PL249874B1 - Sposób otrzymywania 9-tio-1,N2-etenoguanozyny/ 9-tio-1,N2-etenoguaniny - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania 9-tio-1,N2-etenoguanozyny / 9-tio-1,N2-etenoguaniny. Sposób otrzymywania 9-tio-1,N2-etenoguanozyny / 9-tio-1,N2-etenoguaniny o wzorze ogólnym 1,w którym R — oznacza H, rybozę, grupę metylową, polega na tym, że reakcję 6-tioguanozyny / 6-tioguaniny z aldehydem octowym, prowadzi-się w jednym reaktorze, w środowisku wodnym albo buforze PBS przy kontroli pH reakcji tak, żeby utrzymać wartości pomiędzy pH 6,0 - 7,0; gdzie aldehyd chlorooctowy o wzorze 3 dodaje się w ilości od 20 do 200 części aldehydu w stosunku do 1 części związku o wzorze 2, w którym R — oznacza: ,H, rybozę, grupę metylową, korzystnie w stosunku 1:50, przy czym reakcję prowadzi się w zakresie stężeń 6-tioguaniny/ 6-tioguanozyny od 1,5 x 10-4 M do 1,0 x 10-3 M w temperaturze od 25°C do 37°C, korzystnie w 37°C, korzystnie bez dostępu światła o długości poniżej 390 nm, do otrzymania 9-tio-1,N2-etenoguaniny/9-tio-1,N2-etenoguanozyny, dalej roztwór odparowuje się, a powstałą sól usuwa się przez wymywanie i oczyszczanie na kolumnie chromatograficznej.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania 9-tio-1 ,N²-etenoguanozyny/9-tio-1 ,N²-etenoguaniny.

Sposób syntezy3-((2R,3R,4S,5R)-3,4-dihydroksy-5-(hydroksymetyl)tetrahydrofuran-2-yl)-3,5-dihydro-9H-imidazo[1,2-a]puryno-9-thionu nazywanego też 9-tio-1 ,N²-etenoguanozyną oraz sposób otrzymania 3,5-dihydro-9H-imidazo[1,2-a]puryno-9-tionu zwanego też 9-tio-1 ,N²-etenoguaniną (o ogólnym wzorze 1) na drodze reakcji 6-tioguanozyny/6-tioguaniny (wzór ogólny 2) z aldehydem chlorooctowym (wzór 3) w roztworach wodnych w temperaturze pokojowej.

Tricykliczne pochodne 6-tioguanozyny/6-tioguaniny to nowa grupa związków o potencjalnych zastosowaniach w medycynie, terapii fotodynamicznej, czy z możliwością wykorzystywania do usuwania mikroorganizmów np. z ran pacjentów.

Zanana jest metoda syntezy tych związków opublikowana 2023 r. [Katarzyna Krancewicz, Karolina Nowicka-Bauer, Katarzyna Fiedorowicz, Bronisław Marciniak, Katarzyna Taras-Goślińska; Int. J. Mol. Sci. 2023, 24, 8990.]. Opisana reakcją przebiega w kilku etapach, po każdym z nich produkt pośredni musi zostać wyizolowany. W trakcie reakcji powstaje kilka produktów, z których liniowe tricykliczne analogi 6-tioguaniny/6-tioguanozyny powstają jedynie z maksymalnie 40% wydajnością a sam sposób otrzymania jest czasochłonny i zależny od wielu czynników (gwałtowne zmiany pH, trudności w rozpuszczalności i oczyszczaniu produktów przejściowych, nietrwałości niektórych produktów w obecności tlenu).

Z uwagi na brak prostej i selektywnej metody otrzymywania 9-tio-1 ,N²-etenoguanozyny/9-tio-1 ,N²-etenoguaniny zasadne jest poszukiwanie takich rozwiązań, które umożliwią otrzymanie tej grupy związków z dużą wydajnością.

Celem wynalazku jest opracowanie szybkiego, efektywnego i taniego sposobu otrzymania 3-((2R,3R,4S,5R)-3,4-dihydroksy-5-(hydroksymetyl)tetrahydrofuran-2-yl)-3,5-dihydro-9H-imidazo[1,2-a]-puryno-9-thionu nazywanego też 9-tio1,N²-etenoguanozyną oraz 3,5-dihydro-9H-imidazo[1,2-a]puryno-9-tionu zwanego też 9-tio-1 ,N²-etenoguaniną.

Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania 9-tio-1 ,N²-etenoguanozyny/9-tio-1 ,N²-etenoguaniny o wzorze ogólnym 1:

Wzór 1 w którym:

R - oznacza:

• H • rybozę • grupę metylową który polega na tym, że reakcję 6-tioguanozyny/6-tioguaniny z aldehydem octowym, prowadzi się w jednym reaktorze, w środowisku wodnym albo buforze PBS przy kontroli pH reakcji tak, żeby utrzymać wartości pomiędzy pH 6,0-7,0; gdzie aldehyd chlorooctowy o wzorze 3:

O

Wzór 3

PL 249874 Β1 dodaje się w ilości od 20 do 200 części aldehydu w stosunku do 1 części związku o wzorze 2:

w którym:

R - oznacza:

• H • rybozę • grupę metylową korzystnie w stosunku 1:50, przy czym reakcję prowadzi się w zakresie stężeń 6-tioguaniny/6-tioguanozyny od 1,5 x 10 ⁴ M do 1,0 x 10 ³ M w temperaturze od 25 do 37°C, korzystnie w 37°C, korzystnie bez dostępu światła o długości poniżej 390 nm, do otrzymania 9-tio-1 ,N²-etenoguaniny/9-tio-1 ,N²-etenoguanozyny, dalej roztwór odparowuje się, a powstałą sól usuwa się przez wymywanie i oczyszczanie na kolumnie chromatograficznej.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:

• uzyskanie w sposób szybki, tani i efektywny związki 3-((2R,3R,4S,5R)-3,4-dihydroksy-5-(hydroksymetyl)tetrahydrofuran-2-yl)-3,5-dihydro-9H-imidazo[1,2-a]puryno-9-thion nazywanego też 9-tio-1 ,N²-etenoguanozyną oraz 3,5-dihydro-9H-imidazo[1,2-a]puryno-9-tion zwanego też 9-tio-1 ,N²-etenoguaniną, • uzyskanie selektywnie czystych związków z możliwością zastosowania w monitorowaniu terapeutycznej dawki tiopuryn stosowanej u pacjentów, • uzyskanie szybkiego otrzymania związków o potencjalnej możliwości zastosowania jako sensybilizatory w terapii fotodynamicznej, • uzyskanie związków, które mogą być stosowne w usuwaniu mikroorganizmów(bakterii) stanowiących zagrożenie np. przy trudno gojących się ranach, • otrzymanie w temperaturze pokojowej jednego produktu z wysoką wydajnością > 90%, • możliwość podniesienia temperatury maksymalnie do 37°C, co zwiększa dwukrotnie szybkość reakcji a nie wpływa negatywnie na wydajność otrzymywania produktu, • możliwość przeprowadzenia reakcji w reaktorach z ciemnego szkła albo w naczyniach osłoniętych tak, aby ograniczyć dostęp światła, co wpływa na ograniczenie reakcji ubocznych, • możliwość prostego sposobu śledzenia postępu reakcji, gdzie do kontroli wykorzystuje się pomiar widm absorpcji, a stopień przereagowania można kontrolować za pomocą analizy chromatograficznej HPLC z detekcją spektrofotometryczną.

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania 9-tio-1 ,N²-etenoguanozyny/9-tio-1 ,N²-etenoguanin o wzorze ogólnym 1:

s

R

Wzór 1 w którym:

R- oznacza:

• H • rybozę • grupę metylową

PL 249874 Β1 polegający na reakcji 6-tioguanozyny lub 6-tioguaniny o wzorze ogólnym 2:

Wzór 2 w którym:

R - oznacza:

• H • rybozę • grupę metylową z aldehydem chlorooctowym o wzorze 3:

Wzór 3

Reakcję prowadzi się w jednym reaktorze „one pot”, w którym znajdują się substraty o wzorze ogólnym 2 i 3, i taki typ reakcji nie jest opisany w dostępnej literaturze dla tej grupy związków. Sposób ten jest korzystny ze względu na to, że stosowane w nim materiały wyjściowe znajdują się w jednym reaktorze, w którym przebiega reakcja, bez oczyszczania i izolowania poszczególnych produktów przejściowych na każdym etapie tej reakcji, co ogranicza koszty a przede wszystkim czas przebiegu takiej reakcji. W sposobie według wynalazku otrzymuje się selektywnie jeden produkt o wzorze ogólnym 1 z wydajnością tworzenia > 90%.

