CN1812995A

CN1812995A - 工业化规模的核苷合成

Info

Publication number: CN1812995A
Application number: CN200480018017.4A
Authority: CN
Inventors: A·穆萨; J·Y·王; R·斯托雷尔
Original assignee: Idenix Cayman Ltd
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2006-08-02
Also published as: EP1620451A2; EP1620451A4; US7595390B2; WO2004096149A2; WO2004096149A3; US20050004357A1; KR20060015542A

Abstract

本文描述了一种工业规模两步法制备β－2′－脱氧核苷的方法，该方法可产生β构型相比较于α构型占优势的端基异构体化合物。任选的第三步可用于制备所需的β－L－2′－脱氧－核苷的3′－前药，以递送这些药物从而有效治疗病毒性疾病。该合成方法特别适用于生成β－L－2′－脱氧－胞苷、其药学上可接受的盐或前药。该方法可提供相对无污染、不需进一步分离或纯化的产物，从而使工业化规模生产更容易。

Description

工业化规模的核苷合成

本发明的交叉引用

本申请要求保护2003年4月28日递交的申请号为60/466,196的美国临时申请的优先权。

发明领域

本发明领域涉及工业规模的核苷合成，特别是β-L-2′-脱氧胞苷合成。β-L-2′-脱氧胞苷是重要的抗病毒药，也是合成药用化合物和药用组合物的重要中间体。

发明背景

乙肝病毒(HBV)感染在世界范围内呈流行趋势。继一个约2到6个月的感染者无自觉的潜伏期后，HBV引起急性肝炎和肝损伤，导致腹痛、血中某些酶的水平增高和黄疸。HBV也可能引起爆发型肝炎。爆发型肝炎为本病的致命类型，涉及大面积肝脏损坏，病情急剧进展。

病人通常能从急性肝炎恢复，然而某些病人却经历一个无限期延长的持续性血中病毒抗原存在，导致慢性感染。这样的慢性感染引起慢性持续性肝炎，这种情况常见于发展中国家。1991年中期，仅亚洲就有约2.25亿HBV携带者，全世界有携带者约3亿。慢性持续性肝炎以下述一种或多种症状为特征：疲乏、肝硬化和肝细胞癌，肝细胞癌为一种原发性肝癌。

在西方工业化国家，高危人群包括那些接触HBV携带者和他们的血液样品的人。HBV的流行病学类似于获得性免疫缺陷综合症(AIDS)，这也解释了为什么在AIDS和AIDS相关并发症病人中通常能检到HBV。然而HBV比HIV更具传染性。

在过去的数年内，通过基因工程技术已经能成功地生产疫苗。虽然疫苗已获得广泛应用，但对那些已经感染的人没有帮助。每日使用基因工程技术生产的α-干扰素治疗已经显示了较好的效果，但只有1/3用药的病人中有效。使用干扰素的另一个缺点是它不能通过口服给药。

许多合成核苷被确认有抗乙肝活性，BCH-189的(-)对映异构体(2′，3′-双脱氧-3′-硫代胞苷)，又称3TC，已获准用于乙型肝炎的治疗。见美国专利5,532,246和BioChem Pharma公司申请的EPA 0 494 119A1。

阿德福韦(9-{2-(膦酰基甲氧基)乙基}腺嘌呤，也称PMEA或({2-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)乙氧基}甲基磷酸)也获准在美国用于治疗感染了乙型肝炎病毒的病人。见，例如美国专利5,641,763和5,142,051。在治疗乙肝病人时已注意到有对阿德福韦的抗性出现。

Liotta等在美国专利5,814,639；5,914,331和6,703,396中要求保护的β-2-羟甲基-5-(5-氟胞嘧啶-1-基)-1，3-氧杂硫杂环戊烷(oxathiolane)(″FTC″)有抗HBV活性，见furman等在AntimicrobialAgents和Chemotherapy，December 1992，2686-2692发表的″The Anti-Hepatitis B Virus Activities，Cytotoxicities and Anabolic Profiles of the(-)and (+)enantiomers of cis-5-Fluoro-1-{2-(hydroxymethyl)-1，3-oxathiolane-5-yl}-cytosine″和Cheng等在Journal of BiologicalChemistry，1992，267(20)，13938-13942上的文献。

美国专利5,565,438、5,567,688和5,587,362(Chu，等)公开了2′-氟-5-甲基-β-L-呋喃阿拉伯糖尿嘧啶(L-FMAU)在治疗乙型肝炎和EB病毒感染方面的用途。

耶鲁大学和佐治亚大学研究基金在专利WO 92/18517中公开了L-FDDC(5-氟-3′-硫代-2′，3′-双脱氧胞苷)在乙肝治疗中的用途。

Emory University，UAB Research Foundation and the CentreNational de la Recherche Scientifique(CNRS)在专利WO 96/40164中公开了许多用于治疗乙肝的β-L-2′，3′-双脱氧核苷。

同样由Emory University，UAB Research Foundation和the CentreNational de la Recherche Scientifique(CNRS)申请的专利WO 95/07287公开了2′-或3′-脱氧和2′，3′-双脱氧-β-L-呋喃戊糖核苷用于治疗HIV感染。

Genencor International，Inc.，和Lipitek，Inc.申请的W096/13512公开了用作抗肿瘤和杀病毒剂的L-呋喃核糖核苷的制备。

WO95/32984公开了核苷单磷酸酯用作免疫抑制剂。

DE 4224737公开了胞嘧啶核苷和它们的治疗作用。

Idenix Pharmaceuticals，Ltd.在美国专利6,395,716；6,444,652；6,566,344和6,539,837中公开了2′-脱氧-β-L-赤藓呋喃戊糖核苷和它们对乙肝的治疗作用。在专利WO 00/09531中，对一个治疗人和其他宿主动物乙肝感染的方法进行了公开，包括给予有效量的具有生物活性的2′-脱氧-β-L-赤藓-呋喃戊糖核苷(也可任选称为β-L-dN或β-L-2′-dN)或其药学上可接受的盐、酯或前体药物，它们包括：β-L-脱氧核糖胸苷(β-L-dT)、β-L-脱氧核糖胞苷(β-L-dC)、β-L-脱氧核糖尿苷(β-L-dU)、β-L-脱氧核糖-鸟苷(β-L-dG)、β-L-脱氧核苷腺苷(β-L-dA)和β-L-脱氧核糖肌苷(p-L-dI)，可单独给药或任选与某种药学上可接受的载体一起给药。该活性化合物的5′和N⁴(胞苷)或N⁶(腺苷)酰基和烷基衍生物，或5′-磷脂或5′-醚脂也被公开。

von Janta-Lipinski等在J.Med.Chem.，1998，41(12)，2040-2046报道了3′-氟-修饰的β-2′-脱氧核糖核苷5′-三磷酸的L-对映体抑制乙肝病毒多聚酶的作用。特别是公开了3′-脱氧-3′-氟-β-L-胸苷(β-L-FTTP)、2′，3′-双脱氧-3′-氟-β-L-胞苷(β-L-FdCTP)和2′，3′-双脱氧-3′-氟-β-L-5-甲基胞苷((β-L-FMethCTP)的三磷酸为有效的HBV DNA多聚酶抑制剂。另外，von Janta-Lipinski等还公开了β-L-胸苷(而不是β-L-2′-dC)的三磷酸作为HBV和DHBV内源性DNA多聚酶核苷抑制剂的生物学活性。然而，他们仅对三磷酸化的β-L-胸苷进行了评估，而没有对其要求权利的非磷酸化的形式进行评估。文章中没有对β-L-核苷在细胞或体内是否磷酸化进行评述，更重要的是没有对β-L-胸苷在体内的磷酸化效率进行评述。因此，文章没有告诉β-L-胸苷在细胞或体内有任何抗乙肝活性。也见WO 96/1204中。

