专利名称：合成核苷类似物的方法
技术领域：
本发明涉及制备抗病毒的1，3-氧硫杂环戊烷(oxathiolane)核苷的方法，该方法利用分子内糖基化过程生产单一的β-非对映体。本发明还涉及用该方法得到的新的中间体。
1，3-氧硫杂环戊烷核苷具有二个手性中心(根据呋喃糖编号系统在C1’-和C4’位)，而且一般以α-和β-型非对映体对存在，每种类型包含二个对映体。α-和β-型非对映异构体将有不同的抗病毒活性，一般β-型更有效。类似地，每个非对映体的对映体对将有不同的性质。
β-非对映体传统的制法是先制备非对映体混合物，然后用物理方法如不同的溶解性或色谱法进行繁琐的分离得到。由此得到的β-异构体的总产率一般小于50％。
国际专利申请No.WO91/11186描述了一种用高β-非对映有择法通过糖或类糖部分与杂环碱在特定的Lewis酸如氯化锡存在下缩合得到1，3-氧硫杂环戊烷核苷的方法。在国际专利申请No.WO92/14743中该方法被进一步举例说明。
另外，涉及糖或其类似部分与嘌呤或嘧啶缩合的制备核苷类似物的非对映有择方法在WO92/20669和WO95/29174中已有描述。
我们已经开发了一种有效的新方法，该方法提供了没有α污染的1，3-氧硫杂环戊烷嘧啶核苷的单一的β-非对映体。该合成涉及的关键步骤是适当的杂环乙醛与1，4-二噻烷-2，5-二醇环化得到“5’-限定”1，3-氧硫杂环戊烷核苷类似物，然后在糖环的同一面上进行分子内糖基化得到单一的(1’-限定)β-非对映体。5’-限定呋喃糖核苷的分子内糖基化方法特别是公开在日本专利No.06263792-A中，但是现有技术中没有报道过使用这种方法制备抗病毒的1，3-氧硫杂环戊烷核苷。可将所得β-非对映体水解得到相应的胞苷类似物或用本领域技术人员已知的适当技术进行拆分，例如，酯化然后选择性酶水解，除去不需要的对映体并且水解所需对映异构体的酯。或者，用以下方法，例如用手性助剂得到基本上对映体纯的中间体，用该中间体可产生所需对映体纯的产物。
本发明一方面提供制备式(I)化合物的方法，
其中R是氢，C1-6烷基，或卤素和Y是羟基，氨基，C1-6烷氧基或OR1，其中R1是手性助剂，该方法包括将式(II)化合物
其中R和Y如上定义，R2代表氢，C1-6酰基，C1-6烷基或卤素，用适当的Lewis酸或易于将基团OR2转化为离去基团的试剂处理。
适当的Lewis酸包括，例如氯化锡或三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯。与Lewis酸的反应适宜在降低温度(例如0℃--20℃)下在极性质子惰性溶剂中进行，然后用碱处理。
如果R2是H，可通过基团OR2与卤化剂如亚硫酰氯或草酰氯，或甲苯磺酰氯或甲磺酰氯反应，很容易地将基团OR2转化为离去基团。其它将OR2转化为离去基团(即容易被环氮原子取代的基团)的方法对于本领域技术人员是显而易见的。
应当理解，如果变量R在一个通式中不止出现一次，它可以代表各位置上的相同基团，或不同基团。
这里所用卤素指溴，氯，氟或碘，特别是氯或氟，更优选氟。
术语“手性助剂”指用于进行外消旋混合物拆分的不对称分子。这种手性助剂可能具有一个手性中心如α-甲基苄胺或几个手性中心如薄荷醇。一旦将手性助剂加到起始原料中，则手性助剂的目的是简化非对映体混合物的分离。参见，例如J Jacques等人，《对映体，外消旋体和拆分》(Enantiomers，Racemates and Resolutions)，pp.251-369，JohnWiley&Sons，New York(1981)。
如果R1代表手性助剂，R1优选选自(d)-基，(1)-基，(d)-8-苯基基，(1)-8-苯基基，(+)-降麻黄碱和(-)-降麻黄碱。更优选R1是(1)-基，或(d)-基，最优选(1)-基。
本发明另一方面提供制备式(Ia)化合物的方法，
其中R和Y如上定义，该方法包括将式(IIa)化合物
其中R，Y和R2如上定义，用适当的Lewis酸或易于将基团OR2转化为离去基团的试剂处理。
本发明再一方面提供制备式(II)化合物的方法，该方法包括式(III)化合物
其中R和Y如上定义，与1，4-二噻烷-2，5-二醇在升高温度(例如100℃)下在非极性质子惰性溶剂中反应得到其中R2是H的式(II)化合物。其中R2不为H的式(II)化合物可从相应的羟基化合物用任何标准方法通过衍生法制备，例如，用烷酰卤/碱或羧酸酐/碱处理。
