[發明專利]一種甲基環丙烯合成子及其合成方法和采用該合成子合成的甲基環丙烯核苷衍生物

有效

• 申請號: 201710033751.7
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106831848B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 楊俊;陳蕾
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: C07F7/08
• 分類號: C07F7/08;C07H19/073;C07H19/14;C07H19/173;C07H1/00
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 高雪霞

本發明公開了一種甲基環丙烯合成子的合成方法及采用該合成子合成的甲基環丙烯核苷衍生物，該合成子的結構式為其是以2?溴?2?甲基?3?三甲基硅基?環丙烷基甲醇為原料，經氧化反應得到醛基化合物后，再經Corey?Fuchs反應所得。該合成子極其穩定，通過Sonogashira反應分別與5?碘尿嘧啶脫氧核苷和7?碘腺嘌呤脫氧核苷偶聯，然后氫化還原炔基，用四丁基氟化銨脫硅基和溴就即可得到甲基環丙烯脫氧核苷衍生物，由于環丙烯體積小且在生理條件下能夠穩定存在，將其標記到核酸上不會影響核酸聚合酶對該非天然核酸的識別，同時該甲基環丙烯核苷能夠與被四嗪淬滅的熒光染料發生逆電子的狄爾斯阿爾德反應，所以有望實現對活細胞核酸的實時標記。

技術領域

本發明屬于有機小分子探針的合成技術領域，具體涉及一種新型甲基環丙烯合成子的合成方法及采用該合成子合成得到的甲基環丙烯核苷衍生物。

背景技術

細胞是組成生命體的基本單位。細胞的主要生命活動通過核酸(DNA、RNA)進行調控，因而觀察細胞內核酸的變化可分析細胞的增殖、分化、衰老和凋亡的狀況，進一步可研究整個生物體的代謝。生物正交反應探針是近年發展的一種新的研究工具，生物正交反應探針的原理是利用生物正交反應將生物體內的生化小分子和熒光染料共價連接起來，從而實現生命體內生化小分子的可視化。成功用于活細胞核酸檢測的生物正交反應有疊氮和乙炔的環加成反應(反應式a：不需要銅離子催化的SPAAC反應；反應式b：需要銅離子催化的CuAAC反應)以及乙烯和四嗪的逆電子需求Diels-Alder反應(反應式c：IEDDA反應)，目前已被成功應用于標記活細胞和動物的細胞蛋白、多核苷酸、脂質和聚糖。

烯與S-四嗪的生物正交反應和疊氮與炔的生物正交反應相比，環丙烯與S-四嗪的生物正交反應具有反應速度快的優點，其二級反應動力學常數k₂為13M^-1s^-1，遠高于疊氮/炔的反應速率(<1M^-1s^-1)。而環丙烯同時具有疊氮基或者炔基所具有的尺寸小、生理條件下穩定的優點，可以說是一個性能非常優良的標記物。目前，環丙烯在糖代謝和蛋白質標記方面已有較多的應用：(1)在糖代謝標記方面，唾液酸環丙烯衍生物的前體─糖胺的環丙烯衍生物也能成功的用于糖代謝標記。例如：Devaraj課題組(Cole C.M 1.,Yang J 1.,SeckuteJ.,Devaraj N.K.ChemBioChem,2013,14,205–208.)合成的甘露糖胺的環丙烯酰胺衍生物可通過唾液酸生物合成途徑進行代謝標記(見反應式d)；康斯坦茨大學的Wittmann課題組(A.K.,Buβkamp H.,Niederwieser A.,Schart V.F.,Marx A.,WittmannV.BioconjugateChem.2014,25,147-154.)和加州大學歐文分校的Prescher課題組(Patterson,D.M.,Jones,K.A.,Prescher J.A.,Mol.BioSyst.,2014,10,1693-1697.)合成的甘露糖胺、葡糖糖胺和半乳糖胺的環丙烯氨基甲酸酯衍生物均能通過唾液酸生物合成途徑進行代謝。

(2)在蛋白質標記方面，劍橋大學的Chin課題組(Sachdeva A.,Wang K.H.,Elliott T.,Chin J.W.,J.Am.Chem.Soc.2014,136,7785-7788.)將賴氨酸環丙烯衍生物用于動物特定組織和特定發育階段中蛋白組標記和蛋白質鑒定(見反應式e)；新加坡國立大學的Yao課題組(Li Z.Q.,Wang D.Y.,Li L.,Pan S.J.,Na Z.K.,Tan C.Y.J,Yao S.Q.,J.Am.Chem.Soc.2014,136,9990-9998.)將含有環丙烯的光交聯鏈化合物用于活細胞成像及基于配體受體之間親合力的蛋白質標記(見反應式f)。