Способ получения 2',3'-дидезоксинуклеозидов

 

Использование: в качестве препаратов с антиретровирусной активностью в т.ч. в отношении вируса СПИД. Сущность изобретения: продукт-2',3'-дидезоксинуклеозид ф-лы I, где В-тимидил, аденозил, выход 90 проц. Получение ведут обработкой раствора 5'-О-защищенного-2'-дезоксинуклеозида тиофосгеном в соотношении 1:(0,5-1) эквивалентов в присутствии органического основания с последующим дезоксигенированием полученного продукта фенилсиланом в кипящем апротонном растворителе в присутствии инициатора и деблокированием оксигруппы. Структура соединения ф-лы I:

Предполагаемое изобретение относится к новому способу получения 2',3'-дидезоксинуклеозидов. Ряд 2',3'-дидезоксинуклеозидов и аналогов, полученных на их основе, обладают антиретровирусной активностью, в т.ч. в отношении вируса СПИД, что делает возможным их использование в медицине и иммунологии [1,2] В настоящее время разрешены к применению в качестве антиретровирусных препаратов 3'-азидо-3'-дезокситимидин (АЗТ) и 2',3'-дидезоксиинозин, некоторые другие 2',3'-дидезоксинуклеоэиды и их аналоги находятся на различных стадиях клинических испытаний.

Большая часть применяемых способов получения 2',3'-дидезоксинуклеозидов основана на получении соответствующего защищенного в 5'-положении 2',3'-дидегидро-2', 3'-дидезоксинуклеозида, который затем подвергают каталитическому гидрированию и деблокированию.

Известен способ получения 2',3'-дидезоксинуклеозидов, согласно которому 5'-О-защищенный рибонуклеозид обрабатывают избытком сероуглерода в присутствии щелочи в диметилсульфоксиде, алкилируют метилиодидом иди β--бромпропионитрилом и полученный 2',3'-бисксантат восстанавливают трибутилоловогидридом при кипячении в толуоле в присутствии 2,2-азо-бис-изобутиронитрила (AIBN). Образовавшийся 5'-0-защищенный-2',3'-дидегидро-2',3'-дидезоксинуклеозид деблокируют с помощью трибутиламмонийфторида в тетрагидрофуране (ТГФ) и гидрируют над Pd/C. Выход 2',3'-дидезоксинуклеозидов составляет около 20% [3] Другой известный способ получения 2',3'-дидезоксинуклеозидов заключается в обработке 5'-О-защищенного рибонуклеозида избытком тиофосгена в апротонном органическом растворителе в присутствии органического основания 4-диметиламинопиридина (4-ДМАП) с последующим дезоксигенированием образовавшегося 2', 3'-0-тиокарбоната 5'-0-защищенного рибонуклеозида путем его нагревания в триметилфосфите. Полученный 5'-0-защищенный-2',3'-дидегидро-2 3'-дидезокснуклеозид гидрируют над Pd/C и деблокируют о помощью трибутиламмонийфторида в ТГФ. Выход 2',3'-дидезоксинуклеозидов составляет около 25 [4] Вместо тиофосгена может быть использован тиокарбонилдиимидазол [3] Известные способы получения 2',3'-дидезоксинуклеозидов из 2'-дезоксинукдеозидов основаны на дезоксигенировании их производных, защищенных в 5'-положении (трет-бутилдиметилсилильной или диметокситритильной защитными группами) и ацилированных в 3'-положении различными тиокарбонильными соединениями.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ получения 2',3'-дидезоксинуклеозидов путем обработки 5'-0-защищенного 2'-дезоксинуклеозида избытком фенокситиокарбонилхлорида в ацетонитриле в присутствии органического основания с последующим дезоксигенированием образовавшегося 5'-О-защищенного-3'-0-фенокситиокарбонид-2'-дезоксинуклеозида с помощью трибутилоловогидрида при нагревании в инертном растворителе. Дезоксигенирование (восстановление) протекает по свободнорадикальному механизму и осуществляется в присутствии инициатора образования свободных радикалов 2,2-азо-бис-изобутиронитрила (AIBN). Полученный 5'-0-защищенный-2',3'-дидезоксинукдеозид деблокируют и получают соответствующий 2',3'-дидезоксинуклеозид с общим выходом 3О% [5] В основе предлагаемого способа получения 2',3'-дидезоксинуклеозидов лежит схема синтеза, позволяющая исключить использование трибутилоловогидрида, токсичность которого и сложность очистки от оловоорганических соединений промежуточных продуктов делают его малопригодным для использования в промышленной технологии.

Предлагаемый способ получения 2',3'-дидезоксинуклеозидов заключается в том, что раствор 5'-0-защищенного 2'-дезоксинуклеозида обрабатывают тиофосгеном в присутствии органического основания при мольном соотношении 5'-0-защищенного 2'-дезоксинуклеозида и тиофосгена, равном 1 (0,5 1,0), образовавшийся (5'-0-защищенный-2'-дезоксинуклеоз-3'-ид) тиокарбонат дезоксигенируют путем его взаимодействия с фенилсиланом в кипящем апротонном растворителе в присутствии инициатора, и полученный 5'-0-защищенный 2',3'- дидезоксинуклеозид деблокируют.

Заявляемый способ отличается от известного тем, что используют иной тиокарбонилирующий реагент тиофосген, исходный 5'-0-защищенный 2'-дезоксинуклеозид обрабатывают тиофосгеном при их мольном соотношении, равном 1 (0,5 1,0), а дезоксигенирование образовавшегося ди-(5'-0-защищенного-2'-дезоксинуклеоз-3'-ил) тиокарбоната осуществляют путем его взаимодействии с фенилсиланом в кипящем апротонном растворителе.

При обработке 5'-0-защищенного-2'-дезоксинуклеозида тиофосгеном при их мольном соотношении 1 (0,5 1,0) образуется иное, чем в известном способе, 3'-О-тиокарбонильное производное 5'-0-защищенного-2'-дезоксинуклеозида - динуклеозилтиокарбонат, при восстановлении которого фенилсиланом образуется 5'-О-защищенный 2', 3'-дидезоксинуклеозид. Восстановление фенилсиланом протекает по свободнорадикальному механизму, как и в случае восстановления трибутилоловогидридом, и осуществляется в присутствии инициатора образования свободных радикалов. Известно, что восстановление циклического 2',3'-0-тиокарбоната трибутилоловогидридом приводит к смеси 2'- и 3'-монодезоксипроизводных [6] Можно было ожидать, что восстановление динуклеозилтиокарбоната (ациклический аналог) будет приводить к эквимолекулярной смеси 2',3'-дидезоксинуклеозида и монодидезоксинуклеозида [7] Однако в нашем случае при восстановлении динуклеозилтиокарбоната фенилсиланом преимущественно образуется 2',3'-дидезоксинуклеозид.

2', 3'-Дидезоксинуклеозиды (I) получают в соответствии со следующей схемой: где R защитная группа; В остаток гетероциклического основания.

Способ согласно изобретению осуществляют следующим образом.

5'-О-защищенный 2'-дезоксинуклеозид (II) получают по известной методике [3, 5] из соответствующего 2'-дезоксинуклеозида. Для защиты используют трет-бутилдиметилсилильную (TBDMS) или диметокситритильную (TMD) группы. 5'-0-защищенный-2-дезоксинуклеозид (II) растворяют в подходящем органическом растворителе и обрабатывают 0,5 1,0 эквивалентом тиофосгена в присутствии органического основания при комнатной температуре или при нагревании. В качестве растворителя может быть использован дихлорметан, ацетонитрил и др. Образовавшийся ди-(5'-0-защищенный-2'-дезоксинуклеоз-3'-ил) тиокарбонат (III) выделяют и дезоксигенируют (восстанавливают) фенилсиланом в кипящем апротонном растворителе в присутствии инициатора. В качестве инициатора могут быть использованы перекись бензоила или 2,2-азо-бис-изобутиронитрил, а в качестве растворителя диоксан, толул, их смесь и др. 5'-О-защищенный 2', 3'-дидезоксинуклеозид (IV) выделяют и деблокируют с помощью н-трибутиламмонийфторида в ТГФ. После очистки получают 2',3'-дидезоксинуклеозиды (I) с общим выходом 35-40 Нижеследующие примеры иллюстрируют данное изобретение.

Пример 1. Получение 3'-дезокситимидина.

а) Ди-(5'-0-ТВDМS-тимид-3'-ил)тиокарбонат.

К раствору 380 мг (1 ммоль) 5'-О-ТВDМХ-тимидина и 156 мг 4-DМAР ( 1,2 ммодь) в сухом дихлорметане прикапывают при 45^oС в течение часа раствор 57 мкл (0,75 ммоль) тиофосгена в дихлорметане. Ход реакции контролируют ТСХ. По окончании реакции (5 ч) раствор разбавляют хлороформом, промывают 2% НС1, водой, сушат Na₂SO₄ и упаривают. Ди-(5'-0-ТВDМS-тимид-3'-ил)тиокарбонат получают кристаллизацией из метанола. Т.пл. 226-228^oC. Rf 0,54 (хлороформ-метанол 95:5). RT 26 мин.

Спектр ПМР: м.д. CDCl₃: О, 15 (s, 6H,Si(CH₃)₂), О,95 (s.9H, t-Bu), 1,95 (s,3H,); 2,1-2,2 (ddd, 1H, J_2'a,3' 6, J_2'a,1' 9,5, J_2'a,2'b 14, H-2'a), 2,6 (м, 1H, J_2'b,3 6, J_2'b1' 5, J_2b,2'a 14, H-2'b); 3,96 (dd, IH, J_5'b,4' 1,5, J_5'b,5'a 11,5, H-5'b); 4,04 (dd, 1H, J_5'a,4'1,5, J_5'a,5'b 11,5, H5'a); 4,27 (m, 1H,H-4'), 5,67 (m, 1H, J_3',2'a= J_3',2'b 6, H-3'), 6,48 (dd, 1H, J_1',2'b 5, J_1',2'a9,5, H-1'), 7,55 (s, 1H, H-6), 10,15 (s, 1H, NH).

2¹³С-ЯМР, м.д. CHCl₃: -5,4(Si-CH₃), 12,6(); 18,3 (), 25,9 (), 37,9(); 64,2(C-5'), 84,1; 84,7, 85,04 (C-1',3',4'), 111,48, 134,89; 150,76, 164,3 (C-2,4,5,6); 193,7(C=S) б) 3'-Дезокситимидин.

К раствору 115 мг (0,15 ммоль) ди-(5'-0-ТВDМS-тимид-3'-ил)- тиокарбоната в абс, диоксане прибавляют 90 мкл (0,73 ммоль) фенилсилана и кипятят в токе сухого азота с добавлением по порциям перекиси бензоила (0,2 ммоль) в том же растворителе в течение всей реакции. По окончании реакции (контроль ВЭЖХ) раствор упаривают, остаток хроматографируют на силикагеле, элюируя ступенчатым градиентом метанола в хлороформе (0-10%) и получают 5'-0-ТВDМS-3'-дезокситимидин о выходом 75% Раствор 100 мг (0,3 ммоль) 5'-0-ТВDМS-3'-дезокситимидина и 130 мг (0,4 ммоль) тетрабутиламмонийфторида в 10 мл ТГФ выдерживают 12 ч при комнатной температуре, упаривают, остаток хроматографируют на силикагеле, элюируя смесью хлороформ-метанол 9:1, и получают 3'-дезокситимидин с выходом 90% Т.пл. 153-154^oC. Rf 0,57 (хлороформ-метанол 4: 1).

Пример 2. Получение 2',3'-дидезоксиаденозина.

а) Ди-(5'-0-ТВDМS-аденоз-3'-ил)тиокарбонат.

К суспензии 380 мг (1 ммоль) 5'-0-ТВDМS-2'-дезоксиаденозина в 10 мл сухого (перегнанного над СаH₂) ацетонитрила при 60^oС прикапывают в течение 2 ч раствор 77 мкл (1 ммоль) тиофосгена в 5 мл ацетонитрила. Смесь выдерживают еще 5 часов при этой температуре. Полученный раствор разбавляют хлороформом, промывают 2% НС1, водой, сушат и упаривают. Ди-(5'-0-ТВDМS-аденоз-3'-ил)тиокарбонат получают хроматографией остатка на силикагеле при элюировании ступенчатым градиентом метанола в хлороформе (0-10%). Выход 70% Т.пл. 167-170^oC. Rf 0,3 (хлороформ-метанол 95:5) RT 12 мин.

Спектр ПМР, м.д. CDCl₃: 0,16 (s, 6H,Si(CH₃)₂), 0,9(s,9H,t-Bu), 2,75-2,85 (m,2H,H-2'a,2' b), 4,0 (m, 2Н, Н-5'a,5'Ь); 4,42 (м, 1Н,Н-4'), 5,85 (м, 1Н, J_3',2'a J_3',2b 5, Н-3'), 6,1 (s, 2Н, NH₂), 6,57 (dd, 1H, J_1',2'b 8,5, J_1',2a 6,H-1'), 8,2 (s, 1H, H-8); 8,4 (s, 1H, H-2)
2¹³С-ЯМР, м.д. CDCl₃:
-5,37, -5,51 (Si(CH₃)₂); 18,38 (), 25,93 (), 38,97 (C-2'), 63,82 (C-5'), 84,07, 84,27, 85,14 (), 119,73, 138,52; 149,68; 152,91, 155,4 (); 193,36 (C=S)
б) 2',3'-дидезоксиаденозин.

К раствору 100 мг (0,13 ммоль) ди-(5'-0-ТВDОМS-аденил-3' - ил)-тиокарбоната в 10 мл абc. толуола прибавляют 120 мкл (0,96 ммоль) фенилсилана и кипятят в токе азота 25 ч, прибавляя порциями раствор перекиси бензоила (0,2 ммоль) в толуоле. По окончании реакции (контроль ВЭЖХ) раствор фильтруют, фильтрат упаривают, остаток хроматографируют на силикагеле, элюируя градиентом метанола в хлороформе ( O-10%), и получают 5'-0-ТВDМS-2',3'-дидезоксиаденозин с выходом 75% Раствор 120 мг (0,34 ммоль) 5'-0-TBDMS-2', 3'-дидезоксиаденозина и 130 мг (0,4 ммоль) тетрабутиламмонийфторида в 10 мл ТГФ выдерживают 12 ч при комнатной температуре, упаривают, остаток хроматографируют на силикагеле, элюируя смесью хлороформ-метанол 8:1, и получают 2', 3'-дидезоксиаденозин с выходом 90% Т.пл. 185-186^oC (Лит.[4] 186-188^oC). Rf 0,48 (хлороформ-метанол 4:1).λ_max (H₂O) 260 нм.

Гомогенность полученных соединений и ход реакции контролировали с помощью ТСХ на пластинках Kieselgel 60 F-254 (Merck). Масс-спектры FAB получены на приборе Brucker WM-500 (500 МГц). ВЭЖХ проведена на хроматографе Waters 501 с использованием колонки 25 х 0,4 см с сорбентом Ultrasphere ODS 5 um при элюировании 80%-ным ацетонитрилом в воде со скоростью 1 мл/мин.

Таким образом, в заявляемом способе используются отличные от всех известных способов получения 2',3'-дидезоксинуклеозидов субстрат дезоксигенирования динуклеозилтиокарбонат и восстанавливающий реагент - фенилсилан.

Формула изобретения

Способ получения 2', 3' -дидезоксинуклеозидов путем обработки раствора 5'-0-защищенного-2-дезоксинуклеозида тиокарбонилирующим реагентом в присутствии органического основания с последующим дезоксигенированием образовавшегося 3'-0-тиокарбонильного производного 5'-0-защищенного-2'-дезоксинуклеозида в присутствии инициатора и деблокированием защищенной гидроксигруппы, отличающийся тем, что в качестве тиокарбонилирующего реагента используют тиофосген в количестве 0,5-1 эквивалента по отношению к исходному соединению, а дезоксигенирование образовавшегося ди-(5'-0-защищенного -2'-дезоксинуклеоз-3'-ил)-тиокарбоната осуществляют действием фенилсилана в кипящем апротонном растворителе в присутствии инициатора.