CC BY
15
УДК 547.857.4
УЛУЧШЕННЫЙ МЕТОД ВВЕДЕНИЯ АРИЛ(ТРИФТОРМЕТИЛ)ДИАЗИРИНОВОЙ ГРУППЫ В МОЛЕКУЛЫ УРИДИНА И 2-ДЕЗОКСИУРИДИНА
Д. В. Агапкин
(кафедра химии природных соединений)
Разработан улучшенный метод синтеза 5-(4-(3-(трифторметил)-3И-диазирин- 3-ил)фенил)-уридина и 5-(4-(3-(трифторметил)-3Н-диазирин-3-ил)фенил)-2'-дезоксиуридина реакцией крос-сочетания 5-хлормеркуруридина и 5-хлормеркур-2'-дезоксиуридина с и-(3-(трифторметил)-3Н-диазирин-3-ил)иодбензолом.
Для исследования нуклеиново-белковых взаимодействий методом фотоаффинного кросслинкинга необходимо иметь фотоактивируемые аналоги нуклеозидов. Наиболее перспективной фотоактивной группировкой в настоящее время является карбен-генерирующая арил(трифторме-тил)диазириновая (АТФМД) группа, однако производные нуклеозидов, содержащие эту группу, в литературе практически не описаны.
Как известно, для уридина (и) и 2'-дезоксиуридина (Си) наиболее удобным местом для введения различных репортерных групп является 5-е положение урацильного кольца, так как оно экспонировано в большую бороздку ДНК и не препятствует образованию двойной спирали.
Для синтеза 5-арилзамещенных производных и и ёЦ существует несколько подходов. Одни из них основаны на использовании Mg- и 2п-органических соединений, однако из-за жестких восстановительных условий их использование для введения диазиринсодержащих соединений не приемлемо. Альтернативным способом синтеза 5-арил замещенных производных и и сСЦ является катализируемая Рё реакция кроссочетания 5-хлормеркуруридина (2'-дезоксиуридина) [1] с иодзамещенным арилом.
Ранее в нашей лаборатории реакцией хлормеркуро-производных 2,3-диацетилуридина и 2'-дезоксиуридина с п-(3-(трифторметил)-3Н-диазирин-3-ил)иодбензолом в присутствии палладиевого катализатора был осуществлен синтез 5-(4-(3-(трифторметил)-3Н-диазирин-3-ил)фенил)-2',3'-диацетилуридина 1 [2] и 5-(4-(3-(трифторметил)-3Н-ди-азирин-3-ил)фенил)-2'-дезоксиуридина 2 [3]. Однако выход 1 и 2 составил 4 и 10 % соответственно (схема). С целью повышения эффективности реакции кроссочетания для синтеза АТФМД производных и и ёи было предпринято исследование, направленное на оптимизацию условий этой реакции. Предварительная методика отрабатывалась на модельной реакции образования 5-фенил-2'-дезокси-уридина из 5-хлормеркуруридина с иодбензолом. В литературе описан препаративный метод синтеза различных 5-арилзамещенных Ц и СЦ [1], однако для введения
ТФМД-содержащих соединений этот метод не подходит, так как диазириновый цикл не выдерживает температуру выше 90о, в то же время существующие методы введения фенильного заместителя в пятое положение Ц и ёЦ при комнатной температуре проходят с маленькими выходами [4].
Мы провели серию опытов, в которых варьировались катализатор, растворитель, температура и время реакции. При проведении синтезов добавляли 1.5-кратный избыток №1, при этом, как известно из литературы, образование побочного продукта димеризации Ц и ёи минимально [5, 6]. Все синтезы проводили в инертной атмосфере. Поскольку для 5-фенил-2'-дезоксиуридина известны хрома-
Схема синтеза производных нуклеозидов, содержащих АТФМД-группу: 1- Я^СОСИ^
Условия модельной реакции 5-хлормеркур-2'-дезоксиу-ридина с иодбензолом в присутствии Pd-катализатора
тографические подвижности Rf и молярный коэффициент экстинции УФ-поглощения [1], идентификацию целевого вещества проводили хроматографически с помощью ТСХ, а выход его определяли по коэффициенту экстинции. Конец реакции определяли визуально: соотношение интенсивности пятен (продукт-исходное) на хроматограмме не изменяется. Условия проведения экспериментов представлены в таблице.
