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锁核酸(Locked nucleic acid,LNA)是一种经过修饰的RNA类寡核苷酸衍生物。其结构中A、C、G、T、U、mC六种碱基核糖的2-O,4-C位通过缩水作用形成刚性的结构。它作为一种新颖的第三代反义核酸药物在药学研究领域引起了人们的广泛关注。与其它寡核酸类似物相比,锁核酸具有以下几个优点:(1)锁核酸和DNA或RNA互补形成的双链有很强的热稳定性;(2)锁核酸对抗脱氧核苷酸酶降解方面有很强稳定性;(3)LNA-DNA杂交物能激活核糖核苷酸的降解;(4)其水溶性好,能自由穿过细胞膜,易被机体吸收;(5)在体内无毒副作用;(6)具有高效的自动寡聚化作用,合成方法相对简单等。 人们利用锁核酸以上无可比拟的优点,将其运用于各个基因研究的领域以及疾病的诊断、治疗的研究中,开发性能更高的生物技术平台。更重要的是开发锁核酸药物,不仅仅是针对靶细胞的mRNA(反义治疗),也是针对基因本身(反基因治疗)。我们相信,随着对锁核酸的各项研究的深入,它的更多的优点将被挖掘出来,它将会成为核酸识别、基因的化学研究、诊断和治疗肿瘤、炎症、病毒感染、心血管疾病、遗传疾病等不治之症的最有效工具。 LNA中六种碱基核糖是其重要组成部分,本文则是对其中一个单体5-甲基胞嘧啶锁核酸单体的合成进行了探索和研究。目前已经报道的合成β型5-甲基胞嘧啶锁核酸的制备方法并不多,只有Alexei A.Koshkin小组的报道中提到的以3-苄氧基-4-C-羟甲基-1,2-O-异亚丙基-α-D-呋喃核糖为原料经取代、缩合、水解等8步反应先合成胸腺嘧啶呋喃核糖中间体,再经过1、2、4-三氮唑取代、水解的方法将胸腺嘧啶转换为5甲基胞嘧啶,总共15步反应得到目标产物,总产率7.50%。 本文考虑到原有的报道路线线性步骤很长,产率较低,所以本课题组在合成过程中直接以5-甲基胞嘧啶为原料,通过三甲基硅三氟甲磺酸酯(TMSOTf)催化缩合的方法将其引入到目标化合物中,从而将反应路线的线性步数从15步减少到12步,同时改进了实验工艺,使得总产率提高到21.0%,并使此路线更适合于合成其它不同碱基取代的核糖衍生物。