D-1′-脫氧-2′-異腺苷的合成研究

朱云龍 唐 杰 肖偉洪 丁海新*

(1.江西科技師范大學(xué)有機(jī)功能分子研究所，江西 南昌 330013；2.江西省有機(jī)功能分子重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330013)

異核苷是一類新型的核苷類似物，是天然核苷的堿基位移到糖環(huán)的2′或3′位，由于沒(méi)有天然核苷那樣的縮醛結(jié)構(gòu)，因而具有較好的耐酸和耐酶解穩(wěn)定性。這種獨(dú)特的性質(zhì)及與天然核苷結(jié)構(gòu)的相似性使得異核苷具有重要的研究?jī)r(jià)值和潛在的應(yīng)用前景[1-3]。已有的研究結(jié)果表明一些異核苷具有較強(qiáng)的抗病毒活性[4-5]，如D-1′-脫氧-2′-異腺苷對(duì)單純皰疹病毒HSV-1、HSV-2具有良好的抑菌活性[6]，L-1′，3′-雙脫氧-2′-異腺苷能夠有效抑制HIV活性[7]。異核苷化合物由于其糖苷鍵位置從反應(yīng)活性活潑的C-1位轉(zhuǎn)移到反應(yīng)活性較低的C-2位，使其合成難度加大。因此，如何簡(jiǎn)潔、高效地合成該類化合物從而促進(jìn)其生物學(xué)研究是亟需解決的問(wèn)題。

本文以四乙酰核糖為原料，經(jīng)過(guò)四步反應(yīng)得到糖基前體3，5-O-二芐基-1-脫氧-D-核糖(圖1)，通過(guò)對(duì)2位離去基團(tuán)和反應(yīng)條件的優(yōu)化，最后經(jīng)7步反應(yīng)以55.4%的總產(chǎn)率得到D-腺嘌呤異核苷，操作簡(jiǎn)便，易于分離，產(chǎn)率高，較之前的反應(yīng)效果具有明顯的改善。

反應(yīng)條件：a)I2，CH3COCH3，r.t.，3h；b)K2CO3，MeOH，r.t.，2h，85%；c)NaH，BrBn，DMF，r.t.，4h，98%；d)Et3SiH，TMSOTf，DCM，r.t.，4h，80%；e)MsCl，Et3N，CH2Cl2，r.t.，4h，98%；f)Adenosine，K2CO3，18-Crown-6，DMF，110℃，10h，85%；g)BCl3，CH2Cl2，-20℃，10h，98%.圖1 D-1′-脫氧-2′-異腺苷的合成路線

一、實(shí)驗(yàn)部分

(一)主要試劑和儀器

DMF、二氯甲烷、THF等溶劑均直接采購(gòu)于北京東方龍順試劑公司，實(shí)驗(yàn)所用柱層析硅膠(200-300目)采購(gòu)自青島海洋化工廠，薄層硅膠板(GF254)采購(gòu)于煙臺(tái)江友硅膠開(kāi)發(fā)有限公司，其他的試劑均采購(gòu)于北京伊諾凱試劑公司。

核磁共振譜采用Bruker AV400型核磁共振儀，氘代氯仿和氘代二甲基亞砜為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo)，熔點(diǎn)測(cè)定采用X-4數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測(cè)定儀，旋光測(cè)定采用Autopol IV-T A21200-T 型高精度全自動(dòng)數(shù)字式旋光儀，高分辨數(shù)據(jù)測(cè)定采用Amazon SL型離子阱電噴霧質(zhì)譜儀。

(二)實(shí)驗(yàn)步驟

1、1，2-O-亞異丙基-D-核糖(3)的合成

將β-D-四乙酰核糖1(10.0g，31.4mmol)加入到丙酮(100mL)中并使其溶解，并常溫下加入碘(0.5g，2mmol)，抽真空，充氬氣保護(hù)，室溫下反應(yīng)3h，TLC確定反應(yīng)完全后，加入50mL的NaS2O3(3g，19mmol)溶液來(lái)淬滅反應(yīng)，減壓蒸去溶劑，加入蒸餾水(200mL)，使用二氯甲烷(200mL ×3)進(jìn)行萃取，合并有機(jī)相，分別用飽和的碳酸氫鈉溶液(200mL)和飽和的食鹽水(200mL)洗，有機(jī)相減壓旋干，剩余物溶解在甲醇(100mL)中，加入K2CO3(0.5g，3.6mmol)，室溫下攪拌2h，TLC確定反應(yīng)完全后，減壓旋干，剩余物進(jìn)行柱層析純化，最后得到白色固體5.1g，兩步產(chǎn)率為85%。m.p.89-91℃，[α]=+62.3(c 0.1，CH3OH)。

1H NMR(400 MHz，DMSO)δ 5.64(d，J=3.7 Hz，1H)，4.97(d，J=6.7 Hz，1H)，4.64(t，J=5.7 Hz，1H)，4.43(t，J=3.9 Hz，1H)，3.77-3.57(m，3H)，3.43-3.36(m，1H)，1.43(s，3H)，1.26(s，3H).

