Waiting
Traitement de la connexion…

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

Regioselective O- glykosylering av Nucleosides via den midlertidige 2', 3-Diol beskyttelse av en Boronic Ester for syntese av smakløst Nucleosides

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

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.

Abstract

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.

Introduction

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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Merk: Alle eksperimentelle data [NMR, infrarøde spectroscopies (IR), masse spectroscopies (MS), optisk rotasjoner og elementær analyser data] av syntetisk forbindelsene ble rapportert i et tidligere papir51.

1. prosedyre for O- glykosylering reaksjoner

  1. Syntese av sammensatte α/β-12 (oppføring 12 i tabell 1)
    Merk: 1-13-oppføringer i tabell 1 ble gjennomført med omtrent.
    1. Midlertidig beskyttelse av 2', 3-diol i ribonucleoside40
      1. I en 10 mL pæreformet kolbe (kolbe 1), løses mannosyl donor α -9 (28,4 mg, 0.0486 mmol)52, uridine 10 (7.9 mg, 0.0324 mmol) og 4-(trifluoromethyl) phenylboronic syre 11 c (9,3 mg, 0.0490 mmol) i vannfri pyridine (0.40 mL).
        Merk: Bruk av en 10 mL pæreformet kolbe er anbefalt fordi, i trinnet 1.1.3.1 reaksjonsblandingen overføres til kolbe 2 (en 10 mL to-hals runde bunn kolbe med en septum tilknyttet) som inneholder molekylær sikter pulver.
      2. Co fordampe reaksjonsblandingen (innhentet i trinn 1.1.1.1.) med vannfri pyridine (0.40 mL, 3 x) og vannfri 1,4-dioxane (0.40 mL, 3 x) i romtemperatur i ca. 40 ° C for å fjerne noe vann.
      3. Oppløse rester (innhentet i trinn 1.1.1.2.) i vannfri 1,4-dioxane (0.32 mL) og rør reaksjonsblandingen på sin reflux temperatur 1t å danne en boronic ester (midlertidig beskyttelse).
      4. Fjerne løsemiddelet bruker en roterende fordamperen etterfulgt av en vakuumpumpe.
    2. Aktivering av molekylære sikter
      1. I en 10 mL to-hals runde bunn bolle med en septum knyttet til den (kolbe 2), legger du til 4 Å molekylær sikter pulver (64 mg).
        Merk: Riktig molekylær sikter skal velges etter løsemiddelet brukes for glykosylering (3 Å for acetonitrile) og 4 Å for 1,4-dioxane, diklormetan og propionitrile.
      2. Varme de molekylære sikter i en mikrobølgeovn under lufttrykk avkjøle dem under redusert trykk evakuert av en vakuumpumpe (3 x) og tørk dem med en varmepistol under redusert trykk mens erstatte luften med argongass flere ganger.
    3. Glykosylering
      1. Oppløse øvrige trinn 1.1.1.4. i kolbe 1 i propionitrile (0,64 mL) eller andre løsemidler og overføre denne løsningen til kolbe 2.
        Merk: Acetonitrile, 1,4-dioxane, diklormetan og propionitrile ble brukt for 1-7 og 9, oppføringen 10, oppføring 11 og oppføringer 8, 12 og 13, henholdsvis.
      2. Rør reaksjonsblandingen i kolbe 2 ved romtemperatur for 0,5 h etterfulgt av kjøling det til 40 ° C.
        Merk: Temperaturen ble endret etter løsemiddelet brukes for glykosylering (40 ° C for diklormetan og propionitrile), romtemperatur for 1,4-dioxane, og 20 ° C for acetonitrile.
      3. Legge til sølv triflate (49.9 mg, 0.194 mmol) og p -toluenesulfenyl chloride (12,8 µL, 0.0968 mmol) reaksjonsblandingen ved samme temperatur som brukes i trinn 1.1.3.2.
      4. Rør reaksjonsblandingen ved samme temperatur for 1,5 t.
      5. Sjekk reaksjonen av tynne lag kromatografi (TLC) med Heksan/ethyl acetate [3/1 (v/v)] å sjekke glycosyl givere [oppbevaring faktoren (Rf) (donor α -9) = 0,63] og med kloroform/metanol [10/1 (v/v))] du i glycosyl acceptors og produkter [Rf (acceptor 10) = 0,03, Rf (ønsket produkt) = 0,50].
      6. Slukke reaksjonsblandingen med mettet vandig natriumbikarbonat (1,0 mL), fortynne den med kloroform (2.0 mL), fjerne uløselig materiale med Celiteog nøye vask Celite med kloroform (20 mL).
      7. Vask filtratet (organisk lag) med mettet vandig natriumbikarbonat (20 mL, 3 x) og saltlake (20 mL) bruker en 100 mL separatory trakt.
      8. Tørr resulterende organisk laget med natrium sulfat, filtrere uløselig materialer og konsentrere filtratet bruker en roterende fordamperen.
      9. Omtrent rense gjenværende rester av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform/metanol = 1/0 - 50/1 (v/v)] råd råolje 5'-O-(6"-O- acetyl-2", 3", 4"- tri-O- benzyl-α/β-ᴅ-mannopyranosyl) uridine som inneholder en liten mengde biprodukter (15.2 mg, fargeløs sirup).
    4. Acetylation
      1. I 5 mL ampuller, oppløse den resulterende råolje sammensatt forberedt i trinn 1.1.3.9 i vannfri pyridine (0,20 mL).
      2. Legge til NN-dimethyl-4-aminopyridine (en katalytisk beløp) og eddiksyre (20,4 µL, 0.0216 mmol: 10 ekvivalenter basert på råolje sammensatte) løsningen ved 0 ° C.
      3. Rør reaksjonsblandingen ved samme temperatur 0,5 h etterfulgt av en oppvarming til romtemperatur.
      4. Etter røring over natten, sjekk reaksjon av TLC med kloroform/metanol [30/1 (v/v)] [Rf (α/β-12) = 0.45].
      5. Fortynne reaksjonsblandingen med kloroform (20 mL).
      6. Vask organisk laget med 1 M saltsyre (20 mL, 3 x), mettet vandig natriumbikarbonat (20 mL, 3 x) og saltlake (20 mL) bruker en 100 mL separatory trakt.
      7. Tørr resulterende organisk laget med natrium sulfat, filtrere uløselig materialer og konsentrere filtratet bruker en roterende fordamperen.
      8. Rense gjenværende rester av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform/metanol = 1/0 - 90/1 (v/v)] å gi α/β-12 (15,8 mg, 61%, α/β = 1.6/1, fargeløs amorfe solid).
  2. Syntese av forbindelser β-22 β-30 (tabell 2) og β-33 (tabell 3)
    Merk: Syntesen av β-22-Β-30og β-33ble gjennomført med omtrent.
    1. Syntese av sammensatte β-22 (post 1 i tabell 2)
      1. Midlertidig beskyttelse av 2', 3-diol av ribonucleoside
        1. I en 10 mL pæreformet kolbe (kolbe 3), løses adenosin 13 (20,4 mg, 0.0763 mmol), galactosyl donor β -21 (80,4 mg, 0.114 mmol)53og 4-(trifluoromethyl) phenylboronic syre 11 c (21,7 mg, 0.114 mmol) i vannfri pyridine (0,76 mL).
          Merk: Bruk av en 10 mL pæreformet kolbe er anbefalt fordi reaksjonsblandingen overføres til kolbe 4 (en 10 mL to-hals runde bunn kolbe med en septum tilknyttet) som inneholder molekylær sikter pulver i trinn 1.2.1.3.1.
        2. Co fordampe reaksjonsblandingen (innhentet i trinn 1.2.1.1.1.) med vannfri pyridine (0,76 mL, 3 x) og vannfri 1,4-dioxane (0,76 mL, 3 x) i romtemperatur i ca. 40 ° C for å fjerne noe vann.
        3. Oppløse rester (innhentet i trinn 1.2.1.1.2.) i vannfri 1,4-dioxane (0,76 mL) og rør reaksjonsblandingen på sin reflux temperatur 1t å danne en boronic ester (en midlertidig beskyttelse).
        4. Fjerne løsemiddelet bruker en roterende fordamperen etterfulgt av en vakuumpumpe.
      2. Aktivering av molekylære sikter
        1. I en 10 mL to-hals runde bunn bolle med en septum knyttet til den (kolbe 4), legger du til 4 Å molekylær sikter pulver (150 mg).
