作为rna依赖性rna病毒聚合酶抑制剂的c-嘌呤核苷类似物的制作方法

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专利名称:作为rna依赖性rna病毒聚合酶抑制剂的c-嘌呤核苷类似物的制作方法
技术领域
本发明涉及C-嘌呤核苷类似物及其某些衍生物、其合成及其作为RNA依赖性RNA病毒聚合酶的抑制剂的应用。本发明化合物是RNA依赖性RNA病毒复制的抑制剂,并且可用于治疗RNA依赖性RNA病毒感染。本发明化合物可特别用作丙型肝炎病毒(HCV)NS5B聚合酶的抑制剂、作为HCV复制的抑制剂以及用于治疗丙型肝炎感染。
背景技术
丙型肝炎病毒(HCV)感染是导致大量受感染个体,估计占世界人口的2-15%的人患上慢性肝病,如肝硬化和肝细胞癌的主要健康问题。据美国疾病控制中心的数据,估计仅美国就有450万受感染人群。根据世界卫生组织的数据,全世界有超过2亿受感染个体,每年至少有3-4百万人群被感染。感染后,大约20%的人可以清除病毒,而其余的人此后将终身携带HCV。10%到20%慢慢受感染的个体最后将发展成毁坏肝的肝硬化或癌症。病毒性疾病通过被污染的血液和血液产品、被污染的针头非肠道传染或者经由性途径直接从受感染的母体或携带病原的母体传染给其后代。目前对于HCV感染的治疗限制于只用重组体干扰素-α或者与核苷类似物利巴韦林结合进行的免疫疗法,该疗法具有有限的临床效果。而且,没有确定的HCV疫苗。所以,迫切需要可有效对抗慢性HCV感染的改进的治疗剂。综述治疗HCV感染的现有技术水平,参考了下列资料B.Dymock等,“Novel approachesto the treatment of hepatitis C virus infection(治疗丙型肝炎病毒感染的新方法)”,Antiviral Chemistry & Chemotherapy,1179-96(2000);H.Rosen等,“Hepatitis C viruscurrent understanding and prospects forfuture therapies(丙型肝炎病毒对现状的认识和对将来治疗的展望)”,Molecular Medicine Today,5393-399(1999);D.Moradpour等,“Current and evolving therapies for hepatitis C(治疗丙型肝炎的现状和进展)”,European J.Gastroenterol.Hepatol.,1111 89-1202(1999);R.Bartenschlager,“Candidate Targets for Hepatitis C Virus-SpecificAntiviral Therapy(丙型肝炎病毒-特异性抗病毒疗法的候选目标)”,Intervirology,40378-393(1997);G.M.Lauer和B.D.Walker,“Hepatitis C Virus Infection(丙型肝炎病毒感染)”,N.Engl.J.Med.,34541-52(2001);B.W.Dymock,“Emerging therapies for hepatitis Cvirus infection(丙型肝炎病毒感染的新兴疗法)”,Emerging Drugs,613-42(2001);以及C.Crabb,“Hard-Won Advances Spark Excitementabout Hepatitis C”,Science506-507(2001);将所有这些文献的内容全文引用结合进本文。
已采取了治疗HCV的不同方法,包括抑制病毒的丝氨酸蛋白酶(NS3蛋白酶)、解旋酶和RNA依赖性RNA聚合酶(NS5B)以及发展疫苗。
HCV病毒体是具有约9600个碱基的单一寡核糖核苷酸基因组序列的有包膜正链RNA病毒,所述基因组序列编码约3010个氨基酸的多蛋白。HCV基因的蛋白产品由结构蛋白C、E1和E2以及非结构蛋白NS2、NS3、NS4A和NS4B、NS5A和NS5B构成。人们相信非结构(NS)蛋白可以提供病毒复制的催化机器。NS3蛋白酶从多蛋白链释放NS5B,这是RNA依赖性RNA聚合酶。由在HCV复制循环中作为模板的单链病毒的RNA合成双链RNA需要HCV NS5B聚合酶。因此,NS5B聚合酶被认为是HCV复制复合体中必不可少的成分[参见K.Ishi等,“Expression of Hepatitis C Virus NS5B ProteinCharacterization ofIts RNA Polymerase Activity and RNA Binding(丙型肝炎病毒NS5B蛋白的表达其RNA聚合酶活性和RNA结合的特性描述)”,Hepatology,291227-1235(1999)和V.Lohmann等,“Biochemical and KineticAnalyses of NS5B RNA-Dependent RNA Polymerase of the Hepatitis CVirus(丙型肝炎病毒的NS5BRNA依赖性RNA聚合酶的生物化学和动力学分析)”,Virology.249108-118(1998)]。抑制HCV NS5B聚合酶可防止形成双链HCV RNA,由此构建一条开发HCV特异性抗病毒疗法的颇具吸引力的途径。
具有治疗HCV感染潜力的HCV NS5B聚合酶抑制剂的开发综述于M.P.Walker等人,“Promising candidates for the treatment ofchronic hepatitis C”,Expert Opin.Invest.Drugs,121269-1280(2003)和P.Hoffmann等人,“Recent patents on experimental therapy forhepatitis C virus infection(1999-2002)”,Expert Opin.Ther.Patents,131707-1723(2003)中。嘌呤核苷抗HCV聚合酶的活性报道在A.E.Eldrup等人,“Structure-Activity Relationship of Purine Ribonucleosides forInhibition of HCV RNA-Dependent RNA Polymerase”,J.Med.Chem.,472283-2295(2004)中。不断地需要用作HCV聚合酶抑制剂的结构上不同的核苷衍生物,以作为HCV治疗的治疗途径。
现在发现,本发明的C-核苷化合物及其某些衍生物是RNA依赖性RNA病毒复制,特别是HCV复制的有效抑制剂。这些核苷化合物的5’-三磷酸酯衍生物是RNA依赖性RNA病毒聚合酶,特别是HCV NS5B聚合酶的抑制剂。因此,本发明的C-核苷化合物及其衍生物可用于治疗RNA依赖性RNA病毒感染,特别是HCV感染。
因此,本发明的目的在于提供C-核苷化合物及其某些衍生物,它们可用作RNA依赖性RNA病毒聚合酶的抑制剂,特别是用作HCVNS5B聚合酶的抑制剂。
本发明的另一目的在于提供C-核苷化合物及其某些衍生物,它们可用作RNA依赖性RNA病毒复制的抑制剂,特别是用作丙型肝炎病毒复制的抑制剂。
本发明的另一目的在于提供C-核苷化合物及其某些衍生物,它们可用于治疗RNA依赖性RNA病毒感染,特别是用于治疗HCV感染。
本发明的另一目的在于提供包含本发明的C-核苷化合物和可药用载体的药物组合物。
本发明的另一目的在于提供包含本发明的C-核苷化合物及其衍生物的药物组合物,该组合物可用作RNA依赖性RNA病毒聚合酶的抑制剂,特别是用作HCV NS5B聚合酶的抑制剂。
本发明的另一目的在于提供包含本发明的C-核苷化合物及其衍生物的药物组合物,该组合物可用作RNA依赖性RNA病毒复制的抑制剂,特别是用作HCV复制的抑制剂。
本发明的另一目的在于提供包含本发明的C-核苷化合物及其衍生物的药物组合物,该组合物可用于治疗RNA依赖性RNA病毒感染,特别是用于治疗HCV感染。
本发明的另一目的在于提供药物组合物,该组合物包含本发明的C-核苷化合物及其衍生物和其它有效抗RNA依赖性RNA病毒,特别是抗HCV的活性剂。
本发明的另一目的在于提供抑制RNA依赖性RNA病毒聚合酶,特别是抑制HCV NS5B聚合酶的方法。
本发明的另一目的在于提供抑制RNA依赖性RNA病毒复制,特别是抑制HCV复制的方法。
本发明的另一目的在于提供治疗RNA依赖性RNA病毒感染,特别是治疗HCV感染的方法。
本发明的另一目的在于提供与其它有效抗RNA依赖性RNA病毒的活性剂联合治疗RNA依赖性RNA病毒感染的方法,特别是与其它有效抗HCV的试剂联合治疗HCV感染的方法。
本发明的另一目的在于提供用作药物的C-核苷化合物及其某些衍生物和它们的药物组合物,所述药物用于抑制RNA依赖性RNA病毒复制和/或治疗RNA依赖性RNA病毒感染,特别是用于抑制HCV复制和/或治疗HCV感染。
本发明的另一目的在于提供本发明的C-核苷化合物及其某些衍生物和它们的药物组合物在制备药物中的应用,所述药物用于抑制RNA依赖性RNA病毒复制和/或治疗RNA依赖性RNA病毒感染,特别是用于抑制HCV复制和/或治疗HCV感染。
通过下面的详细描述,这些和其它目的将是显而易见的。
发明概述本发明涉及如下所示立体化学构型的结构式I的化合物或其可药用盐 其中
X是O、S或NR8;Y是CR11或N;R1选自氢、氟、叠氮基、氨基、羟基、C1-3烷氧基、巯基和C1-3烷硫基;R2和R3分别独立地选自氢、甲基、C1-16烷基羰基、C2-18链烯基羰基、C1-10烷氧基羰基、C3-6环烷基羰基、C3-6环烷氧基羰基、CH2O(C=O)C1-4烷基、CH(C1-4烷基)O(C=O)C1-4烷基或下式所示的氨基酰基残基 R4是氢、叠氮基、甲基、羟基甲基或氟甲基;R5是氢、C1-10烷基羰基、磷酰基或其环状前药酯、二磷酰基、三磷酰基、C2-18链烯基羰基、C1-10烷氧基羰基、C3-6环烷基羰基、C3-6环烷氧基羰基、CH2O(C=O)C1-4烷基、CH(C1-4烷基)O(C=O)C1-4烷基或下式所示的氨基酰基残基 R6和R7分别独立地为氢、羟基、卤素、C1-4烷氧基、氨基、C1-4烷基氨基、二(C1-4烷基)氨基、C3-6环烷基氨基、二(C3-6环烷基)氨基、苄基氨基、二苄基氨基或C4-6杂环烷基,其中所述烷基、环烷基、苄基和杂环烷基是未取代的或者被1-5个选自下列的基团取代卤素、羟基、氨基、C1-4烷基和C1-4烷氧基;R8是氢或C1-4烷基;R9是氢、C1-5烷基或苯基C0-2烷基;R10是氢、C1-4烷基、C1-4酰基、苯甲酰基、C1-4烷氧基羰基、苯基C0-2烷氧基羰基、C1-4烷基氨基羰基、苯基C0-2烷基氨基羰基、C1-4烷基磺酰基或苯基C0-2烷基磺酰基;且R11是氢、卤素、甲基、叠氮基或氨基。
式I化合物可用作RNA依赖性RNA病毒聚合酶,特别是HCVNS5B聚合酶的抑制剂。它们也是RNA依赖性RNA病毒复制,特别是HCV复制的抑制剂,可用于治疗RNA依赖性RNA病毒感染,特别是用于治疗HCV感染。
也包括在本发明范围内的还有只含有所述化合物或者含有所述化合物和其它可有效抗RNA依赖性RNA病毒,特别是抗HCV的活性剂的药物组合物,以及抑制RNA依赖性RNA病毒复制的方法和治疗RNA依赖性RNA病毒感染的方法。
发明详述本发明涉及如下所示立体化学构型的结构式I的化合物或其可药用盐 其中X是O、S或NR8;Y是CR11或N;R1选自氢、氟、叠氮基、氨基、羟基、C1-3烷氧基、巯基和C1-3烷硫基;R2和R3分别独立地选自氢、甲基、C1-16烷基羰基、C2-18链烯基羰基、C1-10烷氧基羰基、C3-6环烷基羰基、C3-6环烷氧基羰基、CH2O(C=O)C1-4烷基、CH(C1-4烷基)O(C=O)C1-4烷基或下式所示的氨基酰基残基
R4是氢、叠氮基、甲基、羟基甲基或氟甲基;R5是氢、C1-10烷基羰基、磷酰基或其环状前药酯、二磷酰基、三磷酰基、C2-18链烯基羰基、C1-10烷氧基羰基、C3-6环烷基羰基、C3-6环烷氧基羰基、CH2O(C=O)C1-4烷基、CH(C1-4烷基)O(C=O)C1-4烷基或下式所示的氨基酰基残基 R6和R7分别独立地为氢、羟基、卤素、C1-4烷氧基、氨基、C1-4烷基氨基、二(C1-4烷基)氨基、C3-6环烷基氨基、二(C3-6环烷基)氨基、苄基氨基、二苄基氨基或C4-6杂环烷基,其中所述烷基、环烷基、苄基和杂环烷基是未取代的或者被1-5个选自下列的基团取代卤素、羟基、氨基、C1-4烷基和C1-4烷氧基;R8是氢或C1-4烷基;R9是氢、C1-5烷基或苯基C0-2烷基;R10是氢、C1-4烷基、C1-4酰基、苯甲酰基、C1-4烷氧基羰基、苯基C0-2烷氧基羰基、C1-4烷基氨基羰基、苯基C0-2烷基氨基羰基、C1-4烷基磺酰基或苯基C0-2烷基磺酰基;且R11是氢、卤素、甲基、叠氮基或氨基。
式I化合物可用作RNA依赖性RNA病毒聚合酶的抑制剂。它们也是RNA依赖性RNA病毒复制的抑制剂,并且可用于治疗RNA依赖性RNA病毒感染。
在式I化合物的一个实施方案中,Y是CH,且X是O、S或NR8。在该实施方案的一个类别中,X是O。在该实施方案的另一个类别中,X是NR8。在该类别的一个亚类别中,R8是氢。
在式I化合物的第二个实施方案中,Y是N,且X是O、S或NR8。在该第二个实施方案的一个类别中,X是O。在该第二个实施方案的另一个类别中,X是NR8。在该类别的一个亚类别中,R8是氢。
在式I化合物的第三个实施方案中,R1和R4都是氢。在该第三个实施方案的一个类别中,R2、R3和R5是氢。在该类别的一个亚类别中,R6和R7分别独立地为氢、氨基、氟或羟基。
在式I化合物的第四个实施方案中,Y是N;X是NR8;R1、R2、R3、R4和R5是氢;且R6和R7分别独立地为氢、氨基、氟或羟基。在该第四个实施方案的一个类别中,R8是氢。
在式I化合物的第五个实施方案中,Y是CH;X是NR8;R1、R2、R3、R4和R5是氢;且R6和R7分别独立地为氢、氨基、氟或羟基。在该第五个实施方案的一个类别中,R8是氢。
在式I化合物的第六个实施方案中,Y是N;X是O;R1、R2、R3、R4和R5是氢;且R6和R7分别独立地为氢、氨基、氟或羟基。在该第六个实施方案的一个类别中,R8是氢。
在式I化合物的第七个实施方案中,Y是CH;X是O;R1、R2、R3、R4和R5是氢;且R6和R7分别独立地为氢、氨基、氟或羟基。在该第七个实施方案的一个类别中,R8是氢。
可用作RNA依赖性RNA病毒聚合酶抑制剂的本发明化合物的示例性非限制性实例如下所示 7-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-1H-吡唑并[4,3-d]嘧啶
5-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-1H-吡唑并[4,3-d]嘧啶-7(6H)-酮 4-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-5H-吡咯并[3,2-d]嘧啶 2-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-5H-吡咯并[3,2-d]嘧啶-4(3H)-酮
7-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-异_唑并[4,5-d]嘧啶 5-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-异_唑并[4,5-d]嘧啶-7(6H)-酮 4-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-呋喃并[3,2-d]嘧啶 2-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-呋喃并[3,2-d]嘧啶-4(3H)-酮或其可药用盐。
在本发明的一个实施方案中,本发明的C-核苷化合物可用作依赖于正义单链RNA的RNA病毒聚合酶的抑制剂,依赖于正义单链RNA的RNA病毒复制的抑制剂,和/或用于治疗依赖于正义单链RNA的RNA病毒感染。在该实施方案的一个类别中,依赖于正义单链RNA的RNA病毒是黄病毒科(Flaviviridae)病毒或小核糖核酸病毒科(Picornaviridae)病毒。在该类别的一个亚类别中,小核糖核酸病毒科病毒是鼻病毒、脊髓灰质炎病毒或甲型肝炎病毒。在该类别的第二亚类别中,黄病毒科病毒选自丙型肝炎病毒、黄热病毒、登革病毒、西尼罗病毒、日本脑炎病毒、班齐病毒和牛病毒性腹泻病毒(BVDV)。在该亚类别的子集中,黄病毒科病毒为丙型肝炎病毒。
本发明的另一方面涉及一种抑制RNA依赖性RNA病毒聚合酶的方法,抑制RNA依赖性RNA病毒复制的方法,和/或治疗需要这种治疗的哺乳动物的RNA依赖性RNA病毒感染的方法,该方法包括给予哺乳动物治疗有效量的结构式I的化合物。
在本发明的这一方面的实施方案中,RNA依赖性RNA病毒聚合酶是依赖于正义单链RNA的RNA病毒聚合酶。在该实施方案的一个类别中,依赖于正义单链RNA的RNA病毒聚合酶是黄病毒科病毒聚合酶或小核糖核酸病毒科病毒聚合酶。在该类别的一个亚类别中,小核糖核酸病毒科病毒聚合酶是鼻病毒聚合酶、脊髓灰质炎病毒聚合酶或甲型肝炎病毒聚合酶。在该类别的第二个亚类别中,黄病毒科病毒聚合酶选自丙型肝炎病毒聚合酶、黄热病毒聚合酶、登革病毒聚合酶、西尼罗病毒聚合酶、日本脑炎病毒聚合酶、班齐病毒聚合酶和牛病毒性腹泻病毒(BVDV)聚合酶。在该亚类别的子集中,黄病毒科病毒聚合酶为丙型肝炎病毒聚合酶。
在本发明的这一方面的第二实施方案中,RNA依赖性RNA病毒复制是依赖于正义单链RNA的RNA病毒复制。在该实施方案的一个类别中,依赖于正义单链RNA的RNA病毒复制是黄病毒科病毒复制或小核糖核酸病毒科病毒复制。在该类别的一个亚类别中,小核糖核酸病毒科病毒复制是鼻病毒复制、脊髓灰质炎病毒复制或甲型肝炎病毒复制。在该类别的第二个亚类别中,黄病毒科病毒复制选自丙型肝炎病毒复制、黄热病毒复制、登革病毒复制、西尼罗病毒复制、日本脑炎病毒复制、班齐病毒复制和牛病毒复制性腹泻病毒复制。在该亚类别的子集中,黄病毒科病毒复制为丙型肝炎病毒复制。
在本发明的这一方面的第三实施方案中,RNA依赖性RNA病毒感染是依赖于正义单链RNA的病毒感染。在该实施方案的一个类别中,依赖于正义单链RNA的RNA病毒感染是黄病毒科病毒感染或小核糖核酸病毒科病毒感染。在该类别的一个亚类别中,小核糖核酸病毒科病毒感染是鼻病毒感染、脊髓灰质炎病毒感染或甲型肝炎病毒感染。在该类别的第二个亚类别中,黄病毒科病毒感染选自丙型肝炎病毒感染、黄热病毒感染、登革病毒感染、西尼罗病毒感染、日本脑炎病毒感染、班齐病毒感染和牛病毒性腹泻病毒感染。在该亚类别的子集中,黄病毒科病毒感染为丙型肝炎病毒感染。
在本申请中,下列术语贯穿始终具有指出的含意上述烷基包括直链或支链构型的指定长度的那些烷基。这样的烷基的例子有甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基、异己基等。
术语“链烯基”指总碳原子数为2-6或该范围内任何数字的直链或支链烯烃(例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基等)。
术语“炔基”指总碳原子数为2-6或者该范围内任何数字的直链或支链炔烃(例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基等)。
术语“环烷基”指总碳原子数为3-8或者该范围内任何数字的环状烷烃(例如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基或环辛基)。
术语“环状杂烷基”包括含有1或2个选自氮、氧和硫的杂原子的非芳族杂环。4-6元环状杂烷基的例子包括氮杂环丁烷基、吡咯烷基、哌啶基、吗啉基、硫代吗啉基(thiamorpholinyl)、咪唑烷基、四氢呋喃基、四氢吡喃基、四氢噻吩基、哌嗪基等。
术语“烷氧基”指碳原子数为指定数字(例如C1-4烷氧基)或者该范围内任何数字的直链或支链烷基氧基[即甲氧基(MeO-)、乙氧基、异丙氧基等]。
术语“烷硫基”指碳原子数为指定数字(例如C1-4烷硫基)或者该范围内任何数字的直链或支链烷基硫基[即甲硫基(MeS-)、乙硫基、异丙硫基等]。
术语“烷基氨基”指碳原子数为指定数字(例如C1-4烷基氨基)或者该范围内任何数字的直链或支链烷基胺[即甲基氨基、乙基氨基、异丙基氨基、叔丁基氨基等]。
术语“烷基磺酰基”指碳原子数为指定数字(例如C1-6烷基磺酰基)或者该范围内任何数字的直链或支链烷基砜[即甲基磺酰基(MeSO2-)、乙基磺酰基、异丙基磺酰基等]。
术语“烷氧基羰基”指碳原子数为指定数字(例如C1-4烷氧基羰基)或该范围内任何数字的本发明羧酸衍生物的直链或支链酯[即甲氧基羰基(MeOCO-)、乙氧基羰基或丁氧基羰基]。
术语“芳基”包括苯基、萘基和吡啶基。所述芳基任选被1-3个独立选自C1-4烷基、卤素、氰基、硝基、三氟甲基、C1-4烷氧基和C1-4烷硫基的基团取代。
术语“卤素”包括卤素原子氟、氯、溴和碘。
术语“磷酰基”是指-P(O)(OH)2。
术语“二磷酰基”是指具有以下结构的基团 术语“三磷酰基”是指具有以下结构的基团 术语“取代的”应被认为包括被指名取代基多重取代。当多重取代部分被公开了或者被要求保护时,所述取代化合物可以独立被一个或多个公开的或者被要求保护的取代基部分单一或者多处取代。
当R2、R3和R5的氨基酰基残基实施方案中的R9在下式中不是氢时则该氨基酰基残基含有不对称中心,并且包括单独的R-和S-立体异构体以及RS-非对映体混合物。
术语“5’-三磷酸酯”指具有下述一般结构式II的本发明C-核苷化合物的5’-羟基的三磷酸酯衍生物
其中X、Y、R1-R4、R6和R7如上所定义。本发明化合物还包括三磷酸酯的可药用盐和分别具有结构式III和IV的5’-一磷酸酯和5’-二磷酸酯衍生物的可药用盐, “药物组合物”中的术语“组合物”包括包含活性成分和形成载体的惰性成分的产物,以及由任何两种或多种成分混合、复合或聚集,或者由一种或多种成分离解,或者由一种或多种成分的其它类型反应或相互作用而直接或间接得到的任何产物。相应地,本发明药物组合物包括通过混合本发明化合物与可药用载体制成的任何组合物。
术语“给药”和“给予”化合物应理解为是指向有需要的个体提供本发明化合物或本发明化合物的前药。
本发明的另一方面涉及联合使用本发明化合物与一种或多种可用于治疗HCV感染的活性剂来抑制HCV NS5B聚合酶的方法,抑制HCV复制的方法,或者治疗HCV感染的方法。这样的可有效抗HCV的活性剂包括但不限于利巴韦林、levovirin、viramidine、胸腺素α-1、干扰素α、 pegylated干扰素α(peginterferon-α)、干扰素-α与利巴韦林的组合、peginterferon-α与利巴韦林的组合、干扰素α与levovirin的组合以及peginterferon-α与levovirin的组合。干扰素α包括但不限于重组体干扰素α2a(如新泽西州纳特利Hoffmann-LaRoche出售的Roferoninterferon)、pegylated干扰素α2a(PegasysTM)、干扰素α2b(如新泽西州Kenilworth的Schering Corp.出售的Intron-A interferon)、pegylated干扰素α2b(PegIntronTM)、重组体共有干扰素(如干扰素alphacon-1)和纯化的干扰素α产品。Amgen的重组体共有干扰素具有商标名称Infergen_。Levovirin是利巴韦林的L-对映异构体,其显示出近似于利巴韦林的免疫调节活性。Viramidine表示WO01/60379(转让给ICNPharmaceuticals)中所公开的利巴韦林类似物。根据本发明的方法,可将并用药物的各成分在治疗期间内的不同时间分别给药,或者以分开的或单一并用药物形式同时给药。因此,应将本发明理解为包括所有这些同时或交替治疗的疗法,术语“给药”也作相应解释。应当理解,本发明化合物与其它可用于治疗HCV感染的试剂并用的范围原则上包括与任何用于治疗HCV感染的药物组合物的任何并用。当将本发明化合物或其可药用盐与可有效对抗HCV的第二种治疗试剂并用时,各化合物的剂量可以与单独使用化合物时的剂量相同或不同。
为治疗HCV感染,也可将本发明化合物与HCV NS3丝氨酸蛋白酶抑制剂的试剂联合给药。HCV NS3丝氨酸蛋白酶是必需的病毒酶,并被描述为是抑制HCV复制的优良目标。HCV NS3蛋白酶抑制剂的底物和非底物基抑制剂都公开在WO 98/22496、WO 98/46630、WO99/07733、WO 99/07734、WO 99/38888、WO 99/50230、WO 99/64442、WO 00/09543、WO 00/59929、GB2337262、WO 02/48116、WO 02/48172和U.S.专利6,323,180中。B.W. Dymock,“Emerging therapies forhepatitis C virus infection,”Emerging Drugs,613-42(2001)中讨论了作为开发HCV复制抑制剂和治疗HCV感染的目标的HCV NS3蛋白酶。
利巴韦林、levovirin和viramidine可通过经由抑制胞内酶肌苷一磷酸脱氢酶(IMPDH)调节鸟嘌呤核苷酸细胞内池(pool)发挥其抗HCV作用。IMPDH是从头鸟嘌呤核苷酸生物合成中生物合成途径的限速酶。利巴韦林容易被细胞内磷酰化,一磷酸衍生物是IMPDH的抑制剂。因此,IMPDH的抑制代表发现HCV复制抑制剂的另一有效目标。从而,本发明化合物也可与下述物质联合给药IMPDH抑制剂,如WO 97/41211和WO 01/00622(转让给Vertex)中公开的VX-497;另一IMPDH抑制剂,如WO 00/25780(转让给Bristol-Myers Squibb)中所公开的物质;或者麦考酚酸吗乙酯[参见A.C. Allison和E. M. Eugui,Agents Action,44(Suppl.)165(1993)]。
为治疗HCV感染,可将本发明化合物与抗病毒剂金刚烷胺(1-氨基金刚烷)联合给药[该药剂的综述参见J. Kirschbaum,Anal.Profiles Drug Subs.121-36(1983)]。
本发明化合物还可以与公开在下列文献中的抗病毒2’-C-支链核糖核苷联合用于治疗HCV感染R.E. Harry-O’kuru,等人,J.Org.Chem.,621754-1759(1997);M.S. Wolfe,等人,Tetrahedron Lett.,367611-7614(1995);U.S.专利3,480,613(1969年11月25日);国际专利公开WO 01/90121(2001年11月29前);国际专利公开WO 01/92282(2001年12月6日);和国际专利公开WO 02/32920(2002年4月25日);和国际专利公开WO 04/002999(2004年1月8日);和国际专利公开WO04/003000(2004年1月8日);和国际专利公开WO 04/002422(2004年1月8日);这些专利的内容引入本文以供参考。这样的2’-C-支链核糖核苷包括但不限于2’-C-甲基-胞苷、2’-C-甲基-尿苷、2’-C-甲基-腺苷、2’-C-甲基-鸟苷和9-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-2,6-二氨基嘌呤以及核糖C-2’、C-3’和C-5’羟基的氨基酸酯和5’-磷酸酯衍生物的相应的任选取代的环状1,3-丙二醇酯。
本发明化合物还可以与具有抗HCV性质的其它核苷联合用于治疗HCV感染,所述其它核苷是例如包括在下列文献中的那些WO02/51425(2002年7月4日),转让给Mitsubishi Pharma Corp.;WO01/79246、WO 02/32920和WO 02/48165(2002年6月20日),转让给Pharmasset,Ltd.;WO 01/68663(2001年9月20日),转让给ICNPharmaceuticals;WO 99/43691(1999年9月2日);WO 02/18404(2002年3月7日),转让给Hoffmann-LaRoche;U.S.2002/0019363(2002年2月14日);WO 02/100415(2002年12月19日);WO 03/026589(2003年4月3日);WO 03/026675(2003年4月3日);WO 03/093290(2003年11月13日);US 2003/0236216(2003年12月25日);US 2004/0006007(2004年1月8日);WO 04/011478(2004年2月5日);WO 04/013300(2004年2月12日);US 2004/0063658(2004年4月1日);和WO04/028481(8Apr.2004)。
本发明化合物还可以与非核苷类HCV聚合酶抑制剂联合用于治疗HCV感染,所述抑制剂是例如公开在下列文献中的那些WO01/77091(2001年10月18日),授予Tularik,Inc.;WO 01/47883(2001年7月5日),授予Japan Tobacco,Inc.;WO 02/04425(2002年1月17日),授予Boehringer Ingelheim;WO 02/06246(2002年1月24日),授予Istituto di Ricerche di Biologia Moleculare P.Angeletti S.P.A.;和WO 02/20497(2002年3月3日)。
“可药用”意指载体、稀释剂或赋形剂必须与其它制剂成分相容,并且对其接受者无害。
也包括在本发明范围内的有包含本发明C-核苷化合物及其衍生物和可药用载体的药物组合物。本发明的另一个例子是通过结合任何上述化合物和可药用载体而制成的药物组合物。本发明的另一例子是一种制备药物组合物的方法,该方法包括结合任何上述化合物和可药用载体。
还包括在本发明范围内的有可用于抑制RNA依赖性RNA病毒聚合酶,特别是HCV NS5B聚合酶的药物组合物,该组合物包含有效量的本发明化合物和可药用载体。可用于治疗RNA依赖性RNA病毒感染,特别是HCV感染的药物组合物也包括在本发明范围内,还有抑制RNA依赖性RNA病毒聚合酶,特别是HCV NS5B聚合酶的方法,以及治疗RNA依赖性RNA病毒复制,特别是HCV复制的方法也都包括在本发明范围内。此外,本发明涉及一种药物组合物,该组合物包含治疗有效量的本发明化合物和治疗有效量的可有效对抗RNA依赖性RNA病毒,特别是对抗HCV的另一药剂。有效对抗HCV的药剂包括但不限于利巴韦林、levovirin、viramidine、胸腺素α-1、HCV NS3丝氨酸蛋白酶抑制剂、干扰素α、 pegylated干扰素α(peginterferon-α)、干扰素-α与利巴韦林的组合、peginterferon-α与利巴韦林的组合、干扰素α与levovirin的组合、peginterferon-α与levovirin的组合。干扰素α包括但不限于重组体干扰素α2a(如新泽西州纳特利Hoffmann-LaRoche出售的Roferon interferon)、干扰素α2b(如新泽西州Kenilworth的Schering Corp.出售的Intron-A interferon)、共有干扰素和纯化的干扰素α产品。对利巴韦林及其对抗HCV的活性的讨论参见J.O.Saunders和S. A. Raybuck,“Inosine MonophosphateDehydrogenaseConsideration of Structure,Kinetics,and TherapeuticPotential,”Ann.Rep.Med.Chem.,35201-210(2000)。
本发明的另一方面提供所述C-核苷化合物及其衍生物和它们的药物组合物在制造药物中的用途,所述药物用于抑制RNA依赖性RNA病毒复制,特别是HCV复制,和/或治疗RNA依赖性RNA病毒感染,特别是HCV感染。本发明的再一方面提供可用作药物的C-核苷化合物及其衍生物和它们的药物组合物,所述药物用于抑制RNA依赖性RNA病毒复制,特别是HCV复制,和/或治疗RNA依赖性RNA病毒感染,特别是HCV感染。
本发明的药物组合物包含作为有效成分的结构式I的化合物或其可药用盐,还可包含可药用载体和任选的其它治疗成分。
所述组合物包括适于经口、直肠、局部、非肠道(包括皮下、肌内和静脉内)、经眼(眼用)、经肺(经鼻或口腔吸入)或者经鼻给药的组合物,尽管在任何情况下最合适的给药途径将取决于待治疗病症的性质和严重程度以及活性成分的性质。它们可方便地以单剂形式存在,通过药剂学领域内已知的任何方法制备。
在实际应用中,可将结构式I的化合物作为活性成分与药用载体通过常规制药混合技术紧密掺混并用。根据给药所需制剂,例如经口或非肠道(包括静脉内)给药所需制剂的形式,所述载体可以采用各种形式。制备经口剂型用组合物时,在口服液制剂例如混悬液、酏剂和溶液的情况下,可以使用任何常用制药介质,例如水、乙二醇、油、醇、调味剂、防腐剂、着色剂等;或者在经口固体制剂例如粉末、硬和软胶囊剂以及片剂的情况下,可以使用载体如淀粉、糖、微晶纤维素、稀释剂、粒化剂、润滑剂、粘结剂、崩解剂等,固体经口制剂比液体制剂更优选。
由于给药容易,因而片剂和胶囊是最好的经口单元剂型,这时明显是采用固体制药载体。如果需要,可以用标准水性或非水性工艺对片剂进行包衣。这样的组合物和制剂应含有至少0.1%活性化合物。当然,这些组合物中活性化合物的百分比可以改变,适宜在该单元的约2%至约60%重量范围内。活性化合物在这类可用于治疗的组合物中的量是可以获得有效剂量的量。所述活性化合物也可以经鼻内给药,例如作为液滴或喷雾给药。
片剂、丸剂、胶囊等也可包含粘结剂如西黄蓍胶、阿拉伯胶、玉米淀粉或明胶;赋形剂如磷酸二钙;崩解剂如玉米淀粉、马铃薯淀粉、海藻酸;润滑剂如硬脂酸镁;和甜味剂如蔗糖、乳糖或糖精。当单元剂型为胶囊时,它除了上述类型的材料外,还可以包含液体载体如脂肪油。
也可以存在各种其它材料作为包衣剂或用于改变单元剂量的物理形态。例如,可以用虫胶、糖或两种一起对片剂进行包衣。糖浆剂或酏剂除了活性成分外,还可以包含蔗糖作为甜味剂、包含对羟基苯甲酸甲酯和对羟基苯甲酸丙酯作为防腐剂、包含染料和调味剂作为樱桃味或橙味香料。
结构式I的化合物也可以非肠道给药。这些活性化合物的溶液或混悬液可以通过在水中与表面活性剂如羟丙基纤维素适当混合来制备。分散体也可以在乙二醇、液态聚乙二醇及其油中混合物中制备。在普通的储存和使用条件下,这些制剂含有防腐剂以防止微生物生长。
适于注射用途的药用剂型包括灭菌水溶液或分散体以及即时制备灭菌注射溶液或分散体的灭菌粉末。在各种情况下,所述剂型必须是灭菌的,并且必须是易于注射程度上的液态。在制造和储存条件下必须是稳定的,并且必须防止被微生物如细菌和真菌污染。所述载体可以是溶剂或含有例如水、乙醇、多元醇(例如丙三醇、丙二醇和液态聚乙二醇)、其稳定的混合物和植物油的分散介质。
可以采用任何适合的给药途径,以向哺乳动物,特别是人提供有效剂量的本发明化合物。例如,可以采用经口、直肠、局部、非肠道、眼、肺、鼻等。剂型包括片剂、锭剂、分散体、混悬液、溶液、胶囊、乳膏、软膏、气雾剂等。优选经口给予结构式I的化合物。
对人经口给药时,分份剂量的剂量范围为0.01-1000mg/kg体重。在一个实施方案中,分份剂量的剂量范围为0.1-100mg/kg体重。在另一个实施方案中,分份剂量的剂量范围为0.5-20mg/kg体重。对于经口给药,优选将所述组合物以含1.0-1000mg活性成分,特别是1、5、10、15、20、25、50、75、100、150、200、250、300、400、500、600、750、800、900和1000mg活性成分的片剂或胶囊的形式给药,用以调节待治疗患者的症状。
所用活性成分的有效剂量可以随所采用的具体化合物、给药方式、待治疗病症和待治疗病症的严重程度而变化。本领域技术人员可以容易地确定这样的剂量。可以调节该剂量方案以提供最佳治疗反应。
本发明化合物包含一个或多个不对称中心,因此可以作为外消旋体和外消旋混合物、单一的对映体、非对映体混合物和单独的非对映体存在。本发明包括具有下述结构式的五元呋喃糖环为β-D立体化学构型的C-核苷化合物,即,其中五元呋喃糖环的C-1和C-4上的取代基具有β-立体化学构型的C-核苷化合物(以粗线表示的“向上”方向)。 本文所述的一些化合物包含烯属双键,除非另外指明,否则意指包括E和Z两种几何异构体。
本文所述的一些化合物可以作为互变异构体如酮-烯醇互变异构体存在。各种互变异构体及其混合物包括在结构式I的化合物中。包括在本发明化合物范围内的酮-烯醇互变异构体的例子如下
可以通过例如分级结晶从适当的溶剂例如甲醇或乙酸乙酯或其混合物中或者经由用有旋光力的固定相的手性层析将结构式I的化合物分离为它们的单独的非对映体。
或者,可以通过用已知构型的光学纯原料或试剂进行的立体有择合成得到结构式I的化合物的任何立体异构体。
本发明化合物可以以可药用盐的形式给药。术语“可药用盐”指由可药用非毒性碱或酸包括无机或有机碱和无机或有机酸所制成的盐。包括在术语“可药用盐”范围内的碱性化合物的盐指本发明化合物的非毒性盐,它通常通过游离碱与适当的有机或无机酸的反应制备。本发明碱性化合物的具有代表性的盐包括但不限于下列盐乙酸盐、苯磺酸盐、苯甲酸盐、碳酸氢盐、硫酸氢盐、酒石酸氢盐、硼酸盐、溴化物、樟磺酸盐、碳酸盐、氯化物、克拉维酸盐、柠檬酸盐、二盐酸盐、依地酸盐、乙二磺酸盐、依托酸盐、乙磺酸盐、富马酸盐、葡庚糖酸盐、葡糖酸盐、谷氨酸盐、乙醇酰对氨苯基胂酸盐、己基间苯二酚盐(hexylresorcinate)、海巴明、氢溴酸盐、盐酸盐、羟萘甲酸盐、碘化物、异硫代硫酸盐(isothionate)、乳酸盐、乳糖酸盐、月桂酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、扁桃酸盐、甲磺酸盐、甲基溴化物、甲基硝酸盐、硫酸二甲酯、粘酸盐、萘磺酸盐、硝酸盐、N-甲基葡糖胺铵盐、油酸盐、草酸盐、扑酸盐(恩波酸盐)、棕榈酸盐、泛酸盐、磷酸盐/二磷酸盐、聚半乳糖醛酸盐、水杨酸盐、硬脂酸盐、硫酸盐、碱式乙酸盐、琥珀酸盐、单宁酸盐、酒石酸盐、茶氯酸盐、甲苯磺酸盐、三乙基碘和戊酸盐。此外,当本发明化合物带有酸性部分时,其适当的可药用盐包括但不限于衍生自无机碱的盐,包括铝、铵、钙、铜、铁、亚铁、锂、镁、三价锰、二价锰、钾、钠、锌等。特别优选的是铵、钙、镁、钾和钠盐。衍生自可药用有机非毒性碱的盐包括伯、仲和叔胺、环胺的盐以及碱性离子交换树脂,如精氨酸、甜菜碱、咖啡碱、胆碱、N,N-二苄基乙二胺、二乙胺、2-二乙基氨基乙醇、2-二甲基氨基乙醇、乙醇胺、乙二胺、N-乙基吗啉、N-乙基哌啶、葡糖胺、壳糖胺、组氨酸、海巴明、异丙基胺、赖氨酸、甲葡糖胺、吗啉、哌嗪、哌啶、聚胺树脂、普鲁卡因、嘌呤、可可碱、三乙胺、三甲胺、三丙胺、氨丁三醇等。
还有,在本发明化合物中存在羧酸(-COOH)、或醇基的情况下,可以使用羧酸衍生物的可药用酯,如醇的甲基、乙基或新戊酰氧基甲基或酰基衍生物,如乙酸酯或马来酸酯。包括在内的有本领域已知用于改进用作缓释或前药制剂的溶解性或水解特性的那些酯和酰基。
还有,在本发明化合物中存在羧酸(-COOH)、磷酸[-OP(O)(OH)2]或醇基的情况下,可以使用羧酸衍生物的可药用前药酯,例如甲基、乙基或新戊酰氧基甲基酯;C-核苷化合物的5’-磷酸衍生物的可药用前药酯(包括5’-单磷酸酯、5’-二磷酸酯和5’-三磷酸酯);或核糖C-2’、C-3’和C-5’羟基的前药酰基衍生物,例如O-乙酸酯和O-马来酸酯。包括在内的有本领域已知用作缓释或前药制剂的用于改进生物利用度、组织分布、溶解性和水解特性的那些酯和酰基。所述衍生物在体内易于转化成所需化合物。因此,在本发明治疗方法中,术语“给药”和“给予”包括使用本文具体公开的化合物,或者使用可能没有具体公开,但是在给予包括人患者在内的哺乳动物之后在体内转化成具体公开化合物的化合物来治疗病毒感染。选择和制备合适的前药衍生物的常规方法描述在例如“Design of Prodrugs,”ed.H.Bundgaard,Elsevier,1985中,其全文引入本文以供参考。
本发明C-核苷化合物和衍生物的制备本发明C-核苷化合物及其衍生物可通过核苷和核苷酸化学实践中已良好建立的合成方法及其变型来制备。
在2-C-Me-呋喃核糖环的C-1位上具有7-氨基-1H-吡唑并[4,3-d]嘧啶-3-基核碱的C-核苷的制备可以如反应方案1和2所示来进行,并且在下面的描述中详述。
反应方案1 可按照M.Bio等人在“Practical Synthesis of a Potent HepatitisVirus C Polymerase Inhibitor,”J. Org.Chem.,696257-6266(2004)中描述的方法将双丙酮葡萄糖1-1转化成3,5-二-O-(对甲苯甲酰基)-2-C-甲基-D-呋喃核糖1-2。将二醇1-2中存在的C-1和C-2羟基作为其对甲苯甲酰基酯衍生物保护起来。然而,也可以采用其它保护基例如不同的酯、醚和甲硅烷基醚。在接下来的步骤中,可将氰基连接在呋喃糖环的异头C-1位上,提供核糖碱骨架的基础。这可通过在β-立体化学定向上引入氰基的方法来实现。或者,可以使用色谱法或其它合适的方法来从混合物中分离出具有适当立体定向的异构体。这可以通过以下方式来实现将氰化物来源例如三甲基甲硅烷基氰化物与四酯1-3在路易斯酸例如三氟化硼、四氯化锡和四氯化钛存在下,于室温、高温或低温下,任选在溶剂例如卤代烃如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷和氯仿存在下反应。这样的转化的实例可参见Utimoto等人,Tetrahedron,39967(1983)。
在随后的步骤中,可直接或经由中间体酰胺将氰基水解成相应的酸1-5。所需转化可在有限量的水存在下于稍高温度下使用酸催化的水解来实现。在下一个步骤中,可通过在催化量的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)存在下,在合适的溶剂例如二氯甲烷和四氢呋喃中,用草酰氯处理酸1-5的溶液,来将酸1-5转化成相应的酰氯1-6。
反应方案2 7-氨基-1H-吡唑并[4,3-d]嘧啶系统的构建可以如反应方案2所示,经由α-酮基腈2-1来实现。这样的转化是科学文献中众所周知的;例如参见Herrman,K.和Simchen,G.,Synthesis 204(1979)或Rosowski,A.,Ghoshal,M.,Solan,V.C.,Carbohyd.Res.,17647-58(1988)。可将α-酮基腈2-1与Wittig试剂例如叔丁氧基羰基亚甲基三苯基正膦于标准反应条件下[Wittig,G.,Schollkopf, U.,Chem.Ber.,871318(1954)]进行反应,获得酯腈2-2。类似转化由L. Kalvoda在Coll.Czeeh.Chem.Comm.,431431-1437(1978)中作为间型霉素合成的一部分描述。随后的步骤类似于Kalvoda出版物中描述的那些。重氮乙腈与不饱和酯2-2的偶极环加成,在消除氰化氢之后,形成2-4中的吡唑环系。或者,可使用重氮乙酸酯,但是其有利于选择容许能够选择性地处理结构例如2-3中存在的酯基的酯。在下一个步骤中,可将叔丁酯在标准酸性条件下裂解,例如参见Greene,T.W.,Wuts,P.G.M.,“有机合成中的保护基,”JohnWiley & Sons,Inc.,3rdEdition,1999。然后可让释放的酸进行Curtius重排[Curtius,T.,Chem.Ber.,233023(1890)]。可采用适于形成叠氮化物的多种条件和试剂例如二苯基磷酰基叠氮[Milari,B.L.,Beyer,T.A.,Siegel,T.W.,J.Med.Chem.,341011(1991)]。可将该异氰酸酯转化成所需胺2-4,或者可用醇形成氨基甲酸乙酯中间体。然而,必须将氨基甲酸乙酯水解以获得所需胺。杂环构建的完成可通过将氨基腈2-4与甲脒乙酸盐在合适的溶剂例如乙醇中反应来实现。类似转化的实例可参见Buchanan,J.G.,Smith,D.和Wightman,R.H.在Tetrahedron,40119-123(1984)中公开的间型霉素的合成。所需C-核苷2-6可通过将酯保护基进行溶剂化裂解来获得,这可通过记载于Greene,T.W.,Wuts,P.G.M.,“有机合成中的保护基”,John Wiley & Sons,Inc.,3rdEdition,1999中的多种方法来实现。特别适用于酯裂解步骤的是碱性条件,例如将三酯2-5暴露于甲醇钠的甲醇溶液。
在2-C-Me-呋喃核糖环的C-1位具有4-氨基呋喃并[3,2-d]嘧啶-7-基核碱的C-核苷的制备可以如反应方案3、4A和4B所示来进行,并且在下面的描述中详述。
反应方案3 原料是双丙酮葡萄糖1-1,将其转化成苄基醚3-1,是按照M.Bio,等人,“Practical Synthesis of a Potent Hepatitis Virus C PolymeraseInhibitor,”J.Org.Chem.,696257-6266(2004)中描述的方法。然后使用氰基甲基膦酸二乙酯将该乳醇3-1进行Wittig反应的Homer变型[Wadsworth,W.S.,Emmons,W.D.,J.Am.Chem.Soc.,831733(1961)]。初始产物3-2自动闭合,获得α-和β-异构体的混合物,使用色谱法由其分离出所需β-异构体3-3。当把腈3-3在合适的溶剂例如N,N-二甲基甲酰胺中暴露于二(二甲基氨基)叔丁氧基甲烷,则发生缩合,类似于Liang,C.,等人在Carbohyd.Res.,30333-38(1997)中描述的缩合。按照类似于Battacharya,B.E.,等人在Tetrahedron Lett.,27815-818(1986)中描述的方法,进行烯胺产物3-4的控制水解,获得烯醇腈3-5。
反应方案4A 将烯醇化物3-5用氯乙腈烷基化,获得醚4A-1。如反应方案4A所示,将该腈暴露于强碱例如N,N-二异丙基氨基锂和乙醇钠,形成负碳离子中间体,然后闭环。类似闭环的实例可参见Tetrahedron Lett.,27815-818(1986)。在这些条件下,还将保护基裂解,获得氨基腈4A-2。然后按照类似于上述构建2-4的方法,将氨基腈4A-2转化成呋喃并[3,2-d]嘧啶环系。在氢解条件下除去苄基,获得所需化合物4-4。
或者,化合物4-4还可以按照反应方案4B中描述的方法来制得。如上所述,根据该变型,使用氰基甲基膦酸二乙酯将二醇4B-8进行Wittig反应的Homer变型[Wadsworth,W.S.,Emmons,W.D.,J.Am.Chem.Soc.,831733(1961)]。在这些条件下,将主要α-异构体用对甲苯甲酰氯酰化,生成三酯4B-2。然后将该中间体进行一系列类似于反应方案3和4中描述的步骤,最终生成中间体4B-6。该反应顺序中的最后步骤需要使用强碱,其诱导在呋喃核糖环的C-1上的差向异构化。通过合适的色谱方法从异构体混合物中分离出所需异构体4B-6。按照Kalvoda出版物[Coll.Czech.Chem.Comm.,431431-1437(1977)]中描述的方法,进行杂环核碱的合成以及酯保护基的除去。
反应方案4B
或者,在2-C-Me-呋喃核糖环的C-1位具有4-氨基呋喃并[3,2-d]嘧啶-7-基核碱的C-核苷(4-4)还可以如下面描述的反应方案4C、4D和4E所示来制得。根据该合成变型,首先引入酸不稳定类保护基。该转化可按照反应方案4C中描述的合成步骤来进行。
反应方案4C
未来促进进一步转化,将中间体4B-8的C-1羟基保护是有利的。可考虑多个保护基(参见Greene,T.W.,Wuts,P.G.M.,“有机合成中的保护基”,John Wiley & Sons,Inc.,3rdEdition,1999),并且C-1 O-烯丙基醚是特别有吸引力的,因为其在酸性和碱性条件下都是稳定的。其可以通过将4B-8与烯丙醇反应来制得。该反应可采用溶剂或不采用溶剂,在室温或高温下进行。通常,使用酸性催化剂来促进缩醛形成。在这种情况下,可使用烯丙醇作为溶剂,使用吡啶对甲苯磺酸盐作为催化剂,在高温下来容易地制备化合物4C-1。这时可使用甲醇通过碱催化的酯基转移将C-3和C-5羟基的甲苯甲酰基保护基除去,获得化合物4C-2。可通过首先保护C-2和C-3羟基保护来实现碱稳定性保护基的引入。再一次,有多个选择,但是5元环缩醛是特别有利的。因此,化合物4C-3可通过将2,2-二甲氧基丙烷与三醇4C-2反应来获得。该反应可采用或不采用溶剂,在酸例如对甲苯磺酸催化下进行。将在C-5位的伯羟基用多种碱稳定性保护基例如芳基(或烷基)甲硅烷基、(取代的)三苯甲基或其它合适的基团保护。使用未取代的三苯甲基保护基是特别有利的,并且其可以通过将4C-3与三苯甲基氯在作为溶剂的吡啶中反应来引入。这时,可除去C-1丙烯基,并且可采用多种条件。可用碱将包含在烯丙基内的双键异构化,然后将所得烯醇-醚在中性条件下水解。这样的方法是文献中众所周知的,并且由F.Guibe综述于Tetrahedron,5313509-13557(1997)中。然而,特别有利的方法是T.Taniguchi and K.Ogarasawa在Angew.Chem.Int.Ed.,1101137-1139(1998)中描述的方法。按照该方法,可采用乙醚作为溶剂,于0℃,使用氯化镍(II)和DEBAL-H有效地除去烯丙基。此时可连接上氰基亚甲基形式的二碳链。该二碳链最终构建到完全C-核苷的碳4和9上,并且该转化可使用上述Homer-Emmons反应来进行。因为该反应是经由开链(醛)形式的糖来进行的,所以发生自动闭环,生成所需C-1氰基甲基糖。该闭环通常引起在C-1上的绝对立体化学变得混乱,结果,形成两个C-1差向异构体4C-6和4C-7。如果需要的话,这两种差向异构体可通过不同的柱色谱法来分离,然而,该中间体的构建将在该中心引起差向异构化。因此,不分离异构体来进行该反应顺序是有利的。
该呋喃环的构建可通过Kirsch反应的变型来进行[G.Kirsch等人,J.Heterocyclic Chem.,19443(1982)]。在4C-6和4C-7的差向异构体混合物与甲酸甲酯之间的Claisen缩合可用于在相对于腈基团的α-碳上引入羟基亚甲基官能团。然而,完成该转化的另一方法也是已知的[例如参见De Bemado,S.,Weigele,M.,J.Org.Chem.,42109(1977)]。
反应方案4D 用氯乙腈对烯醇化物4D-1的烷基化可使用碱例如碳酸铯在DMF中进行。然后如上所述通过碱催化的闭环形成呋喃环。之后可通过酸催化的保护基除去来获得最终的C-核苷。可使用多种酸,例如无水氯化氢在二氧杂环己烷中的溶液。
在2-C-Me-D-呋喃核糖环的C-1位具有7-氨基异_唑并[4,5-d]嘧啶-3-基核碱的C-核苷的制备可以如反应方案5A和5B所示来进行,并且在下面的描述中详述。
将腈3-3在化学领域众所周知的条件下[参见例如Cook等人,J.Chem.Soc.,3227(1949)或Wamhof等人,J.Org.Chem.,585181(1993)]亚硝化,形成肟5A-1。如果在呋喃核糖环系的C-位上发生差向异构化,则可通过色谱方法来分离所需的β-差向异构体。然后按照德国专利DE2808317(Ciba Geigy,1978)中公开的类似方式使用氯乙腈将肟5A-1烷基化。然后按照上述合成2-4和4A-4的方法进行随后的步骤。通过把5A-2暴露于强碱来构建异_唑环,然后通过将氨基腈5A-3与甲脒乙酸盐在合适的溶剂例如乙醇中加热来形成嘧啶环。在碱诱导的环合期间除去酯保护基,通过氢解将剩余苄基醚裂解掉,获得所需的异_唑并[4,5-d]嘧啶5-5。
反应方案5A 或者,目标核苷5-5可如反应方案5B所示来制得。根据该方法,将三酯中间体4B-2与亚硝酸异戊酯按照H.Wamhof等人在J.Org.Chem.,585181-5185(1993)描述的方法进行反应,获得腈-肟5B-1。其余合成步骤类似于反应方案4B中描述的那些。
反应方案5B 在2-C-Me-D-呋喃核糖环的C-1位具有4-氨基-5H-吡咯并[3,2-d]嘧啶-7-基核碱的本发明C-核苷的制备可以如反应方案6A和6B所示来进行,并且在下面的描述中详述。
将其制备描述在反应方案3中的α-羟基亚甲基腈3-5与氨基乙腈盐酸盐在合适的溶剂例如水和含水甲醇中于弱碱例如乙酸钠存在下反应。参考以下相关化学出版物Klein,R.S.,Lim,M.I.,Tetrahedron Lett.2225-28(1981)和Liang,C.,等人,Carbohyd.Res.,30333-38(1997)。
优选将6A-1中的胺官能团作为烷基氨基甲酸酯衍生物保护起来(参见Greene,T.W.,Wuts,P.G.M.,“有机合成中的保护基”,John Wiley&Sons,Inc.,3rdEdition,1999)。然后将二腈6A-2用碱例如1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯处理,以促进环合。如果需要的话,使用色谱法获得所需异构体。将酯以及氨基甲酸酯保护基通过在醇中暴露于弱碱(例如碳酸钾或碳酸钠)来除去,获得6A-4。然后如上所述构建嘧啶环。最后除去醚保护基,获得所需的5H-吡咯并[3,2-d]嘧啶核苷6-6。
反应方案6A 反应方案6B中描述了合成6-6的另一方法。根据该方法,将其制备描述在反应方案4B中的二甲基氨基衍生物4B-3与氨基乙腈反应,获得烯胺6B-1。将6B-1中的碱性氮保护,然后将氨基甲酸乙酯6B-2进行类似于反应方案4B中描述的步骤,获得所需的5H-吡咯并[3,2-d]嘧啶核苷6-6。
反应方案6B C-核苷6-6还可以通过上述方法的变型制得,其中使用如在呋喃类似物4-4情况下描述的碱稳定性保护基系统。该方法描述在反应方案6C中。
由其制备如上所述的氰基亚甲基糖4C-6,7开始,可按照De Bemado,S.,Weigele,M.在J.Org.Chem.,42109(1977)中描述的方法将二甲基氨基亚甲基引入到腈内。
反应方案6C 其有利地不用纯化来进行,并且按照上述关于6B-1的方法将二甲基氨基用氰基甲基氨基置换。然后可按照标准方法来合成氨基甲酸酯6C-2,随后通过使用碱例如DBU来进行闭环。其余步骤类似于在反应方案6B中描述的那些,并且可按照关于呋喃类似物4-4所述的方法获得最终的C-核苷6-6。
通式7-8所示含有与吡唑、呋喃、异_唑、吡咯和噻吩环稠合的氨基嘧啶酮的本发明C-核苷的制备中所采用的合成方法描述在反应方案7A和7B中。
首先将通式7A-1的各氨基腈中的3,5-二醇官能团用合适的保护基保护,例如作为环甲硅烷基醚保护起来。这样的保护基的实例可参见Greene,T.W.,Wuts,P.G.M.,“有机合成中的保护基,”John Wiley &Sons,Inc.,3rdEdition,1999。然后将腈基团水解,优选在弱酸性条件下水解,并且将芳族氨基与苯甲酰基异硫氰酸酯反应,形成通式7A-4的苯甲酰基硫脲衍生物。当让甲基碘与7A-4反应时,在硫原子上发生甲基化,获得硫烯醇醚7A-5。在极性溶剂中进行氨解,结果形成式7-7中的稠合氨基嘧啶酮环系,把苄基醚保护基氢解后获得了最终化合物。
反应方案7A 与吡唑、呋喃、异_唑、吡咯和噻吩环稠合的氨基嘧啶酮的另一合成方法描述在反应方案7B中。
反应方案7B 根据该方法,可将式7B-1的氨基腈小心地水解以获得各个酰胺7B-2,然后将这些酰胺进行一系列类似于反应方案7A中所描述的步骤。然后通过按照本领域技术人员众所周知的方法除去保护基来获得最终的化合物。
下面的实施例提供对文献出版物的引用,这些文献包含制备本发明最终化合物时所用中间体的细节。本发明的C-核苷化合物按照下述实施例中的程序制备。实施例无意以任何方式限制本发明的范围,也不应对其作如是解释。核苷和核苷酸合成领域的技术人员将容易地意识到可对下述实施例中的条件和工艺作众所周知的变更,以制备本发明的这些和其它化合物。除非另有说明,否则所有的温度都是摄氏度。HPLC分析是在室温使用Waters XTerra C18反相柱于下列条件下进行的流速1.25mL/分钟;洗脱剂乙腈(0.1%TFA)和水(0.1%TFA),三个点梯度,从10%乙腈开始,在第3分钟达到50%乙腈,在第9分钟达到90%,最后在第10分钟达到100%,并且保持直至第13分钟,这是洗脱剂组成重新设定为初始条件;检测器UV在220nm。LC-MS分析是在同样条件下进行的,除了柱温保持在30℃,并且检测是用二极管阵列Agilent 1100检测器进行的,该检测器与WatersMicromass ZQ质谱仪联机。
实施例1 7-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-1H-吡唑并[4,3-d]嘧啶步骤A 在0℃,用大约30分钟向2-C-甲基-3,5-二-O-(4-甲基苯甲酰基)-D-呋喃核糖[按照M.Bio等人在“Practical Synthesis of a Potent HepatitisVirus C Polymerase Inhibitor,”J.Org.Chem.,696257-6266(2004)中描述的方法制得的](24.00g,60.00mmol)、4-二甲基氨基吡啶(1.46g,12.00mmol)和三乙胺(55.00mL,396mmol)在1,2-二甲氧基乙烷(250mL)内的溶液中滴加对甲苯甲酰氯(17.50mL,132.00mmol)。移去冷却浴,并继续在室温搅拌18小时。将该反应混合物倒入冰(400g)内,搅拌直至所有冰融化。过滤出固体,将滤饼用水(3×100mL)和甲基叔丁基醚(MTBE)(2×100mL)洗涤。然后将白色固体真空干燥直至不再观察到重量损失。LCMSC38H36O9的计算值636.24;实测值637.30[M+H]+,659.30[M+Na]+,和501.20[M-CH3PhCOO]+。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.96(d,J=7.6Hz,4H),7.88(d,J=7.6Hz,2H),7.68(d,J=7.6Hz,2H),7.40m(m,4H),7.30(d,J=7.3Hz,2H),7.0(d,J=7.30Hz,2H),6.82(s,1H),5.88(d,J=8.2Hz,1H),4.78(m,1H),4.64(bd,J=12.6Hz,1H),4.42(bd,J=12.6Hz,1H),2.40(bs,9H),2.28(s,3H),1.83(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ166.1,165.7,164.9,164.6,144.6,144.3,144.2,143.4,130.0,129.8,129.6,129.2,128.8,127.6,126.7,126.5,126.2,97.7,86.5,78.6,76.0,63.7,21.7,21.6,16.8.
步骤B 将得自步骤A的2-C-甲基-1,2,3,5-四-O-(4-甲基苯甲酰基)-D-呋喃核糖(15.00g,23.35mmol)、三甲基甲硅烷基氰化物(12.6mL,94.24mmol)在1,2-二氯乙烷(200mL)中的溶液用四氯化锡(纯净的,2.71mL)处理,并继续在室温搅拌6小时。然后将该深色混合物倒入饱和碳酸氢钠溶液(400mL)内。加入氯仿(300mL),并且将悬浮液剧烈搅拌1小时,然后经由硅藻土塞过滤。将滤饼再用氯仿(3×100mL)洗涤,并且分离出有机层。将水相用氯仿洗涤2次,合并有机萃取液,用饱和盐水溶液(1×200mL)回洗,并真空浓缩。将该深棕色残余物(16.70g)通过硅胶梯度色谱纯化,使用己烷与乙酸乙酯的混合物作为洗脱剂。将乙酸乙酯的浓度从开始时的0%逐渐增加至分离结束时的50%。将合适的级份蒸发,获得所需化合物。LCMSC31H29O7的计算值527.19;实测值528.40[M+H]+,550.40[M+Na]+。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.00(d,J=8.0Hz,2H),7.87(bt,J=8.23Hz,4H),7.23(bm,6H),5.67(d,J=6.4Hz,1H),5.27(s,1H),4.76(dd,J=12.4,3,4Hz,1H),4.63(dd,J=12.3,4.8Hz,1H),4.53(m,1H),2.44(s,3H),2.43(s,3H),2.42(s,3H),2.03(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ166.2,165.2,164.9,144.7,144.0,129.9,129.8,129.3,129.2,129.1,126.6,126.5,125.8,115.3,83.9,81.1,76.1,72.8,62.9,21.7,21.6,21.6,19.8.
步骤C 在厚壁管中,将得自步骤B的腈(5.30g,10mmol)在无水1,4-二氧杂环己烷(10.0mL)中的溶液用4N HCl在二氧杂环己烷中的溶液(5.0mL)和540μL(30mmol)水处理,并且在50℃加热4天。将该反应混合物蒸发至干,把残余物(7.63g)通过制备中压液体色谱纯化(二氯甲烷+MeOH,梯度二氯甲烷100%至85%),获得所需酸。LCMSC31H30O7的计算值546.19;实测值547.30[M+H]+,569.30[M+Na]+。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.90(m,4H),7.70(m,2H),7.10)(bm,6H),5.6(bd,J=4.80Hz,1H),5.05(bs,1H),4.80(bm,2H),4.50(bs,1H),2.35(m,9H),1.88(bs,3H).
步骤D 将得自步骤C的酸(1.65g mg,3.01mmol)在二氯甲烷(40mL)中的溶液在冰浴中冷却,加入草酰氯(368μL,4.22mmol),然后加入三滴N,N-二甲基甲酰胺。移去冷却浴,并在室温继续搅拌1小时。真空除去溶剂,并且与甲苯(2×50mL)共同蒸发。该酰氯粗产物不用另外的纯化直接用于随后的步骤E中。
步骤E 将得自步骤D的酰氯粗产物(3.01mmol)溶解在无水甲苯(20mL)中,通过注射器加入纯净的三甲基甲硅烷基氰化物(1.60mL,12.05mmol)。加入几滴三甲基甲硅烷基氯来启动反应,并在室温继续搅拌2小时。真空除去溶剂,并且与甲苯(2×100mL)共同蒸发。粗产物不用另外的纯化直接用于随后的步骤F中。
步骤F 向得自步骤E的α-酮基腈粗产物(3.01mmol)的溶液中加入固体叔丁氧基羰基亚甲基三苯基正膦(2.26g,6.027mmol),并在室温继续搅拌过夜。真空除去溶剂,把残余物使用快速梯度硅胶色谱纯化(洗脱剂乙酸乙酯-己烷(0%-80%乙酸乙酯)。将合适的级份蒸发,获得所需产物。LCMSC38H39O9的计算值653.26;实测值654.60[M+H]+,598.5[M-tBu]+。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.02(bt,J=7.6Hz,4H),7.72(d,J=7.8Hz,2H),7.28(d,J=7.8Hz,4H),7.08(d,J=7.8Hz,2H),6.77(s,1H),5.68(bd,J=3.2Hz,1H),5.01(s,1H),4.86(bdd,J=11.9,1.8,1H),4.74(dd,J=12.1,5.5Hz,1H),445(bs,1H),2.44(s,3H),2.43(s,3H),2.36(s,3H),1.72(s,3H),1.58(s,9H).13CNMR(CDCl3,500MHz)δ166.32,135.28,165.11,161.58,144.27,144.19,143.95,136.75,129.97,129.80,129.69,129.22,129.16,129.04,126.9,126.72,126.08,120.92,115.00,114.13,83.41,83.28,82.59,82.00,77.11,63.45,29.67,27.91,21.70,21.65,21.60,18.66.
步骤G 将氨基乙腈盐酸盐(1.56g,16.80mmol)在乙醚(20mL)中的悬浮液冷却至0℃,向其中滴加亚硝酸钠(1.06g,15.3mmol)在水(4.0mL)中的冷溶液。移去冷却浴,将该反应混合物在室温剧烈搅拌2小时。分离出含有重氮乙腈的黄色有机相,用盐水洗涤,并小心地浓缩至体积小于10mL。然后将该溶液与得自步骤F的酯-腈(1.00g,1.5297mmol)在二氯甲烷(4mL)中的溶液合并。将该反应混合物在室温于黑暗中保持4周。然后将整个反应混合物负载到硅胶柱上,用己烷与乙酸乙酯的混合物(梯度,0-80%EtOAc)洗脱。将合适的级份蒸发,获得所需产物。LCMSC39H39N3O9的计算值693.27,实测值694.60[M+H]+。
1HNMR(500MHz,CDCl3)δ12.04(bs,1H),8.90(d,J=8.0Hz,2H),8.0(d,J=8.2Hz,2H),7.72(d,J=8.24Hz,2H),7.24(m,5H),7.04(d,J=8.0Hz,2H),6.21(s,1H),5.65(m,1H),5.13(dd,J=11.7,0.4Hz,1H),4.74(m,1H),4.58(dt,J=9.2,2.5Hz,1H),2.45(s,3H),2.42(s,3H),2.33(s,3H),1.71(s,9H),1.65(s,3H),13C NMR(CDCl3,500MHz)δ165.6,165.4,159.8,144.7,144.3,144.0,143.3,130.2,130.0,129.7,129.3,129.0,126.7,126.4,125.9,112.9,84.3,83.1,83.0,77.8,77.2,77.1,76.7,64.1,31.5,28.2,22.6,21.7,21.7,21.6,19.5,14.1.
步骤H 将得自步骤G的叔丁酯(390mg,0.563mmol)在纯净甲酸(4mL)中的溶液于75℃搅拌30分钟。让该混合物冷却至室温,用甲苯与二氧杂环己烷的混合物(1∶1,50mL)稀释,并真空除去溶剂。把残余再次置于甲苯/二氧杂环己烷混合物中,把挥发物蒸馏出去。将粗产物直接用于下一步骤。LCMSC35H31N3O9的计算值637.21,实测值638.47[M+H]+。
步骤I
将得自步骤H的酸(298mg,0.4673mmol)在无水二氯甲烷(10mL)中的溶液冷却至0℃,用草酰氯(60μL,0.70mmol)处理,然后加入三滴无水DMF。移去冷却浴,并将该反应混合物搅拌2小时。减压除去溶剂,将残余物与甲苯(50mL)共蒸馏两次。该酰氯粗产物不用任何另外的纯化直接用于下一步骤。将样本用甲醇处理厚,通过LCMS确定作为其甲酯衍生物的特征。LCMSC36H33N3O9的计算值651.22,实测值652.60[M+H]+。
步骤J 将得自步骤I的氯化物(102mg,最多0.4673mmol)在二氯甲烷(4mL)中的溶液冷却至0℃,加入含有一匙尖氯化四正丁基铵的叠氮化钠(303mg,4.67mmol)的水(4mL)溶液,并在冷却下剧烈搅拌1小时。分离出有机相,把水层用二氯甲烷(3×25mL)洗涤。将合并的有机相用盐水回洗,干燥(硫酸镁),减压除去溶剂。
LCMSC35H30N6O8的计算值662.21,实测值663.60[M+H]+。
步骤K 将得自步骤J的酰基叠氮粗产物(338mg,最多0.4673mmol)在甲苯(6mL)中的溶液于80℃加热3小时。真空除去溶剂,通过快速色谱法纯化残余物(硅胶,乙酸乙酯/己烷混合物,0-60%乙酸乙酯),获得了所需化合物。LCMSC37H33Cl3N4O9的计算值782.13,实测值785.61[M+H]+。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.97(d,7.6Hz,2H),7.92(d,J=11.0Hz,2H),7.86(bs,2H),7.20(bm,6H),5.69(s,1H),5.54(m,1H),4.74(m,1H),4.59(m,1H),2.45(s,3H),2.44(s,3H),2.41(s,3H),1.58(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ144.8,144.7,144.5,129.9,129.8,129.7,129.4,129.3,129.2,126.4,125.8,122.2,76.9,75.0,63.7,31.6,22.6,21.7,21.6,19.6,14.0.
步骤L
将得自步骤K的氨基甲酸乙酯(170mg,0.217mmol)在甲醇(10mL)中的溶液用氯化铵(787mmol)和金属锌(2.00g)处理。将所得悬浮液在密封的管中加热至80℃。将溶剂蒸发至干,把浆液在水(20mL)与甲苯(20mL)之间分配。再加入2.0mL浓氢氧化铵,分离出有机层,将水层用甲苯再萃取2次。将合并的有机萃取液用盐水回洗,干燥(硫酸镁),过滤并蒸发至干,获得了所需产物。粗产物不用任何另外的纯化直接用于下一步骤。LCMSC34H32N4O7的计算值608.23,实测值609.50[M+H]+。
步骤M 将得自步骤L的氨基腈(100mg,0.164mmol)和甲脒乙酸盐(300mg,2.88mol)在乙醇(4mL)中的溶液在密封管中于105℃加热4小时。让该反应混合物冷却至室温,并真空除去溶剂。通过制备TLC进一步纯化粗产物,使用乙酸乙酯作为洗脱剂。LCMSC35H33N5O9的计算值635.24,实测值636.70[M+H]+。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.43(s,1H),8.08(d,J=6.9Hz,2H),7.92(d,J=7.1Hz,2H),7.84(d,J 7.1Hz,2H),7.25(d,J=7.1Hz,2H),7.13(t,J=8.0Hz,4H),6.15(s,1H),6.02(s,1H),4.95(m,3H),4.65(s,1H),2.25(s,3H),2.38(s,3H),2.35(s,3H),1.57(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ166.00,135.69,144.54,144.29,130.32,130.12,130.09,129.40,127.62,126.89,126.59,79.47,77.54,64.91,51.77,21.97,21.93,21.89,19.15.
步骤N 将得自步骤M的三酯(17mg,0.0267mmol)在无水甲醇(6mL)中的溶液用甲醇钠的甲醇溶液(0.5M,900μL)处理,继续在室温搅拌过夜。用1mL冰醋酸中止该反应,加入甲苯(20mL),将该溶液蒸发至干。把残余物在水(6mL)与叔丁基甲基醚(TBME)(20mL)之间分配。将水相再用TBME(10mL)洗涤一次,把合并的有机萃取液用水(6mL)回洗。把合并的水萃取液微过滤,并蒸发至干。通过质量定向(m=282)制备LC获得纯产物,使用Waters Atlantis(21×150mm)柱,以及水与甲醇的90∶10混合物,用10mM甲酸铵缓冲。将含有产物的合并级份蒸发至干,通过反复冷冻干燥来除去甲酸铵。LCMSC11H15N5O4的计算值281.11,实测值282.40[M+H]+。
1H NMR(600MHz,CD3CN)δ8.16(s,1H,2-H),5.26(s,1H,1’-H),4.20(d,J=8.4Hz,1H,3’-H),3.97(dd,J=12.2,2.1Hz,1H,5”-H),3.92(dt,J=8.7,2.1Hz,1H,3’-H),3.71(dd,J=12.4,2.1Hz,1H,5’-H),0.82(s,3H,C2’-Me).13C NMR(600MHz,CD3CN)δ152.0(C6),l51.6(C2),143.2(C9),138.5(C4),84.3(C1’),82.8(C4’),79.8(C2’),73.4(C3’)和60.7(C5’).实施例2 7-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-异_唑并[4,5-d]嘧啶步骤A
将氢化钠(2.38g,59.61mmol,60%在油中的悬浮液)在无水1,2-二甲氧基乙烷(10mL)中的悬浮液在冰浴中冷却,用20分钟向其中滴加氰基甲基膦酸二乙酯(11.73g,66.25mL)在无水1,2-二甲氧基乙烷(10mL)中的溶液。继续在冷却下搅拌30分钟。用45分钟向该反应混合物中滴加2-C-甲基-3,5-二-O-(4-甲基苯甲酰基)-D-呋喃核糖(6.63g,16.56mmol)在无水1,2-二甲氧基乙烷(20mL)中的溶液。在加入完成后移去冷却浴,并将该反应混合物再搅拌2小时。通过倒入100mL水内来中止该反应,并将粗产物用MTBE(3×100mL)萃取。将合并的乙醚萃取液用盐水回洗,蒸发至干,并把粗产物(13.7g)通过快速硅胶色谱纯化(乙酸乙酯-己烷,0%-100%)。以该方式,获得了在呋喃核糖部分的C-1的α-和β-异构体。
α-异构体LCMSC24H26O6的计算值423.17;实测值424.30[M+H]+,446.30[M+Na]+。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.94(d,J=8.2Hz,2H),7.88(d,J=8.2Hz,2H),7.26(d,J=8.0Hz,2H),7.18(d,J=8.0Hz,2H),5.42(d,J=7.4Hz,1H),4.57(m,1H),4.50(m,2H),4.23(t,J=6.5Hz,1H),2.83(dd,J=17.0,6.6Hz,1H),2.76(d,J=17.0,6.6Hz,2H),2.45(s,3H),2.40(s,3H),1.50(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ166.21,165.52,144.78,143.82,129.86,129.64,129.31,129.06,126.80,125.84,117.30,80.42,77.89,77.56,77.19,64.03,23.24,21.70,21.62,17.90.
β-异构体LCMSC24H26O6的计算值423.17;实测值424.30[M+H]+,446.20[M+Na]+。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.30(t,J=7.8Hz,4H),7.26(d,J=8.0Hz,2H),7.22(J=8.0Hz,2H),5.08(d,J=5.0,1H),4.63(dd,J=l2.1,3.9Hz,1H),4.53(dd,J=12.0,5.3Hz,2H),4.41(dd,J=9.2,5.0Hz,1H),4.09(dd,J=7.6,5.0Hz,1H),2.67(dd,J=16.9,5.0Hz,1H),2.59(dd,J=16.9,7.8Hz,2H),2.56(m,1H),2.44(s,3H),2.41(s,3H),1.44(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ166.23,166.10,144.66,143.91,129.79,129.66,129.27,129.03,126.73,125.99,116.88,80.02,78.39,76.95,63.62,21.67,21.60,20.84,18.52.
步骤B 将对甲苯甲酰氯(451μL,3.415mmol)在二氯甲烷(10mL)中的溶液滴加到得自步骤A的α-异构体(1.2051g,2.846mmol)、三乙胺(1.19mL,8.54mmol)和4-二甲基氨基吡啶(347mg,2.845mmol)在1,2-二甲氧基乙烷(20mL)内的溶液中,将所得混合物在75℃搅拌18小时。真空除去溶剂,把残余物置于饱和碳酸氢钠溶液(20mL)内,用二氯甲烷(4×80mL)萃取。将合并的有机萃取液用盐水回洗,干燥(无水硫酸镁),并真空除去溶剂。将粗产物通过梯度柱色谱法(硅胶,乙酸乙酯/己烷(0%-60%)纯化,获得了所需产物。LCMSC32H31NO7的计算值541.21,实测值542.60[M+H]+。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.98(d,J=8.0Hz,2H),7.86(d,J=8.2Hz,2H),7.76,(d,J=8.2Hz,2H),7.26(d,J=8.0Hz,2H),7.21(d,8.0Hz,2H)m 7.14(d,J=8.0Hz,2H),5.64(d,J=3.9Hz,1H),4.80(dd,J=11.9,3.4Hz,1H,4.69(dd,J=12.1,5.3Hz,1H),4.63(t,J=6.6Hz,1H),4.54(m,1H),2.96(m,2H),2.43(s,6H),2.39(s,3H),1.95(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ166.23,165.18,164.95,144.43,143.93,129.77,129.61,129.24,129.21,129.14,126.80,126.64,126.06,116.96,114.98,83.31,81.36,76.92,63.6822.86,21.66,21.64,19.16.
步骤C 该化合物是由步骤B的中间体,使用类似于H.Wamhof等人在J.Org.Chem.,585181-5185(1993)中描述的方法制得的。
步骤D 该化合物是由步骤C的中间体,使用类似于B.Bhattacharya等人在Tetrahedron Lett.,27815-818(1986)中描述的方法制得的。
步骤E
该化合物是由步骤D的中间体,使用类似于B.Bhattacharya等人在Tetrahedron Lett.,27815-818(1986)中描述的方法制得的。在呋喃核糖部分的C-1的α-和β-异构体是用硅胶色谱分离出来的。
步骤F 该化合物是由步骤E的中间体,使用类似于L.Kalvoda在Coll.Czech.Chem.Comm.,431431-1437(1977)中描述的方法制得的。
步骤G
该化合物是由步骤F的中间体,使用类似于L.Kalvoda在Coll.Czech.Chem.Comm.,431431-1437(1977)中描述的方法制得的。
实施例3 4-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-呋喃并[3,2-d]嘧啶步骤A 将得自实施例4步骤F的腈(次要异构体,232mg,0.5mmol)在THF(3mL)中的溶液加到LDA(由142μL二异丙基胺和400μL n-BuLi(2.5M的己烷溶液)生成的)在THF(3mL)内-78℃冷溶液中,并在冷却下搅拌30分钟。通过注射器加入纯净的甲酸甲酯(60μL,1mmol),然后在-78℃继续搅拌1小时。移去冷却浴,用冰水浴把该反应混合物的温度达到平衡,将该温度保持15分钟。用柠檬酸水溶液(10mL,10%)中止该反应,用氯仿(3×30mL)萃取产物。把合并的萃取液用盐水(1×20mL)洗涤,干燥(硫酸钠)并真空除去溶剂。该粗产物不用任何另外的纯化直接用于下一步骤。LCMSC31H31NO5的计算值497.22,实测值498.30[M+H]+。
步骤B 将得自步骤A的粗产物(260mg,最大0.50mmol)在DMF(4mL)中的溶液用氯乙腈(300μL)处理。加入碳酸铯(700mg),继续在室温搅拌过夜。将该反应混合物倒入水(20mL)内,用TBME(3×30mL)萃取。将合并的有机相用盐水回洗,干燥(硫酸钠)并将溶剂蒸发至干。该粗产物不用任何另外的纯化直接用于下一步骤。LCMSC33H32N2O5的计算值536.23,实测值559.30[M+Na]+。
步骤C 次要差向异构体 主要差向异构体在-78℃,由nBuLi(2.5M的己烷溶液,2.1mL,5.20mmol)和二异丙基胺(730μL,5.20mmol)在THF(6mL)中生成二异丙基氨基锂的溶液。通过注射器向该溶液中加入步骤B制得的二腈粗产物(465mg,0.867mmol)在THF(4mL)中的溶液。将该反应混合物在-78℃再搅拌2小时,然后将其用饱和氯化铵溶液(20mL)处理。将粗产物用TBME(4×30mL)萃取,把合并的有机萃取液用盐水(1×30mL)回洗,用无水硫酸镁干燥,并真空除去溶剂。让残余物通过硅胶柱,使用乙酸乙酯在己烷中的混合物(05-70%)洗脱,获得两种各自的C-1差向异构体。
主要(低Rf)差向异构体1H NMR(500MHz,CD3OD)δ7.48(m,6H),7.35(m,6H),7.30(m,4H),4.74(s,1H),4.52(d,J=0.7Hz,1H),4.35(m,3H),3.38(dd,J=10.3,5.0Hz,1H),3.30(dd,J=10.1,5.0Hz,1H),1.52(s,3H),1.47(s,3H),1.46(s,3H).13C NMR(600MHz,CD3OD)δ145.62,144.69,143.36,128.67,128.58,127.92,127.82,127.24,127.17,113.84,113.13,112.76,110.41,90.34,88.12,87.33,83.35,80.87,63.48,31.52,27.83,27.56,22.40.
LCMSC33H32N2O6的计算值536.23,实测值559.20[M+Na]+。
次要(高Rf)差向异构体1HNMR(500MHz,CDCl3)δ7.48(m,6H),7.34(m,6H),7.28(m,3H),7.22(s,1H),4.74(s,1H),4.31(m,3H),3.41(dd,J=10.3,3.9Hz,1H),3.36(dd,J=10.5,4.6Hz,1H),1.62(s,3H),1.41(s,3H),1.24(s,3H).13C NMR(600MHz,CDCl3)δ143.61,143054,143.44,128.70,127.85,127.20,115.43,114.76,112.81,89.00,87.00,86.91,82.77,81.00,63.54,29.67,28.11,26.53,19.55.
LCMSC33H32N2O6的计算值536.23,实测值559.20[M+Na]+。
步骤D 将得自步骤C的氨基腈(次要差向异构体,37mg,0.069mmol)在乙醇(3mL)中的溶液用甲脒乙酸盐(214mg,2.07mmol)处理,在密封管中于85℃加热12小时。真空除去溶剂,将粗产物通过制备TLC纯化(二氯甲烷+MeOH/9∶1),获得所需产物。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ8.24(s,1H),7.88(s,1H),7.50(m,6H),7.31(m,6H),7.25(m,3H),5.17(s,1H),4.30(d,J=3.0Hz,1H),4.25(m,1H),3.34(d,J=5.04Hz,2H),1.63(s,3H),1,37(s,3H),1.17(s,3H).13C NMR(500MHz,CD3OD)δ154.42,148.51,145.23,129.95,128.87,l28.25,120.04,115.85,90.70,89.18,88.23,83.78,82.65,65.21,28.64,27.31,21.69.
LCMSC34H33N3O5的计算值563.24,实测值564.40[M+H]+。
步骤E 将得自步骤D的保护的核苷(15.7mg,0.028mmol)在甲醇(3mL)中的溶液用HCl在二氧杂环己烷中的溶液(4N,1mL)处理,在室温搅拌2小时。真空除去溶剂,把在水(10mL)与二氯甲烷(20mL)之间分配。将水相再用二氯甲烷萃取2次,把合并的有机层用炭处理,经由硅藻土过滤。把滤液浓缩至约5mL的体积,并微过滤。把滤液蒸发至干,将残余物用乙腈研制。结晶后,用吸移管取出上清液,将固体用少量乙腈洗涤,并在高度真空下干燥。LCMSC12H15N3O5的计算值281.10,实测值282.50[M+H]+。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ8.47(s,1H),8.26(s,1H),5.09(s,1H),4.02(d,J=13.0Hz,1H),3.96(bs,1H),3.87(d,J=11.7Hz,1H),3.82(d,J=7.4Hz,1H),1.00(s,3H).
实施例4 4-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-5H-吡咯并[3,2-d]嘧啶步骤A
将2-C-甲基-3,5-二-O-(4-甲基苯甲酰基)-D-呋喃核糖[其制备描述在M.Bio,等人的“Practical Synthesis of a Potent Hepatitis Virus CPolymerase Inhibitor,”J.Org.Chem.,696257-6266(2004)中](2.00g,5.00mmol)和吡啶对甲苯磺酸盐(627mg,2.5mmol)在烯丙醇(10mL)中的溶液于100℃加热24小时。把挥发性烯丙醇真空除去,通过梯度柱色谱法纯化残余物,使用乙酸乙酯(EA)和己烷的混合物作为溶剂(EA0-30%)。以该方式获得纯产物。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.93(d,J=8.2Hz,2H),7.88(d,J=8.0Hz,2H),7.23(d,J=8.0Hz,2H),7.15(d,J=8.0Hz,2H),5.85(m,1H),5.56(d,J=7.1Hz,1H),5.26(dd,J=17.4,1.8Hz,1H),5.18(dd,J=10.5,1.6Hz,1H),4.88(s,1H),4.43to 4.60(bm,3H),4.25(ddt,J=13.3,5.0,1.6Hz,1H),4.0(dt,J=13.3,5.7,1.4Hz,1H),2.42(s,3H),2.28(s,3H),1.41(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ166.29,165.57,144.41,143.54,133.76,129.83,129.73,129.22,128.93,127.02,126.28,119.98,107.01,79.64,78.32,77.16,68.23,65.22,21.66,21.59,20.00.
步骤B 将得自步骤A的二酯(3.55g,8.059mmol)溶解在无水甲醇(20mL)中,用甲醇钠的甲醇溶液(5mL,0.5M溶液)处理。继续在室温搅拌2小时,然后通过加入1N HCl(3mL)来中止该反应。真空除去溶剂,通过快速色谱法纯化残余物(SiO2柱,100%乙酸乙酯,等度洗脱),获得了白色粉末形式的所需产物。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.88(m,1H),5.29(dd,J=17.2,1.4Hz,1H),5.20(dd,J=10.3,1.2Hz,1H),4.80(s,1H),4.23(dd,J=13.0,5.0Hz,1H),4.02(m,3H),3.82(dd,J=11.7,2.5Hz,1H),3.66(dd,J=11.9,3.7Hz,1H),1.33(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ133.73,117.46,107.24,83.64,79.18,74.86,68.97,62.97,19.33.
步骤C 将得自步骤B的三醇(1.125g,5.51mmol)在二氯甲烷(6mL)中的溶液用2,2-二甲氧基丙烷(4mL)和对甲苯磺酸(187mg)处理,把所得混合物在室温搅拌2小时。然后将该反应混合物倒入饱和碳酸氢钠水溶液(20mL)内,用二氯甲烷(3×50mL)萃取。将合并的有机萃取液干燥,于室温减压除去溶剂。将所得挥发性产物不用另外的纯化直接用于下一步骤。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ5.90(m,1H),5.30(dd,J=15.6,1.4Hz,1H),5.22(dd,J=10.5,1.4Hz,1H),4.49(s,1H),4.26(m,2H),3.69(dd,J=12.4,2.5Hz,1H),3.61(dd,J=12.4,3.7Hz,1H),1.46(bs,6H),1.41(s,3H).
步骤D 将得自步骤C的醇(1.77g,最大5.51mmol)和三苯甲基氯(1.536g,5.51mmol)在吡啶(6mL)中的溶液于60℃搅拌过夜。真空除去溶剂,通过梯度色谱法纯化残余物,使用乙酸乙酯和己烷的混合物(0%-30%乙酸乙酯)洗脱。获得了C-1差向异构体混合物(2∶1)形式的所需产物。
LCMSC31H34O5的计算值486.24,实测值509.40[M+Na]+。
步骤E 将得自步骤D的烯丙基醚(800mg,1.6441mmol)、1,3-二(二苯基膦基)丙烷二氯化镍(II)(27mg,0.05mmol)在乙醚(16mL)中的溶液冷却至0℃,滴加Dibal-H(2mL,1M在己烷中的溶液)。将该混合物在冷却下搅拌30分钟,然后用2mL水中止该反应。将其在室温搅拌30分钟,加入无水硫酸镁(约2g),再继续搅拌30分钟。过滤出干燥剂,真空除去溶剂,通过梯度柱色谱法纯化残余物,使用乙酸乙酯和己烷作为洗脱剂(EA 0%-70%)。获得了C-1差向异构体混合物形式的所需产物。
LCMSC28H30O5的计算值446.21,实测值469.30[M+Na]+。
步骤F 主要 次要将氢化钠(120mg,3.0mmol,60%在矿物油中的分散液)在二甲氧基乙烷(DME,5mL)中的悬浮液冷却至0℃。滴加氰基甲基膦酸二乙酯(550μL,3.40mmol)在DME中的溶液,继续在0℃搅拌10分钟。然后加入得自步骤D的保护的核糖(760mg,1.70mmol)在DME(5.0mL)中的溶液,移去冷却浴,继续搅拌4小时。将该反应混合物在水(20mL)与TBME(60mL)之间分配,把水相再用TBME萃取2次。将合并的有机萃取液用盐水洗涤,用无水硫酸镁干燥,过滤并真空除去溶剂。通过梯度色谱法纯化粗产物,使用乙酸乙酯和己烷作为洗脱剂(EA0%-50%)。获得了两种C-1差向异构体主要差向异构体1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.46(m,6H),7.35(m,6H),7.27(m,3H),4.43(d,J=0.9Hz,1H),4.25(t,J=4.80Hz,1H),4.03(dd,J=7.3,5.7Hz,1H),3.29(dd,J=10.1,5.3Hz,1H),3.22(dd,J 10.3,4.6Hz,1H),2.68(ABq,J=16.7,7.3Hz,2H),1.50(s,3H),1.44(s,3H),1.43(s,3H).13CNMR(500MHz,CDCl3)δ143.37,128.62,127.94,127.21,117.59,113.32,89.21,89.07,87.39,83.56,81.62,63.68,27.73,27.32,22.98,27.32,22.97,18.60.
LCMSC30H31O4的计算值469.23,实测值492.26[M+Na]+。
次要差向异构体1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.48(m,6H),7.34(m,6H),7.28(m,3H),4.20(m,2H),4.05(dd,J=7.8,5.3Hz,1H),3.33(d,J=4.1Hz,1H),2.61(dd,J=16.7,5.3Hz,1H),2.52(dd,J=16.7,8.0Hz,1H),1.55(s,3H),1.38(s,3H),1.37(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ143.58,128.73,127.83,127.12,116.95,114.56,87.61,87.32,87.00,82.28,80.94,63.52,28.11,26.62,18.69,18.39.
LCMSC30H31O4的计算值469.23,实测值492.26[M+Na]+。
步骤G 将得自步骤F的腈(主要异构体,2.27g,4.83mmol)在DMF(15mL)中的溶液用二(二甲基氨基)甲基-叔丁基醚(5.05g,29mmol)处理,在50℃搅拌30分钟。将该反应用水(30mL)处理,把产物用TBME(3×50mL)萃取。将合并的有机萃取液用盐水回洗,干燥(硫酸钠)和真空除去溶剂。获得了产物,不用任何另外的纯化直接用于下一步骤。
步骤H 将得自步骤G的粗产物(2.50g,4.76mmol)在THF、乙酸和水(1∶1∶1)的混合物中剧烈搅拌1小时。将该混合物用氯仿稀释,用饱和碳酸氢钠溶液洗涤。将水相用氯仿回洗,把合并的萃取液干燥(硫酸镁),并真空除去溶剂。该粗产物不用任何另外的纯化直接用于下一步骤。
步骤I 将得自步骤H的粗产物(2.19g,4.40mmol)溶解在甲醇(20mL)中,加入水(2.0mL),然后加入乙酸钠(540mg,6.60mmol)和氨基乙腈盐酸盐(610mg,6.60mmol)。把该反应混合物在室温搅拌一个周末。然后将其用氯仿稀释,用水洗涤。把水相用氯仿回洗,把合并的有机相干燥,并真空除去溶剂。该粗产物不用纯化直接用于下一步骤。
步骤J 次要主要将得自步骤I的粗产物溶液(2.44g,4.40mmol)溶解在二氯甲烷(20mL)中,加入DBU(1.34g,8.80mmol)。通过注射器向该混合物中加入甲酸乙酯混合物(716μL,6.60mmol),并继续在室温搅拌2小时。同时,LC-MS表明完全形成氨基甲酸乙酯,再加入DBU(1.34g,8.80mmol)以诱导环合。继续在室温搅拌过夜。将该反应混合物用氯仿(50mL)稀释,用柠檬酸水溶液(10%,2×50mL)萃取。把合并的水相用氯仿洗涤,将合并的有机萃取液干燥(无水硫酸钠),并真空除去溶剂。通过柱色谱法纯化粗产物,使用二氯甲烷与乙醚的混合物(98∶2)作为洗脱剂。可分离出两种差向异构体主要差向异构体(低Rf)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.48(m,6H,7.34(m,6H),7.26(m,3H),5.31(s,1H),4.71(s,1H),4.47(m,3H),4.33(t,J=5.0Hz,1H),3.33(dd,J=10.3,5.3Hz,1H),3.27(dd,J=10.3,5.0Hz,1H),1.57(s,3H),1.45(m,9H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ143.39,128.61,127.94,127.25,123.55,123.00,90.40,88.07,87.35,83.19,82.59,64.29,63.37,27.63,27.53,14.08.
LCMSC36H37N3O6的计算值607.27,实测值630.50[M+Na]+。
次要差向异构体(高Rf)1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.52,(m,6H),7.36(m,6H),7.30(m,3H),4.76(s,1H),4.57(bs,2H),4.44(q,J=7.1Hz,2H),4.40(d,J=2.50Hz,1H),4.32(dd,J=6.7,3.9Hz,1H),3.43(dd,J=10.5,3.5Hz,1H),3.36(dd,J=10.5,4.5Hz,1H),1.63(s,3H),1.47(t,J=7.1Hz,2H),1.43(s,3H),1.24(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ146.11,143.57,128.72,127.81,127.15,122.20,114.69,89.15,86.95,86.90,82.68,81.68,64.18,63.78,31.54,28.08,26.50,22.60,19.62,14.10,14.07.
LCMSC36H37N3O6的计算值607.27,实测值630.40[M+Na]+。
步骤K 将步骤J的氨基甲酸乙酯(次要异构体,207mg,0.341mmol)在乙醇(6mL)中的溶液用碳酸钾(100mg)处理,并且在室温搅拌1小时。将该反应混合物用85∶15氯仿/iPrOH(10mL)稀释,与水(5mL)一起摇动。分离出水层,用85∶15氯仿/iPrOH萃取2次。将合并的有机萃取液用无水硫酸钠干燥,并真空除去溶剂。该粗产物不用任何另外的纯化直接用于下一步骤。
1HNMR(500MHz,CDCl3)δ8.0(s,1H),7.56(m,6H),7.33(m,6H),7.27(m,3H),6.68(d,J=2.1Hz,1H),4.82(s,1H),4.33(d,J=2.801H),4.29(m,1H),4.12(s,2H),3.42(dd,J=10.3,3.9Hz,1H),3.35(dd,J=10.3,4.6Hz,1H),1.63(s,3H),1.41(s,3H),1.21(s,3H).13C NMR(500MHz,CDCl3)δ143.68,141.72,128.73,127.83,127.13,120.84,114.94,114.51,109.47,89.54,87.04,86.89,86.43,82.59,82.41,63.71,31.57,28.21,26.69,22.63,19.80,14.10.
步骤L 在密封管中,将在步骤K中制备的氨基腈(182mg,0.339mmol)、甲脒乙酸盐(354mg,3.40mmol)在乙醇(6mL)中的溶液于搅拌下在90℃加热5小时。让该反应容器冷却至室温,把反应混合物转移到10-mL烧瓶内,并真空除去溶剂。把残余物在水(10mL)与TBME(30mL)之间分配,将水相用TBME(3×30mL)洗涤。将合并的有机萃取液用盐水回洗,干燥,并真空除去溶剂,获得所需粗产物。将其通过制备TLC进一步纯化(9∶1二氯甲烷/甲醇作为洗脱剂),获得了纯产物。LCMSC34H34N4O4的计算值562.26,实测值563.40[M+H]+。
1H NMR(500MHz,CD3OD)68.16(s,1H),7.50(m,6H),7.32(m,6H),7.26(m,4H),5.29(s,1H),4.30(d,J=3.0Hz,1H),4.23(m,1H),3.40(dd,J=5.0,1.6Hz,2H),1.64(s,3H),1.38(s,3H),1.15(s,3H).13C NMR(500MHz,CD3OD)δ149.92,145.22,129.95,129.90,129.19,128.88,128.25,115.84,112.41,90.66,89.07,88.26,83.31,83.22,65.27,28.59,27.29,21.77.
步骤M 将得自步骤L的保护的核苷(105mg,0.1966mmol)溶解在无水甲醇(2.0mL)中,用氯化氢的二氧杂环己烷溶液(4N,200μL)处理。继续在室温搅拌24小时,然后真空除去溶剂。把残余物在水(6mL)与氯仿(20mL)之间分配,分离后,将水相再次用氯仿萃取3次。将水相与一匙尖炭短暂加热回流,微过滤,并将溶剂蒸发至干。把残余物置于置于2mL乙腈内,结晶后,用吸移管取出上清液。把固体用乙腈再洗涤两次,并真空干燥,获得了所需产物。
1H NMR(600MHz,CD3OD)δ8.36(s,1H,2-H),7.73(s,1H,8-H),5.11(s,1H,1’-H),4.05(dd,J=11.8,2.5Hz,1H,5”-H),3.97(dt,J=7.7,2.5Hz,1H,4’-H),3.93(dd,J=11.7,2.6Hz,5’-H),3.82(d,J=7.6Hz,1H,3’-H),2.04(s,3H,C2’-CH3).13C NMR(600MHz,CD3OD)δ154.50(C6),145.91(C7),133.59,130.49(C2),84.66(C1’),83.87(G4’),79.74(C2’),75.36(C3’),61.16(C5’),22.60(C2’-CH3).LCMSC12H16N4O4的计算值280.12,实测值281.30[M+H]+。
实施例5 5-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-1H-吡唑并[4,3-d]嘧啶-7(6H)-酮步骤A 该化合物是按照类似于实施例1步骤C中描述的方法由实施例1步骤H的中间体来合成的。
步骤B 该化合物是由步骤A的中间体,按照类似于L.B.Townsend等人在J.Am.Chem.Soc.,1041073-1077(1982)中描述的方法制得的。
步骤C 该化合物是由步骤B的中间体,按照类似于L.B.Townsend等人在J.Am.Chem.Soc.,1041073-1077(1982)中描述的方法制得的。
步骤D 该化合物是由步骤C的中间体,按照类似于L.B.Townsend等人在J.Am.Chem.Soc.,1041073-1077(1982)中描述的方法制得的。
步骤E 该化合物是由步骤C的中间体,按照类似于L. Kalvoda在Coll.Czech.Chem.Comm.,431431-1437(1977)中描述的方法制得的。
实施例6
5-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-异_唑并[4,5-d]嘧啶-7(6H)-酮该化合物是按照实施例5中描述的方法由实施例2步骤E的中间体合成的。
实施例7 2-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-呋喃并[3,2-d]嘧啶-4(3H)-酮该化合物是按照实施例5中描述的方法由实施例3步骤D的中间体合成的。
实施例8 2-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-5H-吡咯并[3,2-d]嘧啶-4(3H)-酮该化合物是按照实施例5中描述的方法由实施例4步骤C的中间体合成的。
生物学分析下面描述用于测定对HCV NS5B聚合酶和HCV复制的抑制的试验。
在下面的试验中测定本发明化合物作为HCV NS5BRNA依赖性RNA聚合酶(RdRp)的抑制剂的有效性。
A.测试对HCV NS5B聚合酶的抑制本试验用于测定本发明核苷衍生物抑制丙型肝炎病毒(HCV)的
RNA依赖性RNA聚合酶(NS5B)在异数RNA模板上的酶活性的能力。程序试验缓冲条件(50μL-总量/反应物)20mM Tris,pH7.550μM EDTA5mM DTT2mM MgCl280mM KCl0.4U/μL RNAsin(Promega,含量(stock)为40单位/μL)0.75μg t500(一个用T7失控转录制成的500-nt RNA,具有来自丙型肝炎基因组的NS2/3区域的序列)1.6μg纯化丙型肝炎NS5B(由21个C-末端截短的氨基酸形成)1μM A,C,U,GTP(核苷三磷酸混合物)[α-32P]-GTP或[α-33P]-GTP在最高达100μM最终浓度的各种浓度下测试所述化合物。
制备包括酶和模板t500的适当量的反应缓冲液。将本发明的核苷衍生物吸移到96孔板的孔中。制备包括放射性标记GTP的核苷三磷酸(NTP’s)混合物,并将其吸移到96孔板的孔中。加入酶-模板反应溶液引发反应,并使反应在室温下进行1-2小时。
加入20μL 0.5M EDTA,pH8.0猝灭反应。包括空白试验,空白试验中将猝灭溶液在加入反应缓冲液之前加入到NTPs中。
将50μL猝灭后的反应物点滴到DE81滤片(Whatman)上,并使其干燥30分钟。用0.3M甲酸铵,pH8(每次洗涤用150mL,直到1mL洗液中的cpm小于100,通常洗6次)洗涤滤片。在闪烁计数器中,在5mL闪烁液中对滤片计数。
通过下述公式计算抑制百分比抑制%=[1-(测试反应中的cpm-空白反应中的cpm)/(对照反应中的cpm-空白反应中的cpm)]×100。
在HCV NS5B聚合酶试验中测试的具有代表性的化合物显示出小于100微摩尔的IC50值。
B.测试对HCV RNA复制的抑制
还评价本发明化合物在含有亚基因组HCV复制子的培养肝癌(HuH-7)细胞中对丙型肝炎病毒RNA复制的影响。试验的细节如下所述。本复制子试验是在V.Lohmann,F.Korner,J-O.Koch,U.Herian,L.Theilmann和R. Bartenschlager,“Replication of a Sub-genomicHepatitis C Virus RNAs in a Hepatoma Cell Line,”Science 285110(1999)中所述内容的基础上经过修改而进行的。
实施方案本试验是原位核糖核酸酶保护、基于闪烁亲近的平板测定(SPA)。将10,000-40,000个细胞加入到96孔cytostar板(Amersham)中的100-200μL含有0.8mg/mL G418的培养基中。在0-18小时,以在1%DMSO中的最高达100μM的各种浓度将化合物加入到细胞中,然后培养24-96小时。将细胞固定(20分钟,10%福尔马林),透化(20分钟,0.25%Triton X-100/PBS)并与单链33P RNA探针杂交(一夜,50℃),所述单链33P RNA探针与RNA病毒基因组中所含的(+)链NS5B(或其它基因)互补。将细胞洗涤,用RNAse处理,洗涤,加热至65℃,并在Top-Count中计数。读取每分钟计数(cpm)的减少作为对复制的抑制。
被选择来含有亚基因组复制子的人HuH-7肝癌细胞带有细胞质RNA,该细胞质RNA由HCV5’非翻译区(NTR)、新霉素选择性标记、EMCV IRES(内部核糖体进入位点)和HCV非结构蛋白NS3-NS5B以及跟随其后的3’NTR构成。
在本复制试验中测试的具有代表性的本发明化合物显示出小于100微摩尔的EC50值。
还在下述的反筛选(counterscreen)中评价了本发明核苷衍生物的细胞毒性和抗病毒特异性。
C.反筛选在下面的试验中测试了本发明C-核苷衍生物对人DNA聚合酶的抑制能力。
a.对人DNA聚合酶α和β的抑制反应条件50μL反应容积反应缓冲组分20mM Tris-HCl, pH 7.5200μg/mL牛血清清蛋白100mM KCl2mMβ-巯基乙醇10mM MgCl21.6μM dA,dG,dC,dTTPα-33P-dATP酶和模板0.05mg/mL缺口鱼精子DNA模板0.01U/μL DNA聚合酶α或β缺口鱼精子DNA模板的制备将5μL 1M MgCl2加入到500μL活化鱼精子DNA(USB 70076)中;加热至37℃,并加入30μL 65U/μL的外切核酸酶III(GibcoBRL18013-011);在37℃培育5分钟;通过加热至65℃10分钟终止反应;将50-100μL等分试样装到Bio-spin 6色谱柱(Bio-Rad 732-6002)中,该色谱柱已用20mM Tris-HCl,pH 7.5进行了平衡;通过以1,000×g离心4分钟进行洗脱;收集洗出液,并在260nm测定吸光度,以确定浓度。
将DNA模板稀释至20mM Tris-HCl,pH7.5的适当体积,将酶稀释至20mM Tris-HCl的适当体积,含有2mM β-巯基乙醇和100mMKCI。将模板和酶吸移至微量离心管或96孔板中。还分别用酶稀释缓冲液和测试化合物溶剂制备了排除酶的空白反应物和排除测试化合物的对照反应物。用具有上述组分的反应缓冲液引发反应。将反应物在37℃培育1小时。加入20μL 0.5M EDTA猝灭反应。将50μL猝灭后的反应物点滴到Whatman DE81滤片上并风干。用150mL 0.3M pH8的甲酸铵反复洗涤滤片,直到1mL洗液<100cpm。将滤片用150mL无水乙醇洗涤两次,用150mL无水乙醚洗涤一次,干燥并在5mL闪烁液中计数。
通过下述公式计算抑制的百分比抑制%=[1-(测试反应中的cpm-空白反应中的cpm)/(对照反应中的cpm-空白反应中的cpm)]×100。
b.对人DNA聚合酶γ的抑制在包含下述成分的反应中测试了对人DNA聚合酶γ的抑制能力0.5ng/μL酶;10μM dATP,dGTP,dCTP和TTP;2μCi/反应[a-33P]-dATP和0.4μg/μL活化鱼精子DNA(购自US Biochemical),在含有20mM Tris pH8,2mM β-巯基乙醇、50mM KCl、10mM MgCl2和0.1μg/μL BSA的缓冲液中。使反应在37℃进行1小时,然后通过加入0.5M EDTA至142mM的最终浓度猝灭反应。通过阴离子交换过滤结合和闪烁计数对所形成的产物定量。在最高达50μM的浓度测试化合物。
通过下述公式计算抑制的百分比抑制%=[1-(测试反应中的cpm-空白反应中的cpm)/(对照反应中的cpm-空白反应中的cpm)]×100。
在下述测试中,测定了本发明核苷衍生物抑制HIV感染和HIV扩散的能力。
c.HIV感染性测试用表达CXCR4和CCR5的HeLa Magi细胞的变体进行本测试,根据低背景β-半乳糖苷酶(β-gal)表达进行选择。使细胞感染48小时,用化学发光底物(Galactolight Plus,Tropix,Bedford,MA)对得自综合(integrated)HIV-1LTR启动子的β-gal产物进行定量。在开始于100μM的两倍连续稀释液中滴定(在重复试验中)抑制物;计算相对于对照感染的各浓度下的抑制百分比。
d.对HIV扩散的抑制通过美国专利5,413,999号(1995年5月9日)和J.P.Vacca等的Proc.Natl.Acad.Sci.,914096-4100(1994)中所述的方法测试本发明化合物抑制人类免疫缺陷性病毒(HIV)扩散的能力,将所述文献的内容全部引用结合进本文。
在下列测试中所述的基于MTS细胞的测试中,筛选了本发明C-核苷衍生物对含有亚基因组HCV复制子的培养肝癌(HuH-7)细胞的细胞毒性。在H.Nakabayashi等的Cancer Res.,423858(1982)中描述了HuH-7细胞系。
e.细胞毒性测试在适当的培养基中准备细胞培养物,浓度为大约1.5×105个细胞/mL的用于3天培育中的悬浮培养,浓度为5.0×104个细胞/mL的用于3天培育中的贴壁培养。将99μL细胞培养物转移至96孔组织培养处理板的孔中,加入1μL在DMSO中的100倍最终浓度的测试化合物。将平板在37℃和5%CO2条件下培育一段特定时间。培育期之后,向各孔中加入20μL CellTiter 96 Aqueous One Solution Cell Proliferation测试试剂(MTS)(Promega),再将平板在37℃和5%CO2条件下培育最长为3小时的一段时间。振荡平板以使各孔混合,用平板读数器读取490nm下的吸光度。用临添加MTS试剂前的已知细胞数制作悬浮培养细胞的标准曲线。代谢活性细胞将MTS分解为甲 ,甲 在490nm吸收。将化合物存在下490nm的吸光度与未添加任何化合物的细胞的吸光度相比。
参考Cory,A.H等,“Use of an aqueous soluble tetrazolium/formazanassay for cell growth assays in culture,”Cancer Commun.3207(1991)。
将下面的测试用于测定本发明化合物对其它RNA依赖性RNA病毒的活性。
a.测定化合物对鼻病毒的体外抗病毒活性(致细胞病变效应抑制测试)测试条件描述在Sidwell and Humnan,“Use of disposablemicrotissue culture plates for antiviral and interferon inductionstudies,”Appl.Microbiol.22797-801(1971)的文章中。
病毒如Sidwell和Huffman参考中所述,使用2型鼻病毒(RV-2)HGP毒株与KB细胞和培养基(0.1%NaHCO3,无抗生素)。由ATCC获得的病毒取自具有轻微的急性发热上呼吸道疾病的成年男性的咽喉棉棒。
9型鼻病毒(RV-9)211毒株和14型鼻病毒(RV-14)Tow毒株也由Rockville,MD中的American Type Culture Collection(ATCC)获得。RV-9取自人咽喉洗液,RV-14取自具有上呼吸道疾病的年轻成人的咽喉棉棒。这两种病毒都采用人子宫颈上皮样癌细胞HeLa Ohio-1细胞(Dr.Fred Hayden,Univ.of VA)。用具有5%胎牛血清(FBS)和0.1%NaHCO3的MEM(Eagle’s极限必需培养基)作为生长培养基。
全部三种病毒类型的抗病毒测试培养基都是具有5%FBS、0.1%NaHCO3、50μg庆大霉素/mL和10mM MgCl2的MEM。
2000μg/mL是用于测试本发明化合物的最高浓度。在加入受试化合物之后大约5分钟,将病毒加入到测试板中。同时制作适当的对照试样。将测试板在潮湿空气、5%CO2、37℃条件下进行培养。通过显微镜观察对照细胞的形态变化来监测细胞毒性。病毒CPE数据和毒性对照数据的回归分析给出了ED50(50%有效剂量)和CC50(50%细胞毒性浓度)。通过式子SI=CC50÷ED50计算选择性指数(SI)。
b.测定化合物对登革热、班齐和黄热病的体外抗病毒活性(CPE抑制测试)测试详细内容给出在上述Sidwell和Huffman参考文献中。
病毒从疾病控制中心获取登革热2型病毒New Guinea毒株。用两行非洲绿猴肾细胞培养病毒(非洲绿猴肾细胞株系(Vero))并进行抗病毒测试(MA-104)。从ATCC获得自被感染的鼠脑制取的黄热病病毒17D毒株和分离自南非发热男孩的血清的班齐病毒H336毒株。这两种病毒的测试都使用Vero细胞。
细胞和培养基在具有5%FBS和0.1%NaHCO3、没有抗生素的199培养基中使用MA-104细胞(Bio Whittaker,Inc.,Walkersville,MD)和Vero细胞(ATCC)。
用于登革热、黄热病和班齐病毒的测试培养基是MEM、2%FBS、0.18%NaHCO3和50μg庆大霉素/mL。
本发明化合物的抗病毒测试按照Sidwell and Huffman参考文献中所述进行,类似于上述鼻病毒抗病毒测试。对于各种病毒,在5-6天后获得适当的致细胞病变效应(CPE)记录。
c.测定化合物对西尼罗病毒的体外抗病毒活性(CPE抑制测试)测试详细内容给出在上述引用的Sidwell and Huffman参考文献中。从疾病控制中心获得取自鸦脑的西尼罗病毒New York分离物。使Vero细胞生长并如上使用。测试培养基为MEM、1%FBS、0.1%NaHCO3和50μg庆大霉素/mL。
本发明化合物的抗病毒测试按照Sidwell and Huffman参考文献中所述方法进行,类似于用于鼻病毒活性测试的那些方法。在5-6天后获得适当的致细胞病变效应(CPE)记录。
d.测定化合物对鼻病毒、黄热病、登革热、班齐和西尼罗病毒的体外抗病毒活性(中心红摄取测试)如上进行CPE抑制测试后,再使用“Microtiter Assay forInterferonMicrospectrophotometric Quantitation of CytopathicEffect,”Appl.Environ.Microbiol.3135-38(1976)中所述的细胞病变检测方法。用EL309型小平板读出器(Bio-Tek Instruments Inc.)对测试平板读数。如上计算出ED50值和CD50值。
药物制剂的实施例作为本发明化合物的口服组合物的具体实施方案,用50mg实施例1或实施例2的化合物与充分粉碎后的乳糖一起配制制剂,以提供580-590mg的总量,将其装进0号硬明胶胶囊中。
如上对本发明进行了描述并参照其具体实施方案进行了举例说明,本领域技术人员都将意识到在不背离本发明的精神和范围的前提下,可以对其进行各种变化、改进和替换。例如,根据需要治疗HCV严重传染的人的反应的各种变化的推断,前文中列出的优选剂量以外的有效剂量也是适用的。同样,所观察到的药理学反应也可根据并依赖所选择的具体活性化合物或者是否存在制药载体以及制剂类型和所用给药方式而变化,根据本发明的目的和实践注意到这些预期的变化或结果差异。因此,本发明仅由所附权利要求的范围限定,这些权利要求适当地保持较宽的范围。
权利要求
1.结构式I的化合物或其可药用盐 其中X是O、S或NR8;Y是CR11或N;R1选自氢、氟、叠氮基、氨基、羟基、C1-3烷氧基、巯基和C1-3烷硫基;R2和R3分别独立地选自氢、甲基、C1-16烷基羰基、C2-18链烯基羰基、C1-10烷氧基羰基、C3-6环烷基羰基、C3-6环烷氧基羰基、CH2O(C=O)C1-4烷基、CH(C1-4烷基)O(C=O)C1-4烷基或下式所示的氨基酰基残基 R4是氢、叠氮基、甲基、羟基甲基或氟甲基;R5是氢、C1-10烷基羰基、磷酰基或其环状前药酯、二磷酰基、三磷酰基、C2-18链烯基羰基、C1-10烷氧基羰基、C3-6环烷基羰基、C3-6环烷氧基羰基、CH2O(C=O)C1-4烷基、CH(C1-4烷基)O(C=O)C1-4烷基或下式所示的氨基酰基残基 R6和R7分别独立地为氢、羟基、卤素、C1-4烷氧基、氨基、C1-4烷基氨基、二(C1-4烷基)氨基、C3-6环烷基氨基、二(C3-6环烷基)氨基、苄基氨基、二苄基氨基或C4-6杂环烷基,其中所述烷基、环烷基、苄基和杂环烷基是未取代的或者被1-5个选自下列的基团取代卤素、羟基、氨基、C1-4烷基和C1-4烷氧基;R8是氢或C1-4烷基;R9是氢、C1-5烷基或苯基C0-2烷基;R10是氢、C1-4烷基、C1-4酰基、苯甲酰基、C1-4烷氧基羰基、苯基C0-2烷氧基羰基、C1-4烷基氨基羰基、苯基C0-2烷基氨基羰基、C1-4烷基磺酰基或苯基C0-2烷基磺酰基;且R11是氢、甲基、卤素、叠氮基或氨基。
2.权利要求1的化合物,其中Y是CH,且X是O、S或NR8。
3.权利要求2的化合物,其中X是O。
4.权利要求2的化合物,其中X是NR8。
5.权利要求4的化合物,其中R8是氢。
6.权利要求1的化合物,其中Y是N,且X是O、S或NR8。
7.权利要求6的化合物,其中X是O。
8.权利要求6的化合物,其中X是NR8。
9.权利要求8的化合物,其中R8是氢。
10.权利要求1的化合物,其中R1和R4都是氢。
11.权利要求10的化合物,其中R2、R3和R5是氢。
12.权利要求11的化合物,其中R6和R7分别独立地为氢、氨基、氟或羟基。
13.权利要求1的化合物,其中Y是N;X是NR8;R1、R2、R3、R4和R5是氢;且R6和R7分别独立地为氢、氨基、氟或羟基。
14.权利要求13的化合物,其中R8是氢。
15.权利要求1的化合物,其中Y是CH;X是NR8;R1、R2、R3、R4和R5是氢;且R6和R7分别独立地为氢、氨基、氟或羟基。
16.权利要求15的化合物,其中R8是氢。
17.权利要求1的化合物,其中Y是N;X是O;R1、R2、R3、R4和R5是氢;且R6和R7分别独立地为氢、氨基、氟或羟基。
18.权利要求17的化合物,其中R8是氢。
19.权利要求1的化合物,其中Y是CH;X是O;R1、R2、R3、R4和R5是氢;且R6和R7分别独立地为氢、氨基、氟或羟基。
20.权利要求19的化合物,其中R8是氢。
21.权利要求1的化合物,其中所述化合物选自4-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-呋喃并[3,2-d]嘧啶;2-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-呋喃并[3,2-d]嘧啶-4(3H)-酮;4-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-噻吩并[3,2-d]嘧啶;2-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-噻吩并[3,2-d]嘧啶-4(3H)-酮;4-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-5H-吡咯并[3,2-d]嘧啶;2-氨基-7-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-5H-吡咯并[3,2-d]嘧啶-4(3H)-酮;7-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-异_唑并[4,5-d]嘧啶;5-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-异_唑并[4,5-d]嘧啶-7(6H)-酮;7-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-1H-吡唑并[4,3-d]嘧啶;和5-氨基-3-(2-C-甲基-β-D-呋喃核糖基)-1H-吡唑并[4,3-d]嘧啶-7(6H)-酮;或其可药用盐。
22.包含权利要求1的化合物与可药用载体的药物组合物。
23.权利要求1的化合物在治疗哺乳动物中丙型肝炎病毒感染中的应用。
24.权利要求1的化合物在制备用于治疗哺乳动物中丙型肝炎病毒感染的药物中的应用。
全文摘要
本发明提供了是RNA依赖性RNA病毒聚合酶抑制剂的C-嘌呤核苷类似物及其某些衍生物。这些化合物是RNA依赖性RNA病毒复制的抑制剂,并且可用于治疗RNA依赖性RNA病毒感染。本发明化合物可特别用作丙型肝炎病毒(HCV)NS5B聚合酶的抑制剂、作为HCV复制的抑制剂和/或用于治疗丙型肝炎感染。本发明还涉及包含这样的C-核苷化合物的药物组合物,所述C-核苷化合物单独或者与抗RNA依赖性RNA病毒感染,特别是HCV感染的其它活性剂组合存在。本发明还涉及使用本发明方法来抑制RNA依赖性RNA聚合酶,抑制RNA依赖性RNA病毒复制,和/或治疗RNA依赖性RNA病毒感染的方法。
文档编号A61K31/70GK1968605SQ200580019500
公开日2007年5月23日 申请日期2005年6月10日 优先权日2004年6月15日
发明者G·布托拉, M·麦科斯, B·巴特, A·B·埃德拉普 申请人:默克公司, 埃西斯药品公司
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