式(III)化合物与1，4-二噻烷-2，5-二醇的反应产生其中R2为H的式(II)化合物的异构体混合物。如果Y是OR1，式(IIa)化合物可从非对映体混合物中选择性结晶。因此，另一方面本发明进一步提供了从异构体混合物得到其中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过用能进行异构体互变而没有完全抑制所需单一对映体(IIa)(其中R是H和Y是OR1)结晶的试剂处理异构体混合物。其它式(IIa)化合物可用常规方法从其中R是H和Y是OR1的式(IIa)化合物制备。
能进行异构体互变而没有完全抑制反式异构体结晶的试剂包括，例如醇类，如甲醇，乙醇，正-丙醇，异-丙醇，正丁醇，异丁醇，叔-丁醇，和有机碱，特别是叔胺，例如吡啶和三乙胺和Hunig碱。优选试剂是三乙胺。
异构体的互变可在任何不与式(II)的醇反应的适当溶剂或溶剂混合物中，在浓缩条件下和允许所需一个或多个异构体结晶而不引起明显一个或多个所需异构体分解的温度下进行。适当的溶剂包括，例如，脂肪或芳香烃，醚，酯和氯代烃。互变优选在温度约-20℃-120℃，更优选在约-10℃-80℃，如约0℃-50℃之间进行。
本领域技术人员应当理解，溶剂、温度、互变剂，特别是互变剂的量最好根据异构体中存在的R，R1和R2的性质整体考虑进行选择。但是，当有机碱作为互变剂时，基于存在的所有异构体(II)的总量，其优选用量一般少于2摩尔当量。
异构体的互变过程可与异构体混合物的制备分开进行；但是，伴随这种制备进行异构体的互变更有利。
也可使用互变方法增加分离的异构体(IIa)的纯度。
利用互变方法，所需异构体(IIa)的分离产率可被提高到高于理论产率(以所有形成的立体异构体为基础)的50％，典型地约为理论产率的60％-90％；但是不排除得到接近理论产率的100％。
式(III)化合物可通过式(IV)化合物
其中R(它们可以相同或不同)和Y如上定义，与三氟乙酸水溶液(90％)在升高温度下进行反应制备。
式(IV)化合物可通过式(V)化合物
其中R和Y如上定义并且Z是适当的离去基团，例如氯，与式(VI)化合物
其中R(它们可以相同或不同)如上定义，在降低温度下在极性质子惰性溶剂中在碱的存在下反应制备。
式(V)化合物可通过式(VII)化合物
其中R和Z(它们可以相同或不同)如上定义，与适当的亲核剂，如果式(V)化合物中的Y是乙氧基，则与亲核剂EtO(NaOEt/EtOH)反应来制备。
式(VI)和(VII)化合物可以是商品或从商用起始原料用本领域技术人员已知的方法制备，例如，对于R为氟且Z为氯的式(VII)化合物，可通过用磷酰氯在升高温度时在碱的存在下处理5-氟尿嘧啶进行制备。
如上所述，其中C4-位上的Y是C1-6烷氧基或OR1的式(I)化合物可通过与氨甲醇加热被转化为胞嘧啶类似物(Y＝NH2)，或者如果是外消旋体，可用任何本领域技术人员已知的适当技术例如用在国际专利No.WO92/14743中所述酶方法之一，将其拆分。
根据这种方法，例如用丁酸酐将外消旋的β-非对映体的C5’-位酯化，并且用适当的酶例如猪肝酯酶处理外消旋的酯以优先水解“不需要”的对映体回到水溶性的5’-OH化合物(IX)，并且将其从所需(未水解的)对映体(X)中分离。通过与氨的甲醇加热将后者转化为所需对映体构型的4-NH2，5’-OH化合物。
本发明方法特别适用制备(2R，5S)-5-氟-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶，(2R，5S)-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶，(±)-顺-5-氟-1[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶和(±)-顺-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶。
本发明进一步提供新的式(IV)，(III)，(II)和(I)化合物(后来包括外消旋体(2S，5R)-对映体(IX)，酯化的外消旋体(VIII)和酯化得到(2R，5S)-对映体(X))。