CN117466963A - 一种羟甲基的保护及脱保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种羟甲基的保护及脱保护方法，包括保护过程和脱保护过程：所述保护过程为：将含羟甲基化合物和三异丙基氯硅烷通过缩合反应，在羟甲基上修饰三异丙基硅烷基团；所述脱保护过程为：修饰三异丙基硅烷基团的羟甲基化合物在四丁基氟化铵作用下进行脱保护基反应，得到含羟甲基化合物。该方法利用具有氟敏感性的三异丙基氯硅烷作为羟甲基保护基，具有高选择性和高结合率的特点，且极易在四丁基氟化铵作用下水解脱除，脱除效率高，整个保护和脱保护过程简单，条件温和，反应速率快，有利于扩大生产应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种羟甲基的保护及脱保护方法，特别涉及一种利用三异丙基硅烷基团保护羟甲基以及三异丙基硅烷基团在四丁基氟化铵作用下脱保护的方法，属于有机合成技术领域。
背景技术
核酸合成过程中，碱基的5ˊ-OH的保护和脱保护过程是重要的环节。在核酸化学合成研究中，发展了一系列保护基，其中，采用Dimethoxytrityl(DMTr)用于5ˊ-OH的保护，具有良好的稳定性，且可在温和酸性条件下高效率定量脱除(Krotz,Achim；Cole,Douglas；Ravikumar,Vasulinga(1999)."Dimethoxytrityl Removal in Organic Medium:Efficient Oligonucleotide Synthesis Without Chlorinated Solvents".Nucleosidesand Nucleotides.18(6-7):1207-1209.)。但在寡核苷酸的合成中导致脱嘌呤等问题，最终导致在寡核苷酸的合成中出现错误率高和保真度低的问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是在于提供一种羟甲基的保护及脱保护方法，该方法利用具有氟敏感性的三异丙基氯硅烷作为羟甲基保护基，具有高选择性和高结合率的特点，且极易在四丁基氟化铵作用下水解脱除，脱除效率高，整个保护和脱保护过程简单，条件温和，反应速率快，有利于扩大生产应用。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种羟甲基的保护及脱保护方法，该方法包括保护过程和脱保护过程：
保护过程：将含羟甲基化合物和三异丙基氯硅烷通过缩合反应，在羟甲基上修饰三异丙基硅烷基团；
脱保护过程：修饰三异丙基硅烷基团的羟甲基化合物在四丁基氟化铵作用下进行脱保护基反应，得到含羟甲基化合物。
本发明选择三异丙基氯硅烷作为羟甲基保护基，其在温和条件下可以与羟甲基缩合形成((三异丙基甲硅烷基)氧基)甲基，其结合效率高达95％以上，而((三异丙基甲硅烷基)氧基)甲基极易在四丁基氟化铵催化作用下水解，恢复羟甲基，水解条件温和、反应速率快，水解效率达到99％以上。
作为一个优选的方案，所述含羟甲基化合物为碱基。具体例如A碱基、G碱基、C碱基或T碱基。碱基的呋喃环上同时包含5位羟甲基和4位羟基，而基于三异丙基氯硅烷特殊的空间位阻以及5位羟甲基的电子效应，三异丙基氯硅烷高选择性与5位羟甲基结合，副反应少。
作为一个优选的方案，所述三异丙基氯硅烷用量为含羟甲基化合物摩尔量的1～5倍。
作为一个优选的方案，所述缩合反应采用咪唑作为促进剂。咪唑作为碱性物质可以将缩合反应释放的酸结合，对缩合反应具有促进作用。
作为一个优选的方案，所述咪唑的用量为含羟甲基化合物摩尔量的2～3倍。
作为一个优选的方案，所述缩合反应的条件为：在室温下，反应2～3h。
作为一个优选的方案，所述缩合反应在DMSO溶剂介质中进行。
作为一个优选的方案，所述四丁基氟化铵的用量为修饰三异丙基硅烷基团的羟甲基化合物摩尔量的4～6倍。
作为一个优选的方案，所述脱保护基反应的条件为：在室温下反应，反应5～10秒。
本发明涉及的脱保护基反应如下反应式：
相对现有技术，本发明技术方案带来的有益技术效果：
1)本发明利用三异丙基氯硅烷作为羟甲基保护基，其结合效率高，合成产率≥95％。
2)本发明利用三异丙基氯硅烷作为羟甲基保护基，其选择性高，特别是对于碱基中的5位羟甲基具有高选择性。
3)本发明利用三异丙基氯硅烷作为羟甲基保护基，其具有氟敏性，易于在四丁基氟化铵作用下进行脱保护，脱保护效率达到99％以上，且也具有选择性。
4)本发明的羟甲基的保护及脱保护过程简单，条件温和，效率高，有利于扩大生产。
附图说明
图1为5-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)-2-((((三异丙基甲硅烷基)氧基)甲基)四氢呋喃-3-醇的核磁氢谱。
图2为5-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)-2-(羟甲基)四氢呋喃-3-醇的核磁氢谱。
