到5.0克灰白色固體9/152-15(81％)。
需要注意樹脂要用甲醇充分洗滌，并在使用前干燥。對于此反應好的薄層層析系統(tǒng)的展開液是15％甲醇/85％氯仿。
此外，丁酸酯也可以在醇溶劑中用伯胺，仲胺處理除去。優(yōu)選的胺是氨和丁胺，優(yōu)選溶劑是甲醇。實施例7從(2,2-二甲基-1,3-氧硫雜戊環(huán)-4-基)甲醇合成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(25)和丁酸(5-乙酰氧基-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(26)合成丁酸(2,2-二甲基-1,3-氧硫雜戊環(huán)-4-基)甲酯(22) 在0℃下，向攪拌良好的丙酮縮甘油(Solketal,21,62.6毫升，500毫摩爾)，三乙胺(83.6毫升，600毫摩爾)和DMAP(5克，40.9毫摩爾)的甲基叔丁基醚(1升)溶液用75分鐘滴加入正丁酰氯(52.4毫升，500毫摩爾)?；旌衔镌僭?℃下攪拌1小時，并在室溫下攪拌5小時?；旌衔镉靡宜嵋阴?1升)稀釋，用水(1升)洗滌，用硫酸鎂干燥，過濾和蒸發(fā)后得到油狀22(104.6克，500毫摩爾，100％)。此物質(zhì)無需提純直接用于下一步。合成丁酸2,3-二羥基丙基酯(23) 22(50.6克，250毫摩爾)的溶液，和Dowex 50W X8-100 H+樹脂(76.5克)在甲醇中(500毫升)加熱到50℃維持2小時，冷卻到室溫，過濾，并且樹脂用甲醇(1×200毫升)洗滌。甲醇餾分合并后真空濃縮。粗產(chǎn)物通過硅膠層，使用乙酸乙酯∶己烷(1∶1)為洗提液。含產(chǎn)物的餾分合并之后真空濃縮得到油狀23(32.8克，200毫摩爾，81％)。此物質(zhì)無需提純直接用于下一步。合成丁酸2-氧代乙酯(24) 在45℃下加熱高碘酸鈉鹽(89.4克，418毫摩爾)和蒸餾水(450毫升)的混合物接近20分鐘得到高碘酸鈉鹽溶液。用60分鐘把此溶液向二醇23(30.8克，190毫摩爾)的丙酮(225毫升)溶液滴加。滴加完畢之后，混合物繼續(xù)在室溫下攪拌2小時。用旋轉蒸發(fā)儀(加熱浴溫度不超過35℃)除去丙酮。反應混合物用水(250毫升)稀釋，并用乙酸乙酯(3×250毫升)萃取水層。合并有機餾分，用水(250毫升)洗滌，用硫酸鎂干燥，過濾并蒸發(fā)(加熱浴溫度不超過35℃)得到油狀24(20.5克，157毫摩爾，83％)。此物質(zhì)無需提純直接用于下一步。合成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(25) 24(3.90克，0.030摩爾)，巰基乙酸(3.32克，0.036摩爾)和對甲苯磺酸水合物(p-TsOH.H2O,0.28克，1.5毫摩爾)的乙腈(600毫升)溶液加熱回流3.5小時?；亓髌陂g，四份25毫升的溶液通過Dean-Stark阱(除去水-乙腈共沸物)。對反應溶液進行薄層層析分析(6∶1己烷∶乙酸乙酯)顯示一種主要的新組分且無未反應的醛(用PMA和2,4-DNP著色劑顯色)。反應溶液在室溫下攪拌16小時，并蒸發(fā)干。殘余物用濃碳酸氫鈉(50毫升)和乙酸乙酯(75毫升)劃分；水溶液部份用另外的乙酸乙酯(2×75毫升)萃取。合并有機餾分，用硫酸鎂干燥，真空濃縮。用快速色譜(125克硅膠與含20％的乙酸乙酯的己烷)提純粗產(chǎn)物(6克)。得到油狀化合物25(3.27克，16毫摩爾，53％)。薄層層析分析(3∶1己烷∶乙酸乙酯)發(fā)現(xiàn)含有Rf=0.41的一點，1H-NMR(CDCl3)結果與結構相符；質(zhì)譜(FAB)的質(zhì)荷比m/z=205.1(M+1)。合成丁酸(5-乙酰氧基-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(26) 在-5℃到-10℃下，使用進樣泵用2小時向25(0.50克，2.5毫摩爾)的無水四氫呋喃(15毫升)溶液加入1.0M三叔丁氧基鋁鋰氫化物的四氫呋喃溶液(2.7毫升)，溫度維持在-5℃到-10℃之間。