JoVE Journal > Chemistry
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Chemistry

Regioselective O- גליקוזילציה של נוקלאוזידים via זמני 2', 3'-Diol הגנה על ידי אסתר Boronic לסינתזה של דו-סוכר נוקלאוזידים

Published: July 26, 2018
doi:
10.3791/57897
, , ,
1Faculty of Pharmaceutical Sciences,Tokyo University of Science, 2Imaging Frontier Center,Tokyo University of Science

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקולים לסינתזה של דו-סוכר נוקלאוזידים מאת regioselective O– גליקוזילציה של ribonucleosides באמצעות הגנה זמנית של שלהם 2′, 3′-diol moieties ניצול של אסתר boronic מחזורית. שיטה זו חל על מספר נוקלאוזידים לא מוגן כמו אדנוזין, guanosine, cytidine, uridine, 5-methyluridine 5-fluorouridine לתת נוקלאוזידים דו-סוכר המתאימים.

Abstract

דו-סוכר נוקלאוזידים, המורכבים מסקטור moieties דו-סוכר ואת הבסיסים החנקניים המרכיבים, נודעו בשם קבוצת מוצרים טבעיים שיש bioactivities בעלי תכונות רבגוניות יקרי ערך. אמנם Oכימי – גליקוזילציה אסטרטגיה בדרך כלל מועיל לסנתז נוקלאוזידים דו-סוכר, הכנת מצעים תורמים glycosyl ו acceptors דורש מייגע מגן הקבוצה מניפולציות של טיהור- כל שלב סינתטי. בינתיים, מספר קבוצות המחקר דיווחו על כך boronic, אסטרים borinic לשמש מגן או הפעלת קבוצה של פחמימות נגזרים על מנת להשיג את acylation regio – ו/או stereoselective אלקילציה, silylation, גליקוזילציה. במאמר זה נדגים את ההליך עבור regioselective O– גליקוזילציה של ribonucleosides לא מוגן ניצול חומצה boronic. Esterification של 2′, 3′-diol של ribonucleosides עם חומצה boronic עושה הגנה זמנית של diol, ו, O– גליקוזילציה הבאים עם תורם glycosyl בנוכחות p– toluenesulfenyl כלוריד וכסף היתרים triflate, התגובה regioselective של קבוצת 5′-הידרוקסיל לממן את נוקלאוזידים דו-סוכר. בשיטה זו יכול להיות מיושם נוקלאוזידים שונים, כגון guanosine, אדנוזין, cytidine, uridine, 5-metyluridine 5-fluorouridine. מאמר זה ווידאו המלווה את ייצג מידע שימושי (חזותי) עבור O– גליקוזילציה של נוקלאוזידים לא מוגן, שלהם תחליפי לסינתזה של דו-סוכר נוקלאוזידים אלא גם מגוון מבחינה ביולוגית רלוונטית נגזרים.

Introduction

דו-סוכר נוקלאוזידים, אשר conjugates של נוקלאוטיד, moiety פחמימות מקושרים באמצעות O-glycosidic בונד, מהווים שיעור יקר ערך-באופן טבעי פחמימות נגזרים1,2 ,3,4,5,6,7. למשל, הם משולבים ביולוגיות כגון tRNA (חומצה ריבונוקלאית העברה), poly(ADP-ribose) (ADP = אדנוזין diphosphate), כמו גם כמה סוכנים אנטיבקטריאלי וחומרים אחרים מבחינה ביולוגית-פעיל (למשל, adenophostins, amicetins, ezomycin)5,6,8,9,10,11,12,13, 14,15,16,17,18,19. לפיכך, דו-סוכר נוקלאוזידים ונגזרותיהם צפויים להיות תרכובות הפניה למחקר לגילוי סמים. למתודולוגיות לסינתזה של דו-סוכר נוקלאוזידים מסווגים לשלוש קטגוריות; אנזימטי O– גליקוזילציה20,21, כימי N– גליקוזילציה5,9,16,22,23, 24, ו הכימי O– גליקוזילציה7,9,14,16,18,19,24, 25,26,27,28,29,30,31,32,33, 34,35,36,37. בפרט, Oכימי – גליקוזילציה תהיה שיטה יעילה כדי להפוך את stereoselective סינתזה סינתזה בקנה מידה גדול של נוקלאוזידים דו-סוכר. מחקר קודם הראה כי O– גליקוזילציה של 2′-deoxyribonucleoside 2 עם thioglycosyl התורם 1, באמצעות השילוב של p– toluenesulfenyl כלוריד וכסף triflate, מעניקה רצוי דו-סוכר nucleoside 3 (איור 1; Ar = aryl ו פ ג = קבוצה מגן)38.

בעקבות תוצאות אלה, החלטנו לפתח את O– גליקוזילציה של החלת מערכת יזם triflate p/כסף כלוריד – toluenesulfenyl ribonucleosides. בעוד מספר דוגמאות של O– גליקוזילציה של ribonucleosides מוגן חלקית כבר הפגינו7,9,14,16,18,19 ,24,32,33,34,35,36,37, השימוש לא מוגנים או מוגן באופן זמני ribonucleosides כמו מקבל glycosyl עבור O– גליקוזילציה דווח החזרה. לכן, ההתפתחות של regioselective O– גליקוזילציה של ribonucleosides לא מוגנים או מוגן באופן זמני מספקות שיטה סינתטית יותר מועיל ללא הגנה על מניפולציות קבוצה של ribonucleosides. על מנת להשיג את regioselective O– גליקוזילציה של ribonucleosides, התמקדנו תרכובות בורון, כי מספר דוגמאות של acylation regio – ו/או stereoselective, אלקילציה, silylation גליקוזילציה פחמימות המעו ף בסיוע boronic או חומצה borinic דיווח39,40,41,42,43,44,45 ,46,47,48,49,50. במאמר זה נדגים את ההליך לסינתזה של דו-סוכר נוקלאוזידים ניצול regioselective O– גליקוזילציה בקבוצת 5′-הידרוקסיל של ribonucleosides דרך אסתר boronic ביניים. באסטרטגיה המובאת כאן, אסתר boronic ביניים 6 להיות המוענקת על ידי esterification של ribonucleoside 4 עם boronic חומצה 5, אשר מאפשר את regioselective O– גליקוזילציה- 5′-הידרוקסיל קבוצה עם התורם thioglycosyl 7 לתת את דו-סוכר nucleoside 8 (איור 1B)51. למדנו גם את האינטראקציה של ribonucleoside וחומצה boronic על ידי תהודה מגנטית גרעינית (NMR) ספקטרוסקופיה, כדי לבחון את היווצרות אסתר boronic. Esterification לעשות עם אסתר boronic, תגובת גליקוזילציה דורשים תנאים נטול מים כדי למנוע את הידרוליזה של אסתר boronic, התורם glycosyl. במאמר זה נדגים ההליכים טיפוסי כדי לקבל את התנאים נטול מים לתגובות גליקוזילציה מוצלחת חוקרים וסטודנטים לא רק בכימיה, אלא גם בתחומי מחקר אחרים.

Protocol

הערה: כל הנתונים ניסיוני [NMR, spectroscopies אינפרא-אדום (IR), המונים spectroscopies (MS), סיבובים אופטי ונתונים מנתח היסודות] של תרכובות מסונתז דווחו ב- נייר הקודם51. 1. נוהל O- גליקוזילציה תגובות סינתזה של תרכובת α/β-12 (כניסה 12 ב טבלה 1)הערה: ערכים 1-13 טבלה 1 </st…

Representative Results

התוצאות של O- גליקוזילציה של uridine 10 thiomannoside α -9 מסוכמות בטבלה 160,61. ערך 1, O- גליקוזילציה של 10 עם α -9 בהיעדר נגזרים החומצה boronic גרמו להיווצרות תערובת מסובך. כניסה 2, 10 ו- phenylboronic חומצ…

Discussion

מטרתו של כתב יד זה היא להציג שיטה סינתטית נוח להכין נוקלאוזידים דו-סוכר באמצעות ribonucleosides לא מוגן בלי מניפולציות קבוצה מגן מייגע. אנחנו מדווחים בזאת על regioselective O– glycosylations של נוקלאוזידים via זמני 2′, 3′-diol הגנה על ידי אסתר boronic מחזורית (איור 1B)51.

