CN101891772B - 一种5’-核苷酸二钠的制备方法 - Google Patents

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

一种5’-核苷酸二钠的制备方法

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)

1.一种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：

其中R是(CH₃)₃C-、CH₂CH₂Cl、CNCH₂CH₂、2，2，2-Cl₃CCH₂烷基中 的一种，X为核苷中的碱基。

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。