        2. Varme de molekylære sikter i en mikrobølgeovn under lufttrykk avkjøle dem under redusert trykk evakuert av en vakuumpumpe (3 x) og tørk dem med en varmepistol under redusert trykk mens erstatte luften med argongass flere ganger.
      3. Glykosylering
        1. Oppløse øvrige trinn 1.2.1.1.4. i kolbe 3 i propionitrile (1,50 mL) og overføre denne løsningen til kolbe 4.
        2. Rør reaksjonsblandingen ved romtemperatur for 0,5 h, etterfulgt av kjøling det til 40 ° C.
        3. Legge til sølv triflate (117.6 mg, 0.458 mmol) og p- toluenesulfenyl chloride (30,3 µL, 0.229 mmol) i reaksjonsblandingen ved samme temperatur som nevnt i trinn 1.2.1.3.2.
        4. Rør reaksjonsblandingen, ved samme temperatur for 1,5 t.
        5. Sjekk reaksjon av TLC med Heksan/ethyl acetate [2/1 (v/v)] å sjekke glycosyl givere [Rf (donor β -21) = 0,62] og med kloroform/metanol [10/1 (v/v)] å sjekke glycosyl acceptors og produkter [Rf (acceptor 13 ) = 0,05 bør Rf (ønsket produkt) = 0,30].
        6. Slukke reaksjonsblandingen med mettet vandig natriumbikarbonat (2.0 mL), fortynne den med kloroform (3.0 mL), fjerne uløselig materialer gjennom Celiteog nøye vask Celite med kloroform (30 mL).
        7. Vask filtratet (organisk lag) med mettet vandig natriumbikarbonat (30 mL, 3 x) og saltlake (30 mL) bruker en 100 mL separatory trakt.
        8. Tørr resulterende organisk laget med natrium sulfat, filtrere uløselig materialer og konsentrere filtratet bruker en roterende fordamperen.
        9. Rense gjenværende rester av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform/metanol = 1/0 - 30/1 (v/v)] råd β -22 (27,4 mg, 42%, fargeløs solid).
    2. Syntese av sammensatte β-23 (oppføring 2 i tabell 2)
      1. Oppførsel reaksjonen med 14 (28,4 mg, 0.0765 mmol)54, β -21 (80.5 mg, 0.115 mmol), 11 c (21.8 mg, 0.115 mmol), p- toluenesulfenyl chloride (30,3 µL, 0.229 mmol), sølv triflate (117.8 mg, 0.458 mmol), vannfri 1,4-dioxane (0,76 mL), vannfri propionitrile (1,50 mL) og 4 Å molekylær sikter (150 mg). Rense den resulterende resten av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform/metanol = 1/0 - 50/1 (v/v)] gi β-23 (21.9 mg, 30%, fargeløs solid). TLC: Rf (β -23) = 0,37 [kloroform/metanol = 10/1 (v/v)].
    3. Syntese av sammensatte β-24 (posten 3 i tabell 2)
      1. Gjennomføre reaksjonen med 15 (21,6 mg, 0.0763 mmol), β -21 (80.5 mg, 0.115 mmol), 11 c (21.8 mg, 0.115 mmol), p- toluenesulfenyl chloride (30,3 µL, 0.229 mmol), sølv triflate (117.6 mg, 0.458 mmol), vannfri 1,4-dioxane ( 0,76 mL), vannfri propionitrile (1,50 mL), og 4 Å molekylær sikter (150 mg). Rense den resulterende resten av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform/metanol = 1/0 - 8/1 (v/v)] gi β -24 (8.1 mg, 12%, fargeløs solid). TLC: Rf (β -24) = 0,20 [kloroform/metanol = 10/1 (v/v)].
    4. Syntese av sammensatte β-25 (oppføring 4 i tabell 2)
      1. Oppførsel reaksjonen med 16 (27,0 mg, 0.0764 mmol)55, β -21 (80.5 mg, 0.115 mmol), 11 c (21.8 mg, 0.115 mmol), p- toluenesulfenyl chloride (30,3 µL, 0.229 mmol), sølv triflate (117.8 mg, 0.458 mmol), vannfri 1,4-dioxane (0,76 mL), vannfri propionitrile (1,50 mL) og 4 Å molekylær sikter (150 mg). Rense den resulterende resten av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform/metanol = 1/0 - 20/1 (v/v)] gi β -25 (31.4 mg, 44%, fargeløs solid). TLC: Rf (β -25) = 0,27 [kloroform/metanol = 10/1 (v/v)].
    5. Syntese av sammensatte β-26 (oppføring 5 i tabell 2)
      1. Gjennomføre reaksjonen bruker 10 (18.6 mg, 0.0762 mmol), β -21 (80,4 mg, 0.114 mmol), 11 c (21,7 mg, 0.114 mmol), p- toluenesulfenyl chloride (30,3 µL, 0.229 mmol), sølv triflate (117.6 mg, 0.458 mmol), vannfri 1,4-dioxane ( 0,76 mL), vannfri propionitrile (1,50 mL), og 4 Å molekylær sikter (150 mg). Rense den resulterende resten av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform/metanol = 1/0 - 40/1 (v/v)] gi β -26 (26.1 mg, 42%, fargeløs solid). TLC: Rf (β -26) = 0.45 [kloroform/metanol = 10/1 (v/v)].
    6. Syntese av sammensatte β-27 (oppføring 6 i tabell 2)
      1. Gjennomføre reaksjonen med 17 (være 19.7 mg, 0.0763 mmol), β -21 (80.5 mg, 0.115 mmol), 11 c (21.8 mg, 0.115 mmol), p- toluenesulfenyl chloride (30,3 µL, 0.229 mmol), sølv triflate (117.6 mg, 0.458 mmol), vannfri 1,4-dioxane ( 0,76 mL), vannfri propionitrile (1,50 mL), og 4 Å molekylær sikter (150 mg). Rense den resulterende resten av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform/metanol = 1/0 - 40/1 (v/v)] gi β -27 (33.8 mg, 53%, fargeløs solid). TLC: Rf (β -27) = 0,50 [kloroform/metanol = 10/1 (v/v)].
    7. Syntese av sammensatte β-28 (oppføring 7 i tabell 2)
      1. Gjennomføre reaksjonen med 18 (20.0 mg, 0.0763 mmol), β -21 (80,4 mg, 0.114 mmol), 11 c (21,7 mg, 0.114 mmol), p- toluenesulfenyl chloride (30,3 µL, 0.229 mmol), sølv triflate (117.6 mg, 0.458 mmol), vannfri 1,4-dioxane ( 0,76 mL), vannfri propionitrile (1,50 mL), og 4 Å molekylær sikter (150 mg). Rense den resulterende resten av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform så ethyl acetate/kloroform = 1/1 (v/v)] gi β-28 (38.8 mg, 61%, fargeløs solid). TLC: Rf (β -28) = 0,33 [kloroform/metanol = 10/1 (v/v)].
    8. Syntese av sammensatte β-29 (oppføring 8 i tabell 2)
      1. Gjennomføre reaksjonen med 19 (18.5 mg, 0.0761 mmol), β -21 (80,4 mg, 0.114 mmol), 11 c (21,7 mg, 0.114 mmol), p- toluenesulfenyl chloride (30,3 µL, 0.229 mmol), sølv triflate (117.6 mg, 0.458 mmol), vannfri 1,4-dioxane ( 0,76 mL), vannfri propionitrile (1,50 mL), og 4 Å molekylær sikter (150 mg). Rense den resulterende resten av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform/metanol = 1/0 - 10/1 (v/v)] gi β -29 (34,1 mg, 55%, fargeløs solid). TLC: Rf (β -29) = 0,25 [kloroform/metanol = 10/1 (v/v)].
    9. Syntese av sammensatte β-30 (oppføring 9 i tabell 2)
      1. Oppførsel reaksjonen med 20 (26,6 mg, 0.0766 mmol)56, β -21 (80.6 mg, 0.115 mmol), 11 c (21.8 mg, 0.115 mmol), p- toluenesulfenyl chloride (30,3 µL, 0.229 mmol), sølv triflate (117.8 mg, 0.458 mmol), vannfri 1,4-dioxane (0,76 mL), vannfri propionitrile (1,50 mL) og 4 Å molekylær sikter (150 mg). Rense den resulterende resten av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform/metanol = 1/0 - 50/1 (v/v)] gi β -30 (28.0 mg, 40%, fargeløs solid). TLC: Rf (β -30) = 0.48 [kloroform/metanol = 10/1 (v/v)].
    10. Syntese av sammensatte β-33 (post 1 i tabell 3)
      1. Oppførsel reaksjonen med 18 (20.0 mg, 0.0762 mmol), β -31 (80,4 mg, 0.114 mmol)57, 11 c (21,7 mg, 0.114 mmol), p- toluenesulfenyl chloride (30,3 µL, 0.229 mmol), sølv triflate (117.6 mg, 0.458 mmol), vannfri 1,4-dioxane (0,76 mL), vannfri propionitrile (1,50 mL) og 4 Å molekylær sikter (150 mg). Rense den resulterende resten av kolonnen kromatografi [silica gel, kloroform/metanol = 1/0 - 30/1 (v/v)] gi β -33 (34,5 mg, 54%, fargeløs solid). TLC: Rf (β -33) = 0,33 [kloroform/metanol = 10/1 (v/v)].

