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KR20060035652A - β-Ｌ-2-데옥시 뉴클레오시드의 합성 - Google Patents

β-Ｌ-2-데옥시 뉴클레오시드의 합성 Download PDF

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KR20060035652A
KR20060035652A KR1020057025429A KR20057025429A KR20060035652A KR 20060035652 A KR20060035652 A KR 20060035652A KR 1020057025429 A KR1020057025429 A KR 1020057025429A KR 20057025429 A KR20057025429 A KR 20057025429A KR 20060035652 A KR20060035652 A KR 20060035652A
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리차드 스토러
아델 모우사
징 양 왕
나라얀 차우두리
스티븐 마티우
앨리스테어 스튜어트
Original Assignee
이데닉스 (케이만) 리미티드
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Abstract

2'-변형 뉴클레오시드 및 2'-데옥시 뉴클레오시드, 예를 들어 β-L-2-데옥시-티미딘(LdT)의 개선된 제조방법이 제공된다. 특히, 개선된 방법은 상이한 출발물질을 사용할 수 있으나, 클로로-당 중간체 또는 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오염기 중간체를 거쳐 진행되는 2'-데옥시뉴클레오시드의 합성에 관한 것이다. 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오염기 중간체가 사용되는 경우, 분자내 치환 반응 및 목적하는 뉴클레오시드 생성물을 우수한 수율로 형성하는 환원제, 예를 들어 Red-Al 및 봉쇄제, 예를 들어 15-크라운-5 에테르가 사용된다. 본 발명의 다른 방법은 봉쇄제없이 2,2'-언하이드로-1-푸라노실 염기 중간체를 사용하여 2'-데옥시뉴클레오시드를 우수한 수율로 제공한다. 본 발명에 따라 제조된 화합물은 다른 뉴클레오시드 유사체를 제조하는데 중간체로 사용될 수 있거나, 항바이러스제 및/또는 항신생물제로 직접 사용될 수 있다.

Description

β-Ｌ-2-데옥시 뉴클레오시드의 합성{Synthesis of β-L-2-deoxy nucleosides}
[관련 출원에 대한 전후 참조]
본 발명은 미국 가출원 제 60/483,711호(출원일 2003. 6. 30), 및 제 60/558,616호(출원일 2004. 4. 1)에 대해 우선권을 주장한다.
본 발명의 분야는 2'-데옥시- 또는 2'-변형된-뉴클레오시드 및 특히 β-L-2'-데옥시티미딘을 제조하는 방법이다. 본 발명은 공업적 제조 목적상 쉽게 대규모화할 수 있는 개량된 방법이다. 본 발명의 방법에 따라 제조된 화합물은 항바이러스제, 항종양제, 및 약제 화합물과 조성물의 합성용 중간체로서 중요하다.
HBV는 인간의 암 원인으로서 오로지 담배 다음이다. HBV가 암을 유발하는 메카니즘은 직접 종양 발현을 유발할 수 있거나, 만성 염증, 간경변, 및 염증과 관련된 세포 재생을 통해 종양 발현을 간접적으로 유발할 수 있다고 가정되고 있지만, 그 메카니즘은 알려져 있지 않다.
B형 간염 바이러스는 전세계적으로 전염성 수준에 도달되어 있다. 숙주가 감염 사실을 알지 못하는 2 내지 6 개월 배양기 후, HBV 감염은 복통, 황달, 및 어떤 효소에 대한 혈액 수준의 상승을 야기하는 급성 간염과 간 손상을 유발할 수 있다. HBV는 간의 큰 덩어리 부분이 파괴되는, 급속히 진행하고, 때로 치명적 형태의 질병인, 전격성 간염을 야기할 수 있다.
환자들은 전형적으로 급성 간염으로부터 회복된다. 그러나, 일부 환자는 만성 간염의 원인이 되면서, 연장되거나, 무한정의 기간 동안 높은 수준의 바이러스 항원이 혈액에 잔존하게 된다. 만성 감염은 만성 지속 간염을 유발할 수 있다. 만성 지속 HBV에 감염된 환자는 개발도상국에서 흔하다. 1991년 중반경에, 아시아에서 HBV 만성 보균자는 대략 225 백만이며, 전 세계적으로 거의 300 백만의 보균자가 있다. 만성 지속 간염은 피로, 간경변, 및 일차 간암인 간세포암 종을 야기할 수 있다.
Emory University, UAB Research Foundation, 및 the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)가 제출한 WO 96/40164호에서는 B형 간염을 치료하기 위한 여러 가지 β-L-2',3'-디데옥시 뉴클레오시드를 기재하고 있다.
Emory University, UAB Research Foundation, 및 the Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)가 제출한 WO 95/07287호에서도 HIV 감염을 치료하기 위한 2'- 또는 3'-데옥시 및 2',3'-디데옥시-p-L-펜토푸라노실 뉴클레오시드를 기재하고 있다.
Genencor International, Inc., 및 Lipitek, Inc.가 제출한 W0 96/13512호에서는 항종양제 및 살바이러스제로서 L-리보푸라노실 뉴클레오시드의 제조를 기재하 고 있다.
Idenix Pharmaceuticals, Ltd.는 2'-데옥시-L-에리트로펜토푸라노-뉴클레오시드, 및 HBV 치료 용도를 미국특허 제 6,395,716; 6,444,652; 6,566,344 및 6,539,837호에 기재하고 있다(참조 WO 00/09531). 인간과 다른 숙주 동물의 B형 간염 감염을 치료하는 방법이 기재되어 있다. 이 방법은 β-L-데옥시리보티미딘(β-L-dT), β-L-데옥시리보시티딘(β-L-dC), β-L-ㄷ데옥시리보우리딘(β-L-dU), β-L-데옥시리보구아노신(β-L-dG), β-L-데옥시리보아데노신(β-L-dA) 및 β-L-데옥시리보이노신(β-L-dI)을 비롯한, 생물 활성 2'-데옥시-p-L-에리트로-펜토푸라노뉴클레오시드(별도로 β-L-dN 또는 β-L-2'-dN으로 칭함) 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염, 에스테르 또는 프로드럭(prodrug)의 유효량을 임의로 약제학적으로 허용되는 담체 내에서 단독으로 또는 조합하여, 투여하는 것을 포함한다. 활성 화합물의 5' 및 N4 (시티딘) 또는 N6 (아데노신) 아실화 또는 알킬화 유도체, 또는 5'-포스포리피드 또는 5'-에테르 리피드가 또한 기재되어 있다.
문헌[von Janta-Lipinski et al. J. Med. Chem., 1998, 41(12), 2040-2046]에서는 B형 간염 폴리머라제의 억제를 위한 3'-플루오로-변형 β-2'-데옥시리보뉴클레오시드 5'-트리포스페이트의 용도를 기재하고 있다. 구체적으로, 3'-데옥시-3'-플로오로-β-L-티미딘(β-L-FTTP), 2',3'-디데옥시-3'-플루오로-β-L-시티딘(β-L-FdCTP), 및 2',3'-디데옥시-3'-플루오로-β-L-5-메틸시티딘((β-L-FMethCTP)의 5'-트리포스페이트가 HBV DNA 폴리머라제의 효과적인 억제제로서 기재되었다. 또 한, von Janta-Lipinski 등은 HBV와 DHBV의 내생적 DNA 폴리머라제의 뉴클레오시드 억제제로서 β-L-티미딘(그러나 β-L-2'-dC는 아님)의 트리포스페이트에 대한 생물학적 활성을 기재하고 있다. 그러나, 청구된 비포스포릴화 형태가 아닌, 트리포스포릴화 β-L-티민만을 평가하였고, 논문에서 이들 β -L-뉴클레오시드가 세포에서 또는 생체 내에서 포스포릴화 되어 있는지 언급되어 있지 않거나, 더 중요한 것은 β -L-티미딘의 포스포릴화에 대한 생체 내 효능에 대해 언급되어 있지 않다. 이 때문에, 논문에서는 β -L-티미딘이 세포에서 또는 생체 내에서 B형 간염 활성이 있다는 것을 교시하고 있지 않다(참조 WO 96/1204).
유럽특허출원 제 0 352 248 Al호(Johanβon et al.)에서는 B형 간염의 치료를 위한 L-리보푸라노실 화합물의 용도를 기재하고 있다.
Verri 등은 항종양제 및 항헤르페스제로서 2'-데옥시-β-L-에리트로-펜토푸라노뉴클레오시드의 용도를 기재하고 있다(Mol. Pharmacol. (1997), 51(1), 132- 138 and Biochem. J. (1997), 328(1), 317-20). Saneyoshi 등은 레트로바이러스의 억제와 AIDS의 치료를 위한 역전사효소(I) 억제제로서 2'-데옥시-L-리보뉴클레오시드의 용도를 제시하고 있다(일본공개특허공보 JP06293645 (1994)).
Giovanni 등은 부분 슈도레이비스 바이러스(PRV)에 대한 2'-데옥시-β-L-에리트로-펜토푸라노뉴클레오시드를 시험하였다(Biochem. J. (1993), 294 (2), 381-5).
2'-데옥시-β-L-에리트로-펜토푸라노뉴클레오시드의 화학요법 용도를 Tyrsted 등이 연구하였다(Biochim. Biophys. Acta (1968), 155 (2), 619-22) 및 Bloch, et al. (J. Med. Chem. (1967), 10 (5), 908-12)).
Morris S. Zedeck 등은 처음으로 슈도모나스 테스토스테로니(Pseudomonas testosteroni)에서 유도 효소의 합성에 대한 억제용 β-L-dA를 기재하였다(Mol. Phys. (1967), 3 (4), 386-95).
또한, 시토신 유도체는 속명이 시티콜린인 시티딘 디포스페이트 콜린과 같은 약물의 제조용 중간체로서 유용하다.
미국특허공보 제 20030083306호(Idenix Pharmaceuticals, Ltd.)에서는 HBV의 치료를 위한 2'-데옥시-β-L-뉴클레오시드의 3'-프로드럭을 기재하고 있다(참조 WO 01/96353).
미국특허 제 4,957,924호(Beauchamp)에서는 다양한 치료제로서 아시클로비르의 에스테르를 기재하고 있다.
2002년 4월 17-21일 European Association for the Study of the Liver meeting(스페인 마드리드)에서 Suehnel 등(Gilead Sciences, Inc.)은 아데포비르의 β-L-2'-데옥시티미딘과 배합물이 HBV에 대해 시험관 내에서 부가적인 항바이러스 효과를 나타낸다는 포스터를 발표하였다.
뉴클레오시드 합성
뉴클레오시드와 푸라노실 중간체를 제조하는 방법이 선행 기술에 잘 알려져 있다. 1952년에, Pratt 등은 아라비노스로부터 L-데옥시티미딘(LdT)의 합성을 보고하였다(J. W. Pratt et al., J. Am. Chem. Soc., 1952, 74 : 2200-2205). Pratt 에 의해 개시된 합성 경로는 L-아라비노스로부터 메틸 글리코시드를 형성하고, 이어서 메틸티오-티오카보네이트로 후속 전환하며, 데옥시-당으로 환원하는 것을 포함하였다. 별도로, 2-하이드록시 그룹을 대응하는 그의 메실레이트 그룹으로 전환한 다음, 최종 LdT 생성물을 수득하기 위해 환원 분해하였다(J. W. Pratt et al., J. Am. Chem. Soc., 1952, 74 : 2200-2205 ; H. Urata et al., Nucleic Acids Res., 1992,20 : 3325-3332).
LdT의 합성 변화는 Shull 등, Sznaidman 등, Wang 등, 및 Stick 등에 의해 수행되었고, 각각 글리칼 중간체를 경유하여 L-아라비노스를 메틸 2'-데옥시-리보푸라노시드로 전환시켰다(B. K. Shull et al.,J Carbohydr. Chem., 1996, 15 : 955-64; M. L. Sznaidman et al., Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids, 2002,21-15-543 ; Z-X. Wang efal., Wucleosides, ~Nucleotides & Nu-cleic-Acids, 2001,20 : 11-40; 및 R. V. Stick et al, Aust. J. Chem., 2002, 55 : 83-85).
1969년에 Niedballa 및 Vorbruggen은 실릴화 N-헤테로사이클릭 화합물을 커플링하고 구체적으로는 피리미딘을 1-O-알킬과 커플링하거나 바람직하게는 1-아실-보호된 리보스, 데옥시리보스, 아라비노스 또는 글루코스와 같은 1-아실-보호된 당을 커플링함으로써 β-뉴클레오시드를 제조하는 방법을 기재하였다. 반응에서는 촉매로서 프리델-크래프츠 시약을 이용하였고 주위 온도에서 진행시켰다(DE 1 919 307; Schering Aktiengesellschaft). 본 발명자들은 이 방법이 놀랍게도 거의 독점적으로 β-아노머 생성물을 제공하였고, 우라실과 시토신에 대해서 수행하였으나 또한 티미딘에 대해서는 수행하지 않았다는 것을 알아냈다(DE 1 919 307, 실시예 1-10 및 12-15).
이들 구체화된 종류에서, Niedballa 및 Vorbruggen은 출발 시약으로서 1-O-아세틸, 1-아세틸, 및 1-O-메틸 리보스, 데옥시리보스 및 아라비노푸라노스 유도체 화합물만을 보고하였다(DE 1 191 307, 실시예 1-16). 어디에서도 1-할로 당을 사용하지 않았다. 사실, 본 발명자들은 반응물로서 1-할로 당의 사용이 그의 불안정성에 기초해 좋지 않다는 사실을 알아냈다(DE 1 191 307; JP 63026183; Sato et al.). 시토신 염기를 2'-데옥시리보스 당과 반응시키는 단일 실시예에서, 출발 화합물은 1-O-메틸-2-데속시-3,5-디-톨루일리보스이었다(DE 1 919 307, 실시예 7). 리보스의 3'-에스테르 유도체가 α-아노머 생성물보다 β-아노머를 정상적으로 더 형성한다고 알려져 있으므로, 이 반응에 의해 α-아노머를 거의 배제하면서 β-아노머를 형성한다는 것은 놀라운 일은 아니다.
후속 특허에서, Vorbruggen 등은 그들의 초기(1969)의 합성 방법을 "특히 불리하다"고 인용하였다. 왜냐하면 반응 중에 형성된 루이스산 염 또는 프리델-크래프츠 촉매의 분리가 최종 워크-업에서 많은, 노동-집약적 단계를 필요로 하였고 최종 생성물의 퍼센트 수율을 더 적게 제공하였기 때문이다(DE 2508312, British equivalent GB 1 542 442). GB 1 542 442에서, 무기산의 트리메틸실릴 에스테르에 의한 루이스산의 대체 방법과 1-할로, 1-O-알킬, 또는 1-O-아실 당인 출발 시약이 보고되었다. 이전과 같이, 모든 구체화된 종류는 1-O-아세틸β-D-리보푸라노스 출발 시약을 이용하였고, 따라서, 놀라운 일은 아니지만, α-아노머를 거의 배제하면서 β-아노머 생성물을 제조하였다(GB 1 542 442, 실시예 1-13).
유사하게, 미국특허 제 4,209, 613호에서, Vorbruggen은 실릴화 뉴클레오시드 염기를 루이스산의 그룹 중에서 선택된 프리델-크래프츠 촉매 존재하에 보호 당의 1-O-아실, 1-O-알킬, 또는 1-할로 유도체와 반응시키는 것을 포함한 단일 단계의 뉴클레오시드 합성을 기재하였다(U. S. 4,209, 613). 이전과 같이, 모든 구체화된 종류는 1-O-아세틸-β-D-리보푸라노스 출발 시약을 사용하였고, 또한, 놀라운 일은 아니지만, α-아노머를 거의 배제하면서 β-아노머 생성물을 제조하였다(U. S. 4,209,613, 실시예 1-16).
미국특허 제 5,750,676호에서, Vorbruggen 등은 유리 당을 실릴화제와 루이스산이 있는 불활성 용매의 존재하에 N-헤테로사이클릭 염기와 반응시키는 것을 포함하는 방법을 보고하였고, 여기서 유리 당의 퍼실릴화가 개량되었다. 생성물의 아노머 비율에 과한 언급은 없었고, 단일 루이스 산에 대해 바람직하다는 사실도 언급되어 있지 않았다. 그러나, 실시예에서 최종 생성물을 수득하는데, 산업적 규모성에 대해 분명한 단점인, 많은 예비 단계가 필요하다는 것을 나타냈다(U.S. 5,750,676, 실시예 1-3).
Vorbruggen 등에 의해 보고된 뉴클레오시드의 다른 제조 방법은 무기산 또는 강한 유기산의 트리알킬실릴 에스테르, 특히 프리델-크래프츠 촉매, 뉴클레오시드 염기, 및 보호된 당 유도체의 1-O-아실, 1-O-알킬, 또는 1-할로 유도체를 이용한 완-폿(one-pot) 합성을 포함하였다(U.S. 4,209,613).
클로로-당 중간체
클로로-당은 LdT의 형성에 중요한 중간체이며, 그의 합성에 대한 많은 경로가 존재하고 있다. 클로로-당을 제조하기 위한 합성의 비제한적인 실시예는 다음을 포함한다.
Isbell, Bock et al., 및 Lundt et al.는 각각 1,4-락톤 중간체가 포함된 방법에서 D-크실로스로부터 LdT의 합성을 보고하였다(H. S. Isbell, Methods in Carbohydrate Research, 1963,2 : 13-14; K. Bock et al., Carbohydrate Research, 1981, 90 : 17-26; K. Bock et al., Carbohydrate Research, 1982, 104 : 79-85; and1. Lundt and R. Madsen, Topics in Current Chemistry, 2001,215 : 177-191).
Bock et al. 및 Humphlett은 출발 물질로서 D-갈락토스를 이용하였고, 이 갈락토스는 산화적으로 분해하고 브롬화하여 D-릭손락톤을 생성하였다. 선택적 가수분해와 전환의 후속 단계에 의해 LdT를 제조하는데 사용될 수 있는 클로로-당 중간체를 제공하였다(-K. Bock et al., Carbokydrate-Research,-198-1, ~90 : 17-26; K. Bock et al., Carbohydrate Research, 1979, 68 : 313-319; K. Bock et al., Acta Chem. Scand B, 1984, 38 : 555-561; and W. J. Humphlett, Carbohydrate Research, 1967, 4 : 157- 164).
Bock 등은 또한 D-글루코노락톤을 수성 브롬과 히드라진으로 처리하여 LdT를 제조한 다음, 과량의 수성 포타슘 하이드록사이드로 처리하여 일차 에폭시드를 형성하였다. 다음에, 락톤 상에서 일차 에폭시드를 이차 에폭시드로 파인(Payne) 재배열을 수행하고, 락톤을 산화적으로 분해하여 클로로-당 중간체를 형성한 다음, LdT를 제조하는데 사용할 수 있었다(K. Bock et al. , Carbohydrate Research, 1979, 68 : 313-316; K. Bock et al.,Acta Chem. Scand. B, 1984, 38 : 555-561). 관련된 동일 저널 논문에서, Bock 등은 D-갈락토노락톤으로부터 클로로-당의 형성, 및 D-만노노-1,4-락톤의 브롬화를 기재하였다.
Liotta 및 Hager는 알데히드 중간체와 위티히 반응의 호노-엠몬스 변형을 이용한 합성뿐만 아니라 입체선택적인 사이클화 단계에 관련된 합성에서 상용 락톤으로부터 클로로-당의 합성을 보고하였다(D. C. Liotta et al., Tetrahedron Letters, 1992,33 : 7083-7086; and U. S. 5,414, 078).
Schinazi et al., Ravid et al., 및 Taniguchi et al.은 하이드록시 글루탐산으로부터 클로로-당 중간체를 제조하는 방법을 기재하였고, 이 중간체는 차후 클로로-당으로 전환될 수 있는 리보노락톤 유도체로 고리화된다(U.S. 6,348,587 B1 ; R. F. Schinazi et al.; U. Ravid et al., Tetrahedron, 1978, 34 : 1449-1452; and M. Taniguchi et al., Tetrahedron, 1974,30 : 3547-3552).
Jung 등은 상용 알코올 상에 샤플리스(Sharpleβ) 에폭시화를 이용하여 디올을 제조하도록 알코올로 처리되는 에폭시드를 제공하고, 이 에폭시드는 차후 아세토니드로 전환되었다는 것을 보고하였다(M. E. Jung et al., Tetrahedron Letters, 1998, 39 : 4615-4618).
Yadav 등 및 Harada 등은 알릴 브로마이드와 오존분해 반응을 이용하거나, 오존분해 반응 없이 2-브로모메틸-[1,3]-디옥솔란을 이용하여 클로로-당을 제조하는 합성을 기재하였고(J. S. Yadav et al., Tetrahedron Letters, 2002, 43 : 3837-3839; T. Harada et al., Chem. Lett., 1981,1109-1110), 반면에 Ohuri 등, Cheng 등, 및 Abramski 등은 글리칼을 산성 메탄올로 처리하여 차후 원하는 클로로-당으로 전환될 수 있는 2-데옥시-리보푸라노스를 제조한다고 보고하였다.
JP 09059292(Takeya Mori)에서는 반응물의 하이드록시 그룹을 트리메틸실릴 그룹으로 보호하고, 이이서 포스포러스 옥시클로라이드 또는 4-클로로페닐 포스포로디클로리데이트와 반응시키고, 암모니아수로 아민화하여 4-하이드록시피리미딘 뉴클레오시드로부터 4-아미노피리미딘 뉴클레오시드를 합성하는 완-폿 합성을 기재하였다.
Chu는 보통 온도에서 2'- 및 3'-히드록실 그룹이 있는 뉴클레오시드를 아실 브로마이드 또는 아실 클로라이드와 브롬산 또는 염산의 혼합물과 반응시켜 탈보호화하여 원하는 뉴클레오시드 생성물을 형성하는 할로아실 뉴클레오시드 유도체를 제공하는 것을 포함한 2'-데옥시뉴클레오시드를 제조하는 방법을 보고하였다(U.S. 5,200,514).
문헌[Nucleosides and Nucleotides, 1996, 15 (1-3) : 749-769]에서, Kamaike 등은 우리딘으로부터 트리에틸아민 또는 DBU의 존재하에 [15N]프탈이미드에 의해 N4-프탈로일[4-15N]시티딘을 고수율로 제공하도록 전환된 4-아조일-1-β-D-리보푸라노실-피리미딘-2(1H)-온의 친핵성 치환 반응에 의한 2'-데옥시리보뉴클레오시드의 형성을 기재하였다.
JP 71021872(Sankyo Co. Ltd.)에서는 당 할라이드, 이를테면 할로겐화 리보스 또는 글루코스와 용매 및 할로겐화수은의 존재하에 실릴화 시토신, 우라실, 티 민 또는 아자우라실 염기의 반응을 교시하였다.
D-크실로스
D-크실로스를 출발 물질로 이용하여, 선행 기술에 교시된 방법에 따라 2'-데옥시뉴클레오시드를 합성할 수 있다.
Okabe 등은 2-데옥시-3,5-디-O-p-톨루오일-α-L-에리트로-펜토푸라노실 클로라이드의 합성을 개시하였고, 이 클로라이드를 추가로 반응시켜 β-L-2'-데옥시티미딘(LdT)를 제조할 수 있다(Okabe etal., J. Org Chem., 1991, 56(14) : 4392; Bock et al., Carbohydr. Res., 1981, 90 : 17-26; Bock et al., Carbohydr.Res., 1982, 104 : 79-85).
다음은 특히 D-크실로스로부터 2'-데옥시뉴클레오시드와 2'-데옥시티미딘의 합성에서 중간체를 제조하는데 사용된 방법의 비제한적인 리스트이다.
Takahata 등 및 Graf 등은 아세톤에서 릭소-1,4-락톤을 포타슘 요오다이드로 반응시켜 2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-릭소-1,4-락톤을 형성하는 것을 보고하였다(Takahata et al., J. Org.Chem., 1994, 59 : 7201-7208 ; Graf et al. , Liebigs Ann. Chem., 1993,1091-1098).
Lundt 등, Bock 등 및 Choi 등은 5-브로모-2,5-디데옥시-D-트레오-펜토-1,4-락톤을 반전시켜 2-데옥시-L-리보노-1,4-락톤을 형성하는 것을 보고하였다(Lundt et al. , Topics in Current Chemistry, 2001,215 : 177-191; Bock et al., Carbohydr. Res., 1981,90 : 17-26; WO01/72698 to Y-R. Choi et al.).
Urata 등 및 Zhang 등은 염산과 아세트산에 의한 반응에 의해 락톨로부터 직접적으로, 또는 아세트산과 염산에 의한 반응에 의해 2-데옥시-7-메톡시-3,5-디-O-톨루오일-α,β-L-리보스 중간체를 경유하여 간접적으로 2-데옥시-3,5-디-O-톨루오일-α,β-L-리보스를 2-데옥시-3,5-디-O-파라-톨루오릴-α-L-에리트로-펜토푸라노실 클로라이드로 전환시키는 것을 보고하였다(H. Urata et al., Nucleic AcidsRes., 1992,20(13) : 3325-3332; Zhang et al., Nucleosides and Nucleotides,1999, 18 (11-12) :2357).
Urata 등은 또한 2-데옥시-3,5-디-O-p-톨루오일-α-L-에리트로-펜토푸라노실 클로라이드와 실릴화 티민으로부터 클로로포름의 존재하에 2'-데옥시-3',5'-디-O-파라-톨루오일 L-티미딘을 제조하고, 이어서 탈보호화 하여 2'-L-데옥시티미딘을 형성하는 것을 보고하였다(H. Urata et al., Nucleic Acids Res., 1992, 20 (13) : 3325).
