Método de fabricación de nucleósidos de 1,3-dioxolano y 1,3-oxatiolano.

Un proceso para preparar un nucleósido de 1,3-oxatiolano que comprende hacer reaccionar un 5-O-protegido-2- hidroximetil protegido-1,

3-oxatiolano con una base de purina o de pirimidina sililada protegida en presencia de (Cl)3Ti(isopropóxido).

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El éxito de los diversos nucleósidos sintéticos tales como AZT, D4T, DDI y DDC en inhibir la replicación del VIH in vivo o in vitro condujo a los investigadores a finales de los años 80 a diseñar y probar nucleósidos que sustituyen el átomo de carbono en la posición 3' del nucleósido con heteroátomo. Norbeck, et al., desvelaron que la (±)-1- [cis- (2,4)-2-(hidroximetil)-4-dioxolanil]timina (denominada (±)-dioxolano-T) presenta una modesta actividad contra el VIH (CE50 de 20 pM en células ATH8) y no es tóxica para células de control sin infectar a una concentración de 200 pM. Tetrahedron Letters 30 (46), 6246, (1989). La publicación de solicitud de patente europea n° 337 713 y la patente de EE.UU. n° 5.041.449, asignada a BioChem Pharma, Inc., desvelan 2-sustituido-4-sust¡tu¡do-1,3-d¡oxolanos racémlcos que presentan actividad antiviral. Las solicitudes publicadas PCT números PCT US91/09124 y PCT US93/08044 desvelan nucleósidos de (3-D-1,3-dioxolanilo aislados para el tratamiento de infección por el VIH. El documento WO 94/09793 desvela el uso de nucleósidos de (3-D-1,3-dioxolanilo aislados para el tratamiento de Infección por el VHB.

El documento PCT publicado US95/11464 desvela que la (-)-(2S,4S)-1 -(2-hidroximetil-1,3-dioxolan-4-il)citosina es útil en el tratamiento de tumores y otra proliferación celular anormal.

La patente de EE.UU. n° 5.047.407 y la publicación de solicitud de patente europea n° 0 382 526, también asignada a BioChem Pharma, Inc., desvelan que varios nucleósidos de 2-sustituido-5-sust¡tu¡do-1,3-oxat¡olano racémicos tienen actividad antiviral, y específicamente informan que la mezcla racémica de 2-hidroximetil-5-(citosin-1-il)-1,3- oxatiolano (denominado en lo sucesivo BCH-189) tiene aproximadamente la misma actividad contra el VIH que AZT, con menos toxicidad. El enantiómero (-) de BCH-189 (patente de EE.UU. n° 5.539.116 a Liotta, et al.), conocido como 3TC, se vende ahora comercialmente para el tratamiento del VIH en seres humanos en los Estados Unidos. Véase también el documento EP 513 200 B1.

También se ha desvelado que cis-2-hidroximetil-5-(5-fluorocitosin-1 -il)-1,3-oxatiolano ("FTC") tiene una potente actividad contra el VIH. Véase Schinazi, et al., "Selective Inhibition of Human Immunodeficiency viruses by Racemates and Enantiomers of cis-5-Fluoro-1-[2-(Hydroxymethyl)-1,3-Oxathiolane-5-yl]Cytosine" Antimicrobial Agents and Chemotherapy, noviembre de 1992, página 2423-2431. Véanse también las patentes de EE.UU. n° 5.814.639; 5.914.331; 5.210.085; patente de EE.UU. n° 5.204.466, documentos WO 91/11186 y WO 92/14743.

Debido a la importancia comercial de los nucleósidos de 1,3-oxatiolano, se han descrito varios procesos para su producción en las patentes y bibliografía científica. Deben considerarse tres aspectos clave de la síntesis durante el diseño del proceso. Primero, el esquema de reacción debe proporcionar una ruta eficaz para la estructura de anillo de 1,3-oxatiolano, preferentemente, con grupos sustituyeles en su sitio para su uso en reacciones posteriores. Segundo, el esquema de reacción debe proporcionar un medio eficaz para condensar el anillo de 1,3-oxatiolano con una base adecuadamente protegida, que, en el caso de 3TC es citosina y en el caso de FTC es 5-fluorocitosina. Tercero, la reacción debe ser estereoselectiva, es decir, debe proporcionar el enantiómero de elección. Los sustituyentes en los carbonos quirales (la base de purina o de pirimidina especificada (denominada el sustituyente C5)) y CH2OH (denominado el sustituyente C2)) de los nucleósidos de 1,3-oxatiolano pueden estar tanto en c/s (en el mismo lado) como en trans (en lados opuestos) con respecto al sistema de anillo de oxatiolano. Tanto los racematos c/s como trans consisten en un par de isómeros ópticos. Por tanto, cada compuesto tiene cuatro isómeros ópticos individuales. Los cuatro isómeros ópticos se representan por las siguientes configuraciones (cuando se orienta el resto de oxatiolano en un plano horizontal de forma que los restos -S-CH2- esté atrás): (1) c/s (también denominado P), con ambos grupos "arriba", que es la configuración L-cis que se produce naturalmente (2) c/s, con ambos grupos "abajo", que es la configuración /3-c/s que no se produce naturalmente; (3) trans (también denominada la configuración a) con el sustituyente C2 "arriba" y el sustituyente C5 "abajo"; y (4) trans con el sustituyente C2 "abajo" y el sustituyente C5 "arriba". Los dos enantiómeros c/s juntos se denominan una mezcla racémica de enantiómeros p, y los dos enantiómeros trans se denominan una mezcla racémica de enantiómeros a. En general, es bastante convencional que pueda separarse el par de isómeros ópticos racémicos c/s del par de isómeros ópticos racémicos trans. Es un reto significativamente más difícil separar u obtener de otro modo los enantiómeros individuales de la configuración c/s. Para 3TC y FTC, la configuración estereoquímica deseada es el isómero p-L.

Rutas para producir el anillo de 1,3-oxatiolano

A continuación se facilita el esquema de numeración para el anillo de 1,3-oxatiolano.

Kraus, et al., ("Synthesis of New 2,5-Disubstituted 1,3-Oxathiolanes. Intermediates ¡n Nucleoside Chemistry", Synthesis, páginas 1046-1048 (1991)) describen los problemas asociados a la reacción de un aldehido de un glioxilato o ácido glicólico con ácido mercaptoacético en tolueno en presencia de ácido p-toluenosulfónico. Kraus observa que un requisito para el éxito de esta reacción es que los derivados glicólicos que existen en la forma de hidrato tienen que convertirse en el aldehido libre por eliminación azeotrópica de agua con tolueno antes de la ciclocondensación. Después, para completar la reducción de tanto las funciones lactona como ácido carboxílico, tuvieron que emplearse diferentes reactivos reductores catalíticos. Falló la reducción con borohidruro de sodio, y el complejo de borano-sulfuro de metilo (BMS) solo fue capaz de reducir la función ácido carboxílico. Cuando se aumentó la temperatura, o se usó un gran exceso de BMS, se produjo la apertura de anillo, conduciendo a material polimérico. La reducción de la 2-carboxi-1,3-oxatiolan-5-ona con hidruro de bis(2-metoxietoxi)aluminio y sodio en tolueno dio una mezcla de productos. El hidruro de tributilestaño no dio reducción. Finalmente, cuando la reducción se realizó sobre las lactonas protegidas, no fue posible aislar el compuesto deseado, independientemente de las condiciones reductoras catalíticas.

Debido a estas dificultades, Kraus, et al. propusieron una reacción que implicó la ciclocondensación de glioxilatos anhidros con acetal dietílico de 2-mercaptoacetaldehído a reflujo en tolueno para producir derivados de 5-etoxi-1,3- oxatiolano que podrían reducirse con BMS dando el 2-hidroximet¡l-1,3-oxatiolano correspondiente con un rendimiento del 50 %, que después de la benzoilación proporcionaron una mezcla de 2-benzoiloximetil-5-etoxi-1,3- oxatiolano cis y trans. Este proceso también se describe en la patente de EE.UU. n° 5.047.407.

La patente de EE.UU. n° 5.248.776 desvela un método para la producción de nucleósidos de |3-L-l,3-oxatiolano enantioméricamente puros a partir de 1,6-tioanhidro-L-gulosa.

La patente de EE.UU. n° 5.204.466 desvela una ruta para preparar el anillo de 1,3-oxatiolano mediante la reacción de ácido mercaptoacético (ácido tioglicólico) con un glucoaldehído para formar 2-(R-oxi)-metil-5-oxo-1,3-oxatiolano.

La patente de EE.UU. n° 5.466.806 describe un proceso para preparar un 2-hidroximetil-5-hidroxi-1,3-oxatiolano mediante la reacción del dímero de mercaptoacetaldehído con un compuesto de fórmula RwOCH2CHO bajo condiciones neutras o básicas, en el que Rw es un grupo protector de hidroxilo. Véase también Mclntosh, et al., "2- Mercaptoaldehyde dimers and 2,5-dihydrothiophenes from 1,2-oxathiolan-5-ones", Can. J. Chem. Vol 61, 1872-1875 (1983).

Belleau, et al., desvelaron un método para preparar un nucleósido de 1,3-diaxolano mediante la degradación oxidativa de ácido L-ascórbico. Belleau, et al., "Oxidative Degradation of L-ascorbic Acid Acetáis to 2',3'-Dideoxy-3'- Oxaribofuranosides. Synthesis of Enantiomerically Puré 2',3'-Dideoxy-3,-Oxacytidine Stereoisomers as Potential Antiviral Agents", Tetrahedron Letters, vol 33, n°46, 6949-6952 (1992).

La patente de EE.UU. n° 5.204.466 desvela la preparación de un anillo de 1,3-oxatiolano mediante ozonólisis de un éter o éster alílico que tiene la fórmula CH2=CHCH20R, en la que R es un grupo protector, para formar un glucoaldehído que tiene la fórmula OHCCH2OR, y añadir ácido tioglicólico al glucoaldehído para formar una lactona de fórmula 2-(R-oxi)-metil-5-oxo-1,3-oxatiolano.

1. Un proceso para preparar un nucleósido de 1,3-oxatiolano que comprende hacer reaccionar un 5-0-protegido-2- hidroximetil protegido-1,3-oxatiolano con una base de purina o de pirimidina sililada protegida en presencia de (CI)3Ti(isopropóxido).

2. El proceso de la reivindicación 1, en el que el 5-0-protegido-2-hldroximetil protegido-1,3-oxatiolano es un derivado de 5-acetiloxi.

3. El proceso de la reivindicación 1, en el que la base es una purina.

4. El proceso de la reivindicación 1, en el que la base es una pirimidina.

5. El proceso de la reivindicación 1, en el que la base es cltoslna sililada.

6. El proceso de la reivindicación 1, en el que la base es 6-alquilpurina, N6-alquilpurina, Ne-acilpurina, N6-

bencilpurina, 6-halopurina, Ns-purina acetilénica, N6-hidroxialquilpurina, 6-tioalquilpurina, N4-alquil-pirimidina, N4- acilpirimidina, 4-halopirimidina, N4-pirim¡d¡na acetilénica, 4-amino-pirimidina, N4-acilpirimidina, 4- hidroxialquilpirimidina, 4-tioalquilpirimidina, timina, citosina, 6-azapirimidina, 6-azacitosina, 2-mercaptopirimidina, 4- mercaptopirimidina, uracilo, C:-alquilpirimidina, C5-bencilpir¡midina, C5-halopirimidina, C5-vinilpirimidina, C5-pirimidina acetilénica, C5-acil pi rimidina, C5-hidroxialquil purina, C5-amidopirimidina, C5-cianopirimidina, C5-nitropirimidina, C5- aminopirimidina, N2-alquil purina, N2-alqu¡l-6-tiopurina, 5-azacitosina, 5-azauracilo, triazolopiridinilo, imidazolopiridinilo, pi rrolopirimidinilo, plrazoloplrimidinilo, 5-fluorocitosina, adenina, guanina, xantina, 2,6- diaminopurina, 6-aminopurina, 6-cloropur¡na o 2,6-dicloropurina.

7. El proceso de la reivindicación 1, en el que la base es citosina, 5-fluorocitosina, uracilo, timina, adenina, guanina, xantina, 2,6-diaminopurina, 6-aminopurina, 6-cloropurina o 2,6-dicloropurina.

8. El proceso de la reivindicación 1, en el que la base es 5-fluorocitosina.