專利名稱:核酸、肽核酸衍生物及它們的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及核酸及肽核酸衍生物,它們的制備方法,含它們的產(chǎn)品,及它們在醫(yī)藥、生物領(lǐng)域中的用途。
背景技術(shù):
利用人工合成的化合物來模擬生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能,尤其是具有特定功能的生物大分子,對進一步理解和闡明它們在生物體內(nèi)的作用及機制都具有重要科學(xué)意義。其中包括大分子-大分子、大分子-小分子之間的相互作用,甚至是分子復(fù)合物之間的相互作用。如酶與底物的相互作用,抗體與抗原的相互作用,受體與藥物(包括化學(xué)藥和生物藥)的相互作用等等?;诜肿幼饔脵C制的研究結(jié)果,進而利用特定功能開發(fā)其在生命科學(xué)領(lǐng)域的用途具有十分重要的意義。
結(jié)構(gòu)決定功能。對于一個生物大分子,精確的高級結(jié)構(gòu)決定其復(fù)雜的生物學(xué)功能。用化學(xué)方法合成具有特定三維結(jié)構(gòu)的生物大分子是非常困難的,在多數(shù)情況下,試驗上幾乎是無法實現(xiàn)的。因此,用傳統(tǒng)的化學(xué)觀念和合成方法,要從三維結(jié)構(gòu)的層次來模擬大分子相互作用可行性甚微。分子間的信息傳遞和生物學(xué)功能的產(chǎn)生是通過分子表面的化學(xué)基團間的相互作用而產(chǎn)生的。其中蘊含著極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系,往往又是多位點、多功能問題。因而用簡單小分子模擬其功能則過于簡單化,幾乎達(dá)不到預(yù)期目的。
按照某一特定生物大分子三維結(jié)構(gòu),構(gòu)建和維持一個特定的三維框架結(jié)構(gòu),在特定位點上安裝相應(yīng)的化學(xué)功能基,并保持各功能基之間精確的相對空間位置和取向,就可能產(chǎn)生相應(yīng)的功能。
以一種化學(xué)組裝新概念來設(shè)計新的三維框架結(jié)構(gòu),在框架結(jié)構(gòu)的特定區(qū)域,引入一組或一系列特定性質(zhì)的化學(xué)功能基(尤其是蛋白質(zhì)殘基),它們在框架結(jié)構(gòu)中的位置,相對空間距離和空間取向都是可以設(shè)計并按預(yù)期目標(biāo)實現(xiàn)。人們稱這個區(qū)域為擬生物活性功能區(qū)。帶有擬生物活性功能區(qū)域的高級結(jié)構(gòu)可以用于模擬生物大分子功能,以及研究生物大分子-生物大分子之間,生物大分子-小分子之間,生物大分子-分子復(fù)合物之間的相互作用。
這些三維結(jié)構(gòu)框架可以是不同的化學(xué)實體,可以是單個分子,也可以是不同分子以不同形式結(jié)合的復(fù)合物。原則上,這些三維骨架結(jié)構(gòu)可以預(yù)知、可控,則可以作為選擇的框架結(jié)構(gòu)。例如,寡聚核苷酸的各種高級結(jié)構(gòu)可以通過設(shè)計堿基序列和精確的堿基配對原則來實現(xiàn),如形成雙股螺旋結(jié)構(gòu),三股螺旋結(jié)構(gòu),平行雙螺旋結(jié)構(gòu),四股螺旋結(jié)構(gòu),以及基于二級結(jié)構(gòu)的“Y”字形結(jié)構(gòu),“十”字形結(jié)構(gòu)等。形成精確三維框架結(jié)構(gòu)的原理是不同的堿基配對原則,如W-C堿基配對,Hoogsteen堿基配對等。
在本發(fā)明中設(shè)計采用的骨架有兩種,一種是核酸骨架,另一種是肽核酸骨架。形成螺旋結(jié)構(gòu)的精確識別均依賴于核酸堿基配對,形成骨架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。至于使用哪種螺旋結(jié)構(gòu),則可根據(jù)研究對象設(shè)計寡聚核苷酸序列,在不同條件下,形成預(yù)期的三維螺旋結(jié)構(gòu)。承擔(dān)模擬功能的化學(xué)功能基連接在主鏈或堿基上,但不影響堿基配對形成的特異性和穩(wěn)定性。因此,在某一構(gòu)建單元上引入哪種化學(xué)功能基,以及合成寡聚物后進而在螺旋結(jié)構(gòu)上的位置,可以根據(jù)此單元上核酸堿基的性質(zhì)及其在寡聚核苷酸序列中的位置精確定位,換言之,構(gòu)建單元在三維框架結(jié)構(gòu)中的位置,就決定了特定功能基的位置。例如含有A的結(jié)構(gòu)單元會與雙螺旋互補鏈上的T配對,如果含A構(gòu)建單元上帶有咪唑殘基,我們就能夠準(zhǔn)確知道咪唑基在螺旋中的位置。依此類推,我們可以把不同氨基酸殘基或不同化學(xué)基團引入到螺旋結(jié)構(gòu)的特定位置,再根據(jù)表面上各類基團的性質(zhì)、位置、分布和空間取向,研究生物大分子之間的相互作用。這些作用可以是蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)與核酸或其它生物大分子,蛋白質(zhì)與各種小分子等各種不同類型分子間的相互作用。從另外的角度看,常見的蛋白質(zhì)與其它分子的作用有酶與底物(小分子和大分子)的相互作用,抗體與抗原的相互作用,受體與藥物(包括化學(xué)藥和生物藥)的相互作用等等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要內(nèi)容是1、以一種化學(xué)組裝新概念來設(shè)計新的三維框架結(jié)構(gòu),進而研究生物大分子、分子復(fù)合物、小分子之間相互作用以及模擬生物大分子功能。2、設(shè)計、合成一系列帶有各類不同功能基的核酸或其類似物構(gòu)建單元,如含蛋白質(zhì)側(cè)鏈殘基所有的各類功能基,換言之,合成含有各類天然氨基酸側(cè)鏈殘基的構(gòu)建單元,然后,3、再將這些構(gòu)建單元按設(shè)計序列合成寡聚物,按堿基配對原則形成預(yù)期的三維骨架,在這些可以預(yù)知螺旋結(jié)構(gòu)的骨架上,各氨基酸側(cè)鏈功能基的相對位置和空間取向均可以精確定位。理論上,這一設(shè)計理念可用來模擬任何生物大分子的活性功能基結(jié)構(gòu)模式,進而表現(xiàn)不同的生物學(xué)功能以及進一步研究分子間相互作用。
在核苷酸結(jié)構(gòu)單元引入氨基酸殘基的位點有三,分別位于核糖、磷酸和堿基;肽核酸序列中引入氨基酸殘基的位置分別是主鏈和堿基,研究它們的性質(zhì)和生物功能。
一般地,酶與配體間的相互作用主要有氫鍵,靜電相互作用,和疏水相互作用。這些相互作用使各功能基間發(fā)生質(zhì)子和電荷轉(zhuǎn)移。主要的功能基有羥基,氨基,巰基,羧基,羰基、酰胺基,酯基、脲基、胍基,肟基,咪唑基、吲哚基等極性基團,和非極性的烷基,芳香基等。再根據(jù)酶的活性中心功能基的種類和相對三維空間位置,在高級結(jié)構(gòu)上總體布局、調(diào)整這些功能基種類,相對空間位置以及取向,就可能達(dá)到模擬各種酶的目的。
核酶和RNA干涉的發(fā)現(xiàn)有力地證明了一定結(jié)構(gòu)特點的核酸確實具有酶催化作用。進一步的研究還表明核酸的催化機理在本質(zhì)上與蛋白酶相同,都涉及功能基間的氫鍵形成,質(zhì)子或電荷的轉(zhuǎn)移,以及疏水相互作用等,因此,本發(fā)明的要點也適用于核酶,換言之,核酶是本發(fā)明的一個例證。
本發(fā)明的目的在于設(shè)計將氨基酸的側(cè)鏈功能基引入核酸或肽核酸序列,合成新的核酸類似物和肽核酸類似物,尋找具有蛋白質(zhì)酶催化功能的新型功能性大分子。
本發(fā)明人的深入研究和文獻(xiàn)報道都表明,嘧啶的五位和8-氮-7-去氮腺嘌呤的7位,不參與堿基間氫鍵的形成,在這兩個位置的取代基向核酸螺旋結(jié)構(gòu)的大溝區(qū)伸展,一些取代基具有提高螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性的作用。在核酸的核糖-磷酸骨架上的改造也有利于對核酸性質(zhì)的改善,如改善對核酸酶的水解穩(wěn)定性和對細(xì)胞膜的透膜能力,以及改善藥代動力學(xué)性質(zhì)等。
本發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),通過合成式I、II 得到的含式V的核酸序列和含式VI的肽核酸序列可以與互補的DNA序列形成二級結(jié)構(gòu)。
因此含式V的核酸序列和含VI的肽核酸序列可以用于模擬生物大分子、檢測試劑、疾病的診斷和治療。
本發(fā)明的第一方面涉及式I和式II的核苷類似物, 其中式I和II中,B為天然堿基(腺嘌呤,鳥嘌呤,脲嘧啶,胸腺嘧啶,胞嘧啶,黃嘌呤,次黃嘌呤等等),含保護基的天然堿基,或如式III、IV所示非天然堿基, 在式III和IV中,在脲嘧啶的五位和8-氮-7-去氮嘌呤的七位引入取代基-X-R1,其中,X可為各種連接臂形式,如(-CH2-)n,(-CH=CH-)n,(-C≡C-)n,-O-,-C(O)-,-OC(O)-,-C(O)O-,-NH-,N(R1)2-,-C(O)NH-,-NHC(O)-,-CH=N-,-S-,-S(O)-,-S(O)2-,-S(O)NH-,-S(O)2NH-,或者是它們的組合,n為0-10,其中當(dāng)n為0時,即沒有連接臂X,R1可為蛋白質(zhì)的所有氨基酸殘基側(cè)鏈所含的功能基,包括(1)疏水性基團甲基(丙氨酸),芐基(苯丙氨酸),異丙基(纈氨酸),1-甲硫基乙基[CH3S(CH2)2-](甲硫氨酸),3-甲基丙基[(CH3)2CHCH2-](亮氨酸),1-甲基丙基[CH3CH2CH(CH3)-](異亮氨酸);(2)親水性基團如羥甲基(HOCH2-)(絲氨酸),1-羥乙基[CH3CH(OH)-](蘇氨酸),4-咪唑甲基(組氨酸),4-氨基丁基[NH2(CH2)4-](賴氨酸),巰甲基(HSCH2-)(半胱氨酸),3-吲哚甲基(色氨酸),四氫吡咯-2-(脯氨酸),4-羥基苯甲基(酪氨酸),1-胍基丙基(精氨酸),氨甲酰甲基(天冬酰胺),1-氨甲酰乙基(谷氨酰胺),羧甲基(天冬氨酸),1-羧乙基(谷氨酸);其中當(dāng)n不為0時,以X為連接臂(1).R1可為碳原子數(shù)為2至10的烴基及其異構(gòu)體,包括直鏈和支鏈烷基,環(huán)烷基,烯基,和炔基,以及它們的異構(gòu)體,如甲基,乙基,乙烯基,正丙基,異丙基,烯丙基,炔丙基,正丁基,異丁基,叔丁基,1-(或2-,3-)丁烯基,1-(或2-,3-)丁炔基,戊基,環(huán)戊基,環(huán)戊二烯基,己基,環(huán)己基,等;含氮、氧、硫、硒等雜原子的(直鏈和支鏈)烷基,環(huán)烷基,烯基,和炔基,其雜原子表現(xiàn)為以下功能基團,如巰基,醚鍵,硫醚鍵,氨基,胺基,胍基,脲基,羧基,酯基,羥基,酰胺基,磺?;酋0坊?,磺酰酯基,亞磺?;瑏喕酋0坊?,亞磺酰酯基,硝基,硝酸酯基,亞硝基,亞硝酸酯基,鹵素,擬鹵素等;雜環(huán)類基團如,2-(或/和3-取代)呋喃基,2-(或/和4-,5-取代)咪唑基,2-(或/和3-,N-取代)吡咯基,2-(或/和4-,5-取代)噁唑基,2-(或/和3-取代)噻吩基,3-(或/和2-,4-,5-,6,N-取代)吲哚基,2-(或/和3-取代)四氫呋喃基,2-(或/和3-,N-取代)四氫吡咯基,2-(或/和3-取代)四氫噻吩基,2-(或/和3-,4-取代)哌啶基,2-(或/和3-,N-取代)嗎啉基,2-(或/和3-,5-取代)噻唑基,2-(或/和3-,5-取代)四氫噻唑基等;(2).R1可為碳原子數(shù)為6到20的芳香烴基和雜芳香烴基,和取代的芳香烴基和雜芳香烴基,如苯基,萘基,蒽基,芴基等;雜芳香烴基含氮,氧,硫,硒等雜原子,如2-(或3-,4-)吡啶基,喹啉基,異喹啉基。在取代的芳香烴基和雜芳香烴基中,其取代基定義為如甲基,乙基,乙烯基,正丙基,異丙基,烯丙基,炔丙基,正丁基,異丁基,叔丁基,1-(或2-,3-)丁烯基,1-(或2-,3-)丁炔基,戊基,環(huán)戊基,環(huán)戊二烯基,己基,環(huán)己基等碳原子數(shù)為1-10的烴基;或含巰基,醚鍵,硫醚鍵,氨基,胺基,胍基,脲基,羧基,酯基,羥基,酰胺基,磺酰基,磺酰胺基,磺酰酯基,亞磺酰基,亞磺酰胺基,亞磺酰酯基,硝基,硝酸酯基,亞硝基,亞硝酸酯基,鹵素,擬鹵素,咪唑基,吡咯基,吲哚基等功能基的這類烴基。
式IV中,P2可為氫,乙?;郊柞;?,茴香酰基,異丁?;?,鄰硝基苯氧乙?;?,N,N-二甲胺基甲叉基,苯氧乙?;?,叔丁基苯氧乙酰基,三氟乙?;?,對甲基苯甲?;?,碳酸烷基甲酯,碳酸烷基烯丙酯等,氨基和亞胺基的保護基有苯甲?;惗□;?,三氟乙酰基,N,N-二甲胺基亞甲基,N,N-二丁胺基亞甲基。
式I中,P1可為乙酰基,三甲基硅基,二乙基硅基,叔丁基二甲基硅基,叔丁基二苯基硅基,四氫吡喃基,烯丙基,叔丁氧甲基,(鄰硝基,對硝基,對鹵代,對氰基)芐基,三苯甲基,對甲氧苯基二苯基,4,4’-甲氧基三苯甲基等。
式I中,當(dāng)B為天然堿基或保護的天然堿基時,R2可為N,N-二異丙胺基,4-嗎啡啉基,1-四氫吡咯基,2,2,6,6-四甲基哌啶基;R3可為-X-R1,-NH-R1,-N(R1)2(其中兩個R1可以相同也可以是R1的不同組合),但不包括2-氰乙基,甲氧基,乙氧基,N,N-二異丙胺基,N,N-二甲胺基,N,N-二乙胺基;式I中,當(dāng)B為非天然堿基時,R2可為N,N-二異丙胺基,嗎啡啉基,四氫吡咯基,2,2,6,6-四甲基哌啶基;R3可為2-氰乙基,-X-R1,-NH-R1,-N(R1)2(其中兩個R1可以相同也可以是R1的不同組合)。
式II中,當(dāng)B為非天然堿基時,R4,R5,R6,R7,R8的可為H,R1或-X-R1;式II中,當(dāng)B為天然堿基或保護的天然堿基時,R4,R5,R6,R7,R8的定義為H,R1或-X-R1,但不同時為H;當(dāng)R5,R6,R7,R8為氫時,R4不為羥甲基和4-咪唑甲基;式II中,R9可為H或-X-R1,R10可為H,叔丁氧羰基(Boc),芴甲氧羰基(Fmoc),芐氧羰基,芐基或三苯甲基;式II中,R11可為氫,甲基,乙基,烯丙基,芐基,4-硝基芐基,4-甲基芐基,4-甲氧基芐基;式II中,R5與R6,R7與R8,R5與R7,R6與R8,R9/R10與R5/R6,R9/R10與R7/R8之間形成以(-CH2-)n結(jié)構(gòu)相連的環(huán)狀結(jié)構(gòu),n為1~4;或與主鏈(N-C-C,或N-C,或C-C)形成含雜原子(O,S,N等)的三至七元環(huán)狀結(jié)構(gòu),雜原子形成如醚鍵,硫醚鍵等。
本發(fā)明的第二方面涉及含式V的核酸序列和含式VI的肽核酸序列
式V中,當(dāng)B為非天然堿基時,R12可為O-,OH,S-,SH,Se-,SeH或式I中的R1,當(dāng)B為天然堿基或保護的天然堿基時,R12可為式I中的R3,但不為O-,OH,S-,SH,Se-,SeH;Y可為O,S,Se等原子。
式VI中,R4,R5,R6,R7,R8,R9與式II中的R4,R5,R6,R7,R8,R9定義相同。
在含式V的核酸序列和/或含式VI的肽核酸序列中,含式V和/或式VI的個數(shù)可在1~50個。
本發(fā)明的第三方面涉及I,II,III,IV,V和VI其中之一或它們的任意組合,作為模擬生物大分子、檢測試劑、疾病診斷和治療藥物應(yīng)用。
在本發(fā)明中使用的縮寫具有下面含義Boc-叔丁氧羰基Bom-芐氧甲基DCC-N,N-二環(huán)己基碳二亞胺DCM-二氯甲烷DIEA-二異丙基乙胺DMF-N,N-二甲基甲酰胺DMSO-二甲亞砜DMT-4,4’-二甲氧基三苯甲基DMT-T-5’-(4,4’-二甲氧基)-三苯甲基-胸腺核苷ESI-MS-電噴霧離子化質(zhì)譜His-組氨酸PAGE-聚丙稀酰胺凝膠電泳TBDPS-叔丁基二苯基硅烷基TFA-三氟醋酸
Tol-對甲基苯甲酰基堿基以羥基修飾的構(gòu)建單元的合成按反應(yīng)路線1和2制備反應(yīng)路線1 (i)六甲基二硅胺烷,硫酸銨,碘化亞銅/CHCl3;(ii)TBDPS-Cl,咪唑/CHCl3;(iii)甲醇鈉/甲醇;(iv)DMT-Cl/吡啶;(v)β-氰乙基-單氯-N,N-二異丙基-亞磷酰胺,DIEA/二氯甲烷反應(yīng)路線2 (i)六甲基二硅胺烷,硫酸銨,碘化亞銅/CHCl3;(ii)甲醇鈉/甲醇;(iii)DMT-Cl/吡啶;(iv)β-氰乙基-單氯-N,N-二異丙基-亞磷酰胺,DIEA/二氯甲烷反應(yīng)路線1和路線2中,堿基的羥基保護基應(yīng)與核糖的DMT保護基區(qū)分開來,前者應(yīng)在在后續(xù)的合成步驟和DNA固相合成(酸性條件下)中穩(wěn)定,且固相合成后能在較溫和的堿性(氨水,50℃)條件完全脫保護。因此,在本發(fā)明的合成路線設(shè)計中,在核糖的5’位還未脫保護之前,以叔丁基二苯基硅烷基保護堿基上的羥基。然后,將脫去對甲基苯甲?;?’和3’位羥基分別用DMT保護,和進行亞磷?;?,所獲得的構(gòu)建單元可用于固相DNA合成。
堿基含羧基功能基構(gòu)建單元的合成可按反應(yīng)路線3制備反應(yīng)路線3
(i)六甲基二硅胺烷,硫酸銨,碘化亞銅/CHCl3;(ii)甲醇鈉/甲醇;(iii)氨的甲醇溶液;(iv)DMT-Cl/吡啶;(v)β-氰乙基-單氯-N,N-二異丙基-亞磷酰胺,DIEA/二氯甲烷反應(yīng)路線3是為了在DNA螺旋結(jié)構(gòu)上引入羧基和酰胺基,本發(fā)明首先在脲嘧啶的5位以適當(dāng)?shù)倪B接臂引入酯基,在糖苷化反應(yīng),5’位羥基的DMT保護和3’位羥基的亞磷?;螅糜贒NA的固相合成。然后,用氫氧化鈉的甲醇/水溶液處理DNA序列,將酯基水解位羧基,或用氨的甲醇溶液處理DNA序列,將酯基轉(zhuǎn)化為酰胺基,這樣就在DNA螺旋結(jié)構(gòu)上分別引入了重要的功能基。
堿基含咪唑功能基構(gòu)建單元的合成可按反應(yīng)路線4制備反應(yīng)路線4 (i)0.1M Li2PdCl4;(ii)TFA;(iii)DMT-Cl/吡啶;(iv)β-氰乙基-單氯-N,N-二異丙基-亞磷酰胺,DIEA/二氯甲烷反應(yīng)路線4中,在脲嘧啶的5位引入了參與許多蛋白酶的催化活性中心的咪唑基,它既可作為氫鍵供體,又可作為氫鍵給體,在糜蛋白酶的催化中心起到傳遞氫鍵的作用。首先按文獻(xiàn)方法合成三苯甲基保護的4-乙烯基咪唑,然后與5-氯汞基-2’-去氧脲苷進行縮合反應(yīng)得到預(yù)期的核苷類似物,并將咪唑環(huán)上的三苯甲基在酸性條件下除去后,后續(xù)的DMT保護和亞磷?;闯R?guī)程序進行,得到適于DNA固相合成的構(gòu)建單元。
堿基含疏水性基團構(gòu)建單元的合成可按反應(yīng)路線5制備反應(yīng)路線5 (i)六甲基二硅胺烷,硫酸銨,碘化亞銅/CHCl3;(ii)苯乙胺,DCC;(iii)甲醇鈉/甲醇;(iv)DMT-Cl/吡啶;(v)β-氰乙基-單氯-N,N-二異丙基-亞磷酰胺,DIEA/二氯甲烷在反應(yīng)路線5中,將帶苯環(huán)的酰胺基引入脲嘧啶的5位,是為了獲得大分子的疏水性區(qū)域,首先合成含羧基的保護的核苷,然后與苯乙胺發(fā)生酰胺化反應(yīng),得到所需的功能基,繼之以5’位的DMT保護和3’位的亞磷?;?,得到適于DNA固相合成的構(gòu)建單元。
亞磷酸酯鏈含功能基的構(gòu)建單元合成可按反應(yīng)路線6和反應(yīng)路線7制備反應(yīng)路線6
R為芴甲氧羰氧乙基253-甲基-丁基26苯乙基27芴甲氧羰氧-3-氧丙基28芴甲氧羰氧-4-氧丁基29甲氧羰丙基30(i)引入基團的醇類化合物,吡啶/DCM,-78℃;(ii)二異丙胺,-40℃;(iii)DMT-T,DIEA反應(yīng)路線7 (i)二異丙胺/DCM,-78℃;(ii)DMT-T,DIEA,-40℃;(iii)四氮唑,2-[1-(2,4-硝基苯基)-1H-咪唑基-4-]-乙醇在反應(yīng)路線6和7,通過形成亞磷酸酯用含有羥基、羧基、疏水性烴基、苯環(huán)以及咪唑基修飾磷,得到適于DNA固相合成的構(gòu)建單元。
肽核酸構(gòu)建單元的堿基引入羥基及主鏈引入咪唑基的合成可按反應(yīng)路線8制備
反應(yīng)路線8 (i)甲磺酸芐酯/DMF,100℃;(ii)溴乙酸乙酯,碳酸鉀/DMF;(iii)DCC,N-2-叔丁氧羰基-胺乙基甘氨酸甲酯或Boc-His(Bom)-OCH3;(iv)1M氫氧化鋰在反應(yīng)路線8中,第(iii)中,如果反應(yīng)原料為N-2-叔丁氧羰基-胺乙基甘氨酸甲酯,則得到構(gòu)建單元34,如果反應(yīng)原料為Boc-His(Bom)-OCH3,則得到構(gòu)建單元35,通過此反應(yīng)路線,可在堿基上修飾,也可在主鏈上修飾,得到的構(gòu)建單元可直接用于肽核酸的合成。
具體實施例方式
下面的實施例用來進一步說明本發(fā)明,但這并不意味著對本發(fā)明的任何限制。
實施例11.1 1-(2-去氧-3,5-二-氧-對甲基苯甲?;?β-D-erythro-核糖)-5-(2-羥乙基)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮(1)將5-羥乙基脲嘧啶(4g,25.64mmol)懸浮在六甲基二硅胺烷(20ml)中,加入少量硫酸銨,加熱此混合物,回流過夜。減壓蒸餾除去剩余的六甲基二硅胺烷后,加入氯仿(400ml),然后加入1-氯-2-去氧-3,5-二對甲基苯甲?;颂?12g,30.89mmol)和碘化亞銅(5.9g,30.89mmol),室溫下攪拌3小時。將此混合物傾入飽和的碳酸氫鈉溶液中,攪拌1h,分出有機層,水洗一遍,用無水硫酸鈉干燥,過濾后濃縮得到糖漿狀液體,柱層析法分離出無色固體產(chǎn)物,11.5g,產(chǎn)率為88.5%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 20∶1)0.35。1H NMR(d6-DMSO)2.26(t,J=6.7Hz,5-CH2CH2O),2.39(2s,CH3O),2.54(m,2’-H),3.41(m,5-CH2CH2O),4.47-4.59(m,4’H,5’-H),5.59(m,3’-H),6.28(t,J=7.6Hz,1’-H),7.47(s,6-H),7.34,7.89(2m,Ph),11.33(s,NH)。
