專利名稱：含硒核苷衍生物及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種醫藥化工技術領域的衍生物及其制備方法，具體涉及一種含 硒核苷衍生物及其制備方法。 技術背景自從碘苷于1959年臨床用于皰疹的治療以來，過去的幾十年中在抗病毒和 抗腫瘤治療領域核苷類藥物發揮了極其重要的作用。如嘌呤核苷類似物阿昔洛烏 等用于病毒治療，嘧啶核苷類藥物阿糖胞苷等用于腫瘤治療。近年來核苷類藥物 仍在不斷被開發應用，2006年10月美國FDA批準了 L-胸腺嘧啶脫氧核糖核苷(L 一DT)用于病毒性肝炎的治療。很多核苷類化合物糖基部分進行了修飾改造或引 入了雜原子，如齊多夫定糖基部分為2' ， 3' -二脫氧核糖并在3'位引入了疊 氮基，阿昔洛烏和西多福韋等為無環核苷，拉米夫定和引入了氟原子。其中一些 化合物，如齊多夫定，同時具有抗病毒和抗腫瘤作用。硒用于保健和治療的已有 很長的歷史，隨著研究手段的深入其作用機制和新的用途仍在不斷被發掘中。早 在1913年，Walker等曾嘗試用膠體硒治療腫瘤。隨著生物化學的發展，硒作為 一種重要的營養保健成分開始被認識和接受。與無機的硒相比較，有機硒化合物 物更安全，而且易于吸收和代謝，如硒代半胱氨酸作為一種硒元素補充劑被廣泛 使用。在分子水平，硒是谷胱甘肽過氧化酶，碘甲腺原氨酸5'-脫碘酶，哺乳動 物硫氧還蛋白還原酶等生物體內多種酶的活性中心，還存在于一些哺乳動物的硒 蛋白中。這些酶所催化的反應對細胞成分抗氧化和清除自由基非常重要，而且能 夠影響DNA形成和修復的過程，從而能夠對病毒和腫瘤細胞起到抑制作用。上個世紀70年代起，硒取代核苷類藥物逐漸受到重視，提出了一些新的含 硒核苷類化合物陸續，如硒唑呋喃(Selenazofurin)作為噻唑呋喃(Thiazofurin) 的含Se結構類似物，對淋巴細胞白血病的抑制活性比噻唑呋喃高3倍以上，而 毒性顯著降低，目前硒唑呋喃已進入臨床研究。另一方面，由于二氧戊環和氧硫 戊環核苷類藥物顯示出良好的抗病毒和抗腫瘤活性，3'-CH2被硒原子取代后形 成的電子等排體氧硒戊環核苷類似物的相關研究因而受到關注。在已報道的該類 化合物中，胞嘧啶和5-氟胞嘧啶衍生物顯示出潛在的抗HIV和抗HBV活性。經對現有技術的文獻檢索發現，韓國專利申請號為KR 2003026487 A，該專 利報道帶有芳香集團的l， 4-氧，硒環己垸可以用于子宮癌和卵巢癌等癌癥的治 療，1， 4-氧，硒環己烷基是化合物結構中與抗腫瘤相關的活性片段。有研究顯 示l， 4-氧，硫(氮、氧)環己垸糖基核苷類似物對一些種類的病毒未表現出抑 制作用。但是上述技術中，存在1, 4-氧，硒環己垸的合成方法存在收率低(33 40%)，硝酸銀、LDA等原料昂貴且反應條件苛刻(其中一步在一78。C反應)等 問題。本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種含硒核苷衍生物及其制備 方法。本發明以硒代替l， 4-氧，硫(氮、氧)環己垸糖基核苷類似物中糖環4' 位的硫(氮、氧)等雜原子得到新的含硒核苷類似物，操作簡便，收率高。本發明是通過以下技術方案實現的本發明涉及的含硒核苷衍生物，其結構式為其中B為腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶任一種。 所述的衍生物，其糖苷鍵為a-D構型，或3-D構型，或ci-L構型，或e-L 構型。本發明涉及的上述含硒核苷衍生物的制備方法，具體為以核糖核苷、堿基 修飾過的核糖核苷或堿基改造的核糖基的核苷類似物為起始原料，保留原結構中 糖苷鍵構型，同時結合分子構效關系、生物電子排機理，通過氧化還原形成 2' ，3'-無環核苷，并進一步將2' ，3'活化后引入硒原子，得到以羥甲基-1， 4-氧，硒環己垸基糖基的核苷化合物。所述的含硒核苷衍生物的制備方法，具體包括如下步驟
發明內容
