CC BY
69
УДК 547.963.32
раздел ХИМИЯ
СИНТЕЗ НОВЫХ ПИРИМИДИНОВЫХ НУКЛЕОЗИДОВ © А. Г. Мустафин1, А. Р. Гимадиева2, А. Х. Фаттахов2*, И. Б. Абдрахманов2
1 Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450074 г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32.
Тел.: +7 (34 7) 272 63 70.
2Институт органической химии Уфимского научного центра РАН Россия, Республика Башкортостан, 450054 г. Уфа, пр. Октября, 71.
Тел./факс: +7 (347) 235 60 66.
E-mail: chemhet@anrb. ru
С целью поиска новых соединений с противовирусной активностью методом Гилберта-Джонсона синтезированы аналоги природных нуклеозидов. В качестве нуклеиновых оснований использовались урацил, 5-фторурацил и тимин, а в качестве углеводной части — производное левоглюкозенона. Левоглюкозенон был выбран в качестве углеводной части, так как в его структуре отсутствует 3'-OHгруппа, как и в 3'-дезоксинуклеозидах, обладающих противовирусной активностью.
Ключевые слова: гликозилирование, нуклеозид, урацил, 5-фторурацил, тимин, левоглюкозенон.
С целью поиска новых соединений с механизмом противовирусного действия подобным 3'-азидо-3'-дезокситимидину (АЗТ) и 2',3'-дидегидро-З'-дезокситимидину (Б4Т) нами получены нуклео-зиды, в которых углеводным фрагментом служит производное продукта кислотно катализируемого пиролиза целлюлозы - левоглюкозенона, в структуре которого отсутствует 3-ОН группа. В качестве нуклеиновых оснований использовались урацил, 5-фторурацил, тимин.
Целевой моносахарид 3 получали восстановлением кетогруппы левоглюкозенона 1 №БЫ4 [1] с последующим раскрытием ангидромостика действием хлорида цинка и ацилированием образующихся гидроксильных групп уксусным ангидридом [2] (схема 1). В спектре ЯМР 1Н соединения 2 протон в положении 1 проявляется в области 5.51 м.д. с КССВ 2.5 Гц, что говорит о преимущественном образовании его трео-изомера [3].
ется конденсация ацилированного моносахарида с предварительно полученным силилированным нуклеиновым основанием [4] (схема 2).
Схема 2 ОБ1Ме3 Я
O
HN
O
R ГМДС ТМХС
Me3SiO
4-6
N
7-9
O
NaBH4
H2O
1h
AcO ZnCl2
Ac2O 24h
Схема 1
OAc
3
1 2 Синтез нуклеозидов урацила (4), 5-фторурацила (5), тимина (6), осуществили по классической схеме силильного метода, ключевой стадией которой явля-
Я = Ы (4, 7); Б (5, 8); Ме (6, 9).
2,4-Бис(триметилсилил)производные урацила, тимина и 5-фторурацила гладко реагируют с триацетатом 3 в 1,2-дихлорэтане (1,2-ДХЭ) или ацетонитриле в присутствии 8пС14 с образованием единственных - N-1 замещенных продуктов реакции 10-12 (схема 3).
Наибольшие выходы нуклеозидов 10-12 достигаются при проведении реакции в ацетонитриле и соотношении реагентов силилированное основа-ние:моносахарид^пС14 = 2:1:2.
Деблокированием гидроксильных групп действием МеО№/МеОЫ получены нуклеозиды 13-15.
Направление гликозилирования соединений 7-9 определили при помощи ЯМР 1Н-, 13С- и УФ-спектроскопии. Спектры поглощения защищенных нуклеозидов 10-12 в щелочной среде претерпевают небольшой батохромный сдвиг, характерный для №1-замещенных пиримидинов [5].
Схема З
N
Me3SiO'^ 'N 7-9
OSiMe3 AcO R
OAc
AcO
SnCl4 ------►
MeCN/
1,2-DCE
HO
3
O
10-12
nY°
NH
O
13-15
R = H (7, 10, 13); F (8, 11, 14); Me (9, 12, 15).