Johansson等的欧洲专利申请0 352 248 Al公开了L-呋喃核糖化合物的治疗乙型肝炎用途。

Verri等公开了2′-脱氧-β-L-赤藓-呋喃戊糖核苷的抗肿瘤和抗疱疹作用(Mol.Pharnaacol.(1997)，51(1)，132-138和Biochem.J.(1997)，328(1)，317-20)。Saneyoshi等在Jpn.Kokai Tokkyo KohoJP06293645(1994)上报道了2′-脱氧-L-核糖核苷作为逆转录酶(I)抑制剂在控制逆转录病毒和治疗AIDS中的用途

Giovanni等测试了2′-脱氧-β-L-赤藓-呋喃戊糖核苷的部分抗假狂犬病毒(PRV)作用(Biochem.J.(1993)，294(2)，381-5)。

Tyrsted等(Biochim.Biophys.Acta(1968)，155(2)，619-22)和Bloch等(J.Med.Chem.(1967)，10(5)，908-12)对2′-脱氧-β-L-赤藓-呋喃戊糖核苷作为化疗药的用途进行了研究。

Morris S.Zedeck等首次公开了β-L-dA在睾酮假单胞菌(Pseudomonas testosteroni)中抑制诱导酶的合成(Mol.Phys.(1967)，3(4)，386-95)。

另外，胞嘧啶衍生物被用作中间体生产如胞苷-二磷酸胆碱类药物，该类药的属名为胞磷胆碱。

Lin等在″Synthesis of Several Pyrimidine L-Nucleoside Analoguesas Potential Antiviral Agents″的文章中(Tetrahedron，1995，51(4)，1055-1068，)讨论了β-L-5-碘-2′-脱氧尿苷(β-L-IUdR，化合物7)的抗疱疹感染和各种其他DNA病毒活性、BVdU和β-L-BV-阿拉伯-U的抗疱疹活性、β-L-BV-阿拉伯-U抗水痘-带状疱疹病毒活性和2′，3′-双脱氧-β-L-氮杂胞苷的抗HBV活性。

由Idenix Pharmaceutical，Ltd公司申请的美国专利(公布号20030083306)公开了2′-脱氧-β-L-核苷的3′-前药的治疗乙肝作用。也见WO 01/96353。

Beauchamp申请的美国专利4,957,924公开了各种治疗性阿昔洛韦酯。

2002年4月17-20日在西班牙Madrid举行的欧洲肝病研协会的会议上，Gilead Sciences，Inc公司的Sühnel等在其展牌上报道了阿德福韦与β-L-2′脱氧胸苷联合应用在体外的附加抗HBV作用。

Lok和McMahon在AASLD Practice Guidelines，pp.1225-1241(2001)上描述了对乙型肝炎的治疗，包括用干扰素治疗。慢性感染土拔鼠肝炎病毒(WHV)的东方土拔鼠被用作HBV感染模型研究1-(2-氟-5-甲基-β-L-呋喃阿拉伯糖)-尿嘧啶(L-FMAU)和WHV表面抗原疫苗的抗病毒作用。L-FMAU和疫苗联合应用引起的体液和细胞免疫与在自限性WHV感染的土拔鼠中观察到的相似(Menne et al.，J.Virology，76(11)：5305-5314(2002))。

β-L-2′-脱氧-核苷β-L-2′-脱氧核苷的合成

β-L-2′-脱氧-核苷β-L-2′-脱氧核苷的合成可用多种途径来实现，最早可追溯到Holy合成β-L-2′-脱氧胞苷和β-L-2′-脱氧胸苷(″Preparation of 2′-deoxy-L-ribonucleosides of the PyrimidineSeries″Collect.Czech.Chem.Commun.(1972)，37(12)，4072-87)。这一方法涉及通过多步骤构建嘧啶环来转变阿拉伯糖为嘧啶核苷。本方法昂贵且无技巧，因此又有其他方法被开发出来。其中一个技巧之一就是将一个硅烷化的嘧啶或嘌呤偶联到活化的脱氧核糖上。若要成功使用该方法，必须用一个好的离去基团活化脱氧核糖(在C-1位)，而且，该离去基团必须是α构型，该构型还必须在整个反应过程中保持稳定，另外，伴随着离去基团被替代形成N-糖苷键，必然发生构型转换并因此形成所需的β核苷。如果不能满足这些条件，产物通常会是α和β核苷的混合物，除层析的方法外，其他方法要想把这些异构体分开来几乎不可能。

用于制备β-L-2′-脱氧胸苷(L-dT)的合成方法能够获得很好的产率，用同样的合成方法来制备L-dC却不那么成功，因为得到的更多是α端基异构体，而不是β端基异构体(Furukawa et al.，Chem.Phann.Bull.，1968，16：1076)。1996年Niedballa和Vorbruggen描述了一个通过将硅烷化的N-杂环化合物，特别是一个嘧啶偶联到一个1-O-烷基或最好是1-酰基保护的糖，如1-酰基保护的核糖、脱氧核糖、阿拉伯糖和葡萄糖来制备β-核苷的方法。该反应用路易斯(Lewis)酸(如弗瑞德·克来福特(Friedel-Crafts)催化剂)在室温下进行(DE 1 919 307，Schering Aktiengesellschaft)。通过该方法得到的几乎是清一色的β-构型产物。虽然不如用于胸腺嘧啶的效果好，该方法也适用于制备尿嘧啶和胞嘧啶(对尿嘧啶的产率不恒定，范围从20.5％到95％；对胞嘧啶为21％到36.4％；对胸腺嘧啶为77％到82.6％)(DE 1 919 307，实施例1-10和12-15)。

在举例中，Niedballa和Vorbruggen报告了用1-O-乙酰基、1-乙酰基和1-O甲基核糖、脱氧核糖和呋喃阿拉伯糖衍生的化合物作为起始物质(DE 1 919 307，实施例1-16)。注意，1-卤代糖由于它的不稳定性而不太适合用作反应物(DE 1 919 307；JP 63026183 to Sato等)。在一个胞嘧啶碱基与2′-脱氧核糖反应的例子中，起始化合物是1-O-甲基-2-脱氧-3，5-5-甲苯甲酰核糖(DE 1 919 307，实施例7，产率为21％)。

令人惊奇的是Niedballa和Vorbruggen只在使用脱氧核糖和阿拉伯糖的例子中合成了几乎不含α构型的β构型端基异构体(DE 1919307，实施例3和14)。然而在使用核糖或葡萄糖时就完全不足为奇了，因为核糖的2’-酯衍生物通常优选形成β构型的而不是α构型的端基异构体。值得注意的是从脱氧核糖和/或阿拉伯糖为起始物的反应中形成以β构型的端基异构体占优势的产物时，只能获得较低的产率(DE 1919 307实施例3，从脱氧核糖起始物获得20.5％产率和实施例14，从阿拉伯糖起始物获得27.2％产率)。

在随后的专利中，Vorbruggen等称他们早期(1996)的合成方法为“特别无优势的”，因为在最后处理中分离反应过程中形成的路易斯酸盐和弗瑞德·克来福特催化剂时需要众多烦琐的步骤，并且终产物的产率较低(DE2508312或British等同专利GB1 542 442)。在GB1542 442中，报告了用无机酸的三甲基硅烷酯取代路易斯酸，起始物质为1-卤代、1-O-烷基或1-O-酰基糖的方法。如前，所有举例中的用1-O-乙酰-β-D-呋喃核糖作为起始物的方法，均不出意料地产生几乎无α构型的β构型端基异构体产物(GB1 542 442，实施例1-13)。

类似，在美国专利4,209,613中，Vorbruggen公开了一个一步合成核苷的方法，包括在有选自任何一类的路易斯酸的弗瑞德·克来福特催化剂存在的条件下，用硅烷化核苷碱基与一种被保护糖的1-O-酰基，1-O-烷基或1-卤代衍生物反应(美国专利4,209,613)。如前，所有举例中的用1-O-乙酰-β-D-呋喃核糖作为起始物的方法，再次不出意料地产生几乎不合α构型的β构型端基异构体产物(美国专利4,209,613，实施例1-16)。另外，未提及某个特别的路易斯酸为优选。

