5-甲基尿苷的合成

吴嘉圣

(上虞盛晖化工有限公司，浙江 上虞 312369)

核苷类药物是当今人类治疗病毒、肿瘤、艾滋病的重要手段，5-甲基尿苷（5）是核苷和脱氧核苷药物的重要中间体，是合成抗艾滋病药物齐多夫定（AZT）和司他夫定（D4T），氟铁龙（5-脱氧氟尿苷）等一系列基因治疗法药物的重要中间体[1]。目前报道的5-甲基尿苷制备主要有化学合成法、发酵法[2-4]等，生物方法生产条件要求高，成本昂贵，现有一般以化学合成法为主。

1 合成路线

1.1 双三甲硅基胸腺嘧啶（2）的合成

1.2 5-甲基尿苷（5）的合成

2 实验部分

2.1 实验试剂和仪器

胸腺嘧啶：绍兴县晨晓化工有限公司；六甲基二硅胺烷：浙江硕而博化工有限公司；四乙酰核糖：新乡市创新生物科技有限公司；其他原料为市售产品（分析纯）。

采用浙江福立GC-9790气相色谱仪；安捷仑Agilent1100高效液相色谱；上海精密科学仪器有限公司WRS-2A/2型微机熔点仪；德国Bruker公司 Esquire 3000plus型质谱仪；Bruker Avance公司DMX 500型核磁共振仪

2.2 实验

2.2.1 双三甲硅基胸腺嘧啶（2）的合成

在带有回流冷凝器、搅拌和温度计的250 mL四口烧瓶中，加入胸腺嘧啶（1）63.0 g （0.5 mol），六甲基二硅胺烷128 mL（0.6 mol），硫酸铵3.0 g混合搅拌,加热回流至溶液变澄清,约4 h，常压蒸去大部分未反应的六甲基二硅胺烷，减压蒸馏，收集馏分126℃～129℃/18 mmHg，得到无色透明的液体（2）126.2 g，自然冷却后凝固,收率 93.5%。

2.2.2 5-甲基尿苷（5）的合成（含缩合和醇解两步）

缩合反应:在带有恒压滴加漏斗、搅拌和温度计的500 ml四口烧瓶中，加入四乙酰核糖（3）18.0 g(0.057 mol),1，2-二氯乙烷 200 mL,双三甲硅基胸腺嘧啶（2）16 g(0.059 mol)，冰盐浴冷却至0℃后,加入或滴加入所需的路易斯酸催化剂，控制反应温度,保温12 h后取样分析。若反应不完全，则继续保温至完全。然后搅拌下加入饱和碳酸氢钠溶液200 mL,分去水层,再用100 mL水洗后分层,蒸掉溶剂,得到金黄色稠状物三乙酰5-甲基尿苷（4）。

醇解反应:用甲醇150 mL溶解上述产物（4）通氨或加入甲醇钠催化剂,50℃～60℃搅拌下反应，HPLC检测跟踪,反应完全后,蒸去溶剂,重结晶精制后得到5-甲基尿苷（5）。

5-甲基尿苷熔点：183.0 ℃～184.5 ℃与文献一致[5]。

1HNMR(DM SO—d6) δ:1.75（d，J=1.0 Hz.3H,CH3)，3.52～3.65 （m，2H，CH2-5’），3.77 ～3.88(m，1H.H-4’),3.94～ 4.05 （m，2H，H-2’ and H-3’)，5.02～5.12(加 D2O 峰消失，OH)，5.30(加 D2O 峰消失，OH)，5.77(d，J=4.9 Hz，1H，H-1’)，7.73(s，1H，H-6)，11.27(S，1H，加 D2O 峰消失，NH)，MS(ESI):m/z=281.8(M++Na)。

3 结果与讨论

3.1 缩合用不同路易斯酸催化剂对总收率的影响

双三甲硅基胸腺嘧啶（2）与 四乙酰核糖（3）在路易斯酸催化下，经缩合反应得到三乙酰5-甲基尿苷（4），再经醇解反应制得5-甲基尿苷（5）。缩合反应的路易斯酸催化剂，分别选用了三氯化铝、四氯化锡和氯化锌，采用1，2-二氯乙烷作为反应介质，比较其反应收率，见表1。

表1 Lewis催化剂种类对产率的影响Table1 Lewis catalyst type on the influence of the yield

结果表明：催化效果：四氯化锡＞氯化锌＞三氯化铝，虽然氯化锌催化的产率低于四氯化锡，但价格成本上较四氯化锡具有巨大的优势，且水洗时乳化较轻易于分层处理。

3.2 醇解用不同碱催化剂对总收率的影响

在路易斯酸氯化锌催化下经缩合反应得到三乙酰5-甲基尿苷 （4），再经醇解后去乙酰基得到5-甲基尿苷(5)，醇解时用了不同催化剂，见表2。

表2 碱催化剂种类对反应的影响Table2 base catalyst type on the influence of the reaction

结果表明：去乙酰基时，用氨和甲醇钠催化的最终产率接近，催化速度：甲醇钠＞氨，与甲醇钠的碱性强有关，但甲醇钠须配合使用阳离子交换树脂除钠离子，否则会影响产品质量。氨回收后无残留，便于回收套用。

4 结论

1） 双三甲硅基胸腺嘧啶（2）的合成收率为93.5%。

2） 缩合催化效果：四氯化锡＞氯化锌＞三氯化铝，虽然氯化锌的产率低于四氯化锡，但价格成本上较四氯化锡具有巨大的优势，且水洗时乳化较轻易于分层处理。

3） 醇解去乙酰基时，催化用氨和甲醇钠最终产率接近，催化速度：甲醇钠＞氨，与甲醇钠的碱性强有关，但甲醇钠须配合使用阳离子交换树脂除钠离子，否则会影响产品质量。

[1]李凤军，熊云茂，宁向阳，等.一种5-甲基尿苷的合成方法:CN,201010578777.8[P],2010-12-08.

[2]Hori N，Watanabe M，Yamazaki Y，et al.Synthesis of 5-methyluridine by a thermophile,bacillus stearothermophilus JTS 859[J].Agricultural and Biological Chemistry，1989，53(1)：197-202.

[3]Hori N，Uehara K，Mikami Y.Enzymatic synthesis of 5-methyluridinefrom adenosineand thyminewith high efficiency[J].Bioscience，biotechnology and biochemistry，1992，56(4)：580-582.

[4]上官俊龙，苏境坦，郑桂兰，等.乙酰微小杆菌生物合成5-甲基尿苷的研究[J].广东海洋大学学报,2011,31(4)：7-30.

[5]Tanaka H.Hayakawa H，Obi K，et a1.Synthetic route to 5-substituted uridines via a new type of desulfurizative stannylation[J].Tetrahedron,1986,42：4187-4189.