KR100839322B1

KR100839322B1 - Ｂ형 간염 치료제 클레부딘의 개선된 제조방법

Info

Publication number: KR100839322B1
Application number: KR1020060124497A
Authority: KR
Inventors: 우성주; 박희광; 송광호; 한태희; 구창휘
Original assignee: 부광약품 주식회사
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2008-06-17
Anticipated expiration: 2026-12-08
Also published as: WO2008069451A1; KR20080052827A; JO2677B1

Abstract

본 발명은 B형 간염 치료제로 유용한 1-(2'-데옥시-2'-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(클레부딘)의 개선된 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 클레부딘 제조의 핵심 중간체로 사용되는 2-O-이미다졸릴설포닐-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드의 정제 공정을 개선하고, 최종 탈보호화 공정에서 1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민의 탈보호화 시약(deprotecting reagent)으로서 안전하고 사용이 용이한 알칼리금속염을 사용하여 생산성을 향상시킨 개선된 클레부딘의 제조방법을 제공한다.

클레부딘, 알칼리금속염, 탄산염, 알킬산나트륨, 이온교환수지.

Description

Ｂ형 간염 치료제 클레부딘의 개선된 제조방법{IMPROVED PROCESS FOR THE PREPARATION OF CLEVUDINE AS ANTI-HBV AGENT}

도 1은 클레부딘의 단결정크리스탈로그래피에 의한 ORTEP 구조를 나타낸 것이고,

도 2는 반응식 2의 HPLC 분석 크로마토그램이고,

도 3은 도 2에서 유지시간 17.4분에 해당하는 피크의 질량분석 결과이고,

도 4는 도 2에서 유지시간 22.1분에 해당하는 피크의 질량분석 결과이고,

도 5는 탈보호화 공정의 HPLC 분석 크로마토그램이고,

도 6은 도 5에서 유지시간 14.9분에 해당하는 피크의 질량분석 결과이고,

도 7은 클레부딘의 X-선 회절 스펙트럼으로, 도 7a는 에탄올 결정, 도 7b는 메탄올 결정, 도 7c는 아세톤 결정, 도 7d은 아세토니트릴 결정, 그리고 도 7e는 물 결정의 경우이고,

도 8은 클레부딘의 시차 주사열 분석 스펙트럼으로, 도 8a는 에탄올 결정, 도 8b는 메탄올 결정, 도 8c는 아세톤 결정, 도 8d는 아세토니트릴 결정, 그리고 도 8e는 물 결정의 경우이고,

도 9는 클레부딘에서 파장 및 해당 기여 탄소의 적외선 분석 스펙트럼으로, 도 9a는 에탄올 결정, 도 9b는 메탄올 결정, 도 9c는 아세톤 결정, 도 9d는 아세토 니트릴 결정, 그리고 도 9e는 물 결정의 경우이다.

본 발명은 B형 간염 치료제로 유용한 1-(2'-데옥시-2'-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(이하 "클레부딘"으로 약칭)의 개선된 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 클레부딘 제조의 핵심 중간체로 사용되는 2-O-이미다졸릴설포닐-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(이하 "ITBR"로 약칭)의 정제 공정을 개선하고, 최종 탈보호화 공정에서 1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(이하 "DFAT"로 약칭)의 탈보호화 시약(deprotecting reagent)으로서 안전하고 사용이 용이한 알칼리금속염을 사용하여 생산성을 향상시킨 개선된 클레부딘의 제조방법에 관련된다.

B형 간염 치료제로 유용한 클레부딘(clevudine)은 다음 화학식 1로 표시되고, 그 제조방법으로서 대한민국 특허 제0247505호에서는 다음 반응식 1의 방법을 개시하고 있다.

클레부딘의 구조 결정에 관한 연구는 Chung K. Chu 등에 의해 이루어졌다(WO95/20595, WO99/05157). 본 발명자들은 그 결정다형에 관하여 연구하였는데, 에탄올, 메탄올, 아세토니트릴, 아세톤, 물 등에서 얻은 클레부딘 결정을 시차 주사열 분석, X-선 회절분석기, 적외선분광기 등을 통해 분석한 결과 모두 동일한 결정형(제1형)을 갖는 것으로 나타나 결정다형은 없는 것으로 확인되었다. 단결정 크리스탈로그래피에 의한 분석 결과, 클레부딘의 구조는 베타- 및 엘- 형태를 갖는 것으로 밝혀졌다. 도 1은 클레부딘의 ORTEP 구조를 나타낸 것이고, 결정 정보는 다음과 같다:

결정 치수: 0.30×0.20×0.10 mm; 결정 색 및 특성, 무색 기둥; 시성식, C₁₀H₁₃FN₂O₅; 분자량, 260.22; 결정계, 단사정계; 격자 파라미터, a=10.433(1), b=10.855(2), c=10.557(1) Å,β=108.871(8)°; 스페이스 그룹, P2₁ (No. 4), Z=4.(J. Med . Chem . 1996, 39, 2835-2843).

상기 반응식 1로 나타낸 대한민국 특허 제0247505호의 방법 및 대한민국 특허 제0484567호에 개시된 염화티오닐을 이용한 개선된 클레부딘의 제조방법에서는 ITBR부터 클레부딘 제조 총수율이 낮은 편이며, 반응 기전상 공정 유연물질(process impurity)로서 다음 화학식 2의 1-(2'-데옥시-2'-클로로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(이하 "클로로클레부딘"으로 약칭)이 안전성 한도(qualification limit)인 0.15 % 이상 존재하여 재결정 등의 정제 공정을 거쳐야만 원료의약품으로 사용될 수 있다는 단점이 있다.

또한, 하기 반응식 2에서 보듯이, 화학식 3으로 표시되는 ITBR의 제조 공정에서 반응시약으로 사용되는 설퍼릴클로라이드에서 유래한 미량의 염화 이온이 중간체 ITBR에 소량(trace amount) 존재할 수 있고, 화학식 4의 2-데옥시-2-플루오르 -1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(이하 "FTBR"로 약칭) 화합물을 제조하는 공정에서 잔존하는 염화 이온으로 인해 화학식 5의 2-데옥시-2-클로로-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(이하 "CTBR"로 약칭)가 부생성물로 생성되어, 최종 클레부딘의 제조공정까지 전이된 유연물질(carry-overed impurity) 클로로 클레부딘과 관련되어 있다.

본 발명자는 기존 문헌(J. Org . Chem . 1981, 46, 1790-1792)을 참조로 CTBR을 제조하여 구조를 확인하였으며, 반응식 2의 불소공정 중에서 반응을 HPLC로 모니터링하여 반응중 생성된 CTBR의 유지 시간을 확인하였다. 또한, 해당 피크를 LC-MS 분석을 시행하여 분자량을 확인하였다. 도 2는 반응식 2의 HPLC 분석 크로마토그램이고, 도 3은 도 2에서 유지시간 17.4분에 해당하는 피크의 질량분석 결과, 도 4는 도 2에서 유지시간 22.1분에 해당하는 피크의 질량분석 결과이다.

클레부딘 합성의 최종 단계는 탈보호화 공정으로서, 종래의 방법에서는 다음 반응식 3과 같이, 메탄올이나 에탄올 등의 알콜 용매 하에서 암모니아 가스를 사용하여 탈보호화하였다. 그러나, 암모니아 가스는 환경오염 물질이고 유독가스이기 때문에, 작업자의 건강에 위험을 줄 수 있다는 점에서 공업적 응용에 제한이 있다. 더욱이, 반응 시간도 72시간 이상 오래 소요되어 생산성이 저하된다는 단점이 있 다.

이밖에, 수산화나트륨을 이용하여 50% 메탄올 수용액에서 탈보호화하는 방법도 실시되고 있다. 그러나, 이 방법에서는 부생성물로서 벤조산이 생성되는데, 벤조산은 유기용매에 잘 녹지만 수용액에도 일부 용해되므로, 수용액에 잘 용해되는 클레부딘의 특성상 반응후 처리 공정에서 벤조산을 완전히 제거하기 어렵다는 문제가 있다.

본 발명은 종래의 클레부딘 제조 공정에서 제기된 문제점을 해결하기 위한 것으로, 화학식 3의 ITBR의 처리공정을 개선하여 공정 유연물질(process impurity)의 생성을 억제함으로써 클레부딘 전체 제조 수율을 향상시켜 생산 단가를 절감하고, 최종 탈보호화 단계에서 종래 사용하던 암모니아 가스 대신 작업자가 사용하기 편리한 탈보호화 시약을 사용함으로써 반응시간을 크게 줄이고 반응 부생성물 제거를 용이하게 하여 생산성을 향상시킨 클레부딘의 개선된 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(DFAT)을 메탄올 중에서 알칼리금속염과 반응시켜 탈보호화시키는 단계를 포함하는 클레부딘의 제조 방법을 제공한다.

