CN104592338A - 一种合成对称双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸钠盐的方法 - Google Patents

一种合成对称双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸钠盐的方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于化学合成领域，涉及一种合成对称双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸钠盐的方法，以4,5-二氰基咪唑为活化试剂，分别以单磷酸盐、焦磷酸盐和三磷酸盐为亲核试剂，与两倍以上过量的核苷磷酰哌啶三乙胺盐偶联生成相应的核苷多磷酸中间体后，在一锅反应中继续与剩余的核苷磷酰哌啶反应生成相应的对称双核苷多磷酸钠盐。本发明方法简单、产物分离产率高。

Description

一种合成对称双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸钠盐的方法
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，涉及一系列双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸钠盐的新型化学合成方法和工艺。
技术背景
对称双核苷多磷酸（symmetrical dinucleoside polyphosphates，Np n Ns）是一类广泛存在于体内的特殊生物分子。这类物质在生命体系各项活动中扮演着重要的作用。例如，双腺苷五磷酸（Ap5A）对由ADP-引诱的血小板聚集有良好的抑制作用，而双鸟苷三磷酸（Gp3G）对血管平滑肌细胞的再生起到了很好的促进作用。与单核苷多磷酸相比，双核苷多磷酸在体内代谢具有更长的半衰期，这类化合物作为P2Y受体的抑制剂在医药学方面也有重要应用价值。Ap4A曾被测试在临床手术中控制病人的血压，而双尿苷四磷酸（Up4U）已经作为一种药物用来治疗干眼综合症。
目前，文献报道的对称双核苷多磷酸合成方法十分有限，最主要的是以核苷单磷酸或核苷二磷酸为原料，通过缩合试剂二环己基碳二亚胺（DCC）、羰基二咪唑（CDI）或磺酰甲基咪唑盐与核苷二磷酸或核苷三磷酸缩合得到目标产物。但是，以上方法都要使用核苷二磷酸和核苷三磷酸等价格昂贵且溶解性较差的核苷多磷酸作为原料。此外，由于以上方法反应产率不高，副产物多，产物分离困难。因此，为对称双核苷多磷酸化合物建立一种高效和实用的方法具有很大的实际应用价值。
发明内容
本发明的目的是为对称双核苷多磷酸（三磷酸、四磷酸和五磷酸）钠盐的化学合成提供一种新颖、实用和高效的方法。
如图1所示，本发明涉及的对称双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸新型合成方法以4,5-二氰基咪唑（DCI）为活化试剂，分别以单磷酸盐、焦磷酸盐和三磷酸盐为亲核试剂，与两倍以上过量的核苷磷酰哌啶三乙胺盐（1-4）偶联生成相应的核苷多磷酸中间体后，在一锅反应中继续与剩余的核苷磷酰哌啶反应生成对称的双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸产物。粗产物经过离子交换色谱纯化得到4种双核苷三磷酸（5–8），3种双核苷四磷酸（9–11）及2种双核苷五磷酸（12–13）。
本方法中，使用的单磷酸盐可为二（三正丁铵）盐，二（四丁基铵）盐，二（三正辛铵）盐；焦磷酸盐可为三（三乙铵）盐，三（三正丁铵）盐，三（四丁基铵）盐，三（三正辛铵）盐；三磷酸盐可为三（三正丁铵）盐，三（四丁基铵）盐，三（三正辛铵）盐。
核苷磷酰哌啶与单磷酸盐/焦磷酸盐/三磷酸盐以及4,5-二氰基咪唑的摩尔比例为1：0.3：2.5至1：0.5：3.0，即核苷磷酰哌啶：单磷酸盐：4,5-二氰基咪唑的摩尔比例为1：0.3：3.0；核苷磷酰哌啶：焦磷酸盐：4,5-二氰基咪唑的摩尔比例为1：2.5至1：3.0；核苷磷酰哌啶：三磷酸盐：4,5-二氰基咪唑的摩尔比例为1：0.5：3.0。反应溶剂为无水N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或N-甲基吡咯烷（NMP）；反应温度20 oC；反应时间20至24小时。在本方法后处理过程中，先经乙醇沉淀得到钠盐粗产物，再经离子交换凝胶（DEAE-A25）柱层析得双核苷多磷酸铵盐。最后，经钠型732阳离子交换树脂后得到对称双核苷多磷酸钠盐。