滴加完畢之后，溶液在3℃停留18小時，再升到室溫。加入DMAP(1.7毫摩爾，0.20克)和乙酸酐(25.0毫摩爾，2.4克)，所得橙色溶液在環(huán)境溫度下攪拌3小時，此時加入濃碳酸氫鈉(25毫升)。攪拌1小時之后進行相分離，水相用另外二份乙酸乙酯萃取。合并有機餾分，用硫酸鎂干燥，過濾并蒸發(fā)得到粗產(chǎn)物(0.77克)。經(jīng)快速色譜(20克硅膠和含20％的乙酸乙酯的己烷)分離之后，得到油狀化合物26(0.50克，2.0毫摩爾，80％)；薄層層析分析(25％乙酸乙酯∶己烷)發(fā)現(xiàn)含有Rf=0.51的一點，1H-NMR(CDCl3)結果與結構相符。實施例8從2,2-二乙氧基乙醇(27)合成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(25)合成丁酸2,2-二乙氧基乙酯(28) 在0℃下，向攪拌良好的27(Lancaster 6282,13.4克，100毫摩爾)，DMAP(61毫克，0.5毫摩爾)和三乙胺(16毫升，11.64克，115毫摩爾)溶液緩慢加入正丁酰氯(10.90毫升，11.19克，105毫摩爾)。反應混合物在室溫下攪拌1小時后再用乙酸乙酯(50毫升)稀釋，隨后用濃碳酸氫鈉(2×100毫升)和鹽水(2×100毫升)洗滌，干燥，過濾和蒸發(fā)后得到黃色液體28(21.5克，100毫摩爾，100％)。此物質(zhì)無需提純直接用于下一步。合成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(25)
攪拌良好的28(6.13克，30毫摩爾)，巰基乙酸(4.14克，3.13毫升，45毫摩爾)和對甲苯磺酸一水合物(p-TsOH.H2O,60毫克，31毫摩爾)的無水甲苯溶液加熱回流2小時。有時用Dean-Stark阱除去溶劑，并加入新鮮的無水甲苯。冷卻到室溫，反應混合物用乙酸乙酯(50毫升)稀釋，隨后用濃碳酸氫鈉(2×100毫升)和鹽水(2×100毫升)洗滌，干燥，過濾和蒸發(fā)后得到黃色液體25(5.2克，25.5毫摩爾，85％)。此物質(zhì)無需提純直接用于下一步。實施例9從2,2-二乙氧基乙醇(27)由丁酸2,2-二乙氧基乙酯(28)和丁酸2-氧代乙酯(24)合成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(25)和丁酸(5-乙酰氧基-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(26)合成丁酸2-氧代乙酯(24) 攪拌良好的28(8.16克，40毫摩爾)的DCM二氯甲烷(200毫升)溶液在室溫下用TFA(444.4克，30毫升，390毫摩爾)和水(7.2克，7.2毫升，400毫摩爾)處理。在室溫下攪拌2小時后，溶液在35℃蒸發(fā)。隨后數(shù)次加入己烷共蒸發(fā)除去痕量的TFA。得到無色液體24(5.2克，40毫摩爾，100％)。此物質(zhì)無需提純直接用于下一步。合成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(25)