<p c…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

מחקר זה מומן ע grants-in-aid של משרד החינוך, תרבות, ספורט, מדע, טכנולוגיה (MEXT) יפן (מס 15K 00408, 24659011, 24640156, 245900425 ו- 22390005 עבור אאוקי שין), על ידי מענק של המחקר הביוכימי טוקיו קרן, טוקיו, יפן, ועל -ידי הקרן טאס (אוניברסיטת טוקיו של מדע) שטחי מחקר אסטרטגי. ברצוננו להודות נוריקו Sawabe (בפקולטה של מדעי הרוקחות, טוקיו האוניברסיטה למדעים) המידות של ספקטרום NMR, אורי האסוואגה (הפקולטה למדעי התרופות, טוקיו האוניברסיטה למדעים) בשביל המדידות של מסה ספקטרה, מצואו של טומוקו (מכון מחקר מדעי וטכנולוגי, אוניברסיטת טוקיו של המדע) עבור המידות של מנתח היסודות.

Materials

Silver trifluoromethanesulfonate Nacalai Tesque 34945-61
Phenylboronic acid (contains varying amounts of anhydride) Tokyo Chemical Industry B0857
p-Methoxyphenylboronic acid Wako Pure Chemical Industries 321-69201
4-(Trifluoromethyl)phenylboronic acid (contains varying amounts of anhydride) Tokyo Chemical Industry T1788
2,4-Difluorophenylboronic acid (contains varying amounts of anhydride) Tokyo Chemical Industry D3391
Cyclopentylboronic acid (contains varying amounts of Anhydride) Tokyo Chemical Industry C2442
4-Nitrophenylboronic acid (contains varying amounts of anhydride) Tokyo Chemical Industry N0812
4-Hexylphenylboronic acid (contains varying amounts of anhydride) Tokyo Chemical Industry H1489
Adenosine Merck KGaA 862.
Guanosine Acros Organics 411130050
Cytidine Tokyo Chemical Industry C0522
Uridine Tokyo Chemical Industry U0020
5-Fluorouridine Tokyo Chemical Industry F0636
5-Methyluridine Sigma M-9885
Methylamine (40% in Methanol, ca. 9.8mol/L) Tokyo Chemical Industry M1016
N,N-dimethyl-4-aminopyridine Wako Pure Chemical Industries 044-19211
Acetic anhydride Nacalai Tesque 00226-15
Pyridine, Dehydrated Wako Pure Chemical Industries 161-18453
Acetonitrile Kanto Chemical 01031-96
1,4-Dioxane Nacalai Tesque 13622-73
Dichloromethane Wako Pure Chemical Industries 130-02457
Propionitrile Wako Pure Chemical Industries 164-04756
Molecular sieves 4A powder Nacalai Tesque 04168-65
Molecular sieves 3A powder Nacalai Tesque 04176-55
Celite 545RVS Nacalai Tesque 08034-85
Acetonitrile-D3 (D,99.8%) Cambridge Isotope Laboratories DLM-21-10
Trifluoroacetic acid Nacalai Tesque 34831-25
TLC Silica gel 60 F254 Merck KGaA 1.05715.0001
Chromatorex Fuji Silysia Chemical FL100D
Sodium hydrogen carbonate Wako Pure Chemical Industries 191-01305
Hydrochloric acid Wako Pure Chemical Industries 080-01061
Sodium sulfate Nacalai Tesque 31915-96
Chloroform Kanto Chemical 07278-81
Sodium chloride Wako Pure Chemical Industries 194-01677
Methanol Nacalai Tesque 21914-74
JEOL Always 300 JEOL Measurement of NMR
Lamda 400 JEOL Measurement of NMR
PerkinElmer Spectrum 100 FT-IR Spectrometer Perkin Elmer Measurement of IR
JEOL JMS-700 JEOL Measurement of MS
PerkinElmer CHN 2400 analyzer Perkin Elmer Measurement of elemental analysis
JASCO P-1030 digital polarimeter JASCO Measurement of optical rotation
JASCO PU-2089 Plus intelligent HPLC pump JASCO For HPLC
Jasco UV-2075 Plus Intelligent UV/Vis Detector JASCO For HPLC
Rheodyne Model 7125 Injector Sigma-Aldrich 58826 For HPLC
Chromatopac C-R8A Shimadzu For HPLC
Senshu Pak Pegasil ODS Senshu Scientific For HPLC
p-Toluenesulfenyl chloride Prepared  Ref. 38
Phenyl 6-O-acetyl-2,3,4-tri-O-benzyl-1-thio-a-D-mannopyranoside (a-9) Prepared  Ref. 52
4-Metylphenyl 2,3,4,6-tetra-O-benzoyl-1-thio-b-D-galactopyranoside (b-21) Prepared  Ref. 53
4-Metylphenyl 2,3,4,6-tetra-O-benzoyl-1-thio-b-D-glucopyranoside (b-31) Prepared  Ref. 57
4-Metylphenyl 2,3,4,6-tetra-O-benzoyl-1-thio-a-D-Mannopyranoside (a-32) Prepared  Ref. 67
6-N-Benzoyladenosine (14) Prepared  Ref. 54
2-N-Isobutyrylguanosine (16) Prepared  Ref. 55
4-N-Benzoylcytidine (20) Prepared  Ref. 56
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kobayashi, J., Doi, Y., Ishibashi, M. Shimofuridin A, a nucleoside derivative embracing an acylfucopyranoside unit isolated from the okinawan marine tunicate Aplidium multiplicatum. The Journal of Organic Chemistry. 59, 255-257 (1994).
  2. Takahashi, M., Tanzawa, K., Takahashi, S. Adenophostins, newly discovered metabolites of penicillium brevicompactum, act as potent agonists of the inositol 1,4,5-trisphosphate receptor. The Journal of Biological Chemistry. 269, 369-372 (1994).
  3. Haneda, K. Cytosaminomycins, new anticoccidial agents produced by Strevtomvces sp. KO-8119 I. taxonomy, production, isolation and physico-chemical and biological properties. The Journal of Antibiotics. 47, 774-781 (1994).
  4. Shiomi, K., Haneda, K., Tomoda, H., Iwai, Y., Omura, S. Cytosaminomycins, new anticoccidial agents produced by Streptomyces sp. KO-8119 II. structure elucidation of cytosaminomycins A, B, C and D. The Journal of Antibiotics. 47, 782-786 (1994).
  5. Knapp, S. Synthesis of complex nucleoside antibiotics. Chemical Reviews. 95, 1859-1876 (1995).
  6. Efimtseva, E. V., Kulikova, I. V., Mikhailov, S. N. Disaccharide nucleosides as an important group of natural compounds. Journal of Molecular Biology. 43, 301-312 (2009).
  7. Huang, R. M., et al. Marine nucleosides: Structure, bioactivity, synthesis and biosynthesis. Marine Drugs. 12, 5817-5838 (2014).
  8. Efimtseva, E. V., Mikhailov, S. N. Disaccharide nucleosides and oligonucleotides on their basis. New tools for the study of enzymes of nucleic acid metabolism. Biochemistry (Moscow). 67, 1136-1144 (2002).
  9. Mikhailov, S. N., Efimtseva, E. V. Disaccharide nucleosides. Russian Chemical Reviews. 73, 401-414 (2004).
  10. Kimura, K., Bugg, T. D. H. Recent advances in antimicrobial nucleoside antibiotics targeting cell wall biosynthesis. Natural Product Reports. 20, 252-273 (2003).
  11. Winn, M., Goss, R. J. M., Kimura, K., Bugg, T. D. H. Antimicrobial nucleoside antibiotics targeting cell wall assembly: Recent advances in structure-function studies and nucleoside biosynthesis. Natural Product Reports. 27, 279-304 (2010).
  12. Takahashi, M., Kagasaki, T., Hosoya, T., Takahashi, S. Adenophostins A and B: Potent agonists of inositol-1,4,5-trisphosphate receptor produced by Penicillium brevicompactum. Taxonomy, fermentation, isolation, physico-chemical and biological properties. The Journal of Antibiotics. 46, 1643-1647 (1993).
  13. Takahashi, S., Kinoshita, T., Takahashi, M. Adenophostins A and B: Potent agonists of inositol-1,4,5-trisphosphate receptor produced by penicillium brevicompactum. Structure elucidation. The Journal of Antibiotics. 47, 95-100 (1994).
  14. Hotoda, H., Takahashi, M., Tanzawa, K., Takahashi, S., Kaneko, M. IP3 receptor-ligand. 1: Synthesis of adenophostin A. Tetrahedron Letters. 36, 5037-5040 (1995).
  15. Hirota, J., et al. Adenophostin-medicated quantal Ca2+ release in the purified and reconstituted inositol 1,4,5-trisphosphate receptor type 1. FEBS Letters. 368, 248-252 (1995).
  16. McCormick, J., et al. Structure and total synthesis of HF-7, a neuroactive glyconucleoside disulfate from the funnel-web spider Hololena curta. Journal of the American Chemical Society. 121, 5661-5665 (1999).
  17. Bu, Y. Y., Yamazaki, H., Ukai, K., Namikoshi, M. Anti-mycobacterial nucleoside antibiotics from a marine-derived Streptomyces sp. TPU1236A. Marine Drugs. 12, 6102-6112 (2014).
  18. Knapp, S., Gore, V. K. Synthesis of the ezomycin nucleoside disaccharide. Organic Letters. 2, 1391-1393 (2000).
  19. Behr, J. B., Gourlain, T., Helimi, A., Guillerm, G. Design, synthesis and biological evaluation of hetaryl-nucleoside derivatives as inhibitors of chitin synthase. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 13, 1713-1716 (2003).
  20. Binder, W. H., Kӓhlig, H., Schmid, W. Galactosylation by use of β-galactosidase: Enzymatic syntheses of disaccharide nucleosides. Tetrahedron: Asymmetry. 6, 1703-1710 (1995).
  21. Ye, M., Yan, L. -. Q., Li, N., Zong, M. -. H. Facile and regioselective enzymatic 5-galactosylation of pyrimidine 2-deoxynucleosides catalyzed by β-glycosidase from bovine liver. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 79, 35-40 (2012).
  22. Niedballa, U., Vorbrüggen, H. A general synthesis of N-glycosides. III. Simple synthesis of pyrimidine disaccharide nucleosides. The Journal of Organic Chemistry. 39, 3664-3667 (1974).
  23. Abe, H., Shuto, S., Matsuda, A. Synthesis of the C-glycosidic analog of adenophostin A, a potent IP3 receptor agonist, using a temporary silicon-tethered radical coupling reaction as the key step. Tetrahedron Letters. 41, 2391-2394 (2000).
  24. Watanabe, K. A., et al. Nucleosides. 114. 5′-O-Glucuronides of 5-fluorouridine and 5-fluorocytidine. Masked precursors of anticancer nucleosides. Journal of Medicinal Chemistry. 24, 893-897 (1981).
  25. Khan, S. H., O’Neill, R. A. . Modern Methods in Carbohydrate Synthesis. , (1996).
  26. Lindhorst, T. K. . Essentials ofCarbohydrate Chemistry and Biochemistry. , (2007).
  27. Demchenko, A. V. . Handbook of Chemical Glycosylation. , (2008).
  28. Chen, X., Halcomb, R. L., Wang, P. G. Chemical Glycobiology (ACS Symposium Series 990). American Chemical Society. , (2008).
  29. Toshima, K., Tatsuta, K. Recent progress in O-glycosylation methods and its application to natural products synthesis. Chemical Reviews. 93, 1503-1531 (1993).
  30. Ito, Y. My stroll in the backyard of carbohydrate chemistry. Trends in Glycoscience and Glycotechnology. 22, 119-140 (2010).
  31. Yasomanee, J. P., Demchenko, A. V. From stereocontrolled glycosylation to expeditious oligosaccharide synthesis. Trends in Glycoscience and Glycotechnology. 25, 13-41 (2013).
  32. Nakamura, M., Fujita, S., Ogura, H. Synthesis of disaccharide nucleoside derivatives of 3-deoxy-ᴅ-glycero-ᴅ-galacto-2-nonulosonic acid (KDN). Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 41, 21-25 (1993).
  33. Mikhailov, S. N., et al. Studies on disaccharide nucleoside synthesis. Mechanism of the formation of trisaccharide purine nucleosides. Nucleosides & Nucleotides. 18, 691-692 (1999).
  34. Lichtenthaler, F. W., Sanemitsu, Y., Nohara, T. Synthesis of 5′-O-glycosyl-ribo-nucleosides. Angewandte Chemie International Edition. 17, 772-774 (1978).
  35. Knapp, S., Gore, V. K. Synthesis of the shimofuridin nucleoside disaccharide. The Journal of Organic Chemistry. 61, 6744-6747 (1996).
  36. Zhang, Y., Knapp, S. Glycosylation of nucleosides. The Journal of Organic Chemistry. 81, 2228-2242 (2016).
  37. Xing, L., Niu, Q., Li, C. Practical glucosylations and mannosylations using anomeric benzoyloxy as a leaving group activated by sulfonium ion. ACS Omega. 2, 3698-3709 (2017).
  38. Aoki, S., et al. Synthesis of disaccharide nucleosides by the O-glycosylation of natural nucleosides with thioglycoside donors. Chemistry – An Asian Journal. 10, 740-751 (2015).
  39. Duggan, P. J., Tyndall, E. M. Boron acids as protective agents and catalysts in synthesis. Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1. , 1325-1339 (2002).
  40. Yamada, K., Hayakawa, H., Wada, T. Method for preparation of 2′-O-alkylribonucleosides by regioselective alkylation of 2′,3′-O-(arylboronylidene) ribonucleosides. JPN. Patent. 5, (2009).
  41. Lee, D., Taylor, M. S. Borinic acid-catalyzed regioselective acylation of carbohydrate derivatives. Journal of the American Chemical Society. 133, 3724-3727 (2011).
  42. Gouliaras, C., Lee, D., Chan, L., Taylor, M. S. Regioselective activation of glycosyl acceptors by a diarylborinic acid-derived catalyst. Journal of the American Chemical Society. 133, 13926-13929 (2011).
  43. Satoh, H., Manabe, S. Design of chemical glycosyl donors: Does changing ring conformation influence selectivity/reactivity. Chemical Society Reviews. 42, 4297-4309 (2013).
  44. Liu, X., et al. 1,2-trans-1-Dihydroxyboryl benzyl S-glycoside as glycosyl donor. Carbohydrate Research. 398, 45-49 (2014).
  45. Kaji, E., et al. Thermodynamically controlled regioselective glycosylation of fully unprotected sugars through bis(boronate) intermediates. European Journal of Organic Chemistry. , 3536-3539 (2014).
  46. Nakagawa, A., Tanaka, M., Hanamura, S., Takahashi, D., Toshima, K. Regioselective and 1,2-cis-α-stereoselective glycosylation utilizing glycosyl-acceptor-derived boronic ester catalyst. Angewandte Chemie International Edition. 127, 11085-11089 (2015).
  47. Tanaka, M., Nashida, J., Takahashi, D., Toshima, K. Glycosyl-acceptor-derived borinic ester-promoted direct and β-stereoselective mannosylation with a 1,2-anhydromannose donor. Organic Letters. 18, 2288-2291 (2016).
  48. Nishi, N., Nashida, J., Kaji, E., Takahashi, D., Toshima, K. Regio- and stereoselective β-mannosylation using a boronic acid catalyst and its application in the synthesis of a tetrasaccharide repeating unit of lipopolysaccharide derived from E. Coli O75. Chemical Communications. 53, 3018-3021 (2017).
  49. Mancini, R. S., Leea, J. B., Taylor, M. S. Boronic esters as protective groups in carbohydrate chemistry: Processes for acylation, silylation and alkylation of glycoside-derived boronates. Organic & Biomolecular Chemistry. 15, 132-143 (2017).
  50. Mancini, R. S., Lee, J. B., Taylor, M. S. Sequential functionalizations of carbohydrates enabled by boronic esters as switchable protective/activating groups. The Journal of Organic Chemistry. 82, 8777-8791 (2017).
  51. Someya, H., Itoh, T., Aoki, S. Synthesis of disaccharide nucleosides utilizing the temporary protection of the 2′,3′-cis-diol of ribonucleosides by a boronic ester. Molecules. 22, 1650 (2017).
  52. Lemanski, G., Ziegler, T. Synthesis of 4-O-ᴅ-mannopyranosyl-α-ᴅ-glucopyranosides by intramolecular glycosylation of 6-O-tethered mannosyl donors. Tetrahedron. 56, 563-579 (2000).
  53. Liu, G., Zhang, X., Xing, G. A general method for N-glycosylation of nucleobases promoted by (p-Tol)2SO/Tf2O with thioglycoside as donor. Chemical Communications. 51, 12803-12806 (2015).
  54. Zhu, X. -. F., Williams, H. J., Scott, A. I. An improved transient method for the synthesis of N-benzoylated nucleosides. Synthetic Communications. 33, 1233-1243 (2003).
  55. Eisenführ, A., et al. A ribozyme with michaelase activity: Synthesis of the substrate precursors. Bioorganic & Medicinal Chemistry. 11, 235-249 (2003).
  56. Samuels, E. R., McNary, J., Aguilar, M., Awad, A. M. Effective synthesis of 3′-deoxy-3′-azido nucleosides for antiviral and antisense ribonucleic guanidine (RNG) applications. Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids. 32, 109-123 (2013).
  57. France, R. R., Rees, N. V., Wadhawan, J. D., Fairbanks, A. J., Compton, R. G. Selective activation of glycosyl donors utilising electrochemical techniques: a study of the thermodynamic oxidation potentials of a range of chalcoglycosides. Organic & Biomolecular Chemistry. 2, 2188-2194 (2004).
  58. Wunderlich, C. H., et al. Synthesis of (6-13C)pyrimidine nucleotides as spin-labels for RNA dynamics. Journal of the American Chemical Society. 134, 7558-7569 (2012).
  59. Abraham, R. C., et al. Conjugates of COL-1 monoclonal antibody and β-ᴅ-galactosidase can specifically kill tumor cells by generation of 5-fluorouridine from the prodrug β-ᴅ-galactosyl-5-fluorouridine. Cellular Biophysics. 24, 127-133 (1994).
  60. Huang, X., Huang, L., Wang, H., Ye, X. -. S. Iterative one-pot synthesis of oligosaccharides. Angewandte Chemie International Edition. 43, 5221-5224 (2004).
  61. Verma, V. P., Wang, C. -. C. Highly stereoselective glycosyl-chloride-mediated synthesis of 2-deoxyglucosides. Chemistry – A European Journal. 19, 846-851 (2013).
  62. Martínez-Aguirre, M. A., Villamil-Ramos, R., Guerrero-Alvarez, J. A., Yatsimirsky, A. K. Substituent effects and pH profiles for stability constants of arylboronic acid diol esters. The Journal of Organic Chemistry. 78, 4674-4684 (2013).
  63. Wulff, G., Röhle, G. Results and problems of O-glycoside synthesis. Angewandte Chemie International Edition. 13, 157-170 (1974).
  64. Demchenko, A., Stauch, T., Boons, G. -. J. Solvent and other effects on the stereoselectivity of thioglycoside glycosidations. Synlett. , 818-820 (1997).
  65. Welch, C. J., Bazin, H., Heikkilä, J., Chattopadhyaya, J. Synthesis of C-5 and N-3 arenesulfenyl uridines. Preparation and properties of a new class of uracil protecting group. Acta Chemica Scandinavica. 39, 203-212 (1985).
  66. Tam, P. -. H., Lowary, T. L. Synthesis of deoxy and methoxy analogs of octyl α-ᴅ-mannopyranosyl-(1→6)-α-ᴅ-mannopyranoside as probes for mycobacterial lipoarabinomannan biosynthesis. Carbohydrate Research. 342, 1741-1772 (2007).
  67. Yalpani, M., Boeseb, R. The structure of amine adducts of triorganylboroxines. Chemische Berichte. 116, 3347-3358 (1983).
  68. McKinley, N. F., O’Shea, D. F. Efficient synthesis of aryl vinyl ethers exploiting 2,4,6-trivinylcyclotriboroxane as a vinylboronic acid equivalent. The Journal of Organic Chemistry. 69, 5087-5092 (2004).
  69. Iovine, P. M., Fletcher, M. N., Lin, S. Condensation of arylboroxine structures on Lewis basic copolymers as a noncovalent strategy toward polymer functionalization. Macromolecules. 39, 6324-6326 (2006).
  70. Chen, T. -. B., Huzak, M., Macura, S., Vuk-Pavlović, S. Somatostatin analogue octreotide modulates metabolism and effects of 5-fluorouracil and 5-fluorouridine in human colon cancer spheroids. Cancer Letters. 86, 41-51 (1994).
  71. Agudo, R., et al. Molecular characterization of a dual inhibitory and mutagenic activity of 5-fluorouridine triphosphate on viral RNA synthesis. Implications for lethal mutagenesis. Journal of Molecular Biology. 382, 652-666 (2008).
  72. Kirienko, D. R., Revtovich, A. V., Kirienko, N. V. A high-content, phenotypic screen identifies fluorouridine as an inhibitor of pyoverdine biosynthesis and Pseudomonas aeruginosa virulence. mSphere. 1, 00217 (2016).
  73. Wu, Q., Xia, A., Lin, X. Synthesis of monosaccharide derivatives and polymeric prodrugs of 5-fluorouridine via two-step enzymatic or chemo-enzymatic highly regioselective strategy. Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic. 54, 76-82 (2008).
  74. Brusa, P., et al. In vitro and in vivo antitumor activity of immunoconjugates prepared by linking 5-fluorouridine to antiadenocarcinoma monoclonal antibody. Il Farmaco. 52, 71-81 (1997).
  75. Ozaki, S., et al. 5-Fluorouracil derivatives XX.: Synthesis and antitumor activity of 5′-O.-unsaturated acyl-5-fluorouridines. Chemical and Pharmaceutical Bulletin. 38, 3164-3166 (1990).
  76. Martino, M. M., Jolimaitre, P., Martino, R. The prodrugs of 5-fluorouracil. Current Medicinal Chemistry. Anti-Cancer Agents. 2, 267-310 (2002).

Tags

Regioselective O-glycosylationNucleosideBoronic EsterDisaccharide NucleosideTemporary Diol ProtectionDrug DiscoveryGlycosylationUnprotected NucleosideReaction OptimizationSynthesis

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Someya, H., Itoh, T., Kato, M., Aoki, S. Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2′,3′-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides. J. Vis. Exp. (137), e57897, doi:10.3791/57897 (2018).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image