CN103254260B

CN103254260B - 由核苷氢亚磷酸单酯合成对称双核苷二磷酸二钠盐的方法

Info

Publication number: CN103254260B
Application number: CN201310204732.8A
Authority: CN
Inventors: 孙麒; 龚珊珊; 刘思; 蒲守智; 刘刚; 多树旺; 肖强
Original assignee: Jiangxi Science and Technology Normal University
Current assignee: Jiangxi Science and Technology Normal University
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2015-11-11
Anticipated expiration: 2033-05-29
Also published as: CN103254260A

Abstract

一种由核苷氢亚磷酸单酯合成对称双核苷二磷酸二钠盐的方法，包括以下步骤，将核苷氢亚磷酸单酯在吡啶中利用三甲基氯硅烷进行硅基化，转化为核苷氢亚磷酸二酯；在核苷氢亚磷酸二酯中利用碘单质进行氧化，并原位生成磷酰吡啶双性离子中间体；利用原位水解的单磷酸与磷酰吡啶双性离子中间体的缩合，得到对称双核苷二磷酸产物；再经过葡聚糖凝胶色谱纯化。本发明使用的核苷氢亚磷酸单酯制备步骤简单，制备成本低廉，化学性质稳定，该方法从单一的三价核苷氢亚磷酸单酯原料出发，在一锅反应中通过硅基化、碘氧化、原位水解偶联，并通过简单的葡聚糖凝胶纯化方法经济、高效地制备了高纯度的六种对称的双核苷二磷酸化合物。

Description

由核苷氢亚磷酸单酯合成对称双核苷二磷酸二钠盐的方法

技术领域

本发明属于天然产物类生化试剂的化学制备技术领域，涉及一种由核苷氢亚磷酸单酯合成对称双核苷二磷酸二钠盐的方法。

背景技术

双核苷多磷酸化合物是两个核苷与多个磷酸相连而成的一系列化合物。该类化合物普遍存在人类和哺乳动物体内，参与细胞内外许多重要的生命活动，例如细胞增殖，血小板聚集，神经传递等。与常见的单核苷多磷酸化合物相比，双核苷多磷酸化合物具有更好的化学和代谢稳定性。因此，该类化合物作为重要的试剂和药物在分子生物学、生物化学、医学、药学等众多前沿领域里都得到了广泛应用，并且在全球有巨大的市场和迅速增长的需求。例如，在麻醉情况下可以通过注入适量的双腺苷四磷酸（Ap₄A）来降低血压。双尿苷四磷酸（Up₄U）已经作为一种药物用来治疗干眼综合症。尿苷脱氧胞苷四磷酸（Up₄dC）目前正在测试用于治疗患者囊胞性纤维症和视网膜脱落等症状。结构最为简单的一类双核苷多磷酸化合物是对称双核苷二磷酸。双腺苷二磷酸（Ap₂A）和双鸟苷二磷酸（Gp₂G）是从人体血小板颗粒和肾上腺中分离出的两个天然产物，被证实是血管平滑肌细胞的刺激因子。鉴于该类化合物重要的生物学功能以及潜在的药物开发价值，近几十年来文献报道的对称双核苷二磷酸化合物的合成方法主要有以下两种：

1、核苷单磷酸缩合法：（1）1953年，Todd等以腺苷单磷酸（AMP）为原料，与三氟乙酸酐室温反应过夜，得到双腺苷二磷酸（AppA），产率17%。（2）、1954年，Khorana等人以二环已基碳二亚胺（DCC）为缩合试剂，在吡啶的水溶液中与AMP室温反应42小时，得到AppA，产率55%。（3）、1991年，Kanavorioti等人以核苷单磷酸（NMP）为原料，以三苯基膦，2,2'-二硫二吡啶和N-甲基咪唑为缩合试剂，在二甲基亚砜中室温反应2.5小时，得到四种的双核苷二磷酸（Np₂N），产率为84-85%。（4）、1999年，Behrman等将尿苷单磷酸（UMP）溶于干燥的DMF，以苯甲酰氯，对甲苯磺酰氯，或对硝基苯氯甲酸酯等酰氯为缩合试剂，以4-二甲氨基吡啶为催化剂，室温反应24小时，得到双核苷二磷酸（Np₂N），产率为40-90%。（5）、2005年，Shaver等人以羰基二咪唑（CDI）为缩合试剂，在DMF中与尿苷单磷酸50℃反应24小时，得到双尿苷二磷酸（UppU），产率63%。