与以往文献报道的方法相比，本发明专利仅使用溶解性好、反应活性高的核苷磷酰哌啶为原料，利用4,5-二氰基咪唑为活化试剂，通过控制单磷酸、焦磷酸或三磷酸的用量，一锅偶联生成对应的双核苷多磷酸，避免了使用核苷多磷酸原料，大幅度简化了合成方法，同时产物分离产率可达31–62%。该方法为对称双核苷多磷酸钠盐的合成建立了一种高效和通用的新方法。
附图说明
图1. 对称双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸钠盐的新型合成方法。
具体实施方式
下面结合结合图1对本发明作进一步阐述。
实施例1:
双胞苷三磷酸三钠盐（6）的合成：将胞苷5’-磷酰哌啶三乙铵盐（2，100 mg，0.20 mmol）、单磷酸二（三正丁铵）盐(24 mg，0.08 mmol)及4,5-二氰基咪唑（59 mg，0.50 mmol）溶于干燥的DMF（2 mL），20 oC反应24小时。浓缩反应液，向残留物中加入3 M醋酸钠水溶液（0.5 mL），再加入乙醇（50 mL）。离心得到双胞苷三磷酸钠盐粗品。离子交换凝胶柱层析以0.3–0.6 M碳酸氢铵缓冲溶液线性洗脱，合并含产物液洗脱液，冻干得双胞苷三磷酸铵盐。经过钠型732阳离子交换树脂后得双胞苷三磷酸三钠盐（6）36 mg，产率58%。
实施例2:
双腺苷三磷酸三钠盐（7）的合成：将腺苷5’-磷酰哌啶三乙铵盐（3，100 mg，0.19 mmol）、单磷酸二（四丁基铵）盐(45 mg，0.08 mmol)及4,5-二氰基咪唑（56 mg，0.48 mmol）溶于干燥的DMF（2 mL），20 oC反应24小时。浓缩反应液，向残留物中加入3 M醋酸钠水溶液（0.5 mL），再加入乙醇（50 mL）。离心得到双腺苷三磷酸钠盐粗品。离子交换凝胶柱层析以0.3–0.6 M碳酸氢铵缓冲溶液线性洗脱，合并含产物液洗脱液，冻干得双腺苷三磷酸铵盐。经过钠型732阳离子交换树脂后得到双腺苷三磷酸三钠盐（7）38 mg，产率60%。
实施例3:
双尿苷四磷酸四钠盐（9）的合成：将尿苷5’-磷酰哌啶三乙铵盐（1，100 mg，0.20 mmol）、焦磷酸三（四丁基铵）盐(72 mg，0.08 mmol)及4,5-二氰基咪唑（71 mg，0.60 mmol）溶于干燥的DMF（2 mL），20 oC反应20 h。浓缩反应液，向残留物中加入3 M醋酸钠水溶液（0.5 mL），再加入乙醇（50 mL）。离心得到双尿苷四磷酸钠盐粗品。离子交换凝胶柱层析以0.3–0.6 M碳酸氢铵缓冲溶液线性洗脱，合并含产物液洗脱液，冻干得双尿苷四磷酸铵盐。经过钠型732阳离子交换树脂后得到双尿苷四磷酸四钠盐（9）41 mg，产率58%。
实施例4:
双鸟苷四磷酸四钠盐（11）的合成：将鸟苷5’-磷酰哌啶三乙铵盐（4，100 mg，0.19 mmol）、焦磷酸三（三正丁铵）盐(59 mg，0.08 mmol)及4,5-二氰基咪唑（67 mg，0.57 mmol）溶于干燥的DMF（2 mL），20 oC反应20小时。浓缩反应液，向残留物中加入3 M醋酸钠水溶液（0.5 mL），再加入乙醇（50 mL）。离心得到双尿苷三磷酸钠盐粗品。离子交换凝胶柱层析以0.3–0.6 M碳酸氢铵缓冲溶液线性洗脱，合并含产物液洗脱液，冻干得双尿苷三磷酸铵盐。经过钠型732阳离子交换树脂后得到双鸟苷四磷酸四钠盐（11）38 mg，产率52%。
实施例5:
双腺苷五磷酸五钠盐（12）的合成：将腺苷5’-磷酰哌啶三乙铵盐（3，100 mg，0.19 mmol）、三磷酸三（三正丁铵）盐(54 mg，0.07 mmol)及4,5-二氰基咪唑（67 mg，0.57 mmol）溶于干燥的NMP（2 mL），20 oC反应24小时。反应结束后，向NMP中直接加入3 M醋酸钠水溶液（0.5 mL），再加入乙醇（50 mL）。离心得到双腺苷五磷酸钠盐粗品。离子交换凝胶柱层析以0.5–0.9 M碳酸氢铵缓冲溶液线性洗脱，合并含产物液洗脱液，冻干得双腺苷五磷酸铵盐。经过钠型732阳离子交换树脂后得到双腺苷五磷酸五钠盐（12）21 mg，产率35%。
实施例6:
双鸟苷五磷酸五钠盐（13）的合成：将鸟苷5’-磷酰哌啶三乙铵盐（4，100 mg，0.19 mmol）、焦磷酸三（四丁基铵）盐(65 mg，0.07 mmol)及4,5-二氰基咪唑（67 mg，0.57 mmol）溶于干燥的NMP（2 mL），20 oC反应24小时。反应结束后，向NMP中直接加入3 M醋酸钠水溶液（0.5 mL），再加入乙醇（50 mL）。离心得到双鸟苷五磷酸钠盐粗品。离子交换凝胶柱层析以0.5–0.9 M碳酸氢铵缓冲溶液线性洗脱，合并含产物液洗脱液，冻干得双鸟苷五磷酸铵盐。经过钠型732阳离子交换树脂后得到双鸟苷五磷酸五钠盐（13）20 mg，产率31%。

