Разработка синтезов компонентов нуклеиновых кислот, изотопномодифицированных углеродом-13 и азотом-15

• Автор: Блинникова, Вера Дмитриевна
• Шифр специальности: 05.17.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 211 с.

Список сокращений

Глава 1. ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПУРИНОВЫХ И ПИРИМИДИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ, МЕЧЕННЫХ УТЛЕРОДОМ-13 И АЗОТОМ-15, ИХ ДЕЗОК-СИНУКЛЕОЗИДОВ И ДЕЗОКСИНУКЛЕОЗИД-5'-МОНОФОСФАТОВ. Литературный обзор

1.1 .Синтез пуриновых оснований, меченных 13С в положении 8 пуринового кольца

1.1.1.Синтез пуриновых оснований из пиримидинов

1.1.2.Синтез пуриновых оснований из имидазолов,

1.1.3.Синтез из ациклических соединений

1.1.4.Синтез из других циклических систем

1.1.5. Взаимные превращения пуриновых оснований путем трансформации функциональных групп

1.2. Синтез меченых пиримидиновых оснований

1.3. Химические методы синтеза нуклеозидов и дезоксинуклеозидов

1.3.1. Гликозилирование гетероциклических оснований ацшшрованными углеводными производными
1.3.1.1. Гликозилирование производных гетероциклических оснований с металлами (Реакция Кенигса-Кнорра с тяжелыми металлами). 3
1.3.1.2. Метод Хильберта-Джонсона. 3
1.3.1.3. Использование триметилсилильных производных гетероциклических оснований
1.3.1.4. Метод сплавления оснований с ацшшрованными углеводами
1.3.1.5. Методы прямой конденсации пуриновых и пиримидиновых производных с поли-О-ацилированными сахарами или с поли-О-ацилгликозилгалоидами
1.3.2. Методы конденсации с использованием неацилированных углеводов
1.3.3. Реакциитрансгликозилирования,
1.3.4. Взаимопревращения природных нуклеозидов
1.4. Химические методы синтеза нуклеотидов
1.4.1. Фосфорилирование нуклеозидов, с блокировкой неподлежащих
фосфорилированию гидроксильных групп углеводного остатка
1.4.1.1. Фосфорилирование устойчивыми производными фосфорной кислоты
1.4.1.2. Фосфорилирование нуклеозидов неустойчивыми производными фосфорной кислоты
1.4.1.3. Фосфорилирование соединениями трехвалентного фосфора
1.4.2. Избирательное фосфорилирование нуклеозидов без осуществления защиты соответствующих гидроксильных групп углеводного остатка
1.4.2.1. Фосфорилирование с помощью производных фосфорной кислоты
1.4.2.2. Фосфорилирование с помощью соединений трехвалентного фосфора
1.4.3. Синтез дезоксирибонуклеозид-5'-фосфата
Глава 2. РАЗРАБОТКА ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ СИНТЕЗА ПУРИНОВЫХ И ПИРИМИДИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ, ИХ ДЕЗОКСИНУКЛЕОЗИДОВ И ДЕЗОКСИНУК-ЛЕОЗИД-5'-МОНОФОСФАТОВ, МЕЧЕННЫХ УГЛЕРОДОМ-13 И АЗОТОМ-15. Обсуждение результатов
2.1. Разработка химических методов синтеза пуриновых оснований, меченных 13С
2.1.1. Выбор положения метки 13С в пуриновых основаниях
2.1.2. Синтез аденина-8-13С
2.1.2.1. Выбор способа получения аденина-8-13С
2.1.2.2. Отработка методики синтеза меченой муравьиной кислоты Н13СООН из К13С№
2.1.2.3. Отработка условий синтеза аденина-8-13С
2.1.2.4. Анализ аденина-8-вС
2.1.3. Синтез гуанина-8-13С
2.1.3.1. Выбор способа получения гуанина-8-13С
2.1.3.2. Разработка методики очистки гуанина-8-13С
2.1.3.3. Разработка методики очистки и способа выделения 2,5,6-триамино-4-оксипиримидина сульфата - исходного реагента в синтезе гуанина-8-13С
2.1.3.4. Оптимизация условий и усовершенствование методики синтеза гуанина-8-13С
2.1.3.5. Анализ гуанина-8-13С
2.1.4. Синтез гипоксантина-8-13С
2.1.4.1. Выбор способа получения гипоксантина-8-13С
2.1.4.2. Оптимизация условий синтеза гипоксантина-8-13С
2.1.4.3. Анализ гипоксантина-8-13С
2.2. Разработка химических методов синтеза пиримидиновых оснований, меченных углеродом-13 и азотом-15
2.2.1. Выбор положения метки 13С и 151Ч в пиримидиновых основаниях
2.2.2. Выбор способа получения урацила-2-13С и урацила-1,3-15М
2.2.2.1. Синтез мочевины-13С,
2.2.2.2. Оптимизация условий синтеза урацила-2-13С
2.2.2.3. Синтез урацила-1,3-15К
2.2.2.4. Анализ урацила-2-13С и урацила-1,3-15М
2.2.3. Выбор способа получения тимина-2-13С, тимина-1,3-15К и тимина-2-13С1,3-15К
2.2.3.1. Отработка способа получения диэтилового эфира 0-метиляблочной кислоты
2.2.3.2. Оптимизация условий синтеза тимина-2-13С, тимина-1,3-15Н, тимина -2-13С-1,3-15М
2.2.3.3. Анализ меченого тимина
2.2.4. Выбор способа получения цитозина-2-13С, цитозина-4-13С, цитозина-4-13С-1,3-15Н и цитозина-1,3-15К
2.2.4.1. Выбор схемы синтеза 3,3-диэтоксипропионитрила
2.2.4.2. Разработка варианта А
2.2.4.3.Исследование условий синтеза 3,3-диэтоксипропионитрила по варианту Д и его оптимизация
2.2.4.4. Анализ 3,3-диэтоксипропионитрила
2.2.4.5.Оптимизация условий синтеза меченого цитозина
2.2.4.6. Анализ цитозина-2-13С; -1,3-131Ч; -4-13С и -4-,3С-1,3-15Ы
2.3. Разработка химических методов синтеза пуриновых дезоксинуклеозидов, меченных углеродом-13
2.3.1. Исследование путей синтеза 2'-дезохсиаденозина-8-13С
2.3.1.1. Метод прямой конденсации аденина с 2-дезокся4>рибозой
2.3.1.2. Методы сплавления
2.3.1.3. Метод прямой конденсации пуриновых производных с галогенацилпентозами в присутствии молекулярных сит
2.3.1.4. Хроматографическое разделение продуктов конденсации
2.3.1.5. Синтез !Х'-бензоил-аденмна-8-13С,
2.3.1.6. Оптимизация синтеза Г-хлор-2-дезокси-3,5-ди-0-п-нитробензоил-0-рибозы
2.3.2. Обсуждение возможных путей синтеза 2'-<П-8-13С
2.3.2.1. Оптимизация способа получения 2'-сИ-8-13С реакцией гидроксидезаминирования 2'-
6А в ацетатном буфере
2.3.2.2. Исследование нового варианта синтеза 2'-с11-8-13С

