DE2218215B2 - 2',3'-o-sulfinylcytidin und ein verfahren zur herstellung von 2,2'- anhydro-(1-beta-d-arabinofuranosyl)cytosin - Google Patents

Description

2. Verfahren zur Herstellung von 2,2'-Anhydro-l-/?-D-arabinofuranosyl)-eytosinder Formel (II)

NH

2S

HOH₇C

(II)

teuer und die Ausbeute an A2'-Anhydro-(l-/»-D-arabi. nofuranosyO-cytosin ist sehr niedrig.

Vor kurzem wurde von lchino und Kikugawa, Tetrahedron Letters (1970). Seite 867. ein einfaches Verfahren zur Herstellung von p'-Annyaro-U-p-uarabinofuranosyO-cytosin beschrieben, bei dem Cyt.d.n mit einem Vilsmeier-Haack-Reagens. das aus. einem Süurechlorid wie Thionylchlorid, Phosphcroxychlorid oder Phosgen und Dimethylformamid hergestellt wurde umgesetzt wird. Auch bei diesem Verfahren werden jedoch nur sehr geringe Ausbeuten erhalten. Ferner ist die Abtrennung und Reinigung des Reaktionsproduktes von zahlreichen Nebenprodukten sehr schwierig. Somit verläuft auch dieses Verfahren nicht

^Ζ"εΓwurde gefunden, daß sich 2,2'-Anhydro-(l-0-D-arabinofuranosyl)-cytosin in einem einfachen Verfahren, das über die neve Verbindung 2'3'-O-Sulfinylcytidin als Zwischenprodukt führt, im technischen Maßstab billig

herstellen läßt. . .

Gegenstand der Erfindung ist somit die neue Verbindung 2',3'-O-Sulfinylcytidin und oin Verfahren zur Herstellung von 2,2'-Anhydro-(l /J-D-arabinofurano?yl)-cytosin der Formel Il

NII

o I

illi

HO

dadurch gekennzeichnet, daß man

a) Cytidin in einem Nitril, einer Nitroverbindung, einem cyclischen Äther oder einem halogenierten Kohlenwasserstoff mit Thionylchlorid im MolvcrhSltr.is 1 :! bis ! : 5 bei Temperaturen von -20 bis 30⁰C umsetzt,

b) das Reaktionsgemisch zur Hydrolyse in kaltes Wasser einträgt, erwünschtenfalls die wäßrige 4S Lösung mit Alkali neutralisiert und

c) das gebildete 2',3'-O-Sulfinylcytidin der Formel (I) in einem sauren wäßrigen Medium mit einem pH-Wert von 1,0 bis 5,0 auf Temperaturen von

50 bis 9O⁰C erhitzt. V

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das 2',3'O-Sulfinylcytidin enthallende Gemisch ohne vorhergehende Isolierung des 2',3'-O-Sulfinylcytidms erhitzt.

ss HO

das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

a) Cytidin in Jnem Nitril, einer Nitroverbindung, einem cyclischen Äther oder einem halogenierten Kohlenwasserstoff mit Thionylchlorid im Molverhältnis 1 :1 bis 1 : 5 bei Temperaturen von -20 bis 30° C umsetzt.

b) das Reaktionsgemisch zur Hydrolyse in kaltes Wasser einträgt, erwünschtenfalls die wäßrige Lösung mit Alkali neutralisiert und

c) das gebildete 2',3'O-Sulfinylcytidin der Formel I

NIl,

llOH.C

fcs sind bereits zahlreiche Verfahren zur Herstellung von 2,2'-AnhydiO-(l/H)-arabinofuranosyl)-cytosin be- <«> kannt, vgl. z. B. das Verfahren K. K. O g i I ν i e, Can. |. Chem., Bd. 47 (I960), Seite 495. Es ist jedoch nicht möglich, diese bekannten Verfahren im technischen Maßstab durchzuführen, da alle diese Verfahren den Nachteil haben, daß sehr mühsame und aufwendige <>s Verfahrensschritle, wie die Einführung einer Schutzgruppe und deren Abspaltung, erforderlich sind. Ferner sind die bei der Umsetzung benötigten Reagentien

O O

Ii ο

in einem saurer wäßrigen Medium mit einem

Η-Wert von 1.0 bis 5,0 auf Temperaturen von 50

hK 9O⁰C erhitzt.
, ui-^he Untersuchungen haben gezeigt, daß das

*ⁿ" _läß_e Verfahren die Narhteile der bekann-

nicht aufweist und sich einfach und billig r^hnischen Maßstab durchführen läßt. ^m, aH ersten Stufe können als Nitrile z. B. Acetonitril ipropionitril, als Nitroverbindungen z.B Nitrome-JL Nitroäthan. Nitropropan und Nitrolenzol, als

r TÄther ζ B. Dioxan und Tetrahydrofuran und f Sanierte Kohlenwasserstoffe z. B. Dichloräthan H Trichloräthan verwendet werden. Die Verwendung ^a Ketonen wie Aceton, schwachbasischen Verbinf„„ _wie' Dimethylformamid, und Aminen, wie Sn is? nicht empfehlenswert, da diese Verbindun-

„dt Bildung von Nebenprodukten begünstigen und SSurchdfe Ausbeute an 2',3'-O-Suir.nylc_yt.d.n surk inVern Das gemäß der Stufe a) verwendete iSnStel wird im aügemeinen in Mengen vor. 0,5 t Γΐ iteV vorzugsweise von 2 bis 3 Liter, pro Mol des £ Ausgangsverbindung eingesetzten Cytidins verwendet Em größerer Überschuß an Lösungsm.tte ist n.ch Infehlenswert. da dadurch nicht nur d.e Losl.chke.t SSqIS im Reaktionsmedium herabgesetzt wird, wodurch sich die Ausbeute verringert, sondern auch die Abtrennung des 2'.3'-O-Sulfin_ylcyt,d.ns erschwert wird. Die Verwendung größerer Mengen von Th.onykhlorid in der Stufe a) als angegeben ist nicht empfehlens_w ^d _ert da dies nicht nur unwirtschaftlich ist, sondern auch ^Reinigung des 2',3'-O-Sulfin_ylc_yt,d.ns erschwert. , Bd höheren als den angegebenen Reaktionstemperan in der Stufe a) entstehen Nebenprodukte, und d.e λ" h^.e an rJ-O-Sulfinylcytidin wid beträchtlich verengen, im aligemeinen U Reaktionszeiten von Minuten bis 5 Stunden in Stufe a) ausreichend

η de" Stufe b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die wäßrige Lösung, falls erwünscht, zur Neutrale _wird ^d Alkali z. B. mit Natronlauge, versetzt. Nach Stehen der wäßrigen sauren oder mit

(4) Bei der P_apierchromatographie mit ^opr°panol/l-m Ammoniumacetat (pH 4,0) -7 .3 wirdι nur ein Fleck mit einem R,-Wert von 0.68 beobachtet. Der Rt-Wert von Cyiiuin bciiägt 0,51.

(5) Das UV-Absorptionsspektrum bei pH 2.0 zeigt daß die Wellenlänge der maximalen Absorption,278 πψ und der minimalen Absorption 241 ηιμ betragt.

Erfindungsgemäß wird in der Stufe c) 2'30SuI^ cytidin in 22'-Anhydro-(l-^D-arab,nofuranosyO-cy^ sin überführt. Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise be, bis 90°C mit sehr hohen Ausbeuten an 2.2^Anhydro (l-ß-D-arabinofuranosyD-cytosin. 2 3-O-SuWinyK^«

st gegenüber Alkalien instabil und bildet ver^h «dene Nebenprodukte, weshalb man in saurem Medwm be.

pH-Werten von 1,0 bis 5,0 arbeitet. D.e in der-SMt-

Methanol, versetzt werucn,«
arabinofuranosyO-cytosin in krisiaiiinc. ™ ». -—r

Das erfindungsgemäße Verfahren kann gemat eine_ bevorzugten Ausführungsform auch ohne vorhejehen

de Isolierung des in der Stufe b gebildeten 2 ,3 -U bun. ^d^'^S°_J:„ ,!„.^.,i.riirhdurcheeführt werden. _ _r

ÄSieieWelse JSr. ^O^inny^ytidin a,s Hvdrochlorid oder in Form der freien Base erhalten. ^Hy _Dt .m eldungsgemäßen Verfahren ir, SaJe b ab Zwischenprodukt isolierbare 1,3 -O-Sulf.nylcyt.d.n

ÄSSte Eigenschaften als ?inhydr_Och.

: Produkt wird auf 3'-O-Sulfinyl-(1-ß-

D-nDoiurauusyij-v-j^.; j i oder in der verkürzten Bezeichnungsweise als 2',3'-O-Sulfmylcytidin- ^, hydrochlorid angesehen.

(1) Elementaranalyse G)HuObNjS-HCl: A'3,7, N 12,9, S 9,* CHO^/o;

C333H3.7. N 12.3, S 9,3CIm₅OZo. (2) Die aikalimetrische Titrationskurve zeigt, daß es

Aus

O-

n!t tharakteris.ischen Absorptionen be, etwa 1201.1205und 1210cm-¹ auftreten.

Beispiel 1

a) 500 ml Acetonitril werden mit 72 ml (I Mol) Thionylchlorid und mit 60 g Cytidin vei setzt. Das Gemisch wird unter Rühren etwa 3 Stunden bei 5 bis 7°C umgesetzt. Zunächst liegt eine Suspension des Cytidins im Reaktionsmedium vor·, mit fortschreitender Reaktion geht die Suspension in eine klare, schwach gelbe Lösung über. Das so er'-ialtene Reaktionsgemisch (Umwandlung von Cytidin in 2',3'-O-Sulfinylcytidin: 97,5%) wird in etwa 1,5 Liter Eiswasser eingetragen. Durch das Gemisch wird unter Rühren 1 Stunde Luft geleitet. Das Gemisch wird dann 15 Stunden in der Kälte stehengelassen. Die ausgefallenen Kristalle werden abfiltrieri und getrocknet. Es werden 61,5 g 2',3'-O-Sulfinylcytidin-hydrochlorid (Reinheit: 99,4 Prozent) erhalten. Das Filtrat enthält 12,2 g gelöstes

2\3'-O-Sulfinylcytidin.

b) Ein gemäß Abschnitt a) hergestelltes Reaktionsgemisch, das 68,1 g 2',3'-O-Sulfinylcytidin enthält, wird in 1,5 Liter Wasser eingetragen. Der pH-Wert des Gemisches wird unter Rühren bei 1O⁰C durch Zugabe

von 1 η-Natronlauge auf 4,8 eingestellt. Das Gemisch wird dann 15 Stunden in der Kälte stehengelassen. Die ausgefallenen Kristalle werden abfiltriert und getrocknet. Es werden 54,8 g 2',3'-O-SulfinyIcytidin (Reinheit: 97,8 Prozent) erhalten.

c) 700 ml Nitromethan werden mit 36 ml (0,5 Mol) Thionylchlorid versetzt. Das Gemisch wird dann unter Rühren mit 60,8 g (0,25 Mol) Cytidin versetzt. Das so erhaltene Gemisch wird 2 Stunden bei 10⁰C umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird in etwa 2 Liter Wasser eingetragen. Der pH-Wert des so erhaltenen Gemisches wird durch Zugabe von 1 η-Natronlauge auf 3,5 eingestellt. Anschließend wird das Gemisch mit Äthanol versetzt. Nach 15stündigem Stehen in der Kälte werden die ausgefallenen Kristalle abfiltriert und getrocknet. Es werden 49,5 g 2',3'-O-Sulfinylcytidin (Reinheit: 98,9 Prozent) erhalten. Das Filtrat enthält 17,4 g gelöstes 2',3'-O-Sulfinylcytidin.

d) 700 ml Dichloräthan werden mit 72 ml Thionylchlorid und 61 g Cytidin versetzt. Das Gemisch wird 5 Stunden bei 5°C umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird in etwa 1 Liter Eiswasser eingetragen. Der pH-Wert des Gemisches wird durch Zugabe von Natronlauge auf 4,0 eingestellt. Das Dichloräthan wird unter vermindertem Druck bei Temperaturen von höchstens 30⁰C abgezogen. Das Konzentrat wird 15 Stunden in der Kälte stehengelassen. Die ausgefallenen Kristalle werden abfiltriert und getrocknet. Es werden 50,3 g 2',3'-O-Sulfinylcytidin (Reinheit: 98,1 Prozent) erhalten.

e) 500 ml Propionitril werden mit 36 ml Thionylchlorid und 60 g Cytidin versetzt. Das Gemisch wird 3 Stunden bei 5°C umgesetzt. Das Reaktionsgemisch wird wie in Abschnitt a) behandelt. Es werden 59,5 g 2',3'-O-SuIfinylcytidin-hydrochlorid in kristalliner Form (Reinheit:98,9 Prozent) erhalten.

f) Das Verfahren von Abschnitt c) wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß die 700 ml Nitromethan durch 1 Liter Nitrobenzol ersetzt werden. Es werden 47,3 g 2',3'-O-SuIfinylcytidin in kristalliner Form (Reinheit: 98,5 Prozent) erhalten.

g) Das Verfahren von Abschnitt a) wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß die 500 ml Acetonitril durch 500 ml Nitrobenzol ersetzt werden. Es werden 60,5 g 2',3'-Sulfinylcytidin-hydrochlorid in kristalliner Form (Reinheit: 97,3 Prozent) erhalten. Der Umwandlungsgrad von Cytidin in 2',3'-O-Sulfinylcytidin beträgt 96,8 Prozent.

h) 33 g des gemäß Abschnitt a) hergestellten 2',3'-O-Sulfinylcytidin-hydrochlorids werden in 100 ml Wasser suspendiert Der pH-Wert der Suspension wird mit 1 η-Natronlauge auf 5,0 eingestellt, wodurch das 2',3'-O-Sulfinylcytidin-hydrochlorid vollständig in Lösung geht Die Lösung wird 4 Stunden auf 80⁰C erhitzt Der pH-Wert des Reaktionsgemisches wird mit fortschreitender Reaktion nach etwa 1 Stunde allmählich auf 3.0 herabgesetzt Die papierchromatographische Untersuchung zeigt, daß das Reaktionsprodukt zum größten Teil aus W-Anhydro-(l-j3-D-arabinofuranosyl)-cytosin besteht Messungen der optischen Dichte des Reaktionsproduktes ergeben, daß mehr als 95 Prozent der Ausgangsverbindung in 2^'-Anhydro-{1-/3-D-arabinofuranosyl)-cytosin umgewandelt worden sind Das erhaltene Reaktionsgemisch wird bei Temperaturen unter 40⁰C zur Trockene eingedampft und der Rückstand wird mit 200 ml Äthanol versetzt Die ausgefallenen Kristalle werden abfiltriert und getrocknet Es werden 275 g Z2'-Ashydro-(!-J!-D srabinoiuranosyl)-cytosin-sulfat (Reinheit: 95.7 Prozent) erhalten.

Beispiel 2

Fine Suspension von 60 g Cytidin in 1 Litei Tetrahydrofuran wird unter Rühren tropfenweise be 10⁰C mit 54 g Thionylchlorid versetzt. Das Gemiocr wird etwa 2,5 Stunden umgesetzt. Das Reaktionsge misch (Umwandlung von Cytidin in 2',3'-O-Sulfinylcyti· din: 95,4 Prozent) wird zur Hydrolyse in 2 Liter