+
* автор, ответственный за переписку
576
раздел ХИМИЯ
В спектре ЯМР :Н соединений 10-12 исчезают сигналы протонов при атоме азота в положении 1. Также прослеживаются синглетные сигналы ме-тильных протонов ацетогруппы в области 2.05-2.12 м.д. Протон Н-1' углеводных фрагментов проявляется в виде мультиплета в области 4.65-4.67 м.д. В спектре ЯМР 13С аномерный атом углерода (С-1') проявляется в области 76-77 м.д. В спектре ЯМР 1Н соединения 13-15 исчезают сигналы протонов ме-тильных групп ацетильной защиты, протон Н-1' углеводных фрагментов также проявился в виде мультиплета при 4.31 м.д. В спектре ЯМР 13С нук-леозидов 10 и 12 сигнал аномерного углерода проявляется в области 76-77 м.д. а в спектре соединения 11 данный сигнал представлен дублетом при 79.19-79.61 м.д.
Экспериментальная часть
Спектры ЯМР 1Н и 13С сняты на спектрометре «Вгикег АМ-300» с рабочей частотой 300.13 и 75.47 МГц. Растворитель - СБС13, ДМСО-й?6, внутренний стандарт - ТМС. Химические сдвиги сигналов приведены в шкале 5, в миллионных долях (м.д.). Колоночное хроматографирование осуществляли на силикагеле фирмы Ьапказіег Ь8 40/100 мкм. Для качественного анализа ТСХ использовали пластины 8огЬґі1 ПТСХ-АФ-В (ЗАО Сорбполимер, Краснодар) с обнаружением веществ парами йода и анисовым проявителем. УФ-спектры 0.00001%-ных растворов снимали на приборе 8ресоМ М-400 в диапазоне 200-350 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм. Используемые в синтезах реагенты и растворители тщательно высушивались и перегонялись непосредственно перед употреблением по известным методикам.
1.6-Ангидро-3,4-двдезокси-3-0-глицеро-гексо-пиранозен-2-он (1). Получен по методике [6].
1.6-Ангидро-3,4-дидезокси-Р-Б-треогекс-3-енопираноза (2). 1.0 г (0.008 моль) соединения 1 растворяли при сильном перемешивании в воде, добавляли 0.5 г (0.013 моль) №ВН4. Через 30 мин добавляли 1 мл ацетона. Реакционную смесь насыщали ЫаС1, экстрагировали хлороформом. Экстракт высушивали MgSO4, упаривали хлороформ. Сухой остаток разделяли колоночной хроматографией в системе гексан - этилацетат (1:1), в результате чего получили 0.4 г (40 %) продукта 2 в виде желтой густой жидкости. Яу 0.25 (гексан:этилацетат 1:1). Спектр ЯМР 'Н (СБС1з, 5, м.д.): 2.04 (с, 1Н, ОН); 3.73-3.84 (м, 2Н, Н6); 4.33 (с, 1Н, Н5); 4.65 (т, 1Н, Н2, J = 4.1 Гц); 5.51 (д, 1Н, Н1, J = 2.5 Гц); 5.7 (дт, 1Н, Н4, J1 = 9.8 Гц, J2 = 2.2 Гц); 6.1 (дд, 1Н, Н3, J1 = 9.7 Гц, J2 = 4.1 Гц). Найдено, %: С 56.39; Н 6.21. С6Н803. Вычислено, %: С 56.24; Н 6.29.
