在有机化学和核酸化学的交叉领域,2’-OMe-U亚磷酰胺单体的化学合成是一个研究热点,该单体在RNA干扰技术、核酸药物开发及基因编辑技术中扮演着重要角色,对于推进基于RNA的治疗和生物技术至关重要,尤其是在合成RNA分子方面发挥着关键作用,常用于RNA干扰(RNAi)、反义寨核苷酸和mRNA治疗等应用,同时也为各种疾病提供潜在的治疗方法,包括遗传疾病、癌症和病毒感染。
制备方法[1]
S1:氮气保护下,将原料尿苷(8.5kg,1.0X)以及DMF(8.1kg,0.95X)加入到反应釜中。接着分批加入碳酸二茉酯(7.48kg,0.88X)以及碳酸氢钠(85g,0.01X)。将反应体系升温至115~125℃,保温搅拌6~7h反应完全。缓慢降温至20℃。有白色固体析出,过滤。将粗品用甲醇(13.6kg,1.6X)以及DMSO(1.7kg,0.2X)保温搅拌。降温过滤,固体用甲醇(1.7kg,0.2X)淋洗,收集湿品于鼓风干燥至恒重得到白色固体化合物1(7.24kg,收率:92%)。
S2:将DMF(12kg,3X)、吡啶(4.16kg,1.05X)和化合物1(3.95kg,1X,1.0 equiv.)加入反应瓶中,然后分四批加入DMTCl(7.13kg,1.8X,1.2equiv.)。将反应混合物在搅拌,加入碳酸氢钠(2.21kg,0.56X,1.5 equiv.)。用乙酸乙酯(20L)提取,有机层用饱和氯化钠溶液洗涤,常压下浓缩以除去大部分乙酸乙酯,得到油状液体。将ACN(28Kg,7X)加入到油状液体中并搅拌。将浑浊的液体过滤后,得到白色粗品。用ACN(16Kg,4X)处理得到化合物3(7.59kg,纯度:99.7%,收率:78%)。
S3:将化合物3(753g,1.0equiv.)、Mg(136.76g,0.17X,4.0equiv.)、甲醇(800mL,1.0V)和叔丁醇(160mL,0.2V)加入反应瓶中。加入催化量的固体碘引发反应。搅拌约30min后,反应混合物发生严重放气和放热,当放热量较低时加入甲醇(3200mL,4V),将反应混合物浓缩,搅拌30min后除去甲醇。然后获得灰色固体的化合物4(655g,纯度:99.0%,收率82%)。
S4:氮气保护下将磷试剂(97g,1.8equiv.)溶于无水DCM(10V)投至反应釜且在10℃下保温搅拌,另将原料化合物4(100g,1.0 equiv)溶于无水DCM(10V)中,并向其中加入DCI(10.5g,0.5equiv.)搅拌,将原料的混合体系缓慢滴加至反应釜中,反应混合液由浑浊状变为澄清。氮气鼓泡5min。缓慢升温至室温继续搅拌4h后HPLC检测原料<0.2%。减压浓缩掉大部分溶剂,将粗品溶于MTBE(20V),加水(10V),DMF(10V)萃取5次,最后加10%氯化钠(5V)洗涤,合并有机相并用无水硫酸钠干燥。减压浓缩掉溶剂,在氮气保护下,将得到的油状物用MTBE(20V)溶解,缓慢向-10℃的正庚烷(40V)体系中滴加,有白色固体产生,过滤得到2’-OMe-U亚磷酰胺单体为化合物5(101.83g,白色固体,收率:93%,纯度:99.24%,31P-NMR纯度:98%)。最终产品于-20℃、避光、充氮的条件下保存。

参考文献
[1]邱双杰. 2’--O--甲基核苷亚磷酰胺单体和3’--O--核苷琥珀酸三乙胺盐的合成研究[D]. 安徽:安徽大学,2024.