专利名称：制备嘌呤二氧戊环核苷衍生物的立体选择性方法
技术领域：
本发明涉及一种用于生产通式(1)的化合物和其药用盐或前药的方法，
式(1) 其中R1是羟基保护基团； 每一R2和R3独立地选自H、卤素、CN、N3、NO2、OH、NH2、SH、OR’、NHR’、N(R’)2、SR’、OCOR’、NHCOR’、N(COR’)COR’、SCOR’、OCOOR’、NHCOR’、CH2OH、CH2CN、CH2N3、COOH、COOR’、CONH2、CONHR、CON(R’)2、CH2COOH、CH2COOR’、CH2CONH2、CH2CONHR’、CH2CON(R’)2、C1-6烷基、C2-6烯基、和C2-6炔基、C3-8环烷基、芳基、杂芳基、酰基、芳烷基、以及烷基芳基；而 每一R’独立地是C1-C6的低级烷基、C1-C6的低级环烷基、芳基、烷基芳基、或芳烷基， 在路易斯酸、溶剂存在下以及另外在2-氰基乙酸酯化合物或2-氰基乙酸酯化合物的硅烷基化衍生物存在下，通过将通式(2)的化合物
式(2) 其中X是按照文献J.March，″Advanced OrganicChemistry″，3rd edition，Wiley 1985中定义的离去基团， 与通式(5)的2，6-取代的嘌呤衍生物反应
式(5) 其中R4是甲硅烷基基团。
本发明的方法能够用于通过选择具有合适光学构型的前体而生产通式(1)的外消旋化合物和光学纯或富含的化合物。
羟基保护基团R1能够选自本领域技术人员所已知和合适的所有醇保护基。例如，按照文献“T.W.Greene，P.G.M.Wuts，″ProtectiveGroups in Organic Synthesis″，3rd edition，Wiley 1999，pp.17-200中描述的醇保护基。
离去基团X优选选自由碘、溴、C1-20酰氧基、C1-20烷基磺酰氧基、C1-20芳基磺酰氧基、C1-20烷氧基或C1-20芳氧基。
通式(5)的2，6-二取代的嘌呤衍生物含有至少一个C1-20甲硅烷基R4，以及如果可能的话，可选地在2和6位置上起到氨基保护基功能的其他甲硅烷基。
所用的α-氰基羰基化合物是通式(3)的2-氰基乙酸酯、2-氰基丙酮或具有5～20个C原子的2-氰基乙酸的衍生物
式(3) 其中Z可以是氢、具有1～20个C原子的烷基、具有6～20个C原子的芳基或具有1～20个C原子的烷氧基，而R5和R6可以独立地是氢、具有2～20个C原子的芳族或脂族羧酸的酰基、具有1～20个C原子的烷基或具有6～20个C原子的芳基。
所用的2-氰基乙酸酯化合物的甲硅烷基化的衍生物是通式(4)的2-氰基乙酸酯的甲硅烷基衍生物、2-氰基丙酮的甲硅烷基衍生物或2-氰基乙酸的衍生物的甲硅烷基衍生物
式(4) 其中Z和R5具有根据权利要求6中所阐明的意义，而R7、R8和R9可以相互独立地是具有1～20个C原子的脂族或芳族。
一般而言，所有的非质子有机溶剂都能够用于本方法中。反应优选在大气压和-25℃的温度以及溶剂的沸点之间的温度下实施。
本发明也提供了一种用于纯化通过本发明方法获得的通式(1)的化合物的重结晶方法。
用于除去OH保护的酰基的优选方法是与氨、脂肪族胺的反应，碱性水解，或与醇化物的反应。
具体实施例方式 本发明涉及一种用于生产通式(1)的化合物和其药用盐或前药的方法，
式(1) 其中R1是羟基保护基团； 每一R2和R3独立地选自H、卤素、CN、N3、NO2、OH、NH2、SH、OR’、NHR’、N(R’)2、SR’、OCOR’、NHCOR’、N(COR’)COR’、SCOR’、OCOOR’、NHCOR’、CH2OH、CH2CN、CH2N3、COOH、COOR’、CONH2、CONHR、CON(R’)2、CH2COOH、CH2COOR’、CH2CONH2、CH2CONHR’、CH2CON(R’)2、C1-6烷基、C2-6烯基、和C2-6炔基、C3-8环烷基、芳基、杂芳基、酰基、芳烷基、以及烷基芳基；而 每一R’独立地是C1-C6的低级烷基、C1-C6的低级环烷基、芳基、烷基芳基、或芳烷基， 在路易斯酸、溶剂存在下以及另外在2-氰基乙酸酯化合物或2-氰基乙酸酯化合物的硅烷基化衍生物存在下，通过将通式(2)的化合物
