一种化学酶法合成假尿苷的方法

2024/1/26 17:16:33

背景技术

假尿苷全称为假尿嘧啶核苷,是一种存在于tRNA中的稀有核苷酸,它的核糖与嘧啶环的C5连接,而不是和尿嘧啶N1连接,是一种尿嘧啶核苷的天然结构类似物。在生物体内,RNA上的尿苷通过假尿苷合成酶将核糖与碱基之间的C‑N键裂解并重新连接成C‑C键,异构形成假尿苷。

假尿苷

假尿苷作为一种RNA代谢产物,仅能从肾脏进行排泄,检测其含量可以作为胃癌、肿瘤等恶性疾病的诊断依据,且痛风、银屑病患者尿液中的假尿苷水平明显升高。假尿苷亦可作为制作mRNA新冠疫苗的关键部分,由于其结构特异性,将其加入到人工合成的mRNA中,不仅能让合成的mRNA免受免疫系统的攻击,还能提高分子稳定性和蛋白质产量,显著增加了mRNA表达蛋白的能力。故而科研人员将假尿苷及其类似物替换尿苷加入mRNA中,降低mRNA疫苗的免疫排斥反应,降低其被免疫系统识别而被清除的可能[1]

现目前在假尿苷制备方面,只有传统的化学合成法可催化合成假尿苷,但是针对假尿苷的化学合成,存在化学合成步骤长、收率低,且用到的试剂易燃易爆,较不安全等一系列的问题。在生物合成方面,通过制备的微生物菌种发酵法制备假尿苷则存在生产周期长,产率低等问题。为了克服这些缺点,开发出更加安全有效的假尿苷合成方法成为科学界研究的焦点[2]

合成方法

1、在100毫升单口烧瓶内,氮气保护条件下加入D‑核糖1.36g和DMF 20ml,高速搅拌同时体系温度降到‑20℃,滴加乙酰溴4.4g,搅拌12小时,反应结束后用二氯甲烷100ml进行萃取,得到的有机相加入MgSO4干燥,过滤母液减压蒸馏,并通过硅胶薄层分离得到化合物I,收率71%。

2、在100毫升单口烧瓶内,氮气保护条件下加入尿嘧啶2.35g和DMF 15g,降低体系温度到0℃,分批加入60%NaH 6.5g,高速搅拌同时分批加入(Boc)2O 10.1g,反应在室温下过夜,点板确认反应结束后,用二氯甲烷100ml进行萃取,得到的有机相加入MgSO4干燥,过滤母液减压蒸馏,并通过硅胶薄层分离得到3.96g化合物II,收率88%。

3、在100毫升单口烧瓶内,氮气保护条件下投入化合物II 1.26g和DMF 50g,高速搅拌同时体系温度降到0℃,分批加入60%的氢化钠4.0g,30分钟搅拌后加入化合物I 1.50g,室温搅拌12小时,用盐酸调节PH值为4‑5之间,并用二氯甲烷100ml进行萃取,得到的有机相加入MgSO4干燥,过滤母液减压蒸馏,并通过硅胶薄层分离得到1.33g化合物III,收率64%。

4、100毫升单口烧瓶内加入化合物III 1 .10g降温到0℃后滴加三氟乙酸20ml,室温反应4小时,待反应完毕后,蒸馏出三氟乙酸,加入乙酸乙酯20毫升重结晶,过滤母液,同时用丙酮10毫升搅拌30分钟后过滤干燥得到0 .8g化合物IV ,收率40%。

5、100毫升单口烧瓶内加入化合物IV 1.50g,甲苯20ml,水15毫升,四丁基溴化胺0.1克,室温下搅拌30分钟后,滴加乙酸酐0.32g后,加入novozyme435 0.15克,温度升至40‑45℃反应72h,待反应完毕后,温度降至室温,过滤母液,减压旋干母液,同时用丙酮10毫升重结晶2次,过滤干燥得到化合物V 0.86克,收率48%。

6、100毫升单口烧瓶内加入化合物V 1g,甲醇10ml,加入碳酸钠0.2g室温下搅拌4小时,待反应完毕后,过滤母液,干燥得到0.8g化合物VI假尿苷,收率85%[2]

假尿苷合成路线

参考文献

[1]江苏海洋大学,连云港博凯莱特生物科技有限公司. 一种生物催化合成假尿苷的方法:CN202211285283.X[P]. 2023-04-04.

[2]武汉糖智药业有限公司. 一种化学酶法合成假尿苷的方法:CN202111581013.9[P]. 2022-03-18.

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