制备(2R，5S)-5-氟-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶，(2R，5S)-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶，(±)-顺-5-氟-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶和(±)-顺-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶的具体中间体化合物包括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-氧硫杂环戊烷-5-醇2-{[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫杂环戊烷-5-醇2-{[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基乙酸酯2-{[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基乙酸酯(2S*，5R*)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2S*，5R*)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丙酰氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(丙酰氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2S，5R)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2S，5R)-4-乙氧基-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2R，5S)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丙酰氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(2R，5S)-4-乙氧基-1-[2-(丙酰氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮。
下列本发明方法的实施例仅用于说明本发明而不以任何方式限制本发明的范围。在所有情况下，1HNMR和C，H，N元素分析结果符合推荐的结构。
实施例1(2R，5S)-5-氟-1-[2-(羟甲基)-1， 3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶的制备(a)2，4-二氯-5-氟嘧啶向5-氟尿嘧啶(Aldrich 8.00g，61.5mmol)的磷酰氯(25.0mL，41.12g，268mmol)悬浮液中加入N，N-二乙基苯胺(12.6mL，11.81g，80mmol)并将该混和物在100℃加热1.5小时。真空蒸发溶剂并将剩余物倒入冷的H2O/Et2O(400mL，1∶1)中。用Et2O萃取水相并将合并的有机相干燥(Na2SO4)并蒸发(抽水泵，35℃)，得到所需产物(10.2g，99％)为带黄色的固体mp34-36℃(文献35-36℃)。
(b)2-氯-4-乙氧基-5-氟嘧啶在0℃和氮气氛下向步骤(a)的产物(10.0g，59.9mmol)的绝对EtOH(40mL)溶液中加入1M NaOEt/EtOH(61mL，61mmol)并将该混合物搅拌1小时。真空蒸发溶剂并将剩余物在H2O和Et2O之间分配。用Et2O萃取水相并用盐水洗涤合并的有机相，干燥(Na2SO4)并蒸发(抽水泵，35℃)，得到所需产物(8.74g，83％)为带黄色的固体mp30-32℃(文献31-32℃)。1HNMR(CDCl3)δ1.46(t，J＝7.0Hz，3H)，4.53(四重峰，J＝7Hz，2H)，8.17(d，J＝2.1Hz，1H)；MSm/z179(M+3，17％)，177(M+1，50％)，149(100％).
C6H6ClFN2O的元素分析C H N理论值 40.813.4215.86实测值 40.90345 15.81(c)2-(2，2-二甲基乙氧基)-4-乙氧基-5-氟嘧啶在0℃和氮气氛下向60％NaH/矿物油(2.88g，72.2mmol)的无水DMF(70mL)悬浮液中缓慢加入乙醇醛缩二甲醇(Lancaster，6.13g，57.7mmol)。将混合物在室温搅拌1小时，然后用15分钟将其转移到-55℃的步骤(b)产物(8.5g，48.1mmol)的无水DMF(70mL)溶液中。允许用2小时时间将混合物升温至-20℃，然后用AcOH中和。真空蒸发溶剂，剩余物在H2O和CH2Cl2之间分配。用CH2Cl2萃取水相，干燥(Na2SO4)合并的有机相并蒸发。剩余物经快速色谱纯化(EtOAc/己烷，1∶5)，得到所需产物(9.75g，82％)为油。
1HNMR(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)；MSm/z215(M-OCH3，100％).