2、核苷磷酰胺法：（1）、2008年，Millo等以DCC吗啉盐形式的腺苷磷酰吗啉为原料与AMP在吡啶中室温反应72小时，得到双腺苷二磷酸（AppA），产率90%。（2）、2011年，Taylor等报道了用已保护腺苷磷酰甲基咪唑原料与核苷单磷酸反应的方法，得到AppA，产率64%。

以上方法都是选用五价核苷单磷酸为原料，而市售的核苷单磷酸价格昂贵，反应前需将其钠盐转化成可溶性有机铵盐形式。此外，由于反应产率不高，中间体制备步骤繁琐，产物难以分离等原因，以上方法在双核苷二磷酸的化学合成应用中都受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种步骤简单、制备成本低廉的由核苷氢亚磷酸单酯合成对称双核苷二磷酸二钠盐的方法。

本发明的由核苷氢亚磷酸单酯合成对称双核苷二磷酸二钠盐的方法，包括以下步骤：

1、将核苷氢亚磷酸单酯在吡啶中利用三甲基氯硅烷（TMSCl）进行硅基化，转化为核苷氢亚磷酸二酯；2、在核苷氢亚磷酸二酯中利用碘单质进行氧化，并原位生成高活性的磷酰吡啶双性离子中间体；3、在反应体系中间隔5分钟分两次加入1.0当量和0.5当量的水，利用原位水解的单磷酸与磷酰吡啶双性离子中间体的缩合，高产率得到对称双核苷二磷酸产物；4、粗产物经过葡聚糖凝胶色谱（SephadexLH-20）纯化，可得到六种高纯度对称双核苷二磷酸二钠盐，如图1中物质7-12，产率为68-91%。

在步骤1中，将尿苷、胞苷、腺苷、鸟苷、肌苷和利巴韦林的核苷氢亚磷酸单酯三乙胺盐1.0mmol（如图1中物质1-6），溶于5ml干燥吡啶，加入TMSCl（390μl，3.0mmol）进行硅基化，室温反应10分钟。

在步骤2中，将I₂（304mg，1.2mmol）溶于2ml干燥吡啶后逐滴加入反应液中至溶液不褪色为止，室温再反应5分钟。

在步骤3中，用微量注射器将水的二甲基甲酰胺（DMF）溶液（180μl，1.0mmol，体积比为10%）加入碘氧化后的反应液中，室温反应5分钟，再用微量注射器将水的二甲基甲酰胺溶液（90μl，0.5mmol，体积比为10%）加入反应液中，反应10分钟。真空泵抽干旋干反应液后，向残余物中加入去离子水（5ml）。过滤除去碘沉淀后，以去离子水为洗脱剂，葡聚糖凝胶（SephadexLH-20）柱层析得双尿苷二磷酸双三乙胺盐产物，最后经钠型732阳离子交换树酯后得到尿苷、胞苷、腺苷、鸟苷、肌苷和利巴韦林的六种对称双核苷二磷酸二钠盐（如图1中物质7-12）。

本发明使用的核苷氢亚磷酸单酯制备步骤简单，制备成本低廉，化学性质稳定，该方法从单一的三价核苷氢亚磷酸单酯原料出发，在一锅反应中通过硅基化、碘氧化、原位水解偶联，并通过简单的葡聚糖凝胶纯化方法经济、高效地制备了高纯度的六种对称的双核苷二磷酸化合物。

附图说明

图1为本发明方法的反应示图。

具体实施方式

实施例1:

