本文介绍了合成和纯化2'-氟-2'-脱氧尿苷的方法,这是一种重要的有机化合物,具有广泛的应用领域。
简述:2'-氟-2'-脱氧尿苷,英文名为2'-Fluoro-2'-deoxyuridine,分子式为C9H11FN2O5,可溶于甲醇,熔点为147.0- 153.0℃。2'-氟-2'-脱氧尿苷为核苷酸类衍生物,常用作用作医药中间体。
1. 合成:
步骤(1)将尿苷、碳酸二苯酯加于二甲基甲酰胺中,升温溶解,溶液澄清后,保持温度条件下加入催化剂碳酸氢钠,第二次升温反应,反应完成后,自然降温至室温,搅拌,过滤,滤饼烘干得化合物2;
步骤(2)将化合物2、无水氟化钾、催化剂三氟化硼乙醚溶于溶剂中,升温反应,反应完成后过滤浓缩,得化合物3,即2’?氟?2’?脱氧尿苷。
其中,步骤(1))中化合物1:碳酸二苯酯的摩尔比为1:1.1,升温溶解的温度为58~62℃,第二次升温温度为78~82℃,室温为20~30℃,搅拌时间为1~3小时。步骤(2)中溶剂为二甲基甲酰胺或氯苯,化合物2:无水氟化钾的重量比为1~2:1,升温反应温度为120℃,反应时间为10-14小时。
2. 纯化:
(1)将粗品2’-氟-2’-脱氧尿苷溶于乙酸乙酯,加入三乙胺,控温下滴加酰化试剂反应;
(2)反应完成后加入甲醇,搅拌,降温析晶,过滤,滤饼用乙酸乙酯洗涤,滤饼烘干的化合物2;
(3)化合物2溶解于甲醇中,加入氢氧化钠,反应完全后过滤,滤饼烘干得2’-氟-2’-脱氧尿苷。
实验中,酰化试剂为醋酐或苯甲酰氯当中的一种。当步骤(1)中加入的酰化试剂为醋酐时,需要加入催化剂,催化剂为4-二甲氨基吡啶,2’-氟-2’-脱氧尿苷:三乙胺:酰化试剂的重量比为1:1~3:1~2。 步骤(1)控制反应温度在0-20℃,步骤(2)降温温度为-20~10℃,步骤(3)化合物2与氢氧化钠的摩尔比为1:1。
3. 应用:合成2’-氟-2’-脱氧腺苷
选取胸苷磷酸化酶(Thymidinephosphorylase,TP)与嘌呤核苷磷酸化酶(Purinenucleosidephosphorylase,PNP)作为生物催化剂,催化 2’-氟-2’-脱氧尿苷与腺嘌呤进行转糖基化反应生成2’-氟-2’-脱氧腺苷。具体步骤如下:
(1)TP与MF13的酶液制备;取TP湿菌体0.5g,加入10mL100mM磷酸缓冲液 (pH=7.0)重悬,设定超声破胞仪的功率为 400W,超声3s间歇6s,破碎细胞20min,将破胞后的菌液以13000rpm 离心20min,取上清液保存于-20℃冰箱备用。
(2)2'-氟-2'-脱氧尿苷3.125g,腺嘌呤4.175g,TP酶液100mL,MF13 酶液100mL,加入100mM磷酸缓冲液 (pH=7.0)300mL,反应温度48℃,转速800r/min,反应期间每隔12h取一次样,将样品在 100℃水浴 12s灭活,使用高效液相色谱仪检测。
参考文献:
[1] 滕海东. 2’--氟--2’--脱氧腺苷的核苷磷酸化酶催化合成技术研究[D]. 浙江:浙江大学,2020.
[2] 平江县吉成科技有限责任公司. 一种2’-氟-2’-脱氧尿苷的合成方法:CN202011452956.7[P]. 2021-03-16.
[3] 平江县吉成科技有限责任公司. 一种2’-氟-2’-脱氧尿苷的纯化方法:CN202011443647.3[P]. 2021-02-26.