Claims (5)

1.一种合成对称双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸钠盐的方法，其特征在于包括如下步骤：以4,5-二氰基咪唑为活化试剂，分别以单磷酸盐、焦磷酸盐和三磷酸盐为亲核试剂，与两倍以上过量的核苷磷酰哌啶三乙胺盐偶联生成相应的核苷多磷酸中间体后，在一锅反应中继续与剩余的核苷磷酰哌啶反应生成相应的对称双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸钠盐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的单磷酸盐为二（三正丁铵）盐，二（四丁基铵）盐，或二（三正辛铵）盐；所述的焦磷酸盐为三（三乙铵）盐，三（三正丁铵）盐，三（四丁基铵）盐，或三（三正辛铵）盐；所述的三磷酸盐为三（三正丁铵）盐，三（四丁基铵）盐，或三（三正辛铵）盐。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于核苷磷酰哌啶：单磷酸盐：4,5-二氰基咪唑的摩尔比例为1：0.3：3.0；核苷磷酰哌啶：焦磷酸盐：4,5-二氰基咪唑的摩尔比例为1：2.5至1：3.0；核苷磷酰哌啶：三磷酸盐：4,5-二氰基咪唑的摩尔比例为1：0.5：3.0。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于反应溶剂为无水N,N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷；反应温度20 oC；反应时间20至24小时。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于生成相应的对称双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸钠盐后，先经乙醇沉淀得到钠盐粗产物，再经离子交换凝胶DEAE-A25层析得相应的双核苷多磷酸铵盐，最后经钠型732阳离子交换树脂后得到相应的对称双核苷三磷酸、四磷酸和五磷酸钠盐。
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