張逸偉,吳澤秋,林東恩,廖 能
(華南理工大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院,廣東 廣州 510640)
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新型8-位取代腺苷衍生物的合成*
張逸偉,吳澤秋,林東恩,廖 能
(華南理工大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院,廣東 廣州 510640)
以腺苷為原料,經(jīng)溴代反應(yīng)制得8-溴-腺苷(2);2與單取代芳?;哙航?jīng)取代反應(yīng)合成了5個新型的8-位取代腺苷衍生物,其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和ESI-MS表征。
腺苷;哌嗪;合成
核苷類似物是一類重要的抗腫瘤抗病毒藥物,對核苷修飾改性是近年的研究熱點之一[1-3]。腺苷(1)作為核苷的成員之一,具有極好的生物活性,在心血管疾病的診斷與治療方面發(fā)揮著重要的作用[4]。1的類似物也具有良好的生物活性,如:氯法拉濱、克拉利濱、S-腺苷甲硫氨酸和阿糖腺苷等[5-7],均具有較好的抗腫瘤活性。此外,8-氯-腺苷和8-氨基-腺苷這樣的8-位取代腺苷衍生物也被證明具有極高的抗腫瘤活性[8-9]。
芳?;哙壕哂辛己玫纳锘钚?,是抗高血壓藥物α-受體阻滯劑發(fā)揮藥理作用的成分[10],也是抗腫瘤藥物的重要結(jié)構(gòu)[11-12]。本文利用結(jié)構(gòu)拼合原理,以1為原料,經(jīng)溴代反應(yīng)制得8-溴-腺苷(2);2與單取代芳?;哙航?jīng)取代反應(yīng)合成了5個新型的8-位取代腺苷衍生物(5a~5e,Scheme 1),其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR和ESI-MS表征。
1.1 儀器與試劑
X-4型顯微熔點儀(溫度未校正);Bruker AVANCE Digital 400MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo));Bruker maxic Impact-Agilent 1290型質(zhì)譜儀。
所用試劑均為分析純或化學(xué)純。
1.2 合成
(1)2的合成
在單口燒瓶中依次加入15.0g(18.7mmol),溴4.5g(28.0mmol)和乙酸-乙酸鈉緩沖溶液(0.5mol·L-1,pH 4.0)250mL,攪拌下于室溫反應(yīng)24h。加入適量亞硫酸鈉除去過量的溴,用10%氫氧化鈉溶液調(diào)至pH 8;過濾,濾餅依次用水和異丙醇洗滌,于50℃干燥得黃色固體25.38g,產(chǎn)率83.1%,m.p.210℃~212℃;1H NMR(DMSO-d6)δ:8.13(s,1H,2-H),7.58(s,2H,NH2),5.84(d,J=6.8Hz,1H,1′-H),5.50(dd,J=8.6Hz,3.9Hz,1H,5′-OH),5.47(d,J=6.3Hz,1H,3′-OH),5.24(d,J=4.5Hz,1H,2′-OH),5.10(dd,J=11.9Hz,6.4Hz,1H,2′-H),4.20(td,J=4.8,2.4Hz,1H,3′-H),3.98(m,1H,4′-H),3.69(m,1H,5′-H),3.53(m,1H,5′-H);ESI-MSm/z:346.0{[M+H]+}。
(2)4a~4e的合成(以4a為例)
在單口燒瓶中依次加入氫氧化鈉0.80g(20mmol),苯甲酸3a4.64g(20mmol)及混合溶劑[V(乙腈)∶V(水)=3∶2]70mL,攪拌使其溶解;加入三聚氯氰(TCC)1.12g(6.67mmol),于室溫反應(yīng)15min得溶液A。
于0.5h內(nèi)向A中滴加哌嗪2.58g(30mmol)的乙腈(20mL)溶液,滴畢,反應(yīng)0.5h。過濾,濾液于50℃旋蒸除去大部分乙腈,剩余溶液用2mol·L-1鹽酸調(diào)至pH 2,用二氯甲烷(2×20mL)萃取,水層用10%氫氧化鈉溶液調(diào)至pH 10。用二氯甲烷(4×20mL)萃取,合并有機層,依次用10%碳酸鈉溶液(2×10mL)和水(10mL)洗滌,無水硫酸鈉干燥,減壓除溶得黃色液體4a,收率59.5%;1H NMRδ:7.42(m,5H,ArH),3.77(s,2H,CH2),3.44(s,2H,CH2),2.93(s,2H,CH2),2.85(s,2H,CH2);ESI-MS m/z:191.1{[M+H]+}。