向攪拌良好的24(1.3克，10毫摩爾)和CSA(116毫克，0.50毫摩爾)的無水DCM(5毫升)懸濁液中緩慢加入巰基乙酸(2.76克，2.08毫升，30毫摩爾)的無水DCM(5毫升)溶液。反應在室溫下在攪拌的條件下進行16小時。反應混合物用DCM(20毫升)稀釋后，用濃碳酸氫鈉(3×30毫升)和鹽水(2×30毫升)洗滌，干燥，過濾和蒸發(fā)后得到無色漿液25(0.9克，4.4毫摩爾，44％)。合成丁酸(5-乙酰氧基-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(26) 向攪拌良好的24(2.6克，20毫摩爾)和1,4-二硫雜環(huán)己烷-2,5-二醇(1.68克，11毫摩爾)的無水四氫呋喃THF(10毫升)溶液中加入三氟化硼乙醚(312毫克，278微升，2.2毫摩爾)?；旌衔镌谑覝叵聰嚢?6小時。過濾除去固體，向余下的溶液加入無水吡啶(2.3克，2.4毫升，29毫摩爾)，DMAP(18毫克，0.15毫摩爾)和乙酸酐(30克，2.77毫升，29毫摩爾)。溶液在室溫下攪拌16小時。反應用8％的鹽酸中止并用乙酸乙酯萃取。有機相分離之后用8％的鹽酸，鹽水，濃碳酸氫鈉和鹽水洗滌，干燥，過濾和蒸發(fā)后得到淡黃色漿液26(3.5克，14毫摩爾，70％，純度60％)。實施例10從1,2-乙二醇(29)合成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(25)和丁酸(5-乙酰氧基-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(26)合成丁酸2-羥基乙酯(30) 在0℃下，向攪拌良好的29(834克，750毫升，13.5摩爾)和三乙胺(116克，160毫升，1.15摩爾)的溶液緩慢加入正丁酰氯(122克，120毫升，1.15摩)。反應在室溫下攪拌進行16小時。
溶液用鹽水(1.5升)稀釋，再攪拌1小時。并用庚烷(3×700毫升)萃取除去二酯。水層用乙酸乙酯(3×600毫升)萃取。所得有機相合并后用水洗除去殘余乙二醇(29)，干燥，過濾和蒸發(fā)后得到化合物30(39.7克，0.30摩爾，26％)。合成丁酸2-氧代乙酯(24) 將五氧化二磷(42.53克，150毫摩爾)在無水DCM(100毫升)的懸濁液在0℃下進行機械攪拌，然后緩慢加入30(11.0克，83毫摩爾)，再加入二甲亞砜DMSO(13克，11.8毫升，166毫摩爾)。在0℃下攪拌1小時，撤去冰浴，混合物在室溫繼續(xù)攪拌1.5小時。隨后再冷卻到0℃，再緩慢加入三乙胺(42克，58毫升，416毫摩爾)。
反應在室溫下攪拌繼續(xù)進行6小時。在0℃下加入1.0M的鹽酸(60毫升)中止反應，并在0℃下繼續(xù)攪拌30分鐘。有機相用水(2×250毫升)洗，干燥，過濾和蒸發(fā)后得到黃色液體24(6.60克，51毫摩爾，61％)。此物質(zhì)無需提純直接用于下一步。合成丁酸(5-氧代-1,3-氧硫雜環(huán)戊-2-基)甲酯(25)向攪拌良好的24(1.3克，10毫摩爾)和CSA(116毫克，0.50毫摩爾)的無水DCM(10毫升)懸濁液中緩慢加入巰基乙酸(2.76克，2.08毫升，30毫摩爾)的無水DCM(5毫升)溶液。反應在室溫下攪拌進行16小時。反應混合物用DCM(20毫升)稀釋后，用濃碳酸氫鈉(3×30毫升)和鹽水(2×30毫升)洗滌，干燥，過濾和蒸發(fā)后得到黃色漿液25(1.4克，6.8毫摩爾，68％)。合成丁酸(5-乙酰氧基-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)甲酯(26) 向攪拌良好的24(2.6克，20毫摩爾)和1,4-二硫雜環(huán)己烷-2,5-二醇(1.68克，11毫摩爾)的無水四氫呋喃THF(10毫升)溶液中加入三氟化硼乙醚(312毫克，278微升，2.2毫摩爾)?；旌衔镌谑覝叵聰嚢?6小時。過濾除去固體，向余下的溶液加入無水吡啶(2.3克，2.4毫升，29毫摩爾)，DMAP(18毫克，0.15毫摩爾)和乙酸酐(30克，2.77毫升，29毫摩爾)。溶液在室溫下攪拌過夜。反應用8％的鹽酸中止并用乙酸乙酯萃取。有機相分離之后用8％的鹽酸，鹽水，濃碳酸氫鈉和鹽水洗滌，干燥，過濾和蒸發(fā)后得到淡黃色漿液26(4.75克，19毫摩爾，95％，純度95％)。Ⅲ．1,3-氧硫戊環(huán)與保護的堿的偶聯(lián)實施例11使用異丙氧基三氯化鈦進行1,3-氧硫戊環(huán)與保護的堿的偶聯(lián)保護的乙酸酯(150毫克，0.604毫摩爾，1當量)在氬氣保護下溶于1.5毫升無水二氯甲烷。