2. deprotection β-28 (figur 2)

  1. I 5 mL ampuller, legge β -28 (25,2 mg, 0.0300 mmol) og 10 M methylamine i metanol (2.0 mL)58.
  2. Rør reaksjonsblandingen ved 0 ° C i 2t etterfulgt av oppvarming det til romtemperatur.
  3. Etter stirring blandingen for 13 h, sjekk reaksjon av TLC med kloroform/metanol [10/1 (v/v)] [Rf (β -35) = 0,20].
  4. Konsentrere reaksjonsblandingen bruker en roterende fordamperen.
  5. Oppløse resulterende rester i vann (15 mL) og vaske vandig laget med diklormetan (15 mL, 3 x) med en 50 mL separatory trakt.
  6. Konsentrere vandig laget med en roterende fordamperen.
  7. Rense gjenværende rester av skytevåpen høyytelses flytende kromatografi (HPLC) [kolonne: ODS (octadecylsilane)-kolonnen (20Φ x 250 mm), eluent: vann (inneholder 0,1% [v/v] trifluoroacetic acid), flyt: 8.0 mL/min, deteksjon: 266 nm, temperatur: 25 ° C, tiden: 20 min] gi β -35 (7.9 mg, 62%, fargeløs amorfe solid)59.

3. NMR studier av syklisk Boronic Ester (Figur 3 og 4)

  1. Forberedelse og måling av 36
    1. I 10 mL pæreformet kolbe, oppløse uridine 10 (34.3 mg, 0.140 mmol) og 4-(trifluoromethyl) phenylboronic syre 11 c (40,0 mg, 0.211 mmol) i vannfri pyridine (1.00 mL).
    2. Co fordampe reaksjonsblandingen vannfri pyridine (1.00 mL, 3 x) og vannfri 1,4-dioxane (1.00 mL, 3 x) i romtemperatur i ca. 40 ° C for å fjerne noe vann.
    3. Oppløse rester i vannfri 1,4-dioxane (1.40 mL) og rør reaksjonsblandingen på sin reflux temperatur 1t å danne en boronic ester (en midlertidig beskyttelse).
    4. Dispensere reaksjonsblandingen (0,14 mL) til 5 mL ampuller.
    5. Fjern løsemiddelet fra 5 mL ampullen bruker en roterende fordamperen etterfulgt av en vakuumpumpe.
    6. Oppløse den resulterende rester 36 i acetonitrile -d3 (0,64 mL).
    7. Måle 1H, 11B og 19F NMR spectroscopies bruker en quartz NMR rør på 25 ° C.
  2. Forberedelse og måling av 38
    1. Forberede reaksjonen blanding 38 fra 11 c (40,0 mg, 0.211 mmol) bruke lignende fremgangsmåte som i trinn 3.1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Resultatene av O- glykosylering uridine 10 med thiomannoside α -9 oppsummeres i tabell 160,61. I oppføringen 1 resultert O- glykosylering 10 med α -9 i fravær av boronic acid derivater i dannelsen av en komplisert blanding. I post 2, 10 og phenylboronic syre 11a ble blandet co fordampet med pyridine og 1,4-dioxane og deretter rørt i 1,4-dioxane på sin reflux temperatur til midlertidig beskyttelse av 2', 3-cis- diol etterfulgt av en tillegg av α -9 å gjennomføre glykosylering.

I oppføringer 3-13, ble O- glycosylations utført i henhold til protokollen beskrevet her (trinn 1.1). Effekten av substituents på arylboronic syre ble undersøkt i oppføringer 4 - 9. Elektron-mangelfull arylboronic syrer som 4-(trifluoromethyl) phenylboronic syre 11 c og 2,4-difluorophenylboronic syre 11 d resultert i høyere kjemiske avkastning av α/β-12 enn 4-methoxyphenylboronic syre 11b , muligens på grunn av høyere stabilitet av boronic ester mellomliggende utarbeidet av elektron-mangelfull arylboronic syre62. Men bruk av 4-nitrophenylboronic syre 11e, som har også en uttak av elektron gruppe, resulterte i en lav kjemiske avkastning av α/β-12 på grunn av lav Løseligheten av boronic ester mellomliggende i acetonitrile. I oppføring 8, O- glykosylering bruker 4-hexylphenylboronic ble syre 11F virker i propionitrile (for å øke Løseligheten av boronic ester mellomliggende) ikke bedre kjemisk avkastningen. I oppføringen 9, alkylboronic syre (cyclopentylboronic acid 11 g) ble brukt i stedet for arylboronic syre, som resulterte i en lavere kjemiske avkastning av α/β-12 enn som av arylboronic syrer.

Løsemiddel effekten for kjemiske avkastning og stereoselectivity av glykosylering produktet ble studert i oppføringer 10-12. I oppføringen 10, bruk av 1,4-dioxane som et løsemiddel tillatt en mer α-stereoselektiv O- glykosylering enn bruk av acetonitrile gjorde63,64, mens avkastningen av α/β-12 var utilstrekkelig. Post 11, O- glykosylering i diklormetan ga en ubetydelig mengde α/β-12 på grunn av lav Løseligheten av rensingen. I oppføringen 12, bruker propionitrile som løsemiddelet resulterte i en høyere kjemiske avkastning av α/β-12 enn når benytter andre løsemidler (oppføringer 5, 10 og 11) med nesten den samme stereoselectivity sammenlignet med bruk av acetonitrile (post 5). I oppføringen 13, ekvivalenter av p- toluenesulfenyl chloride og sølv triflate ble redusert til 1,8 og 3.6 mot 10, henholdsvis (i oppføringer 1-12, 3.0 og 6.0 ekvivalenter av p- toluenesulfenyl chloride og sølv triflate var brukt mot 10, henholdsvis) råd til α/β-12 i et lignende resultat.

I tabell 2 O- glycosylations av 10 og 13 - ble 20 med thiogalactoside β -21 utført under optimalisert reaksjonen forhold etablert i tabell 1 (oppføring 12) (i dette papiret, adenine, guanine, cytosine, uracil, thymine og 5-fluorouracil er forkortet som Ade, Gua, Cyt, Ura, din, og 5-FUra, henholdsvis ikke som A, G, C, U, T og 5-FU, som er deres generelle abbriviations å unngå misforståelser [for eksempel C-nukleosid vanligvis betyr C (karbon)-glycosidic obligasjoner]). Ved adenosin, ubeskyttet 13 gis den tilsvarende smakløst nukleosid i en høyere avkastning enn N- beskyttede 14 kunne, muligens på grunn av depurination av 14 og/eller β -23 ligner vår forrige rapport (oppføringer 1 og 2)38. O- glykosylering av N- beskyttede guanosine 16 levert β -25 i en bedre avkastning sammenlignet med glykosylering ubeskyttet 15 på grunn av høyere Løseligheten av rensingen forberedt fra 16 enn 15 (oppføringer 3 og 4). I oppføringer 5-7, ble O- glycosylations uridine 10 og analogs som 5-metyluridine 17 og 5-fluorouridine 18 undersøkt. Bruk av 10 råd β -26 (42% avkastning) med en side reaksjon å gi et biprodukt som 5-plasseringen av uracil moiety ble erstattet med p- tolylthio gruppen (oppføring 5)65. På den annen side, 17 og 18, hvor 5-uracil moiety er en methyl eller fluoro gruppe, ga den tilsvarende smakløst nucleosides β -27 og β -28 i moderat gir, henholdsvis (oppføringer 6 og 7). Videre gis en storstilt reaksjon med 250 mg 18 (0,95 mmol) og 1.01 g av β -21 (1.43 mmol) β -28 i en 58% avkastning (461.0 mg), som er nesten det samme ytelse som en småskala reaksjon (61% i oppføringen 7 i tabell 2 ). Når det gjelder cytidine, O- glykosylering ubeskyttet 19 ga β -29 i en litt bedre avkastning enn bruk av N- beskyttede 20 resulterer i β -30 gjorde.

Flere glycosyl givere, som glucosyl donor β -31, galactosyl donor β -21og mannosyl donor α -32 ble brukt i O- glykosylering av 5-fluorouridine 18 (tabell 3)66. Resultatet av oppføring 2 er den samme som for oppføringen 7 i tabell 2 i dette manuskriptet. Fra disse resultatene råd bruk av galactosyl donor β -21 de tilsvarende produkt β -28 i en høy avkastning sammenlignet med bruk av β -31 og α -32. I posten 3 reaksjonen bruker α -32 ga en blanding av α -34 med en uidentifisert biprodukt, som muligens har en lignende molekylvekt som 34 (det er antatt at det kunne være en regio- eller stereoisomer på 34), fordi disse forbindelsene ikke kan skilles med gel gjennomtrengning kromatografi (GPC), som skiller forbindelsene har ulike molekylvekt. Videre viste blandingen ligner kjemiske endringer i 19F NMR spekter (164.0 og 165.2 ppm). Deprotection av glykosylering produktet β -28 bruker methylamine ga β -35 (62%) (Figur 2).

Reaksjonen blanding 36 forberedt fra 10 og 11 c etter trinn 3 av protokollen (Figur 3) ble observert av 1H, 11B og 19F NMR spektroskopi undersøke dannelsen av boronic ester mellomliggende 37 (Figur 4). Reaksjonen blanding 38 var også forberedt fra 11 c for sammenligning. Resultatene av 1H-NMR spekter indikerte at signalet fra 2- og 3-hydroksyl protoner forsvant, og som av 2 og 3 protoner dramatisk endret upfield i nærvær av 11 c (tall 4A og 4B). I 11B NMR spekter, antok vi som topper boronic ester 37, 11 c og/eller boroxine 40 (som er en syklisk trimer generert av dehydrering kondens av tre boronic syrer), og boroxine pyridine komplekse 39 (som er en foreslått struktur basert på rapporterte spektra av boroxine pyridine komplekser) ble observert på 32 ppm, 28 ppm og 21 ppm, henholdsvis (tall 4C - 4E)67,68, 69. I 19F NMR spekter, vi hypotesen at topper 37, 11 c og/eller 40og 39 tilsvarer-63.3 ppm,-63.2 ppm og-62.8 ppm, henholdsvis (tall 4F - 4 H).

Figure 1
Figur 1 : Tidligere arbeid og dette verk. (A) dette panelet viser O- glykosylering av 2 '-deoxyribonucleoside med en thioglycoside fremmet av p- toluenesulfenyl chloride (p- TolSCl) og sølv triflate (AgOTf). (B) dette panelet viser regioselective O- glykosylering av en ubeskyttet ribonucleoside utnytte en syklisk boronic ester som midlertidig beskyttelse gruppe. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2 : Deprotection β-28. Spalting av benzoyl grupper ble gjennomført med methylamine (MeNH2) råd β -35. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3 : Utarbeidelse av reaksjon blandinger 36 og 38. Blandinger 36 og 38 var forberedt fra uridine 10 og 4-(trifluoromethyl) phenylboronic syre 11 c og fra 11 c, henholdsvis. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4: NMR studie av syklisk boronic ester middels 37 forberedt fra uridine 10 og 4-(trifluoromethyl) phenylboronic syre 11 c ved 1H, 11B og 19F NMR målinger i acetonitrile -d3 ved 25 ° C. 37, 39 og 40 se ble foreslått strukturer, figur 3. (A) dette panelet viser 10 observert av 1H-NMR. (B) dette panelet viser blanding 36 observert av 1H-NMR. (C) dette panelet viser 11 c observert av 11B NMR. (D) dette panelet viser blanding 38 observert av 11B NMR. (E) dette panelet viser blanding 36 observert av 11B NMR. (F) dette panelet viser 11 c observert av 19F NMR. (G) dette panelet viser blanding 38 observert av 19F NMR. (H) dette panelet viser blanding 36 observert av 19F NMR. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure of Table 1

Oppføring Boronic syre b Løsemiddel Tilstand Avkastningen (for 3 trinn) c
1 en - MeCN −20 ° C, 1,5 t < 16% (kompleks blanding)
2 d PhB(OH)2 (11a) MeCN −20 ° C, 1,5 t 41% (Α/Β = 1.6/1)
3 a,e 11a MeCN −20 ° C, 1,5 t 45% (Α/Β = 1.6/1)
4 a,e 4-MeOC6H4B(OH)2 (11b) MeCN −20 ° C, 1,5 t 39% (Α/Β = 1.8/1)
5 ,e 4-CF3C6H4B(OH)2 (11 c) MeCN −20 ° C, 1,5 t 51% (Α/Β = 1.8/1)
6 a,e 2,4-F2C6H4B(OH)2 (11 d) MeCN −20 ° C, 1,5 t 46% (Α/Β = 1.8/1)
7 a,e 4-ingen2C6H4B(OH)2 (11e) MeCN −20 ° C, 1,5 t 24% (Α/Β = 1.6/1)
8 a,e 4-CH3(CH2)5C6H4B(OH)2 (11F virker) EtCN −40 ° C, 1,5 t 30% (Α/Β = 1.6/1)
9 a,e Cyclopentylboronic syre (11 g) MeCN −20 ° C, 1,5 t 8% (Α/Β = 1.7/1)
10 a,e 71% 1,4-dioxane r.t., 1,5 t 27% (Α/Β = 3.3/1)
11 ,e 71% CH2Cl2 −40 ° C, 1,5 t spor
12 ,e 71% EtCN −40 ° C, 1,5 t 61% (Α/Β = 1.6/1)
13 e, f 71% EtCN −40 ° C, 1,5 t 57% (Α/Β = 1.5/1)

Tabell 1. Reaksjonen forhold for regioselective O- glykosylering av uridine 10 med thiomannoside α-9. en Glycosylations ble utført med 1,5 ekvivalenter av α -9, 3.0 ekvivalenter av p- toluenesulfenyl chloride og 6.0 ekvivalenter av sølv triflate mot 10. De resulterende produktene var acetylated med ca. 10 ekvivalenter av eddiksyre (Ac2O) i nærvær av en katalytisk mengde NN-dimethyl-4-aminopyridine (DMAP). b Boronic syre 11 var 1,5 ekvivalenter mot 10. c α/β forholdet mellom α/β-12 ble kontrollert av 1H-NMR. d var en blanding av 10 og 11a co fordampet med pyridine og 1,4-dioxane og deretter rørt i 1,4-dioxane på sin reflux temperatur, etterfulgt av tillegg av en løsning av α -9 i acetonitrile å gjennomføre den glykosylering. e en blanding av α -9, 10og 11 var co fordampet med pyridine og 1,4-dioxane og deretter rørt i 1,4-dioxane på sin reflux temperatur etterfulgt av en behandling med p- toluenesulfenyl chloride og sølv triflate. f en glykosylering reaksjon ble utført med 1,5 ekvivalenter av α -9, 1,8 ekvivalenter av p- toluenesulfenyl chloride og 3,6 ekvivalenter av sølv triflate mot 10. De resulterende produktene var acetylated med ca. 10 ekvivalenter av eddiksyre i nærvær av en katalytisk mengde NN-dimethyl-4-aminopyridine. AC = acetyl, Bn = benzyl, Ph = fenyl.

Figure of Table 2

Oppføringen en Acceptor Produkt Gi (for 2 trinn)
1 13 (Nucleobase = Ade) Β -22 42%
2 14 (Nucleobase = AdeBz) Β -23 30%
3 15 (Nucleobase = Gua) Β -24 12%
4 16 (Nucleobase = GuajegBu) Β -25 44%
5 10 (Nucleobase = Ura) Β -26 42% (ca. 15%: Nucleobase = 5-STol-Ura)
6 17 (Nucleobase = din) Β -27 53%
7 18 (Nucleobase = 5-FUra) Β -28 61%
8 19 (Nucleobase = Cyt) Β -29 55%
9 20 (Nucleobase = CytBz) Β -30 40%

Tabell 2. O -Glycosylations av nucleosides 10 og 13-20 med thiogalactoside β-21 for syntese av smakløst nucleosides β-22-β-30. en Glycosylations ble utført med 1,5 ekvivalenter av β -21, 1.5 ekvivalenter av 4-(trifluoromethyl) phenylboronic syre 11 c, 3.0 ekvivalenter av p- toluenesulfenyl chloride og 6.0 ekvivalenter av sølv triflate mot acceptor (10 og 13 - 20). En blanding av β -21, acceptor (10 og 13 - 20) og 11 c var co fordampet med pyridine og 1,4-dioxane og deretter rørt i 1,4-dioxane på sin reflux temperatur etterfulgt av en behandling med p - toluenesulfenyl chloride og sølv triflate. Bz = benzoyl, jegBu = isobutyryl, Tol = tolyl, Ade = adenine, Gua = guanine, Ura = uracil, din = thymine, 5-FUra = 5-fluorouracil, Cyt = cytosine.

Figure of Table 3

Oppføringen en Donor Produkt Gi (for 2 trinn)
1 Β -31 (Glc) Β -33 54%
2 b Β -21 (Gal) Β -28 61%
3 Α -32 (Man) Α -34 < 39% (blanding)

Tabell 3. O -Glycosylations glycosyl givere β - 21, β-31, og α-32 med 5-fluorouridine 18 for syntese av smakløst nucleosides β-28, β-33, og α-34. en Glycosylations ble utført med 1,5 ekvivalenter av en donor (β -21, β -31, eller α -32), 1,5 ekvivalenter av 4-(trifluoromethyl) phenylboronic syre 11 c, 3.0 ekvivalenter av p- toluenesulfenyl klorid og 6.0 ekvivalenter av sølv triflate mot 18. En blanding av donor (β -21, β -31eller α -32), 18, og 11 c var co fordampet med pyridine og 1,4-dioxane og deretter rørt i 1,4-dioxane på sin reflux temperatur etterfulgt av en behandling med p - toluenesulfenyl chloride og sølv triflate. b Dette er det samme resultatet som oppføringen 7 i tabell 2. Glc = glucoside, Gal = galactoside, Man = mannoside, 5-FUrd = 5-fluorouridine.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

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 viktige trinnene. Vannfri løsemidler bør brukes for co fordampning reaksjonsblandingen (trinn 1.1.1.2 og 1.2.1.1.2 av protokollen) og esterification trinn (trinn 1.1.1.3 og 1.2.1.1.3) fordi de boronic estere nukleosid og boronic syre kan være lett hydrolyzed. O- glykosylering reaksjonene også kreve vannfri forhold som skal unngåes hydrolyse av glycosyl givere. Derfor bør de molekylære sikter (trinn 1.1.2 og 1.2.1.2) og to-hals runde bunn kolbe vannfri løsemidlene (trinn 1.1.3.1 og 1.2.1.3.1) være tilstrekkelig tørket før deres bruk for O- glykosylering.

P -toluenesulfenyl chloride utarbeidet etter vår forrige papir38 - skal lagres i mørket på 20 ° C, for bruk innen 3 måneder. Hvis sølv triflate er våt, bør det være tørket i vacuo før bruk for O- glykosylering.

Denne metoden kan brukes til ulike nucleosides og glycosyl givere (tabell 1, 2og 3). Store syntesen av β -28 hovedsakelig lyktes, bortsett fra eksempler som kombinasjonen av α -32 og 18 (tabell 3, posten 3) der isolering av ønsket smakløst nukleosid ikke er lett. Dessuten, denne metoden er brukt til bygging av en 1", 5-glicosidic kobling mellom smakløst nucleosides (byggingen av en 1", 2- og 1'', 3-glicosidic kobling er ennå å bli studert).

O- glykosylering utnytte ubeskyttet nucleosides leverer smakløst nucleosides i en kortere prosess enn tidligere metoder ved hjelp av beskyttet nucleosides.

O- glykosylering av ubeskyttet nucleosides utnytte midlertidig beskyttelse av en syklisk boronic ester kan brukes til utarbeidelse av forskjellige biologisk aktive smakløst nucleosides og deres analogs. Spesielt β -35 og dens analogs forventes å være de nye narkotika kandidatene siden det har vært kjent at 5-fluorouridine og 5-fluorouracil har anticancer, antivirus og antibakterielle24,59, 70,71,72,73,74,75,76. Vi mener også at anvendelsen av en midlertidig beskyttelse hydroksyl grupper en boronic ester vil være nyttig for syntese av en rekke naturlige og kunstige forbindelser, samt smakløst nucleosides.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

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.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kobayashi, J., Doi, Y., Ishibashi, M. Shimofuridin A, a nucleoside derivative embracing an acylfucopyranoside unit isolated from the okinawan marine tunicate Aplidium multiplicatum. The Journal of Organic Chemistry. 59, 255-257 (1994).
  2. Takahashi, M., Tanzawa, K., Takahashi, S. Adenophostins, newly discovered metabolites of penicillium brevicompactum, act as potent agonists of the inositol 1,4,5-trisphosphate receptor. The Journal of Biological Chemistry. 269, 369-372 (1994).
  3. Haneda, K. Cytosaminomycins, new anticoccidial agents produced by Strevtomvces sp. KO-8119 I. taxonomy, production, isolation and physico-chemical and biological properties. The Journal of Antibiotics. 47, 774-781 (1994).
  4. Shiomi, K., Haneda, K., Tomoda, H., Iwai, Y., Omura, S. Cytosaminomycins, new anticoccidial agents produced by Streptomyces sp. KO-8119 II. structure elucidation of cytosaminomycins A, B, C and D. The Journal of Antibiotics. 47, 782-786 (1994).
  5. Knapp, S. Synthesis of complex nucleoside antibiotics. Chemical Reviews. 95, 1859-1876 (1995).
  6. Efimtseva, E. V., Kulikova, I. V., Mikhailov, S. N. Disaccharide nucleosides as an important group of natural compounds. Journal of Molecular Biology. 43, 301-312 (2009).
  7. Huang, R. M., et al. Marine nucleosides: Structure, bioactivity, synthesis and biosynthesis. Marine Drugs. 12, 5817-5838 (2014).
  8. Efimtseva, E. V., Mikhailov, S. N. Disaccharide nucleosides and oligonucleotides on their basis. New tools for the study of enzymes of nucleic acid metabolism. Biochemistry (Moscow). 67, 1136-1144 (2002).
  9. Mikhailov, S. N., Efimtseva, E. V. Disaccharide nucleosides. Russian Chemical Reviews. 73, 401-414 (2004).
  10. Kimura, K., Bugg, T. D. H. Recent advances in antimicrobial nucleoside antibiotics targeting cell wall biosynthesis. Natural Product Reports. 20, 252-273 (2003).
  11. Winn, M., Goss, R. J. M., Kimura, K., Bugg, T. D. H. Antimicrobial nucleoside antibiotics targeting cell wall assembly: Recent advances in structure-function studies and nucleoside biosynthesis. Natural Product Reports. 27, 279-304 (2010).
  12. Takahashi, M., Kagasaki, T., Hosoya, T., Takahashi, S. Adenophostins A and B: Potent agonists of inositol-1,4,5-trisphosphate receptor produced by Penicillium brevicompactum. Taxonomy, fermentation, isolation, physico-chemical and biological properties. The Journal of Antibiotics. 46, 1643-1647 (1993).
  13. Takahashi, S., Kinoshita, T., Takahashi, M. Adenophostins A and B: Potent agonists of inositol-1,4,5-trisphosphate receptor produced by penicillium brevicompactum. Structure elucidation. The Journal of Antibiotics. 47, 95-100 (1994).
  14. Hotoda, H., Takahashi, M., Tanzawa, K., Takahashi, S., Kaneko, M. IP3 receptor-ligand. 1: Synthesis of adenophostin A. Tetrahedron Letters. 36, 5037-5040 (1995).
  15. Hirota, J., et al. Adenophostin-medicated quantal Ca2+ release in the purified and reconstituted inositol 1,4,5-trisphosphate receptor type 1. FEBS Letters. 368, 248-252 (1995).
  16. McCormick, J., et al. Structure and total synthesis of HF-7, a neuroactive glyconucleoside disulfate from the funnel-web spider Hololena curta. Journal of the American Chemical Society. 121, 5661-5665 (1999).
  17. Bu, Y. Y., Yamazaki, H., Ukai, K., Namikoshi, M. Anti-mycobacterial nucleoside antibiotics from a marine-derived Streptomyces sp. TPU1236A. Marine Drugs. 12, 6102-6112 (2014).
  18. Knapp, S., Gore, V. K. Synthesis of the ezomycin nucleoside disaccharide. Organic Letters. 2, 1391-1393 (2000).
  19. Behr, J. B., Gourlain, T., Helimi, A., Guillerm, G. Design, synthesis and biological evaluation of hetaryl-nucleoside derivatives as inhibitors of chitin synthase. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 13, 1713-1716 (2003).
  20. Binder, W. H., Kӓhlig, H., Schmid, W. Galactosylation by use of β-galactosidase: Enzymatic syntheses of disaccharide nucleosides. Tetrahedron: Asymmetry. 6, 1703-1710 (1995).
  21. Ye, M., Yan, L. -Q., Li, N., Zong, M. -H. Facile and regioselective enzymatic 5-galactosylation of pyrimidine 2-deoxynucleosides catalyzed by β-glycosidase from bovine liver. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 79, 35-40 (2012).
  22. Niedballa, U., Vorbrüggen, H. A general synthesis of N-glycosides. III. Simple synthesis of pyrimidine disaccharide nucleosides. The Journal of Organic Chemistry. 39, 3664-3667 (1974).
  23. Abe, H., Shuto, S., Matsuda, A. Synthesis of the C-glycosidic analog of adenophostin A, a potent IP3 receptor agonist, using a temporary silicon-tethered radical coupling reaction as the key step. Tetrahedron Letters. 41, 2391-2394 (2000).
  24. Watanabe, K. A., et al. Nucleosides. 114. 5'-O-Glucuronides of 5-fluorouridine and 5-fluorocytidine. Masked precursors of anticancer nucleosides. Journal of Medicinal Chemistry. 24, 893-897 (1981).
  25. Khan, S. H., O'Neill, R. A. Modern Methods in Carbohydrate Synthesis. , Harwood Academic Publishers. Amsterdam, The Netherlands. (1996).
  26. Lindhorst, T. K. Essentials ofCarbohydrate Chemistry and Biochemistry. , Wiley-VCH Verlag Gmb-H & Co. KGaA. Weinheim, Germany. (2007).
  27. Demchenko, A. V. Handbook of Chemical Glycosylation. , Wiley-VCH Verlag Gmb-H & Co. KGaA. Weinheim, Germany. (2008).
  28. Chen, X., Halcomb, R. L., Wang, P. G. Chemical Glycobiology (ACS Symposium Series 990). American Chemical Society. , American Chemical Society. Washington, WA. (2008).
  29. Toshima, K., Tatsuta, K. Recent progress in O-glycosylation methods and its application to natural products synthesis. Chemical Reviews. 93, 1503-1531 (1993).
  30. Ito, Y. My stroll in the backyard of carbohydrate chemistry. Trends in Glycoscience and Glycotechnology. 22, 119-140 (2010).
  31. Yasomanee, J. P., Demchenko, A. V. From stereocontrolled glycosylation to expeditious oligosaccharide synthesis. Trends in Glycoscience and Glycotechnology. 25, 13-41 (2013).
  32. Nakamura, M., Fujita, S., Ogura, H. Synthesis of disaccharide nucleoside derivatives of 3-deoxy-ᴅ-glycero-ᴅ-galacto-2-nonulosonic acid (KDN). Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 41, 21-25 (1993).
  33. Mikhailov, S. N., et al. Studies on disaccharide nucleoside synthesis. Mechanism of the formation of trisaccharide purine nucleosides. Nucleosides & Nucleotides. 18, 691-692 (1999).
  34. Lichtenthaler, F. W., Sanemitsu, Y., Nohara, T. Synthesis of 5'-O-glycosyl-ribo-nucleosides. Angewandte Chemie International Edition. 17, 772-774 (1978).
  35. Knapp, S., Gore, V. K. Synthesis of the shimofuridin nucleoside disaccharide. The Journal of Organic Chemistry. 61, 6744-6747 (1996).
  36. Zhang, Y., Knapp, S. Glycosylation of nucleosides. The Journal of Organic Chemistry. 81, 2228-2242 (2016).
  37. Xing, L., Niu, Q., Li, C. Practical glucosylations and mannosylations using anomeric benzoyloxy as a leaving group activated by sulfonium ion. ACS Omega. 2, 3698-3709 (2017).
  38. Aoki, S., et al. Synthesis of disaccharide nucleosides by the O-glycosylation of natural nucleosides with thioglycoside donors. Chemistry - An Asian Journal. 10, 740-751 (2015).
  39. Duggan, P. J., Tyndall, E. M. Boron acids as protective agents and catalysts in synthesis. Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1. , 1325-1339 (2002).
  40. Method for preparation of 2'-O-alkylribonucleosides by regioselective alkylation of 2',3'-O-(arylboronylidene) ribonucleosides. JPN. Patent. Yamada, K., Hayakawa, H., Wada, T. 5, JP 2009/256335A (2009).
  41. Lee, D., Taylor, M. S. Borinic acid-catalyzed regioselective acylation of carbohydrate derivatives. Journal of the American Chemical Society. 133, 3724-3727 (2011).
