CN101407530A - 一种2-脱氧-l-核糖的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种2－脱氧－L－核糖的合成方法，其特征在于：在酸性大于醋酸的有机酸的水溶液中，将1－甲基－3，4－O－异丙基－2－脱氧－β－L－阿拉伯糖进行反应即可。本发明的方法可由一步反应制得终产物，反应操作简单，后处理容易，无需过柱层析，收率较高，纯度高，适合工业化生产。

Description

一种2-脱氧-L-核糖的合成方法

技术领域

本发明涉及有机合成邻域，具体的涉及一种2-脱氧-L-核糖的合成方法。

背景技术

文献(Synthesis and properties of mirror-image DNA；Urata，H.，Ogura，E.，Shinohara，K.，Ueda，Y.，Akagi，M.J.；Nucleic Acids Res.1992，20，3325-3332)公开了由原料1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖合成2-脱氧-L-核糖的方法，其包括两步反应：(1)将1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖在80％醋酸溶液中反应15个小时水解掉异丙叉保护基，通过柱层析得到1-甲基-2-脱氧-L-吡喃戊糖；(2)之后，将1-甲基-2-脱氧-L-吡喃戊糖在0.8M HCl溶液中反应40个小时水解掉端基甲基保护基，通过Dowex 1-X2碱性树脂得到产物2-脱氧-L-核糖。该方法操作过程繁琐，收率较低，总收率为60％，而且耗时，难以应用于大规模工业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术由1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖合成2-脱氧-L-核糖的方法步骤繁琐耗时，收率较低的缺陷，而提供一种简便易行且产率较高的新合成方法。

本发明的2-脱氧-L-核糖的合成方法包括如下步骤：在酸性大于醋酸的有机酸的水溶液中，将1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖进行反应即可。

其中，所述的酸性大于醋酸的有机酸的水溶液的浓度无特殊要求，浓度越高，反应时间越短；反应的温度较佳的为室温至反应溶液回流温度；反应的时间可由薄层色谱(TLC)检测控制，以反应物消耗完为止。有机酸水溶液的用量无特别要求。只要提供所述的酸性环境，给予足够的反应时间，反应即可进行。

反应结束后，将反应后的溶液用有机溶剂萃取，收集水相，蒸干即可得2-脱氧-L-核糖。所述的萃取所采用的有机溶剂选用有机酸溶解度大于产物溶解度的有机溶剂，如氯仿和二氯甲烷等。有机溶剂的用量较佳的为反应后的溶液体积的0.5～1倍，萃取的次数较佳的为3次。

将反应后的溶液用有机溶剂萃取后，较佳的采用下述方式中的一种或两种进行进一步的纯化处理：

(1)活性碳纯化：向经萃取后收集的水相中加入活性碳，进行脱色纯化，之后过滤，将水相蒸干即可。加入活性碳前，较佳的将水相浓缩，浓缩后的体积较佳的为原体积的0.5～0.25。所述的活性碳的用量较佳的为1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖质量的1～5％。加入活性碳后，较佳的搅拌10分钟～1小时。

(2)阴离子交换树脂纯化：将经萃取后收集的水相通过阴离子交换树脂，，之后将水相蒸干即可。所述的阴离子交换树脂较佳的为凝胶强碱型阴离子交换树脂，优选产品为罗门哈斯公司(Rohm & Haas Company)的产品型号为Amberliter IRA400的凝胶强碱型阴离子交换树脂。

本发明中，所述的酸性大于醋酸的有机酸较佳的为苯甲酸或三氟乙酸。

当选用苯甲酸时，苯甲酸水溶液的浓度较佳的为质量百分比0.01～0.34％，更佳的为饱和苯甲酸水溶液的浓度，即质量百分比0.34％；反应的温度较佳的为80～110℃，更佳的为苯甲酸水溶液的回流温度，即100～110℃；反应的时间可由薄层色谱(TLC)检测控制，反应的时间一般为1～72小时。当采用饱和苯甲酸水溶液，反应温度为回流温度时，反应1小时即可完成。

反应结束后，较佳的选用氯仿萃取反应后的溶液，较佳的产物纯化处理方式为活性碳纯化，实验条件如前述。

当选用三氟乙酸时，三氟乙酸水溶液的浓度较佳的为质量百分比2～4％；反应的温度较佳的为0～100℃，更佳的为室温～40℃；反应的时间可由薄层色谱(TLC)检测控制，反应的时间可由薄层色谱(TLC)检测控制，反应的时间一般为10～72小时。

