一种二茂铁衍生物的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种二茂铁衍生物的合成方法。该二茂铁衍生物是以二茂铁为原料，经锂试剂和联硼酸频哪醇酯处理得到卤代二茂铁，通过付-克酰基化、克莱门森还原法、碱性条件水解得到卤代二茂铁烷基醇，再与硝基苯基氯甲酸酯、N-羟基丁二酰亚胺反应而得二茂铁琥珀酰亚胺碳酸酯，然后通过与醇胺试剂缩合而得二茂铁烷基醇酰胺碳酸酯，再与亚膦酰胺试剂发生取代、氧化等反应得到二茂铁含膦试剂，再与5-氯汞-2’-脱氧尿苷反应得到脱氧尿苷二茂铁含膦试剂，再通过DMT-Cl修饰脱氧尿苷的5’端得到DMT修饰脱氧尿苷二茂铁含膦试剂，最后进一步与亚膦酰胺试剂发生取代反应，得到可用于标记特殊核苷酸的二茂铁衍生物。本发明专利技术操作安全、方便，产物纯度高、产率高。与其他合成方法相比，本发明专利技术的适用范围更广。

【技术实现步骤摘要】
一种二茂铁衍生物的合成方法
本专利技术涉及一种二茂铁衍生物的合成方法，属于有机化学
，亦属于生物化学

技术介绍
二茂铁衍生物在生物学、医学、微生物学等领域具有广阔的应用前景。主要基于二茂铁衍生物独特的结构与性质：芳香性使其更易发生取代反应；夹心结构使其具有一定的厚度，能阻止二茂铁衍生物接近某些酶的活性部位，具有较强选择性；亲油性使其能顺利通过细胞膜，与细胞内各种酶、DNA、RNA等物质起作用，因而有可能作为治疗某些疾病的药物。另外，二茂铁衍生物具有独特的电化学、光化学特性。基于此特性，可以制备各类型的生物传感器，如将癌症患者的癌细胞提取培养，再利用生物传感器准确测定各类癌药物对癌细胞的抑制作用，可以快速检测并筛选出更有效的治疗癌症的药物。本专利技术合成的二茂铁衍生物也可在生物传感器上得到应用，特别在标记特殊核苷酸的应用中前景最好。本专利技术合成的二茂铁衍生物目前未见报道，下面介绍一些二茂铁衍生物应用于生物传感器方面的文献，这些文献与本专利技术有相关性，但本质上的差别如下：Tao以二茂铁、叔丁基锂、六氯乙烷为原料，最终制备了一氯代二茂铁衍生物(TaoCL.US7,820,391B2，2010-10-26)，但Tao制备的一氯代二茂铁衍生物与本专利技术有五处本质上的差别：一是Tao制备的一氯代二茂铁的产率(35％左右)与纯度(90％)均低于本专利技术。本专利技术制备的一氯代二茂铁产率达到70％以上，纯度大于99％，且本专利技术没有用到六氯乙烷；二是在制备一氯代二茂铁的步骤中Tao利用洗涤、过滤的方式，预将二茂铁除去，但Tao的操作危险(如过滤过程中操作不好，则叔丁基锂遇水很容易燃烧)且复杂，且并不能除掉较多的二茂铁，导致最终产物产率与纯度均低。本专利技术采用二茂铁为原料、叔丁基锂、联硼酸频那醇酯作为原料，采用柱层析的方法很容易将二茂铁除尽，最终的一氯代二茂铁不会含有二茂铁，继而不会影响下步合成，也不会影响最终产物的纯度。三是Tao的专利技术没有涉及溴代二茂铁衍生物与碘代二茂铁衍生物的合成方法，合成方法适用普遍性差。本专利技术只需用不同的CuX2(X代表Cl、Br、I)即可制备对应的一卤代二茂铁。四是Tao的该方法不适用于制备二卤代二茂铁(Tao是以另外方式制备二氯代二茂铁衍生物)，而本专利技术的方法也适用于制备二卤代二茂铁，只需将叔丁基锂换成正丁基锂，其他条件不变，即可制备相应的二卤代二茂铁。五是本专利技术制备的二茂铁衍生物与Tao制备的二茂铁衍生物并不是一种物质。Blackburn等人以二茂铁、硼酸三丁酯为原料，制备了一氯代二茂铁，产率很低仅为23％，且Blackburn等人不仅合成原料与本专利技术不同，而且没有制备出与本专利技术结构相同的二茂铁衍生物。(BlackburnG，KayyemJF，TaoCL，etal.US2003/0143556A1，2003-7-31)。Sünkel等人以二茂铁、叔丁基锂、六氯乙烷为原料，制备了一氯代二茂铁。他们与Tao不同点在于：没采用洗涤、过滤的方式除去二茂铁，因此最终生成的一氯代二茂铁中含有大量的二茂铁，而二茂铁与一氯代二茂铁无法分离，导致合成的一氯代二茂铁的纯度很低，根本无法进行D2、D3、D4等的合成；另外，他们仅做了D1的合成。(SünkelK，BernhartzederS.JournalofOrganometallicChemistry，2011，716，146-149)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供能用于标记特殊核苷酸的一类二茂铁衍生物的一种合成方法。该方法操作安全、方便，适用普遍性强；另外，本专利技术合成的中间产物(卤代二茂铁)的产率、纯度较其他文献高，使合成DA更顺利。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种二茂铁衍生物的合成路线依次为中间体D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7及产物DA的合成。D1的合成是以二茂铁为原料，经锂试剂和联硼酸频哪醇酯处理得到卤代二茂铁；D2的合成是以D1为原料，通过付-克酰基化、克莱门森还原法、碱性条件水解得到卤代二茂铁烷基醇；D3是以D2、硝基苯基氯甲酸酯、N-羟基丁二酰亚胺为原料合成而得二茂铁琥珀酰亚胺碳酸酯；D4是以D3与醇胺试剂缩合而得二茂铁烷基醇酰胺碳酸酯；D5的合成是以D4、D0为原料，再与亚膦酰胺试剂发生取代、氧化等反应得到二茂铁含膦试剂；D6的合成是D5与5-氯汞-2’-脱氧尿苷(KassisAI，FoulonCF，AdelsteinSJ.US5574148，1996-11-12)反应得到脱氧尿苷二茂铁含膦试剂；D7的合成是以D6为原料，通过DMT-Cl修饰脱氧尿苷的5’端得到DMT修饰脱氧尿苷二茂铁含膦试剂；DA的合成是以D7为原料进一步与亚膦酰胺试剂发生取代反应，最终得到了可用于标记特殊核苷酸的二茂铁衍生物。本专利技术的合成方法可用下述反应式表示：其中，D0为N-(1-羟基-2，2-二甲基-丙基)丙烯酰胺，即C8H15NO2；D1为卤代二茂铁，即C10H8Fe-R1R2；D2为卤代二茂铁烷基醇，即C13H14FeO-R1R2；D3为二茂铁琥珀酰亚胺碳酸酯，即C18H17FeNO4-R1R2；D4为二茂铁烷基醇酰胺碳酸酯，即C19H25FeNO3-R1R2；D5为二茂铁含膦试剂，即C30H42FeN3O7P-R1R2；D6为脱氧尿苷二茂铁含膦试剂，即C39H52FeN5O12P-R1R2；D7为DMT修饰脱氧尿苷二茂铁含膦试剂，即C60H70FeN5O14P-R1R2；DA为产物二茂铁衍生物的分子通式，即C69H87FeN7O15P2-R1R2，当R1为H时，R2也为H；当R1为X时，R2为H或X，X代表Cl、Br、I。具体实现步骤如下：步骤1)在无水无氧条件下，将二茂铁用无水四氢呋喃溶解，在-5-0℃的条件下加入锂试剂反应0.5-1小时，升温至室温反应1-2小时，然后降温至-78--50℃后加入联硼酸频哪醇酯反应0.5-1小时，自然升温至室温反应1-2小时；将反应用冰水淬灭，再将淬灭后的溶液经洗涤、过滤、萃取、旋干、柱层析、重结晶得到硼酸二茂铁，再用有机溶剂溶解硼酸二茂铁并加入CuX2水溶液，在50-70℃条件下反应1-2小时，反应结束。将反应结束后得到的产物进行洗涤、过滤、萃取、旋干、柱层析、重结晶处理得D1；其中锂试剂与二茂铁的摩尔比为1-2∶1，联硼酸频哪醇酯与二茂铁的摩尔比为1-2∶1，CuX2与二茂铁的摩尔比为3-6∶1。反应方程式如下：步骤2)在无水无氧条件下，将D1用无水DCM溶解，在0℃条件下加入丙酰氯和无水三氯化铝反应1-2小时，再加入还原剂反应1-2小时后，用冰水淬灭，洗涤、萃取、过滤、旋干；将旋干后的物质用N、N-二甲基甲酰胺和丙酮溶解，加入碘化钾在95±5℃条件下反应2-3小时，降温至室温加入4-5mol/L氢氧化钠溶液反应0.5-1小时，反应结束。将反应结束后得到的粗产物进行洗涤、过滤、萃取、旋干、柱层析、旋干，再经真空干燥12-24小时得D2；其中丙酰氯与D1的摩尔比为1-2∶1，三氯化铝与D1的摩尔比为1-1.5∶1，还原剂与D1的摩尔比为1.5-2∶1，碘化钾与D1的摩尔比为1.5-2∶1。反应方程式如下：步骤3)在无水无氧条件下，将D2用无水吡啶溶解，加入硝基苯基氯甲酸酯在65-70℃下反应0.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二茂铁衍生物的合成方法，其特征在于合成路线为八步，即中间体D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7及产物DA的合成，具体反应式为：其中，D1为卤代二茂铁，即C10H8Fe?R1R2；D2为卤代二茂铁烷基醇，即C13H14FeO?R1R2；D3 为二茂铁琥珀酰亚胺碳酸酯，即C18H17FeNO4?R1R2；D4为二茂铁烷基醇酰胺碳酸酯，即C19H25FeNO3?R1R2；D5为二茂铁含膦试剂，即C30H42FeN3O7P?R1R2；D6为脱氧尿苷二茂铁含膦试剂，即C39H52FeN5O12P?R1R2；D7为DMT修饰脱氧尿苷二茂铁含膦试剂，即C60H70FeN5O14P?R1R2；DA为产物二茂铁衍生物的分子通式，即C69H87FeN7O15P2?R1R2，当R1为H时，R2也为H；当R1为X时，R2为H或X，X代表Cl、Br、I。FSA0000095789530000011.tif

【技术特征摘要】
1.一种二茂铁衍生物的合成方法，其特征在于合成路线为八步，即中间体D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7及产物DA的合成，具体反应式为：其中，D1为卤代二茂铁，即C10H8Fe-R1R2；D2为卤代二茂铁烷基醇，即C13H14FeO-R1R2；D3为二茂铁琥珀酰亚胺碳酸酯，即C18H17FeNO4-R1R2；D4为二茂铁烷基醇酰胺碳酸酯，即C19H25FeNO3-R1R2；D5为二茂铁含膦试剂，即C30H42FeN3O7P-R1R2；D6为脱氧尿苷二茂铁含膦试剂，即C39H52FeN5O12P-R1R2；D7为二甲基色胺修饰脱氧尿苷二茂铁含膦试剂，即C60H70FeN5O14P-R1R2；DA为产物二茂铁衍生物的分子通式，即C69H87FeN7O15P2-R1R2，当R1为H时，R2也为H；当R1为X时，R2为H或X，X代表Cl、Br、I。2.根据权利要求1所述的一种二茂铁衍生物的合成方法，其特征还在于具体合成步骤如下：1)在无水无氧条件下，将二茂铁用无水四氢呋喃溶解，在-5-0℃的条件下加入锂试剂反应0.5-1小时，升温至室温反应1-2小时，然后降温至-78--50℃后加入联硼酸频哪醇酯反应0.5-1小时，自然升温至室温反应1-2小时；将反应用冰水淬灭，再将淬灭后的溶液经洗涤、过滤、萃取、旋干、柱层析、重结晶得到硼酸二茂铁，再用有机溶剂溶解硼酸二茂铁并加入CuX2水溶液，在50-70℃条件下反应1-2小时，反应结束；将反应结束后得到的产物进行洗涤、过滤、萃取、旋干、柱层析、重结晶处理得D1；其中锂试剂与二茂铁的摩尔比为1-2∶1，联硼酸频哪醇酯与二茂铁的摩尔比为1-2∶1，CuX2与二茂铁的摩尔比为3-6∶1；2)在无水无氧条件下，将D1用无水二氯甲烷溶解，在0℃条件下加入丙酰氯和无水三氯化铝反应1-2小时，再加入还原剂反应1-2小时后，用冰水淬灭，洗涤、萃取、过滤、旋干；将旋干后的物质用N、N-二甲基甲酰胺和丙酮溶解，加入碘化钾在95±5℃条件下反应2-3小时，降温至室温加入4-5mol/L氢氧化钠溶液反应0.5-1小时，反应结束；将反应结束后得到的粗产物进行洗涤、过滤、萃取、旋干、柱层析、旋干，再经真空干燥12-24小时得D2；其中酰卤试剂与D1的摩尔比为1-2∶1，三氯化铝与D1的摩尔比为1-1.5∶1，还原剂与D1的摩尔比为1.5-2∶1，碘化钾与D1的摩尔比为1.5-2∶1；3)在无水无氧条件下，将D2用无水吡啶溶解，加入硝基苯基氯甲酸酯在65-70℃下反应0.5-1小时，再加入N-羟基丁二酰亚胺、三乙胺反应0.5-1小时后冷却至室温，洗涤、萃取、过滤、旋干，再经真空干燥12-24小时得D3；其中硝基苯基氯甲酸酯与D2的摩尔比为1-2∶1，N-羟基丁二酰亚胺与D2的摩尔比为1-2∶1，三乙胺与D2的摩尔比为0.1-0.5∶1；4)在无水无氧条件下，将未经柱层析的D3用无水二氯甲烷溶解，加入醇胺试剂在室温下反应3-4小时后，洗涤、萃取、过滤、旋干、柱层析、旋干，再经真空干燥12-24小时得D4；其中醇胺试剂与D2的摩尔比为1-2∶1；5)在无水无氧条件下，将D4用无水二氯甲烷溶解，在0℃条件下加入N，N-二异丙基乙基胺和2-氰乙基N，N-二异丙基氯代亚磷酰胺反应1-2小时，再升温至室温反应0.5-1小时，再降温至0℃加入D0反应1-2小时，然后加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华云，李明，程琛，肖湘文，陈俊，
申请(专利权)人：中山大学达安基因股份有限公司，
类型：发明
国别省市：