DE69509182T2

DE69509182T2 - Herstellung N-9-substituierter Guanin-Verbindungen

Info

Publication number: DE69509182T2
Application number: DE69509182T
Authority: DE
Inventors: Yeun-Kwei Han; Eric Lodewijk; Sam Linh Nguyen; George Charles Schloemer
Original assignee: HOFFMANN LA ROCHE; F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: HOFFMANN LA ROCHE; F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1994-08-04
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2015-07-22
Also published as: EP0704445B1; KR100218610B1; CN1120044A; DK0704445T3; JP2944474B2; DE69509182D1; EP0704445A1; US5565565A; JPH0859662A; ATE179174T1; CN1137892C; CN1246477A; ES2131730T3; CN1051084C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Synthese von antiviralen N-9-substituierten Guaninverbindungen.
Es wurde gezeigt, daß viele synthetische N-substituierte Derivate von Purinen und verwandten Nucleosiden beträchtliche antivirale Eigenschaften aufweisen. Am bemerkenswertesten sind die N-9-alkylierten Produkte 9-[(1,3-Dihydroxy-2- propoxy)methyl]guanin (d. h. Ganciclovir) und 9-[(2-Hydroxyethoxy)methyl]guanin (d. h. Acyclovir). Es ist äußerst wünschenswert, billige und wirksame Verfahren zur Herstellung dieser und ähnlicher Verbindungen zu haben.
Der Nutzen jeden Verfahrens zur Herstellung chemischer Verbindungen wird durch mehrere Faktoren bestimmt. Z. B. sollten die Ausgangsmaterialien strukturell so einfach wie möglich sein (um ihre Kosten gering zu halten). Das Verfahren ist effizienter, wenn Zwischenprodukte keine Isolierung und/oder Reinigung erfordern, da diese Verfahren zu weiteren Stufen und geringerer Ausbeute führen. Das Verfahren sollte ein Produkt liefern, das frei von Nebenprodukten ist (z. B. unerwünschen Isomeren, Nebenprodukten und Reagenzien). Unzulänglichkeiten bei jedem der obigen Parameter führen zu erhöhten Herstellungskosten, die den Nutzen des Verfahrens negativ beeinflussen.
Die einfachste synthetische Annäherung für N-9-substituierte Guaninverbindungen betrifft die direkte Alkylierung einer geschützten Guaninbase. Es gibt jedoch beträchtliche Nachteile bei dieser Annäherung. In vielen angegebenen Verfahren wird mit Acylgruppen geschütztes Guanin (z. B. Diacetylguanin) als geschützte Guaninbase angewendet. Es kann jedoch schwierig sein, Acylgruppen nach Abschluß des Verfahrens zu entfernen, was zu geringeren Ausbeuten führt. Bekannte Alkylierungsverfahren sind auch nicht regiospezifisch bezüglich der N-9- Position der geschützten Guaninbase und führen zu einer Mischung von N-9- und N-7-Alkylierungsprodukten. Das uner wünschte N-7-Isomer ist schwierig von der gewünschten N-9- Verbindung zu trennen, was eine Chromatographie für die Isolierung erfordert. Eine chromatographische Auftrennung in kommerziellem Maßstab ist höchst unerwünscht wegen der erhöhten Kosten, die mit einer solchen Auftrennung verbunden sind (Kosten für Lösungsmittel und stationäre Phasen, geringe Ausbeuten des gewünschten Produktes etc.).
Überraschenderweise wurden effiziente und selektive Verfahren zur Herstellung von N-9-substituierten Guaninverbindungen, einschließlich Ganciclovir und Acyclovir, gefunden. Die Verfahren sind im wesentlichen spezifisch für die Herstellung des N-9-Isomers, da die Alkylierungsstufe ein hohes Verhältnis N-9/N-7 des alkylierten Guaninproduktes liefert (ein Verhältnis von mehr als 30 : 1 kann erreicht werden), wodurch die Notwendigkeit zur chromatographischen Trennung der N-9/N-7- Isomerenmischung entfällt. Die Verfahren liefern auch hohe Ausbeuten, erfordern einfache Ausgangsmaterialien und Reaktionsbedingungen und werden vom Start weg bis zum Ende in einem einzigen Reaktionsgefäß durchgeführt, wobei Acyclovir und Ganciclovir in einer Reinheit von mehr als 99% geliefert werden.
Frühere Verfahren zur Herstellung von Acyclovir und ähnlichen Verbindungen werden in den U.S.-Patenten Nr. 4 355 032, 4 360 522, 4 621 140 und 5 250 535, den Europäischen Patentanmeldungen mit der Veröffentlichungsnummer 152 965, 532 878 und 72027 und JP 5 213 903 offenbart. Synthesen von verwandten Verbindungen werden in Nucleosides Nucleotides, 8(2), 225-256 (1989), Journal of China Pharmaceutical University, 23(1), 43-44 (1992), Org. Prep. Prosec. Int., 25(4), 375-401 (1993), J. Med. Chem., 26 (5), 759-761 (1983), Synth. Commun., 18(14), 1651-1660 (1988) und Chem. Pharm. Bull., 36(3), 1153-1157 (1988) offenbart.
Chemistry Letters, 1988, 1045-1048 offenbart die Alkylierung an der Position N-9 von trimethylsylilierten Purinbasen, wie Guanidin, in Acetonitril in Gegenwart von Cäsiumiodid.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein wirksames und selektives Verfahren zur Herstellung einer alkylierten Guaninverbindung der Formel
worin
R² ein Niedrigalkylrest ist und
R³ Wasserstoff oder -CH&sub2;OC(O)R&sup4; ist,
worin R&sup4; ein Niedrigalkylrest ist, indem eine Verbindung oder Mischung von Verbindungen der Formel
worin
Z¹ Wasserstoff oder R&sup5;R&sup6;R&sup7;Si ist:
Z² Wasserstoff oder R&sup5;R&sup6;R&sup7;Si ist;
Z³ Wasserstoff oder R&sup5;R&sup6;R&sup7;Si ist,
wobei R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; unabhängig C&sub1;-C&sub6;-Alkylreste sind; mit dem Vorbehalt, daß mindestens einer der Reste Z R&sup5;R&sup6;R&sup7;Si ist;
mit einer Verbindung der Formel
in Kontakt gebracht wird, worin R² und R³ wie oben definiert sind; wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es in Gegenwart von 0,01 bis 0,1 Moläquivalenten eines Katalysators ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Trifluormethansulfonsäure, Trimethylsilyltrifluormethansulfonat und Bistrimethylsilylsulfonat durchgeführt wird.
Die Erfindung betrifft auch ein effizientes und selektives Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel
worin R¹ Wasserstoff oder -CH&sub2;OH ist;
wobei das Verfahren umfaßt:
a) daß man eine Verbindung der Formel
worin R² und R³ wie oben definiert sind, mit einem Acylierungsmittel mit einem Acylrest der Formel R&sup8;C(O)-, worin R&sup8; ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest oder Phenylrest ist, gegebenenfalls in Gegenwart einer Base in Kontakt bringt, was eine Verbindung der Formel
liefert, worin R², R³ und R&sup8; wie oben definiert sind;
b) die Verbindung der Formel (6) abtrennt und
c) die abgetrennte Verbindung der Formel (6) hydrolysiert.
Alternativ umfaßt ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel
worin R¹ Wasserstoff oder -CH&sub2;OH ist, daß man
a) eine Mischung von Isomeren der Formel
worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; unabhängig C&sub1;-C&sub6;-Alkylreste sind und R&sup8; ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest oder Phenylrest ist, mit einer Verbindung der Formel
worin R² ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist und
R³ Wasserstoff oder -CH&sub2;OC(O)R&sup4; ist, worin R&sup4; ein C&sub1;-C&sub6;- Alkylrest ist,
in Kontakt bringt in Gegenwart von 0,01 bis 0,1 Moläquivalenten eines Katalysators ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Trifluormethansulfonsäure, Trimethylsilyltrifluormethansulfonat und Bistrimethylsilylsulfonat, was eine Verbindung der Formel
liefert, worin R², R³ und R&sup8; wie oben definiert sind;
b) die Verbindung der Formel (6) abtrennt und
c) die abgetrennte Verbindung der Formel (6) hydrolysiert.
Die folgenden Definitionen werden angegeben, um die Bedeutung und den Bereich der verschiedenen Ausdrücke, die hier zur Beschreibung der Erfindung verwendet werden, zu erläutern und zu definieren.
Der Ausdruck "Alkylrest" bedeutet einen Einfachrest einer verzweigten oder unverzweigten gesättigten Kohlenwasserstoffkette mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, z. B. einen Methyl-, Ethyl-, Propyl-, tert.-Butyl-, n-Hexyl-, n-Octyl-, n-Decylrest, wenn nicht anders angegeben.
