（应用化学专业论文）8氮腺苷的合成与工艺优化.pdf

硕士论文 8 氮腺苷的合成与工艺优化 摘要 8 氮腺苷属于杂原子修饰的核苷化合物，具有非常重要的生理功能，对病毒d n a 和r n a 的复制有明显的抑制作用，具有良好的抗病毒活性，在艾滋病和癌症的治疗上， 也有着广阔的前景。因此，对8 氮腺苷的合成与工艺进行研究具有重大实用价值。 本文通过对8 氮腺苷合成路线的研究，设计出多种可行的合成方法，对各种方法进 行对比和评估，确定最佳合成路线。该路线从丙二腈出发与新制的重氮盐偶合制得苯偶 氮丙- n ，然后与乙酸甲脒高温环合得到4 , 6 二氨基5 苯偶氮嘧啶，再经还原、重氮化、 环合制得中间体8 氮腺嘌呤，最后与四乙酰核糖进行糖苷化反应得到目标产物8 一氮腺 苷。此合成路线原料易得，反应条件较为温和，各步中间体均为固体，且得到较好的纯 化，后处理相对简便，更接近于工业化生产的要求。 合成过程中进行了单因素实验，找出反应最佳的条件，如时间、温度、投料比、催 化剂量等，使得产品收率有较大的提高。有些步骤还采用了多种方法，并对其进行优劣 评价，现实中可根据不同的要求选取合适的方案。各步反应的产品均通过熔点测定、红 外光谱、质谱、核磁氢谱等分析手段进行表征，结果表明所得的产物均符合目标产物， 验证了方案的有效性。 关键词：8 氮腺苷，合成，糖苷化，工艺优化，结构表征 a b s t r a c t 硕士论文 a b s t r a c t 8 - a z a a d e n o s i n ei so n eo ft h eh e t e r o c y c l i cm o d i f i e dn u c l e o s i d ec o m p o u n d s ，w h i c hh a s v e r yi m p o r t a n tp h y s i o l o g i c a lf u n c t i o n sa n do b v i o u si n h i b i t i o nt ot h er e p l i c a t i o no fd n a a n d r n a i ta l s oh a sag o o da n t i v i r u sa c t i v i t ya n dc a nb eu s e di nc u r eo fa i d sa n dc a n c e r , w h i c h s h o w sag o o dm e d i c a lp r o s p e c t t h e r e f o r er e s e a r c ho ns y n t h e s i sa n do p t i m i z a t i o no f 8 - a z a a d e n o s i n ei so fg r e a tp r a c t i c a lv a l u e t h i sd i s s e r t a t i o nd e s i g n e ds e v e r a ls y n t h e t i cm e t h o d s a f t e raf i l l le v a l u a t i o n ，ab e s t s y n t h e t i cr o u t ew a sd e t e r m i n a t e d ，w h i c hw a sa l s ov e r i f i e db ym e c h a n i s ma n a l y s i s s t a r t e d f r o mm a l o n o n i t r i l ea n df r e s h d i a z o n i u ms a l t ，p h e n y l a z o m a l o n o n i t r i l ew a so b t a i n e d ，a n dt h e n e y c l i z e dt oo b t a i n4 , 6 d i a m i n o 5 p h e n y l a z o p y r i m i d i n