Способ получения 2',3'-дидезоксинуклеозидов

 

Использование: в качестве препарата, активного по отношению к вирусу СПИДа. Сущность изобретения: 2¹,3¹-дидезоксинуклеозид. Выход 20-22 проц. Реагент 1: 5¹-O-защищенный рибонуклеозид. Peaгент 2: тиофосген. Реагент 3: фенилсилан в кипящем апротонном растворителе в присутствии инициатора. Полученную смесь 5¹-O- защищенных 2¹ и 3¹-монодезоксинуклеозитов обрабатывают тиофосгеном в дихлорметане в присутствии 4-диметиламинопиридина.

Предполагаемое изобретение относится к новому способу получения 2¹, 3¹-дидезоксинуклеозидов. Ряд 2¹, 3¹-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 3¹-азидо-3¹-дезокситимидин (АЭТ) и 2¹, 3¹-дидезоксиинозин, некоторые другие 2¹,3¹-дидезоксинуклеозиды и их аналоги находятся на различных стадиях клинических испытаний.

Большая часть применяемых способов получения 2¹,3¹-дидезоксинуклеозидов основана на получении соответствующего защищенного в 5¹-положении 2¹, 3¹-дидегидро-2¹,3¹- дидезоксинуклеозида, который затем подвергают каталитическому гидрированию и деблокированию. Для защиты используют трет-бутилдиметилсилильную (TBDMS) или диметокситритильную группы.

Известен способ получения 2¹,3¹-дидезоксинуклеозидов, согласно которому 5¹-0-защищенный рибонуклеозид обрабатывают избытком сероуглерода в присутствии щелочи в диметилсульфоксиде, алкилируют метилиодидом или β- бромпропионитрилом и полученный 2¹,3¹-бисксантат восстанавливают трибутилоловогидридом при кипячении в толуоле в присутствии инициатора азобисизобутиронитрила (AIBN). Образовавшийся 5¹-0-защищенный-2¹,3¹- дидегидро-2¹, 3¹-дидезоксинуклеозид деблокируют с помощью трибутиламмонийфторида в тетрагидрофуране (ТГФ) и гидрируют над Pd/C. Выход 2¹,3^1-- дидезоксинуклеозидов составляет около 20% [3] Другой известный способ заключается в следующем: 5¹-О-защищенный рибонуклеозид обрабатывают избытком тиокарбонилдиимидазола в диметилформамиде (ЛИФА), а образовавшийся 5¹-О-защищенный2¹,3¹-О-тиокарбонилнуклеозид нагревают в триэтилфосфите или подвергают взаимодействию с 1,3-диметил-2-фенил-1,2,3-диазафосфолидином в ТГФ при 0^oC. Полученный 5¹-0-защищенный-2¹,3¹- дидегидро-2¹, 3¹-дидезокснуклеозид деблокируют с помощью трибутиламмонийфторида в ТГФ и гидрируют над Pd/C. Выход 2¹,3¹- дидезоксинуклеозидов составляет 10 30% [3] Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ получения 2¹,3¹-дидезоксинуклеозидов путем обработки 5¹-О-защищенного рибонуклеозида избытком тиофосгена в апротонном органическом растворителе в присутствии органического основания 4-диметиламинопиридина (4-ДМАП) с последующим дезоксигенированием образовавшегося 2¹,3¹-О-тиокарбоната 5¹-О-защищенного рибонуклеозида путем его нагревания в триметилфосфите. Полученный 5¹-0-защищенный-2¹, 3¹-дидегидро-2¹,3¹- дидезокснуклеозид гидрируют над Pd/C и деблокируют с помощью трибутиламмонийфторида в ТГФ. Выход 2¹, 3¹-дидезоксинуклеозидов составляет около 25 [4] В основе предлагаемого способа получения 2¹,3¹- дидезоксинуклеозидов лежит принципиально иная схема синтеза, позволяющая исключить стадию каталитического гидрирования.

Предлагаемый способ заключается в том, что раствор 5¹-O-защищенного рибонуклеозида обрабатывают избытком тиофосгена в присутствии органического основания, образовавшийся 2¹,3¹-О-тиокарбонат 5¹-О-защищенного рибонуклеозида дезоксигенируют путем его взаимодействия с фенилсиланом в кипящем апротонном растворителе в присутствии инициатора, полученную смесь 5¹-О-защищенных 2¹- и 3¹-монодезоксинуклеозидов повторно обрабатывают тиофосгеном при мольном соотношении смеси 5¹-О-защищенных 2¹- и 3¹- монодезоксинуклеозидов и тиофосгена, равном 1: (0,5 1,0), а затем - фенилсиланом и образовавшийся 5¹-О-защищенный 2¹,3¹- дидезоксинуклеозид деблокируют.

Преимущественным вариантом осуществления способа является обработка смеси 5¹-О-защищенных 2¹- и 3¹- монодезоксинуклеозидов тиофосгеном в дихлорметане в присутствии 4-диметиламинопиридина.

Заявляемый способ отличается от известного тем, что дезоксигенирование 2¹, 3¹-О-тиокарбоната 5¹-О-защищенного рибонуклеозида осуществляют при его взаимодействии с фенилсиланом в кипящем апротонном растворителе в присутствии инициатора, а полученную смесь 5¹-О-защищенных 2¹- и 3¹-монодезоксинуклеозидов повторно обрабатывают тиофосгеном при мольном соотношении смеси 5¹-0-защищенных 2¹- и 3¹-монодезоксинуклеозидов и тиофосгена, равном 1:(0,5 - 1,0), а затем фенилсиланом.

При обработке смеси 5¹-О-защищенных 2¹- и 3¹- монодезоксинуклеозидов тиофосгеном при их мольном соотношении 1:(0,5 1,0) образуется изомерная смесь динуклеозилтиокарбонатов, при восстановлении которой фенилсиланом образуется 5¹-О-защищенный 2¹,3¹-дидезоксинуклеозид. Восстановление фенилсиланом идет по свободнорадикальному механизму, как и в случае восстановления трибутилоловогидридом, и осуществляется в присутствии инициатора образования свободных радикалов. Известно, что восстановление циклического 2¹,3¹-О-тиокарбоната трибутилоловогидридом приводит к смеси 2¹- и 3¹-монодезоксипроизводных [5] Можно было ожидать, что восстановление динуклеозилтиокарбоната (ациклический аналог) будет приводить к эквимолекулярной смеси 2¹,3¹-дидезоксинуклеоэида и монодидезоксинуклеозидов [6] Однако в нашем случае при восстановлении динуклеозилтиокарбоната фенилсиланом преимущественно образуется 2¹,3¹-дидезоксинуклеозид. 2¹,3¹-Дидезоксинуклеозиды (1) получает в соответствии со следующей схемой: где R защитная группа В остаток гетероциклического основания Способ согласно изобретению осуществляют следующим образом. 5¹-О-защищенный рибонуклеозид (ll) получают по известной методике [3,7] из соответствующего рибонуклеозида. Для защиты используют трет-бутилдиметилсилильную (TBDMS) или диметокситритильную группы. 5¹-О-защищенный рибонуклеозид растворяют в ацетонитриле, дихлорметане или другом подходящем органическом растворителе и обрабатывают избытком тиофосгена в присутствии органического основания, например триэтиламина или 4-диметиламинопиридина, при комнатной температуре. Образовавшийся 2¹, 3¹-О-тиокарбонат 5¹-О-защищенного рибонуклеозида (Ill) дезоксигенируют (восстанавливают) фенилсиланом в кипящем апротонном растворителе в присутствии инициатора. В качестве инициатора могут быть использованы перекись бензоила или азобисизобутиронитрил, а в качестве растворителя диоксан, толул, их смесь и др.

