专利名称：手性伪核苷类化合物及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及手性伪核苷类化合物及其制备方法与应用。
背景技术：
伪核苷类化合物，也称非天然核苷类化合物，是一类在化学结构上与天然核苷相似的化合物，因而在体内能够干扰或直接用于核酸的代谢过程，阻断蛋白质、核酸的生物合成，因此，这些化合物在抗病毒和抗肿瘤药物中占有重要的地位。目前伪核苷类的化合物主要采用天然糖类化合物为原料，通过糖苷键的形成来合成伪核苷类化合物。其中糖苷键的选择性控制比较困难。本发明通过生物催化的方法先构建顺式或反式的手性假糖环骨架，避免了糖苷键的选择性控制。生物催化是迄今为止最具高效、高选择性和环境友好的过程，利用生物催化的方法合成一些具有高附加值的化学品，特别是手性化学品具有重要的应用前景和意义。腈是一类重要的有机合成中间体，腈的化学转化要求条件苛刻且选择性很差，而腈的生物转化反应具有条件温和、高选择性等优点，目前已经应用工业化制备相应的羧酸和酰胺衍生物，最著名的是1985年由日本Nitto公司(现更名为Mitsubishi Rayon公司)率先实现了微生物法合成丙烯酰胺的工业化。1998年丙烯酰胺的年产量超过4万吨，成为目前世界上最大规模的工业化生物转化途径之一。红球菌Rhodococcus rhodochrous Jl还被瑞士 LonzaAG公司用以工业化生产B族维生素烟酰胺和烟酸，其中烟酰胺的年产量已经超过3000吨。但是与酶催化酯水解和酯键形成反应相比，腈与酰胺的生物催化反应还相对较少。腈与酰胺的生物转化反应不仅能得到羧酸，而且通过动力学拆分与去对称化方法还能得到酯水解反应得不到的含氮有机化合物酰胺或腈。
发明内容
本发明的目的是提供一种手性伪核苷类化合物及其制备方法与应用。本发明提供的手性伪核苷类化合物，为式I所示化合物；
权利要求
1.式I所示伪核苷类化合物；
2.一种制备权利要求I所述式I所示中m为O、Y为
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法a的步骤I)中，所述式II’所述化合物、SOCl2与N，N- 二甲基甲酰胺的用量比为I. 0-10. Ommol 0. l_2mL I-IOOmL,优选IOmmol ImL 4mL ;所述反应步骤中，温度为-10°C _50°C，优选(TC，时间为0. 5_24小时，优选I小时； 所述步骤2)中，所述式IIal所示化合物、NaN3> ZnBr2与所述由异丙醇和水组成的混合液的用量比为 0. 1-10. Ommol 0. 2-20mmol 0. I-IOmmol I-IOmL,优选lmmol : 2mmol : 0. 5mmol : 4. 5mL ;所述由异丙醇和水组成的混合液中，异丙醇和水的体积比为1-10 0.1-100，优选I : 2 ;所述回流反应步骤中，时间为1-24小时，优选16小时； 所述步骤3)中，所述式IIbl所示化合物、LiAlH4与四氢呋喃的用量比为.0.1 -1 Ommol : 0. 5-50mmoI : lmL_20mL,优选 Immol : 10mmol : IOmL ;所述回流反应步骤中，时间为6-48小时，优选12小时； 所述步骤4)中，所述式IIcl所示化合物、乙酸酐、卩比啶、4-二甲基氨基吡啶和二氯甲烷的用量比为 0. I-IOmmol 0. 5-50mmol 0. Ol-Immol lmL_20mL，优选Immol : 10mmol : Immol : 0. Immol : IOmL ;所述反应温度为 0_50°C，优选 25°C，时间为.6-48小时，优选12小时; 所述方法b的步骤I)中，所述式III’所述化合物、SOCl2与N，N-二甲基甲酰胺的用量比为 I. 0-10. Ommol 0. l_2mL 1-lOOmL，优选 IOmmol ImL 4mL ;所述反应步骤中，温度为-IO0C _50°C，优选(TC，时间为0. 5-24小时，优选I小时; 所述步骤2)中，所述式IIIal所示化合物、NaN3> ZnBr2与所述由异丙醇和水组成的混合液的用量比为 0. l-10.0mmol 0. 2-20mmol 0. I-IOmmol 1-lOmL，优选.lmmol : 2mmol : 0. 5mmol : 4. 5mL ;所述由异丙醇和水组成的混合液中，异丙醇和水的体积比为1-10 0.1-100，优选I : 2 ;所述回流反应步骤中，时间为1-24小时，优选16小时； 所述步骤3)中，所述式IIIbl所示化合物、LiAlH4与四氢呋喃的用量比为.0.1 -1 Ommol : 0. 5-50mmoI : lmL_20mL,优选 Immol : 10mmol : IOmL ;所述回流反应步骤中，时间为6-48小时，优选12小时；所述步骤4)中，所述式IIIcl所示化合物、乙酸酐、吡啶、4-二甲基氨基吡啶和二氯甲烷的用量比为 0. I-IOmmol 0. 5-50mmol 0. 01-lmmol lmL_20mL，优选Immol : 10mmol : Immol : 0. lmmol : IOmL ;所述反应温度为 0_50°C，优选 25°C，时间为6-48小时，优选12小时。
4.一种制备权利要求I所述式I所示中m为1、Y为-OH或
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述步骤I)中，所述式II’所述化合物、LiAlH4与四氢呋喃的用量比为0. I-IOmmol 0. 5-50mmol lmL_20mL，优选lmmol : IOmmol : IOmL ;所述回流反应步骤中，时间为6_48小时,优选24小时； 所述步骤2)中，所述式IIa2所示化合物、R4PhCH2CH2CHO, NaBCNH3与二氯甲烷或甲醇的用量比为 0. I-IOmmol 0. I-IOmmol I-IOOmmol I-IOOmL,优选Immol I. Ommol 2mmol 6mL ;所述反应步骤中，温度为0_50°C，优选25°C，时间为12-48小时，优选24小时； 所述步骤3)中，所述式IIb2所示化合物、甲醛的水溶液、盐酸和氯仿的用量比为0. 1-1Ommol : 0. 1 ~20mT, : 1 -40mT, : 0_40mL,优选 lmmol : 2. 4mL : 4. 8mL : 4. 8mL ;所述回流反应步骤中，时间为1-48小时，优选24小时；所述盐酸的质量百分浓度为10-35%，优选35% ；所述甲醛的水溶液的质量百分浓度为10-35%，优选35% ； 所述步骤4)中，式IIc2所示化合物、乙酸酐、卩比啶、4-二甲基氨基吡啶和二氯甲烷的用量比为 0. I-IOmmol 0. 5-50mmol 0. 01-lmmol lmL_20mL，优选Immol : 10mmol : Immol : 0. lmmol : IOmL ;所述反应温度为 0_50°C，优选 25°C，时间为.6-48小时，优选12小时。
6.一种制备权利要求 I 中 m = 1,X 为-OH、
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述步骤I)中，所述式II’所述化合物、二甲氧基三聚氰氯、氮甲基吗啡啉、四氢异喹啉和二氯甲烷的用量比为0. I-IOmmol 0.1-2Ommol : 0. 1-20mmo1 : 0. I-IOmmol : l_40mL,优选5mmol : I. 2mmo1 : 3mmol : I. lmmol : IOmL ;所述反应步骤中，温度为0-50°C，优选25°C，时间为6-48小时，优选12小时；所述步骤2)中，所述式IIa3所示化合物、SOCl2与DMF的用量比为I.0-10. Ommol : 0. 1 ~2mT, : 1-lOOmL,优选 4mmol : ImL : 4mL ;所述反应步骤中，温度为-IO0C -50°C，优选(TC，时间为0. 5-24小时，优选I小时； 所述步骤3)中，所述式IIb3所示化合物、由甲醇和二氯甲烷组成的混合液用量比为0. 1-lmmol : l_15mL,优选0. 5mmol : 15mL ;所述干燥HCl气体的通入体积为.22. 4mL-22. 4L，优选IL ;所述反应步骤中，温度为_10°C _50°C，优选(TC，时间为0. 5-24小时，优选I小时；所述由甲醇和二氯甲烷组成的混合液中，甲醇和二氯甲烷的体积比为.2 I ;所述反应步骤中，温度为-20-0°C，优选_20°C，时间为0. 5-12小时，优选I小时；所述步骤4)中，所述式IIc3所示化合物、LiAlH4与四氢呋喃的用量比为.0.1 -1 Ommol : 0. 5-50mmoI : lmL_20mL,优选 0. Immol : 10mmol : 4mL ;所述回流反应步骤中，时间为6-48小时，优选24小时； 所述步骤5)中，式IId3所示化合物、乙酸酐、卩比啶、4-二甲基氨基吡啶和二氯甲烷的用量比为 0. I-IOmmol 0.5-50mmol 0.01-lmmol lmL_20mL，优选.lmmol : 10mmol : lmmol : 0. lmmol : IOmL ;所述反应温度为 0_50°C，优选 25°C，时间为.6-48小时，优选12小时。
8.以权利要求I所述式I所示伪核苷类化合物为活性成分的抗肿瘤药物。
9.权利要求I所述式I所示伪核苷类化合物在制备抗肿瘤药物中的应用。
10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于所述肿瘤为肝癌或肺癌。
11.式II所示化合物，
12.根据权利要求11所述的化合物，其特征在于所述式II所示化合物为式II‘所示化合物，
13.—种制备权利要求11或12所述化合物的方法，为下述方法a或方法b，其中，所述方法a包括如下步骤用红球菌(Rhodococcus erythropolis AJ270)催化体系与式IV所示化合物进行催化水解反应后，再与碱和苄溴或对甲氧基苄溴于溶剂中进行酯化反应，反应完毕得到权利要求11或12所述化合物，
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于所述方法a和方法b中，所述红球菌催化体系由红球菌和PH值为6. 0-8. 0的缓冲溶液组成；所述缓冲溶液为Na2HPO4-柠檬酸缓冲溶液、K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液、Tris缓冲溶液、Hanks’缓冲溶液或PBS缓冲溶液；所述红球菌与式IV所示化合物的用量比为2g lmmol-2g Imol ;所述红球菌催化体系中，红球菌与所述缓冲溶液的用量比为2g 50mL-2g IL ;所述催化水解反应步骤中，温度为20-37。。，优选30°C，时间为0. 1-120小时，优选7-39小时； 所述方法a中，所述碱为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠或碳酸铯，优选碳酸钾；所述溶剂选自丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和四氢呋喃中的至少一种，优选N，N-二甲基甲酰胺；所述碱、所述溶剂、苄溴或对甲氧基苄溴与所述式IV所示化合物的用量比为1.38g 2mL ImL lmmol ;所述酯化反应步骤中，温度为10_30°C，优选25°C，时间为1-48小时，优选24小时； 所述方法b中，所述重氮甲烷的乙醚溶液的浓度为0. 1-lmol/L，优选0. 5mol/L ;所述酯化反应步骤中，温度为-20-10°C，优选0°C，时间为2-24小时，优选12小时。
15.式III所示化合物，
16.根据权利要求15所述的化合物，其特征在于所述式III所述化合物为式III’所示化合物，
17.—种制备权利要求15或16所述化合物的方法，为下述方法a或方法b，其中，所述方法a包括如下步骤用红球菌(Rhodococcus erythropolis AJ270)催化体系与式V所示化合物进行催化水解反应后，再与碱和苄溴或对甲氧基苄溴于溶剂中进行酯化反应，反应完毕得到权利要求15或16所述化合物，
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于所述方法a和方法b中，所述红球菌催化体系由红球菌和PH值为6. 0-8. 0的缓冲溶液组成；所述缓冲溶液为Na2HPO4-柠檬酸缓冲溶液、K2HPO4-KH2PO4缓冲溶液、Tris缓冲溶液、Hanks’缓冲溶液或PBS缓冲溶液；所述红球菌与式IV所示化合物的用量比为2g lmmol-2g Imol ;所述红球菌催化体系中，红球菌与所述缓冲溶液的用量比为2g 50mL-2g IL ;所述催化水解反应步骤中，温度为20-37。。，优选30°C，时间为0. 1-120小时，优选7-39小时； 所述方法a中，所述碱为碳酸钾、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化钠或碳酸铯，优选碳酸钾；所述溶剂选自丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和四氢呋喃中的至少一种，优选N，N-二甲基甲酰胺；所述碱、所述溶剂、苄溴或对甲氧基苄溴与所述式V所示化合物的用量比为1.38g 2mL ImL lmmol ;所述酯化反应步骤中，温度为10_30°C，优选25°C，时间为1-48小时，优选24小时； 所述方法b中，所述重氮甲烷的乙醚溶液的浓度为0. 1-lmol/L，优选0. 5mol/L;所述酯化反应步骤中，温度为-20-10°C，优选-15°C，时间为2-24小时，优选12小时。
全文摘要
本发明公开了一种手性伪核苷类化合物及其制备方法与应用。该化合物如式I所示。本发明提供的制备伪核苷类化合物的原料是用红球菌Rhodococcus erythropolisAJ270微生物体系催化水解氮杂环状二酰胺类化合物得到。所用红球菌菌体用量可根据底物的用量来进行调节。反应溶剂为pH值6.0-8.0的常用缓冲溶液，温度为20-37℃，反应时间为0.1-120小时。该红球菌微生物催化体系具有可发酵培养和保存方便的特点。运用此生物转化制备手性氮杂环状二酰胺、单酰胺羧酸、二羧酸的方法，具有操作简便，反应高效，反应条件温和，对映选择性高，产物易分离，产物纯度高的特点，并用作新型伪核苷的合成。(式I)
文档编号A61K31/55GK102746278SQ20111009798
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者王德先, 王梅祥, 陈鹏 申请人:中国科学院化学研究所