1.2 1-(2-去氧-3,5-二-氧-對甲基苯甲酰基-β-D-erythro-核糖)-5-(2-二苯基叔丁基硅氧乙基)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮(2)化合物1(9g,17.7mmol)懸浮于0.2M甲醇鈉/甲醇溶液中,室溫下反應(yīng)3h。反應(yīng)液用冰醋酸中和后,濃縮,硅膠柱層析分離出產(chǎn)物,為無色結(jié)晶,4.5g,產(chǎn)率為93.4%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 9∶1)0.27。1H NMR(d6-DMSO)2.10(m,2’-H),2.35(m,5-CH2CH2OH),3.47(m,5-CH2CH2O),3.54(m,5’-H),3.77(m,4’H),4.23(m,3’-H),4.50(t,J=5.6Hz,5-CH2CH2OH),5.19(d,J=4.2Hz,3’-OH),4.94(t,J=5.2Hz,5’-OH),6.16(t,J 6.9,1’-H),7.65(s,6-H),11.20(s,NH)。
1.3 1-(β-D-erythro-2-去氧-核糖)-5-(2-二苯基叔丁基硅氧乙基)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮(3)向化合物1(12.6g,24.8mmol)的二氯甲烷(50ml)溶液中加入咪唑和叔丁基二苯基氯硅烷(7.2ml,27.5mmol),將此反應(yīng)混合物在室溫攪拌半小時。將此反應(yīng)液用二氯甲烷(100ml)稀釋后,用1M鹽酸和水分別洗滌兩次,然后用無水硫酸鈉干燥,減壓蒸去溶劑,得到糖漿狀產(chǎn)物,直接用于下一步的脫保護反應(yīng)。
將以上產(chǎn)物溶于0.1M甲醇鈉/甲醇溶液,在室溫下攪拌1h。反應(yīng)液用冰醋酸中和,并濃縮,產(chǎn)物經(jīng)柱層析純化,得到泡狀無色固體(11.4g),產(chǎn)率為88%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 9∶1)0.54。元素分析C27H34N2O6Si(M 510.65),理論值C 63.50,H 6.71,N 5.49;實測值C 63.06,H 6.56,N 5.40。1H NMR(d6-DMSO)0.96(s,tert-Bu),2.00(m,2’-H),2.48(m,superimposed,5-CH2CH2O),3.55(dd,5-CH2CH2O),3.71-3.78(m,4’-H,5’-H),4.22(m,3’-H),5.03(t,J=5.2Hz,5’-OH),5.23(d,J=4.2Hz,3’-OH),6.17(t,J=7.0Hz,1’-H),7.75(s,6-H),7.38-7.58(m,Ph),11.28(s,NH)。
1.4 1-[β-D-erythro-2-去氧-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)]-5-(2-二苯基叔丁基硅氧乙基)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮(4)將化合物3(5.6g,11mmol)與無水吡啶共蒸3次,然后以無水吡啶(10ml)作溶劑,向此溶液中加入4,4’-二甲氧基三苯甲基氯(4.87g,14.37mmol),1.5h后,加入2ml甲醇,攪拌5分鐘,反應(yīng)液濃縮用于柱層析,得到無色泡狀固體產(chǎn)物8.86g,產(chǎn)率98.6%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 20∶1)0.44。元素分析C48H52N2O8Si(M 813.02),理論值C 70.91,H 6.45,N 3.45;實測值C 70.83,H 6.40,N 3.58。1H NMR(d6-DMSO)0.91(s,tert-Bu),2.09(m,2’-H),2.27(t,J=1.6Hz,5-CH2H2O),3.17(d,J=4.5Hz,5-CH2CH2O),3.65(m,5’-H),3.70(s,OCH3),3.88(m,4’H),4.21(m,3’-H),5.34(d,J=4.5Hz,3’-OH),6.16(t,J=6.7Hz,1’-H),6.85-7.53(s,6-H;m,Ph),11.34(s,NH)。
1.5 1-[β-D-erythro-2-去氧-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)]-5-(2-二苯基叔丁基硅氧乙基)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮3’-[(2-氰乙基)-N,N-二異丙基亞磷酰胺](5)在室溫攪拌下,向化合物4(1.8g,2.21mmol)的二氯甲烷溶液中加入二異丙基乙基胺(2.5ml),然后滴加β-氰乙基-單氯-N,N-二異丙基-亞磷酰胺,直到反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化。將反應(yīng)化合物用二氯甲烷稀釋,并用5%碳酸氫鈉溶液和飽和鹽水各洗一次,經(jīng)無水硫酸鈉干燥后,濃縮得到無色無定形固體1.33g,產(chǎn)率為59%。Rf(CH2Cl2/CH3COCH320∶1)0.65,0.75。31P NMR(CDCl3)149.06,149.66;1H NMR(CDCl3)0.99(s,tert-Bu),1.07,1.17[d,J=6.7Hz,N(CH(CH3)2)],2.11-2.64(m,2’-H,5-CH2CH2,NCCH2CH2O),3.30-3.78(m,5-CH2CH2,NC CH2CH2O,5’-H),3.74(2s,OCH3),4.17(m,4’H),4.52(m,3’-H),6.28(t,J=6.9Hz,1’-H),6.79-7.56(s,6-H;m,Ph)。
實施例22.15-(3-叔丁基二苯基硅氧丙基)-脲嘧啶(6)按照實施例1.3法,在二氯甲烷(20ml)中,以5-(3-三羥丙基)脲嘧啶(1.5g,8.81mmol),咪唑(0.66g,9.7mmol),叔丁基二苯基氯硅烷(2.56ml,9.8mmol)得到產(chǎn)物3-叔丁基二苯基硅氧丙基脲嘧啶,3.4g,產(chǎn)率為94.4%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 20∶1)0.15。元素分析C23H28N2O3Si(M 408.57),理論值C 67.61,H 6.91,N 6.86;實測值C 67.56,H 6.78,N 6.74。1H NMR(d6-DMSO)0.99(s,tBu),1.69(m,5-CH2CH2CH2),2.25(t,J=7.3Hz,5-CH2CH2CH2),3.62(t,J=6.3Hz,5-CH2CH2CH2),7.15(s,6-H),7.45,7.61(2m,Ph),11.01,10.63(s,2NH)。
2.2 1-(2-去氧-3,5-二-氧-對甲基苯甲?;?β-D-erythro-核糖)-5-(2-二苯基叔丁基硅氧丙基)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮(7)按實施例1.1法,將5-(3-叔丁基二苯基硅氧丙基脲嘧啶(2.4g,5.88mmol)用六甲基二硅胺烷發(fā)生硅烷化反應(yīng)后,在氯仿(300ml)中與1-氯-2-去氧-3,5-二對甲基苯甲酰-D-核糖(3g,7.06mmol),CuI(2g),反應(yīng)。經(jīng)柱層析得到無色固體產(chǎn)物2.45g,產(chǎn)率為54.8%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 20∶1)0.59。元素分析C44H48N2O8Si(M 760.95),理論值C 69.45,H 6.13,N 3.68;實測值C 69.18,H 6.11,N 3.88。1H NMR(d6-DMSO)0.96(s,tert-Bu),1.58(m,5-CH2CH2CH2),2.11(t,J=7.4Hz,5-CH2CH2CH2),2.29,2.40(2s,CH3),2.57(m,2’-H),3.50(t,J=6.3Hz,5-CH2CH2CH2),4.50-4.63(m,4’-H,5’-H),5.62(m,3’-H),6.30(t,J=7.1Hz,1’-H),7.24-7.94(m,6-H,Ph),11.40(s,NH)。
2.3 1-(β-D-erythro-2-去氧-核糖)-5-(2-二苯基叔丁基硅氧丙基)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮(8)將化合物6(2.38g,3.13mmol)溶于甲醇鈉/甲醇溶液(0.2M,50ml)中,在室溫下反應(yīng)3hr,反應(yīng)液用冰醋酸中和,然后濃縮用于常壓柱層析,產(chǎn)物為無色固體,1.15g,產(chǎn)率為63%。Rf(CH2Cl2/CH3OH9∶1)0.68。元素分析C28H36N2O6Si.0.5H2O(M 533.68),理論值C62.96,H 6.93,N 5.25;實測值C 62.70,H 6.90,N 5.09。1H NMR(d6-DMSO)0.99(s,tert-Bu),1.72(m,5-CH2CH2CH2),2.04(m,2’-H),2.31(m,5-CH2CH2CH2),3.54(m,5-CH2CH2CH2),3.64(m,5’-H),3.77(m,4’-H),4.22(m,3’-H),5.01(t,J=5.2Hz,5’-OH),5.23(d,J=4.2Hz,3’-OH),6.16(t,J=6.9Hz,1’-H),7.40-7.62(m,Ph),7.66(s,6-H),11.35(s,NH)。
2.4 1-[β-D-erythro-2-去氧-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)]-5-(2-二苯基叔丁基硅氧丙基)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮(9)將化合物8(1g,1.91mmol)與無水吡啶共蒸3次后,溶于無水吡啶(2ml)中,向此溶液加入DMT-Cl(0.77g,2.3mmol)。在室溫下反應(yīng)1hr后,加入甲醇(5ml),并繼續(xù)反應(yīng)5min。將此反應(yīng)液濃縮用于常壓柱層析,得到無色固體,1.3g,產(chǎn)率為82.5%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 20∶1)0.49。元素分析C49H54N2O8Si(M 827.05),理論值C 71.16,H 6.58,N 3.39;實測值C 71.07,H 6.58,N 3.93。1H NMR(d6-DMSO)0.94(s,tert-Bu),1.52(m,5-CH2CH2CH2),1.91(m,2’-H),2.16(t,5-CH2CH2CH2),3.17(m,5-CH2CH2CH2),3.39(m,5’-H),3.67(2s,OCH3),3.89(m,4’H),4.29(m,3’-H),5.34(d,J=4.5Hz,5.34,3’-OH),6.20(t,J=6.9Hz,1’-H),6.82-7.57(m,6-H,arom.H),11.35(s,NH)。
2.5 1-[β-D-erythro-2-去氧-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)]-5-(2-二苯基叔丁基硅氧乙基)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮3’-[(2-氰乙基)-N,N-二異丙基亞磷酰胺](10)從化合物9(1g,1.21mmol)在含二異丙基乙基胺的二氯甲烷的溶液中與β-氰乙基-單氯-N,N-二異丙基-亞磷酰胺反應(yīng)。反應(yīng)液在用二氯甲烷稀釋后,用5%碳酸氫鈉溶液和飽和鹽水洗滌。干燥后濃縮,經(jīng)常壓柱層析純化,得到無色固體產(chǎn)物0.65g,產(chǎn)率為52.4%。Rf(CH2Cl2/CH3COCH320∶1)0.60,0.63。31P NMR(CDCl3)149.06,149.53;1H NMR(CDCl3)0.98(s,tert-Bu),1.21,1.29[m,N(CH(CH3)2)],1.46-2.73(m,N(CH(CH3)2),5-CH2CH2CH2,2’-H),2.41(t,J=6.5Hz,5-CH2CH2CH2),3.30-3.68(m,5-CH2CH2CH2,NCCH2CH2O,5’-H),3.71(2s,OCH3),4.17(m,4’H),4.60(m,3’-H),6.35(m,1’-H),6.77-7.61(m,6-H,Ph)。
實施例33.1 1-(β-D-erythro-2-去氧-核糖)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮-5-丙酸甲酯(12)按化合物1的合成方法制備,得到化合物11后,直接進行脫保護反應(yīng),得到化合物12,2.6g,收率45.6%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 9∶1)0.42。元素分析C13H18N2O7(M 314.29),理論值C 49.68,H 5.77,N 8.91;實測值C 49.67,H 5.52,N 8.47。1H NMR(d6-DMSO)2.08(m,2’-H),2.48(m,5-CH2CH2),3.59(s,CH3),3.56(m,5’-H),3.77(m,4’H),4.24(m,3’-H),5.03(t,J=5.2Hz,5’-OH),5.24(d,J=4.2Hz,3’-OH),6.16(t,J=6.9Hz,1’-H),7.72(s,6-H),11.33(s,NH)。
3.2 1-(β-D-erythro-去氧-核糖)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮5-丙酰胺(13)將化合物12(0.5g,1.59mmol)的氨/甲醇溶液(70ml)置于密閉容器中,室溫下攪拌7天。將此反應(yīng)液濃縮至產(chǎn)物開始析出,得到無色固體0.45g,產(chǎn)率為94.5%。元素分析C12H17N3O6(M 299.28),理論值C 48.16,H 5.73,N 14.04;實測值C 48.45,H 5.77,N13.66。Rf(CH2Cl2/CH3OH 9∶1)0.1。1H NMR(d6-DMSO)2.08(m,2’-H),2.23,2.40(2m,5-CH2CH2),3.57(m,5’-OH),3.76(m,4’H),4.23(m,3’-H),5.01(t,J=5.2Hz,5’-OH),5.23(d,J4.5,3’-OH),6.16(t,J=6.7Hz,1’-H),7.25,6.77(2s,NH2),7.65(s,6-H),Ph),11.29(s,NH)。
3.3 1-[(β-D-erythro-2-去氧-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮-5-丙酸甲酯(14)從化合物12(1.2g,3.82mmol)和DMT-Cl(1.55g,4.58mmol)在吡啶(3ml)中反應(yīng),室溫下攪拌2小時,反應(yīng)完全后加入2ml甲醇攪拌5分鐘,反應(yīng)液濃縮后經(jīng)常壓柱層析得到無色固體化合物14,1.7g,產(chǎn)率為72%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 20∶1)0.41。1H NMR(d6-DMSO)2.15-2.55(m,5-CH2CH2,2’-H),3.20(m,5’-H),3.52(s,CH3),3.73(s,OCH3),3.89(m,4’H),4.29(m,3’-H),5.34(d,J=3.6Hz,3’-OH),6.19(t,J=6.7Hz,1’-H),6.87-7.27(m,6-H,Ph),11.40(s,NH)。
3.4 1-[(β-D-erythro-2-去氧-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮5-丙酸甲酯3’-[(2-氰乙基)-N,N-二異丙基亞磷酰胺](15)從化合物14(1.09g,1.767mmol)和β-氰乙基-單氯-N,N-二異丙基-亞磷酰胺,二異丙基乙基胺(1ml)在二氯甲烷(10ml)中于室溫下反應(yīng)得到產(chǎn)物,經(jīng)用二氯甲烷稀釋,5%NaHCO3和鹽水洗滌,干燥并濃縮,由常壓柱層析得到產(chǎn)物,0.8g,55.6%。Rf(CH2Cl2/CH3COCH38∶1)0.40,0.52。31P NMR(CDCl3)149.57,149.20;1H NMR(CDCl3)1.06-1.18[m,2CH(CH3)2],2.14-2.64[m,5-CH2CH2,2’-H,CH(CH3)2],3.31-3.86(m,5’-H,OCH2CH2CN),3.57(s,CH3),3.79(s,OCH3),4.16(m,4’H),4.63(m,3’-H),6.37(m,1’-H),6.82-7.59(m,6-H,Ph)。
實施例44.1 1-(β-D-erythro-2-去氧-核糖)-5-[2-(1-三苯甲基-1H-咪唑-4-)-(E)-乙烯基-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮(16)5-氯汞基-2’-去氧脲苷(2g,4.3mmol),1-三苯甲基-4-乙烯基咪唑,加入0.1M PdLi2Cl4的甲醇溶液(44ml),室溫下反應(yīng)16h,向反應(yīng)混合物中充入硫化氫氣體(20min)。過濾除去不溶固體,將濾液濃縮用于常壓柱層析,得到無色固體,1.1g,產(chǎn)率為45.6%。元素分析C33H30N4O5.H2O(M 580.62),理論值C 68.20,H 5.51,N 9.64;實測值C 68.55,H 5.39,N 8.94。Rf(CH2Cl2/CH3OH 9∶1)0.5。1H NMR(d6-DMSO)2.15(m,2’-H),3.55-3.66(m,5’-H),3.79(m,4’-H),4.26(m,3’-H),5.13(t,J4.8,5’-OH),5.24(d,J=4.5Hz,3’-OH),6.19(t,J=6.6Hz,1’-H),6.95(s,5”-H),6.84,7.22(2d,J=16.1Hz,CH=CH),7.12,7.40(2m,2”-H Ph),8.10(s,6-H),11.40(s,NH)。
4.2 1-(β-D-erythro-2-去氧-核糖)-5-[2-(1H-咪唑-4-)-(E)-乙烯基-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮(17)將化合物16(1g,1.78mmol)溶于三氟乙酸/二氯甲烷溶液中,在室溫下攪拌30min后,減壓蒸餾除去三氟乙酸,用甲醇將殘留物反復(fù)溶解和蒸餾,然后用常壓柱層析方法分離出產(chǎn)物,為無色固體,0.4g,產(chǎn)率為70%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 5∶1)0.12。1H NMR(d6-DMSO)2.15(m,2’-H),3.63(m,5’-H),3.80(m,4’-H),4.28(m,3’-H),5.18(t,J=5.0Hz,5’-OH),5.28(d,J=4.2Hz,3’-OH),6.20(t,J=6.6Hz,1’-H),6.76,7.31(2d,J=15.1Hz,CH=CH),7.10(s,imH),7.62(s,im-H),8.08(s,6-H),11.44(s,NH),12.04(br,NH)。
4.3 1-[(β-D-erythro-2-去氧-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-5-[2-(1H-咪唑-4-)-(E)-乙烯基-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮(18)從化合物17(0.3g,0.937mmol)和DMT-Cl(0.38g,1.12mmol)在吡啶(0.5ml)中的反應(yīng),經(jīng)常壓柱層析純化得到產(chǎn)物為無色無定形固體0.5g,產(chǎn)率為86%,Rf(CH2Cl2/CH3OH 9∶1)0.32。MS623.6(M+1)。1H NMR(d6-DMSO)2.15-2.38(m,2’-H),3.67(s,OCH3),3.91(m,4’H),4.24(m,3’-H),5.36(br,3’-OH),6.21(t,J=6.7Hz,1’-H),6.69-7.72(m,Ar-H,CH=CH,6-H,2”-H,5”-H),11.55,12.04(2br,NH)。
4.4 1-[(β-D-erythro-2-去氧-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-5-[2-(1H-咪唑-4-)-(E)-乙烯基-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮3’-[(2-氰乙基)-N,N-二異丙基亞磷酰胺](19)從化合物18(0.5g,0.75mmol)和β-氰乙基-單氯-N,N-二異丙基-亞磷酰胺,二異丙基乙基胺(0.5ml)反應(yīng)得到產(chǎn)物,0.37g,收率57%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 9∶1)0.64。31P NMR(CDCl3)149.25,149.63。1H NMR(CDCl3)1.16[2d,J=4.8Hz,2CH(CH3)2],2.35-2.64[m,2’-H,CH(CH3)2],3.50-4.63(m,5’-H,OCH2CH2CN),3.69(s,OCH3),4.20(m,4’H),4.62(m,3’-H),6.26-8.03(m,1’-H,Ar-H,CH=CH,6-H,2”-H,5”-H),10.31,11.33(2 br,NH)。
