新型類嘌呤脫氧核糖核苷類化合物的合成

郭曉河，李玉江，陶 樂，王 強(qiáng)，董黎紅

（河南省科學(xué)院 高新技術(shù)研究中心，河南 鄭州 475001）

乙型病毒性肝炎是由乙肝病毒（HBV）引起的、以肝臟炎性病變?yōu)橹?，并可引起多器官損害的一種疾病.乙肝廣泛流行于世界各國，主要侵犯兒童及青壯年，少數(shù)患者可轉(zhuǎn)化為肝硬化或肝癌［1］.因此，它已成為嚴(yán)重威脅人類健康的世界性疾病，也是我國當(dāng)前流行最為廣泛、危害性最嚴(yán)重的疾病之一.我國約有1.2億人口為乙肝病毒攜帶者，其中約有10%發(fā)展為慢性乙型肝炎［2-3］.核苷類和嘌呤核糖核苷及其類似物在抗病毒方面起著極其重要的作用，已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點［4-7］.隨著核苷類似物的廣泛應(yīng)用，其抗HBV功效已在臨床獲得證實，但耐藥變異仍是目前面臨的最大難題.但這些藥物均存在一定的缺陷，一方面是藥效有限；另一方面是長期服用有嚴(yán)重的毒副作用.近年來，雖篩選出一些選擇性較高的抗病毒藥，但它們的抗病毒譜較窄，遠(yuǎn)不能滿足臨床需要.為了發(fā)現(xiàn)更有效的核苷類抗病毒藥物，人們對核苷類化合物進(jìn)行了不同的結(jié)構(gòu)修飾，其中類嘌呤核糖核苷就是其中的一類.本文作者對新型類嘌呤核糖核苷類化合物（2）的合成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

質(zhì)譜儀為高分辨質(zhì)譜儀Bruker microTOFQII；核磁共振波譜儀為Agilent-NMR-vnmrs400型，TMS為內(nèi)標(biāo)，試劑均為國產(chǎn)市售.

1.2 中間體及產(chǎn)物的合成

合成路線如圖1.

圖1 新型類嘌呤脫氧核糖核苷類化合物的合成Fig.1 Synthetic routes of novel analogy purine deoxy nucleoside ribose

1.2.1 4-氯-9-（2′-脫氧-2′-β-氟-3′，5′-二-O-苯甲?；?β-D-呋喃糖基）吡咯［2，3-d］嘧啶（1）的合成

按文獻(xiàn)［8］的方法制備.

1.2.2 新型類嘌呤脫氧核糖核苷類化合物（2a，2b，2c，2d，2e，2f，2g）的合成

在50mL密閉反應(yīng)器中依次加入4-氯-9-（2′-脫氧-2′-β-氟-3′，5′-二-O-苯甲酰基-β-D-呋喃糖基）吡咯［2，3-d］嘧啶（1）、相應(yīng)的有機(jī)胺（R1NH2）和溶劑，在90℃密閉高壓下反應(yīng)12h，蒸干；加入氨甲醇，繼續(xù)反應(yīng)8h，處理得到相應(yīng)的化合物2.

4-乙胺基-9-（2′-脫氧-2′-β-氟-β-D-呋喃糖基）吡咯［2，3-d］嘧啶（2a）

經(jīng)二氯甲烷與甲醇的混合溶劑（V二氯甲烷∶V甲醇＝13∶1）洗脫，柱層析分離，得到白色泡沫狀化合物（2a）（0.17g，0.59mmol），收率：99.7%.HRMS：297.135 7［M＋H］＋；1H NMR（DMSO，400MHz）δ：8.14（s，1H，2-H），7.55～7.53（m，1H，HNHCH2CH3），7.25～7.24（m，1H，8-H），6.63～6.62（m，1H，7-H），6.57～6.52（m，1H，1′-H），5.89～5.88（m，1H，O-H），5.15～5.05（m，1H，3′-H），5.04～5.00（m，1H，O-H），4.37～4.32（m，1H，2′-H），3.79～3.78（m，1H，4′-H），3.65～3.63（m，2H，5′-H），3.59～3.47（m，2H，HNCH2），1.12～1.17（m，3H，H-NCH2CH3）.

4-（3-氨甲基吡啶）-9-（2′-脫氧-2′-β-氟-β-D-呋喃糖基）吡咯［2，3-d］嘧啶（2b）

經(jīng)洗脫劑（V二氯甲烷∶V甲醇＝20∶1，V二氯甲烷∶V甲醇＝3∶1（2%三乙胺），V乙酸乙酯∶V甲醇＝10∶1）梯度洗脫，柱層析分離得到白色泡沫狀化合物（2b）（0.14g，0.28mmol），收率：47.2%.HRMS：360.147 2［M＋H］＋；1H NMR（DMSO，400 MHz）δ：8.58（s，1H，2-H），8.45～8.44（m，1H，N-H），8.18～8.17（m，1H，8-H），8.16～8.15（m，1H，Py-H），7.74～7.73（m，1H，Py-H），7.31～7.30（m，2H，Py-H），6.67～6.66（m，1H，7-H），6.54～6.53（m，1H，1′-H），5.89～5.88（m，1H，O-H），5.16～5.15（m，1H，O-H），5.03～5.02（m，1H，3′-H），4.74～4.71（m，2H，H-CH2-Py），4.38～4.32（m，1H，4′-H），3.79～3.78（m，1H，2′-H），3.64～3.59（m，2H，5′-H）.