双尿苷二磷酸二钠盐（图1中物质7）的合成：向尿苷氢亚磷酸单酯（图1中物质1，409mg，1.0mmol）的干燥吡啶溶液中（5ml），加入TMSCl（0.39ml，3.0mmol），室温搅拌5分钟。将I₂（304mg，1.2mmol）的干燥吡啶溶液（2ml）逐滴加入反应液中至溶液不褪色为止，再室温反应5分钟。用微量注射器将水的二甲基甲酰胺溶液（180μl，1.0mmol，体积比为10%）加入反应液，室温反应5分钟。再次将水的二甲基甲酰胺溶液（90μl，0.5mmol，体积比为10%）加入反应液。室温反应10分钟后，减压浓缩反应液。向残余物中加入去离子水（5ml），过滤除去碘沉淀后，用去离子水（SephadexLH-20）柱层析得双尿苷二磷酸双三乙胺盐产物，最后经钠型732阳离子交换树酯后得白色粉末状固体双尿苷二磷酸二钠盐610mg，产率：91%。

实施例2:

双胞苷二磷酸二钠盐（图1中物质8）的合成：向胞苷氢亚磷酸单酯（图1中物质2，408mg，1.0mmol）的干燥吡啶溶液中（5ml），加入TMSCl（0.39ml，3.0mmol），室温搅拌5分钟。将I₂（304mg，1.2mmol）的干燥吡啶溶液（2ml）逐滴加入反应液中至溶液不褪色为止，再室温反应5分钟。用微量注射器将水的二甲基甲酰胺溶液（180μl，1.0mmol，体积比为10%）加入反应液，室温反应5分钟。再次将水的二甲基甲酰胺溶液（90μl，0.5mmol，体积比为10%）加入反应液。室温反应10分钟后，减压浓缩反应液。向残余物中加入去离子水（5ml），过滤除去碘沉淀后，用去离子水（SephadexLH-20）柱层析得双胞苷二磷酸双三乙胺盐产物，最后经钠型732阳离子交换树酯后得白色粉末状固体双胞苷二磷酸二钠盐460mg，产率：68%。

实施例3:

双腺苷二磷酸二钠盐（图1中物质9）的合成：向腺苷氢亚磷酸单酯（图1中物质3，432mg，1.0mmol）的干燥吡啶溶液中（5ml），加入TMSCl（0.39ml，3.0mmol），室温搅拌5分钟。将I₂（304mg，1.2mmol）的干燥吡啶溶液（2ml）逐滴加入反应液中至溶液不褪色为止，再室温反应5分钟。用微量注射器将水的二甲基甲酰胺溶液（180μl，1.0mmol，体积比为10%）加入反应液，室温反应5分钟。再次将水的二甲基甲酰胺溶液（90μl，0.5mmol，体积比为10%）加入反应液。室温反应10分钟后，减压浓缩反应液。向残余物中加入去离子水（5ml），过滤除去碘沉淀后，用去离子水（SephadexLH-20）柱层析得双腺苷二磷酸双三乙胺盐产物，最后经钠型732阳离子交换树酯后得白色粉末状固体双腺苷二磷酸二钠盐600mg，产率：83%。

实施例4:

双鸟苷二磷酸二钠盐（图1中物质10）的合成：向鸟苷氢亚磷酸单酯（图1中物质4，448mg，1.0mmol）的干燥吡啶溶液中（3.0ml），加入TMSCl（0.39ml，3.0mmol），室温搅拌5分钟。将I₂（304mg，1.2mmol）的干燥吡啶溶液（1.5ml）逐滴加入反应液中至溶液不褪色为止，再室温反应5分钟。用微量注射器将水的二甲基甲酰胺溶液（180μl，1.0mmol，体积比为10%）加入反应液，室温反应5分钟。再次将水的二甲基甲酰胺溶液（90μl，0.5mmol，体积比为10%）加入反应液。室温反应10分钟后，减压浓缩反应液。向残余物中加入去离子水（5ml），过滤除去碘沉淀后，用去离子水（SephadexLH-20）柱层析得双鸟苷二磷酸双三乙胺盐产物，最后经钠型732阳离子交换树酯后得白色粉末状固体双鸟苷二磷酸二钠盐640mg，产率：85%。

实施例5:

