Synthese und Einfluss von fluorierten Indolen- 7-N-Purin und 9-N-Deazapurin-Nukleosiden auf die RNA
Stabilitaumlt
Dissertation
zur Erlangung des Doktorgrades
der Naturwissenschaften
vorgelegt dem Fachbereich
Chemische und Pharmazeutische Wissenschaften
der Johann Wolfgang Goethe-Universitaumlt
in Frankfurt am Main
von
Jelena Božilović
aus
Niš Serbien
Frankfurt am Main
Maumlrz 2008
(D F 1)
Die Endlosigkeit des wissenschaftlichen
Ringens sorgt unablaumlssig dafuumlr dass dem
forschenden Menschengeist seine beiden
edelsten Antriebe erhalten bleiben und immer
wieder von neuem angefacht werden Die
Begeisterung und die Ehrfurcht
Max Planck
Die vorliegende Arbeit wurde am Institut fuumlr Organische Chemie der Johann Wolfgang
Goethe-Universitaumlt in Frankfurt am Main unter Leitung von Herrn Prof Dr J W Engels
in der Zeit von Januar 2004 bis November 2007 angefertigt
Herrn Prof Dr J W Engels danke ich fuumlr die Aufnahme in seinen Arbeitskreis die
interessante Themenstellung die sehr guten experimentellen Bedingungen und die
gewaumlhrte akademische Freiheit Durch seine Kenntnisse und Erfahrungen sowie die
stetige Bereitschaft zu anregenden Diskussionen hat er Einfluszlig auf diese Arbeit
genommen
Weiterhin danke ich allen die direkt oder indirekt zur Durchfuumlhrung dieser Arbeit
beigetragen haben Besonders danken moumlchte ich
Meinen Kollegen Dr Aleksandra Živković Dalibor Odadzić Nadja Nikolaus Dr
Astrid Kloumlpffer Alma Sokočević Gerda Wittel Jens Haas usw fuumlr die sehr gute
Zusammenarbeit und die Hilfs- und Diskussionsbereitschaft
Dr Aleksandra Živković fuumlr ihre Hilfs- und Diskussionsbereitschaft ihre vielen
praktischen Tips und fuumlr die kritische Durchsicht des Manuskripts
Dalibor Odadzić und Nadja Nikolaus fuumlr Hilfs- und Diskussionsbereitschaft und fuumlr
die kritische Durchsicht des Manuskripts
Dr Zimmermann seinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern fuumlr die Messung
zahlreicher NMR-Spektren
Dr Jan W Bats fuumlr die Durchfuumlhrung der Roumlntgenstrukturanalysen und Auswertung
der kristallographischen Daten
Dr G Duumlrner und seinen Mitarbeiterinnen fuumlr die praumlparativen HPLC-Trennungen
der TBDMS-geschuumltzten Nukleoside
Hannelore Brill und Ilona Priess fuumlr die Messung der Massenspektren
Marianne Christof fuumlr die Durchfuumlhrung der Elementaranalysen
Gerda Wittel fuumlr die Bestellung von Literatur
Alle nicht namentlich genannten Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des Arbeitskreises
fuumlr die angenehme Arbeitsatmosphaumlre
Mein Dank gilt ferner
Dem SFB fuumlr die finanzielle Unterstuumltzung
Ihaltsverzeichnis
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 1 11 Grundlagen der Nukleinsaumlurechemie 2 12 Aufbau von Nukleinsaumluren 4 13 RNA-Strukturen 8 14 Duplex stabilisierende Wechselwirkungen 9
141 Wasserstoffbruumlcken 9 142 Basenstapelungswechselwirkungen 10 143 Solvatation und Salzeffekte 11
15 Therapeutische Oligonukleotide 13 151 Regulation der Genexpression 14
16 Universelle Basen 17 2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren 19
21 Fluormodifikationen am Zucker 20 211 C2acute-Fluornukleoside 20 212 C3acute-Fluornukleoside 22 213 C4acute-Fluornukleoside 22 214 C5acute-Fluornukleoside 23
22 Fluormodifikationen an der Phosphatgruppe 23 23 Fluormodifikationen an der Nukleobase 25
231 Fluormodifizierte Pyrimidine 25 232 Fluormodifizierte Purine 26
24 Fluormodifikationen an RNA-Oligonukleotiden 27 3 Aufgabenstellung 29 4 Chemische Synthesen 31
41 Darstellung ausgewaumlhlter artifizieller Basen 33 411 Darstellung der Fluorindole 33 412 Darstellung von 9-N-Deazapurin 34
42 Glycosylierung Reaktionen 35 421 Darstellung von 35-Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranosylchlorid 37
43 Synthese der RNA-Bausteine 44 431 Dimethoxytritylierung der 5acute OH-Funktion 44 432 Die TBDMS-Schutzgruppe 45 433 Phosphitylierung 46
44 Syntheseuumlbersicht 49 45 Abasischer Baustein 53
5 Kristallstrukturanalysen 55 51 Bragg-Gleichung 55 52 Kristallstrukturanalysen der Nukleosidanaloga 57
6 Oligonukleotide 62 61 Synthese von Oligonukleotiden 62 62 Die Phosphoramidit-Methode 62 63 Synthetisierte Oligonukleotide 65 64 Aufreinigung von Oligonukleotiden 66 65 Charakterisierung von Oligonukleotiden 70
66 Verteilungskoeffizienten 72 7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 73
71 UV-spektroskopische Untersuchungen 73 72 Auswertung der UV-Schmelzkurven 76
721 Bestimmung des Schmelzpunktes 76 722 Bestimmung der thermodynamischen Daten 79
73 Ergebnisse der UV-Schmelzkurven 81 731 Fluorierte Indole 84 732 46-Difluorbenzimidazol- 46-Difluorindol- 7-N-Purin und 9-Deazapurin-Nukleoside 89
74 Enthalpie ndash Entropie Kompensation 94 75 CD-spektroskopische Untersuchungen 97
8 PMF Berechnungen 100 81 Methoden 100 82 Ergebnisse und Diskussion 102 83 Vorhersage 104 84 Schlussfolgerung 106
9 Zusammenfassung amp Ausblick 107 10 Experimenteller Teil 113
101 Allgemeines 113 1011 Chromatographie 113 1012 Spektroskopie 115 1013 Massenspektrometrie 115 1014 Elementaranalyse 116 1015 Verwendete Chemikalien 116 1016 Eingesetzte Pufferloumlsungen 120
102 Liste der synthetisierten Verbindungen 122 103 Darstellung und Eigenschaften der Einzelverbindungen 129 104 Synthesen und Aufreinigung der Oligonukleotides 242
1041 Eingesetzte Loumlsungen 242 1042 Synthese der Oligonukleotiden 243
105 Aufreinigung und Analytik der Oligonukleotide 243 1051 Aufreinigung durch Hochdruchfluumlssigkeitschromatographie 243 1052 Quantifizierung der Menge an Oligonukleotid 244 1053 Bestimmung der Extinktionskoeffizienten von Oligonukleotiden 244
106 Aufnahme der UV-Schmelzkurven 246 107 CD-Spektroskopie der Oligonukleotide 247 108 Bestimmung der Verteilungskoeffizienten 248
11 Literaturverzeichnis 249 12 Anhang 259
Teil A Kristallstrukturen 260 A1 Fluorierte Indolribonukleoside 260 A2 1acute-Desoxy-1acute-(7-N-purin)-szlig-D-ribofuranose 260
Teil B Ausgewaumlhlte Spektren 268 B1 1H-NMR Spektrum von 3-Amino-2-ethoxycarbonylpyrrol 30 269 B2 1H-NMR Spektrum von 3H5H-Pyrrolo[23-d]pyrimidin-4-on 31 270 B3 1H-NMR Spektrum von6-Chloro-9-deaza-purin 32 271
B4 1H-NMR Spektrum von 1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-7-fluorindol 38 272 B5 1HMBC-NMR Spektrum von 1acute-Desoxy-1acute-( 7-N-purin )-szlig-D-ribofuranose 48 273 B6 1H-NMR Spektrum von 46-Difluorindol-2-carbonsaumlure 109 274 B7 COSY-NMR Spektrum von 1acute-Desoxy-1acute-(4-fluorindolyl)-β-D-ribofuranose 49 275 B8 1H-NMR Spektrum von 1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-46-difluorindol 38 276
Teil C Abkuumlrzungsverzeichnis 277
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 1
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie
Die Nukleinsaumluren sind die zentralen Molekuumlle des Lebens Sie spielen in allen
Bereichen der lebendigen Welt eine nicht zu unterschaumltzende Rolle Man muss bei
Nukleinsaumluren zwischen der 2acute-Desoxyribonukleinsaumlure (DNA) und der
Ribonukleinsaumlure (RNA) unterscheiden Waumlhrend die DNA der Traumlger der genetischen
Information in fast allen Bereichen der Tier- und Pflanzenwelt ist ist die RNA
hauptsaumlchlich fuumlr die Umsetzung der Information der DNA in Proteine verantwortlich
Das Finden der DNA-Doppelhelix-Struktur durch James D Watson und H C Crick ist
ein Meilenstein fuumlr die Entwicklungen in der Molekularbiologie und der
Nukleinsaumlurechemie der letzten Jahrzehnte So wurde das tiefgreifende Verstaumlndnis
molekularer Vorgaumlnge wie zB der Replikation der Evolution und der Diversitaumlt von
Spezies ermoumlglicht Schlieszliglich fuumlhrten diese Entwicklungen zu einem der groumlszligten
Projekte der Menschheit zur Sequenzierung des 33 Milliarden Basen umfassenden
humanen Genoms im Rahmen des HUGO-Projektes (Human Genome Project Venter
et al 2001 Lander et al 2001) Die Weiterentwicklung medizinischer Anwendungen
wie zB der Gentherapie Fortschritte bei molekularbiologischen Technologien wie zB
das Klonen und nicht zuletzt die Entdeckung der RNA-Interferenz welche das gezielte
Ausschalten beliebiger Gene ermoumlglicht sind weitere eindrucksvolle Beispiele der
modernen Life Sciences
Die Ausweitung der Forschung von DNA - dem Traumlger der genetischen Information - auf
die Ribonukleinsaumlure (RNA) fuumlhrte dazu dass der RNA heute eine zentrale Rolle in der
Molekularbiologie der Zelle zugeschrieben wird Zuvor wurde RNA lediglich eine
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 2
Vermittlerrolle zwischen DNA und Protein zugesprochen (Vom Boten zum Boss V
Bredow 2003) Aufgrund neuer Erkenntnisse uumlber die Mechanismen Strukturen und
Funktionen von RNA entwickelte sich das Gebiet der funktionellen Genetik (Functional
Genomics) Dies eroumlffnet die Moumlglichkeit mit Hilfe von synthetischen Oligonukleotiden
die Genexpression zu regulieren und zu studieren Nicht zuletzt aufgrund der
Weiterentwicklung des Konzeptes der RNA-Interferenz zur therapeutischen Anwendung
wurde die RNA im Jahre 2002 vom Science-Magazin zum Molekuumll des Jahres gekuumlrt
(Breakthrough of the Year Couzin 2002) eine Auszeichnung welche die wichtige und
zentrale Rolle der RNA-Chemie in diesem Jahrzehnt verdeutlicht Die Bedeutung der
RNA spiegelt sich am besten mit den zwei Nobelpreisen im Jahr 2006 fuumlr die
Entdeckungen im Bereich der RNA Der Preis in Chemie bekam als alleiniger
Preistraumlger Roger Kornberg fuumlr seine Forshung das Enzym RNA-Polymerase und
Aufklaumlrung dass es die Synthese von RNA katalysiert Fuumlr die Entdeckung der RNA-
Interferenz dem Stilllegen von Genen durch doppelstraumlngige RNA wurde der Nobelpreis
an Craig Mello und Andrew Fire fuumlr Medizin oder Physiologie verliehen
11 Grundlagen der Nukleinsaumlurechemie
Die 2acute-Desoxyribonukleinsaumlure (DNA) wurde schon fruumlh als Traumlger der genetischen
Information identifiziert (Avery 1944) Zu Beginn der 50er Jahre des 20 Jahrhunderts
begann man verstaumlrkt mit der Strukturanalyse dieses Biopolymers Die Feststellung
Erwin Chargaffs dass sich die Mengen an Adenin und Thymin sowie die Mengen an
Guanin und Cytosin in DNA-Straumlngen jeweils entsprechen (Chargaff 1951aampb) lieferte
erste Hinweise darauf dass DNA-Molekuumlle als Dimere vorliegen Alexander Todd
identifizierte die internukleosidischen Bindungen als 3acute-5acute-Phosphordiester-Bruumlcken
(Brown amp Todd 1952) Die von M Wilkins und Rosalind Franklin durchgefuumlhrten
Roumlntgenbeugungs-Untersuchungen an DNA-Fasern lieszligen eindeutig auf eine
Helixstruktur schlieszligen Diese sollte aus zwei antiparallel ausgerichteten DNA-Straumlngen
bestehen (Wilkins 1952 Wilkins 1953aampb Franklin 1953) Zuvor war es R Franklin
bereits gelungen zwischen kristalliner A- und B-Form der DNA zu unterscheiden (Olby
2003)
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 3
Unter Beruumlcksichtigung von Chargaffs Regel und den Erkenntnissen von Todd Wilkins
und Franklin postulierten James Watson und der erst kuumlrzlich verstorbene Francis Crick
im Jahre 1953 die korrekte Doppelhelix-Struktur der DNA (Watson amp Crick 1953aampb)
Sie widerlegten damit Raummodelle aus drei umeinander geschlungenen Straumlngen die
zuvor von Pauling und Corey vorgeschlagen wurden (Pauling amp Corey 1953aampb) Die
postulierte Doppelhelix nach Watson amp Crick besteht aus zwei zueinander
komplementaumlren antiparallelen DNA-Straumlngen die sich rechtsgaumlngig um eine
gemeinsame Achse winden (Abbildung 11a) Die 2acute-Desoxyribose und das
polyanionische Phosphordiester-Ruumlckgrat zeigen dabei nach auszligen waumlhrend die
Nukleobasen zueinander in die Helixmitte gerichtet sind Dabei stehen sich immer
Adenin und Thymin gegenuumlber und bilden durch zwei Wasserstoffbruumlckenbindungen ein
Basenpaar Das zweite sogenannte Watson-Crick-Basenpaar bilden Guanin und
Cytosin durch die Ausbildung von drei Wasserstoffbruumlcken (Abbildung 11b) Ein GmiddotC-
Basenpaar traumlgt somit mehr zur Stabilitaumlt einer Doppelhelix bei als ein AmiddotT-Basenpaar
N
N
N
N
O
N
N
N
O
H
H
RH
N
H
H
R
G-C Basenpaar
N
N
N
N
N
R
H
H
N
N
O
O
R
H
A-U Basenpaar
a) b)
Abbildung 11 a) schematische Darstellung der DNA-Doppelhelix b) die Watson-Crick-Basenpaare R=Ribose (RNA) 2acuteDesoxyribose (DNA) In der DNA ist Uracil durch Thymin (5-Methyluracil) ersetzt
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 4
Grundvoraussetzung dafuumlr ist dass die Nukleobasen in der Amino-Keto-
Tautomerenform vorliegen damit die Donor-Akzeptormuster kompatibel sind Die
Nukleobasen stehen dabei senkrecht zur Ebene des Furanoserings Unter Einbeziehung
allgemeiner chemischer (Struktur-) Daten gaben Watson amp Crick als Helixradius dh als
Abstand zwischen dem Phosphoratom und der Helixachse 10 Aring an (Watson amp Crick
1953a)
Die Moumlglichkeit dass auch Ribonukeinsaumluren helicale Strukturen ausbilden koumlnnten
wurde von Watson und Crick ausgeschlossen (Watson amp Crick 1953a) Sie vermuteten
dass die Ribose mit der ndash im Vergleich zur DNA zusaumltzlichen 2acute-Hydroxygruppe ndash
sterisch zu anspruchsvoll sei
Bereits in diesem legendaumlren Nature-Artikel wird erwaumlhnt dass die
sequenzspezifische Hybridisierung von DNA-Straumlngen einen Kopiermechanismus fuumlr die
genetische Information darstellen koumlnnte Die Untersuchungen zum Fluss der
genetischen Information vom Gen zum Protein wurden erstmals 1958 von F Crick
veroumlffentlicht (Crick 1958)
Spaumlter wurde dieses grundlegende Prinzip als zentrales Dogma der Molekularbiologie
bekannt Die beschriebenen wegweisenden Arbeiten auf dem Gebiet der DNA-
Strukturanalyse wurden 1962 mit dem Nobelpreis fuumlr Medizin an James Watson Francis
Crick und Maurice Wilkins honoriert
12 Aufbau von Nukleinsaumluren
Doppelhelix-Konfofmationel koumlnnen in drei unterschiedliche Formen ausgebildet
werden A- B- und Z-Form Konformationstypen A- und B-Form bilden die
rechtsgaumlngige Helix aus waumlhrend die Z-Form linksgaumlngig (Saenger 1984)
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 5
Die DNA-Doppelhelix bildet meistens eine B-Form mit einer breiten bdquogroszligen Furcheldquo
(bdquomajor groove) und einer engen und tiefen bdquokleinen Furcheldquo aus Sie wird durch
Hydratation stabilisiert in den Furchten wird eine hochgeordnete Anlagerung von
Wassermolekuumllen beobachtet Die Konformationsaumlnderungen sind moumlglich und
reversibel Die A-Form-Helix kann durch Dehydratisierung entstehen A-Form-Helix ist
bevorzugt von RNA-RNA-Doppelstraumlngen ausgebildet RNADNA-Hybride wie sie in
PromoterTemplat-Regionen als Erkennungssequenz fuumlr bestimmte Enzyme (zB
Reverse Transkriptase) vorkommen liegen ebenfalls in der A-Form vor Diese wird
durch den breiten Helixdurchmesser von 26 nm und der starken Neigung ihrer
Nukleobasen zur Helixachse charakterisiert (Stryer 1991)
A-Form B-Form Z-Form
helicaler Drehsinn rechtsgaumlngig rechtsgaumlngig linksgaumlngig
Helixdurchmesser 26 nm 2 nm 18 nm
Basenpaare pro helicaler Windung
11 10 12
Helicaler Anstieg pro Basenpaar
026 nm 034 nm 037 nm
Konformation der glycosid Bindung
anti anti anti (Pyrimidine)
syn (Purine)
Ganghoumlhe (AnstiegWindung)
28 nm 34 nm 45 nm
Basenneigung zur Helixachse
20deg 6deg 7deg
groszlige Furche eng tief breit tief flach
kleine Furche breit flach eng tief eng tief
Ribose-
Konformation C3acute-endo C2acute-endo
C2acute-endo (Pyrimidine) C3acute-
endo (Purine)
Tabelle 1 Strukturelle Eigenschaften von idealen A- B- und Z-Form-Helix (Voet 1994)
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 6
Im Gegensatz zu A- und B-DNA ist die Z-DNA linksgaumlngig Die schlanke Helixform (Z-
Form) bewirkt eine erhoumlhte elektrostatische Abstoszligung der Polynukleotidstraumlnge
welche durch hohe Salzkonzentration reduziert wird (Wang 1979 Gessner 1989) Zum
besseren Vergleich der Unterschiede der einzelnen DNA-Typen sind die
charakteristischen Daten von A- B- und Z-DNA nochmals in Tabelle 1
zusammengefasst
Die heterocyclischen Nukleobasen der natuumlrlichen Nukleotide weisen ein planares
Purin-Grundgeruumlst (bei A und G) bzw ein Pyrimidin-Grundgeruumlst (bei C und TU) auf
Diese sind jeweils szlig-N-glycosidisch mit dem C1acute-Kohlenstoff des Zuckers verknuumlpft
(Abbildung 12)
1acute
2acute3acute
4acute
3acute-Ende
O
5acute
Guanin
Cytosin
O
O
N
N
NH2
O
O
P
O
O O
O
P
O
O O
_
_
Adenin
Thymin
5acute-Ende
5
6
4
23
1
98
7 6
5
4
3
2
1
N
NN
N NH2
H
O
N
N
O
O
H
O
P
O
O O
O_
O ON
NN
N
NH2
Abbildung 12 Schematischer Aufbau einer DNA mit Nummerierung der Nukleobasen
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 7
Zeigt die Watson-Crick Bindungsseite der Nukleobase von der Ribose weg so spricht
man von einer anti-Konformation der glycosidischen Bindung Diese wird aufgrund von
sterischen Effekten bevorzugt eingenommen In der syn-Konformation ist der Hauptteil
der Nukleobase dem Zucker zugewandt Die Ebene der Nukleobasen steht dabei
nahezu senkrecht zur Ebene der (2acute-Desoxy-) Ribose Die nukleosidische
Zuckerkonformation (sugar puckering) unterscheidet sich je nach Helixform Der nicht
planere Ribofuranosering kann dabei zwei verschiedene Hauptkonformationen
einnehmen die E- (envelope) und die T-Konformation (twist) Bei der E-Konformation
liegen vier Atome des Furanoserings in einer Ebene und das fuumlnfte Atom steht um ca
05 Aring nach oben oder unten aus der Ebene heraus Steht das Atom in Richtung C5acute und
Nukleobase aus der Ebene spricht man von einer endo-Konformation die
gegensaumltzliche Orientierung wird mit exo bezeichnet In Doppelhelices liegen die Zucker