Полученное масло, содержащее изомерную смесь 5¹-О-защищенных 2¹- и 3¹-монодезоксинуклеозидов (IV), растворяют в подходящем органическом растворителе, например дихлорметане, и повторно обрабатывают тиофосгеном при комнатной температуре в присутствии органического основания, преимущественно 4-диметиламинопиридина. При этом используют в избытке не тиофосген, как в первом случае, а смесь 5¹-О-защищенных 2¹- и 3¹- монодезоксинуклеозидов при мольном соотношении (IV) и тиофосгена, равном 1 (0,5 1,0). Образующуюся при этом изомерную смесь динуклеозилтиокарбонатов (V) дезоксигенируют фенилсиланом в тех же условиях, что и в первом случае. 5¹-О-защищенный 2¹,3¹- дидезоксинуклеозид (VI) выделяют и деблокируют с помощью н-трибутиламмонийфторида в ТГФ. После очистки получают 2¹,3¹-дидезоксинуклеозиды (l) с общим выходом 20-30 Нижеследующие примеры иллюстрируют данное изобретение.

Пример I. Получение 2¹,3¹-дидезоксиинозина. 830 мг (2,2 ммоль) 5¹-0-(трет-бутилдиметилсилил)инозина суспендируют в 20 мл дихлорметана, добавляют 610 мг (5 моль) 4- диметиламинопиридина (4-ДМАР) и при комнатной температуре и перемешивании прикалывают раствор 190 мкл (2,4 ммоль) тиофосгена в 10 мл ацетонитрила. Через 0,5 ч после окончания прикапывания смесь разбавляют хлороформом, промывают 0,01 N НС1, водой, сушат (Na₂SO₄), упаривают. Остаток растирают с эфиром, фильтруют, осадок промывают эфиром. Полученный 5¹-0-(трет-бутилдиметилсилил)- 2¹,3¹-О-тиокарбонилинозин (200 мг, 0,5 ммоль, 90% основного вещества по данным ВЭЖХ) растворяют в 10 мл сухого диоксана, добавляют 200 мкл (1,6 ммоль) фенилсилана и кипятят в токе азота, добавляя раствор перекиси бензоила в диоксане (50 мг в 5 мл). Через 2 ч добавляют еще 100 мкл фенилсилана. Через 4 ч (контроль ТСХ в системе хлороформ-метанол 9: 1) раствор охлаждают, фильтруют, фильтрат упаривают. Остаток трижды экстрагируют горячим гексаном.

Полученное масло, содержащее смесь 5¹-0-(трет-бутилдиметилсилил)-2¹-деэоксииноэина и 5¹-0-(трет-бутилдиметилсилил)- 3¹-дезоксиинозина (1 г, 2,7 ммоль) растворяют в 30 мл дихлорметана, добавляют 0,5 г (4 ммоль) 4-ДМАР и прикалывают в течение 2 ч раствор 120 мкл (1,6 ммоль) тиофосгена в 10 мл дихлорметана. Смесь оставляют на ночь при комнатной температуре. Полученный раствор разбавляют хлороформом, промывают 0,01 N НС1, водой, сушат (Na₂SО₄), упаривают. Остаток (1,07 г) суспендируют в 30 мл смеси толуол-диоксан 1:1, добавляют 700 мкл (5,6 ммоль) фенилсилина, 30 мг перекиси бензоила и кипятят в токе азота 20 ч, добавляя через 6 и 12 ч еще по 250 мкл фенилсилана и 50 мг перекиси бензоила. По окончании реакции раствор фильтруют, фильтрат упаривают. Остаток экстрагируют горячим гексаном. Полученное масло растворяют в тетрагидрофуране (ТГФ), добавляют 1 г (3 ммоль) тетрабутиламмонийфторида и перемешивают при комнатной температуре в течение 18 ч. Смесь разбавляют водой и наносят на колонку со смолой Dоwех 1·8 (ОН^-, 200-400 mesh). Элюируют линейным градиентом метанола в воде (0-40%). 2¹,3¹-Дидезоксиинозин выделяют с общим выходом 20 Т.пл. 180-182^oС ( Лит.[3] 184- 186^oС). R_f- 0,25 (хлороформ-метанол 4:1).

Спектр ПМР, м. д. DMSO-d₆: 2,0-2,6 (4Н, Н-2¹,¹); 3,4-3,7 (2H,H-5¹); 4,2-4,3 (m,IH,H-4¹); 6,4 (dd,IH, J_1,2'a 3, J_1,2'b 6, H-l¹); 8,2 (с, IH, Н-8); 8,4 (с,1Н,Н-2).