① 糖基部分的氧化開環和還原將核糖核苷、堿基修飾過的核糖核苷或堿基 改造的核糖基的核苷類似物用高碘酸鈉氧化開環，然后用硼氫化鈉還原得到相應 的2' ， 3' —開環核苷；② 開環后2' , 3'羥基的活化2' ， 3' —開環核苷與甲磺酰氯、對甲苯 磺酰氯或氯化亞砜和咪唑反應，在2' ， 3，位形成甲磺酸酯或取代的磺酸酯；③ 硒化試劑進攻②中被活化的核苷2' ， 3'位，形成羥甲基-1, 4-氧，硒 環己垸核糖基的核苷類似物；④ 在③所得核苷類似物的糖環上的羥基和堿基上的氨基分別脫保護獲得本 發明的目的產物——羥甲基-1， 4-氧，硒環己烷基糖基的核苷化合物，如在醋酸水溶中脫除羥基上的三苯甲基，在氨甲醇中脫除氨基上的苯甲酰基。步驟③中，所述的硒化試劑為硒氫酸鈉(鉀或其他金屬鹽)，或硒化鈉(鉀或其他金屬鹽)。以硒單質為原料在使用現有技術制備，反應式如下
<formula>formula see original document page 6</formula>步驟③中，所述硒化試劑與活化的2' ，3' —開環核苷的摩爾比為1 5: 1。步驟③中，硒化反應在1，4一二氧六環等極性非質子性溶劑中進行；反應溫度為80 100°C;反應時間為5 10小時。本發明上述的含硒核苷衍生物的制備方法，其反應路線如下<formula>formula see original document page 6</formula>其中B'為活潑基團帶有保護的堿基；B為脫掉保護基的堿基；！^為伯羥基 保護基，如叔丁基二苯基硅基，苯三甲基和(取代的)苯三甲基，特戊酰基，苯 甲酰基和其他酰基保護基等；R2為在取代反應中容易離去的基團，如甲磺酸酯基，對甲苯磺酸酯基，鹵素等。本發明基于硒元素所表現出的生理活性，以硒代替l， 4-氧，硫(氮、氧) 環己垸糖基核苷類似物中糖環4'位的硫(氮、氧)等雜原子得到新的含硒核苷 類似物。本發明合成方法原料易得，操作簡便，收率較高(〉70%)。
具體實施方式
下面對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下 進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限 于下述的實施例。 實施例11-(6-(羥甲基)-1,4-氧，硒環己烷-2-烷基)嘧啶-2，4(1氫，3氫)-二酮的制備。5'-氧-(4，4， -二甲氧基)三苯甲基尿嘧啶核苷(5.47g， lOmmol )溶于甲醇 (20ml)中，室溫攪拌下滴入高碘酸鈉(3.21g， 15咖o1 )的甲醇(50ml) /水 (50 ml)溶液中，滴加完畢后室溫攪拌至反應完全。加入甲醇(100ml)攪拌5分鐘， 使沉淀完全。過濾，濾液減壓蒸除甲醇，加入二氯甲烷溶解，飽和碳酸氫鈉溶 液洗滌、飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥后減壓蒸除溶劑得白色泡沫狀固體。 加入無水甲醇溶解，冰水浴攪拌下分次加入硼氫化鈉，加完后撤去冰水浴室溫攪 拌至反應完全。有機相蒸除溶劑，柱層析純化，收集產物組分蒸除溶劑，得白色 泡沫狀固體5'-氧-(4，4， -二甲氧基)三苯甲基一2' 3,'-開環尿瞎接核苷 (4. 83g, 8. 8咖o1)，收率88.1%。所得固體溶于無水吡啶(45ml),冰水浴下加入甲磺酰氯，氮氣保護下在(TC攪 拌30分鐘，室溫攪拌3小時，TLC顯示反應完全。減壓蒸除溶劑，加入二氯甲 烷溶解，飽和碳酸氫鈉溶液洗滌、飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥后減壓蒸除 溶劑，柱層析純化，收集產物組分蒸除溶劑，得白色泡沫狀固體5'-氧 -(4，4' -二甲氧基)三苯甲基一2' 3，，-開環尿嘧啶核苷的二甲磺酸酯(5.28g, 7. 5mmo1)，收率85. 2%。所得固體溶于DMF(10ml)，氮氣保護下加入硒化鈉(2. 81g， 22. 5mmo1)的DMF 混懸液中，氮氣保護下10(TC攪拌5小時，TLC顯示反應完全。減壓蒸除溶劑， 加入二氯甲垸溶解，飽和碳酸氫鈉溶液洗滌、飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥 后減壓蒸除溶劑，柱層析純化，收集產物組分蒸除溶劑，得白色泡沫狀固體 1-(6-((4， 4， -二甲氧基苯基)-1,4-氧，硒環己烷-2-烷基)嘧啶-2，4(1氫，3 氫)-二酮(3.86g, 6.5,1)，收率86.7%。所得固體溶于80X乙酸水溶液(10ni1)，室溫攪拌1小時，TLC顯示反應完全。 減壓蒸除溶劑，加入甲醇溶解后加入100目層析硅膠蒸除溶劑，干法上柱柱層析 純化，收集產物組分蒸除溶劑，得白色固體1_(6-(羥甲基)-1，4-氧，硒環己垸 -2-垸基)嘧啶-2， 4 (1氫，3氫)-二酮(1. 66g， 5. 7mmo1)，收率87. 7%。表征參數是:m.p. 79-81°C; 1腿R(CD30H， 300MHZ), S 7. 74(d， J=8. 1Hz， H-6， 1H); 5.92(dd， J=l. 8Hz and 10. 5Hz， H-l， ， 1H) ; 5. 90(d， J=8. 4Hz， H-5， 1H) ; 4. 07-4. 16(m， H—5， ， 1H) ; 3. 58(t， J=3. 9Hz, H—5， a, H—5， b, 2H) ; 2.98(t, J=10.8Hz, H-2， a， 1H) ; 2.72(t， J=114Hz， H_2， b, 1H) ; 2.58(d， J=12.0Hz， H—4， a， lH);(d， J=12. 6Hz， H—4， b, 1H). 13C NMR (CD30H， 100MHZ) S 16.833 and 18. 606(CH2SeCH2)， 65. 143(C-6， ) ， 83. 786(C_5， )， 83. 807(C-2，)， 101.475(05)， 140. 919(C-6)， 150.359(02)， 164. 882 (C-4) ; HRMS-ESI (m/z): (M+Na+) calcd for C9H12N204Se, 314.9860; found, 314.9863。 實施例2(6-(6-氨基-9氫-嘌呤-9-)-1， 4-氧，硒環己垸基-2-)甲醇的制備。以N- (9- ( (2R， 3S， 4R， 5R) -3， 4- 二羥基-5-(三苯甲基)-四氫呋喃-2-烷基 y1)-9氫-嘌呤-6-垸基)苯甲酰氨(5'-氧一三苯甲基一6—苯甲酰腺苷)為起始 原料參照實施例1條件氧化還原得到白色泡沫狀固體5，-氧-三苯甲基一 2' 3，，-開環一6—苯甲酰腺苷。參照實施例1條件，與對甲苯磺酰氯反應，得白色固體5，-氧-三苯甲基一 2' 3,'-開環一6—苯甲酰腺苷的2' 3,' -二對甲苯磺酸酯。參照實施例l，調整反應溫度為90。C，其他條件不變。制備N-(9-(6-(三苯 甲基)-l，4-氧，硒環己烷基-2-)-9氫-嘌呤-6-)苯甲酰胺，收率75.6%，白色固 體。所得固體(3.3g， 5mmol)溶于氨甲醇飽和溶液(30ml)，室溫攪拌24小時，TLC 顯示反應完全。減壓蒸除溶劑，加入10%三氟乙酸的二氯甲烷溶液室溫攪拌1 小時，TLC顯示反應完全，加入三乙胺中和。減壓蒸除溶劑，柱層析純化，收集 產物組分蒸除溶劑，得白色固體(6-(6-氨基-9氫-嘌呤-9-)-1，4_氧，硒環己垸 基-2-)甲醇(l. 32g， 4. 23mmo1)，收率84. 5%。表征參數是m. p. 194-196。C; 1H醒R(DMS0-d6， 300MHZ)， S 8.34(s， H-8， 1H) ; 8. 14(s, H-2， 1H) ; 7. 30(s, -NH2, 2H) ; 5. 94(dd, J=l. 5 and 10. 8Hz， H-l，， 1H); 4. 87(s， -0H， 1H) ; 3. 99-4.09(m， H-5， ， 1H) ; 3.56(t， J=ll. 3Hz' H-6， a， 1H) ; 3. 27-3. 45(coinciding with the peak of H20， h-6' b, H-2' a， 2H);2. 74—2.82(d, J=12. 3Hz， H—2， b， 1H) ; 2. 51—2. 67 (m， H—4， a， h—4， b， 2H). 13C NMR (DMSO-d6， 100MHZ) S 18.354 and 19.382(CH2SeCH2), 65.197(C-6，)， 83. 213 (C-5， )， 83. 425 (C-2， )， 119. 222(C-5)， 139. 182 (C-8) ， 149. 278 (C-4), 153.386(C-2)，156.733(C-6).HRMS-ESI(m/z) :(M+Na+) calcd for C10H13N502Se， 338.0132; found, 338.0137。實施例34-氨基-1-(6-(羥甲基)-1, 4-氧，硒環己烷基-2-)嘧啶-2 (1氫)-酮的制備。 以((2R, 3R, 4S， 5R)-5-(4-苯甲酰胺基-2-氧嘧啶-1 (2氫)-)-3， 4-二羥基-四 氫呋喃基-2-)甲基苯甲酸酯(4，5' -二苯甲酰一胞嘧啶核苷)為起始原料，以硒 氫酸鈉水溶液為硒化試劑，以二氧六環為溶劑，調整反應溫度為8(TC，參照實 施例1條件制備(6- (4-苯甲酰胺-2-氧嘧啶-l (2氫)-)-1， 4-氧，硒環己烷基-2-) 甲基苯甲酸酯，收率72.3%，白色固體。所得固體(3. 0g， 5mmo1 )溶于氨甲醇飽和溶液(50ml),室溫攪拌24小時，TLC 顯示反應完全。減壓蒸除溶劑，柱層析純化，收集產物組分蒸除溶劑，得白色固 體4-氨基-1-(6-(羥甲基)-1,4-氧，硒環己烷基-2-)嘧啶-2(1氫)-酮(1.12g，3. 87mmo1)，收率77. 4%。表征參數是m.p. 320-322 。C; 1HNMR(CD30H， 300MHZ), S 7.72(d， J=7. 2Hz,H—6， 1H) ; 5.94(dd， J=l. 5Hz and 10. 5Hz, H—1， ， 1H); 5.90(d， J=7. 8 Hz， H-5, 1H); 4.05-4. 16(m， H-5， ， 1H) ; 3. 58(t， J=5.4Hz, H-5， a， H-5， b， 2H); 2.86(t， J=11.4Hz， H-2， a, 1H) ; 2. 72(t， J=ll. 7Hz, H-2， b, 1H); 2. 58(d， J=11.4Hz, H-4， a， 1H) ; ( d， J=12. 6Hz， H_4， b， 1H) ; 13C NMR (CD30H, 100MHz) S 16. 947 and 19. 298 (CH2SeCH2), 65. 258 (C-6， )， 83. 595(C_5，)， 84.595(C-2， )， 94. 935(C—5)， 141.091(C-6)， 156.155(C_2)， 166.346(C_4); 臓S-ESI (m/z): (M+Na+) calcd for C9H13N303Se, 314.0020; found, 314. 0016. 實施例42-氨基-9-(6-(羥甲基)-1,4-氧，硒環己烷基-2-)-1氫_嘌呤-6(9氫)-酮的 制備。以((2R， 3R, 4S， 5R)-5-(4-苯甲酰胺基-2-氧嘧咬-l (2氫)-)_3， 4-二羥基-四氫呋喃基-2-)甲基苯甲酸酯(4，5' -二苯甲酰一胞嘧啶核苷)為起始原料，以硒 氫酸鈉水溶液為硒化試劑，以二氧六環為溶劑，參照實施例3條件制備 N-(9-(6-((叔丁基二苯甲基硅氧基)甲基)-1， 4-氧，硒環己垸基-2-)-6-氧-6， 9-二氫-l氫-嘌呤-2-)異丁胺，收率70.5%，白色固體。所得固體(3. 19g， 5. Ommol)溶于四氫呋喃(50ml)，加入四丁基氟化按(3. 16g， lOmmol)室溫攪拌l小時，TLC顯示反應完全。減壓蒸除溶劑，加入二氯甲烷溶 解后用水和5%碳酸氫鈉溶液洗滌，無水硫酸鈉干燥后蒸除溶劑得白色固體2-氨基-9-(6-(羥甲基)-1，4-氧，硒環己烷基-2-)-l氫_嘌呤-6(9氫)-酮的制備 (1. 43g， 4. 3mmo1)，收率86. 4%。表征參數是m.p. 130-133°C; 1HNMR(DMS0-d6， 300MHZ)， Sll.01(s， H-1， 1H) ; 7. 87(s, H-8' 1H) ; 6. 74(s， -NH2， 2H) ; 5. 72(dd' J=l. 2 and 10. 5 Hz, H-1，， IH); 4. 91(s, -0H， 1H) ; 3. 89-4. 00 (m， H_5， ， 1H) ; 3. 28-3. 46 (與g20峰部分 重合，H-6， a，h-6， b， H-2， a，h-2， b， H-， 4H) ; 2. 51-2. 72(與DMS0—d6峰部 分重合，H-4， a，h-4， b，2H);(DMS0-d6，100MHZ)S 18.331 and 19.618(CH2SeCH2)， 65.185(C-6， )， 82.733(C—5， )， 83.517(C—2')， 116. 919(C-5), 135. 300 (C-8)， 150.869(04)， 154. 766 (C-2) ， 157. 743(C-6); HRMS-ESI (m/z): (M+Na+) calcd for C10H13N503Se， 354.0081; found, 354. 0087。
權利要求
1、一種含硒核苷衍生物，其特征在于，其結構式為其中B為腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶和胸腺嘧啶任一種。
2、 根據權利要求1所述的含硒核苷衍生物，其特征是，所述衍生物，其糖 苷鍵為a-D構型，或e-D構型，或a-L構型，或P-L構型。
3、 一種如權利要求1所述的含硒核苷衍生物的制備方法，其特征是，具體 包括如下步驟① 糖基部分的氧化開環和還原將核糖核苷、堿基修飾過的核糖核苷或堿基 改造的核糖基的核苷類似物用高碘酸鈉氧化開環，然后用硼氫化鈉還原得到相應 的2' ， 3' —開環核苷；② 開環后2' ， 3'羥基的活化2' ， 3' —開環核苷與甲磺酰氯、對甲苯 磺酰氯或氯化亞砜和咪唑反應，在2， ， 3，位形成甲磺酸酯或取代的磺酸酯；③ 硒化試劑進攻步驟②中被活化的核苷2' ， 3'位，形成羥甲基-1， 4-氧， 硒環己垸核糖基的核苷類似物；④ 在步驟③所得核苷類似物的糖環上的羥基和堿基上的氨基分別脫保護獲 得羥甲基-1， 4-氧，硒環己垸基糖基的核苷化合物。
4、 根據權利要求3所述的含硒核苷衍生物的制備方法，其特征是，步驟③ 中，所述的硒化試劑為硒氫酸鈉、硒氫酸鉀、硒化鈉或硒化鉀。
5、 根據權利要求3或4所述的含硒核苷衍生物的制備方法，其特征是，步 驟③中，所述硒化試劑與活化的2' ， 3' —開環核苷的摩爾比為1 5: 1。
6、 根據權利要求3所述的含硒核苷衍生物的制備方法，其特征是，步驟③ 中，步驟③中，硒化反應在極性非質子性溶劑中進行。
7、 根據權利要求6所述的含硒核苷衍生物的制備方法，其特征是，步驟③ 中，步驟③中，所述極性非質子性溶劑為1,4一二氧六環。
8、 根據權利要求3或6所述的含硒核苷衍生物的制備方法，其特征是，步 驟③中，步驟③中，硒化反應溫度為80 10(TC。
9、 根據權利要求3或6所述的含曬核苷衍生物的制備方法，其特征是，步 驟③中，步驟③中，硒化反應時間為5 10小時。
全文摘要
本發明公開了一種含硒核苷衍生物及其制備方法，屬于醫藥化工技術領域。本發明化合物結構如右式，其中B為腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶、胸腺嘧啶中一種，該化合物是以核糖核苷、堿基修飾過的核糖核苷或堿基改造的核糖基的核苷類似物為起始原料，通過氧化還原形成2’，3’-無環核苷，并進一步將2’，3’活化后引入硒原子，得到以羥甲基-1，4-氧，硒環己烷為糖基的新型核苷化合物。本發明方法原料易得，操作簡便，收率較高(＞70％)，含硒核苷衍生物可以作為高效、低毒的抗病毒化合物和抗腫瘤化合物。
文檔編號C07D329/00GK101130540SQ20071004589
公開日2008年2月27日 申請日期2007年9月13日 優先權日2007年9月13日
發明者磊 傅, 旭 冉, 劉文陸, 張健存, 彭英丹, 堯 陳 申請人:上海交通大學