тральной молекулы. Нуклеофилом является соответствующая гидроксильная группа нуклео-зида(198)
R4 «Р
/ч + НО—R R X
, /Я
R—О—Р—R R
(197) (198) (199)
где X = С1, Я = ОН, ОСН3 и др. группы; Я' - остаток нуклеозида.
1.4.1. ФосФорилирование нуклеозидов. с блокировкой неподлежащих ФосФоиилированию гидроксильных групп углеводного остатка.
Для избирательного фосфорилирования гидроксильной группы 5' в рибонуклеозидах защищают 3' и 2' гидроксильные группы введением в углеводный остаток изопропилидено-вых и бензилиденовых групп или ортоэфира муравьиной кислоты.
Введение в углеводный остаток нуклеозида (200) изопропилиденовой (202) или бензи-лиденовой (204) групп осуществляют реакцией с кетонами (201) и альдегидами (203) в присутствии кислотных катализаторов [142], выход продукта составляет 85-92 %.
HOCH,
О. В МеХО (201)
он он
(200)
носн2

.о.

/Сч Ме Ме
(202)
HOCH,
,0,

он он
(200)
(203)
с6н5сно

HOCH,

/Сч

(204)
с6н5
где В - соответствующие пуриновое или пиримидиновое основание.
Образующиеся в результате представленной выше реакции кетали и ацетали легко расщепляются в слабокислой среде.
Процесс блокирования 2',3'-цис-диольной группировки с помощью ортоэфира муравьиной кислоты (205) можно представить с помощью следующей схемы: