JPH10509170A - ２’−デオキシ−２’，２’−ジフルオロヌクレオシドを精製し、および単離する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】

Description

【発明の詳細な説明】 ２'−デオキシ−２',２'−ジフルオロヌクレオシドを精製し、 および単離する方法 技術分野 本発明は、医薬品化学の分野に属し、また２'−デオキシ−２',２'−ジフルオ ロヌクレオシドを精製し、および単離する方法を提供する。 背景技術 ２'−デオキシヌクレオシドおよびそれらのアナログの合成における継続的な 関心は、ウイルス性および癌性疾患における治療物質としての、それらの使用成 功に反映されている。２'−デオキシヌクレオシドの合成全体における重要な工 程は、所望のβ−アノマー形のヌクレオシドの精製および単離である。これは、 ２'−デオキシヌクレオシドの合成方法が、典型的には、非立体選択的であって 、αおよびβヌクレオシドの混合物を形成することから重要である。 Ｖorbruggenら、Ｊ.Ｏrg.Ｃhem.、４１、２０８４（１９７６）、Ｍ.Ｈofer、Ｃhem.Ｂer 、９３、２７７７（１９６０）、Ｗalkerら、Ｎucleic Ａcid Ｒesea rch 、１２、６８２７（１９８４）、Ｒ.Ｐ.Ｈodgeら、Ｊ.Ｏrg.Ｃhem.、５６、 １５５３（１９９１）、Ｔannら、Ｊ.Ｏrg.Ｃhem.、５０、３６４４（１９８５ ）、Ｈowellら、Ｊ.Ｏrg.Ｃhem.、５３、８５（１９８８）、および米国特許第 ４，９６５,３７４号、Ｃhouらは全て、αおよびβ−アノマーのデオキシヌクレ オシドの混合物の様々な合成を報告している。 ヌクレオシド合成におけるプロセッシングの進歩にもかかわらず、β−アノマ ーに富む２'−デオキシ−２',２'−ジフルオロヌクレオシドを高い収率で効率的 に精製し、および単離することができる方法の必要性が存在し続けており、ここ で、そのジフルオロヌクレオシドは触媒の不存在下に合成されている。 従って、本発明の目的は、β−アノマーに富む２'−デオキシ−２',２'−ジフ ルオロヌクレオシドを効率的に精製し、および単離する方法を提供することであ る。 本発明の他の目的および利点は、以下の態様の記載から明らかになるであろう 。 発明の開示 本発明は、β−アノマーに富むヌクレオシドを精製し、単離するための方法で あって、 ａ）高沸点溶媒中、Ｒ"および式： のβ−アノマーに富むヌクレオシド ［式中、 各々のＸは独立してヒドロキシ保護基から選択され、およびＲ'は式： （式中、Ｗはアミノ保護基である）の核酸塩基であり；並びに Ｒ"は式： （式中、Ｗ'はアミノ保護基または水素である）の核酸塩基である］ を含む混合物を与え； ｂ）その混合物を、エーテル、エステル、およびニトリルよりなる群から選択さ れる有機溶媒で希釈し； ｃ）その希釈した反応混合物を酸水溶液に加え；そして ｄ）そのようにして調製した酸混合物を、式ＩＢ（ここで、ＷはＷ'である）の 生成物が沈殿してくるまで、７０℃〜１００℃の温度で保持する； ことを含んでなる方法である。 本発明を行う最良の方法 本明細書中、別に指示した場合を除き、温度は全てセ氏温度であり、割合、パ ーセンテージ等は全て重量単位であり、また混合物は全て体積単位である。アノ マー混合物は、重量／重量の比率として、またはパーセントとして表す。「アル キル」という用語は、単独で、または組み合わさって、メチル、エチル、ｎ−プ ロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、ｎ−ヘキシル 、３−メチルペンチル基等といったような、好ましくは炭素原子を７個まで含む 、直鎖状、環状、および分枝鎖状の脂肪族炭化水素基、またはクロロエチル、１ ，２−ジクロロエチル等といったような、置換されている、直鎖状、環状、およ び分枝鎖状の脂肪族炭化水素を示す。「置換されている」という用語は、単独で 、または組み合わさって、シアノ、ハロ、カルボアルコキシ、トルオイル、ニト ロ、アルコキシ、アルキル、およびジアルキルアミノから選択される１またはそ れ以 上の基による置換を示す。「アノマーに富む」という語句は、単独で、または組 み合わさって、指定されたアノマーの比率が１：１より大きいアノマー混合物を 示し、また実質的には純粋なアノマーも含まれる。 ヒドロキシ保護基(Ｘ)は、Ｐrotective Ｇroups in Ｏrganic Ｃhemistry、Ｍ cＯmie編、Ｐlenum Ｐress、Ｎew Ｙork（１９７３）の第３章、およびＰrotect ive Ｇroups in Ｏrganic Ｓynthesis 、Ｇreen、Ｊohn、Ｊ.Ｗiley and Ｓons、 Ｎew Ｙork（１９８１）の第２章に記載されているような、当業界で知られてい るヒドロキシ保護基を示す。好ましいヒドロキシ保護基は、ホルミル、アセチル 、置換アセチル、プロピオニル、ブチニル、ピバロイル、２−クロロアセチル、 ベンゾイル、置換ベンゾイル、フェノキシカルボニル、メトキシアセチルといっ たようなエステル形成基；フェノキシカルボニル、エトキシカルボニル、ｔ−ブ トキシカルボニル、ビニルオキシカルボニル、２,２,２−トリクロロエトキシカ ルボニル、およびベンジルオキシカルボニルといったようなカーボネート誘導体 ；ベンジル、ジフェニルメチル、トリフェニルメチル、ｔ−ブチル、メトキシメ チル、テトラヒドロピラニル、アリル、テトラヒドロチエニル、２−メトキシエ トキシメチルといったようなアルキルエーテル形成基；Ｎ−フェニルカルバメー トおよびＮ−イミダゾイルカルバメートといったようなカルバメート；であり、 さらに好ましくはベンゾイル、一置換ベンゾイルおよび二置換ベンゾイル、アセ チル、ピバロイル、トリフェニルメチルエーテルであり、また最も好ましくはベ ンゾイルである。 アミノ保護基(Ｗ)は、トリメチルシリルが含まれるトリアルキルシリル；イソ プロピルジアルキルシリル、アルキルジイソプロピルシリル、トリイソプロピル シリル、１,１,３,３−テトライソプロピルジスルオキサニル(tetraisopropyldi sloxanyl)、ｔ−ブチルジアルキルシリル、およびｔ−ブチルジアリールシリル といったようなシリルアミン形成基；ｔ−ブトキシカルボニル、ベンジルオキシ カルボニル、４−メトキシベンジルオキシカルボニル、および４−ニトロベンジ ルオキシカルボニルといったようなカルバメート；ホルミル、アセチル、ベンゾ イル、およびピバルアミド；メトキシメチル、ｔ−ブチル、ベンジル、アリル、 およびテトラヒドロピラニルといったようなエーテル形成基；よりなる群から選 択され、好ましいアミノ保護基はトリメチルシリルである。 請求する本発明の方法における第一工程は、高沸点溶媒中、Ｒ"および式： のβ−アノマーに富むヌクレオシド ［式中、 各々のＸは独立してヒドロキシ保護基から選択され、およびＲ'は式： （式中、Ｗはアミノ保護基である）の核酸塩基であり；並びに Ｒ"は式： （式中、Ｗ'はアミノ保護基または水素である）の核酸塩基である］ を含む混合物を与えることである。 そのような混合物は、多くの異なった方法で製造することができる。そのよう な混合物を合成するための方法は、欧州特許出願第９３３０４８１７.５号に記 載されて請求されている。欧州特許出願第９３３０４８１７.５号に記載されて いる幾つかの方法(触媒を使用しないこと；過剰のＲ"核酸塩基を使用すること、 欧州特許出願第９３３０４８１７.５号の１０頁；および高沸点溶媒を使用する こと、１０頁、１３−１７行)に従うことにより、β−アノマーに富むヌクレオ シドを、１：１より大きく、ないしは１：９より小さいか、または１：９に等し いα：βのアノマーの比率で製造することが可能である。これらの比率を得るた めには、大過剰のＲ"を使用しなければならない。過剰のＲ"は、本発明の方法に より、所望の生成物から分離される。 高沸点溶媒は、７０℃以上の沸点を有する溶媒である。高沸点溶媒は、中程度 に極性であり、酸に安定であって、非求核性である。典型的な高沸点溶媒は、芳 香族ハロアルキル、アルコキシ、およびハロ置換芳香族溶媒、並びにそれらの混 合物である。好ましい高沸点溶媒は、１,２−ジクロロエタン、１,１,２−トリ クロロエタン、グライム、ジグライム、トルエン、キシレン、アニソール、ジク ロロブロモメタン、クロロベンゼン、ジブロモクロロメタン、トリブロモメタン 、ジブロモメタン、アセトニトリル、プロピオニトリル、ジオキサン、およびそ れらの混合物であるが、さらに好ましくはアニソールである。 Ｒ"および所望のβ−アノマーに富むヌクレオシドを含む混合物が与えられた ら、本発明の方法は以下のように進行する。まず最初に、その反応混合物を、６ ０℃以上の沸点を有する有機溶媒で希釈する。許容され得る溶媒は、エーテル、 エステル、およびニトリルの類に属する；好ましい例は、アセトニトリル、酢酸 エチル、およびテトラヒドロフランである。希釈は高温で行い、これは、その反 応温度であってよい。その有機溶媒は高温まで加熱すべきであり、その上、反応 混合物および溶媒の温度は両方とも、７０℃〜１１０℃の範囲内にあるべきであ る。最も好ましい溶媒はアセトニトリルである。 加える有機溶媒の量は、使用するＲ"(保護されている、または保護されていな いシトシン)１グラムにつき１ml〜５mlの範囲内である。その反応混合物の希釈 後、特別な保持時間は必要とされない；希釈した混合物は、直ちに次の工程へ持 っていくのがよい。希釈した反応混合物を多量の酸水溶液に高温で加える。酸水 溶液の目的は、過剰のＲ"(保護されている、または保護されていないシトシン) を溶解することであって、これは、欧州特許出願番号第９３３０４８１７.５号 の９頁に記載されているグリコシル化反応において使用された。従って、酸水溶 液の量および酸性度の程度は、反応自体において使用される過剰量のＲ"(保護さ れている、または保護されていないシトシン)に依存する。さらに、酸水溶液の 量はまた、酸水溶液を調製する際に使用される酸物質の選択にも依存する。 最も好ましい酸は塩酸であり、１Ｎ〜６Ｎの濃度で、最も好ましくは４Ｎで使 用する。その酸を使用し、また過剰のＲ"(保護されている、または保護されてい ないシトシン)の量が５Ｘ〜２０Ｘの範囲内である場合、水性塩酸の量は、使用 されるＲ"(保護されている、または保護されていないシトシン)１グラムにつき ３ml〜５mlである。 しかし、他の水性鉱酸および条件もまた使用することができ、また様々な状況 において好ましいのがよい。実験者(operator)が所望するならば、例えば、硫酸 、亜硫酸、リン酸、硝酸、およびホスホン酸といったような鉱酸物質を使用する ことができる。その酸の濃度は、全体の単離工程の許容され得る体積にほぼ反比 例して、かなりの広範囲にわたり変えることができる。一般に、１Ｎ〜１０％の 濃度を酸水溶液において使用することができる。酸水溶液の体積は、反応混合物 中の個々の酸およびその量に対して実験により最適化しなければならない。必要 とされる実験は非常に簡単であり、実験者は、酸濃度および体積を、使用される 具体的な反応混合物で上手に調節し、各々の場合におけるＲ"(保護されている、 または保護されていないシトシン)の溶解度を観察することのみを必要とする。 