實施例55.1 1-(2-去氧-3,5-二-氧-對甲基苯甲?;?β-D-erythro-核糖)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮-5-丙酸(20)5-脲嘧啶-3-丙酸(6g,32.6mmol),CuI(6g)和1-氯-2-去氧-3,5-二對甲基苯甲?;颂?15g,38.6mmol),得到無色粉末狀固體(14g),產(chǎn)率為80%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 20∶1)0.34。元素分析C28H28N2O9.0.5H2O(M 545.53),理論值C 61.59,H 5.32,N 5.13;實測值C 61.78,H 5.13,N 5.02。1H NMR(d6-DMSO)2.30(m,5-CH2CH2COOH),2.38,2.40(2s,CH3),2.57(m,2’-H),4.47-4.64(m,4’-H,5’-H),5.61(m,3’-H),6.31(t,J=7.1Hz,1’-H),7.51(s,6-H),7.31-7.93(m,Ph),11.44(s,NH),12.13(s,COOH)。
5.2 1-(2-去氧-3,5-二-氧-對甲基苯甲?;?β-D-erythro-核糖)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮-5-[(N-苯乙基)-丙酰胺](21)向化合物20(1.4g,2.61mmol)的二氯甲烷溶液(30ml)加入DCC(1.4g,6.79mmol)和苯乙胺(0.75ml,6mmol),此反應(yīng)混合物在室溫下攪拌過夜,濃縮后用柱層析得到產(chǎn)物,為無色固體0.85g,產(chǎn)率為51%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 20∶1)0.59。元素分析C36H37N3O8(M639.69),理論值C 67.59,H 5.83,N 6.57;實測值C 67.70,H5.75,N 6.50。1H NMR(d6-DMSO)2.28(t,J=7.3Hz,5-CH2CH2CO),2.31-2.617m,2’-H,5-NHCH2CH2Ph),2.36,2.40(2s,CH3),2.67(t,J=7.3Hz,5-CH2CH2CO),3.24(m,5-NHCH2CH2Ph),4.45-4.62(m,4’-H,5’-H),5.58(m,3’-H),6.29(t,J=7.1Hz,1’-H),7.49(s,6-H),7.15-7.92(m,Ph,NHCO),11.42(s,NH)。
5.3 1-(2-去氧-β-D-erythro-核糖)-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮5-[(N-苯乙基)-丙酰胺](22)將化合物21懸浮在0.1M甲醇鈉/甲醇溶液(200ml)中,室溫下反應(yīng)3hr。用冰醋酸中和反應(yīng)液,濃縮后用柱層析分離得到無色固體產(chǎn)物,1.1g,產(chǎn)率為85.3%。Rf(CH2Cl2/CH3OH 9∶1)0.32。元素分析C20H25N3O6.0.5H2O(M 412.43),理論值C 58.19,H 6.30,N 10.18;實測值C 58.46,H 6.30,N 10.04。1H NMR(d6-DMSO)2.25-2.04(m,2’-H,5-NHCH2CH2Ph),2.41(t,J=7.3Hz,5-CH2CH2CO),2.67(t,J=7.3Hz,5-CH2CH2CO),3.24(m,5-NHCH2CH2Ph),3.57(m,5’-H),3.76(m,4’-H),4.23(m,3’-H),5.03(t,J=5.3Hz,5’-OH),5.24(d,J=4.2Hz,3’-OH),6.17(t,J=6.9Hz,1’-H),7.16-7.29(m,Ph),7.64(s,6-H),7.91(t,J=5.5Hz,NHCO),11.32(s,NH)。
5.4 1-[(2-去氧-β-D-erythro-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮5-[(N-苯乙基)-丙酰胺](23)化合物22(0.8g,2mmol)在無水吡啶(2ml)中與DMT-Cl(0.81g,2.4mmol)反應(yīng),得到無色固體產(chǎn)物,1.12g,產(chǎn)率為79.4%Rf(CH2Cl2/CH3OH 20∶1)0.25。元素分析C41H43N3O8(M 705.80),理論值C 69.77,H 6.14,N 5.95;實測值C 69.82,H 6.10,N 6.14。1H NMR(d6-DMSO)2.12-2.28(m,2’-H,5-NHCH2CH2Ph,5-CH2CH2CO),2.65(t,J=7.3Hz,5-CH2CH2CO),3.16-3.23(m,5’-H,5-NHCH2CH2Ph),3.73(s,CH3O),3.86(m,4’-H),4.22(m,3’-H),5.32(d,J=4.8Hz,3’-OH),6.17(t,J=6.7Hz,1’-H),6.87-7.40(m,6-H,Ph),7.79(t,J=5.6Hz,NHCO),11.38(s,NH)。
5.5 1-[(2-去氧-β-D-erythro-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮5-[(N-苯乙基)-丙酰胺]3’-[(2-氰乙基)-N,N-二異丙基亞磷酰胺](24)
化合物22(0.8g,1.13mmol)在二氯甲烷(10ml)中與β-氰乙基-單氯-N,N-二異丙基-亞磷酰胺和二異丙基乙基胺(0.75ml)的反應(yīng)得到產(chǎn)物,為無色固體,0.75g,產(chǎn)率為73.3%。31P NMR(CDCl3)149.22,149.50;1H NMR(CDCl3)1.18[m,2CH(CH3)2],2.06-2.76[m,2’-H,5-NHCH2CH2Ph,5-CH2CH2CO,5-CH2CH2CO,CH(CH3)2],3.16-3.23(m,5’-H,5-NHCH2CH2Ph,OCH2CH2CN),3.78(s,CH3O),4.17(m,4’-H),4.61(m,3’-H),6.35(t,J=6.9Hz,1’-H),6.83-7.54(m,6-H,Ph)。
實施例66.1 1-[(2-去氧-β-D-erythro-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-5-甲基-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮3’-[(2-芴甲氧羰氧乙基)-N,N-二異丙基亞磷酰胺](25)550mg(4mmol)三氯化磷于反應(yīng)瓶中,分別加入5mL干燥二氯甲烷、320mg(4mmol)干燥吡啶,冷卻至-78℃。1.14g(4mmol)芴甲氧羧酸-(2-羥基)乙酯溶于5mL二氯甲烷,緩慢滴加于反應(yīng)液中,室溫攪拌3小時,置于冰箱中過夜。取出,冷卻至-40℃,滴加810mg(8mmol)二異丙胺,低溫反應(yīng)3h后,室溫放置20h。取4.0g(7.3mmol)5’-(4,4’-二甲氧基)-三苯甲基-胸苷、2.10g DIEA和8mL二氯甲烷,注入反應(yīng)液中,室溫下攪拌4小時。反應(yīng)液用飽和NaHCO3、飽和NaCl溶液分別洗滌二次,無水Na2SO4干燥有機相。濾除Na2SO4,減壓除二氯甲烷,得到淡黃色油狀物,經(jīng)硅膠柱層析,得到1.10g無色泡狀產(chǎn)物,收率28.7%(按三氯化磷計)。Rf0..55(DCM∶丙酮 9∶1);31P-NMR(CD3Cl),δP149.12,149.81。1H-NMR(CD3Cl),δH1.05~1.20[m,12H,-CH(CH3)2],1.39(s,3H,-CH3),2.30~3.40[m,6H,2’-H,-CH(CH3)2,5’-H],3.44~3.90[m,7H,O-CH2-CH2-O,O-CH2-CH-(fluorene)],3.78(s,6H,-OCH3),4.21(m,1H,4’-H),4.65(m,1H,3’-H),6.41(m,1H,1’-H),6.73~7.77(m,22H,Ar-H),8.16(br,NH)。
6.2 1-[2-去氧-β-D-erythro-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基)]-5-甲基-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮3’-[(3-芴甲氧羰氧丙基)-N,N-二異丙基-亞磷酰胺](26)722mg(5.25mmol)三氯化磷于反應(yīng)瓶中,分別加入5mL干燥二氯甲烷、416mg(5.25mmol)干燥吡啶,冷卻至-78℃。1.56g(4mmol)芴甲氧羧酸-1-(3-羥基)丙酯溶于6mL二氯甲烷,緩慢滴加于反應(yīng)液中,室溫攪拌3小時,置于冰箱中過夜。取出,冷卻至-40℃,滴加1060mg(10.4mmol)二異丙胺,低溫反應(yīng)3h后,室溫放置20h。取2.8g(5.1mmol)5’-(4,4’-二甲氧基)-三苯甲基-胸苷、2.70g(20.9mmol)DIEA和10mL二氯甲烷,注入反應(yīng)液中,室溫下攪拌6小時。反應(yīng)液用飽和NaHCO3、飽和NaCl溶液分別洗滌二次,無水Na2SO4干燥有機相。濾除Na2SO4,減壓除二氯甲烷,得到淡黃色油狀物,經(jīng)硅膠柱層析,得到2.13g無色泡狀產(chǎn)物,收率41.8%(按三氯化磷計)。Rf0.8(DCM∶丙酮 12∶1);31P-NMR(CD3Cl)δP147.89,148.31。1H-NMR(CD3Cl),δH1.04~1.20[m,12H,-CH(CH3)2],1.40(s,3H,-CH3),1.66~2.00(m,2H,O-CH2-CH2-CH2-O),2.30~3.60[m,6H,2’-H,-CH(CH3)2,5’-H],3.60(m,2H,P-O-CH2-CH2-CH2-O),3.77(s,6H,-OCH3),4.20(m,1H,4’-H),4.20~4.40[m,5H,P-O-CH2-CH2-CH2-O,O-CH2-CH-(fluorene)],4.64(m,1H,3’-H),6.41(m,1H,1’-H),6.73~7.77(m,22H,Ar-H),8.38(br,NH);6.3 1-[(2-去氧-β-D-erythro-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-5-甲基-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮3’-[(4-芴甲氧羰氧丁基)-N,N-二異丙基-亞磷酰胺](27)取510mg(3.70mmol)三氯化磷于反應(yīng)瓶中,分別加入5mL干燥二氯甲烷、294mg(3.71mmol)干燥吡啶,冷卻至-78℃。1.15g(3.70mmol)芴甲氧羧酸-1-(4-羥基)丁酯溶于5mL二氯甲烷,緩慢滴加于反應(yīng)液中,室溫攪拌3小時,置于冰箱中過夜。取出,冷卻至-40℃,滴加750mg(7.41mmol)二異丙胺,低溫反應(yīng)3h后,室溫放置20h。取2.0g(3.67mmol)5’-(4,4’-二甲氧基)-三苯甲基-胸苷、1.90g(14.7mmol)DIEA和10mL二氯甲烷,注入反應(yīng)液中,室溫下攪拌6小時。反應(yīng)液用飽和NaHCO3、飽和NaCl溶液分別洗滌二次,無水Na2SO4干燥,濃縮得到淡黃色油狀物,經(jīng)硅膠柱層析,得到1.07g無色泡狀產(chǎn)物,收率41.8%(按三氯化磷計)。Rf0.49(DCM∶丙酮 12∶1)。31P-NMR(CD3Cl),δP147.5,148.0。1H-NMR(CD3Cl),δH1.03~1.20[m,12H,-CH(CH3)2],1.39(s,3H,-CH3),1.66~2.00(m,4H,O-CH2-CH2-CH2-CH2-O),2.30~3.60[m,6H,2’-H,-CH(CH3)2,5’-H],3.55(m,2H,P-O-CH2-CH2-CH2-CH2-O),3.77(s,6H,-OCH3),4.16(m,1H,4’-H),4.20~4.40[m,5H,P-O-CH2-CH2-CH2-CH2-O,O-CH2-CH-(fluorene)],4.64(m,1H,3’-H),6.41(m,1H,1’-H),6.73~7.77(m,22H,Ar-H),8.38(br,NH)。
6.4 1-[(2-去氧-β-D-erythro-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-5-甲基-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮3’-(苯乙基-N,N-二異丙基-亞磷酰胺)(28)取526mg(3.83mmol)三氯化磷于干燥并充滿氬氣的反應(yīng)瓶中,分別加入5mL干燥二氯甲烷、299mg(3.78mmol)干燥吡啶,冷卻至-78℃。468mg(3.83mmol)苯乙醇溶于5mL二氯甲烷,緩慢滴加于反應(yīng)液中,室溫攪拌3小時,置于冰箱中過夜。取出,冷卻至-40℃,滴加775mg(7.66mmol)二異丙胺,低溫反應(yīng)3h后,室溫放置20h。取2.0g(3.65mmol)5’-(4,4’-二甲氧基)-三苯甲基-胸苷、2.0g DIEA和10mL二氯甲烷,注入反應(yīng)液中,室溫下攪拌4小時。反應(yīng)液用飽和NaHCO3、飽和NaCl溶液分別洗滌二次,無水Na2SO4干燥有機相。濾除Na2SO4,減壓除二氯甲烷,得到淡黃色油狀物,經(jīng)硅膠柱層析,得到1.30g無色泡狀產(chǎn)物,收率42.6%(按三氯化磷計)。Rf0.55(DCM∶丙酮 9∶1)。31P-NMR(CD3Cl),δP147.18,147.73。1H-NMR(CD3Cl),δH1.02~1.20[m,12H,-CH(CH3)2],1.40(m,3H,-CH3),2.20~3.90[m,10H,2’-H,O-CH2-CH2-Ar,-N-CH(CH3)2,5’-H],3.77(s,6H,-OCH3),4.15(d,1H,4’-H),4.62(m,1H,3’-H),6.42(m,1H,1’-H),6.81~7.70(m,19H,Ar-H),8.86(br,NH)。
6.5 1-[(2-去氧-β-D-erythro-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-5-甲基-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮3’-[(3-甲基)-丁基-N,N-二異丙基-亞磷酰胺](29)取529mg(3.85mmol)三氯化磷于反應(yīng)瓶中,分別加入5mL干燥二氯甲烷、305mg(3.85mmol)干燥吡啶,冷卻至-78℃。339.5mg(3.85mmol)3-甲基-1-丁醇溶于5mL二氯甲烷,緩慢滴加于反應(yīng)液中,室溫攪拌3小時,置于冰箱中過夜。取出,冷卻至-40℃,滴加755mg(7.50mmol)二異丙胺,低溫反應(yīng)3h后,室溫放置20h。取2.0g(3.65mmol)5’-(4,4’-二甲氧基)-三苯甲基-胸苷、1.93g DIEA和8mL二氯甲烷,注入反應(yīng)液中,室溫下攪拌4小時。反應(yīng)液用飽和NaHCO3、飽和NaCl溶液分別洗滌二次,無水Na2SO4干燥有機相。濾除Na2SO4,減壓除二氯甲烷,得到淡黃色油狀物,經(jīng)硅膠柱層析,得到0.96g無色泡狀產(chǎn)物,收率33.8%(按三氯化磷計)。Rf0.57(DCM∶丙酮 9∶1);1H-NMR(CD3Cl),δH0.83~1.20[m,18H,-CH(CH3)2],1.15[m,2H,-CH2-CH(CH3)2],1.39(s,3H,-CH3),1.50[m,2H,-CH2-CH(CH3)2],2.30~3.90[m,7H,2’-H,O-CH2-CH2,-N-CH(CH3)2,5’-H],3.79(s,6H,-OCH3),4.15(d,1H,4’-H),4.65(m,1H,3’-H),6.44(m,1H,1’-H),6.82~7.70(m,14H,Ar-H)。31P-NMR(CD3Cl),δP147.08,147.50。
6.6 1-[(2-去氧-β-D-erythro-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-5-甲基-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮3’-[(3-甲氧羰丙基)-N,N-二異丙基-亞磷酰胺](30)取425mg(3.10mmol)三氯化磷于反應(yīng)瓶中,分別加入5mL干燥二氯甲烷、245mg(3.10mmol)干燥吡啶,冷卻至-78℃。365mg(3.10mmol)4-羥基-丁酸甲酯溶于5mL二氯甲烷,緩慢滴加于反應(yīng)液中,室溫攪拌3小時,置于冰箱中過夜。取出,冷卻至-40℃,滴加626mg(6.20mmol)二異丙胺,低溫反應(yīng)3h后,室溫放置20h。取1.69g(3.10mmol)5’-(4,4’-二甲氧基)-三苯甲基-胸苷、1.60g(12.4mmol)DIEA和10mL二氯甲烷,注入反應(yīng)液中,室溫下攪拌6小時。反應(yīng)液用飽和NaHCO3、飽和NaCl溶液分別洗滌二次,無水Na2SO4干燥有機相。濾除Na2SO4,減壓除二氯甲烷,得到淡黃色油狀物,經(jīng)硅膠柱層析,得到300mg無色泡狀產(chǎn)物,收率14.4%(按三氯化磷計)。Rf0.54,0.64(DCM∶丙酮 9∶1);1H-NMR(CD3Cl),δH1.03~1.30[m,12H,-CH(CH3)2],1.40(s,3H,-CH3),1.59(m,2H,O-CH2-CH2-CH2-C=O),1.72~1.94(m,2H,O-CH2-CH2-CH2-C=O),2.25~2.50[m,2H,C(2’)-H2],3.25~3.75[m,9H,-CH(CH3)2,O=C-OCH3,O-CH2-CH2-CH2-C=O,C(5’)-H2],3.79(s,6H,-OCH3),4.18[m,1H,C(4’)-H],4.63[m,1H,C(3’)-H],6.40[m,1H,C(1’)-H],6.81~7.66(m,14H,Ar-H],8.13(br,NH);31P-NMR(CD3Cl),δP147.75,148.13。
實施例77.1 1-[(2-去氧-β-D-erythro-核糖-5-(4,4’-二甲氧基三苯甲基))-5-甲基-1H,3H-嘧啶-2,4-二酮3’-[(2-[1-(2,4-硝基苯基)-1H-咪唑基-4-]-乙基)-N,N-二異丙基-亞磷酰胺](31)取297mg(2.16mmol)三氯化磷于反應(yīng)瓶中,加入10mL干燥二氯甲烷,冷卻至-78℃滴加875mg(8.64mmol)二異丙胺,室溫攪拌過夜。取0.94g(1.73mmol)5’-(4,4’-二甲氧基)-三苯甲基-胸苷、557mg(12.4mmol)DIEA和10mL二氯甲烷,注入反應(yīng)液中,室溫下攪拌24小時。加入90mg四氮唑,360mg 2-[1-(2,4-硝基苯基)-1H-咪唑基-4-]-乙醇,室溫放置20h。反應(yīng)液用飽和NaHCO3、飽和NaCl溶液分別洗滌二次,無水Na2SO4干燥有機相。濾除Na2SO4,減壓除二氯甲烷,得到淡黃色油狀物,經(jīng)硅膠柱層析,得到490mg黃色泡狀產(chǎn)物,收率39.8%(按2-[1-(2,4-硝基苯基)-1H-咪唑基-4-]-乙醇計)。Rf0.31(乙酸乙酯∶三乙胺 100∶3);1H-NMR(CD3Cl),δH1.03~1.30[m,12H,-CH(CH3)2],1.38(s,3H,-CH3),2.25~2.50[m,2H,C(2’)-H2],3.30~3.68[m,6H,-CH(CH3)2,O-CH2-CH2-imidazole,C(5’)-H2],3.77(m,8H,-OCH3,O-CH2-CH2-imidazole),4.18[m,1H,C(4’)-H],4.65[m,1H,C(3’)-H],6.40[m,1H,C(1’)-H],6.82~7.38(m,17H,Ar-H),8.16(br,NH),8.44[m,1H,5-H(Dnp)],8.77[d,1H,3-H(Dnp)];31P-NMR(CD3Cl),δP147.55。
實施例88.1 5-(2-芐氧乙基)-尿嘧啶(32)將5-(2-羥乙基)尿嘧啶(10.3g,66mmol)加入二甲基甲酰胺(100ml)中,加入新制的甲磺酸芐酯(24.6g,132mmol),加熱至100℃,反應(yīng)48小時。蒸干溶劑,剩余物用乙醚洗滌兩次。加入無水乙醇(100ml),加熱至50℃,趁熱過濾,減壓濃縮至30ml,放入冰箱冷藏。過濾,濾出物干燥,得無色固體,8.89g,Mp 144-150℃。元素分析C13H14N2O3(M 246.26),理論值C 63.40,H 5.30,N 11.38;實測值C 63.25,H 5.38,N 11.46。1HNMR(d6-DMSO)2.45(t,2H,CH2-OH),3.49(t,2H,CH2-CH2),4.51(s,2H,-CH2-C6H5),7.30(m,6H,-C6H5and C=CH),10.68(d,1H,CH-NH-CO),11.04(s,1H,CO-NH-CO)。
8.2 5-(2-芐氧乙基)-尿嘧啶-1-乙酸(33)將5-(2-芐氧乙基)尿嘧啶(8.86g,36mmol)溶于二甲基甲酰胺(100ml)中,加入K2CO3(5.79g,42mmol),30分鐘后,滴加溴乙酸甲酯(5.47g,36mmol),室溫攪拌過夜。蒸干溶劑,加入冰水(20ml),過濾,用水(20ml)洗滌。濾出物加入水(30ml)和(20ml)四氫呋喃中,用1M的氫氧化鋰維持PH=12,至TLC檢測反應(yīng)完全。溶液用乙酸乙酯萃取兩次,用1MHCl調(diào)pH=2.0,收集沉淀,干燥,得白色固體5.96g,產(chǎn)率54.3%。mp180~181℃。1HNMR(d6-DMSO)2.47(t,2H,CH2-O),3.49(t,2H,CH2-CH2),4.40(s,2H,N-CH2-CO),4.46(s,2H,-CH2-C6H5),7.33(m,5H,-C6H5),7.49(s,1H,C=CH),11.46(s,1H,CO-NH-CO)。
8.3 N-[(5-(2-芐氧乙基)-尿嘧啶-1-乙?;?]-N-(2-叔丁氧羰基-氨基乙基)-甘氨酸甲酯(34)將5-(2-芐氧乙基)-尿嘧啶-1-乙酸(1.00g,3.29mmol)溶于二甲基甲酰胺(10ml)中,冷卻至0℃,加入DCC(0.81g,3.93mmol),30分鐘后加入(N-2-叔丁氧羰基-氨基乙基)-甘氨酸甲酯(0.80g,3.45mmol),繼續(xù)在0℃反應(yīng)1小時,室溫反應(yīng)過夜。蒸干溶劑,硅膠柱層析分離得1.25g,產(chǎn)率73.5%。ESI-MS519[M+H]+。
8.4 N-[5-(2-芐氧乙基)-尿嘧啶-1-乙酰基]-N-(2-叔丁氧羰基-氨基乙基)-甘氨酸(35)將N-[5-(2-芐氧乙基)-尿嘧啶-1-乙?;鵠-N-(2-叔丁氧羰基-氨基乙基)-甘氨酸甲酯(1.25g,2.41mmol)溶于水(10ml)和四氫呋喃(10ml)的混和溶液中,用1M的氫氧化鋰維持pH12,至反應(yīng)完全。溶液用乙酸乙酯萃取兩次,用1MHCl調(diào)pH2。乙酸乙酯萃取,無水硫酸鈉干燥,乙醇/乙醚重結(jié)晶,得無色固體0.99g,產(chǎn)率81.1%。元素分析C24H32N4O8(M 504.53),理論值C 57.13,H 6.39,N 11.10;實測值C 57.34,H 6.58,N 11.34。1H NMR(DMSO)1.37[s,9H,C(CH3)3],2.50(t,2H,CH2-O),3.00-3.50(m,4H,NHCH2CH2NH),3.51(dd,2H,-CH2-C6H5),3.98(s,1.4H,CH2COO),4.20(s,0.6H,CH2COO),4.45(s,2H,-CH2-C6H5),4.49(s,0.6H,NCH2CON),4.66(s,1.4H,NCH2CON),7.20-7.35(m,6H,-C6H5和C=CH),11.32(s,0.6H,COCHCO),11.34(s,1.4H,COCHCO),12.70(br s,1H,COOH)。
實施例99.1 Nα-叔丁氧羰基-Nπ-芐氧甲基-L-組氨酸甲酯(9a)500mL反應(yīng)器,加入二甲基甲酰胺100mL,11.25gNα-叔丁氧羰基-Nπ-芐氧甲基-L-組氨酸(30mmol),4.14g無水K2CO3(30mmol),再加入甲磺酸甲酯3.31g(30mmol),室溫反應(yīng)過夜,停止。減壓蒸去二甲基甲酰胺,加入適量水,乙酸乙酯萃取三次,依次以飽和碳酸氫鈉溶液、飽和氯化鈉水溶液洗滌,無水硫酸鈉干燥。減壓蒸干,得到10.13g淺黃色油狀物,收率86.8%。元素分析C20H27N3O5(349.51),理論值C 61.68,H 6.99,N 10.79,實測值C 61.27,H 7.38,N10.82。1HNMR(CDCl3,)1.41[s,9H,-C(CH3)3],3.09-3.19(m,2H,-CHCH2C),3.72(s,3H,-OCH3),4.47(s,2H,-O-CH2-Ar),4.58(m,1H,NCH(CH2)CO),5.28-5.32(m,3H,-NHCH and NCH2O),6.87(s,1H,-C=CH-N),7.28-7.39(m,5H,Ar-H),7.48(s,1H,-N-CH=N-)。ESI-MS390.2[M+H]+。
9.2 Nπ-芐氧甲基-L-組氨酸甲酯(9b)100mL反應(yīng)器,加入Nα-叔丁氧羰基-Nπ-芐氧甲基-L-組氨酸甲酯(9a)10.13g(26mmol),二氧六環(huán)20mL,全部溶解,加入4M HCl/二氧六環(huán)20mL,室溫反應(yīng)1小時,原料消失,蒸干,加入適量水,乙醚萃取兩次,分批加入碳酸氫鈉,充分?jǐn)嚢柚翢o氣泡產(chǎn)生,乙酸乙酯萃取三次,無水硫酸鈉干燥。減壓蒸干,得到6.06g油狀物,收率80.5%。
9.3 Nα-(2-叔丁氧羰基氨基乙基)-Nπ-芐氧甲基-L-組氨酸甲酯(9c)250mL反應(yīng)器,Nπ-芐氧甲基-L-組氨酸甲酯(9b)6.62g(21mmol)加入無水甲醇70mL中,-20℃,加入N-叔丁氧羰基氨基乙醛(3.33g,21mmol),攪拌30分鐘。加入NaBH3CN(0.925g,14.7mmol),HAc2.4g(29.4mmol),反應(yīng)30鐘,室溫反應(yīng)1小時,停止。加入乙酸乙酯,再以飽和碳酸氫鈉水溶液洗滌三次,飽和氯化鈉水溶液洗滌,無水硫酸鈉干燥。減壓蒸干,柱層析,得到無色油狀物7.70g,收率85%。元素分析C22H32N4O5(432.67),理論值C 61.09,H 7.46,N 12.95,實測值C 59.84,H 7.70,N 12.24。1HNMR(CDCl3)1.44[s,9H,-C(CH3)3],2.5-3,2(m,6H,-CH2CH2和-CH-CH2-C),3.53-3.56(m,1H,-CH-COOCH3),3.67(s,3H,-COOCH3),4.42(s,2H,-OCH2-Ar),5.00(br,1H,-NH-CH-COOCH3),5.33-5.38(m,2H,-N-CH2-O-Bzl),6.88(s,1H,-C=CH-N-),7.30-7.36(m,5H,-O-CH2-Ar-H),7.50(s,1H,-N-CH=N-)。ESI-MS433.4[M+H]+。
9.4 N-[5-(2-芐氧乙基)-尿嘧啶-1-乙?;鵠-N-(2-叔丁氧羰基-氨基乙基)-Nπ-芐氧甲基-L-組氨酸甲酯(9d)將5-(2-芐氧乙基)-尿嘧啶-1-乙酸(5.30g,17.4mmol)溶于DMF(50ml)中,冷卻至0℃,加入DCC(4.77g,23.2mmol),30分鐘后加入(6.81g,15.8mmol)Nα-(2-叔丁氧羰基氨基乙基)-Nπ-芐氧甲基-L-組氨酸甲酯(9c),繼續(xù)在0℃反應(yīng)1小時,室溫反應(yīng)過夜。蒸干溶劑,硅膠柱層析分離得7.65g油狀物,產(chǎn)率67.6%。1HNMR(CDCl3)1.36(s,9H,-C(CH3)3),2.50(m,2H,CH2-O),2.70-3.40(m,6H,-CH2CH2和-CH-CH2-C),3.52(t,2H,-CH2-C6H5),3.57(s,3H,-OCH3),4.21(m,1H,-CH-COOCH3),4.40-4.70(m,6H,-OCH2-Ar and-OCH2-Ar和NCH2CON),5.43(m,2H,N-CH2-O),6.83(s,1H,-C=CH-N-),7.20-7.40(m,10H,-O-CH2-Ar-H),7.43(s,1H,-N-CH=N-),7.76(s,1H,C=CH-N),11.37(s,1H,COCHCO)。
9.5 N-[5-(2-芐氧乙基)-尿嘧啶-1-乙?;鵠-N-(2-叔丁氧羰基-氨基乙基)-Nπ-芐氧甲基-L-組氨酸(36)將N-[5-(2-芐氧乙基)-尿嘧啶-1-乙?;鵠-N-(2-叔丁氧羰基-氨基乙基)-Nπ-芐氧甲基-L-組氨酸甲酯(9d)(7.65g,2.41mmol)溶于水(100ml)和四氫呋喃(100ml)的混和溶液中,用2M的氫氧化鋰維持pH13,至反應(yīng)完全。溶液用乙酸乙酯萃取兩次,用1MHCl調(diào)pH2。減壓蒸干,加入無水乙醇(300ml),過濾,無水硫酸鈉干燥。蒸干,乙醇/乙醚重結(jié)晶,得白色固體6.94g,產(chǎn)率92.5%。元素分析C36H44N6O9(M 704.77),理論值C 61.35,H 6.29,N 11.92;實測值C 61.55,H 6.18,N 11.98。1HNMR(CDCl3)1.35(s,9H,-C(CH3)3),2.4736(m,2H,CH2-O),2.7-3.4(m,6H,-CH2CH2and-CH-CH2-C),3.51(m,2H,-CH2-C6H5),4.22(m,1H,-CH-COOCH3),4.40-4.70(m,6H,-OCH2-Ar,-OCH2-Ar,NCH2CONH),5.41(s,0.7H,NCH2CON),4.48(s,0.3H,NCH2CON),6.77(s,0.7H,-C=CH-N-),6.81(s,0.3H,-C=CH-N-),7.20-7.45(m,11H,-C6H5,-N-CH=N-),7.74(s,0.7H,C=CH-N),7.75(s,0.3,C=CH-N),11.28(s,0.3H,COCHCO),11.36(s,0.7H,COCHCO)。
權(quán)利要求
1.式I,II的核苷類似物 其中式I和II中,B為天然堿基(腺嘌呤,鳥嘌呤,脲嘧啶,胸腺嘧啶,胞嘧啶,黃嘌呤,次黃嘌呤等等),含保護基的天然堿基,或如式III、IV所示非天然堿基, 在式III和IV中,在脲嘧啶的五位和8-氮-7-去氮嘌呤的七位引入取代基-X-R1,其中,X可為各種連接臂形式,如(-CH2-)n,(-CH=CH-)n,(-C≡C-)n,-O-,-C(O)-,-OC(O)-,-C(O)O-,-NH-,N(R1)2-,-C(O)NH-,-NHC(O)-,-CH=N-,-S-,-S(O)-,-S(O)2-,-S(O)NH-,-S(O)2NH-,或者是它們的組合,n為0-10,其中當(dāng)n為0時,即沒有連接臂X,R1可為蛋白質(zhì)的所有氨基酸殘基側(cè)鏈所含的功能基,包括(1)疏水性基團甲基(丙氨酸),芐基(苯丙氨酸),異丙基(纈氨酸),1-甲硫基乙基[CH3S(CH2)2-](甲硫氨酸),3-甲基丙基[(CH3)2CHCH2-](亮氨酸),1-甲基丙基[CH3CH2CH(CH3)-](異亮氨酸);(2)親水性基團如羥甲基(HOCH2-)(絲氨酸),1-羥乙基[CH3CH(OH)-](蘇氨酸),4-咪唑甲基(組氨酸),4-氨基丁基[NH2(CH2)4-](賴氨酸),巰甲基(HSCH2-)(半胱氨酸),3-吲哚甲基(色氨酸),四氫吡咯-2-(脯氨酸),4-羥基苯甲基(酪氨酸),1-胍基丙基(精氨酸),氨甲酰甲基(天冬酰胺),1-氨甲酰乙基(谷氨酰胺),羧甲基(天冬氨酸),1-羧乙基(谷氨酸),其中當(dāng)n不為0時,以X為連接臂(1).R1可為碳原子數(shù)為2至10的烴基及其異構(gòu)體,包括(直鏈和支鏈)烷基,環(huán)烷基,烯基,和炔基,以及它們的異構(gòu)體,如甲基,乙基,乙烯基,正丙基,異丙基,烯丙基,炔丙基,正丁基,異丁基,叔丁基,1-(或2-,3-)丁烯基,1-(或2-,3-)丁炔基,戊基,環(huán)戊基,環(huán)戊二烯基,己基,環(huán)己基,等;含氮、氧、硫、硒等雜原子的(直鏈和支鏈)烷基,環(huán)烷基,烯基,和炔基,其雜原子表現(xiàn)為以下功能基團,如巰基,醚鍵,硫醚鍵,氨基,胺基,胍基,脲基,羧基,酯基,羥基,酰胺基,磺?;?,磺酰胺基,磺酰酯基,亞磺?;?,亞磺酰胺基,亞磺酰酯基,硝基,硝酸酯基,亞硝基,亞硝酸酯基,鹵素,擬鹵素等;雜環(huán)類基團如,2-(或/和3-取代)呋喃基,2-(或/和4-,5-取代)咪唑基,2-(或/和3-,N-取代)吡咯基,2-(或/和4-,5-取代)噁唑基,2-(或/和3-取代)噻吩基,3-(或/和2-,4-,5-,6,N-取代)吲哚基,2-(或/和3-取代)四氫呋喃基,2-(或/和3-,N-取代)四氫吡咯基,2-(或/和3-取代)四氫噻吩基,2-(或/和3-,4-取代)哌啶基,2-(或/和3-,N-取代)嗎啉基,2-(或/和3-,5-取代)噻唑基,2-(或/和3-,5-取代)四氫噻唑基等;(2).R1可為碳原子數(shù)為6到20的芳香烴基和雜芳香烴基,和取代的芳香烴基和雜芳香烴基,如苯基,萘基,蒽基,芴基等;雜芳香烴基含氮,氧,硫,硒等雜原子,如2-(或3-,4-)吡啶基,喹啉基,異喹啉基。