|
|
Биоорганическая химияобенно для гуанина) оно также позволяет достигнуть большей гидрофобности слишком полярного нуклеозида. Биоорганическая химия фосфатов 155 Ацильная группа После ацилирования аминогруппа становится химически неактивной, или не-нуклеофильной. Тем не менее введение ацилыюй группы часто приходится осуществлять в две стадии: полное ацилнрование нуклеозида с последующим деацн-лированием сахара. Вдобавок глнкозидная связь N-ацильных производных обычно менее устойчива к гидролизу. К типичным ацильиы.м группам относятся аце- ная^(СН3)2СНС^ ^ \СН3—С—) С ^СНз—с- сн3о—/ Y- ¦проводится следующим образом: и анизонльная ( У \и ^С6Н5—С—/ > Синтез N-бензоиладенознна, например, NHC— Ph НО ОН абенозин НОСН, Ph—С—О ОС- Ph тетрабензоилаоепозин уг.нл'.10н/ПириЭин и-6"ензо'илабенозин но он аналогично проводят и синтез N-бензоилгуанозина, но обработка гидроксидом ¦трия заменяется на обработку метилатом натрия. Тем не менее N-бензоилци-тидин можно синтезировать прямым бензоилированием основания в условиях, при вторых сахарный остаток не затрагивается. Это отражает большую нуклео-¦льиость аминогруппы цитидина по сравнению с пуринами. О NH2 ГЬ—с—о—с—Рь/eiOH или Ph-соон/ЭЭДХ NH—С—Ph НО ОН НО ОН 156 Глава 3 Удаление ацильных групп обычно проводят концентрированным водным аммиаком или водным раствором гидроксида натрия. Бензоильную группу можно также избирательно удалить с основания (не затрагивая бензоилированный остаток сахара) в нейтральных условиях, используя гидразингндрат (NH2—NH2-¦ О.БНгО). Такое избирательное действие на бензонлированное основание объясняется сопряженным механизмом: О PhCOO OCOPh PhCOO OCOPh /-ВОС- и CBz-группы не нашли широкого применения для блокирования аминогрупп оснований. Единственной блокирующей карбаматнон группой, которая применяется, является нзобутнлокснкарбоннльная группа. Ее вводят реакцией нуклсознда с нзобутнлхлэрформнатом н последующим дсацнлированнем сахарного остатка: О НО ОН НО бн Преимущество этой группы заключается в большей устойчивости карбамата (т. е. меньшей электрофильности карбонильной группы), чем соответствующей амид-пой связи, к действию гидразина. Деблокирование можно проводить также концентрированным водным аммиаком. N-Диметиламинометиленовая группа Обработка экзоциклической аминогруппы диметилформамиддиметилацеталем в диметилформамиде приводит к получению N-диметиламинометиленового производного. Биоорганическая химия фосфатов 157 нх ОМе 4N-C_OMe н,с^ н (H3C)2N—CH=N N i) О ДМЧ>А НО ОН циглиЗин О О \ / сн N(CH3)2 I Механизм реакции включает нуклеофильное замещение, протекающее, как можно предположить, через образование активного промежуточного соединения: H,N:\ HjCO (ОСН, R —*С— Н I N(CH3)2 Н3СОеОСН3 I с—Н ®N(CH3)2 H3COeOCH3 J фс—н I ДСН3)2 > N=CH-N(CH3)2 уОСНя HNF-CH I -носи, I R N(CH3)2 R Удаление шиффова основания можно проводить обработкой в кислых или щелочных условиях: обычно используют раствор аммиака в метаноле. 2',3'-0-Дн-метнламииометиленовая группа сахарного остатка еще более лабильна н ударяется при добавлении всего лишь воды. Тем не менее чувствительность шиф-фовых оснований к кислотам и щелочам может стать недостатком, если в дальнейших операциях используется кислотная или щелочная обработка. Кроме того, I тимин и урацил (если они входят в состав олигонуклеотида) могут подвергаться етилированию, например: СН30^ | N(CH3)2 сн3о с—н N(CH3)2 о Н3С I СН, Ьметилурацил 1,3-Вимётилурацил Этой побочной реакции можно избежать, используя объемистый неопентильный Нналог. 158 г лава 3 i 3.6.2. Блокирование сахарного остатка Из трех групп, которые необходимо защищать (аминогруппа, фосфатная и гидроксильная), блокирование гидроксила наиболее важно для сведения к минимуму выхода побочных продуктов и изомеров. Поэтому было предложено много защитных групп для блокирования гидроксила. Такое разнообразие очень полезно, поскольку может возникнуть необходимость введения в одну молекулу двух разных гидроксилблокирующих групп. Обычно это бывает нужно при обработке 5'-гидроксильной (первичной) группы отдельно от вторичных. В случае рибонуклеотидов избирательно воздействовать на 2'- и З'-вторичные гидроксильные группы сложнее, так как они обладают подобными химическими свойствами. Монометокситритильная группа п-Метокситритильная и несколько реже тритильная группы в настоящее время— наиболее применяемые группы для блокирования первичных 5'-гидроксиль-ных групп нуклеозидов. В мягких условиях происходит лишь незначительное три-тилнроваиие вторичных гидроксильных групп или гетероциклического азота основания. Если подобная пониженная реакционная способность экзоцнклическн.