專利名稱：一種氰基呋喃核苷化合物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種呋哺核苷化合物，及該化合物的制備方法。
核苷化合物具有顯著的抗腫瘤、抗病毒作用。目前已有不少文獻和專利公開這一類化合物，如文獻New Engl,Med.1987,317,192報道的、1987年被美國食品和藥物管理局批準為用于治療免疫缺陷病毒(HIV)即愛滋病病毒感染的藥物一齊多夫定(Zidovudine,AZT)，其結構式為 即為核苷類化合物。
但隨著AZT在臨床中的長期使用，發(fā)現(xiàn)其在延長生命和改善癥狀的同時，存在著抑制骨髓細胞、導致白細胞減少的副作用，并出現(xiàn)耐藥性。
又如文獻Drugs 1990,39,489報道的用于治療急性白血病和淋巴癌的核苷化合物阿糖胞苷(Ara-C) 該化合物可使急性白血病的緩解率從原來的20％提高到80％，但卻存在著易在體內被酶解失活的缺陷。
因此提供一種新的核苷化合物，將具有十分重要的意義。
本發(fā)明的目的之一在于公開一種氰基呋喃核苷化合物，以克服現(xiàn)有核苷化合物所存在的缺陷，滿足醫(yī)藥工業(yè)的需要。
本發(fā)明的目的之二在于提供目的之一公開的化合物的制備方法。
本發(fā)明的技術構思是這樣的八十年代末九十年代初，歐美國家為開發(fā)核苷新藥報道了在呋喃核糖母體的2-,3-,4-位為氰基的呋喃核苷化合物具有抗病毒活性，如AZT結構中-N3被-CN取代后的修飾結構，甚至比AZT更有效，但這些化合物或并無生物活性，或毒性較高。發(fā)明人認為，其主要原因是由于人體細胞內缺乏將上述氰基呋喃核苷進行三磷酸化的酶而使其難以發(fā)揮功效?？紤]到天然酮苷阿洛酮糖腺苷(Psicofuranine)不通過磷酸化即可發(fā)揮生物效應，從其結構看，呋喃糖基的1-位上同時具有兩個活性基團。由此，發(fā)明人設想，以呋哺核糖為母體(與天然存在的結構相同)，在1-位上同時引入活性基團-CN及活性堿基(如人體DNA中的胸腺嘧啶及嘌呤等)，使所設計的結構同重要的生物核苷有更好的化學相似性。而在1-位上的-CN可望如同在1-位上的天然阿洛酮糖腺苷的活性基團，不經(jīng)磷酸化即可發(fā)揮其生物功效。
本發(fā)明所說的氰基呋哺核苷化合物，其結構通式如下所示 式1或 式2
式1所示化合物的制備包括如下步驟(1)嘧啶核苷的合成將母體1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲?；?β-D-呋喃核糖溶解于溶劑中，加入分子篩回流0.5～1.5小時，然后冷卻，再加入2,4-二-(三甲硅氧)-嘧啶和Hg(CN)2，在60～80℃的條件下反應1～1.5小時，然后從反應物中收集白色粉末狀嘧啶核苷。其反應式為 所說的溶劑為CH3NO2、CH3CN、CH2Cl2中的一種，可優(yōu)選CH3NO21-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲?；?β-D-呋喃核糖、2,4-二-(三甲硅氧)-嘧啶和Hg(CN)2的摩爾比例為1∶(1.4～1.8)∶(1.0～1.8)，優(yōu)選的比例為1∶1.6∶1.4。
所說的母體1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲?；?β-D-呋喃核糖的合成可采用現(xiàn)有技術，該化合物的合成已在文獻Tetrahedron Letters,1982,2,237和Tetrahedron,1993,49(38),8579進行了報道；所說的2,4-二-(三甲硅氧)-嘧啶的合成已在文獻Nucleosides & Nucleotides,1994,13(5),1201和J.Org.Chem.,1985,50(19),3644中進行了報道，故本發(fā)明均不再贅述。
(2)嘧啶核苷的脫保護將步驟(1)所獲得的嘧啶核苷置于堿性溶液中與醇類物質進行水解反應，即可脫除嘧啶核苷上的保護基團，最終獲得目標產物，即1-氰基-2,3,5-三-羥基-1-(1’-尿嘧啶)-β-呋喃核苷。優(yōu)選的醇類物質為CH3OH、CH3CH2OH中的一種及其混合物，所說的堿性溶液為氨水或NaOH水溶液，其優(yōu)選的濃度為20％～30％，反應式如下 反應的工藝條件是這樣的室溫攪拌7～10小時，嘧啶核苷與醇類的摩爾比為(5～8)∶1。式2所示的化合物的制備包括如下步驟(1)嘌呤核苷的合成將母體1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲酰基-β-D-呋喃核糖溶解于CH3NO2中，加入分子篩回流0.5～1.5小時，然后冷卻，再加入6-氯嘌呤和Hg(CN)2，在100～120℃的條件下反應2～3小時，然后從反應物中收集白色粉末狀嘌呤核苷。其反應式為 所說的溶劑為CH3NO2、CH3CN、CH2Cl2中的一種，可優(yōu)選CH3NO2；1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲?；?β-D-呋喃核糖、6-氯嘌呤和Hg(CN)2的摩爾比為1∶(2.4～3.0)∶(0.5～0.9)，優(yōu)選的比例為1∶2.6∶0.7。
所說的母體1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲酰基-β-D-呋哺核糖的合成可采用現(xiàn)有技術，該化合物的合成已在文獻Tetrahedron Letters,1982,2,237和Tetrahedron,1993,49(38),8579進行了報道；所說的6-氯嘌呤為市售商品，故本發(fā)明均不再贅述。
(2)嘌呤核苷的脫保護將步驟(1)所獲得的嘌呤核苷置于堿性溶液中與醇類物質進行水解反應，即可脫除嘌呤核苷上的保護基團，最終獲得目標產物，即1-氰基-2,3,5-三-羥基-1-(1’-6-氨基嘌呤)-β-呋喃核苷。優(yōu)選的醇類物質為CH3OH、CH3CH2OH中的一種及其混合物，所說的堿性溶液為氨水、NaOH水溶液，其濃度為20％～30％，反應式如下 反應的工藝條件是這樣的室溫攪拌1～2.5小時，嘧啶核苷與醇類的摩爾比為(5～8)∶1。
本發(fā)明所說的氰基呋喃核苷化合物與生物核苷有較好的化學相似性，所選擇的糖基和活性堿基均為天然存在，將能夠減小毒副作用，1-位上的雙活性基團將可望增加其生物活性，并可望不經(jīng)過三磷酸化而在體內發(fā)揮功效。經(jīng)體外藥理活性測試，已證實，本發(fā)明的氰基呋喃核苷化合物具有很強的抗K562血癌作用，因此，本發(fā)明的化合物將具有十分廣闊的應用前景。
以下將通過實施例對本發(fā)明的有關細節(jié)作進一步的說明。
實施例1式1所示化合物的合成將270mg1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲?；?β-D-呋喃核糖溶解于8mlCH3NO2，加入4A分子篩160mg，加熱至120℃，回流0.5小時，再將溶液冷卻至60℃，加入200mg2,4-二-(三甲硅氧)-嘧啶和175mg Hg(CN)2，60℃反應95min，冷卻后過濾，濾液蒸發(fā)濃縮，除去CH3NO2，濃縮物用層析柱法分離(正己烷∶乙醚溶液=1∶1)，即獲得白色粉末狀中間物嘧啶核苷245mg(收率86％)；取按上述實驗得到的嘧啶核苷340mg，加入4ml甲醇，6ml25％氨水，室溫下攪拌10.0小時，原有的懸浮液變澄清。溶液濃縮除去溶劑，加入適量乙醇共蒸發(fā)，然后加入3.5ml冰水，將形成的白色沉淀物過濾。濾液冷凍后，低壓蒸發(fā)除去水分。殘留物用柱層析法分離(氯仿/15％甲醇)，得到的白色結晶即為式1所示的化合物(收率66％)。
