Waiting
Login processing...

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

Chemistry

Региоселективный O- гликозилирования нуклеозидов через временные 2', 3'-диол защиты борных эфира для синтеза нуклеозидов дисахарида

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

Здесь мы представляем протоколы для синтеза нуклеозидов дисахарид, региоселективный O- гликозилирования рибонуклеозиды через временной защиты их 2', 3'-диол постановление, используя циклических борных эфира. Этот метод применяется к несколько незащищенных нуклеозидов аденозина, гуанозина, Цитидин, уридина, 5-methyluridine и 5-fluorouridine дать соответствующие дисахарид нуклеозидов.

Abstract

Дисахариды нуклеозидов, которые состоят из дисахарид и азотистого основания постановление, были известны как ценный группы натуральных продуктов, имеющих разнообразные bioactivities. Хотя химические O- гликозилирования часто полезно стратегия для синтеза нуклеозидов дисахарид, подготовка glycosyl доноров и акцепторов требует утомительной защищая группы манипуляции и очистки на Каждый синтетических шаг. Между тем несколько исследовательских групп сообщили, что борных и borinic эфиры служить в качестве защиты или активации группы углеводов производных для достижения regio - или стереоселективный ацилирование, алкилирования, silylation и гликозилирования. В этой статье мы демонстрируем процедура региоселективный O- гликозилирования незащищенных рибонуклеозиды, используя борных кислот. Этерификации 2' 3'-диол рибонуклеозиды борных кислотой делает временной защиты диол, и следующие O- гликозилирования с донатором glycosyl присутствии p- toluenesulfenyl хлорида и серебра трифлатов, разрешения реакция региоселективный 5'-гидроксильной группы позволить дисахарид нуклеозидов. Этот метод может применяться для различных нуклеозидов, например гуанозина, аденозин, Цитидин, уридина, 5-metyluridine и 5-fluorouridine. Эта статья и сопровождающие видео представляют полезную информацию (визуальные) для O- гликозилирования незащищенных нуклеозидов и их аналогов для синтеза не только дисахарид нуклеозидов, но и целый ряд биологически соответствующих производные инструменты.

Introduction

Дисахариды нуклеозидов, которые являются конъюгатов нуклеозидов и углеводный остаток связан через O-гликозидные Бонд, представляют собой ценный класса естественных углеводов производные1,2 ,3,4,5,6,7. Например, они включены в биологических макромолекул таких tRNA (передача рибонуклеиновой кислоты) и poly(ADP-ribose) (ADP = аденозиндифосфат), а также в некоторых антибактериальных агентов и другие биологически активных веществ (например, adenophostins, amicetins, ezomycin)5,6,8,9,10,11,12,13, 14,,1516,,1718,19. Следовательно дисахарид нуклеозидов и их производные, как ожидается быть соединений свинца для исследований обнаружения наркотиков. Методологии для синтеза нуклеозидов дисахарид, подразделяются на три категории; Ферментативный O- гликозилирования20,21, химическая N- гликозилирования5,9,16,22,23, 24и химические O- гликозилирования7,9,14,16,18,19,24, 25,26,27,28,,2930,,3132,33, 34,35,,3637. В частности химические O- гликозилирования бы эффективным методом для стереоселективный синтез и крупномасштабных синтеза нуклеозидов дисахариды. Предыдущие исследования показали, что дает O- гликозилирования 2 2'-deoxyribonucleoside с thioglycosyl доноров 1, используя сочетание p- toluenesulfenyl хлорида и серебро трифлатов, желаемый дисахарид нуклеозидов 3 (рис. 1А; AR = арил и PG = защита группы)38.

После этих результатов мы решили развить O- гликозилирования рибонуклеозиды применение p- toluenesulfenyl хлорид/Серебряный трифлатов промоутер системы. В то время как несколько примеров O- гликозилирования частично защищенные рибонуклеозиды была продемонстрирована7,9,14,16,18,19 ,24,,3233,34,,3536,37, использование незащищенных или временно охраняемых рибонуклеозиды как акцептор glycosyl для O- гликозилирования незначительн сообщалось. Таким образом развитие региоселективный O- гликозилирования незащищенных или временно охраняемых рибонуклеозиды обеспечит более выгодным синтетический метод без защиты группы манипуляции рибонуклеозиды. Для достижения региоселективный O- гликозилирования рибонуклеозиды, мы сосредоточились на соединения бора, потому что несколько примеров regio - или стереоселективный ацилирование, алкилирования, silylation и гликозилирование углеводов производные оказывают борных или borinic кислоты были сообщили39,40,,4142,,4344,45 ,46,47,48,,4950. В этой статье мы демонстрируем процедуры для синтеза нуклеозидов дисахарид, используя региоселективный O- гликозилирования на 5'-гидроксильные группы рибонуклеозиды через борных Эстер промежуточные. В стратегии, представленные здесь, борных Эстер промежуточных 6 будет предоставлена путем этерификации ribonucleoside 4 с борных кислот 5, который позволяет региоселективный O- гликозилирования в 5'-гидроксильной группы с thioglycosyl доноров 7 дать дисахарид нуклеозидов 8 (рис. 1Б)51. Мы также изучали взаимодействие ribonucleoside и борных кислоты методом спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР), наблюдать за формирование борных эфира. Эстерификация сделать борных Эстер и гликозилирование реакции требуют безводный условий для предотвращения гидролиза борных Эстер и glycosyl доноров. В этой статье мы демонстрируем типичных процедур для получения безводного условий для успешной гликозилирования реакций для исследователей и студентов не только в области химии, но и в других областях исследований.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Примечание: Все экспериментальные данные [ЯМР, рентгеновская спектроскопия инфракрасный (ИК), массовые рентгеновская спектроскопия (МС), оптические вращений и элементного анализа данных] синтезированных соединений сообщалось в предыдущем документ51.