1.2.6-Три-О-ацетил-3,4-двдезокси-Р-Б-треогекс-3-енопираноза (3). 0.4 г (0.003 моль) соединения 2 растворяли в 2 мл уксусного ангидрида, охлаждали до 0 °С и добавляли 0.5 г ZnC12. Через 30 мин смесь выливали в 100 мл воды, нейтрализовывали №НС03 до рН = 7, экстрагировали хлороформом. Хлороформный слой сушили над MgS04. После
упаривания хлороформа получили 0.6 г (71%) соединения 3 в виде желтой густой жидкости. Спектр ЯМР 1Н (Свей, 5, м.д.): 2.1 (с, 9Н, 3 СН3); 4.24 (м, 2Н, Н6); 4.52 (м, 1Н, Н5); 4.94 (д, 1Н, Н2, J = 2.5 Гц); 6.05 (м, 2Н, Н1, Н3); 6.20(с, 1Н, Н4). Спектр ЯМР 13С (СБС13, 5, м.д.): 20.70 (3СН3); 64.05 (С2); 64.94 (С6);
67.67 (С5); 90.69 (С1);121.76 (С4); 132.55 (С3). Найдено, %: С 52.94, Н 6.52; С12Ы18О7. Вычислено, %: С 52.55; Н 6.62.
Общая методика конденсации силилиро-ванных оснований 7-9 с моносахаридом 3. К смеси 10 ммоль соединений 7-9 в 30 мл ацетонитрила и 5 ммоль моносахарида 22 в 20 мл ацетонитрила при охлаждении добавляли раствор 0.11 мл 8пС14 в 60 мл ацетонитрила и оставляли при комнатной температуре на 24 ч. Затем в реакционную смесь добавляли №ЫСО3 до нейтральной реакции, осадок отфильтровывали, из фильтрата выпаривали растворитель, остаток растворяли в СЫС13, органический слой промывали 5%-ным раствором №ЫСО3, водой и высушивали MgSO4. Растворитель упаривали при пониженном давлении и получали целевой продукт.
1-(2,6-Ди-О-ацетил-3,4-дидезокси-а,Б-трео-гекс-3-енопиранозил)-урацил (10). Светло-желтые кристаллы. Выход 50%. Тпл = 107-109 °С.
Яу 0.6 (СЫС13 : СЫ3ОЫ 9:1). Спектр ЯМР 1Ы (Соси, 5, м.д.): 2.07, 2.12 (с, 6Ы, 2СЫ3); 4.11 (д, 1Ы, Н5'); 4.25 (дд, 1Ы, Ы6'а, J1 = 12.2 Гц, J2 = 6.2 Гц); 4.35 (дд, 1Н, Н6'б, J1 = 12.2 Гц, J2 = 6.2 Гц); 4.65 (дд, 1Ы, Ы1' J1 = 5.9 Гц, J2 = 3.3 Гц); 5.47 (д, 1Н, Н5, J = 8 Гц);
5.7 (дд, 1Н, Н3', J1 = 8.1 Гц, J2 = 2.1 Гц); 5.91 (м, 1Н, Н2'); 6.02 (д, 1Ы, Ы4', J = 7.9 Гц); 7.37 (д, 1Н, Н6, J = 8.1 Гц); 8.93(с, 1Н, NH).Спектр ЯМР 13С (СБС13, 5, м.д.):
20.67 (2СЫ3); 63.80 (С6'); 70.00 (С2'); 73.32 (С5'); 76.57 (С1'); 103. 17(С5), 126.80(С3'); 127.60 (С4'); 139.77 (С6); 150.51 (С2); 163.21 (С4); 170.15, 170.64 (2С=О). Найдено, %: С 50.38; Н 4.61; N 8.98. С13Ы14^О7. Вычислено, %: С 50.33; Н 4.55; N 9.03.
1-(2,6-Ди-О-ацетил-3,4-дидезокси-а,Б-трео-гекс-3-енопиранозил)-5-фторурацил (11). Светложелтые кристаллы. Выход 75%. Тш = 109-111 °С. Яу 0.6 (СЫС13 : СЫ3ОЫ 9:1). [а]д26-18.2°(с 1, БЮЫ) Спектр ЯМР 1Ы (СБС13, 5, м.д.): 2.05, 2.10 (с, 6Ы, 2СЫ3); 4.25 (дд, 1Ы, Н6'а, J1 = 12.3 Гц, J2 = 3.3 Гц); 4.35 (дд, 1Ы, Ы6'б, J1 = 12.2 Гц, J2 = 6.2 Гц); 4.65 (д, 1Н, Н1', J = 3.1 Гц); 5.47 (м, 1Ы, Ы5'); 5.91 (м, 1Н, Н2'); 6.02 (д, 1Н, Н4', J = 6.8); 7.37 (д, 1Н, Н6, J = 5.8); 8.93 (с, 1Ы, Ш). Спектр ЯМР 13С (СБС13, 5, м.д.): 20.60, 20.66 (2СЫ3); 63.79 (С6'); 66.03 (С7'); 73.99 (С5'); 77.24 (С1'); 123.96 (д. С6); 126.63 (С3');
127.55 (С4'); 140.70 (д. С5); 149.31 (С2); 156.73 (д. С4); 170.28, 170.65 (2С=О). Найдено, %: С 49.13; Н 4.42; Б 5.55; N 8.18. C14Ы15FN2O7. Вычислено, %: С 50.06; Н 4.39; Б 5.67; N 8.23.
1-(2,6-Ди-О-ацетил-3,4-дидезокси-а,Б-трео-гекс-3-енопиранозил)-тимин (12). Желтые кристаллы. Выход 94%. Тш = 108-110 °С. Яу 0.6 (СЫС13 : СЫ3ОЫ 9:1). [а]д26-11.4° (с 1, БЮЫ). Спектр ЯМР
1Н (СБС13, 5, м.д.): 1.95 (с, 3Н, СН3, С5); 2.07 (с, 3Н, СН3); 2.12 (с, 3Н, СН3); 4.28 (м, 2Н, СН2); 4.67 (м, 1Н, С1Н); 5.47 (дд, 1Н, С3'Н, J1 = 7.9 Гц, J2 = 2.2 Гц); 5.91 (м, 1Н, С2'Н); 6.03 (д, 1Н, С4'Н); 7.17 (с, 1Н, С6Н); 8.37 (с, 1Н, ЫН). Спектр ЯМР 13С (СБС13, 5, м.д.): 12.53 (СН3); 20.76 (2СН3); 63.91 (С6'); 63.97 (С2'); 76.76 (С5'); 77.20 (С1'); 111.66 (С5); 126.91 (С3');
126.96 (С4'); 135.40 (С6); 150.79 (С2=О); 163.91 (С4=О); 170.23, 170.26 (2С=О).
Снятие защитных групп в соединениях 10-12. 3 ммоль соединения 10-12 растворяли в 120 мл 0.1Н Ме0Ыа/Ме0Н и оставляли при комнатной температуре на 24 ч. Реакционную смесь нейтрали-зовывали катионитом КУ-2-8, отфильтровывали, катионит промывали МеОН (2x20 мл). Объединенные фильтраты упаривали досуха, остаток перекри-сталлизовывали из БЮН, получили белые кристаллические порошки.
1-(3,4-Дидезокси-а,Б-треогекс-3-енопирано-зил)урацил (13). Выход 76%. Тпл = 185-188 °С. Яу 0.6 (СНС13 : СН30Н 8:2). 1тахН20 268 нм, 1тах (1Н Ыа0Н) 273 нм. Спектр ЯМР 1Н (ДМСО-^6, 5, м.д.):
3.55 (м, 2Н, СН2); 4.25 (д, 1Н, Н5, J = 6.8 Гц); 4.35 (д, 1Н, Н1', J = 6.4 Гц); 4.92 (м, 1Н, Н2'); 5.53 (с, 1Н, Н4'); 5.56 (с, 1Н, Н5'); 5.65 (дд, 1Н, Н3', J1 = 8 Гц, J2 = 2 Гц); 5.82(с, 2Н, ОН); 7.68 (д, 1Н, Н6, J = 8.1 Гц);
11.28 (с, 1Н, ЫН). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-^6, 5, м.д.): 61.81 (С6'); 63.79 (С2'); 76.52 (С5'); 79.08 (С1'); 101.79 (С5); 126.71 (С4'); 130.36 (С3'); 141.53 (С6); 150.86 (С2=0); 163.05 (С4=0). Найдено, %: С 50.07; Н 5.11; Ы 11.58. С10Н12Ы205. Вычислено, %: С 50.00; Н 5.04; Ы 11.66.
1-(3,4-Дидезокси-а,Б-треогекс-3-енопирано-зил)-5-фторурацил (14). Выход 92%. Тш = 189192 °С. Яу 0.6 (СНС13 : СН30Н 8:2). [а]в26 +41.0° (с 1, БЮН). 1тахН20 2 68 нм, 1тах (1Н Ыа0Н) 273 нм.
Спектр ЯМР 1H (ДМСО-^6, 5, м.д.): 3.59 (м, 2H, CH2); 4.30 (м, 2H, Н1', Н5'); 4.91 (c, 1Н, Н2'); 5.52 (м, 2H, H3', H4'); 5.81 (c, 2Н, 2 ОН); 8.13 (д, 1Н, NH, J = 7.1 Гц). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-^6, 5, м.д.): 61.95 (C6'); 63.75 (C2'); 76.70 (C5'); 79.40 (д. C1'); 125.64 (C6); 126.72 (C4'); 130.36 (C3'); 138.67 (C5);
149.96 (C2=O); 157.31 (C4=O). Найдено, %: С 46.47; Н 4.34; F 7.18, N 10.92. C10H11FN2°5. Вычислено, %: С 46.52; Н 4.29; F 7.36, N 10.85.
1-(3,4-Дидезокси-a,D-треогекс-3-енопирано-зил)тимин (15). Выход 58%. Тш = 186-188 “С. Rf0.6 (CHCl3 : CH3OH 8:2). [a]D26 +51.8“ (c 1, EtOH). 1maxH2° 266 нм, 1max (1Н NaOH) 271 нм. Спектр ЯМР 1H (ДМСО-dfo 5, м.д.): 1.75 (с, 3Н, СН3), 3.55 (дд, 2Н, СН2, J1 = 10.94 Гц, J2 = 29.2 Гц); 4.31 (м, 2Н, ^'Н, C5'Н), 4.94 (м, 1Н, C2ta), 5.49 (д, 1Н, C4ta, J = 4.7 Гц); 5.54 (д, 1Н, C3ta, J = 7.4 Гц); 5.85 (с, 2Н, 2ОН); 7.63 (с, 1Н, ^Н), 11.3 (уш. с, 1Н, NH). Спектр ЯМР 13С (ДМСО-й?6, 5, м.д.): 11.91 (CH3); 61.77 (C6'); 63.70 (C2'); 76.59 (C5'); 78.81 (C1'); 109.40 (C5); 128.83 (C4'); 130.51 (C3');
137.07 (C6); 150.96 (C2=O); 163.82 (C4=O).
ЛИТЕРАТУРА
1. Shafizadeh F., Furneaux R. H., Stewenson T. T. // Carbohydrate Research. 1979. V. 71. Р. 169-191.
2. Шарипов Б. Т., Краснослободцева О. Ю., Спирихин Л. В., Валеев Ф. А. // Журн. орг. хим. 2010. Т. 46. С. 128-135.
3. Brimacombe J. S., Hunedy F., Tucker L. C. N. // Carbohydrate Research. 1978. V.60. P. 11-12.
4. Лукевиц Э. Я., Заблоцкая А. Е. Силильный метод синтеза нуклеозидов. Рига.: Зинатне, 1985. 440 с.
5. Wittenburg E. // Collection of Czechoslovak Chemical Communications. 1971. V. 36. P. 246-252.
6. Dobele G., Dizhbite T., Rossinskaja G., Telysheva G., Mier D., Radtke S., Faix O. // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2003. V. 68-69. P. 197-211.
Поступила в редакцию 03.06.20I0 г. После доработки — 08.09.20I0 г.
