脱氧核苷三磷酸及其衍生物的合成方法与流程

1.本发明涉及化学合成技术领域，具体的，涉及脱氧核苷三磷酸及其衍生物的合成方法。


背景技术：

2.脱氧核苷三磷酸，简称dntp，包括datp、dgtp、dctp、dttp等在内的统称，n是指含氮碱基，代表变量代表a、t、c、g等中的一种。脱氧核苷三磷酸不仅是重要的生化物质，还广泛应用于医药、食品和科学研究中，如作为起始原料合成dna，是分子生物学研究的重要物质。然而，现有文献报道的脱氧核苷三磷酸及其衍生物的合成方法普遍存在反应过程复杂、制备周期长、产物收率较低的问题，无法大规模推广使用。


技术实现要素：

3.本发明提出脱氧核苷三磷酸及其衍生物的合成方法，解决了脱氧核苷三磷酸及其衍生物的合成方法反应过程复杂、制备周期长、产物收率较低的问题，无法大规模推广使用。
4.本发明的技术方案如下：
5.本发明提出了一种脱氧核苷三磷酸及其衍生物的合成方法，以脱氧核苷及其衍生物为原料，先在碱的作用下与三氯氧磷反应，再加入焦磷酸三丁胺反应，得到脱氧核苷三磷酸及其衍生物，反应式如下：
[0006][0007]
式中，
[0008]
r1为h、oh中的一种；
[0009]
r2为oh或h；
[0010]
所述r3为中的一种。
[0011]
作为进一步的技术方案，所述脱氧核苷及其衍生物的结构式如下：
[0012][0013]
式中，
[0014]
r1为h、oh中的一种；
[0015]
r2为oh或h；
[0016]
r3为中的一种。
[0017]
作为进一步的技术方案，所述脱氧核苷为2
’‑
脱氧腺苷、2
’‑
脱氧鸟苷、2
’‑
脱氧胞苷、2
’‑
脱氧胸苷中的一种。
[0018]
作为进一步的技术方案，所述碱为1h-四氮唑、吡啶、n,n-二异丙基乙胺中的一种。
[0019]
作为进一步的技术方案，所述先在碱的作用下与三氯氧磷反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为二氯甲烷和/或n,n-二甲基甲酰胺。
[0020]
作为进一步的技术方案，所述脱氧核苷与碱、三氯氧磷的摩尔比为1：(1.8～3.0)：1。
[0021]
作为进一步的技术方案，所述脱氧核苷与焦磷酸三丁胺的摩尔比为1：(1.5～3.5)。
[0022]
作为进一步的技术方案，所述先在碱的作用下与三氯氧磷反应，反应温度为-5℃～5℃，反应时间为2.5～3.5h。
[0023]
作为进一步的技术方案，所述加入焦磷酸三丁胺，反应得到脱氧核苷三磷酸，反应温度为0℃～5℃，反应时间为7～10h。
[0024]
作为进一步的技术方案，所述加入焦磷酸三丁铵，反应后再加入碱调节ph至8～9，反应1.5～2.5h，得到脱氧核苷三磷酸。
[0025]
本发明的工作原理及有益效果为：
[0026]
本发明中，以脱氧核苷及其衍生物为原料，依次与三氯氧磷、焦磷酸三丁胺反应，得到脱氧核苷三磷酸及其衍生物，反应路线简单，产物收率高，适合推广使用。
附图说明
[0027]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0028]
图1为本发明实施例1合成的2'-脱氧胸苷-5'-三磷酸的核磁共振氢谱1h nmr图；
[0029]
图2为本发明实施例1合成的2'-脱氧胸苷-5'-三磷酸的核磁共振磷谱
31
p nmr图；
[0030]
图3为本发明实施例4合成的2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸的核磁共振氢谱1h nmr图；
[0031]
图4为本发明实施例4合成的2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸的核磁共振磷谱
31
p nmr图；
[0032]
图5为本发明实施例5合成的2'-脱氧腺苷-5'-三磷酸的核磁共振氢谱1h nmr图；
[0033]
图6为本发明实施例5合成的2'-脱氧腺苷-5'-三磷酸的核磁共振磷谱
31
p nmr图；
[0034]
图7为本发明实施例6合成的2'-脱氧鸟苷-5'-三磷酸的核磁共振氢谱1h nmr图；
[0035]
图8为本发明实施例6合成的2'-脱氧鸟苷-5'-三磷酸的核磁共振磷谱
31
p nmr图。
具体实施方式
[0036]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
[0037]
实施例1
[0038]
反应式如下：
[0039][0040]
合成方法具体包括以下步骤：
[0041]
(1)反应前，进行如下预处理：
[0042]
①
将250ml三口瓶在100℃干燥2小时后在氮气下冷却至室温；
[0043]
②
将溶剂二氯甲烷(dcm)用p2o5回流1小时后蒸馏出；
[0044]
③
将1000ml溶剂n,n-二甲基甲酰胺(dmf)用10gcah2在搅拌下，氮气保护下室温搅拌12小时后，过滤，50-60℃下真空油泵减压蒸馏，馏分在瓶里加4a分子筛50g，氮气保护下待用。
[0045]
(2)第一步反应：
[0046]
将3
’‑
cbz-2
’‑
dt(5.0g，13.28mmol)加入三口瓶中，加入50ml dcm和10ml dmf溶液，双排管置换氮气三次，在氮气保护下搅拌5分钟后体系澄清，随后加入白色固体1h-四氮唑(1.68g，23.91mmol)，同时，体系再次置换氮气三次，在氮气保护下开始降温至-10℃-0℃，用恒压滴液漏斗滴加三氯氧磷(2.04g，13.28mmol)，30分钟后滴加完成，反应体系缓慢升温至0-5℃下反应3小时；
[0047]
反应完成后，取样检测标定产物含量：取2ml反应液缓慢滴加到0℃的4ml缓冲溶液中，控制ph4-5，并搅拌15分钟后，送液相检测，产物含量75％；
[0048]
(3)第二步反应：
[0049]
将焦磷酸三丁胺(15.84g，43.60mmol)50ml dmf，降温-10℃-0℃，缓慢滴加反应液，维持0-5℃反应8小时；
[0050]
反应完成后，液相检测没有原料剩余；
[0051]
将反应体系降温至-10℃-0℃后，加入氨水15ml，并维持ph在8-9反应4-6小时；
[0052]
反应完成后，将反应液在-10℃-0℃下调节ph至2-3后，缓慢倒入100ml的冰水中，用200ml二氯甲烷萃取两次后，将水相冻干，得到白色固体5.13g(总收率：80.28％)，该白色
固体为2'-脱氧胸苷-5'-三磷酸，其核磁共振氢谱1h nmr(d2o)和核磁共振碳谱
31
p nmr(d2o)图如图1-2所示。
[0053]
实施例2
[0054]
反应式如下：
[0055][0056]
合成方法具体包括以下步骤：
[0057]
(1)反应前，进行如下预处理：
[0058]
①
将250ml三口瓶在100℃干燥2小时后在氮气下冷却至室温；
[0059]
②
将溶剂二氯甲烷(dcm)用p2o5回流1小时后蒸馏出；
[0060]
③
将1000ml溶剂n,n-二甲基甲酰胺(dmf)用10gcah2在搅拌下，氮气保护下室温搅拌12小时后，过滤，50-60℃下真空油泵减压蒸馏，馏分在瓶里加4a分子筛50g，氮气保护下待用；
[0061]
(2)第一步反应：
[0062]
将3
’‑
cbz-2
’‑
dt(5.0g，13.28mmol)加入三口瓶中，加入50ml dcm和10ml dmf溶液，双排管置换氮气三次，在氮气保护下搅拌5分钟后体系澄清，随后加入白色固体吡啶(2.1g，26.57mmol)，同时，体系再次置换氮气三次，在氮气保护下开始降温至-10℃-0℃，用恒压滴液漏斗滴加三氯氧磷(2.04g，13.28mmol)，30分钟后滴加完成，反应体系缓慢升温至0-5℃下反应3小时；
[0063]
反应完成后，取样检测标定产物含量：取2ml反应液缓慢滴加到0℃的4ml缓冲溶液中，控制ph4-5，并搅拌15分钟后，液相检测，产物含量87.58％；
[0064]
(3)第二步反应：
[0065]
将反应体系降温-10℃-0℃，缓慢滴加焦磷酸三丁胺(7.46g，20.53mmol)50ml dmf，反应维持0-5℃反应8小时；
[0066]
反应完成后，液相检测没有原料剩余；
[0067]
将反应体系降温至-10℃-0℃后，加入氨水15ml，并维持ph在8-9反应2小时；
[0068]
反应完成后，将反应液在-10℃-0℃下调节ph至2-3后，缓慢倒入100ml的冰水中，用200ml二氯甲烷萃取两次后，将水相冻干，得到白色固体4.62g(总收率：72.3％)，该白色固体为2'-脱氧胸苷-5'-三磷酸。
[0069]
实施例3
[0070]
反应式如下：
[0071]
10℃-0℃，用恒压滴液漏斗滴加三氯氧磷(1.65g，10.74mmol)，30分钟后滴加完成，反应体系缓慢升温至0-5℃下反应3小时；
[0095]
反应完成后，取样检测标定产物含量：取2ml反应液缓慢滴加到0℃的4ml缓冲溶液中，控制ph4-5，并搅拌15分钟后，送液相检测，产物含量86.91％；
[0096]
(3)第二步反应：
[0097]
将反应体系降温-10℃-0℃，缓慢滴加焦磷酸三丁铵(11.84g，32.58mmol)50ml dmf，反应维持0-5℃反应8小时；
[0098]
反应完成后，液相检测没有原料剩余；
[0099]
将反应体系降温至-10℃-0℃后，加入氨水15ml，并维持ph在8-9反应2小时；
[0100]
反应完成后，将反应液在-10℃-0℃下调节ph至2-3后，缓慢倒入100ml的冰水中，用200ml二氯甲烷萃取两次后，将水相冻干，得到白色固体4.85g(总收率：79.12％)，该白色固体为2'-脱氧胞苷-5'-三磷酸，其核磁共振氢谱1h nmr(d2o)和核磁共振碳谱
31
p nmr(d2o)图如图3-4所示。
[0101]
实施例5
[0102]
反应式如下：
[0103][0104]
合成方法具体包括以下步骤：
[0105]
(1)反应前，进行如下预处理：
[0106]
①
将250ml三口瓶在100℃干燥2小时后在氮气下冷却至室温；
[0107]
②
将溶剂二氯甲烷(dcm)用p2o5回流1小时后蒸馏出；
[0108]
③
将1000ml溶剂n,n-二甲基甲酰胺(dmf)用10gcah2在搅拌下，氮气保护下室温搅拌12小时后，过滤，50-60℃下真空油泵减压蒸馏，馏分在瓶里加4a分子筛50g，氮气保护下待用；
[0109]
(2)第一步反应：
[0110]
将3
’‑
cbz-n6-bz-2
’‑
da(5.0g，10.74mmol)加入三口瓶中，加入50ml dcm和10ml dmf溶液，双排管置换氮气三次，在氮气保护下搅拌5分钟后体系澄清，随后加入白色固体1h-四氮唑(1.29g，18.39mmol)，同时，体系再次置换氮气三次，在氮气保护下开始降温至-10℃-0℃，用恒压滴液漏斗滴加三氯氧磷(1.57g，10.21mmol)，30分钟后滴加完成，反应体系缓慢升温至0-5℃下反应3小时；
[0111]
反应完成后，取样检测标定产物含量：取2ml反应液缓慢滴加到0℃的4ml缓冲溶液中，控制ph4-5，并搅拌15分钟后，送液相检测，产物含量86.37％；
[0112]
(3)第二步反应：
[0113]
将反应体系降温-10℃-0℃，缓慢滴加焦磷酸三丁铵(9.37g，25.78mmol)50ml dmf，反应维持0-5℃反应8小时；
[0114]
反应完成后，液相检测没有原料剩余；
[0115]
将反应体系降温至-10℃-0℃后，加入氨水15ml，并维持ph在8-9反应2小时；
[0116]
反应完成后，将反应液在-10℃-0℃下调节ph至2-3后，缓慢倒入100ml的冰水中，用200ml二氯甲烷萃取两次后，将水相冻干，得到白色固体4.78g(总收率：77.98％)，该白色固体为2'-脱氧腺苷-5'-三磷酸，其核磁共振氢谱1h nmr(d2o)和核磁共振碳谱
31
p nmr(d2o)图如图5-6所示。
[0117]
实施例6
[0118]
反应式如下：
[0119][0120]
合成方法具体包括以下步骤：
[0121]
(1)反应前，进行如下预处理：
[0122]
①
将250ml三口瓶在100℃干燥2小时后在氮气下冷却至室温；
[0123]
②
将溶剂二氯甲烷(dcm)用p2o5回流1小时后蒸馏出；
[0124]
③
将1000ml溶剂n,n-二甲基甲酰胺(dmf)用10gcah2在搅拌下，氮气保护下室温搅拌12小时后，过滤，50-60℃下真空油泵减压蒸馏，馏分在瓶里加4a分子筛50g，氮气保护下待用；
[0125]
(2)第一步反应：
[0126]
将3
’‑
cbz-n2-ibu-2
’‑
dg(5.0g，10.95mmol)加入三口瓶中，加入50ml dcm和10ml dmf溶液，双排管置换氮气三次，在氮气保护下搅拌5分钟后体系澄清，随后加入白色固体1h-四氮唑(1.38g，19.72mmol)，同时，体系再次置换氮气三次，在氮气保护下开始降温至-10℃-0℃，用恒压滴液漏斗滴加三氯氧磷(1.68g，10.95mmol)，30分钟后滴加完成，反应体系缓慢升温至0-5℃下反应3小时；
[0127]
反应完成后，取样检测标定产物含量：取2ml反应液缓慢滴加到0℃的4ml缓冲溶液中，控制ph4-5，并搅拌15分钟后，送液相检测，产物含量88.71％；
[0128]
(3)第二步反应：
[0129]
将反应体系降温-10℃-0℃，缓慢滴加焦磷酸三丁铵(9.37g，25.79mmol)50ml dmf，反应维持0-5℃反应8小时；
[0130]
反应完成后，液相检测没有原料剩余；
[0131]
将反应体系降温至-10℃-0℃后，加入氨水15ml，并维持ph在8-9反应2小时；
[0132]
反应完成后，将反应液在-10℃-0℃下调节ph至2-3后，缓慢倒入100ml的冰水中，用200ml二氯甲烷萃取两次后，将水相冻干，得到白色固体4.98g(总收率：80.81％)，该白色固体为2'-脱氧鸟苷-5'-三磷酸，其核磁共振氢谱1h nmr(d2o)和核磁共振碳谱
31
p nmr(d2o)图如图7-8所示。
[0133]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。