在氬氣保護下，另一容器中雙-甲硅烷基化的胞嘧啶(154毫克，0.604毫摩爾)溶于1.5毫升無水二氯甲烷，并與1當量的新鮮制備的異丙氧基三氯化鈦(從Aldrich得到0.75當量的四氯化鈦的1M二氯甲烷溶液與0.25當量四異丙氧基鈦)混合。堿和異丙氧基三氯化鈦的絡合物溶液滴加入乙酸酯中，所得淡黃色的澄清溶液在室溫下繼續(xù)攪拌20分鐘，此后緩慢加入0.6毫升四氯化鈦(Aldrich的濃度為1M的二氯甲烷溶液)。所得紅色溶液在室溫下攪拌2小時，而后加入1毫升氫氧化銨。30分鐘后混合物用硅膠過濾，使用4∶1-己烷∶乙酸乙酯和9∶1-乙酸乙酯∶乙醇作為洗提劑，得到白色泡沫狀物，核磁共振分析主要對應于保護的核苷類似物，3TC。另一實施方式中，在偶聯(lián)步驟可以使用如三甲基硅三氟甲磺酸酯和碘化三甲基硅或它們兩者的混合物作為路易斯酸。實施例12合成丁酸[5-(4-氨基-5-氟-2-氧代-1(2H)-嘧啶基)-(1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基)]甲酯(2R/2S,B)[31(2R/2S,β)] 外消旋乙酸酯的氯化氯化氫氣體在0℃下鼓泡進入26(2R/2S)(49.6克，0.2摩爾)的三氯甲烷(0.5升)溶液，用時75分鐘。均一的暗黃色溶液繼續(xù)攪拌30分鐘，而后加入甲苯(100毫升)，此溶液在48℃減壓濃縮，蒸干溶劑。追加甲苯重復兩次。所得粗品油用三氯甲烷(100毫升)稀釋，此溶液用于偶聯(lián)(參見下文)。
5-氟胞嘧啶的硅烷基化5-氟胞嘧啶(30.96克，0.24摩爾)，硫酸銨(1克)和1,1,1,3,3,3-六甲基硅氮烷(100毫升，0.48摩爾)的三氯甲烷(0.5升)溶液回流4小時，得到均一的溶液。此溶液冷卻到室溫。
將硅烷基化的5-氟胞嘧啶和外消旋氯化物的偶聯(lián)向外消旋氯化物溶液加入硅烷基化的5-氟胞嘧啶溶液。所得溶液加熱回流3小時后冷卻到室溫。溶液用乙酸乙酯(300毫升)稀釋，并加入濃縮的碳酸氫鈉(300毫升)。混合物在室溫下繼續(xù)攪拌1小時后，進行相分離。水層用DCM(100毫升)萃取一次，合并有機層，并用硫酸鈉干燥，過濾，減壓蒸干溶劑。粗產(chǎn)品用硅膠層析展開得到目標產(chǎn)物31(2R/2S)(48.8克，77％)，其中β∶α端基異構體的比例(AUC)為3.5∶1。
β端基異構體的分離向3.5∶1端基異構體混合物(48.8克)加入乙酸乙酯(290毫升)。懸濁液加熱回流10分鐘得到均一的溶液。移去油浴，加入β端基異構體(10毫克)作晶種?；旌衔镌谑覝仂o置2小時。過濾回收所得白色晶體，得到化合物31(2R/2S)(25.4克，52％重結晶回收率)，其中β∶α端基異構體的比例用HPLC分析為97∶3(AUC)。
用含氧酸酯替代丁酸酯，如苯甲酸酯，對甲氧基苯甲酸酯和對叔丁基苯甲酸酯，可以按照以上相同的步驟與硅烷基化的5-氟胞嘧啶偶聯(lián)，得到相應產(chǎn)物混合物中的β∶α端基異構體的比例分別為2.2∶1,2.2∶1,2∶1。
任何適當?shù)挠袡C溶劑，包括甲苯、氯仿、乙酸、四氫呋喃、醚、苯和其它常見溶劑都可以用于氯化反應。溶劑對氯化反應或最終產(chǎn)物的立體選擇性沒有明顯的影響。但是含氧酸酯與硅烷基化的5-氟胞嘧啶的偶聯(lián)反應的立體選擇性受溶劑影響很大。當上述偶聯(lián)反應在氯仿中進行時，β∶α端基異構體的比例(AUC)為3.0至5.0∶1，而甲苯中比例為2.8∶1。實施例13合成丁酸[5-(4-氨基-5-氟-2-氧代-1(2H)-嘧啶基)-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基]甲酯(2R,β/α)[31(2R,β/α)] 手性乙酸酯的氯化在0℃下，向手性乙酸酯26(2.7克，8.0毫摩爾)[氣相色譜分析AUC為74％]的1,2-二氯乙烷(40毫升)溶液加入氯化氫(16毫摩爾)的1,2-二氯乙烷(26毫升)溶液。攪拌30分鐘后再加入氯化氫(8毫摩爾)的1,2-二氯乙烷(13毫升)溶液。溶液攪拌1小時后，進一步用氯化氫(16毫摩爾)的1,2-二氯乙烷(26毫升)溶液處理，攪拌1小時。當乙酸酯消耗完之后，用氮氣進行充分脫氣0.25小時，并在0℃氮氣保護下保存直至需要使用時。
