ES2232169T3 - Procedimiento de fabricacion de nucleosidos de 1,3-oxatiolano. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para preparar 2-[R¿C(O)OCH2]-1, 3- oxatiolanilo-5-ona mediante reacción directa de un acetal de la fórmula (R¿O)2CHR en la que R es -(CH2-O-C(O)R¿), y R¿ es independientemente alquilo, arilo, heteroarilo, heterocíclico, alcarilo, alquilheteroarilo, alquilheterocíclico o aralquilo, con ácido mercaptoacético en un disolvente orgánico, en presencia de un ácido prótico o de Lewis.

Description

Procedimiento de fabricación de nucleósidos de 1,3-oxatiolano.

La presente solicitud se sitúa en el área de los procedimientos para la fabricación de nucleósidos de 1,3-oxatiolano y reivindica prioridad sobre las solicitudes provisionales de EE.UU. n^{os} 60/096.214, presentada el 12 de agosto de 1998, y 60/122.841, presentada el 3 de marzo de 1999.

Antecedentes de la invención

El éxito de varios nucleósidos sintéticos como AZT, D4T, DDI y DDC en la inhibición de la replicación de VIH in vivo o in vitro llevó a los investigadores a finales de los años 1980 a diseñar y ensayar nucleósidos que sustituyen un heteroátomo por el átomo de carbono de la posición 3' del nucleósido. Norbeck y col. desvelaron que (\pm)-1-[cis-(2,4)-2-(hidroximetil)-4-dioxolanil]timina (referido como (\pm)-dioxolano-T) muestra una modesta actividad frente a VIH (CE_{50} de 20 \muM en células ATH8), y no es tóxico para células de control no infectadas a una concentración de 200 \muM. Tetrahedron Letters 30 (46), 6246, (1989). La Publicación de Solicitud de Patente Europea nº 337.713 y la patente de EE.UU. nº 5.041.449, concedidas a BioChem Pharma, Inc., desvelan 1,3-dioxolanos sustituidos en 2 sustituidos en 4 racémicos que muestran actividad antiviral. Los documentos de solicitud PCT publicada PCT US91/09124 y PCT US93/08044 desvelan nucleósidos de \beta-D-1,3-dioxolanilo aislados para el tratamiento de infección por VIH. El documento WO 94/09793 desvela el uso de nucleósidos de \beta-D-1,3-dioxolanilo aislados para el tratamiento de infección por VHB.

El documento publicado PCT US95/11464 desvela que (-)-(2S,4S)-1-(2-hidroximetil-1,3-dioxolan-4-il)citosina es útil en el tratamiento de tumores y otra proliferación celular anormal.

La patente de EE.UU. nº 5.047.407 y la Publicación de Solicitud de Patente Europea nº 0.382.526, concedidas también a BioChem Pharma, Inc., desvelan que una serie de nucleósidos de 1,3-oxatiolano sustituidos en 2 sustituidos en 5 racémicos tienen actividad antiviral, e informan específicamente de que la mezcla racémica de 2-hidroximetil-5-(citosin-1-il)-1,3-oxatiolano (referido en lo sucesivo como BCH-189) tiene aproximadamente la misma actividad frente a VIH que AZT, con menor toxicidad. El (-)-enantiómero de BCH-189 (patente de EE.UU. nº 5.539.116 de Liotta y col.), conocido como 3TC, se vende hoy comercialmente para el tratamiento de VIH en seres humanos en los Estados Unidos. Véase también documento EP-513.200-B1.

Se ha desvelado también que cis-2-hidroximetil-5-(5-fluorocitosin-1-il)-1,3-oxatiolano ("FTC") tiene una potente actividad VIH. Véase Schinazi y col., "Selective Inhibition of Human Immunodeficiency viruses by Racemates and Enantiomers of cis-5-Fluoro-1-[2-(Hydroxymethyl)-1,3-Oxathiolane-5-yl]Cytosine" Antimicrobial Agents and Chemotherapy, noviembre de 1992, páginas 2423-2431. Véase también patentes de EE.UU. n^{os} 5.814.639; 5.914.331; 5.210.085; patente de EE.UU. nº 5.204.466, documentos WO 91/11186 y WO 92/14743.

Debido a la importancia comercial de los nucleósidos de 1,3-oxatiolano, se ha descrito una serie de procedimientos para su producción en patentes y en la bibliografía científica. Durante el diseño del procedimiento deben considerarse tres aspectos clave de la síntesis. Primero, el esquema de reacción debe proporcionar una ruta eficaz a la estructura de anillo de 1,3-oxatiolano, preferentemente, con grupos sustituyentes in situ para su uso en reacciones posteriores. Segundo, el esquema de reacción debe proporcionar un medio eficaz para condensar el anillo de 1,3-oxatiolano con una base protegida adecuadamente, que, en el caso de 3TC, es citosina, y en el caso de FTC es 5-fluorocitosina. Tercero, la reacción debe ser estereoselectiva, es decir, debe proporcionar el enantiómero de elección. Los sustituyentes en los carbonos quirales (la base purínica o pirimidínica especificada (referida como el sustituyente C5)) y CH_{2}OH (referido como el sustituyente C2) de los nucleósidos de 1,3-oxatiolano pueden ser cis (en el mismo lado) o trans (en lados opuestos) con respecto al sistema de anillos de oxatiolano. Tanto los racematos cis como trans constan de un par de isómeros ópticos. En consecuencia, cada compuesto tiene cuatro isómeros ópticos individuales. Los cuatro isómeros ópticos están representados por las siguientes configuraciones (cuando orientan la fracción de oxatiolano en un plano horizontal de tal manera que la fracción -S-CH_{2} está detrás): (1) cis (también referido como \beta), con ambos grupos "arriba", que la configuración L-cis de ocurrencia natural; (2) cis, con ambos grupos "abajo", que es la configuración \beta-cis de ocurrencia no natural; (3) trans (también referido como configuración \alpha) con el sustituyente C2 "arriba" y el sustituyente C5 "abajo"; y (4) trans con el sustituyente C2 "abajo" y el sustituyente C5 "arriba". Los dos enantiómeros cis en conjunto se refieren como mezcla racémica de \beta-enantiómeros, y los dos enantiómeros trans se refieren como mezcla racémica de \alpha-enantiómeros. En general, es bastante estándar ser capaz de separar el par de isómeros ópticos racémicos cis del par de isómeros ópticos racémicos trans. Es un reto significativamente más difícil separar u obtener por otros medios los enantiómeros individuales de la configuración cis. Para 3TC y FTC, la configuración estereoquímica deseada es el isómero \beta-L.

Rutas para producir el anillo de 1,3-oxatiolano

El esquema de numeración del anillo de 1,3-oxatiolano es el que se ofrece a continuación:

1

Kraus y col. ("Synthesis of New 2,5-Disubstituted 1,3-Oxanthiolanes. Intermediates in Nucleoside Chemistry", Synthesis, páginas 1046-1048 (1991)) describen los problemas asociados con la reacción de un aldehído de un glioxilato o ácido glicólico con ácido mercaptoacético en tolueno en presencia de ácido p-toluensulfónico. Kraus observa que un requisito para el éxito de esta reacción es que los derivados glicólicos que existen en la forma hidrato se conviertan en el aldehído libre por eliminación azeotrópica de agua con tolueno antes de ciclocondensación. Por consiguiente, para completar la reducción de las funciones lactona y ácido carboxílico, han de emplearse diferentes reactivos reductores catalíticos. La reducción con borhidrato de sodio fracasó, y el complejo borano-sulfuro metílico (BMS) fue capaz de reducir sólo la función ácido carboxílico. Cuando se elevó la temperatura, o se usó un gran exceso de BMS, se produjo la apertura del anillo, lo que condujo a un material polimérico. La reducción de la 2-carboxi-1,3-oxatiolan-5-ona con hidruro de bis(2-metoxietoxi)aluminio sódico en tolueno dio una mezcla de productos. El hidruro de estaño tributílico no produjo reducción. Por último, cuando se llevó a cabo la reducción en las lactonas protegidas, no fue posible aislar el compuesto deseado, con independencia de las condiciones reductoras catalíticas.

Debido a las dificultades, Kraus y col. propusieron una reacción que implicaba la ciclocondensación de glioxilatos anhidros con 2-mercaptoacetaldehído dietil acetal en reflujo en tolueno para producir derivados de 5-etoxi-1,3-oxatiolano que podrían reducirse con BMS para dar el correspondiente 2-hidroximetil-1,3-oxatiolano en un rendimiento del 50%, que después de benzoilación proporcionó una mezcla de 2-benzoiloximetil-5-etoxi-1,3-oxatiolano cis y trans. Este procedimiento se describe también en la patente de EE.UU. nº 5.047.407.

La patente de EE.UU. nº 5.248.776 desvela un procedimiento para la producción de nucleósidos de \beta-L-1,3-oxatiolano enantioméricamente puros a partir de 1,6-tioanhidrido-L-gulosa.

La patente de EE.UU. nº 5.204.446 desvela una ruta para preparar el anillo de 1,3-oxatiolano a través de la reacción de ácido mercaptoacético (ácido tioglicólico) con un glicolaldehído para formar 2-(R-oxi)-metil-5-oxo-1,3-oxatiolano.

La patente de EE.UU. nº 5.466.806 describe un proceso para preparar un 2-hidroximetil-5-hidroxi-1,3-oxatiolano a través de la reacción del dímero de mercaptoacetaldehído con un compuesto de la fórmula R_{w}OCH_{2}CHO en condiciones neutras o básicas, en la que R_{w} es un grupo protector de hidroxilo. Véase también McIntosh y col., "2-Mercaptoaldehyde dimers and 2,5-dihydrothiophenes from 1,2-oxathiolan-5-ones", Can. J. Chem. Vol 61, 1872-1875 (1983).

Belleau y col. desvelaron un procedimiento para preparar un nucleósido de 1,3-dioxolano a través de la degradación oxidativa de ácido L-ascórbico. Belleau y col., "Oxidative Degradation of L-ascorbic Acid Acetals to 2',3'-Dideoxy-3'-Oxaribofuranosides. Synthesis of Enantiomerically Pure 2',3'-Dideoxy-3'-Oxacytidine Stereoisomers as Potential Antiviral Agents", Tetrahedron Letters, vol. 33, nº 46, 6949-6952 (1992).

La patente de EE.UU. nº 5.204.466 desvela la preparación de un anillo de 1,3-oxatiolano a través de ozonólisis de un éster o éter alílico que tiene la fórmula CH_{2}=CHCH_{2}OR, en la que R es un grupo protector, para formar un glicoaldehído que tiene la fórmula OHCCH_{2}OR, y añadiendo ácido tioglicólico al glicoaldehído para formar una lactona de fórmula 2-(R-oxi)-metil-5-oxo-1,3-oxatiolano.