e w i t hf o r m a m i d i n ea c e t i ca th i g h t e m p e r a t u r e a f t e rt h er e d u c t i o no f t h ef o r m e rp r o d u c t ，i tw a st h e nd i a z o t i z e da n dc y c l i z e da n d 8 - a z a a d e n i n ew a so b t a i n e d f i n a l l y , 8 - a z a a d e n o s i n ew a so b t a i n e da f t e rt h er e a c t i o nw i t h t e t r a a c e t a t e r i b o f u r a n o s e t h i ss y n t h e t i cr o u t ew a sq u i t ef e a s i b l eb e c a u s eo fc o m m o nr a w m a t e r i a l sa n dm i l dr e a c t i o nc o n d i t i o n s ，b e s i d e s ，e a c hi n t e r m e d i a t ew a ss o l i da n dw a s c o n v e n i e n tt op u r l f l e da n dd e a l tw i t h w h i c hs a t i s f i e dt h ei n d u s t r i a l i z a t i o nr e q u i r e m e n t s s i n g l ef a c t o re x p e r i m e n t sw e r ec a r r i e dt od e t e r m i n et h em o s te f f e c t i v ec o n d i t i o n ss u c h a sr e a c t i o nt i m e ，t e m p e r a t u r e ，m a t e r i a lr a t i oa n dc a t a l y z e rd o s e s e v e r a ls y n t h e t i cm e t h o d s w e r ec a r r i e do u tt od e t e r m i n es c h e ：r u e st h a tm e e td i f f e r e n tr e q u i r m e n t s e a c hi n t e r m e d i a t ew a s c h a r a c t e r i z e db yt h em e l t i n gp o i n td e t e r m i n a t i o n ，i n f r a r e ds p e c t r o s c o p y ( i r ) ，m a s s ( m s ) ，1h n u c l e a rm a g n e t i cr e s o n a n c e ( h n m r ) ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h e ya r ei nl i n ew i t ht h et a r g e t p r o d u c t s t h er o u r t eo fs y n t h e s i so f8 - a z a a d e n o s i n ew a sv e r i f i e dt ob ee 衢c i e n t k e y w o r d s ：8 - a z a a d e n o s i n e ，s y n t h e s i s ，g l y c o s y l a t i o n ，o p t i m i z a t i o n ，c h a r a c t e r i z e i i 声明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在 本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发 表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学 历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均 已在论文中作了明确的说明。 研究生签名：垂盛壁 口 ：年之只阳 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅 或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送 交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对 于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。 研究生签名：毒i 拯笸 p 序月柏 硕上论文 8 氮腺苷的合成与工艺优化 1 绪论 1 1 核苷简介 核酸这一生命大分子相对于其他生命分子如脂肪、糖类和蛋白质来说，是最后被人 类发现并研究的。自从发现以来，化学家、生物学家和医学家不断地为揭示核酸的化学 组成、结构、功能和作用以及生物提取和化学合成做出了巨大的努力，人工合成核苷酸 使得破译遗传密码的工作最终得以解决。作为核酸的结构单元核苷参与了基因信息的保 留、复制和转录的分子机制。在每个细胞中，d n a 所携带的信息都要依赖于链中组成 核苷的序列，而信息的传递则依赖于核糖核酸( r n a ) 。因此，核苷是一类十分重要的 生物大分子，在细胞结构、代谢、能量和功能调节等方面起重要作用，而且还能促进细 胞的诸功能。 1 2 核苷结构 看，核酸是以核苷酸为基本单位，通过磷酸酯的形式( 37 ，5 一磷酸二酯) 组成的生物多聚体。 而核苷酸的次级单位是磷酸和核营；核苷是由核糖和核酸碱基以p n 糖苷键的形式而构 成f l 】。核糖有两种：d 核糖和2 脱氧d 一核糖。这两种不同的核糖将核酸分为两类。即 核糖核酸( r n a ) 和脱氧核糖核酸( d n a ) 。同样也根据碱基不同，将核苷分为嘧啶类核苷 d 一核糖 核苷基，2 一。去糖 核苷、 。肌，乳。d 。孩裙 核酸一核苷酸 碱基嘧啶 磷酸嘌呤 图1 1 核酸组成结构示意图 ( 一) 嘧啶类核苷 嘧啶或称间二嗪是芳香类氮杂环化合物，它与苯与吡啶一样是芳香六元环。核酸水 解分离出的碱基中属于嘧啶类衍生物的主要有( 在生物体细胞中还存在修饰性的核苷， 1 绪论硕上论文 修饰性的核苷种类多达百种，修饰绝大多数都发生在碱基上，嘧啶类和嘌呤类碱基都 有) ：尿嘧啶( u ) ，胸腺嘧啶( t ) 和胞嘧啶( c ) 。而尿嘧啶存在于r n a 中，胸腺嘧啶在d n a 中出现，胞嘧啶在这两种核酸中都存在1 1 。 o o 胞嘧啶尿嘧啶 胸腺嘧啶 嘧啶是间二氮杂苯化合物，由于氮原子( 电负性较大) 的诱导效应对其0 t 位( 邻位) 和丫 位( 对位) 产生影响【2 1 ，因而，嘧啶中的2 位，4 位，6 位三个碳原子受到环上两个氮原 子的吸电子的影响，电荷密度低，成为亲核试剂进攻的位点。 对嘧啶环进行修饰已经发展出多种抗病毒药物，如抗疱疹病毒的阿糖胞苷( a r a c ) 、 抗艾滋病毒的齐多夫定( a z t ) 和双脱氧胞苷( d d c ) 、抗乙型肝炎病毒的拉米夫定( l m v ) 等等。 ( 二) 嘌呤类核苷 嘌呤分子是氮杂双稠环结构，由嘧啶环和咪唑环相并而成，嘌呤类核苷主要有腺嘌 呤核苷和鸟嘌呤核苷，它们的碱基分别是腺嘌呤( a ) 和鸟嘌呤( g ) 。 腺嘌呤 o 鸟嘌呤 n h 2 嘌呤是一类由嘧啶环与咪唑坏相并而成的氮杂环化合物，它的化学性质综合了原有 两种氮7 c 杂环的化学性质特点。己知嘧啶是一个兀电子密度较低的杂环，两环稠并后， 使原本缺兀电子的嘧啶环从兀电子较多的咪唑环上吸取部分电子，因而，嘌呤的碱性( p k 。 = 2 4 ) 略大于嘧啶( p k r = 1 3 ) ，但是，却大大地小于咪唑( p g 。= 8 9 ) 。这样，嘌呤环2 位 和6 一位上取代反应活性相当于嘧啶2 位、4 一位或6 位，具有较强的亲电性，嘌呤的8 位的反应活性类似与咪唑的2 位，而具有较强的亲核性。总的来说，在嘌呤环上发生的 化学反应主要是亲核取代反应( 在2 位和6 位上) ，若发生亲电取代反应，则主要得到8 取代产物。对于自由基反应，如果6 位没有被其他取代基占领，只先发生在6 位上， 其次才可能发生在8 位上。另外，由于氮原子上有一对未共用电子，可以发生环上氮原 2 n斟 n瞄 硕士论文8 氮腺苷的合成与丁艺优化 子的烷基化反应【l j 。除此之外还有一种重要的嘌呤类核苷为肌苷( 或者称为次黄嘌呤核 苷) ，在d n a 中存在，它和鸟苷一起作为d n a 的分解产物，是最先被分离出来的嘌呤 类核苷【。 对嘌呤碱基进行修饰也发展出众多的抗病毒药物，大多是通过抑制病毒d n a 的复 制或转录，如广谱抗病毒药利巴韦林、阿昔洛韦( a v c ) 、泛昔洛韦f f c v ) 、更昔洛韦( g a v ) 、 司他夫定等。 1 3 核苷的化学合成 1 3 1 重要性及优势 随着人类基因组计划的完成，各种功能基因的发现和从基因水平上寻找疾病产生的 原因及诊断技术，对寡核苷酸的保护方法和给药方式的改进和发展等，都促进人们对核 苷和核苷类化合物需求量的提高，若单纯地从生物体中提取天然核苷显然是完全不能满 足的。 虽然从生物体( 包括菌体和生物细胞) 中提取天然核苷在质量上是可保证的，即纯度 较高不易产生异构体。但是产率一般较低，这是由于提取的步骤繁多，分离困难等问题 造成的。如从酵母菌体中分离提取核苷，由于在菌体中四种核苷同时存在( 即a ，c ，g u ) ， 要分离出这四种单质的核苷是比较困难的，操作步骤多，需经过多次离子交换树脂柱层 析，这样产量势必很低，生产效率低下，并且耗能大，费工时。再如要从天然生物体中 提取脱氧核苷更是困难，并且耗时长【l 】。 为了克服从天然产物中提取核苷存在的品种少、分离困难、时间长、产率低等缺点， 人们开始用化学方法进行核苷的合成。利用化学方法合成核苷及其衍生物具有多方面的 优点： 合成步骤较少，可以大规模地工业化生产，产量高； 反应周期大大缩短，能保证需方对时间的要求，生产效率高； 减轻生态环境的负担，合成的原料可来自多方面，如石化产品，农副产品等； 可根据需要用化学方法合成单一核苷和各种修饰性核苷及其衍生物，这是化学方 法的最为重要的优势。 1 3 2 修饰核苷 修饰核苷就是对碱基或糖基加以改造，使之与体内核苷酸造成差异，这种伪造的核 苷酸参与到病毒代谢过程中，造成病毒复制周期的阻断，从而达到抗病毒的目的。化学 合成核苷的任务是根据各种不同应用而设计出所需核苷化合物的结构，并用化学方法合 成这些目标产物，或者根据需要，用化学方法合成天然存在的核苷化合物。事实上，有 机化学家和药物化学家已经和正在对核苷分子上几乎所有部位进行了修饰和变换【i 】( 图 3 i 绪论硕十论文 1 2 ) ，获得了数以万计的核苷类似物，他们都不同程度的具有抗肿瘤、抗菌、抗病毒等 方面的活性3 7 】，或者还具有其他生物物理和生物化学性质。目前已经上市的抗病毒药 物，除少数为金刚烷类和干扰素外，大部分都是核苷类化合物，可见核苷类化合物在抗 病毒药物中的地位之重要。 氧原子被c ，n ，s 等置换 羟基转换取 变换 羟基转换取代或消除 图1 2 核营的修饰部位 在天然核酸中除常见的两种嘌呤和三种嘧啶外，仅在天然的核糖核酸中就发现近百 种修饰核苷，绝大部分修饰核苷是核苷碱基被修饰，仅有少量的修饰核苷中同时存在核 糖的修饰。本论文研究的对象8 氮杂腺苷是用n 原子替换腺苷c 8 位碳原子，就属于 对碱基的修饰。 