х аминогрупп в реакции трнтилирования кажется неожиданной, следует вспомнить о том, что аминогруппы гетероциклических оснований (свободные электронные пары которых делокалнзованы) обладают значительно меньшей нуклеофнль- иостью, чем первичные алкнламины. Вторичный гидроксил (гпдроксилы) pea- I гирует в значительной степени только в жестких условиях из-за объемистой I трифенплметилыюй группировки. Реакция идет по механизму SNI -замещения. I Скорость реакции защитной группы с нуклеозидамн (равно как и кислотолабнль- I ность защитной группы) повышается при введении в нее метоксигрупп в coot- I ветствии с рядом: тритил < п-метокснтритнл < ди-п-метокситритил. Отсюда ' следовало бы сделать вывод о том, что ди-л-метокситритильная группа наиболее 1 удобна, однако с повышением скорости реакции снижается избирательность к I первичным гидроксильным группам. Кроме того, дн-л-метокситрнтильная группа I настолько кислотолабильиа, что частично снимается во время обычных опера- I ций (например, очистка на силикагеле). Как и в случае аминокислот, с нуклеозида трнтильную группу можно удалить кислотной обработкой (т. е. 80%-ной уксусной кислотой, смесью пиридин — I уксусная кислота). Реакция также проходит через образование промежуточного I (стабилизированного) карбониевого иона. Введение n-метоксигруппы дополни- I тельно стабилизирует такой ион. Поэтому кнслотолабнльность тритилированного I НО ОН нб бн основной продукт Биоорганическая химия фосфатов Ph Hffi CH3oPh—с-^осн2 основание Ph HO OH /носн2 основание^ \ HO OH Ph CH3O^Qbca — СНзОН^^А Ph Ph I Г Ph U m.3. нуклеознда повышается приблизительно в десять раз на каждую введенную п-метокситритильиую группу. Удаление л-метокситритильной группы из нуклеозидов н нуклеотидов гидрогенолизом проходит медленно *. Кроме того, могут иметь место такие нежелательные побочные реакции, как гидрирование пирнмн-днновых основании Ацильные группы Ацилирование первичной н вторичной гндроксильных групп нуклеозидов чаще всего проводят, обрабатывая нуклеозид ангидридом или хлорангидридом кислоты в пиридине. В зависимости от реакционной способности и условий проведения реакции может также происходить ацилирование экзоинклнческих аминогрупп, если они присутствуют в гетероциклическом основании (см. выше). Помимо обычных ацильных групп (формильной, ацетильной, бензоильной, хлораце-тнльной и т. д.), удаляемых чаще всего в щелочных условиях, предложен ряд ацильных групп, условия удаления которых делают их пригодными для нуклео-тпдного синтеза. С целью получения более лабильных защитных групп, чем исходная ацетильная, синтезированы замещенные ацетильные производные, например трнфтораце- \ О Р феноксиацетильная РИОСНгС^ и метоксиацетильная тнльная CF3Q Н3ОСН2С^ группы. Введенные заместители повышают электрофильность карбонильной группы благодаря отрицательному индуктивному эффекту. Были предложены два ряда блокирующих групп, удаляемых в нейтральных условиях при обработке гидразиигндратом. Эти группы представляют собой * Во время подготовки к печати настоящей книги появилось сообщение \Са-rulhers М. Н. et al.. Tetrahedron Lett., 3243 (1980)] о том, что тритильную группу можно удалить в нейтральных условиях обработкой ZnBr2. Ион цинка, вероятно, способствует лабилизацни эфирной связи путем образования комплекса с 5'- н циклофуранозным атомами кислорода. 160 Глава 3 остатки замещенных у-кетокнслот и производных акриловой кислоты. Механизм удаления защиты гидразином ясен из приведенной ниже схемы: 1) R-C—(СН2)2-С-ОСН^0 основание ° ° \_ч НО он R_cA_YocH основание R4~V° + носчН^ч °CH08QHue А (° XJ N—NH \Qf 2) R Н ОСН2 п основание но он R\_,Сосн20 основание К\—л НОСН20 основание XNH20 \_/ W Нб ОН НО ОН Например, З'-О-бензоилпропионилтнмидин синтезировали следующим образом: Ph сн3орь-с-осн20 ть ° CH3OPh \У + PhC(CH2)2C02H НО 'пдцгк/гшриоин HOCH2Q Th HOCH20 Th N—NH + Ph—C* C=0 OC(CH2)2CPh HO N—' II II muMUOUH 4,5-ЭигиЗро-б-фенил- О О гшриоаэон ' Биоорганическая химия фосфатов 161 О Левулинильная группа СНзС^СНгЬСО— еще более чувствительна к гидразину, чем бензоильиая. Это связано с тем, что в первом случае существует сопряжение между фенильным остатком и карбонильной группой в переходном состоянии при присоединении гидразина. Для метильной группы такое сопряжение отсутствует. Из производных акриловой кислоты можно назвать следующие защитные группы: акриловая кротониловая Q метоксикротониловая \CH3OCH2CH феноксикротониловая (phOCH2CH=C (сн2=сн—С—) (сн3сн=снс—) ( п ЧСНзОСН2СН=СНС—/ ( п \PhOCH2CH=CHC—/ Для их введения используют обычно ангидриды соответствующих кислот. Для защиты гидроксильных групп используют также реакцию образования карбонатов. Например, изобутилхлорформиат предпочтительно реагирует с первичными гидроксильными группами тимидииа: О II HOCH2Q Th ? (СНз)2СНСН2ОСОСН20 та \У \У (си,),снсн,оса? \У \J \ / пириВин N, / но исУ Образующийся карбонат устойчив в кислой среде, что позволяет избирательно удалять n-метокситритильную группу. Поэтому синтез З'-О-п-моиометокситритил-тнмидина проводят по следующей схеме: Ч |
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 |
Скачать книгу "Биоорганическая химия" (8.62Mb) |
[каталог] [статьи] [доска объявлений] [обратная связь] |