本发明属于化学合成领域，本发明涉及一种取代传统恒压滴定法制备5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷的方法。
背景技术：
在研究生命发展过程中，核酸：dna和rna在生物大分子中起决定性作用。而癌症发生的主要原因是dna损伤[1]。众所周知，治疗癌症的方法有：放疗(辐射治疗x射线和γ射线，长期使用致癌)；化疗(药物治疗，但是毒性大)；手术治疗(风险高)；紫外光及核苷治疗(uv激活含硫核苷类似物产生氧自由基)。光化学疗法，其中紫外辐射(uvr：280-400nm)或可见光光敏药物结合以产生治疗效果[2]，药物或辐射都不可以单独实现，是一个成熟非恶性增殖性治疗皮肤状况和各种癌症。
根据现如今大量研究表明，经糖基和碱基修饰核苷类化合物表现出很好的抗肿瘤活性，5-取代核苷类似物作为抗病毒[3]、抗肿瘤药物已被广泛应用于临床[4]，例如5-碘脱氧尿苷(idu)、5-溴脱氧尿苷(brdu)、5-氟脱氧尿苷(fdu)，可用作为抗病毒、抗肿瘤药物的增敏剂[5,6]。例如5-碘尿苷已作为抗肿瘤药物应用于临床，再如4-硫胸苷在配合近紫外光(uva)照射的条件下能特异性的杀死肿瘤细胞[7-11]，对表皮以及距离表皮较近的肿瘤病变起到很好的杀伤作用[12-13]，对核苷碱基4位的硫代修饰在近紫外光配合下对癌症的治疗提供了新途径。
用于合成硫代核苷试剂的方法有很多，但现有方法并不绿色环保。
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技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新型环境友好的反应体系用nbs溴化反应来制备5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷。本发明提供的一种5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷合成方法，既对于实验操作方法进行改进，又大大提高了溴化效率。本发明提供的制备方法工艺更加简单，反应后处理简单方便。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷合成方法，以式(i)所示化合物3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷为原料，以n-溴代琥珀酰亚胺(nbs)为溴化剂，以无水吡啶作为溶剂发生化学反应，最终制备得到式(ii)5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷；
进一步的，3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷与nbs摩尔比为1:1-3。
进一步的，nbs的加料方式为滴加。
进一步的，nbs的加料方式为直接填料一锅法添加。
本发明所述的合成方法，反应温度为65-85℃，优选85℃；反应时间为2-3小时，优选2小时。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
本发明提供的技术方案该反应体系中的3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷即作为反应物，无水吡啶作为溶剂。现有核苷溴化方法多为与卤素直接反应而被卤化，通过br2/水，br2/dmf，br2/ccl4的反应实现c-5对嘧啶部分的溴化，现有的这些方法中的大多数具有一些缺点，例如高酸性反应条件，较长的反应时间，复杂的后处理程序和产物的低收率等。而本发明避免采用br2/水，br2/dmf，br2/ccl4易挥发性有机溶剂和对环境有害的传统催化剂，以温和、绿色、环保的nbs为溴化剂提供一种新型环境友好的反应体系用于5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷的合成。避免了实验操作高危险性，复杂后处理和低收率等劣势。较其他种类的溴化剂具有更高的稳定性。本发明的制备方法安全、价廉、绿色。该反应体系适用范围广、操作简单、廉价安全、产率较高、对环境友好，适用于工业生产，对合成环己基苯类化合物研究具有重要意义。
本发明的br取代的位置与现有技术不同，本发明针对碱基c-5位上取代br，当碱基c-5位上具有吸电子基团或能与杂环共轭的基团时，形成波长较长核苷类化合物。而通过光敏剂穿透组织的能力与该波长有关，波长越长，其穿透组织能力越强，易进入组织内层细胞。通过本发明5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷合成方法，为进一步合成4-s-5-br-尿苷作为潜在性抗癌药物对癌症治疗有重大意义。
本发明技术方案加入的nbs，是不需要增加其他引发剂，一步到位，直接在碱基c-5位加上br，后处理也相对简单，过柱只有两个点。不需要对引发剂在进行处理。
本发明的5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷合成方法，既对于实验操作方法进行改进，又大大提高了溴化效率。本发明提供的制备方法工艺更加简单，反应后处理简单方便，副产物极性相对产物很大，柱分离直接使用乙酸乙酯石油醚体系(ea:pe＝1:1)即可收集产物。相比采用液溴体系，避免了强腐蚀性药品的使用，也避免了实验中出现的强酸性环境，更加绿色、安全。
具体实施方式
下面通过具体实施例详述本发明，但不限制本发明的保护范围。如无特殊说明，本发明所采用的实验方法均为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从商业途径获得。
实施例以及对比例中选用的仪器如下表所示
实施例1
将3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷4.81mmol(1.50g)，溶于40ml的无水吡啶中，加热至85℃，搅拌使其充分溶解，随后使用“直接填料一锅法”一次性加入nbs4.81mmol(0.86g)，通过tlc监测反应情况；1.5h反应完全；减压65℃条件下蒸出溶剂：用甲苯带出吡啶；粗产品进行柱分离(pe:ea＝1:1)，分离后用无水乙醇和石油醚混合重结晶，干燥后得固体5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷，收率为91％。
实施例2