图3为5-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)-2-(羟甲基)四氢呋喃-3-醇的核磁碳谱。
具体实施方式
以下具体实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制权利要求的保护范围。
以下实施例中涉及的化学试剂均为常规的市售商品，涉及的化合物表征采用行业内常规的表征。
实施例1
A碱基上保护：
将5-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)-2-(羟甲基)四氢呋喃-3-醇(100mg,0.40mmol)、咪唑(54mg,0.80mmol)及三异丙基氯硅烷(307mg,1.6mmol)加入至25mL单颈瓶中，氮气保护，抽真空，用注射器往反应瓶中加入5mL无水DMSO，室温搅拌反应2.5h，TLC监控反应完全。加入50ml水，乙酸乙酯(20mL×3)萃取，分液，合并有机相，饱和食盐水(20mL×3)洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，粗品经柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝20：1，三乙胺1％)分离，得白色固体146mg，分离收率89.4％，HPLC产率：99％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.29(d,J＝1.6Hz,1H),8.15(d,J＝1.5Hz,1H),7.30(s,2H),6.37(t,J＝6.6Hz,1H),5.42(d,J＝4.1Hz,1H),4.50(p,J＝4.3,3.8Hz,1H),3.93(d,J＝8.4Hz,2H),3.79(q,J＝6.6Hz,1H),2.81(dt,J＝13.0,6.4Hz,1H),2.34(ddd,J＝13.1,6.4,3.8Hz,1H),1.09-1.00(m,21H).
A碱基脱保护：
将5-(6-氨基-9H-嘌呤-9-基)-2-((((三异丙基甲硅烷基)氧基)甲基)四氢呋喃-3-醇(70mg,0.17mmol)溶于3ml四氢呋喃中，室温条件下，边搅拌边滴加四丁基氟化铵(0.86mmol，1M in THF)，室温条件下继续搅拌5s，TLC监控反应完全，往反应液中直接加入硅胶，经柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝5：1，三乙胺1％)分离，得白色固体42mg，分离收率98.36％，HPLC产率：100％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.34(s,1H),8.14(s,1H),7.31(s,2H),6.35(t,J＝7.1Hz,1H),5.49-5.15(m,2H),4.42(s,1H),3.89(t,J＝3.5Hz,1H),3.63(dt,J＝9.0,4.3Hz,1H),3.53(dt,J＝11.1,5.0Hz,1H),2.73(dt,J＝13.6,6.8Hz,1H),2.39-2.14(m,1H).13C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ156.54,152.84,149.34,140.04,119.72,88.45,84.44,71.44,62.37.
实施例2
G碱基上保护：
将2-氨基-9-(4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮(700mg,2.45mmol)、咪唑(334mg,4.91mmol)及三异丙基氯硅烷(943mg,4.91mmol)加入至25mL单颈瓶中，氮气保护，抽真空，用注射器往反应瓶中加入10mL无水DMSO，室温搅拌反应2.5h，TLC监控反应完全。加入100ml水，乙酸乙酯(30mL×3)萃取，分液，合并有机相，饱和食盐水(30mL×3)洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，粗品经柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝30：1，三乙胺1％)分离，得白色固体903mg，分离收率87％(同时考察)，HPLC产率：95％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ10.63(s,1H),7.86(s,1H),6.49(s,2H),6.13(t,J＝6.7Hz,1H),5.36(d,J＝4.2Hz,1H),4.39(d,J＝5.3Hz,1H),3.96-3.80(m,2H),2.26(ddd,J＝13.1,6.1,3.7Hz,1H),1.17-0.93(m,21H).