在取代的芳香烴基和雜芳香烴基中,其取代基定義為如甲基,乙基,乙烯基,正丙基,異丙基,烯丙基,炔丙基,正丁基,異丁基,叔丁基,1-(或2-,3-)丁烯基,1-(或2-,3-)丁炔基,戊基,環(huán)戊基,環(huán)戊二烯基,己基,環(huán)己基等碳原子數(shù)為1-10的烴基;或含巰基,醚鍵,硫醚鍵,氨基,胺基,胍基,脲基,羧基,酯基,羥基,酰胺基,磺酰基,磺酰胺基,磺酰酯基,亞磺?;瑏喕酋0坊?,亞磺酰酯基,硝基,硝酸酯基,亞硝基,亞硝酸酯基,鹵素,擬鹵素,咪唑基,吡咯基,吲哚基等功能基的這類烴基,式IV中,P2可為氫,乙酰基,苯甲?;?,茴香?;?,異丁?;?,鄰硝基苯氧乙?;?,N,N-二甲胺基甲叉基,苯氧乙?;宥』窖跻阴;?,三氟乙?;瑢谆郊柞;妓嵬榛柞?,碳酸烷基烯丙酯等,氨基和亞胺基的保護基有苯甲?;惗□;?,三氟乙酰基,N,N-二甲胺基亞甲基,N,N-二丁胺基亞甲基,式I中,P1可為乙酰基,三甲基硅基,二乙基硅基,叔丁基二甲基硅基,叔丁基二苯基硅基,四氫吡喃基,烯丙基,叔丁氧甲基,(鄰硝基,對硝基,對鹵代,對氰基)芐基,三苯甲基,對甲氧苯基二苯基,4,4’-甲氧基三苯甲基等,式I中,當(dāng)B為天然堿基或保護的天然堿基時,R2可為N,N-二異丙胺基,4-嗎啡啉基,1-四氫吡咯基,2,2,6,6-四甲基哌啶基;R3可為-X-R1,-NH-R1,-N(R1)2(其中兩個R1可以相同也可以是R1的不同組合),但不包括2-氰乙基,甲氧基,乙氧基,N,N-二異丙胺基,N,N-二甲胺基,N,N-二乙胺基;式I中,當(dāng)B為非天然堿基時,R2可為N,N-二異丙胺基,嗎啡啉基,四氫吡咯基,2,2,6,6-四甲基哌啶基;R3可為2-氰乙基,-X-R1,-NH-R1,-N(R1)2(其中兩個R1可以相同也可以是R1的不同組合)。式II中,當(dāng)B為非天然堿基時,R4,R5,R6,R7,R8的可為H,R1或-X-R1;式II中,R9可為H或-X-R1,R10可為H,叔丁氧羰基(Boc),芴甲氧羰基(Fmoc),芐氧羰基,芐基或三苯甲基;式II中,R11可為氫,甲基,乙基,烯丙基,芐基,4-硝基芐基,4-甲基芐基,4-甲氧基芐基;式II中,R5與R6,R7與R8,R5與R7,R6與R8,R9/R10與R5/R6,R9/R10與R7/R8之間形成以(-CH2-)n結(jié)構(gòu)相連的環(huán)狀結(jié)構(gòu),n為1~4;或與主鏈(N-C-C,或N-C,或C-C)形成含雜原子(O,S,N等)的三至七元環(huán)狀結(jié)構(gòu),雜原子形成如醚鍵,硫醚鍵等。
2.含式V的核酸序列和含式VI的肽核酸序列 式V中,當(dāng)B為非天然堿基時,R12可為O-,OH,S-,SH,Se-,SeH或R1,當(dāng)B為天然堿基或保護的天然堿基時,R12可為R3,但不為O-,OH,S-,SH,Se-,SeH;Y可為O,S,Se等原子,式VI中,R4,R5,R6,R7,R8,R9與權(quán)利要求1中的相應(yīng)定義相同,在含式V的核酸序列和含式VI的肽核酸序列中,式V和式VI的個數(shù)可在1~50個。
3.權(quán)利要求1的化合物,其中B為天然堿基(腺嘌呤,鳥嘌呤,脲嘧啶,胸腺嘧啶,胞嘧啶,黃嘌呤,次黃嘌呤等),含保護基的天然堿基,或修飾堿基和含保護基的修飾堿基,修飾堿基為在脲嘧啶的五位和8-氮-7-去氮嘌呤的七位引入取代基-X-R1。
4.權(quán)利要求1的化合物,其中修飾堿基中的X為各種連接臂形式,如-CH2-)n,(-CH=CH-)n,(-C≡C-)n,-O-,-C(O)-,-OC(O)-,-C(O)O-,-NH-,N(R1)2-,-C(O)NH-,-NHC(O)-,-CH=N-,-S-,-S(O)-,-S(O)2-,-S(O)NH-,-S(O)2NH-,或者是它們的組合,n為0-10。
5.權(quán)利要求1的化合物,其中在修飾堿基中,當(dāng)n為零,即沒有連接臂X時,R1可為蛋白質(zhì)的所有氨基酸殘基側(cè)鏈所含的功能基,包括(1)疏水性基團甲基(丙氨酸),芐基(苯丙氨酸),異丙基(纈氨酸),1-甲硫基乙基[CH3S(CH2)2-](甲硫氨酸),3-甲基丙基[(CH3)2CHCH2-](亮氨酸),1-甲基丙基[CH3CH2CH(CH3)-](異亮氨酸);(2)親水性基團如羥甲基(HOCH2-)(絲氨酸),1-羥乙基[CH3CH(OH)-](蘇氨酸),4-咪唑甲基(組氨酸),4-氨基丁基[NH2(CH2)4-](賴氨酸),巰甲基(HSCH2-)(半胱氨酸),3-吲哚甲基(色氨酸),四氫吡咯-2-(脯氨酸),4-羥基苯甲基(酪氨酸),1-胍基丙基(精氨酸),氨甲酰甲基(天冬酰胺),1-氨甲酰乙基(谷氨酰胺),羧甲基(天冬氨酸),1-羧乙基(谷氨酸)。
6.權(quán)利要求1的化合物,其中在修飾堿基中,當(dāng)n不為零時,以X為連接臂,(1).R1可為碳原子數(shù)為2至10的烴基及其異構(gòu)體,包括(直鏈和支鏈)烷基,環(huán)烷基,烯基,和炔基,以及它們的異構(gòu)體,如甲基,乙基,乙烯基,正丙基,異丙基,烯丙基,炔丙基,正丁基,異丁基,叔丁基,1-(或2-,3-)丁烯基,1-(或2-,3-)丁炔基,戊基,環(huán)戊基,環(huán)戊二烯基,己基,環(huán)己基,等;含氮、氧、硫、硒等雜原子的(直鏈和支鏈)烷基,環(huán)烷基,烯基,和炔基,其雜原子表現(xiàn)為以下功能基團,如巰基,醚鍵,硫醚鍵,氨基,胺基,胍基,脲基,羧基,酯基,羥基,酰胺基,磺?;?,磺酰胺基,磺酰酯基,亞磺?;?,亞磺酰胺基,亞磺酰酯基,硝基,硝酸酯基,亞硝基,亞硝酸酯基,鹵素,擬鹵素等;雜環(huán)類基團如,2-(或/和3-取代)呋喃基,2-(或/和4-,5-取代)咪唑基,2-(或/和3-,N-取代)吡咯基,2-(或/和4-,5-取代)噁唑基,2-(或/和3-取代)噻吩基,3-(或/和2-,4-,5-,6,N-取代)吲哚基,2-(或/和3-取代)四氫呋喃基,2-(或/和3-,N-取代)四氫吡咯基,2-(或/和3-取代)四氫噻吩基,2-(或/和3-,4-取代)哌啶基,2-(或/和3-,N-取代)嗎啉基,2-(或/和3-,5-取代)噻唑基,2-(或/和3-,5-取代)四氫噻唑基等;(2).R1可為碳原子數(shù)為6到20的芳香烴基和雜芳香烴基,和取代的芳香烴基和雜芳香烴基,如苯基,萘基,蒽基,芴基等;雜芳香烴基含氮,氧,硫,硒等雜原子,如2-(或3-,4-)吡啶基,喹啉基,異喹啉基。在取代的芳香烴基和雜芳香烴基中,其取代基定義為如甲基,乙基,乙烯基,正丙基,異丙基,烯丙基,炔丙基,正丁基,異丁基,叔丁基,1-(或2-,3-)丁烯基,1-(或2-,3-)丁炔基,戊基,環(huán)戊基,環(huán)戊二烯基,己基,環(huán)己基等碳原子數(shù)為1-10的烴基;或含巰基,醚鍵,硫醚鍵,氨基,胺基,胍基,脲基,羧基,酯基,羥基,酰胺基,磺酰基,磺酰胺基,磺酰酯基,亞磺酰基,亞磺酰胺基,亞磺酰酯基,硝基,硝酸酯基,亞硝基,亞硝酸酯基,鹵素,擬鹵素,咪唑基,吡咯基,吲哚基等功能基的烴基。
7.權(quán)利要求1的化合物,其中在式III和IV中,脲嘧啶的五位和8-氮-7-去氮腺嘌呤的七位取代基可為羥甲基,2-羥乙基,3-羥丙基,3-羥基丙炔基,咪唑乙基,咪唑乙烯基,乙酸基,丙酸基,乙酰胺基,丙酰胺基,苯乙基,苯乙炔基等天然氨基酸和非天然氨基酸的側(cè)鏈功能基。
8.權(quán)利要求1的化合物,其中在式I中,當(dāng)B為非天然堿基時,R2和R3可為R1,-X-R1,-NH-R1,-N(R1)2,R1可以相同也可以是不同。
9.在權(quán)利要求1的化合物,其中在式II中,R5與R6,R7與R8,R5與R7,R6與R8,R9/R10與R5/R6,R9/R10與R7/R8之間形成以(-CH2-)n結(jié)構(gòu)相連的環(huán)狀結(jié)構(gòu),n為1~4;或與主鏈(N-C-C,或N-C,或C-C)形成含雜原子(O,S,N等)的三至七元環(huán)狀結(jié)構(gòu),雜原子形成如醚鍵,硫醚鍵等。
10.權(quán)利要求2的化合物,其中在含式V的核酸序列中,當(dāng)B為非天然堿基時,脲嘧啶的五位和8-氮-7-去氮嘌呤的七位取代選自以下基團羥甲基,2-羥乙基,3-羥丙基,3-羥基丙炔基,咪唑乙基,咪唑乙烯基,乙酸基,丙酸基,乙酰胺基,丙酰胺基,苯乙基,苯乙炔基等天然氨基酸和非天然氨基酸的側(cè)鏈功能基;在含式V的核酸序列中,當(dāng)B為非天然堿基時,R12可為O-,OH,S-,SH,Se-,SeH或R1,當(dāng)B為天然堿基或保護的天然堿基時,R12可為R3,但不為O-,OH,S-,SH,Se-,SeH;Y可為O,S,Se等原子。
11.權(quán)利要求2的化合物,其中在含式VI的肽核酸序列中,脲嘧啶的五位和8-氮-7-去氮嘌呤的七位取代基同權(quán)利要求10中的;R4,R5,R6,R7,R8,R9的定義同權(quán)利要求1中的。
12.權(quán)利要求1和/或權(quán)利要求2中的式I,II,III,IV,V或VI化合物或它們的任意組合,作為模擬生物大分子、檢測試劑、疾病診斷和治療藥物應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及核酸及肽核酸衍生物,它們的制備方法,含它們的產(chǎn)品,及它們在醫(yī)藥、生物領(lǐng)域中的用途。
文檔編號A61K31/7068GK1814614SQ20051000730
公開日2006年8月9日 申請日期2005年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月6日
發(fā)明者劉克良, 何軍林, 梁遠(yuǎn)軍, 魏霞, 褚征, 張迪, 徐亮 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院毒物藥物研究所