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- glikozilasyon nükleozitler üzerinden geçici 2', 3'-Diol koruması tarafından Boronic Ester Disaccharide nükleozitler sentezi için

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

Burada, bir geçici koruma ribonucleosides ile regioselective O- glikozilasyon tarafından iletişim kuralları disaccharide nükleozitler sentezi için mevcut onların 2', döngüsel bir boronic ester kullanan 3'-diol moieties. Bu yöntem Adenozin, guanozin sitidin Üridin 5-methyluridine ve ilgili disaccharide nükleozitler vermek 5-fluorouridine gibi birkaç korumasız nükleozitler uygulanır.

Abstract

Moieties disaccharide ve nükleobazından oluşur, disaccharide nükleozitler doğal ürünler çok yönlü bioactivities sahip değerli bir grup olarak bilinmektedir. Kimyasal O- glikozilasyon disaccharide nükleozitler sentezlemek için yaygın olarak yararlı bir strateji olsa da, glikosil bağış ve alıcısı gibi yüzeylerde hazırlanması sıkıcı koruma grubu manipülasyonlar ve bir saflaştırma gerektirir Sentetik her adım. Bu arada, birkaç araştırma grubu bu boronic bildirdin ve borinic esterleri bir koruma veya aktive regio - ve/veya stereoselective asilasyonu, alkillenme, silylation ve glikozilasyon ulaşmak için karbonhidrat türevleri grup olarak hizmet vermektedir. Bu makalede, biz regioselective O- glikozilasyon, korumasız ribonucleosides boronic asit kullanan yordamı göstermek. Esterleşme, 2' 3'-diol ribonucleosides boronic asit ile geçici koruma diol ve aşağıdaki O- glikozilasyon glikosil donör huzurunda p- toluenesulfenyl klorür ve gümüş triflate, izni yapar regioselective tepki disaccharide nükleozitler göze 5'-hidroksil grubunun. Bu yöntem guanozin, adenozin sitidin Üridin 5-metyluridine ve 5-fluorouridine gibi çeşitli nükleozitler için uygulanabilir. Bu makale ve beraberindeki video korumasız nükleozit, O- Glikozilasyon için yararlı (görsel) bilgi ve kendi analogları disaccharide nükleozitler, hem de biyolojik olarak ilgili çeşitli sentezi için temsil eder türevleri.

Introduction

Conjugates bir nükleozit ve karbonhidrat yan vardır disaccharide nükleozitler bağlı yolu ile bir O-glycosidic bağ, doğal olarak meydana gelen karbonhidrat türevleri1,2 değerli bir sınıf teşkil ,3,4,5,6,7. Örneğin, tRNA (transfer ribonükleik asit) ve poly(ADP-ribose) biyolojik oluştururlar içinde dahil edilmiştir (ADP adenozin nükleotittir =), yanı sıra bazı antibakteriyel ajanları ve diğer biyolojik olarak aktif maddeler (Örneğin, adenophostins, amicetins, ezomycin)5,6,8,9,10,11,12,13, 14,15,16,17,18,19. Bu nedenle, disaccharide nükleozitler ve onların türevleri ilaç bulma araştırma için kurşun bileşikleri olması bekleniyor. Metodolojisi disaccharide nükleozitler sentezi için üç kategoride sınıflandırılır; enzimatik O- glikozilasyon20,21, kimyasal N- glikozilasyon5,9,16,22,23, 24ve kimyasal O- glikozilasyon7,9,14,16,18,19,24, 25,26,27,28,29,30,31,32,33, 34,35,36,37. Özellikle, kimyasal O- glikozilasyon stereoselective sentezi ve disaccharide nükleozitler büyük ölçekli sentezi için verimli bir yöntem olacaktır. Önceki araştırma O- glikozilasyon 2'-deoxyribonucleoside 2 thioglycosyl donör 1 p- toluenesulfenyl klorür ve gümüş triflate, bileşimini kullanarak, affords göstermiştir istenen disaccharide nükleozit 3 (resim 1A; AR aril ve PG = koruma grubu =)38.

Bu sonuçlar O- glikozilasyon ribonucleosides p- toluenesulfenyl klorür/gümüş triflate organizatörü sistemi uygulayarak, geliştirmeye karar verdi. Ise O- glikozilasyon kısmen korunmuş ribonucleosides, çeşitli örnekler gösterdi7,9,14,16,18,olabilirdi19 ,24,32,33,34,35,36,37, korumasız veya geçici olarak korunan kullanımı ribonucleosides O- Glikozilasyon için glikosil alıcısı olarak negligibly bildirilmiştir. Bu nedenle, regioselective O- glikozilasyon, korumasız veya geçici olarak korunan ribonucleosides gelişimi ribonucleosides grubu işlemler koruma olmadan daha faydalı bir sentetik yöntemi sağlar. Regioselective O- glikozilasyon ribonucleosides, elde etmek için biz üzerinde bor bileşikleri, çünkü odaklı regio - ve/veya stereoselective asilasyonu, alkillenme, silylation ve karbonhidrat glikozilasyon çeşitli örnekler türevleri destekli tarafından boronic veya borinic asit-si olmak be39,40,41,42,43,44,45 bildirdi ,46,47,48,49,50. Bu makalede, biz regioselective O- glikozilasyon ribonucleosides yolu ile boronic ester ara 5'-hidroksil grubu, kullanan disaccharide nükleozitler sentezi için yordamı göstermek. Burada sunulan stratejisinde boronic ester ara 6 ribonucleoside 4 , regioselective O- glikozilasyon sağlayan boronic asit ile 5, esterleşme tarafından tanınan disaccharide nükleozit 8 (Şekil 1B)51vermek 5'-hidroksil grubuyla thioglycosyl donör 7 . Ayrıca boronic ester oluşumu gözlemlemek için nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi tarafından ribonucleoside ve boronic asit etkileşimi okudu. Boronic ester ve glikozilasyon tepki yapmak esterleşme boronic ester ve glikosil donör hidroliz önlemek için susuz koşulları gerektirir. Bu makalede, araştırmacılar ve öğrenciler Kimya hem de diğer araştırma alanlarında başarılı glikozilasyon reaksiyonlar için susuz koşulları elde etmek için tipik yordamlar gösterir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Not: Bir önceki kağıt51de tüm deneysel veriler [NMR, kızılötesi spectroscopies (IR), kitle spectroscopies (MS), optik rotasyonlar ve elemental analizler veri] sentezlenen bileşiklerin bildirildi.

1. O- glikozilasyon reaksiyonlar için yordamı

  1. Bileşik α/β-12 (Tablo 1'deki giriş 12) sentezi
    Not: Tablo 1 1-13 girişlerinde benzer bir yordam kullanılarak yapılmıştır.
    1. 2', 3'-diol ribonucleoside40 geçici koruma
      1. Bir 10 mL armut biçimli şişesi (1 cep şişesi) dağıtılması mannosyl donör α -9 (28,4 mg, 0.0486 mmol)52, uridine 10 (7,9 mg, 0.0324 mmol) ve 4-(trifluoromethyl) phenylboronic asit 11 c (9,3 mg, 0.0490 mmol) içinde susuz pyridine (0,40 mL).
        Not: 1.1.3.1 adımda tepki karışım kabı 2 (bir 10 mL iki boyunlu yuvarlak alt şişe ile ona bağlı bir septum) transfer edileceği, armut biçimli bir 10 mL şişe kullanımı önerilir moleküler içeren toz Sita.
      2. (1.1.1.1. adımda elde.) tepki karışımı susuz pyridine (0.40 mL, 3 x) ve susuz 1,4-dioxane (0.40 mL, 3 x), oda sıcaklığında yaklaşık 40 ° C ile birlikte herhangi bir su kaldırmak için buharlaşır.
      3. (1.1.1.2. adımda elde.) Kalıntı susuz 1,4-dioxane (0,32 mL) içinde dağıtılması ve boronic ester (geçici koruma) oluşturmak 1 h için onun reflü sıcaklığında tepki karışımı ilave edin.
      4. Bir vakum pompası tarafından takip bir rotary evaporatör kullanarak solvent kaldırın.
    2. Moleküler elekler aktivasyonu
      1. Bir 10 mL iki boyunlu yuvarlak alt şişeye (şişeye 2) bağlı bir septum ile 4 ekleyin Å moleküler elekler toz (64 mg).
        Not: Uygun moleküler elekler (Å Asetonitril için) için 3 ve 4 Å 1,4-dioxane, diklorometan ve propionitrile Glikozilasyon için kullanılan çözücü göre seçilmelidir.
      2. Moleküler elekler atmosferik basınç altında bir mikrodalga ısı ve onları bir vakum pompası (3 x) tarafından tahliye düşük basınç altında serin ve daha sonra düşük basınç altında ısı silahla hava argon gazı ile birkaç kez değiştirirken kuru onları.
    3. Glikozilasyon
      1. Adım 1.1.1.4 kalıntısı geçiyoruz. şişeye propionitrile (0,64 mL) 1 veya diğer maddeleri ve bu çözüm şişeye 2 transfer.
        Not: Asetonitril, 1,4-dioxane, diklorometan ve propionitrile kullanılan yazılar 1-7 ve 9, giriş 10, giriş 11 ve girişleri 8, 12 ve 13, anılan sıraya göre.
      2. Şişeye 2 0,5 h-40 ° C'ye soğutma tarafından takip için oda sıcaklığında tepki karışımı ilave edin
        Not: Sıcaklık (diklorometan ve propionitrile için-40 ° C), oda sıcaklığında için 1,4-dioxane ve -20 ° C için Asetonitril Glikozilasyon için kullanılan çözücü göre değiştirildi.
      3. Gümüş triflate (49,9 mg, 0.194 mmol) ve p -toluenesulfenyl klorür (12,8 µL, 0.0968 mmol) 1.1.3.2. adımda kullanılan aynı sıcaklıkta tepki karışıma ekleyin.
      4. 1,5 saat için aynı sıcaklıkta tepki karışımı ilave edin.
      5. Reaksiyon hekzan/etil asetat ile ince katmanlı Kromatografi (TLC) tarafından kontrol [3/glikosil bağış kontrol etmek için 1 (v/v)] [saklama faktörü (Rf) (donör α -9) 0.63 =] ve kloroform/metanol ile [10/1 (v/v))] glikosil kontrol etmek alıcısı ve ürünleri [Rf (alıcısı 10) 0.03, Rf (istenen ürün) = 0,50 =].
      6. Reaksiyon karışımı ile doymuş sulu sodyum bikarbonat (1.0 mL) gidermek, kloroform (2.0 mL) ile sulandırmak, CELITEile çözünmez malzemeyi kaldır ve dikkatle CELITE kloroform (20 mL) ile yıkayın.
      7. Filtrate (organik katman) doymuş sulu sodyum bikarbonat (20 mL, 3 x) ve 100 mL HCI'yi huni kullanarak tuzlu su (20 mL) ile yıkayın.
      8. Sodyum sülfat ile elde edilen organik katman kuru, çözünmez malzemeleri filtre ve rotary evaporatör kullanarak filtrate konsantre ol.
      9. Kabaca sütun Kromatografi tarafından kalan kalıntıları arındırmak [silika jel, kloroform/metanol = 1/0 - 50/1 (v/v)] ham 5' göze-O-(6"-O- asetil-2", 3", 4"- tri-Ey- Benzil-α/β-ᴅ-mannopyranosyl) Üridin içeren bir yan (15,2 mg, renksiz şurubu) küçük miktarı.
    4. Asetilasyon
      1. 5 mL şişede susuz pyridine (0.20 mL) 1.1.3.9 adımda hazırlanan elde edilen ham bileşik geçiyoruz.
      2. N,NEkle-dimetil-4-aminopyridine (katalitik tutar) ve asetik anhidrit (20.4 µL, 0.0216 mmol: 10 eşdeğerleri üzerinde ham bileşik dayalı) 0 ° C'de çözüm için
      3. 0,5 h bir oda sıcaklığına ısınmaya tarafından takip için aynı sıcaklıkta tepki karışımı ilave edin.
      4. Gecede karıştırma sonra TLC ile tepki kloroform/metanol ile kontrol [30/1 (v/v)] [Rf (α/β-12) 0.45 =].
      5. Kloroform (20 mL) ile reaksiyon karışımı sulandırmak.
      6. Organik katman 1 M hidroklorik asit (20 mL, 3 x), doymuş sulu sodyum bikarbonat (20 mL, 3 x) ve 100 mL HCI'yi huni kullanarak tuzlu su (20 mL) ile yıkayın.
      7. Sodyum sülfat ile elde edilen organik katman kuru, çözünmez malzemeleri filtre ve rotary evaporatör kullanarak filtrate konsantre ol.
      8. Sütun Kromatografi tarafından kalan kalıntıları arındırmak [silika jel, kloroform/metanol = 1/0 - 90/1 (v/v)] α/β vermek-12 (15,8 mg, %61, α/β = 1.6/1, renksiz amorf katı).
  2. Bileşikler β-22 β-30 (Tablo 2) ve β-33 (Tablo 3) sentezi
    Not: Bir sentez β-22-β-30ve β-33benzer bir yordam kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
    1. Bileşik β-22 (Tablo 2'deki giriş 1) sentezi
      1. 2', 3'-diol ribonucleoside, geçici koruma
        1. Bir 10 mL armut biçimli şişesi (3 cep şişesi) dağıtılması adenozin 13 (20.4 mg, 0.0763 mmol), galactosyl donör β -21 (80,4 mg, 0,114 mmol)53ve 4-(trifluoromethyl) phenylboronic asit 11 c (21,7 mg, 0,114 mmol) içinde susuz pyridine (0,76 mL).
          Not: tepki karışımı şişesi 4 (bir 10 mL iki boyunlu yuvarlak alt şişe ile ona bağlı bir septum) transfer edileceği Çünkü armut biçimli bir 10 mL şişe kullanılması tavsiye edilir moleküler içeren Sita toz adımda 1.2.1.3.1.
        2. (1.2.1.1.1 adımda elde.) tepki karışımı susuz pyridine (0,76 mL, 3 x) ve susuz 1,4-dioxane (0,76 mL, 3 x), oda sıcaklığında yaklaşık 40 ° C ile birlikte herhangi bir su kaldırmak için buharlaşır.
        3. (1.2.1.1.2 adımda elde.) Kalıntı susuz 1,4-dioxane (0,76 mL) içinde dağıtılması ve boronic ester (geçici koruma) oluşturmak 1 h için onun reflü sıcaklığında tepki karışımı ilave edin.
        4. Bir vakum pompası tarafından takip bir rotary evaporatör kullanarak solvent kaldırın.
      2. Moleküler elekler aktivasyonu
        1. Bir 10 mL iki boyunlu yuvarlak alt şişeye (şişesi 4) bağlı bir septum ile 4 ekleyin Å moleküler elekler toz (150 mg).
        2. Moleküler elekler atmosferik basınç altında bir mikrodalga ısı ve onları bir vakum pompası (3 x) tarafından tahliye düşük basınç altında serin ve daha sonra düşük basınç altında ısı silahla hava argon gazı ile birkaç kez değiştirirken kuru onları.
      3. Glikozilasyon
        1. Adım 1.2.1.1.4 kalıntısı geçiyoruz. şişeye propionitrile (1,50 mL) 3 içinde ve bu çözüm şişesi 4 transfer.
        2. 0,5 h,-40 ° C'ye soğutma tarafından takip için oda sıcaklığında tepki karışımı ilave edin
        3. Aynı sıcaklıkta tepki karışıma gümüş triflate (117,6 mg, 0,458 mmol) ve p- toluenesulfenyl klorür (30.3 µL, 0,229 mmol) 1.2.1.3.2 adımda belirtildiği gibi ekleyin.
        4. 1,5 saat için aynı sıcaklıkta tepki karışımı heyecan.
        5. TLC ile tepki hekzan/etil asetat ile kontrol [2/glikosil bağış kontrol etmek için 1 (v/v)] [Rf (donör β -21) 0.62 =] ve kloroform/metanol ile [10/kontrol glikosil alıcısı ve ürün [Rf (alıcısı 13-1 (v/v)] ) 0,05, Rf (istenen ürün) = 0,30 =].
        6. Reaksiyon karışımı ile doymuş sulu sodyum bikarbonat (2.0 mL) gidermek, kloroform (3,0 mL) ile sulandırmak, CELITEaracılığıyla çözünmez malzemeyi kaldır ve dikkatle kloroform (30 mL) ile CELITE yıkayın.
        7. Filtrate (organik katman) doymuş sulu sodyum bikarbonat (30 mL, 3 x) ve 100 mL HCI'yi huni kullanarak tuzlu su (30 mL) ile yıkayın.
        8. Sodyum sülfat ile elde edilen organik katman kuru, çözünmez malzemeleri filtre ve rotary evaporatör kullanarak filtrate konsantre ol.
        9. Sütun Kromatografi tarafından kalan kalıntıları arındırmak [silika jel, kloroform/metanol = 1/0 - 30/1 (v/v)] β -22 (27,4 mg, %42, renksiz katı) göze.
    2. Bileşik β-23 (Tablo 2'deki giriş 2) sentezi
      1. Kuralları kullanarak 14 (28,4 mg, 0.0765 mmol)54, β -21 (80,5 mg, 0.115 mmol), 11 c (21,8 mg, 0.115 mmol) tepki, p- toluenesulfenyl klorür (30.3 µL, 0,229 mmol), gümüş triflate (117.8 mg, 0,458 mmol), susuz 1,4-dioxane (0,76 mL), susuz propionitrile (1,50 mL) ve 4 Å moleküler elekler (150 mg). Sütun Kromatografi tarafından elde edilen kalıntı arındırmak [silika jel, kloroform/metanol = 1/0 - 50/1 (v/v)] β-23 (21,9 mg, %30, renksiz katı) vermek. TLC: Rf (β -23) 0,37 = [kloroform/metanol 10/1 (v/v) =].
    3. Bileşik β-24 (Tablo 2'deki giriş 3) sentezi
      1. Kuralları kullanarak 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 klorür (30.3 µL, 0,229 mmol), gümüş triflate (117,6 mg, 0,458 mmol), susuz 1,4-dioxane () tepki 0,76 mL), susuz propionitrile (1,50 mL) ve 4 Å moleküler elekler (150 mg). Sütun Kromatografi tarafından elde edilen kalıntı arındırmak [silika jel, kloroform/metanol = 1/0 - 8/1 (v/v)] β -24 (8.1 mg, %12, renksiz katı) vermek. TLC: Rf (β -24) 0,20 = [kloroform/metanol 10/1 (v/v) =].
    4. Bileşik β-25 (Tablo 2 giriş 4) sentezi
      1. Kuralları kullanarak 16 (27.0 mg, 0.0764 mmol)55, β -21 (80,5 mg, 0.115 mmol), 11 c (21,8 mg, 0.115 mmol) tepki, p- toluenesulfenyl klorür (30.3 µL, 0,229 mmol), gümüş triflate (117.8 mg, 0,458 mmol), susuz 1,4-dioxane (0,76 mL), susuz propionitrile (1,50 mL) ve 4 Å moleküler elekler (150 mg). Sütun Kromatografi tarafından elde edilen kalıntı arındırmak [silika jel, kloroform/metanol = 1/0 - 20/1 (v/v)] β -25 (31,4 mg, %44, renksiz katı) vermek. TLC: Rf (β -25) 0,27 = [kloroform/metanol 10/1 (v/v) =].
    5. Bileşik β-26 (Tablo 2'deki giriş 5) sentezi
      1. Kuralları kullanarak 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 klorür (30.3 µL, 0,229 mmol), gümüş triflate (117,6 mg, 0,458 mmol), susuz 1,4-dioxane () tepki 0,76 mL), susuz propionitrile (1,50 mL) ve 4 Å moleküler elekler (150 mg). Sütun Kromatografi tarafından elde edilen kalıntı arındırmak [silika jel, kloroform/metanol = 1/0 - 40/1 (v/v)] β -26 (26,1 mg, %42, renksiz katı) vermek. TLC: Rf (β -26) 0.45 = [kloroform/metanol 10/1 (v/v) =].
    6. Bileşik β-27 (Tablo 2'deki giriş 6) sentezi
      1. Kuralları kullanarak 17 (19,7 mg, 0.0763 mmol), β -21 (80,5 mg, 0.115 mmol), 11 c (21,8 mg, 0.115 mmol), p- toluenesulfenyl klorür (30.3 µL, 0,229 mmol), gümüş triflate (117,6 mg, 0,458 mmol), susuz 1,4-dioxane () tepki 0,76 mL), susuz propionitrile (1,50 mL) ve 4 Å moleküler elekler (150 mg). Sütun Kromatografi tarafından elde edilen kalıntı arındırmak [silika jel, kloroform/metanol = 1/0 - 40/1 (v/v)] β -27 (33,8 mg, %53, renksiz katı) vermek. TLC: Rf (β -27) 0,50 = [kloroform/metanol 10/1 (v/v) =].
    7. Bileşik β-28 (Tablo 2'deki giriş 7) sentezi
      1. Kuralları kullanarak 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 klorür (30.3 µL, 0,229 mmol), gümüş triflate (117,6 mg, 0,458 mmol), susuz 1,4-dioxane () tepki 0,76 mL), susuz propionitrile (1,50 mL) ve 4 Å moleküler elekler (150 mg). Sütun Kromatografi tarafından elde edilen kalıntı arındırmak [silika jel, kloroform sonra etil asetat/kloroform 1/1 (v/v) =] β-28 (38.8 mg, %61, renksiz katı) vermek. TLC: Rf (β -28) 0,33 = [kloroform/metanol 10/1 (v/v) =].
    8. Bileşik β-29 (Tablo 2'deki giriş 8) sentezi
      1. Kuralları kullanarak 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 klorür (30.3 µL, 0,229 mmol), gümüş triflate (117,6 mg, 0,458 mmol), susuz 1,4-dioxane () tepki 0,76 mL), susuz propionitrile (1,50 mL) ve 4 Å moleküler elekler (150 mg). Sütun Kromatografi tarafından elde edilen kalıntı arındırmak [silika jel, kloroform/metanol = 1/0 - 10/1 (v/v)] β -29 (34.1 mg, %55, renksiz katı) vermek. TLC: Rf (β -29) 0.25 = [kloroform/metanol 10/1 (v/v) =].
    9. Bileşik β-30 (Tablo 2 giriş 9) sentezi
      1. Kuralları kullanarak 20 (26,6 mg, 0.0766 mmol)56, β -21 (80.6 mg, 0.115 mmol), 11 c (21,8 mg, 0.115 mmol) tepki, p- toluenesulfenyl klorür (30.3 µL, 0,229 mmol), gümüş triflate (117.8 mg, 0,458 mmol), susuz 1,4-dioxane (0,76 mL), susuz propionitrile (1,50 mL) ve 4 Å moleküler elekler (150 mg). Sütun Kromatografi tarafından elde edilen kalıntı arındırmak [silika jel, kloroform/metanol = 1/0 - 50/1 (v/v)] β -30 (28.0 mg, %40, renksiz katı) vermek. TLC: Rf (β -30) 0.48 = [kloroform/metanol 10/1 (v/v) =].
    10. Bileşik β-33 (giriş 1 Tablo 3'de) sentezi
      1. Kuralları kullanarak 18 (20,0 mg, 0.0762 mmol), β -31 (80,4 mg, 0,114 mmol)57, 11 c (21,7 mg, 0,114 mmol) tepki, p- toluenesulfenyl klorür (30.3 µL, 0,229 mmol), gümüş triflate (117,6 mg, 0,458 mmol), susuz 1,4-dioxane (0,76 mL), susuz propionitrile (1,50 mL) ve 4 Å moleküler elekler (150 mg). Sütun Kromatografi tarafından elde edilen kalıntı arındırmak [silika jel, kloroform/metanol = 1/0 - 30/1 (v/v)] β -33 (34,5 mg, %54, renksiz katı) vermek. TLC: Rf (β -33) 0,33 = [kloroform/metanol 10/1 (v/v) =].