ίο Eiswasser eingetragen. Der pH-Wert des Gemisches wird mit 1 η wäßriger Ammoniaklösung auf 4,C eingestellt. Das Gemisch wird 1 Stunde auf 90⁰C erhitzt Nach dem Abkühlen wird das 48,5 g 2,2'-A.nhydro-(1-j9-D-arabinofuranosyl)-cytosin enthaltende Reaktionsgemisch (Umwandlung von 2'.3'-O Sulfinylcytidin: 93,8 Prozent) über eine mit 350 ml Kationenaustauscher in der H⁴ -Form (stark saures sulfoniertes Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisat) gefüllte Säule gegeben. Die Elution wird mit einer 0,3-m Natriumchloridlösung durchgeführt. Die 2,2'-Anhydro-(1-j9-D-arabinofuranosyl)-cytosin enthaltenden Fraktionen werden vereinigt, konzentriert und dann gemäß Beispiel 1 h) behandelt. Es werden 51,8 g 2,2'-Anhydro-(l-j9-D-arabinofuranosyl)-cytosin-hydrochlorid in kristalliner Form (Reinheit: 98,4 Prozent) vom Schmelzpunkt 262 bis 264°C (Zersetzung) erhalten.

Beispiel 3

33 g des gemäß Beispiel 1 a) hergestellten 2',3'-OSuI-finylcytidin-hydrochlorids werden in 100 ml Wasser suspendiert. Die Suspension wird wie in Beispiel 1 h) behandelt, mit der Ausnahme, daß keine Neutralisation mit Natronlauge vorgenommen wird. Auf diese Weise wird ein Reaktionsgemisch erhalten, in dem der Umwandlungsgrad in 2,2'-Anhydro-(1-j3-D-arabinofuranosyl)-cytosin 97,! Prozent beträgt. Das Reaklionsgemisch wird über eine mit 200 ml Ionenaustauscher in der Essigsäureform (Copolymerisat in Perlenform aus einem Amin oder Polyamin und chlormethyliertem Styrol-Divinylbenzol). gefüllte Säule gegeben. Die aus der Säule austretende Flüssigkeit und die beim Waschen der Säule mit Wasser erhaltenen Eluate werden vereinigt, zur Trockene eingedampft und dann wie in

4_s Beispiel 1 h) behandelt. Es werden 21.5 g 2,2'-Anhydro-(1-/J-D-arabinofuranosyl)-cytosin-acetat in kristalliner Form (Reinheit: 99,4 Prozent) erhalten.

so B e i s ρ i e 1 4

33 g (0,1 MoI) 2',3'-O-SulfinyIcytidin-hydrochlorid werden in etwa 70 ml Wasser suspendiert Der pH-Wert der Suspension wird auf 4,0 eingestellt und die Suspension wird etwa 2 Stunden auf 90⁰C erhitzt. Der pH-Wert des so erhaltenen Reaktionsgemisches (Umwandlung in 2^'-Anhydro-(l-j3-D-arabinofuranosyI)-cytosin: 96.1 Prozent) wird durch Zugabe von Schwefelsäure auf 2,0 eingestellt Das Gemisch wird wie in Beispiel 1 h) behandelt Es werden 28.3 g 2,2'-Anhydro-(i-jS-D-arabinofuranosyl)-cytosin-sulfat in kristalliner Form (Reinheit: 96.9 Prozent) erhalten.

Beispiel5

29 g (0.1 Moi) 2'.3'-ö-Suifinyicytidin werden in etwa 100 ml Wasser suspendiert. Der pH-Wert der Suspen-

sion wird mit Natronlauge auf 5,0 eingestellt. Die Suspension wird 5 Stunden auf 70° C erhitzt. Das Reaktionsgemisch wird dann auf 5⁰C abgekühlt. Der pH-Wert des Reaktionsgemisches wird mit Salzsäure auf 2,0 eingestellt. Das Gemisch wird bei Temperaturen von höchstens 4O⁰C zur Trockene eingedampft. Der

Rückstand wird mit etwa 150 ml Äthanol ver das Gemisch wird unter Rückfluß erh ausgefallenen Kristalle werden abfiltriert unc net Es werden 21,4 g 2^'-Anhydro-(l-ß-D-ari nosyl)-cytosin-hydrochlorid (Reinheit: 98,1 vom Schmelzpunkt 260 bis 265⁰C (Zersetzung

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1.2',3'-O-Sulfinylcytidin der Formel 1

NH,

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(D

IS