Rutas para condensar el 1,3-oxatiolano con la base protegida

La patente de EE.UU. nº 5.204.466 desvela un procedimiento para condensar un 1,3-oxatiolano con una base pirimidínica protegida usando cloruro de estaño como ácido de Lewis, que proporciona virtualmente \beta-estereoselectividad completa. Véase también Choi y col., "In Situ Complexation Directs the Stereochemistry of N-Glycosylation in the synthesis of Oxathiolanyl and Dioxolanyl Nucleoside Analogues", J. Am. Chem. Soc. 1991, 213, 9377-9379. El uso de cloruro de estaño crea residuos no deseables y productos secundarios durante la reacción que son difíciles de eliminar.

Una serie de patentes de EE.UU. desvelan un procedimiento para la preparación de nucleósidos de 1,3-oxatiolano a través de la condensación de un producto intermedio de 1,3-oxatiolano que tiene un éster quiral en la posición 2 del anillo, con una base protegida en presencia de un ácido de Lewis basado en silicio. El éster en la posición 2 debe entonces reducirse al grupo hidroximetilo correspondiente para proporcionar el producto final. Véanse patentes de EE.UU. n^{os} 5.663.320; 5.864.164; 5.693.787; 5.696.254; 5.744.596; y 5.756.706.

La patente de EE.UU. nº 5.763.606 desvela un procedimiento para producir predominantemente nucleósidos de 1,3-oxatiolano de ácido tiocarboxílico o cis-2-carboxílico que incluye acoplamiento de una base purínica o pirimidínica previamente sililada deseada con un producto intermedio bicíclico en presencia de un ácido de Lewis.

La patente de EE.UU. nº 5.272.151 describe un procedimiento para la preparación de nucleósidos de 1,3-dioxolano que incluye la reacción de un 1,3-dioxolano-2-O-protegido-5-O-acilado con una base purínica o pirimidínica protegida con oxígeno o nitrógeno en presencia de un catalizador de titanio.

Choi y col., "In Situ Complexation Directs the Stereochemistry of N-Glycosylation in the synthesis of Oxathiolanyl and Dioxolanyl Nucleoside Analogues", J. Am. Chem. Soc. 1991, 213, 9377-9379, informaron de que no se produce acoplamiento del 1,3-oxatiolano con base pirimidínica protegida con HgCl_{2}, Et_{2}AlCl o TiCl_{2}(O-isopropilo)_{2} (véase nota 2). Choi informó también de que la reacción entre acetatos de 1,3-oxatiolano anoméricos con citosina sililada y virtualmente cualquier otro ácido de Lewis común distinto de cloruro de estaño dieron como resultado la formación de mezclas inseparables de anómeros N-glicosilados.

La patente de EE.UU. nº 5.922.867 desvela un procedimiento para preparar un nucleósido de dioxolano que incluye la glicosilación de una base purínica o pirimidínica con el oximetil-4-halo-1,3-dioxolano protegido en 2.

Rutas para proporcionar el nucleósido de 1,3-oxatiolano en la estereoconfiguración deseada

La patente de EE.UU. nº 5.728.575 reivindica el procedimiento para obtener 3TC y FTC a través de resolución enzimática del nucleósido racémico protegido en 5'-acilo usando esterasa de hígado de cerdo, lipasa pancreática porcina o subtilisina. La patente de EE.UU. nº 5.539.116 reivindica 3TC, el producto del procedimiento de resolución de la patente nº 5.728.575.

La patente de EE.UU. nº 5.827.727 concedida a Liotta reivindica el procedimiento para obtener 3TC y FTC a través de desaminación estereoselectiva que usa citidina desaminasa.

La patente de EE.UU. nº 5.892.025 concedida a Liotta y col. reivindica un procedimiento para la resolución de la combinación de los enantiómeros de cis-FTC pasando el cis-FTC a través de una columna quiral de \beta-ciclodex-
trina.

La patente de EE.UU. nº 5.663.320 reivindica un procedimiento para producir un producto intermedio de 1,3-oxatiolano quiral que incluye la resolución del producto intermedio racémico con un auxiliar quiral.

A la vista de la importancia de los nucleósidos de 1,3-oxatiolano en el tratamiento del virus de inmunodeficiencia humana y el virus de la hepatitis B, es un objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento para la producción de nucleósidos de 1,3-oxatiolano que puedan usarse a escala de fabricación.

Resumen de la invención

Se proporcionan procedimientos para la preparación de nucleósidos de 1,3-oxatiolano que incluyen procedimientos eficaces para la preparación del anillo de 1,3-oxatiolano y la posterior condensación del 1,3-oxatiolano con una base purínica o pirimidínica. Usando los procedimientos descritos en la presente memoria descriptiva, el compuesto puede proporcionarse como un enantiómero aislado.

Se ha descubierto que 2-[R'C(O)-OCH_{2}]-1,3-oxatiolanilo-5-ona puede prepararse en alto rendimiento mediante reacción directa de un acetal de la fórmula (R'O)_{2}CHR en la que R es -(CH_{2}-O-C(O)R'), y R' es independientemente alquilo, arilo, heteroarilo, heterocíclico, alcarilo, alquilheteroarilo o alquilheterocíclico, o aralquilo, con ácido mercaptoacético en un disolvente orgánico como, por ejemplo, acetonitrilo, en presencia de un ácido prótico o de Lewis en un disolvente orgánico con una cantidad mínima de agua. Alternativamente, puede usarse el precursor de dialdehído (OH)_{2}CHR o (R'O)(OH)CHR. También puede usarse el acetal como una mezcla de cualquiera entre hemiacetal, el monómero de acetal o productos de condensación superiores de los mismos. Al hacer reaccionar el ácido mercaptoacético directamente con el acetal, los productos secundarios se reducen, lo que aumenta la pureza del producto y el rendimiento de este material de partida. El acetal se produce convenientemente, por ejemplo, por reacción de un alcohol diéter con cloruro de n-butirilo.

(R'O)_{2}CHR puede prepararse por cualquier ruta apropiada y, por ejemplo, por (i) reacción de un compuesto de la fórmula OH-CH_{2}-CH=CH-CH_{2}OH con RC(O)Cl para formar RC(O)OCH_{2}C(H)=C(H)CH_{2}OC(O)R, que se ozoniza o se escinde por otro medio para formar el compuesto deseado, o (ii) reducción de (R'O)_{2}CHC(O)H para formar (R'O)_{2}
CHCH_{2}OH, que se hace reaccionar con ClC(O)R para formar el compuesto deseado.

En otra ruta alternativa, HC(O)CH_{2}OC(O)R' se hace reaccionar con ácido mercaptoacético para formar el anillo de 1,3-oxatiolano deseado. HC(O)CH_{2}OC(O)R' puede prepararse por cualquier ruta apropiada y, por ejemplo, por los procedimientos A y B ilustrados en la Figura 2.

El hidroximetil-1,3-oxatiolano con (grupo protector O) en 5 protegido en 2 o su derivado de 5-acetiloxi puede condensarse con una base purínica o pirimidínica sililada protegida, incluyendo citosina o 5-fluorocitosina, usando un ácido de Lewis como cloruro de estaño, (Cl)_{3}Ti(isopropóxido), triflato de trimetilsililo, yoduro de trimetilsililo u otro ácido de Lewis conocido para catalizar la condensación, incluidos aquellos ácidos de Lewis descritos en las patentes de EE.UU. n^{os} 5.663.320; 5.864.164; 5.693.787; 5.696.254; 5.744.596; y 5.756.706 para proporcionar el nucleósido correspondiente con una alta \beta-selectividad. Es sorprendente que (Cl)_{3}Ti(isopropóxido) sea útil como catalizador para la condensación del 1,3-oxatiolano con la base protegida, dado que se ha informado de que no se produce acoplamiento del 1,3-oxatiolano con base pirimidínica protegida con HgCl_{2}, Et_{2}AlCl o TiCl_{2}(O-isopropilo)_{2}.

En una forma de realización alternativa, el ácido glicólico sustituye al ácido mercaptoacético en presencia de un ácido de Lewis para formar el 1,3-dioxolano correspondiente, que puede condensarse con una base purínica o pirimidínica para proporcionar un nucleósido de 1,3-dioxolano. Se prefiere realizar la ciclocondensación de un acetal (o aldehído) con ácido glicólico en presencia de un ácido de Lewis como eterato dietílico de trifluoruro de boro en vez de un ácido prótico como ácido p-toluensulfónico.

Se ha descubierto también que puede producirse un nucleósido de 1,3-oxatiolano por: (i) preparación de oximetil-1,3-oxatiolano con halo en 5 protegido en 2; y (ii) reacción del oximetil-1,3-oxatiolano con halo en 5 protegido en 2 con una base purínica o pirimidínica protegida a baja temperatura, y preferentemente por debajo de 25ºC, y más preferentemente por debajo de 10ºC. Es sorprendente que la reacción de condensación pueda desarrollarse eficazmente sin la ayuda de un ácido de Lewis. En una forma de realización preferida, el halógeno de la posición 5 del oxatiolano es un sustituyente clorado. La reacción produce típicamente una mezcla de anómeros \beta y \alpha que deben separarse. El anómero \beta se produce típicamente en exceso con respecto al anómero \alpha. La separación de los anómeros \beta y \alpha puede realizarse por cualquier procedimiento conocido, incluidos cristalización fraccional, cromatografía (aquiral o quiral) o preparación y separación de derivados diastereoméricos. En una forma de realización, se clora un oximetil-1,3-oxatiolano acilado en 5 protegido en 2 a baja temperatura (por ejemplo, 0ºC), y después se condensa con una base protegida como 5-fluorocitosina o citosina, para producir una mezcla de diastereómeros (con el compuesto \beta típicamente en exceso sustancial). En otra forma de realización, se clora un oximetil-1,3-oxatiolano acilado en 5 protegido en 2 quiral y después se hace reaccionar con una base protegida. Puede usarse cualquier oximetil-1,3-oxatiolano acilado en 5 protegido en 2 que proporcione el producto deseado. Entre los ejemplos no limitativos de fracciones de acilo apropiadas se incluyen, sin limitarse a ellos, acetato, propionato, butirato, benzoato, p-metoxibenzoato y p-(t-butil)-benzoato. La reacción de halogenación puede realizarse en cualquier disolvente orgánico útil, incluidos tolueno, cloroformo, ácido acético, tetrahidrofurano, éter, benceno, etc. La relación anomérica de \alpha y \beta producidos en la reacción de condensación puede resultar afectada por el disolvente seleccionado para su uso en la reacción. Es posible ensayar fácilmente varios disolventes orgánicos para seleccionar el disolvente que proporcione el rendimiento óptimo del producto
deseado.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una ilustración de un procedimiento para la preparación de un nucleósido de 1,3-oxatiolano según la presente invención, que incluye la preparación de 2-[R'C(O)OCH_{2}]1,3-oxatiolanil-5-ona por reacción de un acetal de fórmula (R'O)_{2}CHR en la que R es -(CH_{2}-O-C(O)R') con ácido mercaptoacético.

La Figura 2 es una ilustración esquemática de cuatro procedimientos alternativos (A-D) para la preparación de un anillo de 1,3-oxatiolano según la presente invención.