1 3 3 碱基的合成方法 1 3 3 1 嘧啶环的构造方法 根据逆向合成分析法，嘧啶核的合成方法可归纳为下列三种类型川： ，、n罕 王 + c 夕 n c i c c 1 2 3 根据b r o w n 的观点，最好的嘧啶环合成路径为类型1 ，事实上类型l 也是最常用的 方法，常采用1 ，3 二功能化的三碳化合物与n c - n 胺类化合物为原料，在这种缩合过程 中，可以发生氨基对羰基、羧基、酯基、酰氯或烯醇醚中缺电子碳原子的亲核进攻，进 行脱水、脱醇、或脱卤化氢的缩合，也可以发生氨基直接亲核加成到腈基或极性的双键 上。此类反应可用以下通式来表示： 4 n + c $!少 n n 硕上论文 8 氮腺苷的合成与t 艺优化 + e a - - h 。烷基，芳基，o h ，o r , s h ，n h 2 , n h r , n r 2 等 e ，e = = c h o ，c o r , c o o r ，c n ，c h ( o r ) 2 ，c h ( s r ) 2 x ，x = h ，烷基，芳基，o h , n h 2 ，s h 类型3 合成嘧啶环的策略使用频率仅次于类型1 ，这一方法是以丙二胺衍生物和一 碳化合物为原料，缩合环化制得嘧啶衍生物，所用丙二胺衍生物有多种类型，如丙二酰 胺、脒类和亚胺类等。其中以1 ，3 丙二亚胺作原料与甲酸衍生物环合，已成为这类合成 策略中最重要的方法，可以用以下通式来表示： x n h + x r x x = o r l , s r l , n h r l y = c i ，o c o r 2 ，o r 2 r l , r 2 为h ，烷基，芳基等 类型2 的方法也即丙二腈氰胺法，用到的频率较低，但在合成嘧啶中也有了不少 的发展，基本方法是增加不同的基团或取代基到丙二腈上，经环合制得其他类型的嘧啶 衍生物。这里值得我们注意的是嘧啶合成中一个极其重要的原料一丙二腈，在类型1 中我们也已经提及，他是合成4 , 6 二氨基嘧啶的重要原料，而4 , 6 二氨基嘧啶是合成嘌 呤和蝶啶衍生物的重要起始物。 1 3 3 2 嘌呤类化合物的合成 合成嘌呤的化学途径可分为两类【l 】，一类是从嘧啶的衍生物出发，建立起一个稠合 的咪唑环；另一类是以咪唑衍生物为原料环合起一个稠合的嘧啶环。 n n n n 由于嘧啶衍生物较咪唑衍生物易得，故第一类合成方法比较重要，它是以4 ，5 二氨 基嘧啶类化合物为起始物，与一碳化合物环合而得嘌呤。在4 位氨基或5 位氨基上引 、i e 也只 r 。= nh 1 绪论 硕i ：论文 易分解除去的的三甲基硅烷氧基嘧啶代替烷氧基嘧啶大大提高了原方法的应用价值因 而这一方法也被称作s i l y l 反应。随后，v o r b r u g g e n 和n i e d b a l l a 2 6 2 7 j 和他的同事们针对 前人的方法中存在的卤代糖不稳定这一问题，采用稳定的乙酰糖，在惰性溶剂如1 ，2 二氯乙烷或乙睛中利用特定的l e w i s 酸如s n c l 4 1 2 8 】，以及后来发展起来的三甲基硅烷基 三氟甲磺酸酯( t m s o t f ) 【2 9 3 2 1 作催化剂来活化糖的部分，具体步骤是先使n 6 一保护起来 的腺嘌呤硅烷化，使碱基活化，不经分离就直接与用保护基团保护起来的核糖在催化剂 的作用下进行糖基化反应。这一实验结果从技术上优化了s i l y l 反应，为除去s i l y l 反应 中的不利杂质和因素提供了极好的条件与方法，并同时大幅提高了核苷的收率，更为重 要的是，这一方法应用了较为稳定与较易制备的1 一乙酰氧核糖衍生物。研究表明，当硅 烷化碱基上的电子密度越高、l e w i s 酸的酸性越强，反应活性越小，可据此来选择合适 的催化剂。 a c o n h n a c o o a c - - - - - - - - - - - - n h b z n h b z a c oo a c n 鼍筹 b z n s i ( c h 3 ) 3 n 奄 ， n i s i ( c h 3 ) 3 图1 5 硅烷化法制备核苛化合物 与重金属法相比，此方法有下述优点：比金属盐易于制各且毒性低；能与糖顺利地 进行均相反应；得到的中间体可顺利转化为各种修饰碱基；采用l e w i s 酸作为催化剂， 缩短反应时间；在碱基上引入硅烷使得碱基活化，最后硅烷保护基只需用水或醇就可除 去，反应温度相对较低，条件比较温和。