2,2'-언하이드로-1-푸라노실 뉴클레오시드 중간체
2'-데옥시- 및 2'-치환된 뉴클레오시드, 및 특히 피리미딘 염기가 있는 2'-데옥시- 또는 2'-치환된 뉴클레오시드는 뉴클레아제 분해에 대해 올리고뉴클레오티드를 안정화한다고 제시된 바 있다. 뉴클레아제 분해는 올리고뉴클레오티드 치료법에서 문제점이다(Huryn et al. , (1992), Chem. Rev. 92: 1745-88; English et al., (1991),Angew. Chem. 30: 613-722). 그러나, 현재, 2'-위치에서 피리미딘 뉴클레오시드의 변형은 가혹한 조건하에서 그리고 일반적으로 낮은 생산 수율로서 비 효율적인 합성에 의해서만 성취되었다(Verheyden etal., (1971), J. Org. Chem. 36: 250-254).
Tronchet 등은 아라비노-형태로 2'-하이드록시- 또는 2'-아미노-뉴클레오시드를 우세하게 제공하는, BH3에 의한 2'-케토우리딘의 옥심 유도체의 환원을 기재하였다(Tronchet et al. , (1990), Tetrahedron Lett. 31: 351). Tronchet에 의한 이러한 연구는 2'-리보푸라노실-아미노 또는 2'-리보푸라노실-히드록실 피리미딘의 입체선택적 합성에서 몇가지 시도 중 하나일 뿐이다.
2'-데옥시- 또는 2'-치환된 피리미딘 뉴클레오시드의 합성에서 초기 연구는 합성에서 출발 시약인 리보스, 크실로스 및 아라비노즈에 대한 적합한 보호 그룹에 집중되었다. 예를 들어, 뉴클레오시드의 제조 방법에서 중간체로서 퍼아실화 리보푸라노스의 합성에 대한 많은 연구가 시도되었다. 이들은 i) D-리보스로 시작하여 β-D-2'-데옥시리보푸라노실 티미딘을 최종 생성물 수율 약 40%로 제공하는 7-단계 입체특이적 방법(M. Jung and Y. Xu, Tetrahedron Lett. (1997),38 : 4199); ii) L-리보스로부터 시작하여 56%의 생성물 수율을 얻는 3-단계 공정(E. F. Recondo and H. Rinderknecht, Helv. Chim. Acta, (1959) 42: 1171) ; iii) 출발 물질로서 L-아라비노스를 이용하여 약 20%의 생성물 수율을 제공하는 8-단계 공정(J. Du et al., Nucleosides and Nucleotides, (1999), 18: 187); iv) L-크실로스로서 시작한 6-단계 공정(최종 생성물의 수율 %는 알려지지 않음)(E. Moyroud and P. Strazewski, Tetrahedron (1999) 55: 1277); 및 v) 초기에 트리-O-아세틸 티미딘으 로 전환되는 D-리보스로 시작하는 다단계 공정(U.S. Patent No. 4,914,233)을 포함하였다.
1959년에, E. F. Recondo는 톨루오일-, 벤조일- 및 아세틸-보호 리보푸라노실을 D-리보스로부터 약 70-80%의 수율로 제조하는 5-단계 공정을 보고하였다(E. F. Recondo, Helv. Chim. Acta, (1959) 121: 1171). Codington, Doerr 및 Fox는 β-D-티미딘을 트리틸클로라이드 및 피리딘과 실온에서 24 시간, 그 후 약 70 ℃에서 3 시간 반응시켜 β-D-티미딘 상의 5'-OH를 보호한 다음; 5'-보호된 β-D-티미딘을 토실 클로라이드(TsCl) 및 피리딘과 0℃에서 반응시키고(이로서 토실-보호된 2'-그룹이 제공됨); 끝으로 5'-트리틸-O-보호된, 2'-토실-O-보호된-β-D-티미딘을 소듐 벤조에이트(NaOBz) 및 아세테이트와 100℃ 에서 1 시간 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-(5'-O-트리틸-β-D-아라비노푸라노실)티민을 61%의 수율로 제공하는 β-D-티미딘으로부터 2,2'-언하이드로-l-(5-0-트리틸-β-D-아라비노푸라노실)티민의 합성을 개시하였다(Codington et al.,J. Org.Chem., (1963) 29: 558- 64).
제 1 단계에서 E. coli와 히폭산틴을 이용하고, 얻어진 2-모노-포스포릴화 리보푸라노실 화합물을 우리딘 포스포릴라제와 반응시키고 원하는 β-D-티미딘 생성물을 컬럼 크로마토그래피에 의해 45%의 수율로 회수하는 티미딘의 효소 합성이 보고되었다(A.I. Zinchenko, Khimiya Prirodnvkh Soedinenii, (1989), 4: 587-88).
뉴클레오시드 합성에 대한 다른 연구는 "개환 뉴클레오시드"로부터 5-메틸=-2,2'-언하이드로우리딘 중간체의 형성을 포함하였다. 개환 뉴클레오시드는 2,2'-언하이드로뉴클레오시드의 개환으로부터 2,2'-언하이드로-1-(β-D-아라비노-푸라노 실)뉴클레오시드를 제공하는 분자내 친핵성 치환 반응에 의해 형성된다. 언하이드로뉴클레오시드의 합성은 일본공개 제 81 49 398호(1981. 5. 2자 공개)에 기재되어 있으며, 중간체로서 아실화 이미노아라비노[1',2':4,5] 옥사졸린산 부가염을 필요로 하였다. 언하이드로뉴클레오시드 전구체로서 이용가능한 아미노-옥사졸린 카보히드레이트 유도체의 사용은 1971년에 보고되었다(J. Mol. Biol., (1970) 47: 537).
Rao 등은 출발 시약으로서 D-크실로스를 사용하여 1-β-D-크실로푸라노실-티민을 형성한 다음, PhOCOOPh(디페닐카보네이트) 및 NaHC03 촉매에 의해 DMF의 존재하에 140-150 ℃에서 약 4 시간 처리하여 2,2'-언하이드로-l-(β-아라비노푸라노실)티민을 55%의 수율로 제공하는 6-단계 합성을 보고하였다(A. V. Rama Rao et al. , J. Chem. Soc. Comm., (1994), p. 1255; EP 0 683 171B1). Schinazi 등과 Manfredi 등은 모두 1-β-D-크실로푸라노실 티민이 아니라 1-β-D-아라비노푸라노실 티민을 사용한 것을 제외하고 동일한 시약을 사용한 Rao 등의 공정과 유사한 합성을 개시하였다(Schinazi et al. , J. Med.Chem., (1979) 22: 1273; Manfredi et al.,Bioorg. Med. Chem. Letters, (2001) 11: 1329-32).
3',5'-디벤조일 보호 2,2'-언하이드로-l-(β-리보노푸라노실)티민의 형성에서 초기 시도는 Anton Holy 등에 의해 교시되었다. Holy 등은 출발 화합물로서 β-D-리보노푸라노실-티민을 사용하였고, 이것을 HMPA에서 1.4 당량의 PhOCOOPh 및 NaHC03 촉매와 약 150℃ 에서 약 20 분간 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-(β-D-리보푸 라노실)티민(5-메틸우리딘)을 형성하고, PhCOCN과 DMF에서 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-(β-3',5'-디O-벤조일)리보푸라노실 티민을 약 87%의 수율로 형성함으로써 3'- 및 5'-OH 그룹을 보호하였다(A. Holy et al., Collect. Czech. Commun., (1974), 39:3157-67). Holy 등은 또한 2-아미노-3-D-아라비노푸라노-[1',2':4,5]-2-옥사졸린을 02, 2'-언하이드로-1-(β-D-아라비노푸라노실)티민으로 전환하는데 잘 안된 시도를 보고하였다(동일문헌 1377에서).
Fraser 등은 Holy의 공정에 대해 동일한 시약을 사용하고 이것을 HMPA의 존재하에 1.2 당량의 PhOCOOPh 및 NaHC03 촉매와 약 150 ℃에서 약 2 시간 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-β-D-리보푸라노실 티민을 제공함으로써 개선하였다. 그러나, Fraser 등의 공정은 Holy 등의 합성에서 제시된 약 87%의 수율과 비교하여 약 77%의 감소된 퍼센트 수율을 나타냈다(Allister Fraser et al. , J. Heterocvcl. Chem., (1993) 30 (5): 1277-88).
Yukio Aoyama 등은 약 96%의 수율로 β-I-D-(2-Br-리보푸라노실) 티민 상에 3'- 및 5'-위치 모두를 포함하는 실릴-보호 환의 형성을 개시하였다(Aoyama et al., Nucleosides & Nucleotides, (1996), 15 (1-3): 733-8). 1-β-D-리보푸라노실-티민을 출발 물질로 사용하고 TPDSC12 및 피리딘과 실온에서 반응시켜 3'-, 5'-실릴-보호 환 구조를 제공하였다. 다음에 실릴-보호 구조를 CH2Cl2 내 TfCl 및 DMAP과 실온에서 반응시켜 2,2'-언하이드로 중간체를 형성하고, 끝으로 1,4-디옥산 내에서 2,2'-언하이드로 중간체를 LiBr, BF3-OEt와 약 60 ℃에서 반응시켜, 1-β-D-2'-Br, 3',5'-트리-O-디-(디메틸)실릴)-리보푸라노실-티민을 수득하였다.
Mitsui Chemicals, Inc.는 L-핵산의 합성에서 중간체로서 유용한, 2,2'-언하이드로-1-(β-L-아라비노푸라노실)티민 및 2,2'-언하이드로-5, 6-디하이드로사이클로우리딘을 제조하는 방법을 보고하였다(PCT Publication No. WO 02/044194; EP 1 348 712A1). 7-단계 Mitsui 공정은 a) L-아라비노스를 시안아미드와 반응시켜 L-아라비노-아미노-옥사졸린을 제공하고; b) L-아라비노아미노옥사졸린을 아크릴산 유도체와 반응시켜 옥사졸린 부분의 N-원자에 결합된 메틸 아크릴산 에스테르가 있는 L-아라비노아미노옥사졸린의 유도체를 형성하며; c) (b)의 생성물을 예를 들어, 알칼리 금속, 알칼리 금속 알콕사이드, 알칼리 금속 카보네이트, 알칼리 금속 바이카보네이트, 알칼리 금속 하이드록사이드, 알칼리 금속 하이드라이드, 유기 염기, 염기 이온 교환 수지 등과 같은 염기와 반응시키고, 이에 따라 L-2,2'-언하이드로-핵산 유도체인 트리사이클릭 환을 형성하고; d) 단계 (c)로부터 L-2,2'-언하이드로-핵산 유도체를 이성체화 하여 2,2'-언하이드로-1-(β-L-아라비노푸라노실)티민을 제공하며; e) 단계 (d)로부터 2,2'-언하이드로-1-(β-L-아라비노푸라노실)티민을 할로겐화 및 후속 보호 반응 또는 보호 및 후속 할로겐화 반응, 또는 동시 할로겐화 및 보호 반응을 수행하여 2'-위치 할로겐화 L-티미딘 유도체를 형성하고; f) 단계 (e)로부터 할로겐화 L-티미딘 유도체를 탈할로겐화 한 다음; g) 단계 (f)로부터 생성물의 3'- ㅁ및 5'-위치를 탈차단하여 L-티미딘을 제공하는 것을 포함한다. Mitsui는 이 합성에서 양호한 생성물 수율을 보고하였지만, 산업상 대규모 생산에 더 쉽게 적용되도록 더 적은 단계를 필요로 하는 공정이 유용하다.
선행 기술에서 발견된 두 번째 밀접한 공정은 Pfizer에 의해 EP 0351 126 B1에 보고된 공정이다. Pfizer의 공정은 02, 2'-언하이드로-1-(β-D-아라비노푸라노실) 티민 뉴클레오시드(언하이드로뉴클레오시드)의 형성에 대한 새로운 경로를 포함하였고, 이것은 β-티민 유도체로 쉽게 전환될 수 있다. 이 공정은 pH 8.1, 실온에서 48 시간 바람직하게는 H2O 내에서 메틸-2-포르밀프로피오네이트 및 NaOH와 함께, 2-아미노-β-D-아라비노푸라노[l',2':4,5]-2-옥사졸린, 또는 그의 5'-트리틸- 또는 실릴-보호 형태 사이의 축합 반응시키고, 수성 산으로 처리하여 약 42%의 수율로 02, 2'-언하이드로-l-(β-D-아라비노푸라노실)티민을 수득하는 것을 포함한다. 메틸-2-포르밀프로피오네이트를 사용하는 데 대한 별도 방법은 DMAP 및 Et3N의 존재하에 약 80 ℃에서 4 일간 메틸-3-브로모메틸아크릴레이트의 사용(최종 언하이드로-티미딘 생성물 약 25%의 수율을 제공함); 언하이드로-티미딘 생성물의 약 8% 수율을 위해 실온에서 약 24 시간 동안 그 후 약 60 ℃에서 다시 24 시간 동안 수성 MeOH 및 Et3N 내에서 에틸-2-포르밀프로피오네이트의 사용; 및 언하이드로-티미딘 생성물을 약 32%의 수율로 제공하도록 약 80 ℃에서 4 일간 DMSO 내에서 메틸-3-메톡시메틸아크릴레이트의 사용을 포함한다.
Pfizer 축합 반응은 그의 바람직한 유형에서 염기성 촉매의 사용을 포함한 다. 이러한 촉매는 3차 아민과 무기 염이며, 이들 중에서 디메틸아미노피리딘, 트리에틸아민, N-메틸모르폴린, 및 이들의 조합물이 바람직하다. Pfizer는 02, 2'-언하이드로-l-(β-D-아라비노푸라노실)티민을 β-티미딘으로 전환하기 위한 그의 바람직한 방법은 HBr과 언하이드로티미딘의 반응, 이어서 BaS04-활성억제된 Pd 촉매로서 반응에 의한 Br의 제거이었다고 보고하였다. 이러한 형태의 활성억제된 촉매를 사용할 필요성을 제거하는 산업적 규모의 합성을 갖는 것이 요망된다.
Boehringer-Ingelheim Pharma GMBH는 출발 물질로서 L-아라비노스를 사용한 β-L-2'-데옥시티디민을 제조하는 4-단계 공정을 보고하였다(PCT Publication No. WO 03/087118). 이 방법은 a) L-아라비노스를 수용액 또는 수성 알코올 용액에서, 또는 예를 들어, DMF, 피리딘, 또는 N-메틸-피롤리딘과 같은 다른 극성 용매에서 시안아미드와 80-100 ℃의 온도에서, 염기 촉매, 이를테면, NH3, Et3N, 또는 트리-에틸 카보네이트, 알칼리 카보네이트, 또는 디-알칼리 카보네이트의 존재하에 반응시켜 L-아라비노푸라노실-아미노-옥사졸린 유도체를 형성하고; b) 단계 (a)로부터 L-아라비노푸라노실-아미노-옥사졸린 유도체를 2-메틸-C-3-산, 또는 그의 활성화 유도체와 수침전 조건하의 불활성 용매에서, 예를 들어 DMF, DMSO, NMP, 아세톤, 벤젠, 톨루엔, 또는 사이클로헥산, 및 DMAP, Et3N, 또는 N-메틸-모르폴린과 같은 3차 아민 염기 또는 무기 염 촉매의 존재하에 약 20-80 ℃에서 반응시키며; c) 단계 (b)로부터 β- L-2,2'-언하이드로티미딘을 HCI, HI, 또는 HBr와 같은 산성-할로겐, 톨루엔 설폰산 또는 티오아세트산과 같은 친핵성 시약과 DMF 또는 트리플루오로아 세트산 용매에서 반응시켜 2'-위치에서 C-O 결합을 파괴하고; d) β-L-2'-할로-티미딘을 촉매, 바람직하게는 Pd 또는 라니-니켈과 반응시켜 2'-위치로부터 할로 그룹을 제거하고 최종 생성물로서 β-L-티미딘을 제공하는 것을 포함하였다.
바람직하게는, 합성 단계 (a) 또는 (b)를 수행하기 전에, 유리 히드록실 ㄱ그룹을 보호하여 아미노-옥사졸린 유도체, 또는 2-메틸-C-3-산과의 반응을 방지한다.
Boehringer 합성에서, 바람직한 보호 그룹은 벤질, 디페닐-메틸,트리페닐메틸, 또는 실릴을 포함하며, 여기서 실릴 상의 3개 치환체는 C1-6 알킬 또는 페닐일 수 있으며, 페닐 그룹은 임의로 추가 치환될 수 있다. 일부 보호 그룹은 합성의 최종 단계로서 제거될 수 있으며, 결정화 또는 정제 단계도 추가될 수 있다.
공교롭게도, Boehringer에 의해 개시된 공정에서 제 1 단계는 최소 2회 추출, 여과, 및 결정화 단계를 필요로 하였고; 이 공정에서 제 2 단계는 끓인 사이클로헥산의 사용, 및 크로마토그래피에 의한 최종 정제를 필요로 하였으며; 이 공정에서 제 4 단계는 Pd 또는 라니-니켈 촉매의 사용을 필요로 하였다. β-L-2,2'-언하이드로아라비노푸라노실-티민 중간체의 보고된 수율은 약 49%이었다. 따라서, Pd 또는 라니-니켈 촉매의 사용을 피하고 2,2'-언하이드로-티미딘 중간체의 더 높은 퍼센트 수율을 제공하는 합성 방법이 필요하다.
Holy 및 Pragnacharyulu 등은 시안아미드와 반응하여 1,2-옥사졸린 유도체를 생성하는, 출발 물질로서 L-아라비노스의 사용을 개시하였고; 옥사졸리딘 유도체를 프로피온산 에틸 에스테르와 반응시켜 벤조일화되고 환원적으로 분해되거나 염화수소로 처리되어 원하는 클로로-당을 제공하는 O2,2'-언하이드로-L-티미딘 중간체를 제공한다(A. Holy, Coll. Czech. Chem. Commun. 1972,37, 4072-4087).
Abushanab 등은 메틸-옥시란 카르복실산 에스테르를 옥사졸린과 반응시켜 O2,2'-언하이드로-L-티미딘 유도체를 제공하는 것을 포함하는 클로로-당 합성을 보고하였고(E. Abushanab, and P. V. P Pragnacharyula,U. S. Patent 5, 760, 208, June 2,1998), 반면에 Asakura 등, Hirota 등 및 A. Holy는 에틸 프로피올레이트를 옥사졸린과 반응시켜 02,2'-언하이드로-L-우리딘을 제공하며, 그 후 그의 3' 및 5' ㅇ위치에서 보호시키고 염화수소와 반응시켜 중간체로서 2'-데옥시-2'-클로로 당을 생성하는 것을 기재하였다(J. -I. Asakura, and M. J. Robins,J.Org. Chem. 1990, 55, 4928-4933; J. -I. Asakura, and M. J. Robins, Tetrahedron Lett. 1988,29, 2855-2858 ; K. Hirota, Y. Kitade, Y. Kanbe, Y. Isobe, and Y. Maki, Synthesis, 1993,210, 213-215 ; and A. Holy, Coll. Czech. Chem. Commun. 1972,37, 4072-4087).
2003년에, Abushanab 및 Pragnacharyulu는 아라비노리보푸라노실-아미노-옥사졸린과 치환된 에폭시-메틸레이트 유도체 사이의 마이클형 축합 반응; 티미딘의 2'-위치에 클로로 그룹을 위치시키도록 피발로일 클로라이드에 의한 처리에 의해 축합된 생성물의 후속 아실화; 끝으로, 2'-데옥시-티미딘이 원하는 생성물인 경우 클로로 치환체를 제거하도록 탈할로겐화 반응을 포함한 피리미딘 뉴클레오시드를 제조하는 방법을 보고하였다(U.S. Patent No. 6,596, 859).
그러나, 피발로일 클로라이드는 언하이드로-개환 반응을 일으키며, 그 후 티미딘 상의 2'-위치에서 클로로 그룹의 위치화는 클로로 그룹을 제거하도록 추가의 합성 단계를 필요로 한다고 알려져 있다. 또한, Abushanab 및 Pragnacharyulu가 그들의 방법 중 제 2 단계에서 사용된 아세토니트릴의 이용뿐만 아니라, 축합 반응에서 사용하는 고가의 시약인 메틸-2-메틸 글리시데이트의 이용, 및 합성의 각 단계에서 필요한 크로마토그래피 분리를 피하는 것이 유용할 것이다.
Pragnacharyulu 등은 L-아라비노스를 H2NCN과 반응시켜, 2,2'-언하이드로-아미노-옥사졸린 생성물 중간체를 수득하도록, 하나의 말단 OH 및 하나의 H를 분자 내 제거하는, L-아라비노스로부터 2,2'-언하이드로-아미노-옥사졸린의 형성을 보고하였다(Pragnacharyulu etal., (1995), J. Ore. Chem. 60: 3096-99).
Sawai 등은 D-아라비노스로부터 2,2'-언하이드로-(아라비노-푸라노실)티민의 형성에서 직접 고리화 단계를 개시하였다. 이들의 합성은 (1) 본 기술의 공지 방법에 의해 D-아라비노스로부터 D-아라비노-푸라노실-아미노-옥사졸린을 제조하고; (2) D-아라비노-푸라노실-아미노-옥사졸린을 에틸-α-(브로모-에틸)-아크릴레이트와 디메틸 아세트아미드 내에서 반응시켜 옥사졸리노-N-측쇄 중간체를 약 88%의 수율로 제공하며; (3) 단계 (2)에서 형성된 중간체를 KOtBu 및 t-BuOH와 반응시켜 2,2'-언하이드로-(아라비노푸라노실)티민을 약 30%의 수율로 수득하거나, 별도로 하이드로겐 요오다이드를 사용하여 O2,2'-언하이드로-L-티미딘 결합을 연 다음 아시 클릭 생성물을 포타슘 요오다이드와 반응시켜 디-O-벤조일-2'-데옥시티미딘을 생성하는 것을 포함하였다(Sawai et al. , (1994), Nucleosides & Nucleotides, 13 (6- 7): 1647-54; Sawai et al., Chem. Lett., 1994,605-606). 이 방법은 유용하게도 촉매활성이 저하된 Pd/BaSO4 와 같은 촉매의 사용을 피하고 있으나, 오히려 생성물의 % 수율이 낮다.
미국특허 제 4,914,233호(Freskos et al.)에서는 트리-O-아실-β-리보티미딘의 형성, 및 2,2'-언하이드로-β-티미딘의 2'-할로-2'-데옥시-5-메틸우리딘으로 전환 이어서 β-티미딘으로 전환을 포함한 5-단계 공정에 의해 α- 및 β-아노머의 혼합물로부터 β-티미딘의 선택적 분리를 개시하였다.
미국특허 제 5,212,293호(Green et al.)에서는 보호된 언하이드로티미딘을 반응물 용해성의 증가를 위해 유기-알루미늄 화합물이 함유된 할로-생성제와 반응시켜 2',3'-디데옥시뉴클레오시드의 합성을 보고하였다.
미국특허 제 5,596,087호(Alla et al.)에서는 브롬화한 다음 본 기술의 숙련자에게 공지된 방법에 의해 환원시켜 β-티미딘을 생성하는 2,2'-언하이드로티미딘의 형성을 포함하였다.
미국특허 제 6,369,040호(Acevedo et al.)에서는 대응하는 아라비노시드를 합성하는 3',5'-보호된-2,2'-언하이드로-우리딘을 개시하였다.
McGee 및 Murtiashaw는 각각 Holy 또는 Pragnacharyulu 등에 의해 사용된 것과 다른 시약 화합물로부터 제조된 O2,2'-언하이드로-L-티미딘 중간체를 포함하는, 출발 물질로서 L-아라비노스로부터 클로로-당 중간체를 제조하는 것을 보고하였다(D. McGee, Boehringer Ingelheim Proposal to Novirio Pharmaceuticals, Inc. , May 17,2002 ; C. W. Murtiashaw, Eur. Patent, 0, 351, 126Bd, January 18,1995).
McGee 등은 분자 내 치환 반응에 의해 2'-변형 뉴클레오시드를 제조하는 방법을 개시하였다(U. S. Patent No. 6,090, 932). McGee 등은 2'-위치에 입체특이적 환원을 일으키도록 활성화될 수 있는 3'-치환체의 조심스런 선택에 의해 2,2'-언하이드로-우리딘의 2'-위치에 치환체의 도입을 보고하였다. 합성은 DMT와 반응시켜 5'-O-(4,4'-디메톡시트리틸)우리딘을 형성하는 우리딘의 5'-OH를 보호하는 것을 포함하였고, 최종 생성물, 2'-데옥시티미딘을 약 24%의 수율로 수득하였다.
McGee 등은 이들의 공정이 산업 목적상 확대될 수 있다고 보고하였지만, 디옥산은 가연성이 있고 쉽게 퍼옥시드를 형성하며, 따라서 산업 공정에서 금기시되고 있는 것으로 알려져 있다. 또한, McGee 등은 그들의 공정이 2'-데옥시티미딘의 D- 또는 L-에난시오머를 생성하는지, 또는 에난시오머의 분리가 필요한지에 관해 침묵하고 있다.
따라서, 유해하고, 독성이며, 위험하고/하거나 취급이 어려운 시약(이들 자체가 공업적으로 생산되지 않는)의 사용을 피하는, β-L-2'-데옥시뉴클레오시드, 이를테면 β-L-2'-데옥시티미딘을 비롯하여, 2'-데옥시뉴클레오시드, 그의 염, 유사체 및 프로드럭을 제조하기 위한 간단하고, 저렴하며, 안전한 공정의 필요성이 존재한다.
또한, β-L-2'-데옥시뉴클레오시드, 이를테면 β-L-2'-데옥시티미딘을 비롯 하여, 2'-데옥시뉴클레오시드, 그의 염, 유사체 및 프로드럭을 제조하기 위한, 안전한 물질과 시약을 이용하는, 합성법을 제공할 필요가 있다.
또한, 보통의 반응 조건하에, β-L-2'-데옥시뉴클레오시드, 이를테면 β-L-2'-데옥시티미딘을 비롯하여, 2'-데옥시뉴클레오시드, 그의 염, 유사체 및 프로드럭을 제조하기 위한 합성법을 제공할 필요가 있다.
또한, 보통의 반응 조건하에, β-L-2'-데옥시뉴클레오시드, 이를테면 β-L-2'-데옥시티미딘을 비롯하여, 2'-데옥시뉴클레오시드, 그의 염, 유사체 및 프로드럭을 합성하기 위한 효율적이고 저렴한 과정을 제공할 필요가 있다.
또한, 최소한의 단계를 요구하여 효율적인 합성법을 제공할 필요가 있다.
또한, 생성물 분리를 위해 소수의 단계를 필요로 하거나 없는 공정을 제공할 필요가 있다.
또한, 저렴하고 최종 생성물을 고수율로 수득하는, β-L-2'-데옥시뉴클레오시드, 이를테면 β-L-2'-데옥시티미딘을 비롯하여, 2'-데옥시뉴클레오시드, 그의 염, 유사체 및 프로드럭을 합성하기 위한 대규모 공정을 제공할 필요가 있다.
또한, 원하는 화합물의 β-아노머 형태를 α-아노머 형태를 초과하여 양호한 수율로 제조하는, β-L-2'-데옥시뉴클레오시드, 이를테면 β-L-2'-데옥시티미딘을 비롯하여, 2'-데옥시뉴클레오시드, 그의 염, 유사체 및 프로드럭의 대규모 합성법을 제공할 필요가 있다.
또한 β-L-2'-데옥시뉴클레오시드, 이를테면 β-L-2'-데옥시티미딘을 비롯하여, 2'-데옥시뉴클레오시드, 그의 염, 및 유사체의 아미노산 프로드럭의 합성법을 제공할 필요가 있다.
[발명의 요약]
본 발명은 천연 및 천연이 아닌 카보사이클릭, 헤테로사이클릭 및 헤테로아로마틱 뉴클레오시드 염기로부터 유도된 2'-, 3'- 및/또는 5'-치환된 뉴클레오시드 및 2'-, 3'- 및/또는 5'-데옥시-뉴클레오시드, 이를테면 2'-치환된 및 2'-데옥시-뉴클레오시드, 및 구체적으로, β-L-2'-데옥시-티미딘(LdT) 및 그의 염, 프로드럭, 입체이성체, 및 에난시오머를 제조하기 위한 신규의, 효율적인 합성 방법에 관한 것이다. 적합한 출발 물질에 기초로, 본 발명의 화합물의 입체이성체, 부분입체이성체, 및 에난시오머 형태의 제조 방법도 제공된다. 본 발명에 따라 제조된 화합물은 광범위한 다른 뉴클레오시드 유사체의 제조용 중간체로서 사용될 수 있거나, 항바이러스제 및/또는 항종양제로서 바로 사용될 수 있다.
한 실시예에서, 2'-데옥시-뉴클레오시드 및 2'-치환된 뉴클레오시드는 자연적으로 발생하는 피리미딘 뉴클레오시드 염기를 갖는다. 특정 실시예에서, 방법은 β-L-2'-데옥시티미딘(LdT)의 합성을 나타낸다. 다른 실시예에서, 2'-데옥시-뉴클레오시드 및 2'-치환된 뉴클레오시드는 비자연적으로 발생하는 피리미딘류의 뉴클레오시드 염기를 갖는다. 한 특정 실시예에서, 비자연적으로 발생된 피리미딘류의 뉴클레오시드 염기는 본 발명에 개시된 합성 방법에 의하여 제조될 수 있다.
한 실시예에서, 본 발명의 방법은 분리를 이성체(isomers)의 분리를 필요로 하지 않으며, 따라서 종래의 방법에 비하여 개선된다.
한 실시예에서, 2'-데옥시 뉴클레오시드를 부여하기 위한 2'-위치에서의 작용기의 도입 또는 이러한 작용기들의 제거는 D-크실로스, L-아라비노스, L-리보스, D-갈락토스, D-글루코노락톤, D-갈락토노락톤, D-글루코스, (리보노락탄을 위한) D-하이드록시-글루탐산, 알콜 또는 에폭시알콜, 이소프로필리덴 글리세르알데히드 또는 출발 시약으로서의 치환된 디옥솔란을 이용한 선택적 반응에 의하여 달성된다.
본 발명의 한 특정 실시예에서, 합성은 클로로-당 중간체를 통하여 진행한다. 따라서, 본 명세서 내에서 설명된 합성 공정의 한 특정 중간체는, 분자내 재배열을 포함하지 않는, 클로로-당 화합물이다.
본 발명의 다른 특정 실시예에서, 합성은 분자내 친핵성 치환 반응을 통하여 진행된다. 따라서, 본 명세서 내에서 설명된 합성 공정의 한 특정 중간체는 2,2'-언하이드로-1-푸라노실 뉴클레오시드 환이다.
본 발명의 한 실시예에서, 주요 중간체중 하나는 Red-Al와 같은 환원제를 이용한 락톤의 감소에 의하여 다음과 같이 수득된다.
Figure 112005078316116-PCT00001
한 특정 실시예에서, 산소 보호 그룹은 톨루오일이다.
다른 특정 실시예에서, 중간체는 다음과 같이 수득된다.
Figure 112005078316116-PCT00002
따라서, 본 발명의 실시예에서, 합성 방법은 아래 단계들을 포함한다.
D-크실로스로부터 출발
Figure 112005078316116-PCT00003
2'-데옥시티미딘을 위한 본 발명의 대안적인 합성은 아래의 방법 단계들을 포함한다:
Figure 112005078316116-PCT00004
.
본 발명의 또다른 실시예에서, 중요 중간체로서 2-데옥시-3,5-디-O-파라-톨루오일-α-L-에리스로-펜토푸라노실 클로라이드를 포함한 D-크실로스로부터 2'-데옥시티미딘을 제조하는 방법이 제공된다.
대안적인 실시예에서, 메실레이트 중간체를 이용한 합성이 제공된다.
Figure 112005078316116-PCT00005
여기서, P, "P' 및 P"는 독립적인 H, 알킬 또는 적절한 산소 보호 그룹이다. 한 실시예에서, P는 메틸이다. 다른 실시예에서, P' 및 P"는 이소프로피리딘을 형성하기 위하여 함께 사용된다.
따라서, 한 특정 실시예에서, 합성은 메실레이트 중간체를 이용한 합성이 제 공된다.
Figure 112005078316116-PCT00006
대안 실시예에서, 주요 중간체 중 하나는 다음 방법에 의하여 수득된다.
Figure 112005078316116-PCT00007
대안 실시예에서, 주요 중간체 중 하나는 OsO4와 같은, 시스(cis)-산화가 가능한 적절한 산화제를 사용한 알켄 산화에 의한, 다음 방법에 의하여 수득된다.
Figure 112005078316116-PCT00008
따라서, 한 특정 실시예에서, 주요 중간체는 OsO4를 이용한 알켄 시스-산화에 의한, 다음 방법에 의하여 수득된다.
Figure 112005078316116-PCT00009
대안 실시예에서, 주요 중간체 중 하나는 다음 방법에 의하여 수득된다.
Figure 112005078316116-PCT00010
대안 실시예에서, 주요 중간체 중 하나는 다음 방법에 의하여 수득된다.
Figure 112005078316116-PCT00011
대안 실시예에서, 주요 중간체 중 하나는 알콜/산 수용액과의 반응을 통하여 다음과 같은 방법들 중 하나에 의하여 수득된다.
Figure 112005078316116-PCT00012
여기서, "R"은 알킬, 바람직하게는 메틸 또는 에틸 그리고 특히 메틸과 같은 저급 알킬이다.
본 발명의 한 실시예에서, 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 티(t)-부탄올, 에스(s)-부탄올, 펜타놀, 헥사놀 또는 그 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특정 실시예에서, 알콜은 메탄올 또는 에탄올이다. 다른 특정 실시예에서, 알콜은 메탄올이다.
따라서, 본 발명의 일 구체예에서, 하기 방법 중 어느 하나에 의해 알코올/산 용액과의 반응을 거쳐 중요 중간체를 수득한다.
Figure 112005078316116-PCT00013
본 발명의 또 다른 대표적 제조방법은 Red-Al과 같은 환원제를 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제와 조합하여 사용함으로써 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드 환 중간체를 파괴시켜 목적하는 뉴클레오시드 생성물을 제조하는 것을 포함한다.
놀랍게도, 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제의 사용은 선택된 보호기가 디메톡시 트리틸인 경우에는 고 퍼센트 생성물 수율을 가져오나, 보호기로서 트리틸이 단독으로 사용되는 경우에는 낮은 퍼센트 생성물 수율을 가져온다는 것을 발견하였다. 따라서 본 발명의 일 예에서는, 봉쇄제의 부존재하에서 목적하는 뉴클레 오시드 생성물을 형성하기 위해, 2,2'-언하이드로-1-푸라노실 뉴클레오시드 환 중간체를 파괴시키는 단계를 포함하는 제조방법이 제공된다. 본 발명의 일 구체예에서는, 트리틸이 보호기인 경우 봉쇄제의 부존재하에서 목적하는 뉴클레오시드 생성물을 형성하기 위해, 2,2'-언하이드로-1-푸라노실 뉴클레오시드 환 중간체를 파괴시키는 단계를 포함하는 제조방법이 제공된다.
알킬 치환체를 목적으로 하는 경우 적절한 친핵성 시약, 예컨대 유기금속성 시약(예를 들어, 그리나드 시약 또는 알킬 리튬 시약)을 사용하여, 2,2'-언하이드로-1-푸라노실 뉴클레오시드 환 중간체를 파괴시켜 목적하는 2'-치환된 뉴클레오시드 생성물을 제조하는 방법이 제공된다.
일 예에서, 본 발명은 (a) 리보-, 아라비노-, 또는 크실로-푸라노실과 같은 푸라노실 환 상의 하나 이상의 하이드록시기를 보호기와의 반응에 의해 임의로 보호하는 단계; (b) 단계 (a)의 상기 푸라노실 환을 임의로 치환된 천연의 또는 비-천연의 뉴클레오시드 염기와 축합하여 뉴클레오시드를 형성하는 단계; (c) 단계 (b)의 상기 뉴클레오시드를 상승된 온도에서 축합제와 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 제조하는 단계; (d) 단계 (c)의 상기 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를, Red-Al과 같은 환원제, 및 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제와 바람직하게는 저온 극성 용매 중에서 반응시켜 임의로 보호된 2'-데옥시뉴클레오시드 또는 2'-치환된 뉴클레오시드를 제조하는 단계; 및 (e) 상기 임의로 보호된 하이드록시기를, 필요하다면 또는 원한다면, 예를 들어 약 50℃의 온도에서 산 또는 산 수지의 부가에 의해 탈보호시키는 단계를 포함하는 2'-데옥시뉴클레오 시드 또는 2'-변형된 뉴클레오시드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
또 다른 예에서, (a) 푸라노실 환 상의 하나 이상의 하이드록시기를 보호기와의 반응에 의해 임의로 보호하는 단계; (b) 상기 임의로 보호된 푸라노실 환을 시안아미드와 반응시켜 임의로 보호된 푸라노실아미노옥사졸린을 형성하는 단계; (c) 상기 임의로 보호된 푸라노실아미노옥사졸린을 고리화반응제 또는 축합제와 반응시켜 임의로 보호된 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-티미딘을 제조하는 단계; (d) 상기 임의로 보호된 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-티미딘을, Red-Al과 같은 환원제, 및 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제와 바람직하게는 저온 극성 용매 중에서 반응시켜 임의로 보호된 2'-데옥시티미딘을 생성하는 단계; 및 (e) 상기 임의로 보호된 2'-데옥시티미딘을, 필요하다면 또는 원한다면, 예를 들어 약 50℃에서 산 또는 산 수지와의 반응에 의해 탈보호시켜 2'-데옥시티미딘을 생성하는 단계를 포함하는 2'-데옥시티미딘을 제조하는 방법이 제공된다.
또 다른 예에서, 본 발명은 상기 (a)-(e) 단계를 포함하되, 단계 (d)에서 주어진 봉쇄제의 사용은 포함하지 않는 2'-데옥시티미딘을 제조하는 방법에 관한 것이다.
또 다른 예에서, 본 발명은 (a) 리보-, 아라비노-, 또는 크실로-푸라노실과 같은 푸라노실 환 상의 하나 이상의 하이드록시기를 보호기와의 반응에 의해 임의로 보호하는 단계; (b) 단계 (a)의 상기 푸라노실 환을 임의로 치환된 천연의 또는 비-천연의 뉴클레오시드 염기와 축합하여 뉴클레오시드를 형성하는 단계; (c) 단계 (b)의 상기 뉴클레오시드를 상승된 온도에서 축합제와 반응시켜 2,2'-언하이드로- 1-푸라노실-뉴클레오시드를 제조하는 단계; (d) 단계 (c)의 상기 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를, 바람직하게는 저온 극성 용매 중에서, 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제 부존재하에, Red-Al과 같은 환원제와 반응시켜 임의로 보호된 2'-데옥시뉴클레오시드 또는 2'-치환된 뉴클레오시드를 제조하는 단계; 및 (e) 상기 임의로 보호된 하이드록시기를, 필요하다면 또는 원한다면, 예를 들어 약 50℃의 온도에서 산 또는 산 수지의 부가에 의해 탈보호시키는 단계를 포함하는 2'-데옥시뉴클레오시드 또는 2'-변형된 뉴클레오시드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
또 다른 예에서, (a) 푸라노실 환 상의 하나 이상의 하이드록시기를 보호기와의 반응에 의해 임의로 보호하는 단계; (b) 상기 임의로 보호된 푸라노실 환을 시안아미드와 반응시켜 임의로 보호된 푸라노실아미노옥사졸린을 형성하는 단계; (c) 상기 임의로 보호된 푸라노실아미노옥사졸린을 고리화반응제 또는 축합제와 반응시켜 임의로 보호된 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-티미딘을 제조하는 단계; (d) 상기 임의로 보호된 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-티미딘을, 바람직하게는 저온 극성 용매 중에서, 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제 부존재하에, Red-Al과 같은 환원제와 반응시켜 임의로 보호된 2'-데옥시티미딘을 생성하는 단계; 및 (e) 상기 임의로 보호된 2'-데옥시티미딘을, 필요하다면 또는 원한다면, 예를 들어 약 50℃에서 산 또는 산 수지와의 반응에 의해 탈보호시켜 2'-데옥시티미딘을 생성하는 단계를 포함하는 2'-데옥시티미딘의 제조를 위한 방법이 제공된다.
2'-변형된 뉴클레오시드, 2'-변형된 뉴클레오시드의 포스포라미다이트(phosphoramidites), 2'-변형된 뉴클레오시드의 3'- 및 5'-모노, 디-, 및 트리-포 스페이트, 및 본 발명의 방법에 따라 변형된 적어도 하나의 뉴클레오시드를 포함하는 올리고뉴클레오티드를 제조하는 방법이 본 발명의 범위에 포함된다. 또한 푸라노스 환 상의 2'-위치 외의 다른 위치, 예를 들어 3' 및/또는 5'-위치의 언하이드로뉴클레오시드를 수반하는 분자 내부의 작용성(functionalities)을 제공하기 위한 방법이 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명의 방법은 또한, 예를 들어 프로드럭으로 사용될 수 있는 대응 5'-디아실글리세로포스페이트 또는 5'-디알킬글리세롤포스페이트 유도체를 제조하기 위한 작용기 변형을 포함한다.
본 발명의 또 다른 예는 여기에 포함된 개시 및 실시예에서 제공된다.
도 1은 L-아라비노스로부터 메실레이트 중간체를 거쳐 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 2는 L-아라비노스로부터 글리칼 중간체를 거쳐 LdT를 제조하는 본 발명의 제조의 개략도이다.
도 3은 L-아라비노스로부터 글리칼 중간체 및 환원적 제거 단계를 거쳐 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 4는 L-크실로스로부터 디-O-톨루오일 유도체를 거쳐 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 5는 D-갈락토스로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 6은 D-글루코노락톤(gluconolactone)으로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 7은 D-갈락토노락톤(galactonolactone)으로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 8은 푸로노락톤, 비-탄수화물, 어키랄(achiral) 출발 물질로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 9는 에틸-3,3-디에톡시프로파노에이트로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 10은 하이드록시 글루타민산으로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 11은 상업적으로 이용가능한 알코올로부터 에폭시화를 거쳐 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 12는 에폭시알코올로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 13은 1,2-O-이소프로필리딘-L-글리세르알데히드로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 14는 2-브로모메틸-[1,3]-디옥솔란으로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 15는 산성 메탄올로 처리된 글리칼로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 16은 L-아라비노스 및 시안아미드로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 17은 L-아라비노스로부터 화합물의 O2,2'-결합의 염화수소 개방(opening)을 거쳐 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 18은 화합물의 O2,2'-결합을 개방하기 위해 택일적 시약을 사용하는, 도 17의 L-아리비노스로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 19는 화합물의 O2,2'-결합을 개방하기 위해 요오드화수소를 사용하는, 도 17의 L-아리비노스로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 20은 2-메틸-옥시란-2-카르복실산 에스테르를 1,2-옥사졸린과 반응시키는 것을 포함하는 L-아라비노스로부터 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 21은 L-아라비노스로부터 O2,2'-언하이드로-L-우리딘 중간체를 거쳐 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 22는 도 21의 L-아라비노스로부터 2'-데옥시-5-에톡시메틸-L-우리딘 중간체를 거쳐 진행하여 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 23은 D-크실로스로부터 2-데옥시-3,5-디-O-파라-톨루오일-α-L-에리트로-펜토푸라노실 클로라이드 중간체를 거쳐 LdT를 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 24는 2,2'-언하이드로-1-(β-아라비노푸라노실)-티미딘 중간체의 형성, 및 Red-Al 및 15-크라운-5 에테르에 의한 그의 환원적 절단 전에 아라비노푸라노실-아미노-옥사졸린 중간체의 5'-OH를 트리틸기로 보호하는 β-L-데옥시-티미딘을 제 조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 25는 2,2'-언하이드로-1-(β-아라비노푸라노실)-티미딘 중간체의 형성, 및 Red-Al 및 15-크라운-5 에테르에 의한 그의 환원적 절단 후에 L-아라비노푸라노실 부분의 5'-OH의 보호가 일어나는 β-L-데옥시-티미딘을 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 26은 리보푸라노실의 2'-, 3'- 및 5'-위치에서 OH-보호기에 의한 보호 및 탈보호를 수반하고, 이어서 Red-Al 및 15-크라운-5 에테르에 의한 환원적 절단 전에 5'-위치 단독에서 보호기로서 트리틸을 사용하는, D-리보스로부터 β-D-데옥시-티미딘을 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 27은 티미딘으로부터 직접적으로 2,2'-언하이드로-1-(β-리보푸라노실)-티미딘 중간체를 형성하고, 그의 5'-OH를 트리틸기로 보호하고, 최종적으로 Red-Al 및 15-크라운-5 에테르에 의해 환원적으로 절단시키는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 28은 출발 물질로서 L-리보스를 사용하고 2,2'-언하이드로-1-(β-리보푸라노실)-티미딘 중간체의 형성 전에 적절한 보호기로 그의 하이드록시기를 보호 및 탈보호시켜 진행하고, 이어서 Red-Al 및 15-크라운-5 에테르에 의한 환원적 절단 전에 그의 5'-OH 위치를 보호시키는 본 발명의 방법의 개략도이다.
도 29는 환원 중에 봉쇄제를 사용하지 않고 2,2'-언하이드로-1-β-D-아라비노푸라노실 티민으로부터 β-D-데옥시-티미딘을 제조하는 본 발명의 방법의 개략도이다.
본 발명은 천연의 및 비-천연의 탄소고리형, 헤테로고리형 및 헤테로방향족 뉴클레오시드 염기로부터 유도된 2'-치환된 및 2'-데옥시-뉴클레오시드와 같은 2'-, 3'- 및/또는 5'-치환된-뉴클레오시드 및 2'-, 3'- 및/또는 5'-데옥시-뉴클레오시드, 및 구체적으로는, β-L-2'-데옥시-티미딘(LdT) 및 그의 염, 프로드럭, 입체이성체 및 에난티오머를 제조하는 신규하고, 효율적인 합성 방법을 개시한다. 적절한 출발 물질에 기초하여, 본 발명의 화합물의 입체이성체, 디아스테레오 이성체, 및 에난티오머 형태를 제조하기 위한 방법이 여기에 포함된다. 본 발명에 따라 제조되는 화합물은 광범위한 종류의 다른 뉴클레오시드 유사체의 제조에 있어서 중간체로서 사용될 수 있으며, 또는 항바이러스제 및/또는 항종양제로서 직접적으로 사용될 수 있다.
일 예에서, 2'-데옥시-뉴클레오시드 및 2'-치환된 뉴클레오시드는 천연적으로 발생하는 피리미딘 뉴클레오시드 염기를 가진다. 일 구체예에서, 본 발명의 방법은 β-L-2'-데옥시티미딘(LdT)의 합성에 관한 것이다. 또 다른 구체예에서, 2'-데옥시-뉴클레오시드 및 2'-치환된 뉴클레오시드는 비-천연적으로 발생하는 피리미딘-유사 뉴클레오시드 염기를 가진다. 일 구체예에서, 비-천연적으로 발생하는 피리미딘-유사 뉴클레오시드 염기는 본 발명에 개시된 합성 방법에 의해 제조된다.
일 예에서, 본 발명의 방법은 이성질체를 분리할 필요가 없으며, 따라서 선행기술에 비해 개선된 것이다.
일 예에서, 2'-위치의 작용성 도입 또는 2'-데옥시 뉴클레오시드를 수득하기 위해 그러한 작용성을 제거하는 것은 출발 물질로서 D-크실로스, L-아라비노스, L-리보스, D-갈락토스, D-글루코노락톤, D-갈락토노락톤, D-글루코스, D-하이드록시-글루타민산(리보노락톤용), 알코올 또는 에폭시알코올, 이소프로필리덴 글리세르알데히드, 또는 치환된 디옥솔란을 사용하는 선택적 반응에 의해 수행된다.
본 발명의 일 구체예에서, 합성은 클로로-당 중간체를 거쳐 진행한다. 따라서 여기에 정의된 합성 방법의 일 구체적인 중간체는 분자 내부의 재배열을 수반하지 않는 클로로-당 화합물이다.
본 발명의 또 다른 구체예에서, 합성은 분자 내부의 친핵성 치환을 거쳐 진행한다. 따라서 여기에 정의된 합성 방법의 일 구체적인 중간체는 2,2'-언하이드로-1-푸라노실 뉴클레오시드 환이다.
첫번째 예에서, 2'-데옥시티미딘은 출발 물질로서 D-크실로스로부터 제조된다(도 4). 상기 합성은 (a) D-크실로스를 먼저 브롬 수용액으로, 이어서 아세트산 및 브롬화수소산으로 산화시켜 2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-라이소노-1,4-락톤을 형성하는 단계(2); (b) 단계 (a)의 상기 락톤 생성물을 트리플루오로아세트산(TFA) 중의 요오드화칼륨과 반응시켜 대응 5-요오드 화합물을 생성하고, C-2에서 브롬 원자의 선택적 제거로 5-요오드-2-데옥시락톤을 수득하는 단계(3); (c) 상기 5-요오드-2-데옥시락톤을 수용성 칼륨 수산화물에 반응시켜 4,5-에폭사이드 유도체를 생성하는 단계(4); (d) 상기 4,5-에폭사이드 유도체를 수용성 산으로 처리하여 C-4에서 입체특이성 인버젼(inversion)을 거쳐 대응 2-데옥시-L-리보노락톤을 생성하는 단계(5); (e) TEA 중의 톨루오일 클로라이드와 같은 보호기와의 반응에 의해 C-3 및 C-5 위치를 보호하는 단계(6); (f) 상기 보호된 2-데옥시-L-리보노락톤을 Red-Al 환원제로 선택적으로 환원시켜 대응 락톨을 수득하는 단계(7); 및 (g) 단계 (f)의 상기 락톨을 목적하는 클로로 당 중간체로 전환시키는 단계(9)를 포함한다.
