(E)-5'-脫氧-5'-N【{［2-(2-苯基)乙烯基］磺酰基}氨基】腺苷的合成*

劉 芳，許 艷，曹春陽，龔福春

(1.長沙理工大學化學與生物工程學院，湖南長沙 410114;2.中國科學院上海有機化學研究所生命有機國家重點實驗室，上海 200032)

核苷類化合物通常用于生產和篩選抗癌、抗真菌、抗病毒及抗代謝物活動類似物［1－7］。傳統的核苷主要利用5'-羥基進入核苷代謝途徑，現在有很多相對簡單的復合型核苷抗生素表現出不同的選擇機制。以天然核苷抗生素為例，它們可以抑制蛋白質合成，抑制糖基轉移酶和甲基轉移酶作用等［8－9］，核苷支架提供了多樣化和定向的替換基團來探究其與不同的蛋白質結合位點。近年來，該類核苷抗生素的合成成為研究熱點。

本文設計并合成了新型核苷類衍生物——(E)-5'-脫氧-5'-N【{［2-(2-苯基)乙烯基］磺酰基}氨基】腺苷(9)。以甲基磺酰胺為原料，參照文獻［10］方法合成二苯基膦酰磺胺化合物(2);2與苯甲醛在NaH作用下拔去2上亞甲基氫經Horner反應合成(E)-叔丁基［2-(2-苯基)乙烯基］磺酰氨基甲酸酯(3);3與N6，N6-二叔丁氧羰基-2'，3'-O-異亞丙基腺苷(7)［11］在偶氮酸二異丙酯和三苯基膦催化作用下經Mitsunobu反應合成(E)-5'-氨基-N6，N6-二叔丁氧羰基-5'-脫氧-5'-N-叔丁氧羰基-2'，3'-O-異亞丙-5'-N【{［2-(2-苯基)乙烯基］磺酰基}氨基】腺苷(8);8在TFA作用下經脫保護合成了目標化合物9(Scheme1)，其結構經1H NMR，13C NMR，IR和LC-MS表征。

Scheme 1

嘗試利用9與肽載體蛋白PCP結合，從而達到抑制PCP蛋白與上游蛋白相互作用的目的。PCP蛋白是以煙酸為底物生成最終結構的螺環單元，設計并合成9實現在PCP蛋白泛酰巰基乙胺輔酶手臂及酰基轉移酶活性位點雙底物之間構建一個共價連接，以期在ATP存在下，與PCP蛋白和上游A蛋白之間形成三元復合物，即A-小分子-PCP，PCP上的巰基進攻小分子反式雙鍵，A蛋白上的堿基可和小分子堿基互補配對連接形成，可用于復合物結晶條件的篩選。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

ZF-1型紫外分析儀;Varian mercury-300 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內標);Shimadzu LCMS-2010EV(ESI)型或 Agilent G6100 LC/MSD(ESI)型質譜儀。

2按文獻［10］方法合成;其余所用試劑均為分析純;無水溶劑按標準方法除水。

1.2 合成

(1)叔丁基甲基磺酰胺基甲酸酯(1)的合成

在反應瓶中加入甲基磺酰胺2.00 g(21.04 mmol)，氮氣保護下加入無水二氯甲烷10 mL，攪拌使其溶解;加入二甲基氨基吡啶(DMAP)0.26 g(2.12 mmol)和三乙胺 3.25 mL(23.32 mmol)，緩慢滴加二碳酸二叔丁酯(Boc)2O 5.28 g(24.19 mmol)的無水二氯甲烷(5 mL)溶液，滴畢，反應2 h(TLC檢測)。減壓濃縮，加入 1 mol·L－1鹽酸(30 mL)中和，用乙酸乙酯(3×10 mL)萃取，合并萃取液，依次用水和飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥，濃縮得白色固體 1 3.73 g，收率 90.9%，m.p.108 ℃ ～109 ℃;1H NMR(DMSO-d6)δ:11.12(s，1H)，3.07(s，J=64.6 Hz，3H)，1.86 ～1.06(s，9H);ESI-MS m/z:218.3{［M+Na］+}。

(2)3的合成

在反應瓶中加入無水DMF 50 mL和2 0.95 g(2.41 mmol)，攪拌使其溶解;氮氣保護，冰浴冷卻下加入氫化鈉0.24 g(2.41 mmol，在礦物油中含量60%)，反應20 min。自然升至室溫，加入苯甲醛0.3 mL(2.96 mmol)，反應16 h(TLC 檢測)。減壓濃縮，殘余物溶解于30 mL水中，用6 mol·L－1鹽酸調至pH 3～4，用乙酸乙酯萃取，有機相依次用水和飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，濃縮后經硅膠柱層析［梯度洗脫劑:A=V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=4∶1～2∶1］純化得白色固體3 0.73 g，收率 68.3%;1H NMR(DMSO-d6)δ:11.34(s，1H)，7.79(d，J=53.9 Hz，2H)，7.33(d，J=44.4 Hz，5H)，1.24(d，J=44.6 Hz，9H);ESI-MS m/z:306.2{［M+Na］+}。

(3)5'-O-叔丁基二甲基氯硅烷-2'，3'-O-異亞丙基腺苷(5)的合成

在反應瓶中依次加入無水DMF 20 mL和2'，3'-O-異亞丙基腺苷(4)2.00 g(8.15 mmol)，攪拌使其溶解;冰浴冷卻下加入咪唑1.42 g(20.37 mmol)和叔丁基二甲基氯硅烷(TBDMSCl)1.49 g(9.94 mmol)，反應2 h;于室溫反應過夜(TLC檢測)。用H2O稀釋，用乙酸乙酯萃取，有機相依次用水和飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，濃縮后抽干得白色固體 3.38 g，收率 99.4%，m.p.125℃ ～126 ℃;1H NMR δ:8.38(s，1H)，8.07(s，1H)，6.18(d，J=2.2 Hz，1H)，6.02(s，2H)，5.28(dd，J=6.1 Hz，2.2 Hz，1H)，4.96(dd，J=6.1 Hz，2.1 Hz，1H)，4.45(d，J=2.4 Hz，1H)，3.89(dd，J=11.2 Hz，3.8 Hz，1H)，3.77(dd，J=11.2 Hz，4.1 Hz，1H)，1.64(s，3H)，1.41(s，3H)，0.84(s，10H)，0.01(s，6H);ESI-MS m/z:422.5{［M+H］+}。

(4)N6，N6-二叔丁氧羰基-5'-O-叔丁基二甲基氯硅烷-2'，3'-O-異亞丙基腺苷(6)的合成

在反應瓶中依次加入無水DMF 50 mL和5 3.62g(8.6 mmol)，攪拌使其溶解;氮氣保護下加入二甲基氨基吡啶(DMAP)0.22 g(1.8 mmol)和三乙胺 2.5 mL(18 mmol)，冰浴冷卻下，加入(Boc)2O 2.25 g(10.3 mmol)(溶液顏色逐漸變黃)，反應1 h。自然升至室溫，反應2 h(TLC檢測)。減壓濃縮后經硅膠柱層析(梯度洗脫劑:A=5 ∶1 ～4 ∶1)純化得白色固體 4.42 g，收率82.8%;1H NMR δ:8.38(s，1H)，8.07(s，1H)，6.18(d，J=2.2 Hz，1H)，6.02(s，2H)，5.28(dd，J=6.1 Hz，2.2 Hz，1H)，4.96(dd，J=6.1 Hz，2.1 Hz，1H)，4.45(d，J=2.4 Hz，1H)，3.89(dd，J=11.2 Hz，3.8 Hz，1H)，3.77(dd，J=11.2 Hz，4.1 Hz，1H)，1.64(s，19H)，1.41(s，6H)，0.84(s，9H)，0.01(s，6H);ESI-MS m/z:622.6{［M+H］+}。

(5)7的合成

在反應瓶中依次加入無水THF 50 mL和6 3.07 g(4.93 mmol)，攪拌使其溶解;氮氣保護下加入正丁基氟化銨的(TBAF，7.50 mmol)THF(7.5 mL)溶液，于室溫反應3 h(TLC檢測)。減壓濃縮后經硅膠柱層析(洗脫劑:A=2∶1)純化得白色固體 7 2.24 g，收率 89.8%;1H NMR δ:8.85(s，1H)，8.17(s，1H)，5.96(d，J=4.5 Hz，1H)，5.22(s，1H)，5.13(d，J=5.8 Hz，1H)，4.56(s，1H)，3.98(s，1H)，3.85(s，1H)，1.66(s，4H)，1.47(s，20H)，1.39(s，3H);ESI-MS m/z:508.5{［M+H］+}。

(6)8的合成

在反應瓶中依次加入無水THF 50 mL和7 0.84 g(1.66 mmol)，攪拌使其溶解;氮氣保護下依次加入 3 0.51 g(1.82 mmol)和 PPh30.59 g(2.25 mmol)，冰浴冷卻下加入偶氮二甲酸二異丙酯(DIAD)0.45 mL(2.25 mmol)，反應 1 h;于室溫反應過夜(TLC檢測)。減壓濃縮后經硅膠柱層析(梯度洗脫劑:A=6∶1～4∶1)純化得白色固體8 0.51 g，收率 40.1%，m.p.186 ℃ ～188℃;1H NMR δ:8.91(s，1H)，8.21(s，1H)，7.41(d，J=14.7 Hz，6H)，6.95(d，J=15.5 Hz，1H)，6.19(s，1H)，5.48(d，J=6.3 Hz，1H)，5.19(s，1H)，4.54(s，1H)，1.61(s，3H)，1.54 ～ 1.35(m，32H);IR ν:2 982，2 935，1 791，1 730，1 602，1 578，1 499，1 451，1 371，1 309，1 278，1 254，1 211，1 104，974，862，821，794，774，747，642 cm－1;ESI-MS m/z:773.6{［M+H］+}。

(7)9的合成

氮氣保護，冰浴冷卻下在反應瓶中依次加入80%TFA 5 mL和8 0.31 g，攪拌使其溶解;反應8 h(TLC檢測)。減壓濃縮后經硅膠柱層析［梯度洗脫劑:V(二氯甲烷)∶V(甲醇)=100 ∶1～10 ∶1］純化得白色固體9 0.12 g，收率67.5%，m.p.234℃ ～235 ℃;1H NMR(CD3OD)δ:8.22(s，1H)，8.21(s，1H)，7.59 ～ 7.30(m，6H)，7.03(d，J=15.4 Hz，1H)，5.91(d，J=6.5 Hz，1H)，4.87(t，J=5.7 Hz，1H)，4.42 ～4.32(m，1H)，4.28(s，1H)，3.40(s，2H)，3.19(q，J=7.2 Hz，2H);13C NMR(CD3OD)δ:156.62，152.23，148.54，140.89，140.61，132.85，130.25，128.67，127.90，125.57，119.74，90.01，84.46，72.97，71.53，44.43;IR ν:3 342，2 855，1 643，1 601，1 578，1 477，1 449，1 426，1 374，1 322，1 250，1 202，1 141，1 070，969，917，863，829，798，746，722，648，614 cm－1;ESI-MS m/z:433.3{［M+H］+}。

2 結果與討論

2.1 合成

(1)3的合成

Chart 1

在2與苯甲醛反應合成3的過程中，采用了Honer反應策略。苯甲醛與活性亞甲基化合物脫水縮合形成雙鍵，生成穩定的反式結構3。文獻［12－15］研究了苯環上帶有其他基團的化合物，發現也可發生Horner反應生成穩定的化合物。實驗中我們還研究了2與3-吡啶甲醛的反應中，發現也能反應生成類似化合物A(Chart1)。但A在溶劑中不穩定，放置一段時間后，氨基上的Boc基團易脫落，可能是吡啶環的堿性環境所致。該反應不適于吡啶環甲醛類化合物。

(2)8的合成

在3與7經Mitsunobu反應合成8的過程中，利用三苯基膦(J2)的孤對電子進攻DIAD(J1)生成甜菜堿式中間體J3;J3的氮負離子親核進攻3，奪取質子使之成為帶負電的J4離子，而自身則帶正電，成為J5;7醇氧進攻J5形成離子J6，而DIAD脫落下來。然后J6分別通過三種方式形成最終產物。第一種也是最主要的方式即J4進攻J6，形成C－N鍵，生成目標物8以及三苯基膦氧J7。其余兩種方式生成的則是副產物J8和J10，但是副產物位阻效應比較大，所以量很少。

Scheme 2

實驗中，我們還嘗試了A與7在同等條件下的反應，但是基本上沒有發生反應。在此基礎上，通過改變反應溫度、加料順序仍未發生反應。分析原因可能是因為親核試劑A的吡啶環顯堿性，pKa值較大，可能超過了甜菜堿式中間體J3而導致反應不成功。

3 結論

設計并合成了新型核苷類衍生物——(E)-5'-脫氧-5'-N【{［2(2苯基)乙烯基］磺酰基}氨基】腺苷(9)。雖然PCP蛋白上的巰基未與9的反式雙鍵結合成功，后續研究中將會應用到其他類似蛋白上。本文的設計思想與合成策略可用于改性和合成其它核苷類化合物分子。

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