The Study of N 1-ribosylinosine Zhang jianwei, Guan zhu, Min jimei, Zhang lihe (School of Pharmaceutical Sciences,Beijing Medical University, Beijing 100083) Abstract In this paper it is reported the investigation of the reaction about the synthesis of N1-ribosylinosine as an important intermediate of cyclic adenosine diphosphoribose(cADPR), benzoylated inosine reacted with benzoylated 1-ribosyl bromide in the presence of K2CO3 and 18-crown-6 ether gave N1-ribosylinosine derivative and 1-N-benzoylinosine derivatives by benzoyl rearrangement Keywords Inosine , Acyl transformation, N1-ribosylinosine 摘 要 本文对做为环腺苷二磷酸核糖（cADPR）重要中间体的 N1-位核糖肌苷衍生物的合成反应进行了研究，肌苷及溴代核糖酰基化衍生物在碳酸钾，18-冠醚-6作用下得到 N1-位核糖肌苷衍生物和酰基转移到 N1 位产物。 关键词 肌苷 酰基转移 N1-核糖肌苷 肌苷的碱基 N1-位核糖基化研究 张建伟 关注 闵吉梅 张礼和* (北京医科大学药学院, 北京 100083) 环腺苷二磷酸核糖(cADPR)是近来发现的一类内源性的活性物质,研究表明 cADPR 在胰腺 b-细胞中由糖的刺激而产生,在胰岛素分泌过程中在内质网状组织中做为Ca2+激活的第二信使[1]。由于最近广泛地研究报道cADPR是Ca2+释放的激活剂,因而cADPR做为重要的核苷酸衍生物引起了人们极大的关注。cADPR目前已从NAD+由ADPR环化酶合成[2],但用化学方法合成cADPR还未见报道。考虑到合成中的重要问题是在腺苷的N1位引入另一分子核糖,同时文献报道可以生成肌苷N1位烷基化产物[3][4],所以我们设想以肌苷为原料直接进行N1位糖基化做为合成cADPR 的重要中间体。 我们对 N1 核糖肌苷衍生物的合成反应进行了研究，化合物(1)和(2)在 K2CO3 和 18-冠醚-6 催化下室温反应 24 小时得到收率仅 2%的目的物和 75%收率的苯甲酰基转移产物(3)。反应如下： 化合物(4)1HNMR 说明为 a,b 型混合物,糖环与N1相连。如果核糖与肌苷分子中氧相连则1''-H化学位移应在7以上，而化合物(4)的1''-H化学位移在6.24左右,说明不是与氧成甙[5]。由于单甲氧基三苯甲基对酸不稳定,在酸性条件下制备溴代核糖时使5''-O-单甲氧基三苯甲基脱除。化合物(4)经 TOFMS 分析与此结构相符。 将化合物(1b)与化合物(3b)进行1HNMR和13CNMR比较,1HNMR说明两者的8-H和2-H有差别,(3b)向高场稍微移动,13CNMR说明(3b)C4,C6化学位移有所减小，C5化学位移略有增加,说明在N1位连有酰基。为了进一步证明化合物(3)是酰基重排到 N1 位,将化合物(1a)与化合物(3a)分别经相同的条件脱除单甲氧基三苯甲基保护基得化合物(5)和(6)。将化合物(5)和(6)进行红外光谱和紫外光谱比较,红外光谱表明峰的相对强度不同,化合物(6)酰胺的 d N-H弯曲振动 g=1682cm-1吸收峰消失,说明两者是不同的化合物。紫外吸收光谱表明两者的光谱略有不同。更进一步说明酰基重排到N1位,若在O6位芳香化的O6位酰基重排产物紫外吸收波长应比化合物(5)有较大的增长。从1HNMR和13CNMR分析化合物(3)在碱性条件下糖环上脱除一个苯甲酰基。由于C3' 在脱除单甲氧基三苯甲基保护基前后化学位移变化较大,由72.20增大到73.18,没有保护基的肌苷C3' 化学位移为75.2,[6]而C2' 化学位移几乎没有什么变化,说明C3' 的苯甲酰基在碱性条件下被脱除。TOFMS和元素分析与此结构相符。 从反应生成的产物看,在反应中得到了化合物(3a)和化合物(4),化合物(4)不稳定产率极低,而化合物(3a)产率较高,从而推测化合物(3a)是由化合物(4)进一步反应而来。反应过程中首先产生化合物(4),化合物(4)的N1位上孤对电子对苯甲酰基进攻,得到N1位的苯甲酰基重排产物。反应机理如下所示: 表 1 部分化合物的 TOFMS,1HNMR 数据
No | 1 HNMR d | TOFMS
3a | 3.60-3.74(2H,m,5'-Ha,b),3.76(3H,s,OCH3),4.62(1H,m, 4' -H),6.08(1H,m,3'-H),6.38(1H,t,2'-H),6.50(1H,d,1'-H), 6.83(2H,d,ph),7.60-7.17(m,ph),7.91-8.01(4H,m,ph),8.08(1H,s,8-H),8.16(1H,s,2-H) | 1541(2M+2Na), 1519(2M+Na), 1497(2M+H),748(M)
3b | 4.70(1H,dd,5' -Ha),4.83(1H,q,4-H)，4.91(d ,5'-Hb),6.19(1H,t,3'-H),6.35(1H,t,2'-H),6.42(1H,d,1'-H),7.35-7.60(9H,m,ph),7.92-8.10(6H,m,ph),7.97(1H,s,8-H),8.03(1H,s,2-H) | 1221(2M+k+Na), 641(M+K+Na), 579(M-H)
4 | 2.89-3.43(2H,m,5' -Ha ab ),3.55-3.63(2H,m,5'' -Hb ab ), 3.69(1H,m,4'-H ab),3.76(3H,s,OCH3), 3.80(1H,m,4''-H ab),4.02-4.60(2H,m,3'-Hb ab,3''-H ab), 4.95(1H,m,2''-H ab),6.06(1H,m, 2''-H ab),6.24-6.42(2H,m,1'-Hab,1''-H ab),6.81-6.85(2H,m,ph),7.13-7.61(m,ph),7.84-7.99(6H,m,ph),8.02, 8.18(1H,s,8-H ab),8.04,8.19(1H,s,2-H ab); | 1023(M+K)