2. deprotection β-28 (Şekil 2)

  1. 5 mL şişede β -28 (25,2 mg, 0.0300 mmol) ve metanol (2.0 mL)5810 M methylamine ekleyin.
  2. 0 ° c 2 h oda sıcaklığına ısınmaya tarafından takip için tepki karışımı ilave edin.
  3. 13 h için karışımı karıştırma sonra TLC ile tepki kloroform/metanol ile kontrol [10/1 (v/v)] [Rf (β -35) 0,20 =].
  4. Rotary evaporatör kullanarak tepki karışımı konsantre.
  5. Su (15 mL) elde edilen kalıntı dağıtılması ve diklorometan (15 mL, 3 x) katmanı sulu yıkama 50 mL HCI'yi huni kullanarak.
  6. Rotary evaporatör kullanarak sulu katman konsantre.
  7. Partiye Hazırlık yüksek performanslı sıvı kromatografi tarafından (HPLC) kalan kalıntıları arındırmak [sütun: (octadecylsilane) sütun ODS (20Φ x 250 mm), eluent: su (%0,1 [v/v] trifluoroacetic asit içerir), akış hızı: 8.0 mL/dk, algılama: 266 nm, Sıcaklık: 25 ° C, saklama süresi: 20 dk] β -35 (7,9 mg, %62, renksiz amorf katı)59vermek.

3. NMR çalışmaları çevrimsel Boronic Ester (Şekil 3 ve 4)

  1. Hazırlık ve 36 ölçümü
    1. 10 mL şişeye, armut biçimli Üridin 10 (34,3 mg, 0,140 mmol) ve 4-(trifluoromethyl) çözmek phenylboronic asit 11 c (40.0 mg, 0.211 mmol) içinde susuz pyridine (1.00 mL).
    2. Reaksiyon karışımı susuz pyridine (1.00 mL, 3 x) ve susuz 1,4-dioxane (1.00 mL, 3 x), oda sıcaklığında yaklaşık 40 ° C ile birlikte herhangi bir su kaldırmak için buharlaşır.
    3. Kalıntı susuz 1,4-dioxane (1,40 mL) içinde dağıtılması ve boronic ester (geçici koruma) oluşturmak 1 h için onun reflü sıcaklığında tepki karışımı ilave edin.
    4. 5 mL flakon tepki karışıma (0,14 mL) dağıtmak.
    5. Çözücü bir vakum pompası tarafından takip bir rotary evaporatör kullanarak 5 mL flakon kaldırın.
    6. Asetonitril -d3 (0,64 mL) elde edilen kalıntı 36 geçiyoruz.
    7. 1H, 11B ve 19F NMR spectroscopies bir kuvars NMR tüp 25 ° C'de kullanarak ölçmek
  2. Hazırlık ve 38 ölçümü
    1. 11 c (40.0 mg, 0.211 mmol) tepki karışımı 38 hazırlamak adım 3.1 benzer işlem kullanmakta.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

O- glikozilasyon Üridin 10 thiomannoside α -9 ile sonuçları Tablo 160,61' özetlenir. 1. giriş, O- glikozilasyon 10 α -9 yokluğunda boronic asit türevleri, karmaşık bir karışımı oluşumunda sonuçlandı. Giriş 2'de, 10 phenylboronic asit 11a karışık ve pyridine ve 1,4-dioxane ile birlikte buharlaşmış ve, sonra 1,4-dioxane 2', 3' geçici koruma oluşturmak için onun reflü sıcaklığında karıştırılır-CIS- diol takiben bir Glikozilasyon yapmak için α -9 eklenmesi.

3-13, girişlerinde O- glycosylations Protokolü (adım 1.1) burada açıklanan göre yapılmıştır. Arylboronic asit ornatıklarla yer etkisi girişleri 4 - 9 araştırılmıştır. Elektron-eksik arylboronic asitler sonuçlandı gibi 4-(trifluoromethyl) phenylboronic asit 11 c ve 2,4-difluorophenylboronic asit 11 d α/β daha yüksek kimyasal verimi-12 ' den, 4-methoxyphenylboronic asit 11b , elektron-eksik arylboronic asit62hazırlanan boronic ester ara daha yüksek kararlılığını muhtemelen nedeniyle. Ancak, kullanmak 4-nitrophenylboronic aynı zamanda bir elektron çekilmesi grubu olan asit 11e, α/β düşük bir kimyasal verim içinde sonuçlandı-12 boronic ester Asetonitril içinde ara düşük çözünürlük yüzünden. Giriş 8, 4-hexylphenylboronic kullanarak O- glikozilasyon (boronic ester orta çözünürlük artırmak için) propionitrile asit 11f kimyasal verim geliştirmek mi değil. Giriş 9'da yerine α/β bir alt kimyasal verim içinde sonuçlandı arylboronic asit, alkylboronic asit (cyclopentylboronic asit 11 g) kullanılan-12 ' den o arylboronic asit.

Çözücü etkisi kimyasal verim ve glikozilasyon ürün stereoselectivity için 10-12 girişlerinde incelenmiştir. Giriş 10, 1,4-dioxane kullanımı daha fazla bir α-stereoselective O- glikozilasyon Asetonitril kullanımı daha izin bir çözücü olarak63,64, α/β verim süre mi-12 yetersiz. Giriş 11'de O- glikozilasyon diklorometan içinde α/β ihmal edilebilir bir miktar verdi-12 orta düşük çözünürlük nedeniyle. Giriş 12'propionitrile solvent kullanarak sonuçlandı α/β daha yüksek bir kimyasal verim-ne zaman diğer çözücüler (girişler 5, 10 ve 11) ile hemen hemen aynı stereoselectivity kullanarak Asetonitril (giriş 5) kullanımı ile karşılaştırıldığında daha12 . Giriş 13'te p- toluenesulfenyl klorür ve gümüş triflate karşılıkları 1.8 ve 3,6 10karşı için sırasıyla parçalara ayrılıp stoklandı ( p- toluenesulfenyl klorür ve gümüş triflate 3.0 ve 6.0 karşılıkları girişleri 1-12, vardı 10karşı sırasıyla kullanılır) α/β göze-12 benzer sonuç.

Tablo 2' de, O- glycosylations 10 ve 13 - 20 thiogalactoside β -21 ile yürütülen Tablo 1 ' de (giriş 12) (Bu yazıda, kurulan en iyi duruma getirilmiş tepki koşullar altında adenin, guanin, sitozin, urasil, timin ve 5-fluorouracil kısaltılmış Ade, guatr, Cyt, Ura, Thy ve 5-FUra, sırasıyla, değil olarak A, G, C, U, T ve 5-FU, yanlış anlama [Örneğin, C-nükleozit önlemek için onların genel abbriviations olan genellikle C (karbon) anlamına gelir-glycosidic tahvil]). Adenozin söz konusu olduğunda, ilgili disaccharide nükleozit Ndaha yüksek bir verim korumasız 13 tanınan - korumalı 14 olabilir, muhtemelen 14 ve/veya β depurination nedeniyle -23 benzer bizim önceki rapor (girişler 1 ve 2)38. O- glikozilasyon N- korumalı guanozin sağlanan 16 β -25 hazırlanan orta yüksek çözünürlük nedeniyle korumasız 15 glikozilasyon ile karşılaştırıldığında daha iyi bir verim 16 yaşından bu 15 (girişler 3 ve 4). Girişler 5-7, O- glycosylations Üridin 10 ve 5-metyluridine 17 ve 5-fluorouridine 18 gibi analogları incelenmiş. 10 kullanımı β -26 (% 42 verim) içinde bir p- tolylthio grubu (giriş 5)65ile urasil yan 5 konumunu yerine bir yan ürün vermek için bir yan reaksiyon ile tanınan. Öte yandan, 17 ve 18urasil yan 5 konumunu bir metil veya fluoro grubu olduğu, buna karşılık gelen disaccharide verdi nükleozitler β -27 ve β -28 orta verimleri, sırasıyla (girişleri 6 ve 7). Ayrıca, büyük ölçekli bir tepki 250 mg 18 (0.95 mmol) ve β -21 (1.43 mmol) 1,01 g kullanarak β -28 (% 61 giriş 7 Tablo 2, küçük ölçekli bir tepki olarak hemen hemen aynı verimi % 58 verim (461.0 mg), tanınan ). Sitidin söz konusu olduğunda, O- glikozilasyon korumasız 19 β -29 verdi N- korumalı 20 β içinde kaynaklanan - kullanımı daha biraz daha iyi bir verim30 yaptı.

Glucosyl donör β -31, galactosyl donör β -21ve mannosyl donör α -32, gibi birkaç glikosil bağış 5-fluorouridine 18 (Tablo 3)66 O- glikozilasyon içinde kullanılmıştır. Giriş 2 sonucu giriş 7 Tablo 2'in bu el yazması aynıdır. Bu sonuçlar, galactosyl donör β -21 kullanımı ilgili ürün β -28 β -31 ve α -32kullanımı ile karşılaştırıldığında yüksek bir verim tanınan. Giriş 3'te, α - kullanarak tepki32 α -34 belki de benzer bir molekül ağırlıklı olarak bu 34 sahiptir tanımlanamayan bir yan ürünü ile karışımı verdi (Bu kabul edilir bu regio veya stereoisomer 34olabilir), Bu bileşiklerin farklı molekül ağırlıkları sahip bileşikler ayıran jel Permeasyon Kromatografi tarafından (GPC), ayrılmış değil çünkü. Ayrıca, karışım 19F NMR spektrumu (164,0 ve 165.2 ppm) benzer kimyasal vardiya gösterdi. Methylamine kullanarak glikozilasyon ürün β -28 deprotection β -35 (% 62) verdi (Şekil 2).

Reaksiyon karışımı 36 10 hazırlanan ve 11 c adım 3 (Şekil 3) protokolünün göre 1H, 11B ve boronic ester oluşumu araştırmaya 19F NMR spektroskopisi tarafından gözlenmiştir Ara 37 (Şekil 4). Reaksiyon karışımı 38 de 11 c karşılaştırma için hazırlanmıştır. 1H NMR spectra sonuçlarını belirtilen sinyal olarak 2'-3'-hidroksil proton kayboldu ve bu 2' ve 3' proton dramatik kaymıştır dogru 11 c (rakamlar 4A ve 4B) huzurunda. 11B NMR spectra düşünmüştük (Bu üç boronic asit dehidratasyon yoğunlaşma tarafından oluşturulan bir döngüsel trimer) boronic ester 37, 11 c ve/veya boroxine 40 , doruklarına ve boroxine pyridine karmaşık (boroxine pyridine kompleksleri bildirilen spectra verilerine dayalı önerilen bir yapısı olan) 39 gözlendi 32 ppm, 28 ppm ve 21 ppm sırasıyla (rakamlar 4 c - 4E)67,68, 69. 19F NMR spectra, 37, 11 c ve/veya 40ve 39 doruklarına-63.3 ppm,-63.2 ppm ve-62.8 ppm, sırasıyla karşılık geldiğini onaylanmadığına karar (rakamlar 4F - 4 H).

Figure 1
Resim 1 : Önceki çalışma ve bu çalışma. (A)Bu panel gösterir O- glikozilasyon 2 '-deoxyribonucleoside, p- toluenesulfenyl klorür tarafından terfi bir thioglycoside ile (p- TolSCl) ve triflate (AgOTf) gümüş. (B) Bu panel regioselective O- glikozilasyon, döngüsel bir boronic ester geçici koruma grubu olarak kullanan bir korumasız ribonucleoside gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Resim 2 : Deprotection β-28. Benzoil grupları bölünme ile methylamine (MeNH2)-β -35satın alabilmek için yapılmıştır. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3 : Reaksiyon hazırlaması 36 ve 38. Karışımlar 36 ve 38 hazırlanan Üridin 10 ve 4-(trifluoromethyl) phenylboronic asit 11 c ve 11 c, anılan sıraya göre. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 4
Şekil 4: NMR incelenmesi Üridin 10 ve 4-(trifluoromethyl) phenylboronic asit 11 c tarafından hazırlanan 37 orta devirli boronic ester 1H, 11B, ve 19F NMR ölçümlerde Asetonitril -d3 25 ° C'de. 37, 39 ve 40 önerilen yapıları vardı bkz. Şekil 3. (A) Bu panel gösterir 10 1tarafından H NMR görülmektedir. (B) Bu panel karışımı 36 1tarafından H NMR gözlenen gösterir. (C) 11 c 11tarafından B NMR gözlenen bu panel gösterir. (D) Bu panel karışımı 38 11tarafından B NMR gözlenen gösterir. (E) Bu panel karışımı 36 11tarafından B NMR gözlenen gösterir. (F) Bu panel 11 c 19tarafından F NMR gözlenen gösterir. (G) karışımı 38 19tarafından F NMR gözlenen bu panel gösterir. (H) Bu panel karışımı 36 19tarafından F NMR gözlenen gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure of Table 1

Giriş Boronic asit b Solvent Koşul Verim (için 3 adım) c
1 bir - MeCN −20 ° C, 1,5 saat < % 16 (karmaşık karışımı)
2 bir,d PhB(OH)2 (11a) MeCN −20 ° C, 1,5 saat % 41 (α/β = 1.6/1)
3 a,e 11a MeCN −20 ° C, 1,5 saat % 45 (α/β = 1.6/1)
4 a,e 4-MeOC6H4B(OH)2 (11b) MeCN −20 ° C, 1,5 saat % 39 (α/β = 1.8/1)
5 a,e 4-CF3C6H4B(OH)2 (11 c) MeCN −20 ° C, 1,5 saat % 51 (α/β = 1.8/1)
6 a,e 2,4-F2C6H4B(OH)2 (11 d) MeCN −20 ° C, 1,5 saat % 46'SI (α/β = 1.8/1)
7 a,e 4-NO2C6H4B(OH)2 (11e) MeCN −20 ° C, 1,5 saat % 24 (α/β = 1.6/1)
8 a,e 4-CH3(CH2)5C6H4B(OH)2 (11f) EtCN −40 ° C, 1,5 saat % 30 (α/β = 1.6/1)
9 a,e Cyclopentylboronic asit (11 g) MeCN −20 ° C, 1,5 saat % 8 (α/β = 1/1.7)
10 a,e 11c 1,4-dioxane t.c., 1,5 saat % 27 (α/β = 3.3/1)
11 a,e 11c CH2Cl2 −40 ° C, 1,5 saat izleme
12 a,e 11c EtCN −40 ° C, 1,5 saat % 61 (α/β = 1.6/1)
13 e, f 11c EtCN −40 ° C, 1,5 saat % 57 (α/β = 1,5/1)

Tablo 1. Reaksiyon koşulları için regioselective O- uridine 10 thiomannoside α-9 glikozilasyon. bir Glycosylations α -91,5 karşılıkları, p- toluenesulfenyl klorür 3.0 karşılıkları ve gümüş 10karşı triflate 6.0 karşılıkları kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen ca. 10 asetik anhidrit (Ac2O) N,Nkatalitik bir miktarda huzurunda karşılıkları ile acetylated-dimetil-4-aminopyridine (DMAP). b Boronic asit 11 1,5 eşdeğerleri 10karşı yapıldı. c α/β oranını α/β-12 1tarafından H NMR kontrol ettim. d 10 ve 11a karışımı pyridine ve 1,4-dioxane ile birlikte buharlaşmış ve 1,4-dioxane α -9 yapmak için Asetonitril'lik ek ardından onun reflü sıcaklığında içinde karıştırılır Glikozilasyon. e α -9, 10ve 11 pyridine ve 1,4-dioxane ile birlikte buharlaşmış ve 1,4-dioxane, p- toluenesulfenyl klorür ile tedavi ardından onun reflü sıcaklığında içinde karıştırılır ve Gümüş triflate. f glikozilasyon tepki α -91,5 karşılıkları, p- toluenesulfenyl klorür 1.8 karşılıkları ve gümüş 10karşı triflate 3.6 eşdeğerleri kullanılarak yapılmıştır. Elde edilen ca. 10 N,Nkatalitik bir miktarda huzurunda asetik anhidrit karşılıkları ile acetylated-dimetil-4-aminopyridine. AC asetil, Bn = Benzil, Ph = fenil =.

Figure of Table 2

Giriş bir Alıcısı Ürün Verim (için 2 adım)
1 13 (nükleobazından Ade =) Β -22 % 42
2 14 (nükleobazından AdeBz=) Β -23 % 30
3 15 (nükleobazından Gua =) Β -24 % 12
4 16 (nükleobazından GuaBuben=) Β -25 % 44
5 10 (nükleobazından Ura =) Β -26 % 42 (ca. % 15: nükleobazından 5-STol-Ura =)
6 17 (nükleobazından = senin) Β -27 % 53
7 18 (nükleobazından 5-FUra =) Β -28 % 61
8 19 (nükleobazından Cyt =) Β -29 % 55
9 20 (nükleobazından CytBz=) Β -30 % 40

Tablo 2. O -Glycosylations nükleozitler 10 ve 13-20 thiogalactoside β-21 disaccharide nükleozitler β-22-β-30 sentezi için ile. bir Glycosylations β -21, 1,5 eşdeğerleri 4 - 1,5 karşılıkları kullanılarak yapılmıştır (trifluoromethyl) phenylboronic asit 11 c, p- toluenesulfenyl klorür 3.0 karşılıkları ve gümüş triflate 6.0 karşılıkları (10 ve 13 - 20) alıcısı karşı. β -21, alıcısı (10 ve 13 - 20) ve 11 c karışımı pyridine ve 1,4-dioxane ile birlikte buharlaşmış ve 1,4-dioxane bir tedavi p ile ardından onun reflü sıcaklığında içinde karıştırılır - toluenesulfenyl klorür ve gümüş triflate. BZ benzoil, benBu = isobutyryl, Tol = tolyl, Ade = adenin, guatr = guanin, Ura = urasil, = senin timin, = 5-FUra 5-fluorouracil, Cyt = sitozin =.

