CC BY
30ХИМИЯ
УДК 547.7/8
А. В. Смирнов, Е. Е. Шалыгина, М. В. Дорогов
Сравнительный анализ известных методов синтеза диданозина - противовирусного препарата
Проведен сравнительный анализ известных методов синтеза диданозина - активной фармацевтической субстанции, используемой как противовирусный препарат для лечения ВИЧ-инфекции.
Ключевые слова: диданозин, субстанция, дженерик, метод синтеза, стереоселективный синтез, восстановление, Ь-глютаминовая кислота, инозин, аденазиндезаминаза, ацилирование, дидеоксиаденозин трифосфат, лактонизация, аденин.
A. V. Smirnov, E. E. Shalygina, M. V. Dorogov
The Comparative Analysis of Known Methods of the Didanosine Synthesis - the Antiviral
Drug is made
The comparative analysis of known methods of the didanosine synthesis is done.
Keywords: didanosine, a substance, a generic drug, a method of the synthesis, a stereoselective synthesis, reduction, L-glyutaminic acid, inosine, adenosine deaminase, acylation, dideoxyadenosine triphosphate, laktonization, adenine.
Данная работа выполнена в рамках Договора № 02. О 25.31.0019 от 12 февраля 2013 года между Закрытым акционерным обществом «Р-Фарм» и Министерством образования и науки Российской Федерации об условиях предоставления и использования субсидии на реализацию комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства, выполняемого с участием Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского», и Договора № 121119 от 19 ноября 2012 года между ЗАО «Р-Фарм» и ФГБОУ ВПО «Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского» о «Разработке инновационных технологий производства импортозамещающих активных фармацевтических субстанций на основе методов биологического катализа и ферментативного синтеза».
В настоящее время в России утверждена Стратегия развития фармацевтической промышленности на период до 2020 года, целью которой
является стимулирование организации производства активных фармацевтических субстанций (далее - АФС) для лекарственных средств на территории Российской Федерации.
В связи с этим актуальной задачей является разработка технологий производства импортозамещающих АФС. Одна из таких АФС, принятая нами к разработке, - Диданозин - противовирусное средство, представляющее собой синтетический аналог пуринового нуклеозида диоксиаде-нозина [1]. Диданозин in vitro ингибирует репликацию ВИЧ в клеточных культурах животного и человека. После проникновения в клетку под действием ферментов он превращается в активный метаболит - дидеоксиаденозин трифосфат (ддАТФ), который тормозит инверсивную транс-криптазу ВИЧ, нарушая синтез ДНК.
В недавнем прошлом основными методами получения диданозина являлись стереселектив-ный синтез соответствующего оксиметилтетра-гидрофурана и его внедрение в аденин или диде-зоксигенирование инозина. Примером первого направления является Схема 1 [2].
© Смирнов А. В., Шалыгина Е. Е., Дорогов М. В., 2013
АФС 9-[(2Я,55)-5-(Гидроксиметил)оксолан-2-ил]-6,9-дигидро-3И-пурин-6-он для ЛС с МНН
ДИДАНОЗИН
O
N
к
N
N N
»
O
9
O
n^o
; O
M
1 O
NaNO,
HCl
O
O
2
EtOH
O
3
NaBH
DIAB
OO
O PhCOCl
O
ovv
Ac2O
N
N
4
OO Ph^O'
O
>Vyo
r
7
N
O N oN
Ме381Вг
NH4OH
5
OO
N
N
w
OO
D8B
O Ph
\vyO
Ph^o^V^
N N ADA enzyme
O
N
10
11
Схема 1
В качестве исходного реагента взята Ь-глютаминовая кислота 1. На первой стадии проводится стереоспецифичное дезаминирование-лактонизация, приводящая к (<$)-(+)-у-карбокси-у-бутиролактону 2, который после этерификации до 3 восстанавливается боргидридом натрия, бензоилируется, а затем взаимодействует с дии-зоамилбораном (Б8Б). После замены ацетокси-
группы на атом брома действием триметисилил-бромида производят внедрение 2-бром-бензоилоксиметилтетрагидрофурана 8 в структуру триметилсилилактивированного аденина 9. Дезаминирование интермедиата 10 осуществляется ферментативно (аденазиндезаминаза) [3].
