Синтез мономеров полиамидных миметиков нуклеиновых кислот и исследование их свойств (1091937), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Структуру и чистоту соединения 17подтверждали данными 1Н-,13С-спектроскопии (в 1Н-,С-спектрах были обнаружены13дополнительные сигналы фенильной и метиленовых групп Cbz-защиты, также в 1Hспектре отсутствовали сигналы протонов NH2-группы гуанина, а в13C-спектреобнаружены сигналы карбонильной группы Cbz-защиты), элементный состав ─ массспектрометрией высокого разрешения и данными элементного анализа.Синтез мономеров ОЗ ПНКСледующий этап работы заключался в синтезе бромацетамидых производныхпссевдопептидов 22a, 22b.50Схема 7.
Получение бромацетамидного производного псевдопептидов α-ОЗ ПНК.NsNBocHNOBocHNK2CO3o0 C21a72%O20aCOOBzlOHNPhSHOCOOBzlBrBrAcBrTEAOo0 CBocHN85%ONO22aCOOBzlВ случае α-производного (схема 7) исходным соединением служил полностьюзащищенный псевдопептид 20а, который вводили в реакцию тиолиза с тиофенолом вприсутствии карбоната калия. Полученный вторичный амин 21а (выход 72%) сразуподвергали бромацилированию.
Первоначально использовался ранее разработанный намиподход [6], который заключался в добавлении TEA к раствору псевдопептида 21а ипоследующемуприбавлениюбромацетилбромида.Приувеличениизагрузкипсевдопептида 21а более чем в 5 раз, выход составил 43% (выход при уменьшеннойзагрузке равнялся 86% [6]).
Поэтому было решено изменить порядок добавленияреагентов,таккрастворупсевдопептида21авприDCM0оCдобавлялибромацетилбромид, и только после этого медленно прикапывали ТЕА, выдерживаястрогий температурный контроль (5оС). По-видимому, при первоначальном прибавленииТЕА к вторичному амину 21a происходит образование побочного циклического продукта(схема 1В), причем данный процесс происходит с очень высокой скоростью приувеличении начальной загрузки псевдопептида.
Выход реакции при измененном порядкеприбавления реагентов составил 85%.Схема 8. Получение бромацетамидного производного псевдопептидов γ-ОЗ ПНК.COOBzlCOOBzlBocHNOH+NsHNPPh3DEADOO0oCNsNBocHNCOOBzlHNBocHNBrAcBrTEAOCOOBzlOoOO20b19b18bPhSHO0 CBocHNK2CO30oCBrONO21b22b, 60% на три стадии51γ-Замещенное бромацетамидное производное 22b было получено в три стадии, привнесении небольших изменений в ранее разработанный в нашей лаборатории протоколсинтеза (схема 8).
Реакцию Мицунобу между β-аминоспиртом (Вос-Glu(OBzl)-ол) и Nsзащищенным аллиловым эфиром глицина, проводили при 0оС в атмосфере аргона,добавляя DEAD по каплям к раствору «спиртовой» 18b, «кислотной» 19b компонент иPPh3 в свежеперегнанном ТГФ. Полученный интермедиат 20b был использован наследующей стадии без выделения в индивидуальном состоянии, ввиду возможностиудаления большего количества примесей на стадии обработки последующего тиолиза.
Такэкстракция при различных pH реакционной смеси тиолиза защищенного псевдопептида20b, позволила избавиться от практически всех примесей, оставшихся после реакцииМицунобу. Вторичный амин 21b немедленно (из-за возможности побочного процессациклизации (схема 1В) [97]) вводили в реакцию ацилирования (используя измененныйпорядок прибавления реагентов). К раствору псевдопептида 21b в DCM при 0оCдобавляли бромацетилбромид, после чего медленно прикапывали ТЕА. Выход на тристадии составил 60%, что соответствует выходу альтернативного синтетического пути,который включал выделение полностью защищенного псевдопептида 20b [105], при этомсинтез становится более простым и дешевым.
Структуру и чистоту бромацетамидыхпроизводных 22а, 22b подтверждали данными 1Н,13С-ЯМР-спектроскопии (в спектрахбыли обнаружены сигналы, соответствующие протонам и углероду метиленовой группылинкера), элементный состав подтверждали масс-спектрометрией высокого разрешения.Полностью защищенные мономеры 23a, 24a, 25b, 26b получали алкилированиемзащищенных гетероциклических оснований 2, 16 и 17 бромацетамидными производными22a, 22b (схема 9). Алкилирование Сbz-аденина 2 бромацетамидным производным 22bпроводили в присутствии разных оснований: Cs2CO3, смесь Cs2CO3/K2CO3 (1:10) и К2СО3.В целом результаты оказались сопоставимыми, поэтому последующие реакции проводилив присутствии K2CO3.52Схема 9. Синтез пуринсодержащих мономеров ОЗ ПНК.BBrOR2ONBocHN22a22bK2CO3OOR22, 16, 17BocHN[Pd(PPh3)4]oONOR1R161% 23a41% 24a68% 25b51% 26bBOR2ONBocHNOHR1OBzlOBzlNNNNNNH2NNNNHCbzNR2R1NHCbz23a, 27a -CH2CH2COOBzl-H24a, 28a -CH2CH2COOBzl-H24a, 28a26b, 30b23a, 27aN77% 27a87% 28a98% 29b88% 30bN25b, 29b-H-CH2CH2COOBzl26b, 30b-H-CH2CH2COOBzlN25b, 29bАлкилирование Сbz-аденина 2 бромацетамидом 22b в присутствии K2CO3приводило к образованию полностью защищенного мономера 25b.
Выход составил 68%.Гуанинсодержащие мономеры были получены аналогично аденинсодержащемумономеру 25b. Так мономер 23a был получен алкилированием О6-бензилгуанина 16 (1.2экв.) в присутствии K2CO3 (1.2 экв.) бромацетамид производным псевдопептида 32а свыходом 65%. Алкилирование ди-защищенного гуанина 17 (1.1 экв.) бромацетамиднымипроизводными 22а, 22b в присутствии K2CO3 (1.1 экв.) приводило к образованиюполностью защищенных ОЗ мономеров 24a, 26b с выходами 41 и 51%, соответственно.Средние значения выходов обусловлены неполной конверсией исходных веществ 12а,12b, избытки гетероциклических оснований при этом были отделены от целевыхпродуктов при помощи колоночной хроматографии.
Структуру и чистоту подтверждалиданными1H,13C-ЯМР-спектроскопии,вспектрахприсутствовалисигналысоответствующие атомам водорода и углерода нуклеиновых оснований и их защитныхгрупп, элементный состав соединений 23a, 24a, 25b, 26b подтверждали данными массспектрометриивысокогоразрешения.Региоселективностьалкилированиябылаподтверждена методами двумерной ЯМР-спектроскопии (см. раздел – подтверждениерегиоселективности реакции алкилирования пуринсодержащих гетероциклов).53Удаление аллильной защиты с С-конца ОЗ мономеров ПНК ранее в нашейлаборатории осуществлялось в присутствии морфолина при катализе [Pd(PPh3)4]о [5, 6].Но выход 45-53% [6] для α-мономеров ОЗ ПНК заставил нас искать альтернативныеподходы.
Удаление аллильной защиты по ранее разработанному методу [106] сиспользованием PMHS/ZnCl2 и палладиевого катализатора не показало желаемогорезультата (выход составил <40%). Проведение же реакции в присутствии N-этиланилина[86] значительно повысило выход реакции до 77 и 87%, для мономеров 27a, 28aсоответственно (схема 9). В случае γ-мономеров ПНК 25b, 26b реакцию проводили постандартной процедуре [107] в присутствии морфолина в условиях катализа палладиевымкомплексом [Pd(PPh3)4]о (схема 9).
Выходы мономеров 29b, 30b составили 98 и 88%,соответственно. Структура и чистота полученных соединений были подтвержденыданными 1Н-, 13С-спектроскопии (в спектрах отсутствовали сигналы протонов и углеродоваллильной группы), элементный состав – данными масс-спектрометрии высокогоразрешения.Таким образом, были получены в препаративных количествах мономеры ОЗ ПНК27a, 28a, 29b, 30b, содержащие в своей структуре пуриновые гетероциклы. В ходе работыбыло показано, что при синтезе мономеров ОЗ ПНК при использовании реакцииМицунобу более выгодно не проводить выделение Ns-защищенного псевдопептида. Такжебыло показано, что при проведении ацилирования псевдопептида бромацетилбромидомважен порядок прибавления реагентов.
Для дальнейшей олигомеризации на полимерномносителеболеевыгоднымпредставляетсяиспользованиеди-защищенногогуанинсодержащего мономера ОЗ ПНК, ввиду возможности использования в ходетвердофазного синтеза стадии кэппирования уксусным ангидридом и качественного тестаКайзера.Подтверждение структуры мономеров и региоселективностиреакции алкилирования пуринсодержащих гетероциклов.Определение региоселективности реакций алкилирования пуриновых производных2, 16, 17 бромацетамидными производными 22а, 22b, возможно при использовании толькоС-спектры полностью защищенных мономеров 23a, 25b, 26b, однако сложно однозначно13доказатьN7/N9-замещение,ввидувозможнойневернойинтерпретацииблизкорасположенных сигналов атомов углерода защитной аллильной группы (-СН2СН=СН2) и С5-атома пуриновых оснований (рис.
2). Поэтому региоселективностьалкилирования была подтверждена методами двумерной ЯМР-спектроскопии. Для этогобыли получены спектры COSY (1H/1H-взаимодействия), HSQC (1H/13C-взаимодействия) и54HMBC (1H/13C-взаимодействия). Таким набором спектров были полностью определенысигналы, соответствующие всем Н и С-атомам соединений 23a, 25b, 26b (данныепредставлены в экспериментальной части). В ходе анализа спектров было обнаруженоудвоение набора сигналов, что обуславливается тем, что в образцах присутствуют двеконформерные структуры, ввиду затрудненного вращения вокруг амидной связи междуацетамидным линкером и псевдопептидом (рисунок 2В).R1=-H, -NHCbz или NH2R2=-NHCbz или -OBzlR216N275 NOR28N 4 N9R1BBNBocHN3OR2OBocHNOOONR1HHЛOR1BAРисунок 2. Гетероядерные корреляции, указывающие на региоселективность реакцийалкилированияДля определения региоселективности были использованы НМВС-спектры.
Анализспектров показал наличие корреляций между метиленовыми протонами ацетамидноголинкера (Л) и С8, С4-атомами пуриновых оснований. В то же время корреляции междупротонами линкера и С5-атомом пурина отсутствовали во всех случаях, чтосвидетельствовало о наличии продуктов N9-замещения (рис. 2A).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