双肌苷二磷酸二钠盐（图1中物质11）的合成：向肌苷氢亚磷酸单酯（图1中物质5，442mg，1.0mmol）的干燥吡啶溶液中（5ml），加入TMSCl（0.39ml，3.0mmol），室温搅拌5分钟。将I₂（304mg，1.2mmol）的干燥吡啶溶液（2ml）逐滴加入反应液中至溶液不褪色为止，再室温反应5分钟。用微量注射器将水的二甲基甲酰胺溶液（180μl，1.0mmol，体积比为10%）加入反应液，室温反应5分钟。再次将水的二甲基甲酰胺溶液（90μl，0.5mmol，体积比为10%）加入反应液。室温反应10分钟后，减压浓缩反应液。向残余物中加入去离子水（5ml），过滤除去碘沉淀后，用去离子水（SephadexLH-20）柱层析得双肌苷二磷酸双三乙胺盐产物，最后经钠型732阳离子交换树酯后得白色粉末状固体双肌苷二磷酸二钠盐630mg，产率：88%。

实施例6:

双利巴韦林二磷酸二钠盐（图1中物质12）的合成：向利巴韦林氢亚磷酸单酯（图1中物质6，409mg，1.0mmol）的干燥吡啶溶液中（5ml），加入TMSCl（0.39ml，3.0mmol），室温搅拌5分钟。将I₂（304mg，1.2mmol）的干燥吡啶溶液（2ml）逐滴加入反应液中至溶液不褪色为止，再室温反应5分钟。用微量注射器将水的二甲基甲酰胺溶液（180μl，1.0mmol，体积比为10%）加入反应液，室温反应5分钟。再次将水的二甲基甲酰胺溶液（90μl，0.5mmol，体积比为10%）加入反应液。室温反应10分钟后，减压浓缩反应液。向残余物中加入去离子水（5ml），过滤除去碘沉淀后，用去离子水（SephadexLH-20）柱层析得双利巴韦林二磷酸双三乙胺盐产物，最后经钠型732阳离子交换树酯后得白色粉末状固体双利巴韦林二磷酸二钠盐570mg，产率：85%。

Claims

1.一种由核苷氢亚磷酸单酯合成对称双核苷二磷酸二钠盐的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

（1）、将核苷氢亚磷酸单酯在吡啶中利用三甲基氯硅烷进行硅基化，转化为核苷氢亚磷酸二酯；（2）、在核苷氢亚磷酸二酯中利用碘单质进行氧化，并原位生成磷酰吡啶双性离子中间体；（3）、在反应体系中间隔5分钟分两次加入1.0当量和0.5当量的水，利用原位水解的单磷酸与磷酰吡啶双性离子中间体的缩合，得到对称双核苷二磷酸产物；（4）、粗产物经过葡聚糖凝胶色谱纯化，得到对称双核苷二磷酸二钠盐；

所述步骤（1）是将尿苷或胞苷或腺苷或鸟苷或肌苷或利巴韦林的核苷氢亚磷酸单酯三乙胺盐1.0mmol，溶于5ml干燥吡啶，加入390μl，3.0mmol的三甲基氯硅烷进行硅基化，室温反应10分钟；

所述步骤（2）是将304mg，1.2mmol的I₂溶于2ml干燥吡啶后逐滴加入反应液中至溶液不褪色为止，室温再反应5分钟；

所述步骤（3）-（4）是用微量注射器将180μl，1.0mmol，体积比为10%水的二甲基甲酰胺溶液加入碘氧化后的反应液中，室温反应5分钟，再用微量注射器将90μl，0.5mmol，体积比为10%水的二甲基甲酰胺溶液加入反应液中，反应10分钟，真空泵抽干旋干反应液后，向残余物中加入去离子水5ml，过滤后，以去离子水为洗脱剂，葡聚糖凝胶SephadexLH-20柱层析得双核苷二磷酸双三乙胺盐产物，最后经钠型732阳离子交换树酯后得到尿苷或胞苷或腺苷或鸟苷或肌苷或利巴韦林的对称双核苷二磷酸二钠盐。