(57)【要約】  ２,２'−アンヒドロ−１−(β−Ｌ−アラビノフラノシル)チミンの新規製造方法を、有用な新規中間体化合物と共に発見した。２,２'−アンヒドロ−１−(β−Ｌ−アラビノフラノシル)チミンからチミジンを製造するための新規方法もさらに発見した。これらの方法により、現在まで合成が困難であった種々のＬ−核酸誘導体の合成が改善される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌ−チミジンの製造方法であって：
(ａ)以下の式(１)で示されるＬ−アラビノアミノオキサゾリンと、以下の式(２)(ここで、Ｒ１は低級アルキル基であり、そしてＸは塩素、ｐ−トルエンスルホニルオキシ基またはメタンスルホニルオキシ基である)で示されるアクリル酸誘導体を反応させて、以下の式(３)で示されるＬ−アラビノアミノオキサゾリン誘導体を合成する工程(ここで、ＸおよびＲ１は、上記と同じ定義を有する)、
(ｂ)塩基と式(３)で示されるＬ−アラビノアミノオキサゾリン誘導体を反応させて、以下の式(４)で示されるＬ−２,２'−アンヒドロ核酸誘導体を合成する工程、
(ｃ)式(４)で示されるＬ−２,２'−アンヒドロ核酸誘導体を異性体化して、以下の式(５)で示される２,２−アンヒドロ−１−(β−Ｌ−アラビノフラノシル)チミンを合成する工程、
(ｄ)式(５)で示される２,２'−アンヒドロ−１−(β−Ｌ−アラビノフラノシル)チミンをハロゲン化および続く保護、または保護および続くハロゲン化、または保護および同時のハロゲン化に付して、以下の式(６)(ここで、Ｒ２およびＲ３は、各々独立してヒドロキシル基の保護基である。)で示される２'位−ハロゲン化Ｌ−チミジン誘導体を溶液中に合成する工程(ただし、本式(６)の化合物は該溶液から単離しない)、
(ｅ)式(６)で示される化合物を溶液中で脱ハロゲン化して、以下の式(７)(ここで、Ｒ２およびＲ３は、上記と同じ定義を有する)で示されるＬ−チミジン誘導体を合成する工程、そして
(ｆ)式(７)で示される化合物を脱保護化および結晶化して、Ｌ−チミジンを合成する工程
を含む、方法。
【請求項２】
２'位−ハロゲン化Ｌ−チミジン誘導体の製造方法であって、以下の式(５)で示される２,２'−アンヒドロ−１−(ベータ−Ｌ−アラビノフラノシル)チミンを、ハロゲン化および続く保護、または保護および続くハロゲン化、または保護および同時のハロゲン化に付して、以下の式(６)(ここで、Ｒ２およびＲ３は、各々独立してヒドロキシル基の保護基であり、そしてＹはハロゲン原子である)で示される２'位−ハロゲン化Ｌ−チミジン誘導体を溶液中に合成し、該化合物を溶液中で結晶化して、以下の式(７)(ここで、Ｒ２およびＲ３は、上記と同じ定義を有する)で示されるＬ−チミジン誘導体を合成することを特徴とする、方法。
【請求項３】
Ｌ−チミジン誘導体の製造方法であって、以下の式(６)(ここで、Ｒ２およびＲ３は、各々独立してヒドロキシル基の保護基であり、そしてＹはハロゲン原子である)で示される化合物を溶液中で脱ハロゲン化および結晶化に付して(ただし、該化合物は該溶液から単離しない)、以下の式(７)(ここで、Ｒ２およびＲ３は、上記と同じ定義を有する)で示されるＬ−チミジン誘導体を合成することを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、医薬として有用なＬ−核酸誘導体の改善された合成方法、ならびにそのための中間体の合成に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
近年、Ｌ−核酸誘導体は、それらの医薬としての望ましい効果について試験されている。しかしながら、Ｌ−核酸誘導体は非天然産物であり、それを製造するための原材料は実質的に自然に存在しない。Ｌ−アラビノースがＬ−核酸誘導体の合成の原材料として一般に使用されている。Ｌ−アラビノースから出発する多くの方法は、安全および費用効率基準下では、工業的に行うのに長く複雑な工程であることが証明されている(例えば、Nucleosides & Nucleotides, 18(2), 187-195 (1999); Nucleosides& Nucleotides, 18(11), 2356 (1999)を参照)。