in einer C2acute-endo (DNA) und C3acute-endo (RNA)-Konformation vor Die twist-Konformation
entsteht wenn nur drei Atome des Furanoserings in einer Ebene liegen und je eines der
anderen Atome uumlber bzw unter der Ebene liegt (Abbildung 13)
( 2E )
O
NC5acute
1acute
2acute
4acute 3acute
C2acute endo
3
2T( )
twist (C2acute exo C3acute endo)
O
NC5acute 3acute
2acute
1acute4acute
( 3E )
O
N3acute
2acute4acute 1acute
C5acute
C3acute endo
Abbildung 13 Drei moumlgliche Konformationen des Furanoserings
Statt des fuumlnfgliedrigen Furanoseringes koumlnnen in synthetischen DNA-Straumlngen auch
Hexopyranose-Analoga eingebaut werden Untersuchungen haben gezeigt (Hendrix
1997) dass solche Nukleinsaumluren oft keine helicalen Strukturen mehr ausbilden
sondern flache Leiter artige Strukturen Zudem ist in vielen Faumlllen die Bindung solcher
Oligonukleotide an RNA verstaumlrkt so dass sie gute mRNA-Inhibitoren darstellen (van
Aerschot 2003)
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 8
13 RNA-Strukturen
Im Hinblick auf die groszlige Diversitaumlt der auf speziellen dreidimensionalen RNA
Strukturen basierenden biologischen Funktionen muss RNA eine groszlige Variationsbreite
von Sekundaumlr- und Tertiaumlrstrukturen ausbilden koumlnnen Sie koumlnnen neben helicalen
doppelstraumlngigen Bereichen auch komplexe globulaumlre Strukturen ausbilden deren
Untereinheiten durch Einzelstrangsegmente verbunden sind (Abbildung 4) Die
Unterschiede der ausgebildeten Konfirmationen und der chemischen Reaktivitaumlt der
Ribonukleinsaumlure im Vergleich zur DNA liegt in der Praumlsenz der 2acute-Hydroxygruppe
Computer gestuumltzte Strukturaussagen sind bei komplexen Systemen wie der
ribosomalen RNA und viralen RNA-Komplexen sehr hilfreich (z B
httprnachemrochesteredu) In Zellen vorkommende RNA ist in fuumlnf Klassen
eingeteilt die Boten-RNA (messenger RNA mRNA) die Transfer-RNA (tRNA) die
ribosomale RNA (rRNA) Ribozym (katalytische RNA) und regulierende RNAs
(Riboswiches siRNA microRNA)
Eine RNA Doppelhelix hat immer die Form einer A-DNA Ein Uumlbergang in die B-Form ist
aus sterischen Gruumlnden nicht moumlglich Einem Uumlbergang steht die 2acute-Hydroxylgruppe im
Wege Spezifische RNA-Sekundaumlr-struktur-Elemente werden bei nicht oder nur teilweise
komplementaumlren Regionen beobachtet (Holbrook 1998 Puglisi 1998) Es existieren
einfache Motive wie die Haarnadelschleife (hairpin loop) und interne Schleifen
ungepaarter Nukleotide (loops) Ein- und beidseitige Ausstuumllpungen (bulges) werden
von ungepaarten Strangabschnitten in einer Helix ausgebildet Zudem sind oft komplexe
Systeme wie zB Kreuzungen (junctions) zu beobachten Diese sind haumlufig in
biologischen RNA-Strukturen anzutreffen Ungepaarte RNA-Regionen dienen oft als
biologische Erkennungsmuster oder stabilisierende Elemente Dabei spielt die
Tertiaumlrstruktur der RNA eine wichtige Rolle Oft wird die korrekte dreidimensionale
Konformation erst durch die Anlagerung eines Proteins eines Mg2+
-Ions oauml induziert
Die korrekte Tertiaumlrstruktur einer RNA ermoumlglicht in vielen Faumlllen uumlberhaupt erst deren
biologische Aktivitaumlt
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 9
14 Duplex stabilisierende Wechselwirkungen
141 Wasserstoffbruumlcken
Das Donoratom in einer Wasserstoffbruumlcke ist in biologischen Systemen ein Sauerstoff-
oder ein Stickstoffatom mit kovalent gebundenem Wasserstoff Als Akzeptor tritt
ebenfalls ein Sauerstoff- oder Stickstoffatom auf Wasserstoffbruumlcken sind staumlrker als
van-der-Waals-Bindungen aber viel schwaumlcher als kovalente Bindungen Entsprechend
ist auch die Laumlnge einer Wasserstoffbruumlcke zwischen der einer van-der-Waals- und der
einer kovalenten Bindung Eine wichtige Eigenschaft von Wasserstoffbruumlcken ist ihre
Richtungscharakteristik Die staumlrkste Bindung liegt vor wenn Donor- Akzeptor- und
Wasserstoffatom in einer Linie liegen Je weiter diese die Ideallinie verlassen und der
Bindungswinkel aufgeweitet wird desto schwaumlcher wird die entsprechende
Wasserstoffbindung (Stryer 1991)
N
NN
N
R
O
NH
H
H d
d
a
a
N
N
R
N
O
HHa
d
N
N
O
O
R
H
d
a
a
N
NN
N
R
NH H
d
a
R = Ribose2acute-Desoxyribose d = Wasserstoffbruumlckendonor a = Wasserstoffbruumlckenakzeptor
Abbildung 14 Wasserstoffbruumlckendonor und -akzeptor Verteilungsmuster in natuumlrlich
vorkommenden Nukleosiden
Wasserstoffbruumlckenbindungen innerhalb von Oligonukleotiden weisen eine Staumlrke von
ca 6-10 kJmol auf Der Abstand zwischen Donor und Akzeptor einer Wasserstoffbruumlcke
liegt zwischen 28 und 295 Aring Das Donor und Akzeptor Verteilungsmuster (Abbildung 4)
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 10
der einzelnen Nukleobasen ist entscheidend fuumlr die Bildung der Watson-Crick
Basenpaare
Neben Watson-Crick Basenpaaren gibt es noch Hoogsteen Basenpaare (Hoogsteen
1959) Bei ihnen bilden sich die Wasserstoffbruumlcken zwischen der Watson-Crick Seite
eines Pyrimidins und der Watson-Crick abgewandten Seite (Hoogsteen Seite) eines
Purins Sie spielen in einer Doppelhelix allerdings keine Rolle Im Gegensatz dazu tritt
die sogenannte Wobble-Basenpaarung bei RNA vereinzelt auf Dabei werden die
bindenden Nukleobasen leicht gegeneinander verschoben so dass die Donor-
Akzeptorverteilung fuumlr die Bildung von Wasserstoffbruumlcken wieder passt Beispiele
hierfuumlr sind das Uridin-Guanosin und das Uridin-Inosin Wobble-Paar (Abbildung 15)
N
N
O
O
H
R
N
N
N
N
N H
H
R
A T U
N
N
N
NO
RH
N
N
R O
O
H
I
U
N
N
N
NO
RH
NH
H
N
N
R O
O
H
G
R = Ribose2acute-Desoxyribose
Hoogsteen Basenpaar Wobble Basenpaare
Abbildung 15 Hoogsteen und Wobble Basenpaare
142 Basenstapelungswechselwirkungen
Neben den Wasserstoffbruumlcken in den Basenpaaren werden Doppelhelices auch durch
π-π-Basenstapelungs-Wechselwirkungen stabilisiert (π-π- base stacking) Diese
entstehen zwischen benachbarten Nukleobasen eines Oligonukleotidstranges Die
Staumlrke der Wechselwirkung haumlngt von der Lage der planaren π-Systeme der
Nukleobasen ab π-π-Basenstapelungs-Wechselwirkungen zwischen Purinen sind dabei
immer staumlrker als zwischen Pyrimidinen
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 11
Hunter (Hunter 1993) hat vier prinzipielle energetische Beitraumlge fuumlr -
Wechselwirkungen zwischen DNA Basenpaaren identifiziert Diese sind
1 van der Waals Wechselwirkungen (variieren mit r-6)
2 Elektrostatische Wechselwirkungen zwischen partiellen Atomladungen (atom-
atom variieren mit r-1)
3 Elektrostatische Wechselwirkungen zwischen den Ladungsverteilungen
verbunden mit der -Elektronendichte unter und uumlber der Ebene der Nukleobase
(- variieren mit r-5)
4 Elektrostatische Wechselwirkungen zwischen den Ladungsverteilungen
verbunden mit der -Elektronendichte und den partiellen Atomladungen (atom-
variieren mit r-4)
143 Solvatation und Salzeffekte
Auch die Solvatation spielt bei der Stabilitaumlt von Oligonukleotiden eine entscheidende
Rolle Der Grad der Hydratation bestimmt die Ausbildung zur A- oder B-Form-Helix In
Abhaumlngigkeit von der Salzkonzentration im waumlssrigen Medium werden auch
ausgebildete Sekundaumlr- und Tertiaumlrstrukturen stabilisiert (Edelhoch amp Osborne 1976)
Durch ihr polyanionisches Phosphatruumlckgrat sind Oligonucleotide gut wasserloumlslich Ihre
Polaritaumlt steigt durch Ausbildung der Doppelhelix-Struktur da hier die Phosphordiester
dem Solvens staumlrker exponiert sind Oligonukleotide koumlnnen daher gut mit Alkoholen
gefaumlllt werden
Experimente mit DNA haben ergeben dass die DNA Doppelhelix stark hydratisiert ist
und dass diese Hydratation nicht gleichmaumlszligig um die DNA vorliegt Die Hydratation
kann am besten durch ein zwei Schalen Modell von Wassermolekuumllen um die DNA
Doppelhelix beschrieben werden Die innere Schale besteht bei einer B-DNA aus 11-12
Wassermolekuumllen pro Nukleotid Dabei ist die Bindungsstaumlrke der Wassermolekuumlle zur
DNA sehr unterschiedlich Abbildung 16 zeigt welche Wassermolekuumlle am staumlrksten
und welche weniger stark sich an die DNA binden Die Wassermolekuumlle an den
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 12
Nukleobasen lassen sich am leichtesten entfernen gefolgt von denen am Zuckerring
und zuletzt die Wassermolekuumlle am Phosphat Entfernt man die Wassermolekuumlle um die
Nukleobasen so geht die Konformation der DNA von der B-Form in die A-Form uumlber
Die innere Schale von Wassermolekuumllen hat immer direkten Kontakt zur Nukleinsaumlure
und ist deshalb fuumlr Ionen nicht permeabel (Saenger 1984)
Abbildung 16 Bevorzugte Hydratationsstellen einer B-DNA (Falk et al 1963)
Die aumluszligere Schale von Wassermolekuumllen ist nicht zu unterscheiden vom Restwasser
Sie hat keinen direkten Kontakt zur Nukleinsaumlure und ist auch permeabel fuumlr Ionen
Die Oberflaumlchenverteilung einer ungefalteten DNA wurde mit einer DNA-Doppelhelix
verglichen Charakteristisch fuumlr die Doppelhelix ist dass die Phosphat-Sauerstoffe fuumlr
Wassermolekuumlle fast maximal frei zugaumlnglich sind waumlhrend die Nukleobasen zu ca
80 bedeckt sind Die Phosphatgruppe nimmt ca 45 der frei zugaumlnglichen Oberflaumlche
einer Doppelhelix ein Der Zucker dagegen nur ca 35 und die Nukleobasen ca 20
Die Polaritaumlt einer DNA nimmt zu wenn sie eine Doppelhelix ausbildet da die polaren
Phosphatgruppen in einer Doppelhelix staumlrker exponiert und damit fuumlr Wassermolekuumlle
besser zugaumlnglich sind als im ungepaarten Einzelstrang
Einkristall Untersuchungen an AT reichen Regionen einer B-DNA haben gezeigt dass
die kleine Furche mit einem Ruumlckgrat aus Wasserstoffbruumlcken bildenden
Wassermolekuumllen gefuumlllt ist In einer A-DNA dagegen sind Filamente aus
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 13
Wassermolekuumllen miteinander und mit den Phosphatgruppen in der groszligen Furche
verbunden (Blackburn amp Gait 1996)
15 Therapeutische Oligonukleotide
Waumlhrend DNA der Traumlger der genetischen Information ist ist RNA dagegen bei der
Ralisierung der genetischen Information beteiligt Die Umschrift der DNA-Information
von der statischen DNA auf die mobile m-RNA ist als Transkription bezeichnet Dadurch
wird die Information fuumlr die Zelle verfuumlgbar Diese messenger-RNA (mRNA Jacob
1961) tritt im Cytoplasma in die ribosomale Einheit ein und die Proteinbiosynthese wird
gestartet (Translation) Dabei codieren jeweils Sequenztripletts (Codons) fuumlr
bestimmte Aminosaumluren (Ochoa 1963 Nirenberg et al 1963 Khorana 1965) Dieses
Prinzip das mit wenigen Ausnahmen allen Zellen zugrunde liegt wird als zentrales
Dogma der Molekularbiologie bezeichnet (Abbildung 17) In seiner erweiterten Form
beruumlcksichtigt man auch die Replikation dh die Vervielfaumlltigung der DNA und die
Moumlglichkeit der reversen Transkription wie sie von Retroviren ausgeuumlbt wird Hierbei
wird die virale RNA in die Wirtszelle eingeschleust und deren Zellmaschinerie wird dazu
verwendet mittels einer reversen Transkriptase virale DNA zu synthetisieren um so die
Vermehrung des Virus zu sichern
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 14
Abbildung 17 Zentrales Dogma der Molekularbiologie
Die in Abbildung 17 skizzierten zellulaumlren Prozesse bieten ideale Angriffspunkte fuumlr
therapeutische Oligonukleotide Im Falle von Onkogenen viralen RNAs oder zB
krankhaften Mutationen im menschlichen Erbgut ist diese gezielte Inhibierung der
Genexpression von besonderem therapeutischem Interesse In den letzten Jahren hat
RNA nun auch eine zentrale Rolle bei Zellprozessen gezeigt Sie wird daher nicht nur
verstaumlrkt als wichtiges Kontrollelement und Mediator der Proteinbiosynthese angesehen
sondern auch als geeignetes Ziel um die Genexpression zu regulieren
151 Regulation der Genexpression
RNA-basierten Wirkstoffen wird das Potenzial zugeschrieben selektiver deshalb
wirkungsvoller und weniger toxisch als herkoumlmmliche Wirkstoffe zu sein Manche halten
es fuumlr moumlglich - Fortschritte in der RNAi-Therapie vorausgesetzt - dass in den naumlchsten
Jahrzehnten eine neue Klasse von Arzneimitteln entstehen koumlnnte Um diese
Anforderung zu erfuumlllen wurden eine Reihe von Modifikationsmoumlglichkeiten an
Oligonukleotiden untersucht
Als eine neue Substanzklasse an Arzneimitteln kann man therapeutische
Oligonukleotide bezeichnen (Hartmann 2003) Regulation der Genexpression ist auf der
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 15
Ebene der DNA der RNA als auch der Proteine moumlglich Bis zum heutigen Tag haben
sich mehrere Konzepte entwickelt 1 Antisense 2 Ribozyme 3 RNA-Interferenz
(RNAi) 4 Tripelhelices 5 Aptamere
Tripelhelix-Konzept Diese Methode ist auch als bdquoAnit-Gen-Konzeptldquo bekannt Mit der
Methode die Tripelhelix bildet greift man auf der Stufe der DNA in den zellulaumlren
Mechanismus ein Die Oligonukleotide blockieren bei dieser Methode DNA-Doppelhelix
im Zellkern durch Anlagerung und Bindung einer dreistraumlngigen Helix Die dreistraumlngige
Helix wird idealerweise an Promoterregionen der RNA-Polymerase oder an
Bindungsstellen fuumlr Transkriptionfaktoren angreifen so dass der Transkriptionsstart
direkt verhindert werden kann Die Hemmung kann dabei aus sterischen Gruumlnden
erfolgen oder durch eine Konformationsaumlnderung der Helix die durch die Anlagerung
des dritten Stranges induziert worden ist (Batey 1999 Engels 2004)
Antisense- und RNAi-Konzept Der Antisense-Ansatz richtet sich gegen die prauml-
mRNA oder die mRNA im Cytoplasma Hierbei erfolgt die Watson-Crick-abhaumlngige
Anlagerung eines synthetischen Oligonukleotids an den RNA-Einzelstrang Durch diese
Blockierung der mRNA wird zB die Anlagerung des Spliceosoms oder der Eintritt der
mRNA in die ribosomale Einheit verhindert (Zamecnik 1978 Stephenson 1978)
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 16
Abbildung 18 Mechanismus der RNAi
Die RNAi legt Gene gezielt still Die 500-1500bp lange dsRNA in der Zelle wird durch
den sogenannten Dicer ein RNase III Enzym in 21-24nt RNA Duplexe mit einem
3acuteUumlberhang von 2nt geschnitten Diese siRNAs werden durch eine ATP-abhaumlngige
Kinase am 5acute Ende phospholyliert in den RISC (RNA induced silencing complex)
eingebaut und mittels einer Helicase entwunden Dieser Enzym Komplex lagert sich mit
dem siRNA-Einzelstrang an den komplementaumlren mRNA Sequenzabschnitt an und
blockiert somit die mRNA Die mRNA wird nun 10 Nukleotide vom 3rsquoEnde des siRNA-
Stranges durch die Nukleaseaktivitaumlt des RISC dem Slicer irreversibel gespalten
Aptamer-Konzept Das Aptamer-Konzept beruht auf der Inhibierung von Proteinen
durch Oligonukleotide Die eingesetzten RNA-Einzelstraumlnge bilden definierte
dreidimensionale Strukturen aus und binden hochspezifisch und mit groszliger Affinitaumlt an
ihre Zielstruktur Durch in vitro-Selektionstechniken (SELEX) koumlnnen hochaffine RNA-
Aptamere aus kombinatorischen Bibliotheken entwickelt werden (Tuerk 1990 Famulok
1999) Der SELEX-Prozess kann dabei auf beinahe beliebige Ziel-Strukturen angewandt
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 17
werden Aptamere sind nur schwach immunogen und durchdringen Zellmembranen
aufgrund ihrer geringeren Groumlszlige wesentlich besser als zB monoklonale Antikoumlrper
16 Universelle Basen
Nukleobasen-Analoga die nicht zwischen den natuumlrlichen Basen Adenin Guanin
Cytosin und Thymin bzw Uracil unterscheiden werden universelle Basen genannt Die
Eigenschaft als Mimetikum fuumlr alle vier natuumlrlichen Basen mit gleichen Effekten zu
fungieren induziert eine beliebige Position im Watson-Crick-Basenpaarungsschema
einnehmen zu koumlnnen welches wiederum mit noch wichtigeren Fragen wie zB der
Duplexstabilitaumlt oder der Moumlglichkeit der Replikation verbunden ist
Nach Loakes (Loakes et al 1997) sollte eine ideale universelle Base sollte folgende
Bedingungen erfuumlllen
Sie sollte mit den natuumlrlichen Nukleobasen einen Duplex bilden der als Start fuumlr eine
Polymerase dienen kann
Sie sollte bei der Replikation den Einbau aller vier natuumlrlichen Nukleobasen
gegenuumlber sich selbst durch eine Polymerase ohne Unterscheidung zulassen
Sie sollte als Triphosphat von einer Polymerase ohne Bevorzugung gegenuumlber allen
vier natuumlrlichen Nukleobasen eingebaut werden koumlnnen
Es ist bis zum heutigen Tage keine universelle Base gefunden werden die alle diese
Eigenschaften in sich vereinigt Alle bisher bekannten universellen Basen erfuumlllen immer
nur einen Teil der oben aufgefuumlhrten Eigenschaften
Eine Strategie zur Entwicklung einer idealen universellen Base beruht auf der
Verbesserung der Basenstapelungseigenschaften waumlhrend das charakteristische
Muster von Wasserstoffbruumlckendonor- und Akzeptorstellen der natuumlrlichen Nukleobasen
in den Hintergrund ruumlckt Das Resultat dieses Ansatzes ist eine Serie von
Verbindungen die alle von eher hydrophober Natur sind (Abbildung 9) Dies sind unter
anderem 3-Nitropyrrol 1 (Nichols et al 1994) 5-Nitroindol 2 (Loakes amp Brown 1995)
4-Nitrobenzimidazol 3 (Seela et al 1996) 24-Difluoro-5-Methylbenzen 4 (Schweizer at
1 Einfuumlhrung in Nukleinsaumlure Chemie 18
al 1994) in der DNA und 24-Difluorobenzimidazol 5 und 24-Difluorobenzen 6 (Parsch
2002) in der RNA (Abbildung 8)
N
OHO
OH
OHO
OH
OHO
OH
NO2
N
NO2 N
N
OHO
OH
NO2
F
F
N
N
OHO
HO
F
F
OHO
HO
F
F
OH OH
1 2 3
4 5 6 Abbildung 9 Universelle Basen
2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren 19
2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren
Fluor substituierte Analoga von natuumlrlich vorkommenden Nukleinsaumluren haben
antivirale antitumor und antimykotische Wirkung bewiesen Eine Anzahl potentieller
Wirkstoffe in welchen die Fluorsubstitution der Schluumlssel fuumlr ihre biologische Aktivitaumlt
ist wird intensiv untersucht Es konnte in vielen Untersuchungen gezeigt werden dass
die fluorierten Nukleinsaumlureanaloga in ihrer dreidimensionalen Struktur kaum von denen
der natuumlrlich vorkommenden Nukleinsaumluren abweichen Durch diese strukturelle
Aumlhnlichkeit binden die fluorierten Nukleinsaumluren sehr schnell an Enzyme fuumlr welche
natuumlrliche Nukleinsaumluren die Substrate bilden In diesen Komplexen wiederum spielt das
Fluor aufgrund seiner Polaritaumlt und starken Elektronegativitaumlt eine signifikante Rolle in
Bezug auf die biologische Aktivitaumlt (Bergstrom amp Swartling 1988) Das Fluoratom wird
als Mimetikum fuumlr Wasserstoff aufgrund seiner geringen Groumlszlige fuumlr Hydroxylgruppen
wegen seiner aumlhnlichen Polaritaumlt und fuumlr Carbonylsauerstoffe wegen aumlhnlicher Groumlszlige
und Polaritaumlt verwendet Fuumlr Sauerstoff wird auch die CF2-Gruppe als isosterer Ersatz
verwendet Sie wird hauptsaumlchlich als Analogon fuumlr Phosphatsauerstoffe verwendet
Auszligerdem sind Fluoratome in der Lage als Akzeptoren Wasserstoffbruumlcken zu bilden
(Pankiewicz 2000)
Besondere Eigenschaften von Fluor sind
hoche Elektronegativitaumlt
relativ kleine Groumlsse
sehr niedrige Polarisierbarkeit
2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren 20
drei nichtbindende Elektronenpaare
sehr gute Uumlberlappung zwischen F 2s und 2p Orbitalen mit dem dazugehoumlrige
Orbitalen der zweiten Periode des Periodensystems
Fluorierung einer Verbindung erhoumlht nicht immer die Lipophilie aber auf der andere
Seite das ist immer der Fall mit aromatischen Verbindungen Fluorierung erhoumlht auch
die Faumlhigkeit zu Wasserstoffbruumlckenbindung Theoretische Rechnungen fuumlr die
Bindungsenergie FhellipH variieren zwischen 2 und 32 kcal mol-1 die mit OhellipH
Wasserstoffbruumlcken verglichen werden koumlnnen
Fluornukleoside kann man in drei Gruppen aufteilen Zucker- Phosphat- und Basen-
modifizierte Nukleoside
21 Fluormodifikationen am Zucker
Fluoratome wurden an der Ribose Untereinheit von Nukleosiden an den Kohlenstoffen
von C2acute bis C5acuteeingefuumlhrt Die mit Abstand meisten Verbindungen tragen das Fluoratom
am C2acute Atom Fluoratome an C3acute und C5acute sind etwa gleich oft anzutreffen wogegen
Fluor an C4acute immer noch recht selten zu finden ist
211 C2acute-Fluornukleoside
2acute-Fluornukleosid Analoga sind aus zwei Gruumlnden von Interesse fuumlr die Wissenschaft
Dies ist zum einen die signifikante biologische Aktivitaumlt von Vertretern dieser
Molekuumllgruppe und zum anderen die Informationen die diese Molekuumlle uumlber die Rolle
der 2acute-OH Gruppe in Nukleinssaumlurestrukturen liefern
Der Effekt einer 2acute-Fluor-Substitution auf die Konformation der Ribose wurde intensiv
untersucht da diese auf der Stufe der Oligonukleotide fuumlr die Bindung an Enzyme und
2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren 21
die biologische Aktivitaumlt von fundamentaler Wichtigkeit ist Roumlntgenstrukturanalysen von
Nukleinsaumluren zeigen dass es zwei Vorzugskonformationen fuumlr die Ribose gibt Dies
sind die C2acute-endo Form wie sie in der B-DNA vorliegt und die C3acute-endo Form wie sie in
der A-DNA vorliegt Ein Uumlbergang zwischen diesen beiden Zucker-Konformationen kann
uumlber den Weg einer Pseudorotation welche durch den gesamten Ring wandert
geschehen Die beiden Energieminima dieser Pseudorotation entsprechen der C2acute-endo
und der C3acute-endo Form Ein Uumlbergang dieser beiden Konformationen verlaumluft bei
Nukleosiden im Nanosekunden Bereich NMR Untersuchungen haben gezeigt dass die
Konformation mehr von der Elektronegativitaumlt der Substituenten als von deren Groumlszlige
oder Faumlhigkeit Wasserstoffbruumlcken bilden zu koumlnnen abhaumlngt (Ikehara 1984 Uesugi et
al 1983 Cheng et al 1983)
Die bedeutendsten Vertreter der Gruppe der 2acute-Fluornukleoside sind 2acute-Fluor
modifizierte Thymidine und Cytidine 2acute-Fluoro-5-iodo-1--D-arabinofuranosylcytosin
(FIAC 7) und 2acute-Fluoro-5-iodo-1--D-arabinofuranosyluracil (FIAU 8) (Abbildung 21)
sind potente und selektive Inhibitoren des Herpes Simplex Virus Typ 1 und Typ 2 des
Varizella-Zoster-Virus und des Cytomegalie-Virus (Watanabe et al 1983 Watanabe et
al 1984) Sie wirken dabei uumlber ihre 5acute-Triphosphate die als Substrate fuumlr den Einbau
in die Virus DNA mittels viraler DNA Polymerasen dienen (Herada et al 1987)
OHO
OH
N
N
NH2
O
I
FO
HO
F
N
N
NH2
O
I
F
FIAC 7 FIAU 8 Abbildung 21 Antivirale 2acute-Fluornukleoside
2acute3acute-Didesoxypurinnukleoside besitzen eine starke anti-HIV Aktivitaumlt Das
entsprechende Inosin Analogon (ddI) ist bereits in der klinischen Testphase Die
Stabilitaumlt gegenuumlber Saumlure ist allerdings gering wodurch eine orale Applikation
erschwert wird Das entsprechende 2acute-fluorierte Analogon weist dagegen eine
2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren 22
unbegrenzte Saumlurestabilitaumlt unter den Bedingungen auf bei denen ddI und ddA binnen
Minuten zersetzt werden Die anti-HIV Aktivitaumlt der in 2acute-Arabinostellung fluorierten ddI
und ddA ist den nicht fluorierten Didesoxypurinnukleosiden dagegen vergleichbar
(Pankiewicz 2000)
212 C3acute-Fluornukleoside
Die 3acute-Fluor Substitution hat einen aumlhnlichen Effekt auf die 3acute-Position der Ribose wie
die 2acute-Fluor Substitution auf die 2acute-Position NMR Untersuchungen zeigen dass 2acute-
Fluor-2- desoxyuridin zu 78 in der C2acute-endo Form vorliegt waumlhrend 3acute-Fluor-2acute3acute-
didesoxyuridin zu 88 in der C3acute-endo Form vorliegt (Joecks et al 1983)
Der bekannteste Vertreter der Gruppe der 3acute-Fluornukleoside ist 3acute-Fluor-2acute3acute-
didesoxythymidin(FLT) 1988 wurde entdeckt dass FLT eine starke Wirksamkeit gegen
HIV aufweist Nach genauerer Untersuchung stellte sich heraus dass die Wirksamkeit
von FLT gegen HIV sogar groumlszliger ist als die von AZT (Balzarini et al 1988)
213 C4acute-Fluornukleoside
Auf dem Gebiet der C4acute Fluornukleoside wurden ungeachtet der Tatsache dass es
auch natuumlrliche Vertreter dieser Gruppe gibt wie das Antibiotikum Nucleocidin 9 erst
wenige Untersuchungen durchgefuumlhrt Nucleocidin (Abildung 22) wurde 1957 isoliert
und 1976 von Moffat zum ersten Mal synthetisch hergestellt (Jenkins et al 1976)
OO
HO OH
N
NN
N
NH2
S
O
O
H2N
F
Nucleocidin 9
Abbildung 22 Antibiotikum mit C4acute-Fluoratom
2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren 23
214 C5acute-Fluornukleoside
Es wurden verschiedene C5acute Fluornukleoside synthetisiert um die Moumlglichkeit der
Phosphorylierung zu den entsprechenden Mono- Di- und Triphosphaten in Zellen zu
verhindern Es wurde untersucht ob diese Nukleoside ein Wirkungsspektrum besitzen
das nicht auf der Umwandlung in die entsprechenden Nukleotide beruht
Synthetisch anspruchsvoll war der Ersatz der 5acute-Hydroxylgruppe durch eine CF2-
Gruppe um Difluormethylenphosphat Nukleotide darzustellen (Abbildung 23)
Durch den Einbau der Difluormethylengruppe 10 entstand eine -CH2-CF2-P-
Verknuumlpfung welche ein gutes Mimetikum fuumlr die natuumlrliche -CH2-O-P- Verknuumlpfung ist
Zu dem Einsatz der CF2-Gruppe hat die Uumlberlegung gefuumlhrt dass die CF2-P Bindung
unter natuumlrlichen Bedingungen nicht mehr hydrolisierbar ist Oligonukleotide mit diesen
Molekuumllen wurden synthetisiert und werden untersucht
O
HO OH
PO
PO
PHO
F
F
N
NN
N
NH2
OOO
OH OH OH
10
Abb 23 5acute-Desoxy-5acute-difluormethyl-adenosin-triphosphat
22 Fluormodifikationen an der Phosphatgruppe
Eine Phosphatgruppe kann modifiziert werden durch das Ersezen eine Hydroxylgruppe
mit Fluoratom und so wurde ein Fluorphosphonat erhalten Die zweite Moumlglichkeit ist
2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren 24
Ersetzen einer Hydroxylgruppe durch eine CF2 oder CHF Gruppe und so wird ein
Fluoralkylphosphonat erhalten
Bei Fluorphosphonaten durch das Ersetzen einer Hydroxylgruppe mit Fluoratom traumlgt
das resultierende Nukleotid bei physiologischem pH nur noch eine negative Ladung
Daraus ergibt sich die Moumlglichkeit den Einfluss der Ladungen auf die Enzym-Substrat
Bindung zu untersuchen Durch seine hohe Elektronegativitaumlt hat ein Fluoratom einen
weiteren wichtigen Einfluss auf die Phosphatgruppe Der pKa wird durch die Fluorierung
stark erniedrigt Dies hat zur Folge dass zB Mg2+-Ionen nur noch schwach an die
Phosphatgruppe binden (Vogler amp Bridger 1982)
Es hat sich gezeigt das eine CH2-Gruppe zwar der beste sterische Ersatz eines
Sauerstoff-Atoms in Phosphonaten ist dass die elektronische Aumlhnlichkeit durch die
geringe Elektronegativitaumlt des Kohlenstoffs verglichen mit Sauerstoff aber doch sehr
unterschiedlich ist Blackburn hat gezeigt dass Fluoralkylphosphonate bessere Analoga
als Methylenphosphonate sind da sie sowohl sterisch als auch elektronisch einem
Sauerstoff-Atom in biologischen Phosphaten sehr nahe kommen (Blackburn 1981)
OO
HO OH
PO
PC
PHO
N
NN
N
NH2
OOO
HOHO OH
F
F
pCF2ppA 11
Abbildung 24 Difluormethylenadenosin-Triphosphat
Untersuchungen mit szlig γ-Difluormethylen-Triphosphaten haben gezeigt dass diese
Verbindungen biologisch wirksamer sind als die entsprechenden szligγ -Methylen-
Triphosphate aber weniger wirksam als natuumlrliche Phosphate Versuche mit pCF2ppA
(Abbildung 24) haben gezeigt dass pCF2ppA ein guter Inhibitor fuumlr
2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren 25
Kaninchenmuskelpyruvatkinase und ein gutes Substrat fuumlr Rinderherzadenylatkinase ist
(Blackburn et al 1986)
23 Fluormodifikationen an der Nukleobase
Es gibt drei verschiedene Gruppen von fluormodifizierten Nukleobasen Dies sind
modifizierte Pyrimidine modifizierte Purine und fluormodifizierte Nukleobasen deren
molekulare Struktur weder auf der der Pyrimidine noch auf der der Purine beruht
231 Fluormodifizierte Pyrimidine
Fluor substituierte Pyrimidin Nukleoside wie zB 5-Fluor-2acute-desoxyuridin (FdU 12) oder
5-Trifluormethyl-2acute-desoxyuridin (F3CdU 13) sind als therapeutische Reagenzien
bewaumlhrt (Abb 25) Gegenwaumlrtige Studien befassen sich hauptsaumlchlich mit deren
Pharmakokinetik und dem Einfluss des Fluoratoms auf die Struktur-Wirkungs-Beziehung
und weniger mit neuen synthetischen Methoden
O
OH
HO
NH
N
O
O
F
O
OH
HO
NH
N
O
O
F3C
FdU 12 F3CdU 13
Abbildung 25 Fluormodifizierte Pyrimidin-Nukleobasen
In den letzten Jahren sind Verbindungen mit laumlngeren Seitenketten als Methylgruppen
an C-5 verstaumlrkt in den Mittelpunkt des Interesses geruumlckt da Untersuchungen zu dem
Ergebnis gefuumlhrt haben dass solche Verbindungen eine groumlszligere Aktivitaumlt gegen Herpes
Viren aufweisen Wichtig dabei ist dass diese Verbindungen eine houmlhere Selektivitaumlt
2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren 26
gegenuumlber der Inhibierung der Herpes Virus Replikation zeigen als die klassischen
Antiherpes Wirkstoffe wie zB 5-Iod-2acute-desoxyuridin oder 5-(Trifluormethyl)-2acute-
desoxyuridin (F3CdU 13) Die Moumlglichkeiten zu C-5 Modifizierungen von Nukleosiden
sind sehr groszlig und viele Verbindungen wurden und werden synthetisiert um den
Zusammenhang zwischen Struktur und antiviraler Aktivitaumlt zu klaumlren Die
Untersuchungen haben aber auch gezeigt dass es nicht die Fluorsubstitution per se ist
die fuumlr die Aktivitaumlt und Selektivitaumlt verantwortlich ist F3CdU 13 weist zB eine relativ
hohe Aktivitaumlt gegenuumlber Herpes Simplex Virus Typ 2 auf Die Einfuumlhrung einzelner
Fluoratome in die Seitenkette erhoumlht die antivirale Aktivitaumlt der Nukleinsaumlure Analoga
Es ist deshalb umso uumlberraschender dass Nukleinsaumluren mit voll fluorierten
Seitenketten ihre antivirale Aktivitaumlt vollstaumlndig verlieren
232 Fluormodifizierte Purine
Nur wenige Beispile sind zu finden welche Purine als antivirale Wirkstoffe untersucht
haben Diese sind schon in den spaumlten sechzigern bzw fruumlhen siebziger Jahre
synthetisiert worden Die sind 2-Fluoradenosin (2FA 14) und 6-Fluornebularin (6FN 15)
(Abbildung 26)
O
HO
HOO
HO
HO
2FA 14 6FN 15
OH OH
N
NN
N
NH2
N
NN
N
F
F
Abb 26 Fluormodifizierte Purin-Nukleobasen
2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren 27
Durchgefuumlhrte Untersuchungen haben keine antivirale Aktivitaumlt gezeigt
24 Fluormodifikationen an RNA-Oligonukleotiden
Um den Einfluss der aromatischen Fluorsubstituenten auf die Stabilitaumlt von RNA-
Duplexen zu untersuchen wurden die fluoriertrn Basenanaloga in RNA eingebaut Bei
den 24-Difluorobenzen 16 und 46-Difluorobenzimidazol 17 (Abbildung 27) handelt es
sich um universelle Basen die bei der Basenpaarung nicht zwischen den vier
natuumlrlichen Nukleosiden unterscheiden Bei beiden Nukleosiden konnten durch die
Kristallstrukturanalysen C-FhellipH Wasserstoffbruumlcken nachgewiesen werden (Parsch
2002)
OHO
HO
F
F
OHO
HO
F
F
N
N
OH OH
16 17
Abbildung27 Fluormodifizierte Basenanaloga
Die thermodynamischen Untersuchungen legten die Grundlage fuumlr die Entwicklung von
chemisch modifizierten Hammerhead-Ribozymen die in der Lage sind Punktmutationen
zu tolerieren Aus den kinetischen Analysen konnte nachgewiesen werden dass das
Ribozym welches mit dem 2acute-Aminoethyl substituierten 24-Difluorobenzimidazol
modifiziert ist in der Lage ist Punktmutationen zu tolerieren Es weist bei Watson-Crick
bdquomismatchldquo-Basenpaaren im Vergleich zum natuumlrlichen Ribozym eine um Faktor 13
erhoumlhte katalytische Aktivitaumlt auf (Kloumlpfer 2004)
2 Einfluss von Fluor auf Nukleinsaumlren 28
OHO
HO
F
OHO
HO
F
N
N
OHO
HO
N
N
OHO
HO
F
N
N
F
OH OH OH
OH
F
18
21 22 23
OHO
HO
F
F
OH
19
OHO
HO
F
F
OH
F
20
F
Abbildung 28 Fluormodifizierte Basenanaloga
Die weiteren stabilisierenden Effekte von Fluor auf die RNA-Duplexe wurden durch die
Messungen von thermodynamischen Parametern zwischen zwei fluorierten
Basenanaloga durchgefuumlhrt
Die RNA-Duplexe wurden zwischen allen moumlgliche Kombinationen gebildet Beim
Vergleich von nicht-natuumlrlichen Basepaaren sind die stabilsten Basenpaare mit 235-
Trifluorobenzen 18 Die stabilsten Basenpaare zwischen Benzol- und Benzimidazol-
Modifikationen sind zwischen 24-Difluorobenzen 19 und 245-Trifluorobenzol 20 auf
der einen Seite und 4-Fluorobenzimidazol 21 5-Fluorobenzimidazol 22 und 6-
Fluorobenzimidazol 23 (Abbildung 28) Im Vergleich mit nichtfluorierten Basen zeigen
die fluorierte Basenanaloga geringere Destabilisierung Da sich diese Basenpaare von
dem Benzol und Benzimidazol nur durch die Fluoratome unterscheiden muss die
Stabilisierung der RNA-Duplexe durch Wechselwirkungen des Fluors zustande kommen
(Živković 2005)
3 Aufgabenstellung 29
3 Aufgabenstellung
Das Ziel dieser Arbeit war die Synthese neuartiger artifizieller Basenanaloga Fluorierte
Benzimidazole haben sich als universelle Basen gezeigt (Parsch 2002) Im Vergleich zu
Benzimidazole unterscheiden sich die Indole durch ein Stickstoffatom in Fuumlnfring-
System Dadurch werden die Elektronenverteilung und die Elektronendichte veraumlndert
Ausgewaumlhlte Indol-Bausteine befinden sich in Abbildung 31
OO
O OH
N
F
OO
O OH
N
OO
O OH
N
F
F
5FI
6FI
4FI
OO
O OH
N
7FI
FO
O
O OH
N
F
F
46 DFI
OO
O OH
N
I
Abbildung 31 Zu synthetisierende Fluorindol-Nukleoside
3 Aufgabenstellung 30
Um die Effekte auf die RNA-Stabilitaumlt zu untersuchen sollten die
Phosphoramiditbausteine synthetisiert werden Nach erfolgter Synthese der Nukleosid-
Analoga sollten diese in ihre Phosphoramiditbausteine uumlberfuumlhrt und in 12mer RNA-
Straumlnge mittels automatisierter Festphasensynthese eingebaut werden Diese
Oligonukleotide sollten nach erfolgter Aufreinigung und Charakterisierung mittels UV-
und CD-Spektroskopie untersucht werden Dazu sollten RNA Duplexe gebildet und der
Einfluss der synthetisierten Bausteine durch Paarung mit natuumlrlichen Nukleotiden auf die
Stabilitaumlt der Duplexe bestimmt werden Es sollte ermittelt werden ob die fluorierten
Bausteine Wasserstoffbruumlcken bilden koumlnnen und wie groszlig ihre Basenstapelungs- und
Solvatationsbeitraumlge fuumlr die Stabilitaumlt des RNA-Duplex sind Hierzu sollten die
thermodynamischen Daten aus den UV-spektroskopischen Untersuchungen ermittelt
werden Mit Hilfe von CD-Messungen sollte der Einfluss der modifizierten Bausteine auf
die Struktur der RNA-Doppelhelix untersucht werden
Um ein klares Bild zu bekommen wie die Elektronendichte bzw Basenstapelung die
RNA-Stabilitaumlt beeinflusst sollten auch 7-N-Purin Nukleosid als 46-Difluorbenzimidazol
und 9-Deazapurin als 46-Difluorindol Analoga synthetisiert werden (Abbildung 32)
OO
O OH
N
NN
N
7NP
OO
O OH
N
F
F
46 DFI
OO
O OH
N
N
NO
O
O OH
N
N
F
F
46DFBI 9DP
Abbildung 32 Zu synthetisierende 7-N-Purin und 9-Deazapurin-Nukleoside
Soweit moumlglich sollten die modifizierten Bausteine kristallisiert werden um die
Bedeutung der Fluoratome und Basenorientierung auf die Struktur der Nukleoside und
auf die Kristallpackung zu untersuchen
4 Chemische Synthesen 31
4 Chemische Synthesen
Ziel der vorliegenden Doktorarbeit war die Entwicklung und Synthese artifizieller
universeller Nukleobasen die RNA-Duplexe nicht destabilisieren Die Stabilitaumlt von
RNA-Duplexen wurde durch die Bestimmung der thermodynamischen Parameter
untersucht Die gesuchten Molekuumlle sollten zugleich in ihrer Struktur moumlglichst aumlhnlich
zu den natuumlrlichen Nukleosiden sein um die Struktur der resultierenden RNA so wenig
wie moumlglich zu veraumlndern Dabei hat sich Fluor als das beste Mitetikum fuumlr Sauerstoff
erwiesen da es sowohl in der Groumlszlige als auch in der Polaritaumlt dem Sauerstoff am
naumlhesten kommt (Pankiewicz 2000) Diese Voraussetzungen schraumlnkten die Auswahl
fuumlr die gesuchten Molekuumlle stark ein Basierend auf den Ergebnissen unserer
Arbeitsgruppe sollte die Gruppe von fluorierten Indole untersucht werden wobei es sich
bei den fluorierten Nukleosiden um universelle Basen handelt Als genereller Zugang zu
den Indolen dienen die geeignet substituierten Fluorbenzole Ein weiterer bedeutender
Grund fuumlr die Untersuchung war dass Indol als Strukturfragment in vielen Naturstoffen
vorkommt (Abbildung 41)
Alkaloide ( fast alle haben therapeutische Wirkung )
Hormone ( Melatonin )
Farbstoffe ( Indigo Purpur )
Aminosaumlure ( Tryptophan )
4 Chemische Synthesen 32
H2N
CH2
HN
COOH
H
Trp
NH
OHN
O
Indigo
Abbildung 41 Bekannte Naturstoffe mit Indol Strukturfragmente
Die fluorierten Indole wurden so ausgewaumlhlt dass das Fluoratom dieselbe Position wie
bei Fluorbenzimidazolen hat Damit bekommt man ein klares Bild welche Aumlnderungen
wegfallendes Stickstoffatom im Fuumlnfring-System auf die RNA Stabilitaumlt bringt In
Abbildung 42 befinden sich synthetisierte Indol-Nukleoside
OO
O OH
N
F
OO
O OH
N
OO
O OH
N
F
F
5FI
6FI
4FI
OO
O OH
N
7FI
FO
O
O OH
N
F
F
46 DFI
OO
O OH
N
I
Abb42 Fluorindol-Nukleoside
46-Difluorindol-Nukleosid wurde als Analogon zu 46-Difluorbenzimidazol synthetisiert
Beim Vergleich der beiden Nukleoside wurde ersichtlich dass das Indol-Nukleosid eine
bessere universale Base ist Diese Ergebnisse haben hier neue
4 Chemische Synthesen 33
Forschungsperspektiven eroumlffnet Ausgehend davon wurden die Methoden aus dem
Bereich der strukturellen Bioinformatik Molekuumlldynamiksimulationen und freie Energie-
Rechnungen verwendet um noch weniger RNA-Duplex destabilisierende Nukleoside zu
finden Es wurden noch zwei Nukleoside so ausgesucht 7-N-Purin-Nukleosid als
Analoga zu 46-Difluorbenzimidazol und 9-Deaza-Purin als Analoga zu 46-Difluorindol
OO
O OH
N
NN
N
7NP
OO
O OH
N
F
F
46 DFI
OO
O OH
N
N
NO
O
O OH
N
N
F
F
46DFBI 9DP
Abb43Modifizierte Basenanaloga
41 Darstellung ausgewaumlhlter artifizieller Basen
411 Darstellung der Fluorindole
Zur Synthese des Fluorindol-Nukleosiden muumlssen zunaumlchst Fluorindole (nicht komerziell
erhaumlltlich) hergestellt werden (Nichols 2000)
Ausgehend vom kaumluflichen Fluorbenzaldehyd wurden im ersten Reaktionsschritt eine 2-
Azido-propenoat Gruppe uumlber den Aldehyd eingefuumlhrt Die Optimierung der Reaktion
erfolgte durch eine verlaumlngerte Reaktionszeit sowie eine erhoumlhte Reaktionstemperatur
Zur Synthese dieser Zwischenprodukte wurde die basische Loumlsung auf -20degC abgekuumlhlt
Nach Zugabe des Aldehydes wurde zunaumlchst bei -20degC und anschlieszligend bei +4degC
geruumlhrt Dadurch wurde die Ausbeute im Vergleich zu allgemein uumlblichen Ergebnissen
der Literatur verdoppelt Die entstandenen Zwischenprodukte wurden nur durch
4 Chemische Synthesen 34
Extraktion gereinigt und direkt weiter eingesetzt Die Zyklisierung erfolgt unter Ruumlckfluss
in Xylen Nach vier Stunden Reaktionszeit wurden die Produkte 24 25 und 26 erhalten
Nach der quantitativen Verseifung mit NaOH wird die Carboxylgruppe durch
Decarboxylierung mit Cudeg als Katalysator in NMP entfernt Nach der Aufreinigung
wurden die fluorierten Indole 27 28 und 29 isoliert (Abbildung 44)
H
O
NH
1 NaOHaq25h
NHC
Cudeg NMP
NH
240degC 6-8h
N3CH2C(O)Me NaOMeMeOH
-20degC (2h) 4degC 12h
R1
R1R1 R1
R2
R2R2 R2
O
OH
C
O
OMe
R1=F R2= H
R1= H R2=FR1R2=F
OCH3
N3
OR1
R2
Xylen
reflux 4-6h
24 R1=F R2= H 67
25 R1= H R2=F 8026 R1R2=F 73
27 R1=F R2= H 5828 R1= H R2=F 81
29 R1R2=F 50
2 HCl
81 R1=F R2= H 99 R1= H R2=F
109 R1R2=F quantitativ
Abb44 Darstellung von Fluorindole 27 28 29
412 Darstellung von 9-N-Deazapurin
Zur Synthese der 9-N-Deazapurin wurde znaumlchst 3H 5H-Pyrrolo[23-d]pyrimidin-4-on 31
als basisches Ringsystem synthetisiert (Furneaux 1999) Die Reaktion verlaumluft in zwei
Stufen ohne Aufreinigung Ausgehend von kaumluflichem Isoxazol wurde unter 30minutiger
Reaktion in basischen Bedingungen erst der Isoxazolring geoumlffnet und danach die Base
neutralisiert Ein so gebildetes Zwischenprodukt wurde unter Anionangriff von Diethyl-
aminomalonat unter basischen Bedingungen zyklisiert zu 3-Amino-2-
ethoxycarbonylpyrrol 30 Im naumlchsten Schritt wurde das 3H 5H-Pyrrolo[23-d]pyrimidin-
4-on 31 unter Reflux mit Formamidin-acetat als ein Praumlzipitat bekommen Das Produkt
ist ohne Aufreinigung analytisch sauber Die Verbindung 6-Chloro-9-deaza-purin 32
4 Chemische Synthesen 35
wurde aromatisiert durch die Chlorierung Die Reaktion erfolgte mit POCl3 als Reagenz
und auch als Loumlsungsmittel wegen schlechter Loumlslichkeit des Edukts Nach weiteren
drei Stunden Reflux konnte das Produkt 32 als weiszliger Feststoff in 85iger Ausbeute
erhalten werden Das gewuumlnschte Produkt 9-Deazapurin 33 konnte in 76iger
Ausbeute mittels katalytischer Hydrierung erhalten werden (Abbildung 45)
NO EtONaEtOH OEtEtO
OO
NH2
48+72 Std RT
HNEtOO
H2N
H2NCH=NH AcOH
EtOH 16h reflux
HN
N
HN
O
31 46
NO
EtONaEtOHCN
O
HN
N
HN
O
30 min 0-8degC
EtO OEt
O O
NH2
CN
HNHO COOEt
COOEt
-H2O
C
HN COOEt
COOEt
N
HN
NH2
HN CHNH2OEt
O
HN
N
HN
O
POCl3
Reflux 3 Std
N
N
HN
Cl
H2 PdC
10 Std
N
N
HN
30
32 85 33 7631
Abb 45 Darstellung von 9-N-Deazapurin mit mechanistischer Darstellung
42 Glycosylierung Reaktionen
Die Methode zur direkten Glycosylierung der Indolen ist noch nicht bekannt mit
Ausnahme wenn Indol in Position 2 eine aktivierende Gruppe hat Es gibt mehrere
Moumlglichkeiten ein Indol-ribonukleosid zu synthetisieren enzymatisch (Abbildung 46 III)
oder uumlber Indolin (Abbildung 46IV) Die beiden Methoden haben sehr schlechte
4 Chemische Synthesen 36
Ausbeuten Die Methode uumlber Desoxy-nukleosid hat mehrere Syntheseschritte mit
hohen Ausbeuten (Abbildung 46 II)
Abbildung 46 Die Moumlgliche Synthesewege Indol-Ribo-Nukleosid
Erste Methodeauswahl war die direkte Glycosylierung mit geeignet geschuumltzter Ribose
(Abbildung 47) Die Methode war nicht erfolgreich und die Optimierung durch
veraumlnderte Basen und Reaktionszeiten lieferte das gewuumlnschte Produkt in maximaler
Ausbeute von 4 Aufgrund mehrerer entstandener Nebenprodukte von denen nur die
Gewuumlnschte vollstaumlndige Analytik hat war die Trennung erschwert Alle Reaktionen
befinden sich in Abbildung 47 mit tabellarisch vorgestellten Bedingungen der
Reaktionen
INDOL-RIBONUKLEOSID
I Indol+Ribose II Indol + Desoxyribose
III Transfer Glycosilierung
IV Indolin+ Ribose
Mehrere Synhteseschritte
Schlechte Ausbeute Schlechte Ausbeute
4 Chemische Synthesen 37
Abbildung 47 Versuchte Glycosilierungsreaktionen
Die Desoxy-Glycosylierung mit einer geeignet geschuumlzten α-Cl-Desoxyribose liefert das
gewuumlnschte Nukleosid in hohen Ausbeuten Aufgrund des Anionangriffs und einer
kurzen Reaktionszeit liefert die Glycosylierungsreaktion nur reine szlig-Nukleoside
421 Darstellung von 35-Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranosylchlorid
Zur Synthese der Indol-Nukleoside und des 9-N-Purin-Nukleosids muss zunaumlchst 35-
Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranosylchlorid (Rolland at al 1997) synthetisiert
werden (Abbildung 48) Die Synthese verlaumluft in drei Syntheseschritten ohne
Aufreinigung Als Ausgangsprodukt dient 2-Desoxy-D-Ribose Die Methylierung am
anomeren Zentrum erfolgt unter Saumlurekatalyse mit 1-iger methanolischer HCl-Loumlsung
4 Chemische Synthesen 38
Die kurze Reaktionszeit gewaumlhrleistet dass nur die reaktivste Hydroxygruppe methyliert
wird 34 nicht jedoch die 3 und 5-Position Nach Neutralisation mit NaHCO3 koumlnnen die
Toluoylschutzgruppen eingefuumlhrt werden 35 Diese sind sowohl unter den Bedingungen
der Glycosilierung als auch im sauren Medium der anschlieszligenden Chlorierung stabil
Der wichtigste Punkt dieser Reaktion ist die Chlorierung in einem Temperaturbereich
von bis 25degC faumlllt das gewuumlnschte α-Isomer in konzentrierter Essigsaumlureloumlsung aus
Dieser Reaktionsschritt bestimmt die Reinheit des Produktes Die entstandene α-Chloro-
furanose 36 isomerisiert in saurer Loumlsung Deswegen muss die Reaktion
schnellstmoumlglich beendet und aufgearbeitet werden Maximale HCl Konzentration wird
mit einer Mischung aus Essigsaumlure Wasser und Acetylchlorid erreicht Durch die
Aufarbeitung muss der Rest der Essigsaumlure komplett entfernt werden sonst ist die
Hydrolyse und Isomerisierung bei der Lagerung moumlglich Die erreichten Ausbeuten mit
dieser Reaktionsfuumlhrung variieren zwischen 60 und 70 Das so erhaltene Produkt
enthaumllt weniger als 01 des szlig-Isomeres
OHO
OH
OHAcClMeOH
25 Min RTO
HO
OH
OCH3
p-Me-C6H4-COClPy
RT12 Std
ORO
OR
OCH3
R=p-Me-C6H4-C(O)-
AcClCH3COOHH2O
15 Min
ORO
ORCl
34
35 36 60-70
Abbildung 48 Darstellung von 35-Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranosylchlorid
421a Die Glycosilierungs-Reaktion von Indole und 9-Deazapurin
Die Synthese des Indol Ribonukleosides und 9-N-Deazapurins besteht aus mehrstufigen
Prozessen Durch Deprotonierung der Nukleo-Base mit Natriumhydrid unter 10
4 Chemische Synthesen 39
minutigen Ruumlhren wird das Anion gebildet Die Glycosylierungsreaktion laumluft sehr
schnell ( 20 bis 30 min ) unter einem Anionangriff Dadurch werden nur reine szlig-
Nukleoside (37) in fast quantitativen Ausbeuten geliefert Die Reaktion findet in der
konzentrierten Loumlsung statt Die Ausbeuten Glycosilierungsreaktionen fuumlr Indole liegen
zwischen 90 und 99 Aufgrund der schlechten Loumlslichkeit des 9-Deazapurin liefert
die Reaktion in dies Fall eine Ausbeute von weniger als 90 Eine Verlaumlngerung der
Reaktionszeit verbessert die Ausbeute nicht weil der α-Cl-zucker isomerisiert wurde
und dadurch auf DC ein zweites Isomer beobachtet werden konnte Nach der
Glycosilierung werden die Toluoylschutzruppen unter basischen Bedingungen
abgespalten (38) Die Reaktion erfolgt mit katalytischer Menge der Bases bei
Raumtemperatur
N
F
F
H
MeCN 10 Min
NaH
N
F
F
OOTol
OTolCl
+20 Min
N
F
F
OTolO
OTol 37 99
MeONaMeOH
RT 2h
N
F
F
OHO
OH 38 98
OsO4 NMO
RT 20Std
N
F
F
OHO
HO OH
TBDPSCl
Pyridin RT 24 Std
N
F
F
OTBDPSO
OH 39 88
N
F
F
OTBDPSO
OMs
MsCl
PyCH2Cl2 4 Std
40 99
N
F
F
OHO
Bu4NF THF
50degC 2 Std
41 99 42 68
Abbildung 49 Synthese von 1acute-Desoxy-1acute-(46-difluorindolyl)-szlig-D-ribofuranose 42 mit mechanistischer Darstellung der Glycosilierungsreaktion
4 Chemische Synthesen 40
Durch die Reaktionsfuumlhrung bedingt koumlnnen keine α-Nukleoside entstehen Dazu
wurden ROESY-NMR Spektren aufgenommen Zur Bestaumltigung der szlig-Nukleoside wurde
die raumlumliche Naumlhe zwischen dem Proton an C1acute und dem Proton an C4acute identifiziert Im
Fall des α-Nukleosides sollten somit keine ROE-Signale zwischen diesen Protonen zu
messen sein Abbildung 410 zeigt einen Ausschnitt aus den ROESY-NMR Spektren
von 1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-7-fluorindol
N
OHO
OHHH
ROE
OHO
OHH
N
F
H
F
Abbildung 410 Ausschnitt eines 400 MHz ROESY-NMR-Spektrums von1-(2acute-
desoxy-β-D-erythro- pentofuranosyl)-7-fluorindol
Die selektive Schuumltzung der 5acute-Hydroxigruppe erfolgt mit TBDPSCl in hohen Ausbeuten
(39) Die Mesylierung der 3acute-Hydroxigruppe liefert das komplett geschuumltzte Nukleosid
(40) in quantitativer Ausbeute Mittels tetra-Butylamoniumfluorid erfolgt die Entschuumltzung
4 Chemische Synthesen 41
von 5acute- und Eliminierung der 3acute-Gruppe in einem Reaktionsschritt (Abbildung 49 41)
Mit Osmiumtetroxyd als Katalysator wird die Doppelbindung in Anwesenheit von N-
Methylmorpholin-4-oxid und Wasser- dixydroxyliert (42) Die Mechanistische
Darstellung der Dihydroxylierungsreaktion befindet sich in Abbildung 411 Die
Gesamtausbeute der erhaltenen Nukleoside variiert zwischen 45 und 70
RR
OH
OH
H2O
OsO
O
O
O
R
R
O
O
Os
O
O
NMO
NMM
R
R
O
O
Os
O
O
R
R
O
O
Os
R
R
O
O O
R
RO
Os
R
R
O
O
OH
O
OH
H2O
RR
OH
OH
H2O
RR
R
RO
Os
R
R OO
O
2-
411 Mechanistischer Darstellung der Dihydroxilierungsreaktion mit OsO4
Alle synthetisierten Nukleoside wurden auch als Ribonukleoside durch
Kristallstrukturanalyse nachgewiesen Die Kristallstruktur des 6-Fluoroindol-Nukleosids
befindet sich in Abbildung 412
4 Chemische Synthesen 42
Abbildung 412 Kristallstruktur von 6-Fluoroindol-Nukleosid
421b Glycosilierung von 7-N-Purin
Die Glycosilierungsreaktion zum Nukleosid wurde nach der Methode von H Vorbruumlggen
durchgefuumlhrt (Vorbruumlggen 1981a) Diese fuumlr Purine und Benzimidazole geeignete
Nukleosidsynthese liefert unter Friedel-Krafts-Katalyse szlig-N1-verknuumlpfte Nukleoside in
hohen Ausbeuten Basierend auf der Silyl-Hilbert-Johnson-Reaktion wird bei der
Vorbruumlggen- Glycosilierung ein peracetylierter Zucker 44 mit einer Nukleobase in
Acetonitril in Anwesenheit eines schwachen Friedel-Krafts-Katalysators oder einer
Lewissaumlure wie zB (Trimethylsilyl)trifluormethansulfonat umgesetzt Hierbei finden drei
Prozesse statt
bull die Bildung eines elektrophilen Zuckerkations 45 unter Nachbargruppenbeteiligung
bull die Silylierung der Nucleobase mit NO-Bis(trimethylsilyl)acetamid (BSA) idealerweise
unter Bevorzugung der Position N1
bull die Reaktion zum Nukleosid unter Beteiligung der beiden Komponenten
Die Reaktion verlaumluft unter thermodynamischer Kontrolle und liefert reine szlig-Nukleoside
da die silylierte Nukleobase nur von einer Seite die Zuckerebene angreifen kann
(Abbildung 413) Das intermediaumlre Zuckerkation 45 entsteht durch Abspaltung eines
Trimethylsilylacetylesters Der protonierte Fuumlnfring steht dann in der α-Position an der
4 Chemische Synthesen 43
Ribose Die Silylierung der Nukleobase 43 welche die Loumlslichkeit des Purins 43 in
Acetonitril deutlich erhoumlht liefert aufgrund der Delokalisation des N-Wasserstoffs zwei
Intermediate Die gewuumlnschte N7-silylierte Nukleobase und das N9-Isomer Folglich
erhaumllt man nach Umsetzung mit dem Zuckerkation 45 ein Produktgemisch aus 2acute3acute5acute-
Tri-O-acetyl-1acute-desoxy-1acute-( 7-N-purinyl)-szlig-D-ribofuranose 46 und 2acute3acute5acute-Tri-O-acetyl-1acute-
desoxy-1acute-( 9-N-purinyl)-szlig-D-ribofuranose 47
N
NN
NH
N
NN
N
N
NN
N
Si
Si
+BSA
N
NN
N
OAcO
AcO OAc
+
46 18O
AcO
AcO OAc
OAcO
AcO
AcO O
O
TMSOTf
NaOMeMeOH
48 97
OTf
43
4544
N
NN
N
OAcO
AcO OAc 47 66
N
NN
N
OHO
HO OH
Abbildung 413 Synthese von 1acute-Desoxy-1acute-(7-N-purinyl)-szlig-D-ribofuranose 48 mit mechanistischer Darstellung der Glycosilierungsreaktion nach Vorbruumlggen
Das Produktverhaumlltnis im aufgefuumlhrten Beispiel betraumlgt 137 Die Unterscheidung der
beiden Isomere war mittels 2D-NMR-Spektroskopie moumlglich In ROESY-Experimenten
4 Chemische Synthesen 44
konnte fuumlr das gewuumlnschte Isomer 46 ein intensiver Kreuzpeak H1acute und H6 und eine
schwache Kupplung zwischen H5acute und H6 Die Aufnahme des Spektrums der
Verbindung 47 zeigte diese Kupplungen nicht
Fuumlr die Deacetylierung von 2acute3acute5acute-Tri-O-acetyl-1acute-desoxy-1acute-(7-N-purinyl)-szlig-D-
ribofuranose 46 bieten sich zwei chemische Varianten an Zum einen die Abspaltung der
Schutzgruppe unter milden basischen Bedingungen durch 20-stuumlndiges Ruumlhren in
ammoniakalischem Methanol (Neilson 1971) Ammoniakalisches Methanol kann durch
Einleiten von NH3 in MeOH bei -20degC hergestellt werden und ist bei dieser Temperatur
lagerbar Die Reaktion verlaumluft in guten Ausbeuten Das waumlhrend der Reaktion
entstehende Acetamid ist jedoch relativ schwer abtrennbar und fuumlhrt bei der
Auftrennung zu Ausbeuteverlusten Aus diesem Grund wie auch wegen der langen
Reaktionszeit wurde auf die klassische Entschuumltzung durch katalytische Mengen von
Natrium-Methanolat zuruumlckgegriffen Die Reaktion erfolgt in absolutem Methanol bei
Raumtemperatur und ist nach Zutropfen des Methanolats bei einstuumlndigem Ruumlhren
beendet Die Aufreinigung des entschuumltzten Nukleosids 1acute-Desoxy-1acute-( 7-N-purinyl)-szlig-D-
ribofuranose 48 erfolgt uumlber eine Saumlulenchromatographie
43 Synthese der RNA-Bausteine
Zur Synthese eines in der RNA-Festphasensynthese kupplungsfaumlhigen Bausteines
muumlssen zunaumlchst die 5acute- und die 2acute-Hydroxygruppen orthogonal geschuumltzt werden
Anschlieszligend erfolgt die Phosphitylierung zum Phosphoramidit
431 Dimethoxytritylierung der 5acute OH-Funktion
Als Standardschutzgruppe in der Nukleosidchemie fuumlr die 5acute-Position hat sich die 44acute-
Dimethoxytriphenylmethylgruppe etabliert Diese kann in guten Ausbeuten eingefuumlhrt
werden und waumlhrend der Oligonucleotid-Festphasensynthese schnell und effizient mit
Trichloressigsaumlure (TCA) abgespalten werden Dabei wird die Menge an abgespaltenem
Tritylkation detektiert und zur Verfolgung der Kupplungsausbeute und -effizienz
herangezogen
4 Chemische Synthesen 45
Die 44acute-Dimethoxytriphenylmethylgruppe wird bei Raumtemperatur in Pyridin und
Triethylamin eingefuumlhrt (Abbildung 414 Smith 1962 Schaller 1963) Aufgrund der
hohen Reaktivitaumlt des primaumlren 5acute-Alkohols erfolgt die Reaktion selektiv an dieser
Position Das bei der Reaktion entstehende HCl wird durch den Uumlberschuss an Pyridin
abgepuffert Alle Nukleoside konnten in sehr guten Ausbeuten hergestellt werden
OHO
HO OH
N
F
ODMTrO
HO OH
12 eq DMTrCl
Pyridin Et3N
N
F
50 7549
Abb414 Synthese der tritylierten Verbindung 50
432 Die TBDMS-Schutzgruppe
Zur Protektion der 2acute-Hydroxygruppe waumlhrend der RNA-Festphasensynthese werden
ia Silylschutzgruppen verwendet (Ogilvie 1974a amp 1978b) Diese koumlnnen nach
erfolgter Oligoribonukleotidsynthese mit Fluoridionen abgespalten werden (zur RNA-
Festphasensynthese und der Aufreinigung von Oligonukleodtiden (siehe Kapitel 6 und
11) In den letzten Jahren hat sich die tert-Butyldimethylsilyl(TBDMS)-Gruppe als
Standard in der Phosphoramiditchemie durchgesetzt
Zur Synthese 2acute-TBDMS-geschuumltzter Nukleoside werden die 5acute-geschuumltzten Nukleoside
in einer 11-Mischung aus Pyridin und THF geloumlst und mit tert-Butyldimethylchlorsilan
4 Chemische Synthesen 46
(1M Loumlsung in THF) versetzt (Abbildung 415) Dabei entsteht immer ein Gemisch aus
dem 2acute- und 3acute-Regioisomer Der Zusatz von Silbernitrat bewirkt eine Steigerung des
Anteils an 2acute-O-tert-Butyldimethylsilyl-substituiertem Produkt (Hakimelahi 1982)
Zudem ermoumlglicht das cis-Diol-System der Ribose eine Wanderung der Schutzgruppe
von der 2acute-Position zur thermodynamisch guumlnstigeren 3acute-Position (Jones amp Reese
1979) Dies wird vor allem in polaren Loumlsungsmitteln beobachtet und traumlgt zu deutlichen
Ausbeuteverlusten bei
ODMTrO
HO OH
ODMTrO
HO OTBDMS
THFPy RT 20 Std
NF N
F
F F
ODMTrO
TBDMSO OH
NF
F
+
52 40 53 38
TBDMSClAgNO3
51
Abbildung 415 Einfuumlhrung der TBDMS-Schutzgruppe
Die Trennung der 2acute- und 3acute-Regioisomeren war in alle Faumlllen nur uumlber praumlparative
HPLC moumlglich Die Charakterisierung und Unterscheidung der Isomeren erfolgte durch
1H1H-COSY-NMR-Spektroskopie
433 Phosphitylierung
Die Umsetzung des 5acute- und 2acute-geschuumltzten Nukleosids 52 zu kupplungsfaumlhigem
Monomeren das in der RNA-Festphasensynthese eingesetzt werden kann erfolgt mit 2-
Cyanethyldiisopropylchlorphosphoramidit Dieses kann in zwei Substitutionsreaktionen
aus PCl3 3-Hydroxypropionitril und Diisopropylamin hergestellt werden (Sinha 1983)
Zur Synthese des nukleosidischen Phosphoramidits 54 (Abbildung 416) wurden die
Verbindungen in Acetonitril geloumlst mit Collidin und N-Methylimidazol als Aktivator
versetzt und auf 0degC abgekuumlhlt Nach Zugabe des Phosphitylierers wurde zunaumlchst im
4 Chemische Synthesen 47
Eisbad und anschlieszligend bei Raumtemperatur geruumlhrt Um die Bildung von H-
Phosphonaten zu vermeiden ist darauf zu achten dass nur kurze Zeit bei
Raumtemperatur geruumlhrt wird
ODMTrO
HO OTBDMS
ODMTrO
O OTBDMS
P CNN
(iPr)2NP(Cl)OCH2CH2CNN-Me-Imidazol
sym-Collidin CH3CN0degC RT 40 Min
NF N
F
F F
52 54 68
Abb 416 Synthese der Phosphoramidit 54
Bei der Isolierung des Reaktionsproduktes ist zur Abtrennung des sym Collidins mit
chromatographischen Methoden oft ein zweiter Trennschritt notwendig Wird bei der
Aufarbeitung die organische Phase jedoch mit 001M Zitronensaumlure ausgeschuumlttelt geht
das Collidin durch Protonierung direkt in die waumlssrige Phase uumlber (Wozninak 1997) Die
Dimethoxytrityl-Schutzgruppe ist unter diesen Bedingungen stabil und man erhaumllt
bereits vor der saumlulenchromatographischen Trennung ein relativ sauberes Rohprodukt
Das gewuumlnschte Phosphoramidit kann dann mit einer kurzen Chromatographie-Saumlule
schnell und effizient isoliert werden
Bei der Reaktion entstehen als Produkt zwei Diastereomere welche bei der
Aufreinigung uumlber praumlparative Duumlnnschichtchromatographie nicht getrennt werden
muumlssen Beide Isomere koumlnnen in der Festphasensynthese eingesetzt werden Das
TBDMS-geschuumltzte Phosphoramidit 54 konnte in einer Ausbeute von 68 hergestellt
werden Die Charakterisierung der Phosphoramidite erfolgte sowohl uumlber 1H-NMR-
Sprektroskopie und ESI-Massenspektrometrie als auch uumlber 31P-NMR (Abbildung 417
und Abbildung 418)
4 Chemische Synthesen 48
00101020203030404050506060707080809090100100110110120120130130140140150150160160170170180180190190 Abb417 31P-NMR-Spektrum von 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 3acute-O-tert- butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- 5-fluorindolyl) -szlig-D-ribofuranose 57
Abb418 31P-NMR-Spektrum von 5acute-O-(44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)-3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (4-fluorindolyl) -szlig-D-ribofuranose 56
4 Chemische Synthesen 49
44 Syntheseuumlbersicht
Zur besseren Uumlbersicht der in Kapitel 4 vorgestellten Synthesen ist in Abbildung 419
der Syntheseweg zu den Indol-Amiditen 54-59 Abbildung 420 beschreibt die
Darstellung des 7-N-Purin-Amidit und die Abbildung 421 die Darstellung des 9-
Deazapurin-Amidit
4 Chemische Synthesen 50
R=p-Me-C6H4-CO
1 NaHMeCN 10 Min
20 MinMeONaMeOH
RT 2h2
2 MsClPyCH2Cl245hRTBu4NF THF
50degC 2h
OsO4 NMO
20h RT
N
R4
R2
R1
R3
OHO
OH
N
R4
R2
R1
R3
OTolO
OTol
1TBDPSClPy24hRT N
R4
R2
R1
R3
OTBDPSO
OMs
N
R4
R2
R1
R3
OHO
N
R4
R2
R1
R3
OHO
HO OH
N
R4
R2
R1
R3
H
DMTrCl Pyridin Et3N
RT 24h
OTolO
OTolCl
N
R4
R2
R1
R3
ODMTrO
HO OH
TBDMSClTHFPyr AgNO3
RT 20hN
R4
R2
R1
R3
ODMTrO
TBDMSO OH
N
R4
R2
R1
R3
ODMTrO
HO OTBDMS
+
NP
OCN
Cl
sym-CollidinN-Methylimidazol
CH3CN
N
R4
R2
R1
R3
ODMTrO
O OTBDMS
PCNN
55 R1 R2 R3 R4= H56 R1=F R2 R3 R4= H57 R2=F R1 R3 R4= H58 R3=F R2 R3 R4= H59 R4=F R1 R2 R3= H54 R1R3=F R2 R4= H
Abbildung 419 Synthese der Phosphoramidite 54-59
4 Chemische Synthesen 51
O
AcO
OAcN
N NH
N
OAc
AcO
+BSA TMSOTf
CH3CNMicrowelle
O
HO OH
HO
N
NN
N
O
AcO OAc
AcO
N
NN
N
O
AcO OAc
AcO
N
NN
N
+
46 18 47 66
MeONaMeOH
DMTrCl Pyridin Et3N
RT 24h
O
HO OH
DMTrO
N
NN
N
TBDMSCl THFPyr AgNO3
RT 20h
O
HO OTBDMS
DMTrO
N
NN
N
O
TBDMSO OH
DMTrO
N
NN
N
+
sym-CollidinN-Methylimidazol
CH3CNN
PO
CN
Cl
O
O OTBDMS
DMTrO
N
NN
N
PCNN
63 62
43 44
48 97
60 58
61 36 62 33
Abbildund 420 Synthese des 7-N-Purin Phosphoramidits 63
4 Chemische Synthesen 52
NO EtONaEtOH OEtEtO
OO
NH2
48+72 Std RT
HNEtOO
H2N
H2NCH=NH AcOH
EtOH 16h reflux
HN
N
HN
O
POCl3
Reflux 3 Std
N
N
HN
Cl
H2 PdC
10 Std
N
N
HN
R=p-Me-C6H4-CO
1 NaHMeCN 10 Min
20 Min2O
TolO
OTolCl
N
N
N
OTolO
OTol
MeONaMeOH
RT 2h
N
N
N
OHO
OH
N
N
N
OTBDPSO
OMs
2 MsClPyCH2Cl245hRT
1TBDPSClPy24hRT Bu4NF THF
50degC 2h
OsO4 NMO
20h RT
N
N
N
OHO
N
N
N
OHO
HO OH
DMTrCl Pyridin Et3N
RT 24h
N
N
N
ODMTrO
HO OH
TBDMSClTHFPyr AgNO3
RT 20h
N
N
N
ODMTrO
TBDMSO OH
N
N
N
ODMTrO
HO OTBDMS
+
NP
OCN
Cl
sym-CollidinN-Methylimidazol
CH3CN
N
N
N
ODMTrO
O OTBDMS
PCNN
72 73
30 31 46
32 85 64 85
65 76 66 75
67 93 68 36
69 54 70 32 71 32
Abbildung 421 Synthese des 9-Deazapurin Phosphoramidits 61
4 Chemische Synthesen 53
45 Abasischer Baustein
Fuumlr umfassende Untersuchungen zu Basenstapelungswechselwirkungen gehoumlrt ein
Vergleich der zu untersuchenden Verbindungen mit einem abasischen Baustein Ein
abasischer Baustein traumlgt keine Nukleobase und kann somit nicht durch
Basenstapelungswechselwirkungen zur Stabilitaumlt einer Doppelhelix beitragen
Ausgehend von D-Ribose wurde erst 235-Tri-O-benzyl-ribofuranose synthetisiert Um
einen abasischen Baustein zu erhalten muss die Hydroxylgruppe an C1 entfernt
werden Dazu wurde Ausgangprodukt 73 in Acetonitril geloumlst und mit Bortrifluorid-
Ethyletherat und Triethylsilan versetzt (Purdy et al 1994) Nach einer Reaktionszeit von
15 Stunden ist die Reaktion beendet Im Gegensatz zu den Dehydroxylierungen der C-
Nukleoside wird die Reaktion bei Raumtemperatur durchgefuumlhrt Nach Aufarbeitung
erhaumllt man 235-Tri-O-benzyl-1-desoxy-D-ribofuranose 74 in 884 iger Ausbeute
Die Abspaltung der Schutzgruppen verlief in EthanolCyclohexen-Loumlsung mit
Palladiumhydroxid (20) auf Kohle (Hossain et al 1998) in guten Ausbeuten Bei der
Reaktion handelt es sich wie bei den C-Nukleosiden um eine Transfer-Hydrogenolyse
bei der Cyclohexen als Wasserstoff-Donor fungiert (Hanessian et al 1981) Nach vier
Stunden sieden unter Ruumlckfluszlig sind alle drei Benzyl-Schutzgruppen abgespalten und 1-
Desoxy-D-ribofuranose 75 wird mit 953 iger Ausbeute als farbloser Feststoff erhalten
Die folgenden Syntheseschritte zum Amidit sind den der anderen bisher beschriebenen
Amiditbausteine aumlhnlich Zuerst wird die 5acute-Hydroxylfunktion mit Dimethoxytriphenyl-
methylchlorid geschuumltzt Die anschlieszligende Schuumltzung mit TBDMSCl in PyridinTHF in
Gegenwart von Silbernitrat liefert wie erwartet ein Isomerengemisch aus an 2- bzw 3-
Position geschuumltztem Zucker Im Gegensatz zu allen anderen bisher beschriebenen
Benzol- und Benzimidazol-Nukleosiden zeigen beide TBDMS geschuumltzten Isomere des
abasischen Bausteins keine Wanderungstendenz der TBDMS Schutzgruppe Aus
diesem Grund kann anhand der Ausbeuten der Einfluss des Silbernitrates auf die
Groumlszligenordnung des Isomerenverhaumlltnisses gezeigt werden Das fuumlr die weitere
Synthese benoumltigte 2-TBDMS geschuumltzte Isomer 78 entsteht 22-fach haumlufiger als das
3-TBDMS geschuumltzte Isomer 77 (603 zu 273 )
4 Chemische Synthesen 54
TBDMSClTHFPyr AgNO3
RT 20 StdO
DMTrO
TBDMSO OH
ODMTrO
HO OTBDMS
+
NP
OCN
Cl
sym-CollidinN-Methylimidazol
CH3CN
ODMTrO
O OTBDMS
PCNN
OBnO
BnO OBn
OHBF3OEt2 Trietylsilan
CH3CN 15 StdO
BnO
BnO OBn
Pd(OH)2
n-HexanEtOHReflux 4 Std
OHO
HO OH
DMTrCl Et3N
Py RT 4 Std
ODMTrO
HO OH
79 48
78 6077 27
74 88 75 95
76 86
73
Abbildung 422 Syntheseuumlbersicht fuumlr 3-O-(2-Cyanethoxydiisopropylphosphin)-5-O-
(44acute-dimethoxytriphenylmethyl)-2-O-tert-butyldimethylsilyl-1-desoxy-D-
ribo-furanose 79
Die Phosphitylierung von 5-O-(44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)-2-O-tert-
butyldimethylsilyl-1-desoxy-D-ribofuranose 78 liefert unter klassische Bedingungen das
gewuumlnschte Produkt 79 mit einer Ausbeute von 478 (Abbildung 422)
5 Kristallstrukturanalysen 55
5 Kristallstrukturanalysen
Ein Kristall ist ein geordnetes supramolekulares System und entsprechend Dunitz bdquoa
supramolecular par excellenceldquo (Dunitz 1996) Die Roumlntgen Einkristallstrukturanalyse
liefert genaue Informationen uumlber die Strukturen von molekularen Komplexen und die
Nichtbindenden Wechselwirkungen zwischen den Atomen im festen Zustand Diese
Technik hat sich zur bedeutendsten in der Strukturaufklaumlrung entwickelt
Alle Datenbanken die Informationen uumlber Kristallstrukturen erhalten sind
exponential gewachsen und werden genutzt um Informationen uumlber chemische
Wechselwirkungen zu erhalten
Die sind die Grundlagen fuumlr die intensive Untersuchung klassischer H-bindungen und
in letzten Zeit werden sie genutzt um schwaumlchere H-Bindungen beispielsweise C-
HO C-HhellipN C-HhellipCl zu untersuchen und aktuell werden C-HhellipF-C
Wasserstoffbruumlcken betrachtet Die Richtung die Energien die Entfernung relativ zu
den van der Waals Radien und Bindungslaumlngen sind nuumltzliche Kriterien um H-
Bruumlcken zu klassifizieren In diesem Zusammenhang sind C-Hπ Wechselwirkungen
als Wasserstoffbruumlcken definiert worden
Es koumlnnen Parallelen zwischen der Strukturaufklaumlrung aus Modellsystemen in
fluumlssiger Phase und denen die die Supramolekulare Natur eines molekularen
Netzwerks im festen Zustand definieren gezogen werden
51 Bragg-Gleichung
Roumlntgenstrahlung entsteht wenn in einem Atom die inneren Elektronen ihre Bahn
um den Kern aumlndern und dabei Energie abgeben oder wenn schnelle Elektronen um
die Kurve fliegen oder abrupt gebremst werden Wilhelm Conrad Roumlntgen entdeckte
5 Kristallstrukturanalysen 56
im Jahr 1895 zufaumlllig eine neue Art von Strahlung Er wusste nicht welcher Natur sie
war und nannte sie X-Strahlung
Trifft Roumlntgenstrahlung auf einen Kristall so wird dieser von einem Groszligteil der
Strahlung ungehindert durchdrungen Allerdings wird auch beobachtet dass
Strahlungsanteile durch den Kristall zum Teil erheblich abgelenkt werden ein
Phaumlnomen das man als Roumlntgenbeugung bezeichnet Montiert man hinter dem
Kristall eine Fotoplatte um die abgelenkten Strahlungsanteile sichtbar zu machen
erhaumllt man darauf charakteristische Muster Ursache hierfuumlr ist nach einer
klassischen Vorstellung die Reflexion oder Beugung von Roumlntgenstrahlung an
Schichten innerhalb des Kristalls die sich wie halbduchlaumlssige Spiegel (Abbildung
51) verhalten so genannten Netz- oder Gitterebenen
Nur wenn die Bragg Gleichung erfuumlllt ist dann wird die maximale Intensitaumlt vom
Kristall gebeugt (BraggampBragg 1913)
nλ=2d sin(θ)
Abbildung 51 Braggsche Reflexionsbedingung
λ-Wellenlaumlnge
d-Netzebenenabstand
θ-Glanzwinkel
n-ganze Zahl
5 Kristallstrukturanalysen 57
52 Kristallstrukturanalysen der Nukleosidanaloga
Im Rahmen dieser Arbeit ist es gelungen von allen Fluorindol-Nukleosiden und von
7-N-Purin-Nukleosid Einkristalle und daraus Kristallstrukturen zu erhalten Die
Kristalle wurden aus Wasser oder aus einer Mischung aus Methanol und Wasser bei
Raumtemperatur oder bei 4degC erhalten Die vollstaumlndigen Datensaumltze der
Roumlntgenstrukturanalysen befinden sich in Anhang Teil A Alle Kristalldaten sind in
Tabelle 51 gezeigt
Nukeosid kristallisiert
aus
Temperatur [ degC ]
Kristallsystem Raumgruppe Zucker-konformation
4FI MethanolWasser 4degC monoklin P21 zwischen C2acute-endo C3acute-exo
5FI Methanol 4degC orthorombisch P212121 zwischen C2acute-endo C3acute-exo
6FI Methanol 4degC orthorombisch P212121 zwischen C2acute-endo C3acute-exo
7FI Methanol 4degC monoklin C2 zwischen C2acute-endo C3acute-exo
46DFI Methanol 4degC orthorombisch
P212121 C3acute-endo
7NP MethanolWasser 4degC orthorombisch
P212121 C2acute-endo
Tabelle 51 Kristalldaten des Nukleosidanaloga
Alle erhaltenen Kristalle sind entweder in einem orthorombischen oder in einem
monoklinen Kristallsystem kristallisiert Die Kristalle weisen immer eine hydrophile
Schicht aus den Fluoraromaten auf
Die FH Abstaumlnde zwischen dem Fluoratom und einem Wasserstoffatom welches
sich in ortho-Position zu einem Fluoratom eines im Kristall gegenuumlberliegenden
Molekuumlls befindet variiert zwischen 230 Aring bei 7FI und 269 Aring bei 4FI Die
5 Kristallstrukturanalysen 58
gemessenen FH Abstaumlnde sind deutlich kuumlrzer als die Summe der van-der-Waals
Radien von Fluor und Wasserstoff mit 255 Aring auszliger bei 4FIwobei dieser Abstand
269 Aring betraumlgt somit kann von FH Wechselwirkungen gesprochen werden
Bedingt durch die FH Wasserstoffbruumlcke wird die Orientierung der Nukleoside
zueinander veraumlndert
Kristallpackungen von aromatischen Systemen sollten eine Fischgraumlten-Struktur
aufweisen Die Kristallpackungen der Fluorphenyl-nukleoside und Fluorindolyl-
nukleoside (Abbildung 52 a) weisen alle keine Fischgraumlten-Struktur auf Durch die
FH Wasserstoffbruumlcke kommt es zu einer gegenuumlberliegenden Orientierung der
Nukleoside (Abbildung 52 b) Die FH Wasserstoffbruumlcken ziehen sich wie ein Netz
durch den Kristall Dies ist in Abbildung 52 verdeutlicht Die gestrichelten Linien
sollen dabei die Wasserstoffbruumlcken symbolisieren
a) b)
Abbildung 52 a) Kristallpackung von 1acute-Desoxy-1acute-phenyl-szlig-D-ribofuranose b) Kristallpackung von 1acute- Desoxy-1acute-(6-fluorindolyl)-β-D-ribofuranose
Die Orientierung der Nukleobasen zueinander ist aufgehoben Stattdessen nehmen
die Nukleobasen eine Orientierung ein wie sie von Molekuumllen mit starken
Basenstapelungswechselwirkungen bekannt ist
5 Kristallstrukturanalysen 59
Im Fall der Kristallpackung von 1acute-Desoxy-1acute-(7-N-purin)-szlig-D-ribofuranose kann man
eine andere Kristallpackung erkennen Diese Kristallpackung zeigt keine Base ndashBase
Wechselwirkung auszliger π-π Stacking Die Molekuumlle sind so orientiert dass die Base
immer mir einer Zucker-Schicht verbunden ist (Abbildung 53) Das bedeutet dass
immer eine Zucker-Untereinheit bzw eine aromatische Nukleobase eine Schicht
bilden
Abbildung 53 Kristallpackung von 1acute-Desoxy-1acute-(7-N-purin)-szlig-D-ribofuranose
Zusammenfassend laumlsst sich uumlber die erhaltenen Kristallstrukturen sagen dass die
Grundstruktur durch OH Wasserstoffbruumlcken und den hydrophilen ndash lipophilen
Aufbau der Nukleoside dominiert wird Wenn Fluor durch seine Position an der
5 Kristallstrukturanalysen 60
aromatischen Nukleobase aber in der Lage ist FH Wasserstoffbruumlcken auszubilden
so sind diese doch stark genug um die resultierende Kristallpackung fundamental zu
veraumlndern Immer wenn Fluor eine Wasserstoffbruumlcke eingeht kommt es nicht zu der
erwarteten Fischgraumlten-Struktur sondern zu einer Orientierung der Nukleobasen
zueinander Die gemessenen FH Wasserstoffbruumlcken gehoumlren zu den staumlrksten
ihrer Art dh sie weisen mit die kuumlrzesten bekannten FH Abstaumlnde auf (auszliger bei
1acute-Desoxy-1acute-(4-fluorindolyl)-β-D-ribofuranose In Abbildung 54 ist das von Thalladi
und Mitarbeitern (Thalladi et al 1998) gefundene Ergebnis einer Suche in der
Cambridge Structural Database fuumlr FH Abstaumlnde und Winkel von
Wasserstoffbruumlcken des Typs Cspsup2-FH-Cspsup2 zu sehen Die in dieser Arbeit
untersuchten Molekuumlle sind als rote Kreise in der Abbildung hinzugefuumlgt
Abb 54 C-FH Abstaumlnde und Winkel von Wasserstoffbruumlcken des Typs Cspsup2-FH-
Cspsup2 (Thalladi et al 1998) ergaumlnzt mit den in Arbeit von DrAleksandra
Zivkovic (gruumln) und DrJoumlrg Parsch (rot) und von dieser Arbeit (blau)
gefundenen Werten
Mit 230 pm ist der FH Abstand bei 1acute-Desoxy-1acute-(4-fluorphenyl)-szlig-D-ribofuranose
kristallisiert aus Methanol bei 20degC sogar der kuumlrzeste bisher in der Literatur
bekannte FH Abstand des Typs Cspsup2-FH-Cspsup2Dieser Wert ist von DrJoumlrg Parsch
5 Kristallstrukturanalysen 61
gemessen werden Die gleiche Abstand nur mit einem anderem Winkel zeigt 1acute-
Desoxy-1acute-(7-fluorindolyl)-β-D-ribofuranose
6 Oligonukleotide 62
6 Oligonukleotide
61 Synthese von Oligonukleotiden
Oligonukleotide sind langkettige Molekuumlle die aus einer beliebigen Abfolge von
Nukleotiden aufgebaut sind Durch die Entwicklung der Oligonukleotid-
Festphasensynthese wurde die rasche routinemaumlszligige Synthese von
Oligonukleotiden ermoumlglicht Der Aufbau von Oligonukleotiden aus Monomeren in
beliebiger Sequenz war ein Meilenstein in der Geschichte der Nukleinsaumlurechemie
und ermoumlglichte die Fortschritte auf dem Gebiet der therapeutische Oligonukleotide
und der Biotechnologie im Allgemeinen Die Grundlagen dafuumlr wurden durch Diester-
Triester- und die H-Phosphonatmethod Mitte der 70er Jahre des letzten
Jahrhunderts gelegt (Letsinger 1975 Letsinger 1976) R Letsinger konnte dabei auf
die Ergebnisse von Merrifield zuruumlckgreifen der die Festphasensynthese fuumlr
Polypeptide entwickelte (Merrifield 1963) Die Synthese an der festen Phase bietet
neben den hohen Ausbeuten an Oligonukleotid eine Reihe von Vorteilen Neben der
Automatisierbarkeit sind hohe Kupplungsausbeuten einfache Spuumllschritte zur
Entfernung uumlberschuumlssiger Reagenzien und eine einmalige effiziente Aufreinigung
am Ende der gesamten Synthese zu nennen
62 Die Phosphoramidit-Methode
Als Standardmethode zur Festphasensynthese von Oligonukleotiden hat sich jedoch
die Phosphoramidit-Chemie durchgesetzt (Beaucage amp Caruthers 1981 Sinha et al
1983 Caruthers 1987)
6 Oligonukleotide 63
Eine orthogonale Schutzgruppenstrategie ermoumlglicht die selektive Abspaltung
bestimmter Gruppen waumlhrend der Synthese und fuumlhrt somit zu einer effizienten
Kupplung der Phosphoramidite an die immobilisierten Nukleotide Die Synthese wird
auf Glaskuumlgelchen mit definierter Porenweite (CPG engl controlled pore glass 500
oder 1000 Aring Porengroumlszlige) als fester Phase durchgefuumlhrt Diese polymere Matrix ist im
verwendeten Loumlsungsmittel Acetonitril unloumlslich und inert Das erste Nukleosid ist
uumlber seine 3acute-Hydroxygruppe mittels eines basenlabilen Linkers (zB Succinyllinker)
mit der festen Phase verknuumlpft
ODMTrO
O OTBDMS
B
ODMTrO
HO OTBDMS
B
+1) 1H-tetrazol
2) Oxidation
PCNN
ODMTrO
O OTBDMS
B
PNC
O
OO
O OTBDMS
B
CPG
Abbildung 61 Phosphoramidit-Methode Die Synthese erfolgt in 3acute rarr 5acute-Richtung Der Zyklus wird durch die Entschuumltzung
der 5acute-Hydroxylgruppe mit 3iger Trichloressigsaumlure gestartet Die nach jedem
Kupplungsschritt durchgefuumlhrte Oxidation liefert den Phosphattriester (Abbildung
61) Durch die Aktivierung mit Tetrazol wird der Amiditbaustein zu einer sehr
reaktiven Spezies die zu so gut wie keine Nebenreaktionen zeigt
6 Oligonukleotide 64
Abbildung 62 Oligonukleotid-Festphasensynthesezyklus nach Caruthers
6 Oligonukleotide 65
63 Synthetisierte Oligonukleotide
Alle in dieser Arbeit synthetisierten Oligonukleotide wurden nach der Phosphoramidit-
Methode im 1 micromol Maszligstab an Syntheseautomaten PerSeptive Biosystems (Modell
Expedite 8905) hergestellt Es wurden vorgefertigte Saumlulen von PerSeptive
Biosystems mit CPG-Traumlgermaterial die das erste Nukleosid tragen eingesetzt Die
Standardnukleosidphosphoramidite und die uumlbrigen Synthesechemikalien sind
kommerziell erhaumlltlich (siehe Chemikalienliste) Die Standardkupplungszeit von 10
Minuten fuumlr RNA-Bausteine wurde fuumlr alle modifizierten Nukleotide uumlbernommen Bei
allen Oligonukleotiden wurde bei der Synthese die finale
Dimethoxytriphenylmethylgruppe abgespalten Zur besseren Uumlbersichtlichkeit
wurden die modifizierten Nukleoside die alle in RNA eingebaut wurden mit den in
Abbildung 63 aufgefuumlhrten Abkuumlrzungen versehen
OO
O OH
N
F
OO
O OH
N
OO
O OH
N
F
F
5FI
6FI
4FI
OO
O OH
N
7FI
FO
O
O OH
N
F
F
46 DFI
OO
O OH
N
I
OO
O OH
N
NN
N
7NP
OO
O OH
N
N
N
9DP
OO
O OH
AS
Abbildung 63 Verwendete Abkuumlrzungen fuumlr die in RNA eingebauten modifizierten Nukleotide
6 Oligonukleotide 66
In dieser Arbeit wurden nur RNA Oligonukleotide untersucht die Duplexe bilden
koumlnnen Es wurden ein Adenosin-reicher Strang und ein Uridin-reicher Gegenstrang
synthetisiert Alle anderen Straumlnge gleichen diesen beiden in ihrer Sequenz mit
Ausnahme der in der Mitte der Straumlnge befindlichen Stelle fuumlr den Einbau der
modifizierten Nukleotide (S 5 bis S 25 Tabelle 61) Schlieszliglich wurden noch drei
13mer Oligonukleotide (S 26 amp S 27 amp S 28) fuumlr Untersuchungen der
Basenstapelungswechselwirkungen (Tabelle 62) synthetisiert
Name Uridin reiche Straumlnge Name Adenosin reiche Straumlnge
S1 5acute-CUU UUC UUU CUU-3 S14 5acute-AAG AAG GAA AAG-3acute
S2 5acute-CUU UUC CUU CUU-3 S15 5acute-AAG AAU GAA AAG-3acute
S3 5acute-CUU UUC AUU CUU-3 S16 5acute-AAG AAA GAA AAG-3acute
S4 5acute-CUU UUC GUU CUU-3 S17 5acute-AAG AAC GAA AAG-3acute
S5 5acute-CUU UUC IUU CUU-3 S18 5acute-AAG AAI GAA AAG-3acute
S6 5acute-CUU UUC 4FIUU CUU-3 S19 5acute-AAG AA4FI GAA AAG-3acute
S7 5acute-CUU UUC 5FIUU CUU-3 S20 5acute-AAG AA5FI GAA AAG-3acute
S8 5acute-CUU UUC 6FIUU CUU-3 S21 5acute-AAG AA6FI GAA AAG-3acute
S9 5acute-CUU UUC 7FIUU CUU-3 S22 5acute-AAG AA7FI GAA AAG-3acute
S10 5acute-CUU UUC 46DFIUU CUU-3 S23 5acute-AAG AA46DFI GAA AAG-3acute
S11 5acute-CUU UUC 7NPUU CUU-3 S24 5acute-AAG AA7NP GAA AAG-3acute
S12 5acute-CUU UUC 9DPUU CUU-3 S25 5acute-AAG AAAS GAA AAG-3
S13 5acute-CUU UUC ASUU CUU-3
Tabelle 61 Synthetisierte 12mer Oligonukleotide
13 mer Oligonukleotide
S26 5acute-6FI AAG AAA GAA AAG-3
S27 5acute-46FI AAG AAA GAA AAG-3
S28 5acute-7FI AAG AAA GAA AAG-3
Tabelle 62 Synthetisierte 13mer Oligonukleotide
64 Aufreinigung von Oligonukleotiden
Die Aufreinigung der Oligonukleotide erfolgte uumlber Anionenaustausch-HPLC Diese
Methode ist geeignet um Oligonukleotide in houmlchster Reinheit zu erhalten Die
6 Oligonukleotide 67
Anionen-austausch-HPLC ist die Standardmethode zur Aufreinigung kurzer RNA-
Straumlnge
Die Anionenaustausch-HPLC trennt nach Ladungsunterschieden Das Prinzip dieser
sehr effektiven Methode beruht auf der Wechselwirkung des negativ geladenen
Ruumlckgrats eines Oligonukleotids mit auf der stationaumlren Phase immobilisierten
kationischen Gruppen Die gebundenen Oligonukleotide werden dann mit einem
Gradienten von steigender Ionenstaumlrke (Salzgehalt) von der Saumlule eluiert wobei das
gewuumlnschte Oligonukleotid stets zuletzt freigesetzt wird Dieses ist bedingt durch die
Methode stets mit groszligen Mengen an Salz verunreinigt und muss vor der
Verwendung entsalzt werden Dafuumlr stehen die Methoden der Gelfiltration und der
Dialyse zur Verfuumlgung In dieser Arbeit wurde die Gelfiltration verwendet Deren
Trennprinzip beruht auf der groumlszligenabhaumlngigen Diffusion der Probenmolekuumlle in
Poren der stationaumlren Phase Die polymeren Trennmaterialien wie zB Sephadex
G25 besitzen mikroskopische Poren in welche die kleinen Salzteilchen hinein
diffundieren waumlhrend die groszligen Oligonukleotid-Molekuumlle ausgeschlossen bleiben
und somit rasch eluiert werden Fuumlr die Entsalzung wurden in dieser Arbeit fertig
gepackte Sephadex-Saumlulen mit G25-Material die kommerziell erhaumlltlich sind
eingesetzt
Abbildung 64 zeigt beispielhaft das HPLC Diagramm von Strang 20 Es ist deutlich
das Hauptsignal des sauberen 12mer Oligonukleotides bei 204 Minuten zu
erkennen Die Signale vorher stammen von kuumlrzeren Oligonukleotiden wie sie bei
Abbruch der Synthese entstehen
6 Oligonukleotide 68
Abbildung 64 HPLC Spektrum von Strang S 20
Nach erfolgter Aufreinigung und Entsalzung wurden die Mengen des erhaltenen
Oligonukleotides durch UV-Spektroskopie quantifiziert Dazu wird die Extinktion der
Probe bei einer Wellenlaumlnge von 260 nm gemessen Der so erhaltene auch als
optische Dichte OD260 (engl optical density) bezeichnete Wert liefert bei bekanntem
Extinktionskoeffizienten nach dem Lambert-Beerschen Gesetz die Konzentration der
Probe Die Berechnung der Extinktionskoeffizienten ist in Experimentaler Teil
erlaumlutert Die fuumlr die hergestellten Oligonukleotide berechneten
Extinktionskoeffizienten sind in Tabelle 63 aufgefuumlhrt
6 Oligonukleotide 69
Name
Straumlnge
Extinktions-
koeffizient
[260nm]
S1 5acute-CUU UUC UUU CUU-3 11028
S2 5acute-CUU UUC CUU CUU-3 9900
S3 5acute-CUU UUC AUU CUU-3 10408
S4 5acute-CUU UUC GUU CUU-3 1023
S5 5acute-CUU UUC IUU CUU-3 9900
S6 5acute-CUU UUC 4FIUU CUU-3 9900
S7 5acute-CUU UUC 5FIUU CUU-3 9900
S8 5acute-CUU UUC 6FIUU CUU-3 9900
S9 5acute-CUU UUC 7FIUU CUU-3 9900
S10 5acute-CUU UUC 46DFIUU CUU-3 9900
S11 5acute-CUU UUC 7NPUU CUU-3 10408
S12 5acute-CUU UUC 9DPUU CUU-3 10408
S13 5acute-CUU UUC ASUU CUU-3 10025
S14 5acute-AAG AAG GAA AAG-3acute 14392
S15 5acute-AAG AAU GAA AAG-3acute 14251
S16 5acute-AAG AAA GAA AAG-3acute 14518
S17 5acute-AAG AAC GAA AAG-3acute 14016
S18 5acute-AAG AAI GAA AAG-3acute 14016
S19 5acute-AAG AA4FI GAA AAG-3acute 14016
S20 5acute-AAG AA5FI GAA AAG-3acute 14016
S21 5acute-AAG AA6FI GAA AAG-3acute 14016
S22 5acute-AAG AA7FI GAA AAG-3acute 14518
S23 5acute-AAG AA46DFI GAA AAG-3acute 14016
S24 5acute-AAG AA7NP GAA AAG-3acute 14518
S25 5acute-AAG AAAS GAA AAG-3 13320
Tabelle 63 Errechnete Extinktionskoeffizienten
6 Oligonukleotide 70
65 Charakterisierung von Oligonukleotiden
Synthetisierte Oligonukleotide koumlnnen durch Messung der Molekuumllmassen der
erhaltenen Oligonukleotide auf ihren Erfolg hin kontrolliert werden Es laumlsst sich
mittels Massenspektrometrie feststellen ob alle Schutzgruppen der Nukleotide
vollstaumlndig abgespalten wurden Fuumlr massenspektrometrische Untersuchungen
standen zwei verschiedene Methoden zur Verfuumlgung Dies waren die Electrospray-
Ionisation- (ESI) und die matrixunterstuumltzte LaserdesorptionIonisation (matrix-
assisted laser desorptionionisation MALDI) Massenspektrometrie Beide Methoden
ermoumlglichen die unfragmentierte Analyse von Oligonukleotiden mit hoher
Empfindlichkeit Alle Oligonukleotide die in dieser Arbeit synthetisiert wurden
wurden mittels MALDI-Massenspektrometrie untersucht Die MALDI-Analyse ist im
Vergleich zur ESI-Massenspektrometrie weniger empfindlich gegenuumlber
Kontamination der Probe mit Salzen was durch Faumlllung mit Ammoniumacetat
waumlhrend der Probenvorbereitung noch unterstuumltzt werden kann RNA-Oligomere
zeigen bei MALDI-Untersuchungen eine houmlhere Stabilitaumlt als DNA-Oligomere da die
zusaumltzliche OH-Gruppe an der 2acute-Position offenbar die glykosidische Bindung
stabilisiert (Lehmann 1996)
Abbildung 65 MALDI-Spektrum des modifizierten Stranges S 10 (berechnete
Masse 365015 Dalton gefundene Masse 364922 Dalton)
6 Oligonukleotide 71
Strang Sequenz Berechnete
Masse [Da]
Gefundene
Masse [Da]
S 1 5acute-CUU UUC UUU CUU-3 360907 360916
S 2 5acute-CUU UUC CUU CUU-3 360812 360665
S 3 5acute-CUU UUC AUU CUU-3 361107 363440
S 4 5acute-CUU UUC GUU CUU-3 364815 365141
S 5 5acute-CUU UUC IUU CUU-3 361414 361493
S 6 5acute-CUU UUC 4FIUU CUU-3 363215 363156
S 7 5acute-CUU UUC 5FIUU CUU-3 363215 365078
S 8 5acute-CUU UUC 6FIUU CUU-3 363215 363377
S 9 5acute-CUU UUC 7FIUU CUU-3 363215 363246
S 10 5acute-CUU UUC 46DFIUU CUU-3 365014 364922
S 11 5acute-CUU UUC 7NPUU CUU-3 363609 363627
S 12 5acute-CUU UUC 9DPUU CUU-3 363513 363432
S 13 5acute-CUU UUC ASUU CUU-3 349900 351334
S 14 5acute-AAG AAG GAA AAG-3acute 395255 395245
S 15 5acute-AAG AAU GAA AAG-3acute 391351 395928
S 16 5acute-AAG AAA GAA AAG-3acute 393652 393928
S 17 5acute-AAG AAC GAA AAG-3acute 391250 391578
S 18 5acute-AAG AAI GAA AAG-3acute 393455 391493
S 19 5acute-AAG AA4FI GAA AAG-3acute 395255 395279
S 20 5acute-AAG AA5FI GAA AAG-3acute 395255 395051
S 21 5acute-AAG AA6FI GAA AAG-3acute 395255 395128
S 22 5acute-AAG AA7FI GAA AAG-3acute 395255 395418
S 23 5acute-AAG AA46DFI GAA AAG-3acute 397055 397227
S 24 5acute-AAG AA7NP GAA AAG-3acute 392055 392055
S25 5acute-AAG AAAS GAA AAG-3 380341 380424
S 25 5acute-6FI AAG AAA GAA AAG-3 425467 425592
S 25 5acute-46FI AAG AAA GAA AAG-3 427166 427088
S 26 5acute-7FI AAG AAA GAA AAG-3 425467 426076
Tabelle 66 Uumlbersicht uumlber die synthetisierten Oligonukleotide deren berechnete
und gefundene Massen
6 Oligonukleotide 72
Fuumlr die Charakterisierung mittels Massenspektrometrie wurden die reinsten
salzaumlrmsten Fraktionen verwendet
66 Verteilungskoeffizienten
Von allen synthetisierten modifizierten Nukleosiden wurden 1-OctanolWasser
Verteilungskoeffizienten bestimmt Dazu wurden immer die voll entschuumltzen
Nukleoside verwendet OctanolWasser Verteilungskoeffizienten werden als Maszlig fuumlr
lie Lipophilie und damit fuumlr die Membrangaumlngigkeit in biologischen Systemen
angesehen (Gombar amp Enslein 1996 Leo at Al 1971) Verteilungskoeffizienten
werden mit log P angegeben Je groumlszliger der Wert von log P ist desto lipophiler sind
die untersuchten Substanzen Durch die Moumlglichkeit der Betrachtung der Lipophilie
eines gesamten Molekuumlls sind die Verteilungskoeffizienten besonderes fuumlr
pharmakologische Untersuchungen interessant
Aus den gemessenen Extinktionen der waumlszligrigen und der octanolischen Phasen
(siehe Experimentaler Teil) lassen sich die Verteilungskoeffizienten nach folgender
Formel berechnen
Log P=EOctanol EWasser
Dabei ist EOctanol die gemessene Extinktion der octanolischen Phase und EWasser die
Extinktion der waumlszligrigen Phase Tabelle 67 zeigt die gemessenen Werte der
einzelnen Nukleoside
Nukeobase der vermessenen Nukleoside Verteilungskoeffizient log P
Indol 072
4-Fluorindol 278
5-Fluorindol 245
6-Fluorindol 442
46-Difluorindol 554
7-Fluorindol 238
7-N-Purin 124
9-Deazapurin 287
Tabelle 67 Verteilungskoeffizienten der voll entschuumltzten Nukleoside
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 73
7 Spektroskopische Untersuchungen
der Oligonukleotide
71 UV-spektroskopische Untersuchungen
Mit Hilfe der UV-Spektroskopie kann man den Schmelzpunkt eines Nukleinsaumlure-
Duplex bestimmen Unter dem Schmelzpunkt eines Duplex versteht man die
Temperatur bei der genau die Haumllfte der Molekuumlle einer Probe noch als Duplex
vorliegt Die andere Haumllfte der Duplexe ist bei dieser Temperatur schon
aufgeschmolzen und liegt als Einzelstraumlnge vor Bei den UV-spektroskopischen
Untersuchungen macht man sich zu Nutze dass sich die Extinktion der
Nukleinsaumluren beim Uumlbergang von geordneter zur ungeordneter Struktur aumlndert
Diese Aumlnderung ist die Grundlage der temperaturabhaumlngigen UV-Spektroskopie
Durch Erhoumlhung der Temperatur wird der Duplex aufgeschmolzen und dabei durch
Aumlnderung der Basenstaplungswechselwirkungen der Heterozyklen der Nukleotide
die Extinktion veraumlndert Bei einem Uumlbergang von der geordneten Struktur (Duplex)
in eine ungeordnete Struktur (Knaumluel-Struktur) nimmt die Extinktion zu In diesem
Fall spricht man von Hyperchromizitaumlt Aus der Kurve die durch die Zunahme der
Hyperchromizitaumlt bei Temperaturerhoumlhung resultiert kann der Schmelzpunkt eines
Duplexes bestimmt werden Der Schmelzpunkt ist allerdings nicht nur von der Laumlnge
und Sequenz des Duplexes abhaumlngig sondern auch von der Salzkonzentration und
dem pH-Wert der Loumlsung in der die Probe vermessen wird Durch Erhoumlhung der
Salzkonzentration steigt auch der Schmelzpunkt an (Puglisi amp Tinoco 1989)
Abbildung 71 zeigt die Schmelzkurve des Duplexes aus den beiden unmodifizierten
Straumlngen S 1 und S 14 Bei beiden Straumlngen handelt es sich um 12mer RNA-
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 74
Straumlnge die in einem Phosphatpuffer mit 140 mM Natriumchlorid bei pH 70
vermessen wurden Zu erkennen ist der typische sigmoidale Verlauf der
Schmelzkurve Der Schmelzpunkt dieses Uumlberganges wurde mit 423degC bestimmt
Temperatur [degC]
10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
Extin
ktio
n
042
044
046
048
050
052
054
056
Abbildung 71 UV-Schmelzkurve des Duplexes aus S 1 und S 14
Das Ausmaszlig der Aumlnderung der Extinktion ist wellenlaumlngenabhaumlngig Das
Hypochromizitaumltsmaximum liegt fuumlr AT-Basenpaare bei 260 nm und fuumlr GC-
Basenpaare bei 276 nm (Abbildung 72) Fuumlr die Messung eines gemischten
Oligonukleotids liegt die optimale Wellenlaumlnge zwischen diesen Werten
Routinemaumlszligig wird meist bei 260 und 274 nm gemessen Charakteristisch fuumlr das
Schmelzen von Nukleinsaumlurestrukturen ist die Kooperativitaumlt des Prozesses
(Saenger 1984) dh das ein Nukleosid einen Einfluss auf die Konformation seines
Nachbarn ausuumlbt Wird ein Basenpaar getrennt so loumlsen sich auch die
Wasserstoffbruumlcken des benachbarten Basenpaares schnell auf Die Struktur der
Doppelhelix verschwindet und es entstehen ungepaarte Einzelstraumlnge Die
S 1 5acute-CUU UUC UUU CUU-3acute
S 12 3acute-GAA AAG AAA GAA-5acute
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 75
Aufspaltung der Struktur beginnt meist an einem Ende der Doppelhelix und bewegt
sich schnell vergleichbar einem Reiszligverschluss durch die Helix Eine Folge der
Kooperativitaumlt des Schmelzvorganges ist die Tatsache dass kurze Oligonukleotid-
Komplexe nur nativ (geordnet) oder denaturiert (ungeordnet) vorliegen
Zwischenstufen jedoch nicht anzutreffen sind (Alles-oder-Nichts-Modell)
Abbildung 72 Wellenlaumlngenabhaumlngige Veraumlnderung der Extinktionskoeffizienten
von GC- und AT-Basenpaaren in DNA (Felsenfeld amp Hirschman 1965)
Aufgrund ihrer leichten Durchfuumlhrbarkeit der hohen Empfindlichkeit und der geringen
benoumltigten Substanzmengen ist die UV-Spektroskopie die Methode der Wahl zur
Bestimmung von Schmelzkurven von Oligonukleotiden Neben der UV-
Spektroskopie stehen allerdings auch noch andere Methoden wie zB die CD-
