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Chemistry

ヌクレオシドを介して一時 2'、3'-ジオール保護ホウ酸エステル糖ヌクレオシドの合成のためのOの位置選択的グリコシル化反応

Published: July 26, 2018 doi: 10.3791/57897
Automatic Translation
1, 1, 1, 1,2
1Faculty of Pharmaceutical Sciences, Tokyo University of Science, 2Imaging Frontier Center, Tokyo University of Science

Summary

今回二糖類ヌクレオシドの合成のためのプロトコルを介してribonucleosides のO位置選択的グリコシル化反応での一時的な保護、2'、3'-ジオール部分繰返しホウ酸エステルを利用しました。このメソッドは、いくつかの無防備なヌクレオシド アデノシン, グアノシン、シチジン、ウリジン、5-メチルウリジン, 対応する糖ヌクレオシドを与える 5 fluorouridine などに適用されます。

Abstract

二糖類、核酸塩基の部分から成って、二糖類ヌクレオシドは、多種多様な生物活性を有する天然物の貴重なグループとして知られています。面倒な保護グループの操作とで精製糖供与体と受容体などの基板の準備が必要です化学O糖鎖は糖ヌクレオシドの合成よく有益な戦略が、各合成のステップ。一方、いくつかの研究グループが、ボロン報告し、borinic エステルが、保護または位置および立体選択的アシル化、アルキル化、シリル化、グリコシル化反応を達成するために糖誘導体のグループをアクティブにします。この記事では、ボロン酸を利用した保護されていない ribonucleosides のO位置選択的グリコシル化反応の手順を示します。2' のエステル化、ボロン酸と ribonucleosides の 3'-ジオールは、 ptoluenesulfenyl の存在下で糖のドナーとジオール、次 o-グリコシレーションの一時的な保護塩化と銀トリフラート、許可二糖類ヌクレオシドを余裕に 5'-ヒドロキシル グループの位置選択的反応。このメソッドは、グアノシン、アデノシン、シチジン、ウリジン、5-metyluridine、5 fluorouridine などの様々 なヌクレオシドに適用でした。この記事と付属のビデオ無防備なヌクレオシドのO糖鎖についての役に立つ (ビジュアル) と糖ヌクレオシドのみならず、さまざまな生物学的関連性の合成、類縁を表します誘導体。

Introduction

ヌクレオシドと糖鎖の複合体である二糖類ヌクレオシド リンク経由で O-グリコシド結合、貴重な天然糖誘導体1,2 クラスを構成します。、3,4,5,6,7。例えば、彼らは tRNA (転送リボ核酸) や poly(ADP-ribose) などの生体高分子に組み込まれている (ADP = アデノシン二リン酸)、同様に、いくつかの抗菌薬とその他の生理活性物質 (例えば、adenophostins、amicetins、ezomycin)5,6,8,9,10、11,12,13、 14,15,16,17,18,19。したがって、糖ヌクレオシド及びその誘導体は、鉛化合物の創薬研究をする予定です。二糖類のヌクレオシドの合成のための方法論は 3 つのカテゴリーに分類されます。酵素O糖鎖修飾20,21, 化学N- グリコシル化反応5,9,16,22,23、 24, と化学O糖鎖修飾7,9,14,16,18,19,24、 25,26,27,28,29,30,31,32,33、 34,35,36,37。特に、化学 o-グリコシレーション立体選択的合成と糖ヌクレオシドの大量合成のための効率的な方法になります。前の研究は 2'-デオキシリボヌクレオシド合成2と、thioglycosyl ドナー 1、 p- toluenesulfenyl 塩化とトリフラート、銀の組み合わせを使用してのO糖鎖を与えることを示している、二糖類ヌクレオシド3 (図 1A; を使用を希望Ar = アリール、PG = 保護グループ)38。

以下のこれらの結果、 p- toluenesulfenyl 塩化/シルバー トリフラート プロモーター システムを適用する ribonucleosides のO糖鎖を開発しました。部分的に保護された ribonucleosides のO糖鎖のいくつかの例が示された7,9,14,16,18,をされている19 ,24,32,33,34,35,36,37、保護されていない、または一時的に保護の使用O糖鎖の糖受容体として ribonucleosides は、無視できるほど報告されています。したがって、保護されていない、または一時的に保護 ribonucleosides O位置選択的グリコシル化反応の開発と ribonucleosides のグループの操作を保護することがなくより有益な合成法を提供しました。Ribonucleosides のO位置選択的グリコシル化反応を達成するために我々 に焦点を当ててホウ素化合物ので位置および立体選択的アシル化、アルキル化、シリル化、および炭水化物の糖鎖のいくつかの例ボロンの援助を受けて誘導体または borinic 酸がずっと報告39,40,41,42,43,44,45 、46,47,48,49,50。この記事では、ribonucleosides経由でホウ酸エステル中間の 5'-ヒドロキシル グループでO位置選択的グリコシル化反応を利用した二糖類ヌクレオシドの合成手順をデモンストレーションします。ここで紹介する戦略、ホウ酸エステル中間6リボヌクレオシド4ボロン酸5でO位置選択的グリコシル化反応を可能にするとのエステル化反応によって与えられることだろう、二糖類ヌクレオシド8 (図 1B)51を与える thioglycosyl ドナー 7と 5'-ヒドロキシル グループ。また、ホウ酸エステルの形成を観察するための核磁気共鳴 (NMR) 分光法によるリボヌクレオシドとボロン酸の相互作用を調べた。ホウ酸エステル、糖鎖修飾反応するエステル化反応では、ホウ酸エステル、糖ドナーの加水分解を防ぐために無水条件を必要があります。この記事では、研究者・生化学のみならず他の分野で成功した糖鎖反作用のため無水条件を取得する一般的な手順を示します。

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Protocol

注: 合成化合物のすべての実験データ [NMR、赤外線分光学 (IR)、質量分光 (MS)、光の回転、および元素分析データ] は、以前紙51で報告されました。

1 O- グリコシル化反応のための手続き

  1. 合成化合物の α/β-12 (表 1 に 12 エントリ)
    注: エントリ 1-13表 1には、同様の手順を使用して行われました。
    1. 2', 3' - リボヌクレオシド40 -ジオールの一時的な保護
      1. 10 mL のナシ形フラスコ (フラスコ 1) 溶解マンノシル ドナー α-9 (28.4 mg, 0.0486 モル)52、ウリジン10 (7.9 mg、0.0324 モル) 及び 4-(トリフルオロメチル) フェニルボロン酸11 c (9.3 mg, 0.0490 モル) 無水ピリジン (0.40mL)。
        注: 10 mL のナシ型フラスコの使用は推奨ステップ 1.1.3.1、反応混合物をフラスコ 2 (アタッチされている中隔と 10 mL の 2 首丸底フラスコ) に転送されますので、粉をふるう分子を含みます。
      2. 共同無水ピリジン (0.40 mL, 3 x) と無水 1, 4-ジオキサン (0.40 mL, 3 x) を約40 ° C の室温で反応混合物 (ステップ 1.1.1.1 認証取得) を蒸発させる、すべての水を削除します。
      3. 無水 1, 4-ジオキサン (0.32 mL) で (ステップ 1.1.1.2 認証取得) 残余を分解、ホウ酸エステル (一時保護) を形成する 1 時間その還流温度で反応混合物をかき混ぜます。
      4. 真空ポンプに続いてロータリーエバポレーターを使用して溶媒を除去します。
    2. モレキュラーシーブの活性化
      1. (フラスコ 2) に接続されている中隔と 10 mL の 2 首丸底フラスコ、追加 4 Å モレキュラーシーブス パウダー (64 mg)。
        注: 適切な分子ふるいはグリコシル化反応 (3 アセトニ トリルの Å) および 4 Å propionitrile、ジクロロ メタン、1, 4-ジオキサンの使用溶媒によると選択する必要があります。
      2. 大気圧マイクロ波分子ふるいを熱し減圧真空ポンプ (3 x) によって避難したそれらを冷却し、数回アルゴンのガスで空気を置換しながら減圧下でヒートガンを乾燥します。
    3. グリコシル化反応
      1. 1.1.1.4 のステップの残余を分解します。フラスコ 1 propionitrile (0.64 mL) でまたは他の溶媒でし、このソリューションをフラスコ 2 に転送します。
        注: アセトニ トリル、ジクロロ メタン、1, 4-ジオキサン、propionitrile はそれぞれのエントリ 1-7、9、8、12、および 13、エントリ、エントリ 11 エントリ 10 のために使用されました。
      2. 0.5 時間-40 ° C に冷却後室温で 2 フラスコで反応混合物をかき混ぜる
        注: 温度はグリコシル化反応 (ジクロロ メタンと propionitrile の-40 ° C)、1, 4-ジオキサン、室温、-20 ° C、アセトニ トリルの使用溶媒によると変更されました。
      3. 1.1.3.2 の手順で使用したのと同じ温度で反応混合物に銀トリフラート (49.9 mg、0.194 ミリ モル) とp-toluenesulfenyl 塩化 (12.8 μ L、0.0968 モル) を追加します。
      4. 1.5 時間の同じ温度で反応混合物をかき混ぜなさい。
      5. 酢酸エチル/ヘキサンで薄層クロマトグラフィー (TLC) による反応を確認 [3/1 (v/v)] 糖供与をチェックする [保持因子 (Rf) (ドナー α-9) = 0.63] とクロロホルム ・ メタノール [10/1 (v/v))]、糖をチェックするには受容体と製品 [Rf (アクセプタ10) 0.03 Rf (製品) を = = 0.50]。
      6. 飽和炭酸水素ナトリウム水溶液 (1.0 mL) で反応混合物を消す、クロロホルム (2.0 mL) でそれを希釈、セライトと不溶性物質を削除、クロロホルム (20 mL) セライトを慎重に洗います。
      7. 飽和水溶液炭酸水素ナトリウム (20 mL, 3 x) と塩水 (20 mL) 100 mL, 漏斗を使用して濾液 (有機層) を洗います。
      8. 乾燥硫酸ナトリウムと結果有機層、不溶性の物質をフィルター、回転蒸発器を用いてろ液を集中します。
      9. 大体カラムクロマトグラフィーにより残りの残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム ・ メタノール = 1/0 - 50/1 (v/v)] 余裕が原油 5'-O-(6"-O- アセチル-2「、3」、4"- トリ -O- ベンジル-α/β-ᴅ-mannopyranosyl) ウリジンを含む、副産物 (15.2 mg、無色のシロップ) の少量。
    4. アセチル化
      1. 5 mL バイアル 1.1.3.9 無水ピリジン (0.20 mL) の手順で準備された原油化合物を溶解します。
      2. N、Nを追加-ジメチル-4-アミノピリジン (触媒量) と無水酢酸 (20.4 μ L、0.0216 モル: 10 同等物は原油の化合物に基づく) 0 ° C におけるソリューションに
      3. 部屋の温度に温暖化に続いて 0.5 h の同じ温度で反応混合物をかき混ぜなさい。
      4. 一晩攪拌した、TLC によってクロロホルム ・ メタノールとの反応をチェック [30/1 (v/v)] [Rf (α/β-12) = 0.45]。
      5. クロロホルム (20 mL) で反応混合物を希釈します。
      6. 1 M 塩酸 (20 mL, 3 x)、飽和水溶液炭酸水素ナトリウム (20 mL, 3 x)、塩水 (20 mL) 100 mL, 漏斗の使用と有機層を洗ってください。
      7. 乾燥硫酸ナトリウムと結果有機層、不溶性の物質をフィルター、回転蒸発器を用いてろ液を集中します。
      8. カラム ・ クロマトグラフィによって残りの残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム ・ メタノール = 1/0 - 90/1 (v/v)] α/β を与えるため-12 (15.8 mg、61%、α/β = 1.6/1、無色の非晶質固体)。
  2. 化合物 β-22 β-30 (表 2)、β-33 (表 3) の合成
    注: β の合成22-Β-30β-33同様の手順を使用してを行った。
    1. 化合物 β-22 (表 2 に 1 エントリ) の合成
      1. 2', 3' - リボヌクレオシドのジオールの一時的な保護
        1. 10 mL のナシ形フラスコ (フラスコ 3) 溶解アデノシン13 (20.4 mg, 0.0763 モル)、ガラクトシル ドナー β-21 (80.4 mg、0.114 ミリ モル)53及び 4-(トリフルオロメチル) フェニルボロン酸11 c (21.7 mg、0.114 ミリ モル) 無水のピリジン (0.76 mL)。
          注: 10 mL のナシ型フラスコの使用は推奨反応混合物はフラスコ 4 (アタッチされている中隔と 10 mL の 2 首丸底フラスコ) に転送されます手順 1.2.1.3.1 で粉をふるい分子を含みます。
        2. 共同無水ピリジン (0.76 mL, 3 x) と無水 1, 4-ジオキサン (0.76 mL, 3 x) を約40 ° C の室温で反応混合物 (1.2.1.1.1 のステップで取得) を蒸発させる、すべての水を削除します。
        3. 無水 1, 4-ジオキサン (0.76 mL) の残余 (1.2.1.1.2 のステップで取得) を分解、ホウ酸エステル (一時保護) を形成する 1 時間その還流温度で反応混合物をかき混ぜます。
        4. 真空ポンプに続いてロータリーエバポレーターを使用して溶媒を除去します。
      2. モレキュラーシーブの活性化
        1. (フラスコ 4) に接続されている中隔と 10 mL の 2 首丸底フラスコ、追加 4 Å モレキュラーシーブス粉 (150 mg)。
        2. 大気圧マイクロ波分子ふるいを熱し減圧真空ポンプ (3 x) によって避難したそれらを冷却し、数回アルゴンのガスで空気を置換しながら減圧下でヒートガンを乾燥します。
      3. グリコシル化反応
        1. ステップ 1.2.1.1.4 の残余を分解します。フラスコ 3 propionitrile (1.50 mL) にし、このソリューションをフラスコ 4 に転送。
        2. 0.5 h、-40 ° C に冷却後室温で反応混合物をかき混ぜる
        3. 1.2.1.3.2 の手順で述べたように、同じ温度で反応混合物に銀トリフラート (117.6 mg, 0.458 モル) とp- toluenesulfenyl 塩化 (30.3 μ L、0.229 モル) を追加します。
        4. 1.5 時間の同じ温度で反応混合物をかき混ぜなさい。
        5. 酢酸エチル/ヘキサンで TLC による反応を確認 [2/1 (v/v)] 糖供与をチェックする [Rf (ドナー β-21) = 0.62] とクロロホルム ・ メタノール [10/1 (v/v)] 糖受容体と [Rf (受容体13 の製品をチェックするには) = 0.05 Rf (希望品) = 0.30]。
        6. 飽和炭酸水素ナトリウム水溶液 (2.0 mL) で反応混合物を消す、クロロホルム (3.0 mL) でそれを希釈、セライトで不溶性物質を削除、クロロホルム (30 mL)セライトを慎重に洗います。
        7. 飽和水溶液炭酸水素ナトリウム (30 mL, 3 x) と塩水 (30 mL) 100 mL, 漏斗を使用して濾液 (有機層) を洗います。
        8. 乾燥硫酸ナトリウムと結果有機層、不溶性の物質をフィルター、回転蒸発器を用いてろ液を集中します。
        9. カラム ・ クロマトグラフィによって残りの残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム ・ メタノール = 1/0 - 30/1 (v/v)] β-22 (27.4 mg、42%、無色の固体) を買う余裕。
    2. 化合物 β-23 (表 2 の 2 エントリ) の合成
      1. 実施14 (28.4 mg, 0.0765 モル)54β-21 (80.5 mg、0.115 モル)、 11 c (21.8 mg, 0.115 mmol) を使用して反応 (30.3 μ L、0.229 モル)、 ptoluenesulfenyl - 塩化銀トリフラート (117.8 mg, 0.458 モル)、無水1, 4-ジオキサン (0.76 mL)、無水 propionitrile (1.50 mL)、および 4 Å モレキュラーシーブス (150 mg)。カラム ・ クロマトグラフィによって生じる残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム ・ メタノール = 1/0 - 50/1 (v/v)] β-23 (21.9 mg、30%、無色の固体) を与える。TLC: Rf (β-23) = 0.37 [クロロホルム/メタノール = 10/1 (v/v)]。
    3. 合成化合物 β - 24 (表 2 の 3 エントリ)
      1. 15 (21.6 mg, 0.0763 モル)、β-21 (80.5 mg、0.115 モル)、 11 c (21.8 mg、0.115 モル)、 p- toluenesulfenyl 塩化 (30.3 μ L、0.229 モル)、銀トリフラート (117.6 mg, 0.458 モル)、無水の 1, 4-ジオキサン (を使用して反応を行う0.76 mL)、無水 propionitrile (1.50 mL) と 4 Å モレキュラーシーブス (150 mg)。カラム ・ クロマトグラフィによって生じる残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム ・ メタノール = 1/0 - 8/1 (v/v)] β-24 (8.1 mg、12%、無色の固体) を与える。TLC: Rf (β-24) = 0.20 [クロロホルム/メタノール = 10/1 (v/v)]。
    4. 合成化合物 β - 25 (表 2 に 4 エントリ)