Vorbruggen等在美国专利5,750,676中报道了一种方法，包括在有硅烷化剂和含路易斯酸的惰性溶剂存在的条件下使游离糖与N-杂环碱基反应，其中的改进在于游离糖的全硅烷化。产品中β构型和α构型的端基异构体的比率未被讨论，只是得到的产品是D-糖而不是L-糖，对何种路易斯酸为优选未提及。此外，例子还提示为了获得终产物，需要很多制备步骤(美国专利5,750,676，实施例1-3)，这对工业化规模的生产极为不利。

Vorbruggen等报道的另一个制备核苷的方法包括在三级胺存在的条件下，用游离的或被保护的单糖-三烷基甲硅烷氧基尿苷衍生物与氨或一级胺或二级胺反应形成胞苷(美国专利3,891,623)；及一锅法(one-pot)，其使用一种无机酸或强有机酸的三烷基甲硅烷酯特别是弗瑞德·克来福特催化剂、一种核苷碱基、一种被保护糖的衍生物的1-O-烷基、1-O-酰基或1-卤代衍生物(美国专利4,209,613)。

其他将尿苷转化成胞苷的努力包括下述：专利WO 00/09531，其中各种2′-脱氧-β-L-赤藓-呋喃戊糖核苷衍生物通过本领域熟知的步骤获得，如，例，Holy在Collect.Czech.Chem.Commun.(1972)，37(12)：4072-87和Mol.Phys.(1967)，3(4)：386-95上公开的方法和根据Imai等发表的合成单磷酸衍生物的方法(J.Org.Chem.(1969)，34(6)：1547-50)，Davisson等合成双磷酸衍生物的方法(J.Org.Chem.(1987)，52(9)：1794-1801)，Hoard等合成三磷酸衍生物的方法(J.Am.Chem.Soc.(1965)，87(8)：1785-88)合成活化核苷的单、双和三磷酸衍生物。

WO 00/09531描述了用Lawesson试剂将尿苷衍生物转化为胞苷衍生物。在含1-(3，5-二-O-苯甲酰基-2-脱氧-β-L-赤藓-呋喃戊糖)尿嘧啶的无水1，2-二氯乙烷的溶液中加入Lawesson试剂，回流条件下搅拌反应混合物两小时。然后减压蒸发溶剂并用硅胶柱层析纯化残留物，得到黄色泡沫状的4-硫代中间体。将在不锈钢高压釜(bomb)内的含该硫代中间体(1.5克，3.31mmol)的甲醇氨溶液(此前已在-10℃进行了饱和，并用瓶塞塞紧)(50ml)加热到100℃至3小时，然后冷却到0℃。溶液在减压条件下蒸发。得到的粗品用硅胶柱进行纯化(洗脱：含0-20％甲醇的二氯甲烷溶液分步梯度洗脱)。最后，适当的洗脱组分被收集合并，经一单位的Millex HV-4(0.45μm，Millipore)过滤后，在减压条件下蒸发，得到所需的泡沫状2′-脱氧-β-L-胞苷(″β-L-dC″)(0.6g，80％)并用无水乙醇结晶。

上述方法是从发表于J.Amer.Chem.Soc.(1959)，81：178.1959的转化尿苷为胞苷的方法衍生而来的。传统的做法是：使糖部分带有被保护羟基的尿苷衍生物与五硫化磷反应，生成4-硫代衍生物，然后该4-硫代衍生物在4-位上被氨或其他合适物质氨基化。糖上的羟基去保护后，可获得胞苷衍生物。

提出了其他几个转化尿嘧啶糖苷衍生物为胞嘧啶糖苷衍生物的方法。Vorbruggen和Niedballa在他们题为″Verfahren Zur Herstellungvon Cytosin-Und 6-Azacytosinnucleosiden，″的德国专利DE 2122991中公开了一个方法，其中使含被保护羟基的尿苷和尿苷衍生物与一种硅烷剂如六甲基二硅氮烷(HMDS)反应，生成4-O-三甲基硅烷基尿苷衍生物。该4-O-三甲基硅烷尿苷衍生物在4-位上被氨或其他物质氨基化，去保护而生成胞苷衍生物。

Chem.Pharm.Bull.(1972)，20：1050上公开了合成胞苷的方法，带有被保护的羟基的尿苷在有盐酸二乙基苯胺作催化剂的条件下与氧氯化磷反应，将羟基去保护生成胞苷。

德意志民主共和国(GDR)专利140,254(Official Gazette，1980)报道用带被保护羟基的尿苷衍生物与有机磺酰化剂在有氢化钠存在的条件下反应，生成4-O-磺酰尿苷衍生物。该4-O-磺酰尿苷衍生物在4-位上被氨氨基化，去保护生成胞苷衍生物。

Acevedo等在美国专利6,369,040描述了通过2，2’或2，5’-无水嘧啶亲核取代生成嘧啶核苷的方法。烯醇式丙酮锂、丁酮、2-戊酮或2-己酮与2，5’-无水嘧啶反应生成相应的2-(β-酮烷基)-嘧啶-4-酮脱氧核苷。

Takeya Mori在JP 09059292中公开了一个用4-羟基嘧啶核苷合成4-氨基嘧啶核苷的一锅法，该方法用三甲基硅烷基保护反应物的羟基，继之与氧氯化磷或4-氯苯基二氯化磷反应，并用氨水进行氨基化。

Chu报道了一种制备2’脱氧核苷的方法，包括用带2’和3’羟基的核苷与酰溴或酰氯和溴化氢或氯化氢的混合物在适度的温度下反应，生成卤代酰基核苷衍生物，该卤代酰基核苷衍生物经去保护后形成所需的核苷产物(美国专利5,200,514)。

Kamaike等在Nucleosides and Nucleotides，1996，15(1-3)公开了一个生成2’-脱氧核糖核苷的方法，该方法通过用从尿苷转化而来的4-吡咯基-1-β-D-呋喃核糖基-嘧啶-2(1H)-酮与[¹⁵N]邻苯二甲酰亚胺在有三乙胺或DBU存在下发生亲核取代反应，生成高产率的N⁴-邻苯二甲酰基[4-¹⁵N]胞嘧啶。

Saladino等报道了一个通过在有计量量的胺存在的条件下用二甲基二氧杂环丙烷分别氧化硫代嘧啶和硫代嘌呤核苷而生成胞苷和腺苷的方法(J.Am.Chem.Soc.，Perkin Trans.11994，21：3053-3054)。

Kawada等在美国专利4,689,404中公开了一个制备胞苷的方法，该方法包括用N⁴，O²-二-或N⁴，N⁴，O²-三-苯甲基胞嘧啶或其混合物与1，2，3，5-四-O-低级烷酰基-β-D-呋喃核糖在有含于溶剂中的弗瑞德·克来福特催化剂存在的条件下反应，温度从0℃到溶剂回流，生成2′，3′，5′-三-O-低级烷酰基-N⁴-苯甲酰胞苷，然后将其用碱水解得到胞苷。

Takeda Chemical Ind.，Lt公司在专利JP 61263995报道了用尿苷与六烷基二硅氮烷和酰胺在压力下于密闭的罐中反应制备胞苷的方法。

Toa Gosei Chemical Ind.，Ltd.，公开了一个工业规模的合成胞苷的方法，该方法包括用一个很容易被碱去掉的n-丁酰基保护胞嘧啶的氨基，然后在有磷酸引入剂存在的条件下，使被保护的胞嘧啶通过糖上的3’羟基与糖片段反应，生成所需的单核苷酸产物。该单核苷酸产物用于生产寡核苷酸(JP 061359880)。

1963年，James Hunter公开了制备胞嘧啶-1-核苷的方法，该方法通过酰化尿嘧啶-1-核苷，并使其与五硫化磷反应形成完全酰化的4-硫代尿嘧啶-1-核苷，然后再使该酰化的4-硫代尿嘧啶-1-核苷与任何碱性的含有可替代的N-氢的含氮化合物反应，生成最终产物(美国专利3,116,282)。