C10H15FN2O4的元素分析C H N理论值48.786.1411.38实测值48.846.0611.36(d)2-[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]乙醛将步骤(c)的产物(6.0g，24.4mmol)和90％TFA/H2O(50mL)的混合物在50℃加热2.5小时。真空蒸发溶剂，剩余物在CHCl3和饱和NaHCO3/H2O之间分配。用CHCl3(×2)萃取水相，干燥(Na2SO4)合并的萃取液并蒸发，得到所需产物(4.82g，99％)为无色油，无需进一步纯化即可用于下步反应。经快速色谱纯化(EtOAc/己烷，1∶2)得到分析纯物质为无色油。1HNMR(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)；MSm/z201(M+1，100％).
C8H9FN2O3·0.25H2O的元素分析C H N理论值46.954.6813.69实测值46.814.6113.64(e)2-{[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫杂环戊烷-5-醇将步骤(d)的产物(4.6g，23.0mmol)和1，4-二噻烷-2，5-二醇(Aldrich，1.92g，12.65mmol)的无水甲苯(90mL)的混合物在100℃加热2小时。过滤混合物，浓缩滤液并真空蒸发，得到所需产物(6.27g，99％)为蜡状淡黄色固体，无需进一步纯化即可用于下步反应(用1HNMR谱仪分析，非对映体比例约为1∶1)。经快速色谱纯化(EtOAc/己烷，1∶2)得到分析纯物质为白色固体。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)；对另一个非对映体显示类似的信号；MSm/z201(M-C2H3OS，100％)。C10H13FN2O4S的元素分析C H N S理论值43.474.7410.1411.61实测值43.564.7810.0411.66(f)2-{[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基乙酸酯在0℃向步骤(e)的产物(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)。在室温1小时后加入饱和NaHCO3/H2O，水相用CHCl3萃取。用盐水洗涤合并的有机相，干燥(Na2SO4)，蒸发并真空干燥，得到所需产物(1.13g，99％)为黄色油，无需进一步纯化即可用于下步反应(用1HNMR谱仪分析，非对映体比例约为2∶1)。经快速色谱纯化(丙酮/CH2Cl2，1∶24)得到分析纯物质为无色油。1HNMR(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)；对较少部分的非对映体显示类似的信号；MSm/z259(M-OAc，9％)，159(100％)。C12H15FN2O5S的元素分析C H N S理论值45.284.758.8010.07实测值45.354.768.8310.11(g)(2S*，5R*)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在-20℃和氮气下向步骤(f)的产物(0.21g，0.66mmol)和4埃分子筛(0.3g)的无水CH3CN(20mL)的混合物中缓慢加入三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯(Aldrich，0.14mL，0.16g，0.73mmol)。在-20℃搅拌2小时后加入1M NaOH/H2O(2.0mL，2.0mmol)。在0℃2小时后用AcOH中和混合物。真空蒸发溶剂，剩余物经快速色谱纯化(EtOAc/己烷，9∶1)，得到所需产物(0.11g，60％)为白色固体。mp162-164℃；1HNMR(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)；MSm/z277(M+1，4％)，159(100％).
C10H13FN2O4S的元素分析C H N S理论值43.474.7410.1411.61实测值43.544.7610.1811.52(h)(2S*，5R*)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丙酰氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在步骤(g)产物(90mg)的吡啶(0.2mL)溶液中加入丁酸酐(1.0mL)，并将所得混合物在室温搅拌18小时。加入冰水，用1NHCl/H2O将水溶液调至pH2，并用CHCl3萃取三次。合并的有机相用饱和NaHCO3/H2O和盐水洗涤，干燥(Na2SO4)并真空浓缩。将得到的油在50℃和氮气流下真空干燥18小时，得到所需产物(100mg)为无色固体。1HNMR(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)；MSm/z347(M+1，25％)，159(100％).
(i)(2R，5S)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丙酰氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在步骤(h)产物(10mg)的20％CH3CN/缓冲液(3.0mL，0.05M，pH8.0，磷酸盐)溶液中加入PLE(猪肝酯酶，1.5μL，Sigma)，并将混合物在室温搅拌24小时。水溶液用己烷萃取两次，干燥(Na2SO4)合并的萃取液并真空浓缩。对有机萃取液的HPLC(Chiral Pack AS；EtOH；1.5ml/min)分析表明存在单一对映体丁酸酯(4mg)。在水相中可以检测到对映体醇。酯1HNMR(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).
(j)(2R，5S)-5-氟-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶将步骤(i)所得酯(4mg)的NH3/MeOH(2mL)溶液装入带有特氟隆(teflon)衬里的钢瓶，密封并在70℃加热18小时。真空蒸发溶剂，得到所需产物(2mg)。HPLC，1HNMR和MS与这些真实样品的性质一致。
实施例2(2R，5S)-l-[2-(羟甲基)-l，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶的制备(a)2-氯-4-乙氧基嘧啶在-3℃和氮气下向2，4-二氯嘧啶(Aldrich 10.0g，67.12mmol)的绝对EtOH(120mL)溶液中缓慢(2小时)加入lM NaOEt/EtOH(68mL，68mmol)，并将所得混和物搅拌l小时。真空蒸发溶剂并将剩余物在H2O和Et2O之间分配。用Et2O萃取水相并将合并的有机相用盐水洗涤，干燥(Na2SO4)并蒸发(抽水泵，35℃)。过滤所得剩余物，用石油醚洗涤，得到所需产物(8.05g，75％)为带黄色的固体mp30-3l℃(文献35℃)。1HNMR(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，1 H)；MSm/z161(M+3，34％)，159(M+1，100％).
C6H7ClN2O的元素分析C H N Cl理论值45.444.45l7.6622.36实测值45.324.4117.6022.43(b)2-(2，2-二甲基乙氧基)-4-乙氧基嘧啶在0℃和氮气氛下向60％NaH/矿物油(2.55g，63.96mmol)的无水DMF(70mL)悬浮液中缓慢加入乙醇醛缩二甲醇(Aldrich，5.65g，53.3mmol)。将混合物在室温搅拌1小时，然后用15分钟将其加到-55℃的步骤(a)产物(8.05g，53.3mmol)的无水DMF(70mL)溶液中。允许用2小时时间将混合物升温至-20℃，然后用AcOH中和。真空蒸发溶剂，剩余物在H2O和CH2Cl2之间分配。用CH2Cl2萃取水相，干燥(Na2SO4)合并的有机相并真空蒸发。剩余物经快速色谱纯化(EtOAc/己烷，1∶4)，得到所需产物(7.92g，69％)为无色油。1HNMR(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)；MSm/z229(M＝1，13％)，197(100％).
C10H16N2O4的元素分析C H N理论值52.627.0712.27实测值52.457.0112.26(c)2-[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]乙醛将步骤(b)的产物(6.0g，24.4mmol)和90％TFA/H2O(50mL)的混合物在50℃加热2.5小时。真空蒸发溶剂，剩余物在CHCl3和饱和NaHCO3/H2O之间分配。用CHCl3(×2)萃取水相，干燥(Na2SO4)合并的萃取液并真空蒸发，得到所需产物(4.48g，94％)为无色油。
1HNMR(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)；MSm/z183(M+1，100％).
C8H10N2O3·0.25H2O的元素分析CH N理论值51.475.5715.01实测值51.385.6914.76(d)2-{[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫杂环戊烷-5-醇将步骤(c)的产物(4.0g，22.0mmol)和1，4-二噻烷-2，5-二醇(Aldrich，1.67g，11.0mmol)的无水甲苯(80mL)的混合物在100℃加热2小时。过滤混合物，浓缩滤液并真空蒸发，得到所需产物(6.27g，99％)为蜡状淡黄色油，无需进一步纯化即可用于下步反应(用1HNMR谱仪分析，非对映体比例约为1∶1)。经快速色谱纯化(EtOAc/己烷，2∶3)得到分析纯物质为无色油。1HNMR(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)；对另一个非对映体显示类似的信号；MSm/z197(M-C2H5O，41％)，133(100％)。C10H14N2O4S的元素分析C H N S理论值46.50 5.4610.8512.41实测值46.40 5.4410.7912.49(e)2-{[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基乙酸酯将步骤(d)的产物(1.0g，3.9mmol)，吡啶(0.7mL，0.68g，8.65mmol)和Ac2O(2.0ml，2.26g，21.2mmol)的混合物在室温搅拌1.5小时。加入冰水后搅拌混合物15分钟。用EtOAc萃取混合物，合并的萃取液用饱和NaHCO3/H2O洗涤，干燥(Na2SO4)，蒸发并真空干燥，得到所需产物(1.15g，99％)为桔黄色油，无需进一步纯化即可用于下步反应(用1HNMR谱仪分析，非对映体比例约为2∶1)。1HNMR(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)；对较少部分的非对映体显示类似的信号；MSm/z241(M-OAc，4％)，141(100％)。C12H16N2O5S的元素分析C H N S理论值47.995.379.3310.68实测值47.885.439.2210.60(f)(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在0℃和氮气下向步骤(e)产物(0.20g，0.66mmol)的无水CH3CN(12mL)的溶液中缓慢加入氯化锡(Aldrich，0.12mL，0.27g，1.05mmol)。在0℃搅拌2小时后加入1MNaOH/H2O(5.5mL，5.5mmol)。在0℃1小时后用AcOH中和混合物。真空蒸发溶剂，剩余物在CHCl3和水之间分配。水相用CHCl3萃取两次，干燥(Na2SO4)合并的萃取液并真空浓缩。剩余物经快速色谱纯化(EtOAc/己烷，2∶ 1，然后用EtOAc)，得到所需产物(0.10g，60％)为白色固体。mp117-118℃；1HNMR(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)；MSm/z259(M+1，4％)，141(100％).
C10H14N2O4S的元素分析C H N S理论值46.505.4610.8512.41实测值46.585.4910.8412.34(g)(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(丙酰氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在步骤(f)产物(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)，并将所得混合物在室温搅拌2小时。加入NaHCO3/H2O，1小时后用EtOAc萃取混合物两次。干燥(Na2SO4)合并的萃取液，真空浓缩并经快速色谱纯化(EtOAc/己烷，1∶l)，得到所需产物(0.21g，55％)为带黄色的固体。mp59-61℃；1HNMR(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)；MSm/z329(M＝1，11％)，141(100％).
C14H20N2O5S的元素分析C H N S理论值51.216.148.539.76
实测值51.086.158.399.69(h)(2R，5S)-4-乙氧基-1-[2-(丙氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮在步骤(g)产物(10mg)的20％CH3CN/缓冲液(3.0mL，0.05M，pH8.0，磷酸盐)溶液中加入PLE(猪肝酯酶，1.5μL，Sigma)，并将混合物在室温搅拌24小时。水溶液用己烷萃取两次，干燥(Na2SO4)合并的萃取液并真空浓缩，得到所需产物。对有机相的HPLC分析表明存在单一对映体丁酸酯。在水相中可以检测到对映体醇。
(i)(2R，5S)-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶将步骤(h)所得酯(4mg)的NH3/MeOH(2mL)溶液装入带有特氟隆(teflon)衬里的钢瓶，密封并在70℃加热18小时。真空蒸发溶剂，得到所需产物。HPLC，1HNMR和MS与这些真实样品的性质一致。
实施例3(2S*，5R*)-5-氟-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶将步骤(g)产物(10mg)的NH3/MeOH(在0℃用NH3气饱和了45分钟的2mL MeOH)溶液放入带有特氟隆(teflon)衬里的钢瓶，密封并在70℃加热18小时。真空蒸发溶剂并加入丙酮，得到所需产物(8.8mg，99％)为白色固体。mp195-196℃；1HNMR(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)；MSm/z248(M+1.34％)，130(100％).
C8H10FN3O3S的元素分析C H N S理论值38.864.0817.0012.97实测值38.974.0516.9612.95实施例4(2S*，5R*)-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]胞嘧啶将(2S*，5R*)-4 乙氧基-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮(0.21g)的氨/甲醇(在0℃用氨气饱和了45分钟的8mL甲醇)溶液放入带有特氟隆(teflon)衬里的钢瓶，密封并在70℃加热18小时。真空蒸发溶剂，剩余物经快速色谱纯化，得到所需产物(0.16g，89％)为白色固体。mp184-185℃；1HNMR(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)；MSm/z229.8(M+1，4％)，112(100％).
C8H11N3O3S的元素分析C H N S理论值41.914.8418.3313.99实测值41.974.8318.2413.9权利要求
1.一种制备式(I)化合物的方法，
其中R是氢，C1-6烷基，或卤素和Y是羟基，氨基，C1-6烷氧基或OR1，其中R1是手性助剂；该方法包括将式(II)化合物
其中R和Y如上定义，R2代表氢，C1-6酰基，C1-6烷基或卤素，用适当的Lewis酸或易于将基团OR2转化为离去基团的试剂处理。
2.一种制备式(Ia)化合物的方法，
其中R是氢，C1-6烷基，或卤素和Y是羟基，氨基，C1-6烷氧基或OR1，其中R1是手性助剂，该方法包括将式(IIa)化合物
其中R，Y和R2如上定义，用适当的Lewis酸或易于将基团OR2转化为离去基团的试剂处理。
3.根据权利要求1或2的方法，其中Lewis酸是氯化锡或三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯。
4.根据权利要求3的方法，其中Lewis酸是氯化锡，而且处理是在降温条件下和极性质子惰性溶剂中进行的。
5.根据权利要求1-4之一的方法，其中式(II)化合物是通过式(III)化合物
其中R是氢，C1-6烷基，或卤素和Y是羟基，氨基，C1-6烷氧基或OR1，其中R1是手性助剂，与1，4-二噻烷-2，5-二醇反应，如果必要或需要与其衍生物反应而制备。
6.根据权利要求5的方法，其中与1，4-二噻烷-2，5-二醇的反应是在升温条件下和非极性质子溶剂中进行的。
7根据权利要求6的方法，其中与1，4-二噻烷-2，5-二醇的反应是在无水甲苯和约100℃中进行的。
8一种从异构体混合物得到其中R是H和Y是OR1的式(IIa)化合物的方法，包括至少部分在溶液中用能进行异构体互变而没有完全抑制所需的其中R是H和Y是OR1单一对映体(IIa)结晶的试剂处理异构体混合物，从而获得式(IIa)化合物。
9.式(IV)化合物，
其中R(可以相同或不同)是氢，C1-6烷基，或卤素和Y是羟基，氨基，C1-6烷氧基或OR1，其中R1是手性助剂，该化合物选自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。
10.权利要求5定义的式(III)化合物，
其中化合物选自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。
11.权利要求1定义的式(II)化合物，
其中化合物选自2-{[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫杂环戊烷-5-醇和2-{[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫杂环戊烷-5-醇，2-{[(4-乙氧基-5-氟-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基乙酸酯和2-{[(4-乙氧基-2-嘧啶基)氧基]甲基}-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基乙酸酯。
12.式(II)化合物，
其中R代表氢，C1-6烷基，或卤素，R2代表氢，C1-6酰基，C1-6烷基或卤素，及Y代表OR1，其中R1代表(d)-基，(1)-基，(d)-8-苯基基，(1)-8-苯基基，(+)-降麻黄碱或(-)-降麻黄碱。
13.权利要求12的化合物，其中R1代表(1)-基。
14.权利要求1定义的式(I)化合物，
其中化合物选自(2S*，5R*)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮和(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮。
15.式(VIII)化合物，
其中R(可以相同或不同)是氢，C1-6烷基，或卤素，X是S，及Y是羟基，氨基或C1-6烷氧基，该化合物选自(2S*，5R*)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丙酰氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮和(2S*，5R*)-4-乙氧基-1-[2-(丙酰氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮。
16.式(IX)化合物，
其中R是氢，C1-6烷基，或卤素和Y是羟基，氨基或C1-6烷氧基，该化合物选自(2S，5R)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮和(2S，5R)-4-乙氧基-1-[2-(羟甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮。
17.式(X)化合物，
其中R(可以相同或不同)是氢，C1-6烷基，或卤素和Y是羟基，氨基或C1-6烷氧基，该化合物选自(2R，5S)-4-乙氧基-5-氟-1-[2-(丙酰氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮和(2R，5S)-4-乙氧基-1-[2-(丙酰氧基甲基)-1，3-氧硫杂环戊烷-5-基]嘧啶-2-酮。
全文摘要
本发明涉及制备抗病毒的1,3－氧硫杂环戊烷(oxathiolane)核苷的方法,包括利用分子内糖基化反应生产单一的β－非对映体,以及用于该方法的中间体。
文档编号C07H19/06GK1180356SQ96193016
公开日1998年4月29日 申请日期1996年3月26日 优先权日1995年3月31日
发明者M·C·沙马诺, V·沙马诺, M·D·古伊尔 申请人:惠尔康基金会集团公司