反应结束后，较佳的选用乙酸乙酯萃取反应后的溶液，较佳的产物纯化处理方式为阴离子交换树脂纯化，实验条件如前述。

本发明中，所述的1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖的制备方法可参见文献(Synthesis and properties of mirror-image DNA；Urata，H.，Ogura，E.，Shinohara，K.，Ueda，Y.，Akagi，M.J.；Nucleic Acids Res.1992，20，3325-3332)，其他所用试剂及原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：本发明的方法可由一步反应制得终产物，反应操作简单，后处理容易，无需过柱层析，收率较高，纯度高，适合工业化生产。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

参考实施例 1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖的制备

将固体1-甲基-3，4-O-异丙基-2-O-[(甲硫基)硫羰基]-β-L-阿拉伯糖(3.533g，0.012mol)，50wt％次亚磷酸水溶液(7.95g，0.06mol)和Et₃N(18ml，0.12mol)溶于1，4-二氧六环(40ml)中并加热至回流，然后以3小时为间隔分两次，每次加入含有偶氮二异丁腈(AIBN，0.2g，0.0012mol)的1，4-二氧六环溶液(3ml)。反应6h后反应结束。将反应液浓缩，EtOAc(40ml)稀释，然后有机相依次用水，饱和NaHCO₃溶液和饱和盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，浓缩至干得到黄色糖浆。此糖浆无需纯化可直接用于2-脱氧-L-核糖的合成。产品收率：86％

¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ1.40 and 1.60(s，6H，isopropylidene-CH₃)，δ1.47and 1.78(m，2H，H₂，H_2′)，3.45(s，3H，OCH₃)，4.00(m，2H，H₅，H_5′)，4.31(m，1H，H₄)，4.51(m，1H，H₃)，5.06(d，1H，H₁)；MS：m/z 189.1(M⁺+H)

实施例1

1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖(22g)溶于200ml的饱和苯甲酸水溶液(0.34wt％)中，反应液在回流(110℃)下搅拌1小时后(TLC检测控制时间)，反应液冷却至室温，CHCl₃(50ml)萃取洗涤3次，水相减压蒸馏至原体积的1/2，加入0.22g活性碳室温下搅拌1小时，然后将水相过滤，蒸干可得淡黄色糖浆(14.89g，95％)，纯度：99.0％。[α]_D ²⁰+50°(c＝1.0，H₂O)[lit.^[7a][α]_D ²⁰+60°(c＝1.06，H₂O)]；¹H NMR(400MHz，DMSO-d₆)：δ1.47 and 1.78(m，2H，H₂，H_2′)，3.46-3.53(m，2H，H₅，H_5′)，3.63(m，1H，H₄)，3.83(m，1H，H₃)，4.32-4.35(m，2H，-OH₃，-OH₅)，4.97(m，1H，H₁)，6.00(d，1H，-OH₁)；MS：m/z 157.07[M⁺+Na]，173.04[M⁺+K].

实施例2

1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖(22g)溶于200ml的0.01wt％苯甲酸水溶液中，反应液在100℃下搅拌1小时后(TLC检测控制时间)，反应液冷却至室温，CHCl₃(50ml)萃取洗涤2次，水相减压蒸馏至原体积的0.25，加入1.1g活性碳室温下搅拌0.5小时，然后将水相过滤，蒸干可得淡黄色糖浆(7.84g，50％)，纯度为90.0％。鉴定结果同实施例1。

实施例3

1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖(22g)溶于200ml的0.1wt％苯甲酸水溶液中，反应液在80℃下搅拌2小时后(TLC检测控制时间)，反应液冷却至室温，CHCl₃(50ml)萃取洗涤3次，水相减压蒸馏至原体积的1/3，加入0.8g活性碳室温下搅拌10分钟，然后将水相过滤，蒸干可得淡黄色糖浆(11.76g，75％)，纯度：99.0％。鉴定结果同实施例1。

实施例4

1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖(22g)溶于200ml的0.2wt％苯甲酸水溶液中，反应液在90℃下搅拌1.5小时后(TLC检测控制时间)，反应液冷却至室温，CHCl₃(50ml)萃取洗涤3次，水相减压蒸馏至原体积的1/2，加入0.5g活性碳室温下搅拌40分钟，然后将水相过滤，蒸干可得淡黄色糖浆(13.33g，85％)，纯度：99.0％。鉴定结果同实施例1。

实施例5

1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖(22g)溶于200ml的4wt％的三氟乙酸水溶液中，40℃下搅拌8小时(TLC检测控制时间)。向反应液中加入EtOAc(50ml)萃取洗涤3次，然后水相通过罗门哈斯公司(Rohm & HaasCompany)的Amberliter IRA 400(OH^-form)阴离子交换树脂后，溶液减压蒸干可得产物2-脱氧-L-核糖(10.97g，70％)，纯度：99.5％。鉴定结果同实施例1。

实施例6

1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖(22g)溶于200ml的2wt％的三氟乙酸水溶液中，室温(25℃)下搅拌20小时(TLC检测控制时间)。向反应液中加入EtOAc(50ml)萃取洗涤3次，然后水相通过罗门哈斯公司(Rohm &Haas Company)的Amberliter IRA 400(OH^-form)阴离子交换树脂后，溶液减压蒸干可得产物2-脱氧-L-核糖(9.41g，65％)，纯度：99.5％。鉴定结果同实施例1。

实施例7

1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖(22g)溶于200ml的3wt％的三氟乙酸水溶液中，0℃下搅拌72小时(TLC检测控制时间)。向反应液中加入EtOAc(50ml)萃取洗涤3次，然后水相通过罗门哈斯公司(Rohm & HaasCompany)的Amberliter IRA 400(OH^-form)阴离子交换树脂后，溶液减压蒸干可得产物2-脱氧-L-核糖(3.14g，65％)，纯度：99.5％。鉴定结果同实施例1。

实施例8

1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖(22g)溶于200ml的4wt％的三氟乙酸水溶液中，100℃下搅拌5小时(TLC检测控制时间)。向反应液中加入EtOAc(50ml)萃取洗涤3次，然后水相通过罗门哈斯公司(Rohm & HaasCompany)的Amberliter IRA 400(OH^-form)阴离子交换树脂后，溶液减压蒸干可得产物2-脱氧-L-核糖(10.19g，65％)，纯度：99.5％。鉴定结果同实施例1。

Claims (19)

1.一种2-脱氧-L-核糖的合成方法，其特征在于：在酸性大于醋酸的有机酸的水溶液中，将1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖进行反应即可。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的反应的温度为室温至反应溶液回流温度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：反应结束后，将反应后的溶液用有机溶剂萃取，收集水相，蒸干即可；所述的萃取所采用的有机溶剂选用有机酸溶解度大于产物溶解度的有机溶剂。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：将反应后的溶液用有机溶剂萃取后，采用下述方式中的一种或两种进行进一步的纯化处理：

(1)活性碳纯化：向经萃取后收集的水相中加入活性碳，进行脱色纯化，之后过滤，将水相蒸干即可；

(2)阴离子交换树脂纯化：将经萃取后收集的水相通过阴离子交换树脂，之后将水相蒸干即可。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的酸性大于醋酸的有机酸为苯甲酸或三氟乙酸。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：当选用苯甲酸时，苯甲酸水溶液的浓度为质量百分比0.01～0.34％。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：当选用苯甲酸时，反应的温度为80～110℃。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于：当选用苯甲酸时，反应结束后，将产物进行萃取，之后收集水相，加入活性碳，最后过滤，将水相蒸干，即可得提纯后的2-脱氧-L-核糖产物。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述的萃取所用的试剂为氯仿。

10.如权利要求4或8所述的方法，其特征在于：所述的加入活性碳之前，将水相浓缩至原体积的0.5～0.25。

11.如权利要求4或8所述的方法，其特征在于：所述的活性碳的用量为1-甲基-3，4-O-异丙基-2-脱氧-β-L-阿拉伯糖质量的1～5％。

12.如权利要求4或8所述的方法，其特征在于：所述的加入活性碳之后，搅拌10分钟～1小时。

13.如权利要求5所述的方法，其特征在于：当选用三氟乙酸时，三氟乙酸水溶液的浓度为质量百分比2～4％。

14.如权利要求5所述的方法，其特征在于：当选用三氟乙酸时，反应的温度为0～100℃。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于：所述的反应的温度为室温～40℃。

16.如权利要求5所述的方法，其特征在于：当选用三氟乙酸时，反应结束后，将产物进行萃取，之后收集水相，将水相通过阴离子交换树脂，最后将溶液蒸干，即可得提纯后的2-脱氧-L-核糖产物。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于：所述的萃取所用的试剂为乙酸乙酯。

18.如权利要求4或16所述的方法，其特征在于：所述的阴离子交换树脂为凝胶强碱型阴离子交换树脂。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于：所述的凝胶强碱型阴离子交换树脂为罗门哈斯公司的产品型号为Amberliter IRA400的凝胶强碱型阴离子交换树脂。