  42. Gouliaras, C., Lee, D., Chan, L., Taylor, M. S. Regioselective activation of glycosyl acceptors by a diarylborinic acid-derived catalyst. Journal of the American Chemical Society. 133, 13926-13929 (2011).
  43. Satoh, H., Manabe, S. Design of chemical glycosyl donors: Does changing ring conformation influence selectivity/reactivity. Chemical Society Reviews. 42, 4297-4309 (2013).
  44. Liu, X., et al. 1,2-trans-1-Dihydroxyboryl benzyl S-glycoside as glycosyl donor. Carbohydrate Research. 398, 45-49 (2014).
  45. Kaji, E., et al. Thermodynamically controlled regioselective glycosylation of fully unprotected sugars through bis(boronate) intermediates. European Journal of Organic Chemistry. , 3536-3539 (2014).
  46. Nakagawa, A., Tanaka, M., Hanamura, S., Takahashi, D., Toshima, K. Regioselective and 1,2-cis-α-stereoselective glycosylation utilizing glycosyl-acceptor-derived boronic ester catalyst. Angewandte Chemie International Edition. 127, 11085-11089 (2015).
  47. Tanaka, M., Nashida, J., Takahashi, D., Toshima, K. Glycosyl-acceptor-derived borinic ester-promoted direct and β-stereoselective mannosylation with a 1,2-anhydromannose donor. Organic Letters. 18, 2288-2291 (2016).
  48. Nishi, N., Nashida, J., Kaji, E., Takahashi, D., Toshima, K. Regio- and stereoselective β-mannosylation using a boronic acid catalyst and its application in the synthesis of a tetrasaccharide repeating unit of lipopolysaccharide derived from E. Coli O75. Chemical Communications. 53, 3018-3021 (2017).
  49. Mancini, R. S., Leea, J. B., Taylor, M. S. Boronic esters as protective groups in carbohydrate chemistry: Processes for acylation, silylation and alkylation of glycoside-derived boronates. Organic & Biomolecular Chemistry. 15, 132-143 (2017).
  50. Mancini, R. S., Lee, J. B., Taylor, M. S. Sequential functionalizations of carbohydrates enabled by boronic esters as switchable protective/activating groups. The Journal of Organic Chemistry. 82, 8777-8791 (2017).
  51. Someya, H., Itoh, T., Aoki, S. Synthesis of disaccharide nucleosides utilizing the temporary protection of the 2',3'-cis-diol of ribonucleosides by a boronic ester. Molecules. 22, 1650 (2017).
  52. Lemanski, G., Ziegler, T. Synthesis of 4-O-ᴅ-mannopyranosyl-α-ᴅ-glucopyranosides by intramolecular glycosylation of 6-O-tethered mannosyl donors. Tetrahedron. 56, 563-579 (2000).
  53. Liu, G., Zhang, X., Xing, G. A general method for N-glycosylation of nucleobases promoted by (p-Tol)2SO/Tf2O with thioglycoside as donor. Chemical Communications. 51, 12803-12806 (2015).
  54. Zhu, X. -F., Williams, H. J., Scott, A. I. An improved transient method for the synthesis of N-benzoylated nucleosides. Synthetic Communications. 33, 1233-1243 (2003).
  55. Eisenführ, A., et al. A ribozyme with michaelase activity: Synthesis of the substrate precursors. Bioorganic & Medicinal Chemistry. 11, 235-249 (2003).
  56. Samuels, E. R., McNary, J., Aguilar, M., Awad, A. M. Effective synthesis of 3'-deoxy-3'-azido nucleosides for antiviral and antisense ribonucleic guanidine (RNG) applications. Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids. 32, 109-123 (2013).
  57. France, R. R., Rees, N. V., Wadhawan, J. D., Fairbanks, A. J., Compton, R. G. Selective activation of glycosyl donors utilising electrochemical techniques: a study of the thermodynamic oxidation potentials of a range of chalcoglycosides. Organic & Biomolecular Chemistry. 2, 2188-2194 (2004).
  58. Wunderlich, C. H., et al. Synthesis of (6-13C)pyrimidine nucleotides as spin-labels for RNA dynamics. Journal of the American Chemical Society. 134, 7558-7569 (2012).
  59. Abraham, R. C., et al. Conjugates of COL-1 monoclonal antibody and β-ᴅ-galactosidase can specifically kill tumor cells by generation of 5-fluorouridine from the prodrug β-ᴅ-galactosyl-5-fluorouridine. Cellular Biophysics. 24, 127-133 (1994).
  60. Huang, X., Huang, L., Wang, H., Ye, X. -S. Iterative one-pot synthesis of oligosaccharides. Angewandte Chemie International Edition. 43, 5221-5224 (2004).
  61. Verma, V. P., Wang, C. -C. Highly stereoselective glycosyl-chloride-mediated synthesis of 2-deoxyglucosides. Chemistry - A European Journal. 19, 846-851 (2013).
  62. Martínez-Aguirre, M. A., Villamil-Ramos, R., Guerrero-Alvarez, J. A., Yatsimirsky, A. K. Substituent effects and pH profiles for stability constants of arylboronic acid diol esters. The Journal of Organic Chemistry. 78, 4674-4684 (2013).
  63. Wulff, G., Röhle, G. Results and problems of O-glycoside synthesis. Angewandte Chemie International Edition. 13, 157-170 (1974).
  64. Demchenko, A., Stauch, T., Boons, G. -J. Solvent and other effects on the stereoselectivity of thioglycoside glycosidations. Synlett. , 818-820 (1997).
  65. Welch, C. J., Bazin, H., Heikkilä, J., Chattopadhyaya, J. Synthesis of C-5 and N-3 arenesulfenyl uridines. Preparation and properties of a new class of uracil protecting group. Acta Chemica Scandinavica. 39, 203-212 (1985).
  66. Tam, P. -H., Lowary, T. L. Synthesis of deoxy and methoxy analogs of octyl α-ᴅ-mannopyranosyl-(1→6)-α-ᴅ-mannopyranoside as probes for mycobacterial lipoarabinomannan biosynthesis. Carbohydrate Research. 342, 1741-1772 (2007).
  67. Yalpani, M., Boeseb, R. The structure of amine adducts of triorganylboroxines. Chemische Berichte. 116, 3347-3358 (1983).
  68. McKinley, N. F., O'Shea, D. F. Efficient synthesis of aryl vinyl ethers exploiting 2,4,6-trivinylcyclotriboroxane as a vinylboronic acid equivalent. The Journal of Organic Chemistry. 69, 5087-5092 (2004).
  69. Iovine, P. M., Fletcher, M. N., Lin, S. Condensation of arylboroxine structures on Lewis basic copolymers as a noncovalent strategy toward polymer functionalization. Macromolecules. 39, 6324-6326 (2006).
  70. Chen, T. -B., Huzak, M., Macura, S., Vuk-Pavlović, S. Somatostatin analogue octreotide modulates metabolism and effects of 5-fluorouracil and 5-fluorouridine in human colon cancer spheroids. Cancer Letters. 86, 41-51 (1994).
  71. Agudo, R., et al. Molecular characterization of a dual inhibitory and mutagenic activity of 5-fluorouridine triphosphate on viral RNA synthesis. Implications for lethal mutagenesis. Journal of Molecular Biology. 382, 652-666 (2008).
  72. Kirienko, D. R., Revtovich, A. V., Kirienko, N. V. A high-content, phenotypic screen identifies fluorouridine as an inhibitor of pyoverdine biosynthesis and Pseudomonas aeruginosa virulence. mSphere. 1, 00217 (2016).
  73. Wu, Q., Xia, A., Lin, X. Synthesis of monosaccharide derivatives and polymeric prodrugs of 5-fluorouridine via two-step enzymatic or chemo-enzymatic highly regioselective strategy. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 54, 76-82 (2008).
  74. Brusa, P., et al. In vitro and in vivo antitumor activity of immunoconjugates prepared by linking 5-fluorouridine to antiadenocarcinoma monoclonal antibody. Il Farmaco. 52, 71-81 (1997).
  75. Ozaki, S., et al. 5-Fluorouracil derivatives XX.: Synthesis and antitumor activity of 5'-O.-unsaturated acyl-5-fluorouridines. Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 38, 3164-3166 (1990).
  76. Martino, M. M., Jolimaitre, P., Martino, R. The prodrugs of 5-fluorouracil. Current Medicinal Chemistry. Anti-Cancer Agents. 2, 267-310 (2002).

Tags

Kjemi problemet 137 smakløst nucleosides O- glykosylering ribonucleosides midlertidig beskyttelse thioglycosides syklisk boronic ester
Regioselective <em>O</em>- glykosylering av Nucleosides <em>via</em> den midlertidige 2', 3-Diol beskyttelse av en Boronic Ester for syntese av smakløst Nucleosides
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Someya, H., Itoh, T., Kato, M.,… More

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter