一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法.pdf

1、10申请公布号CN104211741A43申请公布日20141217CN104211741A21申请号201410450722722申请日20140905C07H19/10200601C07H1/0020060171申请人河南师范大学地址453007河南省新乡市牧野区建设东路46号72发明人李凌君朱安莲74专利代理机构新乡市平原专利有限责任公司41107代理人路宽54发明名称一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法57摘要本发明公开了一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法。本发明的技术方案要点为一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法，包括以下步骤胸苷3羟基的氧化，5DMT3羰基胸苷的氘代还原和5DMT3氘代

2、胸苷的亚磷酰化。本发明使用5DMT胸苷原料合成氘代核苷亚磷酰胺单体，原料易得，简化合成步骤，适用于规模生产，使用固相氧化剂氧化5DMT胸苷，得到关键中间体5DMT3羰基胸苷产品纯度高，避免了柱层析分离过程，提高了产品纯度，降低了生产成本，使用硼氘化钠在低温下还原5DMT3羰基胸苷能够立体选择性地生成5DMT3氘代胸苷，反应具有高氘代收率，可直接用于下一步反应。51INTCL权利要求书1页说明书4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页10申请公布号CN104211741ACN104211741A1/1页21一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法，其特征在于包括以下

3、步骤（1）胸苷3羟基的氧化在反应釜中投入溶剂二氯甲烷、5DMT胸苷和固相氧化剂，室温搅拌反应12H，过滤除去固相氧化剂，蒸干溶剂得粗产物，将粗产物溶于乙酸乙酯，使用饱和食盐水洗涤，有机相使用无水硫酸钠干燥后，蒸干溶剂得到产物5DMT3羰基胸苷，其中固相氧化剂为负载有氯铬酸吡啶嗡盐PCC的柱层析硅胶；（2）5DMT3羰基胸苷的氘代还原在反应釜中投入溶剂氘代甲醇、5DMT3羰基胸苷和硼氘化钠，于10温度搅拌反应10H，过滤除去不溶物，蒸干溶剂制得粗产物，粗产物使用石油醚乙酸乙酯柱层析分离得到产物5DMT3氘代胸苷；（3）5DMT3氘代胸苷的亚磷酰化在氮气保护下向反应釜中加入溶剂二氯甲烷、5DMT3

4、氘代胸苷、N,N二异丙基乙基胺和2氰乙基N,N二异丙基氯代亚磷酰胺，室温反应2H，加蒸干溶剂，氮气保护下使用正己烷乙酸乙酯柱层析得到产物氘代核苷亚磷酰胺单体。2根据权利要求1所述的氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法，其特征在于步骤（1）中所述的固相氧化剂的制备方法为在反应釜中加入溶剂二氯甲烷、氯铬酸吡啶嗡盐PCC和200300目柱层析硅胶，室温下搅拌3H，减压蒸馏除去溶剂二氯甲烷，得到固体氧化剂。3根据权利要求1所述的氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法，其特征在于所述的氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法中的主要反应方程式为。权利要求书CN104211741A1/4页3一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法技术

5、领域0001本发明属于核苷酸的化学合成技术领域，具体涉及一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法。背景技术0002氘代核苷是一类重要的制备功能性寡核苷酸的结构单元。氘化的核苷酸和核苷单元被用于合成链的RNA和DNA。在核磁共振实验研究中，其中一个单元非氘化，相邻单元氘代，氘化足够高可使氘化单元的谐振不重叠的非氘化单元共振，因此可以通过掺入氘代核苷的方法研究具有生物活性的DNA和RNA的高级结构（MANALOMN,PREZLM,LIWANGAHYDROGENBONDINGANDPIPIBASESTACKINGINTERACTIONSARECOUPLEDINDNA,ASSUGGESTEDBYCALCUL

6、ATEDANDEXPERIMENTALTRANSHBONDDEUTERIUMISOTOPESHIFTSJAMCHEMSOC2007,129,1129811299）。另一方面，CD键的的伸缩振动在红外光谱中处于2200CM1，有别于生物分子中其它官能团的红外吸收位移，因此被成功地用于蛋白质、核酸等生物分子的动力学研究探针（LBSAGLE,JZIMMERMANN,PEDAWSON,FEROMESBERG,AHIGHRESOLUTIONPROBEOFPROTEINFOLDINGJAMCHEMSOC2004,126,33843385BJZIMMERMANN,FEROMESBERG,CARBONDEUT

7、ERIUMBONDSASNONPERTURBATIVEINFRAREDPROBESOFPROTEINDYNAMICS,ELECTROSTATICS,HETEROGENEITY,ANDFOLDINGMETHODSMOLBIOL,2014,1084,101119）。氘代核苷酸与天然核苷酸具有近乎相同的空间结构，因此将氘代核苷酸掺入具有生理功能的核酸，不会破坏核酸的空间结构，而且可以利用CD键的特殊红外吸收波数研究功能核酸的动力学过程。发明内容0003本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单且成本低廉的以天然胸苷为原料的氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法。0004本发明的技术方案为一种氘代核苷亚磷酰胺单

