Her presenterer vi protokoller for syntese av smakløst nucleosides av regioselective O– glykosylering av ribonucleosides via en midlertidig beskyttelse av deres 2, 3-diol moieties utnytte en syklisk boronic ester. Denne metoden gjelder flere ubeskyttet nucleosides som adenosin, guanosine, cytidine, uridine, 5-methyluridine og 5-fluorouridine å gi tilsvarende smakløst nucleosides.
Smakløst nucleosides, som består av smakløst og nucleobase moieties, har vært kjent som en verdifull gruppe av naturlige produkter har mangfoldige bioactivities. Selv om kjemisk O– glykosylering er en vanligvis nyttig strategi å syntetisere smakløst nucleosides, krever utarbeidelse av underlag som glycosyl givere og acceptors langtekkelig beskytte gruppe manipulasjoner og en renselse på hvert syntetiske trinn. I mellomtiden flere forskningsgrupper har rapportert at boronic og borinic estere tjene som en beskytter eller aktivere gruppe karbohydrater derivater for å oppnå den regio – og/eller stereoselektiv acylation, alkylation, silylation og glykosylering. I denne artikkelen viser vi prosedyren for regioselective O– glykosylering av ubeskyttet ribonucleosides utnytte boronic syre. Esterification av 2, 3-diol av ribonucleosides med boronic syre gjør midlertidig beskyttelse av diol, og følgende O– glykosylering med glycosyl giver i nærvær av p– toluenesulfenyl chloride og sølv triflate, tillater regioselective reaksjon gruppen 5′-hydroksyl råd smakløst nucleosides. Denne metoden kan brukes til ulike nucleosides, som guanosine, adenosin, cytidine, uridine, 5-metyluridine og 5-fluorouridine. Denne artikkelen og på videoen representerer nyttig (visuell) informasjon for O– glykosylering av ubeskyttet nucleosides og deres analogs for syntese av ikke bare smakløst nucleosides, men også en rekke biologisk relevante derivater.
Smakløst nucleosides, som er conjugates av en nukleosid og en karbohydratholdige moiety koblet via en O-glycosidic bånd, utgjør en verdifull klasse av naturlig forekommende karbohydrater derivater1,2 ,3,4,5,6,7. For eksempel, de innlemmes i biologiske makromolekyler som tRNA (overføring ribonukleinsyre) og poly(ADP-ribose) (ADP = adenosindifosfat), så vel som i noen antibakterielle midler og andre biologisk aktive stoffer (f.eks adenophostins, amicetins, ezomycin)5,6,8,9,10,11,12,13, 14,,15,,16,,17,,18,,19. Derfor er smakløst nucleosides og deres derivater forventet å være føre forbindelser for drug discovery forskning. Metodikkene for syntese av smakløst nucleosides klassifiseres i tre kategorier; enzymatisk O– glykosylering20,21, kjemiske N– glykosylering5,9,16,22,23, 24, og kjemiske O– glykosylering7,9,14,16,18,19,24, 25,26,27,28,29,30,31,32,33, 34,35,36,37. Spesielt ville kjemiske O– glykosylering være effektiv metode for stereoselektiv syntese og store syntese av smakløst nucleosides. Tidligere undersøkelser har vist at O– glykosylering av 2-deoxyribonucleoside 2 med thioglycosyl donor 1, med kombinasjonen av p– toluenesulfenyl chloride og sølv triflate, gir den ønsket smakløst nukleosid 3 (figur 1A; AR = aryl og PG = beskytte grupper)38.
Disse resultatene vi besluttet å utvikle O– glykosylering av ribonucleosides bruker p– toluenesulfenyl chloride/sølv triflate promoter systemet. Mens flere eksempler på O– glykosylering av delvis beskyttet ribonucleosides har vært demonstrert7,9,14,16,18,19 ,24,32,33,34,35,36,37, bruk av ubeskyttet eller midlertidig-beskyttet ribonucleosides som en glycosyl godkjenner for O– glykosylering er rapportert negligibly. Derfor vil utviklingen av regioselective O– glykosylering av ubeskyttet eller midlertidig-beskyttet ribonucleosides gi en mer gunstig syntetiske metode uten å beskytte gruppe manipulering av ribonucleosides. For å oppnå regioselective O– glykosylering av ribonucleosides, fokuserte vi på boron forbindelser, fordi flere eksempler på regio – og/eller stereoselektiv acylation, alkylation, silylation og glykosylering karbohydrater derivater assistert av boronic eller borinic syre har vært rapportert39,40,41,42,43,44,45 ,46,47,48,49,50. I denne artikkelen viser vi prosedyren for syntese av smakløst nucleosides utnytte regioselective O– glykosylering på 5′-hydroksyl gruppe på ribonucleosides via en boronic ester mellomliggende. I strategien presenteres her, ville boronic ester mellomliggende 6 gis av esterification av ribonucleoside 4 med boronic syre 5, som lar regioselective O– glykosylering på den 5′-hydroksyl gruppe med thioglycosyl donor 7 å gi smakløst nukleosid 8 (figur 1B)51. Vi har også studert samhandlingen mellom en ribonucleoside og boronic syre av kjernefysiske magnetisk resonans (NRM) spektroskopi, å observere dannelsen av en boronic ester. Esterification å gjøre en boronic ester og en glykosylering reaksjon krever vannfri forhold å hindre hydrolyse av boronic ester og glycosyl donor. I denne artikkelen viser vi typisk prosedyrene for å få vannfri betingelsene for vellykket glykosylering reaksjoner for forskere og studenter ikke bare i kjemi, men også i andre forskningsfelt.
Hensikten med denne oppgaven er å vise en praktisk syntetiske metode å forberede smakløst nucleosides bruke ubeskyttet ribonucleosides uten kjedelig beskytte gruppe manipulasjoner. Vi rapporterer her på regioselective O– glycosylations av nucleosides via den midlertidige 2′, 3-diol beskyttelse av en syklisk boronic ester (figur 1B)51.
Utarbeidelse av syklisk boronic ester mellomliggende er en av de vik…
The authors have nothing to disclose.
Denne forskningen ble finansiert av grants-in-aid fra Kunnskapsdepartementet, kultur, sport, vitenskap og teknologi (MEXT) i Japan (nr. 15K 00408, 24659011, 24640156, 245900425 og 22390005 for Shin Aoki), av en bevilgning fra Tokyo biokjemiske forskning Foundation, Tokyo, Japan, og av TUS (Tokyo University of Science) fondet for strategisk forskningsområder. Vi vil gjerne takke Noriko Sawabe (fakultetet av farmasøytiske Sciences, Tokyo University of Science) for målinger av NMR spekter, Fukiko Hasegawa (fakultetet av farmasøytiske Sciences, Tokyo University of Science) for målinger av massen Spectra og Tomoko Matsuo (Research Institute for vitenskap og teknologi, Tokyo University of Science) for målinger av elementær analysene.
Silver trifluoromethanesulfonate | Nacalai Tesque | 34945-61 | |
Phenylboronic acid (contains varying amounts of anhydride) | Tokyo Chemical Industry | B0857 | |
p-Methoxyphenylboronic acid | Wako Pure Chemical Industries | 321-69201 | |
4-(Trifluoromethyl)phenylboronic acid (contains varying amounts of anhydride) | Tokyo Chemical Industry | T1788 | |
2,4-Difluorophenylboronic acid (contains varying amounts of anhydride) | Tokyo Chemical Industry | D3391 | |
Cyclopentylboronic acid (contains varying amounts of Anhydride) | Tokyo Chemical Industry | C2442 | |
4-Nitrophenylboronic acid (contains varying amounts of anhydride) | Tokyo Chemical Industry | N0812 | |
4-Hexylphenylboronic acid (contains varying amounts of anhydride) | Tokyo Chemical Industry | H1489 | |
Adenosine | Merck KGaA | 862. | |
Guanosine | Acros Organics | 411130050 | |
Cytidine | Tokyo Chemical Industry | C0522 | |
Uridine | Tokyo Chemical Industry | U0020 | |
5-Fluorouridine | Tokyo Chemical Industry | F0636 | |
5-Methyluridine | Sigma | M-9885 | |
Methylamine (40% in Methanol, ca. 9.8mol/L) | Tokyo Chemical Industry | M1016 | |
N,N-dimethyl-4-aminopyridine | Wako Pure Chemical Industries | 044-19211 | |
Acetic anhydride | Nacalai Tesque | 00226-15 | |
Pyridine, Dehydrated | Wako Pure Chemical Industries | 161-18453 | |
Acetonitrile | Kanto Chemical | 01031-96 | |
1,4-Dioxane | Nacalai Tesque | 13622-73 | |
Dichloromethane | Wako Pure Chemical Industries | 130-02457 | |
Propionitrile | Wako Pure Chemical Industries | 164-04756 | |
Molecular sieves 4A powder | Nacalai Tesque | 04168-65 | |
Molecular sieves 3A powder | Nacalai Tesque | 04176-55 | |
Celite 545RVS | Nacalai Tesque | 08034-85 | |
Acetonitrile-D3 (D,99.8%) | Cambridge Isotope Laboratories | DLM-21-10 | |
Trifluoroacetic acid | Nacalai Tesque | 34831-25 | |
TLC Silica gel 60 F254 | Merck KGaA | 1.05715.0001 | |
Chromatorex | Fuji Silysia Chemical | FL100D | |
Sodium hydrogen carbonate | Wako Pure Chemical Industries | 191-01305 | |
Hydrochloric acid | Wako Pure Chemical Industries | 080-01061 | |
Sodium sulfate | Nacalai Tesque | 31915-96 | |
Chloroform | Kanto Chemical | 07278-81 | |
Sodium chloride | Wako Pure Chemical Industries | 194-01677 | |
Methanol | Nacalai Tesque | 21914-74 | |
JEOL Always 300 | JEOL | Measurement of NMR | |
Lamda 400 | JEOL | Measurement of NMR | |
PerkinElmer Spectrum 100 FT-IR Spectrometer | Perkin Elmer | Measurement of IR | |
JEOL JMS-700 | JEOL | Measurement of MS | |
PerkinElmer CHN 2400 analyzer | Perkin Elmer | Measurement of elemental analysis | |
JASCO P-1030 digital polarimeter | JASCO | Measurement of optical rotation | |
JASCO PU-2089 Plus intelligent HPLC pump | JASCO | For HPLC | |
Jasco UV-2075 Plus Intelligent UV/Vis Detector | JASCO | For HPLC | |
Rheodyne Model 7125 Injector | Sigma-Aldrich | 58826 | For HPLC |
Chromatopac C-R8A | Shimadzu | For HPLC | |
Senshu Pak Pegasil ODS | Senshu Scientific | For HPLC | |
p-Toluenesulfenyl chloride | Prepared Ref. 38 | ||
Phenyl 6-O-acetyl-2,3,4-tri-O-benzyl-1-thio-a-D-mannopyranoside (a-9) | Prepared Ref. 52 | ||
4-Metylphenyl 2,3,4,6-tetra-O-benzoyl-1-thio-b-D-galactopyranoside (b-21) | Prepared Ref. 53 | ||
4-Metylphenyl 2,3,4,6-tetra-O-benzoyl-1-thio-b-D-glucopyranoside (b-31) | Prepared Ref. 57 | ||
4-Metylphenyl 2,3,4,6-tetra-O-benzoyl-1-thio-a-D-Mannopyranoside (a-32) | Prepared Ref. 67 | ||
6-N-Benzoyladenosine (14) | Prepared Ref. 54 | ||
2-N-Isobutyrylguanosine (16) | Prepared Ref. 55 | ||
4-N-Benzoylcytidine (20) | Prepared Ref. 56 |