本文旨在探讨合成5-氟尿嘧啶核苷的方法及其实验步骤。通过详细介绍合成过程和操作要点,旨在为该合成方法提供实用指导和实验支持。
简述:5-氟尿嘧啶是一种广谱抗肿瘤药物,但其毒性大,和核糖作用,形成核苷能降低其毒性。5-氟尿嘧啶核苷是5-氟尿嘧啶的一种活性代谢物形式。5-氟尿嘧啶核苷,英文名称:5-Fluorouridine,CAS:77180-80-4,分子式:C9H11FN2O6,常用作抗肿瘤药物的合成中间体和生化试剂等。
合成:
5-氟尿嘧啶核苷有2个反应位点,选择性不高,因此用HMDS保护,使3位的选择性降低,再与保护的核糖作用,然后水解,得到5-氟尿嘧啶核苷。具体方法如下:
(1)17的合成
在盛有20mlHMDS的100ml三口瓶中,加入5-氟尿嘧啶(1.3g,10mmol),硫酸铵(0.02g),加热回流5h,减压蒸馏除去HMDS,然后加入20mlCH2Cl 2,冰水浴,加入四乙酰基核糖(3.76g,10mmol),滴加1.2ml四氯化锡(溶解在5ml CH2Cl2中),滴加完毕,升至室温,搅拌3h,反应完毕,加入4g碳酸氢钠,滴加水至无沉淀生产无气泡产生,过滤不溶物质,滤液分为两层,有机相用水洗涤,用三氯甲烷萃取3-5次,合并有机相,加入无水硫酸镁干燥,旋干溶剂,用乙酸乙酯做淋洗剂,柱色谱分离,收集第二带,得产品2.33g,收率60%。1H NMR(400M,CDCl3),δ(ppm):8.70(1H, d,J=5.5Hz),7.15(1H, d, J=6Hz), 6.15(1H, s), 5.30-5.31(2H, m), 4.20-4.21(1H, d, J=3.2Hz), 4.36-4.40(1H, m), 4.31-4.32(1H, m), 2.20(3H, s), 2.14(3H, s), 2.12(3H, s)
(2)5-氟尿嘧啶核苷的合成
在盛有17(3.88g,10mmol)的20ml甲醇溶液中,加入5ml浓氨水,室温搅拌24h,减压除去溶剂,柱色谱(甲醇:乙酸乙酯=1:3)分离,收集第一带,得产品2.36g,收率90%。1H NMR(400M,CDCl3),δ(ppm):8.29(1H, d, J=7.2Hz), 5.74(1H, d, J=3.6Hz), 3.97-4.03(2H, m), 3.86(1H, d, J=3.2Hz), 3.66-3.69(1H, m), 3.56-3.59(1H, m)
分析:5-氟尿嘧啶在溶剂中的溶解度较小,由于其极性较大,导致反应收率下降。采用HMDS作为溶剂和反应物,可以对5-FU的两个羰基进行TMS基团保护,显著降低了5-FU的极性,使其能够溶解于低极性溶剂中,有利于反应进行。同时,TMS基团的引入降低了嘧啶环3位氮的选择性。由于TMS对水敏感,因此必须确保反应体系保持无水状态。保护的5-FU与四乙酰基核糖反应是个经典的弗克反应,实验选用SnCl4做催化剂,反应效果较好,但是由于SnCl 4的使用使得反应的后处理变得较为繁琐,具体反应条件及催化剂的选择有待进一步的研究。5-氟尿嘧啶核苷的合成涉及经典的水解脱保护反应。由于产物的极性较高,实验中选用甲醇作为溶剂,在氨水条件下即可合成目标化合物,收率较高。鉴于生成物的极性较大,后续处理中柱色谱分离需要使用强极性淋洗剂。
参考文献:
[1]李伟华.三甲基硅基卟啉的合成、分离和表征[D].湖南大学,2007.