La Figura 3 es una ilustración esquemática de la preparación de enantiómeros de nucleósido de 1,3-oxatiolano usando resolución pre y post-acoplamiento.

Descripción detallada de la invención

Se proporciona un procedimiento para la preparación de nucleósidos de 1,3-oxatiolano que incluye procedimientos eficaces para la preparación del anillo de 1,3-oxatiolano y la posterior condensación del 1,3-oxatiolano con una base purínica o pirimidínica.

Se ha descubierto que puede prepararse 2-[R'C(O)OCH_{2}O]-1,3-oxatiolanil-5-ona en alto rendimiento por reacción directa de un acetal de la fórmula (alquil-O)_{2}CHR, en la que R es -(CH_{2}-O-C(O)R'), y R' es alquilo, arilo, heteroarilo, alcarilo, alc-heteroarilo o aralquilo, con ácido mercaptoacético en presencia de un ácido prótico o de Lewis en un disolvente orgánico con una cantidad mínima de agua. El acetal puede usarse como una mezcla del hemiacetal, el monómero de acetal o productos de condensación superiores de los mismos. Mediante reacción directa del ácido mercaptoacético con el acetal, se reducen los productos secundarios, lo que aumenta la pureza del producto y el rendimiento de este material de partida.

El hidroximetil-1,3-oxatiolano con (grupo protector O) en 5 protegido en 2 o su derivado de 5-acetiloxi puede condensarse con una base purínica o pirimidínica sililada protegida, incluyendo citosina o 5-fluorocitosina, usando un ácido de Lewis como cloruro de estaño, (Cl)_{3}Ti(isopropóxido), triflato de trimetilsililo, yoduro de trimetilsililo u otro ácido de Lewis conocido para catalizar la condensación, incluidos aquellos ácidos de Lewis descritos en las patentes de EE.UU. n^{os} 5.663.320; 5.864.164; 5.693.787; 5.696.254; 5.744.596; y 5.756.706 para proporcionar el nucleósido correspondiente con una alta \beta-selectividad. Es sorprendente que (Cl)_{3}Ti(isopropóxido) sea útil como catalizador para la condensación del 1,3-oxatiolano con la base protegida, dado que se ha informado de que no se produce acoplamiento del 1,3-oxatiolano con base pirimidínica protegida con HgCl_{2}, Et_{2}AlCl o TiCl_{2}(O-isopropilo)_{2}.

En una forma de realización alternativa, el ácido glicólico sustituye al ácido mercaptoacético en presencia de un ácido de Lewis para formar el 1,3-dioxolano correspondiente, que puede condensarse con una base purínica o pirimidínica para proporcionar un nucleósido de 1,3-dioxolano. Se prefiere realizar la ciclocondensación de un acetal (o aldehído) con ácido glicólico en presencia de un ácido de Lewis como eterato dietílico de trifluoruro de boro en vez de un ácido prótico como ácido p-toluensulfónico.

Se ha descubierto también que puede producirse un nucleósido de 1,3-oxatiolano por: (i) preparación de oximetil-1,3-oxatiolano acilado en 5 protegido en 2; y (ii) reacción del oximetil-1,3-oxatiolano con halo en 5 protegido en 2 con una base purínica o pirimidínica protegida a baja temperatura, y preferentemente por debajo de 25ºC, y más preferentemente por debajo de 10ºC. Es sorprendente que la reacción de condensación pueda desarrollarse eficazmente sin la ayuda de un ácido de Lewis. En una forma de realización preferida, el halógeno de la posición 5 del oxatiolano es un sustituyente clorado. La reacción produce típicamente una mezcla de anómeros \beta y \alpha que deben separarse.

El anómero \beta se produce típicamente en exceso con respecto al anómero \alpha. La separación de los anómeros \beta y \alpha puede realizarse por cualquier procedimiento conocido, incluidos cristalización fraccional, cromatografía (aquiral o quiral) o preparación y separación de derivados diastereoméricos. En una forma de realización, se clora un oximetil-1,3-oxatiolano acilado en 5 protegido en 2 a baja temperatura (por ejemplo, 0ºC), y después se condensa con una base protegida como 5-fluorocitosina o citosina, para producir una mezcla de diastereómeros (con el compuesto \beta típicamente en exceso sustancial). En otra forma de realización, se clora un oximetil-1,3-oxatiolano acilado en 5 protegido en 2 quiral y después se hace reaccionar con una base protegida. Puede usarse cualquier oximetil-1,3-oxatiolano acilado en 5 protegido en 2 que proporcione el producto deseado. Entre los ejemplos no limitativos de fracciones de acilo apropiadas se incluyen, sin limitarse a ellos, acetato, propionato, butirato, benzoato, p-metoxibenzoato y p-(t-butil)-benzoato. La reacción de halogenación puede realizarse en cualquier disolvente orgánico útil, incluidos tolueno, cloroformo, ácido acético, tetrahidrofurano, éter, benceno, etc. La relación anomérica de \alpha y \beta producidos en la reacción de condensación puede resultar afectada por el disolvente seleccionado para su uso en la reacción. Es posible ensayar fácilmente varios disolventes orgánicos para seleccionar el disolvente que proporcione el rendimiento óptimo del producto deseado.

El oximetil-1,3-oxatiolano acilado en 5 protegido en 2 puede halogenarse para dar un derivado 5-cloro, 5-bromo o 5-yodo usando procedimientos conocidos.

Las fases estacionarias quirales para cromatografía quiral se describen en diversos textos, entre los que se incluye, por ejemplo, Stradi y col., Analytical Enantioseparations, Polysaccharides and their derivatives as chiral stationary phases. Perkin Elmer, 1992.

En lugar del grupo 5-acilo, puede usarse cualquier otro grupo saliente que pueda ser desplazado y sustituido por halógeno, y preferiblemente cloruro. Algunos ejemplos son alcoxi, alcoxicarbonilo, amido, azido e isocianato.

I. Definiciones

Según se usa en la presente memoria descriptiva, el término "enantiómero aislado" se refiere a una composición de nucleósido que incluye al menos aproximadamente un 95% a un 100%, o más preferentemente, más del 97% de un enantiómero único de dicho nucleósido.

El término base purínica o pirimidínica incluye, sin limitarse a ello, 6-alquilpurina y N^{6}-alquilpurinas, N^{6}-acilpurinas, N^{6}-bencilpurina, 6-halopurina, N^{6}-purina acetilénica, N^{6}-acilpurina, N^{6}-hidroxialquilpurina, 6-tioalquilpurina, N^{2}-alquilpurinas, N^{4}-alquilpirimidinas, N^{4}-acilpirimidinas, 4-halopirimidinas, N^{4}-pirimidinas acetilénicas, 4-amino y N^{4}-acil pirimidinas, 4-hidroxialquilpirimidinas, 4-tioalquilpirimidinas, timina, citosina, 6-azapirimidina, incluyendo 6-azacitosina, 2- y/o 4-mercaptopirimidina, uracilo, C^{5}-alquilpirimidinas, C^{5}-bencilpirimidinas, C^{5}-halopirimidinas, C^{5}-vinilpirimidina, C^{5}-pirimidina acetilénica, C^{5}-pirimidina acílica, C^{5}-hidroxialquilpurina, C^{5}-amidopirimidina, C^{5}-cianopirimidina, C^{5}-nitropirimidina, C^{5}-aminopirimidina, N^{2}-alquilpurinas, N^{2}-alquil-6-tiopurinas, 5-azacitidinilo, 5-azauracililo, triazolopiridinilo, imidazolopiridinilo, pirrolopirimidinilo y pirazolopirimidinilo. Los grupos funcionales oxígeno y nitrógeno de la base pueden protegerse cuando se necesite o se desee. Los grupos protectores adecuados son bien conocidos para el experto en la materia, e incluyen trimetilsililo, dimetilhexilsililo, t-butildimetilsililo y t-butildifenilsililo, tritilo, grupos alquilo, grupos acilo como acetilo y propionilo, metanosulfonilo y p-toluensulfonilo. Entre las bases preferidas se incluyen citosina, 5-fluorocitosina, uracilo, timina, adenina, guanina, xantina, 2,6-diaminopurina, 6-aminopurina, 6-cloropurina y 2,6-dicloropurina.

El término alquilo, según se usa en la presente memoria descriptiva, salvo que se indique lo contrario, se refiere a un hidrocarburo saturado de cadena lineal, ramificada o cíclica, primario, secundario o terciario, típicamente de C_{1} a C_{18}, e incluye específicamente metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, isobutilo, t-butilo, pentilo, ciclopentilo, isopentilo, neopentilo, hexilo, isohexilo, ciclohexilo, ciclohexilmetilo, 3-metilpentilo, 2,2-dimetilbutilo y 2,3-dimetilbutilo. El grupo alquilo puede sustituirse opcionalmente por una o varias fracciones seleccionadas del grupo constituido por hidroxilo, éster o ácido carboxílico, amino, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, ciano, ácido sulfónico, sulfato, ácido fosfónico, fosfato o fosfonato, ya sean no protegidos o protegidos en caso necesario, según conocen los expertos en la materia, por ejemplo, según se enseña en Greene y col., "Protective Groups in Organic Synthesis", John Wiley and Sons, segunda edición, 1991, incorporados aquí como referencia.

El término "protegido" según se usa en la presente memoria descriptiva, salvo que se defina de otra forma, se refiere a un grupo que se añade a un átomo de oxígeno, nitrógeno o fósforo para evitar que reaccione o con otros fines. Los expertos en la materia en la técnica de la síntesis orgánica conocen una amplia variedad de grupos protectores de oxígeno y nitrógeno. Se describen grupos protectores adecuados, por ejemplo, en Greene y col., "Protective Groups in Organic Synthesis", John Wiley and Sons, segunda edición, 1991, incorporado aquí como referencia.

El término arilo, según se usa en la presente memoria descriptiva, salvo que se especifique de otra forma, se refiere a fenilo, bifenilo o naftilo, y preferentemente fenilo. El grupo arilo puede sustituirse opcionalmente con una o más fracciones seleccionadas del grupo constituido por hidroxilo, amino, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, ciano, ácido sulfónico, sulfato, ácido fosfónico, fosfato o fosfonato, ya sean no protegidos o protegidos en caso necesario, según conocen los expertos en la materia como, por ejemplo, según se enseña en Greene y col., "Protective Groups in Organic Synthesis", John Wiley and Sons, segunda edición, 1991.

El término alcarilo y alquilarilo se refiere a un grupo alquilo con un sustituyente arilo.

El término aralquilo o arilalquilo se refiere a un grupo arilo con un sustituyente alquilo.

El término halo, según se usa en la presente memoria descriptiva, incluye cloro, bromo, yodo y fluoro.

El término acilo se refiere a una fracción de la fórmula de -C(O)R', en el que R' es alquilo; arilo; alcarilo, aralquilo, heteroaromático, heterocíclico, alcoxialquilo incluyendo metoximetilo; arilalquilo incluyendo bencilo; ariloxialquilo como fenoximetilo; arilo incluyendo fenilo opcionalmente sustituido con halógeno, alquilo C_{1} a C_{4} o alcoxi C_{1} a C_{4}, o el residuo de un aminoácido.

Según se usa en la presente memoria descriptiva, un grupo saliente significa un grupo funcional que se escinde de la molécula a la que está unido en condiciones apropiadas.

El término heteroarilo o heterocíclico, según se usa en la presente memoria descriptiva, se refiere a una fracción cíclica que incluye al menos un azufre, oxígeno o nitrógeno en el anillo. Algunos ejemplos no limitativos son furilo, piridilo, pirimidilo, tienilo, isotiazolilo, imidazolilo, tetrazolilo, pirazinilo, benzofuranilo, benzotiofenilo, quinolilo, isoquinolilo, benzotienilo, isobenzofurilo, pirazolilo, indolilo, isoindolilo, bencimidazolilo, purinilo, carbazolilo, oxazolilo, tiazolilo, isotiazolilo, 1,2,4-tiadiazolilo, isoxazolilo, pirrolilo, quinazolinilo, piridazinilo, pirazinilo, cinnolinilo, ftalazinilo, quinoxalinilo, xantinilo, hipoxantinilo y pteridinilo. Los grupos funcionales oxígeno y nitrógeno de la base pueden protegerse cuando se necesite o se desee. Los grupos protectores adecuados son bien conocidos por los expertos en la materia, e incluyen trimetilsililo, dimetilhexilsililo. El grupo alquilo puede sustituirse opcionalmente con una o varias fracciones seleccionadas del grupo constituido por hidroxilo, éster o ácido carboxílico, amino, alquilamino, arilamino, alcoxi, ariloxi, nitro, ciano, ácido sulfónico, sulfato, ácido fosfónico, fosfato o fosfonato, no protegidos o protegidos en caso necesario, según conocen los expertos en la materia como, por ejemplo, se enseña en Greene y col., "Protective Groups in Organic Synthesis", John Wiley and Sons, segunda edición, 1911, incorporado aquí como referencia.

El término alquilheteroarilo se refiere a un grupo alquilo sustituido por un sustituyente heteroarilo.

II. Preparación del anillo de 1-3-oxatiolano lactona

La Figura 1 ilustra una ruta para realizar el proceso desvelado. Se hace reaccionar 2-buteno-1,4-diol con un cloruro de ácido carboxílico u otro éster precursor para proporcionar un éster de 2-buteno-1,4-diol. La selección del cloruro de ácido carboxílico u otro éster precursor estará regida por el grupo deseado en la posición 2 del anillo de 1,3-oxatiolano resultante. Por ejemplo, si se hace reaccionar cloruro de butirilo con 2-buteno-1,4-diol en la 2-[R'C(O)OCH_{2}O]-1,3-oxatiolanil-5-ona resultante, R' será propilo. En otras formas de realización, el cloruro de ácido carboxílico u otro éster precursor se selecciona de manera que R' es alquilo, arilo, heteroarilo, alcarilo, alc-heteroarilo o aralquilo.

En la segunda etapa de la reacción, el 2-buteno-1,4-diéster se escinde, preferentemente por ozonólisis, para proporcionar un acetal de la fórmula (alquil-O)_{2}CHR, en la que R es -(CH_{2}-O-C(O)R'), y R' es alquilo, arilo, heteroarilo, alcarilo, alc-heteroarilo o aralquilo. Las reacciones de ozonólisis se realizan típicamente a temperaturas muy bajas, -70ºC o menos, normalmente. Si se realiza la reacción a una temperatura superior, tal vez a -10ºC, no se necesitan reactores de baja temperatura especializados. La reacción que produce los acetales puede ejecutarse en una diversidad de disolventes alcohólicos con o sin codisolventes como diclorometano. El disolvente alcohólico preferido es metanol. Las reacciones de ozonólisis se enfrían a menudo con sulfuro de dimetilo; sin embargo, se ha encontrado que el uso de tiourea produce el producto deseado con mayor pureza.

Alternativamente, puede prepararse un acetal de la fórmula (alquil-O)_{2}CHR, en la que R es -(CH_{2}-OC(O)R'), y R' es alquilo, arilo, heteroarilo, alcarilo, alc-heteroarilo o aralquio, por acilación de (alquil-O)_{2}CHCH_{2}OH con un anhidrido o haluro ácido apropiado en presencia de una base como trietilamina.

En una etapa clave del procedimiento, el acetal se hace entonces reaccionar directamente con ácido mercaptoacético en presencia de un ácido prótico o de Lewis en un disolvente orgánico con una cantidad mínima de agua. El acetal puede usarse como una mezcla del hemiacetal, el monómero de acetal o productos de condensación superiores de los mismos. Cualquier ácido prótico o ácido de Lewis que proporcione los resultados deseados resulta apropiado para su uso en este procedimiento. Se ha encontrado que la ciclocondensación de un acetal con ácido mercaptoacético proporciona eficazmente un 1,3-oxatiolano. Inversamente, la ciclocondensación de un aldehído con ácido mercaptoacético es a menudo problemática para producir rendimientos muy inferiores del 1,3-oxatiolano deseado contaminado con aldehído sin reaccionar, así como con subproductos de aldehído.

En la siguiente etapa, el hidroximetil-5-oxo-1,3-oxatiolano protegido en 2 se resuelve por una serie de procedimientos disponibles que se conocen en la técnica. El sustituyente en 2 puede seleccionarse sobre la base de la facilidad de resolución en esta fase. El grupo, por ejemplo, puede ser uno del que se conozca que se escinde estereoselectivamente por una enzima. La patente de EE.UU. nº 5.204.466 concedida a Liotta y col. describe un procedimiento para resolver el oxatiolano por hidrólisis estereoselectiva enzimática usando lipasa pancreática porcina, subtilisina o esterasa de hígado de cerdo. La patente de EE.UU. nº 5.663.320 reivindica un procedimiento para producir un producto intermedio de 1,3-oxatiolano quiral que incluye la resolución del producto intermedio racémico con un auxiliar quiral. El documento WO 91/17159 desvela el uso de triacetato de celulosa o columnas quirales de \beta-ciclodextrina para separar los enantiómeros de los nucleósidos de 1,3-oxatiolano.

El (2R)-enantiómero aislado deseado del hidroximetil-5-oxo-1,3-oxatiolano protegido en 2, que en el caso de 3TC y FTC proporciona el \beta-L-enantiómero, se reduce al correspondiente producto 5-O-protegido, por ejemplo, el 5-acetato, usando un agente reductor, preferentemente hidruro de litio y tri-terc-butoxialuminio.

La Figura 2 ilustra cuatro formas de realización adicionales (procedimientos A-D) para preparación del anillo de 1,3-oxatiolano. Como ejemplo ilustrativo no limitativo del procedimiento A en la Figura 2, puede prepararse butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo mediante un procedimiento de cuatro etapas que no requiere purificación de los productos intermedios. En una primera etapa, se prepara butanoato de (2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il)metilo a partir de solcetal y cloruro de n-butirilo en éter t-butil metílico, DMAP y trietilamina. El butanoato de (2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il)metilo se coloca entonces en solución con resina Dowex 50W X8-100 H^{+} en metanol, para producir butanoato de 2,3-dihidroxipropilo. El diol resultante se hace entonces reaccionar con una solución de peryodato de sodio en agua destilada para producir butanoato de 2-oxoetilo. Usando el butanoato de 2-oxoetilo, puede prepararse el butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo por reacción con ácido mercaptoacético como p-TsOH\cdotH_{2}O en acetonitrilo. El butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo puede convertirse en su derivado 5-acetiloxi por reacción con hidruro de litio y tri-t-butoxialuminio en THF.

Un ejemplo no limitativo que usa el procedimiento B de la Figura 2 para obtener el butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo o su derivado 5-acetiloxi consiste en hacer reaccionar 1,2-dihidroxietano con cloruro de n-butirilo en trietilamina. Esta reacción produce butanoato de 2-hidroxietilo, que se hace reaccionar posteriormente con P_{2}O_{5} en DCM seco, seguido de DMSO y trietilamina para producir butanoato de 2-oxietilo. El butanoato de 2-oxietilo puede convertirse en el derivado 5-acetiloxi de butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo por el procedimiento descrito anteriormente, o puede convertirse en butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo por reacción con ácido mercaptoacético y CSA en DCM seco.

Como ejemplo no limitativo que usa el procedimiento C de la Figura 2, puede obtenerse butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo o el derivado 5-acetiloxi del mismo a partir del procedimiento que incluye la reacción de butanoato de 2,2-dietoxietilo en DCM y el tratamiento con TFA y agua. Esta reacción produce butanoato de 2-oxoetilo, que puede reaccionar con ácido mercaptoacético en CSA y DCM para producir el butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo o con 1-4-ditian-2,4-diol en THF para obtener el derivado 5-acetiloxi.

El procedimiento D de la Figura 2 es similar al procedimiento descrito anteriormente ilustrado en la Figura 1.

Estas etapas se comprenden con más plenitud haciendo referencia a los ejemplos siguientes, que no pretenden limitar el alcance de la invención.

Ejemplo 1

En un reactor de 757 L (200 galones) equipado con un sistema de refrigeración eficaz se cargó éter metil terc-butílico (MtBE, 278 L), DMAP (391 g, 3,2 moles), trietilamina (102,3 L, 74,4 kg, 736,2 moles) y 2-buteno-1,4-diol (26,4 L, 28,2 kg, 320 moles). Se arrancó el agitador y se enfrió la temperatura de la mezcla de reacción aproximadamente a 4ºC. Se añadió cloruro de butirilo (69,6 L, 71,5 kg, 672 moles) a la mezcla de reacción a la velocidad necesaria para mantener la temperatura del lote por debajo de 20ºC. El clorhidrato de trietilamina precipita durante la adición y la mezcla de reacción se convierte en una suspensión espesa y densa, pero móvil. El análisis cromatográfico de capa fina de la mezcla de reacción (placa de gel de sílice; Analtech nº 02521, eluido con hexano/EtOAc 9:1, y visualizado con tinción de PMA) indicó que la reacción estaba completa después de agitación durante una hora adicional después de completar la adición. Se añadió agua (120 L) al reactor, y se agitó la mezcla resultante hasta que se disolvieron todos los sólidos. Se separaron las fases. Se verificó en la capa (acuosa) inferior por análisis de cromatografía de capa fina (TLC) la ausencia de producto (si el producto está presente, se salva la capa para la futura recuperación del producto). Se lavó la capa orgánica superior con agua (72 L), bicarbonato de potasio acuoso saturado (72 L, se verificó para asegurarse de que la capa acuosa de salida era básica, se evaporó bajo presión reducida para producir 69,4 kg de 2-buteno-1,4-dibutirato (rendimiento, 95%) en forma de un aceite dorado claro. El espectro de RMN fue coherente con un espectro de referencia.