式(2) 其中X是按照文献J.March，″Advanced OrganicChemistry″，3rd edition，Wiley 1985中定义的离去基团， 与通式(5)的2，6-取代的嘌呤衍生物反应
式(5) 其中R4是甲硅烷基基团。
本发明的方法能够用于生产通式(1)的外消旋化合物和以通式(1a)、(1b)、(1c)或(1d)的光学构型而获得的光学纯或富含的化合物。
式(1a)
式(1b)
式(1c)
式(1d)。
高立体选择性能够通过选择具有合适的光学构型的前体的方法而获得。
羟基保护基团R1能够选自本领域技术人员所已知和合适的所有醇保护基。例如，按照文献“T.W.Greene，P.G.M.Wuts，″ProtectiveGroups in Organic Synthesis″，3rd edition，Wiley 1999，pp.17-200中描述的醇保护基。羟基保护基团R1优选选自由C2-20酰基、C1-20烷基、C1-20烷氧基烷基、C1-20芳烷基、C1-20芳基烷氧基烷基或C1-20甲硅烷基组成的组。
离去基团X优选选自包括碘、溴、C1-20酰氧基、C1-20烷基磺酰氧基、C1-20芳基磺酰氧基、C1-20烷氧基或C1-20芳氧基的组。特别优选碘和包括乙酰氧基-、苯甲酰氧基-、丙酰氧基-、正丁酰氧基-和三氟乙酰氧基-的组中的基团，乙酰氧基-是非常特别优选的。
通式(5)的2，6-二取代的嘌呤衍生物含有至少一个C1-20甲硅烷基R4，以及如果可能的话，可选地在2和6位置上起到氨基保护基功能的其他甲硅烷基。就此而论，通式(5)的全甲硅烷基化的前体可以含有高达5个相同或不同的甲硅烷基。例如，通式(5)具有1～3个甲硅烷基的2，6-二氨基嘌呤衍生物是优选的，而那些具有三个甲硅烷基的是非常特别优选的，尤其是在位置9的氮上具有甲硅烷基和在位置2和6的两个氨基官能团每一个上具有甲硅烷基。三甲基甲硅烷基-是特别优选的。
优选的路易斯酸化合物选自包括三烷基甲硅烷基卤化物或三烷基甲硅烷基全氟烷磺酸酯的组。碘三甲基硅烷和三甲基甲硅烷基三氟甲磺酸酯是特别优选的。
所用的α-氰基羰基化合物是通式(3)的2-氰基乙酸酯、2-氰基丙酮或具有5～20个C原子的2-氰基乙酸衍生物
式(3) 其中Z可以是氢、具有1～20个C原子的烷基、具有6～20个C原子的芳基或具有1～20个C原子的烷氧基，而R5和R6可以相互独立地是氢、具有2～20个C原子的芳族或脂族羧酸的酰基、具有1～20个C原子的烷基或具有6～20个C原子的芳基。
所用的2-氰基乙酸酯化合物的甲硅烷基化衍生物是通式(4)的2-氰基乙酸酯的甲硅烷基衍生物、2-氰基丙酮的甲硅烷基衍生物或2-氰基乙酸衍生物的甲硅烷基衍生物
式(4) 其中Z和R5具有根据权利要求6中所阐述的意义，而R7、R8和R9可以相互独立地是具有1～20个C原子的脂族或芳族基团。
一般而言，所有的非质子有机溶剂都能使用。合适的溶剂实例有二氯甲烷、1，2-二氯乙烷和乙腈。特别优选的是二氯甲烷和1，2-二氯乙烷。
反应优选在大气压下在-25℃的温度和溶剂的沸点之间的温度下进行。优选使用的温度为-10℃～+30℃。
本发明也提供了用于纯化通过本发明方法获得的通式(1)化合物的重结晶方法。具有1～10个碳原子的醇、醚或酯或其它极性溶剂特别适合于重结晶。异丙醇特别优选用于通式(1)的化合物的重结晶溶剂，其中R1＝(CH3)2CHCO-。
除去OH保护酰基的优选方法是与氨、脂肪胺反应，碱性溶液水解，或与诸如例如甲醇钠的醇化物反应。
实施例 本发明进一步在以下实施例中进行举例说明。方案1显示了合成嘌呤二氧戊环核苷衍生物的制备方法。对于本领域技术人员，应该理解到，这些实施例是以非限制性的方式的，其细节的变体能够作出而不会偏离本发明的精神和范围。
在描述本发明中所用的术语是一般本领域内技术人员常用的和已知的。正如本文中所用，以下缩写具有所指示的意义 Ac乙酰基 DMAP 4-二甲基氨基吡啶 DMSO 二甲亚砜 h小时或小时 M摩尔 min 分钟 rt 室温 TBDMSC1 叔丁基二甲基甲硅烷基氯化物 THF 四氢呋喃 TMSI 三甲基甲硅烷基碘化物 本发明典型代表的具体化合物按照以下实施例和反应次序进行制备；实施例和描述反应序列的图表通过举例说明的方式进行提供，而辅助本发明的理解，而不应该以任何方式解释限制所附的权利要求所界定的本发明。本发明化合物也能够用作后续实施例的中间体而生产本发明的其它化合物。没有必要作出任何努力优化在任何反应中所获得的产率。本领域技术人员将会知道如何通过常规改变反应时间、温度、溶剂和/或试剂而提高这种产率。
无水溶剂从Aldrich Chemical Company，Inc.(Milwaukee)购买。试剂从商业渠道购买获得。除非另外指出，在实施例中所用的物料都是从易于获取的商业供应商获得或通过化学合成领域技术人员所已知的标准方法合成。熔点(mp)在电热数字熔点仪上测定，而未校正。1H和13C NMR谱在室温下Varian Unity Plus 400光谱仪上测定并以内部四甲基硅烷低场ppm报道。氘交换，去耦实验或2D-COSY经过实施而确证质子分布。信号多重性通过s(单重峰)、d(双重峰)、dd(双重峰的双重峰)、t(三重峰)、q(四重峰)、br(宽峰)、bs(宽单峰)、m(多重峰)表示。所有J-值以Hz计。质谱在Micromass Platform LC光谱仪上采用电喷雾技术进行测定。元素分析通过Atlantic Microlab Inc.(Norcross，GA)完成。分析TLC在Whatman LK6F硅胶板上实施，而制备TLC在Whatman PK5F硅胶板上实施。柱色谱在Silica Gel上或经由反相高效液相色谱进行实施。
实施例1
方案1.采用氰基乙酸叔丁酯作为添加剂的DAPD的制备 步骤12，6-二氨基嘌呤的甲硅烷基化作用
将750mg 2，6-二氨基嘌呤、750mg硫酸铵和20mL六甲基二硅氮烷加入250mL三口烧瓶中。悬浮液在130～135℃下搅拌加热(油浴)回流4h。在这段时间内，溶液变得均质化。溶液冷却至85℃，并随后在逐渐减压下蒸出过量的六甲基二硅氮烷。完全除去六甲基二硅氮烷之后，残余物在真空下冷却至室温，然后加入10mL无水二氯甲烷而制备成溶液。
步骤2(2R-4R/S)-4-乙酰氧基-2-异丁酰氧基甲基-1，3-二氧戊环的制备
在-10℃～-20℃下向充分搅拌的LiAl(OtBu)3H(25.4g，100mmol)的干THF(150mL)溶液中，在N2气氛下10min内加入预冷却的异丁酸-4-氧代-[1，3]-二氧戊环-2-(R)-基甲酯(12.5g，66mmol)。反应混合物在-10℃～-20℃下搅拌2h。向该溶液中加入一份DMAP(7.0g，57.4mmol)并搅拌30min，接着逐滴加入Ac2O(46mL，443.3mmol)。在-10℃下搅拌该亮黄色溶液2h之后，冷浴容许升温至室温并室温下搅拌过夜。将黑褐色溶液倾倒入饱和的NH4Cl(180mL)溶液中，搅拌30min，过滤(除去Li盐)，真空浓缩并用乙酸乙酯萃取(3×60mL)。合并的有机溶液用饱和NaHCO3(2×50mL)、盐水冲洗，用Na2SO4干燥，过滤并减压蒸馏而获得粗产品(红浆料)。Rf0.45(乙酸乙酯∶己烷1∶4)。NMR表明α和β异构体的1∶1混合物。1H-NMR(CDCl3)δ1.18和1.19(2s，6H，2×CH3)；2.10(s，3H，CH3)；4.20-4.42(m，4H，2x CH2)；5.32和5.42(t，1H，J＝4.4Hz，CH)；6.41和6.35(dd，1H，J＝4.0Hz，J＝1.6Hz，CH)。
