專利名稱：由5－甲基尿苷制備d4T的制作方法
化合物d4T(2′，3′-二脫氫-3′-脫氧胸苷)是近來證實治療AIDS的新的抗病毒藥物。該藥物被美國應用名稱(USAN)命名為Stavudine，市售名稱為ZERITTM。目前生產d4T的方法使用昂貴的胸苷作為原料。(對于先導的參考文獻，可參見Joshi，B.V.；Rao，T.；Sudhakar，R.；Reese，C.B.，J.Chem Soc.PerkinTrans.I，1992，2537.)另一種生產d4T的方法使用略微便宜的核苷5-甲基尿苷(5MU)。(對于評述，可參見Huryn，D.M.；Okabe，M.，Chem.Rev.，1992，92，1745；Dueholm，K.L.；Pedersen，E.B.，Synthesis，1992，1；Herdewijin，P；Balzarini，J.；De Clercq，E.，in Advances in AntiviralDrug Design，Vol.1，De Clercq，E.，Ed.，JAI Press Inc.，Middlesex，England，1993 P.233.)例如順式-3′α-乙酸基-2′α-溴5-MU衍生物的鋅還原反應可以得到d4T產物，產率約為50％。(見Mansuri，M.M.；Starrett，J.E.，Jr.；Wos，J.A.；Tortolani，D.R.；Brodfuehrer，P.R.；Howell，H.G.；Martin，J.C.，J.Org.Chem.，1989，54，4780.)但是，通過競爭性消除形成了大量的胸腺嘧啶副產物，這就需要昂貴的色譜分離將其從d4T產物中分離開。為了尋找到一種制備大規(guī)模量的d4T的經濟方法，應不斷地探求制造這種抗病毒劑的另一種方法。
本發(fā)明涉及一種由5-甲基尿苷(1)合成d4T的新的改進方法(流程

圖1)。本發(fā)明的關鍵步驟包括新的反式-3′α-鹵代-2′β-酸基/反式-3′β-酸基-2′α-鹵代的5-MU衍生物5a和5b的混合物，經金屬還原消除，得到5′-甲磺?；?d4T(6)。與先前的鋅還原順式-3′α-乙酸基-2′α-溴-5-MU衍生物產生大約40％的胸腺嘧啶副產物(Mansuri，M.M.；Starrett，J.E.，Jr.；Wos，J.A.；Tortolani，D.R.；Brodfuehrer，P.R.；Howell，H.G.；Martin，J.C.，J.Org.Chem.，1989，54，4780.)形成顯明的對比，鋅還原反式-酸基-鹵代-5MU衍生物5a和5b，其中X為溴，R為甲基，生成d4T的反應卻不產生大量的胸腺嘧啶副產物污垢。
本發(fā)明涉及由5-MU制備d4T的改進方法。本發(fā)明的另一方面涉及此方法過程中產生的有用中間體。
在本申請中，除非另有明確指出或從上下文看出，將采用下述定義。符號＂C＂后的下標數字是指特別基團所含的碳原子數。例如＂C1-6烷基＂是指具有1-6個碳原子的直鏈和支鏈烷基基團，這些基團包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正已基、3-甲基戊基等類似的烷基基團。＂芳基＂是指含6-10個碳原子的芳香烴，實例包括可選擇地被1-5個鹵原子、C1-6烷基和/或芳基取代的苯基和萘基。＂?；⑹侵富鶊FRCO-，其中R為C1-6烷基。＂鹵素＂、＂鹵化物＂或＂鹵代＂是指氯、溴和碘。堿金屬是指元素周期表中IA族中的金屬，優(yōu)選鋰、鈉和鉀。堿土金屬是指元素周期表中IIA族中的金屬，優(yōu)選鈣和鎂這里使用的縮略語是本領域廣泛使用的常規(guī)縮略語，其中MS甲磺?；鵇MF；N，N-二甲基甲酰胺本發(fā)明改進的d4T工藝描述在流程圖1中，包括下列化學反應步驟(a)由5MU制備2′，3′，5′-三-O-甲磺酰基-5-甲基尿苷(2)的方法描述在1994年9月23日申請的我們的共同未決USSN08/309,637專利申請中，該申請全文在此引作參考。更特別地，此步驟包含優(yōu)選使用極性溶劑如丙酮以及3-5當量有機堿其堿性比吡啶強又比三乙胺弱。所用的有機堿有甲基吡啶類和二甲基吡啶類，優(yōu)選N-甲基嗎啉，PK值在5.5至8.0之間的堿有效。反應在溫熱下進行，如室溫至約65℃，反應通常在大約0.5-2.0小時內完成。典型的反應條件描述在下文實施例1中。步驟(b)利用MOH處理化合物2生成5′-甲磺?；?2′，3′-脫水-5-甲基尿苷(3)。MOH是指堿金屬氫氧化物如KOH、NaOH和LiOH。優(yōu)選的MOH是濃度約為1N的NaOH。(略微類似的制備5′-甲磺?；?2′，3′-脫水尿苷的工藝步驟先前已有過報道，參見Codington，J.F.；Fecher，R.；Fox，J.J.，J.Orq.Chem.，1962，27，163.)步驟(c)和(d)然后利用選自HCl、HBr和HI的鹵化氫將環(huán)氧化物3開環(huán)，得到區(qū)域異構體4a和4b的混合物。優(yōu)選的鹵化氫為HBr，它可以由乙酰溴與甲醇反應就地生成，以得到醇4a和4b，其中X為溴。再用?；u化物處理4a和4b的混合物，得到區(qū)域異構體5a和5b混合物。在這第二步驟中，乙酰溴為優(yōu)選，這樣可得到反式溴乙酸酯。
如果需要的話，這些步驟中的各個區(qū)域異構體可以從混合物4a和4b或5a和5b中離析出來，繼續(xù)進行下述分離各自區(qū)域異構體的反應，最后得到d4T。步驟(e)利用還原金屬還原消除5a和5b的混合物得到5′-甲磺酰基-d4T(b)，所述還原金屬如鋅、鎂、鋅偶如Zn-Cu、或鈉，其中鋅為優(yōu)選的還原金屬。如上文所述，這種特殊的還原消除反應的優(yōu)點是其進行過程中產率高且?guī)缀醪划a生或很少產生極難從產物中分離的胸腺嘧啶。(化合物6描述在Joshi，B.V.；Reese，C.B.，J.Chem.Soc.Perkin Trans.I，1992，441中。)(反式-乙酸基溴代腺苷衍生物(Ia和Ib)的鋅還原反應已有過報道，見Robins，M.J.etal，Tetrahedron Lett.，1984，25，367。但是，不但核堿與胸腺嘧啶不同，而且酸基和鹵代基團的取向也與5a和5b不同，如3′β-溴代-2′α-乙酸基/3′α-乙酸基-2′β-溴代對應于3′α-溴代-2′β-乙酸基/3′β-乙酸基-2′α-溴代。值得指出的是，當核堿為胸腺嘧啶而不是腺嘌呤時，由于胸腺嘧啶堿的參與、就不會得到Ia和Ib的類似化合物，參見(Mansuri，M.M.；Starrett，J.E.，Jr.；Wos，J.A.；Tortolani，D.R.；Brodfuehrer，P.R.；Howell，H.G.；Martin，J.C.，J.Orq.Chem.，1989，54，4780.)