여기에서, DFAT는 1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(HTBR)를 설퍼릴클로라이드 및 이미다졸과 반응시켜 2-O-이미다졸릴설포닐-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(ITBR)를 제조하고 히드록시 음이온 교환수지로 정제하는 단계;

ITBR에 불소를 도입시켜 2-데옥시-2-플루오르-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(FTBR)을 제조하는 단계; 및

FTBR을 할로겐화시킨 후, 티민 축합반응을 거쳐 제조될 수 있다.

본 발명에서는 화학식 6의 1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(이하 "HTBR"로 약칭)로부터 ITBR을 제조하고 정제하는 데 음이온 교환수지를 사용함으로써, 통상적으로 사용되는 수차례 정제수로 세척하는 공정에 비해 ITBR 화합물에 존재하는 염화 이온을 보다 손쉽고 효과적으로 제거할 수 있었으며, 이에 따라 다음 공정에서 생성되는 공정 유연물질인 CTBR의 생성을 최대한 억제하도록 하였다. 사용 가능한 음이온 교환수지로는 DIAION WA10, DIAION WA20, DIAION WA30, DIAION WA21J(SAMYANG 사) 등을 들 수 있다.

특히, 본 발명의 방법에서는, 화학식 7의 1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(이하 "DFAT"로 약칭)의 최종 탈보호화 공정에서 탈보호화 시약으로 알칼리금속염을 메탄올 용매하에서 사용하는 것을 특징으로 한다. 알칼리금속염으로는 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨 등의 탄산염, 그리고 메틸산나트륨(NaOMe), 에틸산나트륨(NaOEt) 등의 알킬산나트륨(sodium alkoxide)을 들 수 있다. 또한 반응 후 정제 공정에서 이용되는 사용가능한 양이온 교환수지로는 TRILITE SCR-B, TRILITE SCR04, TRILITE SCR10, TRILITE SCR12 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 탈보호화 과정에서는 반응이 진행됨에 따라 알칼리금속염이 서서히 용해되고, 반응중 일반적으로 생각되는 벤조산 나트륨염이 생성될 것으로 생각할 수 있으나 실제로는 반응 부생성물로서 메틸벤조산이 생성되는 것을 발견하 였으며 수용액성 메탄올을 사용할 경우에는 생성되지 않는다. 이를 컬럼 분리하여 GC-MS 분석을 통해서 분자량을 확인하였다. 도 5는 탈보호화 공정의 HPLC 분석 크로마토그램이고, 도 6은 도 5에서 유지시간 14.9 분에 해당하는 피크의 질량분석 결과이다. 메틸벤조산은 유기용매에 잘 녹으며 수용액에 녹기 어렵기 때문에 벤조산에 비해 처리공정에서 제거하기가 용이하다. 따라서, 본 발명의 방법에 따르면, 반응시간이 단축되고 최종 목적 화합물을 높은 순도 및 수율로 제조할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 개선된 클레부딘의 제조방법을 구체적으로 설명한다.

위 반응식 4에서 보듯이, 먼저 1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(HTBR, 화학식 6)를 디클로로메탄 존재 하에 -10∼0 ℃ 범위에서 설퍼릴클로라이드와 이미다졸을 사용하여 통상의 방법에 따라 2-O-이미다졸릴설포닐-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(ITBR, 화학식 3)를 제조한다. 반응 후 반응액을 정제수로 세척한 다음 히드록시 음이온 교환수지를 사용하여 정제하는 것이 바람직하다. 히드록시 음이온 교환수지는 HTBR에 대하여 중량비로 0.4∼3.0 배 사용할 수 있으며, 바람직하게는 중량비로 1.0∼2.0 배 사용한다. 이온교환수지를 가하고 -10∼40 ℃, 바람직하게는 0∼30 ℃ 범위에서 1∼6 시간 동안 교반한 후 반응액을 감압여과 및 증류하여 ITBR을 얻는다. 이어서, 통상의 방법에 따라 ITBR에 불화수소산/트리에틸아민을 사용하여 불소를 도입시켜 2-데옥시-2-플루오르-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(FTBR, 화학식 4)을 제조한다.

전 단계에서 얻어진 FTBR을 통상의 방법에 따라 브롬화수소산으로 처리하여 할로겐화시킨 후, 티민 축합반응을 거쳐 1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(화학식 7, DFAT) 화합물을 수득한다.

이어서, DFAT를 메탄올 존재하에 탈보호화 시약과 함께 12∼18 시간 동안 40∼80 ℃에서 반응시켜 최종 목적 화합물 클레부딘을 수득한다. 이 반응에서 사용되 는 탈보호화 시약은 알칼리금속염으로서 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨 등의 탄산염, 그리고 메틸산나트륨, 에틸산나트륨 등의 알킬산나트륨이 포함되며, 바람직하게는 탄산수소나트륨을 사용한다. DFAT에 대하여 탈보호화 시약은 0.1∼4.0 당량 사용할 수 있으며, 바람직하게는 0.5∼2.0 당량 사용한다. 반응온도는 40∼80 ℃이고, 바람직하게는 80 ℃에서 12 시간 동안 교반하여 반응시킨다.

본 발명에 따라 얻어진 ITBR을 이온교환수지를 통해 정제하는 방법을 적용할 경우 ITBR로부터 공정 전체의 수율이 43.2%로, 종래 방법에서의 수율인 38.9%에 비해 약 11% 정도 향상되어 11%의 생산단가를 절감할 수 있다. 또한, 최종 탈보호화 반응에서 알칼리금속염을 사용하여 80 ℃에서 반응시킬 경우 반응시간이 종전 72시간에서 12시간으로 단축되고 이에 따라 생산성이 3배 이상 증가된다.

더욱이, 본 발명에 따른 탈보호화 방법은 다른 뉴클레오시드 계열 화합물의 최종 탈보호화 공정에서도 유용하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 다음 반응식 7에서 보듯이, 1-(2-데옥시-2-플루오로-베타-엘-아리비노푸라노실)-5-플루오로우라실을 제조하는 데 있어서도 유용하게 사용될 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

비교예 1: 2-O-이미다졸릴설포닐-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(ITBR)의 제조 - 종래 방법

1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(5.26 g, 11.4 mmole)를 디클로로메탄 70 ㎖에 녹이고, -10∼0 ℃에서 설퍼릴클로라이드(1.7 ㎖, 21.2 mmole)를 서서히 적가한 후 상온으로 승온시켜 교반하였다. 이미다졸(5.0 g, 73.4 mmole)을 디클로로메탄 40 ㎖에 녹인 용액을 적가하고, 12시간 동안 반응시켰다. 반응 완결 후 정제수 30 ㎖로 세척하고 분리한 유기층을 감압 증발한 다음 무수 에탄올 20 ㎖를 가하고 1시간 동안 실온에서 교반하였다. 생성된 결정을 여과하여 백색 결정의 표제 화합물 5.26 g을 수득하였다.

실시예 1: 2-O-이미다졸릴설포닐-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(ITBR)의 제조 - 본 발명에 따른 방법

1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(5.26 g, 11.4 mmole)를 디클로로메탄 70 ㎖에 녹이고, -10∼0 ℃에서 설퍼릴클로라이드(1.7 ㎖, 21.2 mmole)를 서서히 적가한 후 상온으로 승온시켜 교반하였다. 이미다졸(5.0 g, 73.4 mmole)을 디클로로메탄 40 ㎖에 녹인 용액을 적가하고, 12시간 동안 반응시켰다. 반응 완결 후 DIAION WA30 약염기성 음이온 교환수지(5.26 g)를 가하고 1시간 동안 상온에서 교반하였다. 음이온 교환수지를 여과하여 제거한 후 여액을 감압 증발시키고 무수 에탄올 20 ㎖를 가하여 1시간 동안 실온에서 교반하였다. 생성된 결정을 여과하여 백색 결정의 표제 화합물 5.26 g을 수득하였다.

