一种3′-甲氧基鸟苷的合成方法
阅读说明：本技术 一种3′-甲氧基鸟苷的合成方法 (Synthetic method of 3' -methoxyguanosine ) 是由 王超 余友杰 于 2021-01-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种3′-甲氧基鸟苷的合成方法,涉及医药技术领域。该方法以1,2-O-异亚丙基-α-D-呋喃木糖Ⅰ为起始原料,先选择性保护一级醇,再通过氧化、还原过程将分子中另一个二级醇构型翻转,接着将羟基甲基化得到中间体Ⅴ,中间体Ⅴ脱去缩醛保护基,接着一锅法发生双乙酰化反应得到产物Ⅵ,与N-2-乙酰鸟嘌呤偶联得到产物Ⅶ,最后脱去两个酰基保护基和硅基保护基,就得到了目标产物。本方法操作简单,反应条件温和,便于纯化,产率高,适合规模化生产。(The invention discloses a synthetic method of 3' -methoxyguanosine, and relates to the technical field of medicines. The method uses 1,2- O The preparation method comprises the following steps of taking-isopropylidene-alpha-D-xylofuranose I as an initial raw material, selectively protecting primary alcohol, turning the configuration of the other secondary alcohol in a molecule through oxidation and reduction processes, methylating hydroxyl to obtain an intermediate V, removing an acetal protecting group from the intermediate V, carrying out a double acetylation reaction by a one-pot method to obtain a product VI, and reacting the product VI with the intermediate V N Coupling 2-acetyl guanine to obtain a product VII, and finally removing two acyl protecting groups and a silicon-based protecting group to obtain the target product. The method has the advantages of simple operation, mild reaction conditions, convenient purification, high yield and suitability for large-scale production.)
技术领域
本发明涉及医药技术领域，具体领域为一种3′-甲氧基鸟苷的合成方法。
背景技术
在真核细胞中，大多数信使RNA(mRNA)的5'末端被封闭，或“帽化(加帽)”，帽化促进其在细胞中的正常功能。体外合成加帽的RNA分子对多肽的研究应用和商业生产具有重大意义。3′-甲氧基鸟苷被广泛应用于合成链终止二核苷酸mRNA帽类似物，也有报导其被用作为抗-反向帽类似物(Anti-reverse Cap Analog, ARCA)，有效促进转录物翻译成蛋白质。
目前，关于3′-甲氧基鸟苷的合成方法报导的非常少，S.E.Bernier小组报导了如下合成方法：
该方法从鸟苷出发，先将其转化为2-氨基腺嘌呤核苷，再用重氮甲烷甲基化，分别得到2位和3位羟基甲基化的产物，最后利用腺苷脱氨酶将氨基转化为酰基，分别得到对应产物。该方法存在如下不足：1，重氮甲烷剧毒易爆炸，制备和反应都存在巨大的潜在威胁；2，2位和3位甲基化产物极性很大且接近，难以分离；3，腺苷脱氨酶价格昂贵，经济性不好。因此，此方法不适合规模化生产。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术合成3′-甲氧基鸟苷中存在的上述缺陷，提供一种路线简单，条件温和，适合规模化合成3′-甲氧基鸟苷方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
具体路线如下：
本发明的发明目的是通过以下技术方案和步骤实现的：
（1）化合物Ⅰ与叔丁基二苯基氯硅烷反应，选择性保护一级醇得到化合物Ⅱ；
（2）化合物Ⅱ被氧化成酮Ⅲ；
（3）化合物Ⅲ被还原成醇Ⅳ，二级醇构型翻转；
（4）化合物Ⅳ甲基化得到中间体Ⅴ；
（5）化合物Ⅴ发生一锅法脱保护，乙酰化得到中间体Ⅵ；
（6）化合物Ⅵ与N-2-乙酰鸟嘌呤偶联得到中间体Ⅶ；
（7）化合物Ⅶ脱去两个乙酰基得到化合物Ⅷ；
（8）化合物Ⅷ去除硅基保护基得到最终产物Ⅸ。
第一步反应过程为：
该步骤所用的碱为咪唑，吡啶，4-二甲氨基吡啶，三乙胺，二异丙基乙基胺中的一种。化合物Ⅰ，叔丁基二苯基氯硅烷，碱的摩尔比为1：(1.1～1.5):(2～3)。所采用的有机溶剂为无水N,N-二甲基甲酰胺，无水二氯甲烷，无水四氢呋喃中的一种。
第二步反应过程为：
该步骤中所用的溶剂为无水二氯甲烷，反应的温度为-60℃到室温，所用的氧化剂还可以为三氧化铬，戴斯马丁氧化剂等。
第三步反应过程为：
该步骤中化合物Ⅲ与硼氢化钠的摩尔比为1：(6～8)，混合溶剂乙醇和水的体积比为3:1。
第四步反应过程为：
该步骤中所用的甲基化试剂为碘甲烷，硫酸二甲酯，三甲基氧鎓四氟硼酸中的一种，所用的溶剂为无水N,N-二甲基甲酰胺。
第五步反应过程为：
该步骤中脱缩醛的试剂可以为75%的醋酸，50%的三氟乙酸中的一种，乙酰化试剂为乙酸酐，乙酰氯中的一种。
第六步反应过程为：
该步骤中与化合物Ⅵ偶联的试剂为N-2-乙酰鸟嘌呤，化合物Ⅵ，N-2-乙酰鸟嘌呤，N,O-双三甲硅基乙酰胺和三氟甲磺酸三氟甲基硅脂的摩尔比为1:1:6:3，所用的溶剂为无水1,2-二氯乙烷，反应的温度为100℃。
第七步反应过程为：
该步骤中溶剂为乙醇和40%的甲胺水溶液混合物，溶剂体积比为2:1。
第八步反应过程为：
该步骤中脱去硅基保护基的方法可以为四丁基氟化铵∕四氢呋喃体系，3%盐酸∕甲醇体系，氟化氢吡啶∕四氢呋喃体系或氢氟酸∕乙腈体系中的任意一种。
与现有技术相比，本方法操作简单，反应条件温和，便于纯化，产率高，适合规模化生产。
具体实施方式
实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
第一步：
在150mL两口瓶中加入1,2-O-异亚丙基-α-D-呋喃木糖(5.70 g, 29.99 mmol)，咪唑(5.76 g, 84.65 mmol)和30mL 超干的N,N-二甲基甲酰胺。将反应瓶置于0℃的冰浴中，然后逐滴加入叔丁基二苯基氯硅烷(10mL, 38.46 mmol)，滴加完成，将反应在室温条件下搅拌4 h，加入水(100 mL)和乙酸乙酯(50 mL)，用乙酸乙酯萃取(50 mL×2)，合并有机相用饱和食盐水洗涤(50 mL×2)，加入无水Na2SO4干燥，过滤，经柱色谱分离(PE:EA = 30:1 到6:1)，得到无色液体，经核磁鉴定，确实是目标产物。
获得的化合物Ⅱ的氢谱如下：
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.05 (9H, s), 1.33 (3H, s), 1.47 (3H, s),4.10-4.14 (4H, m), 4.38 (1H, d, J = 2.1 Hz), 4.55 (1H, d, J = 3.6 Hz), 6.01(1H, d, J = 3.7 Hz), 7.38-7.45 (6H, m), 7.68 (2H, dt, J = 6.7, 1.5 Hz), 7.72(2H, dt, J = 6.7, 1.5 Hz).
第二步：
在150 mL两口瓶中加入草酰氯(2.8mL, 30.09 mmol)和无水二氯甲烷(40 mL)，将反应瓶置于-60℃的低温槽中，缓慢加入无水二甲基亚砜(4.7mL, 66.17 mmol)，将产物Ⅱ溶解于二氯甲烷中(20 mL)通过注射器缓慢加入反应体系，滴加完成后继续搅拌30 min,然后加入三乙胺(13.8mL, 99.28 mmol)，在-60℃搅拌1 h后在室温下搅拌2h，加水淬灭反应，用二氯甲烷萃取(50 mL×2)，合并有机相用饱和食盐水洗涤(50 mL×1)，加入无水Na2SO4干燥，过滤，旋干得到产物直接投入下一步。
第三步：
将上一步得到的产物Ⅲ溶解于乙醇(90 mL)和水(30 mL)中，将反应瓶置于0℃的冰浴中，分批加入硼氢化钠(7.44g, 196.67 mmol)，然后在室温下搅拌12 h，TLC表明反应已经完成后，加入100mL水，用乙酸乙酯萃取(100 mL×3)，合并有机相用饱和食盐水洗涤(100 mL×2)，加入无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂，经柱色谱分离(PE:EA = 30:1 到6:1)，得到无色液体11.1g，核磁表明确实为目标产物，三步总产率86%。
获得的化合物Ⅳ的氢谱如下：
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.05 (9H, s), 1.39 (3H, s), 1.56 (3H, s),2.32 (1H, d, J = 10.0 Hz), 3.83-3.88 (2H, m), 3.94-3.99 (1H, m), 4.10-4.18(1H, m), 4.60 (1H, dd, J = 5.1, 3.8 Hz), 5.85 (1H, d, J = 3.6 Hz), 7.35-7.44(6H, m), 7.68-7.71 (4H, m).
第四步：
取上一步得到的醇Ⅳ (6.23g, 20.45 mmol)溶解于干燥的N,N-二甲基甲酰胺(50 mL)中，将反应瓶置于0℃的冰浴中，分批加入60%氢化钠(2.13g, 53.33 mmol)，在该温度下搅拌30 min，逐滴加入碘甲烷(3.2mL,51.40 mmol)，然后在室温下搅拌2 h，TLC表明反应已经完成后，加入50mL饱和氯化铵水溶液，用乙酸乙酯萃取(50 mL×3)，合并有机相用饱和食盐水洗涤(50 mL×2)，加入无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂，经柱色谱分离(PE:EA= 30:1到1:1)，得到无色液体10.00 g，核磁表明确实为目标产物，产率87%。
获得的化合物Ⅴ的氢谱如下：
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.08 (9H, s), 1.39 (3H, s), 1.60 (3H, s),3.52 (3H, s), 3.84 (1H, dd, J = 11.8, 2.9 Hz), 3.93 (1H, dd, J = 8.8, 4.3Hz), 4.03 (1H, dd, J = 11.8, 1.9 Hz), 4.08 (1H, dt, J = 8.8, 2.4 Hz), 4.72(1H, dd, J = 3.9, 4.0 Hz), 5.82 (1H, d, J = 3.6 Hz), 7.36-7.44 (6H, m), 7.70-7.72 (4H, m).
第五步：
将上一步得到的产物Ⅴ (1.38 g, 3.11 mmol)溶解于75%的冰醋酸水溶液中，在80℃下搅拌9 h直到原料完全消失，旋蒸除去乙酸，然后将得到的产物溶解于20 mL吡啶中，逐滴加入醋酸酐(3.5mL, 37.03 mmol)，在室温下搅拌5 h，缓慢加入饱和NaHCO3淬灭反应，用二氯甲烷萃取(60 mL×2)，合并有机相用饱和食盐水洗涤，加入无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂，经柱色谱分离(PE:EA = 15:1)，分离得到产物Ⅵ 0.58g，产率39%。
获得的化合物Ⅵ的氢谱如下：
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.07 (9H, s), 1.92 (3H, s), 2.16 (3H, s),3.40 (3H, s), 3.74 (1H, dd, J = 11.6, 3.4 Hz), 3.91 (1H, dd, J = 11.6, 2.9Hz), 4.10 (1H, dt, J = 11.6, 3.74 Hz), 4.25 (1H, dd, J = 7.6, 4.6 Hz), 5.34(1H, d, J = 4.4 Hz), 6.15 (1H, s), 7.37-7.44 (6H, m), 7.67-7.70 (4H, m).
第六步：
在150mL两口瓶中加入产物Ⅵ (0.93 g,1.90 mmol)和N-2-乙酰鸟嘌呤 (0.37 g,1.92 mmol)，加入20mL超干1,2-二氯乙烷，然后加入N,O-双三甲硅基乙酰胺(2.8 mL,11.45mmol)，反应在100℃条件下回流30min，再加入三氟甲磺酸三氟甲基硅脂(1.05 mL,5.80mmol)，继续回流1 h，冷却到室温，缓慢加入饱和NaHCO3淬灭反应，用二氯甲烷萃取(30 mL×2)，合并有机相用饱和食盐水洗涤，加入无水Na2SO4干燥，过滤，旋蒸除去溶剂，经柱色谱分离(PE:EA = 1:2 到 1:3)，得到黄色固体640 mg 核磁确定为产物Ⅶ，产率54%。
获得的化合物Ⅶ的氢谱如下：
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 1.06 (9H, s), 2.08 (3H, s), 2.24 (3H, s),3.35 (3H, s), 3.81 (1H, dd, J = 11.7, 3.3 Hz), 4.00 (1H, dd, J = 11.7, 3.0Hz), 4.14-4.17 (1H, m), 4.27 (1H, dd, J = 5.1, 5.1 Hz), 5.58 (1H, dd, J =4.8, 4.8 Hz), 6.01 (1H, d, J = 4.6 Hz), 7.33-7.43 (6H, m), 7.64-7.66 (4H, m),8.00 (1H, s), 10.25 (1H, s br), 12.25 (1H, s br).
第七步：
取产物Ⅶ (252.1 mg, 0.41 mmol)溶解于6 mL乙醇和3mL 40%的甲胺水溶液中，反应在室温下搅拌20 h，旋蒸除去溶剂，加入乙醚(15 mL)和二氯甲烷(5 mL)打浆，产生大量白色固体，过滤，得到白色粉末状固体148 mg，经核磁确定，正是目标产物，产率为69%。
获得的化合物Ⅷ的氢谱如下：
1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6) δ 1.00 (9H, s), 3.40 (3H, s), 3.74 (1H, m),3.84 (1H, m), 3.96 (1H, m), 4.03 (1H, m), 4.59 (1H, s br), 5.56 (1H, s), 5.73(1H, m), 6.50 (2H, s br), 7.41-7.45 (6H, m), 7.61-7.62 (4H, m), 7.84 (1H, s),10.48 (1H, s br).
第八步：
取产物Ⅷ (54.3 mg, 0.10 mmol)悬浮于3 mL四氢呋喃溶液中，加入四丁基氟化铵的四氢呋喃溶液(1M, 0.2 mL)，反应液很快变澄清，继续在室温下搅拌2 h，旋蒸除去溶剂，加入二氯甲烷和水萃取，产物完全转移到水相中，旋蒸除去水，然后重结晶(MeOH:Et2O)，得到白色固体经核磁确定，正是目标产物，产率为99.9%。
获得的化合物Ⅸ的氢谱如下：
1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6) δ 3.40 (3H, s), 3.51-3.53 (1H, m), 3.60-3.62(1H, m), 3.79-3.81 (1H, m), 3.94-3.96 (1H, m), 4.56 (1H, s br), 5.20 (1H, sbr), 5.45 (1H, s), 5.68 (1H, d, J = 6.1 Hz), 6.01 (2H, s br), 7.90 (1H, s),11.03 (1H, s br).
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。