[发明专利]一种合成5‑羧基‑2’‑脱氧胞苷的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学合成领域，涉及通过以双TBS保护脱氧胸苷原料合成5-羧基-2’-脱氧胞苷的新型合成方法。

技术背景

在哺乳动物基因中，5-甲基-2’-脱氧胞苷是一种含量较低的核苷，仅占DNA核苷总量的大约1%。最新研究表明5-甲基-2’-脱氧胞苷可以在特殊氧化酶的作用下氧化为5-羟甲基-2’-脱氧胞苷，5-醛基-2’-脱氧胞苷和5-羧基-2’-脱氧胞苷。这三种核苷氧化物被认为可以参与细胞表观基因程序调控。因此，以5-羧基-2’-脱氧胞苷等5-甲基-2’-脱氧胞苷氧化物为原料的寡聚核酸和三磷酸的合成对与表观基因程序调控的分子生物学研究有着重要的意义。但是，目前对5-羧基-2’-脱氧胞苷化学合成方法的报告非常有限，其可得性差，在一定程度上限制了相关研究的进展。

目前，5-羧基-2’-脱氧胞苷化学合成是以价格昂贵的5-碘代-2’-脱氧胞苷为原料，利用钯催化的Stille反应在甲醇、乙醇或三氟乙醇等为溶剂与一氧化碳反应，得到2’-脱氧胞苷5-羧基酯前体，进而在碱性条件下（如氢氧化锂，氢氧化钠等）皂化得到5-羧基-2’-脱氧胞苷。在该方法中，5-碘代-2’-脱氧胞苷原料昂贵，羧基化反应中气体一氧化碳需要特殊的加压反应设备，因此限制了该方法的应用。因此，建立通用、简单和高效的5-羧基-2’-脱氧胞苷合成方法具有重要的实际应用价值和意义。

发明内容

本发明的目的是为5-位羧基修饰的2’-脱氧胞苷的化学合成提供一种实用和高效的方法。

本发明涉及的5-羧基-2’-脱氧胞苷的合成包括以下四个步骤：1）用N-溴代丁二酰亚胺（NBS）/偶氮二异丁腈（AIBN）体系对3’,5’-双TBS脱氧胸苷溴化得到溴代中间体，原位醋酸根取代得到乙酰基保护中间体（3），产率65%；2）对甲苯磺酰氯/N-甲基哌啶/三乙胺和氨水体系对核苷碱基进行氨基化得到乙酰基保护的羟甲基脱氧胞苷前体（4），产率70–74%；3）通过碳酸钾碱性条件对乙酰基进行脱除，得羟甲基前体（5）产率94%；4）用2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物（TEMPO）/二乙酸碘苯（BAIB）氧化体系对双TBS保护的5-羟甲基-2’-脱氧胞苷氧化，随后在TFA条件下脱除TBS保护基的目标产物（1），连续两步产率55–68%。

如图1所示，本方法步骤二中，双TBS保护的乙酰甲基脱氧胸苷（3）与对甲苯磺酰氯的摩尔比例为1：1.5–1：3，反应溶剂可以使用四氢呋喃，二氯甲烷，乙腈，反应温度为0-20℃，反应时间2–4小时；氨解时，氨水的浓度为 20–28%，反应温度0-20℃，反应时间0.5–2小时。

本方法步骤四中，双TBS保护的羟甲基脱氧胞苷前体（5）与BAIB/TEMPO的摩尔比例为1：2：0.2–1：3：0.6，反应溶剂为二氯甲烷，二氯甲烷/水（2/1，v/v），乙腈，乙腈/水（1/1，v/v），反应时间为4–12小时。

本发明专利与以往报道的方法相比，使用廉价的双TBS脱氧胸苷作为原料，NBS溴化，醋酸钾原位取代，以高产率得到乙酰基保护的脱氧胸苷前体。采用对甲苯磺酰氯/N-甲基哌啶/三乙胺和氨水体系进行核苷碱基的氨基化反应，与传统的三氯化磷/1,2,4-三氮唑和氨水体系相比，产率由60%以下提高至70以上，且两步反应可连续进行，不需要分步中间体。在氧化步骤中，本方法采用温和、高效的TEMPO/BAIB氧化体系对羟甲基脱氧胞苷前体进行氧化，随后原位脱除TBS保护基，连续两步分离产率可达到65%。因此，该新方法在5-羧基-2’-脱氧胞苷的化学合成中与现有的方法相比，原料价廉易得，合成方法简便和产物收率高，五步总产率可达22–31%。

附图说明

图1. 5-羧基-2′-脱氧胞苷的新型合成方法。

具体实施方式

实施例1: