5-氨基嘧啶的合成及其应用

简介

研究发现5-氨基嘧啶不仅是一种重要的渗透压调节剂，还是一种高效的生物保护剂，可以帮助蛋白、核酸、生物膜乃至整个细胞对抗高温、干燥、冷冻和辐射等多种逆境[1-2]。因此，5-氨基嘧啶在生物保护、生物医药和生物科技等众多领域展现出广阔的商业化应用前景[3]。

图1 5-氨基嘧啶的结构式。

合成

图2 5-氨基嘧啶的合成路线[4]。

将ArBr (1.0 mmol)、CuI (0.2 mmol)、l -脯氨酸(0.4 mmol)和K2CO3 (1.5 mmol)添加到配有螺纹特氟龙螺帽的管中。在加入DMSO (1 mL)之前，将容器抽空并回填氩气。搅拌几分钟后，加入NH4OH (28%， 1.5 mmol)，封管，加热至90℃反应12 h。冷却后，用水淬灭反应，Et2O萃取。有机物用盐水清洗，然后在MgSO4上干燥。柱层析(乙酸乙酯/己烷/Et3N洗脱液)得到纯产物。5-氨基嘧啶(25)，收率63 mg, 66%，淡黄色固体。合成路线如图2所示。

图3 5-氨基嘧啶的合成路线[5-6]。

方法一：在高压1L反应容器中加入乙醚（300mL），加入催化剂，10%碳湿钯（50%水）（1.68g），然后加入4,6-二氯嘧啶-5-胺（21g）。将50%（168mL）氢氧化钠溶液用水（150mL）稀释并添加到先前的混合物中。将两相混合物在35psi的H2压力下加压并机械搅拌24小时。此时加入更多催化剂（1.5g），并将反应物重新置于H2中24小时。通过LCMS监测反应完成，并通过硅藻土过滤并用水冲洗。分离两相混合物，用乙醚萃取水相3次。合并有机物，用MgSO4干燥，过滤并浓缩，得到黄色固体的粗5-氨基嘧啶产物。它由甲苯/MeOH重结晶。水相用EtOAc再萃取两次，有机物用MgSO4干燥，过滤并浓缩，得到更理想的产物。将所有固体合并，得到产物5-氨基嘧啶，产率87%。合成路线如图3所示。

方法二：用氢氧化钠溶液（20.0克，0.50摩尔，60毫升水中）和钯（10%碳，400毫克）处理5-氨基-4,6-二氯嘧啶（5.0克，30.5毫摩尔）在250毫升乙醚中的溶液。将混合物在室温下在50磅/平方英寸氢气下在摇床上振荡20小时。混合物通过CELITE®助滤剂过滤。分离相，用三份100mL乙酸乙酯萃取水层。合并的有机层用硫酸镁干燥，过滤，真空浓缩。从乙酸乙酯结晶粗产物得到白色结晶固体形式的5-氨基嘧啶（2.8克；95%产率）。合成路线如图3所示。

应用

5-氨基嘧啶可以提高酶和蛋白质的稳定性，在酶的制备、生产和应用过程中具有重要的意义[7]。同时，5-氨基嘧啶可以保护生物膜的稳定性。同时，5-氨基嘧啶可以有效阻挡可见光辐射、紫外线辐射以及电离辐射对DNA的损伤[8]。此外，5-氨基嘧啶可以有效地保护微生物细胞以及人和动物细胞。5-氨基嘧啶不仅可以对蛋白、生物膜、核酸以及细胞发挥保护性作用，还可以作为保湿因子和防晒因子，添加到化妆品中，用于皮肤的保护[9]。5-氨基嘧啶具有长效保湿和抵抗辐射的作用，因此被广泛应用于化妆品行业，用于保湿、防晒和美白[10]。一方面，5-氨基嘧啶作为长效保湿剂，可防止表皮脱水，其保湿效果甚至优于磷脂酰胆碱。另一方面，5-氨基嘧啶通过抵抗辐射，有效地减少黑色素的沉积，起到美白的作用。

5-氨基嘧啶具有消炎、防止蛋白变性和聚集、高效保湿以及消除自由基的功能，因此也具有非常好的生物医药开发的潜力[11]。5-氨基嘧啶已经被尝试用于治疗多种炎症反应，如过敏性鼻炎、过敏性皮炎、慢性阻塞性肺病、急性咽喉炎以及炎症性肠炎[12]。除此之外，5-氨基嘧啶还可以用于预防和治疗鳞状细胞癌病人放化疗过程中常出现的口腔黏膜炎。

参考文献

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