Пример 2. Получение 2¹,3¹-дидеэоксиинозина. 830 мг (2,2 ммоль) 5¹-0-(трет-бутилдиметилсилил)инозина растворяют в 20 мл ацетонитрила, добавляют 610 мг (5 ммоль) 4-ДМАР и при комнатной температуре и перемешивании прикалывают раствор 190 мкл (2,4 ммоль) тиофосгена в 10 мл дихлорметана. Через 0,5 ч после окончания прикапывания смесь разбавляют хлороформом, промывают 0,01 N НС1, водой, сушат (Na₂SO₄), упаривают, остаток растирают с эфиром, фильтруют, осадок промывают эфиром. Полученный 5¹-0-(трет.-бутилдиметилсилил)-2¹,3¹-0- тиокарбонилинозин (200 мг, 0,5 ммоль, 90 основного вещества по данным ВЭЖХ) растворяют в 10 мл сухого диоксана, добавляют 200 мкл (1,6 ммоль) фенилсилана и кипятят в токе азота, добавляя раствор перекиси бензоила в диоксане (50 мг в 5 мл). Через 2 ч добавляют еще 100 мкл фенилсилана. Через 4 ч ( контроль ТСХ в системе хлороформ-метанол 9:1) раствор охлаждают, фильтруют, фильтрат упаривают. Остаток трижды экстрагируют горячим гексаном.

Полученное масло, содержащее смесь 5¹-0-(трет-бутилдиметилсилил)-2¹-дезоксиинозина и 5¹-0-(трет-бутилдиметилсилил)- 3¹-дезоксиинозина (930 мг, 2,5 ммоль) растворяют в 30 мл дихлорметана, добавляют 0,5 г (4 ммоль) 4-ДМАР и прикапывают в течение 2 ч раствор 150 мкл (2 ммоль) тиофосгена в 10 мл дихлорметана. Смесь оставляют на ночь при комнатной температуре. Полученный раствор разбавляют хлороформом, промывают 0,01 N НС1, водой, сушат ( Na₂SO₄), упаривают. Остаток (1 г) суспендируют в 50 мл толуола, добавляют 700 мкл (5,6 ммоль) фенилсилана и кипятят в токе азота 20 ч, добавляя раствор перекиси бензоила (150 мг) в толуоле. По окончании реакции раствор фильтруют, фильтрат упаривают. Остаток экстрагируют горячим гексаном. Полученное масло растворяют в ТГФ, добавляют 1 г (3 ммоль) тетрабутиламмонийфторида и перемешивают при комнатной температуре 18 ч. Смесь разбавляют водой и наносят на колонку со смолой Dowex 1·8 (ОН^-, 200-400 mesh). Элюируют линейным градиентом метанола в воде (0-40%). 2¹,3¹-Дидезоксиинозин выделяют с общим выходом 22 Т.пл. 180-182^oC.

Таким образом, в основе предлагаемого способа получения 2¹, 3¹-дидезоксинуклеозидов лежит принципиально иная схема синтеза, позволяющая исключить стадию каталитического гидрирования.

Формула изобретения

1. Способ получения 2', 3'-дидезоксинуклеозидов, включающий обработку раствора 5'-0-защищенного рибонуклеозида избытком тиофосгена в присутствии органического основания с последующим дезоксигенированием 2',3'-0-тиокарбоната 5'-0-защищенного рибонуклеозида и деблокированием 5'-0-защищенного -2', 3'-дидезоксинуклеозида, отличающийся тем, что дезоксигенирование 2',3'-0-тиокарбоната 5'-0-защищенного рибонуклеозида осуществляют действием фенилсилана в кипящем апротонном растворителе в присутствии инициатора, полученную после дезоксигенирования смесь 5'-0-защищенных 2'- и 3'-монодезоксинуклеозидов повторно обрабатывают тиофосгеном в количестве 0,5-1,0 моля на моль указанной смеси, а затем фенилсиланом и полученный 5'-0-защищенный-2',3'-дидезоксинуклеозид деблокируют.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смесь 5'-0-защищенных 2'- и 3'-монодезоксинуклеозидов обрабатывают тиофосгеном в дихлорметане в присутствии 4-диметиламинопиридина.