5-甲基尿苷的合成

吳嘉圣

(上虞盛暉化工有限公司，浙江 上虞 312369)

核苷類藥物是當今人類治療病毒、腫瘤、艾滋病的重要手段，5-甲基尿苷（5）是核苷和脫氧核苷藥物的重要中間體，是合成抗艾滋病藥物齊多夫定（AZT）和司他夫定（D4T），氟鐵龍（5-脫氧氟尿苷）等一系列基因治療法藥物的重要中間體[1]。目前報道的5-甲基尿苷制備主要有化學合成法、發酵法[2-4]等，生物方法生產條件要求高，成本昂貴，現有一般以化學合成法為主。

1 合成路線

1.1 雙三甲硅基胸腺嘧啶（2）的合成

1.2 5-甲基尿苷（5）的合成

2 實驗部分

2.1 實驗試劑和儀器

胸腺嘧啶：紹興縣晨曉化工有限公司；六甲基二硅胺烷：浙江碩而博化工有限公司；四乙酰核糖：新鄉市創新生物科技有限公司；其他原料為市售產品（分析純）。

采用浙江福立GC-9790氣相色譜儀；安捷侖Agilent1100高效液相色譜；上海精密科學儀器有限公司WRS-2A/2型微機熔點儀；德國Bruker公司 Esquire 3000plus型質譜儀；Bruker Avance公司DMX 500型核磁共振儀

2.2 實驗

2.2.1 雙三甲硅基胸腺嘧啶（2）的合成

在帶有回流冷凝器、攪拌和溫度計的250 mL四口燒瓶中，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），硫酸銨3.0 g混合攪拌,加熱回流至溶液變澄清,約4 h，常壓蒸去大部分未反應的六甲基二硅胺烷，減壓蒸餾，收集餾分126℃～129℃/18 mmHg，得到無色透明的液體（2）126.2 g，自然冷卻后凝固,收率 93.5%。

2.2.2 5-甲基尿苷（5）的合成（含縮合和醇解兩步）

縮合反應:在帶有恒壓滴加漏斗、攪拌和溫度計的500 ml四口燒瓶中，加入四乙酰核糖（3）18.0 g(0.057 mol),1，2-二氯乙烷 200 mL,雙三甲硅基胸腺嘧啶（2）16 g(0.059 mol)，冰鹽浴冷卻至0℃后,加入或滴加入所需的路易斯酸催化劑，控制反應溫度,保溫12 h后取樣分析。若反應不完全，則繼續保溫至完全。然后攪拌下加入飽和碳酸氫鈉溶液200 mL,分去水層,再用100 mL水洗后分層,蒸掉溶劑,得到金黃色稠狀物三乙酰5-甲基尿苷（4）。

醇解反應:用甲醇150 mL溶解上述產物（4）通氨或加入甲醇鈉催化劑,50℃～60℃攪拌下反應，HPLC檢測跟蹤,反應完全后,蒸去溶劑,重結晶精制后得到5-甲基尿苷（5）。

5-甲基尿苷熔點：183.0 ℃～184.5 ℃與文獻一致[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 結果與討論

3.1 縮合用不同路易斯酸催化劑對總收率的影響

雙三甲硅基胸腺嘧啶（2）與 四乙酰核糖（3）在路易斯酸催化下，經縮合反應得到三乙酰5-甲基尿苷（4），再經醇解反應制得5-甲基尿苷（5）。縮合反應的路易斯酸催化劑，分別選用了三氯化鋁、四氯化錫和氯化鋅，采用1，2-二氯乙烷作為反應介質，比較其反應收率，見表1。

表1 Lewis催化劑種類對產率的影響Table1 Lewis catalyst type on the influence of the yield

結果表明：催化效果：四氯化錫＞氯化鋅＞三氯化鋁，雖然氯化鋅催化的產率低于四氯化錫，但價格成本上較四氯化錫具有巨大的優勢，且水洗時乳化較輕易于分層處理。

3.2 醇解用不同堿催化劑對總收率的影響

在路易斯酸氯化鋅催化下經縮合反應得到三乙酰5-甲基尿苷 （4），再經醇解后去乙酰基得到5-甲基尿苷(5)，醇解時用了不同催化劑，見表2。

表2 堿催化劑種類對反應的影響Table2 base catalyst type on the influence of the reaction

結果表明：去乙酰基時，用氨和甲醇鈉催化的最終產率接近，催化速度：甲醇鈉＞氨，與甲醇鈉的堿性強有關，但甲醇鈉須配合使用陽離子交換樹脂除鈉離子，否則會影響產品質量。氨回收后無殘留，便于回收套用。

4 結論

1） 雙三甲硅基胸腺嘧啶（2）的合成收率為93.5%。

2） 縮合催化效果：四氯化錫＞氯化鋅＞三氯化鋁，雖然氯化鋅的產率低于四氯化錫，但價格成本上較四氯化錫具有巨大的優勢，且水洗時乳化較輕易于分層處理。

3） 醇解去乙酰基時，催化用氨和甲醇鈉最終產率接近，催化速度：甲醇鈉＞氨，與甲醇鈉的堿性強有關，但甲醇鈉須配合使用陽離子交換樹脂除鈉離子，否則會影響產品質量。

[1]李鳳軍，熊云茂，寧向陽，等.一種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]上官俊龍，蘇境坦，鄭桂蘭，等.乙酰微小桿菌生物合成5-甲基尿苷的研究[J].廣東海洋大學學報,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.