6 | 4.04-4.14(2H,dd,5'-Ha,b),4.63(1H,s,4'-H),6.06(1H,d,3'-H) 6.31(1H,t,2'-H),6.37(1H,d,1'-H),7.28-7.58(6H,m,ph), 7.84-8.03(4H,dd,ph),8.20(1H,s,8-H),8.53(1H, s , 2-H) | 1013(2M+Na+K), 515(M+K), 499(M+Na),476(M)
1b | 4.67-4.73(1H,dd,5'Ha),4.82(1H,q,4' H),4.88－4.93(1H,dd,5' Hb),6.18(1H,t,3' H),6.34(1H,t,2' H),6.41(1H,d,1' H),7.59-7.33(9H,m,ph),7.91－8.10(6H,m,ph),8.03(1H,s,8-H),8.08(1H,s,2-H),13.06(1H,s,N-H); |
1 实验部分 1.1 仪器 熔点用毛细管熔点仪测定(温度计未校正),元素分析用 PE-240C 自动分析仪测定,1HNMR 和 13CNMR 由 Bruker AM-500 核磁共振仪测定,CDCl3 为溶剂,TMS 为内标,TOFMS 用 LDI1700 质谱仪测定,IR 光谱用 Perkin Elmer983 红外光谱仪(KBr 压片),UV 光谱用 Varian DMS 200 分光光度计测定。 1.2 合成 1.2.1 化合物(3a)和化合物(4)合成 将 400mg(1a)溶解在 20ml 四氢呋喃中，加入 400mg 碳酸钾，300mg18-冠醚-6，1.8g(2a)粗品，室温反应 24 小时，过滤，浓缩，柱层析，得淡黄色固体（3a）300mg，产率 75％，mp132-136℃，淡黄色固体（4）11mg，产率 2％，mp110-112℃。 1.2.2 1-N-苯甲酰基-2¢ -O-苯甲酰基肌苷(6) 170mg(3a)用 20ml5％三氯乙酸氯仿溶解，0℃反应 10 分钟，氯仿相用 40ml 饱和碳酸氢钠水溶液洗后，再用水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，经柱层析，得 45mg 白色固体，产率 43％，mp180－183℃。 1.2.3 1-N-苯甲酰基-2¢ ,5¢ -O-二苯甲酰基肌苷(3b)的制备 参照1.2.1节合成,产率75％,mp134-13℃ 其有关数据见表1和表2。 表2 部分化合物的13CNMR数据
No | 13 CNMR d | `元` 素 分 析 Cfound Hfound Nfound Ccalcu Hcalcu Ncalcu
3a | 55.16,63.22(C5' ),72.20(C3' ),74.13(C2' ),85.90(C4' ), 87.29（C1' ）,113.22 , 125.02(C5),127.07,127.14, 127.79,128.39,128.46,128.88,129.16, 129.72, 129.77(ph),138.64(C8),145.40(C4),149.09(C2),158.57(C6),164.92,165.23 | `70.21 5.22 7.19` `70.50 4.85 7.48`
3b | 63.45(C5' ),71.37(C3' ),73.98(C2' ),80.90(C4' ), 87.19(C1' ),125.46(C5),128.32,128.57,128.65, 129.32,129.75,129.83,133.56,133.79,133.8(ph), 139.11(C8),145.29(C4),148.71(C2),158.79(C6), 165.09,165.33,166.16 | `60.26 3.93 11.47` `60.50 4.23 11.76`
6 | 62.47(C5' ),73.18(C3' ),73.98(C2' ),86.07(C4' ), 88.38(C1' ),126.05(C5),128.33,128.44,128.56, 129.08,129.75,133.60(ph),140.19(C8),146.40(C4), 147.93(C2),158.34(C6),164.85,165.43; | `63.78 4.38 9.31` `64.14 4.14 9.66`
1b | 63.40(C5' ),71.31(C3' ),73.93(C2' ),80.78(C4' ), 87.06(C1' ),125.35(C5),128.25,128.47,128.55,129.23, 129.76,129.74 133.44,133.67,133.75(ph),139.01(C8), 145.59(C4),148.71(C2),158.93(C6),164.99(CO), 165.22(CO),166.06(CO) |
2 参考文献 [1] Hon Cheung Lee,Elena Zocchi, Lucrezia Guida et al. Biochemical and Biophysical Research Communications,1993,Vol.19,No.2:639-645 [2] Hyuntaekin, Elain L J, Myron K J. Science, 1993,Vol.261,3:1331 [3] Chenon M T,Pugmine R ,Grant D M et al. J.Am.Chem.Soc.1975,97:4627-4635 [4] Chenon M T,Pugmine R J,Grant D Met al. J.Am.Chem.Soc.1975,97:4636-4642 [5] Keiichi Aritomo, Chihiro Urashima, Takeshi Wada et al. Nucleosides and Nucleotides,1996,15(1-3):1-16 [6] 于德泉，杨峻山，谢晶曦.分析化学手册第五分册核磁共振波谱分析，北京:化学工业出版社，1993:831 1998-07-31收稿,1998-12-12修回 张建伟 女, 36岁, 博士后，从事药物化学研究