5-ไอโอโดซิติดีนเป็นโมเลกุลนิวคลีโอไทด์ที่มีไอโอดีนซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านชีวการแพทย์ วิธีการสังเคราะห์ต่างๆ ของ 5-Iodocytidine จะแนะนำด้านล่างนี้
(1) วิธีไพริมิดีน
วิธีการสังเคราะห์นี้ทำปฏิกิริยา pyrimidine กับโอโซนก่อนเพื่อให้ได้ 5-oxopyrimidine จากนั้นทำปฏิกิริยากับ methyl iodide เพื่อให้ได้ 5-iodo-2'-deoxyuridine และสุดท้ายลดค่าด้วย 1,{{5 }}ไดคลอโร-2-โพรพานอล ปฏิกิริยาให้ 5-ไอโอโดซิทิดีน ผลิตภัณฑ์ที่สังเคราะห์ด้วยวิธีนี้มีความบริสุทธิ์สูง แต่มีหลายขั้นตอนและข้อกำหนดสำหรับสภาวะการเกิดปฏิกิริยาค่อนข้างสูง ขั้นตอนเฉพาะมีดังนี้:
ขั้นตอนที่ 1: เตรียมวัตถุดิบที่จำเป็น
ก่อนอื่นต้องเตรียมวัตถุดิบดังต่อไปนี้:
- 5-อะมิโนคีโตส (5-อะมิโน-2,3,5-ไตร-โอ-อะซีติล- -ดี-ไรโบฟูราโนส)
- 5-ไอโอดูราซิล (5-ไอโอดูราซิล)
- กรดไตรคลอโรอะซิติก
- สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH)
- ไฮโดรเจนหรือก๊าซไฮโดรเจน (H2)
- ไดฟอสฟอรัสเพนทอกไซด์
- เอทานอล (เอธานอล)
-ไดเมทิลอะเซตาไมด์ (DMA)
ขั้นตอนที่ 2: การเตรียม 5-Iodocytidine:
- ขั้นตอนที่ 2.1
5-aminoketose และ 5-iodouracil ทำปฏิกิริยาในสารละลายกรดไตรคลอโรแอซีติกที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลาหลายชั่วโมง ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนสำคัญของ 5-Iodocytidine
- ขั้นตอนที่ 2.2
ปรับปรุงสารตั้งต้นเพื่อกำจัดกรดไตรคลอโรอะซิติก ของผสมปฏิกิริยาถูกเติมทีละหยดลงบนกระดาษกรองที่เคลือบด้วยไพโรฟอสฟอริกแอนไฮไดรด์ ของแข็งถูกล้างด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ น้ำ เอทานอล และไดอะซีทาไมด์ หลังจากล้างแล้ว ของแข็งถูกทำให้แห้งเพื่อให้ 5-ไอโอโดซิทิดีน
ขั้นตอนที่ 3: สรุป:
วิธีไพริมิดีนเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการเตรียม 5-Iodocytidine ปฏิกิริยาของ 5-อะมิโนคีโตสและ 5-ไอโอดูราซิลในกรดไตรคลอโรแอซีติกนำไปสู่การเตรียมขั้นสุดท้ายของ 5-ไอโอโดไซทิดีนหลังจากผ่านไปหลายขั้นตอน
(2) วิธีการอนุพันธ์ของกรดอัลโดนิก:
วิธีแรกได้รับ 5-คลอโร-2'-ดีออกซียูริดีนโดยเอสเทอริฟิเคชัน 5-คลอโรริดีนกับ 3,4,6-กรดไตร-โอ-อะเซทิลลูโคนิก จากนั้นทำปฏิกิริยาไอโอดีนเพื่อให้ได้ 5-ไอโอโด- 2'-ดีออกซียูริดีน ในที่สุด 5-ไอโอโดซิทิดีนได้มาจากปฏิกิริยารีดักชัน วิธีการนี้มีข้อดีของการใช้งานที่ง่ายและความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์สูง ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนโดยละเอียด:
1. การสังเคราะห์ 5-hydroxymethyl-2'-deoxycytidine (5-HmdC): ระงับ 2'-deoxycytidine ใน 1,4-dioxane, เติม acetyl chloride และ aluminium trichloride, ทำปฏิกิริยา มีการผลิต 5-Acetoxymethyl-2'-deoxycytidine จากนั้น 5-acetoxymethyl-2'-deoxycytidine ถูกละลายในเมทานอล และเติม THF น้ำ และ NaBH4 เพื่อสร้าง 5-HmdC
2. การสังเคราะห์ 5-Iodocytidine: ละลาย 5-HmdC ในไฮโดรเจนโบรไมด์และกรดอะซิติก ให้ความร้อนเป็นเวลา 6 ชั่วโมงเพื่อสร้าง 5-Iodocytidine
3. การสังเคราะห์ 5-Iodocytidine aldonic acid derivatives: ละลาย 5-Iodocytidine ในฟอสเฟตบัฟเฟอร์ เติมกรดอัลโดนิกและทำปฏิกิริยาเป็นเวลา 2 ชั่วโมง จากนั้นปฏิกิริยาถูกทำให้เย็นลงทันทีด้วยเมทิลฟอร์เมตและไตรเอทิลไซลิลคลอไรด์ ของผสมของปฏิกิริยาถูกกรอง และ 5-อนุพันธ์ของกรดไอโอโดซิทิดีน อัลโดนิก ได้มาจากการตกตะกอน
4. การทำให้บริสุทธิ์: ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับจะต้องได้รับการทำให้บริสุทธิ์ และสามารถใช้โครมาโตกราฟีของเหลวประสิทธิภาพสูง (HPLC) สำหรับการแยกและการทำให้บริสุทธิ์ได้
ข้างต้นคือขั้นตอนโดยละเอียดของ 5-วิธีการสร้างอนุพันธ์ของกรดไอโอโดซิทิดีนอัลโดนิก วิธีการนี้สามารถใช้ในการเตรียม 5-อนุพันธ์ของกรดไอโอโดซิทิดีนอัลโดนิกที่มีความบริสุทธิ์สูง และสามารถตอบสนองความต้องการที่หลากหลายในด้านการวิจัยทางการแพทย์และเภสัชกรรม
(3) วิธีกรดน้ำตาลแอนไฮไดรด์:
วิธีนี้จะทำปฏิกิริยา 2',3'-di-O-เมทิลกลูโคไซด์กับกรดฟูมาริกก่อนเพื่อให้ได้เกลือ 2',3'-di-O-เมทิลยูริดีน จากนั้นเปลี่ยนให้เป็น 5 '-ไอโอดีน-2' เกลือ 3'-di-O-เมทิลยูริดีน และสุดท้าย 5-ไอโอโดซิทิดีนได้มาจากการเอาหมู่เมทิลออก วิธีการนี้มีสภาวะการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่รุนแรงและผลิตภัณฑ์สังเคราะห์ที่มีความบริสุทธิ์สูง แต่ต้องใช้วัตถุดิบที่มีความบริสุทธิ์ค่อนข้างสูง มีข้อดีของการใช้งานที่ง่ายและให้ผลตอบแทนสูง ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนการสังเคราะห์โดยละเอียด
1. การสังเคราะห์ 5-iodo-2'-deoxycytidylate (CIDC ester)
(1) ละลาย 5-Iodocytidine (1.0g, 3.73mmol) ใน 4 มล. ของ anhydrous triethylamine และทำให้เย็นถึง 0 องศาในอ่างน้ำแข็ง
(2) ไดเอทิลคาร์บอเนต (0.70มล., 4.0มิลลิโมล) ถูกเติมลงในสารละลาย และค่อยๆ เติมไดเมทิลฟอร์มาไมด์ (DMF) (0.50 มล., 6.9 มิลลิโมล) หยดและตอบสนองเป็นเวลา 30 นาที
(3) เติมโซเดียมไฮดรอกไซด์ (0.50g, 12.5mmol) แล้วกวนต่อไปอีก 30 นาที
(4) เติม acetonitrile (10mL) และระบายอากาศด้วยบรรยากาศไนโตรเจนเป็นเวลา 10 นาที
(5) เติม tetrabutylcopper(II) hydroxide (0.61g, 2.50mmol) แล้วคนต่อไปและทำปฏิกิริยาเป็นเวลา 1 ชั่วโมง
(6) เติมอะซิติกแอนไฮไดรด์ (0.53มล., 5.0มิลลิโมล) คนต่อไปและทำปฏิกิริยาเป็นเวลา 2 ชั่วโมง
2. การสังเคราะห์ 5-ไอโอโดซิทิดีน
(1) เติมไดบิวทิลฟอสเฟต (2 มล., 10.0 มิลลิโมล) ลงในสารละลายปฏิกิริยาที่เย็นลงแล้วกวนเป็นเวลา 1 ชั่วโมง
(2) เติมคลอโรฟอร์ม (20 มล.) ผสมให้เข้ากันแล้วล้างด้วยน้ำ
(3) โซเดียมเปอร์ซัลเฟตและคอลัมน์ซิลิกาเจลที่เฟสอินทรีย์ถูกทำให้แห้งจะถูกล้างในคอลัมน์ที่บรรจุในคอลัมน์:
(4) ทำให้เฟสอินทรีย์เข้มข้นโดยการปั่นเพื่อสร้าง 5-iodocytidine
ข้างต้นเป็นวิธีการปราศจากกรดของ 5-Iodocytidine และขั้นตอนอย่างละเอียด ในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ จำเป็นต้องให้ความสนใจกับความปลอดภัยของสารเคมีและข้อบังคับด้านความปลอดภัยของห้องปฏิบัติการ ในระหว่างการดำเนินการ เราต้องปฏิบัติตามขั้นตอนการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการที่ถูกต้อง เสริมสร้างความตระหนักด้านความปลอดภัย ปฏิบัติงานที่ดีในการป้องกันความปลอดภัยในห้องปฏิบัติการ และรับรองความปลอดภัยของบุคลากรในห้องปฏิบัติการ
(4) วิธีการโบรมีน:
วิธีนี้ได้รับ 5-โบรโมราซิลโดยการทำปฏิกิริยายูราซิลกับฟอสฟอรัสไตรโบรไมด์ จากนั้นผ่านปฏิกิริยาเมทิลเลชันเพื่อให้ได้ 5-โบรโม-2'-ดีออกซียูริดีน มันถูกทำให้ลดลงโดยเร่งปฏิกิริยาโดยใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์และแอมโมเนียมเพอร์ซัลเฟตเพื่อให้ 5-ไอโอโดซิทิดีน วิธีการนี้มีขั้นตอนการทำปฏิกิริยาน้อยกว่า แต่ผลิตภัณฑ์มีความบริสุทธิ์ต่ำกว่า ขั้นตอนโดยละเอียดมีดังนี้
1. การเตรียม tert-butyl isocyanate: ใช้ isocyanate เติม acetone และ triethylamine เป่าไนโตรเจนและ reflux เป็นเวลา 2 ชั่วโมง สารละลายปฏิกิริยาถูกทิ้งไว้ที่อุณหภูมิห้อง กรองตะกอนเพื่อขจัดเกลืออนินทรีย์และระเหยอีกครั้งเพื่อให้ได้ tert-butyl isocyanate
2. เปลี่ยน 5-chlorocytidine เป็น 5-iodocytidine: ทำปฏิกิริยา 5-chlorocytidine, hydroiodic acid และ acetic acid ในเมทานอลเพื่อเปลี่ยนให้เป็น 5-iodocytidine ในขณะเดียวกัน ไอโอไดด์และโพแทสเซียมไอโอไดด์ส่วนเกินยังสามารถใช้ทำปฏิกิริยาในน้ำได้ ในขณะที่เติมซิลเวอร์คอลลอยด์เพื่อเปลี่ยน 5-คลอโรไซทิดีนเป็น 5-ไอโอโดซิทิดีน
3. เติม tert-butyl isocyanate ลงใน 5-iodocytidine เพื่อทำปฏิกิริยา: หลังจากได้รับ 5-iodocytidine แล้ว ให้ละลายในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ แล้วเติม tert-butyl isocyanate เวลาในการทำปฏิกิริยาคือ 2 ชั่วโมงที่อุณหภูมิห้อง หลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้น จะถูกทำให้เป็นกรดด้วยกรดอะซิติก และผลิตภัณฑ์ที่ได้จะถูกเติมลงในไบคาร์บอเนตไดเอสเทอร์เพื่อสกัด
4. การทำให้บริสุทธิ์ของ 5-iodocytidine: ทำให้บริสุทธิ์ 5-iodocytidine เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย 5-Iodocytidine
กล่าวโดยย่อ ขั้นตอนของวิธีการโบรมีนของ 5-Iodocytidine นั้นค่อนข้างซับซ้อน และจำเป็นต้องได้รับการฝึกฝนอย่างเชี่ยวชาญและเชี่ยวชาญ
กล่าวโดยสรุป มีหลายวิธีในการสังเคราะห์ 5-Iodocytidine และสามารถเลือกวิธีการที่แตกต่างกันได้ตามความต้องการที่แท้จริงเพื่อให้ได้ 5-Iodocytidine ที่มีความบริสุทธิ์สูง