Sankyo Co.Ltd公司在专利JP 71021872描述用硅烷化的胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶或氮尿嘧啶碱基在有溶剂和卤化汞物存在的条件下与糖卤化物，如卤化核糖或卤化葡萄糖反应的方法。

Mitsuru Kawada在1988年的题目为Conversion of UracilDerivatives to Cytidine Derivatives，″的美国专利4,754,026中公开了一个生成4-O-磺酰基尿苷衍生物的方法，该方法包括用带有被保护的糖部分羟基的尿苷衍生物与有机磺酰化物反应。当碳酸钾被用作磺酰化过程中的酸消除剂时，能获得几乎定量的4-O-磺酰基衍生物。这里碳酸钾的特殊作用令人惊奇，因为在有碱，如碳酸钠作为酸消除剂的条件下，磺酰化过程是不充分的。然而，为大规模生产的目的或某些保护基团被使用的情况下，用该方法获取的产率仍然太低。

上述列举的方法通常不适合用于工业化生产，因为这些方法得到的产物达不到最佳产率。另外，某些方法使用了难以操作或易燃的试剂，如卤化汞或氢化钠。

这样，就需要一个有效的、高成本效益的、工业规模的制备核苷的方法，该方法优选制备β-L-2′-脱氧核苷而不是它们的α构型的端基异构体形式。

发明概述

本发明提供了一个工业规模的合成核苷和核苷类似物方法，该方法能够以极佳产率生产出β-端基异构体远多于α-端基异构体的所需化合物。同时提供了一个核苷类似物的氨基酸前药的合成方法。进一步还提供了一个在温和反应条件下制备L-DC(即，β-L-2′-脱氧胞苷)及其衍生物的方法。一个有效的、高成本效益的合成L-DC和其衍生化合物的方法也在此公开。这里公开的方法避免了有毒的、易燃的、危险和/或难以操作的物质的使用。

本发明进一步提供了一个2′-脱氧核苷，特别是2′-脱氧-β-L-核苷的氨基酸衍生前药的有效合成方法。该合成方法适用于大范围的从各种杂环碱基和杂芳香族碱基衍生而来的核苷。在一个实施方案中，该方法涉及β-L-2’脱氧胞苷(LDC)和它的3’-O-缬氨酸酯前药的合成方法，用这里描述的方法制备的该化合物的氨基酸酯可用作制备其他核苷类似物的中间体，或直接用作抗病毒剂。

在一个实施方案中，该方法包括以下步骤：

最后步骤中的直接酯化在PCT/US03/041603有详细描述，该专利通过引用结合到本文中。

该方法在其工业化规模生产核苷和核苷前药方面很具优势，更好的是它不需要烦琐复杂的分离和/或纯化步骤，提示该方法将比本领域已知的其他方法更便宜有效。而且该方法的产率也很可观。

在一个实施方案中，2′-脱氧-β-L-胞苷由以下步骤制备：

在另一个实施方案中，2-氨基-3-甲基-丁酸5-(4-氨基-2-氧代-2H-嘧啶-1-基)-2-羟甲基-四氢-呋喃-3-基酯，即3′-Val-O-LdC被制备：

在一个选择实施方案中，任何天然的或非天然的氨基酸都可以被用于直接酯化核苷。

在另一个选择实施方案中，任何天然的或非天然的碱基都可以替代胞嘧啶。

保护基团可选自任何本领域认为可保护羟基和氨基的基团，如那些Greene等在Protective Groups in Organic Synthesis，John Wiley和Sons，Second Edition(1991)一书上提到的基团。

同样，任何可发生相同反应的合适的可选试剂可用于替换方案中提到的试剂。

在一个实施方案中，提供了一个有效合成β-L-2′-脱氧胞苷(L-dC)的方法，该方法是在可用前体上任选引入需要的功能性基团或官能团。该方法广泛适用于胞苷衍生物，也适用于那些碱基不是胞嘧啶的核苷。此外，L-dC、L-dC衍生物或根据现有方法生成的其他具有天然或非天然碱基的核苷可被用作制备各种其他核苷类似物的合成中间体，包括但不限于2′，3′-双脱氧衍生物和其他通过操控起始化合物官能团而获得的衍生物。

在另一实施方案中，提供了一个工业规模的制备核苷、核苷类似物或其药学上可接受的盐或前药的方法，包括：使O-保护的或N-保护的天然或非天然核苷碱基与硅烷化剂和OH-保护的卤代-糖在有路易斯酸存在的条件下反应，生成N-保护的、OH-保护的β-L-核苷第一产物；该第一产物去保护生成第二产物β-L-核苷；任选用天然或非天然氨基酸直接酯化β-L-核苷生成β-L-核苷前药。在本方法中，核苷碱基可以是，如，腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、尿嘧啶、非天然嘧啶或非天然嘌呤，它们之中的任何一种可以是未取代的或取代的。该核苷碱基可以是N⁴-保护的胞嘧啶。该卤代-糖可以是，如卤代-核糖或卤代-脱氧核糖。该卤代-糖可以是氯-糖。该卤代-糖可以是1-α-氯-2-脱氧-L-呋喃核糖。该路易斯酸可以是金属卤化物或非金属卤化物。该路易斯酸可以是，如SnCl₄、TiCl₄、ZnCl₂、AlCl₃、CuI、SbCl₅或BF₃OEt₂。在一个优选方案中，该路易斯酸是TiCl₄。在一个方法的实施方案中，保护基团是苯甲基、邻甲苯甲酰基、对甲苯甲酰基、乙酰基、酰基、烷基、苯甲基、对甲氧苯甲基醚、甲氧甲基醚(MOM))、叔丁二甲基甲硅烷基(TBDMS)或三异丙基甲硅烷基(TIPS)。在一个本方法的实施方案中，硅烷化剂是N，O-二-(三甲基甲硅烷基)-乙酰胺(BSA)或六甲基二硅氮烷(HMDS)。

本方法中使用的溶剂是二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氢呋喃或乙腈，或在一个特别的实施方案中，为二氯甲烷。

在一个进一步的实施方案中，提供了一个工业规模的制备2′-脱氧-β-L-胞苷或其药学上可接受的盐或前药的方法，包括：

a.用含于二氯甲烷中的N⁴-苯甲酰胞嘧啶与N，O-双(三甲基硅烷基)乙酰胺反应，生成硅烷化的N⁴-苯甲酰胞嘧啶；

b.冷却步骤a得到的硅烷化的N⁴-苯甲酰胞嘧啶；

c.将1-α-氯-3，5-二-O-甲苯甲酰基-2-脱氧-L-呋喃核糖加入到从步骤b得到的冷却的硅烷化的N⁴-苯甲酰胞嘧啶中；

d.将TiCl₄加入到步骤c的N⁴-苯甲酰胞嘧啶与1-α-氯-3，5-二-O-甲苯甲酰基-2-脱氧-L-呋喃核糖的反应混合物中；

e.加热步骤d的反应混合物并使反应进行完全；

f.猝灭步骤e的反应；

g.过滤并分离步骤f得到的反应混合物获取有机滤过层；

h.从步骤g得到的有机滤过层中分离3′，5′-二-O-甲苯甲酰基-2′-脱氧-β-L-胞苷粗品；

i.将甲醇中的甲醇钠加入到从步骤h得到的5′-二-O-甲苯甲酰基-2′-脱氧-β-L-胞苷粗品中；

j.允许步骤i的反应混合物反应完全以生成2′-脱氧-β-L-胞苷产物；

k.分离2′-脱氧-β-L-胞苷产物，并且

l.任选用氨基酸在3’-位上直接酯化2′-脱氧-β-L-胞苷得到2′-脱氧-β-L-胞苷的前药。

在该方法的一个实施方案中，步骤a的反应在回流下进行约1到3小时或约2小时。在另一个实施方案中，当反应完成时，步骤a中的端基异构体α∶β的比率至少是1∶1.1。在另一个实施方案中，当反应完成时，步骤a中的端基异构体α∶β的比率是约1∶5到1∶6。在一个实施方案中，步骤b中的硅烷化N⁴-苯甲酰胞嘧啶冷却至约0℃到-15℃，或约-5℃。在一个实施方案中，步骤e中的温度是约20℃到25℃。反应可任选进行约2小时后完成。在另一个实施方案中，步骤f中的猝灭剂为饱和碳酸氢钠水溶液。步骤h中的有机滤过层可任选用去离子水洗涤，除去溶剂得到产品残留物。该产品残留物可任选真空干燥得到3′，5′-二-O-甲苯甲酰基-2′-脱氧-β-L-胞苷粗品。该粗品任选含有约70％到90％的β构型产品。该3′，5′-二-O-甲苯甲酰-2′-脱氧-β-L-胞苷粗品经研制得到其β构型的产物。该β构型的产物的产率为约30％到50％。在一个实施方案中，该β构型的产物的纯度约为98％。步骤i中，其反应可在约50℃的温度下进行约1小时。在步骤j中，任选去除甲醇而代之以乙醇，在乙醇中研制可任选在约20℃到25℃的温度下进行约1小时。步骤k中，2′-脱氧-β-L-胞苷产品的分离可以包括过滤，洗涤和真空干燥产品的步骤。2′-脱氧-β-L-胞苷的产率为，例如约65％或更多。2′-脱氧-β-L-胞苷的纯度为，例如约98％到99％。在一个实施方案中，步骤1中的氨基酸为缬氨酸。

附图简述

图1为合成2′-脱氧-β-L-胞苷(P-LdC)的一个实施方案的图解。

图2为合成BOC 3′-O-Val-LdC的一个可选方案的图解。

图3显示在各种条件下从氯-糖和二硅烷化胞嘧啶合成LdC，以及产品的产率和α∶β构型的比率。

图4显示在没有使用催化剂的情况下从氯-糖用硅烷化苯甲酰胞苷合成LdC。

图5显示从氯-糖用N⁴-苯甲酰胞苷合成LdC。

图6显示在有催化剂和无催化剂的条件下，硅烷化胞苷与氯-糖(例如1-α-氯-3，5-二-O-保护的-2-脱氧-L-呋喃核糖)偶联反应的结果比较。

图7显示N⁴-苯甲酰胞苷与氯-糖在不同时间、不同温度和催化剂条件下的偶联反应的结果比较。

图8显示了用TiCl₄作为催化剂时被保护的N⁴-苯甲酰基-2-甲硅烷化胞苷与氯-糖偶联反应的结果比较。

图9显示不同路易斯酸催化剂用于硅烷化的3，4-二甲氧基苯甲酰胞苷和氯糖偶联反应的资料比较。

发明详述

本发明提供了一个有效的、高成本效益的和工业规模的β-L-2′-脱氧-核苷及其类似物、衍生物、盐和前药的合成方法。本方法广泛适用于含有各种杂环族和杂芳香族碱基的核苷类似物。用这里描述的方法制得的氨基酸前药衍生物可以用作制备广泛的核苷类似物的中间体，包括但不限于β-L-2′-脱氧胞苷，或直接用作抗病毒剂。

该方法的一般形式可以包括：

某些温度和溶剂的组合可导致产率减低和/或不需要的副产品的形成。于是，在现有发明的某些实施方案中，试剂和反应条件经过了筛选来优化偶联，例如考虑了核苷碱基被偶联到氯-糖化合物的情况。例如，偶联反应是产热反应，这样，建议该反应在约-5℃(或更低)的低温下进行，以获得近乎纯的产品。溶剂的选择也很重要，二氯甲烷是第一步反应的优选溶剂，但它可被取代，如被二氯乙烷和氯仿取代。四氢呋喃和乙腈也可被用作第一反应步骤中的溶剂，但用这两个溶剂得到的所需β异构体产量都较低。

该方法中反应物的保护基团为那些本领域所知的保护羟基(-OH)的基团。它们包括但不限于o-Tol、p-Tol、苯甲酰基和乙酰基，这些基团分别与-OH基结合形成酯而对羟基起到保护作用；苯甲基、对甲氧苯甲基醚和甲氧甲基(MOM)，分别与-OH基结合形成醚；叔丁二甲基硅烷基(TBDMS)或三异丙硅烷基(TIPS)，分别与-OH基结合形成硅烷酯。在一个实施方案中，邻Tol被用于保护-OH基团，苯甲酰基被选择用于保护胞嘧啶上的-NH₂基团。

该方法中的反应物包括一个被保护的1-卤代糖和一个N-被保护的核苷碱基。氯首选是糖残基上C1位上的卤素。与DE 1 919 307和JP 630261831报道的被保护的1-氯化呋喃核糖不稳定的结果不同，在这里描述的条件下，1-氯呋喃核糖被证明稳定且易于操作，生成的胞嘧啶核苷产率约达65％，纯度接近99％。根据所用核苷碱基，碱基上一个或多个的位置可根据需要被保护起来。

在第一步中可使用硅烷剂和路易斯酸。可用的路易斯酸中有金属的和非金属的卤化物，其中有四氯化钛、四氯化锡、碘化铜、三氯化铝和三氟化硼乙醚。在一个实施方案中，路易斯酸是TiCl₄。双(三甲基硅烷基)—乙酰胺(BSA)和六甲基二硅氮烷(HMDS)都可被用作硅烷剂。在一个实施方案中，所用的是BSA。

反应开始时，将O-保护的或N-保护的碱基和硅烷剂在约10℃到50℃的温度下混合，或在更优选的20℃到25℃，或室温下混合，然后将温度提高回流以使反应进行完全。随后将该混合物冷却到0℃到-20℃，更优选约-5℃到-10℃。继之，1-卤代糖和弗瑞德·克来福特催化剂被加入，余下过程中反应混合物的温度被恢复到室温或约20℃水平。当反应结束时，产物中α∶β端基异构体的比率约为1∶5或1∶6。

去保护或切除核苷产物上的保护性基团可用溶于甲醇中的甲醇钠进行处理，或可选择地用溶于乙醇溶剂中的其它醇盐或氨进行处理。

在一个实施方案中，2′-脱氧-β-L-胞苷(β-LdC)由下述方法制备：

在另一实施方案中，LdC前药3′-Val-O-LdC酯，2-氨基-3-甲基-丁酸5-(4-氨基-2-氧代-2H-嘧啶-1-基)-2-羟基甲基-四氢-呋喃-3-基酯用下述方法制备：

定义

这里所用术语“烷基”，除非特别指明，包括典型的C₁到C₁₀的饱和的、直链的、支链的、环状的、一级的、二级的、三级的碳氢化合物，并且特别包括甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、环戊基、异戊基、新戊基、己基、异己基、环己基、环己基甲基、甲基戊基和二甲基丁基。该术语包括了取代的和未取代的烷基二者。烷基可以被任何不对化合物的所需性状产生负面影响的分子片段(moiety)取代，例如在一个或多个的位置被选自卤素(包括氟、氯、溴或碘)、羟基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、烷氧基、芳氧基、硝基、叠氮基、氰基、磺酸、亚磺酰氨基、硫酸根、磷酸、磷酸根、膦酸根、乙酸根或硫代乙酸根的化合物所取代。它们之中的任何一个或全部可以是未被保护的或根据需要被保护起来的，正如本领域的技术人员所知的那样和Greene等在Protective Groups in Organic Synthesis，John Wiley和Sons，2ndEdition(1991)一书中所讲的那样。

术语“烷基氨基”和“芳基氨基”包括具有一个或多个分别含有烷基或芳基取代基的氨基团。

术语“烷芳基”和“烷基芳基”包括带有芳基取代基的烷基。术语“芳烷基”和“芳基烷基”包括带有烷基取代基的芳基团。

术语“亚烷基”或“亚烯基”包括饱和二价的直链或支链构型的烃基，最好但不限于含1到10个碳原子。该术语范围内的非限定性的例子包括亚甲基、1，2-乙烷-二基、1，1-乙烷-二基、1，3-丙烷-二基、1，2-丙烷-二基、1，3-丁烷-二基和1，4-丁烷-二基。这里包括的亚烯基或其他二价分子片段可以是未取代的或可被任何对化合物的性状无负面影响的基团取代，例如，被一个或多个如烷基、卤素、卤代烷基、羟基、羧基、酰基、酰氧基、氨基、酰氨基、羧基衍生物、烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、烷氧基、芳氧基、硝基、氰基、磺酸、硫醇、亚胺、磺酰基、硫烷基、亚磺酰基、氨磺酰基、酯、羧酸、酰胺、膦酰基、氧膦基、磷酰基、膦、硫酯、硫醚、酰基卤、酐、肟、肼、氨基甲酸根、膦酸、膦酸根或其他可行且不抑制化合物的药学活性的官能团取代。

术语“卤素”包括氯、溴、碘和氟。

这里所用的术语“芳基”，除非特别指明，包括苯基、联苯基或萘基。该术语包括取代和未取代基团二者。芳基可被任何对化合物的所需性状无负面影响的基团取代，例如被一个或多个的基团如羟基、氨基、烷基氨基、芳基氨基、烷氧基、芳氧基、羧酸、酰胺基、卤素、酰基、芳烷基、CF₃、烷基、双烷基、烯基、炔基、环烷基、溴代乙烯基、硝基、氰基、脒基取代；被一个或多个任选含一个或多个O、S、N或P原子的3-7元碳环或杂芳基基团取代形成与该芳基结合的杂环基以形成螺环结构；被磺酸、硫酸根、磷酸、磷酸根、膦酸根取代，其中的任何一个可以再与之结合形成结构上更延伸的取代基，并且它们中的任何一个或全部可以是未被保护的或根据需要被保护起来的，正如本领域技术人员所知的那样和Greene等在Protective Groups in Organic Synthesis，John Wiley和Sons，2ndEdition(1991)一书中所讲的那样。

术语“酰基”包括羧酸酯，其酯基的非羰基的部分可以是直链、支链或环烷基或低级烷基、烷氧基烷基包括甲氧基甲基、芳烷基包括苯甲基、芳氧基烷基如苯氧基甲基、芳基包括任选被卤素、C₁-C₄烷基或C₁-C₄烷氧基取代的苯基、磺酸酯如烷基或芳烷基磺酰基包括甲基磺酰基、单-、二-或三-磷酸酯、三苯甲基或单甲氧三苯甲基、取代的苯基、三烷基硅烷基例如二甲基-叔丁基硅烷基或二苯基甲基硅烷基。酯中的芳基优选含有苯基。术语“低级酰基”指酰基，其中非碳部分是低级烷基。

术语“氨基酸”指任何天然发生的或合成的α、β、γ或δ氨基酸，可列出一个非限定性单子，包括丙氨酰、缬氨酰、亮氨酰、异亮氨酰、脯氨酰、苯丙氨酰、色氨酰、甲硫氨酰、甘氨酰、丝氨酰、苏氨酰、半胱氨酰、酪氨酰、天冬酰胺酰(asparaginyl)、谷氨酰胺酰(glutaminyl)、天冬氨酰(aspartoyl)、谷氨酰(glutaroyl)、赖氨酰、精氨酰、组氨酰、β-丙氨酰、β-缬氨酰、β-亮氨酰、β-异亮氨酰、β-脯氨酰、β-苯丙氨酰、β-色氨酰、β-甲硫氨酰、β-甘氨酰、β-丝氨酰、β-苏氨酰、β-半胱氨酰、β-酪氨酰、β-天冬酰胺酰、β-谷氨酰胺酰、β-天冬氨酰、β-谷氨酰、β-赖氨酰、β-精氨酰和β-组氨酰。

术语“杂芳”或“杂芳基”在这里包括在一个芳香环上含有至少一个硫、氧、氮或磷原子的芳香族化合物。

术语“杂环”包括在环上含有至少一个杂原子例如氧、氮、硫或磷的非芳香性环基团。

在这里公开的构成核苷的杂芳、杂环、天然的或非天然的碱基，也称核苷碱基的非限定性例子包括腺嘌呤基、鸟嘌呤基、胸腺嘧啶基、胞嘧啶基、尿嘧啶基、吡啶基、吡咯并-吡啶基、吡唑并-吡啶基、吡咯并间二氮苯基、吡唑并-间二氮苯基、间二氮苯基、呋喃基、噻吩基、异噻唑基、咪唑基、四唑基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、苯并呋喃基、苯并苯硫基、喹啉基、异喹啉基、苯并噻吩基、异苯并呋喃基、吡唑基、吲哚基、异吲哚基、苯并咪唑基、嘌呤基、咔唑基、噁唑基、噻唑基、异噻唑基、1，2，4-噻二唑基、异噁唑基、吡咯基、喹唑啉基、喹喔啉基、噌啉基、2，3-二氮杂萘基、黄嘌呤基、次黄嘌呤基、苯硫基、1，2，3-三唑基、1，2，4-三唑基、四唑基、哒嗪基、蝶啶基、氮丙啶基、1，2，3-噁二唑基、任何噻嗪基、任何三嗪基、噻嗪酮、三嗪酮、哌啶基、哌嗪基、吡咯烷基、氧杂氮杂环丙烷基、吩嗪基、吩噻嗪基、吗啉基、硫代吗啉基、5-氮杂胞苷基、5-氮杂尿嘧啶基、三唑并吡啶基、咪唑并吡啶基、吡咯并嘧啶基、吡唑并嘧啶基、苯甲基嘌呤基、咪唑并-吡啶基、咪唑并嘧啶基、咪唑并吡嗪基、咪唑并哒嗪基、咪唑烷基、咪唑烷-二基、哒嗪基、三唑并吡啶基、咪唑并吡啶基和咪唑并三嗪基，它们中的全部可以是未取代的或被一个或多个取代基团取代。

特别是，杂芳、杂环、天然的或非天然的碱基，也称核苷碱基，包括嘧啶和嘌呤，碱基包括但不限于腺嘌呤、N⁶-烷基嘌呤、N⁶-酰基嘌呤(这里酰基为C(O)(烷基、芳基、烷芳基、或芳烷基)、N⁶-苯甲基嘌呤、N⁶-卤代嘌呤、N⁶-乙烯基嘌呤、N⁶-乙炔嘌呤、N⁶-酰基嘌呤、N⁶-羟烷基嘌呤、N⁶-硫代烷基嘌呤、N²-烷基嘌呤、v-烷基-6-硫代嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶、5-氟胞嘧啶、5-甲基-胞嘧啶、6-氮杂嘧啶包括6-氮杂胞嘧啶、2-和/或4-巯基嘧啶、尿嘧啶、5-卤代尿嘧啶包括5-氟尿嘧啶、C⁵-烷基嘧啶、C⁵-苯甲基嘧啶、C⁵-卤代嘧啶、C⁵-乙烯基嘧啶、C⁵-乙炔嘧啶、C⁵-乙酰嘧啶、C⁵-羟烷基嘌呤、C⁵-酰氨基嘧啶、C⁵-氰基嘧啶、C⁵-硝基嘧啶、C⁵-氨基嘧啶、N²-烷基嘌呤、N²-烷基-6-硫代嘌呤、5-氮杂胞苷基、5-氮杂尿嘧啶基、三唑并吡啶基、咪唑并吡啶基、吡咯并嘧啶基和吡比唑并-嘧啶基。嘌呤碱基具体地包括但不限于鸟嘌呤、腺嘌呤、次黄嘌呤、2，6-二氨基嘌呤和6-氯嘌呤。碱基上的氧和氮官能团可根据需要或期望被保护起来。合适的保护基团为那些本领域技术人员所熟知，它们包括三甲基硅烷基、二甲基己基硅烷基、叔丁基二甲基硅烷基和叔丁基二苯基硅烷基、三苯甲基、烷基和酰基例如乙酰基和丙酰基、甲磺酰基和对甲苯磺酰基。可选择性的，嘧啶、嘌呤、杂芳香碱基或杂环碱基可任选被取代而形成一个有活性的，在体内能被切割的前药。适当的取代基包括酰基，胺或环丙基(如2-氨基，2，6-二氨基或环丙基鸟苷)。

杂环可任选被任何对化合物的所需性状无不良影响的分子或基团取代，例如被一个或多个分子片段，如烷基、卤素、卤代烷基、羟基、羧基、酰基、酰氧基、硝基、氰基、磺酸、硫醇、亚胺、磺酰基、硫烷基、亚磺酰基、氨磺酰基、酯、羧酸、酰胺、膦酰基、氧膦基、磷酰基、膦、硫酯、硫醚、酰基卤、酐、肟、肼、氨基甲酸根、膦酸、膦酸根或其他可行且不抑制化合物的药学活性的官能团取代。它们可是未被保护的，也可是根据需要保护起来的，正如本领域技术人员所知，例如，如Greene等在 Protective Groups in Organic Synthesis，John Wiley和Sons，Second Edition，1991一书中所讲的那样。

杂芳基团可任选取代如以上描述的“芳基”。它可以为部分氢化的，任何作为杂芳部分上的取代基的官能团可根据需要和愿望被保护起来。合适的保护基团为那些本领域技术人员所熟知，它们包括例如三甲基硅烷基、二甲基己基硅烷基、叔丁基二苯基硅烷基、三苯甲基、被取代的三苯甲基、烷基和酰基如乙酰基和丙酰基、甲磺酰和对甲苯磺酰基。

术语“路易斯酸”指在此处描述的反应中适当发挥功能的、为电子受体的任何基团，如弗瑞德·克来福特催化剂。正如在这里所用，术语“路易斯酸”和“弗瑞德·克来福特催化剂”包含金属和过渡金属卤化物，如TiCl₄，和非金属卤化物，如BF₃。在较为流行使用的路易斯酸中有SnCl₄、TiCl₄、CuI、ZnCl₂，AlCl₃和SbCl₅和BF₃-醚合物。

这里所用的术语“保护”，除非特别指明，指一个基团，被加到氧、氮、磷原子或其他杂原子上以防止它发生进一步反应或其他目的。大量的氧、氮和磷的保护性基团为那些有机合成领域技术人员所熟知，例如Greene等在 Protective Groups in Organic Synthesis，John Wiley和Sons，Second Edition，1991一书中提到的那些基团。

术语“氨基酸”指任何天然发生的或合成的α、β、γ或δ氨基酸，包括但不限于丙氨酰、缬氨酰、亮氨酰、异亮氨酰、脯氨酰、苯丙氨酰、色氨酰、甲硫氨酰、甘氨酰、丝氨酰、苏氨酰、半胱氨酰、酪氨酰、天冬酰胺酰、谷氨酰胺酰、天冬氨酰、谷氨酰、赖氨酰、精氨酰、组氨酰、β-丙氨酰、β-缬氨酰、β-亮氨酰、β-异亮氨酰、β-脯氨酰、β-苯丙氨酰、β-色氨酰、β-甲硫氨酰、β-甘氨酰、β-丝氨酰、β-苏氨酰、β-半胱氨酰、β-酪氨酰、β-天冬酰胺酰、β-谷氨酰胺酰、β-天冬氨酰、β-谷氨酰、β-赖氨酰、β-精氨酰和β-组氨酰。

术语“分离的”指核苷组合物含85％(重量)、95％(重量)、98％(重量)、100％(重量)的该核苷，或至少85％-90％(重量)、优选为95％-98％(重量)、甚至更优选为99％-100％(重量)的该核苷，其余为其他化学物质或对映体。

这里所用的术语“基本无”和/或“基本不存在”指核苷组合物至少含85-90％(重量)、优选为95-98％(重量)、甚至99-100％(重量)的该核苷的指明的对映体。在一个实施方案中，用例选的方法制备的产物基本无对映体，尤其是无α端基异构体。

应该明白，以上列出的基团的所有可能的立体异构体和互变异构体都包括在其中，除非一个特殊的立体化学构型在内容中被特别指出。例如，“1-甲基-丁基”存在着(R)和(S)两种构型，由此，(R)型“1-甲基-丁基”和(S)型“1-甲基-丁基”两种构型都被这里所用的术语“1-甲基-丁基”涵盖，除非另有特别指明。一些生物化合物基于其在1’和4’位上的碳原子周围的立体化学，被指定为(D)或(L)构型而不是(R)或(S)构型，例如，甘氨酸存在有(D)和(L)构型，由此，D型甘氨酸和L型甘氨酸都被这里所用的术语甘氨酸涵盖，除非另有特别指出。

这里描述的方法不限于此处例举的核苷碱基、被保护的糖或试剂的使用。合适的可选择的试剂也可替代上述试剂使用，例如，对甲苯甲酰基(p-Tol)、苯甲酰基、乙酰基、苯甲基、对甲氧苯甲基、甲氧甲基(MOM)、丁氧基碳基(BOC)、叔丁基二甲硅烷基(TBDMS)或三异丙基硅烷基(TIPS)、或任何取代或未取代的硅烷基、取代或未取代的醚基团如C-O-芳烷基、C-O-烷基或C-O-芳基、取代或未取代的脂肪族基团，如含有直链或支链的烷基部分的酰基或乙酰基，或任何对反应物、试剂和条件没有负面影响的这样的基团，正如Greene等在Protective Groups in Organic Synthesis.John Wiley和Sons，2ndEdition(1991)描述的，可以被用于OH保护基团而取代邻甲苯甲酰基(o-Tol)。路易斯酸TiCl₄可以被其他的路易斯酸取代，例如四氯化锡(SnCl₄)、三氟化硼(BF₃)或三氯化铝(AlCl₃)。双(三甲基硅烷基)乙酰胺(BSA)可以被六甲基二硅烷基胺(HMDS)替代作为硅烷化剂。糖上的氯可被其他任何其他卤素替代，甲醇中的甲氧化钠作为去保护剂可被乙醇溶剂中其他的醇盐或氨替代。同样，当二氯甲烷(DCM)作为优选溶剂时，其他氯化溶剂如氯仿或二氯乙烷也可代替它使用，4-氢呋喃(THF)和乙腈也可使用，但后二者被发现使用后得到的想要的异构体产物的产率较低。

在一个可选步骤里，TEA(三乙胺)可被二异丙基乙胺、N-乙基吗啉或任何脂肪族叔胺取代；DMF(二甲基甲酰胺)可以被任何极性溶剂取代，如DMSO(二甲亚枫)，但DMF基于其使用方便和易于从反应混合物中去除为优选溶剂；CDI可以被任何可促成偶联的试剂替代，包括但不限于使Mitsunobu试剂(如偶氮二甲酸二异丙基酯和偶氮二甲酸二乙酯)与三苯基膦或碳二亚胺而不是与羰基二咪唑偶联的试剂。

以下的非限定性的实施例对本发明作了进一步阐明，这些列举在此旨在帮助人们了解本发明的实施例是对本发明的方法和产物的阐明，而不是也不应该解释为以任何方式限制权利要求中提出的本发明。例如，相同的、类似的或合适的溶剂、试剂或反应条件可以取代这里描述的特殊溶剂、试剂和/或反应条件，而不会偏离本发明的精神和超越本发明的范围。

实施例

¹H NMR谱数据由一台Bruker 400 AMX核磁共振仪以TMS为内标在400MHz记录，化学位移(δ)被记录为百万分之一(ppm)，信号被记录为s(单峰)、d(双重峰)、t(三重峰)、q(四重峰)、m(多重峰)或br(宽峰)。TCL在从Analtech Co.购得的Uniplates(硅胶)上进行。HPLC检测使用了配备有Waters 2996光二极管阵列检测器的Waters2695HPLC系统，软件Millennium32被用于系统控制、数据获取和处理。

实施例1

1.A.：3′，5′-二-O-甲苯甲酰基-2′-脱氧-β-L-胞苷的合成

在一个配有回流冷凝器、磁力搅拌器和一个氩入口接管的25ml三颈园底烧瓶中，将N⁴-苯甲酰胞嘧啶(538mg，2.5mmol)悬于无水二氯甲烷(12.5ml)，在20℃温度和氩气下搅拌该混悬液并一次性加入N，O-二-(三甲基甲硅烷基)-乙酰胺(0.92ml，3.8mmol)，在回流条件下继续搅拌该混悬液2小时，然后将其冷却至-5℃并一次性加入1-α-氯-3，5-二-O-甲苯甲酰基-2-脱氧-L-呋喃核糖(388.8mg，1.0mmol)，继之加入氯化钛(IV)(1.1mL，10mmol.)，40分钟后，取出一部分反应混合物，加入饱和的碳酸氢钠水溶液猝灭反应，并用二氯甲烷提取水层。该二氯甲烷层经HPLC分析，提示其端基异构体比率为α∶β＝1∶5.62。将该反应混合物加热到20℃并在此温度下搅拌2小时。反应物被到入60ml二氯甲烷中，再加入饱和的碳酸氢钠水溶液(40ml，水层的pH值接近8.0)猝灭反应。反应物用celite垫过滤，用二氯甲烷洗涤celite垫(3×20ml)，将过滤液转移到一个分液漏斗，各层被分开。有机层用去离子水洗涤(2×20ml)并经无水硫酸钠干燥。减压去除溶剂，获得的残留物进一步于抽真空条件下干燥，得到510mg粗品，经HPLC分析其中β-端基异构体含量为80.6％。用叔丁基甲基醚/乙腈溶液(3∶7，10ml)对混合物进行研制，得到230mg(40％)所需的β-端基异构的体类白色固体，纯度达98.0％(HPLC)，该产品中仅含0.7％的α端基异构体。

1.B：2’-脱氧-β-L-胞苷(β-LdC)的合成

甲氧化钠(11.7mg，0.22mmol)被加入化合物1(367.8mg，0.65mmol)的甲醇溶液(5ml)中，50℃搅拌1小时，TLC(硅胶，15％甲醇含于二氯甲烷中)提示反应完成。在减压条件下去除甲醇，加入乙醇(5mL)，蒸发该混和物至干燥。剩余物在20℃温度下于3mL乙醇中搅拌一小时。过滤收集产品，用乙醇(2mL)洗涤过滤得到的滤饼，再用叔丁基甲基酯(2×3ml)洗涤，并抽真空干燥，最后可得到96.0mg(65％)的所需产品，纯度可达98.8％(HPLC)。¹H NMR谱为(DMSO)δppm 8.22和8.00(2br s，2H，NH2)，7.98(d，1H，H-6，J＝7.59Hz)，6.12(t，1H，H-1′，J＝6.5Hz和J＝7.6Hz)，5.89(d，1H，H-5，J＝7.59Hz)，5.3(br s，1H，OH-3′)，5.1(br s，1H，OH-5′)，4.2(m，1H，H-3′)，3，80(q，1H，H-4′，J＝3.6Hz和J＝6.9Hz)，3.6-3.5(m，2H，H-5′，H-5″)，2.2-2.0(m，2H，H-2′，H-2″)。

Claims

1.一种工业规模的制备β-L-2′-脱氧核苷或其药学上可接受的盐或前药的方法，包括：

(a)使任选被保护的核苷碱基与硅烷化试剂反应，任选在催化剂存在的条件下，生成硅烷化核苷碱基；

(b)使该硅烷化的核苷碱基与被保护的1-卤代-2-脱氧-L-糖在有路易斯酸存在的条件下反应，生成任选被保护的核苷；

(c)如果需要，使任选被保护的核苷与去保护剂反应，生成β-L-2′-脱氧核苷。

2.权利要求1中的方法，其中最后的核苷产物中α∶β端基异构体的比率为约1∶5或1∶6。

3.权利要求1中的方法，其中1-卤代-2-脱氧-L-糖为1-氯-2-脱氧-L-糖。

4.权利要求1中的方法，其中1-卤代-2-脱氧-L-糖为α-1-卤代-2-脱氧-L-糖。

5.权利要求4中的方法，其中α-1-卤代-2-脱氧-L-糖为α-1-氯-2-脱氧-L-糖。

6.权利要求1中的方法，其中路易斯酸为弗瑞德·克来福特催化剂。

7.权利要求1中的方法，其中去保护剂为在醇溶剂里的醇盐或氨。

8.一种工业规模的制备2′-脱氧-β-L-胞苷或其药学上可接受的盐或前药的方法，包括：

(a)使任选被保护的胞嘧啶与硅烷化试剂反应，任选在有催化剂存在的条件下，生成硅烷化胞嘧啶；

(b)使该硅烷化的核苷碱基与被保护的1-卤代-2-脱氧-L-呋喃核糖在路易斯酸存在的条件下反应，生成任选被保护的2′-脱氧-β-L-胞苷；

(c)如果需要，使任选被保护的核苷与去保护剂反应，生成β-L-2′-脱氧胞苷。

9.权利要求8中的方法，其中最后的核苷产物中α∶β端基异构体的比率为约1∶5或1∶6。

10.权利要求8中的方法，其中1-卤代-2-脱氧-L-呋喃核糖为1-氯-2-脱氧-L-呋喃核糖。

11.权利要求8中的方法，其中1-卤代-2-脱氧-L-呋喃核糖为α-1-卤代-2-脱氧-L-呋喃核糖。

12.权利要求11中的方法，其中α-1-卤代-2-脱氧-L-呋喃核糖为α-1-氯-2-脱氧-L-呋喃核糖。

13.权利要求8中的方法，其中路易斯酸为弗瑞德·克来福特催化剂。

14.权利要求13中的方法，其中弗瑞德·克来福特催化剂为TiCl₄。

15.权利要求8中的方法，进一步包括用氨基酸在3’位直接酯化2′-脱氧-β-L-胞苷生成2′-脱氧-β-L-胞苷的前药。

16.一种工业规模的制备2′-脱氧-β-L-胞苷或其药学上可接受的盐或前药的方法，包括：

(a)使N⁴-苯甲酰胞嘧啶与硅烷化剂反应，生成硅烷化N⁴-苯甲酰胞嘧啶；

(b)任选在路易斯酸存在的条件下，将1-α-氯-3，5-二-O-甲苯甲酰基-2-脱氧-L-呋喃核糖加入到硅烷化N⁴-苯甲酰胞嘧啶中，生成3′，5′-二-O-甲苯甲酰基-2′-脱氧-β-L-胞苷；

(c)用本领域所知的方法将3′，5′-二-O-甲苯甲酰基-2′-脱氧-β-L-胞苷去保护。

17.权利要求16中的方法，其中最后的核苷产物中α∶β端基异构体的比率为约1∶5或1∶6。

18.权利要求16中的方法，其中硅烷化剂为N，O-二-(三甲基甲硅烷基)-乙酰胺。

19.权利要求16中的方法，其中路易斯酸为弗瑞德·克来福特催化剂。

20.权利要求19中的方法，其中弗瑞德·克来福特催化剂为TiCl₄。

21.权利要求16中的方法，其中反应在二氯甲烷中进行。

22.权利要求16中的方法，其中3′，5′-二-O-甲苯甲酰基-2′-脱氧-β-L-胞苷的去保护用甲醇中的甲醇钠来完成。

23.权利要求16中的方法，进一步包括用氨基酸在3’位直接酯化2′-脱氧-β-L-胞苷生成2′-脱氧-β-L-胞苷的前药。