1. процедура для O- гликозилирования реакций

  1. Синтез сложных α/β-12 (вход 12 в таблице 1)
    Примечание: 1-13 записей в таблице 1 были проведены с использованием аналогичной процедуры.
    1. Временная защита 2', 3'-диол, ribonucleoside40
      1. В 10 мл грушевидную форму колбы (1 флакон), растворяют mannosyl доноров α -9 (28.4 мг, 0.0486 ммоль)52, уридина 10 (7.9 мг, 0.0324 ммоль) и 4 - phenylboronic кислота (trifluoromethyl) 11 c (9.3 мг, 0.0490 ммоль) в безводного пиридина (0.40 Мл).
        Примечание: Рекомендуется использовать 10 мл флакон грушевидный потому, что в шаге 1.1.3.1, реакционную смесь будет передан фляга 2 (10 мл 2 шея раунд дно колба с септум, прилагается к нему) содержащие молекулярные сита порошок.
      2. Совместное испаряются реакционную смесь (полученные на шаге 1.1.1.1.) с безводного пиридина (0,40 мл, 3 x) и безводного 1,4-диоксан (0,40 мл, 3 x) при комнатной температуре около 40 ° C для удаления воды.
      3. Распустить остатки (полученные на шаге 1.1.1.2.) в безводный 1,4-диоксан (0.32 мл) и перемешать смесь реакции при температуре его рефлюкса для 1 h сформировать борных Эстер (временная защита).
      4. Удаление растворителя, с помощью роторный испаритель, следуют вакуумного насоса.
    2. Активация молекулярного сита
      1. В 10 мл двух шея раунд нижней колбе с септум, прилагается к нему (флакон 2), добавить 4 Å молекулярное сито порошка (64 мг).
        Примечание: Соответствующие молекулярные сита должны выбираться согласно растворителей, используемых для гликозилирования (3 Å для ацетонитриле) и 4 Å для 1,4-диоксан, дихлорметана и propionitrile.
      2. Тепла молекулярные сита в микроволновой при атмосферном давлении и охладить их под пониженным давлением, эвакуированы вакуумного насоса (3 x), а затем высушить их с ружьем тепла под пониженным давлением при замене воздуха с газом Аргон несколько раз.
    3. Гликозилирование
      1. Растворяют остатки шаг 1.1.1.4. в колбу 1 в propionitrile (0.64 мл) или другими растворителями и передать это решение фляга 2.
        Примечание: Ацетонитриле, 1,4-диоксана дихлорметан, propionitrile были использованы и для записи 1-7 и 9, вход 10, 11 записи и записи 8, 12 и 13, соответственно.
      2. Перемешать смесь реакции в колбе 2 при комнатной температуре за 0,5 ч, после охлаждения до-40 ° C.
        Примечание: Температура была изменена согласно растворителей, используемых для гликозилирования (-40 ° C для дихлорметана и propionitrile), комнатной температуре для 1,4-диоксан и -20 ° C для ацетонитриле.
      3. Добавьте серебро трифлатов (49,9 мг, 0,194 ммоль) и p -toluenesulfenyl хлорид (12,8 мкл, 0.0968 ммоль) в реакционной смеси при той же температуре используется в шаге 1.1.3.2.
      4. Перемешайте смесь реакции при той же температуре за 1,5 часа.
      5. Проверить реакцию, тонкослойной хроматографии (ТСХ) с гексан/этилацетата [3/1 (v/v)] для проверки glycosyl доноров [коэффициент удержания (Rf) (доноров α -9) = 0,63] и метанолом хлороформ [10/1 (v/v))] для проверки glycosyl акцепторы и изделия [Rf (акцептор 10) = 0,03, Rf (желаемый продукт) = 0,50].
      6. Утолить реакционную смесь с насыщенного водного раствора бикарбоната натрия (1.0 мл), разбавляют хлороформ (2,0 мл), удаления нерастворимых материалов с Celiteи тщательно вымыть Celite с хлороформ (20 мл).
      7. Вымойте фильтрата (органический слой) с насыщенного водного раствора бикарбоната натрия (20 мл, 3 x) и рассол (20 мл) используя воронку separatory 100 мл.
      8. Сухие полученный органический слой с сульфат натрия, фильтровать нерастворимых материалов и сконцентрировать фильтрата, используя роторный испаритель.
      9. Примерно очистит оставшиеся остатка по колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ/метанола = 1/0 - 50/1 (v/v)] позволить сырой 5'-O-(6" -O- ацетил-2", 3", 4"- tri-O- бензил α/β-ᴅ-mannopyranosyl) содержащие уридина небольшое количество субпродуктов (15.2 мг, бесцветная сироп).
    4. Ацетилирования
      1. В 5 мл флакон растворяют результате сырой соединения, подготовленную на этапе 1.1.3.9 в безводного пиридина (0.20 мл).
      2. Добавить N,N-диметил-4-aminopyridine (количество катализатора) и ангидрида уксусной кислоты (20.4 мкл, 0,0216 ммоль: 10 эквивалентов на основе сырой смеси) в решение при 0 ° C.
      3. Перемешайте смесь реакции при той же температуре за 0,5 ч, после потепления до комнатной температуры.
      4. После перемешивания на ночь, проверка реакции методом ТСХ метанолом хлороформ [30/1 (v/v)] [Rf (α/β-12) = 0.45].
      5. Разбавьте смесь реакции с хлороформ (20 мл).
      6. Вымойте органический слой с 1 М соляной кислоты (20 мл, 3 x), насыщенного водного раствора бикарбоната натрия (20 мл, 3 x) и рассол (20 мл) используя воронку separatory 100 мл.
      7. Сухие полученный органический слой с сульфат натрия, фильтровать нерастворимых материалов и сконцентрировать фильтрата, используя роторный испаритель.
      8. Очистить оставшиеся остатка, колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ/метанола = 1/0 - 90/1 (v/v)] дать α/β-12 (15,8 мг, 61%, α/β = 1,6/1, бесцветный Аморфные тела).
  2. Синтез соединений β-22-β-30 (таблица 2) и β-33 (таблица 3)
    Примечание: Синтез β-22-Β-30и β-33была проведена с использованием аналогичной процедуры.
    1. Синтез сложных β-22 (вход 1 в таблице 2)
      1. Временная защита 2', 3'-диол ribonucleoside
        1. В 10 мл грушевидный колбу (колба 3), растворяют аденозин 13 (20.4 мг, 0.0763 ммоль), galactosyl доноров β -21 (80.4 мг, 0,114 ммоль)53и 4-(trifluoromethyl) phenylboronic кислота 11 c (21,7 мг, 0,114 ммоль) в безводный пиридина (0.76 мл).
          Примечание: Рекомендуется использовать 10 мл флакон грушевидный потому что реакционную смесь будет передан колбу 4 (10 мл 2 шея раунд дно колба с септум, прилагается к нему) содержащие молекулярные сита порошок на шаге 1.2.1.3.1.
        2. Совместное испаряются реакционную смесь (полученные на шаге 1.2.1.1.1.) с безводного пиридина (0.76 мл, 3 x) и безводного 1,4-диоксан (0.76 мл, 3 x) при комнатной температуре около 40 ° C для удаления воды.
        3. Распустить остатки (полученные на шаге 1.2.1.1.2.) в безводный 1,4-диоксан (0.76 мл) и перемешать смесь реакции при температуре его рефлюкса для 1 h сформировать борных Эстер (временная защита).
        4. Удаление растворителя, с помощью роторный испаритель, следуют вакуумного насоса.
      2. Активация молекулярного сита
        1. В колбе раунд нижней две шеи 10 мл с септум, прилагается к нему (фляга 4), добавить 4 Å молекулярное сито порошка (150 мг).
        2. Тепла молекулярные сита в микроволновой при атмосферном давлении и охладить их под пониженным давлением, эвакуированы вакуумного насоса (3 x), а затем высушить их с ружьем тепла под пониженным давлением при замене воздуха с газом Аргон несколько раз.
      3. Гликозилирование
        1. Растворяют остатки шаг 1.2.1.1.4. в колбу 3 в propionitrile (1.50 мл) и передать это решение колбу 4.
        2. Перемешать смесь реакции при комнатной температуре за 0,5 ч, а затем охлаждение до-40 ° C.
        3. Добавьте серебро трифлатов (117,6 мг, 0.458 ммоль) и p- toluenesulfenyl хлорид (30.3 мкл, 0,229 ммоль) в реакционной смеси при той же температуре, как указано в шаге 1.2.1.3.2.
        4. Перемешайте смесь реакции, при той же температуре за 1,5 часа.
        5. Проверить реакцию на TLC с гексан/этилацетата [2/1 (v/v)] для проверки доноров glycosyl [Rf (доноров β -21) = 0,62] и метанолом хлороформ [10/1 (v/v)] для проверки glycosyl акцепторами и изделия [Rf (акцепторной 13 ) = 0,05, Rf (желаемый продукт) = 0.30].
        6. Утолить реакционную смесь с насыщенного водного раствора бикарбоната натрия (2,0 мл), разбавляют хлороформ (3,0 мл), удаления нерастворимых материалов через Celiteи тщательно вымыть Celite с хлороформ (30 мл).
        7. Вымойте фильтрата (органический слой) с насыщенного водного раствора бикарбоната натрия (30 мл, 3 x) и рассол (30 мл) используя воронку separatory 100 мл.
        8. Сухие полученный органический слой с сульфат натрия, фильтровать нерастворимых материалов и сконцентрировать фильтрата, используя роторный испаритель.
        9. Очистить оставшиеся остатка, колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ/метанола = 1/0 - 30/1 (v/v)] позволить β -22 (27,4 мг, 42%, бесцветные твердые).
    2. Синтез сложных β-23 (запись 2 в таблице 2)
      1. Проведение реакции с использованием 14 (28.4 мг, 0,0765 ммоль)54, β -21 (80,5 мг, 0,115 ммоль), 11 c (21,8 мг, 0,115 ммоль), p- toluenesulfenyl хлорид (30.3 мкл, 0,229 ммоль), Серебряный трифлатов (117.8 мг, 0.458 ммоль), безводный 1,4-диоксан (0.76 мл), безводного propionitrile (1.50 мл) и 4 Å молекулярные сита (150 мг). Очистить полученный остаток, колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ/метанола = 1/0 - 50/1 (v/v)] дать β–23 (21,9 мг, 30%, бесцветные твердые). TLC: Rf (β -23) = 0,37 [хлороформ/метанола = 10/1 (v/v)].
    3. Синтез сложных β-24 (3 запись в таблице 2)
      1. Проведение реакции с использованием 15 (21,6 мг, 0.0763 ммоль), β -21 (80,5 мг, 0,115 ммоль), 11 c (21,8 мг, 0,115 ммоль), p- toluenesulfenyl хлорид (30.3 мкл, 0,229 ммоль), серебро трифлатов (117,6 мг, 0.458 ммоль), безводный (1,4-диоксан 0.76 мл), безводного propionitrile (1.50 мл) и 4 Å молекулярные сита (150 мг). Очистить полученный остаток, колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ/метанола = 1/0 - 8/1 (v/v)] дать β -24 (8.1 мг, 12%, бесцветные твердые). TLC: Rf (β -24) = 0,20 [хлороформ/метанола = 10/1 (v/v)].
    4. Синтез сложных β-25 (4 записи в таблице 2)
      1. Проведение реакции с помощью 16 (27.0 мг, 0.0764 ммоль)55, β -21 (80,5 мг, 0,115 ммоль), 11 c (21,8 мг, 0,115 ммоль), p- toluenesulfenyl хлорид (30.3 мкл, 0,229 ммоль), Серебряный трифлатов (117.8 мг, 0.458 ммоль), безводный 1,4-диоксан (0.76 мл), безводного propionitrile (1.50 мл) и 4 Å молекулярные сита (150 мг). Очистить полученный остаток, колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ/метанола = 1/0 - 20/1 (v/v)] дать β -25 (31.4 мг, 44%, бесцветные твердые). TLC: Rf (β -25) = 0,27 [хлороформ/метанола = 10/1 (v/v)].
    5. Синтез сложных β-26 (5 запись в таблице 2)
      1. Проведение реакции с использованием 10 (18,6 mg, 0.0762 ммоль), β -21 (80.4 мг, 0,114 ммоль), 11 c (21,7 мг, 0,114 ммоль), p- toluenesulfenyl хлорид (30.3 мкл, 0,229 ммоль), серебро трифлатов (117,6 мг, 0.458 ммоль), безводный (1,4-диоксан 0.76 мл), безводного propionitrile (1.50 мл) и 4 Å молекулярные сита (150 мг). Очистить полученный остаток, колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ/метанола = 1/0 - 40/1 (v/v)] дать β -26 (26,1 мг, 42%, бесцветные твердые). TLC: Rf (β -26) = 0,45 [хлороформ/метанола = 10/1 (v/v)].
    6. Синтез сложных β-27 (6 запись в таблице 2)
      1. Проведение реакции с использованием 17 (19.7 мг, 0.0763 ммоль), β -21 (80,5 мг, 0,115 ммоль), 11 c (21,8 мг, 0,115 ммоль), p- toluenesulfenyl хлорид (30.3 мкл, 0,229 ммоль), серебро трифлатов (117,6 мг, 0.458 ммоль), безводный (1,4-диоксан 0.76 мл), безводного propionitrile (1.50 мл) и 4 Å молекулярные сита (150 мг). Очистить полученный остаток, колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ/метанола = 1/0 - 40/1 (v/v)] дать β -27 (33,8 мг, 53%, бесцветные твердые). TLC: Rf (β -27) = 0,50 [хлороформ/метанола = 10/1 (v/v)].
    7. Синтез сложных β-28 (7 записи в таблице 2)
      1. Проведение реакции с использованием 18 (20,0 мг, 0.0763 ммоль), β -21 (80.4 мг, 0,114 ммоль), 11 c (21,7 мг, 0,114 ммоль), p- toluenesulfenyl хлорид (30.3 мкл, 0,229 ммоль), серебро трифлатов (117,6 мг, 0.458 ммоль), безводный (1,4-диоксан 0.76 мл), безводного propionitrile (1.50 мл) и 4 Å молекулярные сита (150 мг). Очистить полученный остаток, колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ, то этиловый ацетат/хлороформ = 1/1 (v/v)] дать β–28 (38.8 мг, 61%, бесцветные твердые). TLC: Rf (β -28) = 0,33 [хлороформ/метанола = 10/1 (v/v)].
    8. Синтез сложных β-29 (8 запись в таблице 2)
      1. Проведение реакции с использованием 19 (18,5 мг, 0.0761 ммоль), β -21 (80.4 мг, 0,114 ммоль), 11 c (21,7 мг, 0,114 ммоль), p- toluenesulfenyl хлорид (30.3 мкл, 0,229 ммоль), серебро трифлатов (117,6 мг, 0.458 ммоль), безводный (1,4-диоксан 0.76 мл), безводного propionitrile (1.50 мл) и 4 Å молекулярные сита (150 мг). Очистить полученный остаток, колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ/метанола = 1/0 - 10/1 (v/v)] дать β -29 (34.1 мг, 55%, бесцветные твердые). TLC: Rf (β -29) = 0,25 [хлороформ/метанола = 10/1 (v/v)].
    9. Синтез сложных β-30 (вход 9 в таблице 2)
      1. Проведение реакции с использованием 20 (26.6 мг, 0.0766 ммоль)56, β -21 (80,6 мг, 0,115 ммоль), 11 c (21,8 мг, 0,115 ммоль), p- toluenesulfenyl хлорид (30.3 мкл, 0,229 ммоль), Серебряный трифлатов (117.8 мг, 0.458 ммоль), безводный 1,4-диоксан (0.76 мл), безводного propionitrile (1.50 мл) и 4 Å молекулярные сита (150 мг). Очистить полученный остаток, колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ/метанола = 1/0 - 50/1 (v/v)] дать β -30 (28,0 мг, 40%, бесцветные твердые). TLC: Rf (β -30) = 0,48 [хлороформ/метанола = 10/1 (v/v)].
    10. Синтез сложных β-33 (1 запись в таблице 3)
      1. Проведение реакции с использованием 18 (20,0 мг, 0.0762 ммоль), β -31 (80.4 мг, 0,114 ммоль)57, 11 c (21,7 мг, 0,114 ммоль), p- toluenesulfenyl хлорид (30.3 мкл, 0,229 ммоль), Серебряный трифлатов (117,6 мг, 0.458 ммоль), безводный 1,4-диоксан (0.76 мл), безводного propionitrile (1.50 мл) и 4 Å молекулярные сита (150 мг). Очистить полученный остаток, колоночной хроматографии [силикагель, хлороформ/метанола = 1/0 - 30/1 (v/v)] дать β -33 (34,5 мг, 54%, бесцветные твердые). TLC: Rf (β -33) = 0,33 [хлороформ/метанола = 10/1 (v/v)].

