8-取代-N6-甲基-4′-疊氮-阿糖腺苷類化合物的合成

郭曉河，陶 樂，李玉江，王 強，董黎紅

(河南省科學(xué)院 高新技術(shù)研究中心,河南 鄭州 450002)

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8-取代-N6-甲基-4′-疊氮-阿糖腺苷類化合物的合成

郭曉河*，陶 樂，李玉江，王 強，董黎紅

(河南省科學(xué)院 高新技術(shù)研究中心,河南 鄭州 450002)

以腺苷為起始原料，依次進行碘代、成雙鍵、疊氮化、羥基和氨基的保護、脫碘、羥基和氨基的脫保護、Dimorth 重排、8-位鹵化和甲基化等反應(yīng)制得8-取代-N6-甲基-4′-疊氮-阿糖腺苷類化合物，并經(jīng)1HNMR、MS確證結(jié)構(gòu)．

8-取代；N6-甲基；4′-疊氮；阿糖腺苷；合成

阿糖腺苷在醫(yī)藥領(lǐng)域是一種良好的抗病毒藥[1-5]，具有廣譜抗病毒活性, 對皰疹病毒及帶狀皰疹病毒作用最強，對水痘帶狀皰疹病毒、牛痘病毒、乙肝病毒次之，對腺病毒、偽狂犬病毒和一些RNA腫瘤病毒有效也是合并開發(fā)新的抗乙肝、抗艾滋病、抗腫瘤等病的治療藥的起始原料．通過對阿糖腺苷的結(jié)構(gòu)改造，期望發(fā)現(xiàn)新的抗病毒、抗腫瘤等活性的先導(dǎo)化合物，豐富核苷類化合物的化合物庫．最近，越來越多的研究表明，8-取代腺苷類化合物具有良好的生物活性[6]， 但是由于它們在體內(nèi)易被脫氨酶水解生成肌苷類似物而失活，因此對該類化合物進行一定的結(jié)構(gòu)修飾是非常必要的．合成新型結(jié)構(gòu)的核苷類化合物是當(dāng)前核酸藥物化學(xué)中難點與熱點之一．近一個世紀以來，抗病毒和抗癌癥的藥物治療取得了顯著成績，開發(fā)出了很多種藥物，有效的延長了患者的生命或提高了患者的生存質(zhì)量，但大多數(shù)藥物為細胞毒藥物，選擇性不高且存在耐藥性問題，因此抗各類病毒和抗腫瘤的藥物研究和開發(fā)仍面臨巨大挑戰(zhàn)，藥物的研究依然是醫(yī)藥領(lǐng)域的重要任務(wù)之一．為了提高患者治療的療效，取得新的突破性進展，設(shè)計更加有效的藥物是迫在眉睫的問題．

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 micro TOF-Qii; 核磁共振波譜儀為Agilent-NMR-vnmrs400型，TMS為內(nèi)標，試劑均為國產(chǎn)市售．

1.2 中間體與產(chǎn)物的合成

合成路線如圖1．

1.2.1 5′-脫氧-5′-碘-腺苷(2)的合成

取腺苷(1)(26.7 g,0.1 mol)溶于吡啶(200 mL)，加入三苯基膦(40.1 g, 0.15 mol)，溶液冷至0 ℃，慢慢加入碘(37.4 g,0.15 mol)，室溫繼續(xù)攪拌反應(yīng)2 h，加入飽和亞硫酸鈉(200 mL)，乙酸乙酯萃取(3×200 mL)，無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮，得到粘稠狀物加入二氯甲烷(100 mL)，攪拌過夜，析出微黃色固體2(40.6 g, 90.0%)．8.38(s,1H,2-H),8.16(s,1H,8-H),7.32 (br s, 2H,-NH2, D2O交換消失),5.92～5.93 (d,J=5.8Hz, 1H,1′-H), 5.60,5.49(-OH,D2O交換消失), 4.81～4.82(d, J=5.3,1H,2′-H),4.17～4.18(d,J=3.7 Hz, 1H, 3′-H), 3.99～4.00(d,J=3.4 Hz,1H,4′-H),3.45～3.64(m,2H,5′-H).MS:m/z=399.987 8(M+Na)+．

1.2.2 1-(5-脫氧-β-D-赤—戊-4-烯呋喃基)-腺嘌呤(3)的合成

取2(30.0 g,79.6 mmol)，加入甲醇(250 mL)，然后加入甲醇鈉(17.2 g, 318 mmol)，回流反應(yīng)4～6 h后，冷至室溫，慢慢加入稀鹽酸(2 mol/L)中和至pH=7～8，乙酸乙酯萃取(6×500 mL)，合并有機相無水硫酸鈉干燥，過濾，減壓濃縮至干，過快速柱(二氯甲烷∶甲醇=10∶1)得到白色固體3(17.1 g, 86.0%)．8.38(s,1H,2-H),8.16(s,1H,8-H),7.36(brs,2H,-NH2,D2O交換消失), 6.16～6.17 (d,J=5.2 Hz,1H,1′-H), 5.70,5.56(-OH,D2O交換消失), 4.82～4.86(m,1H,2′-H), 4.71～4.73 (m,1H,3′-H), 4.21～4.31(m,2H,5′-H)，MS:m/z=250.0940(M+H)+．

圖1 10,11,12的合成路線

1.2.3 4′-疊氮-5′-脫氧-5′-碘-腺苷(4)的合成

疊氮鈉(19.6 g,300.1 mmol)溶于四氫呋喃(100 mL)，冰浴條件下慢慢加入氯化碘(24.4 g,150.0 mmol)，反應(yīng)0.5 h后，3(17.0 g,68.2 mmol)溶于四氫呋喃(200 mL)小心倒入上述反應(yīng)液中，室溫攪拌反應(yīng)過夜，反應(yīng)完全后加入飽和亞硫酸氫鈉飽和溶液到上述反應(yīng)液中，二氯甲烷萃取(3×300 mL)，合并有機相無水硫酸鈉干燥，過濾，減壓濃縮至干，柱層析(體積比二氯甲烷∶甲醇∶三乙胺=100∶10∶1)，得到黃色固體4(25.0 g,88.0%)．8.48(s,1H,2-H), 8.17 (s,1H, 8-H), 7.36(br s,2H,-NH2,D2O交換消失), 6.17～6.19 (d,J=7.2 Hz,1H,1′-H), 6.311, 5.81(-OH, D2O交換消失), 5.14～5.15(m,1H,2′-H), 4.49～4.51(m,1H,3′-H), 3.55～3.60(m, 2H, 5′-H).MS:m/z=419.007 1(M+H)+．

1.2.4 N-苯甲酰基-2′，3′-二-O-苯甲酰基-4′-疊氮-5′-脫氧-5′-碘-腺苷(5)的合成

取4(24.0 g,57.0 mmol)溶于無水二氯甲烷(300 mL)，加入三乙胺(80 mL)和DMAP(1.0 g)，冰浴10 min后，滴加苯甲酰氯(48 mL)，繼續(xù)攪拌5 min，反應(yīng)完全后，在反應(yīng)液中加入飽和碳酸氫鈉，二氯甲烷萃取(3×200 mL)，合并有機相，無水硫酸鈉干燥，過濾，減壓蒸干得到5(34.0 g, 81.0 %)． 8.52(s,1H,2-H), 8.20(s,1H,8-H), 7.86(br s,H,-NH,D2O交換消失), 7.42～7.63 (m,6H,-Ar), 7.27～7.40(m,3H,-Ar), 6.96～7.19(m,6H,-Ar), 6.49～6.51(d,J=6.8 Hz, 1H, 1′-H), 5.48～5.50 (m,1H,2′-H), 4.69～4.71 (m, 1H,3′-H), 3.65～3.72(m,2H,5′-H).MS:m/z= 753.067 6 (M+Na)+．

過去的10年，是我國水利事業(yè)實現(xiàn)跨越發(fā)展，水利公共服務(wù)水平明顯提升的10年，也是公共財政對水利投入顯著增長，財政支持政策逐步完善的10年。中央財政始終將支持水利改革發(fā)展作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要抓手和促進糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要措施，大幅度增加投入，完善支持政策，推動深化改革，加強資金監(jiān)管，為水利事業(yè)又好又快發(fā)展提供了有力支撐。

1.2.5 N-苯甲酰基-2′，3′-二-O-4′-疊氮-苯甲?；?5′-O-(4-氯)-苯甲?；?β-D-呋喃基)-腺苷(6)的合成

取5(33.5 g,45.9 mmol)溶于二氯甲烷(400 mL)和水(200 mL)，然后加入三水磷酸氫二鉀(20.9 g,91.8 mmol)，正丁基硫酸氫銨(18.7 g,55.1 mmol)，對氯苯甲酸(8.6 g,55.1 mmol)，冰浴條件攪拌30 min后，慢慢加入對氯過氧苯甲酸(23.8 g,136.8 mmol)，室溫條件下繼續(xù)攪拌過夜，然后補加對氯過氧苯甲酸(11.9 g,68.4 mmol)，繼續(xù)攪拌6 h后，冰浴條件下小心加入飽和的亞硫酸氫鈉溶液，然后繼續(xù)攪拌過夜，析出白色粉末狀固體，過濾，分別用水，二氯甲烷，甲醇洗滌，烘干，得到6(26.1 g,75.0%)．8.65(s,1H,2-H),8.26(s,1H,8-H), 7.88(brs,H,-NH,D2O交換消失), 7.48～7.75(m,8H,-Ar), 7.35～7.49(m,3H,-Ar), 7.01～7.32 (m,8H,-Ar), 6.52～6.53(d,J=5.7,1H,1′-H), 5.52～5.54(m,1H,2′-H), 4.75～4.77 (m, 1H, 3′-H), 3.83～3.96(m,2H,5′-H).MS:m/z=781.147 9(M+Na)+．

1.2.6 4′-疊氮-腺苷(7)的合成

取6(25 g,33.0 mmol)，加入半飽和氨氣甲醇(300 mL)，室溫條件下攪拌反應(yīng)2～3 d，反應(yīng)完全后，減壓條件下蒸干溶液，得到粘稠狀液體，加入二氯甲烷繼續(xù)攪拌過夜，析出大量白色固體，過濾，二氯甲烷洗滌三次，干燥，得到7(8.5 g,83.5%)．8.36(s,1H,2-H),8.15(s,1H,8-H), 7.45(br s,2H,-NH2, D2O交換消失), 6.14～6.16(d,J=7.5 Hz,1H,1′-H), 6.28, 5.83(-OH,D2O交換消失), 5.11～5.13(m, 1H, 2′-H), 4.48～4.50(m,1H,3′-H), 3.53～3.59(m,2H,5′-H).MS:m/z= 331.098 2 (M+ Na)+．

1.2.7 4′-疊氮-N1-甲基-腺苷-碘酸鹽(8)的合成

取7(8.0 g,26.0 mmol)溶于DMF(100 mL)和碘甲烷(10 mL)，密閉40 ℃條件下攪拌反應(yīng)8 h后，反應(yīng)完全后，冷至室溫，加入硅藻土攪拌一會，過濾，濾液加入丙酮(600 mL)，冷至0 ℃過夜，析出白色固體，過濾，冷丙酮洗滌三次，烘干，得到8(9.9 g,85.1%)．10.01(br s,1H,-NH,D2O交換消失), 9.20(br s,1H,-NH,D2O交換消失), 8.81(s,1H,2-H),8.73(s,1H,8-H), 6.26～6.28(d,J=6.8 Hz, 1H,1′-H), 5.86, 5.45(-OH,D2O交換消失), 5.16～5.18(m,1H,2′-H), 4.62～4.65 (m, 1H, 3′-H),3.86(s,3H,-CH3), 3.55～3.63(m,2H,5′-H).MS:m/z=323.086 5 (M+H)+．

1.2.8 4′-疊氮-N6-甲基-腺苷(9)的合成

取8(9.5 g,21.1 mmol)溶于氫氧化鈉(25 mL,0.25 mol/L)溶液中，80 ℃條件下攪拌2 h后，冰浴條件下滴加稀鹽酸(2 mol/L)至溶液成弱堿性，減壓濃縮至干，加入二氯甲烷攪拌過夜，析出白色固體，過濾，二氯甲烷洗滌，得到9(6.0 g,88.5%)．8.38(s,1H,2-H),8.17(s,1H,8-H), 7.91(br s,1H,-NH,D2O交換消失)6.15～6.17(d,J=6.5 Hz,1H,1′-H), 5.66, 5.23(-OH,D2O交換消失), 5.14～5.16(m, 1H, 2′-H), 4.65～4.67(m,1H,3′-H), 3.51～3.57(m,2H,5′-H), 2.95 (s,3H, -CH3).MS:m/z= 346.087 3(M+Na)+．

取9(1.6 g,5 mmol)溶于四氯化碳(50 mL)，冰醋酸(10 mL)和醋酸鈉(2.0 g)，然后加入氯代琥珀酰亞胺(8.0 g,60 mmol)，40 ℃條件下攪拌2～3 d，減壓濃縮，柱層析(體積比二氯甲烷∶甲醇∶三乙胺=5∶1∶0.05)，得到10(1.1 g, 62.0%)．8.26(s,1H,2-H), 8.02(brs,1H,-NH,D2O交換消失), 6.02～6.04 (d,J=6.9 Hz,1H,1′-H), 5.83, 5.28(-OH,D2O交換消失), 5.12～5.14(m,1H,2′-H), 4.66～4.68 (m,1H,3′-H), 3.48～3.53(m,2H,5′-H), 2.98s,3H,-CH3).MS:m/z=381.582 6 (M+Na)+．

1.2.10 4′-疊氮-N6-甲基-8-溴-腺苷(11)的合成

取9(1.6 g,5 mmol)溶于冰醋酸(20 mL)，加入醋酸鈉(2.0 g)，然后加入 溴素(10 mL)，40 ℃條件下攪拌反應(yīng)2～3 d，加入飽和亞硫酸鈉溶液，減壓濃縮，柱層析(體積比二氯甲烷∶甲醇∶三乙胺=5∶1∶0.05)，得到11(1.7 g, 86.0%)．8.29(s,1H, 2-H), 8.06 (br s,1H,-NH,D2O交換消失) 6.00～6.02 (d,J=7.2 Hz, 1H,1′-H), 5.89, 5.35(-OH,D2O交換消失), 5.21～5.23(m,1H,2′-H), 4.72～4.75(m,1H,3′-H), 3.55～3.67(m,2H,5′-H), 3.02 (s,3H, -CH3).MS:m/z=423.086 6 (M+Na)+．

1.2.11 4′-疊氮-N6-甲基-8-甲基-腺苷(12)的合成

取9(2.0 g, 6.3 mmol)溶于無水四氫呋喃(50 mL)，氮氣保護下，小心用針管注入三甲基鋁(6.3 mL,2 mol/L in THF)，回流反應(yīng)過夜，冷卻到室溫，減壓濃縮，柱層析(體積比二氯甲烷∶甲醇∶三乙胺=5∶1∶0.05)，得到12(1.0 g, 48.0%)．8.19(s,1H,2-H), 7.96(br s,1H,-NH,D2O交換消失)5.98～6.00 (d,J=6.2 Hz, 1H, 1′-H), 5.65, 5.12(-OH,D2O交換消失),4.83～4.86(m,1H,2′-H), 4.35～4.37(m,1H,3′-H),3.22～3.31(m,2H,5′-H), 2.93(s,3H, -CH3), 1.36(s,3H,-CH3).MS:m/z= 360.086 5 (M+Na)+.

2 結(jié)果與討論

文獻[7]中報道的碘代反應(yīng)條件：取腺苷(1)溶于吡啶，加入三苯基膦，如果在室溫下加入碘，或者加入碘速度太快，由于反應(yīng)放熱，副反應(yīng)增多，碘代反應(yīng)收率低；如果用二氧六環(huán)和吡啶做混合溶劑，由于1的溶解性較差，產(chǎn)率很低；我們改進了反應(yīng)條件，將腺苷的吡啶溶液冷至0～5 ℃，慢慢加入碘，加完碘后室溫繼續(xù)攪拌反應(yīng)，得到2的產(chǎn)率達到90.0%．

在成雙鍵反應(yīng)中，為改進實驗條件，我們先按照文獻[7]的方法，將2溶解到吡啶中，加入叔丁醇鉀進行反應(yīng)，產(chǎn)率達到80%，我們改進了方法，將2用甲醇溶解，加入甲醇鈉，回流反應(yīng)，以86.0%的產(chǎn)率得到3．

在8-取代-N6-甲基-4′-疊氮-阿糖腺苷類化合物的合成中，4′-位的疊氮化反應(yīng)是個關(guān)鍵步驟，文獻[7]中將一氯化碘溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，在30 ℃攪拌溶解，由于N,N-二甲基甲酰胺的沸點較高，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸餾不太容易將N,N-二甲基甲酰胺徹底蒸完;文獻[8]采用一氯化碘溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，用疊氮化碘做疊氮試劑，因此我們改用比N,N-二甲基甲酰胺沸點低的四氫呋喃作為溶劑，低溫條件下加入一氯化碘，反應(yīng)結(jié)束后很容易將溶劑除去，以88%產(chǎn)率得到4．

在合成5時， 將4溶于無水二氯甲烷，加入三乙胺和DMAP，冰浴，加苯甲酰氯反應(yīng)在進行羥基和氨基的保護，加完苯甲酰氯后，繼續(xù)反應(yīng)的時間不能太長也不能太短，太長了副反應(yīng)增多，時間太短反應(yīng)不完全，經(jīng)過反復(fù)試驗，找到了加完苯甲酰氯后，繼續(xù)反應(yīng)4～10 min較好．

我們參照文獻[8]利用Dimorth 重排，合成了關(guān)鍵化合物8，由于在呋喃糖的4位引入了疊氮基團，產(chǎn)率(85.1%)比文獻(產(chǎn)率89%)稍有降低，在合成10的步驟中，三步收率為46.7%．

3 結(jié)論

以腺苷為起始原料，依次進行碘代、成雙鍵、疊氮化、羥基和氨基的保護、脫碘反應(yīng)、羥基和氨基的脫保護、Dimorth 重排、8-位鹵化和甲基化等反應(yīng)，合成了未見文獻報道的8-取代-N6-甲基-4′-疊氮-阿糖腺苷類化合物，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)條件進行了初步探討，而對所合成化合物的抗病毒和抗腫瘤活性研究尚在進行中．

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[責(zé)任編輯：張普玉]

Synthesis of 8-substituted-N6-methyl-4′-azido-adenosine derivatives

GUO Xiaohe*, TAO Le, LI Yujiang, WANG Qiang, DONG Lihong

(High&NewTechnologyResearchCenterofHenanAcademyofSciences,Zhengzhou450002,Henan,China)

8-substituted-N6-methyl-4′-azido-adenosine derivatives were synthesized by iodination, olefinic bond reaction, azidotion, hydroxyl protection, amino protection, deiodination, hydroxy deprotection, amino deprotection, Dimorth rearrangement, 8-halogenation and 8-methylation et al from the cheap adenosine.The structures of all compounds were confirmed by1H NMR and MS.

8-substituted; N6-methyl; 4′-azido; adenosine; synthesis

2016-07-17.

河南省基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計劃項目(162300410006)，河南省重點科技攻關(guān)項目(152102210379).

郭曉河(1970-)，女，副研究員，研究方向為有機藥物化學(xué).*

O626

A

1008-1011(2016)06-0720-05