비교예 2: 2-데옥시-2-플루오르-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(FTBR)의 제조 - 종래 방법

비교예 1에서 수득한 2-O-이미다졸릴설포닐-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(4.0 g, 6.8 mmole)를 초산에틸 50 ㎖에 녹인 후 삼불화수소트리에틸아민(5.8 ㎖, 35.6 mmole)을 적가하고 14시간 동안 환류 교반하였다. 반응 완결 후 정제수 50 ㎖를 서서히 적가하고 30 분간 교반한 후 유기층을 분리하였다. 분리된 유기층을 황산마그네슘으로 탈수 및 여과하고 감압 증발시켜 미황색 시럽 형태의 표제 화합물 3.04 g을 수득하였다. 더 이상의 정제 과정 없이 다음 반응을 진행하였다. 수득율: 97%, CTBR의 함유량: 0.7%, 액체크로마토그래피법.

실시예 2: 2-데옥시-2-플루오르-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(FTBR)의 제조 - 본 발명에 따른 방법

실시예 1에서 수득한 2-O-이미다졸릴설포닐-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(4.0 g, 6.8 mmole)를 초산에틸 50 ㎖에 녹인 후 삼불화수소트리에틸아민(5.8 ㎖, 35.6 mmole)을 적가하고 14시간 동안 환류 교반하였다. 반응 완결 후 정제수 50 ㎖를 서서히 적가하고 30 분간 교반한 후 유기층을 분리하였다. 분리된 유기층을 황산마그네슘으로 탈수 및 여과하고 감압 증발하여 미황색 시럽 형태의 표제 화합물 3.06 g을 수득하였다. 더 이상의 정제 과정 없이 다음 반응을 진행하였다. 수득율: 98%, CTBR의 함유량: 0.4%, 액체크로마토그래피법.

1H-NMR(CDCl₃): 7.27∼8.11(m, 15H, Ar-H), 6.77(d, 1H, J=9.11 Hz, H-1'), 5.64(dd, 1H, J=3.19Hz, 19.49Hz, H-3'), 5.4(d, 1H, J=48.28, 2'-H), 4.69∼4.81(m, 3H, 4',5'-H)

실시예 3: 2-데옥시-2-플루오르-3,5-디-O-벤조일-알파-L-아라비노푸라노실 브로마이드의 제조

실시예 2에서 수득한 2-데옥시-2-플루오르-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드 3.06 g(6.59 mmole)을 염화메틸렌 23 ㎖에 용해하였다. 10∼5 ℃에서 이 용액에 브롬화수소산/아세트산 3.8 g(33%, w/v, 21.0 mmole)을 가한 다음 실온에서 24시간 동안 교반하였다. 반응이 완료된 후 반응액을 감압 증류한 후 염화메틸렌 23 ㎖를 가하고 정제수 12 ㎖로 2회 추출하였다. 분리된 유기층을 포화 탄산수소나트륨 수용액 3.5 ㎖로 중화한 후 유기층을 무수 황산마그네슘 1.1 g으로 건조, 여과하였다. 여액을 감압 증류하여 갈색 시럽의 표제 화합물을 수득한 후 분리정제 과정 없이 다음 반응에 사용하였다.

실시예 4 : 1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(DFAT)의 제조

티민 2.9 g, 황산암모늄 0.16 g, 1,1,1,3,3,3-헥사메틸디실라잔 12.0 g 및 N,O-비스트리메틸실릴아세트아미드 0.3 g을 1,1,1-트리클로로에탄 55 ㎖에 가하고 완전히 용해될 때까지 환류 교반하였다. 용해된 후 1,1,1-트리클로로에탄 16 ㎖ 중의 실시예 3에서 수득한 화합물을 이 용액에 가하였다. 반응액을 30시간 동안 환 류 교반한 후 실온으로 냉각하였다. 1,1,1-트리클로로에탄을 감압 증류하고, 반응액에 무수에탄올 45 ㎖을 가한 다음 1시간 동안 상온 교반하고 감압 증류하였다. 반응액에 디클로로메탄 110 ㎖를 넣고 1시간 동안 상온 교반한 다음 감압 여과하였다. 여액에 포화 염화나트륨 용액 45 ㎖를 넣고 세척한 후 유기층을 분리하였다. 여액에서 분리된 유기층을 무수 황산마그네슘 2.0 g으로 건조, 여과한 다음 여액을 감압 증류하여 유기용매를 제거하였다. 잔사에 에탄올 11 ㎖를 가하고 2시간 동안 교반하였다. 생성된 고체를 여과하여 미백색의 표제 화합물 1.52 g을 수득하였다(수율 48%, ITBR 기준).

mp: 119.8℃

[α]20 D (c= 0.1, CHCl₃) 23.4

1H-NMR(CDCl₃): 8.75(s, NH), 7.45∼8.11(m, 10H, Ar-H), 7.37(d, 1H, J=0.8Hz, H-6'), 6.36(dd, 1H, J=22.0, 2.8 Hz 1'-H), 5.64(dd, 1H, J=17.7, 2.8 Hz, 3'-H), 5.32(dd, 1H, J=50.2, 2.8 Hz, 2'-H), 4.82(m, 2H, 5'-H), 4.50(dd, 1H, J=7.3Hz, 3.5Hz, 4'-H), 1.76(d, 3H, J=0.8Hz, CH₃)

비교예 3: 1-(2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(클레부딘)의 제조 - 종래 방법

1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-L-아라비노푸라노실)티민 2.0 g(4. 3 mmole)을 메탄올 20 ㎖에 현탁시킨 후 암모니아 가스 4.38 g을 가하여 상온에서 72시간 교반하였다. 반응 종결 후 메탄올을 감압 증류한 다음, 이소프로필에테르 4.0 ㎖을 넣고 40 ℃에서 2시간 동안 교반한 후 생성된 결정을 여과하였다. 여과한 결정을 아세토니트릴 2.9 ㎖에 넣고 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응액을 상온 냉각한 다음, 생성된 결정을 여과하여 거의 백색의 조화합물을 수득하였다. 이 조화합물에 에탄올 2.5 ㎖를 넣고 40 ℃에서 2시간 동안 교반한 후 상온 냉각하였다. 생성된 결정을 여과하고 얻은 결정을 진공 건조하여 백색의 표제 화합물 0.9 g을 수득하였다(수율 81%).

실시예 5: 1-(2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(클레부딘)의 제조 - 본 발명에 따른 방법

실시예 4에서 수득한 화합물 1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-L-아라비노푸라노실)티민 2.0 g(4.3 mmole)을 메탄올 20 ㎖에 현탁시킨 후 탄산수소나트륨 0.72 g(8.57 mmole, 2.0 당량)을 가하여 12시간 환류 교반하였다. 반응 종결 후 50∼55 ℃로 온도를 내리고 메탄올 20 ㎖를 첨가한 후 H+ 레진을 사용하여 pH 6.0∼6.5로 조절하였다. 1시간 동안 교반한 후 여과하여 레진을 제거하였다. 여과액을 감압 증류한 후 잔사에 이소프로필알콜 4 ㎖를 넣고 30∼40 ℃에서 1∼2시간 교반한 후 여과하였다. 여액을 감압 증류하여 얻은 결정을 진공 건조하여 백색의 표제 화합물 1.0 g을 수득하였다(수율 90%).

mp: 192.7℃

[α]20 D (c= 0.23, MeOH) -112.5

1H-NMR(DMSO-d6): 11.42(s, NH), 7.60(s, H-6'), 6.10(dd, 1H, J=15.6Hz 1'-H), 5.86(d, 1H, J=5.1 Hz, 3'-OH), 5.11(t, 1H, J=5.6 Hz, 5'-OH), 5.02(dt, 1H, J=52.9Hz 2'-H), 4.22(dt, 1H, J=21.3Hz, 3'-H), 3.75∼3.77(m, 1H, 4'-H), 3.57∼3.68(m, 2H, 5'-H),1.78(s, 3H, CH₃)

실시예 6: 1-(2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(클레부딘)의 제조 - 본 발명에 따른 방법

1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-L-아라비노푸라노실)티민 10.0 g (21.3 mmole)을 메탄올 100 ㎖에 현탁시킨 후 탄산나트륨 2.3 g을 가하여 12시간 환류 교반하였다. 반응 종결 후 온도를 내리고 메탄올 25 ㎖를 첨가한 후 H+ 레진을 사용하여 pH 6.0∼6.5로 조절하였다. 1시간 동안 교반한 후 여과하여 레진을 제거하고 메탄올 10 ㎖로 세척하였다. 여액을 감압 증류하여 생성된 결정에 에텔 20 ㎖를 넣고 30∼40 ℃에서 1∼2시간 교반한 후 냉각하고 여과하였다. 얻은 결정을 진공 건조하여 백색의 표제 화합물 5.0 g을 수득하였다(수율 90%).

실시예 7: 1-(2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(클레부딘)의 제조 - 본 발명에 따른 방법

1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-L-아라비노푸라노실)티민 10.0 g (21.3 mmole)을 메탄올 100 ㎖에 현탁시킨 후 탄산칼륨 1.6 g을 가하여 12시간 환류 교반하였다. 반응 종결 후 온도를 내리고 메탄올 25 ㎖를 첨가한 후 H+ 레진을 사용하여 pH 6.0∼6.5로 조절하였다. 1시간 동안 교반한 후 여과하여 레진을 제거하고 메탄올 10 ㎖로 세척하였다. 여액을 감압 증류하여 생성된 결정에 에텔 20 ㎖를 넣고 30∼40 ℃에서 1∼2시간 교반한 후 냉각하고 여과하였다. 얻은 결정을 진 공 건조하여 백색의 표제 화합물 4.9 g을 수득하였다(수율 88%).

실시예 8: 1-(2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(클레부딘)의 제조 - 본 발명에 따른 방법

1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-L-아라비노푸라노실)티민 10.0 g (21.3 mmole)을 메탄올 100 ㎖에 현탁시킨 후 메틸산나트륨 0.3 g을 가하여 12시간 환류 교반하였다. 반응 종결 후 온도를 내리고 메탄올 25 ㎖를 첨가한 후 H+ 레진을 사용하여 pH 6.0∼6.5로 조절하였다. 1시간 동안 교반한 후 여과하여 레진을 제거하고 메탄올 10 ㎖로 세척하였다. 여액을 감압 증류하여 생성된 결정에 에텔 20 ㎖를 넣고 30∼40 ℃에서 1∼2시간 교반한 후 냉각하고 여과하였다. 얻은 결정을 진공 건조하여 백색의 표제 화합물 5.0 g을 수득하였다(수율 90%).

실시예 9: 1-(2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(클레부딘)의 제조 - 본 발명에 따른 방법

1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-L-아라비노푸라노실)티민 10.0 g (21.3 mmole)을 메탄올 100 ㎖에 현탁시킨 후 에틸산나트륨 0.4 g을 가하여 12시간 환류 교반하였다. 반응 종결 후 온도를 내리고 메탄올 25 ㎖를 첨가한 후 H+ 레진을 사용하여 pH 6.0∼6.5로 조절하였다. 1시간 동안 교반한 후 여과하여 레진을 제거하고 메탄올 10 ㎖로 세척하였다. 여액을 감압 증류하여 생성된 결정에 에텔 20 ㎖를 넣고 30∼40 ℃에서 1∼2시간 교반한 후 냉각하고 여과하였다. 얻은 결정을 진공 건조하여 백색의 표제 화합물 4.9 g을 수득하였다(수율 88%).

실시예 10: X-선 회절 분석(XRD)

다음과 같은 통상의 조건 하에서 일본 리가쿠사의 ROTAFLUX 12KW 회절분석기를 사용하여 시험하였다: 시작 각도 10.000도, 종료 각도 80.000도, 스캔 속도 5.000초, 샘플링 간격 0.020.

도 7은 클레부딘의 X-선 회절 스펙트럼으로, 도 7a는 에탄올 결정, 도 7b는 메탄올 결정, 도 7c는 아세톤 결정, 도 7d은 아세토니트릴 결정, 그리고 도 7e는 물 결정의 경우를 보여준다. 다음 표 1은 클레부딘 결정형(I)의 XRD 스펙트럼에서 해당 주요 피크를 나타낸다.

d-space	상대적인 강도	2θ 각도
6.7375	26	13.140
5.3402	31	16.600
4.5108	50	19.680
4.2745	100	20.780
3.9864	33	22.300
3.3460	24	26.640
3.1622	25	28.220
2.8488	70	31.400

실시예 11: 시차 주사열 분석(DSC)

다음과 같은 통상의 조건 하에서 일본 세이코사의 Seiko Exstar 6000 분석기를 사용하여 시험하였다: 온도 범위 25∼300도, 스캔 속도 0.5초, 분당 온도 10도/분.

도 8은 클레부딘의 시차 주사열 분석 스펙트럼으로, 도 8a는 에탄올 결정, 도 8b는 메탄올 결정, 도 8c는 아세톤 결정, 도 8d은 아세토니트릴 결정, 그리고 도 8e는 물 결정의 경우를 보여준다. 여기에서 보듯이, 191.5도 내지 193.3도에서 하나의 흡수피크를 나타낸다.

