2’-脱氧胞苷的合成及其多种作用

简介

核苷类家族不仅包含多种天然核苷，还包括碱基或糖基被修饰过的核苷类似物。核苷类似物的化学结构与天然核苷有着不同程度的相似性，在细胞代谢中，可与正常核苷形成竞争关系，具有干扰核酸的合成及抑制相关聚合酶结合的作用，进而阻断肿瘤细胞和病毒的复制。大部分的核苷类似物可以在治疗癌症和病毒感染的疾病中发挥重要作用。其中，2’-脱氧胞苷（2’-deoxycytidine，d Cyd）就是一类重要的药物中间体，能够用于合成抗癌药物吉西他滨（d Fd C）、抗 HIV病毒药物扎西他滨（dd C）及生化试剂脱氧胞苷-5’-单磷酸（5’-d CMP）等[1]。

合成

图1 2’-脱氧胞苷的合成路线[2]。

向胞苷（Aldrich，99%纯度；491.4mg，2.0mmol）在干燥甲醇（30mL）中的悬浮液中加入间氯过氧苯甲酸（Aldrich77%纯度；1.345g，6.0mmol），并将混合物在氩气气氛下在环境温度下搅拌过夜。使用氯仿-甲醇-乙酸（16/6/3）作为展开溶剂对反应混合物的TLC分析表明，几乎完全消耗了起始胞苷。在减压下除去溶剂后，所得残余物用丙酮研制，过滤收集，然后用丙酮充分洗涤，得到所需的无色粉末2’-脱氧胞苷。合成路线如图1所示。

图2 2’-脱氧胞苷的合成路线。

向胞苷（102.2mg，0.42mmol）或2'-脱氧胞苷（一水合物，100.0mg，0.42mmmol）在含有甲醇钠（2.0mmol）的甲醇（5mL）中的悬浮液中加入O-苄基羟胺HCl（Aldrich，99%纯度；319.2mg，2.0mmol），然后将混合物在环境温度下搅拌3天。在减压下除去溶剂后，通过用氯仿-甲醇（5/1）洗脱将所得残余物置于硅胶柱中，以21%的产率得到目标化合物2’-脱氧胞苷，在119-122°C时产率10%；FABMS m/z 334（MH+）、218、217和91；UV（MeOH）279、240和204 nm；IR（KBr）'3352、1724和1674 cm-1；1H NMR 1H NMRδ1.95和2.45（每个1H，每个m），3.50（2H，br s），3.70（1H，m），4.18（1H、br s）、4.89（1H）、4.93（2H、br s）、4.94（2H）、5.18（1H，br s），5.53（1H，br d，J=8 Hz），6.13（1H，t，J=7 Hz）、7.11（1H（d，J+8 Hz））、7.24-7.38（5H、m）和9.96（9.96 H，br s；HR-FABMS m/z334.1398[计算C16H20N3O5（MH+）334.1403]。合成路线如图2所示。

作用

2’-脱氧胞苷的化学作用是一种多功能的分子生物学探针，用于DNA/RNA的掺入，该探针已参与各种分子生物学应用，如基因表达、染色体和mRNA荧光原位杂交（FISH）实验、阵列和微阵列上的突变检测、原位RT-PCR和PCR。此外，其还显示出广泛的生物应用[3]。

参考文献

[1] 王玺,段胜林,熊舒莉,郑桂兰,张贵友,王洪钟.自诱导系统在酶促合成2’-脱氧胞苷中的应用[J].生物技术通报,2014(11):225-232.

[2] Sako, Magoichi; et al. A New and Efficient Synthetic Method for 15N3-Labeled Cytosine Nucleosides: Dimroth Rearrangement of Cytidine N3-Oxides. Journal of Organic Chemistry (2004), 69(23), 8148-8150.

[3] A. Aparicio, J.S. Weber, Review of the clinical experience with 2'-Deoxycytidine in solid tumors, Current opinion in investigational drugs (London, England : 2000) 3(4) (2002) 627-33.