Способ получения 2 @ ,3 @ -дидезоксинуклеозидов

Способ получения 2 @ ,3 @ -дидезоксинуклеозидов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()937459 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

В (22) Заявлено 12. 09 ° 80 (21) 2981328/23-04 с присоединением заявки ¹вЂ”

Р1)М Кп з

С 07 Н 19/04// С 07 Н 21/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК 547.963. 32 (088. 8) Опубликовано 230682. Бюллетень ¹ 23

Дата опубликования описания 23.06.82 (72) Авторы изобретения

В.И. Офицеров и В.В. Самуков

Всесоюзный научно-исследовательский инстжтут--- —-молекулярной биологии (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2,3 -ДИДЕЗОКСИНУКЛЕОЗИДОВ

Изобретение относится к химии нуклеозидов и представляет собой усовершенствованный способ получения пуриновых и пиримидиновых 2,Зт-дидезоксинуклеозидов, 5 -трифосфаты которых являются терминаторами матричного синтеза дезоксирибонуклеиновых кислбт (ДНК), каталиэируемого

ДНК-полимераэой и обратной транскриптазой, которые находят широкое применение в молекулярной биологии для определения первичной структуры нуклеиновых кислот.

Известен способ получения пириФ мидиновых 2,3 -дидезоксинуклеозидов, заключающийся в превращении исходных

2 -дезоксирибофуранозидов тимина, урацила взаимодействием с метансульт Г фохлоридом в соответствующие 3,5ди-о-метансульфонаты, которые при обработке щелочью дают 1- (2 -дезокси3,5 -эпокси-Р-Э-трео-пентафуранозил)-пиримидины. Последние превращают в 2,3 -ненасыщенные нуклеозиды, которые каталитически гидрируют и получают 2,3 -дидезоксинуклеозиды пи-! римидинов. Суммарный выход целевых продуктов составляет 19-284 (1).

Однако пуриновые 2,3 -дидезоксинуклеоэиды данным способом не получены.

Известен также способ синтеза

2 3 -дидезоксиаденозина иэ 5 -оР I

f. ю

-три гил-2 -дезоксиаденозина, включаю т

5 щий превращение исходного 5 -о-тритил-2 -дезоксиаденоэина в соответстт . вующий 3 -0 -П-толуолсульфонат, иэ которого .после удаления 5 -о-уриуИльной группы получают 2,3 -дидеэокси2,3 -дидегидроаденоэин. При восстановлении последнего на палладиевом катализаторе получается 2,3"-дидезоксиаденозин с суммарным выходом

20-24 t (2) .

Недостатком известных способов получения является низкий выход целевого продукта.

Наиболее близким к предлагаемому

I является способ получения 2,3 — дидезоксинуклеозидов, включающий превращение защищенных 2 -дезоксирибонуклеозидов (5 -0-ацетил-2 -дезокситимидина) в 3 -производные (5 -0ацетил-2,3 -дидезокси-3 -йодтимидин), удаление защитной группы (за25 щитную ацетильную группу удаляют действием 0,2н.NaOH при 37 C) и восстановление 2,3 -дидезокси-3 -йодтимидина водородом на палладиевом катализаторе. Выход целевого продук30 та 28,8% (3).

937459

Недостатком известного способа является низкий выход целевого продукта.

Цель изобретения — повышение выхода целевого продукта и расширение его ассортимента..

Эта цель достигается способом получения 2,3 -дидезоксинуклеклеазидов формулы

Mg 10

;где  — пуриновое или пиримидиновое основание, включающим превращение защищенных 2 -дезоксинуклеазидов формулы

20 си о О

25 где  — защищенное по аминогруппе бензаильной- или изобутирильной группой пуриновое или пиримидиновое основание, обработкой в тетрагидрофуране или 30 диоксане сероуглеродом в присутствии гидрида натрия и имидазола, а затем метилиодидом или этилбромидом, восI становление полученного 3 -0- (S-метил- или этил)-дитиокарбоната гидри- 35 дом 3-н-бутилолова в кипящем толуоле удаление бензоильной.- или изобутирильной группы действием концентрированного аммиака в водном пиридине, моно-vl-метокситритильной, для полу-, чения целевого продукта, где  — пиримидиновое основание — действием

80Ъ уксусной кислоты, а для целевого продукта, где  — пуриновое основание - анион-радикалом нафталина, причем удаление моно-И-метокситритильной группы можно осуществлять

80Ъ-ной уксусной кислотой до восстановления 3 -0-(S-метил-или этил-)дитиокарбоната. Выход целевого продукта 30-62Ъ. .50

П р и м е. р 1.5 -о- Моно-И-меток. ситритил-3 -0- (8-метил) -дитиокарбонил-2 " -дезокси-4-N-бен зоилцитидий (o)

К раст вору б 0 4 мг 5 -0-моно- Иметокситритил-2 -дезокси-4-N-бен зо5 илцитидина в 10 мл сухого тетрагидрофурана в атмосфере аргона добавляют

72 мг гидрида натрия, 5 мг имидазола и перемешивают при комнатной темпера- туре 2 ч. К реакционной массе добав- 60 . ляют 200 мл сероуглерода, перемешива ют 1 ч и добавляют 400 мл йодистого метила. После дополнительного перемешивания в течение 1 ч реакционную массу нейтрализуют уксусной кислотой 65 и упаривают при 25еС досуха. Остаток растворяют в.,40 мл хло(оформа, промывают водой 3 х 50 мл и упаривают.

Остаток затирают с гексаном, отфильтровывают и сушат . Выход 660 мг (95,1%). Образец для анализа кристаллизуют из метанола. Т.пл. 104-105 С.

R g в системе A (хлороформ-этанол (97:3) на пластинах) 0,66.

5" "-0-Иона-И-метокситритил-2, 3 дидезоксицитидин (д).

К раствору 486 мг соединения (д) в 40 мл сухого .толуола в атмосфере аргона добавляют 294 мг (1,05 ммоль) гидрида 3-H-бутилолова. Реакционную массу нагревают до кипения, кипятят с обратным холодильником в атмосфере аргона 8 ч, затем упаривают досуо ха при 30 С, остаток затирают в гексане и отфильтровывают. Осадок с

Фильтра растворяют в 15 ьл смеси (1:1) концентрированной ИН4ОН и пиридина, выдерживают в плотно закры- той колбе при 50 4 ч, затем упаривают досуха. Остаток растворяют в 2-.

3 мл хлороформа и хроматографируют на колонке 4 х 12 см с 610 в градиенте метанола в хлороформе 2-10%, собирая фракции по 30 мп. Целевой продукт (д), выделяют, упаривая фракции 15-25. Выход 255 мг (75,0Ъ)i т.пл. 113-115 С, R в системе Б (хлороформ-этанал(9:1) на пластинах) 0,38.

2,3 -Дидезоксицитидин (8).

194 мг (0,4 ммоль) соединения (о) растворяют в 10 мл 80Ъ уксусной кислоты, выдерживают 16 ч при комнатной температуре и упаривают досуха при

30 С. Остаток суспендируют в 20 мл воды, отфильтровывают, осадок на фильтре промывают 10 мл воды. Объединенные фильтраты упаривают досуха, остаток кристаллизуют из этанола.

Выход 74 мг(87,5Ъ), т.пл. 208-210 С, R g в си стеме В (хлороформ- этанол (f5: 25) на пластинах) О, 20.

Пример 2. 5 -О-Моно-и-метокси.т итил-3 -.0-(S-зтил)-дитиокарбонил2 -дезокси-4-N-бензоилцитидин(4) °

Получают по методике соединения

1, используя вместо йодистого метила этилбромид. Выход 94,1%, т.пл. 93960 С, R в сист е A 0162.

5 -0-Моно-п-метокситритил-2, 3

I ,пидезоксицитидин (д) получают иэ соединения (Z), проводя восстановление, дебензоилирование и выделение целевого продукта, как описано для синтеза (д) из соединения (0). Выход

60,2Ъ, т.пл., Rg совпадает с данными приведенными в примере 1.

Пример 3. 5 -О-Моно.-И-метокситритил-3 0-(S-метил)-дитиокар9онил тимидин (0) получают из 5 -0моно-ф-метокситритилтимидина по методу синтеза соединения (Х). Выход

937459

96,3%, т.пл. 102-104 С, R g в системе А 0,50.

5 -О-Моно-метокситритил-3 -деэок

I ситимидин (В) .