但此方法与熔融法一样，缺少精确的区域和立 体选择性，当碱基含多个氮时，产生的核苷异构体较岁3 3 】，这是由于该反应具有s n l 反应的特点，生成的产物决定于碱基中负电性的氮对糖环c 1 碳正离子的捕获能力。 8 硕士论文8 氮腺苷的合成与t 艺优化 1 48 氮杂腺嘌呤和8 氮杂腺苷的简介 8 氮腺嘌呤是抗代谢类药物，临床上广泛用于治疗增殖很快的肿瘤，具有重要的医 用价值。最早由r or o b l i n 等人f 3 4 】合成出，基本思路是把c 5 位氨基重氮化，重氮基 与5 位氨基发生亲电取代反应，偶合成环。e d w a r dl 等人【3 5 1 后来对这一方法反应条件 加以改进，采用乙酸钠溶液作溶剂，室温下反应，使产率达到8 0 以上。 n h z n h 2 h n 0 2 n h r o n a l dw e i s s 3 6 1 等用4 ，5 二氨基6 甲硫基嘧啶f 3 7 1 合成了8 氮杂腺嘌呤，虽然产率上 并没有提高，但为6 位氨基上引入烷基开辟了一种方法，通过这种方法，可以得到更多 n n h 2 h n 0 2 k n 人呲 n h r n h 2 n h r n ， n h j o h na m o n t g o m e r y 等人先后合成了2 - 氟代嘌呤和2 一氟代腺嘌呤核苷类化合物 1 3 8 3 9 ，1 9 7 7 年又用同样的方法合成了2 一位氟取代、氯取代的8 氮杂腺嘌呤【4 叫。这种 卤取代的嘌呤类化合物一般活性更强，本身就可以用作一些抗病毒的药物，另外还可以 通过亲核取代、偶联等反应合成其他2 位取代的嘌呤类化合物，因而具有十分重要的意 义。这种方法的基本思想是这样的： n 奴n a n o 2 h b f 4 融 热分解 f h 。 n ， h n 至8 氮腺嘌呤被化学合成以来，人们对他进行了大量的研究，不仅是合成方法的不断改 进，更包含了他的结构特征【4 2 州】、生物活性等各个方面得内容，以他为母体结构的衍 生物也大量涌现1 4 洲6 。，近年来对8 氮腺嘌呤金属配合物的研究取得了较好的成果，l i n d a g o o d r i c hp u r n e l l 等人对8 氮腺嘌呤z n 2 + 配合物成键特性和结构特征作了研究1 4 ，为配合 物的发展提供了依据。j o r g e a r n a v a r r o 对p t 配合物做了结构及活性研究【4 引，b r a d f o r d jg r a v e s 【4 9 j 等成功合成了h g 配合物，并对其晶体结构作了研究。大量的活性试验或结 构预测，都表明了8 氮腺嘌呤具有高的抗病毒活性。山西大学席小莉1 5 0 j 对8 一氮杂腺嘌 呤与c 0 2 + 配合物做抗病毒作用机理研究，结果发现：在p h9 8 6 时，此配合物与d n a 之间静电作用较强、嵌插作用较弱；在p h7 4 时，8 氮杂腺嘌呤可与c 0 2 + 形成稳定配 9 l 绪论 硕l - 论文 合物，它与d n a 之间主要以嵌插作用为主，静电作用为辅；在p h2 8 5 时，8 氮杂腺嘌 呤c u 2 + 与d n a 之间嵌插作用较强、静电作用较弱；在p h7 4 时，8 一氮杂腺嘌呤几乎不 影响e b 和d n a 之间的嵌入结合方式，它与d n a 为静电方式结合。这些结果，揭示了 8 氮腺嘌呤金属配合物抗病毒作用机理，为合理改善药效，降低抗癌药物毒性和设计新 药提供理论依据。 8 氮腺嘌呤被化学合成以来一直被人们关注，它的衍生物也是近年来研究的热点之 一，新的合成方法及新衍生物不断涌现【5 1 5 2 】。 8 一氮腺苷即8 一氮腺嘌呤核苷，最早由d a v o l lj 制 n 3 0 0 质谱图： 0 8 0 517 * m a o c h a ng i o n g # 8 0r t ：08 8a v ：1 n l ：62 6 e 7 t ：+ cs k i = 一1 00 0q l m s 【8 00 0 - 2 0 00 0 1 p 9 ? 卜，j _ 攀川1 3 h 1 1 0 | f 1 3 8 0 8 1 5 3 0 9 卜铲州：掣孙j 搿j 8 09 0 0 8 0 5i7 - m a o c h a n g l o n g # 4 4 t ：- 4 - cs k i = 一l o0 0f u l lm s 2 4 0 2 4 1 3 0 3 6 5 1 3 04 0 1 1 01 2 01 3 0 r t ：04 6a v ：ln l ：1 1 4 e 7 i3 7 0 0 2 5 0 0 【3 00 0 - i5 00 0 1 5 51 8 5 l6 0 6 , j ， 5 0 6 71 4 7 7 7 0 1 4 01 5 0 m z l ：三聋，j # ? ：* 1 7 01 8 0 1 3 7 0 4 2 0 0 8 2 7 9 1 0 鼍o s 傺6 甲，。l 0 7 l f 。6 6 印：习i 。1 9 10 0 7 l 。，6 4 9 ： 1 3 79 3 0 7i ， 9 0 m z i1 01 2 01 3 01 4 01 5 0 图2 78 氮杂腺嘌呤质谱图 2 5 rj书；善，曩蒸 8st9ii 2 实验部分 硕士论文 对8 氮杂腺嘌呤质谱进行分析分析，各峰对应的碎片分子为： 1 3 7 ： m + h + 1 0 9 ： m + h - - n = n - - 】+ 8 2 ： m + h 一一n = n 一一g = n 一】+ h 。 6 7 ： m + h - 一n = n 一一舀= n 一一| j 一】 5 5 ： m + h - - - n = n 一- c = n 一一n h 一一旦一】- 。 坌1 ：外图： 7 0 6 0 5 0 3 0 2 0 1 0 0 4 0 0 0 3 5 0 03 0 0 02 5 0 02 0 0 01 5 0 010 0 05 0 0 w a v e nu t r l b erc m 1 图2 88 氮杂腺嘌呤红外图 对8 - 氮杂腺嘌呤红外图进行分析，特征峰对应的官能团如下： 表2 48 氮杂腺嘌呤红外分析表 序号特征峰值( c m 。1 ) 特征峰的归属 1= 3 2 0 0 6 - - 3 3 5 0 n h 2 伸缩振动s t n h 2 3 4 5 = 1 6 4 0 n h 面内弯曲振动i p n - h 6 7 0 7 3 0 3 2 5 0 n - h 面外弯曲振动o o p n - h n h 伸缩振动 s t n h 15 2 0 碳氮双键伸缩振动s t c = n 2 6 嚣u c叮#一l_上jc四l一 硕上论文 8 氮腺苷的合成与工艺优化 6 = 1 6 1 0 碳碳双键伸缩振动s t c = c = 1 5 8 0氮氮双键伸缩振动s t n = n 8 0 0 10 5 0 氮氮单键伸缩振动s t n - n 1 0 7 0 1 2 5 0 - - 2 9 5 0 1 0 6 0 6 3 0 6 8 0 碳氮单键伸缩振动s t c - n 碳氢单键伸缩振动s t c h c - h 面内弯曲振动i p c h c h 面外弯曲振动o o p c h 核磁图： i 臼l h 6 夸# 磺i ， ln彩痧。v n 6 5 敝h 2 4 人 j r 。儿 、a ：_ ”r “r 一”w ”“管” 崎1 7 ：州”，”r 。 图2 98 氮杂腺嘌呤h n m r 图 核磁分析：h n m r ( ( d 6 - d m s o ) ，5 0 0 m h z ) ：7 9 9 ( m ，h c ( 5 ) ) ，8 3 1 ( m ，2 h - n h 2 ) ，1 5 9 2 ( s ，h n ( 3 ) ) 经以上质谱、红外、核磁分析，产物与目标分子吻合。 2 68 一氮杂腺嘌呤核苷的合成 2 6 1 合成方法 由于8 氮腺嘌呤的熔点很高，不宜采用熔融法来合成8 氮腺苷，而重金属法反应 2 7 7 8 9 m n 屹 2 实验部分 硕i j 论文 后的重金属难以出去，又会给活性测试带来影响，因而这里采用v o r b r u g g e n 法进行反 应，该法条件温和，易于控制。以稳定的四乙酰核糖为原料，采用l e w i s 酸为催化剂， 与碱基在乙腈中进行反应。 实验一：采用常规的v o r b r u g g e n 法，先对碱基进行硅烷化，将8 - 氮腺嘌呤加入到 六甲基二硅烷胺中，加入催化量的硫酸铵，氮气保护下加热回流，直到反应液为透明液 体，减压蒸除过量的六甲基二硅烷胺，即制得硅烷化的8 氮腺嘌呤，不必提纯，直接与 对应量的四乙酰核糖在四氯化锡催化下于干燥的乙腈中反应。反应过程用t l c 监测， 在碘蒸气下显色。结果显示，四乙酰核糖始终存在，即糖苷化反应并不发生。 实验二： 。 ， n 日 n h t m s n ， n l t m s ( 1 ) c f 3 s 0 3 s i m e 3 ( 2 ) n i a 3 一m e o h ( 1 ) c f 3 s 0 3 s i m e 3 ( 2 ) n h 3 一m e o h h oo h 按照实验一的方法投入6 8g ( o 0 5m 0 1 ) 8 一氮腺嘌呤进行硅烷化，产品经干燥后加入到 2 0 0 m l 乙腈中，随后加入1 5 9g ( o 0 5m 0 1 ) 四乙酰d 核糖，通氮气保护，搅拌使其溶解， 冰盐浴下分次缓慢滴加三氟甲磺酸三甲基硅烷酯( t m s o t f ) ，滴加完毕后继续搅拌3 0 m i n ，然后升温至室温下继续反应，反应过程用t l c 监测( 展开剂为二氯甲烷：甲醇- 9 ：1 ) ， 2 5 4n l r l 紫外光显色。反应完成后，向反应液中加入冷的饱和碳酸氢钠溶液，搅拌3 0m i n , 然后用乙酸乙酯萃取3 次，有机层干燥浓缩，得到黄色油状物。 往上述油状液中加入1 0 0m l 甲醇和1 0 0m l 2 5 的氨水，室温下密闭搅拌，t l c 色谱跟踪反应( 展开剂为二氯甲烷：甲醇= 8 ：2 ) ，紫外光显色。3 5h 后原料点消失，反应 结束，产物点主要为两个，r f 分别为0 3 2 ( 8 氮腺苷) 和o 2 3 ，另外有三个不明显的点。 这点与理论预测是吻合的，因为糖苷化的位置可以是2 位氮原子，也可以是3 位氮原 2 r 硕上论文 8 氮腺苷的合成与工艺优化 子f 6 9 1 ，n 3 位糖苷化的产物对称性要强，极性比2 位糖苷化产物的极性要小，这样可以 通过色谱法使两者分离。反应液用二氯甲烷萃取，浓缩，用硅胶柱色谱分离，沈脱剂为 二氯甲烷：甲醇= 8 5 ：1 5 。8 氮腺苷极性小先洗脱出来，蒸除溶剂后用水重结晶，得到无色 针状晶体。3 1g ，2 0 7 。同样的方法得到另一主要产物，3 5g ，2 5 2 。 实验三： n 臻 n h 3 - m e o h n h 3 一m e o h c a t a l y z e r ：s n c l 4 将6 8g ( o 0 5m 0 1 ) 8 氮杂腺嘌呤和15 9g ( 0 0 5t 0 0 1 ) 四乙酰d 核糖溶于2 0 0 m l 乙 腈，搅拌下分次加入0 15 m o l 无水四氯化锡，混合反应物室温继续搅拌，t l c 色谱跟踪 反应( 展开剂为二氯甲烷：甲醇= 9 ：1 ) ，2 5 4n l i l 紫外光显色。2 5 小时后原料点消失，反 应完成，出现两个产物点，r f 分别为o 4 3 ( n 一3 异构体) 和o 3 1 ( n 2 异构体) 。将混 合反应物倒入4 0 0m l 饱和碳酸氢钠溶液，滤除不溶物，滤液用二氯甲烷萃取4 次，萃 取液经无水硫酸钠干燥后减压浓缩，得到黄色油状液体，称重，计算总产率。 往上述油状液中加入1 0 0m l 甲醇和1 0 0m l 2 5 的氨水，室温下搅拌，t l c 色谱 跟踪反应( 展开剂为二氯甲烷：甲醇= 8 ：2 ) ，2 5 4n l n 紫外光显色。3 小时后原料点消失， 反应完全，产物点为两个，r f 分别为o 3 0 ( 8 氮腺苷) 和0 2 1 。将反应液萃取浓缩，所 得粘稠液体用二氯甲烷稀释后经柱色谱分离( 洗脱剂为二氯甲烷：甲醇= 8 5 ：1 5 ) 。将先分 出的组分一的洗脱液蒸干，即得粗产品8 一氮杂腺苷。用少量水重结晶提纯，制得8 氮 杂腺苷针状结晶，3 8g ，2 5 8 。组分二用