G碱基脱保护：
将2-氨基-9-(4-羟基-5-((((三异丙基甲硅烷基)氧基)甲基)四氢呋喃-2-基)-1H-嘌呤-6(9H)-酮(60mg,0.14mmol)溶于3ml四氢呋喃中，室温条件下，边搅拌边滴加四丁基氟化铵(0.71mmol，1M in THF)，室温条件下继续搅拌5s，TLC监控反应完全，往反应液中直接加入硅胶，经柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝5：1，三乙胺1％)分离，得白色固体39mg，收率97.7％，HPLC产率：100％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ10.67(s,1H),7.92(s,1H),6.46(s,2H),6.12(t,J＝7.0Hz,1H),5.29(d,J＝3.5Hz,1H),4.97(t,J＝5.5Hz,1H),4.34(dt,J＝6.1,3.0Hz,1H),3.81(p,J＝3.0Hz,1H),3.54(dq,J＝11.7,6.0,5.6Hz,2H),2.29-2.05(m,1H).13C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ157.25,154.08,151.33,135.81,117.09,88.02,83.07,71.21,62.18.
实施例3
C碱基上保护：
将4-氨基-1-(4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(700mg,3.08mmol)、咪唑(419mg,6.16mmol)及三异丙基氯硅烷(591mg,3.085mmol)加入至25mL单颈瓶中，氮气保护，抽真空，用注射器往反应瓶中加入10mL无水DMSO，室温搅拌反应3.5h，TLC监控反应完全。加入100ml水，乙酸乙酯(30mL×3)萃取，分液，合并有机相，饱和食盐水(30mL×3)洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，粗品经柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝30：1，三乙胺1％)分离，得白色固体1.01g，收率86％，HPLC产率：97.9％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.79(d,J＝7.4Hz,1H),7.33(s,1H),7.09(s,1H),6.17(t,J＝6.4Hz,1H),5.70(d,J＝7.4Hz,1H),5.30(d,J＝4.4Hz,1H),4.27(dq,J＝7.6,4.0Hz,1H),3.83(d,J＝9.4Hz,2H),2.19(ddd,J＝13.1,6.1,4.0Hz,1H),1.96(dt,J＝13.1,6.4Hz,1H),1.20-0.97(m,21H).
C碱基脱保护：
将4-氨基-1-(4-羟基-5-((((三异丙基甲硅烷基)氧基)甲基)四氢呋喃-2-基)嘧啶-2(1H)-酮(60mg,0.156mmol)溶于3ml四氢呋喃中，室温条件下，边搅拌边滴加四丁基氟化铵(0.78mmol，1M in THF)，室温条件下继续搅拌7s，TLC监控反应完全，往反应液中直接加入硅胶，经柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝5：1，三乙胺1％)分离，得白色固体34mg，收率97％，HPLC产率：100％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.79(d,J＝7.8Hz,1H),7.13(d,J＝20.7Hz,2H),6.15(t,J＝6.8Hz,1H),5.73(d,J＝7.5Hz,1H),5.21(dd,J＝4.0,1.9Hz,1H),5.07-4.85(m,1H),4.20(p,J＝3.1Hz,1H),3.77(q,J＝3.2Hz,1H),3.54(p,J＝6.7,6.2Hz,2H),2.11(ddt,J＝11.4,5.2,2.3Hz,1H),1.93(dt,J＝13.5,6.8Hz,1H).13CNMR(101MHz,DMSO-d6)δ166.01,155.61,141.44,94.43,87.64,85.36,70.88,61.84.
实施例4
T碱基上保护：
将1-(4-羟基-5-(羟甲基)四氢呋喃-2-基)-5-甲基嘧啶-2,4(1H，3H)-二酮(700mg,2.89mmol)、咪唑(394mg,5.78mmol)及三异丙基氯硅烷(555mg,2.89mmol)加入至25mL单颈瓶中，氮气保护，抽真空，用注射器往反应瓶中加入10mL无水DMSO，室温搅拌反应4h，TLC监控反应完全。加入100ml水，乙酸乙酯(30mL×3)萃取，分液，合并有机相，饱和食盐水(30mL×3)洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，粗品经柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝30：1，三乙胺1％)分离，得白色固体1.03g，收率89.2％，HPLC产率：92.5％。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ11.39(s,1H),7.48(d,J＝1.7Hz,1H),6.21(t,J＝6.9Hz,1H),5.35(d,J＝4.3Hz,1H),4.31(d,J＝4.2Hz,1H),3.86(h,J＝3.7,3.1Hz,2H),2.15(dd,J＝7.0,4.6Hz,2H),1.81(s,3H),1.21-1.05(m,21H).
T碱基脱保护：
将1-(4-羟基-5-((((三异丙基甲硅烷基)氧基)甲基)四氢呋喃-2-基)-5-甲基嘧啶-2,4(1H，3H)-二酮(100mg,0.24mmol)溶于3ml四氢呋喃中，室温条件下，边搅拌边滴加四丁基氟化铵(1.21mmol，1M in THF)，室温条件下继续搅拌5s，TLC监控反应完全，往反应液中直接加入硅胶，经柱层析(洗脱剂：二氯甲烷：甲醇＝5：1，三乙胺1％)分离，得白色固体58mg，收率98.8％，HPLC产率：113％.1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ11.25(s,1H),7.69(s,1H),6.16(t,J＝7.0Hz,1H),5.23(d,J＝4.1Hz,1H),5.01(d,J＝5.1Hz,1H),4.40-4.10(m,1H),3.76(q,J＝3.2Hz,1H),3.58(tq,J＝12.1,8.0,6.1Hz,2H),2.18-1.96(m,2H),1.77(s,3H).13C NMR(101 MHz,DMSO-d6)δ164.20,150.91,136.57,109.82,87.69,84.21,70.89,61.79,12.70.
Claims (9)
1.一种羟甲基的保护及脱保护方法，其特征在于：包括保护过程和脱保护过程：所述保护过程：将含羟甲基化合物和三异丙基氯硅烷通过缩合反应，在羟甲基上修饰三异丙基硅烷基团；
所述脱保护过程：修饰三异丙基硅烷基团的羟甲基化合物在四丁基氟化铵作用下进行脱保护基反应，得到含羟甲基化合物。
2.根据权利要求1所述的一种羟甲基的保护及脱保护方法，其特征在于：所述含羟甲基化合物为碱基。
3.根据权利要求1或2所述的一种羟甲基的保护及脱保护方法，其特征在于：所述三异丙基氯硅烷用量为含羟甲基化合物摩尔量的1～5倍。
4.根据权利要求1所述的一种羟甲基的保护及脱保护方法，其特征在于：所述缩合反应采用咪唑作为促进剂。
5.根据权利要求4所述的一种羟甲基的保护及脱保护方法，其特征在于：所述咪唑的用量为含羟甲基化合物摩尔量的2～3倍。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的一种羟甲基的保护及脱保护方法，其特征在于：所述缩合反应的条件为：在室温下，反应2～3h。
7.根据权利要求6所述的一种羟甲基的保护及脱保护方法，其特征在于：所述缩合反应在DMSO溶剂介质中进行。
8.根据权利要求1所述的一种羟甲基的保护及脱保护方法，其特征在于：所述四丁基氟化铵的用量为修饰三异丙基硅烷基团的羟甲基化合物摩尔量的4～6倍。
9.根据权利要求1所述的一种羟甲基的保护及脱保护方法，其特征在于：所述脱保护基反应的条件为：在室温下反应，反应5～10秒。
Priority Applications (1)
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| CN202311478550.XA CN117466963A (zh) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | 一种羟甲基的保护及脱保护方法 |
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Publications (1)
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