실시예 12: 적외선 스펙트럼(IR)

적외선 스펙트럼은 KBr 파우더를 이용하여 일본 동일시마즈사의 IR-470 기기를 사용하여 측정하였다. 도 9는 클레부딘에서 파장 및 해당 기여 탄소의 적외선 분석 스펙트럼으로, 도 9a는 에탄올 결정, 도 9b는 메탄올 결정, 도 9c는 아세톤 결정, 도 9d은 아세토니트릴 결정, 그리고 도 9e는 물 결정의 경우를 보여준다. 다음 표 2는 클레부딘 결정형(I)의 적외선 스펙트럼에서 해당 신축에 대한 파장을 나타낸다.

파장(cm^-1)	기여
1650 - 1680	C=O 신축
2800 - 3000	N-H 신축
3300 - 3500	O-H 신축

본 발명의 클레부딘 제조 방법에 따르면, 공업적으로 사용하기 용이하고 손쉽게 구할 수 있으며 재생 가능한 히드록시 음이온교환수지를 이용하여 2-O-이미다졸릴설포닐-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(ITBR)를 제조 및 정제함으로써 공정 유연물질인 CTBR의 생성을 억제하여 전체 공정의 수율을 향상시키고 목적 화합물을 고순도로 제조할 수 있다. 또한, 최종 공정에서 DFAT의 탈보호화에 알칼리금속염을 이용함으로써 반응 후 처리공정을 용이하게 하는 동시에 반응시간을 종래의 72시간으로부터 12시간으로 단축하여 생산성 향상 및 제조원가 절감 효과가 있다. 다음 표 3는 본 발명의 방법과 종래 방법에서, 공정 유연물질 생성비율, 클레부딘 제조 총수율 및 공정별 반응 시간을 비교한 것이다.

화합물	종래 방법	본 발명의 방법
불소반응에서 CTBR 생성비율	0.7%	0.4%
탈보호공정 반응 시간	72시간	12시간
총수율(ITBR부터)	38.9%	43.2%

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 클레부딘 제조 방법에 따르면, ITBR 제조 및 정제시 히드록시 음이온교환수지를 이용함으로써 공정 유연물질인 CTBR의 생성을 억제하여 전체 공정의 수율을 향상시키고 목적 화합물을 고순도로 제조할 수 있으며, 최종 공정에서 DFAT의 탈보호화에 알칼리금속염을 이용함으로써 반응 후 처리공정을 용이하게 하는 동시에 반응시간을 단축하여 생산성 향상 및 제조원가 절감 효과가 있다.

Claims

1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(DFAT)을 메탄올 중에서 알칼리금속염과 반응시켜 탈보호화시키는 단계를 포함하는 클레부딘의 제조 방법.

1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(HTBR)를 설퍼릴클로라이드 및 이미다졸과 반응시켜 2-O-이미다졸릴설포닐-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(ITBR)를 제조하고 히드록시 음이온 교환수지로 정제하는 단계;

ITBR에 불소를 도입시켜 2-데옥시-2-플루오르-1,3,5-트리-O-벤조일-알파-L-리보푸라노사이드(FTBR)을 제조하는 단계;

FTBR을 할로겐화시킨 후, 티민 축합반응을 거쳐 1-(3,5-디-O-벤조일-2-데옥시-2-플루오로-베타-L-아라비노푸라노실)티민(DFAT)을 제조하는 단계; 및

DFAT를 메탄올 중에서 알칼리금속염과 반응시켜 탈보호화시키는 단계를 포함하는 클레부딘의 제조 방법.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 알칼리금속염이 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산나트륨 및 탄산칼륨으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 알칼리금속염이 메틸산나트륨 및 에틸산나트륨으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 방법.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 알칼리금속염을 0.1∼4.0 당량 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.

제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, DFAT를 알칼리금속염과 함께 40∼80 ℃에서 반응시키는 것을 특징으로 하는 방법.

제 2 항에 있어서, 히드록시 음이온 교환수지를 HTBR에 대하여 중량비로 0.4∼3.0 배 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.

제 2 항에 있어서, 히드록시 음이온 교환수지를 가하고 -10∼40 ℃ 범위에서 교반하여 정제하는 것을 특징으로 하는 방법.