13C NMR(101 MHz，DMSO)δ 111.7，103.8，80.8，79.6，71.0，60.7，27.1，26.9.

HRMS(ESI+)：m/z calcd for：C8H14O5[M+Na]+：217.0733，found：217.0733.

3、3，5-O-二芐基-1，2-O-亞異丙基-D-核糖(4)的合成

將上步得到的1，2-O-亞異丙基-D-核糖(20.0g，105.2mmol)加入到DMF中，冰浴0.5h后加入NaH(12.7g(含60%，315.5mmol)，室溫反應(yīng)2h后，再重新冰浴0.5h后緩慢滴加芐溴(39.6g，231.3mmol)，室溫下繼續(xù)反應(yīng)6h。TLC確定反應(yīng)完全后，加入冰水(200mL)淬滅，用二氯甲烷進(jìn)行萃取(250mL ×3)，合并有機(jī)相用飽和的食鹽水(200mL)洗，減壓旋干，剩余物進(jìn)行柱層析，得到淡黃色油狀液體38.3g產(chǎn)率為98%。[α]=+57.7(c 0.1，CH2Cl2)。

1H NMR(400 MHz，DMSO)δ 7.44-7.19(m，10H)，5.73(d，J=3.7 Hz，1H)，4.71(t，J=4.1 Hz，1H)，4.65(d，J=11.9 Hz，1H)，4.53-4.42(m，1H)，4.00(ddd，J=9.1，5.0，1.9 Hz，1H)，3.74(dd，J=9.2，4.4 Hz，1H)，3.65(dd，J=11.2，1.9 Hz，1H)，3.47(ddd，J=12.1，9.1，5.1 Hz，1H)，1.45(s，1H)，1.29(s，1H).

13C NMR(101 MHz，DMSO)δ 138.7，138.4，128.7，128.7，128.1，128.0，127.9，112.2，104.3，77.9，77.8，76.9，72.8，71.4，69.2，27.1，26.9.

HRMS(ESI+)：m/z calcd for：C22H26O5[M+Na]+：393.1673，found：393.1672.

4、3，5-O-二芐基-1-脫氧-D-核糖的(5)合成

將3，5-O-二芐基-1，2-O-亞異丙基-D-核糖(10.0g，27mmol)加入到精制的二氯甲烷(200mL)中并使其溶解，加入三乙基硅烷(15.7g，134.98mmol)，冰浴的條件下緩慢滴入TMSOTf(12g，53.99mmol)，室溫下反應(yīng)4h，TLC確定反應(yīng)完全后，加入冰水(200mL)淬滅，用二氯甲烷(100mL ×3)進(jìn)行萃取，合并有機(jī)相分別用飽和的碳酸氫鈉溶液(150mL)和飽和的食鹽水(150mL)，減壓旋干，剩余物進(jìn)行柱層析，得到淡黃色油狀液體6.8g，產(chǎn)率為80.1%。[α]=+47.6(c 0.1，CH2Cl2)。

1H NMR(400 MHz，DMSO)δ 7.42-7.08(m，10H)，4.92(d，J=5.3 Hz，1H)，4.69(d，J=12.0 Hz，1H)，4.52-4.43(m，1H)，4.26-4.17(m，1H)，3.94(d，J=7.1 Hz，1H)，3.90-3.84(m，1H)，3.80-3.70(m，1H)，3.61(dd，J=9.2，3.1 Hz，1H)，3.54(dd，J=10.7，2.7 Hz，1H)，3.44(dd，J=10.7，5.2 Hz，1H).

13C NMR(101 MHz，DMSO)δ 138.9，138.8，128.7，128.6，128.1，127.9，127.8，79.9，79.8，73.3，72.8，71.4，71.0，69.3.

HRMS(ESI+)：m/z calcd for：C19H26O4[M+Na]+：337.1410，found：337.1416.

5、3，5-O-二芐基-2-甲磺?；?1-脫氧-D-核糖(6)的合成

將3，5-O-二芐基-1-脫氧-D-核糖(10.0g，31.8mmol)加入到精制二氯甲烷中，再加入精制的三乙胺(44mL，318mmol)，抽真空，充氬氣保護(hù)，在冰浴的條件下加入甲磺酰氯(4.37g，38.2mmol)，室溫下反應(yīng)4h，TLC確定反應(yīng)完全后，加入冰水(100mL)淬滅，用二氯甲烷(100mL ×3)進(jìn)行萃取，合并有機(jī)相分別用飽和的碳酸氫鈉溶液(100mL)和飽和的食鹽水(100mL)洗，減壓旋干，剩余物進(jìn)行柱層析，得到白色粉狀固體14.7g，產(chǎn)率為98%。m.p. 70-71℃，[α]=+92.9(c 0.1，CH2Cl2)。

1H NMR(400 MHz，CDCl3)δ 7.43-7.23(m，10H)，5.29(td，J=4.3，2.3 Hz，1H)，4.74(d，J=11.4 Hz，1H)，4.52(dt，J=12.0，10.9 Hz，3H)，4.24-3.99(m，4H)，3.70(dd，J=10.8，2.6 Hz，1H)，3.53(dd，J=10.8，3.8 Hz，1H)，3.05(s，3H).