      1. 実施16 (27.0 mg, 0.0764 モル)55β-21 (80.5 mg、0.115 モル)、 11 c (21.8 mg, 0.115 mmol) を使用して反応 (30.3 μ L、0.229 モル)、 ptoluenesulfenyl - 塩化銀トリフラート (117.8 mg, 0.458 モル)、無水1, 4-ジオキサン (0.76 mL)、無水 propionitrile (1.50 mL)、および 4 Å モレキュラーシーブス (150 mg)。カラム ・ クロマトグラフィによって生じる残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム ・ メタノール = 1/0 - 20/1 (v/v)] β-25 (31.4 mg、44%、無色の固体) を与える。TLC: Rf (β-25) = 0.27 [クロロホルム/メタノール = 10/1 (v/v)]。
    5. 化合物 β-26 (表 2 の 5 エントリ) の合成
      1. 10 (18.6 mg、0.0762 モル)、β-21 (80.4 mg、0.114 ミリ モル)、 11 c (21.7 mg、0.114 ミリ モル)、 p- toluenesulfenyl 塩化 (30.3 μ L、0.229 モル)、銀トリフラート (117.6 mg, 0.458 モル)、無水の 1, 4-ジオキサン (を使用して反応を行う0.76 mL)、無水 propionitrile (1.50 mL) と 4 Å モレキュラーシーブス (150 mg)。カラム ・ クロマトグラフィによって生じる残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム ・ メタノール = 1/0 - 40/1 (v/v)] β-26 (26.1 mg、42%、無色の固体) を与える。TLC: Rf (β-26) = 0.45 [クロロホルム/メタノール = 10/1 (v/v)]。
    6. 化合物 β-27 (表 2 のエントリ 6) の合成
      1. 17 (19.7 mg, 0.0763 モル)、β-21 (80.5 mg、0.115 モル)、 11 c (21.8 mg、0.115 モル)、 p- toluenesulfenyl 塩化 (30.3 μ L、0.229 モル)、銀トリフラート (117.6 mg, 0.458 モル)、無水の 1, 4-ジオキサン (を使用して反応を行う0.76 mL)、無水 propionitrile (1.50 mL) と 4 Å モレキュラーシーブス (150 mg)。カラム ・ クロマトグラフィによって生じる残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム ・ メタノール = 1/0 - 40/1 (v/v)] β-27 (33.8 mg、53%、無色の固体) を与える。TLC: Rf (β-27) = 0.50 [クロロホルム/メタノール = 10/1 (v/v)]。
    7. 化合物 β-28 (表 2 のエントリ 7) の合成
      1. 18 (20.0 mg, 0.0763 モル)、β-21 (80.4 mg、0.114 ミリ モル)、 11 c (21.7 mg、0.114 ミリ モル)、 p- toluenesulfenyl 塩化 (30.3 μ L、0.229 モル)、銀トリフラート (117.6 mg, 0.458 モル)、無水の 1, 4-ジオキサン (を使用して反応を行う0.76 mL)、無水 propionitrile (1.50 mL) と 4 Å モレキュラーシーブス (150 mg)。カラム ・ クロマトグラフィによって生じる残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム、酢酸エチル/クロロホルム = 1/1 (v/v)] β-28 (38.8 mg、61%、無色の固体) を与える。TLC: Rf (β-28) = 0.33 [クロロホルム/メタノール = 10/1 (v/v)]。
    8. 合成化合物 β-29 (表 2 の 8 エントリー)
      1. 19 (18.5 mg, 0.0761 モル)、β-21 (80.4 mg、0.114 ミリ モル)、 11 c (21.7 mg、0.114 ミリ モル)、 p- toluenesulfenyl 塩化 (30.3 μ L、0.229 モル)、銀トリフラート (117.6 mg, 0.458 モル)、無水の 1, 4-ジオキサン (を使用して反応を行う0.76 mL)、無水 propionitrile (1.50 mL) と 4 Å モレキュラーシーブス (150 mg)。カラム ・ クロマトグラフィによって生じる残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム ・ メタノール = 1/0 - 10/1 (v/v)] β-29 (34.1 mg、55%、無色の固体) を与える。TLC: Rf (β-29) = 0.25 [クロロホルム/メタノール = 10/1 (v/v)]。
    9. 合成化合物 β - 30 (表 2 の 9 エントリ)
      1. 行動20 (26.6 mg, 0.0766 モル)56β-21 (80.6 mg、0.115 モル)、 11 c (21.8 mg, 0.115 mmol) を使用して反応 (30.3 μ L、0.229 モル)、 ptoluenesulfenyl - 塩化銀トリフラート (117.8 mg, 0.458 モル)、無水1, 4-ジオキサン (0.76 mL)、無水 propionitrile (1.50 mL)、および 4 Å モレキュラーシーブス (150 mg)。カラム ・ クロマトグラフィによって生じる残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム ・ メタノール = 1/0 - 50/1 (v/v)] β-30 (28.0 mg、40%、無色の固体) を与える。TLC: Rf (β-30) = 0.48 [クロロホルム/メタノール = 10/1 (v/v)]。
    10. 化合物 β-33 (表 3 に 1 エントリ) の合成
      1. 行為18 (20.0 mg, 0.0762 モル)、β-31 (80.4 mg、0.114 ミリ モル)57、 11 c (21.7 mg、0.114 ミリ モル) を使用して反応 (30.3 μ L、0.229 モル)、 ptoluenesulfenyl - 塩化銀トリフラート (117.6 mg, 0.458 モル)、無水1, 4-ジオキサン (0.76 mL)、無水 propionitrile (1.50 mL)、および 4 Å モレキュラーシーブス (150 mg)。カラム ・ クロマトグラフィによって生じる残渣を浄化 [シリカゲル、クロロホルム ・ メタノール = 1/0 - 30/1 (v/v)] β-33 (34.5 mg、54%、無色の固体) を与える。TLC: Rf (β-33) = 0.33 [クロロホルム/メタノール = 10/1 (v/v)]。