2. deprotection β-28 (рис. 2)

  1. В 5 мл флакон добавьте β -28 (25,2 мг, 0.0300 ммоль) и 10 M метиламином в метаноле (2,0 мл)58.
  2. Перемешайте смесь реакции при 0 ° C на 2 ч, после потепления до комнатной температуры.
  3. После перемешивания смесь для 13 h, проверка реакции методом ТСХ метанолом хлороформ [10/1 (v/v)] [Rf (β -35) = 0,20].
  4. Концентрат реакционной смеси с помощью роторный испаритель.
  5. Распустить полученный осадок в воде (15 мл) и мыть водный слой с Дихлорметан (15 мл, 3 x) используя воронку separatory 50 мл.
  6. Концентрат водный слой, используя роторный испаритель.
  7. Очистить оставшиеся остатка по препаративной высокопроизводительных жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) [колонка: ОРВ (octadecylsilane) столбец (20Φ x 250 мм), элюента: вода (содержит trifluoroacetic кислоты 0,1% [v/v]), скорость потока: 8.0 мл/мин, обнаружение: 266 Нм, Температура: 25 ° C, время хранения: 20 мин] дать β -35 (7.9 мг, 62%, бесцветный Аморфные тела)59.

3. ЯМР исследования циклических борных эфира (рис. 3 и 4)

  1. Подготовка и измерение 36
    1. В 10 мл флакон грушевидной формы, растворяют уридина 10 (34.3 мг, 0,140 ммоль) и 4-(trifluoromethyl) phenylboronic кислота 11 c (40,0 мг, 0.211 ммоль) в безводного пиридина (1,00 мл).
    2. Совместное испаряются реакционную смесь с безводного пиридина (1,00 мл, 3 x) и безводного 1,4-диоксан (1,00 мл, 3 x) при комнатной температуре около 40 ° C для удаления воды.
    3. Растворяют остатки в безводный 1,4-диоксан (1,40 мл) и перемешать смесь реакции при температуре его рефлюкса для 1 h сформировать борных Эстер (временная защита).
    4. Отказаться от реакционной смеси (0,14 мл) по 5 мл во флаконе.
    5. Удаление растворителя из 5 мл флакон, используя роторный испаритель, следуют вакуумного насоса.
    6. Растворите полученный остаток 36 в ацетонитриле -d3 (0.64 мл).
    7. Мера 1H, 11B и рентгеновская спектроскопия ЯМР F 19, с помощью ЯМР трубки кварцевые при 25 ° C.
  2. Подготовка и измерение 38
    1. Подготовьте смесь реакции 38 от 11 c (40,0 мг, 0.211 ммоль) с использованием аналогичной процедуры, что и шаг 3.1.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Результаты O- гликозилирования уридина 10 с thiomannoside α -9 кратко излагаются в таблице 160,61. В записи 1 O- гликозилирования 10 с α -9 в отсутствие борных кислот производные привели к формированию сложной смеси. Вход 2, 10 и phenylboronic кислоты 11А были смешанные и совместно испаряется с пиридина и 1,4-диоксан и, затем, перемешивают в 1,4-диоксан рефлюкс температуре для формирования временной защиты 2', 3'-СНГ- диол следуют Добавление α -9 проводить гликозилирования.

В записи 3-13 O- glycosylations были проведены согласно Протоколу описанные здесь (шаг 1.1). Было изучено влияние фторсодержащими заместителями на arylboronic кислоту в записи 4 - 9. Электрон недостаточным arylboronic кислоты например 4-(trifluoromethyl) phenylboronic кислота 11 c и 2,4-difluorophenylboronic кислота 11 d привело к повышению урожайности химических α/β-12 чем 4-methoxyphenylboronic кислота 11b , возможно из-за большей стабильности борных Эстер промежуточных готовится из arylboronic электрон недостаточным кислоты62. Однако использование из 4-nitrophenylboronic кислых 11e, который также имеет группу электрон снятие, привели к низкой химической доходность α/β-12 по причине низкой растворимостью борных Эстер промежуточных в ацетонитриле. В записи 8, O- гликозилирования, используя 4-hexylphenylboronic кислота 11f в propionitrile (для повышения растворимости борных Эстер промежуточные) не улучшится химический выход. В запись 9, alkylboronic кислота (cyclopentylboronic кислота 11 g) был использован вместо arylboronic кислоты, что привело к снижению урожайности химических α/β-12 , чем в том, что arylboronic кислот.

Эффект растворителя для химической урожайность и стереоселективность гликозилирования продукта был изучен в записи 10-12. В записи 10 использование 1,4-диоксан как растворитель, допускается более α-стереоселективный O- гликозилирования чем использование Ацетонитрил сделал63,64, а доходность α/β-12 было недостаточно. В записи 11, O- гликозилирования в дихлорметан дал незначительное количество α/β-12 из-за низкой растворимости промежуточного. В записи 12, используя propionitrile в качестве растворителя привело к более высокую доходность химических α/β-12 чем когда использование других растворителей (записи 5, 10 и 11) с почти же стереоселективность по сравнению с использованием Ацетонитрил (5 записи). В запись 13, эквиваленты p- toluenesulfenyl хлорида и серебра трифлатов были снижены до 1,8 и 3,6 против 10, соответственно (в записях 1-12, эквиваленты 3.0 и 6.0 p- toluenesulfenyl хлорида и серебра трифлатов были используется против 10, соответственно) позволить α/β-12 в аналогичный результат.

В таблице 2, O- glycosylations 10 и 13 - 20 с thiogalactoside β -21 были проведены условиях оптимизированный реакции, установленных в таблице 1 (вход 12) (в настоящем документе, аденин, гуанин, цитозин, урацила, тимин и 5-фторурацил сокращенно Аде, Гуа, Cyt, ура, твой и 5-Фура, соответственно, не как A, G, C, U, T и 5-Фу, которые являются их общей abbriviations, чтобы избежать недоразумений [например, C-нуклеозидные как правило, означает C (углерода)-гликозидных связей]). В случае аденозина, незащищенные 13 предоставлено соответствующее нуклеозидов дисахарида в более высокую доходность, чем N- защищенных 14 может, возможно из-за депуринизации 14 и/или β -23 похож на наш 38предыдущий доклад (записи 1 и 2). O- гликозилирования N- защищенных гуанозина 16 поставляется β -25 в лучший урожай по сравнению с гликозилирования незащищенных 15 из-за высокой растворимостью готовится из промежуточного 16 чем от 15 (записи 3 и 4). В записи 5-7 были рассмотрены O- glycosylations уридина 10 и аналоги, такие как 5-metyluridine 17 и 18 5-fluorouridine. Использование 10 предоставлена β -26 (42% доходности) с реакцией стороны давать побочного продукта, в котором 5-позиционный урацила остаток был заменен с p- tolylthio группа (5 записи)65. С другой стороны, 17 и 18, в котором 5-позиция урацила остаток является метил или фтор группы, дал соответствующие дисахарид нуклеозидов β -27 и β -28 в средней урожайности, соответственно (записи 6 и 7). Кроме того широкомасштабной реакции с использованием 250 мг 18 (0,95 ммоль) и 1.01 g β -21 (1,43 ммоль) предоставлена β -28 в 58% доходности (461.0 мг), который является почти же выход, что и мелких реакции (61% в запись 7 в таблице 2 ). В случае Цитидин, O- гликозилирования незащищенных 19 дал β -29 в немного лучше доходность, чем использование N- защищенных 20 , что приводит к β -30 сделал.

Несколько glycosyl доноров, например Глюкозил доноров β -31, galactosyl доноров β -21и mannosyl доноров α -32, были использованы в O- гликозилирования 5-fluorouridine 18 (Таблица 3)66. В результате вступления 2 является таким же, как 7 запись в таблице 2 в этой рукописи. Из этих результатов использование galactosyl доноров β -21 предоставлена соответствующего продукта β -28 в высокой доходности по сравнению с использованием β -31 и α -32. 3 входа, реакции α -32 , дал смесь α -34 с неизвестными побочный продукт, который возможно имеет аналогичные молекулярный вес, что и 34 (предполагается, что это может быть regio - или стереоизомер 34), потому что эти соединения не могут быть разделены гель пропитывание хроматографии (ГКТ), которая отделяет соединений, имеющих различных молекулярных масс. Кроме того смесь показали аналогичные химические сдвиги в 19F NMR спектр (164.0 и 165.2 ppm). Deprotection гликозилирования продукта β -28 с помощью метиламина дал β -35 (62%) (Рисунок 2).

Смесь реакции 36 приготовленные из 10 и 11 c согласно п.3 протокола (рис. 3) наблюдалось на 1час, 11B и 19F ЯМР спектроскопии для изучения формирования борных Эстер промежуточные 37 (рис. 4). Смесь реакции 38 был также подготовлен 11 c для сравнения. Результаты 1H ЯМР спектрах указал, что сигнал 2'-3'-гидроксильные протонов исчез, и что 2' и 3' протонов резко сместился upfield присутствии 11 c (цифры 4A и 4B). В 11B NMR спектров, мы предположили, что пики борных Эстер 37, 11 c и/или boroxine 40 (который является циклическим тример, порожденных обезвоживания конденсации трех борных кислот) и boroxine пиридина комплекс 39 (которая является предлагаемая структура, на основе данных о спектры boroxine пиридина комплексов) были замечены на 32 ppm, 28 ppm и 21 ppm, соответственно (цифры 4 c - 4E)67,68, 69. В 19F NMR спектров, мы предположили, что вершины 39 или 40, 37и 11 c соответствуют-63.3 ppm,-63.2 ppm и-62.8 ppm, соответственно (цифры 4F - 4 H).

Figure 1
Рисунок 1 : Предыдущая работа и эта работа. (A) группа показывает O- гликозилирования 2′-deoxyribonucleoside с thioglycoside, пропагандируемые p- toluenesulfenyl хлорид (p- TolSCl) и серебряные трифлатов (AgOTf). (B) Эта группа показывает региоселективный O- гликозилирования незащищенных ribonucleoside, используя циклических борных эфира как временная защита группы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 2
Рисунок 2 : Deprotection β-28. Расщепление бензоила групп был проведен с метиламином (2Менха) позволить β -35. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 3
Рисунок 3 : Реакция смесей 36 и 38. Были подготовлены смеси 36 и 38 из уридина 10 и 4-(trifluoromethyl) phenylboronic кислота 11 c и от 11 c, соответственно. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure 4
Рисунок 4: исследование ЯМР циклических борных эфира промежуточные 37, приготовленный из уридина 10 и 4-(trifluoromethyl) phenylboronic кислота 11 c на 1Ч, 11B, и 19F NMR измерений в Ацетонитрил -d3 при 25 ° C. 37, 39 и 40 были предлагаемой структуры, смотрите Рисунок 3. (A) Эта панель показывает 10 наблюдением 1H ЯМР. (B) Эта группа показывает смесь 36 наблюдением 1H ЯМР. (C) Эта группа показывает 11 c наблюдением 11B ЯМР. (D) группа показывает смесь 38 наблюдением 11B ЯМР. (E) Эта группа показывает смесь 36 наблюдением 11B ЯМР. (F) Эта группа показывает 11 c наблюдали 19F ЯМР. (G) Эта группа показывает смесь 38 наблюдали 19F ЯМР. (H) Эта группа показывает смесь 36 наблюдали 19F ЯМР. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Figure of Table 1

Вход Борных кислот b Растворитель Состояние Доходность (за 3 шага) c
1 - MeCN −20 ° C, 1.5 ч < 16% (сложная смесь)
2 ,d PhB(OH)2 (11А) MeCN −20 ° C, 1.5 ч 41% (Α/Β = 1,6/1)
3 ,e 11А MeCN −20 ° C, 1.5 ч 45% (Α/Β = 1,6/1)
4 ,e 4-MeOC6H4B(OH)2 (11В) MeCN −20 ° C, 1.5 ч 39% (Α/Β = 1,8/1)
5 ,e 4-CF3C6H4B(OH)2 (11 c) MeCN −20 ° C, 1.5 ч 51% (Α/Β = 1,8/1)
6 ,e 2,4-F2C6H4B(OH)2 (11 d) MeCN −20 ° C, 1.5 ч 46% (Α/Β = 1,8/1)
7 ,e 4-NO2C6H4B(OH)2 (11e) MeCN −20 ° C, 1.5 ч 24% (Α/Β = 1,6/1)
8 ,e 4-CH3(2CH)5C6H4B(OH)2 (11f) EtCN −40 ° C, 1.5 ч 30% (Α/Β = 1,6/1)
9 ,e Cyclopentylboronic кислота (11 g) MeCN −20 ° C, 1.5 ч 8% (Α/Β = 1,7/1)
10 ,e 11c 1,4-диоксан р.т., 1,5 ч 27% (Α/Β = 3,3/1)
11 ,e 11c CH2Cl2 −40 ° C, 1.5 ч след
12 ,e 11c EtCN −40 ° C, 1.5 ч 61% (Α/Β = 1,6/1)
13 e, f 11c EtCN −40 ° C, 1.5 ч 57% (Α/Β = 1,5/1)

Таблицы 1. Условия реакции для региоселективный O- гликозилирования уридина 10 с thiomannoside α-9. Glycosylations были проведены с использованием 1.5 эквиваленты α -9, 3.0 эквиваленты p- toluenesulfenyl хлорида и 6.0 эквиваленты серебра трифлатов против 10. Результате продукты были ацетилированные с ca. 10 эквиваленты ангидрида уксусной кислоты (Ac2O) в присутствии каталитического количества N,N-диметил-4-aminopyridine (ДМАП). b борных кислот 11 был 1,5 эквиваленты против 10. c коэффициент α/β α/β-12 была проверена 1H ЯМР. d смесь из 10 и 11a был совместно испаряется с пиридина и 1,4-диоксан и затем перемешивают в 1,4-диоксан рефлюкс температуре, с последующим добавлением раствора α -9 в ацетонитриле проводить гликозилирования. e смесь из α -9, 10и 11 совместно испаряется с пиридина и 1,4-диоксан и затем перемешивают в 1,4-диоксан рефлюкс температуре после лечения с p- toluenesulfenyl хлорид и серебро трифлатов. f гликозилирования реакции был проведен с использованием 1.5 эквиваленты α -9, 1.8 эквиваленты p- toluenesulfenyl хлорида и 3.6 эквиваленты серебра трифлатов против 10. Результате продукты были ацетилированные с ca. 10 эквиваленты ангидрида уксусной кислоты в присутствии каталитического количества N,N-диметил-4-aminopyridine. AC = ацетил, Bn = бензиловый, Ph = фенил.

Figure of Table 2

Вход Акцептор Продукта Выход (для 2 шага)
1 13 (азотистого основания = Аде) Β -22 42%
2 14 (азотистого основания = АдеBz) Β -23 30%
3 15 (азотистого основания = Гуа) Β -24 12%
4 16 (азотистого основания = ГуаяБу) Β -25 44%
5 10 (азотистого основания = НУУ) Β -26 42% (ОК. 15%: азотистого основания = 5-СКВП Ура)
6 17 (азотистого основания = твой) Β -27 53%
7 18 (азотистого основания = 5-фура) Β -28 61%
8 19 (азотистого основания = Cyt) Β -29 55%
9 20 (азотистого основания = CytBz) Β -30 40%

Таблица 2. O -Glycosylations нуклеозидов 10 и 13-20 с thiogalactoside β-21 для синтеза нуклеозидов β дисахарид - 22-β-30. Glycosylations были проведены с использованием 1.5 эквиваленты β -21, 1.5 эквиваленты 4 - phenylboronic кислота (trifluoromethyl) 11 c, 3.0 эквиваленты p- toluenesulfenyl хлорида и 6.0 эквиваленты серебра трифлатов против акцептор (10 и 13 - 20). Смесь из β -21, акцептора (10 и 13 - 20) и 11 c был совместно испаряется с пиридина и 1,4-диоксан и затем перемешивают в 1,4-диоксан рефлюкс температуре после лечения с p - toluenesulfenyl хлорида и серебра трифлатов. BZ = бензоила, яБу = isobutyryl, Tol = tolyl, Аде = аденин, Гуа = гуанин, ура = урацил, твой = тимин, 5-фура = 5-фторурацил, Cyt = цитозин.

Figure of Table 3

Вход Доноры Продукта Выход (для 2 шага)
1 Β -31 (КЗС) Β -33 54%
2 б Β -21 (Gal) Β -28 61%
3 Α -32 (человек) Α -34 < 39% (смесь)

Таблица 3. O -Glycosylations glycosyl доноров β-21, β-31 и α-32 с 5-fluorouridine 18 для синтеза дисахарид нуклеозидов β-28, β-33 и α-34. Glycosylations были проведены с использованием 1.5 эквиваленты донора (β -21, β -31 или α -32), 1.5 эквиваленты 4-(trifluoromethyl) phenylboronic кислота 11 c, 3.0 эквиваленты p- toluenesulfenyl хлорид и 6.0 эквиваленты серебра трифлатов против 18. Смесь из доноров (β -21, β -31или α -32), 18и 11 c был совместно испаряется с пиридина и 1,4-диоксан и затем перемешивают в 1,4-диоксан рефлюкс температуре после лечения с p - toluenesulfenyl хлорида и серебра трифлатов. b Это тот же результат 7 запись Таблицы2. GLC = глюкозид, галлон = galactoside, человек = mannoside, 5-FUrd = 5-fluorouridine.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Эта рукопись призвана показать удобный синтетический метод подготовить дисахарид нуклеозидов, с использованием незащищенного рибонуклеозиды без утомительной защищая группы манипуляции. Здесь мы сообщаем о региоселективный O- glycosylations нуклеозидов через временные 2', 3'-диол защиты циклических борных Эстер (рис. 1Б)51.

Подготовка промежуточных циклических борных эфира является одним из важных шагов. Безводный растворители должны использоваться для совместного испарения реакционной смеси (шаги 1.1.1.2 и 1.2.1.1.2 протокола) и для этерификации шага (шаги 1.1.1.3 и 1.2.1.1.3), потому что борных эфиров, приготовленных из нуклеозидов и борных кислот может быть легко гидролизуется. O- гликозилирования реакции также требуют безводный условия, чтобы избежать гидролиз glycosyl доноров. Таким образом молекулярные сита (шаги 1.1.2 и 1.2.1.2), двух шея раунд нижней колбе и безводный растворителей (шаги 1.1.3.1 и 1.2.1.3.1) должны быть достаточно высушены до их использования для O- гликозилирования.

P -toluenesulfenyl хлорид подготовлен согласно наш предыдущий документ38 - должны храниться в темноте при температуре-20 ° C, необходимо использовать в течение 3 месяцев. Если серебро трифлатов мокрой, он должен быть сушеные в вакууме до его использования для O- гликозилирования.

Этот метод может применяться для различных нуклеозидов и glycosyl доноров (Таблица 1, 2и 3). Крупномасштабные синтез β -28 в значительной степени удалось, за исключением некоторые такие примеры, как комбинация α -32 и 18 (Таблица 3, вход 3), в котором изоляции желаемого дисахарид нуклеозидов не легко. Кроме того, этот метод применяется для строительства 1», 5'-glicosidic увязка нуклеозидов дисахарид (строительство 1», 2'- и 1'', 3'-glicosidic связь пока быть изучены).

O- гликозилирования использованию незащищенном нуклеозидов поставляет дисахарид нуклеозидов в короткий процесс, чем предыдущие методы, с помощью защищенных нуклеозидов.

O- гликозилирования незащищенных нуклеозидов, использования временной защиты циклических борных эфира может быть применен к подготовке различных биологически активных дисахарид нуклеозидов и их аналогов. Особенно, β -35 и его аналогов, как ожидается, будет новых наркотиков кандидатов, поскольку известно, что 5-fluorouridine и 5-фторурацилом имеют противоопухолевых, антивирусные и антибактериальные деятельности24,59, 70,,7172,73,74,,7576. Мы также считаем, что применение временной защиты гидроксильных групп в борных эфира будет полезным для синтеза различных природных и искусственных соединений, а также дисахарид нуклеозидов.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего сообщать.

Acknowledgments

Это исследование финансировалось за счет дотаций из министерства образования, культуры, спорта, науки и техники (МПКСНТ) Японии (№№ 15K 00408, 24659011, 24640156, 245900425 и 22390005 для шин Аоки), Грант от Токио биохимических исследований Фонд, Токио, Япония и Фонд TUS (Токио университет науки) для области стратегических исследований. Мы хотели бы поблагодарить Норико Sawabe (факультет фармацевтических наук, Университет Токио науки) для измерения спектров ЯМР, Fukiko Хасэгава (факультет фармацевтических наук, Университет Токио науки) для измерений массы спектры и Томоко Мацуо (научно-исследовательский институт науки и технологий, Университет Токио науки) для измерения элементарного анализа.

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

Химия выпуск 137 дисахариды нуклеозидов O- гликозилирования рибонуклеозиды временная защита тиогликозид циклических борных Эстер
Региоселективный <em>O</em>- гликозилирования нуклеозидов <em>через</em> временные 2', 3'-диол защиты борных эфира для синтеза нуклеозидов дисахарида
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