无水CHCl3加入直至40mL的总体积而制备1M的溶液(基于60％的收率)。
步骤3顺和反-(2R，4R)-2-异丁酰氧基甲基-4-(2，6-二氨基嘌呤-9-基)-[1，3]-二氧戊环的制备
将甲硅烷基化的2，6-二氨基嘌呤的干二氯甲烷(来自步骤1)溶液，4mL 1M的(2R-4R/S)-4-乙酰氧基-2-异丁酰氧基甲基-1，3-二氧戊环的氯仿(来自步骤2)溶液和0.75mL氰基乙酸叔丁酯加入到干烧瓶中。混合物冷却至0～-10℃，并在此温度下，于2～3min的时间内逐滴加入1.5mL碘三甲基硅烷在2mL二氯甲烷中的溶液。然后混合物在0～5℃下搅拌20h。
在0℃下反应混合物逐滴加入到18mL的0.5M盐酸溶液中。混合物在搅拌下回暖至25℃并再搅拌20min。相分离后，有机相用18mL的0.5M的盐酸反萃取一次。合并的水相用25mL二氯甲烷冲洗2次。然后，在加入另50mL二氯甲烷之后，pH用约40mL的10％碳酸钠溶液调节至9.0。混合物在25℃下搅拌1h，并实施相分离。水相用30mL二氯甲烷反萃取2次。合并的有机相用25mL水冲洗1次。真空除去溶剂后得到940mg微黄色固体。LCMS分析表明异构体比率(β∶α＝2.2∶1)。
粗产物用异丙醇重结晶而获得690mg(45％收率)无色β-异构体晶体。NMR分析表明除了(2R)-2-异丁酰氧基甲基-4-(2，6-二氨基嘌呤-9-基)-1，3-二氧戊环之外还有1mol异丙醇。1H-NMR(DMSO-d6)0.95-1.04(m，12H，4×CH3)；2.44-2.4(m，1H，CH)；3.71-3.75(m，1H)，4.17-4.52(m，5H，CH，2×CH2)；5.20(t，1H，J＝3.2Hz，CH)；5.80(brs，2H，NH2)；6.17(dd，1H，J＝1.6Hz，J＝5.6Hz，CH)；6.71(brs，2H，NH2)；7.74(s，1H，ArH)。
步骤4[(2R，4R)-[4-(2，6-二氨基-9H-嘌呤-9-基)-1，3-二氧戊环-2-基]甲醇[(-)-DAPD]的制备
31.05g的(2R，4R)-2-异丁酰氧基甲基-4-(2，6-二氨基嘌呤-9-基)-1，3-二氧戊环·2-丙醇溶解于310mL NH3-饱和甲醇中。溶液在25℃下搅拌15h，真空蒸出溶剂。残余物用乙醇/水重结晶。获得17.10g(83％)的(-)-DAPD无色晶体。
1H-NMR(360MHz，DMSO-d6)d＝3.61(dd，J1＝6.0Hz，J2＝3.2Hz；CH2OH)；4.20(dd，J1＝9.5Hz，J2＝5.5Hz；1H-C(5’))；4.45(dd，J1＝9.5Hz，J2＝1.8Hz；1H-C(5’))；5.05(Ψt，J＝3.2Hz；1H-C(2’))；5.15(Ψt，J＝6.0Hz；CH2OH)；5.83(s；2H-NH2)；6.21(dd，J1＝5.5Hz，J2＝1.8Hz；1H-C(4’))；5.83(s；2H-NH2)；7.87(s；1H-C(8))。
在该文献中已经引述了许多参考文献。每一这些文献一起全文结合于本文中作为参考。
本发明参照其优选实施方式进行了描述。由本发明的前述详细描述产生的本发明的变体和修改，对于本领域内那些技术人员而言，是显而易见的。应该设想，所有这些变体和修改都包含在本发明的范围内。
权利要求
1.本发明涉及一种用于生产通式(1)的化合物和其药用盐或前药的方法，
式(1)
其中R1是羟基保护基团；
每一R2和R3独立地选自H、卤素、CN、N3、NO2、OH、NH2、SH、OR’、NHR’、N(R’)2、SR’、OCOR’、NHCOR’、N(COR’)COR’、SCOR’、OCOOR’、NHCOR’、CH2OH、CH2CN、CH2N3、COOH、COOR’、CONH2、CONHR、CON(R’)2、CH2COOH、CH2COOR’、CH2CONH2、CH2CONHR’、CH2CON(R’)2、C1-6烷基、C2-6烯基、和C2-6炔基、C3-8环烷基、芳基、杂芳基、酰基、芳烷基、以及烷基芳基；而
每一R’独立地是C1-C6的低级烷基、C1-C6的低级环烷基、芳基、烷基芳基、或芳烷基，
在路易斯酸、溶剂存在下以及另外在2-氰基乙酸酯化合物或2-氰基乙酸酯化合物的硅烷基化衍生物存在下，通过将通式(2)的化合物
式(2)
其中X是离去基团，
与通式(5)的2，6-取代的嘌呤衍生物反应
式(5)
其中R4是甲硅烷基基团。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述通式(1)的化合物是以通式(1a)、(1b)、(1c)或(1d)的光学构型而获得的
式(1a)
式(1b)
式(1c)
式(1d)。
3.根据权利要求1～2所述的方法，其中R1选自包括酰基、烷基、烷氧基烷基、芳烷基、芳基烷氧基烷基或甲硅烷基的组。
4.根据权利要求1～3中一项或多项所述的方法，其中X选自包括卤素、酰氧基、烷基-磺酰氧基、芳基磺酰氧基、烷氧基或芳氧基基团的组。
5.根据权利要求1～4中一项或多项所述的方法，其中所述路易斯酸包括三烷基甲硅烷基卤化物和三烷基甲硅烷基全氟烷磺酸酯类中的一种或多种。
6.根据权利要求1～5中一项或多项所述的方法，其特征在于所用的所述α-氰基羰基化合物是通式(3)的2-氰基乙酸酯、2-氰基丙酮或具有5～20个C原子的2-氰基乙酸衍生物
式(3)
其中Z是氢、具有1～20个C原子的烷基基团、具有6～20个C原子的芳基基团或具有1～20个C原子的烷氧基基团，而
R5和R6可以相互独立地是氢、具有2～20个C原子的芳族或脂族羧酸的酰基基团、具有1～20个C原子的烷基基团或具有6～20个C原子的芳基基团。
7.根据权利要求1～6中一项或多项所述的方法，其特征在于所用的所述2-氰基乙酸酯化合物的甲硅烷基化衍生物是通式(4)的2-氰基乙酸酯的甲硅烷基衍生物、2-氰基丙酮的甲硅烷基衍生物或2-氰基乙酸的衍生物的甲硅烷基衍生物
式(4)
其中Z和R5具有根据权利要求6中所阐述的意义，而
R7、R8和R9可以相互独立地是具有1～20个C原子的脂族或芳族基团。
8.根据权利要求1～7中一项或多项所述的方法，其中所述氨基保护基团选自包括酰基基团、酰氧基羰基基团、烷基基团、芳烷基基团或甲硅烷基基团的组。
9.根据权利要求1～8中一项或多项所述的方法，其中所获得的通式(1)的化合物随后通过重结晶纯化。
10.根据权利要求1～9中一项或多项所述的方法，进一步包括除去通式(1)的保护基团R1而形成的通式(6)的化合物
式(6)
其中R2和R3具有根据权利要求1中所阐述的相同意义。
全文摘要
本发明公开了一种用于制备外消旋或光学纯形式的嘌呤二氧戊环核苷衍生物的成本有效的工艺规模化方法，以及由该方法制备的核苷衍生物。本方法涉及使嘌呤或单-或聚硅烷化嘌呤衍生物与活化的二氧戊环类似物反应而生成具有商业价值生产率的二氧戊环核苷类似物。当糖基化反应期间在反应混合物中存在以α-氰基羰基化合物或硅烷基化的α氰基羰基化合物形式的添加剂时，嘌呤或单-或聚硅烷化嘌呤与二氧戊环，以报道的最高化学产率和优异的立体选择性而发生直接反应。
文档编号C07D473/00GK101801382SQ200880101183
公开日2010年8月11日 申请日期2008年7月24日 优先权日2007年7月30日
发明者史蒂文·J·科茨 申请人:Rfs制药公司