8、体的合成方法，其特征在于包括以下步骤（1）胸苷3羟基的氧化在反应釜中投入溶剂二氯甲烷、5DMT胸苷和固相氧化剂，室温搅拌反应12H，过滤除去固相氧化剂，蒸干溶剂得粗产物，将粗产物溶于乙酸乙酯，使用饱和食盐水洗涤，有机相使用无水硫酸钠干燥后，蒸干溶剂得到产物5DMT3羰基胸苷，其中固相氧化剂为负载有氯铬酸吡啶嗡盐PCC的柱层析硅胶；（2）5DMT3羰基胸苷的氘代还原在反应釜中投入溶剂氘代甲醇、5DMT3羰基胸苷和硼氘化钠，于10温度搅拌反应10H，过滤除去不溶物，蒸干溶剂制得粗产物，粗产物使用石油醚乙酸乙酯柱层析分离得到产物5DMT3氘代胸苷；说明书CN104211741A2/4页4（3）5DM

9、T3氘代胸苷的亚磷酰化在氮气保护下向反应釜中加入溶剂二氯甲烷、5DMT3氘代胸苷、N,N二异丙基乙基胺和2氰乙基N,N二异丙基氯代亚磷酰胺，室温反应2H，加蒸干溶剂，氮气保护下使用正己烷乙酸乙酯柱层析得到产物氘代核苷亚磷酰胺单体。0005本发明步骤（1）中所述的固相氧化剂的制备方法为在反应釜中加入溶剂二氯甲烷、氯铬酸吡啶嗡盐PCC和200300目柱层析硅胶，室温下搅拌3H，减压蒸馏除去溶剂二氯甲烷，得到固体氧化剂。0006本发明所述的氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法中的主要反应方程式为。0007本发明具有以下有益效果（1）使用5DMT胸苷原料合成氘代核苷亚磷酰胺单体，原料易得，简化合成步骤，适用

10、于规模生产；（2）柱层析分离5DMT3羰基胸苷会导致产品分解，产物纯度降低，本发明使用固相氧化剂氧化5DMT胸苷，得到关键中间体5DMT3羰基胸苷产品纯度高，避免了柱层析分离过程，提高了产品纯度，降低了生产成本；（3）使用硼氘化钠在低温下还原5DMT3羰基胸苷能够立体选择性地生成5DMT3氘代胸苷，反应具有高氘代收率，可直接用于下一步反应；（4）使用1H核磁共振特征峰的方法检测反应氘代收率，检测方法简单快捷，便于反应过程的实时监控。具体实施方式0008以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于

11、本发明的范围。0009实施例15DMT3羰基胸苷的合成说明书CN104211741A3/4页5在200ML反应釜中投入100ML溶剂二氯甲烷，再加入10G固相氧化剂、55G5DMT胸苷，室温搅拌的条件下反应12H。过滤除去固体不溶物，蒸干溶剂得到粗产物。将粗产物溶于100ML乙酸乙酯中，使用50ML饱和食盐水洗涤3次。有机相使用无水硫酸钠干燥，过滤除去干燥剂，蒸干有机相，得到5DMT3羰基胸苷5G，收率为91，产品纯度大于96，直接用于下一步反应，合成过程中固体氧化剂的制备方法为在500ML反应釜中投入300ML溶剂二氯甲烷、26G氯铬酸吡啶嗡盐PCC和74G200300目柱层析硅胶，室温搅拌

12、3H，减压蒸馏除去溶剂二氯甲烷，得到10G固体氧化剂。00105DMT3羰基胸苷1HNMR905S,1H,774S,1H,734731M,11H,692690M,4H,667T,J7HZ,1H,425S,1H,387S,6H,373371M,1H,352350M,1H,318314M,1H,286280M,1H,140S,3HESIMS5431M1实施例25DMT3氘代胸苷的合成在50ML反应釜中投入15G5DMT3羰基胸苷、1G硼氘化钠和10ML溶剂氘代甲醇，于10温度反应10H。过滤除去不溶物，蒸馏回收氘代甲醇。粗产物使用石油醚乙酸乙酯柱层析分离，得到5DMT3氘代胸苷08G，氘代收率通过

13、核磁共振氢谱中1氢和3位残留氢的比值计算，为96。00115DMT3氘代胸苷RF055MEOH/CH2CL21HNMR767768M,1H,748729M,10H,692690M,4H,652649M,1H,415T,J5HZ,1H,386S,6H,335345M,2H,252248M,1H,240236M,1H,154S,3HESIMS5465M1实施例35DMT3氘代胸苷亚磷酰胺及寡核苷酸的制备在100ML反应釜中投入60ML溶剂二氯甲烷，再加入32G5DMT3氘代胸苷、26MLN,N二异丙基乙基胺和3ML2氰乙基N,N二异丙基氯代亚磷酰胺，室温反应2H，加蒸干溶剂。氮气保护下，使用正己烷

14、乙酸乙酯柱层析，得到产物为白色泡状固体65G。所获得的白色泡状固体5DMT3氘代胸苷亚磷酰胺直接用于DNA固相合成寡核苷酸。说明书CN104211741A4/4页600125DMT3氘代胸苷亚磷酰胺RF065631NC6H14/ETOAC/ET3N1HNMR400MHZ,CDCL3767BR,06H,DISASTEREOMER1,762BR,04H,DISASTEREOMER2748741M,2H,736730M,7H,687M,4H,644M,1H,421S,06H,DISASTEREOMER1,416S,04H,DISASTEREOMER1,383S,3H,382S,3H,368350M,5H,348M,1H,335M,1H,265M,1H,245M,1H,235M,1H,220M,2H,146M,3H,122117M,12H31PNMR1491S,1487S以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围。说明书CN104211741A