2'-脱氧胞苷的合成工艺

简述

2'-脱氧胞苷是一种分子式为C₉H₁₅N₃O₄，分子量为227.22的脱氧核糖核苷，常温常压下表现为类白色粉末，可溶于水，溶解度约为50mg/mL。它常作为Eg5驱动蛋白调节剂用于生物医药研究，具有典型的抗增殖和凋亡诱导活性。2'-脱氧胞苷作为一类重要的药物中间体，能够用于合成吉西他滨(dFdC)，扎西他滨(ddC)等多种抗病毒或抗肿瘤的药物[1]。

理化性质

密度：1.3171g/cm³

熔点：209-211°C(lit.)

沸点：368.93°C

折射率：59°(C=1,H₂O)

合成研究

以α-D-2-脱氧核糖和尿嘧啶为起始原料，经过甲苷化，酯化，氯代，亲核取代，高效氨化及水解脱保护6个步骤，经一次重结晶可以43.6%的总收率得到2'-脱氧胞苷，纯化后HPLC纯度达99%[2]。

为了探究合成2'-脱氧胞苷的更多可能，实现对该物质的高效合成，采用ZYM-Fe-5052自诱导培养基对含有N-脱氧核糖转移酶II(NDT)的大肠杆菌BL21(DE3)进行诱导，所得完整菌体直接用于催化合成2'-脱氧胞苷。结果表明，自诱导系统不仅无需额外添加诱导剂，还能够达到较高的菌体密度，且与LB诱导系统所得菌体在合成2'-脱氧胞苷方面具有同样高效的催化活性。2'-脱氧胸苷(d Thd)和胞嘧啶的浓度比为1:3时，产物转化率可高达86.5%。合成2'-脱氧胞苷的最适反应条件为：2'-脱氧胸苷(d Thd)和胞嘧啶的浓度比为1:1.5，p H6.5的磷酸缓冲液，1 mg/mL的菌体量，终体系10 mL，30℃条件下反应1h，产物转化率可达71.9%。此方法还可用于制备其他核苷类似物，具有广泛的适用性和应用前景[1]。

有关研究

利用瑞士乳杆菌来源的N-脱氧核糖转移酶Ⅱ(Lh. NDT)催化合成2'-脱氧胞苷的反应可以建立高通量筛选突变体方法，利用微量滴定板分析快速便捷，显色反应灵敏度高，可以准确区分失活，活性增强与活性减弱的突变体，为成功筛选出高转化率突变体奠定的基础。通过迭代饱和定点突变构建NDT的突变体库，可以获得合成2'-脱氧胞高转化率的NDT突变体[3]。

参考文献

[1]王玺,段胜林,熊舒莉,等.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):8.

[2]李江南,李金岭,李明,等.2'-脱氧胞苷的合成工艺[J].精细化工, 2016, 33(9):1020-1022.DOI:10.13550/j.jxhg.2016.09.011.

[3]宋健.N-脱氧核糖转移酶Ⅱ突变体高通量筛选方法及迭代饱和定点突变研究[J].山东化工, 2020, 49(6):5.DOI:CNKI:SUN:SDHG.0.2020-06-018.