Der Ausdruck C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest bedeutet einen Monorest einer verzweigten oder unverzweigten gesättigten Kohlenwasserstoffkette mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, z. B. einen Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, tert.-Butyl-, n-Pentyl-, n-Hexylrest, wenn nicht anders angegeben.
Der Ausdruck "Acylierungsmittel" bezieht sich entweder auf ein Anhydrid oder ein Acylhalogenid.
Der Ausdruck "Anhydrid" bezieht sich auf Verbindungen der allgemeinen Strukturformel RC(O)-O-C(O)R, worin R ein Niedrigalkyl- oder gegebenenfalls substituierter Phenylrest ist (z. B. Essigsäureanhydrid, worin R ein Methylrest ist, Propionsäureanhydrid, worin R ein Ethylrest ist, Benzoesäureanhydrid, worin R ein Phenylrest ist).
Der Ausdruck "Acylhalogenid" bezieht sich auf die Gruppe RC(O)X, worin R ein Niedrigalkylrest oder ein gegebenenfalls substituierter Phenylrest ist und X Brom oder Chlor ist (z. B. Acetylbromid, worin R ein Methylrest ist und X Brom ist, Propionylchlorid, worin R ein Ethylrest und X Chlorid ist, Benzoylchlorid, worin R ein Phenylrest ist und X Chlor ist).
Somit bezieht sich der Ausdruck "Acylierungsmittel mit einem Acylrest der Formel R&sup8;C(O)-" auf ein Anhydrid der Formel R&sup8;C(O)OC(O)R&sup8; oder ein Acylhalogenid der Formel R&sup8;C(O)X, worin R&sup8; ein Niedrigalkylrest oder gegebenenfalls substituierter Phenylrest ist und X Brom oder Chlor ist.
Der Ausdruck "Base" schließt sowohl starke Basen als auch organische Basen ein. Der Ausdruck "starke Base" bezieht sich auf Basen, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Lithiumhydroxid, Ammoniumhydroxid, Natriumbicarbonat, Kaliumcarbonat.
Der Ausdruck "organische Base" bezieht sich auf Basen, wie Triethylamin, 4-Pyrrolidinopyridin, Dimethylaminopyridin (DMAP), N-Methylmorpholin, N-Ethylmorpholin, Pyridin, Dialkylanilin, Diisopropylcyclohexylamin.
Der Ausdruck "Silylierungskatalysator", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf Katalysatoren, die die Silylierung von Guanin fördern, z. B. Ammoniumsulfat, p-Toluolsulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure, Trimethylsilyltrifluormethansulfonat, Bistrimethylsilylsulfonat, Schwefelsäure, Kaliumbutylsulfonat, Ammoniumperchlorat, Natriumperchlorat, Natriumborfluorid, Zinntetrachlorid.
Die für die vorliegende Erfindung verwendeten selektiven Alkylierungskatalysatoren, d. h. Trifluormethansulfonsäure, Trimethylsilyltrifluormethylmethansulfonat und Bistrimethylsilylsulfonat fördern die regiospezifische Alkylierung von Guanin oder an Position N-9 geschütztem Guanin.
Der Ausdruck "inertes organisches Lösungsmittel" oder "inertes Lösungsmittel" bedeutet ein Lösungsmittel, das unter den Bedingungen der Reaktion, die im Zusammenhang damit beschrieben wird, inert ist (einschließlich z. B. Benzol, Toluol, Acetonitril, Tetrahydrofuran ("THF"), Dimethylformamid ("DMF"), Chloroform ("CHCl&sub3;"), Methylenchlorid (oder Dichlormethan oder "CH&sub2;Cl&sub2;"), Diethylether, Ethylacetat, Aceton, Methylethylketon, Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, tert.- Butanol, Dioxan, Pyridin und dgl.). Wenn nicht das Gegenteil angegeben ist, sind die für die Reaktionen der vorliegenden Erfindung verwendeten Lösungsmittel inerte Lösungsmittel.
Der Ausdruck "Hydrolysieren" oder "Hydrolyse" bezieht sich auf das Verfahren des Spaltens einer chemischen Bindung durch Zugabe von Wasser; z. B. liefert die Hydrolyse eines Alkylesters eine organische Säure und einen Alkohol, die Hydrolyse eines Amids liefert eine organische Säure und ein Amin, die Hydrolyse eines Silylethers liefert einen Alkohol. Die Hydrolyse kann durch Behandlung mit einer anorganischen Säure, z. B. Schwefelsäure, Salzsäure, Bromwasserstoffsäure und dgl. oder durch Behandlung mit einer starken Base, wie oben definiert, erreicht werden.
"Fakultativ" bedeutet, daß das danach beschriebene Ereignis oder die beschriebenen Umstände auftreten können oder nicht und daß die Beschreibung Fälle einschließt, in denen dieses Ereignis oder dieser Umstand auftritt und Fälle, in denen er nicht auftritt. Z. B. bedeutet "gegebenenfalls in Gegenwart einer organischen Base" unter Bezugnahme auf eine chemische Reaktion, daß eine organische Base bei der Reaktion vorhanden sein kann oder nicht, um die Reaktion zu fördern.
Der Ausdruck "Silylierungsmittel", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Verbindung, die Guanin silylieren kann. Ein bevorzugtes Silylierungsmittel ist Hexamethyldisilazan (was eine Verbindung der Formel (2) ergibt, worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; alle Methylreste sind). Jedoch sind viele andere Silylierungsmittel im Stand der Technik bekannt. Z. B. kann Guanin mit einem Trialkylsilylhalogenid der Formel SiR&sup5;R&sup6;R&sup7;X umgesetzt werden, worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; unabhängig Niedrigalkylreste sind und X Chlor oder Brom ist, z. B. Trimethylsilylchlorid, tert.-Butyldimethylsilylchlorid und dgl., bevorzugt in Gegenwart von etwa 1 bis 2 Moläquivalenten einer Base.
Die Verbindung der Formel (2) wird wie folgt dargestellt:
Formel (2) zeigt Guanin geschützt mit 1, 2 oder 3 Silylgruppen oder einer Mischung davon, worin Z¹, Z² und Z³ unabhängig Wasserstoff oder eine Silylgruppe der Formel SiR&sup5;R&sup6;R&sup7; ist, mit dem Vorbehalt, daß mindestens einer der Reste Z¹, Z² und Z³ eine Silylgruppe sein muß, worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; unabhängig Niedrigalkylgruppen sind. Es ist anzumerken, daß Formel (2), wie dargestellt, eine Mischung von N-7- und N-9-Isomeren zeigt (als tautomere Mischung).
Die Isolierung und Reinigung der Verbindungen und Zwischenprodukte, die hier beschrieben werden, kann, falls erwünscht, mit jedem geeigneten Trenn- oder Reinigungsverfahren bewirkt werden, z. B. durch Filtration, Extraktion, Kristallisation, Säulenchromatographie, präparative Hochdruckflüssigchromatographie (präparative HPLC), Dünnschichtchromatographie oder Dickschichtchromatographie oder eine Kombination dieser Verfahren. Spezifische Darstellungen geeigneter Trenn- und Isolierungsverfahren ergeben sich unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele. Jedoch können auch andere äquivalente Trenn- oder Isolierungsverfahren verwendet werden.
Das folgende Numerierungs- und Nomenklatursystem wird zur Beschreibung und Benennung der erfindungsgemäßen Verbindungen verwendet.
Einige repräsentative Verbindungen werden in den folgenden Beispielen angegeben.
Die Verbindung der Formel I, worin R¹ Wasserstoff ist, wird 9-(2-Hydroxyethoxymethyl)guanin genannt, d. h. Acyclovir.
Die Verbindung der Formel I, worin R¹ -CH&sub2;OH ist, wird 9- (1,3-Dihydroxy-2-propoxymethyl)guanin genannt, d. h. Ganciclovir.
Die Verbindungen der Formel I werden synthetisiert, wie unter Bezugnahme auf Reaktionsschema A beschrieben. Reaktionsschema A
worin Z¹, Z² und Z³ unabhängig Wasserstoff oder eine Silylschutzgruppe der Formel R&sup5;R&sup6;R&sup7;Si bedeuten, worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; unabhängig C&sub1;-C&sub6;-Alkylreste sind, mit dem Vorbehalt, daß mindestens einer der Reste Z¹, Z² und Z³ eine Silylgruppe ist;
worin R² ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist und R³ Wasserstoff oder -CH&sub2;OC(O)R&sup4; ist, worin R&sup4; ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist;
oder
worin R&sup8; ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest oder ein gegebenenfalls substituierter Phenylrest ist und X Chlor oder Brom ist;

Ausgangsmaterialien

Die Trialkylsilylhalogenide der Formel R&sup5;R&sup6;R&sup7;SiX (worin X Chlor oder Brom ist) oder Hexamethyldisilazan sind im Handel erhältlich. Verbindungen der Formel (3), worin R³ Wasserstoff ist, werden mit im Stand der Technik wohlbekannten Mitteln hergestellt, z. B. durch Reaktion von 1,3-Dioxolan und Essigsäureanhydrid. Verbindungen der Formel (3), worin R³ CH&sub2;OC(O)R&sup4; ist, die unten als eine Verbindung der Formel (3a) gezeigt ist, worin R² und R&sup4; gleich sind und C&sub1;-C&sub6;-Alkylreste sind, kann hergestellt werden, wie in Reaktionsschema B unten gezeigt: Reaktionsschema B
worin R² ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist und M ein Alkalimetall ist.

Stufe 1: Herstellung von Formel (c)

Wie in Reaktionsschema B, Stufe 1, erläutert, wird 1,3- Dichlor-2-propanol (Formel (a)) mit Paraformaldehyd (b) und Salzsäure umgesetzt, was die entsprechende Verbindung der Formel (c) ergibt.
Eine Mischung von 1,3-Dichlor-2-propanol, Paraformaldehyd (etwa 1 bis 2 Moläquivalente, bevorzugt etwa 1,5 Moläquivalente) in einem inerten Lösungsmittel, bevorzugt Methylenchlorid, wird bei einer Temperatur von etwa -10 bis 5ºC, bevorzugt etwa -5ºC, mit Chlorwasserstoffgas über einen Zeitraum von etwa 10 Minuten bis 1 Stunde, bevorzugt etwa 25 Minuten, umgesetzt. Wenn die Reaktion im wesentlichen abgeschlossen ist, wird 2-(Chlormethoxy)-1,3-dichlorpropan, die Verbindung der Formel (c), mit üblichen Mitteln isoliert.

Stufe 2: Herstellung von Formel (3a)

Wie in Reaktionsschema B, Stufe 2, erläutert, wird 2- (Chlormethoxy)-1,3-dichlorpropan (Formel (c)) mit einer Verbindung der Formel R²C(O)OM umgesetzt, was die entsprechende Verbindung der Formel (3a) ergibt.
Eine Mischung der Verbindung der Formel R²C(O)OM, bevorzugt worin R² ein Ethylrest ist und M Natrium oder Kalium ist, am meisten bevorzugt Natrium (etwa 2 bis 7 Moläquivalente, bevorzugt etwa 3,5 Moläquivalente) in einem inerten Lösungsmittel, bevorzugt Toluol, wird mit 2-(Chlormethoxy)-1,3-dichlorpropan etwa bei Rückflußtemperatur umgesetzt, was 1,3- Dichlor-2-propyloxymethylpropionat als Zwischenprodukt liefert. Zu dieser rückfließenden Mischung wird Tetrabutylphosphoniumchlorid (etwa 0,05 bis 0,3 Moläquivalente, bevorzugt etwa 0,1 Moläquivalente) in einem inerten Lösungsmittel, be vorzugt Toluol, zugegeben, und der Rückfluß über einen Zeitraum von 4 bis 24 Stunden, bevorzugt etwa 12 Stunden lang, fortgesetzt. Wenn die Reaktion im wesentlichen abgeschlossen ist, wird die Verbindung der Formel (3a) mit üblichen Mitteln isoliert.

Reaktionsschema A

Stufe 1: Herstellung von Formel (2)