Rf0.18(氯仿/15％甲醇)m.p.120～121℃[α]D19=-21.28(C0.00059667,CH3OH)UV(95％EtOH):257nmIR(KBr)νcm-1:3431,1687,1452,1296,1095,1041,939,8181H NMR(d6-DMSO):
δ11.62(S,1H,NH),8.08(d,1H,J6,5=8.5Hz,H-6),6.75(d,1H,J2’,OH=5.9Hz,OH-2’),5.64(d,1H,H-5),5.26(t,2H,OH-5’,OH-3’),4.37(d,1H,J2,3’=4.1Hz,H-2’),4.13(m,1H,H-4’),3.82～3.91(m,2H,H-3’和H-5’a),3.56(d,1H,J5’b,5’a=12.9Hz,H-5’b)。
MS(FAB):270(MH+),243(MH+-HCN)， 元素分析C10H11N3O6C H N計算值44.61 4.12 15.61實測值44.39 4.17 15.52該化合物在10-1μM時，對腫瘤細胞SGC-7901的抑制率為14.9％。
實施例2式2所示化合物的合成將350mg1-溴-1-氰基-2,3,5-三-氧-苯甲?；?β-D-呋喃核糖溶于10mlCHN3O2，加入4A分子篩250mg。Ar氣保護下于115℃回流0.5小時，再向溶液中加入150mg6-氯嘌呤和225mgHg(CN)2，115℃下反應1小時。冷卻后過濾，濾液濃縮以除去溶劑，殘留物用柱層析法分離(正己烷∶無水乙醚=1∶3～1∶1)，即可得到白色粉末狀的中間體嘌呤核苷310mg(收率78％)。
取按上述實驗得到的嘌呤核苷340mg，加入4ml甲醇，6ml25％氨水，室溫下攪拌1.0小時，原有的懸浮液變澄清。溶液濃縮除去溶劑，加入適量乙醇共蒸發(fā)，然后加入3.5ml冰水，將形成的白色沉淀物過濾。濾液冷凍后，低壓蒸發(fā)除去水分。殘留物用柱層析法分離(氯仿/15％甲醇)，即可得到式2所示的化合物(收率55％)。
Rf0.42(氯仿/15％甲醇)m.p.124～125℃[α]D19=-117.31(C0.00052,CH3OH)UV(95％EtOH):262.5nmIR(KBr)v cm-1:3415,1672,1593,1560,1095,947,9101HNMR(d6-DMSO):
δ8.80(s,1H,H-2),8.67(s,1H,H-8),8.35(s,2H,NH2-6),6.04(d,1H,J2’,OH=5.6Hz,OH-2’),5.68(dd,1H,J2,3=3.5Hz,H-2’),5.22(d,1H,OH-5’),4 68(t,1H,OH-3’),4.07～4.18(m,3H,H-4’,H-3’,H-5’a),3.63(m,1H,H-5’b)。
13C NMR(d6-DMSO)165.36(C-6),151.30(C-2),150.87(C-4),149 25(C-5),145.45(C-8),131.16(C≡N),95.33(C-1’),84.69(C-4’),72.07(C-2’),66 93(C-3’),59.22(C-5’)MS(FAB):294(M+2H+)元素分析:C11H12N6O4C H N計算值45.204.1428.76實測值45.024.2428.56該化合物在10-1μM時，對人白血病K562的抑制率為100％。
權利要求
1．一種氰基呋喃核苷化合物，其特征在于結構式如下所示
2．一種氰基呋喃核苷化合物，其特征在于結構式如下所示
3．如權利要求1所述的化合物的制備方法，其特征在于依次包括如下步驟(1)嘧啶核苷的合成將1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲?；?β-D-呋喃核糖溶解于溶劑中，再加入2,4-二-(三甲硅氧)-嘧啶和Hg(CN)2，在60～80℃的條件下反應1～1.5小時，然后從反應物中收集白色粉末狀嘧啶核苷；所說的溶劑為CH3NO2、CH3CN或CH2Cl2中的一種；1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲?；?β-D-呋喃核糖、2,4-二-(三甲硅氧)-嘧啶和Hg(CN)2的摩爾比為1∶(1.4～1.8)∶(1.0～1.8)；(2)嘧啶核苷的脫保護將步驟(1)所獲得的嘧啶核苷置于堿性溶液中與醇類物質進行水解反應，獲得目標產物，即1-氰基-2,3,5-三-羥基-1-(1’-尿嘧啶)-β-呋喃核苷，反應的工藝條件室溫攪拌7～10小時，嘧啶核苷與醇類的摩爾比為(5～8)∶1。
4．如權利要求3所述的制備方法，其特征在于，將母體1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲酰基-β-D-呋喃核糖溶解于溶劑中，加入分子篩回流0.5～1.5小時，冷卻后在進行合成反應，溶劑為CH3NO2；醇類物質為CH3OH或CH3CH2OH及其混合物，所說的堿性溶液為氨水或NaOH水溶液；1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲酰基-β-D-呋喃核糖、2,4-二-(三甲硅氧)-嘧啶和Hg(CN)2的摩爾比為1∶1.6∶1.4。
5．權利要求2所述的化合物的制備方法，其特征在于依次包括如下步驟(1)嘌呤核苷的合成將1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲酰基-β-D-呋喃核糖溶解于溶劑中，再加入6-氯嘌呤和Hg(CN)2，在100～120℃的條件下反應2～3小時，然后從反應物中收集白色粉末狀嘌呤核苷。所說的溶劑為CH3NO2、CH3CN或CH2Cl2中的一種；1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲酰基-β-D-呋喃核糖、6-氯嘌呤和Hg(CN)2的摩爾比為1∶(2.4～3.0)∶(0.5～.09)；(2)嘌呤核苷的脫保護將步驟(1)所獲得的嘌呤核苷置于堿性溶液中與醇類物質進行水解反應，獲得目標產物，即1-氰基-2,3,5-三-羥基-1-(1’-6-氨基嘌呤)-β-呋喃核苷；反應的工藝條件室溫攪拌1～2.5小時，嘧啶核苷與醇類的摩爾比為(5～8)∶1。
6．如權利要求5所述的方法，其特征在于，將1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲?；?β-D-呋喃核糖溶解于溶劑中，加入分子篩回流0.5～1.5小時，冷卻后再進行合成反應，溶劑為CH3NO2，1-溴-1-氰基-2,3,5-三-O-苯甲酰基-β-D-呋喃核糖、6-氯嘌呤和Hg(CN)2的摩爾比為1∶2.6∶0.7，醇類物質為CH3OH或CH3CH2OH及其混合物，堿性溶液為氨水或NaOH水溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氰基呋喃核苷化合物及其制備方法。本發(fā)明所說的氰基呋喃核苷化合物與生物核苷有較好的化學相似性,所選擇的糖基和活性堿基均為天然存在,將能夠減小毒副作用,1－位上的雙活性基團將可望增加其生物活性,并可望不經(jīng)過三磷酸化而在體內發(fā)揮功效。經(jīng)體外藥理活性測試,本發(fā)明的氰基呋喃核苷化合物具有很強的抗K562血癌作用,因此將具有十分廣闊的應用前景。
文檔編號A61P35/00GK1298880SQ0012790
公開日2001年6月13日 申請日期2000年12月14日 優(yōu)先權日2000年12月14日
發(fā)明者陳國榮, 謝毓元, 樓楨, 格魯耶 申請人:華東理工大學