Spektroskopie zur Verfuumlgung
Allgemein gilt je houmlher der Schmelzpunkt desto stabiler ist die untersuchte Struktur
Neben der Bestimmung des Schmelzpunktes koumlnnen aus Schmelzkurven auch die
thermodynamischen Groumlszligen ΔH0 ΔS0 und ΔG0 gewonnen werden Es ist dabei zu
beachten dass diese Daten nur aussagekraumlftig sind wenn das Alles-oder-Nichts-
Modell uneingeschraumlnkt gilt und die Messung im thermodynamischen Gleichgewicht
durchgefuumlhrt wurde
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 76
72 Auswertung der UV-Schmelzkurven
721 Bestimmung des Schmelzpunktes
Die UV-Schmelzkurven wurden in einem Zweistrahl UV-VIS-Spektralphotometer
Cary 1 der Firma Varian gemessen Als Puffer diente ein Phosphat-Puffer der
Zusammensetzung 140 mM Natriumchlorid 10 mM Dinatriumhydrogenphosphat und
10 mM Natriumdihydrogen-phosphat mit einem pH-Wert von 70
Zur Messung wurde die Probenkuumlvette mit Puffer befuumlllt und beide zu
untersuchenden Straumlnge in einer Konzentration von je 2 microM einpipettiert Die
Aufnahme der Schmelzkurven erfolgte bei 260 und 274 nm (Nullabgleich bei 350 nm)
mit einer Heizrate von 05degCmin (Details zur Durchfuumlhrung der UV-
Schmelzexperimente siehe in Experimenteller Teil)
Zur Auswertung der Schmelzkurven muss zuerst Klarheit uumlber die Molekularitaumlt des
untersuchten Uumlbergangs und die Beschaffenheit der eingesetzten Sequenzen
bestehen (selbstkomplementaumlr oder nicht selbstkomplementaumlr) Alle in dieser Arbeit
untersuchten Sequenzen waren nicht selbstkomplementaumlr und der untersuchte
Uumlbergang Duplex Einzelstraumlnge ist jeweils bimolekularer Natur Die Molekularitaumlt
des Uumlbergangs laumlsst sich leicht aus dessen Konzentrationsabhaumlngigkeit ermitteln
Waumlhrend der Tm unimolekularer Reaktionen (zB Haarnadelschleife Knaumluel)
konzentrationsunabhaumlngig ist ist er bei bi- oder houmlhermolekularen Reaktionen stets
von der Konzentration abhaumlngig
Fuumlr die thermodynamische Analyse muss die Schmelzkurve eines Duplexes
(Extinktion als Funktion der Temperatur) (Abbildung 73a) in eine Darstellung des
Bruchteils des geordneten Zustandes (α) als Funktion der Temperatur uumlberfuumlhrt
werden (Abb 73d) (Marky amp Breslauer 1987) Zu diesem Zweck betrachtet man den
Schmelzvorgang unter Annahme eines Zwei-Zustands-Modells (Alles-oder-Nichts-
Modell) Dieses Modell geht davon aus dass die native Struktur mit der denaturierten
in einem Gleichgewicht ohne populierte Zwischenstufen steht Fuumlr die Transformation
von OD = f(T) in α = f(T) ist eine Anpassung von Basislinien an den oberen und
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 77
unteren linearen Bereich der Schmelzkurve notwendig (Abb 73c) Dies
beruumlcksichtigt die Temperaturabhaumlngigkeit der Extinktion Die Basislinienanpassung
erfolgt unter Annahme eines linearen Verhaltens und laumlsst sich wie folgt ausdruumlcken
ODu = mu middot T + bu
ODo = mo middot T + bo
(OD = Extinktion (engl absorbance) m = Steigung T = Temperatur b = Ordinaten-
schnittpunkt u = untere Basislinie o = obere Basislinie)
Wenn der untere oder obere Bereich der Schmelzkurve nur wenig ausgebildet ist so
ist eine korrekte Basislinienanpassung erschwert In einem solchen Fall ist die
Bestimmung thermodynamischer Parameter uumlber die Analyse der Kurvenform nicht
moumlglich da eine schlechte Anpassung der Basislinien die groumlszligte Fehlerquelle bei
dieser Art der Auswertung darstellt (Puglisi amp Tinoco 1989)
Da die gemessene Extinktion ein direktes Maszlig fuumlr die Anzahl der gestapelten Basen
ist laumlsst sich die OD = f(T) Kurve in eine α = f(T) Kurve umwandeln wobei α den
Bruchteil des geordneten Zustandes angibt Die Schmelztemperatur Tm ist als der
Wert definiert an dem gerade die Haumllfte der Molekuumlle denaturiert ist wo also α (T)
gerade 05 betraumlgt
α=[Oligonukleotide im geordneten Zustand][Gesamtmenge an Oligonukleotid]
α= ][OD][OD
[OD(T)]][OD
uo
o
Fuumlr die Assoziation eines nicht selbstkomplementaumlren dritten Stranges an eine
Doppelhelix gilt
S + S lt==gt D (D = Duplex S = Einzelstrang)
und
K = [D] [S]2
Die Gleichgewichtskonstante K dieses Vorgangs laumlsst sich unter der Voraussetzung
dass alle Straumlnge in gleicher Konzentration vorliegen in Werten von α ausdruumlcken
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 78
(1- α)middotctn middot (1- α)middotctn lt==gt α middot ctn
und
K = α middot ctn (1 α -)middotctn middot (1- α)middotctn
Eine Vereinfachung von letzte Gleichung und Anwendung auf eine beliebige
Molekularitaumlt liefert
K = α ctn (1- α) middot (ctn)n
mit ct = totale Strangkonzentration = [Strang 1] + [Strang 2] und n = Molekularitaumlt des
Uumlberganges
K = α (1- α)n middot (ctn)(n-1)
Fuumlr die Gleichgewichtskonstante gilt demnach am Punkt T = Tm mit α = 05
KT=Tm = 05 (05)n middot (ctn)(n-1) = 1 (ct2n)(n-1)
Letzte Gleichung ermoumlglicht die Berechnung der Gleichgewichtskonstanten am
Schmelzpunkt fuumlr eine Assoziationsreaktion jeglicher Molekularitaumlt zwischen nicht
selbstkomplementaumlren Sequenzen Im Falle einer bimolekularen Assoziation betraumlgt
n zwei und letzte Gleichung vereinfacht sich zu
KT=Tm = 1 (ct4) = 4 ct
Das bedeutet dass die Gleichgewichtskonstante K bei bimolekularen Reaktionen am
Tm alleine eine Funktion der totalen Strangkonzentration ct ist
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 79
Schmelzkurve
Temperatur [degC]
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
OD
26
0
040
042
044
046
048
050
052
054
Schmelzkurve - Fit
Temperatur [degC]
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
OD
26
0
040
042
044
046
048
050
052
054
Schmelzkurve
Fit
Schmelzkurve mit Basislinien
Temperatur [degC]
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
OD
26
0
042
044
046
048
050
052
Schmelzkurve
untere Basislinie
obere Basislinie
gegen T
Temperatur [degC]
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
alp
ha
00
02
04
06
08
10
Abbildung 73 a) UV-Schmelzkurve des Duplexes aus den Straumlngen S 2 und S 20
b) Uumlberlagerung Schmelzkurve und Fit c) Schmelzkurve mit unterer und
oberer Basislinie d) Transformierte Kurve α = f(T)
722 Bestimmung der thermodynamischen Daten
In diesem Abschnitt werden die gaumlngigsten Methoden zur Bestimmung der
thermodynamischen Daten aus spektroskopischen Untersuchungen erklaumlrt und in
ihren Vor- und Nachteilen gegeneinander abgewogen Die ihnen zugrundeliegenden
mathematischen Gleichungen werden hergeleitet
S 2 5acute-CUU UUC UUU CUU-3acute
S 20 3acute-GAA AA5FI AAA GAA-
5acute a) b)
c) d)
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 80
Sobald die Molekularitaumlt des untersuchten Uumlberganges bekannt ist koumlnnen
thermodynamische Parameter auf verschiedene Arten berechnet werden Unsere
Methode ist die so genannte vanacutet Hoff Auftragung von R ln K als Funktion von 1T
Eine zweite Moumlglichkeit besteht in der numerischen Differentiation von α nach T am
Punkt T = Tm Werden konzentrationsabhaumlngige Messungen durchgefuumlhrt bietet sich
die Auftragung von 1Tm gegen ln ct an Eine vierte Variante ist eine
Computergestuumltzte Anpassung einer Kurve an die Messwerte mit Hilfe eines
geeigneten Algorithmus
Methode 1 Auftragung von R ln K gegen 1T der vanacutet Hoff Plot
Werte fuumlr die Gleichgewichtskonstante K koumlnnen fuumlr jede Temperatur mit Hilfe von
Gleichung K = α (1- α)n middot (ctn)(n-1) und Einsetzen von zwei fuumlr die Molekularitaumlt n
berechnet werden Dabei werden im vanacutet Hoff Plot nur Punkte mit 015 α 085
verwendet da die Werte fuumlr K in diesem Bereich praumlzise sind Gleichung
ΔGdeg=-RT ln K gibt die Beziehung zwischen ΔG0 und K an
ΔG0 = ndashRT ln K
Die Umformung der Basisgleichung
ΔG0 = ΔH0 ndash TΔS0
zu
ΔS0 = (ΔH0 ndash ΔG0) T
Das liefert
ΔS0= (ΔH0 + RT ln K) T
Eine einfache Umformung fuumlhrt zu Gleichung
R ln K = ndashΔH0 middot 1T + ΔS0
Eine Auftragung von R ln K gegen 1T liefert als Steigung ndashΔH0 und als Ordinaten-
Schnittpunkt ΔS0 Ein Beispiel findet sich in Abb 74 Wenn ΔH0
temperaturunabhaumlngig ist sollte die Auftragung eine Gerade liefern Eine nichtlineare
vanacutet Hoff Auftragung kann mehrere Ursachen haben Die Temperaturabhaumlngigkeit
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 81
von ΔH0 eine schlechte Anpassung der Basislinien oder ein Uumlbergang der nicht
dem Alles-oder-Nichts-Modell folgt
R ln K gegen 1T
1T [1K]
000326 000328 000330 000332 000334 000336 000338 000340
R ln
K
0022
0024
0026
0028
0030
0032
0034
Berechnete Einzelwerte
Regressionsgerade
Abbildung 74 vanacutet Hoff Auftragung von R ln K gegen 1T (Methode 1) Beides am
Beispiel des Duplexes aus S 2 und S20
73 Ergebnisse der UV-Schmelzkurven
Fuumlr die Evaluierung des Einflusses des Nukleosidanaloga wurden die
komplementaumlren Straumlngen hybridisiert und die Schmelzpunkte der Duplexe
gemessen Die errechneten Werte gelten fuumlr die Dissozationsreaktion Bei den RNA
Duplexen handelte es sich immer um 12mer Oligonukleotide einzig die beiden
Straumlnge zur Kontrolle der Basenstapelungswechselwirkung sind 13mereDie in dieser
Arbeit synthetisierten Modifikationen werden zur besseren Uumlbersichtlichkeit mit
Abkuumlrzungen benannt (Abbildung 75)
r2 = 0998
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 82
OO
O OH
N
F
OO
O OH
NO
O
O OH
N
F
F
5FI 6FI4FI
OO
O OH
N
7FI
F
OO
O OH
N
NN
N
7NP
OO
O OH
N
F
F
46 DFI
OO
O OH
N
N
NO
O
O OH
N
N
F
F
46DFBI 9DP
Abbildung 75 Verwendete Abkuumlrzungen fuumlr die in RNA eingebauten Nukleoside
Alle gemessenen Tm-Werte finden sich in Tabelle 71 Das natuumlrliche Basenpaar
Uracil-Adenin bildete uumlberraschend nicht den stabilsten Duplex sondern das
Basenpaar Uracil-Guanin Bei dem Basenpaar Uracil-Guanin handelt es sich um ein
bdquoWobble Basenpaarldquo Bei bdquoWobble-Basenpaarenldquo sind die Basen leicht
gegeneinander verschoben so dass das Wasserstoffbruumlckendonor-Akzeptor-
Verteilungsmuster der Nukleobasen wieder zueinander passt und zwei
Wasserstoffbruumlcken ausgebildet werden koumlnnen Die Verschiebung der beiden
Nukleobasen zu einem bdquoWobble-Basenpaarldquo und die daraus resultierenden
Wasserstoffbruumlcken sind in Abbildung 76 zu erkennen
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 83
N
N
O
O
R
H
NN
N
N
RH
O
Wobble Bassenpaar
H2N
Abbildung 76 Uracil-Guanin Basenpaar
Der Schmelzpunkt eines Oligonukleotid-Duplexes ist von der Laumlnge und Sequenz
des Duplexes sowie von der Saltzkonzentration und dem pH-Wert der Loumlsung
abhaumlngig Je laumlnger eine Sequenz ist und je reicher an G-C-Basenpaaren desto
stabiler ist ein Duplex Somit liegt auch die Schmelztemperatur houmlher Hohe
Salzkonzentrationen koumlnnen auch zu einer Steigerung der Duplexstabilitaumlt fuumlhren
(Puglisi amp Tinoco 1989) Aus diesem Grund werden die Tm-Wertmessungen unter
standardisierten Bedingungen (10 mM Phosphatpuffer mit 140 mM Natriumchlorid
bei pH 70) durchgefuumlhrt
Basenpaar 1Base
Basenpaar 2Base
Tm [ degC ] ΔHdeg [ kcal mol ]
TΔSdeg [ kcalmol ] ( T=298K )
ΔGdeg [ kcalmol ] ( T=298K )
4FI
AS 207 8900 816 74
A 251 686 603 83
C 241 887 807 80
G 214 556 480 76
U 210 757 685 72
5FI
AS 252 820 737 83
A 328 583 486 97
C 268 582 496 86
G 293 641 548 93
U 250 842 760 82
6FI
AS 335 555 453 102
A 371 851 745 106
C 346 954 840 154
G 355 1007 894 113
U 317 782 685 97
7FI
AS 264 823 737 86
A 344 544 445 99
C 248 800 718 82
G 246 741 823 83
U 298 738 643 95
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 84
46DFI
AS 253 677 593 84
A 338 569 477 92
C 320 583 489 94
G 302 604 507 97
U 290 727 635 92
I
AS 239 826 745 81
A 255 794 715 79
C 247 917 834 83
G 218 871 805 66
U 210 760 685 75
Tabelle 71 Schmelzpunkte und thermodynamische Daten von Basenpaaren aus Basen-analogen Nukleosiden und natuumlrlichen Nukleobasen
Um die Eigenschaften einer universellen Base zu uumlberpruumlfen wurden auch bei diesen
Untersuchungen alle vier moumlglichen RNA-Straumlnge verwendet
731 Fluorierte Indole
Alle erhaltenen Schmelzpunkte liegen unter denen der Duplexe natuumlrlicher
Basenpaare (Abbildung 77) Es kommt somit zu einer Destabilisierung der
Doppelhelix bei Einbau eines modifizierten Bausteines Die einzelnen Bausteine
wirken sich unterschiedlich auf die Stabilitaumlt der RNA aus Der 4-Fluoroindol-Baustein
hat den groumlszligten destabilisierenden Effekt Durch den Einbau von 4FI gegenuumlber
Adenosin wird der Schmelzpunkt um 218degC im Vergleich zu einem Uridin erniedrigt
Dies konnte durch das Fehlen der Wasserstoffbruumlcken und eventuell eine spezifische
Orientierung in Doppel-Strang erklaumlrt werden Es ist nicht einfach vergleichbar mit
Kristallpackung aber eine interessante Tatsache ist dass die gemessene FH
Abstaumlnde zwischen dem Fluoratom und einem Wasserstoffatom welches sich in
ortho-Position zu einem Fluoratom eines im Kristall gegenuumlberliegenden Molekuumlls
befindet laumlnger als Summe der van-der-Waals Radien von Fluor und Wasserstoff
sind in der Kristallpackung des 4-Fluorindol-Nukleosides
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 85
Abbildung 77 Graphische Vorstellung Fluorierte Indol-Nukleoside bei Paarung
mit natuumlrlichen Basen
Die stabilste Duplexe bildet das 6-Fluorindol-Nukleosid Die Destabilisierung im
Vergleich zu einem Uracil-Adenin Basenpaar ist beim 6-Fluorindol nur 57degC
Einfuumlhrung von zwei Fluoratomen in die schlechteste 4- und in die um besten
stabilisierende 6-Position verdeutlichen den Einfluss der Position des Fluoratoms auf
die Stabilitaumlt der Doppelhelix Die gemessenen Schmelzpunkte des 46-Difluorindol-
Nukleosides sind fast der arithmetische Mittelwert der zwei Nukleoside Gemessene
Werte variieren im Vergleich mit gerechneten Mittelwerten um plusmn3degC was fast im
Fehlerbereich liegt
Einfuumlhrung eines Fluors an der 5- oder 7-Position des Indols fuumlhrt zu einer
Stabilisierung der Doppelhelix um zwei bis fuumlnf Grad Celsius verglichen mit 4-
Fluorindol-Nukleosid Bei der Paarung von fluorierten Indolen mit einer Pyrimidin-
oder Purin-Base zeigt keine Analogie Beim 7-Fluorindol-Nukleosid sind die
resultierenden Schmelzpunkte bei der Paarung mit A und U houmlhere Werte als bei
der Paarung mit C und G Es ist deshalb denkbar welche Rolle die Position des
--------------------------------------------------------
---A-U
5FI 7FI I
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 86
Fluoratoms spielt Die Groszlige der eingebauten Modifikation hat deutlich keine
entscheidende Rolle
Aufgrund der Resultate der Schmelzkurven der RNA-Duplexe in denen fluorierte
Indole eingebaut sind kann festgestellt werden dass es sich bei diesen
Verbindungen nicht um universelle Basen handelt Bei der Basenpaarung von
natuumlrlichen Basen mit fluorierte Indole findet eine deutliche Unterscheidung zwischen
den natuumlrlichen Nukleosiden statt
Im Vergleich mit fluorierte Benzimidazole bilden fluorierte Indole die stabileren RNA-
Duplexe Wie bei den Benzimidazolen resultiert die Einfuumlhrung des Fluors in Position
6- mit der Bildung der stabilsten RNA-Duplexe Waumlhrend es sich bei 4-
Fluorbenzimidazol und 46- Difluorbenzimidazol um universelle Basen handeltist es
bei Indolen nicht der Fall
Zum Unterschied von Benzimidazolen deren Tm-Werte relativ nahe beieinander
liegen zeigen die Indole immer eine Paarungtendenz mit A
Aus den gemessenen Schmelzpunkten der einzelnen Basenpaare lassen sich die
Beitraumlge von Solvatation und Basenstapelungswechselwirkungen der einzelnen
fluormodifizierten Nukleoside berechnen Die Berechnung wird im Folgenden anhand
von 5FI beschrieben Fuumlr die Berechnung der Beitraumlge der Solvatation und der
Basenstapelungswechselwirkung werden die in Tabelle 72 aufgefuumlhrten
Schmelzpunkte benoumltigt
Basenpaar Tm [degC] ΔG0 [kcalmol]
1) AS ndash U 225 77
2) U ndash U 328 99
3) U ndash 5FI 250 82
4) 5FI ndash 5FI 279 92
5) 5FI ndash AS 252 74
Tabelle 72 Benoumltigte Daten zur Berechnung der Solvatations- und
Basenstapelungsbeitraumlge von 5FI
Fuumlr die Berechnung werden das Basenpaar aus dem abasischen Baustein AS und
einem Uracil (1) ein Basenpaar aus zwei Uracilen (2) ein Basenpaar aus einem
Uracil und 5FI (3) ein 5FI-5FI Basenpaar (4) und ein Basenpaar aus 5FI und einem
abasischen Baustein AS (5) betrachtet Der Beitrag durch veraumlnderte
Basenstapelungswechselwirkungen von 5FI zur Stabilitaumlt der Doppelhelix im
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 87
Vergleich zu einem Uracil laumlsst sich aus den Schmelzpunkten von (1) und (5) aus
Tabelle 72 berechnen Durch den Austausch von Uracil gegen 5FI nimmt der
Schmelzpunkt um 27degC zu Dies entspricht einer Zunahme der Stabilitaumlt der
Doppelhelix um 03 kcalmol Solvationseffekte brauchen bei diesem Austausch nicht
beachtet zu werden da es sich bei dem zweiten Nukleosid des Basenpaares um den
abasischen Baustein handelt der keine Nukleobase traumlgt und damit auch nicht an
der Nukleobase solvatisiert sein kann Es werden somit bei der Ausbildung der
Doppelhelix keine Wasserstoffbruumlcken geloumlst und damit treten auch keine negativen
Einfluumlsse durch Solvationseffekte auf die Stabilitaumlt des RNA-Duplex auf
Den Einfluss der Solvatation auf die Stabilitaumlt der Doppelhelix durch Einfuumlhrung eines
Fluorindol-Nukleosids 5FI laumlsst sich durch Vergleich der Eintraumlge (3) und (2) in
Tabelle 72 berechnen Tauscht man in einen Basenpaar aus zwei Uracilen ein Uracil
gegen 5FI aus so nimmt der Schmelzpunkt um 78degC ab Wie vorher berechnet