Proces prowadzi się w roztworze wodnym, lub buforze, korzystnie w buforze PBS o pH 6,0-7,0 ze względu na zachodzenie reakcji w stałym pH, w roztworach wodnych konieczna jest kontrola wartości pH. W przypadku spadku pH poniżej wartości 6,0 dodawano 0,1 M wodny roztwór wodorotlenku sodu tak, by utrzymać pH w granicach 6,0-7,0. Utrzymanie takiego zakresu pH jest kluczowe do otrzymania produktu końcowego wzór ogólny 1 z dużą wydajnością. Dla przeprowadzenia syntezy korzystnie jest również prowadzenie jej w warunkach zapewniających stałe pH np. w buforze. Zmiana wartości pH skutkuje znacznym obniżeniem wydajności powstającego produktu a przy pH < 4 produktem reakcji nie jest produkt o wzorze 1. Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie w temperaturze pokojowej jednego produktu z wysoką wydajnością (> 90%). Korzystne jest zwiększenie temperatury maksymalnie do 37°C, co zwiększa dwukrotnie szybkość reakcji a nie wpływa negatywnie na wydajność otrzymywania produktu. Korzystne jest przeprowadzenie reakcji w reaktorach z ciemnego szkła albo w naczyniach osłoniętych tak aby ograniczyć dostęp światła, umożliwia to ograniczenie reakcji ubocznych. Kolejnym aspektem korzystnym dla omawianego wynalazku jest prosty sposób śledzenia postępu reakcji, do kontroli można wykorzystać pomiar widm absorpcji, a stopień przereagowania można kontrolować za pomocą analizy chromatograficznej HPLC z detekcją spektrofotometryczną.

Selektywność tworzenia jednego produktu z substratów oraz wydajność chemiczna tworzenia produktu reakcji została potwierdzona na podstawie analiz HPLC.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady:

Przykład I

Przygotowano 10 ml roztworu 6-tioguaniny o stężeniu 2,5 x10-⁴Mw wodzie. Następnie w reaktorze z ciemnego szkła dodano 15,88 μΙ ~ 50% m/m roztworu wodnego aldehydu chlorooctowego (stosunek substratów 1:50) i mieszano przez 54 h w stałej temperaturze 25°C, utrzymując pH w zakresie 6,0 za pomocą 0,1 M roztworu wodnego wodorotlenku sodu. Reakcję prowadzono bez dostępu światła. Przebieg reakcji monitorowano poprzez analizy HPLC i pomiary widm absorpcji, przez pierwsze 4 h,

PL 249874 Β1 co godzinę, zakończono reakcję po 54 h przy przereagowaniu 90% substratu 6-tioguaniny. W pierwszych godzinach od momentu zmieszania reagentów obserwowano gwałtowny ubytek substratu, czemu towarzyszyło powstawanie jednego głównego produktu związku o wzorze 1 (gdzie R - oznacza H) o nazwie 9-tio-1 ,N²-etenoguanina. Roztwór odparowano a następnie w celu usunięcia soli zastosowano jej wymywanie i czystość produktu potwierdzono chromatograficznie. Wydajność otrzymanego produktu 90%.

Przykład II

Przygotowano 10 ml roztworu 6-tioguanozyny o stężeniu 5,0 x 10 ⁴ M w wodzie. Następnie w reaktorze z ciemnego szkła dodano 63,52 μΙ ~ 50% m/m roztworu wodnego aldehydu chlorooctowego (stosunek substratów 1:100) i mieszano przez 48 h w stałej temperaturze 25°C, utrzymując pH w zakresie 6,0 za pomocą 0,1 M roztworu wodnego wodorotlenku sodu. Reakcję prowadzono bez dostępu światła. Przebieg reakcji monitorowano poprzez analizy HPLC i pomiary widm absorpcji, przez pierwsze 4 h, co godzinę, zakończono reakcję po 48 h przy przereagowaniu 95% substratu 6-tioguanozyny. W pierwszych godzinach od momentu zmieszania reagentów obserwowano gwałtowny ubytek substratu, czemu towarzyszyło powstawanie jednego głównego produktu związek o wzorze 1 (gdzie R - oznacza rybozę) o nazwie 9-tio-1 ,N²-etenoguanozyna Roztwór odparowano a następnie w celu usunięcia soli zastosowano jej wymywanie i oczyszczanie na kolumnie chromatograficznej, czystość produktu potwierdzono chromatograficznie (analiza HPLC). Wydajność otrzymanego produktu 95%.

Przykład III

Przygotowano 30 ml roztworu 6-tioguanozyny o stężeniu 2,5 x10⁴Mw buforze PBS pH 7,0. Następnie w reaktorze z ciemnego szkła dodano 21 μΙ ~ 50% m/m (stosunek substratów 1:20) roztworu wodnego aldehydu chlorooctowego i mieszano przez 48 h w stałej temperaturze 25°C. Reakcję prowadzono bez dostępu światła. Przebieg reakcji monitorowano poprzez analizy HPLC i pomiary widm absorpcji, przez pierwsze 4 h, co godzinę, zakończono reakcję po 48 h przy przereagowaniu 75% substratu 6-tioguanozyny. Obserwowano powstawanie jednego głównego produktu związek o wzorze 1 (gdzie R - oznacza H) o nazwie 9-tio-1 ,N²-etenoguanozyna. Roztwór odparowano a następnie w celu usunięcia soli zastosowano jej wymywanie i rozdział na kolumnie chromatograficznej. Wydajność powstawania produktu 90%.

Przykład IV

Przygotowano 10 ml roztworu 6-tioguanozyny o stężeniu 2,5 x 10-4 M w wodzie. Następnie w reaktorze z ciemnego szkła dodano 15,88 μΙ ~ 50% m/m roztworu wodnego aldehydu chlorooctowego (stosunek substratów 1:50) i mieszano przez 36 h w stałej temperaturze 37°C, utrzymując pH w zakresie 7,0 za pomocą 0,1 M roztworu wodnego wodorotlenku sodu. Reakcję prowadzono bez dostępu światła. Przebieg reakcji monitorowano poprzez analizy HPLC i pomiary widm absorpcji, przez pierwsze 4 h, co godzinę, zakończono reakcję po 36 h przy przereagowaniu 92% substratu 6-tioguanozyny. Powstawał jednego głównego produktu związek o wzorze 1 (gdzie R - oznacza rybozę) o nazwie 9-tio-1 ,N²-etenoguanozyna). Roztwór odparowano, a następnie w celu usunięcia soli zastosowano jej wymywanie i oczyszczanie na kolumnie chromatograficznej.

Wydajność otrzymanego produktu - 91%.

Claims (1)

1. Sposób otrzymywania 9-tio-1 ,N²-etenoguanozyny/9-tio-1 ,N²-etenoguaniny o wzorze ogólnym 1:

Wzór 1

PL 249874 Β1 w którym:

R - oznacza:

• H • rybozę • grupę metylową znamienny tym, że reakcję 6-tioguanozyny/6-tioguaniny z aldehydem octowym, prowadzi się w jednym reaktorze, w środowisku wodnym albo buforze PBS przy kontroli pH reakcji tak, żeby utrzymać wartości pomiędzy pH 6,0-7,0; gdzie aldehyd chlorooctowy7 o wzorze 3:

O

Wzór 3 dodaje się w ilości od 20 do 200 części aldehydu w stosunku do 1 części związku o wzorze 2:

Wzór 2 w którym:

R - oznacza:

• H • rybozę • grupę metylową korzystnie w stosunku 1:50, przy czym reakcję prowadzi się w zakresie stężeń 6-tioguaniny/6-tioguanozyny od 1,5 x 10 ⁴ M do 1,0 x 10 ³ M w temperaturze od 25 do 37°C, korzystnie w 37°C, korzystnie bez dostępu światła o długości poniżej 390 nm, do otrzymania 9-tio-1 ,N²-etenoguaniny/9-tio-1 ,N²-etenoguanozyny, dalej roztwór odparowuje się, a powstałą sól usuwa się przez wymywanie i oczyszczanie na kolumnie chromatograficznej.