一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法
【专利摘要】本发明公开了一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法。本发明的技术方案要点为：一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法，包括以下步骤：胸苷3’-羟基的氧化，5’-DMT-3’-羰基-胸苷的氘代还原和5’-DMT-3’-氘代-胸苷的亚磷酰化。本发明使用5’-DMT-胸苷原料合成氘代核苷亚磷酰胺单体，原料易得，简化合成步骤，适用于规模生产，使用固相氧化剂氧化5’-DMT-胸苷，得到关键中间体5’-DMT-3’-羰基-胸苷产品纯度高，避免了柱层析分离过程，提高了产品纯度，降低了生产成本，使用硼氘化钠在低温下还原5’-DMT-3’-羰基-胸苷能够立体选择性地生成5’-DMT-3’-氘代-胸苷，反应具有高氘代收率，可直接用于下一步反应。
【专利说明】一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于核苷酸的化学合成【技术领域】，具体涉及一种氘代核苷亚磷酰胺单体的 合成方法。
【背景技术】
[0002] 氘代核苷是一类重要的制备功能性寡核苷酸的结构单元。氘化的核苷酸和核苷单 元被用于合成链的RNA和DNA。在核磁共振实验研究中，其中一个单元非氘化，相邻单元氘 代，氘化足够高可使氘化单元的谐振不重叠的非氘化单元共振，因此可以通过掺入氘代核 苷的方法研究具有生物活性的DNA和RNA的高级结构（Manalo丽，P6rez LM，LiWang A Hydrogen-bonding and pi-pi base-stacking interactions are coupled in DNA, as suggested by calculated and experimental trans-Hbond deuterium isotope shifts. / As 2007，129，11298-11299.)。另一方面，C-D键的的伸缩振动在红外光 谱中处于2200CHT1，有别于生物分子中其它官能团的红外吸收位移，因此被成功地用于蛋 白质、核酸等生物分子的动力学研究探针（L.B. Sagle, J. Zimmermann, P.E. Dawson, F. E. Romesberg, A high-resolution probe of protein folding. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3384-3385. ; (b) J. Zimmermann, F. E. Romesberg, Carbon-deuterium bonds as non-perturbative infrared probes of protein dynamics, electrostatics, heterogeneity, and folding. ifeiAotfe , 2014, 1084, 101-119.)。氣代核苷 酸与天然核苷酸具有近乎相同的空间结构，因此将氘代核苷酸掺入具有生理功能的核酸， 不会破坏核酸的空间结构，而且可以利用C-D键的特殊红外吸收波数研究功能核酸的动力 学过程。
【发明内容】
[0003] 本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单且成本低廉的以天然胸苷为原料 的氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法。
[0004] 本发明的技术方案为：一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法，其特征在于包括 以下步骤： (1) 胸苷3' -羟基的氧化 在反应釜中投入溶剂二氯甲烷、5' -DMT-胸苷和固相氧化剂，室温搅拌反应12h，过滤 除去固相氧化剂，蒸干溶剂得粗产物，将粗产物溶于乙酸乙酯，使用饱和食盐水洗涤，有机 相使用无水硫酸钠干燥后，蒸干溶剂得到产物5' -DMT-3' -羰基-胸苷，其中固相氧化剂为 负载有氯铬酸吡啶嗡盐PCC的柱层析硅胶； (2) 5' -DMT-3' -羰基-胸苷的氘代还原 在反应釜中投入溶剂氘代甲醇、5' -DMT-3' -羰基-胸苷和硼氘化钠，于-KTC温度搅 拌反应l〇h，过滤除去不溶物，蒸干溶剂制得粗产物，粗产物使用石油醚-乙酸乙酯柱层析 分离得到产物5' -DMT-3' -氘代-胸苷； (3) 5' -DMT-3' -氘代-胸苷的亚磷酰化 在氮气保护下向反应釜中加入溶剂二氯甲烷、5' -DMT-3' -氘代-胸苷、N，N-二异丙基 乙基胺和2-氰乙基N，N-二异丙基氯代亚磷酰胺，室温反应2h，加蒸干溶剂，氮气保护下使 用正己烷-乙酸乙酯柱层析得到产物氘代核苷亚磷酰胺单体。
[0005] 本发明步骤（1)中所述的固相氧化剂的制备方法为：在反应釜中加入溶剂二氯甲 烷、氯铬酸吡啶嗡盐PCC和200-300目柱层析硅胶，室温下搅拌3h，减压蒸馏除去溶剂二氯 甲烷，得到固体氧化剂。
[0006] 本发明所述的氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法中的主要反应方程式为：
【权利要求】
1. 一种氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 胸苷3' -羟基的氧化 在反应釜中投入溶剂二氯甲烷、5' -DMT-胸苷和固相氧化剂，室温搅拌反应12h，过滤 除去固相氧化剂，蒸干溶剂得粗产物，将粗产物溶于乙酸乙酯，使用饱和食盐水洗涤，有机 相使用无水硫酸钠干燥后，蒸干溶剂得到产物5' -DMT-3' -羰基-胸苷，其中固相氧化剂为 负载有氯铬酸吡啶嗡盐PCC的柱层析硅胶； (2) 5' -DMT-3' -羰基-胸苷的氘代还原 在反应釜中投入溶剂氘代甲醇、5' -DMT-3' -羰基-胸苷和硼氘化钠，于-KTC温度搅 拌反应l〇h，过滤除去不溶物，蒸干溶剂制得粗产物，粗产物使用石油醚-乙酸乙酯柱层析 分离得到产物5' -DMT-3' -氘代-胸苷； (3) 5' -DMT-3' -氘代-胸苷的亚磷酰化 在氮气保护下向反应釜中加入溶剂二氯甲烷、5' -DMT-3' -氘代-胸苷、N，N-二异丙基 乙基胺和2-氰乙基N，N-二异丙基氯代亚磷酰胺，室温反应2h，加蒸干溶剂，氮气保护下使 用正己烷-乙酸乙酯柱层析得到产物氘代核苷亚磷酰胺单体。
2. 根据权利要求1所述的氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法，其特征在于步骤（1)中 所述的固相氧化剂的制备方法为：在反应釜中加入溶剂二氯甲烷、氯铬酸吡啶嗡盐PCC和 200-300目柱层析硅胶，室温下搅拌3h，减压蒸馏除去溶剂二氯甲烷，得到固体氧化剂。
3. 根据权利要求1所述的氘代核苷亚磷酰胺单体的合成方法，其特征在于所述的氘代 核苷亚磷酰胺单体的合成方法中的主要反应方程式为：
【文档编号】C07H19/10GK104211741SQ201410450722
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】李凌君, 朱安莲 申请人:河南师范大学