Procedimiento para preparar nucleósidos de 5-azacitosina y sus derivados.

Un procedimiento para la preparación de un compuesto nucleósido de 5-azacitosina de fórmula I:

**Fórmula**

en la que R1 es hidrógeno, hidroxi o halógeno; R2 es hidrógeno o halógeno, que comprende: a. hacer reaccionar 5-azacitosina con un agente de sililación, para producir una mezcla de reacción que contiene 5-azacitosina sililada de fórmula II:**Fórmula**

en la que cada R3 es independientemente un grupo alquílico C1-C20 o grupo arílico opcionalmente sustituido;

b. acoplar la 5-azacitosina sililada de fórmula II con una D-ribofuranosa protegida de fórmula III:**Fórmula** en la que R1' es hidrógeno, halógeno o OR4; R4 representa un grupo protector de hidroxilo; en un primer disolvente orgánico y en presencia de un catalizador de ácido sulfónico, en el que la cantidad de ácido sulfónico es inferior a un equivalente molar con respecto a la D-ribofuranosa protegida de fórmula III, en particular el ácido sulfónico es 10-30 por ciento molar de la cantidad molar de la D-ribofuranosa protegida de fórmula III, para obtener una disolución de nucleósido de 5-azacitosina protegido de fórmula IV:**Fórmula**

en la que cada uno de R5 y R6 es independientemente hidrógeno o Si(R3)3, R3 es un grupo alquílico C1-C20 o grupo arílico opcionalmente sustituido, y R1' y R2 son como se ha definido anteriormente; y

c. convertir el nucleósido de 5-azacitosina protegido de fórmula (IV) en el nucleósido de 5-azacitosina de fórmula (I).

Procedimiento para preparar nucleósidos de 5-azacitosina y sus derivados Campo de la invención

La presente invención se refiere a la síntesis comercial eficiente de 1-glucosil-5-azacitos¡nas, a las que se hace 5 referencia en lo sucesivo como nucleósidos de 5-azacitosina. Los métodos de la invención son particularmente útiles en la preparación de nucleósidos de 5-azacitosina, tales como 5-azacitidina (azacitidina), 2-desoxi-5-azacitidina (decitabina). Es bien conocido que la azacitidina y su derivado ribodesoxi decitabina son útiles en el tratamiento de enfermedades, especialmente para el síndrome mielodisplásico (MDS).

Descripción de la técnica relacionada

Los ejemplos de nucleósidos de 5-azacitosina y su síntesis se han descrito previamente. La azacitidina (también conocida como 5-azacitidina, 5-AC y Vidaza) y su derivado ribodesoxi decitabina (también conocida como 2- desoxi-5-azacitidina, 5-aza-2-desoxicit¡d¡na, DAC, Dacogen®) se sintetizaron por primera vez como agentes quimioterapéuticos potenciales contra el cáncer. Se han desarrollado varios métodos para prepararlos, pero estos métodos, en su conjunto, son ineficientes y menos deseables para la producción comercial. Un problema importante 15 es que cuando el anillo de 5-azacitosina (anillo de s-triazina) se conjuga con un carbohidrato, es sensible a la descomposición por el agua (en condiciones neutras, ácidas y básicas), y de hecho experimenta una fácil hidrólisis en formulaciones acuosas, en emulsiones acuosas, en disoluciones acuosas y cuando se expone a la humedad en la elaboración acuosa durante la síntesis, haciendo que la fabricación comercial sea un reto[1l[13l Por lo tanto, es deseable desarrollar un procedimiento de producción que limite o evite el contacto de estos nucleósidos con el agua.

Véanse, por ejemplo, las siguientes referencias:

(1) J. A. Beisler, J. Med. Chem., 1978, 21, 24.

(2) US 335388 (1967) y DE 192272 (1969), Sorm y Pískala (Ceskosl Ovenska Akademieved); A. Pískala y F. Sorm, Collect. Czech. Chem. Commun. 1964, 29, 26.

(3) M. W. Winkley y R. K. Robins, J. Org. Chem., 197, 35, 491.

(4) A. Pískala y F. Sorm, Nucí. Acid Chem., 1978, 1, 435.

(5) DE 212888 (1971), Vorbrüggen y Niedballa (Schering AG).

(6) U. Niedballa y H. Vorbrüggen, J. Org. Chem., 1974, 39, 3672-3674.

(7) US 73838 (26), lonescu y Blumbergs (Pharmion Corporation).

(8) H. Vorbrüggen, K. Krolikiewicz y B. Bennua, Chem. Ber., 1981, 114, 1234-1255.

(9) US 482911 (1978), Vorbrüggen (Schering Aktiengesellschaft).

(1) US 6887855 (25), lonescu y Blumbergs y Silvey (Pharmion Corporation, Ash Stevens, Inc.).

(11) US 6943249 (25), lonescu y Blumbergs y Silvey (Ash Stevens, Inc., Pharmion Corporation).

(12) J. Ben-Hatter y J. Jiricny, J. Org. Chem., 1986, 51, 3211-3213.