Одним из примеров дидезоксигенирования инозина 11 является Схема 2 [4].
6
8
9
¿о
O
O O
11
t-BuMe2SiCl O
¿0
^^ N /
O O
12
CS2
BrCH2CH2CN
/ / ^^
N.
BUзSnH
^ 0
0 О
13
/
Si-/
0
О^
Bu4NF
0
N
N
Н2/Рс1/С
0
N
14
15
Схема 2
В качестве защитной группы используется трет-бутилдиметил-силильная, действием 2-бромпропионитрила и сероуглерода защищенный инозин 12 переводится в соответствующее сульфонилкарботиоильное производное 13, которое действием трибутилстаннана превращается в 2,5-дигидрофуран 14.
«Снятие» трет-бутилдиметилсилильной защиты и восстановление водородом на палладии дает Диданозин 9.
В современной литературе найдены новые, наиболее совершенные и компактные способы синтеза диданозина. Примером может служить метод, представленный на Схеме 3 [5].
9
Инозин 11 суспензируют в ацетонитриле и прибавляют 2-ацетоксибутирил бромид, реакцию ведут 3 часа при 20-25 °С. Далее реакционное вещество 17 переводят в тетрагидрофуран и добавляют цинковый порошок. Температура реакционной массы медленно поднимается до 2730 °С и затем реакционную смесь перемешивают при 35 °С в течение 3 часов. Особое значение в
данном методе имеют способ ликвидации защиты, взаимодействия цинка и тетрабутиламмония бромида. Цинк удаляется путем осаждения из органической фазы, в виде сульфида цинка, путем добавления раствора щелочных или щелочноземельных металлов, сульфидов к органической фазе. Дальнейшее восстановление водородом на палладии дает Диданозин 9.
На Схеме 4 [6, 7] представлен более совершенный синтез диданозина. Региоселективное дезоксигенирование гидроксильных групп инозина и получение соответствующего производного 3-фторметилхлорбензоила. Дезоксигениро-
вание осуществляется через фотоиндуцирован-ный перенос электрона (PET), в качестве фотосенсибилизатора используются производные карбазола.
18
Cl
I pyridine 4-(N,N-dimethlyamino)pyridine ^
O O
II
O
N
9-ethyl-3,6-dimethoxy-9H-carbazole I f /> sodium hydroxide N N
— o^Oj
O ~N' "N
Схема 4
Дальнейшее дезоксигенирование производных 3-фторметилхлорбензоила в фотохимическом проточном реакторе с кварцевыми трубками, алюминиевым зеркалом при температуре 45-50°С, давлении 1034,32 рт. ст. и УФ-облучении
приводит к получению диданозина 9. Особенностью этого метода являются высокая селективность, высокий выход и короткое время реакции (20 минут).
O
N
O
F
+
F
N
9
O
O
O O
O O \
H2/Pd KHCO,
O
fas
22
Схема 5
Следующий способ синтеза диданозина, представленный на схеме 5 [8], также заключается в введении защиты и дезоксигенировании
инозина. Ионизин 11 подвергают селективному ацилированию по оксиметильной группе муравьиной кислотой при температуре 20-25°С в
9
течение 24 часов. Далее в продукт 20 по месту гидроксильных групп вводят сульфонильную группу с помощью мезилхлорида, пиридина и триэтиламина, реакцию ведут при температуре до 5°С, контролируют степень завершения с помощью ТСХ. С продукта 21 снимают защиту в
водном растворе аммиака в течение 16 часов при комнатной температуре. Продукт 22 подвергают гидрированию в изопропиловом спирте в присутствии гидрокарбоната калия и палладия на угле. Особенностью этого способа является его простота и доступность исходных компонентов.
Библиографический список
1. http://www.reles.ru/cat/drugs/Didanosine/
2. Taniguchi M. Stereoselective synthesis of D-ribose from L-glutamic acid / Taniguchi M., Koga K., Yamada S. // Tetrahedron. - 1974. - 30. - P. 3547-52.
3. Farina V. 2',3'-dideoxynucleosides for AIDS chemotherapy / Farina V., Benigni D. A. // Tetrahedron Lett - 1988. - 29. - P. 1239-42.
4. Webb R. R. Synthesis of 2',3'-dideoxyinosine / Webb R. R., Wos J. A., Martin, J. C. et al //. Nucleosides & Nucleotides - 1988. - 7. - p. 147-53.
5. Patent WO2005/12325. Process for preparing 2',3'-didehydro-2',3'-dideoxynucleosides and 2',3'-dideoxynucleosides / Clariant Life Science Molecules (Italia) SpA - Publication date: 05-08-2003. - 16 p.
6. Shen Bo. Continuous flow photocatalysis enhanced using an aluminum mirror:rapid and selective synthesis of 20-deoxy and 20,30-dideoxynucleosides / Shen Bo, Bedore W., Sniady A., Jamison T. // Chemical Communications. - 2012. - 48. - P. 7444-7446.
7. Wang Z. Stereocontrolled Syntheses of Deoxyri-bonucleosides via Photoinduced Electron-Transfer De-oxygenation of Benzoyl-Protected Ribo- and Arabinonu-cleosides/ Wang Z., Prudhomme D., Buck J. R., Park M., Rizzo C. J.// Journal of Organic Chemistry - 2000. - 65 -P. 5969-5985.
8. Antonov K. V. New approach to the synthesis of 2',3'-dideoxyadenosine and 2',3'-dideoxyinosine / Antonov K. V., Konstantinova I. D., Miroshnikov A. I. // Nucleosides & Nucleotides - 1998. - 17 - P. 153-160.
Bibliograficheskij spisok
1. http://www.reles.ru/cat/drugs/Didanosine/
2. Taniguchi M. Stereoselective synthesis of D-ribose from L-glutamic acid / Taniguchi M., Koga K., Yamada S. // Tetrahedron. - 1974. - 30. - P. 3547-52.
3. Farina V. 2',3'-dideoxynucleosides for AIDS chemotherapy / Farina V., Benigni D. A. // Tetrahedron Lett - 1988. - 29. - P. 1239-42.
4. Webb R. R. Synthesis of 2',3'-dideoxyinosine / Webb R. R., Wos J. A., Martin, J. C. et al //. Nucleosides & Nucleotides - 1988. - 7. - p. 147-53.
5. Patent W02005/12325. Process for preparing 2',3'-didehydro-2',3'-dideoxynucleosides and 2',3'-dideoxynucleosides / Clariant Life Science Molecules (Italia) SpA. - Publication date: 05-08-2003. - 16 p.
6. Shen Bo. Continuous flow photocatalysis en-hanced
using an aluminum mirror:rapid and selective synthesis of 20-deoxy and 20,30-dideoxynucleosides / Shen Bo, Bedore W., Sniady A., Jamison T. // Chemical Communications -2012.- 48. - P. 7444-7446.
7. Wang Z. Stereocontrolled Syntheses of Deoxyri-bonucleosides via Photoinduced Electron-Transfer Deox-ygenation of Benzoyl-Protected Ribo- and Arabinonucle-osides/ Wang Z., Prudhomme D., Buck J. R., Park M., Rizzo C. J.// Journal of Organic Chemistry - 2000. - 65 -P. 5969-5985.
8. Antonov K. V. New approach to the synthesis of 2',3'-dideoxyadenosine and 2',3'-dideoxyinosine / Antonov K. V., Konstantinova I. D., Miroshnikov A. I. // Nucleosides & Nucleotides - 1998. - 17 - P. 153-160.