将3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷4.81mmol(1.50g)，溶于40ml的无水吡啶中，加热至85℃，搅拌使其充分溶解，把nbs4.81mmol(0.86g)溶于20ml无水吡啶并置于恒压滴液漏斗中，逐滴加入3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷的无水吡啶溶液中，30min内滴加完毕，继续使其充分搅拌，通过tlc监测反应情况；2h原料点消失，证明反应完全；减压65℃条件下蒸出溶剂：用甲苯带出吡啶；粗产品进行柱分离(pe:ea＝1:1)，分离后用无水乙醇和石油醚混合重结晶，抽滤干燥后得固体5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷，收率为92％。
实施例3
将3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷4.81mmol(1.50g)，溶于40ml的无水吡啶中，加热至85℃，搅拌使其充分溶解，随后使用“直接填料一锅法”一次性加入nbs9.62gmmol(1.71g)，通过tlc监测反应情况；2h反应完全；减压65℃条件下蒸出溶剂：用甲苯带出吡啶；粗产品进行柱分离(pe:ea＝1:1)，分离后用无水乙醇和石油醚混合重结晶，干燥后得固体5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷，收率为93％。
实施例4
将3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷4.81mmol(1.50g)，溶于40ml的无水吡啶中，加热至85℃，搅拌使其充分溶解，把nbs9.62mmol(1.71g)溶于20ml无水吡啶并置于恒压滴液漏斗中，逐滴加入3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷的无水吡啶溶液中，30min内滴加完毕，继续使其充分搅拌，通过tlc监测反应情况；2.5h原料点消失，证明反应完全；减压65℃条件下蒸出溶剂：用甲苯带出吡啶；粗产品进行柱分离(pe:ea＝1:1)，分离后用无水乙醇和石油醚混合重结晶，抽滤干燥后得固体5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷，收率为90％。
实施例5
将3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷4.81mmol(1.50g)，溶于40ml的无水吡啶中，加热至85℃，搅拌使其充分溶解，随后使用“直接填料一锅法”一次性加入nbs14.43mmol(2.58g)，通过tlc监测反应情况；2.5h反应完全；减压65℃条件下蒸出溶剂：用甲苯带出吡啶；粗产品进行柱分离(pe:ea＝1:1)，分离后用无水乙醇和石油醚混合重结晶，干燥后得固体5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷，收率为91％。
实施例6
将3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷4.81mmol(1.50g)，溶于40ml的无水吡啶中，加热至85℃，搅拌使其充分溶解，把nbs14.43mmol(2.58g)溶于20ml无水吡啶并置于恒压滴液漏斗中，逐滴加入3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷的无水吡啶溶液中，30min内滴加完毕，继续使其充分搅拌，通过tlc监测反应情况；3h原料点消失，证明反应完全；减压65℃条件下蒸出溶剂：用甲苯带出吡啶；粗产品进行柱分离(pe:ea＝1:1)，分离后用无水乙醇和石油醚混合重结晶，抽滤干燥后得固体5-br-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷，收率为89％。
实施例1-6的反应条件如下表所示：
对比例1
将3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷6.41mmol(2.00g)，溶于60ml二氯甲烷中，常温搅拌使其充分溶解，取溴素6.41mmol(1.03g)溶于60ml四氯化碳中，把溴的四氯化碳溶液置于恒压滴液漏斗中，逐滴加入3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷的二氯甲烷溶液中，30min内滴加完毕，继续使其充分搅拌，通过薄层色谱法(tlc)监测反应情况，1.5h原料点消失，用去离子水萃取反应液体，取下层有机层，3-5次，萃取至无色，再用硫酸钠干燥，抽滤，蒸干溶剂。得白色固体5-溴-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷，收率为90％。
对比例2
将3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷6.41mmol(2.00g)，溶于60ml二氯甲烷中，常温搅拌使其充分溶解，取溴素12.28mmol(2.06g)溶于60ml四氯化碳中，把溴的四氯化碳溶液置于恒压滴液漏斗中，逐滴加入3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷的二氯甲烷溶液中，30min内滴加完毕，继续使其充分搅拌，通过薄层色谱法(tlc)监测反应情况，2h原料点消失，用去离子水萃取反应液体，取下层有机层，3-5次，萃取至无色，再用硫酸钠干燥，抽滤，蒸干溶剂。得白色固体5-溴-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷，收率为91％。
对比例3
将3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷6.41mmol(2.00g)，溶于60ml二氯甲烷中，常温搅拌使其充分溶解，取溴素19.23mmol(3.07g)溶于60ml四氯化碳中，把溴的四氯化碳溶液置于恒压滴液漏斗中，逐滴加入3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷的二氯甲烷溶液中，30min内滴加完毕，继续使其充分搅拌，通过薄层色谱法(tlc)监测反应情况，2h原料点消失，用去离子水萃取反应液体，取下层有机层，3-5次，萃取至无色，再用硫酸钠干燥，抽滤，蒸干溶剂。得白色固体5-溴-3’,5’-o-二乙酰基-2’-脱氧尿苷，收率为90％。
对比例1-3的反应条件如下表所示：
由于本发明既运用之前溴水的恒压滴定法添加nbs，又使用了“直接填料一锅法”一次性填料nbs，发现两种填料方法对实验收率并无太大影响，使用nbs作为固体粉末状溴化剂一次性将溴化剂加入原料既操作简便，又避免了恒压滴定法的实验操作危险，并且溴化效率相差不多。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的全部实施例。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。