두번째 예에서, 2'-데옥시티미딘을 제조하는 택일적 합성이 제공되는데 출발 물질로서 D-크실로스를 사용하고 택일적 시약을 사용하며, 이롭게도, 고도 극성, 수용성, UV-불활성 시약을 수반하는 세 번의 크로마토그래프 정제과정을 생략한다(도 23). 상기 방법은 (a) 먼저 브롬/물 및 칼륨 탄산염으로 D-크실로스를 산화시켜 D-라이소노-1,4-락톤을 생성하는 단계(2); (b) 단계 (a)의 상기 락톤을 아세트산 및 브롬화수소산과, 예를 들어 45℃에서 1시간 동안 반응시키고, 이어서 상온에서 약 1.5시간 동안 교반하여 2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-라이소노-1,4-락톤을 생성하는 단계(3); (c) 단계 (b)의 상기 락톤을 TFA 중의 이소프로필 아세테이트 및 요오드화 나트륨과 반응시키는 단계로, 예를 들어 상기 반응 혼합물을 약 1.5시간 동안 약 85℃까지 가열시켜 5-브로모-2,5-디데옥시-D-트레오-펜토노-1,4-락톤을 형성하는 단계(4); (d) 단계 (c)의 상기 락톤을 칼륨 수산화물 및 물과 반응시키는 단계로, 예를 들어 3시간 후 상기 반응 혼합물을 30분 동안 80℃까지 가열하고, 이어서 상기 혼합물을 밤새 교반하면서 상온으로 냉각시켜 2-데옥시-L-리보스-1,4-락톤을 생성하는 단계(5); (e) 단계 (d)의 상기 락톤을 파라-톨루오일 클로라이드, 예를 들어 DME 중의 피리딘과 반응시켜 C-3 및 C-5에 톨루오일 보호기를 첨가하는 단계(6); (f) 상기 2-데옥시-3,5-디-O-파라-톨루오일-L-리보노-1,4-락톤을 DIBAL 및, 예를 들어 DME과 약 -60℃에서 약 1시간 동안 반응시켜 2-데옥시-3,5-디-O-파라-톨루오일-L-리보스를 생성하는 단계(7); (g) 단계 (f)의 상기 생성물을 아세트산 중의 건조 HCl 가스와 반응시켜 2-데옥시-3,5-디-O-파라-톨루오일-α-L-에리트로-펜토푸라노실 클로라이드(8)를 생성하고, 이어서 이를 당업자에게 공지된 방법에 의해 반응시킴으로써 최종 목적하는 생성물로서 2'-데옥시티미딘을 생성하는 단계를 포함한다.
특정 예에서, L-아라비노스는 특히 2'-데옥시뉴클레오시드 및 2'-데옥시티미딘의 제조를 위한 출발 물질로서 이용된다. 이러한 방법은 (a) L-아라비노스를 그의 대응 메틸 글리코시드로 전환시킴으로써 아세토니드(acetonide) 유도체(2)로서 C-3 및 C-4 하이드록시기를 보호하는 단계, (b) 상기 C-2 하이드록시기를 대응 메실레이트기(3)로 전환시킴으로써 산소를 제거하는 단계, 및 이어서 (c) 상기 메실레이트 중간체를 환원적 절단시키고(5), 추가적 두 제조 단계를 거쳐 주요 클로로당 중간체를 수득하는 단계를 포함한다(도 1).
택일적으로, L-아라비노스는 환원적 제거 단계를 거쳐 그의 대응 글리칼 유도체로 전환될 수 있는데, 예를 들어 도 2 및 3의 단계 (1) 및 (2)를 각각 참조하고, 생성된 글리칼 중간체는 이후 각각 단계 (4) 및 (5)에서 메틸 2-데옥시-리보푸라노시드로 전환될 수 있다.
본 발명의 다른 예에서, L-아라비노스가 출발 물질로서 사용될 수 있다. 이 방법은 (a) L-아라비노스를 시안아미드와 반응시켜 1,2-옥사졸린 유도체(1)를 수득하는 단계, (b) 단계 (a)의 상기 중간체를 3-옥소-프로피온산 에스테르 유도체 또는 에틸 프로피올레이트(propiolate)와 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-푸라노실 뉴클레오시드 환(2)을 생성하는 단계, 및 (c) 다양한 시약 및 상이한 반응 조건을 사용하여 단계 (b)의 상기 환을 파괴시킴으로써 LdT를 생성하는 단계를 포함한다(도 16-22).
택일적으로, 2'-데옥시뉴클레오시드는 또한 출발 물질로서 갈락토스로부터 형성될 수 있다. 출발 물질로서 D-갈락토스를 사용하는 경우, 이를 산화적으로 쪼개고 브롬화하여 2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-라이소노-1,4-락톤을 생성하고, 상기 락톤을 선택적 수소화분해(hydrogenolysis)시켜 5-브로모-2-데옥시락톤을 생성하고 일련의 성분 치환(transformations)을 거쳐 주요 클로로당 중간체를 생성한다(도 5).
마찬가지로, 2'-데옥시뉴클레오티드의 합성을 위한 출발 물질로서 글루코노락톤이 이용될 수 있다. 글루코노락톤을 2,6-디브로모-2,6-디데옥시-D-만노노-1,4-락톤(1)으로 전환시키고, 하이드라진 및 수용성 칼륨 수산화물을 연속적으로 처리하고, C-4 및 C-5에서 인버젼을 야기하도록 산성화시켜 2-데옥시-락톤(6)을 수득하고, 에폭사이드의 Payne 재배열을 일으키고(5), 산화적으로 쪼개고 환원시켜 락톤을 생성하고(7), 이를 목적하는 클로로당(11)으로 용이하게 전환시킬 수 있다(도 6).
택일적으로, 2'-데옥시뉴클레오시드는 또한 출발 물질로서 갈락토노락톤으로부터 형성될 수 있다. 출발 물질로서 갈락토노락톤을 사용하는 경우, 아세틸화된 디브로모락톤(2)으로 전환시키고, 하이드라진으로 처리하고 브롬화하여 2-데옥시락톤(3)을 생성하고, 이어서 이를 탈-아세틸화시키고, 산화적으로 쪼개고 NaBH4로 환원시켜 2-데옥시-L-리보노-1,4-락톤(5)을 생성하고, 및 상기 락톤을 톨루오일 클로라이드와의 반응으로 보호하고, Red-Al에 의한 환원 및 염소화과정을 거쳐 최종 목적하는 클로로당 생성물(9)을 수득한다(도 7).
본 발명은 또한 특히 2'-데옥시뉴클레오시드 및 2'-데옥시티미딘을 제조하는 추가적 방법으로서 출발 물질이 비-탄수화물(도 8), 디옥솔라닐 유도체(도 14), 산, 에스테르 및 알데히드(도 9, 10, 13), 글리칼(도 15), 및 알코올(도 11 및 12)인 경우를 제공한다. 상기 합성의 구체적인 내용은 여기에 포함된 실시예, 즉 바람직한 구체예에서 알 수 있다(도 1-23 참조).
Red-Al과 같은 환원제를 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제와 조합하여 사용함으로써 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드 환 중간체를 파괴시켜 목적하는 2'-데옥시 뉴클레오시드 생성물을 생성하는 방법 또한 제공된다. 택일적으로, 봉쇄제 부존재하에 Red-Al과 같은 환원제를 사용함으로써 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드 환 중간체를 파괴시켜 목적하는 2'-데옥시 뉴클레오시드 생성물을 생성하는 방법 또한 제공된다. 택일적으로는 2,3'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드 환 중간체를 사용하여 대응 2'-데옥시 뉴클레오시드를 형성할 수 있다.
필요한 키모선택성(chemoselective) 및 레지오선택성(regioselective) 환원을 제공하는 당업계에 공지된 어떠한 환원제라도 사용될 수 있다. 적절한 환원제는 Red-Al, Red-Al(소듐 비스[2-메톡시에톡시]-알루미늄 하이드라이드), NaHTe, SmI2, H2 + Pd-포스핀 촉매, 및 LiAl(OtBu)3H (리튬 트리-3차 부티옥시 알루미늄 하이드라이드)를 포함한다.
상기 환-개방(opening) 반응은 목적하는 결과를 달성할 수 있다면 어떠한 온도에서도 수행될 수 있다. 즉, 분해 또는 과도한 부 생성물을 촉진함이 없이 반응을 허용가능한 속도에서 진행시키는데 적절한 온도로서, 바람직하게는 약 0-5℃의 감소된 온도에서 수행될 수 있다.
필요한 온도를 달성하고 반응 성분들을 용해시킬 수 있다면 어떠한 반응 용매라도 선택될 수 있다. 비-제한적 예로써, 모든 극성 비프로톤성 용매로서, 디클로로메탄(DCM) 또는 디클로로에탄, 아세톤, 에틸 아세테이트, 디티안(dithianes), THF, 1,2-디메톡시에탄(DME), 디옥산, 아세토니트릴, 디에틸 에테르, 피리딘, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸아세트아미드, 또는 이들의 모든 조합을 포함하나 이들에 한정되지는 않으며, 바람직하게는 THF 및/또는 DME이다.
택일적으로, 적절한 친핵성 시약, 예를 들어, 알킬 치환체를 목적으로 하는 경우 유기금속성 시약(예를 들어, 그리나드 시약 또는 알킬 리튬 시약)을 사용함으로써, 상기 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드 환 중간체를 개방하여, 목적하는 2'-치환된 뉴클레오시드 생성물을 수득하는 방법이 제공된다. 또 다른 예에서, 2,3'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드 환 중간체 또는 2,5'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드 환 중간체를 사용하여 목적하는 3'-치환된 또는 5'-치환된 뉴클레오시드 생성물을 형성할 수 있다.
구체적으로, 일 예에서, 본 발명은 (a) 리보-, 아라비노-, 또는 크실로-푸라노실 환과 같은 푸라노실 환 상의 하나 이상의 하이드록시기를 보호기와의 반응에 의해 임의로 보호하는 단계(2); (b) 단계 (a)의 상기 임의로 보호된 푸라노실 환을 임의로 치환된 천연의 또는 비-천연의 뉴클레오시드 염기와 축합하여 뉴클레오시드를 형성하는 단계(3); (c) 단계 (b)의 상기 뉴클레오시드를 상승된 온도에서 축합제와 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 제조하는 단계(5); (d) 단계 (c)의 상기 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를, 바람직하게는 저온 극성 용매 중에서, Red-Al과 같은 환원제, 및 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제와 반응시켜 임의로 보호된 2'-데옥시뉴클레오시드 또는 2'-치환된 뉴클레오시드를 제조하는 단계(8); 및 (e) 상기 임의로 보호된 하이드록시기를, 필요하다면 또는 원한다면, 예를 들어 약 50℃의 온도에서 산 또는 산 수지의 부가에 의해 탈보호시키는 단계(9)를 포함하는 2'-데옥시뉴클레오시드 또는 2'-변형된 뉴클레오시드를 제조하는 방법에 관한 것이다(도 26).
또 다른 예에서, (a) 푸라노실 환 상의 하나 이상의 하이드록시기를 보호기와의 반응에 의해 임의로 보호하는 단계(2); (b) 상기 임의로 보호된 푸라노실 환을 시안아미드와 반응시켜 임의로 보호된 푸라노실아미노옥사졸린을 형성하는 단계(3); (c) 상기 임의로 보호된 푸라노실아미노옥사졸린을 고리화반응제 또는 축합제와 반응시켜 임의로 보호된 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-티미딘을 제조하는 단계(5); (d) 상기 임의로 보호된 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-티미딘을, 바람직하게는 저온 극성 용매 중에서, Red-Al과 같은 환원제, 및 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제와 반응시켜 임의로 보호된 2'-데옥시티미딘을 생성하는 단계(8); 및 (e) 상기 임의로 보호된 2'-데옥시티미딘을, 필요하다면 또는 원한다면, 예를 들어 약 50℃에서 산 또는 산 수지와의 반응에 의해 탈보호시켜 2'-데옥시티미딘을 생성하는 단계(9)를 포함하는 2'-데옥시티미딘을 제조하는 방법이 제공된다(도 28).
또 다른 예에서, 본 발명은 (a) 푸라노실 환을 임의로 치환된 천연의 또는 비-천연의 뉴클레오시드 염기와 축합하여 뉴클레오시드를 형성하는 단계; (b) 단계 (a)의 상기 뉴클레오시드를 상승된 온도에서 축합제와 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 수득하는 단계(1); (c) 단계 (b)의 상기 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 트리틸 보호기와 같은 보호제와 반응시켜 상기 뉴클레오시드의 5'-위치를 보호하는 단계(2); (d) 바람직하게는 저온 극성 용매 중에서, Red-Al과 같은 환원제를 첨가하여 임의로 보호된 2'-데옥시뉴클레오시드 또는 2'-치환된 뉴클레오시드를 제조하는 단계(3); 및 (e) 상기 임의로 보호된 하이드록시기를, 필요하다면 또는 원한다면, 예를 들어 약 50℃의 온도에서 산 또는 산 수지의 부가에 의해 탈보호시키는 단계(4)를 포함하는 2'-데옥시뉴클레오시드 또는 2'-변형된 뉴클레오시드를 제조하는 방법에 관한 것이다(도 29).
바람직한 예는 도 1-29에 포함되어 있다.
정의
본 발명에 있어서, 용어 "분리된"은 적어도 85 중량% 또는 90 중량%, 바람직하게는 95 중량% 내지 98 중량%, 보다 바람직하게는 99 중량% 내지 100 중량%의 뉴클레오시드를 포함하고, 다른 화학적 종 또는 에난티오머를 포함하는 잔여물을 포함하는 뉴클레오시드 조성물을 의미한다.
여기에 사용된 용어 "보호된"은 다르게 특정되지 않는 한, 산소, 질소 또는 인 원자에 추가되어 추가적 반응을 억제하거나 다른 목적을 위한 그룹(기)을 의미한다. 광범위한 종류의 산소, 질소 및 인 보호기가 유기 합성 분야의 당업자에게 공지되어 있다.
적절한 보호기의 예로서, 벤조일; 치환된 또는 비치환된 알킬기, 치환된 또는 비치환된 아릴기, 치환된 또는 비치환된 실릴기; 치환된 또는 비치환된 방향족 또는 지방족 에스테르, 예컨대, 벤조일, 톨루오일 (예를 들어, p-톨루오일), 니트로벤조일, 클로로벤조일과 같은 방향족기; 에테르기, 예컨대, -C-O-아르알킬, -C-O-알킬, 또는 -C-O-아릴; 및 모든 치환된 또는 비치환된 방향족 또는 지방족 아실, -(C=O)-아르알킬, -(C=O)-알킬, 또는 -(C=O)-아릴을 포함하는, 아실 또는 아세틸기와 같은 지방족기를 포함하나 이들에 한정되지는 않으며; 여기서 상기 아실기의 방향족 또는 지방족 부분은 직쇄 또는 측쇄이며; 이들 모두는 개선된 합성(Greene et al., Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley and Sons, 2nd Edition (1991) 참조)을 포함하는 반응에 의해 영향받지 않는 그룹에 의해 추가로 임의로 치환될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 예에서, 보호기는 Red-Al과 같은 선택된 환원제에 의해 영향을 받지 않는 그룹에 의해 치환된다. 보호기로서 에테르를 사용하는 경우, Saischek 등에게 부여되고 여기에 참고자료로서 인용된 US 6,229,008을 주목하는데, 이에 따르면 보호기로서 에테르를 사용할 경우 시약 및 제조 조건의 안정성을 위해 특히 펜토푸라노시드의 5' 위치에 중요한 장점을 제공한다고 한다. 이는 목적하는 생성물의 분리, 단리(isolation) 및 정제, 및 이에 따른 생성물의 퍼센트 수율에 궁극적인 장점을 제공한다.
당 하이드록시 보호기는 비제한적인 예로써, 실릴, 벤조일, p-톨루오일, p-니트로벤조일, p-클로로벤조일, 아실, 아세틸, -(C=O)-알킬, 및 -(C=O)-아릴이 될 수 있고, 이들 모두는 선택된 환원제에 의해 영향을 받지 않는 하나 이상의 그룹에 의해 치환되거나 비치환될 수 있다. 일 예에서, 당 하이드록시 보호기는 벤조일이다. 아미노산 보호기는 바람직하게는 BOC(부톡시카르보닐), -(C=O)-아르알킬, -(C=O)-알킬 또는 -(C=O)-아릴이다. 본 발명의 일 예에서, 아미노-보호기는 BOC(부톡시카르보닐)이다.
여기에 사용된 용어 "알킬"은 다르게 특정되지 않는 한, 전형적으로는 C1 내지 C10의 치환된 또는 비치환된, 직쇄, 측쇄, 또는 사이클릭, 1급, 2급 또는 3급 탄화수소, 구체적으로는 메틸, 트리플루오로메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 사이클로프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 사이클로펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, 헥실, 이소헥실, 사이클로헥실, 사이클로헥실메틸, 메틸펜틸 및 디메틸부틸을 포함한다. 상기 용어는 치환된 알킬, 알킬렌, 알케닐, 알케닐렌, 알키닐, 및 알키닐렌 그룹 및 비치환된 상기 그룹을 모두 포함한다. 하나 이상의 위치에서 상기 알킬 그룹을 치환할 수 부분(moieties)은 할로(불소, 염소, 브롬 또는 요오드), 하이드록시(예를 들어, CH2OH), 아미노(예를 들어, CH2NH2, CH3NHCH3 또는 CH2N(CH3)2), 알킬아미노, 아릴아미노, 알콕시, 아릴옥시, 니트로, 아지도(예를 들어, CH2N3), 시아노(CH2CN), 설폰산, 설페이트, 포스폰산, 포스페이트 또는 포스포네이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택되며, 이들 중 일부 또는 모두는 보호되지 않거나 또는 필요한 경우 당업자에게 공지되고, 예컨대, Greene et al., Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley and Sons, 2nd Edition (1991)에 개시된 바에 따라 추가로 보호될 수 있다.
여기에 사용된 용어 "아릴"은 다르게 특정되지 않는 한, 페닐, 비페닐 또는 나프틸을 의미한다. 상기 용어는 치환된 부분 및 비치환된 부분을 모두 포함한다. 아릴기는 하나 이상의 부분에 의해 치환될 수 있는데, 이때 상기 부분은 하이드록시, 아미노, 알킬아미노, 아릴아미노, 알콕시, 아릴옥시, 니트로, 시아노, 설폰산, 설페이트, 포스폰산, 포스페이트, 또는 포스포네이트를 포함하나, 이들에 한정되지는 않으며, 이들 중 일부 또는 모두는 보호되지 않거나 또는 필요한 경우 당업자에게 공지되고, 예컨대, Greene et al., Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley and Sons, 2nd Edition (1991)에 개시된 바에 따라 추가로 보호될 수 있다.
용어 "아실"은 -C(=O)-R 을 포함하고, 여기서 비-카르보닐 부분 R은 예를 들어, 직쇄, 측쇄, 또는 사이클릭 알킬 또는 저급 알킬, 메톡시메틸을 포함하는 알콕시알킬, 벤질을 포함하는 아르알킬, 페녹시메틸과 같은 아릴옥시알킬, 할로겐, C1 내지 C4 알킬 또는 C1 내지 C4 알콕시에 의해 임의로 치환된 페닐을 포함하는 아릴, 메탄설포닐을 포함하는 알킬 또는 아르알킬 설포닐과 같은 설포네이트 에스테르, 모노-, 디- 또는 트리-포스페이트 에스테르, 트리틸 또는 모노메톡시트리틸, 치환된 벤질, 트리알킬실릴 예컨대, 디메틸-t-부틸실릴, 또는 디페닐메틸실릴이다. 에스테르내의 아릴기는 최적으로 페닐기를 포함한다. 용어 "저급 아실"은 비-카르보닐 부분이 저급 알킬인 아실기를 의미한다.
용어 피리미딘 뉴클레오시드 염기란 피리미딘 또는 피리미딘 유사체 염기를 포함한다. 피리미딘 또는 피리미딘 유사체 염기의 예로써 티민, 시토신, 5-플루오로시토신, 5-메틸시토신, 6-아자피리미딘, 6-아자시토신을 포함하며, 2- 및/또는 4-머캅토피리미딘, 우라실, 5-할로우라실, 5-플루오로우라실을 포함하며, C5-알킬피리미딘, C5-벤질피리미딘, C5-할로피리미딘, C5-비닐피리미딘, C5-아세틸레닉 피리미딘, C5-아실 피리미딘, C5-아미도피리미딘, C5-시아노피리미딘, C5-니트로피리미딘, C5-아미노피리미딘, 5-아자시티디닐, 5-아자우라실릴, 트리아졸로피리디닐, 이미다졸로피리디닐, 피롤로피리미디닐, 및 피라졸로피리미디닐을 포함하나, 이들에 한정되지는 않는다. 염기상의 작용성 산소와 질소 그룹은 필요하거나 원한다면 보호될 수 있다. 적절한 보호 그룹은 당업자에게 잘 알려져 있으며, 트리메틸실릴, 디메틸헥실실릴, t-부틸디메틸실릴, 및 t-부틸디페닐실릴, 트리틸, 알킬 그룹, 및 아세틸 및 프로피오닐과 같은 아실 그룹, 메탄설포닐, 및 p-톨루엔설포닐을 포함한다. 택일적으로, 상기 피리미딘 염기 또는 피리미딘 유사체 염기는 생체내에서(in vivo) 절단되어 실용가능한 프로드럭을 형성할 수 있도록 임의로 치환될 수 있다. 적절한 치환체의 예는 아실 부분, 아민 또는 사이클로프로필(예를 들어, 2-아미노, 2,6-디아미노 또는 사이클로프로필 구아노신)을 포함한다.
본 발명의 방법에 사용된 다른 시약 또는 선행기술은 다음과 같이 정의된다: AIBN은 아조비스(이소부티로니트릴; BSA(비스(트리메틸실릴(아세트아미드); CAN은 세릭 암모늄 질산염; DIBAL은 디이소부틸알루미늄 하이드라이드; TMSCl은 클로로트리메틸실란; TFA는 트리플루오로아세트산; TEA는 트리에틸아민; TFAA는 트리플루오로아세틱 안하이드라이드; TBDPSCl은 tert-부틸디페닐실릴 클로라이드; TBDMSCl는 tert-부틸디메틸실릴 클로라이드; TBTN은 트리-n-부틸틴 하이드라이드; DET는 디에틸 타르트레이트; TBS는 t-부틸디메틸실릴; DMTrCl은 디메톡시트리틸 클로라이드; DME는 1,2-디메톡시에탄; "Pyr"는 피리딘의 약어로 사용되며; DMAP는 4-디메틸아미노피리딘; DIBAL은 디이소부틸알루미늄 하이드라이드; PhOCO2Ph은 디페닐카보네이트; HMDS는 헥사메틸이실라지드; 및 DCM은 디클로로메탄이다.
본 발명의 방법은 예시된 뉴클레오시드 및 시약의 사용에만 한정되지는 않는다. 본 발명을 위한 적절한 택일적 시약이 상기 기재된 것들을 대신하여 사용될 수 있다. 예를 들어, DME(1,2-디메톡시에탄)는 THF(테트라하이드로푸란) 또는 다른 에테르와 같은 적절한 극성 비프로톤성 용매에 의해 대체될 수 있으며; 그리고 톨루엔 중의 Red-Al(소듐 비스[2-메톡시에톡시]-알루미늄 하이드라이드)은 NaHTe, SmI2, H2 + Pd-포스핀 촉매, 또는 LiAl(OtBu)3H (리튬 트리-3차 부티옥시 알루미늄 하이드라이드)에 의해 대체될 수 있으며, 이들 모두는 키모선택성(chemoselective) 및 레지오선택성(regioselective) 환원을 생성한다.
제조 단계의 상세한 설명
언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드 환 중간체
본 발명의 제조방법을 위한 일 주요 화합물은 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드, 예컨대 하기 일반식의 α 또는 β, D 또는 L, 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드이다:
Figure 112005078316116-PCT00014
여기서:
각 D는 수소 또는, 치환된 또는 비치환된 알킬, 치환된 또는 비치환된 아릴, 치환된 또는 비치환된 아실, 실릴, 또는 아미노산과 같은 적절한 하이드록시 보호기이고;
각 R1 및 R2는 독립적으로 수소, 치환된 또는 비치환된 저급 알킬, 치환된 또는 비치환된 저급 알케닐, 치환된 또는 비치환된 저급 알키닐, 치환된 또는 비치환된 아릴, 알킬아릴, 할로겐(F, Cl, Br 또는 I), NH2, NHR5, NR5R5', NHOR5, NR5NHR5', NR5NR5'R5'', OH, OR5, SH, SR5, NO2, NO, CH2OH, CH2OR5, CO2H, CO2R5, CONH2, CONHR5, CONR5R5' 또는 CN이며;
각 R3 및 R3'는 독립적으로 수소 또는 할로겐(F, Cl, Br 또는 I), OH, SH, OCH3, SCH3, NH2, NHCH3, CH3, C2H5, CH=CH2, CN, CH2NH2, CH2OH, 또는 CO2H이고;
각 Y2는 O, S, NH 또는 NR6 이며;
각 Y3는 O, S, NH 또는 NR7 이고; 및
각 R5, R5', R6 및 R7은 독립적으로 수소, 치환된 또는 비치환된 C1 내지 C6 의 저급 알킬, 아릴알킬 또는 치환된 또는 비치환된 아릴이다.
상기 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드는 구입하거나, 또는 표준 당 커플링 기술을 사용하여 2'-하이드록시를 가지는 푸라닐 당으로부터 축합에 의해 2,2'-언하이드로 화합물을 형성하거나, 또는 선택적으로 당을 시안아미드와 커플링시켜 옥사졸린 중간체를 수득하고, 이어서 염기를 필수 고리화제 또는 축합체와 빌딩시키는 것을 포함하는 당업계에 알려진 어떤 수단에 의해서도 합성될 수 있다.
발명의 구체예에서, 상기 β- 또는 α, D- 또는 L-, 2'-데옥시 또는 2'-치환된 뉴클레오시드는 하기 프로토콜에 따라 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 거쳐 제조된다.
아라비노-푸라노스로부터
본 발명의 일 제조방법에서, 출발 물질로서 L-푸라노스, 및 특히 L-아라비노스와 같은 푸라노스를 사용하여 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 제조하고, 이어서 이를 본 발명에 따라 환원시켜 β-L-2'-데옥시뉴클레오시드, 및 특히 β-L-2'-데옥시티미딘과 같은 2'-데옥시뉴클레오시드를 수득할 수 있다. 택일적으로, 상기 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 친핵성 시약, 예컨대 유기금속성 시약(예를 들어, 그리나드 시약 또는 알킬 리튬 시약)과 반응시켜 목적하는 2'-치환된 뉴클레오시드를 수득한다.