2. 難病 β 28 (図 2)

  1. 5 mL バイアルで β-28 (25.2 mg, 0.0300 モル)、メタノール (2.0 mL)5810 M メチルアミンを追加します。
  2. 部屋の温度に温めると続いて 2 h の 0 の ° C で反応混合物をかき混ぜなさい。
  3. 13 h の混合物を攪拌した後、TLC によってクロロホルム ・ メタノールとの反応をチェック [10/1 (v/v)] [Rf (β-35) = 0.20]。
  4. ロータリーエバポレーターを使用して反応混合物を集中します。
  5. 水 (15 mL) の結果残余を分解し、(15 mL, 3 x) はジクロロ メタンと水の層を洗って 50 mL, 漏斗を使用しています。
  6. ロータリーエバポレーターを使用して水層を集中します。
  7. 残りの残留物を分取高速液体クロマトグラフィー (HPLC) による浄化 [列: ODS カラム (オクタデシルシラン) (20Φ × 250 mm)、溶離液: 水 (0.1% [v] トリフルオロ酢酸を含む)、流量: 8.0 mL/分、検出: 266 nm、気温: 25 ° C, 保持時間: 20 分] β-35 (7.9 mg、62%、無色の非晶質固体)59を与えるため。

3. 繰返しホウ酸エステル (図 3および4) の Nmr

  1. 準備と 36 の測定
    1. 10 mL のナシ形フラスコに溶解ウリジン10 (34.3 mg、0.140 モル) 及び 4-(トリフルオロメチル) フェニルボロン酸11 c (40.0 mg、0.211 モル) 無水ピリジン (1.00 mL)。
    2. 共同無水ピリジン (1.00 mL, 3 x) と無水 1, 4-ジオキサン (1.00 mL, 3 x) を約40 ° C の室温で反応混合物を蒸発させる、すべての水分を除去します。
    3. 無水 1, 4-ジオキサン (1.40 mL) に溶解し、ホウ酸エステル (一時保護) を形成する 1 時間その還流温度で反応混合物をかき混ぜます。
    4. 5 mL バイアルに反応混合物 (0.14 mL) を分配します。
    5. 溶媒を真空ポンプに続いて回転蒸発器を用いて 5 mL バイアルから削除します。
    6. 結果として得られる残渣36アセトニ トリル -d3 (0.64 mL) を解散します。
    7. 1H、 11B および 25 ° C で石英 NMR チューブを使用して19F NMR 分光を測定します。
  2. 38 の合成と測定
    1. 11 c (40.0 mg、0.211 モル) から反応混合物38を準備ステップ 3.1 と同様の手順を使用します。

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Representative Results

表 160,61は、ウリジン10 thiomannoside α9のO糖鎖の結果をまとめたものです。エントリ 1 で α ボロン酸誘導体の不在の9と10のO糖鎖は複雑な混合物の形成で起因しました。エントリ 2 で10フェニルボロン酸11aされた混合ピリジンと 1, 4-ジオキサン共蒸着法によるし、2'、3' の一時的な保護を形成するためには、その還流温度で 1, 4-ジオキサンで攪拌し、-cis- ジオールが続いて、また α-9グリコシル化反応を行う。

3-13 のエントリには、ここで説明されているプロトコル (手順 1.1) によるとをO- グリコシル化を行った。エントリ 4 - 9 アリールボロン酸の置換基の効果を調べた。電子欠損アリールボロン酸など 4-(トリフルオロメチル) フェニルボロン酸11 cと 2, 4-difluorophenylboronic 酸11 dは α/β の高い化学利回りの結果-12 4-methoxyphenylboronic 酸11 b のそれよりも、おそらく電子欠損アリールボロン酸62から調製したホウ酸エステル中間のより高い安定性のため。ただし、使用 4 nitrophenylboronic の酸11e:web、電子のグループはまた、α/β の低い化学収穫の結果-12ホウ酸エステル アセトニ トリル中で中間の低溶解度のため。エントリ 8、4-hexylphenylboronic を使用してO糖酸11 階(中間ホウ酸エステルの溶解度を高めるため) に propionitrile では収率を改善しなかった。Α/β の低い化学収率につながったアリールボロン酸の代わりに使用された alkylboronic 酸 (cyclopentylboronic 酸11 g) エントリ 9-12アリールボロン酸のよりも。

エントリー 10-12 の化学収率および糖鎖製品の立体選択性の溶媒の効果を調べた.エントリ 10 許可より α 立体選択的グリコシル アセトニ トリルの使用よりも溶剤として 1, 4-ジオキサンの使用した63,64α/β の収量中-12が十分ではなかった。エントリ 11 ジクロロ メタンでO糖鎖は α/β のごくわずかの量を与えた-12中間体の低溶解度のため。エントリ 12 で溶媒として propionitrile を使用して α/β のより高い化学収穫で起因した-12時 (入力 5) アセトニ トリルの使用と比較してほぼ同じ立体選択性を持つ他の溶剤 (5、10、および 11 のエントリ) を使用してよりも。エントリ 13 のp- toluenesulfenyl 塩化銀トリフラート同等物が減少し、1.8 対10で 3.6 それぞれ (1-12 のエントリで 3.0 および 6.0 のp- toluenesulfenyl 塩化銀トリフラートましたそれぞれ10、に対して使用) α/β を支払うこと-12同様の結果に。

表 2、 10および13 - O- グリコシル化で thiogalactoside β-21と20を (本稿での表 1 (エントリ 12) に設立された最適反応条件下で実施しました。アデニン、グアニン、シトシン、ウラシル、チミンとフルオロウラシルは Ade、グア、チトクローム、浦と省略される汝と 5-フラ、それぞれ、A ではなく G、C、U、T、および 5-FU [たとえば、C-ヌクレオシドの誤解を避けるために、一般的な abbriviations であります。一般に C (炭素) を意味-グリコシド結合])。アデノシン、場合保護されていない13はNよりも高収率で対応する糖ヌクレオシドを与えられる - 保護14 、おそらくのためにできた14および/または β の depurination -23に似て私たち前のレポート (1 と 2 のエントリ) の38。N- 保護されたグアノシン供給16 β -25から調製した中間の高い水溶性のため保護されていない15のグリコシル化反応と比較してより良い収率でO糖鎖16 15 (3 と 4 のエントリ) からのそれより。エントリー 5-7、ウリジン10と 5 metyluridine 17 5 fluorouridine 18など類似のOグリコシル化を調べた。10の使用には、β-26 (42% の利回り) ウラシル部の 5 位がp- tolylthio グループ (項目 5)65替えた副産物を与える側の反応が与えられます。その一方で、 17 18ウラシル部の 5 位がメチルまたはフッ素グループと、対応する二糖類を与えた (エントリ 6 および 7) それぞれヌクレオシド β -27と β-28中等度が得られます。さらに、 18 (0.95 モル) と β-21 (1.43 モル) 1.01 g 250 mg を使用して大規模な反応与え β-28 58% の利回り (461.0 mg)、小規模な反応 (表 2 のエントリ 7 は 61% とほぼ同じ利回りであります。).保護されていない19 O糖鎖が β-29を与えたシチジン、場合N- 保護された20 β の結果 - の使用するよりもわずかに良い利回り30でした。

5 fluorouridine 18 (表 3)66のO糖鎖糖ドナー β-31、ガラクトシル ドナー β-21マンノシル ドナー α-32など、いくつかの糖供与が使用されました。エントリ 2 の結果は、本稿では同表 2のエントリ 7 です。これらの結果からガラクトシル ドナー β-21の使用は、対応する製品 β-28 β-31と α-32の使用と比較して高収率を与えられます。エントリ 3 α-を用いた反応32与えた α-34正体不明副産物、 34のそれとして同じような分子量をおそらく持っているの混合物 (それは仮定はレジオまたは34の立体できる)、これらの化合物は、異なる分子量を持つ化合物を分離するゲル浸透クロマトグラフィー (GPC) で区切られないことでした。また、混合物は、 19F NMR スペクトル (164.0 165.2 ppm) で同様の化学シフトを示した。糖鎖製品 β-28メチルアミンを使用して難病を与えた β-35 (62%)(図 2)。

10から調製した反応混合物36と1H、 11B と19F nmr ホウ酸エステルの形成の観察されたプロトコル (図 3) のステップ 3 によると11 c中間37 (図 4)。反応混合物38 11 cから比較しました。1H の NMR スペクトルの結果信号 2'-3'-水酸基プロトンは消えたと 2' と 3' の陽子の劇的に11 c (図 4 aおよび4 b) の存在下でシフトをシフトします。11B NMR スペクトルと、ホウ酸エステル37 11 cおよび/または boroxine 40 (3 つのボロン酸の脱水縮合によって生成された環状三量体である) のピークと boroxine ピリジン錯体39 (boroxine ピリジン錯体の報告されたスペクトル データに基づく提案された構造体である) はそれぞれ 32 ppm、28 ppm 21 ppm で観察された (図 4 - 4 e)67,68, 69。19F NMR スペクトルで37、 11 cおよび/または40、および39のピークがそれぞれ-63.30 ppm、-63.20 ppm、-62.80 ppm に対応を行った (図 4 階- 4 H)。

Figure 1
図 1: 以前の作品、この作品。(A) このパネルは、 2 '-デオキシリボヌクレオシドのグリコシル p- toluenesulfenyl 塩化物によって促進される含硫 (p- TolSCl) と銀のトリフラート (AgOTf)。(B) このパネルは、一時的な保護グループとして繰り返しホウ酸エステルを利用した無防備なリボヌクレオシドのO位置選択的グリコシル化反応を示しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Figure 2
図 2: Β 28 難病。ベンゾイル グループの胸の谷間は、メチルアミン (MeNH2) β-35を支払うことで実施されました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Figure 3
図 3: 36 と 38 反応混合物の準備。混合物36と38の調製ウリジン10 4-(トリフルオロメチル) フェニルボロン酸11 cと11 c、それぞれ。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Figure 4
図 4:中級 37 によってウリジン 10、4-(トリフルオロメチル) フェニルボロン酸 11 c から調製した繰返しホウ酸エステルの nmr による研究 1H、 11B、 19F NMR で測定アセトニ トリル -d3 25 ° c。37、 39 、 40は提案された構造をした図 3 を参照してください。(A) このパネル ショー 10 1H NMR で観測されました。(B) このパネルは、 1H NMR で観測された混合物36を示しています。(C) このパネルは11 c 11B NMR で観測されたを示しています。(D) このパネルには、混合物38 11B NMR で観測されたが表示されます。(E) このパネルには、混合物36 11B NMR で観測されたが表示されます。(F) このパネルは11 c 19F-NMR による観察を示しています。(G) このパネルは混合物38 19F-NMR による観察を示しています。(H) このパネルは混合物36 19F-NMR による観察を示しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Figure of Table 1

エントリ ボロン酸b 溶剤 条件 (3 つのステップ) の利回りc
1 、 - MeCN − 20 ° C、1.5 h < 16% (複雑な混合物)
2 、d PhB(OH)2 (11 a) MeCN − 20 ° C、1.5 h 41% (Α/Β = 1.6/1)
3 、e 11a MeCN − 20 ° C、1.5 h 45% (Α/Β = 1.6/1)
4 、e 4 MeOC6H4B(OH)2 (11 b) MeCN − 20 ° C、1.5 h 39% (Α/Β = 1.8/1)
5 、e 4 CF3C6H4B(OH)2 (11) MeCN − 20 ° C、1.5 h 51% (Α/Β = 1.8/1)
6 、e 2, 4-F2C6H4B(OH)2 (11 d) MeCN − 20 ° C、1.5 h 46% (Α/Β = 1.8/1)
7 、e 4 番2C6H4B(OH)2 (11e:web) MeCN − 20 ° C、1.5 h 24% (Α/Β = 1.6/1)
8 、e 4 CH3(2CH)5C6H4B(OH)2 (11 階) EtCN − 40 ° C、1.5 h 30% (Α/Β = 1.6/1)
9 、e Cyclopentylboronic 酸 (11 g) MeCN − 20 ° C、1.5 h 8% (Α/Β = 1.7/1)
10 、e 11 c 1, 4-ジオキサン 1.5 h r. t. 27% (Α/Β = 3.3/1)
11 、e 11 c CH2Cl2 − 40 ° C、1.5 h トレース
12 、e 11 c EtCN − 40 ° C、1.5 h 61% (Α/Β = 1.6/1)
13 e、f 11 c EtCN − 40 ° C、1.5 h 57% (Α/Β = 1.5/1)

テーブル 1。位置選択的反応条件 Othiomannoside α-9 でウリジン 10 グリコシル化反応。グリコシル化を行った 1.5 相当する α-9、 p- toluenesulfenyl 塩化 3.0 相当、銀10に対してトリフラートの 6.0 の同等を使用しています。結果として得られる製品が約10 N、Nの触媒量の存在下で酢酸無水 (Ac2O) の同等のアセチル化-ジメチル-4-アミノピリジン (DMAP)。bボロン酸11対101.5 同等であった。c α/β の β/α 比-12は1H nmr 法により確認されました。d 10と11 aの混合物をピリジンと 1, 4-ジオキサン共蒸着法による、α9を実施するアセトニ トリル溶液の添加に続いて、その還流温度で 1, 4-ジオキサンで攪拌し、グリコシル化反応。e α-9、 10、および11の混合物をピリジンと 1, 4-ジオキサン共蒸着法による、 p- toluenesulfenyl 塩化処理後、還流温度で 1, 4-ジオキサンで攪拌しとトリフラート銀。1.5 相当する α-9、 p- toluenesulfenyl 塩化 1.8 同等、銀10に対してトリフラートの 3.6 同等を使用してfグリコシル化反応を行った。結果として得られる製品が約10 N、Nの触媒量の存在下で無水酢酸の同等物とアセチル化-ジメチル-4-アミノピリジン。Ac アセチル、Bn を = = ベンジル、Ph = フェニル。

Figure of Table 2

エントリ、 アクセプター 製品 (2 つのステップ) の利回り
1 13 (核酸塩基 Ade を =) Β-22 42%
2 14 (核酸塩基 AdeBzを =) Β-23 30%
3 15 (核酸塩基 Gua を =) Β-24 12%
4 16 (核酸塩基 Gua私Buを =) Β-25 44%
5 10 (核酸塩基 = 浦) Β-26 42% (ca15%: 核酸塩基 = 5 STol 浦)。
6 17 (核酸塩基 = 汝) Β-27 53%
7 18 (核酸塩基 5 フラを =) Β-28 61%
8 19 (核酸塩基 Cyt を =) Β-29 55%
9 20 (核酸塩基 CytBzを =) Β-30 40%

表 2.O- 10 と 13-20 β 30-β 22 ヌクレオシド二糖類の合成 thiogalactoside β 21 ヌクレオシドのグリコシル化。グリコシル化を行った 1.5 相当する β -21、1.5 相当 4-(トリフルオロメチル) フェニルボロン酸11 c、 p- toluenesulfenyl 塩化 3.0 同等物、銀トリフラートの 6.0 の同等物に対する受容体 (10および13 - 20)。Β-21アクセプター (10および13 - 20)、 11 cの混合物をピリジンと 1, 4-ジオキサン共蒸着法による、 p 処理後、還流温度で 1, 4-ジオキサンで攪拌し、- toluenesulfenyl 塩化とトリフラート銀。Bz =私Bu ベンゾイル イソブチリル、Tol = トリル、Ade を = = アデニン、グア グアニン、裏を = = ウラシル、汝 = チミン、5 FUra = 5-フルオロウラシル、Cyt = シトシン。

Figure of Table 3

エントリ、 ドナー 製品 (2 つのステップ) の利回り
1 Β-31 (Glc) Β-33 54%
2 b Β-21 (Gal) Β-28 61%
3 Α-32 (男性) Α-34 < 39% (混合物)

表 3.O-21 β-31 と α-32 5 fluorouridine 18 を 28 β-33 と α 34 ヌクレオシド β-二糖類の合成のためのドナー β - 糖のグリコシル化。グリコシル化を行った (β-21β-31、または α-32) ドナーの 1.5 の同等物の 1.5 相当 4-(トリフルオロメチル) フェニルボロン酸11 c、 ptoluenesulfenyl の対応する 3.0塩化物、及びシルバー 18に対してトリフラートの 6.0 の同等物。ドナー (β-21β-31、または α-32)、 18、 11 cの混合物をピリジンと 1, 4-ジオキサン共蒸着法による、 p 処理後、還流温度で 1, 4-ジオキサンで攪拌し、- toluenesulfenyl 塩化とトリフラート銀。bこれは、表 2のエントリ 7 と同じ結果です。Glc グルコシド、Gal を = = ガラクトシド、男 = マンノシド、5 FUrd 5 fluorouridine を =。

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Discussion

本稿の目的は、退屈な保護グループ操作することがなく保護されていない ribonucleosides を用いた糖ヌクレオシドの準備に便利な合成法を示すことです。ここのヌクレオシドを介して、一時 2', 3'-ジオール保護繰返しホウ酸エステル (図 1B)51 O位置選択的グリコシル化について報告する.

中間周期のホウ酸エステルの準備は、重要な手順の 1 つです。無水溶媒される反応混合物 (手順 1.1.1.2 とプロトコルの 1.2.1.1.2) の蒸着、エステル化ステップ (手順 1.1.1.3 および 1.2.1.1.3) ヌクレオシドとボロン酸から調製したホウ酸エステルの可能性がありますので容易に加水分解します。O- グリコシル化反応には、糖供与の加水分解を避けるために無水条件も必要です。したがって、分子ふるい (手順 1.1.2 および 1.2.1.2)、2 首丸底フラスコ、無水溶媒 (手順 1.1.3.1 と 1.2.1.3.1) は、 O糖のため、使用前に十分に乾燥されてする必要があります。

-20 ° C で暗闇の中で私たち以前紙38 - 基づき塩化p-toluenesulfenyl を格納して 3 ヵ月以内に使用してください。トリフラートの銀はぬれた、乾燥した真空中で O糖鎖の使用前にはずです。

このメソッドは、種々 のヌクレオシドと糖供与体 (表 1 2、および3) に適用でした。大規模な合成 β-28の主、α-32と18 (表 3エントリ 3) 必要な糖ヌクレオシドの分離が容易ではないの組み合わせなどいくつかの例を除いて成功。1"、二糖類ヌクレオシドの 5'-glicosidic リンケージの建設にこのメソッドを適用するさらに、(1 の建設」、2'- と 1 '、3'-glicosidic のリンケージがまだ調査される)。

無防備なヌクレオシドを用いたO糖鎖は、保護されたヌクレオシドを使用して、従来よりも短いプロセスで二糖類ヌクレオシドを提供します。

繰返しホウ酸エステルの一時的な保護を活用した無防備なヌクレオシドのO糖鎖は、様々 な生理活性糖ヌクレオシドおよびその類縁体の準備に適用でした。5 fluorouridine、5-フルオロウラシルがあるウイルス対策、抗癌、抗菌活動24,59,が知られているので、新しい薬剤の候補者をする β-35とその類縁を期待する特に、70,,7172,73,74,75,76。ホウ酸エステルによってヒドロキシル グループの一時保護のアプリケーションはさまざまな糖ヌクレオシドと同様、自然と人工の化合物の合成に有用であることを考えています。

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Disclosures

著者が明らかに何もありません。

Acknowledgments

この研究は、(文部) 日本の科学省からの補助金によって融資された (番 15 K 00408、24659011、24640156、245900425、新青木の 22390005)、東京の生化学的研究からの助成金で財団、東京都、東京理科大学 (東京理科大学) 基金の戦略的研究分野。感謝澤邊紀子 (薬学部、東京理科大学) 長谷川富貴子 (薬学部、東京理科大学) の NMR スペクトルの測定質量の測定したいと思いますスペクトル、および元素分析測定のため朋子松尾 (東京理科大学理工学研究所)。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

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References

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化学、問題 137、二糖類ヌクレオシド、 O糖鎖、ribonucleosides、一時保護、チオグリコシド、繰返しホウ酸エステル
ヌクレオシド<em>を介して</em>一時 2'、3'-ジオール保護ホウ酸エステル糖ヌクレオシドの合成のための<em>O</em>の位置選択的グリコシル化反応
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Someya, H., Itoh, T., Kato, M., Aoki, S. Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2',3'-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides. J. Vis. Exp. (137), e57897, doi:10.3791/57897 (2018).

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