以3b~3e替代3a,用類似的方法合成4b~4e。
4b:黃色液體,收率62.7%;1H NMRδ:7.33(m,4H,ArH),4.01(br s,4H,CH2),3.27(br s,4H,CH2),2.71(q,J=8.0Hz,2H,CH2CH3),1.27(t,3H,J=8.0Hz,CH3);ESI-MSm/z:219.2{[M+H]+}。
4c:黃色液體,收率65.2%;1H NMRδ:7.39(d,J=8.0Hz,2H,ArH),6.92(d,J=8.0Hz,2H,ArH),3.84(s,3H,OCH3),3.63(br s,4H,CH2),2.88(br s,4H,CH2);ESI-MSm/z:221.1{[M+H]+}。
4d:黃色液體,收率58.3%;1H NMRδ:7.47(m,4H,ArH),3.63(br s,4H,CH2),3.10(br s,4H,CH2);ESI-MSm/z: 225.1﹛[M+H]+﹜。
4e:黃色固體,收率44.6%,m.p.152℃~154℃;1H NMRδ:8.28(d,J=8.0Hz,2H,ArH),7.58(d,J=8.0Hz,2H,ArH),3.78(br s,2H,CH2),3.34(br s,2H,CH2),2.97(br s,2H,CH2),2.82(br s,2H,CH2);ESI-MSm/z:236.1{[M+H]+}。
(3)5a~5e的合成(以5a為例)
在單口燒瓶中依次加入4a1.9g(10mmol),22.29g(6.67mmol),三乙胺0.68g(6.67mmol)和DMF 15mL;攪拌下于110℃(回流)反應(yīng)10h。冷卻至室溫,加水60mL,靜置1h;過濾,濾餅依次用水和異丙醇洗滌,用乙醇重結(jié)晶得5a。
用類似的方法合成5b~5e。
5a:白色固體,收率81.8%,m.p.181℃~182℃;1H NMRδ:8.04(s,1H,2-H),7.47(m,5H,PhH),7.09(s,2H,NH2),5.79(dd,J=9.2Hz,J=3.2Hz,1H,1′-H),5.73(d,J=7.3Hz,1H,5′-OH),5.44(d,J=6.9Hz,1H,3′-OH),5.21(d,J=4.4Hz,1H,2′-OH),5.05(d,J=5.5Hz,1H,2′-H),4.18(m,1H,3′-H),3.96(m,1H,4′-H),3.66(m,1H,5′-H),3.53(m,1H,5′-H),3.35(br s,4H,CH2),3.21(br s,4H,CH2);ESI-MSm/z:456.0{[M+H]+}。
5b: 白色固體,收率84.0%,m.p.189℃~190℃;1H NMRδ:8.00(s,1H,2-H),7.33(m,4H,ArH),7.09(s,2H,NH2),5.79(dd,J=9.3Hz,J=3.1Hz,1H,1′-H),5.72(d,J=7.3Hz,1H,5′-OH),5.43(d,J=6.9Hz,1H,3′-OH),5.21(d,J=4.5Hz,1H,2′-OH),5.05(dd,J=12.4Hz,J=6.9Hz,1H,2′-H),4.18(m,1H,3′-H),3.96(m,1H,4′-H),3.67(m,1H,5′-H),3.53(m,1H,5′-H),3.36(br s,4H,CH2),3.20(br s,4H,CH2),2.65(q,J=7.5Hz,2H,CH2CH3),1.21(t,J=7.6Hz,3H,CH3);ESI-MSm/z:484.1{[M+H]+}。
5c: 白色固體,收率83.2%,m.p.195℃~196℃;1H NMRδ:8.00(s,1H,2-H),7.40(m,2H,ArH),7.09(s,2H,NH2),7.01(m,2H,ArH),5.78(dd,J=9.2Hz,J=3.2Hz,1H,1′-H),5.73(d,J=7.3Hz,1H,5′-OH),5.43(d,J=6.8Hz,1H,3′-OH),5.21(d,J=4.5Hz,1H,2′-OH),5.05(dd,J=12.4Hz,J=6.9Hz,1H,2′-H),4.18(m,1H,3′-H),3.96(m,1H,4′-H),3.81(s,3H,OCH3),3.67(m,3H,5′-H),3.52(m,1H,5′-H),3.34(br s,4H,CH2),3.20(br s,4H,CH2);ESI-MSm/z:486.1{[M+H]+}。
