CN101891772B - 一种5’-核苷酸二钠的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种5’-核苷酸二钠(I)的制备方法,首先制备磷酰二卤(II),然后将核苷与磷酰二卤(II)反应得到核苷磷酸二酯(III),核苷磷酸二酯(III)再经R基取代和成盐两步反应制得5’-核苷酸二钠(I)。该方法转化率高,副产物少,容易纯化,杂质的去除更加容易,降低后处理难度,可以制得高纯度和高收率的5’-核苷酸二钠。
Description
技术领域
本发明涉及食品和医药技术领域,特别是5’-核苷酸二钠的一种新的制备方法。
背景技术
核苷酸在农业、食品和医药行业有着广泛的用途。尤其是在婴儿食品和医药领域的应用中,有着不可替代的功能。在医药领域,临床实验表明,核苷酸参与人体代谢,促进内脏器官改进和恢复,改善骨髓造血功能,可作为治疗癌症病毒的辅助药物,是一种非常重要的医药原料。除在医药行业应用外,在精细化工及食品行业中核酸类物质也有重要作用。核酸类物质作为化妆品的成分之一,有护肤、防皱等功效。核酸类物质用做植物营养添加剂,使用后可以明显提高水稻、大豆等农作物的产量,最高增产可以达40%。用于动物的饲养可以提高动物的增重率及饲料使用率,料耗明显降低。5′-核苷酸用途广泛,与人们的生活息息相关,研究其不同的合成路径对医药,食品,农业等都有着非常重要的意义。目前核苷酸制备生成方法有:化学合成法、微生物发酵法、酶解法以及酶催化法,分别是从不同的角度研究了核苷酸的合成,但也各有利弊。化学法,主要是以核苷为原料进行常规磷酸化反应。当核苷如肌苷或鸟苷用三氯氧磷在磷酸三乙酯存在下磷酸化时,在得到所需的5’-单核苷酸的同时会产生2’位磷酸酯、3’位磷酸酯、二磷酸酯、嘌呤和其他副产物。这是因为核苷磷酸化虽然主要发生在5’位羟基,但是2’位羟基和3’位羟基也同时进行了磷酸化,这样就产生了2’位磷酸酯、3’位磷酸酯杂质。并且还存在其他副反应。因为副反应多,杂质多,所以提纯困难,纯度低,收率低(US3413282,1968)。微生物发酵法,主要是利用微生物菌株的生物合成途径来生产核苷酸,副产物少,成本低,但此法的应用受到微生物特性的很大限制。酶解法,酶解法生产核苷酸是历史最长、技术最成熟的生产方法,已成为制备各种天然核苷酸的经典方法,但是此法由于反应器的膜易堵塞而且膜反应器维护费用高,故不适用于大规模工业生产。酶催化方法,同时具有微生物法的产物单一,成本低的优点,又有化学法的作用范围广泛的特点,正受到越来越多的重视。此法的不足之处在于对酶的筛选工作量很大,同时酶的底物作用范围也有一定的限制。
发明内容
针对上述缺点,本发明要解决的技术问题是提供一种高纯度、高收率的5’-核苷酸二钠的制备方法。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种5’-核苷酸二钠(I)的制备方法,首先制备磷酰二卤(II),然后将核苷与磷酰二卤(II)反应得到核苷磷酸二酯(III),核苷磷酸二酯(III),再经R基取代和成盐两步反应制得5’-核苷酸二钠(I),
所述的5’-核苷酸二钠(I)的分子结构式为:
所述磷酰二卤(II)的分子结构式为:
所述核苷磷酸二酯(III)的分子结构式为:
上式中其中,R(CH3)3C-、(C6H5)3C-烷基、CH2CH2Cl、CNCH2CH2、2,2,2-Cl3CCH2烷基中的一种,X为核苷中的碱基。
进一步:在上述5’-核苷酸二钠(I)的制备方法,它的具体步骤为
(1)、将三氯氧磷溶于惰性溶剂中,冷却至0℃以下,滴加醇,然后自然升温至室温反应3-4小时,先减压蒸馏去掉低沸点溶剂,再用油泵减压蒸馏,收集馏分,得到磷酰二卤(II);
(2)、将磷酰二卤(II)溶于惰性溶剂中,冷却至0℃以下,在氮气保护下,加入核苷,再加入除酸剂,然后升温于20-50℃反应4-6小时,将反应物倒入冰水中,用有机溶剂提取出核苷磷酸二酯(III),减压蒸掉溶剂,得到核苷磷酸二酯(III);所述的核苷与除酸剂的重量比是100∶10-20;
(3)、将核苷磷酸二酯(III)溶于惰性溶剂中,根据R基的不同,选择下述a或b方案的去除R取代基的方法,于30-50℃反应。再与碳酸氢钠或者氢氧化钠在甲醇中成盐,过滤,减压干燥即得5’-核苷酸二钠(I);
所述的去除R取代基的方法分别为:
a,R=(CH3)3C-,(C6H5)3C-烷基时,采用酸水解的方法脱除;
b,R=CH2CH2Cl、CNCH2CH2、2,2,2-Cl3CCH2任一种烷基时,采用碱水解的方法脱除;
它的反应机理为
再进一步:在上述5’-核苷酸二钠的制备工艺中,所述步骤2的核苷是肌苷、胞苷、尿苷、腺苷、鸟苷与胸腺苷中的一种或两种。所述步骤2的除酸剂是三乙胺、吡啶、无机碱中的一种或几种。所述的步骤1或3的惰性溶剂是二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、甲苯、四氢呋喃、甲醇、乙醇中的一种或两种。
与现有的核苷酸的制备工艺相比,本发明采用磷酰二卤作为核苷的磷酸化试剂,由于磷酰二卤带有一个烷基基团,具有位阻效应,主要与核苷5’位羟基反应,因此副反应少,杂质少,容易提纯。本发明磷酸化反应收率高达到95%~98%,常规磷酸化反应收率85%~90%。因为本发明的磷酸化反应副反应少,副产物少,容易纯化,从而可以生产出高纯度、高收率的5’-核苷酸二钠。并且使在核苷酸纯化时杂质的去除更加容易,降低后处理难度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的内容作进一步详述,实施例中所提及的内容并非对本发明的限定,制备过程中各个原材料的选择可因地制宜而对结果并无实质性影响。
实施例1
叔丁氧磷酰二氯的制备
将三氯氧磷30.7g、二氯甲烷30ml加入100ml的反应瓶中,冷却至0℃以下,滴加叔丁醇22.2g,然后自然升温至室温反应3小时,先减压蒸掉溶剂,再用油泵减压蒸出叔丁氧磷酰二氯36.4g,收率95.1%。
实施例2
5’-鸟苷磷酸二酯的合成
将实施例1叔丁氧磷酰二氯40.0g、二氯甲烷400ml加入1000ml的反应瓶中,冷却至0℃以下,在氮气保护下,加入56.6g鸟苷,再加入三乙胺12ml,然后升温于20-50℃反应5小时。将反应倒入冰水中,分出有机层,水层用200ml二氯甲烷再提取一次,合并有机层,用水洗,有机层用无水硫酸钠干燥,过滤,减压蒸掉溶剂。真空烘干,得到5’-鸟苷磷酸二酯86.5g,收率96.8%。
实施例3
5’-鸟苷酸二钠的合成
将实施例2的5’-鸟苷磷酸二酯83.8g、1200ml甲醇加入到2000ml的反应瓶中,通入适量干燥的氯化氢气体,然后升温于20-50℃反应4小时,然后加入氢氧化钠溶液,中和,成盐,降温,析出固体,过滤,真空烘干,得到5’-鸟苷酸二钠102.6g,收率96.2%,纯度98.3%。
上述实施例均用高效液相色谱仪纯度分析,其条件如下:
仪器:高效液相色谱仪(Agilent 1200)
柱:BDS C18 4.6mmx250mm
流动相:0.5%磷酸二氢钾溶液
流速:1.2ml/秒
Claims (5)
2.根据权利要求1所述的5’-核苷酸二钠(I)的制备方法,其特征在于:它的具体步骤为
(1)、将三氯氧磷溶于惰性溶剂中,冷却至0℃以下,滴加醇,然后自然升温至室温反应3-4小时,先减压蒸馏去掉低沸点溶剂,再用油泵减压蒸馏,收集馏分,得到磷酰二卤(II);
(2)、将磷酰二卤(II)溶于惰性溶剂中,冷却至0℃以下,在氮气保护下,加入核苷,再加入除酸剂,然后升温于20-50℃反应4-6小时,将反应物倒入冰水中,用有机溶剂提取出核苷磷酸二酯(III),减压蒸掉溶剂,得到核苷磷酸二酯(III);所述的核苷与除酸剂的重量比是100∶10-20;
(3)、将核苷磷酸二酯(III)溶于惰性溶剂中,根据R基的不同,选择下述a或b方案的去除R取代基的方法,于30-50℃反应;再与碳酸氢钠或者氢氧化钠在甲醇中成盐,过滤,减压干燥即得5’-核苷酸二钠(I);
所述的去除R取代基的方法分别为:
a,R=(CH3)3C-,采用酸水解的方法脱除;
b,R=CH2CH2Cl、CNCH2CH2、2,2,2-Cl3CCH2任一种烷基时,采用碱水解的方法脱除。
3.根据权利要求2所述的5’-核苷酸二钠的制备工艺,其特征在于:所述步骤2的核苷是肌苷、胞苷、尿苷、腺苷、鸟苷与胸腺苷中的一种或两种。
4.根据权利要求2所述的5’-核苷酸二钠的制备工艺,其特征在于:所述步骤2的除酸剂是三乙胺、吡啶、无机碱中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的5’-核苷酸二钠的制备工艺,其特征在于:所述的步骤1或3的惰性溶剂是二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、甲苯、四氢呋喃、甲醇、乙醇中的一种或两种。
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