13C NMR(101 MHz，CDCl3)δ 138.1，137.2，128.7，128.6，128.3，128.3，127.9，127.9，79.6，77.9，77.8，73.7，73.1，71.3，69.2，39.1.

HRMS(ESI+)：m/z calcd for：C20H24O6S[M+H]+：415.1185，found：415.1174.

6、D-3′，5′-O-二芐基-1′-脫氧-2′-核糖異腺苷(7)的合成

將3，5-O-二芐基-2-甲磺?；?1-脫氧-D-核糖(5g，12.7mmol)，腺嘌呤(3.5g，25.5mmol)，K2CO3(3.5g，25.5mmol)，18-冠醚(13.5g，51.0mmol)分別加入到精制的DMF(100mL)，抽真空，充氬氣保護(hù)，移入到110℃油浴中反應(yīng)10h，TLC確定反應(yīng)完全后，加入水(200mL)淬滅，用二氯甲烷(100mL ×3)進(jìn)行萃取，合并有機(jī)相用水(200mL ×3)洗，再用飽和的食鹽水(100mL)洗，減壓旋干，剩余物進(jìn)行柱層析，得到白色固體4.7g，產(chǎn)率為85%。m.p.135-136 ℃，[α]=+51.6(c 0.1，CH2Cl2)。

1H NMR(400 MHz，DMSO)δ 8.21(s，1H)，8.10(s，1H)，7.38-7.18(m，12H)，5.14(dt，J=5.9，3.0 Hz，1H)，4.72(d，J=12.0 Hz，1H)，4.57(d，J=12.0 Hz，1H)，4.52-4.40(m，2H)，4.35(dd，J=10.2，3.1 Hz，1H)，4.25-4.12(m，2H)，4.02(q，J=4.8 Hz，1H)，3.66-3.54(m，2H).

13C NMR(101 MHz，DMSO)δ 156.5，153.0，149.7，139.1，138.5，138.1，128.7，128.1，127.9，127.8，119.3，85.0，83.7，72.8，71.7，70.6，69.8，59.9.

HRMS(ESI+)：m/z calcd for：C24H25N5O3[M+Na]+：454.1855，found：454.1857.

8、D-1′-脫氧-2′-核糖異腺苷(8)的合成

將得到的3′，5′-O-二芐基-1′-脫氧-2′-核糖異腺苷(2.0g，4.6mmol)加入到精制的二氯甲烷(20mL)中，抽真空，充氬氣保護(hù)，放入低溫槽將溫度調(diào)至零下60℃，0.5h后，加入三氯化硼的二氯甲烷溶液(1M)(18.4mL，18.4mmol)，在零下60℃反應(yīng)2h后，再把低溫槽的溫度調(diào)為零下20℃，低溫反應(yīng)6h，然后再向反應(yīng)溶液中加入甲醇(30mL)，室溫?cái)嚢?h，后減壓旋干，剩余物進(jìn)行柱層析純化，最后得到白色固體1.14g，產(chǎn)率為98%。m.p. 222-224 ℃，[α]=-18.1(c 0.1，CH3OH)。

1H NMR(400 MHz，DMSO)δ 8.20(s，1H)，8.16(d，J=5.7 Hz，1H)，7.28(s，2H)，5.81(s，1H)，5.18-4.68(m，2H)，4.50-4.33(m，1H)，4.13(ddd，J=14.5，9.6，5.8 Hz，2H)，3.75-3.66(m，1H)，3.58(ddd，J=16.9，12.0，4.0 Hz，2H).

13C NMR(101 MHz，DMSO)δ 156.5，152.9，149.9，139.7，119.2，86.4，76.2，70.1，62.4，61.4.

HRMS(ESI+)：m/z calcd for：C10H14N5O3[M+H]+：252.1091，found：252.1094.

二、結(jié)果與討論

本文的關(guān)鍵在于利用親核取代反應(yīng)并對(duì)反應(yīng)進(jìn)行不斷優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)糖基前體和修飾堿基的偶聯(lián)，在實(shí)際的合成中發(fā)現(xiàn)，3，5-O-二芐基-2-甲磺?；?D-核糖作為糖基前體和堿基發(fā)生親核取代反應(yīng)的效果很好，可以以較高產(chǎn)率得到預(yù)期的目標(biāo)產(chǎn)物，反應(yīng)選擇性較高，操作簡(jiǎn)便，后處理簡(jiǎn)單，較之前文獻(xiàn)報(bào)道的反應(yīng)效果具有明顯的改善。

*基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金(No.21462019 and No.21676131)、江西省自然科學(xué)基金(20143ACB20012)。

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