5-氟胞嘧啶的硅烷基化含5-氟胞嘧啶(1.55克，12.0毫摩爾)，硫酸銨(155毫克)和1,1,1,3,3,3-六甲基硅氮烷(7.6毫升，36毫摩爾)的1,2-二氯乙烷(80毫升)懸浮溶液回流2小時(接近1小時之后混合物變成均一的淡黃色溶液)。完畢后，此溶液冷卻到0℃，并在氮氣保護下保存直至需要使用時。
硅烷基化的5-氟胞嘧啶和手性氯化物的偶聯(lián)在氮氣保護下，以上生成的手性氯化物溶液小心地加入硅烷基化的堿中。所得渾濁的混合物加熱回流2小時。所得均一的淡黃色溶液冷卻到室溫，并用1/2體積的濃碳酸氫鈉中止。相分離之后有機層用硫酸鎂干燥，過濾，減壓濃縮得到2.5克粘稠棕色油狀物。此油狀物通過硅膠用5％乙醇DCM層析展開后得到目標產(chǎn)物31(2R)(1.9克76％)，其中β∶α端基異構體的比例為60∶40(AUC)。不能用分級結晶的方法分離端基異構體。實施例14合成4-氨基-5-氟-1-[2-羥甲基-1,3-氧硫雜戊環(huán)-2-基]-2(1H)-嘧啶酮(2R,β/α)[32(2R,β/α)] 31(2R,β/α)(29.61克，93.3毫摩爾)，和正丁胺(30毫升，304毫摩爾)的溶液在甲醇(400毫升)中在室溫下攪拌16小時。反應在真空下濃縮。加入乙酸乙酯(3×400毫升)并真空減壓除去。再加入甲醇(250毫升)并真空減壓除去。粗產(chǎn)物與DCM(250毫升)一起研磨，過濾，并用更多的DCM(2×100毫升)洗滌。棕褐色的固體產(chǎn)物在45℃真空干燥1小時，得到32(2R)(18克，72毫摩爾，77％)，其中β∶α端基異構體的比例為60∶40(AUC)。此物質(zhì)無需提純直接用于下一步。不能用分級結晶的方法分離端基異構體。合成α:β(-)-FTC的鹽酸鹽[32(2R,β/α)的鹽酸鹽] (-)-FTC的[32(2R,β/α)](60∶40的β∶α端基異構體混合物，3.0克)混合物溶于甲醇(30毫升)中，冷卻到0℃，并用氯化氫的4.0M 1,4-二噁烷(3.3毫升[1.1x])溶液處理。溶液攪拌20分鐘，隨后濃縮，蒸干得到灰白色的固體。實施例15α:β(-)-FTC的鹽酸鹽[32(2R,β/α)的鹽酸鹽]的重結晶 粗的(-)-FTC的鹽酸鹽[32(2R,β/α)的鹽酸鹽](60∶40的β∶α端基異構體混合物，3.0克)溶于熱乙醇(20毫升)中。所得均一溶液在室溫下過夜。收集所得結晶。得到0.9克純的β物質(zhì)。母液濃縮，此混合物從乙醇中重結晶得到0.5克純的α異構體。合并母液再濃縮，此物質(zhì)從乙醇中重結晶得到0.5克純的β異構體。共回收1.4克β端基異構體，收率為78％(期望得到的β異構體的理論收率為1.8克)。手性HPLC分析顯示鹽的形成中沒有外消旋化。實施例16合成Emtricitabine((-)-FTC或32(2R,β)) 回收游離的堿，鹽酸鹽(32(2R,β)的鹽酸鹽)用10倍體積的甲醇吸收，并用3當量的IRA-92樹脂處理?；旌衔飻嚢?6小時，并濾去樹脂。真空除去溶劑，余下游離的堿(32(2R,β))，收率為90％。乙酸乙酯或四氫呋喃漿液可以進一步提純。
參照優(yōu)選的實施例描述了本發(fā)明。由于本發(fā)明的先前詳盡的描述，本發(fā)明的變化和修正對于專業(yè)人士都很明顯。因而這些變化和修正都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權利要求
1．通過在有機溶劑中，在路易斯酸或質(zhì)子酸存在下，將通式為(R1O)2CHR的縮醛與巰基乙酸直接反應制備2-[R1C(O)OCH2]-1,3-氧硫戊環(huán)-5-酮的方法，其中R是-(CH2-O-C(O)R1),R1是烷基，芳基，雜芳基，雜環(huán)，烷芳基，烷雜芳基，烷基雜環(huán)或芳烷基。
2．根據(jù)權利要求1的方法，其中反應在含最少量水的有機溶劑中進行。
3．根據(jù)權利要求1的方法，其中使用(OH)2CHR或(R1O)(OH)CHR替代(R1O)2CHR。
4．根據(jù)權利要求1的方法，其中使用(R1O)(OH)CHR替代(R1O)2CHR。
5．根據(jù)權利要求1的方法，其中縮醛使用半縮醛、縮醛單體或其高縮合產(chǎn)物的混合物。
6．根據(jù)權利要求1的方法，該方法還進一步包括制備(R1O)2CHR，即通過將通式為HO-CH2-C=C-CH2-OH的化合物與RC(O)Cl反應生成RC(O)OCH2C(H)=C(H)OC(O)R，其可以通過臭氧分解或其它解離手段形成目標化合物。
7．根據(jù)權利要求1的方法，該方法還進一步包括制備(R1O)2CHR，即還原(R1O)2CHC(O)H得到(R1O)2CHCH2OH，其與ClC(O)R反應形成目標化合物。
8．用于生產(chǎn)1,3-氧硫戊環(huán)核苷的方法，該方法包括(ⅰ)制備5-鹵代-2-保護的氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)；和(ⅱ)將5-鹵代-2-保護的氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)與保護的嘌呤或嘧啶堿在低于攝氏25度的溫度下，在沒有路易斯酸存在的情況下反應。
9．根據(jù)權利要求8的方法，其中反應在低于10攝氏度的溫度下進行。
10．根據(jù)權利要求8的方法，其中5-鹵素取代基是5-氯。
11．根據(jù)權利要求8的方法，其中反應生成α和β端基異構體的混合物。
12．根據(jù)權利要求11的方法，其中α和β端基異構體或其衍生物的混合物，通過結晶分離。
13．根據(jù)權利要求11的方法，其中α和β端基異構體或其衍生物的混合物，通過層析法分離。
14．根據(jù)權利要求13的方法，其中層析法是非手性的。
15．根據(jù)權利要求13的方法，其中層析法是手性的。
16．根據(jù)權利要求8的方法，其中5-鹵代-2-保護的氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)通過手性的5-?；?2-保護的氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)的鹵代反應制備。
17．根據(jù)權利要求8的方法，其中5-鹵代-2-保護的氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)通過非手性的5-酰化-2-保護的氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)的鹵代反應制備。
18．根據(jù)權利要求16或17的方法，其中5-?；?2-保護的氧甲基-1,3-氧硫戊環(huán)含有選自由乙酸酯，丙酸酯，丁酸酯，苯甲酸酯，對甲氧基苯甲酸酯和對叔丁基苯甲酸酯所組成的組中的5-?；糠?。
全文摘要
一種生產(chǎn)1,3－氧硫戊環(huán)核苷的方法,包括制備氧硫戊環(huán)環(huán),隨后將氧硫戊環(huán)與嘧啶和嘌呤堿縮合的有效方法。使用此處描述的方法,可以得到單獨的對映體化合物。
文檔編號C07D411/04GK1313858SQ99809992
公開日2001年9月19日 申請日期1999年8月12日 優(yōu)先權日1998年8月12日
發(fā)明者喬治·R·佩因特, 丹尼斯·C·利奧塔, 梅里克·阿爾蒙德, 達里爾·克利里, 喬斯·索里亞, 馬科斯·路易斯·斯納曼 申請人:三角藥物公司, 愛莫里大學