4-（3-甲氧基丙胺基）-9-（2′-脫氧-2′-β-氟-β-D-呋喃糖基）吡咯［2，3-d］嘧啶（2c）

經(jīng)二氯甲烷與甲醇的混合溶劑（V二氯甲烷∶V甲醇＝10∶1）洗脫，柱層析分離提純，得到白色泡沫狀化合物（2c）（0.21g，0.62mmol），收率：96.6%.HRMS：341.162 0［M＋H］＋；1H NMR（DMSO，400MHz）δ：8.14（s，1H，2-H），7.56（br s，1H，N-H），7.26～7.25（m，1H，8-H），6.64～6.63（m，1H，7-H），6.57～6.56（m，1H，1′-H），5.89～5.88（m，1H，O-H），5.15～5.00（m，1H，3′-H），5.07～5.04（m，1H，O-H），4.38～4.32（m，1H，4′-H），3.79～3.78（m，1H，2′-H），3.64～3.61（m，2H，5′-H），3.51～3.48（m，2H，CH2-H），3.40～3.38（m，2H，CH2-H），3.36～3.35（m，3H，CH2-H），1.85～1.79（m，2H，CH2-H）.

4-甲胺基-9-（2′-脫氧-2′-β-氟-β-D-呋喃糖基）吡咯［2，3-d］嘧啶（2d）

經(jīng)二氯甲烷與甲醇的混合溶劑（V二氯甲烷∶V甲醇＝10∶1）洗脫，柱層析分離提純，得到白色泡沫狀化合物（2d）（0.17g，0.59mmol），收率：91.1%.HRMS：283.121 0［M＋H］＋；1H NMR（DMSO，400MHz）δ：8.16（s，1H，2-H），7.55～7.54（m，1H，N-H），7.26～7.24（m，1H，8-H），6.60～6.59（m，1H，7-H），6.58～6.52（m，1H，1′-H），5.89～5.88（m，1H，O-H），5.15～5.00（m，1H，3′-H），5.05～5.02（m，1H，O-H），4.38～4.32（m，1H，4′-H），3.79～3.78（m，1H，2′-H），3.64～3.61（m，2H，5′-H），2.96～2.95（m，3H，CH3-H）.

4-乙二胺基-9-（2′-脫氧-2′-β-氟-β-D-呋喃糖基）吡咯［2，3-d］嘧啶（2e）

經(jīng)二氯甲烷與甲醇的混合溶劑（V二氯甲烷∶V甲醇＝5∶1）洗脫，后用含2%三乙胺的二氯甲烷與甲醇的混合溶劑（5∶1，體積比）洗脫，柱層析分離得到白色泡沫狀化合物（2e）（0.17g，0.54mmol），收率：88.4%.HRMS：312.146 6［M＋H］＋；1H NMR（DMSO，400MHz）δ：8.13（s，1H，2-H），7.59（br s，1H，N-H），7.26～7.25（m，1H，8-H），6.65～6.64（m，1H，8-H），6.57～6.52（m，1H，1′-H），5.15～5.13（m，1H，O-H），5.01～4.99（m，1H，3′-H），4.38～4.31（m，1H，4′-H），3.79～3.77（m，1H，2′-H），3.64～3.60（m，2H，5′-H），3.49～3.46（m，2H，H-CH2NH2），2.78～2.75（m，2H，H-NHCH2）.

4-（N，N-二甲基乙二胺基）-9-（2′-脫氧-2′-β-氟-β-D-呋喃糖基）吡咯［2，3-d］嘧啶（2f）

經(jīng)二氯甲烷與甲醇的混合溶劑（V二氯甲烷∶V甲醇＝10∶1）洗脫，后用含2%三乙胺的二氯甲烷與甲醇的混合溶劑（3∶1，體積比）沖洗，柱層析分離得到白色泡沫狀化合物（2f）（0.20g，0.56mmol），收率：92.1%.HRMS：340.178 0［M＋H］＋；1H NMR（DMSO，400MHz）δ：8.21（s，1H，2-H），8.01（br s，1H，N-H），7.31（br s，1H，8-H），6.71～6.70（m，1H，7-H），6.58～6.54（m，1H，1′-H），5.96～5.95（m，1H，O-H），5.16～5.03（m，1H，3′-H），5.09（m，1H，O-H），4.39～4.33（m，1H，4′-H），3.82～3.81（m，1H，2′-H），3.80～3.79（m，2H，5′-H），3.64～3.61（m，2H，HNHCH2），3.26～3.23（m，2H，H-CH2N（CH3）2），2.77（s，6H，H-（CH3）2）.

