胞嘧啶核苷类似物的酶法制备

摘要

本发明涉及通过使用核苷磷酸化酶尤其是嘧啶核苷磷酸化酶(PyNPs)或嘌呤核苷磷酸化酶(PNPs)和PyNPs的混合物的胞嘧啶核苷类似物的新合成方法。

主权项

一种通过化学‑酶法或酶法合成的方法制备式I的胞嘧啶核苷类似物、中间体或其前药的方法其中，Z₁是O、CH₂、S、NH；Z₂独立于Z₁为：O、C(R^S2R^S5)、S(R^S2R^S5)、S(R^S2)、S(R^S5)，优选基团SO或SO₂；N(R^S2R^S5)、N(R^S2)、N(R^S5)；R^S1是氢、OH、其选自下列的醚或酯：n是0或1，A是氧或氮，并且每个M独立地为氢、任选取代的烷基链、任选取代的烯基链、任选取代的炔基链、通过任选取代的烷基、烯基或炔基链任选连接至P的任选取代的芳基、通过任选取代的烷基、烯基或炔基链任选连接至P的任选取代的杂环、或者药用抗衡离子如，但不限于，钠、钾、铵或烷基铵；R^S2是氢、OH或其醚或酯残基、卤素、CN、NH₂、SH、C≡CH、N₃；在NA来自2′‑脱氧核糖核苷或阿糖核苷的情况下，R^S3是氢，或者当NA来自核糖核苷时，R^S3选自OH、NH₂、卤素、OCH₃；R^S4是氢、OH或其醚或酯残基、NH₂、卤素、CN；条件是当二者均为OH残基的醚或酯时，R^S1和R^S4是不同的；在Z₂与氧不同的情况下，R^S5是氢、OH或其醚或酯残基、NH₂或卤素；R¹是O、CH₂、S、NH；R²是氢、任选取代的C_4‑40烷基链、任选取代的烯基链、任选取代的炔基链、通过任选取代的烷基、烯基或炔基链连接至N的任选取代的芳基、通过任选取代的烷基、烯基或炔基链连接至N的任选取代的杂环、COR⁶、CONR⁶R⁷、CO₂R⁶、C(S)OR⁷、CN、SR⁶、SO₂R⁶、SO₂R⁶R⁷、CN、P(O)芳基、P(O)杂环、P(S)芳基、P(S)杂环、P(O)O₂R⁸；R³是氢、任选取代的C_4‑40烷基链、任选取代的烯基链、任选取代的炔基链、通过任选取代的烷基、烯基或炔基链连接至N的任选取代的芳基、通过任选取代的烷基、烯基或炔基链连接至N的任选取代的杂环、COR⁶、CONR⁶R⁷、CO₂R⁶、C(S)OR⁷、CN、SR⁶、SO₂R⁶、SO₂R⁶R⁷、CN、P(O)芳基、P(O)杂环、P(S)芳基、P(S)杂环、P(O)O₂R⁸；R³和R²彼此独立；并且条件是R₂或R₃中的至少一个与氢不同；R₄是氢、OH、NH₂、SH、卤素；任选取代的烷基链；任选取代的烯基链；任选取代的炔基链、三卤代烷基、OR⁶、NR⁶R⁷、CN、COR⁶、CONR⁶R⁷、CO₂R⁶、C(S)OR⁶、OCONR⁶R⁷、OCO₂R⁶、OC(S)OR⁶、NHCONR⁶R⁷、NHCO₂R⁶、NHC(S)OR⁶、SO₂NR⁶R⁷、通过任选取代的烷基、烯基或炔基链连接至Y的任选取代的芳基、通过任选取代的烷基、烯基或炔基链连接至Y的任选取代的杂环、以及独立选自下列的R²、R³、R⁴或R⁵的任何任选取代的杂环或任选取代的芳基：条件是Y是碳或硫原子，并且备选地，R⁴不存在，条件是Y是氮原子；其中X是O、S、N‑R^B2、Se；R^B1是H、OH、NH₂、SH、直链或支链C_1‑10烷基、F、Cl、Br、I、X‑R^B2、‑C≡C‑R^B2、CO₂R^B2；R^B2是H、OH、NH₂、直链或支链C_1‑5烷基、苯基；R⁵是氢、OH、NH₂、SH、卤素、任选取代的烷基链、任选取代的烯基链、任选取代的炔基链、三卤代烷基、OR⁶、NR⁶R⁷、CN、COR⁶、CONR⁶R⁷、CO₂R⁶、C(S)OR⁶、OCONR⁶R⁷、OCO₂R⁶、OC(S)OR⁶、NHCONR⁶R⁷、NHCO₂R⁶、NHC(S)OR⁶、SO₂NR⁶R⁷；CH₂‑杂环、CN；以及独立选自下列的R²、R³、R⁴或R⁵的任何任选取代的杂环或任选取代的芳基：其中X是O、S、N‑R^B2、Se；R^B1是H、OH、NH₂、SH、直链或支链C_1‑10烷基、F、Cl、Br、I、X‑R^B2、‑C≡C‑R^B2、CO₂R^B2；R^B2是H、OH、NH₂、直链或支链C_1‑5烷基、苯基；R⁶和R⁷各自独立地为氢、任选取代的烷基链、任选取代的烯基链、任选取代的炔基链、杂环或任选取代的芳基；R⁸是氢、任选取代的烷基链、任选取代的烯基链、任选取代的炔基链、任选取代的芳基、任选取代的杂环；Y是C、N、S；其中用于制备胞嘧啶核苷类似物的方法包括以下步骤：(i)使其中Y、R¹、R⁴、R⁵、R⁶和R⁷如以上定义的式II的胞嘧啶核碱基的前体与用于修饰其在N⁴位的氨基的适合的试剂进行化学反应以便加入被描述为取代基R²和R³的适合取代，由其形成的所述修饰的式II的胞嘧啶核碱基任选地通过常规纯化方法纯化；或者备选地，所述方法从由式II的胞嘧啶核碱基表示的起始产物本身直接出发，(ii)使上述修饰的式II的胞嘧啶核碱基与适合的式III的核苷类似物底物进行生物催化反应，其中Z₁、Z₂、R^S1、R^S2、R^S3、R^S4、R^S5如以上定义，并且碱基选自：尿嘧啶、腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤、胸腺嘧啶、次黄嘌呤、黄嘌呤、硫尿嘧啶、硫鸟嘌呤、9‑H‑嘌呤‑2‑胺、7‑甲基鸟嘌呤、5‑氟尿嘧啶、5‑溴尿嘧啶、5‑氯尿嘧啶、5，6‑二氢尿嘧啶、5‑甲基胞嘧啶和5‑羟甲基胞嘧啶、蝶啶、以及它们的任何取代的衍生物；其中在步骤ii)中进行的上述反应包括在适合的反应水性介质中并在适合的反应条件下将核苷磷酸化酶加入至包含式II的胞嘧啶核碱基和式III的核苷类似物的起始材料的混合物中，所述核苷磷酸化酶可以是嘧啶核苷磷酸化酶、嘌呤核苷磷酸化酶或它们的组合，(iii)任选地，将在胞嘧啶核苷类似物中的N⁴位的氨基去保护以便在通过常规纯化方法进一步纯化的式I的胞嘧啶核苷类似物上恢复游离的伯氨基N⁴。