Ejemplo 2 Ozonólisis de 2-oxoetil butirato metil hemiacetal

En un matraz de 12 L de fondo redondo y triple cuello equipado con un agitador mecánico, termómetro de inmersión, burbujeador de salida de gas relleno de aceite y un tubo de entrada de ozono se cargó 2-buteno-1,4-dibutirato (1.005,0 g, 4,4 moles) y metanol (5 L). Se arrancó el generador de ozono Ozonia CFS-2, de 1.200 vatios, 1 atmósfera de oxígeno y flujo 1 m^{3}/h y se enfrió la mezcla en un baño de hielo/metanol a -20ºC. Se hizo burbujear el ozono en la solución. Se elevó a -10ºC la temperatura de la mezcla durante la adición de ozono. Al cabo de dos horas, el análisis cromatográfico de capa fina de la mezcla de reacción (placa de gel de sílice; Analtech nº 02521, eluido con hexano/EtOAc 9:1, y visualizado con tinción de PMA) mostró la desaparición completa del material de partida. Se purgó la mezcla de reacción agitada con nitrógeno durante 15 minutos y se volvió a enfriar a -20ºC. Se añadió tiourea (170 g, 2,23 moles, Johnson Matthey I0B16) en partes de 17 gramos durante 1,5 horas. Se elevó la temperatura de la mezcla a 0ºC. Una hora después de la adición completa de tiourea, la cromatografía de capa fina y el análisis de RMN ^{1}H mostraron la desaparición completa del ozónido. Se volvió a enfriar la mezcla a -20ºC y se filtró. Se evaporó el filtrado para producir 1,5 kg de 2-oxoetil butirato metil acetal (rendimiento, 97%) en forma de un aceite amarillo claro. El espectro de RMN fue coherente con un espectro de referencia.

Ejemplo 3 Preparación de 2-butiriloximetil-1,3-oxatiolan-5-ona

En un matraz de 72 L de fondo redondo equipado con un agitador mecánico, termómetro de inmersión, salida de nitrógeno, embudo de adición de igualación de presión y cabezal de destilación se cargó tolueno (31 L, Fisher) y 2-oxoetil butirato metil hemiacetal (10 kg, 9,3 kg corrección real para MeOH residual). Este material de partida es en realidad una mezcla del acetal, el hemiacetal, el dímero y el trímero. Se arrancó el agitador y se añadió ácido mercaptoacético (4,5 L, 64,7 moles) gota a gota a través del embudo de adición durante dos horas. La temperatura de la mezcla de reacción se elevó a 28ºC durante la adición. El análisis cromatográfico de capa fina de la mezcla de reacción (placa de gel de sílice; Analtech nº 02521, eluido con hexano/EtOAc 7:3, y visualizado con tinción de PMA) indicó que el material de partida se había consumido cuando terminó la adición. La mezcla se calentó a 85ºC (temperatura interna). Se recogió el destilado (5 L de una mezcla de tolueno y metanol acuoso) a 75ºC (temperatura del cabezal). El análisis cromatográfico de capa fina de la mezcla de reacción (placa de gel de sílice; Analtech nº 02521, eluido con hexano/EtOAc 7:3, y visualizado con tinción de PMA) indicó que la reacción estaba completa después de ocho horas de calentamiento. Se dejó enfriar la mezcla de reacción a temperatura ambiente y se bombeó lentamente en un reactor de 100 L que contenía 16 L de solución de bicarbonato de potasio acuosa saturada agitada. Se agitó la mezcla durante 20 minutos y después se interrumpió y se dejó que se separaran las capas. Se lavó la fase orgánica con 6 L de solución de cloruro de sodio acuosa saturada y se evaporó hasta sequedad. Se pasó el producto en bruto a través de película fija seca Pope Scientific de 5,08 cm (2 pulgadas) (temperatura de columna a 90ºC, vacío de 0,5 mm, a una velocidad de 0,5 kg por hora aproximadamente). En el matraz de destilación existían impurezas de baja ebullición cuando se recogió el producto en el matraz de fondo. El rendimiento fue de 5,8 kg (53,8%). Este material tenía una pureza del 92% en análisis de cromatografía de gases (GC) (Columna de Goma de Metilsilicona HP-1, gas vehículo de nitrógeno a 50 mL/min, Detector de Ionización de Llama. 280ºC, 65ºC mantenidos durante 1 min y luego se elevó a 12,5ºC/min hasta 250ºC y se mantuvo durante 1 min, volumen de inyección: 1-2 \muL de una solución de EtOAc). El espectro de RMN fue coherente con un espectro de referencia.

Ejemplo 4 Preparación de 5-acetoxi-2-butiriloximetil-1,3-oxatiolan

En un matraz de 50 L de fondo redondo y cuádruple cuello equipado con un agitador mecánico elevado, dos burbujeadores de N_{2}, un émbolo y un termopar/termopozo se cargó con THF anhidro (4,1 L, Aldrich). A esto se añadieron lentamente, en partes de 100 g, pellas de hidruro de litio y aluminio (334 g; 8,8 moles; lote Aldrich # 04414KR). Esta suspensión espesa se diluyó posteriormente con una cantidad adicional de THF (4,1 L) y se dejó en agitación durante 15 horas. La temperatura después de la adición se elevó inicialmente a 37ºC y se enfrió en su caso a 22ºC. La mezcla gris resultante se enfrió a -5ºC usando un baño de hielo/MeOH. Se sustituyó el émbolo por un embudo de adición de igualación de presión de 5 L y se cargó con una mezcla de terc-butanol (2,0 kg; 2,6 L; 27,6 moles) y THF (600 mL). Esta mezcla se añadió lentamente a la mezcla de reacción durante 2,5 horas. Se elevó la temperatura de reacción a 15,9ºC durante la adición. Se eliminó el baño de refrigeración y se sustituyó por un baño de agua caliente, calentando la temperatura de reacción a 33ºC. Esta temperatura se mantuvo durante 1,5 horas o hasta que cesó la evolución del gas. La mezcla de reacción se enfrió a -6ºC usando un baño de hielo/MeOH. En el embudo de adición se cargó una mezcla de 2-butiriloximetil-1,3-oxatiolan-5-ona [1.410,6 g; 6,9 moles y THF (350 mL)]. Esta mezcla se añadió lentamente a la mezcla de reacción, manteniendo la temperatura interna por debajo de 5ºC. Se dejó en agitación la reacción durante 1,5 horas al punto en el que una parte alícuota (cinco gotas de mezcla de reacción) se enfrió con anhidrido acético/4-dimetilaminopiridina y se diluyó con acetato de etilo (1 mL aproximadamente). El análisis por cromatografía de gases de la mezcla alícuota (Columna de Goma de Metilsilicona HP-1, gas vehículo de nitrógeno a 50 mL/min, Detector de Ionización de Llama. 280ºC, 65ºC mantenidos durante 1 min y luego se elevó a 12,5ºC/min hasta 250ºC y se mantuvo durante 1 min, volumen de inyección: 1 \muL de mezcla de reacción enfriada) no mostró más lactona de partida (TR = 7,4 minutos). Se rellenó el baño de refrigeración con nueva mezcla de hielo/MeOH y se enfrió la reacción a -9,0ºC. Se añadió 4-dimetilaminopiridina (42 g; 0,35 moles) en una parte a la mezcla de reacción verdosa resultante. En el embudo de adición se cargó anhidrido acético (7.065,5 g; 6,5 L; 69,0 moles) en partes. Éste se añadió lentamente a la mezcla de reacción durante 1,5 horas manteniendo la temperatura por debajo de 0ºC. Se dejó en agitación la mezcla de reacción verdosa resultante durante 13 horas mientras se calentaba gradualmente hasta 19ºC. El análisis por cromatografía de gases (Columna de Goma de Metilsilicona HP-1, gas vehículo de nitrógeno a 50 mL/min, Detector de Ionización de Llama. 280ºC, 65ºC mantenidos durante 1 min y luego se elevó a 12,5ºC/min hasta 250ºC y se mantuvo durante 1 min, volumen de inyección: 1-2 \muL de la mezcla de reacción) mostró que la reacción estaba completa (formación de dos nuevos picos en TR = 8,4 y 8,6 minutos).

Se diluyó la mezcla de reacción naranja parduzca con acetato de etilo (13 L). Se filtró la mitad de la mezcla de reacción a través de un lecho de celita [7,5 cm de grosor en un embudo de encimera de 45 cm (18 pulgadas)]. La filtración avanzó de manera extraordinariamente lenta. Se añadió celita (1,5 kg) a la segunda mitad de la mezcla de reacción. Se dejó en agitación durante cuatro horas y se filtró a través de un lecho de celita usando el mismo protocolo anterior. La filtración avanzó suavemente. Se transfirieron los filtrados combinados a un matraz de fondo basculante de 72 L equipado con un agitador mecánico elevado. A ello se añadió solución de bicarbonato de sodio acuosa saturada (20 L). Se agitó la mezcla bifásica resultante durante una hora a un punto en el que se separaron las capas y se lavó la fase orgánica con una solución adicional de bicarbonato de sodio acuosa saturada (10 L), seguido de solución de cloruro de sodio acuosa saturada (20 L). Se separaron las capas y se secó la capa orgánica sobre sulfato de magnesio anhidro (3,0 kg) usando un agitador de descarga para agitar la suspensión. Se eliminó el sulfato de magnesio por filtración al vacío y se evaporó el filtrado al vacío (baño de agua a 35ºC) para producir un líquido rojo. Éste se concentró aún más usando una bomba de alto vacío [0,0307 bares (23 mm Hg); 40ºC) durante 1,5 horas que produjo el 5-acetoxi-butiriloximetil-1,3-oxatiolano en bruto en forma de un aceite rojo (1.483,0 g; rendimiento 87%).

Una parte de 10 g del 5-acetoxi-butiriloximetil-1,3-oxatiolano en bruto se disolvió en hexano (100 mL, 10 volúmenes) y se agitó vigorosamente hasta que en el fondo del matraz permaneció una pequeña parte de aceite rojo. A esta mezcla agitada se añadió gel de sílice (2 g) y se agitó esta mezcla durante 10 minutos. La suspensión espesa resultante se filtró a través de un lecho de celita para producir un filtrado amarillo claro. La evaporación de disolvente al vacío proporcionó 5-acetoxi-butiriloximetil-1,3-oxatiolano como un aceite amarillo (7,7 g; recuperación del 77%). Mientras se eliminaron las impurezas de base por cromatografía de capa fina (TLC), el análisis de cromatografía de gases no cambió.

Ejemplo 5 Condensación de 5-acetoxi-butiriloximetil-1,3-oxatiolano con 5-fluorocitosina usando yodotrimetilsilano como ácido de Lewis

En un matraz de fondo redondo de triple cuello de 3 L equipado con un agitador mecánico, un émbolo y un condensador de reflujo refrigerado con agua con un burbujeador de nitrógeno se cargó 5-fluorocitosina (51,6 g, 0,40 moles), hexametildisilazano (665 mL, 3,10 moles) y sulfato de amonio (2,0 g). La suspensión espesa resultante se calentó a reflujo durante 2,5 h, después de lo cual se observó la formación de un sólido blanco en la pared interna del condensador. Se dejó enfriar la solución amarilla resultante a temperatura ambiente, momento en el cual se formó un sólido blanco en la solución de reacción. El exceso de hexametildisilazano se eliminó bajo presión reducida mientras se mantenía en una atmósfera inerte. A este sólido blanco se añadió cloruro de metileno (890 mL) para producir una solución amarilla clara. El vaso de reacción estaba equipado con un termopar/termopozo, un cabezal claisen acoplado a un embudo de adición de igualación de presión y un burbujeador de nitrógeno. Se enfrió la solución de reacción a -5ºC en un baño de hielo-metanol, punto en el cual se transfirió en partes una solución de acetato de oxatiolano (175,6 g (62% puro por GC), 0,41 moles) en cloruro de metileno (300 mL) al embudo de adición y posteriormente se añadió a la mezcla de reacción en modo gota a gota durante 45 minutos. La temperatura de la solución de reacción se mantuvo entre -5ºC y 0ºC. Después de la adición, se enjaguó el embudo de adición con 100 mL de cloruro de metileno y se añadió a la mezcla de reacción. Se transfirió una mezcla de yodotrimetilsilano (89,0 mL, 0,62 moles) en cloruro de metileno (150 mL) al embudo de adición y posteriormente se añadió a la mezcla de reacción durante 45 minutos, manteniendo la temperatura interna de la mezcla a entre -5ºC y 0ºC. Se observó formación de algo de humo blanco durante la adición inicial, pero pronto se disipó hacia el final de la adición. Se dejó calentar la mezcla de reacción resultante a temperatura ambiente, a la cual se agitó durante toda la noche. Se enfrió detenidamente la mezcla de reacción con bicarbonato de sodio acuoso saturado y se dividieron las capas resultantes. La capa orgánica se lavó con salmuera y se concentró bajo presión reducida para producir 228 g de un semisólido pardo-amarillo. El análisis por cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) mostró una mezcla aproximada 1:1 de anómeros \alpha y \beta. Una parte de este material se recristalizó a partir de tolueno produciendo una separación limpia de los anómeros \alpha y \beta.

Ejemplo 6 Eliminación del grupo protector butirato

Se disolvió una muestra de 8,0 g (25 mmoles) del éster de butirato (SA.494.89.1) en 160 mL de metanol, se inició una agitación vigorosa y se sumergió la solución en un baño de hielo/agua. Al cabo de 10 minutos se trató esta solución con 6,4 g de resina de intercambio de anión (OH^{-}) fuertemente básica DOWEX SBR (Sigma cat# I-9880, p. 1803). Después de agitación durante 3 h se eliminó el baño y se continuó con la agitación hasta que el análisis TLC reveló el consumo completo del material de partida. Se diluyó la mezcla con 100 mL de metanol y se filtró. Se lavó la resina con 100 mL de metanol y se concentró la solución combinada para producir un sólido amarillo claro. Este sólido se trituró con 20 mL de acetato de etilo COLD y se secó el sólido resultante para producir 5,0 g (81%) de 9/152-15 de un sólido blanco mate.

Debe observarse que la resina debió lavarse exhaustivamente con metanol, y después secarse antes de su uso. Un buen sistema de TLC para esta reacción es 15% de metanol/85% de cloroformo.

Alternativamente, puede eliminarse el éster de butirato tratando el éster con amina primaria o secundaria en un disolvente alcohólico. Las aminas preferidas son amoniaco y butilamina, y el disolvente preferido es metanol.

Ejemplo 7 Síntesis de butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (25) y butanoato de (5-acetiloxi-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (26) a partir de (2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il)metanol Síntesis de butanoato de (2,2-dimetil-1,3-dioxolan-4-il)metilo (22)

2

A una solución bien agitada de solcetal (21, 62,6 mL, 500 mmoles), Et_{3}N (83,6 ml, 600 mmoles) y DMAP (5 g, 40,9 mmoles) en éter terc-butil metílico (1 L) a 0ºC, se añadió cloruro de n-butirilo (52,4 mL, 500 mmoles) gota a gota durante un período de 75 minutos. Se agitó la mezcla durante una hora adicional a 0ºC y después a temperatura ambiente durante 5 horas adicionales. Se diluyó la mezcla con AcOEt (1 L), se lavó con agua (1 L), se secó (MgSO_{4}), se filtró y se evaporó para producir 22 (104,6 g, 500 mmoles, 100%) en forma de un aceite. El material se usó en la siguiente etapa sin ninguna purificación adicional.

Síntesis de butanoato de 2,3-dihidroxipropilo (23)

3

Se calentó una solución de 22 (50,6 g, 250 mmoles) y resina Dowex 50W X8-100 H^{+} (76,5 g) en MeOH (500 mL) a 50ºC durante 2 horas, se enfrió a temperatura ambiente, se filtró y se lavó la resina con MeOH (1 x 200 mL). Se combinaron las fracciones de metanol y se concentraron al vacío. Se pasó el producto en bruto a través de un tapón de gel de sílice usando acetato de etilo:hexanos (1:1) como eluyente. Se combinaron las fracciones que contenían el producto y se concentró al vacío para producir 23 (32,8 g, 200 mmoles, 81%) en forma de un aceite. El material se usó en la siguiente etapa sin ninguna purificación adicional.

Síntesis de butanoato de 2-oxoetilo (24)

4

Se preparó una solución de peryodato de sodio (89,4 g, 418 mmoles) en agua destilada (450 mL) por calentamiento de la mezcla a 45ºC durante aproximadamente 20 minutos. Esta solución se añadió gota a gota durante un período de 60 minutos a una solución del diol 23 (30,8 g, 190 mmoles) en acetona (225 mL). Una vez completa la adición, se agitó la mezcla otras 2 horas a temperatura ambiente. Se eliminó la acetona usando un evaporador giratorio (la temperatura del baño no debería superar los 35ºC). Se diluyó la mezcla de reacción con agua (250 mL) y se extrajo la fase acuosa con AcOEt (3 x 250 mL). Se combinaron las fracciones orgánicas, se lavó con agua (250 mL), se secó (MgSO_{4}), se filtró y se evaporó (no se dejó que la temperatura del baño superara los 35ºC) para producir 24 (20,5 g, 157 mmoles, 83%) en forma de un aceite. El producto se usó en la siguiente etapa sin ninguna purificación adicional.

Síntesis de butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (25)

5

Una solución de 24 (3,90 g, 0,030 moles), ácido mercaptoacético (3,32 g, 0,036 moles) y p-TsOH\cdotH_{2}O (0,28 g, 1,5 mmoles) en acetonitrilo (600 mL) se calentó a reflujo durante 3,5 horas. Durante el período de reflujo, se drenaron cuatro partes de 25 mL cada una a partir de una trampa Dean-Stark (para eliminar el azeotropo agua-acetonitrilo). El análisis de la solución de reacción por TLC (hexano:AcOEt 6:1) reveló un nuevo componente mayor y ningún aldehído sin reaccionar (visualizado por tinciones de PMA y 2,4-DNP). Se dejó en agitación la solución de reacción a temperatura ambiente durante 16 horas, y después se evaporó hasta sequedad. Se repartió el residuo entre NaHCO_{3} (50 mL) concentrado y AcOEt (75 mL); se extrajo la parte acuosa con AcOEt (2 x 75 mL) adicional. Se combinaron las fracciones orgánicas, se secó (MgSO_{4}), se filtró y se concentró al vacío. Se purificó el material en bruto (6 g) por cromatografía instantánea (125 gramos de gel de sílice con acetato de etilo al 20% en hexano). Se obtuvo el compuesto 25 (3,27 g, 16 mmoles, 53%) en forma de un aceite: TLC (hexano:AcOEt 3:1) - un punto con R_{f} = 0,41; RMN ^{1}H (CDCl_{3}) - compatible con estructura; espectro de masas (FAB) - m/z = 205,1 (M+1).

Síntesis de butanoato de (5-acetiloxi-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (26)

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6

A una solución de 25 (0,50 g, 2,5 mmoles) en THF anhidro (15 mL) a entre -5 y -10ºC, se añadió una solución de hidruro de litio y tri-t-butoxialuminio 1,0 M en THF (2,7 mL) por bomba de jeringa durante 2 horas, mientras se mantuvo la temperatura a entre -5 y -10ºC. Tras completar la adición, se dejó en reposo la solución a 3ºC durante 18 horas, y después se calentó a temperatura ambiente. Se añadió DMAP (1,7 mmoles, 0,20 g) y anhidrido acético (25,0 mmoles, 2,4 mL) y se agitó la solución naranja resultante a temperatura ambiente durante 3 horas, punto en el cual se añadió NaHCO_{3} concentrado (25 mL). Después de agitar durante 1 hora, se separaron las fases y se extrajo la fase acuosa con dos partes adicionales de AcOEt. Se combinaron las fracciones orgánicas, se secó (MgSO_{4}), se filtró y se evaporó para producir el producto en bruto (0,77 g). Después de cromatografía instantánea (20 g de gel de sílice con acetato de etilo al 20% en hexano) se aisló el compuesto 26 (0,50 g, 2,0 mmoles, 80%) en forma de un aceite: TLC (acetato de etilo:hexano al 25%) - un punto con R_{f} = 0,51; RMN ^{1}H (CDCl_{3}) - compatible con la estructura.

Ejemplo 8 Síntesis de butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (25) a partir de (2,2-dietoxi etanol) (27) Síntesis de butanoato de 2,2-dietoxietilo (28)

7

A una solución bien agitada de 27 (Lancaster 6282, 13,4 g, 100 mmoles), DMAP (61 mg, 0,5 mmoles) y Et_{3}N (16 mL, 11,64 g, 115 mmoles) en EtOAc (50 mL) a 0ºC se añadió lentamente cloruro de n-butirilo (10,90 mL, 11,19 g, 105 mmoles). Después de agitar durante 1 hora a temperatura ambiente, se diluyó la mezcla de reacción con más EtOAc (50 mL), y se lavó sucesivamente con: NaHCO_{3} concentrado (2 x 100 mL) y salmuera (2 x 100 mL), se secó, se filtró y se evaporó para producir 28 (21,5 g, 100 mmoles, 100%) en forma de un líquido amarillo que se usó en la siguiente etapa sin ninguna purificación adicional.

Síntesis de butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (25)

8

A una solución bien agitada de 28 (6,13 g, 30 mmoles), ácido mercaptoacético (4,14 g, 3,13 mL, 45 mmoles) y p-TsOH\cdotH_{2}O (60 mg, 0,31 mmoles) en tolueno en seco se mantuvo a reflujo durante 2 horas. Ocasionalmente se eliminó disolvente con una trampa de Dean-Stark, y se añadió tolueno en seco nuevo. Después de enfriar a temperatura ambiente, se diluyó la mezcla de reacción con AcOEt (50 mL) y se lavó sucesivamente con: NaHCO_{3} concentrado (2 x 100 mL) y salmuera (2 x 100 mL), se secó, se filtró y se evaporó para producir 25 (5,2 g, 25,5 mmoles, 85%) en forma de un líquido amarillo que se usó en la siguiente etapa sin ninguna purificación adicional.