Wie in Reaktionsschema A, Stufe 1, erläutert, wird Guanin (Formel (1)) silyliert, was die entsprechende geschützte Verbindung der Formel (2) ergibt.
Der Schutz von Guanin vor der Alkylierung ist im Stand der Technik wohlbekannt (siehe z. B. "Synthesis of 9-substituted Guanines. A Review" von Clausen und Christensen, Org. Prep. Proced. Int, 25(4), 375-401 (1993)). Guanin kann z. B. unter Verwendung von Acylgruppen, z. B. Acetylgruppen, oder Silylgruppen geschützt werden. Traditionell wird, wenn Silylgruppen zum Schutz angewendet werden, Guanin in solcher Weise silyliert, daß alle aktiven Protonen, die am Guanin vorhanden sind, durch eine Silylgruppe ersetzt werden, bevor mit der gewünschten Reaktion fortgefahren wird, d. h. Guanin wird als Trisilylderivat geschützt. Es wurde jedoch jetzt gefunden, daß es, obwohl die Trisilylierung von Guanin gefolgt von der Alkylierung von Stufe 2 das gewünschte Produkt in guten Ausbeuten liefert und tatsächlich bevorzugt ist, nicht wesentlich ist, daß Guanin trisilyliert ist, damit die in Stufe 2 durchgeführte Alkylierungsstufe spezifisch für die Herstellung des N-9-Isomers ist. Üblicherweise wird Guanin als eine Aufschlämmung mit einem Silylierungsmittel, z. B. Hexamethyldisilazan am Rückfluß umgesetzt, bis alles suspendierte Material in Lösung gegangen ist, was die vollständige Bildung des Trisilylderivats andeutet. Diese Reaktion kann bis zu 48 Stunden oder mehr dauern. Überraschenderweise wurde nun ge funden, daß Erhitzen am Rückfluß für weitaus geringere Zeit, z. B. nur 2 Stunden, und dann das Umsetzen der so erzeugten Aufschlämmung mit einer Verbindung der Formel (3), wie in Stufe 2 unten beschrieben, gute Ausbeuten des gewünschten Produktes liefert. Dieses Ergebnis ist eindeutig vorteilhaft, da weniger Aufwand in einer verkürzten Reaktionszeit betrieben wird und geringere Mengen an Silylierungsreagenz verwendet werden. Obwohl die Zusammensetzung der Verbindung der Formel (2), die durch Reaktion von Guanin mit Hexamethyldisilazan über einen verkürzten Zeitraum erzeugt wird, bis jetzt nicht sicher bekannt ist, wird angenommen, daß es hauptsächlich das Monosilylderivat ist, wahrscheinlich vermischt mit etwas Disilyl- und Trisilylguanin.
Bei einem bevorzugten Verfahren wird Guanin mit etwa 3 bis 10 Moläquivalenten eines Silylierungsmittels, bevorzugt mit Hexamethyldisilazan (d. h. um eine Verbindung der Formel (2) zu ergeben, worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; alle Methylreste sind) in Gegenwart eines Silylierungskatalysators, bevorzugt Trifluormethansulfonsäure, Trimethylsilyltrifluormethansulfonat oder Bistrimethylsilylsulfonat, am meisten bevorzugt Trifluormethansulfonsäure (etwa 0,01 bis 0,1 Moläquivalente) umgesetzt. Die Mischung wird über einen Zeitraum von etwa 5 bis 24 Stunden am Rückfluß erhitzt, bevorzugt etwa 16 Stunden. Wenn die Reaktion im wesentlichen abgeschlossen ist, wird überschüssiges Silylierungsmittel unter vermindertem Druck entfernt und die entstehende Lösung des geschützten Guaninproduktes der Formel (2) wird in der nächsten Stufe ohne weitere Reinigung verwendet.
Alternativ wird Guanin mit einem Silylierungsmittel, bevorzugt Hexamethyldisilazan, in Gegenwart eines Silylierungskatalysators, bevorzugt Trifluormethansulfonsäure, wie im vorhergehenden Abschnitt beschrieben, aber über einen Zeitraum von etwa 1 bis 8 Stunden, bevorzugt 2 bis 4 Stunden, umgesetzt. Gegebenenfalls wird überschüssiges Silylierungsmittel bei vermindertem Druck entfernt und die entstehende Mischung des geschützten Guaninproduktes der Formel (2) wird in der nächsten Stufe ohne weitere Reinigung verwendet.
Alternativ kann Guanin mit 1 bis 5 Moläquivalenten eines Trialkylsilylhalogenids der Formel SiR&sup5;R&sup6;R&sup7;X, worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; unabhängig Niedrigalkylreste sind und X Chlor oder Brom ist, z. B. Trimethylsilylchlorid, tert.-Butyldimethylsilylchlorid und dgl., in Gegenwart von etwa 1 bis 5 Moläquivalenten einer Base umgesetzt werden.
Es ist anzumerken, daß Ammoniumsulfat, Trifluormethansulfonsäure, Trimethylsilyltrifluormethansulfonat oder Bistrimethylsilylsulfonat gut als Silylierungskatalysatoren bei der Silylierung von Guanin, wie oben beschrieben, wirken. Die Verwendung von Trifluormethansulfonsäure ist jedoch bevorzugt, da sie weniger teuer als Trimethylsilyltrifluormethansulfonat oder Bistrimethylsilylsulfonat ist und besonders bevorzugt, da Trifluormethansulfonsäure in Trimethylsilyltrifluormethansulfonat im Verlauf der Silylierungsreaktion umgewandelt wird, das dann als bevorzugter selektiver Alkylierungskatalysator in Stufe 2 dient (d. h. es muß kein weiterer Katalysator für Stufe 2 zugegeben werden).

Stufe 2: Herstellung von Formel (4)

Wie in Reaktionsschema A, Stufe 2, gezeigt, wird geschütztes Guanin (Formel (2)) selektiv alkyliert, was das entsprechende N-9-Isomer der Formel (4) plus eine geringe Menge an N-7- Isomer ergibt.
Die Lösung oder Aufschlämmung, die in Stufe 1 erhalten wurde, wird auf eine Temperatur im Bereich von etwa 75 bis 115ºC, bevorzugt etwa 100ºC, erwärmt. Zu der Lösung wird eine Verbindung der Formel (3) zugegeben, worin R² ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist und R³ Wasserstoff oder -CH&sub2;OC(O)R&sup4; ist, worin R&sup4; ein C&sub1;- C&sub6;-Alkylrest ist, und ein selektiver Alkylierungskatalysator (etwa 0,01 bis 0,1 Moläquivalente), wie Trifluormethansulfonsäure, Trimethylsilyltrifluormethansulfonat oder Bistrimethylsilylsulfonat und dgl., bevorzugt Trimethylsilyltrifluormethansulfonat. Wie oben angegeben, wird, wenn Trifluormethansulfonsäure als Katalysator in Stufe 1 verwendet wurde, das bevorzugte Trimethylsilyltrifluormethansulfonat in situ gebildet und die Zugabe eines weiteren selektiven Alkylierungskatalysators ist nicht notwendig.
Die Reaktionsmischung wird auf eine Temperatur im Bereich von etwa 110 bis 140ºC, bevorzugt etwa 120ºC, über einen Zeitraum von etwa 1,5 bis 12 Stunden, bevorzugt etwa 8 Stunden, erwärmt. Bevorzugt wird überschüssige Verbindung der Formel (3) bei vermindertem Druck entfernt, was eine Lösung der gewünschten Verbindung der Formel (4) zusammen mit einer geringen Menge des unerwünschten N-7-Isomers liefert.

Stufe 3: Herstellung von Formel (6)

Wie in Reaktionsschema A, Stufe 3, erläutert, wird das N-9- Isomer der Formel (4) acyliert und umkristallisiert, wodurch jeder Rest am R-7-Isomer entfernt wird, was die reine Verbindung der Formel (6) liefert.
Die Lösung von Stufe 2 wird auf eine Temperatur im Bereich von etwa 75 bis 140ºC, bevorzugt etwa 100ºC, erwärmt. Zu der Lösung wird eine Mischung einer organischen Base, z. B. Triethylamin, Pyridin und dgl., bevorzugt 4-Dimethylaminopyridin (etwa 0,05 bis 0,1 Moläquivalente) und ein Anhydrid der Formel R&sup8;C(O)OC(O)R&sup8; (5a) oder Acylhalogenid der Formel R&sup8;C(O)X (5b) zugegeben, worin R&sup8; ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest oder Phenylrest ist und X Chlor oder Brom ist. Wenn ein Acylhalogenid verwendet wird, werden auch noch weitere 1 bis 2 Moläquivalente einer Base zugegeben. Bevorzugt wird ein Anhydrid, worin R&sup8; ein Ethylrest ist (etwa 1,2 bis 3 Moläquivalente) angewendet. Die Mischung wird auf eine Temperatur im Bereich von etwa 90 bis 130ºC, bevorzugt etwa 100ºC, über einen Zeitraum von etwa 0,5 bis 2 Stunden, bevorzugt etwa 1 Stunde, erwärmt. Die Reaktionsmischung wird auf etwa Raumtemperatur gekühlt und nicht umgesetztes Acylierungsmittel wird durch Zugabe von Methanol und einem inerten Lösungsmittel, bevorzugt Toluol, abgeschreckt. Die Reaktionsmischung wird etwa 1 Stunde lang am Rückfluß erhitzt und dann langsam auf -10 bis 20ºC, bevorzugt etwa 0ºC, gekühlt und weitere 30 Minuten bis 6 Stunden lang stehengelassen, bevorzugt etwa 1 Stunde lang. Die reine Verbindung der Formel (6) wird als kristalliner Feststoff erhalten, wobei das N-7-Isomer in Lösung verbleibt.

Stufe 4: Herstellung von Formel I

Wie in Reaktionsschema A, Stufe 4, erläutert, wird die reine Verbindung der Formel (6) hydrolysiert, was die entsprechende Verbindung der Formel I ergibt.
Die acylierte Guaninverbindung der Formel (6) wird in einer Mischung eines protischen Lösungsmittels (etwa 15 bis 30 Moläquivalente), bevorzugt Methanol, und einer starken Base (etwa 5 bis 20 Moläquivalente), bevorzugt Ammoniumhydroxid, bei einer Temperatur im Bereich von etwa 40 bis 60ºC, bevorzugt etwa 50ºC, bei einem Druck von etwa 10 psi, über einen Zeitraum von etwa 6 bis 24 Stunden, bevorzugt etwa 16 Stunden, gelöst. Methanol und Ammoniumhydroxid werden durch Destillation entfernt und das Methanol (etwa 15 bis 30 Moläquivalente) wird wieder zu der Reaktionsmischung zugegeben, die dann etwa 1 Stunde lang am Rückfluß erwärmt wird. Die Reaktionsmischung wird auf etwa 0ºC über einen Zeitraum von etwa 1 Stunde gekühlt, filtriert und mit Methanol gewaschen. Der Feststoff wird gegebenenfalls umkristallisiert, bevorzugt aus Wasser, was die gewünschte 9-substituierte Guaninverbindung der Formel I liefert.

Alternatives Verfahren zur Herstellung von Verbindungen der Formel I

Die Verbindungen der Formel I können auch, wie in Reaktionsschema C beschrieben, synthetisiert werden. Reaktionsschema C
worin R&sup8; ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest oder Phenylrest ist und R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; unabhängig C&sub1;-C&sub6;-Alkylreste sind;
worin R² ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist und R³ Wasserstoff oder -CH&sub2;OC(O)R&sup4; ist, worin R&sup4; ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist;
worin R¹ Wasserstoff oder -CH&sub2;OH ist.

Ausgangsmaterialien

Die N-2-Acylguanine der Formel (1a) sind im Handel erhältlich, z. B. von Aldrich.

Stufe 1: Herstellung der Formel (2a)

Wie in Reaktionsschema C, Stufe 1, dargestellt, wird 2- Acylguanin (Formel (1a)) silyliert, was die entsprechende geschützte Verbindung der Formel (2a) ergibt. Die Reaktion wird durchgeführt, wie für die Herstellung der Verbindungen der Formel (2) in Reaktionsschema A, Stufe 1, gezeigt.

Stufe 2: Herstellung von Formel (6)

Wie in Reaktionsschema C, Stufe 2, dargestellt, wird geschütztes N-2-Acylguanin (Formel (2a)) selektiv alkyliert, was das entsprechende N-9-Isomer der Formel (6) und eine geringe Menge des N-7-Isomers ergibt. Die Reaktion wird durchgeführt, wie für die Herstellung der Verbindungen der Formel (4) in Reaktionsschema A, Stufe 2, gezeigt.

Stufe 3: Herstellung von Formel I

Wie in Reaktionsschema C, Stufe 3, dargestellt, wird die reine Verbindung der Formel (6) hydrolysiert, was die entsprechende Verbindung der Formel I ergibt. Die Reaktion wird durchgeführt, wie für die Herstellung von Verbindungen der Formel I in Reaktionsschema A, Stufe 4, gezeigt.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Synthese von N-9-substituierten Guaninverbindungen umfaßt, daß man zuerst Guanin mit Trialkylsilyl, bevorzugt Trimethylsilyl, am meisten bevorzugt als Tris(trimethylsilyl) schützt, diese geschützte Verbindung mit einer Verbindung der Formel R²C(O)OCH&sub2;OCH(R³)CH&sub2;OC(O)R², bevorzugt wenn R² ein Ethylrest ist und R³ -CH2OC(O)C&sub2;H&sub5; ist, umsetzt, was ein N-9-substituiertes Guanin ergibt zusammen mit einer geringen Menge des N-7-Isomers. Diese Verbindung wird dann acyliert mit einem Acylierungsmittel der Formel R&sup8;C(O)OC(O)R&sup8; oder R&sup8;C(O)X, worin R&sup5; bevorzugt ein Ethylrest ist und kristallisiert, was das reine N-9-substituierte N-2- Acylguanin ergibt, das hydrolysiert wird, um das gewünschte N-9-substituierte Guanin zu ergeben.
Ein zweites bevorzugtes Verfahren beinhaltet, daß man zuerst das N-2-Acylguanin mit Trialkylsilyl, bevorzugt Trimethylsilyl schützt, diese geschützte Verbindung mit einer Verbindung der Formel R²C(O)OCH&sub2;OCH(R³)CH&sub2;OC(O)R², bevorzugt wenn R² ein Ethylrest ist und R³ -CH&sub2;OC(O)C&sub2;H&sub5; ist, umsetzt, was ein N-9-substituiertes Guanin zusammen mit einer geringen Menge des N-7-Isomers ergibt. Diese Verbindung wird dann kristallisiert, was das reine N-9-substituierte N-2-Acylguanin ergibt, das hydrolysiert wird, um das gewünschte N-9-substituierte Guanin zu ergeben.

Beispiele

Die folgenden Herstellungsbeispiele und Beispiele werden angegeben, um es dem Fachmann auf diesem Gebiet zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung klar zu verstehen und durchzuführen. Sie sollten nicht als den Schutzbereich der Erfindung einschränkend angesehen werden, sondern nur als erläuternd und darstellend.

Beispiel 1

Herstellung von Verbindungen der Formel (I), worin R¹ -CH&sub2;OH ist

1A. Formel (4), worin R² ein Ethylrest ist und R³ -CH&sub2;OC(O)CH&sub2;CH&sub3; ist

Eine Mischung von Guanin (10 g), Hexamethyldisilazan (HMDS, 50 ml) und Trifluormethansulfonsäure (0,24 ml) wurde 16 Stunden lang am Rückfluß (130 bis 135ºC) erwärmt. Die entstehende Mischung wurde auf 35ºC gekühlt und überschüssiges HMDS durch Destillation entfernt (0,1 bis 1 mm Hg), wobei die Badtemperatur langsam wieder auf 105ºC erhöht wurde. Die Mischung wurde dann auf 100ºC gekühlt und 3-Propionyloxy-2-propionyloxymethoxypropylpropionat (23,04 g) zugegeben. Die entstehende Mischung wurde 8 Stunden lang auf 120 bis 125ºC erwärmt und das niedrigsiedende Material durch Destillation entfernt. Die entstehende Reaktionsmischung, Persilyl-9-(1,3-dipropionoxy-2-propoxymethyl)guanin als Lösung wurde auf 100ºC gekühlt und als solche in der nächsten Reaktion ohne weitere Reinigung verwendet. Das Alkylierungsverhältnis von N-9 zu N-7, das mit dieser Reaktion erhalten wurde, war typischerweise etwa 20 : 1 bis 30 : 1.

1B. Formel (6), worin R² ein Ethylrest ist, R³ -CH&sub2;OC(O)CH&sub2;CH&sub3; ist und R&sup8; ein Ethylrest ist

Zu der in Beispiel 1A entstehenden Reaktionsmischung mit 100ºC wurde eine Mischung von Dimethylaminopyridin (0,663 g) und Propionsäureanhydrid (12,8 ml) zugegeben und die Mischung bei 100ºC 1 Stunde lang gerührt. Eine Mischung von Methanol (3,95 ml) und Toluol (100 ml) wurde dann zugegeben und die Mischung 30 Minuten lang am Rückfluß erwärmt. Die entstehende Lösung wurde langsam 2 Stunden lang auf 0ºC abgekühlt und 1 Stunde lang auf 0ºC gehalten. Der so erhaltene Niederschlag wurde abfiltriert, mit Toluol (50 bis 100 ml) gewaschen und bei vermindertem Druck (45ºC, 60 mm) getrocknet, was 9-(1,3- Propionoxy-2-propoxymethyl)-N²-propionylguanin (21 g) lieferte.
In ähnlicher Weise wurden mit den oben in Beispiel 1B beschriebenen Verfahren und indem Propionsäureanhydrid durch andere Verbindungen der Formel (5a) oder (5b) ersetzt wurde, die folgenden Verbindungen der Formel (6) hergestellt:
9-(1,3-Dipropionoxy-2-propoxymethyl)-N²-acetylguanin;
9-(1,3-Dipropionoxy-2-propoxymethyl)-N²-butyrylguanin und
9-(1,3-Dipropionoxy-2-propoxymethyl)-N²-benzoylguanin.

1C. Herstellung der Formel I, worin R¹ -CH&sub2;OH ist

9-(1,3-Propionoxy-2-propoxymethyl)-N²-propionylguanin (10 g) wurde mit Methanol (15 ml) und Ammoniumhydroxid (12 ml mit 28%) bei 53ºC mit einem Druck von 10,5 psi 16 Stunden lang vermischt. Methanol und wäßriges Ammoniumhydroxid wurden durch Destillation bei vermindertem Druck entfernt und Methanol (50 ml) wurde zu dem Rückstand zugegeben. Die Mischung wurde 1 Stunde lang am Rückfluß erhitzt, auf 0ºC gekühlt und das Methanol durch Dekantieren entfernt. Zu dem verbleibenden rohen Produkt wurde heißes Wasser (150 ml mit 92 bis 95ºC) zusammen mit PWA-Kohlenstoff (0,3 g) und Celatom (0,15 g) zugegeben. Die Mischung wurde gerührt und heiß filtriert und der Filterkuchen mit Wasser (2 · 10 ml bei 90 bis 95ºC) gewaschen. Das Filtrat wurde auf 0ºC gekühlt und das kristalline Produkt abfiltriert, was reines 9-(1,3-Dihydroxy-2-propoxymethyl)guanin (5,4 g) ergab. Die charakteristischen analytischen Daten waren wie folgt:
¹H-NMR (DMSO-d&sub6;), δ 10,58 (1H, s, -NHCO), 7,78 (1H, s, N=CH- N), 6,46 (2H, br s, -NH&sub2;), 5,42 (2H, s, N-CH&sub2;-O), 4,58 (2H, 2t, J = 6 Hz, 2 C-OH), 3,6-3,2 (m, 5H, O-CH(CH&sub2;-)CH&sub2;-).

1D. Formel (4), worin R² ein Ethylrest ist und R³ -CH&sub2;OC(O)CH&sub2;CH&sub3; ist, wobei der Katalysator variiert

Mit dem Verfahren von Beispiel 1A oben, wobei Trifluormethansulfonsäure durch Ammoniumsulfat ersetzt wurde, wurde der Diester der Formel (4) in einer Ausbeute von 72% erhalten. Die HPLC-Analyse deutete typischerweise ein Alkylierungsverhältnis von N-9 zu N-7 von etwa 20 : 1 bis 40 : 1 bei dieser Reaktion an.
Gemäß dem Verfahren von Beispiel 1A oben, wobei Trifluormethansulfonsäure durch Trimethylsilylfluormethansulfonat ersetzt wurde, wurde der Diester der Formel (4) in einer Ausbeute von 84% erhalten. Die HPLC-Analyse zeigte typischerweise ein Alkylierungsverhältnis für N-9 zu N-7 von etwa 20 : 1 bis 30 : 1 in dieser Reaktion an.

1E. Formel I, worin R¹ Wasserstoff ist

Gemäß den Verfahren der Beispiele 1A, 1B und 1C oben, wobei 2-Oxa-1,4-butandioldiacetat 2-Propionoxymethoxy-3-propionoxypropionylpropionat ersetzte, wurde die folgende Verbindung der Formel I hergestellt:
9-(2-Hydroxyethoxymethyl)guanin.

Beispiel 2

Alternative Herstellung von Verbindungen der Formel (I), worin R¹ -CH&sub2;OH ist

2. A Formel (6), worin R² ein Ethylrest ist, R³ -CH&sub2;OC(O)CH&sub2;CH&sub3; ist und R&sup8; ein Methylrest ist

Diacetylguanin (3 g) wurden in einer Mischung aus Wasser (5 ml) und Methanol (50 ml) 4 Stunden lang am Rückfluß erhitzt. Die Lösungsmittel wurden dann bei vermindertem Druck entfernt, der Rückstand mit kaltem Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet, was N-Acetylguanin, eine Verbindung der Formel (1a) ergab.
Dieses Produkt wurde mit Hexamethyldisilazan (50 ml) und Trifluormethansulfonsäure (0,1 ml) vermischt und 16 Stunden lang am Rückfluß erhitzt. Überschüssige Reaktanten wurden bei vermindertem Druck (35 bis 100ºC, 0,1 mm) entfernt, was disilyliertes N-Acetylguanin, eine Verbindung der Formel (2a), ergab.
Das silylierte Produkt wurde dann mit 2-Propionoxymethoxy-3- propionoxypropylpropionat (4,5 g) vermischt. Die entstehende Mischung wurde 7 Stunden lang auf 120ºC erwärmt und auf 100ºC abgekühlt. Methanol (5 ml) und Toluol (5 ml) wurden dann zugegeben, 2 Stunden am Rückfluß erhitzt, dann 16 Stunden lang auf 0ºC gekühlt. Das Produkt wurde abfiltriert, mit Toluol gewaschen und getrocknet, was 9-(1,3-Dipropionoxy-2-propoxymethyl)-N²-acetylguanin, eine Verbindung der Formel (6), als gelbes kristallines Produkt lieferte.
Die Verbindung der Formel (6) wurde dann zu der Verbindung I, wie in Beispiel 1C beschrieben, hydrolysiert, was reines 9- (1,3-Dihydroxy-2-propoxymethyl)guanin lieferte.

2B. Formel I, worin R¹ Wasserstoff ist

Wie in den Verfahren von Beispiel 2A oben, wobei 2-Oxa-1,4- butandioldiacetat 2-Propionoxymethoxy-3-propionoxypropylpropionat ersetzte, wurde die folgende Verbindung der Formel I hergestellt:
9-(2-Hydroxyethoxy)methylguanin.

Beispiel 3

Herstellung von Verbindungen der Formel (I), worin R¹ Wasserstoff ist

3A. Formel (4), worin R² ein Ethylrest ist und R³ Wasserstoff ist

Eine Mischung von 10 g (26 mmol) Guanin, 50 ml Hexamethyldisilazan und 0,4 g (3 mmol) Ammoniumsulfat wurde 18 Stunden lang auf 115 bis 118ºC erwärmt. Das Ammoniakgas wurde so, wie es gebildet wurde, entfernt. Nach 18 Stunden Erwärmen wurde eine Lösung gebildet, die die Vervollständigung der Silylierung anzeigte. Zu dieser Lösung wurden 15 g (85 mmol) 2-Oxa- 1,4-butandioldiacetat und 0,1 ml Trimethylsilyltriflat zugegeben. Die Mischung wurde 4, 5 Stunden lang auf 130ºC erwärmt. Die Lösung wurde auf 50ºC gekühlt und 10 ml Wasser, gelöst in 100 ml Aceton, wurden zugegeben. Die Mischung wurde am Rückfluß erhitzt und ein Niederschlag wurde sofort gebildet. Die Mischung wurde abgekühlt und der Feststoff durch Filtration gesammelt, was 10,1 g (58% Ausbeute) 9-(2-Acetoxyethoxy)- methylguanin lieferte mit einem Verhältnis von N-9- zu N-7- Isomer von 13 : 1. Die charakteristischen analytischen Daten waren wie folgt:
¹H-NMR (DMSO-d&sub6;) δ 1,90 (3H, Singulett, -OAc), 3,58 (2H, Multiplett, -OCH&sub2;-), 4,0 (2H, Multiplett, -CH&sub2;OAc), 5,25 (2H, Singulett, -NCH&sub2;O-), 6,5 (2H, br Singulett, -NH&sub2;), 7,75 (1H, Singulett, -N=CH-N-).
Gemäß den oben beschriebenen Verfahren in Beispiel 3A, wobei 2-Oxa-1,4-butandioldiacetat durch 2-Oxa-1, 4-butandioldipropionat ersetzt wurde, wurden 9,8 g 9-(2-Propionoxyethoxy)- methylguanin (53% Ausbeute) erhalten mit einem Isomeren- Verhältnis von N-9 zu N-7 von 13,5 : 1. Die charakteristischen analytischen Daten waren wie folgt:
¹H-NMR (DMSO-d&sub6;) δ 0,92 (3H, Triplett, -CH&sub3;), 2,08 (3H, Singulett, -NHC=OCH&sub3;), 2,13 (2H, Triplett, -CH&sub2;CH&sub3;), 3,6 (2H, Mul tiplett, -OCH&sub2;-), 4,03 (2H, Multiplett, -CH&sub2;O-), 5,42 (2H, Singulett, -NCH&sub2;O-), 8,07 (1H, Singulett, -N=CH-N-).

3B. Formel (6), worin R² ein Ethylrest ist, R³ Wasserstoff ist und R&sup8; ein Methylrest ist

9-(2-Acetoxyethoxy)methylguanin (2 g, 7,5 mmol) wurde in 15 ml Essigsäureanhydrid gelöst. Die Mischung wurde auf 120ºC erwärmt und 0,1 g (0,8 mmol) 4-Dimethylaminopyridin (DMAP) zugegeben. Die Reaktionsmischung wurde 3 Stunden lang auf 120ºC gehalten, dann die Mischung auf 40 W gekühlt und 10 ml Toluol zugegeben. Hexan (20 ml) wurde langsam zugegeben, um die Kristallisation des Produktes zu bewirken. Der Feststoff wurde durch Filtration gesammelt und mit Hexan gewaschen, was 1,82 g 9-(2-Acetoxyethoxy)methyl-N²-acetylguanin (79%) mit einem isomeren Verhältnis von N-9/N-7 von > 200 : 1 lieferte. Die charakteristischen analytischen Daten waren wie folgt:
¹H-NMR (DMSO-d&sub6;) δ 1,85 (3H, Singulett, -NHCOCH&sub3;), 2,08 (3H, Singulett, -O&sub2;CCH&sub3;), 3,6 (2H, Multiplett, -OCH&sub2;-), 3,95 (2H, Multiplett, -CH&sub2;O-), 5,4 (2H, Singulett, -NCH&sub2;O-), 8,06 (1H, Singulett, -N=CH-N-).
Gemäß dem in Beispiel 3B beschriebenen Verfahren, wobei 9-(2- Acetoxyethoxy)methylguanin durch 9-(2-Propionoxyethoxy)- methylguanin ersetzt wurde, wurde 9-(2-Propionoxyethoxy)- methyl-N²-acetylguanin erhalten mit einem Isomeren-Verhältnis von N-9/N-7 von > 99 : 1. Die charakteristischen analytischen Daten waren wie folgt:
¹H-NMR (DMSO-d&sub6;) δ 0,92 (3H, Triplett, -CH&sub3;), 2,08 (3H, Singulett, -NHC=OCH&sub3;), 2,13 (2H, Triplett, -CH&sub2;CH&sub3;), 3,6 (2H, Multiplett, -OCH&sub2;-), 4,03 (2H, Multiplett, -CH&sub2;O-), 5,42 (2H, Singulett, -NCH&sub2;O-), 8,07 (1H, Singulett, -N=CH-N-).

3C. Herstellung der Formel I, worin R¹ Wasserstoff ist

9-(2-Acetoxyethoxy)methyl-N²-acetylguanin (1,3 g, 4,2 mmol) wurde in 10 ml Methanol und 10 ml konzentriertem Ammoniumhydroxid gelöst und die Lösung 4 Stunden lang auf 50ºC erwärmt.
Die Lösungsmittel wurden verdampft, was einen Feststoff lieferte. Der Feststoff wurde aus Methanol umkristallisiert, was 0,85 g 9-(2-Hydroxyethoxy)methylguanin lieferte (90% Ausbeute). Die charakteristischen analytischen Daten waren wie folgt:
¹H-NMR (DMSO-d&sub6;) δ 3,16 (4H, Singulett, -OCH&sub2;CH&sub2;O-), 4,6 (1H, br Singulett, -OH), 5,26 (2H, Singulett, -NCH&sub2;O-), 6,45 (2H, br Singulett, -NH&sub2;), 7,76 (1H, Singulett, -N=CH-N-).
Mit dem in Beispiel 3C oben beschriebenen Verfahren, wobei 9- (2-Acetoxyethoxy)methyl-N²-acetylguanin durch 9-(2-Propionoxyethoxy)methyl-N²-acetylguanin ersetzt wurde, wurde 0,82 g 9-(2-Hydroxyethoxy)methylguanin erhalten (87% Ausbeute).

Beispiel 4

Alternative Herstellung von Verbindungen der Formel (6)

4A. Formel (4), worin R² ein Ethylrest ist und R³ -CH&sub2;OC(O)CH&sub2;CH&sub3; ist

Eine Mischung von Guanin (20 g), Hexamethyldisilazan (HMDS, 100 ml) und Trifluormethansulfonsäure (0,48 ml) wurde 8 Stunden lang am Rückfluß (130 bis 135ºC) erwärmt. Die entstehende Mischung wurde auf 105ºC gekühlt und überschüssiges HMDS durch Destillation (0,1 bis 1 mm Hg) entfernt. Die Mischung wurde dann auf 100ºC gekühlt und 3-Propionyloxy-2-propionyloxymethoxypropylpropionat (54,2 g) zugegeben. Die entstehende Mischung wurde 7 Stunden lang auf 120 bis 125ºC erwärmt und das niedrigsiedende Material durch Destillation entfernt. Die entstehende Reaktionsmischung, Persilyl-9-(1,3-dipropionoxy- 2-propoxymethyl)guanin als Lösung wurde auf 100ºC gekühlt und als solche in der nächsten Reaktion ohne weitere Reinigung verwendet. Das Alkylierungsverhältnis von N-9 zu N-7, das bei dieser Reaktion erhalten wurde, war etwa 34 : 1.

4B. Formel (6), worin R² ein Ethylrest ist, R³ -CH&sub2;OC(O)CH&sub2;CH&sub3; ist und R&sup8; ein Ethylrest ist

Zu der entstehenden Reaktionsmischung von Beispiel 1A mit 105ºC wurde eine Mischung von Dimethylaminopyridin (1,32 g) und Propionsäureanhydrid (25,6 ml) zugegeben und die Mischung bei 100ºC 1,5 Stunden lang gerührt. Eine Mischung von Methanol (16 ml) und Toluol (200 ml) wurde dann zugegeben und die Mischung 30 Minuten lang am Rückfluß erhitzt. Die entstehende Lösung wurde langsam 2 Stunden lang auf 0ºC gekühlt und 1 Stunde lang auf 0ºC gehalten. Der so erhaltene Niederschlag wurde abfiltriert, mit Toluol (100 ml) gewaschen und bei vermindertem Druck (45ºC, 60 mm) getrocknet, was 9-(1,3- Propionoxy-2-propoxymethyl)-N²-propionylguanin (39 g, 69,5% Ausbeute) lieferte.

Beispiel 5

Herstellung von Verbindungen der Formel (3a), worin R² ein Ethylrest ist

5A. Herstellung von Formel (c)

Eine Mischung von 1,3-Dichlor-2-propanol (10 g) und Paraformaldehyd (3,02 g) in Dichlormethan (100 ml) wurde auf -5ºC gekühlt und gasförmiger Chlorwasserstoff in die Mischung 25 Minuten lang eingeblasen. Die entstehende Mischung wurde 14 Stunden lang auf -8ºC gehalten. Natriumsulfat (2 g) wurde dann zugegeben und die Mischung bei Raumtemperatur 2 Stunden lang gerührt. Der Feststoff wurde abfiltriert und das Filtrat mit 20% wäßrigem Natriumhydroxid (2 · 20 ml) gewaschen und die wäßrige Phase entfernt. Das Lösungsmittel wurde aus der organischen Phase bei vermindertem Druck entfernt, was 2- (Chlormethoxy)-1,3-dichlorpropan als farblose Flüssigkeit (13,21 g, 96,1% Ausbeute) lieferte.

5B. Herstellung von Formel (3a), worin R² ein Ethylrest ist

Eine Mischung von Natriumpropionat (142,1 g) und 300 ml Toluol wurde zum Rückfluß erhitzt, wobei Wasser als Azeotrop entfernt wurde. Zu der trockenen rückfließenden Mischung wurde 2-(Chlormethoxy)-1,3-dichlorpropan (75 g) langsam zugegeben, und anschließend eine Lösung von Tetrabutylphosphoniumchlorid (12,5 g) in Toluol. Nach 12-stündigem Erhitzen am Rückfluß wurde die Mischung auf 20 bis 25ºC gekühlt und eine Lösung von Natriumcarbonat (2,5 g) in 200 ml Wasser zugegeben. Die Mischung wurde 15 Minuten lang gerührt, die wäßrige Phase abgetrennt und die Toluolphase mit Wasser gewaschen. Die vereinigten wäßrigen Extrakte wurden mit Toluol gewaschen und die vereinigten Toluolextrakte durch Siliciumdioxid- Aluminiumoxid filtriert. Toluol wurde aus dem Filtrat bei vermindertem Druck entfernt, was 3-Propionyloxy-2-propionyloxymethoxypropylpropionat (120 g) ergab.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel

worin

R² ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist und

R³ Wasserstoff oder -CH&sub2;OC(O)R&sup4; ist, worin

R&sup9; ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist und

in dem man eine Verbindung oder eine Mischung von Verbindungen der Formel

worin

Z¹ Wasserstoff oder R&sup5;R&sup6;R&sup7;Si ist,

Z² Wasserstoff oder R&sup5;R&sup6;R&sup7;Si ist,

Z³ Wasserstoff oder R&sup5;R&sup6;R&sup7;Si ist,

worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; unabhängig C&sub1;-C&sub6;-Alkylreste sind, mit dem Vorbehalt, daß mindestens ein Rest Z R&sup5;R&sup6;R&sup7;Si ist, mit einer Verbindung der Formel

in Kontakt bringt, worin R² und R³ wie oben definiert sind, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es in Gegenwart von 0,01 bis 0,1 Mol-äquvalenten eines Katalysators durchgeführt wird, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Trifluormethansulfonsäure, Trimethylsilyltrifluormethansulfonat und Bistrimethylsilylsulfonat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Katalysator Trimethylsilyltrifluormethansulfonat ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; Methylreste sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin sowohl die Verbindung der Formel (2) als auch Trimethylsilyltrifluormethansulfonat gleichzeitig erzeugt werden, indem Guanin mit Hexamethyldisilazan in Gegenwart von Trimethansulfonsäure in Kontakt gebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, worin die Verbindung der Formel (2) eine Verbindung der Formel

ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin R² ein Ethylrest ist und R³ -CH&sub2;OC(O)R&sup4; ist, worin R&sup4; ein Ethylrest ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, worin R² ein Ethylrest ist und R³ Wasserstoff ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, das die weiteren Stufen umfaßt, daß man

(a) die Verbindung der Formel (4) mit einem Acylierungsmittel mit einem Acylrest der Formel R&sup8;C(O)-, worin R&sup8; ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest oder Phenylrest ist, gegebenenfalls in Gegenwart einer Base in Kontakt bringt, was eine Verbindung der Formel:

ergibt, worin R², R³, R&sup8; wie oben definiert sind;

b) die in Formel (6) dargestellte Verbindung abtrennt und

c) die abgetrennte Verbindung der Formel (6) hydrolysiert, was eine Verbindung der Formel I

liefert, worin R¹ Wasserstoff oder -CH&sub2;OH ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, worin sowohl die Verbindung der Formel (2) als auch Trimethylsilyltrifluormethansulfonat gleichzeitig erzeugt werden, indem Guanin mit Hexamethyldisilazan in Gegenwart von Trifluormethansulfonsäure in Kontakt gebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, worin das Acylierungsmittel Propionsäureanhydrid ist und die Base 4-Dimethylaminopyridin ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, worin die Verbindung der Formel (6) abgetrennt wird, indem sie aus einem inerten Lösungsmittel kristallisiert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, worin das inerte Lösungsmittel Isopropylacetat oder Toluol ist, gegebenenfalls gemischt mit Hexan.

13. Verfahren nach Anspruch 12, worin die Hydrolyse mit Ammoniumhydroxid durchgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, worin R² ein Ethylrest ist und R³ Wasserstoff ist.

15. Verfahren nach Anspruch 13, worin R² ein Ethylrest ist und R³ -CH&sub2;OC(O)R&sup4; ist, worin R&sup4; ein Ethylrest ist.

16. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel I

worin R¹ Wasserstoff oder -CH&sub2;OH ist, wobei das Verfahren umfaßt, daß man

a) eine Mischung von Isomeren der Formel

worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; unabhängig C&sub1;-C&sub6;--Alkylreste sind und R&sup8; ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest oder Phenylrest ist, mit einer Verbindung der Formel

in Kontakt bringt, worin

R² ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist und

R³ Wasserstoff oder -CH&sub2;OC(O)R&sup4; ist, worin

R&sup4; ein C&sub1;-C&sub6;-Alkylrest ist,

in Gegenwart von 0,01 bis 0,1 Mol-äquivalenten eines Katalysators ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Trifluormethansulfonsäure, Trimethylsilyltrifluormethansulfonat und Bistrimethylsilylsulfonat, was eine Verbindung der Formel

liefert, worin R², R³ und R&sup8; wie oben definiert sind:

b) die Verbindung der Formel (6) abtrennt und

c) die abgetrennte Verbindung der Formel (6) hydrolysiert.

17. Verfahren nach Anspruch 16, worin der Katalysator Trimethylsilyltrifluormethansulfonat ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, worin R&sup5;, R&sup6; und R&sup7; Methylreste sind und R² und R&sup8; unabhängig Methyl- oder Ethylreste sind.

19. Verfahren nach Anspruch 18, worin die Verbindung der Formel (6) durch Kristallisierung aus Isopropylacetat oder Toluol, gegebenenfalls gemischt mit Hexan, abgetrennt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, worin die Hydrolyse mit Ammoniumhydroxid durchgeführt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, worin R² ein Ethylrest ist und R³ -CH&sub2;OC(O)R&sup4; ist, worin R&sup4; ein Ethylrest ist.

22. Verfahren nach Anspruch 20, worin

R² ein Ethylrest ist und

R³ Wasserstoff ist.

23. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung der Formel I

worin R¹ -CH&sub2;OH ist, wobei das Verfahren umfaßt, daß man

a) eine Mischung von Isomeren der Formel

mit einer Verbindung der Formel

worin R² ein Ethylrest ist und R³ -CH&sub2;OC(O)C&sub2;H&sub5; ist in Gegenwart von 0,01 bis 0,1 Mol-äquivalenten von Trimethylsilyltrifluormethansulfonat in Kontakt bringt, um eine Verbindung der Formel

zu erhalten, worin R² und R³ wie oben definiert sind;

b) die Verbindung der Formel (4) mit Propionsäureanhydrid und Dimethylaminopyridin in Kontakt bringt, was die Verbindung der Formel

ergibt, worin

R² ein Ethylrest ist,

R³ -CH&sub2;OC(O)C&sub2;H&sub5; ist und R&sup8; ein Ethylrest ist;

c) die in der Formel (6) dargestellte Verbindung aus Toluol kristallisiert und

d) die kristallisierte Verbindung der Formel (6) mit Ammoniumhydroxid hydrolysiert.

24. Verfahren nach Anspruch 23, worin sowohl die Verbindung der Formel (2) als auch Trimethylsilyltrifluormethansulfonat gleichzeitig erzeugt werden, indem Guanin mit Hexamethyldisilazan in Gegenwart von Trifluormethansulfonsäure in Kontakt gebracht wird.