본 발명의 도 24는 출발 물질로서 L-아라비노스(1)를 사용하여 5-단계 합성으로 β-L-2'-데옥시-티미딘을 제조한다. 먼저 L-아라비노스(1)를 선행기술에서 교시된 조건하에서 시안아미드와 반응시켜 중간체, L-아라비노푸라노실 아미노 옥사졸린(2)을 형성한다(WO 02/44194 참조). 다음으로, 상기 L-아라비노푸라노실 아미노 옥사졸린 중간체(2)의 아라비노스 부분 상의 5'-OH를 약 45℃의 온도에서 트리틸 클로라이드(TrCl) 및 피리딘과의 반응에 의해 보호시킨다(3). 상기 조건하에서의 OH-보호기의 첨가는 당업자에게 잘 알려져 있다(Greene et al., Protective Groups in Organic Synthesis, John Wiley and Sons, 2nd Edition (1991)).
도 24에 도시된 제조방법의 단계 3은 선행기술에서 교시된 적절한 조건하에서 5'-트리틸-보호된 L-아라비노푸라노실 아미노 옥사졸린(3)과 하기 중에서 선택된 고리화제 또는 축합제와의 반응을 나타낸다:
Figure 112005078316116-PCT00015
예를 들어, 축합제 또는 고리화제로서 상기 도시된 구조(ii)를 사용하는 경우, Na2CO3/H2O의 존재하에서 반응이 수행되고, Pd/Al2O3/H2O의 첨가에 의해 후속적인 이성질화가 진행된다(WO 02/44194 참조). 그러나, 축합제 또는 고리화제(i)를 사용하는 경우, 반응은 1시간 동안 메틸 2-포르밀프로피오네이트 중에서 환류로 수행된다(EP 0 351 126 참조). 고리화에 의해 2,2'-언하이드로-1-(L-아라비노푸라노실)티미딘(4)이 형성된다.
본 발명의 다음 단계는 THF 및/또는 DME와 같은 극성 용매 존재하에서, 바람직하게는 약 0-5℃ 와 같은 감소된 온도에서 Red-Al과 같은 환원제 및 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제로 2,2'-언하이드로-1-(L-아라비노푸라노실)티미딘(4)을 환원시켜 β-L-5'-트리틸-2'-데옥시티미딘(5)을 수득하는 것을 수반한다.
상기 단계에서 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제를 사용하게 되면 2,2'-언하이드로-1-(L-아라비노푸라노실)티미딘의 용해도의 증가로 인해 생성물을 고 퍼센트 수율로 수득하고, 그 제거를 위해서는 노동-집약적 노력을 필요로 하는 팔라듐 촉매와 같은 시약의 사용을 피할 수 있게 된다. 게다가, 15-크라운-5 에테르의 사용은, 언하이드로-환 구조를 개방함에 있어서 브롬화물의 제거를 위해 독성 촉매 Pd-BaSO4와 H2의 사용을 필연적으로 동반하는(EP 0 351 126 참조) HBr의 사용을 피할 수 있어, 특정 선행 기술의 제조방법에서 발견되는 위험 시약의 사용을 회피할 수 있다. 결국, 본 발명의 제조방법은 시약으로서 디옥산의 사용을 회피할 수 있다. 이는 장점으로 작용하는데, 디옥산은 가연성인데다 산업적 규모의 합성에는 부적절하기 때문이다.
도 24에 도시된 제조방법의 최종 단계는 약 50℃의 온도에서 80% AcOH로 처리함으로써 β-L-5'-트리틸-2'-데옥시티미딘(5) 상의 5'-위치로부터 트리틸-보호기를 제거하여 L-2'-데옥시티미딘(6)을 형성하는 것이다.
택일적으로, 약 45℃의 온도에서 L-아라비노스(1)를 TrCl(트리틸 클로라이드) 및 피리딘과 반응시킴으로써 C-5 위치에서 트리틸을 이용한 L-아라비노스(1)의 선택적 보호가 가능하며, 이로써 5-TrO-L-아라비노스(구조 생략)를 형성한다. 다음으로, 상기 5-TrO-L-아라비노스를 선행기술에서 교시된 조건하에서 시안아미드와 반응시킴으로써 중간체, 5-TrO-L-아라비노푸라노실 아미노 옥사졸린(3)을 형성한다(WO 02/44194 참조). 본 제조방법의 남은 단계들은 구조(4), (5), 및 (6)의 형성을 위한 것으로, 도 24에 기재된 바와 같다.
도 25는, 도 24에 도시된 것과 유사하나, 중간체가 OH-보호되는 단계가 상이한 본 발명의 합성방법을 나타낸다. 도 24에서와 같이, L-아라비노스(1)를 출발 물질로 사용하여 시안아미드와 반응시킴으로써 중간체로서 L-아라비노푸라노실 아미노 옥사졸린(2)을 수득한다. 이어서, L-아라비노푸라노실 아미노 옥사졸린(2)을 선행기술에서 교시된 적절한 조건하에서 상기 기재된 구조 (i)-(ix)의 고리화/축합 시약 중 어느 하나와 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-(L-아라비노푸라노실)티미딘(3)을 수득한다. 다음으로, 상기 2,2'-언하이드로-1-(L-아라비노푸라노실)티미딘(3)을 약 45℃의 온도에서 TrCl 및 피리딘과 반응시킴으로써 상기 2,2'-언하이드로 화합물의 아라비노스 부분 상의 5'-OH를 보호시킨다(4). 상기 단계는, 고리화 또는 축합 시약과의 반응 전에 아라비노푸라노실 아미노 옥사졸린의 아라비노 부분의 5'-에 트리틸기가 첨가되는 도 24의 단계 2와 비교된다. 도 25에 나타낸 5-단계 제조방법의 마지막 2 단계는 도 24에 주어진 마지막 2 단계와 동일하며, 5'-트리틸-보호된 티미딘(5) 및 탈보호된 2'-데옥시티미딘(6)을 생성한다.
출원인은 지금까지 선행기술에서 나타난 합성에서보다 초기에 발생하는 단계에서 5'-위치에 트리틸-보호기가 첨가되는 점에서 도 24에 기재된 제조방법이 도 25에 도시된 제조방법에 비해 보다 효율적이라고 결론을 내렸다.
리보-푸라노스로부터
본 발명의 또 다른 제조방법에 있어서, 출발 물질로서 L-푸라노스, 및 특히 L-리보스와 같은 푸라노스를 사용하여 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 제조하고, 이어서 이를 본 발명에 따라 환원시켜 β-L-2'-데옥시뉴클레오시드, 및 특히 β-L-2'-데옥시티미딘과 같은 2'-데옥시뉴클레오시드를 수득할 수 있다. 택일적으로, 상기 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 친핵성 시약, 예컨대 유기금속성 시약(예를 들어, 그리나드 시약 또는 알킬 리튬 시약)과 반응시켜 목적하는 2'-치환된 뉴클레오시드를 수득한다.
도 26은 D-리보스를 출발 물질로 사용하여 2'-데옥시티미딘을 제조하는 7-단계 합성방법을 나타낸다. 상기 제조방법의 첫번째 단계에서, D-리보스 상의 모든 OH 그룹을 예컨대 당업자에게 알려진 아세틸 또는 벤조일기로 보호한다. 다음으로, 상기 보호된 D-리보스를 예컨대 선행기술에서 알려진 SnCl4, HMDS, 및 TMSCl의 존재하에서 티미딘과 반응시킴으로서 뉴클레오시드 상의 2'-, 3'- 및 5'-위치에 보호기를 가지는 티미딘을 생성한다. 첨가된 특정 보호기의 제거에 적절한 조건하에서 시약에 의해 단계 3에서 상기 보호기를 제거한다. 단계 3의 중간체 생성물은 티미딘이다.
도 26의 단계 4는 도 24 및 25에 나타난 바와 같이, 푸라노실 아미노 옥사졸린으로부터 보다는 직접 티미딘으로부터 고리화/축합 단계를 도입한다. 이때, 약 150℃의 온도에서 티미딘을 DMF 중의 PhOCOOPh 및 NaHCO3 촉매와 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-(리보푸라노실)-티미딘을 생성한다.
구조 5는 티미딘의 리보 부분 상의 3'- 및 5'-위치에 보호기를 가지는 티미딘 구조 4로부터 유도된 것이고, 구조 6은 티미딘의 리보 부분 상의 3'- 및 5'-위치가 비보호된 티미딘 구조로부터 유도된 것인 점에서 상기 2,2'-언하이드로-1-(리보푸라노실)-티미딘 구조 5 및 6은 본 발명의 두 개의 개별적 예시를 나타낸다. 양 예시에서, 티미딘의 2'-OH는 상기 2,2'-언하이드로-1-(리보푸라노실)티미딘 구조를 생성하는 반응에 참가할 수 있도록 자유 OH 그룹이어야 한다. 합성 방법이 구조 5를 거쳐 진행하는 경우, 일 예로, 5'-보호기가 트리틸이고; 이어서 Red-Al과 같은 환원제 및 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제와의 반응 전에 상기 리보 부분의 3'-위치로부터 보호기를 제거하기 위해 첨가 단계를 수행함으로써 구조(8)을 형성한다.
도 26에 도시된 본 발명의 일 예에서, 합성은 구조 6을 거쳐 진행하는데, 약 45℃의 온도에서 TrCl 및 피리딘을 2,2'-언하이드로-1-(리보푸라노실)티미딘과 반응시킴으로써 구조(7)의 5'-트리틸화된 2,2'-언하이드로-1-(리보푸라노실)티미딘을 생성한다. 이어서, THF 및/또는 DME와 같은 극성 용매 존재하에서, 바람직하게는 약 0-5℃의 온도에서 5'-트리틸화된 2,2'-언하이드로-1-(리보푸라노실)티미딘을 Red-Al과 같은 환원제 및 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제와 반응시킴으로써 이를 환원시킨다. 상기 단계에서 생성된 5'-트리틸화된 2'-데오시티미딘(8)을 이어서 약 50℃에서 80% AcOH와 반응시켜 탈보호함으로써 D-2'-데옥시티미딘(9)를 생성한다. 도 26에 나타난 제조방법은 푸라노실-아미노-옥사졸리딘 중간체 및 동반하는 고리화 또는 축합 단계를 수반하지 않고 티미딘 또는 보호된 티미딘으로부터 직접적으로 2,2'-언하이드로-푸라노실-티미딘을 제조하는 수단을 제공한다.
도 27은 L-리보스로부터 출발하여 L-2'-데옥시-티미딘을 제조하는 5-단계 제조방법을 나타낸다. 상기 합성에서, L-리보스를 TMSCl 및 HMDS 중의 티민 및 SnCl4와 반응시켜 티미딘(2)을 형성한다. 다음으로, 티미딘을 약 150℃에서 DMF 중의 PhOCOOPh 및 NaHCO3 촉매와 반응시켜 L-2,2'-언하이드로-리보푸라노실-티미딘(3)을 생성한다. 상기 L-2,2'-언하이드로-리보푸라노실-티미딘을 약 45℃에서 TrCl 및 피리딘과 반응시킴으로서 5'-트리틸-보호된 L-2,2'-언하이드로-리보푸라노실-티미딘(4)을 생성하고, 이어서 이를 THF 및/또는 DME와 같은 극성 용매 존재하에서, 바람직하게는 약 0-5℃의 온도에서 Red-Al과 같은 환원제 및 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제와 반응시킴으로써 환원시켜 5'-트리틸-L-2'-데옥시-티미딘(5)을 생성한다. 최종적으로 화합물(5)을 약 50℃에서 80% AcOH와 반응시켜 탈보호함으로써 L-2'-데옥시티미딘(6)을 형성한다. 상기 합성방법은 필요한 단계의 개수에 있어서 효율적일 뿐만 아니라 리보푸라노실-아미노-옥사졸리딘의 형성을 회피할 수도 있다.
도 28은 L-리보스로부터 2'-데옥시티미딘을 제조하는 8-단계 제조방법을 도시한다. 먼저 L-리보스(1)를 당업자에게 알려진 보호기(2)를 사용하기에 적절한 조건하에서 어떠한 보호기로도 보호시킨다. 보호된 L-리보스(2)를 선행기술에서 알려진 단계로서, TMSCl 및 HMDS의 존재하에 티민 및 SnCl4와 반응시켜 그의 2'-, 3'- 및 5'-위치에 보호기를 가지는 티미딘(3)을 형성한다. 다음으로, 상기 보호된 티미딘(3)을 사용된 특정 보호기의 제거에 적합한 시약 및 조건을 사용하여 탈보호(4)시키고, 상기 비보호된 티미딘(4)을 약 140-150℃에서 DMF 존재하에 PhOCOOPh 및 NaHCO3 촉매와 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-리보푸라노실-티미딘(5) 또는 (6)을 생성한다. 만일 2,2'-언하이드로-1-리보푸라노실-티미딘(5)을 중간체로 제조하는 경우, 중간체(4)의 형성 후에 티미딘 상의 3'- 및 5'-위치가 반응하여 이들 위치에 보호기를 다는 추가의 단계가 필요함을 알 수 있다. 상기 중간체의 바람직한 보호기는 트리틸기이다. 중간체(6)을 제조하는 경우, 상기 티미딘 중간체(4)로부터 직접적으로 제조될 수 있다.
다음으로, 중간체(5)는, 만일 사용된다면, 5'-트리틸-보호된 2,2'-언하이드로-1-리보푸라노실-티미딘(7)을 생성하기 위해, 3'-위치로부터 보호기를 제거하기에 적접한 조건하 및 시약으로 그의 3'-위치의 탈보호과정을 거쳐야 한다. 그러나, 만일 중간체(6)을 사용한다면, 이를 약 45℃에서 TrCl 및 피리딘과 반응시킴으로서 5'-트리틸-보호된 2,2'-언하이드로-리보푸라노실-티미딘(7)을 생성한다.
이어서, 5'-트리틸-보호된 2,2'-언하이드로-리보푸라노실-티미딘(7)을 THF 및/또는 DME와 같은 극성 용매 중에서, 바람직하게는 약 0-5℃의 온도에서 Red-Al과 같은 환원제 및 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제로 환원시켜 5'-트리틸-보호된 티미딘(8)을 생성하고, 이어서 이를 약 50℃의 온도에서 80% AcOH와 반응시켜 탈보호함으로써 L-리보-2'-데옥시티미딘(9)을 형성한다.
도 28에 도시된 합성방법은 대응하는 2,2'-언하이드로 화합물을 형성하기 위해 추가의 축합 단계를 필요로 하는 푸라노실-아미노-옥사졸리딘 중간체를 거치는 진행과정을 회피한다. 또한 이 합성방법은 제조방법의 상이한 단계에서 어떤 중간체가 보호되어야 하는가를 선택할 수 있게 한다.
본 발명의 또 다른 제조방법에서, 봉쇄제의 부존재하에서도 목적하는 화합물의 합성을 완성할 수 있다(도 29 참조). 예를 들어, 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제의 사용은 디메톡시 트리틸이 보호기인 경우 고 퍼센트 생성물 수율을 가져오나, 보호기로서 트리틸을 단독으로 사용하는 경우, 예를 들어, 15-크라운-5 에테르와 같은 봉쇄제의 사용은 낮은 퍼센트 생성물 수율을 가져온다. 따라서 본 발명의 몇몇 예시에서는, 도 29에 나타난 바와 같이, 보호기로서 트리틸을 사용하는 경우에, 퀘스터링제의 부존재하에서도 목적하는 화합물의 합성을 완성한다.
도 29는 2'-데옥시티미딘을 제조하는 3-단계 제조방법을 도시한다. 제조방법은 다음을 포함한다:
(a) 2,2'-언하이드로-1-(□-D-아라비노푸라노실)티민(1)을 예컨대 피리딘 및 DMAP 중에 현탁시킴으로서 2,2'-언하이드로-1-(□-D-아라비노푸라노실)티민(1)으로부터 2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민(2)을 제조하고, 예를 들어 상온에서 트리틸 클로라이드를 부분적(portion-wise) 첨가한다. 반응 혼합물을 상온에서 보관하거나 필요하다면 가열하는데, 예를 들어 반응 혼합물을 상온에서 1시간 동안 정치하고 이어서 약 15시간 동안 45℃(최초 온도)까지 가열한다. 반응은 예컨대 t.l.c.(출발 물질 Rf 0.15; 생성물 Rf 0.43)에 의해 모니터한다. 이어서, 상기 반응 혼합물을 퀀치(quench)하고, 예컨대 약 0℃로 냉각시키고 내부 온도 변화없이 15분의 시간 동안 포화 수용성 NaHCO3 용액을 천천히 첨가함으로써 목적하는 생성물을 정제한다. 용액으로부터 백색의 고체가 즉시 침전되면, 상기 백색의 현탁액을 상온에서 30분 동안 교반한다. 부크너(Buchner) 깔때기를 통한 여과에 의해 상기 고체를 분리한 후, 물로 세척한다. 잔여 고체를 디클로로메탄에 넣고 상온에서 약 30분 동안 교반한다. 잔존하는 잔여물을 부크너 깔때기를 통한 여과에 의해 분리하고 디클로로메탄으로 세척한 후 밤새 진공 건조하여 백색의 고체로서 2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민(2)을 약 73% 수율로 수득한다;
(b) 2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민(2)을 예컨대 무수 테트라하이드로푸란 중에 현탁시키고 상기 현탁액을 ice-bath에서 약 0-5℃까지 냉각시켜 이를 환원시킴으로써 2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민(2)으로부터 2'-데옥시-5'-O-트리틸-□-D-티미딘(3)을 제조한다. 상기 ice-bath 내에 잠긴 별개의 플라스크내의, 톨루엔 중의 65% wt Red-Al 용액을 적절한 용매, 예컨대 무수 테트라하이드로푸란의 첨가에 의해 희석한다. 이어서, 상기 희석된 Red-Al 용액을 약 0-5℃로 냉각시키고, 주사기(syringe)를 이용하여 2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민(2)의 현탁액에 적가하였다. Red-Al 용액의 적가 속도는 반응에 결정적인 인자로서, 약 1시간 만에 완성된다. 생성되는 투명 용액을 약 0-5℃에서 1시간 동안 정치한 후, t.l.c. 분석 결과 출발 물질(Rf 0.34), 필요한 생성물(Rf 0.47) 및 불순물(Rf 0.42 및 0.26)의 존재가 관찰되었다. HPLC 분석 결과 출발 물질(11.35 mins, 36.5% AUC), 생성물(12.60 mins, 24%) 및 주요 불순물 미량(11.7 mins, 2.9%)의 존재가 관찰되었다. 약 0-5℃에서 총 약 2시간 후, 톨루엔 중의 "희석된" 65% wt Red-Al 용액의 추가량을 약 0-5℃에서 정치시킨 상기 반응 혼합물에 약 20분에 걸쳐 주사기를 이용하여 적가하였다. 추가 1시간 후, t.l.c. 및 HPLC 분석 결과 출발 물질(11.35 mins, 3.2%)의 존재가 관찰되었다. 톨루엔 중의 65% wt Red-Al 용액의 추가량을 적가하고, 상기 반응 혼합물을 약 0-5℃에서 추가 45분 동안 정치시켰다. 이후, t.l.c. 분석 결과 단지 미량의 잔존 출발 물질만이 관찰되었다. 포화 NH4Cl 용액의 첨가로 반응을 퀀치하고 테트라하이드로푸란층을 가만히 따라내었다. 수용성층을 이소프로필아세테이트로 추출하고, 5N HCl 용액을 천천히 첨가하여 남은 에멀젼을 녹였다. 유기층을 단리하여, 테트라하이드로푸란층과 혼합하고 포화 NH4Cl 용액으로 세척한 뒤, 이어서 식염수로 세척하였다. 식염수층의 pH는 이 시점에서 6.5 내지 7이며, 유기층을 Na2SO4로 건조, 여과, 진공 농축하여 거품성 고체를 수득하였다. 조 잔류물을 톨루엔으로 공증발시켜, 진공 농축하고, 남은 잔류물을 톨루엔에 넣고 약 45℃로 가열하였다. 혼합물을 상온까지 식히고 백색의 고체가 침전하기 시작할때까지 동 온도에서 교반하였다. 물을 적가하고, 남은 혼합물을 약 3시간 동안 상온에서 교반하였다. 고체를 여과에 의해 분리하고, 필터 케이크를 물 및 톨루엔으로 세척하였다. 고체를 고진공하 약 45℃에서 약 1시간 동안 건조시키고, 이어서 진공하 상온에서 밤새 건조시켜 2'-데옥시-5'-O-트리틸-□-D-티미딘 3 을 약 41% 수율로 수득하였다;
(c) 2'-데옥시-5'-O-트리틸-□-D-티미딘(3)을 메탄올 중에 현탁시켜 (3)이 용해될때까지 물 수조에서 상기 반응 혼합물을 약 45℃까지 가열함으로써, 2'-데옥시-5'-O-트리틸-□-D-티미딘(3) 2'-데옥시-5'-O-트리틸-□-D-티미딘 3(1.215 g, 2.5mmol)으로부터 2'-데옥시-D-티미딘(4)를 제조한다. 이어서, 플라스크를 상온까지 식히고 농축하였다. HCl을 혼합물에 첨가하고 상온에서 교반하였다. 25분 후, 상기 용액으로부터 백색의 고체가 침전하기 시작하였다. 1시간 후, t.l.c. 분석 결과 잔존하는 출발 물질은 없고(Rf 0.53), 주요 생성물의 형성(Rf 0.21)이 관찰되었다. n-헵탄 일부를 상기 반응 혼합물에 첨가하고 상온에서 약 15분 동안 교반하였다. 백색의 고체를 여과에 의해 분리하였다. 여액을 2개 층으로 나누고, 메탄올층을 n-헵탄으로 추출한 후, 진공 농축하여 2mL의 부피가 되게 하였다. 잔류물을 405mg의 백색 고체와 혼합하고, TBME 중에 현탁시킨 후, 상온에서 1시간 동안 교반하였다. 백색 고체를 여과에 의해 분리하고, TBME로 세척한 후, 오븐에서 진공하에서 건조하여 2'-데옥시-D-티미딘(4)를 약 78% 수율로 수득하였다.
도 1-29 및 전체 실시예에 기재된 모든 합성 루트는 모든 출발 물질의 모든 입체이성체, α- 또는 β-, D- 또는 L- 에 동등하게 적용가능하며, 출발 물질 화합물은 여기에 제공된 리보스, 크실로스, 및 아라비노스에 한정되지 않고 비제한적인 실시예 및 도 1-29에 나타난 O를 대신하여 S, N, 또는 CH2를 가지는 5- 및 6-멤버 환까지도 포함한다.
본 발명은 하기 비제한적인 일련의 실시예에서 가장 잘 설명된다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 여기에 기재된 특정 용매, 시약, 및/또는 반응 조건 대신에 균등한, 동등한, 또는 적절한 용매, 시약, 및/또는 반응 조건이 대체될 수 있다.
실시예
실시예 1
L-아라비노스를 상응하는 메틸 글리코시드로 전환시키고, 3- 및 4- 하이드록실 그룹을 아세토나이드 유도체로 보호한다. 하기 반응식은 화합물 2의 2-하이드록시 그룹을 상응하는 메실레이트 그룹으로 전환시키고 메실레이트 중간체를 환원 절단 조건에 적용하여 2-데옥시 중간체 4를 수득함으로써 화합물 2의 2-하이드록시 그룹을 데옥시화하는 단순 과정을 나타낸다(참조: H. Urata, E. Ogura, K. Shinohara, Y. Ueda, and M. Akagi, Nucleic Acids Res. 1992, 20, 3325-3332; and J. W. Pratt, N. K. Richtmyer, and C. S. Hudson, J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 2200-2205).
L-아라비노스로부터 출발
Figure 112005078316116-PCT00016
실시예 2
L-아라비노스를 주 환원 제거 단계를 거쳐 상응하는 글리칼 유도체로 전환시키고, 생성된 글리칼 중간체를 메틸 2-데옥시 리보푸라노시드로 전환시킨다(참조: B. K. Shull, Z. Wu, and M. Koreeda, J. Carbohydr. Chem. 1996, 15, 955-964; M. L. Sznaidman, M. R. Almond, and A. Pesyan. Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids 2002, 21, 155-163; and Z. -X. Wang, W. Duan, L.I. Wiebe, J. Balzarini, E. D. Clercq, and E. E. Knaus, Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids 2001,20, 11-40).
Figure 112005078316116-PCT00017
실시예 3
L-아라비노스를 주 환원 제거 단계를 거쳐 상응하는 글리칼 유도체로 전환시키고, 생성된 글리칼 중간체를 메틸 2-데옥시 리보푸라노시드로 전환시킨다(참조: M. L. Sznaidman, M. R. Almond, and A. Pesyan. Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids 2002, 21, 155-163 ; Z. -X. Wang, W. Duan, L. 1. Wiebe, J. Balzarini, E. D. Clercq, and E. E. Knaus, Nucleosides, Nucleotides & Nucleic Acids 2001,20, 11-40; and R. V. Stick, K. A. Stubbs, D. M. G. Tilbrook, and A. G. Watts, Aust. J. Chem. 2002,55, 83-85).