Результаты исследований показали, что протекание реакции сильно зависит от условий ее проведения, а выход продукта реакции варьируется от 0 до 56 %. Как видно из таблицы, при использовании катализатора Pd(OAc)2 в среде как водного, так и безводного диметилформамида реакция практически не идет. В то же время при замене растворителя на тетрагидрофуран выход повышается до 10%, хотя синтез проводится в гетерогенной фазе. При использовании катализатора PdCl2(P(o-Tol)3)2 и ацетона в качестве растворителя уже при комнатной температуре удалось поднять выход продукта реакции до 35%. Повышение температуры до 50o позволило получить целевое вещество с выходом 56%. При этом реакция заканчивается за 2.5 ч, и дальнейшее увеличение времени не сказывается на выходе продукта реакции.
Приведенные выше оптимальные условия проведения реакции были использованы нами для синтеза 5-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Chang G., Mertes M. // J. Org. Chem. 1987. 52. P. 3625.
2. Топин A.H., Гриценко O.M., Бревнов М.Г., Громова E.C.,
Коршунова Г.A. // NUCL. NUCL. 1998. 17. С. 1163.
3. Топин A.H. Дис. ... канд. хим. наук. М., 1996.
4. Bigge C. F., Mertes M. P. // J. Org. Chem. 1981. 46.
P. 1994.
фенилуридина из соответствующего хлормеркуруриди-на без предварительного ацетилирования 2',3'-гидро-ксилов. Как и в случае 2'-дезоксиуридина, реакцию проводили в ацетоне при температуре 50o в течение 2.5 ч с PdCl2(P(o-Tol)3)2; выход в этом случае составил 43%. Таким образом, было показано, что в условиях разработанных нами, фенильный остаток входит в пятое положение уридина и 2'-дезоксиуридина с достаточно хорошими выходами.
В аналогичных условиях, исходя из 5-хлормеркуроури-дина и и-(3-(трифторметил)-3Н-диазирин-3-ил)иодбензола мы получили 5-(4-(3-(трифторметил)-3Н-диазирин-3-ил)фе-нил)-уридин 3 с выходом 40% (схема). Синтез осуществляли в ацетоне в присутствии 1.5-кратного избытка Nal, в качестве палладиевого катализатора использовали PdCl2(P(o-Tol)3)2. Время проведения реакции составило 2.5 ч при температуре 50o. Ртуть осаждали сероводородом. Продукт очищали на колонке с силикагелем, в качестве элюента использовали систему бутанол-вода-уксус-ная кислота (4:1:1). Таким образом, нами был усовершенствован и упрощен метод синтеза 5-АТФМД производных U и dU.
Экспериментальная часть
Для тонкослойной хроматографии использовали пластины и систему бутанол-вода-уксусная кислота (4:1:1).
Синтезы 5-арилпроизводных U и dU проводили по следующей общей методике.
0.42 ммоля 5-хлормеркуруридина или 5-хлормеркур-2'-дезоксиуридина суспендировали в соответствующем растворителе. К суспензии добавили 0.38 ммоля и-иодп-роизводного бензола, 0.66 ммоля Nal и 1-2 мг палладие-вого катализатора. Реакционную смесь перемешивали в течение 2.5-72 ч на водяной бане при комнатной температуре или при 50o. Затем в реакционную смесь при комнатной температуре пропускали H2S для осаждения ртути, затем осадок отфильтровывали и промывали два раза метанолом, фильтрат упарили. Продукт очищали на колонке (20x1 см) с силикагелем в качестве носителя, в качестве элюента использовали систему бутанол-вода-ук-сусная кислота (4:1:1). При введении АТФМД-группы синтез проводили в отсутствие прямого попадания света. Полученные вещества были охарактеризованы с помощью масс- и УФ-спектров.
5. Бумагин H.A., Калиновский И.О., Белецкая И.П. // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1983. 9. С. 1619.
6. Бумагин H.A., Калиновский И.О., Белецкая И.П. // Изв. АН СССР. Сер. Хим. 1984. 10. С. 2347.
Поступила в редакцию 27.01.98
Катализатор Время, ч T, oC Растворитель Выход, %
Pd(OAc)2 72 комнатная ДМФА+Н2О 0
Pd(OAc)2 72 комнатная ДМФА 1
PdCl2*2LiCl 36 комнатная ацетон 3
Pd(OAc)2 36 комнатная ТГФ 10
PdCl2(P (o-Tol»2 36 комнатная ацетон 35
PdCl2(P (o-Tol)3)2 2.5-24 50 ацетон 56