【０００３】
チミジン誘導体は、２,２'−アンヒドロ−１−(β−Ｄ−アラビノフラノシル)のようなＤ−核酸中間体の使用を介して開発されている(ＪＰ−Ａ−６−９２９８８；ＪＰ−Ａ−２−５９５９８、J. Org. Chem., 60(10), 3097(1995))。Ｌ−核酸中間体は、ＥＰ１３４８７１２、ＵＳ４９１４２３３およびＷＯ０３／０８７１１８におけるようにまた使用されている。
【０００４】
これらの方法は、産業上の利用性に関し、最も費用効率がよく、かつ最も簡潔な水準には到達していない。
【０００５】
Mitsui Chemicals Inc.は、Ｌ−核酸の合成における中間体として有用な２,２'−アンヒドロ−１−β−Ｌ−アラビノフラノシル(arabinosfuranosyl))チミンおよび２,２'−アンヒドロ−５,６−ジヒドロシクロウリジンの製造方法を報告している(ＰＣＴ公開ＷＯ０２／０４４１９４；ＥＰ１３４８７１２Ａ１)。７工程のMitsui方法は：
(ａ)Ｌ−アラビノースとシアナミドを反応させてＬ−アラビノアミノオキサゾリン(１)
【化１】
2009530251.tif 000002
を得て
(ｂＬ−アラビノアミノオキサゾリン(１)とアクリル酸誘導体(２)
【化２】
2009530251.tif 000003
(式中、Ｒ１は低級アルキル基であり、そしてＸは臭素、メシレートまたはアセテート誘導体、塩素、ｐ−トルエンスルホニルオキシ基またはメタンスルホニルオキシ基である)と反応させて、Ｌ−アラビノアミノオキサゾリン誘導体(３)
【化３】
2009530251.tif 000004
(式中、ＸおよびＲ１は、上記と同じ定義を有する)
を合成し、
(ｃ)塩基とＬ−アラビノアミノオキサゾリン誘導体(３)を反応させて、Ｌ−２,２'−アンヒドロ核酸誘導体(４)
【化４】
2009530251.tif 000005
を合成し、
(ｄ)Ｌ−２,２'−アンヒドロ核酸誘導体(４)を異性体化して２,２'−アンヒドロ−１−β−Ｌ−アラビノフラノシル)チミン(５)
【化５】
2009530251.tif 000006
を合成し、
(ｅ)２,２'−アンヒドロ−１−(β−Ｌ−アラビノフラノシル)チミン(５)を、ハロゲン化および続く保護、または保護および続くハロゲン化、または同時のハロゲン化および保護のいずれかに付して、(６)
【化６】
2009530251.tif 000007
(式中、Ｒ２およびＲ３は、各々独立してヒドロキシル基の保護基であり、そしてＸはハロゲンである)
を形成し、
(ｆ)(６)を(７)
【化７】
2009530251.tif 000008
に脱ハロゲンし、そして
(ｇ)化合物(７)を脱保護して、β−Ｌ−チミジン(８)
【化８】
2009530251.tif 000009
を得ることを含む。
【発明の開示】
【０００６】
発明の要約
より簡単に大規模製造に適用される方法が望まれているため、大規模でのβ−Ｌ−チミジン(８)の新規の効率的な製造方法を開発し、ここに開示する。
【０００７】
驚くべきことに、本発明は、Ｌ−２,２'−アンヒドロ核酸誘導体の以前の方法を改良する。一つの局面において、２,２'−アンヒドロ−１−(β−Ｌ−アラビノフラノシル)チミン(５)を製造するための環化および異性体化条件を改良した。結果として、先行技術での大規模製造に適さないカラムクロマトグラフィーによる精製の代わりに、結晶化による単離が可能となる。熱に不安定であり、変異原性の可能性がある化合物(６)を固体形で単離せずに、酢酸エチル溶液として扱う。(６)の酢酸エチル溶液を、(７)を形成するための続く水素化固定に直接使用できる。
【０００８】
他の局面において、以前の環化および異性体化条件は、酢酸で中和した環化溶液の、水素雰囲気中、８０℃でのパラジウムアルミナの水中の懸濁液への添加を含む。本反応は非常に早く、主副産物が時間と共に増加する量で形成されることを実験で確認している。この副産物(式Ａ)は、生成物の加水分解に由来する。本発明は、製造される副産物の量を著しく減らし、スケールアップへの適性を高め、そして出発溶液のｐＨ、温度の低下および作業温度での混合に要する時間の顕著な短縮を含む種々のパラメータの制御により費用を減らす。
【化９】
2009530251.tif 000010
【０００９】
作業温度の低下により、その明らかに少ない量のために以前は無視されていた他の副産物が、ＬＣ−ＭＳで、以下の式(Ｂ)の生成物＋２Ｈであるとして、ジアステレオマー混合物として同定された。
【化１０】
2009530251.tif 000011
【００１０】
Ｂの構造は合成により確認された。この副産物は“水素化”時間とともに増加せず、形成は出発物質の外二重結合の水素化によると説明できる。この副産物のＵＶ吸収は飽和生成物より５倍弱い。
【００１１】
異性体化は、水素下、任意の温度で起こる；低い温度では加水分解が減少し、５,６−ジヒドロ副産物の生成が増える。異性体化／水素化の比率は室温で８０／２０であり、６５−８０℃で約９５／５である。６５℃で、１時間の添加時間および１時間未満の撹拌時間が加水分解を１％未満のレベルに制御するために必要である。
【００１２】
下記を含む異性体化条件を競合する水素化を減らすために試験した；
方法１)触媒懸濁液を水素雰囲気中で活性化する。水素流を維持しながら、環化溶液を添加する。
方法２)触媒懸濁液を水素雰囲気中で活性化する。出発物質５の溶液を、一定量の遊離Ｈ２を含む雰囲気下で添加する。
方法３)触媒懸濁液を水素雰囲気中で活性化し、次いで反応容器を窒素でパージして、全遊離水素を除去する。環化溶液を窒素下添加する。
【００１３】
方法１において、触媒(１０％ｗ／ｗ)を、水素流中、１５分間かけて、室温で水に懸濁させる。次いで、混合物を作業温度に加熱し、環化溶液を４５−６０分間にわたり、一定温度に保ちながら、ゆっくりした水素流下で添加する。
【表１】
2009530251.tif 000012
【００１４】
形成されるジヒドロ副産物の量を最少とするためには、６０℃を超える温度が必要である。この温度で、反応は自動進行的であり、反応完了までさらに数分間の撹拌を必要とするだけである。しかしながら、高温(６５〜７５℃)ではある程度の加水分解が進行するために、６５℃を超える温度は好ましくない。６５℃での主目標は加水分解を減らすことおよび添加中の反応温度を維持することである。溶液の添加時間は、冷溶液の添加中温度を維持するために３０分間を超えなければならない。内温６５−７５℃での他の実験はジヒドロ副産物について低い再現性を示し、その量は４〜１０％で変動する。撹拌速度および遊離／吸着水素比のようなパラメータも重要である。他の触媒、すなわち炭素上もしくはＢａＳＯ４上のＰｄ、Ｐｄ(ＯＨ)２、アルミナ上のＲｈを試験したが、アルミナ上のＰｄより性能が悪かった。
【００１５】
方法３において、触媒(１０−３０％ｗ／ｗ)を、１５分間かけて、室温で水素流下水に懸濁する。次いで、混合物を水素下作業温度まで加熱する。水素流を窒素流に１５分変え、環化溶液を、４５−６０分間かけて、一定温度で、ゆっくりした窒素流下に添加する。
【表２】
2009530251.tif 000013
【００１６】
この異性体化は窒素雰囲気下で十分に進行するが、予想通り、より多量の触媒が必要である。７０℃、１０％触媒で、変換はわずか７６％であり、次いで、水素を反応完了のために導入しなければならない。ジヒドロ副産物がなお存在するが、かなり少なく、〜３％の量で、より再現可能であった。表の結果は、Ｐｄ／アルミナ触媒で得られた。
【化１１】
2009530251.tif 000014
【００１７】
驚くべきことに、本発明は、Ｌ−２,２'−アンヒドロ核酸誘導体を製造するための先の方法を改善している。具体的に言えば、以前の臭素化／水素化法の条件は、酢酸エチル／ＤＭＦ(臭素化)からメタノール(水素化)およびイソプロピルアルコール(結晶化)への数回の溶媒交換を含む。β−Ｌ−３',５'−ジアセチル−２'−ブロモチミジンの結晶化を阻害するＤＭＦを、結晶(β−Ｌ−３',５'−ジアセチル−２'−ブロモチミジン)の満足すべき収率を達成するために蒸留または抽出により除去しなければならない。β−Ｌ−３',５'−ジアセチル−２'−ブロモチミジンがＤＭＦを留去する条件下では十分に安定ではないため、ＤＭＦの除去は大規模での実現が困難である。驚くべきことに、臭素化および水素化の両方が酢酸エチル単独で達成でき、溶媒の交換および変異原性の可能性のあるβ−Ｌ−３',５'−ジアセチル−２'−ブロモチミジンの結晶形での単離を避け得ることが判明した。
【００１８】
酢酸エチルを溶媒とする水素化を成功させるためには、酢酸ナトリウム水溶液の存在が必須である。乾燥酢酸エチル中および固体酢酸ナトリウムまたは他の塩基存在下では、“副産物”Ｃの形成が観察される。
【化１２】
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【表３】
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【実施例】
【００１９】
本発明を以下に実施例の方法でさらに詳細に記載する。しかしながら、本発明はそれに限定されない。
【００２０】
実施例１
２−アミノ−６−Ｌ−アラビノフラノ[１',２'：４,５]オキサゾリン(２)の製造
【化１３】
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Ｌ−アラビノース(９kg)を、室温で撹拌下ＤＭＦ(４２.１５Ｌ)に懸濁し、５０％シアナミド水溶液(６.２５kg)を１kgずつ加える。添加中、発熱が観察され、温度が３０℃まで上昇する。懸濁液を５０℃に温め、１時間加熱する。２８％炭酸カリウム水溶液(３７０.２ｇ)を添加し、温度を６０℃に８時間上げる。この間に混合物は濁ったベージュ色溶液に変わり、次いで結晶化する。８時間後、反応混合物を２０℃に１時間かけて冷却し、２０℃で１０時間維持する。酢酸および酢酸エチルを、混合物に４５分間にわたり滴下する。次いで懸濁液をさらに０℃に冷却し、生成物を濾過により単離する。生成物２をエタノールで洗浄し、真空オーブン中４５℃で乾燥させる。
【００２１】
実施例２
２−(クロロメチル)アクリル酸エチルの合成
【化１４】
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(ヒドロキシメチル)アクリル酸エチル(３０.７３mol)に、窒素の不活性雰囲気下、１０℃で塩化チオニル(３５.３４mol)を、内部温度を８−１０℃に維持しながら滴下する。添加が完了すると、混合物をさらに１５分間撹拌し、次いで１時間にわたりゆっくり７５℃に加熱する。混合物を７５℃でさらに２時間維持し、次いでヘプタンを滴下する。次いでヘプタンを２回に分けて留去して、過剰の塩化チオニルを除去する。粗クロライド３を直接次工程で使用する。
【００２２】
実施例３
(３)を製造するためのＬ−アラビノアミノオキサゾリンのＮ−アルキル化
【化１５】
2009530251.tif 000019
前工程からの粗クロライド(３)をジメチルアセトアミドに２５℃で溶解する。化合物２を少しずつ添加し、得られる混合物を室温で４時間撹拌する。トルエンを１０分にわたり滴下すると、生成物がゆっくり結晶化する。混合物を７５分間、室温で撹拌し、さらにトルエンを添加し、混合物を一晩撹拌する。結晶化生成物を濾過し、トルエン／エタノール１：１で洗浄する。生成物を真空オーブン中４５℃で一晩乾燥させて、化合物４を５２.６％収率で得る。
【００２３】
実施例４
Ｌ−２−２'−アンヒドロ核酸誘導体５を製造するためのＬ−アラビノアミノオキサゾリン(４)の結晶化および２,２'−アンヒドロ−１−(β−Ｌ−アラビノフラノシル)チミン(６)を製造するためのＬ−２−２'−アンヒドロ核酸誘導体の異性体化
【化１６】
2009530251.tif 000020
【００２４】
４およびｐ−メトキシフェノールの水溶液を、８−１０℃で氷浴中冷却する。炭酸カリウムを１時間にわたり撹拌しながら添加し、溶液を０−２℃に冷却する。得られる溶液を少なくとも４時間撹拌する。２規定塩化水素溶液を、温度を０〜４℃に維持しながら滴下する。溶液を強ガス発生(strong gas development)により脱気し、得られる溶液のｐＨは約６とする。反応混合物を一晩撹拌して、５の水溶液を得る。
【００２５】
別の反応容器で、酸化アルミニウム上のＰｄ(５％)を、窒素雰囲気下、水に懸濁させる。溶液を水素で１０分パージする。水素雰囲気下、混合物を約１時間にわたり６０−６５℃に加熱する。次いで水素流を止め、混合物を窒素でパージする。この懸濁液に、５の水溶液を、６０℃を超える温度を維持しながら添加する。反応混合物を、さらに１０分水素でパージし、その後２分窒素でパージする。窒素、続いて水素のさらなるパージサイクルを１回行った。反応混合物を室温に冷却し、再び窒素でパージし、濾過した。溶液のｐＨを２規定塩酸で約６.５に調節した。溶媒を真空で除去して、スラリーを得た。エタノールを添加し、塩を濾取する。濾液を真空で濃縮し、０℃に冷却し、濾過して、乾燥後、６の白色結晶を７４.３％収率で得た。
【００２６】
実施例５
β−Ｌ−チミジン(９)の合成
【化１７】
2009530251.tif 000021
３０.３ｇの２,２'−アンヒドロ−１−(β−Ｌ−アラビノフラノシル(arabonhuranosyl)チミン)誘導体６を２５℃で１５０酢酸エチルに２０.３ｇのジメチルホルムアミド(２７７mmol)と共に溶解する。３４.１ｇのアセチルブロマイド(２７７mmol)を、６０℃で３０分以内に添加する。６０℃での撹拌をさらに３０分間続ける。次いで混合物を２５℃(内温)に冷却し、水性重炭酸カリウム２５％で、ガス発生が見られなくなるまで処理する(約１５分)。相を分離し、有機相を２０mlの２０％水性塩化ナトリウム溶液で洗浄する。
【００２７】
有機相(β−Ｌ−３',５'−ジアセチル−２'−ブロモチミジン７含有)に、５ｇの５％パラジウム／alox、１０.３３ｇの酢酸ナトリウムの２４８mlの水中懸濁液を添加し、得られる溶液を２５℃で約３時間水素化する。触媒を濾去し、水性相を分離し、５０mlの水で２回抽出する。合わせた水相を２回１００mlの酢酸エチルで抽出する。合わせた有機相を６０℃で真空で蒸発させる。得られる油性残渣を７０℃で２３０mlのイソプロピルアルコールに溶解する。得られる溶液を５０℃で種晶添加し、約１時間撹拌する。懸濁液を−５℃に冷却し、２時間撹拌する。濾過および冷イソプロピルアルコールでの洗浄後、生成物を６０℃で一晩乾燥させる。
【００２８】
２４.５ｇのβ−Ｌ−３',５'−ジアセチルチミジン８(７５mmol)および１ｇの３０％水酸化ナトリウム (７.５mmol)を、約４８時間９０mlのエタノール中で加熱還流する。次いで、０.５３ｇの酢酸(８.８mmol)を添加し、温度を７６℃で３０分維持する。混合物を−５℃に冷却する。形成した粗生成物９を濾取し、洗浄し、６０℃で一晩乾燥させる。
【００２９】
８.１６ｇの粗β−Ｌ−チミジン(９)をエタノール／水(９３：７；Ｇ／Ｇ) １０１.２ｇに還流溶解(７８℃)する。溶液を約４０℃に冷却し、溶媒の一部(約６８.５ｇ)を真空下の蒸留により除去する。得られた懸濁液を７℃に冷却し、１時間撹拌する。純粋生成物を濾過により単離し、洗浄し、６０℃で真空で一晩乾燥させる。
【国際調査報告】
2009530251.tif 000022
2009530251.tif 000023