酸水溶液は、反応混合物と合わせる場合、熱くある必要はない。完全な混合物 を７０℃〜１００℃の範囲内の温度まで暖めさえすれば、酸水溶液は周囲温度で あってよい。その反応熱は、混合物をその温度とするのに十分であり得、または 幾つかの場合には、その混合物を外部から熱するのに必要となり得る。幾つかの 場合には、その反応熱は１００℃より高いので、その反応混合物を冷却して、１ ００℃以下にとどまるようにしなければならない。これは、保護基のいずれもが 該方法のこの工程で早期に切断されるほど、酸水溶液の温度が高温であってはな らないことが重要であるためである。アセトニトリルを有機溶媒として使用する 場合、最も非常に好ましい温度は７０℃〜８０℃である。 希釈した反応混合物を酸水溶液に加えた結果得られる酸性混合物を、好ましく は適度に撹拌しながら、ある一定時間保持する。この保持時間中に起こる物理的 変化は、水性酸性相での過剰のＲ"(保護されている、または保護されていないシ トシン)の溶解、および所望のβ−ヌクレオシドの沈殿である。その沈殿は選択 的であって、所望でないα−ヌクレオシドは大部分が有機相に溶解したままであ る。従って、その酸性混合物を、それら２つの物理的変化が起こるまで、一定温 度で保持しなければならない。一般に、１０分間〜１時間が適切である。 十分な時間保持した後、沈殿したβ−ヌクレオシドを２つの液相から濾過また は遠心分離により分離して、さらなる酸水溶液で洗浄する。濾過または遠心分離 は、ほぼ一定の温度で行って、溶解したＲ"(保護されている、または保護されて いないシトシン)が溶液から沈殿しないようにすべきである。この方法で単離さ れて精製されたβ−ヌクレオシドはまだ、存在するアミノ保護基(Ｗ)を有し得る か、またはアミノ保護基(Ｗ)は、切断されて水素原子で置換されている。先の方 法で単離されて精製されたβ−ヌクレオシドは、α−ヌクレオシド、Ｒ"(保護さ れている、または保護されていないシトシン)、および他の不純物に関して優れ た純度のものであって、所望の生成物が優れた収率で製造されることもまた見い 出されている。 酸性混合物を濾過するか、または遠心分離して、固形の生成物を除去した場合 、濾液の有機相および水相を分離する。過剰のＲ"(保護されている、または保護 されていないシトシン)は水相にあるので、その相から除去して、その方法へと 戻して再利用するのがよい。Ｒ"(保護されている、または保護されていないシト シン)は、水相を冷却して、沈澱したＲ"(保護されている、または保護されてい ないシトシン)を濾過することにより、または水相を塩基性とし、その塩基性溶 液を冷却し、濾過して、沈澱したＲ"(保護されている、または保護されていない シ トシン)を集めることにより、簡単に回収することができる。先の方法から回収 されたシトシンは、欧州特許第９３３０４８１７.５に記載されているような、 混合物を製造する方法へと慣例的に再利用される。従って、請求する方法は、該 方法の有利な特性である、Ｒ"(保護されている、または保護されていないシトシ ン)の経済的な再利用を提供する。 該方法の最終工程は、ブロックされて精製された式ＩＢの固形ヌクレオシドか らの、保護基Ｘおよび全ての残存するＷの除去である。同じアノマー比の保護さ れていないヌクレオシドが、保護基の除去により得られる。 大部分のシリル−アミノ保護基は、水またはアルコールといったようなプロト ン性溶媒の使用により、容易に切断される。大部分のシリル−アミノ保護基は、 鉱酸と接触させる間に切断されやすい。ベンゾイルおよびアシル−アミノ保護基 といったようなアシル保護基は、強塩基を用いての０℃〜１００℃の温度での加 水分解により除去される。この反応における使用に適当な強塩基または中程度の 強塩基は、８.５〜２０.０のpＫa(２５℃で)を有する塩基である。そのような塩 基には、水酸化ナトリウムまたはカリウムといったようなアルカリ金属水酸化物 ；ナトリウムメトキシドまたはカリウム ｔ−ブトキシドといったようなアルカ リ金属アルコキシド；アルカリ金属アミド；ジエチルアミン、ヒドロキシルアミ ン、アンモニア等といったようなアミン；並びにヒドラジン等のような他の一般 的な塩基が含まれる。少なくとも１当量の塩基が各々の保護基に必要とされる。 アシル保護基はまた、メタンスルホン酸、塩酸、臭化水素酸、硫酸といったよ うな酸触媒を用いて、または酸性イオン交換樹脂を用いて除去することもできる 。そのような加水分解は、混合物の還流温度のような比較的高い温度で行うのが 好ましいが、特に強い酸を使用する場合には、周囲と同じぐらい低い温度を利用 するのがよい。これらのアシル保護基を保存して、本発明の方法の初期の工程の うちに早期に切断されないよう、注意しなければならない。 エーテル保護基の除去は、例えば、エタンチオールおよび塩化アルミニウムを 用いて、既知の方法により行う。 ｔ−ブチルジメチルシリル保護基は、その除去に関して、ハロゲン化水素ガス との接触のような、酸条件を必要とする。 該保護基の除去は、アルコール溶媒、特にメタノールのような水性アルカノー ル中で便利に行うことができる。しかし、その脱ブロック反応はまた、エチレン グリコールが含まれるポリオール、テトラヒドロフランのようなエーテル、アセ トンもしくはメチルエチルケトンのようなケトン、またはジメチルスルホキシド といったような、いずれの便利な溶媒中でも行うことができる。 好ましい態様では、脱ブロック反応は、アンモニアを使用して、ベンゾイルヒ ドロキシ保護基を１０℃の温度で除去する。しかし、使用される過剰の塩基の量 は重要ではないが、この反応では過剰の塩基を使用するのが好ましい。 その結果得られるβに富むヌクレオシド またはその有機酸付加塩もしくは無機酸付加塩は、米国特許第４,９６５,３７４ 号に記載されている手順により、その反応混合物から抽出する、および／または 単離することができる。 以下の実施例は、本発明の具体的な態様を説明するものであって、その範囲を 幾つかの点に限定しようと意図するものではなく、またそのように構成されるべ きものではない。 実施例 １ ２２.５当量のビス−トリメチルシリルシトシンを用いての、β−アノマーに 富む１−(２'−デオキシ−２',２'−ジフルオロ−３',５'−ジ−Ｏ−ベンゾイル −Ｄ−リボフラノシル)−４−アミノピリミジン−２−オンの製造、精製、およ び単離 ２５０mlの３ツ頚フラスコに、シトシン３０ｇ、硫酸アンモニウム２５mg、お よびヘキサメチルジシラザン１５０mlを加え、その混合物を１２５℃まで加熱し て、全ての固形物質が溶解した後、３０分間保持した。次いで、温度を１４５℃ まで上げ、沸騰が停止するまで保持した後、フラスコ中の液面より上に固形物質 が形成され始めるまで、減圧下に１２０℃まで保持した。次いで、その混合物を １０５℃まで冷却して、アニソール２５mlを加えた。 別の１２５mlのフラスコ中で、アニソール１０mlおよび２−デオキシ−２,２ −ジフルオロ−３,５−ジベンゾイル−Ｄ−リボフラノシル−１−α−メタンス ルホネート５.７５ｇを合わせて、均一な液状物質が形成されるまで、その混合 物を加熱した。その液状物質をシトシン混合物に一定温度で加えて、合わせた混 合物を１００℃で２４時間保持した。 ４Ｎ 塩酸１３３mlを５００mlのフラスコに入れた。その反応混合物にアセト ニトリル３１.３mlを加えた後、その５００mlのフラスコに冷却浴をあてもって 、希釈した反応混合物を、一定に撹拌しながら、その酸に注ぎ入れた。次いで、 合わせた混合物を７０℃で１０分間撹拌した後、一定の温度で濾過した。次いで 、湿ったケークを、４Ｎ 塩酸２５mlを用いて、７０℃で１０分間スラリー化し て、再び濾過した。そのフィルターケークを、脱イオン水２５mlを用いて、７０ ℃で１０分間スラリー化し、濾過して、その湿ったケークを、脱イオン水５０ml を用いて、７０℃で再びスラリー化した。その水性スラリーのpＨを重炭酸ナト リウムで７まで上げ、その混合物を５０℃またはそれ以上で１０分間撹拌して、 再び濾過した。そのフィルターケークを、脱イオン水５０mlを用いて、もう一度 ７０℃で１０分間スラリー化し、濾過して、そのフィルターケークを乾燥させて 分析 した。その重さは３.９８ｇであり、６１パーセントの単離収率を示し、また所 望でないα−アノマーを１％未満含んでいた。 本発明を、その好ましい態様を含め、詳細に記載した。しかし、当業者は、本 発明の開示を考慮して、以下の請求の範囲に示すような本発明の範囲および精神 内に含まれる、本発明に対する変更および／または改善を行うことができること が理解されるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ， ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，Ｔ Ｄ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ )，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ， ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 クジェル，ダクラス・パットン アメリカ合衆国47906インディアナ州 ウ エスト・ラファイエット、ベントン・スト リート 3072番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．β−アノマーに富むヌクレオシドを精製し、単離するための方法であって 、 ａ）高沸点溶媒中、Ｒ"および式： のβ−アノマーに富むヌクレオシド ［式中、 各々のＸは独立してヒドロキシ保護基から選択され、およびＲ'は式： （式中、Ｗはアミノ保護基である）の核酸塩基であり；並びに Ｒ"は式： （式中、Ｗ'はアミノ保護基または水素である）の核酸塩基である］ を含む混合物を与え； ｂ）その混合物を、エーテル、エステル、およびニトリルよりなる群から選択さ れる有機溶媒で希釈し； ｃ）その希釈した反応混合物を酸水溶液に加え；そして ｄ）そのようにして調製した酸混合物を、式ＩＢ（ここで、ＷはＷ'である）の 生成物が沈殿してくるまで、７０℃〜１００℃の温度で保持する： ことを含んでなる方法。 ２．反応混合物をアセトニトリル、酢酸エチル、およびテトラヒドロフランで 希釈する、請求項１に記載の方法。 ３．反応混合物をアセトニトリルで希釈する、請求項２に記載の方法。 ４．酸水溶液が１Ｎ〜６Ｎの塩酸である、請求項１に記載の方法。 ５．生成物が沈澱している間、酸混合物を撹拌する、請求項１に記載の方法。 ６．精製した式ＩＢの生成物を脱保護して、１−(２'−デオキシ−２',２'− ジフルオロ−Ｄ−リボフラノシル)−４−アミノピリミジン−２−オンであるヌ クレオシドを形成することがさらに含まれる、請求項１に記載の方法。 ７．実質的には、実施例に関して先に記載したような、β−アノマーに富むヌ クレオシドを精製する方法。 ８．実質的には、実施例に関して先に記載したような、β−アノマーに富むヌ クレオシドを精製する方法であって、さらに、 ｅ）Ｒ"を再利用のために回収する ことを含んでなる方法。