Figure 112005078316116-PCT00018
실시예 4
D-크실로스를 브롬/물로 산화시키고, 생성된 1,4-락톤을 HBr/아세트산으로 처리하여 2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-릭소노-1,4-락톤 2를 수득한다. 디브로모락톤 2를 TFA중에서 요오드화칼륨으로 처리하여 상응하는 5-요오도 화합물을 제공하고, C-2의 브롬 원자를 선택적으로 제거하여 5-요오도-2-데옥시락톤 3을 수득한다. 5-요오도-락톤 3을 수성 수산화칼륨으로 처리하여 4,5-에폭시드 유도체를 제공하고, 수성 산으로 처리하여 C-4에서 입체특이적 인버젼으로 상응하는 2-데옥시 L-리보노락톤을 수득한다. 보호된 2-데옥시 L-리보노락톤 6을 Red-Al을 사용하여 상응하는 락톨 7로 선택적으로 환원시킨다. 그후, 락톨 7을 목적하는 클로로당 9로 전환시킨다. 참조: H. S. Isbell, Methods in Carbohydrate Research 1963, 2, 13-14; K. Bock,1. Lundt, and C. Pedersen, Carbohydrate Research 1981, 90, 17-26; K. Bock,I. Lundt, and C. Pedersen, Carbohydrate Research 1982, 104, 79-85; and1. Lundt, and R. Madsen, Topics in Current Chemistry 2001,215, 177-191.
D-크실로스로부터 출발
Figure 112005078316116-PCT00019
실시예 5
D-갈락토스를 D-릭소노락톤으로 산화적으로 절단한 후, 브롬화하여 2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-크실로노-1,4-락톤 2를 수득한다. 2를 선택적 수소화분해하여 5-브로모-2-데옥시락톤 3을 수득한 후, 실시예 7과 유사하게 변환시켜 주요 클로로당 중간체 8을 제공한다. 참조: K. Bock,I. Lundt, and C. Pedersen, Carbohydrate Research 1981, 90, 17-26; K. Bock,I. Lundt, and C. Pedersen, Carbohydrate Research 1979, 68, 313-319; K. Bock,I. Lundt, and C. Pedersen, Acta Chem. Scand. B 1984, 38, 555-561; and W. J. Humphlett, Carbohydrate Research 1967, 4, 157-164.
Figure 112005078316116-PCT00020
실시예 6
D-글루코노-1,4-락톤을 2,6-디브로모-2,6-디데옥시-D-만노노-1,4-락톤 1로 전환시킨다. 락톤 1을 히드라진에 이어 수성 브롬으로 처리하여 6-브로모-2,6-디데옥시-D-아라비노-헥소노-1,4-락톤 3을 수득한다. 3을 과량의 수성 수산화칼륨과 반응시킨 후, 산성화하여 C-4 및 C-5에서 인버젼하여 2-데옥시-L-리보-헥소노-1,4-락톤 6을 수득한다. 이것을 일차 에폭시드 4를 이차 에폭시드 5로 Payne 재배열하여 락톤을 개환시킨다. 2-데옥시-L-리보-헥소노-1,4-락톤 6을 산화 절단시킨 후, 생성된 알데히드를 환원시켜 락톤 7을 수득하고, 실시예 5와 유사한 반응 과정에 따라 목적하는 클로로당으로 전환시킨다. 참조: K. Bock, 1. Lundt, and C. Pedersen, Carbohydrate Research 1979, 68, 313-319; and K. Bock, I. Lundt, and C. Pedersen, Acta Chem. Scand. B 1984, 38, 555-561.
Figure 112005078316116-PCT00021
실시예 7
D-갈락토노-1,4-락톤을 아세틸화된 디브로모락톤 2로 전환시키고, 히드라진으로 처리한 후, 브롬화하여 2-데옥시락톤 3을 수득한다. 락톤 3을 탈아세틸화하고, 산화 절단한 후, 생성된 알데히드를 NaBH4로 환원시켜 2-데옥시-L-리보노-1,4-락톤 5를 수득한다. 참조: K. Bock, I. Lundt, and C. Pedersen, Carbohydrate Research 1979, 68, 313-319; and K. Bock,I. Lundt, and C. Pedersen, Acta Chem. Scand. B 1984, 38, 555-561.
Figure 112005078316116-PCT00022
실시예 8
시판 비탄수화물이고 비키랄성인 푸라노락톤을 클로로당을 수득하기 위한 출발물질로 사용한다. 이 방법에서 주요 단계는 2Z-펜테노에이트 에스테르 2를 비대칭 디하이드록실화하여 2(R),3(R)-펜테노에이트 유도체 3을 형성하는 것이다. 중간체 3을 입체선택적 폐환하여 2-데옥시 L-당 4를 제공한다. 화합물 4를 세개의 단순 합성 변환으로 목적하는 보호된 클로로당으로 전환시킨다. 참조: D. C. Liotta, and M. W. Hager, 미국 특허 5, 414,078, May 9, 1995.
Figure 112005078316116-PCT00023
실시예 9
에틸-3,3-디에톡시프로파노에이트 1은 저렴한 비탄수화물, 비사이클릭 및 키랄성 출발물질이다. 화합물 1을 DIBAL을 사용하여 상응하는 알데히드 2로 환원시킨다. 다음 단계에서, 알데히드 2를 디이소프로필(에톡시카보닐)메틸포스포네이트를 사용하여 wittig 반응의 Horner-Emmons 변형을 통해 □,□-불포화 에스테르, 5,5- 디에톡시-2E-펜테노에이트로 전환시키고, 생성된 에스테르를 2E-펜텐-1-올 유도체 3으로 환원한다. 이 프로키럴성 알릴 알콜 3을 Sharpless 비대칭 에폭시화 조건을 사용하여 상응하는 2(S),3(S)-에폭시 알콜 4로 전환시킨다. 생성된 에폭시 알콜 4를 보호한 후, 산 가수분해하여 주요 중간체 6을 제조한다. 화합물 6을 2-데옥시 L-리보푸라노스 유도체 7로 폐환시킨 후, 목적하는 L-클로로당 9로 전환시킨다. 참조: D. C. Liotta, and M. W. Hager, 미국 특허 5, 414,078, May 9, 1995; M. W. Hager and D. C. Liotta, Tetrahedron Lett. 1992, 7083-7086.
Figure 112005078316116-PCT00024
실시예 10
하이드록시 글루탐산 1을 폐환시켜 2-데옥시 L-1,4-리보노락톤 유도체를 수득하고; 4 단계로 목적하는 클로로당 5로 전환시킨다. 참조: R. F. Schinazi, D. C. Liotta, C. K. Chu, J. J. McAtee, J. Shi, Y. Choi, K. Lee, and J. H. Hong, 미국 특허 6,348,587B1, Feb. 19, 2002 ; U. Ravid, R. M. Silverstein, and L. R. Smith, Tetrahedron 1978, 34, 1449-1452; and M. Taniguchi, K. Koga, and S. Yamada, Tetrahedron 1974, 30, 3547-3552.
Figure 112005078316116-PCT00025
실시예 11
시판 알콜 1을 Sharpless 에폭시화 조건에 적용하여 에폭시드 2를 제조한다. 에폭시 알콜 2를 Ti(Oi-Pr)4의 존재하에서 벤질 알콜로 처리하여 디올 3을 수득하고, 상응하는 아세토나이드 유도체 4로 전환시킨다. 화합물 4를 Wacker 조건으로 산화시켜 알데히드 5를 수득하고, 수성 염산으로 처리하여 5-O-벤질-2-데옥시-L-리보푸라노 6을 제공한다. 화합물 6을 간단한 4 단계로 목적하는 클로로당 9로 전환시킨다. 참조: M. E. Jung, and C. J. Nichols, Tetrahedron Lett. 1998, 39, 4615-4618.
Figure 112005078316116-PCT00026
실시예 12
에폭시알콜 1을 벤질 에테르 2로서 보호하고, 에폭시드를 벤질 알콜중에서 소듐 벤질로 개환한 후, 생성된 알콜 3을 보호하여 트리스-벤질 에테르 4를 제공한다. 화합물 4의 알데히드 6(2-데옥시-L-리보스로 보호)으로의 전환은 하이드로보레이션/H202 산화를 사용하여 수행하고 생성된 알콜 5를 Swern 산화시킨다. 탄소상 수산화팔라듐으로 6의 벤질 에테르를 탈보호하여 세개의 에틸 2-데옥시-L-리보시드 7a, 7b 및 7c의 2:2:1 혼합물을 제공한다. 톨루오일 클로라이드를 사용하여 7a 및 7b를 보호하고, 염화수소로 생성된 디톨루오일 유도체를 처리하여 목적하는 클로로당 8을 수득한다. 8. 참조: M. E. Jung, and C. J. Nichols, Tetrahedron Lett. 1998, 39, 4615-4618.
Figure 112005078316116-PCT00027
실시예 13
1,2-O-이소프로필리덴-L-글리세르알데히드 1을 아연 및 수성 염화암모늄의 존재하에서 알릴 브로마이드로 처리하여 상응하는 호모알릴 알콜 2를 제공한다. 2의 이소프로필리덴 그룹을 수성 아세트산을 사용하여 제거하여 중간체 3을 제공한다. 3을 오존분해하고 디메틸설파이드로 환원하여 2-데옥시-L-리보푸라노스 4를 수득한 후, 3 단계로 보호된 클로로당 7로 전환시킨다. 참조: J. S. Yadav, and C. Srinivas, Tetrahedron Lett. 2002, 43, 3837-3839; and T. Harada, and T. Mukaiyama, Chem. Lett. 1981, 1109-1110.
Figure 112005078316116-PCT00028
실시예 14
본 실시예는 중간체 3의 오존분해 및 환원 단계를 생략하기 위하여 실시예 13에 사용된 알릴 브로마이드대신 2-브로모메틸-[1,3]디옥솔란을 사용한다. 참조: J. S. Yadav, and C. Srinivas, Tetrahedron Lett. 2002, 43, 3837-3839; and T. Harada, and T. Mukaiyama, Chem. Lett. 1981, 1109- 1110.
Figure 112005078316116-PCT00029
실시예 15
글리칼 1(L-리보스로부터 4 단계로 제조)을 산성 메탄올로 처리하여 2-데옥시-L-리보스 3을 제공하고, 2 단계로 보호된 클로로당 5으로 전환시킨다. 참조: H. Ohrui, and J. J. Fox, Tetrahedron Lett. 1973, 1951-1954; W.Abramski, and M. Chmielewski., J. Carbohydr. Chem. 1994, 13, 125-128; and J. C. -Y. Cheng, U. Hacksell, and G. D. Daves, Jr., J. Org. Chem. 1985, 50, 2778-2780.
Figure 112005078316116-PCT00030
실시예 16
L-아라비노스를 시아나미드와 반응시켜 1,2-옥사졸린 유도체 1을 제공한다. 2-메틸-3-옥소프로피온산 에틸 에스테르와 반응시키면, 화합물 1은 O2,2'-언하이드로-L-티미딘 2를 제공한다. 화합물 2를 벤조일화하고, 생성된 디-O-벤조일 유도체 3을 환원 절단 조건에 적용하여 3',5'-디-O-벤조일 LdT 4를 제공한다. 화합물 4를 메탄올성 소듐 메톡사이드로 처리하여 LdT를 제공한다. 참조: A. Holy, Coll. Czech. Chem. Commun. 1972,37, 4072-4087; and P. V. P. Pragnacharyulu, C. Vargeese, M. McGregor, and E. Abushanab, J. Org. Chem. 1995, 60, 3096-3099.
L-아라비노스로부터 출발
Figure 112005078316116-PCT00031
실시예 17
본 실시예는 염화수소를 사용하여 화합물 3의 O2,2'-결합을 개방시키는데 상이한 방법을 이용한다. 생성된 2'-데옥시-2'-클로로 유도체 4를 TBTH/AIBN으로 처리하여 2'-데옥시 보호된 뉴클레오시드 5를 수득하고, 탈아실화하여 LdT를 제공한다. 참조: P. V. P. Pragnacharyulu, C. Vargeese, M. McGregor, and E. Abushanab, J Org. Chem. 1995, 60, 3096-3099.
L-아라비노스로부터 출발
Figure 112005078316116-PCT00032
실시예 18
본 실시예는 1,2-옥사졸린 유도체 1을 상이한 화합물과 반응시켜 O2,2'-언하이드로-L-티미딘 2를 수득한다는 점에서 실시예 17과 다르다. 참조: D. McGee, Boehringer Ingelheim Proposal to Novirio Pharmaceuticals, Inc., May 17, 2002; and C. W. Murtiashaw, Eur. Patent, 0,351,126 bd, January 18, 1995.
L-아라비노스로부터 출발
Figure 112005078316116-PCT00033
실시예 19
요오드화수소를 사용하여 화합물 3의 02,2'-결합을 개방하여 2'-데옥시-2'-요오도 유도체 4를 수득한다. 화합물 4를 요오드화칼륨으로 처리하여 3',5'-디-O-벤조일-2'-데옥시-L-티미딘 5를 제공한다. 화합물 5를 소듐 메톡사이드의 메탄올 용액에 적용하여 LdT를 제공한다. 참조: H. Sawai, A. Nakamura, H. Hayashi, and K. Shinozuka, Nucleosides & Nucleotides 1994, 13, 1647-1654; and H. Sawai, H. Hayashi, and S. Sekiguchi, Chemistry Lett. 1994, 605-606.
L-아라비노스로부터 출발
Figure 112005078316116-PCT00034
실시예 20
2-메틸-옥시란-2-카복실 에스테르를 1,2-옥사졸린 1과 반응시켜 O2,2'-언하이드로-L-티미딘 유도체 2를 제공한다. 화합물 2를 피발로일 클로라이드로 처리하여 3'- 및 5'-하이드록실 그룹을 보호하고 O2,2'-결합을 절단하여 2'-데옥시-2'-클로로 뉴클레오시드 3을 수득한다. 화합물 3을 티오닐 클로라이드로 처리하여 염기 부분의 하이드록실 그룹을 제거하고, 생성된 화합물을 TBTH/AIBN을 사용하여 환원시켜 2'-클로로를 제거한 후, 보호된 LdT 5를 제공한다. 화합물 5를 메탄올중에서 소듐 메톡사이드로 처리하여 LdT를 제공한다. 참조: E. Abushanab, and P. V. P Pragnacharyula, 미국 특허 5,760, 208, June 2, 1998.
L-아라비노스로부터 출발
Figure 112005078316116-PCT00035
실시예 21
에틸 프로피올레이트를 1,2-옥사졸린과 반응시켜 O2,2'-언하이드로-L-유리딘 2를 제공한다. 화합물 2를 보호하고, 생성된 3',5'-디-O-벤조일 유도체 3을 염화수소로 처리하여 2'-데옥시-2'-클로로 뉴클레오시드 4를 제공한다. 화합물 4를 TBTH/AIBN으로 처리하여 2'-클로로를 제거하고, 2'-데옥시 유도체를 요오드화 조건에 적용하여 5-요오도 뉴클레오시드 유도체 6을 수득한다. AlMe3 및 (Ph3P)4Pd를 사용하여 화합물 6의 5-요오도 그룹을 메틸 그룹으로 대체하여 3',5'-디-O-벤조일 LdT 7을 수득한 후, 메탄올중의 소듐 메톡사이드로 처리하여 LdT를 제공한다. 참조: A. Holy, Coll. Czech. Chem. Commun. 1972, 37, 4072-4087; J. -I. Asakura, and M. J. Robins, J Org. Chem. 1990, 55, 4928-4933; J. -I. Asakura, and M. J. Robins, Tetrahedron Lett. 1988, 29, 2855-2858; and K. Hirota, Y. Kitade, Y. Kanbe, Y. Isobe, and Y. Maki, Synthesis, 1993, 210, 213-215.
L-아라비노스로부터
Figure 112005078316116-PCT00036
실시예 22
본 실시예는 메틸 그룹이 2'-데옥시-L-유리딘 유도체 5의 5 위치에 도입된다는 점에서만 실시예 21과 상이하다. 화합물 5를 알칼리 매질에서 포름알데히드로 처리하여 5-하이드록시메틸 유도체 6를 제공한 후, 산성 에탄올에 적용하여 2'-데옥시-5-에톡시메틸-L-유리딘 7을 제공한다. 화합물 7은 촉매적 수소화 조건하에서 LdT를 제공한다. 참조: A. Holy, Coll. Czech. Chem. Commun. 1972, 37, 4072- 4087.
L-아라비노스로부터 출발
Figure 112005078316116-PCT00037
실시예 23
D-크실로스로부터 주요 중간체 2-데옥시-3,5-디-O-파라-톨루오일-□-L-에리스로-펜토푸라노실 클로라이드의 합성
Figure 112005078316116-PCT00038
실시예 23(a): 브롬 산화를 통해 D-크실로스 (1)로부터 D-크실로노-1,4-락톤 (2)의 합성
Figure 112005078316116-PCT00039
D-크실로스 1 (100 g, 666.1 mmol)을 1L 세목 환저 플라스크에서 오버헤드 교반하에 증류수 (270 mL)에 용해시키고, 0 ℃로 냉각하였다. 탄산칼륨 (113.2g, 819.3 mmol)을 온도를 20 ℃ 이하로 유지하면서 조금씩 첨가하였다. 브롬 (39.4 mL, 766.0 mmol)을 0 내지 5 ℃에서 2 시간에 걸쳐 적가하는데, 이때 온도는 10 ℃ 이하로 유지시켰다. 반응 혼합물을 약 5-10 ℃에서 30 분동안 더 유지한 후, 실온으로 가온하여 밤새 교반하였다. 약 8 시간후, t.l.c. 분석 (에틸 아세테이트중 10% 메탄올, 바닐린으로 가시화)하여 출발물질 (Rf 0.0)의 비존재 및 새로운 생성물(Rf 0.3)의 존재를 확인하였다. 반응 혼합물을 포름산 (6.6 mL)과 약 15 분동안 교반한 후, 45 ℃에서 부피 약 50 mL로 진공농축하였다. 아세트산 (200 mL)과 공증발시키고, 45 ℃에서 부피 약 60 mL로 진공농축한 후, 크루드 D-크실로노-1,4-락톤 2를 다음 단계에 사용하기 위하여 옮겼다.
본 합성 단계의 이점은 당업계에 공지된 BaC03를 상당한 적재 비율로 제공되는 K2CO3로 스위칭하는 것을 포함하고(BaC03에 대해 400 mL인 것에 비해 135 mL의 물에 50 g의 D-크실로스 1); 다음 단계에서 락톤을 KBr 염의 추가의 정제/제거없이 사용할 수 있고; 잔여 KBr을 다음 단계에 사용할 수 있으며; 무수 아세트산과의 공증발로 잔여 물을 제거하여 t.l.c. 분석으로 덜 극성인 생성물을 형성할 수 있는 것을 포함한다.
실시예 23(b): D-크실로노-1,4-락톤 (2)로부터 2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-릭소-1,4-락톤 (3)의 합성
Figure 112005078316116-PCT00040
D-크실로노-1,4-락톤 (2) (아세트산중에 크루드, 666.08 mmol)를 가온하면서 아세트산 (200 mL)을 사용하여 3L 플라스크로 옮기고, 교반 현탁액에 30% HBr-AcOH (662 mL, 3330 mmol)를 천천히 첨가하였다. 반응 혼합물을 1 시간동안 45 ℃로 가열하고, 냉각한 후, 실온에서 1.5 시간동안 교반하였다. 그후, t.l.c. 분석 (1:1, 에틸 아세테이트:헥산)하여 두 주요 생성물 (Rf 0.63 [3-O-아세틸-2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-릭소-1,4-락톤 3a] 및 Rf 0.5 [2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-릭소-1,4-락톤 3]) 및 일부 잔류 출발물질 (t.l.c. 분석, 에틸 아세테이트중 10% 메탄올, Rf 0.0, 바닐린을 사용하여 가시화)을 확인하였다. 반응물을 0 ℃로 냉각하고, 메탄올 (850 mL)을 1 시간에 걸쳐 첨가하며, 이때 온도는 20 ℃ 이하로 유지하였다. 반응 혼합물을 실온으로 가온하여 밤새 교반하였다. 그후, t.l.c. 분석 (1:1, 에틸 아세테이트:헥산)하여 하나의 생성물 (Rf 0.63)이 다른 생성물 (Rf 0.44)로 전환되었음을 확인하였다. 반응 혼합물을 Buchner 깔때기를 통해 여과하여 잔류 KBr (173.89 g)을 제거한 후, 진공농축하고 물 (2 x 250 mL)과 공-증발시켰다. 에틸 아세테이트 (800 mL) 및 물 (250 mL)을 첨가하고, 층을 분리하였다. 수성층을 에틸 아세테이트 (2 x 300 mL)로 추출하고, 유기 추출물을 합하여 탄산수소나트륨 포화 수용액 (400 mL) 및 물 (100 mL)로 세척하였다. 층을 분리하고 수성층을 에틸 아세테이트 (2 x 300 mL)로 추출한 후, 유기 추출물을 황산나트륨 (125 g)으로 건조시킨 다음, 여과하고, 50 ℃에서 진공농축하였다. 농축건조전에, 유기 추출물을 헵탄 (200 mL)과 공증발시켜 갈색의 반고체를 수득하였다. 이소프로필 에테르중의 20% 헵탄 (100 mL 헵탄 및 500 mL 이소프로필 에테르)을 사용하여 고체를 연마하고, 30-35 ℃에서 진공으로 밤새 건조시켜 2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-릭소-1,4-락톤 3을 순수한 밝은 갈색 고체 (71.9 g, 40%: 2 단계에 걸친 수율)로 수득하였다.
Figure 112005078316116-PCT00041
이 합성 단계의 이점은 반응을 45 ℃에서 수행하여 선행기술에 공지된 반응 시간을 24 시간으로부터 현저히 단축시킬 수 있고, 메탄올 처리후 여과에 의해 KBr 염의 제거가 가능하고, 이는 생성물의 추출을 용이하게 하는데 필수적이며, 퀀칭 반응의 주의 깊은 온도 제어가 부산물 형성을 방지하는데 매우 중요하다는 것이다.
실시예 23(c): 5-브로모-2,5-디데옥시-D-스레오-펜토노-1,4-락톤 (4)
방법 1 - 소듐 요오다이드
2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-릭소-1,4-락톤 3 (35 g, 127.8 mmol)을 이소프로필 아세테이트 (300 mL) 및 소듐 요오다이드 (76.6 g, 511.2 mmol)에 용해시키고, 트리플루오로아세트산 (14.8 mL)을 실온에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 약 85 ℃ (내부 온도)로 1.5 시간동안 가열하였다. 그후, t.l.c. 분석(1:1, 에틸 아세테이트:헥산)하여 새로운 생성물 (Rf 0.19) 및 잔류 출발물질 (Rf 0.44)이 거의 없음을 확인하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고 4 시간동안 교반하였다. t.l.c. 분석하여 출발물질이 없는 것이 확인됨에 따라, 반응 혼합물을 20 mL로 진공농축하여 트리플루오로아세트산을 제거하고, 이소프로필 아세테이트 (200 mL)로 희석하였다. 반응 혼합물을 탄산수소나트륨 포화 수용액 (200 mL)으로 세척하고, 층을 분리하였다. 수성층을 이소프로필 아세테이트 (3 x 200 mL)로 더 추출하였다. 유기 추출물을 합해 티오황산나트륨 수용액 (160 mL 물중 48 g)으로 처리하였다. 수성층을 이소프로필 아세테이트 (2 x 200 mL)로 세척하고, 유기 추출물을 합해 황산나트륨 (20 g)으로 건조시킨 후, 여과한 다음, 진공농축하여 5-브로모-2,5-디데옥시-D-스레오-펜토노-1,4-락톤 4 (16.38 g, 크루드 92%)를 오일성 갈색 잔사로 수득하였다. 수득한 생성물을 물에 용해시키고, 그대로 다음 반응에 사용하였다. 다른 과정에서, 이소프로필 아세테이트를 물로 교환하고, 수용액을 그대로 KOH 반응에 사용하였다.
Figure 112005078316116-PCT00042
방법 2 - 수소화
Figure 112005078316116-PCT00043
2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-릭소-1,4-락톤 3 (7.5 g, 27.6 mmol)을 에틸 아세테이트 (120 mL)에 용해시키고, 트리에틸아민 (4 mL, 28.7 mmol)을 교반 용액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 수소 분위기(대기압)하에 5% 탄소상 무수 팔라듐 (1 g)의 존재하에서 약 1.5 시간동안 교반하였다. 그후, t.l.c. 분석 (1:1, 에틸 아세테이트:헥산)하여 새로운 생성물 (Rf 0.16), 잔류 출발물질 (Rf 0.44)을 관찰하였다. 이에 따라, 반응 혼합물을 아르곤 (3회)으로 퍼징한 후, 수소 분위기하에서 2 시간동안 더 교반하였다. 그후, t.l.c. 분석하여 출발물질이 거의 존재하지 않음을 확인하고, 반응 혼합물을 셀라이트 (용리제로 에틸 아세테이트)를 통해 여과한 후, 4M HCl (30 mL)로 세척한 다음, 수성층을 에틸 아세테이트 (2 x 20 mL)로 추출하였다. 유기 추출물을 합해 황산나트륨 (10 g)으로 건조시키고, 여과한 후, 진공농축하여 5-브로모-2,5-디데옥시-D-스레오-펜토노-1,4-락톤 4(5.15 g, 크루드 수율 96%)를 크루드 담황색 오일로 수득하였다.
Figure 112005078316116-PCT00044
상기 단계 과정은 추출에 용매가 상당히 덜 필요하고, 요오드화칼륨으로부터 소듐으로 변화시키고, 반응물 가열이 반응 시간을 6 시간에서 2 시간으로 단축시키며, 아세톤으로부터 이소프로필 아세테이트로 변화시키는 것이 수성층으로부터 생성물의 수율을 개선시킨다는 점에서 수소화 반응의 이점을 제공한다.
