Исследование триэфирного синтеза олигонуклеотидов в присутствии арилсульфохлорида и нуклеофильных катализаторов

• Автор: Иванова, Евгения Михайловна
• Шифр специальности: 02.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 171 c. : ил

Введение
Глава I. НУКЛЕОФИЛЬНЫЙ КАТАЛИЗ ПИРИДИНАМИ И АЗОЯАМИ В РЕАКЦИЯХ СУЛЪФОНИЛИРОВАНШ И ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ обзор литературы
1.1. Реакции арилсульфогалогеницов с нуклеофильными реагентами в присутствии пиридинов и азолов

1.1.1. Влияние растворителей .

1.1.2. Влияние природы уходящей группы

1.1.3. Влияние заместителей в бензольном кольце

арилсульфогалогеницов .

1.1.4. Влияние природы катализатора .

1.1.5. Влияние резонансной стабилизации промежуточного

продукта

1.2. Реакции арилсульфоазолидов с нуклеофильными реагентами .

1.3. Нуклеофильный катализ пиридинами и азолами в реакциях фосфорилирования, используемых в олигонуклеотидном синтезе .
1.4. Механизм образования межнуклеотидной диэфирной связи
1.5. Механизм образования межнуклеотидной триэфярной связи в присутствии арилсульфотетразолицов .
Глава 2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
2.1. Нуклеофильный катализ образования межнуклеотицной триэфирной связи в присутствии
2,4,6триизопропилбензолсульфохлорида .
2.1.1. Влияние 4 ,А циметиламинопиридина на образование фосфотриэфиров в присутствии арилсульфо
хлоридов в пиридине .
2.1.2. Нуклеофильный катализ 4 ,Мдиметиламинопирином образования межнуклеотидной связи в пиридине триэфирным методом
2.1.3. Влияние метилимидазола, 3нитро1,2,4триазола и тетразола на образование межнуклеотидной триэфирной связи в присутствии арилсульфохлоридов в пиридине
2.1.4. Структура активных фосфорилирующих агентов .
2.1.5. Влияние нуклеофильных катализаторов на взаимодействие Ркомпонента и арилсульфохлорида
2.1.6. Схемы реакций, протекающих при образовании фосфотриэфиров
2.1.7. Образование межнуклеотидной триэфирной связи в присутствии арилсульфохлорида и метилими.цазола или 4 V,Л циметиламинопиридина в различных растворителях .
2.2. Синтез олигонуклеотидов .
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
3.1. Исходные материалы
3.2. Основные методы работы
3.3. Методики эксперимента .
3.4. Синтез олигонуклеотидов .
3.4.1. Межнуклеотидные конденсации
3.4.2. Получение Ркомпонента .
3.4.3. Получение ОНкомпонента
3.4.4. Деблокирование олигонуклеотидов
3.4.5. Выделение олигонуклеотидов после деблокирования
Глава 4. ПРИЛОЖЕНИЕ .
Вывода
Литература


Поэтому ниже рассматриваются литературные данные по нуклеофильному катализу как реакций арилсульфогалогенидов и арилсульфоазолидов конденсирующих агентов, так и реакции фосфорилирования, используемых в олигонуклеотидном синтезе. I.I. Реакции арилсульфогалогенидов с нуклеофильными реагентами в присутствии пиридинов и азолов. Механизм реакций арилсульфогалогенидов арилсульфоангидридов с нуклеофильными реагентами НУ в присутствии пирицинов и замещенных имидазолов в качестве катализаторов можно представить схемой I. Схема I. X АгX АгНУИиНХ
О 1 О г О
АГ i, , ОЩАг У ННАк, i, О Ак, О i, ОН
Сульфонилирующий агент и нуклеофильный катализатор Ни в результате обратимого взаимодействия образуют промежуточный продукт I в виде сульфониламмониевой соли, который вследствие своей высокой реакционной способности реагирует на второй стадии с нуклеофиломреагентом НУ с образованием продукта реакции и регенерацией катализатора 6. В зависимости от того, какая из этих двух стадий определяет скорость всего процесса, различают два типа реакций. В первом случае нестабильный промежуточный продукт I в результате взаимодействия с нуклеофильным реагентом превращается в продукты реакции быстрее, чем распадается на исходные соединения, т. У . Полярные протоактивные растворители способствуют диссоциации ионной пары I на свободные ионы
НъХ Г
О о
Образующийся свободный сульфониламмониевый катион II обладает высокой реакционной способностью и быстро реагирует с молекулами сольватной оболочки воды или спирта II. В этом случае скорость реакций не зависит от концентрации нуклеофильного реагента и описывается уравнением второго порядка, т. В этом случае соединение I существует основном,в виде ионной пары, что способствует взаимодействию аниона Х с сульфонильным атомом серы, а также затрудняет атаку реагента НУ на электрофильный центр катиона. Реакции арилсульфогалогенидов с аминами в апротонных растворителях являются реакциями третьего порядка, т. КА
Взаимодействие арилсульфогалогенидов с нуклеофильными катализаторами происходит по бимолекулярному механизму 9,. Нуклеофильное замещение у сульфонильного атома серы может протекать как одностадийный механизм 2 реакция I или двустадийный механизм присоединенияотщепленияреакция 2 процессы
НгНХ Ни
О
Ни5 х ЛгУ
МННиХ I
о
А Л Ни
а
о
лГо
При протекании реакции по дг2 механизму образование и разрыв связи происходят синхронно в одном и том же переходном состоянии. По механизму присоединенияотщепления образование связи предшествует разрыву. Предполагается , что некаталитическая реакция переноса сульфонильной группы происходит по одностадийному механизму . В присутствии нуклеофильных катализаторов, по мнению большинства исследователей, взаимодействие арилсульфогалогенидов с нуклеофильными реагентами также протекает по ,2 механизму 6,9,,. Схема 2. РгНН д
Лг2 г
константа скорости сульфонилирования в отсутствие нуклеофильных катализаторов. При увеличении полярности растворителя сульфонилирование
аминов в отсутствие третичных аминов значительно ускоряется в раз при переходе от бензола к нитробензолу и подчиняется уравнению второго порядка, что свидетельствует об отсутствии автокаталитических путей ,. При проведении этих реакций в присутствии третичных аминов нуклеофильных катализаторов наблюдается резкое повышение скорости реакции. Например, пиридин Рчг ускоряет сульфонилирование аминов в
раз ,, 4 диметиламинопиридин АР в раз ,. Аналогичный каталитический эффект пиридинов раз наблюдается и при гидролизе арилсульфогалогенидов 7,9,,. Схема 3. ЖгЫиХ РкОН
М ОгХРШ Ми л г Яз РАЫг НХ
ЛгЗОгХ РИ. ОН. На преобладание того или другого потока оказывают влияние кислотность фенола и основность катализатора. Повышение кислотности фенола и основности третичного амина приводит к преобладанию основного пути 2 . Некаталитическое взаимодействие бензолсульфохлорида с фенолом протекает крайне медленно 3. СГ7лмоль с . Триэтиламин ТЕА , ускоряющий эту реакцию по механизму основного катализа, повышает скорость процесса на 5 порядков . Как уже говорилось выше, каталитическое взаимодействие арилсульфогалогени. I схема I, скорость образования которого влияет на скорость всего процесса см. Эти факторы рассматриваются ниже.