Способ получения 3'-азидо-2', 3'-дидезокситимидина

 

Изобретение относится к области синтеза нуклеозидов и касается усовершенствованного способа получения 3'-азидо-2',3'-дидезокситимидина, обладающего способностью подавлять репродукцию вируса иммунодефицита человека и находящего применение в медицинской практике для лечения СПИД. 3'-Азидо-2', 3'-дидезокситимидин получают азидированием 5'-О-ароил-2,3'-ангидротимидина азидом натрия в апротонном диполярном растворителе в присутствии соединения трехвалентного бора с последующим снятием защитной группы и выделением целевого продукта. Целесообразно осуществлять азидирование при молярном соотношении азида натрия и соединения трехвалентного бора (1,4 - 3,0) и 100 - 110^oС. В качестве соединения трехвалентного бора предпочтительно использовать метаборную кислоту. Выход целевого продукта 70 - 80% чистота (по данным ВЭЖХ) - 99,0 - 99,5%. 3 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области синтеза нуклеозидов и касается усовершенствованного способа получения 3'-азидо-2,2',3'-дидезокситимидина, обладающего способностью подавлять репродукцию вируса иммунодефицита человека и находящего применение в медицинской практике для лечения СПИД.

Все известные способы получения 3'-азидо-2', 3'-дидезокситимидина (азидотимидина, АЗТ) из тимидина включают получение 2,3'-ангидротимидина или его производных и последующее их азидирование.

Известен способ получения азидотимидина азидированием 5'-O-ароил-2,3'-ангидротимидина избытком азида лития в диметилформамиде. (Mitsunoby O.//The Use of Diethyl Azodicarboxylate and Triphenylphosphine in Synthesis and Transformation of Natural Products.// Synthesis. - 1981. - N 1 - p. 1 - 28) с последующим деблокированием и выделением целевого продукта. Однако азид лития является взрывчатым веществом, что делает использование данного способа в промышленном масштабе проблематичным.

Известен способ получения азидотимидина из 5'-O-ароил-2,3'-ангидротиимидина, который включает его азидирование азидом натрия в диметилформамиде в присутствии хлористого лития и хлористого аммония при 100 - 106^oC в течение 4,5 ч, нагревание реакционной массы до 109 - 110^oC и выдерживание при этой температуре в течение 3 ч с последующим выдерживанием реакционной массы при 111 - 114^oC, снятие защитной группы и выделение целевого продукта (патент РФ N 2034848, C 07 H 19/073, 1992 г.).

Однако длительное нагревание реакционной массы ведет к частичной деструкции продукта азидирования и образованию смолистых примесей, что приводит к значительным технологическим трудностям на стадиях выделения и очистки целевого продукта и не позволяет получать азидотимидин высокой степени чистоты. Кроме того, азидирующим агентом в данном способе является активированный азид лития, образующийся непосредственно в условиях реакции при взаимодействии азида натрия и хлористого лития, что делает процесс азидирования взрывоопасным.

Известен способ получения азидотимидина азидированием незащищенного 2,3'-ангидротимидина азидом натрия в смеси диметилформамид-вода в течение 5 часов с последующим выделением целевого продукта (Европейский патент N 0306597, C 07 H 19/073, опублик. 1996 г.). Однако плохая растворимость незащищенного 2,3'-ангидротимидина в используемом растворителе, деструкция нуклеозидов и диметилформамида под воздействием образующемся в ходе реакции гидроокиси натрия и продолжительного нагревания реакционной смеси приводят к значительному осмолению продуктов реакции и получению азидотимидина невысокой степени чистоты (т. пл. 116 - 118^oC). Получение по данной схеме азидотимидина высокой степени чистоты сопряжено с введением дополнительных операций на стадиях выделения и очистки промежуточного и целевого продуктов и ведет к усложнению технологии процесса.

Наиболее близким к описываемому является способ получения азидотимидина путем азидирования 5'-O-ароил-2,3'-ангидротимидина алкиламмонийазидами (азиды диметил-, диэтил-, триэтиламмония) при 120 - 140^oC в апротонном диполярном растворителе (диметилформамиде или диметилацетамиде) в течение 3 ч с последующим снятием защитной группы и выделением целевого продукта (патент РФ N 2063975, C 07 H 19/073, 1993 г.).

Однако под воздействием высоких температур и образующихся в ходе реакции азидирования алкиламинов, происходит частичная деструкция нуклеозидов и растворителя и осмоление реакционной массы, что затрудняет очистку и выделение как продукта азидирования, так и целевого продукта и усложняет технологическую схему процесса. Снижение температуры до 100^oC и ниже приводит к увеличению времени процесса до 6 ч и более, что также ведет к термической деструкции нуклеозидов.

Предлагаемый способ получения 3'-азидо-2',3'-дидезокситимидина позволяет сократить продолжительность процесса азидирования и осуществлять его при более низких температурах, что способствует упрощению процесса и получению целевого продукта высокой степени чистоты.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что 3'-азидо-2',3'-дидезокситимидин получают азидированием 5'-O-ароил-2,3'-ангидротимидина азидом натрия в апротонном диполярном растворителе в присутствии соединения трехвалентного бора с последующим снятием защитной группы и выделением целевого продукта.

Заявляемый способ отличается от известного тем, что в качестве азидирующего агента используют азид натрия и процесс осуществляют в присутствии соединения трехвалентного бора.

Целесообразно осуществлять азидирование при мольном соотношении азида натрия и соединения трехвалентного бора (1,4 - 3,0) : 1 и 100 - 110^oC. В качестве соединения трехвалентного бора предпочтительно использовать метаборную кислоту.

Проведение процесса азидирования в присутствии соединений трехвалентного бора позволяет значительно увеличить скорость реакции и тем самым сократить продолжительность процесса до 1,5 - 2 ч и осуществлять его при этом при более низких температурах 100 - 110^oC, что значительно снижает термическую деструкцию нуклеозидов и способствует получению целевого продукта высокой степени чистоты. Причем даже при длительном нагревании в течение 5-6 ч и более высоких температурах 120 - 140^oC в присутствии соединения трехвалентного бора осмоления реакционной массы не наблюдается.

В качестве соединений трехвалентного бора могут быть использованы метаборная кислота, эфират трехфтористого бора и др.

Использование соединений трехвалентного бора в качестве катализатора реакции азидирования до настоящего времени известно не было.

Способ согласно изобретению осуществляют следующим образом: К суспензии 5'-O-ароил-2,3'-ангидротимидина в диметилформамиде при интенсивном перемешивании добавляют азид натрия и соединение трехвалентного бора и перемешивают при 100 - 110^oC в течение 1,5 - 2 ч. Полученную реакционную массу упаривают досуха, экстрагируют в системе хлорорганический растворитель - вода, органический слой отделяют, промывают водой и сушат. Образовавшийся 5'-O-ароил-3'-азидо-2', 3'-дидезокситимидин деблокируют, для чего растворяют его чего растворяют его в метаноле, добавляют или гидроокись аммония, или диэтиламин, или диметиламин и перемешивают при 80^oC в течение 6-8 ч. Затем растворители упаривают досуха и кристаллизуют целевой продукт из смеси бензола и ацетона. Чистоту целевого продукта подтверждают данными УФ- и ЯМР-спектроскопии и ВЭЖХ.

Для лучшего понимания сущности изобретения ниже приводятся примеры его конкретного осуществления.

Пример 1. К суспензии 3,28 г (10 ммоль) 5'-O-бензоил-2,3'-ангидротимидина в 40 мл диметилформамида при интенсивном перемешивании добавляют 1,95 г (30 ммоль) азида натрия и 0,61 г (10 ммоль) метаборной кислоты. Полученную реакционную массу перемешивают при 110^oC в течение 1,5 ч в приборе, снабженном эффективным обратным холодильником. Затем образовавшийся прозрачный желтый раствор с осадком упаривают на роторном испарителе при 45^oC досуха. К остатку добавляют 50 мл хлороформа и 50 мл воды, перемешивают 30 мин, органический слой отделяют, промывают водой (3 х 50 мл), сушат Na₂SO₄, и упаривают досуха. Остаток растворяют в 20 мл метанола, добавляют 30 мл 25%-ного раствора гидроокиси аммония и оставляют при 25^oC на 24 ч. Затем растворители упаривают досуха, остаток кристаллизуют из 50 мл смеси бензол-ацетил 1 : 4,4. Выпавший мелкокристаллический осадок отделяют на стеклянном фильтре, промывают 10 мл охлажденной до 4^oC указанной выше смеси и сушат под вакуумом. Выход 2,2 г (75%). ПО данным ВЭЖХ чистота целевого продукта составляет 99,05%.

УФ-спектр (вода): 1_max 266 нм (e 9600).

¹H-ЯМР-спектр (D₂O, d), м.д.: 1,93 д (3H, CH₃, J_CH3-H6 0,5 Гц); 2,55 м (2H, H2'); 4,60 - 3,95 м (4H, H3' + H4' + 2H5'); 6,15 т (1H, H1', J_H1'H2' 6 Гц); 7,66 д (1H, H6, J_H6,CH3 1 Гц).

Пример 2. К суспензии 5 г (15,24 ммоль) 5'-O-бензоил-2,3'-ангидротимидина в 62,5 мл диметилформамида при интенсивном перемешивании добавляют 5 г (76,92 ммоль) азида натрия и 1,6 г (26,22 ммоль) метаборной кислоты. Полученную реакционную массу перемешивают при 100^oC в течение 2 ч в приборе, снабженном эффективным обратным холодильником. Затем образовавшийся прозрачный желтый раствор с осадком упаривают на роторном испарителе при 40^oC досуха. К остатку добавляют 50 мл хлороформа и 50 мл воды, перемешивают 30 мин, органический слой отделяют, промывают водой (3 х 50 мл), сушат Na₂SO₄, и упаривают досуха. Остаток растворяют в 18 мл метанола, добавляют 18 мл диэтиламина и перемешивают при 80^oC в течение 7 ч. Затем растворители упаривают досуха, остаток кристаллизуют из 70 мл смеси бензол-ацетон 1 : 4,0. Выпавший белый мелкокристаллический осадок отделяют на стеклянном фильтре, промывают 10 мл охлажденной до 4^oC указанной выше смеси и сушат под вакуумом. Выход 2,98 г (72%). По данным ВЭЖХ чистота целевого продукта составляет 99,27%.

Пример 3. К суспензии 5 г (15,24 ммоль) 5'-O-бензоил-2,3'-ангидротимидина в 62,5 мл диметилформамида при интенсивном перемешивании добавляют 5 г (76,92 ммоль) азида натрия и 3,3 г (54,09 ммоль) метаборной кислоты. Полученную реакционную массу перемешивают при 100^oC в течение 2 ч и затем при 120^oC в течение 5 ч в приборе, снабженном эффективным обратным холодильником. После обработки реакционной массы по методике, описанной в примере 2, получают целевое соединение в количестве 3,03 г (74%). По данным ВЭЖХ чистота целевого продукта составляет 99,31%.

Пример 4. К суспензии 5 г (76,92 ммоль) азида натрия и 3,3 г (54,09 ммоль) метаборной кислоты в 62,5 мл диметилформамида, перемешиваемой при 80^oC, добавляют 5 г (15,24 ммоль) 5'-O-бензоил-2,3'-ангидротимидина. Полученную реакционную массу перемешивают при 100^oC в течение 2 ч в приборе, снабженном эффективным обратным холодильником. Затем образовавшийся прозрачный желтый раствор с осадком упаривают на роторном испарителе при 45^oC досуха. К остатку добавляют 50 мл хлороформа и 50 мл воды, перемешивают 30 мин, органический слой отделяют, промывают водой (3 х 50 мл), сушат Na₂SO₄, и упаривают досуха. Остаток растворяют в 20,5 мл метанола, добавляют 17 мл 33%-ного водного раствора диметиламина и перемешивают при 80^oC в течение 6 ч. Дальнейшее выделение целевого продукта осуществляют аналогично примеру 2. Выход 3,3 г (80%). По данным ВЭЖХ чистота целевого продукта составляет 99,25%.

Формула изобретения

1. Способ получения 3'-азидо-2',3'-дидезокситимидина азидированием 5'-0-ароил-2', 3'-ангидротимидина в апротонном диполярном растворителе с последующим удалением защитной группы и выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве азидирующего агента используют азид натрия и процесс осуществляют в присутствии соединений трехвалентного бора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что азид натрия и соединение трехвалентного бора используют при их молярном соотношении (1,4 - 3,0) : 1.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс осуществляют в присутствии метаборной кислоты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс осуществляют при 100 - 110^oC.

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 12.07.2008

Извещение опубликовано: 10.11.2009        БИ: 31/2009