4-環(huán)丙胺基-9-（2′-脫氧-2′-β-氟-β-D-呋喃糖基）吡咯［2，3-d］嘧啶（2g）

經(jīng)二氯甲烷與甲醇的混合溶劑（V二氯甲烷∶V甲醇＝10∶1）洗脫，柱層析分離得到白色泡沫狀化合物（2g）（0.17g，0.54mmol），收率：83.9%.HRMS：309.135 7［M＋H］＋；1H NMR（DMSO，400 MHz）δ：8.16（s，1H，2-H），7.68（br s，1H，NH），7.27（br s，1H，8-H），6.68（br s，1H，7-H），6.59～6.54（m，1H，1′-H），5.89～5.88（m，1H，O-H），5.15～5.01（m，1H，3′-H），5.07～5.04（m，1H，O-H），4.38～4.32（m，1H，4′-H），3.79～3.78（m，1H，2′-H），3.65～3.62（m，2H，5′-H），2.92～2.90（m，1H，H-NHCH（CH2）2），0.78～0.77（m，2H，H-NH-CH（CH2）2），0.56～0.55（m，2H，H-NH-CH（CH2）2）.

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)機(jī)理的討論

呋喃糖基于雜嘌呤堿基進(jìn)行糖苷化反應(yīng)時，利用嘌呤類具有一定酸性性質(zhì)的雜環(huán)體系在乙腈中與NaH作用形成相對應(yīng)的鈉鹽，再與3，5-二-O-苯甲酰 基-2-脫 氧-2-氟-1-溴-α-D-核糖發(fā)生一個主要以SN2的取代反應(yīng)得到相應(yīng)的β-核苷［9-10］.如果在乙腈中與NaOH和NaOMe作用，類嘌呤的9位H不能與NaOH和NaOMe作用生成相應(yīng)的鈉鹽（圖2）.

圖2 化合物1的合成反應(yīng)機(jī)理Fig.2 The synthetic mechanism of the compound 1

2.2 反應(yīng)條件的討論

在合成2的過程中，反應(yīng)溶劑對合成2的影響很大，經(jīng)過多次驗證和探索發(fā)現(xiàn)，在采用低沸點溶劑二氯甲烷和氯仿時，由于這兩個溶劑沸點低，即使采用沸騰密閉反應(yīng)，整個反應(yīng)體系能量達(dá)不到有機(jī)胺與氯的反應(yīng)活化能，所以化合物1的4位Cl與相應(yīng)的胺基化合物不能反應(yīng)合成相應(yīng)的2a，2b，2c，2d，2e，2f，2g；采用高沸點溶劑甲醇，即使采用沸騰密閉反應(yīng)，整個反應(yīng)體系能量仍然達(dá)不到有機(jī)胺與氯的反應(yīng)活化能，化合物1的4位Cl與相應(yīng)的胺基化合物不能反應(yīng)合成相應(yīng)的2a，2b，2c，2e，2f，2g，但是在該條件下，反應(yīng)的有機(jī)胺如果是甲胺，則達(dá)到了反應(yīng)的活化能，2d可以被合成出來；采用四氫呋喃做溶劑，化合物1的4位Cl與相應(yīng)的胺基化合物反應(yīng)能夠合成出相應(yīng)的2a，2b，2c，2e，2f，2g，但是2d不能合成出來，這可能是因為四氫呋喃的沸點雖然與甲醇的相差不大，但在該條件達(dá)不到反應(yīng)物的反應(yīng)活化能，仍然不能發(fā)生反應(yīng).然而，反應(yīng)機(jī)理有待進(jìn)一步研究.

其他條件相同，在室溫常壓下反應(yīng)，沒有化合物2的生成；密閉高壓下反應(yīng)，加熱回流，可以得到化合物2，反應(yīng)可以進(jìn)行.

3 結(jié)論

以1，3，5-三-O-苯甲酰基-2-脫氧-2-β-氟-α-D-核糖為原料，通過溴代、與4-氯吡咯［2，3-d］嘧啶的鈉鹽偶合、4-氯的氨基化等反應(yīng)，合成了一系列具有新型結(jié)構(gòu)的4-取代-9-（2′-脫氧-2′-β-氟-β-D-呋喃糖基）吡咯［2，3-d］嘧啶類化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)經(jīng)核磁共振、高分辨率質(zhì)譜分析確證.對反應(yīng)條件和反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了初步探討，而對所合成化合物的抗乙肝病毒的生物活性研究尚在進(jìn)行中.

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