Восстанавливают исходное соедине- 5 ние (д) по методу, описанному для синтеза (II) в течение 20 ч, и продукт восстановления выделяют с помощью колоночной хроматографии на

SiOg. Выход 65,5%, т.пл. 89-91 С, Rg 10 в сйстеме Б 0,75.

3 "-Дезбкситимидин (e) получают иэ соединения (Ъ), проводя детритилирование, как описано в методике синтеза соединения (8). Выход 87,4%, т.нл. 152-153 С, R в системе В 0,74.

Пример 4. 51-.0-Моно-п-метокситритил-.3 -О-(S-метйл)-дитиокарбоI нйл-2> -дезокси-6-N-бенэоиладеноэин, (з4 получают из 5 -О-моно-п-метокси> 20

:тритил-2 -дезокси-6-бензоиладенозина по методу синтеза соединения (а).

Выход .97,0, т.пл. 99-101 С, R в системе A 0,64. . 3 -0-(S-Метил)-дитиокарбонил-2деэокси-6-N-бензоиладеноэин (y) .

359 мг (0,5 ммоль) соединения(з4 растворяют в 10 мл 80%-ной уксусной кислоты, выдерживают при комнатной температуре 12 ч, упаривают досуха З0 при 30 С, переупаривают с водой, затем с этанолом. Остаток растворяют в 2 мл хлороформа и хроматографируют на колонне 4 х 12 см с SiOX в градиенте метанола в хлороформе 0-5%, со- 35 бирая фракции по 30 мл. Соединение (ф) выделяют, упаривают фракции 1225.,Выход 178 мг (80,0%), т.пл. 188189 С, Ry в сиСтеме Б 0,66.

2, 3 -Дидезоксиаденозин (u) . 40

К 89 мг (0,2 ммоль) соединения() в 20 мл сухого толуола в атмосфере аргона добавляют 88 мг (0,3 ммоль) гидрида 3 -H-бутилолова. Реакционную массу нагревают до кипения, кипятят с обратным холодильником 18 ч, упаривают досуха, при 30 С, остаток затирают в 20 мл гексана и отфильтровывают. Осадок растворяют в 8 мл смеси концентрированная 884ОН-пиридин (1:1) и выдерживают в плотно закры той. колбе 4 ч при 50 С. Реакционную массу упаривают при 30 С, остаток суспендируют в 10 мя воды, отфильтровывают и осадок на фильтре тщательно . промывают водой. Объединенные фильт раты упаривают в вакууме, переупари- . вают с этанолом, растворяют. в 2 мл хлороформ-метанол (1:1) и хроматографируют на колонке с 810 в градиенте метанола в хлороформе 5-15%, собирая фракции по 20 мл. Целевой продукт выделяют, упаривая фракции 28-35.

Выход 26 мг (55,5%). Образец для анализа кристаллизуют из зтанола. T,ïë.

184-185 С, Ry в системе В 0,40. 65

Пример 5. 5 -0-Моно-И- метокси три тил- 3 -0- f S-метил) -дити окарбонил-2 -деэокси-2-Н-иэобутирилгуано1 зин (к) получают из 5 -0-моно-и-меГ токситритил-2 -деэокси-2-N-изобутирилгуаназина по методу синтеза соединения (a). Выход 94,5%, т.пл. 110112 С, Rg в системе A 0,25.

3 -0"(S-метил)-дитиокарбонил-2 дезокси-2-N-иэобутирилгуаноэин .(Ф) получают иэ соединения (x), как описано для синтеза последнего. Выход

82,1%, т.пл. 11.4-119 С, R< в системе Б 0,44.

2,3 -Дидезоксигуанозин (м) пблучают из соединения (л) по методу сийтеза соединения (+). Выход 52,7%.

Для анализа образец кристаллиэуют из воды. Т. пл. ъ 300ОС, R в системе

В 0,26.

Пример б. 5 -0-Моно-и-метоксйтритил-2,3 -дидезоксигуанозин .(й) получают иэ соединения (К), проводя восстановление, дезацилирование и выделение целевого продукта, как описано для синтеза соединения (Б). Выход

61,0%, т.пл. 147-150 С, R в системе Б 0,24.

2,3 -Дидезоксигуанозин (м). К раствору нафталин-лития, полученному при растворении в 10 мл сухого тетрагидрофурана в атмосфере аргона

14 мг (2 ммоль) лития и 282 мя (2,2 ммоль) нафталина, добавляют раствор 105 мг (0,2 ммоль) соединения (Н) в смеси 1 мл гексаметилтриами ° да фосфорной кислоты и 3 ьл тетрагидрофурана. ° Реакционную смесь перемешивают 2 ч, упаривают при 25ОС, остаток суспендируют в 20 мл воды и отфильтровывают. Фильтрат экстрагируют эфиром 4 х 25 мл, водный слой нейтрализуют Dowex-50 в пиридиниевой форме, смолу отфильтровывают и тщательно промывают 5%-ным раствором пиридина в воде. Объединенные фильтраты упаривают при 25 С маслообразный остаток растворяют в 2 мл хлороформа и хроматографируют на колонке в градиенте метанола в хлороформе 14-.28%, собирая фракции по 30 мл. Целевой продукт выделяют из фракции 15-25.

Выход 33 мг (65,6%), т.пл. R совпадает с данными, приведенными для соединения (м) в примере 5.

Пример 7. 5 -0-Моно-и-метокситритил-3 -0-(S- ìåòèë)-дитиокарбонил-2 -дезокси-2-Б-изобутирилгуанозин (K) .

К раствору 610 мг (1,0 ммоль)

5 -0-моно- и-метокситритил-.2 -дезоксиl

-2-N-изобутирилгуанозина в 20 мл диоксана добавляют 48 мг (2,0 ммоль) гидрида натрия, 5 мг имидазола и перемешивают 1 ч при комнатной температуре. К смеси добавляют 200 мл сероуглерода, перемешивают 1 ч и до937459

Формула изобретения

Способ получения 2,3 -дидезоксинуклеозидов общей формулы (Х) где  — пуриновое или пиримидиновое основание, включающий превращение защищенных 2 -дезоксирибонуклеозидов в 3 -производные этих нуклеозидов, восстановление полученных производных и удаление защитных групп, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода целевых продуктов и расширения его ассорти- 30

t мента, в качестве защищенных 2 -дезоксирибонуклеозидов используют соединение формулы (II) 35

3. Патент США М 3282921, 40 кл. 260-211.5, опублик. 1964 (прототип) .

Составитель Л. Никулина

Редактор Н. Рогулич Техред Т. Маточка КорректОр И. Муска

Тираж 388 Подпи сн oe

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4372/32

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул . Проектная, 4 бавляют 400 мл йодистого метила. Через 0,5 ч к реакционной массе добавляют 150 мл уксусной кислоты и упаривают досуха. Остаток растворяют с водой, отфильтровывают, проыявают водой и сушат. Выход 600 мг (85%), т.пл . 110-113 С.

Предлагаемый способ позволяет повысить выход целевых продуктов до

30-62% и использовать данный метод для синтеза пуриновых и пиримидиновых 2,3 -дидезоксинуклеозидов.

I p где В4 — защищенное по экзоциклической аминогруппе бензоильной- или изобутирильной группой пуриновое или пиримидиновое основание, которое обрабатывают в тетрагидрофуране или диоксане сероуглеродом в присутствии гидрида натрия и имидазола, а затем метилйодидом или этил-, бромидом, восстановление полученного (3 -0- (S-метил-или этил)дитиокарбоната осуществляют гидридом 3-н-бутилолова в кипящем толуоле, а бензоиль . ную-или изобутирильную группы удаляют действием концентрированного аммиака в водном пиридине, а моно-Иметокситритильную, для получения целевого продукта, где  — пиримидиновое основание — действием 80% уксусной кислоты, а для целевого продукта, где  — пуриновое основание — анионрадикалом нафталина, причем удаление моно-и-метокситритильной группы можн осуществлять до восстановления

3 -0-(S-метил-или-этил)-дитиокарбоната.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Horwitz I.Ð., Chua I., de Rooge М.A., Noel М., Klundt I.Ü. Нукле-;, озиды IX ° Образование 2,3-ненасыщенных пиримидиновых нуклеозидов с помощью новой реакции Р-элиминации.—

У. Org. Chem, 1966, +1 205-211.

2. Horwitz I.P., Crua I., Noel М.

Нуклеозиды Х.,Действие этилата натрия на 3-0-тозил-2-дезоксиаденозин.— . Tetrahedron Lett, 1966, 1343-1346.