Figure of Table 3

Giriş bir Donör Ürün Verim (için 2 adım)
1 Β -31 (Glc) Β -33 % 54
2 b Β -21 (Gal) Β -28 % 61
3 Α -32 (Man) Α -34 < % 39 (karışım)

Tablo 3. O Glycosylations - glikosil bağış β - 21, β-31 ve α-32 5-fluorouridine 18 disaccharide nükleozitler β-28, β-33 ve α-34 sentezi için ile. bir Glycosylations kullanarak bir donör (β -21, β -31 veya α -32) 1,5 karşılıkları, 4-(trifluoromethyl)'ın 1.5 karşılıkları yapılmıştır phenylboronic asit 11 c, p- toluenesulfenyl 3.0 karşılıkları klorür ve gümüş 18karşı triflate 6.0 eşdeğerleri. Bir donör (β -21, β -31veya α -32), 18ve 11 c karışımı pyridine ve 1,4-dioxane ile birlikte buharlaşmış ve 1,4-dioxane bir tedavi p ile ardından onun reflü sıcaklığında içinde karıştırılır - toluenesulfenyl klorür ve gümüş triflate. b Bu giriş 7 aynı sonucu Tablo2. GLC glucoside, Gal = galactoside, = mannoside, = 5-FUrd 5-fluorouridine =.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Bu yazının amacı sıkıcı koruma grubunun manipülasyon olmadan korunmasız ribonucleosides kullanarak disaccharide nükleozitler hazırlamak için uygun bir sentetik Yöntem göstermektir. Biz burada regioselective O- glycosylations, nükleozit ile geçici 2', 3'-diol koruma çevrimsel boronic ester (Şekil 1B)51tarafından rapor.

Çevrimsel boronic ester ara hazırlanması önemli adımlardan biridir. Nükleozit ve boronic asit hazırlanan boronic esterleri olabilir çünkü susuz çözücüler esterleşme adım (adım 1.1.1.3 ve 1.2.1.1.3) ve reaksiyon karışımı (adım 1.1.1.2 ve 1.2.1.1.2 iletişim kuralı) Co buharlaşma için kullanılmalıdır kolayca hidrolize. O- glikozilasyon reaksiyonlar da glikosil bağış hidroliz önlemek için susuz koşulları gerektirir. Bu nedenle, moleküler elekler (adım 1.1.2 ve 1.2.1.2), iki-boyun yuvarlak alt şişesi ve susuz çözücüler (adım 1.1.3.1 ve 1.2.1.3.1) yeterince kullanımları O- Glikozilasyon için önce kurumuş.

P -toluenesulfenyl klorür-bizim önceki kağıt38 göre - hazırlanmış depolanması gereken içinde belgili tanımlık karanlık-20 ° C'de 3 ay içinde kullanılacak. Triflate gümüş ıslak ise, kurutulmuş olarak vacuo kullanımı O- Glikozilasyon için önce olmalıdır.

Bu yöntem çeşitli nükleozitler ve glikosil bağış (Tablo 1, 2ve 3) uygulanabilir. β -28 büyük ölçekli sentezi büyük ölçüde, α -32 ve istenen disaccharide nükleozit yalıtım kolay değil 18 (Tablo 3, giriş 3), kombinasyonu gibi bazı örnekler dışında başarılı. Buna ek olarak, bu yöntem inşaatı bir 1", 5'-glicosidic bağlantı disaccharide nükleozitler in uygulanır (1 İnşaatı", 2'- ve 1'', 3'-glicosidic bağlantı olduğunu henüz belirlenmesi için).

O- glikozilasyon korumasız nükleozitler kullanan korumalı nükleozitler kullanarak önceki yöntemlere göre daha kısa bir süreç içinde disaccharide nükleozitler sağlar.

O- glikozilasyon korumasız nükleozitler döngüsel bir boronic ester geçici koruma kullanarak, çeşitli biyolojik olarak aktif disaccharide nükleozitler ve kendi analogları hazırlanması için uygulanabilir. Özellikle, β -35 ve kendi analogları 5-fluorouridine ve 5-fluorouracil antikanser, antivirüs ve anti bakteriyel faaliyetler24,59, var bilinmektedir beri yeni ilaç adaylarının olacağı tahmin ediliyor 70,71,72,73,74,75,76. Aynı zamanda hidroksil grupları tarafından boronic ester geçici koruma uygulanması çeşitli disaccharide nükleozitler yanı sıra doğal ve yapay bileşiklerin sentezi için yararlı olacağını düşünüyoruz.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Bu araştırma grants-in-aid Milli Eğitim Bakanlığı, kültür, spor, bilim ve teknoloji (MEXT) Japonya dan tarafından finanse edildi (NOS 15K 00408, 24659011, 24640156, 245900425 ve 22390005 Shin Aoki için), Tokyo biyokimyasal araştırma hibe tarafından Vakfı, Tokyo, Japonya ve Stratejik Araştırma alanları için TUS (Tokyo Üniversitesi bilim) Fonu tarafından. Noriko Sawabe (Eczacılık Bilimleri Fakültesi, Tokyo Üniversitesi bilim) NMR spectra, Fukiko Hasegawa (Eczacılık Bilimleri Fakültesi, Tokyo Üniversitesi bilim) ölçümleri için kütle ölçüleri için teşekkür etmek istiyorum Spectra ve elemental analizler ölçümleri için Tomoko Matsuo (Fen ve teknoloji, Tokyo Üniversitesi Bilim Araştırma Enstitüsü).

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

Kimya sayı: 137 Disaccharide nükleozitler O- glikozilasyon ribonucleosides geçici koruma thioglycosides çevrimsel boronic ester
Regioselective <em>O</em>- glikozilasyon nükleozitler <em>üzerinden</em> geçici 2', 3'-Diol koruması tarafından Boronic Ester Disaccharide nükleozitler sentezi için
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