专利名称：二氟核苷及其制备方法
技术领域：
本发明涉及新的二氟核苷，2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷及其制备方法。
背景技术：
吉西他滨盐酸盐是2′-脱氧-2′，2′-二氟胞嘧啶单盐酸盐的β异构体，具有下列的结构 C9H11F2N3O4·HCl.
Mw 299.66 它是一种白色到灰白色的固体，以名称Gemzar作为显示抗肿瘤活性的核苷类似物进行销售。吉西他滨，盐酸吉西他滨的游离碱，显示细胞分裂时相的特异性，主要杀死正在进行DNA合成(S-相)的细胞，也阻断细胞通过G1/S-相界限的发展。吉西他滨通过核苷激酶在细胞内代谢为活性二磷酸(dFdCDP)和三磷酸(dFdCTP)核苷。吉西他滨的细胞毒性作用归因于二磷酸和三磷酸核苷的两种活性的组合，导致了对DNA合成的抑制。
盐酸吉西他滨是由吉西他滨制备的，其是2′，2′-二氟核苷的衍生物，通常通过适当的受保护的碱攻击相应的受保护的糖类衍生物的1-位而制备。
美国专利U.S.4,965,374公开了1-磺酰氧-2-脱氧-2，2，-二氟戊呋喃糖和受保护的胞嘧啶之间的偶合反应，得到α/β异构体比例为1∶1的混合物形式的吉西他滨的前体。
美国专利U.S.5,371,210公开了1-磺酰氧-2-脱氧-2，2，-二氟戊呋喃糖和受保护的胞嘧啶之间的偶合反应，但该反应是在没有任何溶剂的条件下进行的。但是，要进行1-磺酰氧-2-脱氧-2，2，-二氟戊呋喃糖的预纯化方法以得到富含异构体的原料，然后偶合反应得到α/β比例高达1到1.8的吉西他滨的前体。
美国专利U.S.5,594,124公开了-78℃下在1-磺酰氧-2-脱氧-2，2，-二氟戊呋喃糖和受保护的胞嘧啶之间的偶合反应，得到α/β比例高达1到2.5的最终产物。
美国专利U.S.5,744,597公开了在美国专利U.S.5,371,210所述的预纯化方法后，进行1-磺酰氧-2-脱氧-2，2，-二氟戊呋喃糖和受保护的胞嘧啶之间的偶合反应。
美国药典对吉西他滨(β异构体)中α异构体的水平设定了非常严格的限制，允许通过HPLC测定其水平不超过0.1％的范围。因此，在本领域需要一种改进的方法来制备2′，2′-二氟核苷。
发明简述
在一个方面，本发明提供一种制备通式I的2′，2′-二氟核苷的方法， 通过HPLC测定其α/β比例是约1∶4到约1∶6，包括将通过HPLC测定其α/β比例是约1∶1到1∶2的通式II的氟化的受保护的糖衍生物
水不混溶性的有机溶剂、和通式III的有机碱 和路易斯酸混合，得到混合物，然后将该混合物加热到约40℃到约140℃，直至有至少80％转化，然后猝灭反应得到通式I的2′，2′-二氟核苷；其中，L是离去基团，该离去基团选自C1-10烷基、C1-10卤代烷基、C1-10芳基-酯、C1-10烷基和C1-10芳基-磺酸酯和卤素；R是醇的保护基，其选自C1-10烷基-和C1-10芳基-酯的酯、醚、氨基甲酸酯和缩醛；P1是C1-6三烷基硅烷基醚，其中每个烷基可以相同或不同，并且X是NH或O。
在另一个方面，本发明提供一种制备吉西他滨的方法，包括如上所述制备通式I的2′，2′-二氟核苷，并进一步将其转化为吉西他滨。
在另一方面，在如上所述的方法中，L是乙酸酯基，R是苄基和P1是三甲基硅烷基，并且得到的产物是通式Ia的3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷。
在一个方面，本发明提供一种制备吉西他滨的方法，包括如上所述制备通式Ia的3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷，并进一步将其转化为吉西他滨。
在另一个方面，本发明提供一种新的化合物，即通式Ia的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷
在另一个方面，本发明提供通式Ia的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷，通过HPLC测定其α/β比例是约1∶4到约1∶6。
在一个方面，本发明提供新的具有下列结构的通式Ia-β的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷的β异构体。
附图简述附
图1说明的是通式Ia的化合物的1H-NMR谱；和附图2说明的是通式Ia-β的化合物的1H-NMR谱。
发明详述
本发明提供一种通过立体选择性偶合反应获得吉西他滨的方法，其是在温和条件下进行的，产生吉西他滨的富含β的前体，因此避免了纯化步骤例如色谱法。因此，本发明的方法适合于工业规模。
本发明提供一种制备通式I的2′，2′-二氟核苷的方法，
通过HPLC测定其α/β比例是约1∶4到约1∶6，包括将通过HPLC测定其α/β比例是约1∶1到1∶2的通式II的氟化的受保护的糖衍生物 水不混溶性的有机溶剂和通式III的有机碱 与路易斯酸混合，得到混合物，然后将该混合物加热到约40℃到约140℃的温度，直至有至少约80％转化，然后猝灭反应得到通式I的2′，2′-二氟核苷；其中，L是离去基团，其选自C1-10烷基、C1-10卤代烷基、C1-10芳基-酯、C1-10烷基和C1-10芳基-磺酸酯和卤素；R是醇的保护基，其选自C1-10烷基、C1-10芳基酯、醚、氨基甲酸酯和缩醛；P1是C1-6三烷基硅烷基醚，其中每个烷基可以相同或不同，并且X是NH或O。
优选地，本发明的方法可以用于合成2′-脱氧-2′，2′-二氟腺苷、2′-脱氧-2′，2′-二氟尿苷，2′-脱氧-2′，2′-二氟胸苷、2′-脱氧-2′，2′-二氟鸟苷、2′-脱氧-2′，2′-二氟胞苷及它们的类似物，它们是在通过本发明的方法获得的受保护的2′，2′-二氟核苷进行脱保护反应后获得的。可以根据本领域已知的方法进行脱保护反应，例如如J.Chem.Soc.PerkinTrans.1，1982，1171，J.Org.Chem.，1988，53，2406，Helv.Chim.Acta，1995，490和Org.Proc.Res.Dev.，2004，8，564所述。
优选地，R是C1-10烷基或C1-10芳基酯，更优选是C1-10芳基酯，最优选是苯甲酰酯。更优选P1是C1-3烷基，最优选是三甲基甲硅烷基，优选L是C1-10烷基或C1-10芳基-酯，更优选C1-10烷基酯，最优选甲基酯。
本发明进一步提供一种制备吉西他滨的方法，包括如上所述制备通式I的2′，2′-二氟核苷，并进一步将其转化为吉西他滨。
本发明还提供如上所述的方法，其中L是甲基酯并且R是苯甲酰酯，因此，通式II的氟化的受保护的糖衍生物对应于通式II-a的1-乙酰基-2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-呋喃核糖， 并且其中P1是三甲基甲硅烷基，因此，通式III的有机碱对应于通式IIIa的2，4-二-O-三甲基甲硅烷基尿嘧啶， 并且获得的通式I的2′，2′-二氟核苷对应于通式Ia的3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷。
通式IIa的1-乙酰基-2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-呋喃核糖可以如实施例2所例举的方法制备。根据实施例3例举的方法，通式IV的化合物 与有机碱和乙酰化试剂混合，得到混合物。然后将该混合物在约0℃到约40℃的温度下保持约1到约18小时，得到1-乙酰基-2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-呋喃核糖，然后将其回收。
优选地，与水不可混溶的有机溶剂选自C1-4卤代烃，更优选是二氯乙烷或二氯甲烷，最优选二氯乙烷。
优选地，在偶合步骤中有机碱是商购品。
优选地，在偶合步骤中有机碱选自嘧啶和嘌呤衍生物。优选地，嘧啶衍生物是胞嘧啶、尿嘧啶或胸腺嘧啶。优选的嘌呤衍生物是鸟嘌呤或腺嘌呤。
优选地，该碱是受保护的碱，其中每个氧原子用保护基保护。优选地，该碱是受保护的碱，其中每个氧原子用保护基保护。优选地，受保护的碱选自2-O-三甲基甲硅烷基胞嘧啶、2-O-三甲基-N-三甲基甲硅烷基乙酰基胞嘧啶、2，4-二-O-三甲基甲硅烷基尿嘧啶、2，4-二-O-三甲基硅烷基胸腺嘧啶、和6-O-三甲基甲硅烷基鸟嘌呤。最优选地，受保护的碱是2，4-二-O-三甲基甲硅烷基尿嘧啶。
优选地，路易斯酸是TiCl4、AlCl3、BF3、ZnCl2、SnCl2或SnCl4，更优选SnCl4。
优选地，相对于每摩尔当量的通式IV的化合物，路易斯酸的使用量是1.5摩尔当量到6摩尔当量。
优选地，化合物加热到约60℃到约120℃的温度下。
优选地，将该反应保持在约60℃到约120℃的温度下约1到约24小时，优选约6到约24小时，直至有至少80％的转化。其中在该阶段，异构体比例是不变的，并且通过猝灭使反应停止。方便地，在通式Ia的3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷中观测到的α∶β比例并不是由起始的糖中的端基异构体的初始比例确定的，而是受到催化剂的性质和反应溶剂的驱动。
优选通过HPLC测定转化。
优选地，在回收产物前，将混合物降低到约25℃到约20℃的温度下。
优选地，用碳酸氢钾或碳酸氢钠，更优选碳酸氢钾的饱和水溶液进行猝灭。
通式Ia的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷可以通过过滤猝灭后获得的混悬液，然后用饱和碳酸氢钠溶液洗涤该滤液并减压浓缩而从反应混合物中回收。
回收的通式Ia的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷通过HPLC测定，其异构体比例是约1∶4到约1∶6，其在比例为2∶1的庚烷和乙酸乙酯的混合物中研磨，过滤，得到通过HPLC测定α/β比是约2∶98的通式Ia的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷。
本发明提供一种制备吉西他滨的方法，包括如上所述制备通式Ia的3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷，并进一步将其转化为吉西他滨，例如根据本领域已知的方法，例如如J.Chem.Soc.Perkin Trans.1，1982，1171，J.Org.Chem.，1988，53，2406；Helv.Chim.Acta，1995，490或Org.Proc.Res.Dev.，2004，8，564中所述。
本发明进一步提供新的化合物，通式Ia的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷。
本发明也提供通过HPLC测定α/β比是约1∶4到约1∶6的通式Ia的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷。
本发明的通式Ia的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷的特征在于其1H-NMR谱在约4.85-4.55，4.85，5.25，5.77，5.95-5.80，6.37，6.60，7.75-7.42，7.90，7.95-8.10和11.65ppm处的峰.该化合物的1H-NMR谱如附图1所示。
本发明提供新的具有下列结构的通式Ia-β的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷的β异构体。
本发明的通式Ia-β的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷的β异构体的特征在于其1H-NMR谱在约4.92-4.85，5.77，5.95-5.85，6.37，7.80-7.42，7.90，8.10和11.65ppm处的峰。该化合物的1H-NMR谱如附图2所示。
实施例HPLC
通过下列的HPLC法确定异构体的比例柱&柱填充物HP Hypersil BDS-C 18(125*4mm)或等效物，洗脱液A乙腈(包含0.1％TFA)洗脱液B水梯度情况
检测器254nm
稀释剂乙腈样品浓度在乙腈中为2mg/mL实施例1制备通式I的2′，2′-二氟核苷的一般程序
根据本发明，将二氟糖类衍生物溶解于20到30体积的溶剂中，然后在室温下加入1.5到4.5当量的2，4-二-O-三甲基甲硅烷基尿嘧啶和2到4.5当量的Sn(II)或(IV)的盐。在20℃到105℃的温度下加热该混合物，通过HPLV监测该反应。当观测到所需要的转化时，冷却混合物至室温，然后加入饱和碳酸氢钠溶液。过滤该混合物，然后浓缩滤液至干燥。任选地，在庚烷/乙酸乙酯中研磨该立体异构体的粗制混合物，过滤得到白色固体状的纯β端基异构体。
实施例22-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷(从醋酸酯)
将0.46g的1-乙酰基-2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-呋喃核糖样品(化合物IV，其可以从商购材料获得，例如通过专利申请WO2005095430所报道的方法得到)溶解于15ml的二氯乙烷中，在室温下加入1.26g的2，4-二-O-三甲基甲硅烷基尿嘧啶和0.89ml的SnCl4。然后将混合物加热到83℃22小时。然后将混合物冷却至室温，通过加入20ml的饱和碳酸氢钠溶液猝灭。在Celite垫上过滤该混悬液并用100ml的二氯甲烷洗脱。用20ml的饱和碳酸氢钠溶液洗涤该滤液，在Na2SO4上干燥，过滤并减压浓缩，得到灰白色泡沫。
粗产品是端基异构体的1∶5混合物，将其在2∶1的庚烷/乙酸乙酯混合物中研磨，并过滤。鉴定(1H，19F NMR，HPLC)该不溶性固体是标题化合物的β端基异构体(95％de)。
1H NMRδ(300MHz，DMSO)11.65(IH，s)；8.10(2H，d)；7.90(2H，d)；7.80-7.42(7H，m)；6.37(IH，t)；5.95-5.85(1H，m)；5.77(1，d)；4.92-4.85(3H，m)实施例31-乙酰基-2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-呋喃核糖
将4.0g的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-呋喃核糖样品溶解于40ml的三乙胺中，缓慢加入20ml的乙酸酐。在室温下搅拌混合物17小时，然后分配于100ml的二氯甲烷和40ml的饱和碳酸氢钠溶液之间。在Na2SO4中干燥有机相，并减压浓缩。残留物的色谱法在硅胶上进行，并用庚烷/乙酸乙酯作为洗脱液，得到呈白色固体状的标题化合物(3.78g，经1H，19F NMR和HPLC测定为端基异构体的1∶1.19混合物)。
δ(300MHz，DMSO)8.10-7.90(4H，d)；7.85-7.50(6H，d)；6.40和6.31(1H，d)；6.00-5.90(1H，m)；4.95-4.45(3H，m)；2.18和2.00(3H，s)对比实施例4根据美国专利U.S.5,594,124制备2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-1-甲基磺酰氧-呋喃核糖
将4.0g的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-呋喃核糖样品溶解于1.92ml的三乙胺和50ml的二氯甲烷中。然后，缓慢加入1.00ml的甲烷磺酰氯。在室温下搅拌混合物17小时。然后将混合物分配于100ml的二氯甲烷和40ml的饱和碳酸氢钠溶液之间。在Na2SO4中干燥有机相，并减压浓缩。残留物的色谱法在(庚烷/乙酸乙酯作为洗脱液)硅胶上进行，得到4.91g的呈白色固体状的标题化合物，经1H，19F NMR和HPLC测定为端基异构体的1∶1混合物。
对比实施例5根据美国专利U.S.4,965,374制备2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷(从甲磺酸盐)
将如上所述得到的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-1-甲基磺酰氧-呋喃核糖(500mg)溶解于含二氯甲烷(10ml)的耐压管中。
将2，4-O-二-三甲基甲硅烷基尿嘧啶(420mg)和三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸(0.297mL)加入到该溶液中。混合物加热到83℃17小时，然后冷却到25℃并在二氯甲烷(40mL)和饱和碳酸氢钠水溶液(20mL)间分配两次。
在Na2SO4中干燥合并的有机萃取物，减压浓缩得到呈灰白色泡沫状的粗产品(540mg)；α/β端基异构体比例(1.14/1，HPLC)。
权利要求
1.一种制备通式I的2′，2′-二氟核苷的方法 通过HPLC测定其α/β比例是约1∶4到约1∶6，包括(a)将通过HPLC测定其α/β比例是约1∶1到1∶2的通式II的氟化的受保护的糖衍生物 水不混溶性的有机溶剂和通式III的有机碱 与路易斯酸混合，得到混合物；(b)将该混合物加热到约40℃到约140℃，直至有至少约80％转化；(c)猝灭反应得到通式I的2′，2′-二氟核苷；其中，L是离去基团，其选自C1-10烷基、C1-10卤代烷基、C1-10芳基-酯、C1-10烷基和C1-10芳基-磺酸酯和卤素；R是醇的保护基，其选自C1-10烷基、C1-10芳基酯、醚、氨基甲酸酯和缩醛；P1是C1-6三烷基甲硅烷基醚，其中每个烷基可以相同或不同，并且X是NH或O。
2.权利要求1的方法，其中所获得的2′，2′-二氟核苷是2′-脱氧-2′，2′-二氟腺苷、2′-脱氧-2′，2′-二氟尿苷、2′-脱氧-2′，2′-二氟胸苷、2′-脱氧-2′，2′-二氟鸟苷、2′-脱氧-2′，2′-二氟胞苷或它们的类似物。
3.权利要求1的方法，其中R是C1-10烷基-或C1-10芳基酯。
4.权利要求3的方法，其中R是C1-10芳基酯。
5.权利要求4的方法，其中R是苯甲酰酯。
6.权利要求1的方法，其中P1是C1-6三烷基甲硅烷基醚。
7.权利要求6的方法，其中每个烷基可以相同或不同。
8.权利要求1的方法，其中P1是C1-3三烷基甲硅烷基醚。
9.权利要求8的方法，其中C1-3三烷基是甲基。
10.权利要求1的方法，其中L是C1-10烷基或C1-10芳基酯。
11.权利要求10的方法，其中L是C1-10烷基酯。
12.权利要求11的方法，其中L是甲基酯。
13.一种制备吉西他滨的方法，包括(a)将通过HPLC测定其α/β比例是约1∶1到1∶2的通式II的氟化的受保护的糖衍生物、水不混溶性的有机溶剂和通式III的有机碱与路易斯酸混合，得到混合物；(b)将该混合物加热到约40℃到约140℃，直至有至少约80％转化；(c)猝灭反应得到通式I的2′，2′-二氟核苷；(d)将通式I的2′，2′-二氟核苷转化为吉西他滨。
14.权利要求1的方法，其中L是甲基酯，R是苯甲酰酯，P1是三甲基甲硅烷基，得到的通式I的2′，2′-二氟核苷相应于通式Ia的3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷，
15.权利要求1的方法，其中水不混溶性的有机溶剂选自C1-4卤代烃。
16.权利要求15的方法，其中C1-4卤代烃是二氯乙烷或二氯甲烷。
17.权利要求15的方法，其中C1-4卤代烃是二氯乙烷。
18.权利要求1的方法，其中有机碱选自嘧啶和嘌呤衍生物。
19.权利要求15的方法，其中嘧啶衍生物是胞嘧啶、尿嘧啶或胸腺嘧啶。
20.权利要求15的方法，其中嘌呤衍生物是鸟嘌呤或腺嘌呤。
21.权利要求15的方法，其中碱是受保护的碱，其中每个氧原子用保护基保护。
22.权利要求21的方法，其中在该碱中每个氧原子用保护基保护。
23.权利要求22的方法，其中受保护的碱选自2-O-三甲基甲硅烷基胞嘧啶、2-O-三甲基-N-三甲基甲硅烷基乙酰基胞嘧啶、2，4-二-O-三甲基甲硅烷基尿嘧啶、2，4-二-O-三甲基甲硅烷基胸腺嘧啶、和6-O-三甲基甲硅烷基鸟嘌呤。
24.权利要求23的方法，其中受保护的碱是2，4-二-O-三甲基甲硅烷基尿嘧啶。
25.权利要求1的方法，其中路易斯酸是TiCl4、AlCl3、BF3、ZnCl2、SnCl2或SnCl4。
26.权利要求25的方法，其中路易斯酸是SnCl4。
27.权利要求1的方法，其中相对于每摩尔当量的通式II的化合物，路易斯酸的使用量是1.5摩尔当量到6摩尔当量。
28.权利要求1的方法，其中该混合物加热到约60℃到约120℃的温度。
29.权利要求1的方法，其中该反应在约60℃到约120℃的温度下保持约1到约24小时。
30.权利要求1的方法，其中该反应在约60℃到约120℃的温度下保持约6到约24小时。
31.权利要求1的方法，其中在猝灭前，步骤(d)的混合物冷却至约25℃到约20℃，的温度。
32.权利要求1的方法，其中猝灭是通过使用饱和碳酸氢钾或碳酸氢钠水溶液实现的。
33.权利要求1的方法，其中猝灭是使用碳酸氢钾实现的。
34.权利要求1的方法，进一步包含研磨回收的通式I的2′，2′-二氟核苷。
35.权利要求34的方法，其中所获得的通式I的2′，2′-二氟核苷，通过HPLC测定其α/β比例是约2∶98。
36.一种制备吉西他滨的方法，包括(a)将通过HPLC测定其α/β比例是约1∶1到1∶2的通式II-a的1-乙酰基-2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-呋喃核糖、 水不混溶性的有机溶剂和有机碱、通式IIIa的2，4-二-O-三甲基甲硅烷基尿嘧啶 与路易斯酸混合，得到混合物；(b)将该混合物加热到约40℃到约140℃，直至有至少约80％转化；(c)猝灭反应得到通式Ia的3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷；(d)将通式Ia的3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷转化为吉西他滨。
37.通式Ia的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷
38.通过HPLC测定其α/β比例是约1∶4到约1∶6的通式Ia的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷。
39.权利要求38的通式Ia的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷。
40.通式Ia-β的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷的β异构体，
41.权利要求40的通式Ia-β的2-脱氧-3，5-二苯甲酸酯-2，2-二氟-尿苷的β异构体。
全文摘要
本发明提供制备2，2－二氟核苷的立体选择性方法。在该方法中，受保护的2，2－二氟核苷与选自嘧啶和嘌呤衍生物的碱在路易斯酸存在下偶合，其中受保护的2′，2′－二氟呋喃糖具有1－位的离去基团及3－和5－位的保护基，当该碱包含一或多个氧原子时，该碱是受保护的碱，其中每个氧原子用保护基保护。
文档编号C07H19/06GK101076535SQ200580042378
公开日2007年11月21日 申请日期2005年12月8日 优先权日2004年12月8日
发明者A·－R·博恩, P·马丁, D·斯皮尔沃格尔, M·韦拉 申请人:西科尔公司