5d:白色固體,收率90.7%,m.p.180℃~181℃;1H NMRδ:8.03(s,1H,2-H),7.55(m,5H,ArH),7.19(s,2H,NH2),5.78(dd,J=9.2Hz,3.2Hz,1H,1′-H),5.72(d,J=7.2Hz,1H,5′-OH),5.42(d,J=6.7Hz,1H,3′-OH),5.20(d,J=4.0Hz,1H,2′-OH),5.06(dd,J=12.3Hz,J=6.4Hz,1H,2′-H),4.18(m,1H,3′-H),3.96(m,1H,4′-H),3.67(m,1H,5′-H),3.52(m,2H,5′-H),3.38(br s,4H,CH2),3.22(br s,4H,CH2);ESI-MSm/z:490.2{[M+H]+}。
5e:黃色固體,收率87.3%,m.p.212℃~213℃;1H NMRδ:8.31(d,J=8.8Hz,2H,ArH),8.03(s,1H,2-H),7.74(d,J=8.8Hz,2H,ArH),7.08(s,2H,NH2),5.77(dd,J=9.3Hz,J=3.3Hz,1H,1′-H),5.71(d,J=7.3Hz,1H,5′-OH),5.42(d,J=6.8Hz,1H,3′-OH),5.20(d,J=4.5Hz,1H,2′-OH),5.05(dd,J=12.4Hz,J=7.0Hz,1H,2′-H),4.18(m,1H,3′-H),3.95(m,1H,4′-H),3.66(m,1H,5′-H),3.52(m,1H,5′-H),3.40(br s,4H,CH2),3.16(br s,4H,CH2);ESI-MSm/z:501.1{[M+H]+}。
在4的合成中,分別考察了溶劑(乙腈、丙酮、四氫呋喃和二氧六環(huán))對4收率的影響。實驗結(jié)果表明,以乙腈作為溶劑時,4的收率最高。
合成2時,緩沖體系對收率影響很大,緩沖體系的pH大于7時,2收率幾乎為0;最終選擇pH 4.0的乙酸-乙酸鈉為緩沖體系。
5的合成需要在堿催化下進(jìn)行,如果不加入三乙胺,反應(yīng)將無法進(jìn)行完全。本文也曾嘗試使用甲醇或乙醇代替DMF作溶劑,但結(jié)果表明,常壓下反應(yīng)程度均較低;僅在封管中進(jìn)行時,才能反應(yīng)完全,且收率與DMF為溶劑時相近。溫度對5收率的影響也比較大,溫度過低,反應(yīng)不完全,溫度過高,副反應(yīng)增加。
本文創(chuàng)造性地將具有良好生物活性的腺苷與單取代芳?;哙浩春显谝黄穑铣闪?個新型的8-位取代腺苷衍生物。該方法具有合成路線簡便,操作簡單,后處理方便,收率較高等優(yōu)點,可為新型核苷類藥物的合成提供參考。
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SynthesisofNovel8-SubstitutedAdenosineDerivatives
ZHANG Yi-wei,WU Ze-qiu,LIN Dong-en,LIAO Neng
(School of Chemistry and Chemical Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)
Five novel 8-substituted adenosine derivatives were synthesized by the substitution reaction ofN-aroyl-piperazine with 8-bromoadenosine prepared by bromination reaction from adenosine.The structures were characterized by1H NMR and ESI-MS.
adenosine;piperazine;synthesis
2013-08-30;
2014-07-25
張逸偉(1965-),男,漢族,廣東普寧人,副教授,主要從事精細(xì)化學(xué)品的合成研究。E-mail: chyiwei@scut.edu.cn
O629.7
A
1005-1511(2014)06-0789-04