Ejemplo 9 Síntesis de butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (25) y butanoato de (5-acetiloxi-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (26) a partir de (2,2-dietoxi etanol) (27) a través de butanoato de 2,2-dietoxietilo (28) y butanoato de 2-oxoetilo (24) Síntesis de butanoato de 2-oxoetilo (24)

9

Una solución bien agitada de 28 (8,16 g, 40 mmoles) en DCM (200 mL) a temperatura ambiente se trató con TFA (44,4 g, 30 mL, 390 mmoles) y agua (7,2 g, 7,2 mL, 400 mmoles). Después de agitar durante 2 horas a temperatura ambiente se evaporó la solución a 35ºC. A continuación se coevaporó con hexano varias veces para eliminar las trazas de TFA. Se obtuvo el compuesto 24 (5,2 g, 40 mmoles, 100%) en forma de un líquido incoloro, y se usó en la siguiente etapa sin ninguna purificación adicional.

Síntesis de butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (25)

10

A una solución bien agitada de 24 (1,3 g, 10 mmoles) y CSA (116 mg, 0,50 mmoles) en DCM en seco (10 mL) se añadió lentamente una solución de ácido mercaptoacético (2,76 g, 2,08 mL, 30 mmoles) en DCM en seco (5 mL). Se dejó la reacción a temperatura ambiente durante 16 horas con agitación.

Se diluyó la mezcla de reacción con DCM (20 mL) y se lavó sucesivamente con: NaHCO_{3} concentrado (3 x 30 mL) y salmuera (2 x 30 mL), se secó, se filtró y se evaporó para producir 25 (0,9 g, 4,4 mmoles, 44%) en forma de un jarabe incoloro.

Síntesis de butanoato de (5-acetiloxi-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (26)

11

A una solución bien agitada de 24 (2,6 g, 20 mmoles) y 1,4-ditian-2,5-diol (1,68 g, 11 mmoles) en THF en seco (10 mL) se añadió BF_{3}\cdotEt_{2}O (312, mg, 278 \muL, 2,2 mmoles). Se agitó la mezcla durante 16 horas a temperatura ambiente. Se eliminaron los sólidos por filtración y se añadió la solución restante: piridina en seco (2,3 g, 2,4 mL, 29 mmoles), DMAP (18 mg, 0,15 mmoles) y después Ac_{2}O (30 g, 2,77 mL, 29 mmoles). Se agitó la solución durante 16 horas a temperatura ambiente. Se enfrió la reacción con HCl al 8% y se extrajo con AcOEt. Se separó la fase orgánica y se lavó sucesivamente con: HCl al 8%, salmuera, NaHCO_{3} concentrado y salmuera, se secó, se filtró y se evaporó para producir 26 (3,5 g, 14 mmoles, 70%, puro al 60%) en forma de un jarabe amarillento.

Ejemplo 10 Síntesis de butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (25) y butanoato de (5-acetiloxi-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (26) a partir de 1,2-dietanol (29) Síntesis de butanoato de 2-hidroxietilo (30)

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12

A una solución bien agitada de 29 (834 g, 750 mL, 13,5 moles) y Et_{3}N (116 g, 160 mL, 1,15 moles) a 0ºC se añadió lentamente cloruro de n-butirilo (122 g, 120 mL, 1,15 moles). Se dejó la reacción con agitación a temperatura ambiente durante 16 horas.

Se diluyó la solución con salmuera (1,5 L) y se agitó durante 1 hora adicional. Después se extrajo con heptano (3 x 700 mL) para eliminar el diéster. Se extrajo la fase acuosa con EtOAc (3 x 600 mL). Se lavó con agua la fase orgánica combinada para eliminar el etilenglicol restante (29), se secó, se filtró y se evaporó para producir el compuesto 30 (39,7 g, 0,3 moles, 26%).

Síntesis de butanoato de 2-oxoetilo (24)

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13

A una solución agitada mecánicamente de P_{2}O_{5} (42,53 g, 150 mmoles) en DCM en seco (100 mL) a 0ºC se le añadió lentamente 30 (11,0 g, 83 mmoles), seguido de DMSO (13 g, 11,8 mL, 166 mmoles). Después de agitación a 0ºC durante 1 h, se eliminó el baño de hielo y se siguió agitando la mezcla a temperatura ambiente durante 1,5 h. Después se enfrió a 0ºC, y a continuación se añadió lentamente Et_{3}N (42 g, 58 mL, 416 mmoles).

A continuación, la reacción se dejó en agitación durante 6 horas a temperatura ambiente. Se enfrió la reacción añadiendo HCl 1,0 M (60 mL) a 0ºC, y se dejó en agitación durante 30 minutos a 0ºC. A continuación se lavó la fase orgánica con agua (2 x 250 mL), se secó, se filtró y se evaporó para producir 24 (6,60 g, 51 mmoles, 61%) en forma de un líquido amarillo, que se usó en la siguiente etapa sin ninguna purificación adicional.

Síntesis de butanoato de (5-oxo-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (25)

A una solución bien agitada de 24 (1,3 g, 10 mmoles) y CSA (116 mg, 0,50 mmoles) en DCM en seco (10 mL) se añadió lentamente una solución de ácido mercaptoacético (2,76 g, 2,08 mL, 30 mmoles) en DCM en seco (5 mL). Se dejó la reacción a temperatura ambiente durante 16 horas con agitación.

Se diluyó la mezcla de reacción con DCM (20 mL) y se lavó sucesivamente con: NaHCO_{3} concentrado (3 x 30 mL) y salmuera (2 x 30 mL), se secó, se filtró y se evaporó para producir 25 (1,4 g, 6,8 mmoles, 68%) en forma de un jarabe amarillo.

Síntesis de butanoato de (5-acetiloxi-1,3-oxatiolan-2-il)metilo (26)

14

A una solución bien agitada de 24 (2,6 g, 20 mmoles) y 1,4-ditian-2,5-diol (1,68 g, 11 mmoles) en THF en seco
(10 mL) se añadió BF_{3}\cdotEt_{2}O (312 mg, 278 \muL, 2,2 mmoles). Se agitó la mezcla de reacción durante 16 horas a temperatura ambiente. Se eliminaron los sólidos por filtración y a la solución restante se le añadió: pirimidina en seco (2,3 g, 2,4 mL, 29 mmoles), DMAP (18 mg, 0,15 mmoles) y después Ac_{2}O (30 g, 2,77 mL, 29 mmoles). Se agitó la solución durante toda la noche a temperatura ambiente. Se enfrió la reacción con HCl al 8% y se extrajo con AcOEt. Se separó la fase orgánica y se lavó sucesivamente con: HCl al 8%, salmuera, NaHCO_{3} concentrado y salmuera, se secó, se filtró y se evaporó para producir 26 (4,75 g, 19 mmoles, 95%, puro al 95%) en forma de un jarabe amarillento.

III. Acoplamiento de 1,3-oxatiolano con base protegida Ejemplo 11 Acoplamiento de 1,3-oxatiolano con base protegida con TiCl_{3}(OiPr)

Se disolvió el acetato protegido (150 mg, 0,604 mmoles, 1 eq) en 1,5 mL de diclorometano anhidro bajo atmósfera de argón. En un recipiente diferente bajo argón, se dejó que la citosina bis-sililada (154 mg, 0,604 mmoles, 1 eq) disuelta en 1,5 mL de diclorometano anhidro se mezclara con 1 equivalente de TiCl_{3}(OiPr) de nueva preparación (a partir de 0,75 eq de TiCl_{4} como una solución 1 M en diclorometano y 0,25 eq de Ti(OiPr)_{4} limpio, ambos obtenidos de Aldrich). Se añadió gota a gota la solución de complejo de la base y TiCl_{3}(OiPr) al acetato y se dejó la solución transparente ligeramente amarilla resultante en agitación a temperatura ambiente durante 20 min, después de lo cual se añadieron lentamente 0,6 mL de TiCl_{4} (solución 1 M en diclorometano de Aldrich). Se dejó la solución roja resultante en agitación a temperatura ambiente durante 2 horas aproximadamente seguido de adición de 1 mL de hidróxido de amonio. Al cabo de 30 minutos, se filtró la mezcla a través de gel de sílice, usando hexano:acetato de etilo 4:1 y acetato de etilo:etanol 9:1 como eluyentes, para producir una espuma blanca que después de análisis por resonancia magnética nuclear corresponde principalmente al análogo del nucleósido protegido, 3TC. En una forma de realización alternativa, en la fase de acoplamiento pueden usarse otros ácidos de Lewis como triflato de trimetilsililo y yodotrimetilsilano o una mezcla de ambos.

Ejemplo 12 Síntesis de butanoato de [5-(4-amino-5-fluoro-2-oxo-1(2H)-pirimidinilo)-1,3-oxatiolan-2-il]metilo (2R/2S, \beta) [31 (2R/2S, \beta)]

15

Cloración de acetato racémico: Se hizo burbujear HCl gaseoso en una solución de 26 (2R/2S) (49,6 g, 0,2 moles) en Cl_{3}CH (0,5 L) a 0ºC, durante un período de 75 minutos. Se dejó en agitación la solución amarilla oscura homogénea durante 30 minutos, después de lo cual se añadió tolueno (100 mL), y se concentró esta solución hasta sequedad bajo presión reducida a 48ºC. Se repitió dos veces esta operación de tolueno. El aceite en bruto resultante se diluyó con Cl_{3}H (100 mL) y se usó esta solución para acoplamiento (véase más adelante).

Sililación de 5-fluorocitosina: Una suspensión de 5-fluorocitosina (30,96 g, 0,24 moles), sulfato de amonio (1 g) y 1,1,1,3,3,3-hexametildisilazano (100 mL, 0,48 moles) en Cl_{3}CH (0,5 L) se mantuvo durante 4 horas, después de lo cual se obtuvo una solución homogénea. Esta solución se enfrió a temperatura ambiente.

Acoplamiento de 5-fluorocitosina sililada con cloruro racémico: A la solución de 5-fluorocitosina sililada se añadió una solución de cloruro racémico. La solución resultante se calentó a reflujo durante 3 horas y se enfrió a temperatura ambiente. Se diluyó la solución con EtOAc (300 mL) y se añadió NaHCO_{3} concentrado (300 mL). Se agitó la mezcla durante 1 hora a temperatura ambiente y se separaron las capas. Se extrajo la capa acuosa una vez con DCM (100 mL) y se secaron las capas orgánicas combinadas (Na_{2}SO_{4}), se filtró y se evaporó hasta sequedad bajo presión reducida. Se purificó por cromatografía el material en bruto sobre gel de sílice para producir el material deseado 31 (2R/2S) (48,8 g, 77%) como una mezcla 3,5:1 de anómeros \beta:\alpha (AUC).

Aislamiento de anómero \beta: La mezcla de anómeros 3,5:1 (48,8 g) se añadió a EtOAc (290 mL). Se calentó la suspensión a reflujo durante 10 minutos, después de lo cual se obtuvo una solución homogénea. Se eliminó el baño de aceite y se sedimentó la solución con el anómero \beta (10 mg). Se dejó reposar la mezcla a temperatura ambiente durante 2 horas. Se recogieron los cristales blancos resultantes por filtración para producir el compuesto 31 (2R/2S) (25,4 g, recuperación de recristalización 52%) como una mezcla 97:3 de anómeros \beta:\alpha (AUC) por HPLC.

Oxoacetatos distintos de butirato como, por ejemplo, benzoato, p-metoxibenzoato y p-(t-butil)-benzoato se acoplaron con 5-fluorocitosina sililada por el mismo procedimiento anterior para dar los productos correspondientes como mezclas 2,2:1, 2,2:1 y 2:1 de anómeros \beta:\alpha (AUC), respectivamente.

En la reacción de cloración puede usarse cualquier disolvente orgánico apropiado, incluyendo tolueno, cloroformo, ácido acético, THF, éteres, benceno y otros disolventes comunes. No se observaron efectos evidentes de los disolventes en la cloración o estereoselectividad de los productos finales. Sin embargo, la estereoselectividad de la reacción de acoplamiento de oxoacetatos con 5-fluorocitosina sililada resultaron enormemente afectados por los disolventes. La relación de anómeros \beta:\alpha (AUC) fue de 3,0-5,0:1 cuando la reacción de acoplamiento anterior se realizó en cloroformo, y de 2,8:1 en tolueno.

Ejemplo 13 Síntesis de butanoato de [5-(4-amino-5-fluoro-2-oxo-1(2H)-pirimidinilo)-1,3-oxatiolan-2-il]metilo (2R, \beta/\alpha) [31 (2R, \beta/\alpha)]

16

1. Cloración de acetato quiral: A una solución que contenía acetato quiral 26 (2,7 g, 8,0 mmoles) [AUC 74% por cromatografía de gases] en 1,2-dicloroetano (40 mL) a 0ºC se añadió una solución de HCl (16 mmoles) en 1,2-dicloroetano (26 mL). Después de agitación durante 0,5 horas, se añadió más HCl (8 mmoles) en 1,2-dicloroetano (13 mL). Esta solución se agitó durante 1 hora, y después se trató con HCl (16 mmoles) en 1,2-dicloroetano (26 mL) y se agitó durante 1 hora. Después del consumo del acetato, se desgasificó vigorosamente la solución con nitrógeno durante 0,25 horas y se almacenó bajo nitrógeno a 0ºC hasta que se necesitara.

2. Sililación de 5-fluorocitosina: Una suspensión formada por 5-fluorocitosina (1,55 g, 12,0 mmoles), sulfato de amonio (155 mg) y 1,1,1,3,3,3-hexametildisilazano (7,6 mL, 36 mmoles) en 1,2-dicloroetano (80 mL) se mantuvo a reflujo durante 2 horas. (Después de aproximadamente 1 hora, la mezcla se había convertido en una solución homogénea amarilla clara). Después de la terminación, se enfrió la solución a 0ºC y se almacenó bajo nitrógeno hasta que se necesitara.

3. Acoplamiento de 5-fluorocitosina sililada con cloruro quiral: La solución de cloruro generada anteriormente se añadió detenidamente, bajo nitrógeno, a la base sililada. La mezcla turbia resultante se calentó a reflujo y se mantuvo así durante 2 horas. La solución amarilla clara homogénea se refrigeró a temperatura ambiente y se enfrió con ½ volumen de NaHCO_{3} concentrado. Después de la división, se secó la fase orgánica (Na_{2}SO_{4}), se filtró y se concentró bajo presión reducida para producir 2,5 gramos de un aceite pardo viscoso. Este aceite se purificó mediante cromatografía sobre gel de sílice con EtOH:DCM al 5% para producir 31 (2R) (1,9 g, 76%) como una mezcla 60:40 de anómeros \beta:\alpha. Los intentos para separar los anómeros por cristalización fraccionada no tuvieron éxito.

Ejemplo 14 Síntesis de 4-amino-5-fluoro-1-(2-hidroximetil-1,3-oxatiolan-5-il)-2(1H)-pirimidinona (2R, \beta/\alpha) [32 (2R, \beta/\alpha)]

17

Se agitó una solución de 31 (2R, \beta/\alpha) (29,61 g, 93,3 mmoles) y n-butilamina (30 mL, 304 mmoles) en MeOH (400 mL) durante 16 horas a temperatura ambiente. La reacción se concentró al vacío. Se añadió EtOAc (3 x 400 mL) y se eliminó al vacío. A continuación se añadió MeOH (250 mL) y se eliminó al vacío. Se trituró el producto en bruto con DCM (250 mL), se filtró y se lavó con más DCM (2 x 100 mL). El producto, un sólido de color tostado, se secó en un horno de vacío a 45ºC durante 1 hora para producir 32 (2R) (18 g, 72 mmoles, 77%) como una mezcla 60:40 de anómeros \beta:\alpha. El material se usó en la siguiente etapa sin purificación adicional. Los intentos para separar los anómeros por cristalización fraccionada no tuvieron éxito.

Formación de sal HCl de (-)-FTC \alpha:\beta [sal HCl de 32 (2R, \beta/\alpha)]

18

Se disolvió una mezcla de (-)-FTC [32 (2R, \beta/\alpha)] (60:40 de un una mezcla de anómeros \beta:\alpha, 3,0 g) en metanol (30 mL), se enfrió a 0ºC y se trató con solución de HCl 4.0 M en 1,4-dioxano (3,3 mL [1,1x]). Se agitó la solución durante 20 minutos, y posteriormente se concentró hasta sequedad para producir un sólido blanco mate.

Ejemplo 15 Recristalización de sal HCl de (-)-FTC \alpha:\beta [sal HCl de 32 (2R, \beta/\alpha)]

19

Se disolvió sal HCl de (-)-FTC en bruto (sal HCl de 32 (2R, \beta/\alpha)) [60:40 de mezcla de anómeros \beta:\alpha, 3,0 g) en EtOH caliente (20 mL). La solución homogénea resultante se dejó toda la noche a temperatura ambiente. A continuación se recogieron los cristales resultantes. Se obtuvo una muestra de 0,9 gramos de material \beta puro. Se concentraron las aguas madres y se recristalizó esta mezcla a partir de etanol para producir 0,5 g del isómero \alpha puro. Se concentraron las aguas madres y se recristalizó este material a partir de etanol para producir 0,5 g del isómero \beta puro. La recuperación combinada de 1,4 g de anómero \beta representa un rendimiento del 78% (el rendimiento teórico del isómero \beta deseado fue de 1,8 g). El análisis de HPLC quiral reveló que en la formación de sal no se produjo racemización.

Ejemplo 16 Síntesis de emtricitabina ((-)-FTC o 32 (2R, \beta))

20

Para recuperar la base libre, se toma la sal de clorhidrato [sal HCl de 32 (2R, \beta)] en diez volúmenes de metanol y se trata con 3,0 equivalentes de resina IRA-92. Se agita la mezcla durante 16 horas y se filtra la resina. Se elimina al vacío el disolvente para dejar la base libre (32 (2R, \beta)) en rendimiento del 90%. Después de purificación puede obtenerse una suspensión espesa de AcOEt o THF.

La presente invención se ha descrito haciendo referencia a sus formas de realización preferidas. Para los expertos en la materia, a partir de la descripción detallada anterior de la invención se harán evidentes variaciones y modificaciones de dicha invención. Se pretende que todas estas variaciones y modificaciones estén incluidas dentro del alcance de la presente invención.

Claims (19)

1. Un procedimiento para preparar 2-[R'C(O)OCH_{2}]-1,3-oxatiolanilo-5-ona mediante reacción directa de un acetal de la fórmula (R'O)_{2}CHR en la que R es -(CH_{2}-O-C(O)R'), y R' es independientemente alquilo, arilo, heteroarilo, heterocíclico, alcarilo, alquilheteroarilo, alquilheterocíclico o aralquilo, con ácido mercaptoacético en un disolvente orgánico, en presencia de un ácido prótico o de Lewis.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la reacción se realiza en un disolvente orgánico con una cantidad mínima de agua.

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que se usa (OH)_{2}CHR o (R'O)(OH)CHR en vez de (R'O)_{2}CHR.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que (R'O)(OH)CHR se usa en vez de (R'O)_{2}CHR.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que se usa acetal como una mezcla de cualquiera entre hemiacetal, monómero de acetal o productos de condensación superiores de los mismos.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además la preparación de (R'O)_{2}CHR por reacción de un compuesto de la fórmula OH-CH_{2}-CH=CH-CH_{2}OH con RC(O)Cl para formar RC(O)OCH_{2}C(H)=C(H)CH_{2}OC(O)R, que se ozoniza o se escinde por otros medios para formar el compuesto deseado.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además la preparación de (R'O)_{2}CHR por reducción de (R'O)_{2}CHC(O)H para formar (R'O)_{2}CHCH_{2}OH, que se hace reaccionar con ClC(O)R para formar el compuesto deseado.

8. Un procedimiento para producir nucleósido de 1,3-oxatiolano que comprende: (i) preparación de oximetil-1,3-oxatiolano con halo en 5 protegido en 2; y (ii) reacción del oximetil-1,3-oxatiolano con halo en 5 protegido en 2 con una base purínica o pirimidínica protegida a temperatura por debajo de 25ºC en ausencia de un ácido de Lewis.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que la reacción se realiza a una temperatura por debajo de 10ºC.

10. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el sustituyente 5-halo es 5-cloro.

11. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que la reacción produce una mezcla de anómeros \alpha y \beta.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que la mezcla de anómeros \alpha y \beta, o derivados de los mismos, se separa por cristalización.

13. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que la mezcla de anómeros \alpha y \beta, o derivados de los mismos, se separa por cromatografía.

14. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que la cromatografía es aquiral.

15. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que la cromatografía es quiral.

16. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el oximetil-1,3-oxatiolano con halo en 5 protegido en 2 se prepara por halogenación de un 5-acilado-2-protegido-oximetil-1,3-oxatiolano quiral.

17. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que el oximetil-1,3-oxatiolano con halo en 5 protegido en 2 se prepara por halogenación de un oximetil-1,3-oxatiolano acilado en 5 protegido en 2 aquiral.

18. El procedimiento de la reivindicación 16 ó 17, en el que el oximetil-1,3-oxatiolano acilado en 5 protegido en 2 tiene una fracción 5-acilo seleccionada del grupo constituido por acetato, propionato, butirato, benzoato, p-metoxibenzoato y p-(t-butil)-benzoato.

19. El procedimiento de la reivindicación 2 en el que el disolvente es acetonitrilo.