步驟(f)在如大約100℃的高溫下，化合物6與1.2當量的R′COOT在極性溶劑中反應大約6小時，得到式7的5′-酸基-d4T。其中T為堿金屬或堿土金屬，如鈉、鉀、鋰、鈣、鎂等，R′為C1-6烷基或芳基。優(yōu)選的R′COOT為苯甲酸鈉。步驟(g)式7的化合物轉變成d4T可通過公知的酯轉變成醇的許多常規(guī)方法實現。在現有技術中，d4T的合成方法通常是在甲醇中使用甲醇鈉，從而得到5′-去保護化合物。
上文已引作參考的1994年9月23日申請的我們的共同未決專利USSN08/309637描述了利用正丁胺使苯甲?；?或另一個酰基基團)脫去保護的反應。進一步地，在乙酸丁酯中添加N-甲基吡咯烷酮(NMPO)可以通過過濾分離反應混合物中的d4T.NMPO配合物。這種由NMPO溶劑化物的離析作用有效地除去了難以從產物中分離的污垢，特別是大規(guī)模地除去污垢。通過在異丙醇中加熱使d4T.NMPO配合物分解，得到高產率和高純度的d4T。
流程圖1
流程圖1，續(xù)
下文的特殊實施例舉例說明了本發(fā)明，而不是用來限制本發(fā)明的領域和范圍。為了生產本發(fā)明包括的化合物，所述方法可在不離開本發(fā)明精神的前提下有所變化。 再者，以略微不同的方式生產相同化合物的方法，其變化對本領域技術人員來說也是明顯的。
在下述實驗步驟中，如無特別指明，所有溫度應理解為攝氏溫度(C)。核磁共振(NMR)光譜特征是指化學位移(δ)，該化學位移是以相對于作為參照標準的四甲基硅烷(TMS)的每百萬中的份數(ppm)來表達的。描述質子NMR光譜數據中各種位移的相對面積對應于分子中特殊功能類型的氫原子數目。關于多重性的位移特征被描述為寬單峰(bs或brs)、寬雙峰(bd或brd)、寬三峰(bt或/brt)、寬四峰(bq或bfq)、單峰(s)、多峰(m)、雙峰(d)、四峰(q)、三峰(t)、雙雙峰(dd)、雙三峰(dt)以及雙四峰(dq)。進行NMR光譜使用的溶劑為丙酮-d6(氘化丙酮)、DMSO-d6(全氘二甲基亞砜)、D2O(氘化水)、CDCl3(氘化氯仿)以及其它常規(guī)的氘化溶劑。
實施例12′，3′，5′-三(甲磺?；?-5-甲基尿苷(2)吡啶工藝在0℃下，向攪拌著的5-甲基尿苷(12.8g，50mmol)的吡啶(75ml)混合物中加入甲磺酰氯(17.4ml，225mmol)。在0℃下攪拌反應混合物5小時，再在攪拌條件下注入冰水(500ml)。三(甲磺?；?-5-甲基尿苷2沉淀出來，攪拌混合物5分鐘。過濾收集固體產物，用水洗滌(3×200ml)并干燥。產量21.6g，產率89％。1H-NMR(DMSO-d6)δ1.77(s，3H)，3.24(s，3H)，3.34(s，3H)，3.36(s，3H)，4.47-4.60(m，2H)，5.33(m，1H)，5.54(m，1H)，5.97(d，J＝4.5 Hz，1H)，7.56(s，1H)； 11.56(s，1H).N-甲基嗎啉工藝將N-甲基嗎啉(29.6ml，266mmol)加入到5-甲基尿苷半水合物(15.64g，58.5mmol)的丙酮(68ml)漿狀液中，得到的混合物冷卻至5℃。在45分鐘內，將甲磺酰氯(20.1ml，255mmol)的丙酮(30ml)溶液加入到上面混合物中，使反應溫度升至45-50℃。再攪拌1.4小時后，過濾除去N-甲基嗎啉鹽酸鹽，濾餅用丙酮(2×30ml)洗滌。合并濾液，將其加入1L10-15℃的水中洗滌，攪拌1.1小時后，過濾白色沉淀，用水(2×75ml)洗滌并真空干燥。產量27.95g(產率97％)。
實施例25′-甲磺?；?2′，3′-脫水-5-甲基尿苷(3)在49ml 1N氫氧化鈉溶液中加入2′，3′，5′-三(甲磺?；?-5-甲基尿苷(2，6.0g)。在70-72℃下攪拌混合物15分鐘，然后冷卻至0℃。利用濃HCl將PH值調至4。過濾所得漿狀物，用水(2×10ml)洗滌并干燥，得到5′-甲磺?；?2′，3′-脫水5-甲基尿苷(3)，產量3.1g(產率84％)。
1H-NMR(DMSO-d6)δ1.79(s，3H)，3.22(s，3H)，4.10(m，2H)，4.38(m，2H)，4.55(m，1H)，6.15(s，1H)，7.49(s，1H)，11.48(s，1H).
實施例31β-(5′β-甲磺酰基-2′β-羥基-3′α-溴代呋喃糖基)-胸腺嘧啶和1β-(5′β-甲磺?；?2α-溴-3′β-羥基呋喃糖基)-胸腺嘧啶(4a′和4b′)在5′-甲磺?；?2′，3′-脫水-5-甲在尿苷(3，2.4g)的120ml甲醇混合物中加入乙酰溴(6.0ml)。再回流反應混合物7小時。除去溶劑得到油狀物，真空干燥該油狀物，得到4a′和4b′的混合物，產量2.9g(產率96％)。兩種異構體之比為2.53∶1.主要異構體的1H-NMR數據(DMSO-d6)δ1.79(s，3H)，3.24(s，3H)，4.40-4.60(m，5H)，6.20(d，J＝6.6Hz，1H)，7.38(s，1H)，11.38(s，1H)；次要異構體的1H-NMR數據(DMSO-d6)δ1.79(s，3H)，1.96(s，3H)，3.22(s，3H)，4.4-4.7(m，5H)，6.18(d，J＝3.8HZ，1H)，7.59(s，1H)，11.48(s，1H).
實施例41β-(5′β-甲磺?；?2′β-乙酸基-3′α-溴代呋喃糖基)-胸腺嘧啶和1β-(5′β-甲磺?；?2α-溴-3′β-乙酸基呋喃糖基)-胸腺嘧啶(5a′和5b′)在羥基溴化物4a′和4b′(1.2g)的20ml乙酸乙酯混合物中加入乙酰溴(2.0ml)?；亓鞣磻?小時。冷卻后，用40ml乙酸乙酯稀釋反應混合物，用飽和NaHCO3(2×50ml)和鹽水(50ml)洗滌，并在MgSO4上干燥。除去溶劑得到溴乙酸酯5a′和5b′混合物，產量1.25g(產率95％)。兩種異構體之比為2.6∶1.主要異構體的1H-NMR數據(DMSO-d6)δ1，79(s，3H)，1.94(s，3H)，3.25(s，3H)，4.40-4.70(m，4H)，5.62(t，J＝6.8Hz，1H)，6.35(d，J＝6.7Hz，1H)，7.40(s，1H)，11.42(s，1H)；次要異構體的1H-NMR數據(DMSO-d6)δ 1.79(s，3H)，1.96(s，3H)，3.24(s，3H)，4.40-4.70(m，4H)，5.57(t，J＝3.7Hz，1H)，6.35(d，J＝3.8Hz，1H)，7.49(s，1H)，11.48(s，1H).
實施例55′-甲磺酰基-2′，3′-二脫氫-3′-脫氧胸苷(6)在1.0g活化鋅粉的25ml甲醇混合物中加入溴乙酸酯5a′和5b′(1.0g)。室溫下攪拌混合物1.5小時。過濾多余的鋅，并用甲醇(2×10ml)洗滌。除去溶劑后得到5′-甲磺?；?d4T(6)，產量0.60g(產率88％)。1H-NMR(DMSO-d6)δ1.73(s，3H)，3.16(s，3H)，4.40(m，2H)，5.02(s，1H)，6.03(d，J＝5.8Hz，1H)，6.42(d，J＝5.9Hz，1H)，6.84(m，1H)，7.27(s，1H)，11.39(s，1H)實施例65′-苯甲?；?2′，3′-二脫氫-3′-脫氧胸苷(7′)在5′-甲磺?；?d4T(6，0.4g)的6mlDMF混合物中加入粉狀苯甲酸鈉(0.24g)。在100℃下攪拌反應6小時。冷卻后，加入水(30ml)。過濾所得沉淀，用水(2×5ml)洗滌，并干燥，得到5′-苯甲?；?d4T(7′)，產量0.04g(產率91％)。1H-NMR(DMSO-d6)δ1.35(s，3H)，4.41-4.48(m，2H)，5.10(m，1H)，6.04(d，J＝5.8Hz，1H)，6.53(d，J＝5.8Hz，1H)，6.80(s，1H)，7.10(s，1H)，7.51-7.95(m，5H)，11.37(s，1H)實施例72′，3′-二脫氫-3′-脫氧胸苷-N-甲基吡咯烷酮配合物在正丁胺(133ml)中加入5′-苯甲酰基-d4T(7′，70.0g)。在70℃下將反應加熱6小時。冷卻至20-25℃后，加入N-甲基吡咯烷酮(NMPO，41.3ml)和乙酸正丁酯(350ml)。在50℃下真空蒸餾除去過剩的正丁胺(～112.4ml)和175ml乙酸正丁酯。在1小時內將所得的漿狀物冷卻至20-25℃，攪拌30分鐘。然后再將漿狀物冷卻至-10～-15℃，攪拌1.5小時。過濾塊狀物，用2×50ml冷(-10～-15℃乙酸正丁酯洗滌，干燥得到d4T·NMPO配合物，產量59.0g(產率85.6％)。
實施例82′，3′-二脫氫-3′-脫氧胸苷(d4T)甲醇鹽工藝在5′-苯甲?；?d4T(7′)(2.4g，7.31mmol)的甲醇(24ml)的攪拌漿狀物中加入甲醇鈉溶液(4.8ml，25％，21mmol)。室溫下攪拌所得溶液3小時。用強酸樹脂(Dowex 50×8-200，預先用甲醇洗滌過)中和反應混合物至PH4。過濾樹脂，用甲醇(2×10ml)洗滌濾餅。除去甲醇得到濕的固體，向其中加入二氯甲烷(10ml)。攪拌所得混合物30分鐘，再過濾收集d4T產物，用二氯甲烷(2×5ml)洗滌，干燥。產量1.29g，產率79％。1H-NMR(DMSO-d6)δ1.71(s，3H)，3.59(m，1H)，4.76(m，1H)，5.02(s，1H)，5.89(d，J＝5.7Hz，1H)，6.38(d，J＝5.7Hz，1H)，6.80(s，1H)，7.63(s，1H)，11.27(s，1H)d4T·NMPO配合物工藝在500ml異丙醇中加入50.0g d4T·NMPO、5.0g硅藻土、5.0g活性炭KB。將混合物加熱回流，再通過硅藻土床層熱過濾。用150ml熱的異丙醇漂洗濾餅。將濾液和漂洗液混合，真空濃縮至最終體積為200ml。加熱回流濃縮混合物，得到一溶液，慢慢冷卻，在58℃形成漿狀物，再冷卻此漿狀物至0℃并保持30分鐘。過濾塊狀物，用冷(0℃)的異丙醇洗滌，干燥得到d4T，產量30.5g(產率87.9％)。
權利要求
1.式3的化合物
其中Ms是甲磺?；?br> 2.式4a或4b的化合物或者其混合物，
其中X為氯、溴或碘；和Ms是甲磺?；?。
3.根據權利要求2的化合物或混合物，其中X為溴。
4.式5a或5b的化合物或者其混合物，
其中X為氯、溴或碘；R為C1-6烷基；和Ms為甲磺?；?。
5.根據權利要求4的化合物或混合物，其中X為溴以及R為甲基。
全文摘要
本發(fā)明涉及由5MU制備d4T的改進方法。本發(fā)明的另一方面涉及此方法過程中產生的有用中間體。
文檔編號C07D405/04GK1270172SQ0010098
公開日2000年10月18日 申請日期1996年3月8日 優(yōu)先權日1995年3月10日
發(fā)明者R·H·施佩托, 陳邦池, S·L·程蘭 申請人:布里斯托爾-邁爾斯斯奎布公司