실시예 23(d): 5-브로모-2,5-디데옥시-D-스레오-펜토노-1,4-락톤 (4)으로부터 2-데옥시-L-리보노-1,4-락톤 (5)의 합성
Figure 112005078316116-PCT00045
수산화칼륨 (14.9 g, 230.7 mmol)을 물 (124 mL)에 용해시키고, 15 ℃로 냉각하였다. 이 용액을 실온에서 물 (62 mL)중의 5-브로모-2,5-디데옥시-D-스레오-펜토노-1,4-락톤 4 (15 g, 76.9 mmol)의 교반 용액에 첨가하였다. 약 3 시간후, t.l.c. 분석 (에틸 아세테이트중 2% 메탄올)하여 잔류 출발물질 (Rf 0.55) 및 새로운 생성물 (Rf 0.0)이 존재하지 않음을 확인하였다. 반응 혼합물을 80 ℃(내부 온도)로 30 분동안 가열하고, 실온으로 냉각한 후, t.l.c. 분석으로 변화가 없음을 관찰하였다. Amberlite IR-120 및 산성 수지 (50 g)를 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 30 분동안 교반하였으며, 이때 pH는 3으로 측정되었다. 추가의 수지 (40 g)를 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 30 분동안 더 교반하였으며, 이때 pH는 1로 측정되었다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반한 후, t.l.c. 분석하여 새로운 생성물 (Rf 0.21)이 형성되었음을 확인하였다. 소결 깔때기 (용리제로 물, 200 mL)를 통해 여과하여 수지를 제거하고, 진공농축하였다. 건조시키기 전에, 1,2-디메톡시에탄 (2 x 100 mL)과 공증발시켰다. 적색 잔사를 1,2-디메톡시에탄 (200 mL)에 용해시키고, MgS04 (10 g)와 실온에서 40 분동안 교반하였다. 여과하고, 1,2-디메톡시에탄 (75 mL)으로 세척한 후, 45 ℃에서 진공농축하여 2-데옥시-L-리보노-1,4-락톤 5 (10.47 g, 크루드 수율 90%)를 크루드 적색 고체로 수득하였다. 다른 과정에서, 생성물을 DME에 유지시키고, 그대로 후속 반응에 사용하였다.
Figure 112005078316116-PCT00046
실시예 23(e): 2-데옥시-L-리보노-1,4-락톤 (5)으로부터 2-데옥시-3,5-디-O-p-톨루오일-L-리보노-1,4-락톤 (6)의 합성
Figure 112005078316116-PCT00047
1,2-디메톡시에탄 (100 mL)중의 2-데옥시-L-리보노-1,4-락톤 5 (10.47 g, 76.9 mmol) 및 피리딘 (31.1 mL, 384.4 mmol) 용액을 아르곤하에 0 내지 -5 ℃로 냉각하였다. 파라-톨루오일 클로라이드 (21.4 g, 138 mmol)를 부가 깔때기로 20 분간 온도를 0 내지 -5 ℃로 유지하면서 첨가하였다. 온도를 0 내지 -5 ℃로 유지하면서 3.5 시간후, t.l.c. 분석 (헥산중 30% 에틸 아세테이트)하여 새로운 생성물 (Rf 0.76)의 존재 및 잔류 출발물질 (Rf 0.36)의 비존재를 확인하고, HPLC 분석하여 반응이 완결되었음을 확인하였다. 반응 혼합물을 냉각 (0 ℃)하고, 탄산수소나트륨 포화 용액 (300 mL중 25 g)으로 퀀치하였다. 갈색 오일을 반응 혼합물로부터 분리하였는데, 이는 실온에서 방치시 서서히 고화된다. 1.5 시간후, 고체를 여과하고, 물 (150 mL)로 세척한 후, 크루드 고체 (25.84 g)를 밤새 건조시켰다. 크루드 락톤을 디클로로메탄 (150 mL)에 용해시키고, MgS04 (10 g)와 1 시간동안 교반하였다. 고체를 여과하고, 디클로로메탄 (50 mL)으로 세척한 후, 여액을 40 ℃에서 약 50 mL로 농축하였다. TBME (100 mL)를 첨가하고, 혼합물 40 ℃에서 약 50 mL로 농축하였다. 잔류 농축 용액을 실온에서 교반한 후, 농후 슬러리를 수득하였다. TBME (50 mL)를 첨가하고, 실온에서 2 시간동안 교반하였다. 고체를 여과하고, TBME (50 mL)로 세척한 후, 진공하에 30-35 ℃에서 밤새 건조시켜 2-데옥시-3,5-디-O-p-톨루오일-L-리보노-1,4-락톤 6 (10.46 g, 총 3 단계 37%)을 담갈색 고체로 수득하였다.
Figure 112005078316116-PCT00048
상기 전체적인 단계의 이점은 톨루오일 무수물이 TBME로 처리로 반응으로부터 제거되고, 칼럼 크로마토그래피 단계가 필요없다는 것이다.
실시예 23(f): 2-데옥시-3,5-디-O-파라-톨루오일-L-리보노-1,4-락톤 (6)으로부터 2-데옥시-3,5-디-O-파라-톨루오일-L-리보스 (7)의 합성:
Figure 112005078316116-PCT00049
1,2-디메톡시에탄 (90 mL)중의 2-데옥시-3,5-디-O-p-톨루오일-L-리보노-1,4-락톤 6 (9.0 g, 24.42 mmol) 용액을 아르곤하에 오버헤드 교반하면서 약 -60 ℃로 냉각하였다. 톨루엔중 디이소부틸알루미늄 하이드라이드 1M 용액 (32.4 mL, 32.4 mmol)을 부가 깔때기를 통해 15 분간 적가하였다. 내부 온도를 -60 ℃에서 1 시간동안 유지하고, HPLC 분석하여 반응이 완결되었음을 확인하였다. 아세톤 (10 mL)을 2 분간 첨가하고, 5N HCl (30 mL)을 5 분간 첨가하여 반응 혼합물을 퀀치하였다. 혼합물을 실온에서 30 분동안 교반한 후, 35 ℃에서 약 30 mL로 진공농축하였다. 잔류 오일을 염수 (60 mL중 24 g)와 합하고, 에틸 아세테이트 (3 x 100 mL)로 추출하였다. 유기 추출물을 합해 황산나트륨(10 g)으로 건조시키고, 50 mL 부피로 농축한 후, TBME와 공증발하여 2-데옥시-3,5-디-O-p-톨루오일-□,□-L-리보스 7을 수득하였다. 일부를 진공농축으로 건조시켜 1H NMR 분석하였다. 이 생성물은 다음 단계에서 크루드 상태로 사용되기 때문에 더 이상 특정화하지 않았다.
δH (CDC13, 400 MHz, 아노머비는 0.75:1): 2.2-2.6 (m, 2 x CH3Ar 및 H-2/H-2': □ 및 □-아노머에 대해), 4.4-4.75 (m, H-4 및 H-5/H-5': □ 및 □-아노머에 대해), 5.4-5.8 (4 x m, H-1 및 H-3: A 및 □에 대해), 7.18-8.02 (m, 8H, A 및 B에 대한 방향족 프로톤).
실시예 23(g): 2-데옥시-3,5-디-O-파라-톨루오일-□-L-에리스로-펜토푸라노실 클로라이드 (8)
방법 1: 락톨 (7)로부터 직접 합성
TBME (30 mL)중의 2-데옥시-3,5-디-O-p-톨루오일-□,□-L-리보스 7 (약 7.0 g, 18.91 mmol) 용액을 TBME (15 mL)로 희석하고, 실온에서 20 분동안 교반하였다. 아세트산 1 mL을 교반하면서 세번에 나누어 맑은 갈색 용액이 얻어질 때까지 첨가하였다. 이를 아르곤하에 0 ℃로 냉각하고, 무수 HCl 가스를 25 분동안 일정한 흐름으로 도입하였다. 0 ℃에서 10 분후, 일정 분취량을 무수 에탄올 (1.2 mL)로 퀀치하고, 실온에서 때때로 저어주면서 10 분간 정치시켜 맑은 용액을 수득하였다. 반응 혼합물을 0-5 ℃로 유지하고, 65 분후, 반응 혼합물을 여과하였다. 고체 생성물을 TBME (30 mL)로 세척한 후, 5 시간동안 진공건조하여 2-데옥시-3,5-디-0-p-톨루오일-□-L-에리스로-펜토푸라노실 클로라이드 8 (4.79 g, 65%)를 백색 결정성 고체로 수득하였다. m.p. 118-121 C.
Figure 112005078316116-PCT00050
방법 2: 메톡사이드 7-OMe를 거쳐 합성
5 ℃로 미리 냉각시킨 메탄올 (10 mL)에 아세틸 클로라이드 (0.2 mL)를 첨가하여 메탄올중 1% HCl 용액을 제조하였다. 2-데옥시-3,5-디-O p-톨루오일-□,□-L-리보스 7 (470 mg, 1.27 mmol)을 무수 메탄올 (9 mL)에 용해시키고, 약 10 ℃로 냉각하였다. 메탄올중 1% HCl 용액 (1 mL)을 첨가하고, 반응 혼합물 10-15 ℃에서 1.5 시간동안 유지하였다. 그후, HPLC 분석에 따라 비반응 출발물질이 확인되어 메탄올중 1% HCl 용액 (1 mL)을 추가로 첨가하고, 실온에서 1.5 시간동안 더 교반하였다. HPLC 분석하여 반응이 거의 완결되었음을 확인하고, 반응물을 30 ℃에서 진공농축하고 TBME (10 mL)와 공증발시켰다. 잔사를 TBME (10 mL)에 용해시키고, 현탁된 백색 고체를 수득하였다. 에틸 아세테이트 (15 mL)를 첨가하여 현탁액을 용해시키고, 용액을 황산나트륨 (2 g)으로 건조시킨 후, 여과하고, 진공농축하여 메틸 2-데옥시-3,5-디-O-p-톨루오일-□,□-L-리보시드 7-OMe (480 mg, 크루드 수율 98%)를 갈색 오일로 수득하였다.
Figure 112005078316116-PCT00051
Figure 112005078316116-PCT00052
메틸 2-데옥시-3,5-디-O-p-톨루오일-□,□-L-리보시드 7-OMe (480 mg, 1.25 mmol)를 TBME (3 mL) 및 아세트산(1 mL)에 용해시키고, 용액을 아르곤하에 0 ℃로 냉각하였다. 이 용액에 무수 HCl 가스를 15 분동안 버블링시키고, 반응 혼합물을 0-5 ℃에서 10 분동안 교반하였다. HPLC 분석하여 반응을 1 시간 10 분간 더 진행한 후에도 잔류 출발물질이 관찰되었다. 반응 혼합물로부터 석출된 백색 고체를 여과 수집하고, 세척 (TBME)한 후, 진공건조하여 2-데옥시-3,5-디-O-p-톨루오일-□-L-에리스로-펜토푸라노실 클로라이드 8 (228 mg, 3 단계에 걸쳐 47%)을 백색 결정성 고체로 수득하였다. 분리된 화합물은 방법 1에 보고된 화합물과 모든 면에서 동일하다.
실시예 23(h): 2'-데옥시-3',5'-디-O-파라-톨루오일 L-티미딘 (9)
Figure 112005078316116-PCT00053
티민 (1.O g, 7.92 mmol), HMDS (1.66g, 10.28 mmol) 및 황산암모늄 (100 mg, 0.76 mmol)의 혼합물을 약 145 ℃에서 2 시간동안 가열하여 티민을 용해시켰다. 145 ℃에서 4 시간후, 반응 혼합물을 60 ℃에서 진공농축하였다. 수득한 실릴화된 티민 (7.92 mol)을 무수 클로로포름 (15 mL)에 현탁시키고, 15 ℃로 냉각하였다. 2-데옥시-3,5-디-□-p-톨루오일-O-L-에리스로-펜토푸라노실 클로라이드 8 (1.48 g, 3.8 mmol)를 2-3 분간 나누어 첨가하고, 반응 혼합물 (황색 용액)을 실온에서 아르곤하에 교반하였다. 2 시간후, HPLC 분석하여 출발물질이 존재하지 않음을 확인하였다. 반응물을 약 5 ℃로 냉각하고, 190% 프루프 에탄올 (0.25 mL)로 퀀치하였다. 백색 고체가 침전되었다. 반응물을 실온에서 20 분동안 교반하였다. 반응 혼합물을 셀라이트 (lO g)를 통해 여과하고, 디클로로메탄 (60 mL)으로 세척하였다. 여액을 물 (2 x 25 mL)로 세척한 후, 방치하여 유제를 파괴하였다. 유기층을 중탄산나트륨 수용액 (25 mL 물중 2 g) 및 염수 (30 mL 물중 lO g NaCl)로 세척하였다. 유기층을 황산나트륨 (5 g)으로 세척하고, 셀라이트 (8 g)를 통해 여과하였다. 여액을 40 ℃에서 진공농축하고, 잔사를 헥산 (20 mL)에 현탁시킨 후, 실온에서 1.5 시간동안 교반하여 균질 분산액을 수득하였다. 혼합물을 여과하고, 필터 케이크를 헥산 (10 mL)으로 세척한 후, 진공하에서 잠시 건조시켜 백색 고체를 수득하였다. 이 고체를 에탄올 (30 mL)에서 60 ℃로 40 분간 교반하고, 진공농축 (15 mL 제거)한 후, 잔류 슬러리를 실온으로 냉각하였다. 슬러리를 여과하고, 냉 에탄올 (10 mL) 및 TBME (5 mL)로 세척한 후, 55 ℃에서 진공하에 밤새 건조시켜 2'-데옥시-3',5'-디-O-파라-톨루오일-L-티미딘 9 (1.38 g, 76%)를 백색 고체로 수득하였다. HPLC: □:□ 비 = 268:1.
Figure 112005078316116-PCT00054
실시예 23(i): 2'-데옥시-L-티미딘 (10)
Figure 112005078316116-PCT00055
무수 메탄올 (6 mL)중의 2'-데옥시-3',5'-디-O-파라-톨루오일-L-티미딘 9 (500 mg, 1.05 mmol)의 교반 현탁액을 아르곤하에 5 ℃로 냉각하였다. 소듐 메톡사이드 (64 mg, 1.19 mmol)를 한번에 첨가하였다. 5 분후, 빙조를 제거하고, 반응 혼합물을 실온에서 30 분동안 교반하였다. 반응 혼합물을 1 시간동안 45-50 ℃로 가열하고, 주로 불용 현탁액을 수득하였다. 무수 테트라하이드로푸란 (4 mL)을 첨가하고, 맑은 용액을 수득하였다. 온도를 45-50 ℃로 30 분동안 유지한 후, HPLC 분석하여 출발물질의 잔류를 확인하였다. 그에 따라, 30 분 (총 2.5 시간)후, 소듐 메톡사이드 (31 mg, 0.57 mmol)를 추가하고, 반응을 45-50 ℃로 유지하였다. 2.5 시간 (총 5 시간)후, HPLC 분석하여 반응이 완결되지 않았음을 확인하고, 1 시간 (총 6 시간)후, 소듐 메톡사이드 (25 mg, 0.46 mmol)를 추가한 후, 반응 혼합물 45-50 ℃에서 밤새 교반하였다. 그후, HPLC 및 t.l.c. 분석 (에틸 아세테이트중 10% 메탄올)에 따라 출발물질 (Rf 0.73)이 생성물 (Rf 0.15)로 완전히 전환되었음을 확인하였다 [HPLC 및 t.l.c.에 대한 샘플 = Dowex-H+ 수지를 갖는 분취액, 메탄올로 희석, 여과후 분석]. 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고, DOWEX 50W x 2-200 (H) 이온-교환 수지 (메탄올 (3 x 10 mL)로 예비세척)를 첨가하였다. 실온에서 30 분동안 교반한 후, pH는 3이고, 반응 혼합물을 프릿 유리 깔때기로 여과한 다음, 메탄올 (5 mL)로 세척하고, 여액을 45 ℃에서 진공농축하였다. 잔류 메탄올을 TBME와 디클로로메탄의 혼합물 (1:1, 10 mL)과 공증발시키고, 잔사를 TBME (10 mL)에 용해시켰다. 고체를 40-45 ℃에서 1 시간동안 분산시킨 후, 실온으로 냉각하고, 여과하였다. 생성된 고체를 TBME (5 mL)로 세척하고, 진공하에 건조시켜 2-데옥시-L-티미딘 10 (225 mg, 88%)을 백색 고체로 수득하였다.
이 화합물은 확실한 2-데옥시-L-티미딘 10 샘플과 모든 면에서 동일한 것으로 나타났다.
실시예 24
2,2'-언하이드로-l-□-D-아라비노푸라노실)티민 (1)으로부터 2,2'-언하이드로-1-(5-O-디메톡시트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 (2)의 합성
Figure 112005078316116-PCT00056
무수 피리딘 (15 mL)중의 2,2'-언하이드로-1-□-D-아라비노푸라노실-티민 1 (2.40 g, 10.0 mmol) 및 DMAP (111 mg, 0.9 mmol)의 예비냉각 (0-5 ℃) 혼합물에 4,4'-디메톡시트리틸 클로라이드 (3.56 g, 10.5 mmol)를 3 분간 나누어 첨가하였다. 생성된 혼합물을 0-5 ℃에서 아르곤하에 교반하고, 1.5 시간후, t.l.c. 분석 (실리케이트 플레이트, 1:9 메탄올:디클로로메탄)하여 출발물질이 남아 있지 않음을 확인하였다. 반응 혼합물을 45 ℃에서 진공농축하였다. 잔사를 디클로로메탄(50 mL) 및 포화 중탄산나트륨 용액 (20 mL)에 취하였다. 실온에서 10 분동안 교반한 후, 층을 분리하고, 유기층을 증류수 (2 x 20 mL)로 세척한 다음, 무수 황산나트륨으로 건조시켰다. 반응 혼합물을 50 ℃에서 진공농축시키고, 잔사를 톨루엔(2 x 10 mL)과 공증발시켰다. 생성된 크루드 잔사를 디클로로메탄 (5 mL) 및 TBME (25 mL)와 연마하였다. 실온에서 1 시간동안 교반한 후, 고체를 감압하에 여과하여 수집하고, TBME (15 mL)로 세척하였다. 황색 고체를 진공하에 건조시켜 2,2-언하이드로-1-(5-O-디메톡시트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 2 (5.3 g, 97.8% 수율, 91% AUC (곡선 아래 면적): HPLC 분석)를 수득하였다.
Figure 112005078316116-PCT00057
실시예 25
2,2'-언하이드로-1-(5-O-디메톡시-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 (2)으로부터 2'-데옥시-5'-O-디메톡시트리틸-□-D-티미딘 (3)의 합성
Figure 112005078316116-PCT00058
실시예 25는 톨루엔중에 Red-Al을 사용하여 방법 1로부터 수득한 5'-DMTrO-보호된 2'-데옥시-티미딘 (3)과 DME중의 15-크라운-5 에테르와 함께 Red-Al을 사용하여 방법 2로부터 수득한 생성물 (3)의 수율 퍼센트를 비교한다. 방법 1은 공지 방법으로 수행하고 (예를 들어 미국 특허 6,090,932) 생성물 (3)을 21% 수율로 제공하였다. 방법 2는 DME중의 15-크라운-5 에테르를 Red-Al와 함께 사용하여 본 발명의 방법을 사용하여 수행하고, 생성물 (2)를 35% 수율로 제공하였다.
방법 1: 톨루엔중의 2,2'-언하이드로-1-(5-0-디메톡시트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 2의 Red-Al 반응
무수 톨루엔 (50 mL)중의 2,2'-언하이드로-1-(5-0-디메톡시트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 2 (1.08 g, 2.0 mmol)의 예비냉각 (0-5 ℃) 혼합물에 Red-Al (톨루엔중 65 wt%, 0.90 mL, 3.0 mmol)을 10 분간 적가하였다. 혼합물을 0-5 ℃에서 아르곤하에 유지하였다. 반응을 t.l.c. (실리카, 5:95 디클로로메탄중 메탄올) 및 HPLC 분석으로 모니터링하였다. 0-5 ℃에서 2 시간동안 교반한 후, 추가의 Red-Al (0.5 당량, 톨루엔중 65 wt%, 0.30 mL, 1.0 mmol)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 45 분동안 교반한 후, 반응 혼합물로부터의 분취액을 HPLC 급 THF (약.1 mL)에 취하고, 증류수 방울로 퀀치한 후, HPLC 장비에 주입하였다. 결과는 생성물 (37.4% AUC) 대 출발물질 (36% AUC)이 1:1 비임을 나타낸다. 5 ℃에서 염수를 첨가하여 반응을 퀀치하였다. 30 분동안 교반한 후, 혼합물을 셀라이트 패드를 통해 여과한 후, 에틸 아세테이트 (60 mL)로 세척하였다. 여액을 분리 깔때기에서 분배하였다. 유기층을 포화 NH4C1 수용액 (30 mL) 및 염수 (2 x 25 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨으로 건조시켰다. 반응 혼합물을 40 ℃에서 진공농축시켰다. 크루드 잔사 (1.01 g, 황색 포움 고체)를 칼럼 크로마토그래피 (실리카겔, 디클로로메탄중 5% 메탄올)에 의해 정제하여 2'-데옥시-5'-O-디메톡시트리틸-□-D-티미딘 3 (0.23 g, 21% 수율)을 밝은 황색 고체로 수득하였다.
Figure 112005078316116-PCT00059
방법 2: 15-크라운-5의 존재하에 DME에서 2,2'-언하이드로-1-(5-O-디메톡시트리틸-□-D-아라비노-푸라노실)티민 2의 Red-Al 반응
무수 DME (5 ml)중의 2,2'-언하이드로-l-(5-0-디메톡시트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 2 (120 mg, 0.22 mmol) 및 15-크라운-5 (65 ㎕, 0.33 mmol)의 예비냉각 (0-5 ℃) 혼합물에 Red-Al (톨루엔중 65 wt%, 0.10 mL, 0.33 mmol)을 4 분간 적가하였다. 혼합물을 0-5 ℃에서 아르곤하에 유지하였다. 반응을 HPLC 분석으로 모니터링하였다. 3.5 시간동안 교반한 후, Red-Al (0.5 당량, 톨루엔중 65 wt%, 0.030 mL, 0.10 mmol)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 30 분동안 교반한 후, HPLC로부터 생성물 대 출발물질의 비가 1.7:1 에서 2.4:1로 증가하였음을 알았다. 반응 혼합물을 실온으로 가온하고, 실온에서 16 시간동안 유지하였다. HPLC 분석하여 생성물 대 출발물질의 비가 2.8:1로 다소 증가하였음을 알았다. 그후, 반응 혼합물을 0-5 ℃로 냉각하고, Red-Al (0.5 당량, 톨루엔중 65 wt%, 0.030 mL, 0.10 mmol)을 반응 혼합물에 첨가하였다. 0-5 ℃에서 1 시간동안 교반한 후, HPLC로부터 생성물 대 출발물질의 비가 4.0:1 (62.7% 생성물 AUC 대 15.8% 출발물질 AUC)로 증가하였음을 알았다. 15-크라운-5 및 Red-Al을 더 첨가하여도 생성물 형성을 증진시키지는 못했다. 반응 혼합물에 소량의 아세톤 (약 0.1 mL)을 첨가하였다. 10 분동안 교반한 후, 반응 혼합물을 40 ℃에서 진공농축하고, 잔사를 이소프로필 아세테이트 (10 mL)와 공증발시켰다. 잔사를 이소프로필 아세테이트 (20 mL)와 증류수(5 mL)에 분배시켰다. 유기층을 포화 NH4C1 수용액 (5 mL) 및 염수 (5 mL)로 세척하고, 무수 황산나트륨으로 건조시켰다. 40 ℃에서 진공농축시킨 후, 크루드 잔사 (120 mg, 황색 포움 고체)를 칼럼 크로마토그래피 (실리카겔, 디클로로메탄중 5% 메탄올)에 의해 정제하여 2'-데옥시-5'-0-디메톡시트리틸-□-D-티미딘 3을 밝은 황색 고체 (45 mg, 수율 35%)로 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼은 방법 1에서 수득한 구조와 일치하였다.
실시예 26
2,2'-언하이드로-1-□-D-아라비노푸라노실티민 (1)으로부터 2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 (4)의 합성
Figure 112005078316116-PCT00060
2,2'-언하이드로-1-□-D-아라비노푸라노실티민 1 (500 mg, 2.08 mmol)을 무수 피리딘 (5 mL)에 용해시키고, DMAP (12.5 mg, 0.1 mmol)를 교반 용액에 첨가하였다. 트리틸 클로라이드 (1.28 g, 2.29 mmol)를 실온에서 3 분간 나누어 첨가하였다. 생성된 반응 혼합물을 실온에서 2 시간동안 교반한 후, 40 ℃에서 아르곤하에 밤새 교반하였다. 그후, t.l.c. 분석 (실리케이트 플레이트, 2:8 메탄올:디클로로메탄)하여 출발물질 (Rf 0.3)이 없고 새로운 생성물 (실리케이트 플레이트, 1:9 메탄올:디클로로메탄, Rf 0.17)의 형성을 확인하였다. 반응 혼합물을 빙조로 0 ℃로 냉각하고, 포화 NaHC03 용액 (15 mL)을 천천히 나누어 첨가하여 용액으로부터 백색 고체를 침전시켰다. 생성된 현탁액을 실온에서 30 분동안 교반하고, 백색 고체를 여과한 후, 증류수 (25 mL)로 세척하였다. 크루드 고체 (3 g)를 TBME (18 mL)에 취하고, 실온에서 30 분동안 교반하였다. 백색 고체를 여과하고, TBME (8 mL)로 세척한 다음, 진공하에 건조시켜 2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 4 (844 mg, 84%)를 백색 고체로 수득하였다.
Figure 112005078316116-PCT00061
실시예 27
2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노-푸라노실)티민 (4)으로부터 2'-데옥시-5'-O-트리틸-□-D-티미딘 (5)의 합성
Figure 112005078316116-PCT00062
무수 THF (10 mL)중의 2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 4 (241 mg, 0.5 mmol) 및 15-크라운-5 (0.15 mL, 0.75 mmol)의 예비냉각 (0-5 ℃) 혼합물에 Red-Al (톨루엔중 65 wt%, 0.23 mL, 0.75 mmol)을 5 분간 적가하였다. 혼합물을 0-5 ℃에서 아르곤하에 유지하였다. 반응을 t.l.c. 분석 (실리케이트 플레이트, 5:95 디클로로메탄중 메탄올) 및 및 HPLC 분석으로 모니터링하였다. 0-5 ℃에서 1 시간동안 교반한 후, 반응 혼합물로부터의 분취액을 HPLC 급 THF (약.1 mL)에 취하고, 증류수 방울로 퀀치한 후, HPLC 장비에 주입하였다. 결과는 출발물질의 AUC가 8% 밖에 되지 않으며, 생성물이 70.8% 존재함을 나타낸다. 포화 NH4C1 수용액 (5 mL)을 5 ℃에서 첨가하여 반응을 퀀치하고, 15 분동안 교반하였다. 그후, 층을 분리하여, 수성층을 이소프로필 아세테이트 (10 mL)로 추출하였다. 유기층을 합하고, 염수 (5 mL)로 세척한 후, 무수 황산나트륨으로 건조시켰다. 40 ℃에서 진공농축시킨 후, 크루드 잔사 (287 mg, 백색 포움 고체)를 칼럼 크로마토그래피 (실리카겔, 디클로로메탄중 5% 메탄올)에 의해 정제하여 2'-데옥시-5'-O-트리틸-□-D-티미딘 5 (106 mg, 수율 44%)를 백색 고체로 수득하였다.
Figure 112005078316116-PCT00063
생성물 화합물 (5)을 50 ℃에서 아세트산으로 보호하여 2'-데옥시-D-티미딘을 최종 생성물로 수득하였으며, 이는 모든 면에서 2'-데옥시-D-티미딘으로 확인된 공지 샘플과 동일하였다.
실시예 28
2,2'-언하이드로-1-(β-D-아라비노푸라노실)티민 (1)으로부터 2'-데옥시-D-티미딘 (4)의 형성
Figure 112005078316116-PCT00064
실시예 28(a)
2,2'-언하이드로-1-(□-D-아라비노푸라노실)티민 (1)으로부터 2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 (2)의 합성
Figure 112005078316116-PCT00065
2,2'-언하이드로-1-(□-D-아라비노푸라노실)티민 (1) (10.O g, 41.62 mmol)을 피리딘 (100 mL) 및 DMAP (254 mg, 2.08 mmol)에 현탁시키고, 트리틸 클로라이드 (25.48 g, 91.56 mmol)를 실온에서 나누어 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 약 1 시간동안 유지한 후, 약 45 ℃ (내부 온도)로 가열하였다. 약 5 시간후, t.l.c. 분석 (디클로로메탄중 10% 메탄올, 1% KMn04 및 UV를 사용하여 가시화)은 상당한 양의 출발물질 (Rf 0.15) 및 생성물 (Rf 0.43)의 형성을 나타내었다. 따라서, 반응 혼합물을 약 45 ℃에서 약 15 시간동안 (밤새) 유지하였다. 그후, t.l.c. 분석은 출발물질 (Rf 0.15)이 남아 있지 않음을 나타내었다. 반응 혼합물을 약 0 ℃로 냉각하고, 포화 NaHC03 수용액 (320 mL)을 15 분에 걸쳐 천천히 첨가하였다 (내부 온도는 변하지 않았다). 용액으로부터 직접 침전된 백색 고체 및 백색 현탁액을 실온에서 약 30 분동안 교반하였다. 고체를 Buchner 깔때기를 통해 여과하고, 물 (3 x 100 mL)로 세척하였다. 잔류 고체를 디클로로메탄 (150 mL)에 취하고, 실온에서 약 30 분동안 교반하였다. 잔사를 Buchner 깔때기를 통해 여과하고, 디클로로메탄 (20 mL)으로 세척한 후, 진공하에서 밤새 건조시켜 2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 (2) (14.66 g, 73%)을 백색 고체로 수득하였다.
Figure 112005078316116-PCT00066
실시예 28(b)
2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 (2)으로부터 2'-데옥시-5'-O-트리틸-□-D-티미딘 (3)의 합성
Figure 112005078316116-PCT00067
2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 (2) (4.30 g, 8.91 mmol)을 무수 테트라하이드로푸란 (43 mL)에 현탁시킨 후, 빙조를 사용하여 약 0-5 ℃로 냉각하였다. 약 0-5 ℃에서 빙조에 침지된 별도의 플라스크에서, 톨루엔중 Red-Al의 65wt% 용액 (3.26 mL, 10.69 mmol)을 무수 테트라하이드로푸란 (21.5 mL)에 첨가하여 희석시켰다. 희석된 Red-Al 용액을 약 0-5 ℃로 냉각하고, 시린지를 통해 테트라하이드로푸란중의 2,2'-언하이드로-1-(5-O-트리틸-□-D-아라비노푸라노실)티민 (2) 현탁액에 적가하였다. Red-Al 용액의 적가 속도는 반응에 중요하며, 약 1 시간내에 완료된다. 생성된 맑은 용액을 약 0-5 ℃에서 1 시간동안 유지하고, t.l.c. 분석 (디클로로메탄중 10% 메탄올)하여 출발물질 (Rf 0.34), 필요한 생성물 (Rf 0.47) 및 불순물 (Rf 0.42 및 0.26)의 존재를 확인하였다. HPLC 분석하여 출발물질 (11.35 mins, 36.5% AUC), 생성물 (12.60 mins, 24%) 및 극소량의 주요 불순물 (11.7 mins, 2.9%)의 존재를 확인하였다. 약 0-5 ℃에서 총 약 2 시간후, 톨루엔중 Red-Al의 "비희석" 65wt% 용액 (1.63 mL, 5.35 mmol)을 시린지를 통해 반응 혼합물에 약 20 분간 적가하고, 약 0-5 ℃에서 유지하였다. 약 1 시간후, t.l.c. 및 HPLC 분석은 출발물질(11.35 mins, 3.2%)의 존재를 나타내었다. 톨루엔중 Red-Al의 "비희석" 65wt% 용액 (0.26 mL, 0.85 mmol)을 적가하고, 반응 혼합물을 약 0-5 ℃에서 45 분동안 유지하였다. 그후, t.l.c.분석은 미량의 출발물질만을 나타내었다. 포화 NH4C1 용액 (40 mL)을 첨가하여 반응을 퀀치하고, 테트라하이드로푸란 층을 따라냈다. 수성층을 이소프로필 아세테이트 (50 mL)로 추출하고, 5N HC1 용액 (15 mL)을 천천히 첨가하여 생성된 유제를 파괴하였다. 유기층을 분리한 후, 테트라하이드로푸란 층과 합하고, NH4C1 용액 (30 mL) 및 염수 (30 mL)로 세척하였다. 이때 염수층의 pH는 6.5 내지 7이었다. 유기층을 Na2S04로 건조시키고, 진공농축하여 포움성 고체 (4.4 g)를 수득하였다. 크루드 잔사를 톨루엔 (30 mL)과 공증발시키고, 진공농축한 후, 생성된 잔사를 약 45 ℃로 가열하여 톨루엔 (25 mL)에 취하였다. 혼합물을 실온으로 냉각하고, 이 온도에서 백색 고체가 침전될 때까지 교반하였다. 물 (8.5 mL)을 적가하고, 생성된 혼합물을 실온에서 약 3 시간동안 교반하였다. 고체를 여과하여 분리하고, 필터 케이크를 물(5 mL) 및 톨루엔 (3 mL)으로 세척하였다. 고체를 약 45 ℃에서 고진공하에 약 1 시간동안 건조시킨 후, 실온에서 진공하에 건조시켜 2'-데옥시-5'-O-트리틸-□-D-티미딘 (3) (1.77 g, 41%)을 백색 고체로 수득하였다.
Figure 112005078316116-PCT00068
실시예 28(c)
2'-데옥시-5'-O-트리틸-□-D- 티미딘 (3)으로부터 2'-데옥시-D-티미딘 (4)의 합성
Figure 112005078316116-PCT00069
2'-데옥시-5'-O-트리틸-□-D-티미딘 (3) (1.215 g, 2.5 mmol)을 메탄올 (9.6 mL)에 현탁시키고, 반응 혼합물을 수조에서 용해될 때까지 약 45 ℃로 가열하였다. 그후, 플라스크를 실온으로 냉각하고, 진한 HC1 (200 ㎕, 2.5 mmol)을 혼합물에 첨가하고, 실온에서 교반하였다. 약 25 분후, 용액으로부터 백색 고체가 침전하기 시작하였다. 약 1 시간후, t.l.c. 분석 (디클로로메탄중 10% 메탄올, 바닐린 및 UV로 가시화)으로 출발물질의 비잔류 (Rf 0.53) 및 주 생성물 (Rf 0.21)의 형성을 확인하였다. n-헵탄 (10 mL)을 반응 혼합물에 첨가하고, 실온에서 약 15 분동안 교반하였다. 백색 고체를 여과하여 분리하였다 (고체 405 mg). 여액을 두층으로 분리하고, 메탄올층을 n-헵탄 (10 mL)으로 추출한 후, 진공중에서 2 mL로 농축하였다. 잔사를 405 mg의 백색 고체와 합하고, TBME (10 mL)에 현탁시킨 후, 실온에서 약 1 시간동안 교반하였다. 백색 고체를 여과하여 분리하고, TBME (3 mL)로 세척한 후, 오븐중에서 진공하에 건조시켜 2'-데옥시-D-티미딘 (4) (471 mg, 78%)를 수득하였다. 이 생성물은 1H NMR 및 HPLC 분석에 의해 입증된 샘플과 동일하였다.
본 발명이 특정하고 바람직한 다양한 구체예 및 기술을 참조로 하여 기술되었다. 그러나, 당업자들에게는 본 발명의 상세한 설명으로부터 수많은 수정 및 변경이 가해지는 것이 자명한 사실이고 이는 발명의 주제 및 영역내에서 행해질 수 있다.

Claims (62)

  1. 화학식 (A)의 락톤을 Red-Al로 환원시켜 화학식 (B)의 화합물을 수득하는 것을 특징으로 하여, 화학식 (B)의 중간체를 제조하는 방법:
    Figure 112005078316116-PCT00070
  2. 제 1 항에 있어서, 산소 보호 그룹이 톨루오일인 방법.
  3. a) 화학식 (C)의 임의로 보호된 알콜을 메실 클로라이드와 반응시켜 화학식 (D)의 메실레이트를 수득하고,
    b) 화학식 (D)의 화합물을 환원시켜 화학식 (E)의 화합물을 수득한 후,
    c) 필요에 따라 탈보호하여 화학식(F)의 화합물을 수득하는 것을 특징으로 하여, 화학식 (F)의 중간체를 제조하는 방법:
    Figure 112005078316116-PCT00071
    Figure 112005078316116-PCT00072
    Figure 112005078316116-PCT00073
    상기 식에서,
    P, P' 및 P"는 수소, 알킬 또는 적합한 산소 보호 그룹이다.
  4. a) 화학식 (C')의 임의로 보호된 알콜을 메실레이트와 반응시켜 화학식 (D')의 메실레이트를 수득하고,
    b) 화학식 (D')의 화합물을 환원시켜 화학식 (E')의 화합물을 수득한 후,
    c) 필요에 따라, 화학식 (E')의 화합물을 탈보호하여 화학식(F')의 화합물을 수득하는 것을 특징으로 하여, 화학식 (F)의 중간체를 제조하는 방법:
    Figure 112005078316116-PCT00074
    Figure 112005078316116-PCT00075
    Figure 112005078316116-PCT00076
    상기 식에서,
    P, P' 및 P"는 수소, 알킬 또는 적합한 산소 보호 그룹이다.
  5. 화학식 (G)의 알콜을 산과 반응시켜 화학식 (H)의 중간체를 수득하는 것을 특징으로 하여, 화학식 (H)의 중간체를 제조하는 방법:
    Figure 112005078316116-PCT00077
  6. 화학식 (I)의 알콜을 산화제, Os04와 반응시켜 화학식 (J)의 중간체를 수득하는 것을 특징으로 하여, 화학식 (J)의 중간체를 제조하는 방법:
    Figure 112005078316116-PCT00078
  7. a) 화학식 (K)의 에스테르를 환원제, DIBAL로 환원시켜 화학식 (L)의 알데히드를 수득하고,
    b) 화학식 (L)의 알데히드를 포스페이트 (i)와 반응시킨 후, 환원제, DIBAL로 환원시켜 화학식 (M)의 알켄을 수득하며,
    c) 화학식 (M)의 알켄을 산화제, Ti(OPr)4 (+) DET와 반응시켜 화학식 (N)의 에폭사이드를 수득한 후,
    d) 화학식 (N)의 에폭사이드에서 유리 알콜을 임의로 보호하여 화학식 (O)의 임의로 보호된 에폭사이드를 수득하고,
    e) 화학식 (O)의 임의로 보호된 에폭사이드를 산과 반응시켜 화학식 (P)의 디올을 수득한 다음,
    f) 화학식 (P)의 디올을 폐환시켜 중간체 (Q)를 형성하는 것을 특징으로 하여, 화학식 (Q)의 중간체를 제조하는 방법:
    Figure 112005078316116-PCT00079
    Figure 112005078316116-PCT00080
    Figure 112005078316116-PCT00081
    Figure 112005078316116-PCT00082
    Figure 112005078316116-PCT00083
    Figure 112005078316116-PCT00084
  8. 화학식 (R)의 카복실산을 NaN02 및 HCl과 반응시켜 화학식 (S)의 중간체를 수득하는 것을 특징으로 하여, 화학식 (S)의 중간체를 제조하는 방법:
    Figure 112005078316116-PCT00085
  9. 화학식 (T)의 당을 산에서 메탄올과 반응시켜 화학식 (U)의 중간체를 수득하는 것을 특징으로 하여, 화학식 (U)의 중간체를 제조하는 방법:
    Figure 112005078316116-PCT00086
  10. 화학식 (V)의 당을 산에서 메탄올과 반응시켜 화학식 (U)의 중간체를 수득하는 것을 특징으로 하여, 화학식 (U)의 중간체를 제조하는 방법:
    Figure 112005078316116-PCT00087
  11. a) D-크실로스를 브롬/물의 존재하에서 반응시켜 1,4-락톤을 형성하고;
    b) 단계 a)로부터의 1,4-락톤을 HBr/아세트산과 반응시켜 2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-릭소노-1,4-락톤을 제공하며;
    c) 단계 b)로부터의 2,5-디브로모-2,5-디데옥시-D-릭소노-1,4-락톤을 TFA중의 KI로 처리하여 5-요오도-2-데옥시락톤을 제조한 후;
    d) 단계 c)로부터의 5-요오도-2-데옥시락톤을 수성 KOH와 반응시켜 4,5-에폭시-3-하이드록시-부틸-포타슘 에스테르를 제공하고;
    e) 단계 d)로부터의 에스테르 화합물 생성물을 수성 산으로 처리하여 2-데옥시 L-리보노락톤을 제공한 다음;
    f) 단계 e)로부터의 2-데옥시 L-리보노락톤을 Red-Al로 환원시켜 상응하는 락톨을 제공하며;
    g) 단계 f)로부터의 락톨을 톨루오일 염소 및 TEA와 반응시켜 1-, 3-, 5-트리-O-톨루오일-2-데옥시-리보푸라노스를 제공하고;
    h) 단계 g)로부터의 1-, 3-, 5-트리-O-톨루오일-2-데옥시-리보푸라노스를 HCl과 반응시켜 1-클로로-2-데옥시-3-, 5-디-O-톨루오일-리보푸라노스를 제공한 후;
    i) 단계 h)로부터의 1-클로로-3-, 5-디-O-톨루오일-리보푸라노스를 HMDS의 존재하에서 뉴클레오시드 염기와 반응시켜 1-뉴클레오시드 염기-2'-데옥시-3'-, 5'-디-O-톨루오일-리보푸라노스를 제조하며;
    j) 단계 i)로부터의 1-뉴클레오시드 염기-2'-데옥시-3'-, 5'-디-O-톨루오일-리보푸라노스를 NaOMe로 처리하여 단계 i) 생성물상의 3',5'-디-O-톨루오일 치환체 를 탈보호하여 최종 생성물 뉴클레오시드를 제공하는 하는 것을 특징으로 하여, 뉴클레오시드, 뉴클레오시드 유사체, 또는 그의 약제학적으로 허용되는 염 또는 프로드럭을 제조하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 뉴클레오시드가 β-D 또는 β-L 2'-데옥시-리보뉴클레오시드인 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 뉴클레오시드가 β-L 2'-데옥시-티미딘인 방법.
  14. a) 임의로 보호된 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 수득하고;
    b) 단계 (a)로부터의 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 환원제 및 봉쇄제(sequestering agent)와 반응시켜 임의로 보호된 2'-데옥시뉴클레오시드 또는 2'-치환된 뉴클레오시드를 제공한 후;
    c) 필요 또는 경우에 따라, 하나 이상의 보호된 하이드록실 그룹을 탈보호하는 것을 특징으로 하여, 2'-데옥시뉴클레오시드 또는 2'-치환된 뉴클레오시드를 제조하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 트리틸, 실릴 및 디메톡시트리틸로 구성된 그룹중에서 선택되는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 트리틸인 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 디메톡시트리틸인 방법.
  18. 제 14 항 내지 17 항중 어느 한항에 있어서, 단계 (c)에서 탈보호를 산 또는 산 수지를 약 50 ℃의 온도에서 첨가하여 수행하는 방법.
  19. 제 14 항에 있어서, 단계 (b)에서 환원제가 Red-Al인 방법.
  20. 제 14 항에 있어서, 단계 (b)에서 봉쇄제가 15-크라운-5 에테르인 방법.
  21. 제 14 항에 있어서, 단계 (b)에서 반응을 극성 용매중에서 수행하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 극성 용매가 THF 및/또는 DME인 방법.
  23. 제 14 항에 있어서, 단계 (b)에서 반응 온도가 약 0-5 ℃인 방법.
  24. a) 보호 그룹과 반응시켜 푸라노실 환상의 하나 이상의 하이드록실 그룹을 임의로 보호하고;
    b) 단계 (a)로부터의 푸라노실 환을 임의로 치환된 천연 또는 비천연 피리미 딘 뉴클레오시드 염기와 축합시켜 뉴클레오시드를 형성하며;
    c) 단계 (b)로부터의 뉴클레오시드를 축합제와 반응시켜 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 제공한 다음;
    d) 단계 (c)로부터의 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-뉴클레오시드를 환원제 및 봉쇄제와 반응시켜 임의로 보호된 2'-데옥시뉴클레오시드를 제공하거나, 적절한 친핵성 시약 또는 유기-금속과 반응시켜 2'-치환된 뉴클레오시드를 제공하고;
    e) 필요 또는 경우에 따라, 하나 이상의 보호된 하이드록실 그룹을 탈보호하는 것을 특징으로 하여, 2'-데옥시뉴클레오시드 또는 2'-치환된 뉴클레오시드를 제조하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 트리틸, 실릴 및 디메톡시트리틸로 구성된 그룹중에서 선택되는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 트리틸인 방법.
  27. 제 25 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 디메톡시트리틸인 방법.
  28. 제 24 항 내지 27 항중 어느 한항에 있어서, 단계 (e)에서 탈보호를 산 또는 산 수지를 약 50 ℃의 온도에서 첨가하여 수행하는 방법.
  29. 제 24 항에 있어서, 단계 (b)에서 축합을 용매 및 임의로 촉매의 존재하에서 수행하는 방법.
  30. 제 24 항에 있어서, 단계 (c)에서 축합제가 염기 및 유기 용매 존재하의 디알킬 또는 디아릴 카보네이트인 방법.
  31. 제 30 항에 있어서, 축합제가 PhOCOOPh/NaHCO3이고, 유기 용매가 DMF인 방법.
  32. 제 24 항에 있어서, 단계 (c)에서 반응을 고온에서 수행하는 방법.
  33. 제 32 항에 있어서, 온도가 약 140-150 ℃인 방법.
  34. 제 24 항에 있어서, 단계 (d)에서 환원제가 Red-Al인 방법.
  35. 제 24 항에 있어서, 단계 (d)에서 봉쇄제가 15-크라운-5 에테르인 방법.
  36. 제 24 항에 있어서, 단계 (d)에서 반응을 극성 용매중에서 수행하는 방법.
  37. 제 36 항에 있어서, 극성 용매가 THF 및/또는 DME인 방법.
  38. 제 24 항에 있어서, 단계 (d)에서 반응 온도가 약 0-5 ℃인 방법.
  39. 제 24 항에 있어서, 푸라노실 환이 α- 또는 β-, D- 또는 L-아라비노푸라노실, 크실로푸라노실 또는 리보푸라노실 환인 방법.
  40. a) 보호 그룹과 반응시켜 푸라노실 환상의 하나 이상의 하이드록실 그룹을 임의로 보호하고;
    b) 임의로 보호된 푸라노실 환을 시아나미드와 반응시켜 임의로 보호된 푸라노실아미노옥사졸린을 형성한 후;
    c) 임의로 보호된 푸라노실아미노옥사졸린을 폐환제 또는 축합제와 반응시켜 임의로 보호된 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-티미딘을 제공하며;
    d) 임의로 보호된 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-티미딘을 환원제 및 봉쇄제와 반응시켜 임의로 보호된 2'-데옥시티미딘을 제공한 다음;
    e) 필요 또는 경우에 따라, 임의로 보호된 2'-데옥시티미딘을 탈보호하는 것을 특징으로 하여, 2'-데옥시티미딘을 제조하는 방법.
  41. 제 40 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 트리틸, 실릴 및 디메톡시트리틸로 구성된 그룹중에서 선택되는 방법.
  42. 제 41 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 트리틸인 방법.
  43. 제 41 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 디메톡시트리틸인 방법.
  44. 제 40 항 내지 43 항중 어느 한항에 있어서, 단계 (e)에서 탈보호를 산 또는 산 수지를 약 50 ℃의 온도에서 첨가하여 수행하는 방법.
  45. 제 40 항에 있어서, 단계 (c)에서 폐환제 또는 축합제가 그룹
    Figure 112005078316116-PCT00088
    중에서 선택되는 방법.
  46. 제 40 항에 있어서, 단계 (d)에서 환원제가 Red-Al인 방법.
  47. 제 40 항에 있어서, 단계 (d)에서 봉쇄제가 15-크라운-5 에테르인 방법.
  48. 제 40 항에 있어서, 단계 (d)에서 반응을 극성 용매중에서 수행하는 방법.
  49. 제 48 항에 있어서, 극성 용매가 THF 및/또는 DME인 방법.
  50. 제 40 항에 있어서, 단계 (d)에서 반응 온도가 약 0-5 ℃인 방법.
  51. 제 40 항에 있어서, 푸라노실 환이 α- 또는 β-, D- 또는 L-아라비노푸라노실, 크실로푸라노실 또는 리보푸라노실 환인 방법.
  52. a) 보호 그룹과 반응시켜 푸라노실 환상의 하나 이상의 하이드록실 그룹을 임의로 보호하고;
    b) 임의로 보호된 푸라노실 환을 시아나미드와 반응시켜 임의로 보호된 푸라노실아미노옥사졸린을 형성한 후;
    c) 임의로 보호된 푸라노실아미노옥사졸린을 폐환제 또는 축합제와 반응시켜 임의로 보호된 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-티미딘을 제공하며;
    d) 임의로 보호된 2,2'-언하이드로-1-푸라노실-티미딘을 환원제와 반응시켜 임의로 보호된 2'-데옥시티미딘을 제공한 다음;
    e) 필요 또는 경우에 따라, 임의로 보호된 2'-데옥시티미딘을 탈보호하는 것을 특징으로 하여, 2'-데옥시티미딘을 제조하는 방법.
  53. 제 52 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 트리틸, 실릴 및 디메톡시트리틸로 구성된 그룹중에서 선택되는 방법.
  54. 제 53 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 트리틸인 방법.
  55. 제 53 항에 있어서, 임의의 보호 그룹이 디메톡시트리틸인 방법.
  56. 제 52 항에 있어서, 단계 (e)에서 탈보호를 산 또는 산 수지를 약 50 ℃의 온도에서 첨가하여 수행하는 방법.
  57. 제 52 항에 있어서, 단계 (c)에서 폐환제 또는 축합제가 그룹
    Figure 112005078316116-PCT00089
    중에서 선택되는 방법.
  58. 제 52 항에 있어서, 단계 (d)에서 환원제가 Red-Al인 방법.
  59. 제 52 항에 있어서, 단계 (d)에서 반응을 극성 용매중에서 수행하는 방법.
  60. 제 52 항에 있어서, 극성 용매가 THF 및/또는 DME인 방법.
  61. 제 52 항에 있어서, 단계 (d)에서 반응 온도가 약 0-5 ℃인 방법.
  62. 제 52 항에 있어서, 푸라노실 환이 α- 또는 β-, D- 또는 L-아라비노푸라노실, 크실로푸라노실 또는 리보푸라노실 환인 방법.
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