CN103755759A

CN103755759A - 一种合成核苷磷酰哌啶、磷酰吗啉及磷酰吡咯烷的方法

Info

Publication number: CN103755759A
Application number: CN201410035303.7A
Authority: CN
Inventors: 孙麒; 龚珊珊; 孙剑; 蒲守智; 刘国栋
Original assignee: Jiangxi Science and Technology Normal University
Current assignee: Jiangxi Science and Technology Normal University
Priority date: 2014-01-26
Filing date: 2014-01-26
Publication date: 2014-04-30

Abstract

本发明属于化学合成领域，涉及核苷磷酰哌啶、磷酰吗啉及磷酰吡咯烷的合成方法，本发明以2,2′-二硫二苯胺及三苯基膦氧化还原偶联体系，将核苷单磷酸盐分别与哌啶、吗啉或吡咯烷偶联得最终产物。本发明方法产率高、成本低、通用性好。

Description

一种合成核苷磷酰哌啶、磷酰吗啉及磷酰吡咯烷的方法

技术领域

本发明涉及一种以核苷单磷酸为原料，以2,2′-二硫二苯胺/三苯基膦为氧化还偶联体系，高效合成核苷磷酰哌啶及磷酰吡咯烷的新型合成方法。

技术背景

核苷二磷酸和三聚磷酸等核苷多磷酸化合物是一类重要的生物分子，广泛存在于各种生物细胞中，参与许多重要的生命活动。例如，基因复制、转录、转译，细胞增殖，信号传导，蛋白质功能调节等。此外，核苷多磷酸及其类似物作为重要的试剂和药物在分子生物学、生物化学、医学、药学等众多前沿领域里都得到了广泛应用。鉴于该类化合物重要的生物学功能以及潜在的药物开发价值，近几十年有多种方法被用来合成这类化合物。在这些方法中，由Moffatt等报道的通过核苷磷酰吗啉中间体胺偶联磷酸酯类亲核试剂的方法得到了广泛应用。最新报道的以核苷磷酰哌啶为中间体，以4,5-二氰基咪唑为活化试剂的五价磷-氮活化方法，进一步大幅度提高了反应产率和速度。由此，不难看出为以核苷磷酰吗啉、磷酰哌啶为代表的核苷磷酰胺类化合物建立高效的化学合成方法对于核苷多磷酸的合成具有重要意义。

目前，核苷磷酰哌啶、磷酰吗啉的主要合成方法主要有以下两种。1）1961年，Moffatt等首先报道了以二环己基碳二亚胺（DCC）为缩合试剂，偶联核苷单磷酸与胺基化合物的方法。以该方法合成部分核苷磷酰吗啉时产率较高（>90%），但是由于DCC可以与强有机碱加成生成胍，因此不适用于碱性较强的哌啶和吡咯烷等。此外，由该方法得到的核苷磷酰吗啉通常会夹杂大量DCC生成的胍盐。2）1971年，Mukaiyama等首次报道了使用2,2′-二硫二吡啶/三苯基膦氧化还原偶联体系合成核苷磷酰胺类化合物的方法。该方法随后得到了较为广泛的应用，合成核苷磷酰胺类化合物的产率普遍在70~80%左右。但是，该方法使用的2,2′-二硫二吡啶价格较为昂贵，而且需要过量的等摩尔比的2,2′-二硫二吡啶/三苯基膦（3.0-5.0 当量）。因此，为核苷磷酰哌啶、磷酰吗啉和磷酰吡咯烷提供一种通用、简单和高效的化学合成方法具有重要实际应用价值。

发明内容

本发明的目的是为核苷5′-磷酰哌啶、磷酰吗啉和磷酰吡咯烷的化学合成提供一种通用和高效的方法。

如图1所示，本发明涉及的新型合成方法以2,2′-二硫二苯胺及三苯基膦氧化还原偶联体系，将核苷单磷酸原料与哌啶、吗啉或吡咯烷偶联，高产率（>95%）得到核苷磷酰哌啶、磷酰吗啉或磷酰吡咯烷（6-20）。

在本方法中，使用的核苷单磷酸盐可以为：核苷5′-单磷酸三乙铵盐、核苷5′-单磷酸三正丁铵盐、核苷5′-单磷酸三辛基铵盐、核苷5′-单磷酸四丁基铵盐；核苷单磷酸盐与2,2′-二硫二苯胺、三苯基膦的摩尔比为1：1.5-2.0：2.5-4.0；反应溶剂为二甲基亚砜（DMSO）和N-甲基吡咯烷酮（NMP）；反应温度在0 ℃至40 ℃；反应时间是1 h至12 h。

反应在氩气保护下进行。偶联反应结束后还有加入0.5 mol/L碘化钠的丙酮溶液沉淀，离心获得最终产物的步骤。

与以往报道的方法相比，本发明专利1）使用价格更为低廉的2,2′-二硫二苯胺替代价格较高的2,2′-二硫二吡啶（2,2′-二硫二苯胺的市场价格仅为2,2′-二硫二吡啶的三分之一至五分之一）；2）采用三苯基膦过量（2.5-4.0 当量）的方法，进一步降低2,2′-二硫二苯胺的用量（仅为1.5-2.0 当量）；3）将核苷磷酰哌啶、磷酰吗啉和磷酰吡咯烷的产率由70~80%提高到95%以上。该新方法的另一个优点是产物不需要柱层析，简单结晶即可得高纯度核苷磷酰胺钠盐。此外，该方法具有良好的通用性，适用于一系列核苷及碱基修饰的核苷单磷酸原料和不同的胺类化合物。

附图说明

图1. 本发明合成方法原理图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步的说明。

实施例1:

尿苷5′-磷酰哌啶钠盐6的合成：将尿苷5′-单磷酸二钠盐（100 mg，0.27 mmol）溶于去离子水（1 mL），经氢离子型阳离子交换树脂交换洗脱，合并含产物液洗脱液，将三乙胺（38μL, 0.27 mmol）溶于甲醇（0.5 mL），加入到尿苷5′-单磷酸中，室温搅拌30 min，减压除去甲醇，剩下溶液冻干得尿苷5′-单磷酸三乙铵盐白色固体。将尿苷5′-单磷酸三乙铵盐（51 mg，0.12 mmol）、哌啶（59μL，0.60 mmol）溶于干燥二甲基亚砜（0.5 mL）中，氩气保护下加入2,2′-二硫二苯胺（44 mg，0.18 mmol）、三苯基膦（47 mg，0.18 mmol）搅拌3 h。反应结束后缓慢向反应液中滴加0.5 M碘化钠的丙酮溶液（50 mL）沉淀产物。离心得尿苷5′-磷酰哌啶钠盐白色固体49 mg，产率：98%。

实施例2:

鸟苷5′-磷酰哌啶钠盐9的合成：将鸟苷5′-单磷酸二钠盐（109 mg，0.27 mmol）溶于去离子水（1 mL），经氢离子型阳离子交换树脂交换洗脱，合并含产物液洗脱液，将三正丁胺（64μL, 0.27 mmol）溶于甲醇（0.5 mL），加入到尿苷5′-单磷酸中，室温搅拌30 min，减压除去甲醇，剩下溶液冻干得鸟苷5′-单磷酸三正丁铵盐白色固体。将鸟苷5′-单磷酸三正丁铵盐（74 mg，0.12 mmol）、哌啶（59μL，0.60 mmol）溶于干燥N-甲基吡咯烷酮（0.5 mL）中，氩气保护下加入2,2′-二硫二苯胺（44 mg，0.18 mmol）、三苯基膦（63 mg，0.24 mmol）搅拌6 h。反应结束后缓慢向反应液中滴加0.5 M碘化钠的丙酮溶液（50 mL）沉淀产物。离心得鸟苷5′-磷酰哌啶钠盐白色固体52 mg，产率：97%。

实施例3:

胞苷5′-磷酰吗啉钠盐12的合成：将胞苷5′-单磷酸二钠盐（100 mg，0.27 mmol）溶于去离子水（1 mL），经氢离子型阳离子交换树脂交换洗脱，合并含产物液洗脱液，将1 M四丁基氢氧化铵溶液（27μL, 0.27 mmol）加入到上述洗脱液，室温搅拌30 min，溶液冻干得胞苷5′-单磷酸四丁基铵盐白色固体。将胞苷5′-单磷酸四丁基铵（68 mg，0.12 mmol）、吗啉（52μL，0.60 mmol）溶于干燥二甲基亚砜（0.5 mL）中，氩气保护下加入2,2′-二硫二苯胺（60 mg，0.24 mmol）三苯基膦（126 mg，0.48 mmol）搅拌12 h。反应结束后缓慢向反应液中滴加0.5 M碘化钠的丙酮溶液（10 mL）沉淀产物。离心得胞苷5′-磷酰吗啉钠盐白色固体48 mg，产率：96%。

实施例4:

5-溴-尿苷5′-磷酰吗啉钠盐15的合成：将5-溴-尿苷5′-单磷酸二钠盐（120 mg，0.27 mmol）溶于去离子水（1 mL），经氢离子型阳离子交换树脂交换洗脱，合并含产物液洗脱液，将三辛胺（118μL, 0.27 mmol）溶于甲醇（0.5 mL），加入到5-溴-尿苷5′-单磷酸中，室温搅拌30 min，减压除去甲醇，剩下溶液冻干得5′-溴-尿苷5′-单磷酸三辛铵盐白色固体。将5-溴-尿苷5′-单磷酸三辛铵盐（91 mg，0.12 mmol）、吗啉（52μL，0.60 mmol）溶于干燥二甲基亚砜（0.5 mL）中，氩气保护下加入2,2′-二硫二苯胺（60 mg，0.24 mmol）、三苯基膦（63 mg，0.24 mmol）搅拌3 h。反应结束后缓慢向反应液中滴加0.5 M碘化钠的丙酮溶液（10 mL）沉淀产物。离心得5-溴-尿苷5′-磷酰吗啉钠盐白色固体56 mg，产率：95%。

实施例5:

腺苷5′-磷酰吡咯烷钠盐18的合成：将腺苷5′-单磷酸二钠盐（106 mg，0.27 mmol）溶于去离子水（1 mL），经氢离子型阳离子交换树脂交换洗脱，合并含产物液洗脱液，将三乙胺（38μL, 0.27 mmol）溶于甲醇（0.5 mL），加入到腺苷5′-单磷酸中，室温搅拌30 min，减压除去甲醇，剩下溶液冻干得腺苷5′-单磷酸三乙铵盐白色固体。将腺苷5′-单磷酸三乙铵盐（54 mg，0.12 mmol）、四氢吡咯（49μL，0.60 mmol）溶于干燥N-甲基吡咯烷酮（0.5 mL）中，氩气保护下加入2,2′-二硫二苯胺（44 mg，0.18 mmol）三苯基膦（63 mg，0.24 mmol）搅拌1 h。反应结束后缓慢向反应液中滴加0.5 M碘化钠的丙酮溶液（10 mL）沉淀产物。离心得腺苷5′-磷酰吡咯烷钠盐白色固体49 mg，产率：96%。

实施例6:

5-溴-尿苷5′-磷酰吡咯烷钠盐20的合成：将5-溴-尿苷5′-单磷酸二钠盐（120 mg，0.27 mmol）溶于去离子水（1 mL），经氢离子型阳离子交换树脂交换洗脱，合并含产物液洗脱液，将1 M四丁基氢氧化铵溶液（27μL, 0.27 mmol）加入到上述洗脱液，室温搅拌30 min，溶液冻干得5-溴-尿苷5′-单磷酸三乙铵盐白色固体。将5-溴-尿苷5′-单磷酸三乙铵盐（77 mg，0.12 mmol）、四氢吡咯（49μL，0.60 mmol）溶于干燥二甲基亚砜（0.5 mL）中，氩气保护下加入2,2′-二硫二苯胺（44 mg，0.18 mmol）、三苯基膦（63 mg，0.24 mmol）搅拌3 h。反应结束后缓慢向反应液中滴加0.5 M碘化钠的丙酮溶液（10 mL）沉淀产物。离心得5-溴-尿苷5′-磷酰吡咯烷钠盐白色固体54 mg，产率：95%。

Claims

1.一种合成核苷磷酰哌啶、磷酰吗啉及磷酰吡咯烷的方法，其特征在于以2,2′-二硫二苯胺及三苯基膦氧化还原偶联体系，将核苷单磷酸盐与哌啶、吗啉或吡咯烷偶联反应，得到最终产物核苷磷酰哌啶、磷酰吗啉和磷酰吡咯烷。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述核苷单磷酸盐为核苷5′-单磷酸三乙铵盐、核苷5′-单磷酸三正丁铵盐、核苷5′-单磷酸三辛基铵盐或核苷5′-单磷酸四丁基铵盐。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于核苷单磷酸盐与2,2′-二硫二苯胺、三苯基膦的摩尔比为1：1.5-2.0：2.5-4.0；反应溶剂为二甲基亚砜DMSO或N-甲基吡咯烷酮NMP；反应温度在0 ℃至40 ℃；反应时间是1 h至12 h。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于反应在氩气保护下进行。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于偶联反应结束后还有加入0.5 mol/L碘化钠的丙酮溶液沉淀，离心获得最终产物的步骤。