大规模制备2′,3′-二脱氢-2′,3′-二脱氧核苷的方法技术

本发明专利技术公开了适合于大规模生产２′，３′－二脱氢３′－脱氧胸苷（ｄ４Ｔ）及其类似物的改进方法。本改进方法以高产率和高纯度得到ｄ４Ｔ，而无需使用危险的反应或试剂，并且本改进方法结合了几种对大规模生产起着重要作用的改进方法包括新的纯化步骤其中包含ｄ４Ｔ.Ｎ－甲基吡咯烷酮溶剂化物的分离。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,3′－二脱氢－2′,3′－二脱氧核苷的方法本申请是美国专利申请号08/152,155,1993年11月15日申请,与美国专利申请号08/152,778,也是1993年11月15日申请，结合的部分继续申请。本专利技术涉及制备某些二脱氢-二脱氧核苷如2′,3′-二脱氢-3′-脱氧胸苷(d4T)的改进方法，该方法适合于大规模生产。现已公开了几种合成2′,3′-二脱氢-2′,3′-二脱氧核苷如d4T的方法。大多数方法是通过脱水核苷中间体进行的。以前已用几种合成方法制备核苷衍生物，2′,3′-二脱氢-3′-脱氧胸苷(d4T)。Horwitz等人，Synthetic Procedures inNucleic Acid Chemistry(Vol.1),Zorbach等人(eds)；Interscience,New York,P.344描述了路线1的方法(如下)，该方法使用3′,5-脱水胸苷作为起始原料，并使用可燃和对湿度敏感的叔丁醇钾(KOt-Bu)的二甲亚砜(DMSO)溶液。除了物料难以操作外，由于在产物从DMSO溶液中分离出来过程中需长时间经受所需的高温和强碱条件而使产物分解，因而方法不适合于大规模生产。 Mansuri等人J.med.Chem.1989.461(路线2)所述的改进分离方法，是在进一步处理之前，用甲苯稀释DMSO反应混合物得到油状固体d4T钾盐。然而，就大规模生产而言，所需体积无法控制，并产生难以回收的大量废溶剂。分离出的盐还对湿度和过分干燥非常敏感。在再溶解和中和后，分离出粗的d4T并干燥，为了得到最终产物必须进一步在溶剂中再浆化。 Starrett,Jr.等人US4,904,770公开了Mansuri方法的改进方法，该方法包括在室温下使3′,5′-脱水中间体与强碱在极性有机溶剂如KOt-Bu/DMSO中反应接着将所得的2′,3′-二脱氢-2′,3′-二脱氧核苷的钾盐在有机溶剂如冷甲苯中研制。在再溶解和中和后，用丙酮萃取经中和处理分离出的固体得到粗d4T。减少产物分解的不同方法包括更换KOt-Bu/DMSO体系。使用六甲基磷酰三胺(HMPA)和氢氧化钠的改进方法(路线3)可消除上述路线1和2的分解问题，因为HMPA溶剂作为氯仿配合物可从水溶液中除去。然而，使用被认为是致癌物的高毒性试剂如HMPA和氯仿对于大规模生产是危险的并且应该避免。Adachi等人，Carbohydrate Reseatch,1979,113公开了该方法。 Cosford等人,J.Org.Chem.,1991,2161公开了使用三苯甲基化苯基氢硒基胸苷衍生物的大致类似的路线(路线4)。产生高毒性硒废物和需要色谱纯化是不希望的，尤其对于大规模生产。 本专利技术是以高产率和高纯度大规模地生产2′,3′-二脱氧-2,′3′-二脱氢核苷特别是d4T的改进方法。本专利技术的方法包括在反应物、中间体和产物的选择、操作、处理和纯化上的各种改进，从而使得该方法特别适用于大规模生产产品如d4T。就其最广泛的意义而言，本专利技术是适合于大规模生产的改进方法，以制备下式表示的2′,3′-二脱氧-2′,3′-二脱氢核苷 其中碱部分选自由嘧啶、氮杂嘧啶和脱氮杂嘧啶组成的未取代的和取代的碱，特别是，X选自N和C-H；Y选自C-R2和N；Z选自C-H和N；R1选自OH和NH2；R2选自H，具有式CnH2nA的未取代的和卤代烷基，具有式-(CH2)m-CH=CHA的烯基，其中m选自0、1、2和3的整数，n选自1、2和3的整数，A选自H、F、Cl、Br和I。该方法包括下列步骤(a)将下式表示的2′-脱氧核苷 (2′-脱氧核苷)转化为反应性的下式表示的3′,5′-脱水-2′-脱氧核苷中间体 (氧杂环丁烷中间体)(b)在强碱存在下，将上面步骤(a)的反应性(氧杂环丁烷中间体)3′,5′-脱水-2′-脱氧核苷转化为2′,3′-二脱氧-2′,3′-二脱氢核苷。该方法的改进包括.在步骤(a)的2′-脱氧核苷的甲磺酰基化反应中使用极性溶剂如丙酮制备3′,5′-二-0-甲磺酰基胸苷；.在步骤(a)的甲磺酰基化反应中使用PKa值为5.5至8.0的有机碱；.在步骤(b)中使用醇性氢氧化物；.为了易于分离和纯化，使用N-甲基吡咯烷酮生成二脱氧二脱氢核苷的溶剂化物。在较窄的意义上，本专利技术涉及通过适合于大规模生产d4T的方法以高产率制备d4T。d4T制备方法包括(a)由胸苷和甲磺酰氯制备3′,5-二-0-甲磺酰基胸苷，该步骤的改进包括使用极性溶剂优选丙酮和大约2至4当量碱性强于吡啶而弱于三乙胺的有机碱，优选N-甲基吗啉(b)用氢氧化物水溶液处理3′,5-二-0-甲磺酰基胸苷制备3′,5′-脱水胸苷(c)由3′,5′-脱水胸苷制备d4T,其中按大规模生产的改进包括加热3′,5′-脱水胸苷和氢氧化物优选氢氧化钾在醇优选异丙醇中的混合物；(d)改进的分离/纯化方法，包括分离产物的N-甲基吡咯烷酮(NMPO)溶剂化物，然后通过在异丙醇中加热分解溶剂化物以高产率和高纯度得到d4T。按有效比例放大的d4T的改进合成方法概述于流程A中。本专利技术还涉及由3′,5-脱水胸苷(Ⅲ)制备d4T，并且在其方法本身中以分别及单独的方法通过d4T-NMPO溶剂化物(Ⅱ)分离和纯化产物。 称为a)的流程A的起始反应包括胸苷(Ⅴ)的3′和5′-羟基的甲磺酰基化。此步骤的改进包括溶剂和有机碱的选择。步骤a)的有用溶剂是乙腈、DMF并且优选丙酮。有用的有机碱是诸如甲基吡啶、二甲基吡啶且优选N-甲基吗啉(NMM)的有机碱，所有这些有机碱的pKa值为5.5至8.0，即碱性强于吡啶而弱于三乙胺。反应在温度大约20°至50℃优选大约30°至40℃下进行。反应时间为大约0.5小时至2小时且优选大约1小时。双甲磺酸酯(Ⅳ)的以前的合成是使用吡啶作为碱性溶剂。这些合成产生大量吡啶废流。需要较长的反应时间以及在进一步使用前需要重结晶(Ⅳ)。将双甲磺酸酯(Ⅳ)与氢氧化物水溶液优选氢氧化钠在大约50°至100℃下加热大约2至8小时(步骤b)。优选的条件是在大约75°至85℃下加热大约3至5小时。用无机酸如HCl进行中和得到3′,5′-脱水胸苷(氧杂环丁烷，Ⅲ)。步骤(c)和(d)对于改进的d4T制备方法起着主要作用。在步骤(c)中使用醇性KOH并生成溶剂化物(Ⅱ)产生大的改进。正如步骤(c)所示，将3′,5′-脱水胸苷(Ⅲ)在醇性氢氧化钾优选异丙醇的氢氧化钾溶液中加热制得粗d4T。令人惊奇的是d4T在此方法步骤的热、苛性醇环境中的稳定性。用无机酸如盐酸中和后，蒸馏除去醇，过滤所得混合物除去不溶物。然后用N-甲基吡咯烷酮和非质子传递的酯、酰胺或酮溶剂优选丙酮和乙酸丁酯在大约30°至60℃优选大约50℃下处理滤液。将混合物冷却到-10℃至10℃，过滤分离出固体d4T·NMPO溶剂化物，在滤液中留有难以除去的杂质。将溶剂化物的醇溶液小心回流0.5至2小时，以高产率和高纯度得到d4T。改进方法的优点不仅在于产品的产率和纯度，而且由于所用的方法步骤和所用的试剂和反应条件从而适合于大规模生产。大规模有机化学生产的熟练人员非常了解许多方法，步骤和/或反应不适合大规模地在试验工厂或生产厂进行。一般地按比例放大问题包括在方法中使用危险的或有毒的试剂和本文档来自技高网...

【技术保护点】
下式的ｄ４Ｔ.ＮＭＰＯ溶剂化物（Ⅱ）： ＊＊＊ （Ⅱ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PM施康内兹尼，E艾森赖希，DR施塔克，BT波伊汉，SR贝克，
申请(专利权)人：布里斯托尔迈尔斯斯奎布公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]