(13) L. D. Kissingery N. L. Stemm, J. Chromatography, 1986, 353, 39-318.

(14) U. Niedballa y H. Vorbrüggen, J. Org. Chem., 1974, 39, 3654-366.

Pískala y Sorm[2! enseñan un método largo para la síntesis de azacitidina y decitabina, que implica el uso de productos intermedios reactivos de /V-glucosilisocianato que poseen una configuración 1-p. El procedimiento sintético (esquema 1) comprende la reacción de un peracilglucosilisocianato con una S-alquilisotiourea, para obtener una peracilglucosilisotiourea, condensando esta última con un ortoéster de un ácido alifático a alta temperatura 4 (135°C), para obtener glucosil-4-alquilmercapto-2-oxo-1,2-dihidro-1,3,5-triazinas protegidas en los grupos hidroxi,

seguido de desprotección con amoníaco (NH3) en metanol (MeOH) en un recipiente hermético durante un periodo de 12-24 horas. Aunque está basado en el isocianato, el rendimiento global de azacitidina es 43% y el rendimiento global de decitabina es 33%, podría ser difícil almacenar el isocianato y su uso podría producir un riesgo para la salud. La vía también tiene otra dificultad para aumentar a escala las etapas, que incluye el uso del disolvente 45 benceno que es un cancerígeno de clase 1 según la ICH, y la necesidad de un recipiente a presión en la etapa de desprotección.

cl

RO.

W-

RO R'

R = Ac; R* = OAc R = 4-Me-Bz; R'*H

R"=Alquilo

SR"

"V«

R'*OAc; 85% R-H¡ 8%

V-f

RO R*

R"S

,,-^NHz N

-Cs

'o

MC(OB)3

R=OAc; 75% R*=H; 71%

RO

SFT

N^M

HO

NHj

NHj

X

N^N

1

H

RO R'

M«OH

R*=OAc; 68% HO R'=H; 58% R = OH; azacitidina R = H; decitabina

Esquema 1 - Método de isocianato para la síntesis de 5-azacitidinas

Otro procedimiento potencial para la azacitidina y la decitabina fue descrito por Winkley y Robins131 (esquema 2). Su método utiliza el acoplamiento sin catálisis de 1-haloazúcares con 2-[(trimetilsilil)amino]-4-[(trimetilsilil)oxi]-s-triazina (silil 5-azacitosina), que evoluciona probablemente por medio de un mecanismo SN2. Pískala y Sorm[41 describieron 5 también un procedimiento similar que utiliza un 1-cloroazúcar para la síntesis de azacitidina (esquema 2), que necesita cloruro de hidrógeno gaseoso en la síntesis del 1-cloroazúcar, tiene rendimientos globales muy bajos (azacitidina con 11% y decitabina con 7% de rendimiento global131), tiempos de reacción prolongados (3-7 días), la necesidad de recipientes a presión en la etapa de desprotección, la inestabilidad de los haloazúcares, una cromatografía en columna complicada y procedimientos largos de elaboración y aislamiento.

RO R*

Recipiente

sellado

W

X = Cl o Br

(para la síntesis de decitabina R = Ac; R = H; X = Cl)

NHTM8

A A

SAotmsRO

Silil 5-azacitosina ^ _

MeCN, t.a., 3-4 dias* "

Recipiente sellado ]....f

RO k

NH3 gas en MeOHo EtOH Recipiente sellado o MeONa, MeOH

HO R-

R = OH; azacitidina R = H; decitabina

Esquema 2 - Uso de 1-haloazúcares en la síntesis de azacitidina y decitabina

Niedballa y Vorbrüggen15,61 enseñan la síntesis de nucleósidos protegidos (bloqueados) que incluyen azacitidina y decitabina, que utiliza una gran cantidad de cloruro de estaño en dicloroetano (DCE) o acetonitrilo (MeCN) para facilitar el acoplamiento de 5-azacitosina y restos de azúcar protegidos (esquema 3). Conforme a lonescu y Blumbergs171, existen varios inconvenientes principales para este procedimiento: en primer lugar, la retirada de 15 estaño del API es difícil. En segundo lugar, las emulsiones que se forman durante la elaboración de la mezcla de acoplamiento. En tercer lugar, deber llevarse a cabo una etapa difícil de filtración para aislar las sales insolubles de estaño. Por estas razones, debe concluirse que este procedimiento no es adecuado para la fabricación comercial de azacitidina171.

NHTMS

N^N

^N^OTMS

DCE o MeCN SnCU

NHZ

A.

w

RO R1

5-81% cuando R = Ac o Bz; R = OAc o OBz; X = (3-OAc 41% cuando R = 4-Me-Bz; R = H; X = a-CI 21% cuando R = Fmoc; R = H; X = a-, (3-CI

Cuando R = OAc o OBz, R = Ac o Bz y X = OAc Cuando R = H, R = 4-Me-Bz o Fmoc

Esquema 3-Síntesis de azacitidina y decitabina protegidas usando el método de acoplamiento de Vorbrüggen

Vorbrüggen191 enseña un método general para el acoplamiento de bases sililadas y bases de nucleósidos (que incluyen citosina, piridinas triazoles, y pirimidinas, pero no 5-azacitosina) con 1-O-acil, 1-O-alquil o 1-haloazúcares

protegidos (concretamente, derivados de ribosa, desoxirribosa, arabinosa y glucosa) en benceno, DCE o MeCN, para preparar nucleósidos protegidos (esquema 4). El acoplamiento es favorecido por ásteres de trimetilsililo (TMS) de ácidos minerales o ácidos sulfónicos fuertes esterificables, que incluyen triflato de trimetilsililo (TMSOTf), TMSOCIO3 y TMSOSO2F. El requisito de una elaboración acuosa hace que este método sea menos que deseable para la síntesis de azacitidina y decitabina.

RON

+ base de nucleósido

TMSOTf,

TMSOCJOa

O tmsoso2f

base

H

PhH, DCE o MeCN

RO R* RO R*

R = grupo protector (e.g., Ac, Bz) También se ejemplifican

X = O-acilo, O-alquilo, halógeno azúcares que no son ribosa

Base de nucleósido = uracilo, citosina, 6-azauracilo, 2-tio-6-azauracilo, timina, etc.

Esquema 4 - Protocolo de acoplamiento de Vorbrüggen que utiliza ásteres de trimetilsililo de

ácidos fuertes

lonescu y Blumbergs171 enseñan... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para la preparación de un compuesto nucleósido de 5-azacitosina de fórmula I:

en la que Ri es hidrógeno, hidroxi o halógeno; R2 es hidrógeno o halógeno, que comprende:

a. hacer reaccionar 5-azacitosina con un agente de sililación, para producir una mezcla de reacción que contiene 5-azacitosina sililada de fórmula II:

NHSÍ(R3)3,.........

N'^n. rr

1 X

N^OSÍ'(R3)3-

en la que cada R3 es independientemente un grupo alquílico C1-C2 o grupo arílico opcionalmente

sustituido;

b. acoplar la 5-azacitosina sililada de fórmula II con una D-ribofuranosa protegida de fórmula III:

en la que R1 es hidrógeno, halógeno o OR4; R4 representa un grupo protector de hidroxilo; en un primer disolvente orgánico y en presencia de un catalizador de ácido sulfónico, en el que la cantidad de ácido sulfónico es inferior a un equivalente molar con respecto a la D-ribofuranosa protegida de fórmula III, en particular el ácido sulfónico es 1-3 por ciento molar de la cantidad molar de la D-ribofuranosa protegida de fórmula III, para obtener una disolución de nucleósido de 5-azacitosina protegido de fórmula IV:

en la que cada uno de R5 y R6 es independientemente hidrógeno o Si(R3)3, R3 es un grupo alquílico C1-C2 o 2 grupo arílico opcionalmente sustituido, y R-T y R2 son como se ha definido anteriormente; y

c. convertir el nucleósido de 5-azacitosina protegido de fórmula (IV) en el nucleósido de 5-azacitosina de fórmula (I).

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que antes de la etapa b), el compuesto de 5-azacitosina sililado se aísla en forma sólida de la mezcla de reacción de la etapa a).

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de acoplamiento b) se lleva a cabo en presencia de menos de 1% en cantidad molar del agente de sililación con relación a la cantidad molar del compuesto de 5- azacitosina sililado.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el procedimiento comprende una etapa de dilución de la 5 disolución del nucleósido de 5-azacitosina protegido de fórmula (IV) obtenido en la etapa b) con un segundo disolvente orgánico, y en el que el segundo disolvente orgánico es un disolvente con un punto de ebullición superior al del primer disolvente orgánico.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el segundo disolvente orgánico es un disolvente aprótlco polar, preferiblemente dlmetllsulfóxldo.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que dicha D-rlbofuranosa protegida de fórmula III se selecciona del grupo que consiste en;

Ae<X

BzO OBz

azacitidina

OAc

H

Acó OAc

,y el compuesto nucleósido de 5-azacitosina de fórmula I es

7. El procedimiento de reivindicación 1, en el que dicha fórmula III de D-ribofuranosa protegida es una 2-desoxi-D- ribofuranosa como se muestra a continuación

el compuesto nucleósido de 5-azacitosina de fórmula I es decitabina

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el ácido sulfónico es ácido trifluorometanosulfónico.

9. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de acoplamiento b) se lleva a cabo en ausencia de un

disolvente inmiscible en agua.

1. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el procedimiento no tiene una etapa de elaboración acuosa para extinguir o retirar el catalizador de ácido sulfónico.

11. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de conversión c) se lleva a cabo en una disolución homogénea que comprende al menos un disolvente aprótico polar y el nucleósldo de 5-azacltoslna protegido de fórmula (IV) obtenido en la etapa de conversión b).

12. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el primer disolvente orgánico es un disolvente polar soluble en 5 agua, preferiblemente acetonitrilo.