nimmt der Schmelzpunkt einer Doppelhelix aber um 27degC durch verstaumlrkte
Basenstapelungswechselwirkungen zu wenn ein Uridin durch 5FI ersetzt wird Der
destabilisierende Einfluss von 5FI auf die Stabilitaumlt einer Doppelhelix durch
Solvatationseffekte betraumlgt somit 27degC + 78degC und damit gleich 105degC Dies
entspricht 20 kcalmol
Die errechneten Werte koumlnnen durch Vergleich der Eintraumlge (3) und (4) in Tabelle 72
kontrolliert werden Wird das zweite Uridin durch 5FI in einem Basenpaar ersetzt so
sollten wie schon beschrieben keine weiteren destabilisierenden Einfluumlsse durch
Solvatationseffekte auf die Doppelhelix auftreten Durch verstaumlrkte Basenstapelungs-
wechselwirkungen sollte der Schmelzpunkt des 5FI-5FI Basenpaares um 27degC (03
kcalmol) houmlher als der Schmelzpunkt eines 5FU-U Basenpaares liegen Der
erwartete Schmelzpunkt liegt somit bei 277degC und die freie Enthalpie ΔG0 bei 92
kcalmol Die gemessenen Werte liegen bei 279degC und 85 kcalmol Die
Abweichung des Schmelzpunkts und der frein Enthalpie von dem berechneten Wert
von 02degC bzw 07 liegt im Fehlertoleranzbereich
Aus den gemessenen Schmelzpunkten der einzelnen Basenpaare lassen sich die
Beitraumlge von Solvatation und Basenstapelungswechselwirkungen der einzelnen
fluormodifizierten Nukleoside berechnen
Tabelle 73 zeigt die Beitraumlge von Solvatation und
Basenstapelungswechselwirkungen auf die Stabilitaumlt einer Doppelhelix bei Einbau
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 88
der in dieser Arbeit synthetisierten modifizierten Nukleoside Die Beitraumlge der
Modifizierten-Nukleoside beziehen sich auf einen Vergleich gegenuumlber Uridin
Nukleosid Stabilitaumltserhoumlhung durch
verstaumlrkte
Basenstapelungswechselwirkungen
Stabilitaumltsverlust durch
geringere Solvatation
4FI -18degC -03 kcalmol -100degC -24 kcalmol
5FI 27degC 06 kcalmol -105degC -23 kcalmol
6FI 110deg 25 kcalmol -121degC -27 kcalmol
7FI 37degC 09 kcalmol -69degC -15 kcalmol
46DFI 28degC 07 kcalmol -66degC -14 kcalmol
I 14degC 04 kcalmol -132degC -28 kcal
Tabelle 73 Beitraumlge von Solvatation und Basenstapelungswechselwirkungen der
modifizierten Nukleoside bei einfachem Einbau in eine RNA-
Doppelhelix
Es zeigt sich dass alle auszliger 4FImodifizierten Nukleoside die Stabilitaumlt einer
Doppelhelix durch verstaumlrkte Basenstapelungswechselwirkungen erhoumlhen durch
geringere Solvatation die Stabilitaumlt aber erniedrigen Die destabilisierenden
Solvatationseffekte sind dabei immer groumlszliger als die stabilisierenden
Basenstapelungswechselwirkungen Das 6-Fluorindol-Nukleosid zeigt die beste
Stabilisierung durch Basenstapelungswechselwirkungen mit 110degC aber
gleichzeitig zeigt mit 121degC eine deutlich houmlhere Destabilisierung als die anderen
Bausteine Der Ort der Fluorsubstitution fuumlr die Basenstapelungswechselwirkungen
zeigt einen groszligen Einfluss Es ist auch auffallend dass die
Basenstapelungswechselwirkungen des 4-Fluorindol-Nukleosids ein negativer Wert
hat Es ist moumlglich dass diese Modifikation eine spezifische Orientierung im RNA-
Dupplex hat Theoretisch ist nicht moumlglich die unterschiedliche Parameter zu
vergleichen aber dafuumlr spricht auch die Beobachtung dass die gemessenen FH
Abstaumlnde in Kristallpackung houmlher als die Summe der van-der-Waals Radien sind
Ausgehend davon dass noch keine negative Stacking ausgerechnet ist wurden die
drei 13mer RNA-Straumlnge synthetisiert um die Richtigkeit des erhaltenen Ergebnisses
zu uumlberpruumlfen Diese Straumlnge enthalten so genannte uumlberhaumlngende Enden (engl
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 89
bdquodangling endsldquo) Bei der Bildung des Duplex mit einem 12mer RNA Strang bleibt die
letzte Base ohne Paarungspartner Sie bewirkt eine Stabilisierung der Doppelhelix
durch Basenstapelungswechselwirkungen Andere Effekte treten nicht auf so dass
aus dem erhaltenen Schmelzpunkt sofort der Beitrag der
Basenstapelungswechselwirkung bestimmt werden kann Die synthetisierten 13mer
RNA Straumlnge enthielten die 6FI 7FI und 46DFI als uumlberhaumlngende Base Die
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 74 zusammengefasst
Uumlberhaumlngende
Base
Tm [degC] ΔH0
[kcalmol]
TΔS0
[kcalmol]
(T=298 K)
ΔG0
[kcalmol]
(T=298 K)
6FI 112degC 877 850 27
7FI 40 851 842 09
46DFI 101 870 845 25
Tabelle 74 S 26 S27 und S28
Aus den Schmelzkurven der beiden Duplexe (S26 und S27) ergeben sich
stabilisierende Basenstapelungswechselwirkungen fuumlr 6FI von 112degC bzw 27
kcalmol und fuumlr 7FI von 40degC bzw 09 kcalmol Diese Ergebnisse stimmen unter
Beachtung der Fehlergrenzen mit den vorher ermittelten Ergebnissen uumlberein Im
Fall des Duplex mit 46DFI stimmen die Ergebnisse nicht Mit dieser Methoode
gemessene Schmelzpunkte des Duplexes haben keine feste Position in Dopelstrang
und damit keine Strischehinderungen
732 46-Difluorbenzimidazol- 46-Difluorindol- 7-N-Purin und 9-Deazapurin-
Nukleoside
Als Grundlage fuumlr die Synthese von fluorierten Indolen waren die Ergebnisse der
fluorierten Benzimidazole Obwohl die basische Struktur sich um ein Stickstoffatom
unterscheidet es ist keine richtige Analogie zwischen den zwei Serien gefunden Das
Forschungsfeld wurde danach durch die theoretischen Ausrechnungen mit Methoden
aus dem Bereich der strukturellen Bioinformatik Molekuumll-dynamiksimulationen und
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 90
freie Energie-Rechnungen ausgeweitet um diese Aumlnderung mit physikalischen
Eigenschaften zu erklaumlren Dadurch wurden noch zwei moumlgliche Nukleoside
modeliert 7-N-Purin und 9-Deazapurin In Abbildung 78 sind die Werte
Dipolmomente und die Elektronenverteilungen gezeigt
46DFBI (μ=307 D) 46DFI (μ=393 D)
7NP (μ=460 D) 9DP (μ=474 D)
Abbildung 78 Ausgerechnete elektrostatisches Feld und Dipol-Momente
Beim Vergleich der ausgerechneten Dipolmomente kann angemerkt werden dass
die Steigerung des Dipolmoments mit der Stabilitaumlt korreliert Von den Bildern in
Abbildung 78 fuumlr die Elektronenverteilungen man kann sehen dass durch
Entfernung einer Stickstoffatom im Fuumlnf-Ringsystem Elektronenverteilung nicht mehr
so deutlich ist
Alle synthetisierten Modifikationen wurden danach in dieselbe 12mer-Straumlnge
eingebaut mit allen vier natuumlrlichen Basen gepaart und die resultierenden
Schmelzpunkte der Duplexe gemessen Alle erhaltenen Schmelzpunkte liegen unter
denen der Duplexe mit natuumlrlichen Basenpaaren Die Ergebnisse sind in der Tabelle
75 gezeigt
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 91
Basenpaar 1Base
Basenpaar 2Base
Tm [ degC ] ΔHdeg [ kcal mol ]
TΔSdeg [ kcalmol ] ( T=298K )
ΔGdeg [ kcalmol ] ( T=298K )
46DFBI
AS 252 551 446 84
A 284 814 722 92
C 287 815 723 92
G 294 848 753 95
U 293 853 758 95
46DFI
AS 253 677 593 84
A 338 569 477 92
C 320 583 489 94
G 302 604 507 97
U 290 727 635 92
7N-Purin
AS 247 829 748 81
A 345 510 411 99
C 322 583 486 97
G 351 601 498 103
U 308 1051 960 91
9D-Purin
AS 248 658 576 82
A 358 547 446 101
C 350 675 571 104
G 354 555 454 101
U 331 950 851 99
Tabelle 75 Schmelzpunkte und thermodynamische Daten von Basenpaaren aus Basen-analogen Nukleosiden und natuumlrlichen Nukleobasen
Die Anfangsvoraussetzung hat sich durch die Paarung mit natuumlrlichen Basen
bestaumltigt Aus der Tabelle 75 kann man sehen dass alle Tm-Werte der 46-
Difluorindol-Nukleosid houmlher als die Tm-Werte des 46-Difluorbenzimidazols sind Die
Tm-Werte des 7-N-Purins sind auch houmlher als die Tm-Werte des 46-
Difluorbenzimidazols Die Steigerungen der Werte bei dem 7-N-Purin Baustein im
Vergleich mit 46-Difluorbenzimidazol sind ungefaumlhr so groszlig wie die Steigerungen 9-
Deazapurin im Vergleich mit dem 46-Difluorindol Baustein
In die Abbildung 79 sind die Tm-Werte graphisch vorgestellt
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 92
Abbildung 79 Graphische Vorstellung der Nukleoside bei Paarung mit
natuumlrlichen Basen
Abbildung 710 zeigt die normierten Schmelzkurven von RNA Duplexen mit
Basenpaaren aus A und 46DFBI 46DFBI 7NP und 9DP Es ist deutlich die geringe
Schwankung der Schmelzpunkte zu erkennen
0
5
10
15
20
25
30
35
40
A C G U
46DFBI7NP46DFI9DP
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 93
04
042
044
046
048
05
052
054
056
058
0 10 20 30 40 50 60
Temperatur [degC]
OD
26
0
9DP
7NP
46DFI
46DFI
Abbildung 710 Schmelzkurven von RNA Duplexen mit Basenpaaren von A und
46-DFBI 46-DFI 7NP und 9DP-Nukleobasen
Aus den erreichten Schmelzpunkten der einzelnen Basenpaare wurden die Beitraumlge
von Solvatation und Basenstapelungswechselwirkungen der einzelnen
Nukleosidanaloga berechnet
Tabelle 76 zeigt die Beitraumlge von Solvatation und
Basenstapelungswechselwirkungen auf die Stabilitaumlt einer Doppelhelix bei Einbau
der synthetisierten modifizierten Nukleoside Die Beitraumlge der Modifizierten-
Nukleoside beziehen sich auf einen Vergleich gegenuumlber Uridin
Nukleosid Stabilitaumltserhoumlhung durch
verstaumlrkte
Basenstapelungswechselwirkungen
Stabilitaumltsverlust durch
geringere Solvatation
46DFBI 27degC 07 kcalmol -62degC -13 kcalmol
7NP 22degC 04 kcalmol -42degC -12 kcalmol
46DFI 280deg 07 kcalmol -66degC -14 kcalmol
9DP 23degC 05 kcalmol -26degC -05 kcalmol
Tabelle 76 Ausgerechnete thermodynamische Daten
Wie bei den Indolen zeigt es sich dass alle modifizierten Nukleoside die Stabilitaumlt
einer Doppelhelix durch verstaumlrkte Basenstapelungswechselwirkungen erhoumlhen
durch geringere Solvatation die Stabilitaumlt aber erniedrigen Die destabilisierenden
Solvatationseffekte sind dabei immer groumlszliger als die stabilisierenden
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 94
Basenstapelungswechselwirkungen Das 46DFI zeigt die beste Stabilisierung durch
Stacking aber gleichzeitig die houmlchste Destabilisierung durch Solvatationseffekte
Den beiden Purin-Nukleoside zeigen deutlich niedrigere Solvatationseffekte als
46DFBI und 46DFI
Die Ausgerechneten Stacking-Werten fuumlr 46DFBI und 7NP unterscheiden sich um
01 kcalmol Die identische Abweichung zeigt auch 9DP von 46DFI
74 Enthalpie ndash Entropie Kompensation
Enthalpie-Entropie-Kompensationen sind ein weit verbreitetes Phaumlnomen in der
molekularen Erkennung (Searle amp Williams 1993 Gallicchio et al 1998) Ihr
Vorkommen ist von zentraler Bedeutung fuumlr sehr viele Vorgaumlnge des Lebens da
diese reversibel sein muumlssen Reversibilitaumlt bedeutet fuumlr diese Vorgaumlnge dass sie
trotz groszliger Enthalpie- und Entropie-Werte eine niedrige freie Enthalpie aufweisen
Bei Nukleinsaumluren tritt dies im Wechselspiel zwischen einerseits ausreichender
Stabilitaumlt der Doppelhelix zur Erhaltung der Struktur und Basenabfolge und
andererseits zur lokalen Oumlffnung der Doppelhelix aus Gruumlnden der Replikation auf
Die Gruumlnde wieso die Enthalpie-Entropie-Kompensation uumlberhaupt auftritt sind bis
zum heutigen Tage nicht abschlieszligend erforscht Molekulare Assoziationen sind
einerseits mit groszligen Exothermizitaumlten und andererseits mit einem starken Verlust an
Entropie verbunden Diese beiden sich kompensierenden Faktoren wurden in einer
Studie genauer auf ihre einzelnen Bestandteile hin untersucht (Searle amp Williams
1993) Dabei wurden eine Reihe von Gleichungen zur Beschreibung der einzelnen
Beitraumlge der Enthalpie Entropie und Freien Enthalpie aufgestellt
ΔGHelix = ΔGr + ΔGh +Δ Gs + ΔGhb
ΔHHelix = ΔHr + ΔHh + ΔHs + ΔHhb
ΔSHelix = ΔSr + ΔSh + ΔSs + ΔShb
(r = interne Rotoren h = hydrophobe Wechselwirkungen s =
Basenstapelungswechsel-wirkungen hb = Wasserstoffbruumlckenbindungen)
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 95
Durch die Einschraumlnkung der freien Rotationen werden fast ausschlieszliglich
entropische Beitraumlge der freien Enthalpie erniedrigt waumlhrend die Enthalpie dieses
Prozesses ungefaumlhr Null bleibt Der hydrophobe Effekt ist ebenfalls Entropie
getrieben Im Gegensatz dazu spielt die Enthalpie dabei fast keine Rolle Umgekehrt
ist die Ausbildung von Basenstapelungswechselwirkungen und Wasserstoffbruumlcken
mit groszligen enthalpischen Anteilen verbunden waumlhrend hierbei entropische Anteile
unbedeutend sind Die enthalpischen Anteile beruhen in der Hauptsache auf
elektrostatischen Faktoren waumlhrend die entropischen Anteile im Wesentlichen auf
dynamische Phaumlnomene zuruumlckgefuumlhrt werden koumlnnen
Beispiele nichtkompensierender Messungen zeigen dass Enthalpie-Entropie-
Kompensationen thermodynamisch nicht erforderlich sind (Gallicchio et al 1998)
Vielmehr beruhen Enthalpie-Entropie-Kompensationen auf einem bestimmten Muster
molekularer Wechselwirkungen
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 96
TS0 [kcalmol]
40 50 60 70 80 90 100
H
0 [kca
lm
ol]
40
50
60
70
80
90
r sup2 = 0977
Abbildun 711 Enthalpie-Entropie-Kompensation von allen vermessenen einfach modifizierten RNA Duplexen
Bei allen im Rahmen dieser Arbeit vermessenen RNA Duplexen wurde ebenfalls eine
Enthalpie-Entropie-Kompensationen festgestellt Abbildung 711 zeigt dieses
Ergebnis Die Regressionsgerade weist mit rsup2 = 0977 einen fast idealen Wert auf
Die Abweichungen der einzelnen Werte von der idealen Ausgleichgeraden liegen im
Bereich der Fehler der UV-Messungen
Enthalpie-Entropie-Kompensation
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 97
75 CD-spektroskopische Untersuchungen
Zur Untersuchung des Einflusses modifizierter Verbindungen auf die Struktur einer A-
Helix RNA wurden die CD-Spektren der modifizierten Duplexe aufgenommen und
analysiert
Die Circular Dichroismus(CD)-Spektroskopie ist eine optische Methode zur
Untersuchung der Sekundaumlr- und Tertiaumlrstrukturen chiraler Biomolekuumlle Sie beruht
auf der unterschiedlich starken Absorption von links und rechts polarisiertem Licht
durch optisch aktive Substanzen Bei dieser nicht destruktiven Meszligmethode wird die
wellenlaumlngabhaumlngige Elliptizitaumlt der Probe gemessen Diese ist uumlber die Intensitaumlt
des rechts bzw linkspolarisierten Lichts nach dem Absorptionsvorgang definiert und
haumlngt uumlber das Lambert Beeracutesche Gesetz mit den Extinktionskoeffizienten der
Probe zusammen In CD-Spektren wird die Elliptizitaumlt als Funktion der Wellenlaumlnge
aufgetragen Die resultierenden Werte werden je nach Vorzeichen als positiver bzw
negativer Cotton-Effekt bezeichnet Der groszlige Vorteil der CD-Spektroskopie liegt in
der Empfindlichkeit der Messung gegenuumlber Veraumlnderungen in der Struktur der zu
untersuchenden Molekuumlle der einfachen Durchfuumlhrbarkeit der Messung der
geringen Probenmenge und der bereits erwaumlhnten nicht destruktiven Natur der
Messung (Gray 1992)
Ein CD-Spektrum liefert allerdings keine genaue Strukturinformation sondern nur ein
strukturabhaumlngiges Gesamtbild Die Intensitaumlt und die Lage einzelner Banden kann
nur im Vergleich mit Spektren bekannter Strukturen interpretiert werden Es koumlnnen
jedoch zuverlaumlssige Aussagen uumlber die Sekundaumlr- und Tertiaumlrstrukturen von
Nukleinsaumluren gemacht werden da die entsprechende A- B- und Z-Form von
Helices charakteristische Spektren aufweisen (Woody 1995) Die A-Helix weist dabei
ein charakteristisches Maximum bei ca 260 nm auf und ein Minimum bei ca 240 nm
Waumlhrend sich die Form der Spektren nicht veraumlndert ist eine Verschiebung der
Maxima und Minima um einige Nanomter moumlglich Diese sind durch die
Sequenzabhaumlngigkeit der Absorption bedingt
Die im Rahmen dieser Arbeit durchgefuumlhrten CD-Untersuchungen wurden an einem
JASCO J-710 Spektrometer mit einem thermostatisierten Kuumlvettenhalter
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 98
durchgefuumlhrt Fuumlr die Messungen wurde der gleiche Puffer verwendet wie bei den
UVVIS-spektroskopischen Untersuchungen jedoch nur ein Fuumlnftel der
Probenmenge da fuumlr dieses Geraumlt kleinere Kuumlvetten zur Verfuumlgung standen
Die monomodifizierten Duplexe wurden im Wellenlaumlngebereich von 350-210 nm
untersucht Die vergleichenden Messungen erfolgten bei 10degC um zu gewaumlhrleisten
dass die beiden Oligonukleotid-Straumlnge vollstaumlndig als Duplex vorliegen Zudem
wurden die Messungen unter kontinuierlichem N2-Strom durchgefuumlhrt um eine
Kondensation von Luftfeuchtigkeit an der Glaswand der Kuumlvette und somit eine
Stoumlrung der Messung zu unterbinden
Abbildung 711 CD-Spektren der RNA-Duplexe mit Fluormodifizierteindolen
gepaart mit A
Alle in Abbildung 711 gezeigten CD-Spektren zeigen den fuumlr eine A-Helix
charakteristischen Kurvenverlauf Es ist eine deutlich houmlhere Elliptizitaumlt der 6FI
modifizierte Duplex bei dem Hauptmaximum festzustellen Dieses Hauptmaximum
zeigt dass dieser Strang eine bessere Stabilitaumlt hat
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
200 220 240 260 280 300 320 340
4FI
6FI
7FI
I
46DFI
5FI
7 Spektroskopische Untersuchungen der Oligonukleotide 99
Abbildung 712 CD-Spektren der RNA-Duplexe gepaart zwischen 46DFBI
46DFI 7NP 9DP und A
CD-Spektroskopische Untersuchungen wurden auch an RNA-Duplexen modifiziert
mit 46DFBI 46DFI 7NP und 9DP und mit A hybridisiert durchgefuumlhrt
Aus den Spektren laumlsst sich erkennen dass die Haupmaxima uumlber die Stabilitaumlt
aussagen Eine deutlich geringere Elliptizitaumlt wurde bei 46DFBI gemessen waumlhrend
das houmlchste Maximum bei 9DP ist Diese korreliert sehr gut mit gemessenen Tm-
Werten
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
190 210 230 250 270 290 310 330 350
λ [ nm ]
θ [
mg
rad
]
9NP
7NP
46DFI
46DFBI
8 PMF Berechnungen 100
8 PMF Berechnungen
Aufgrund der von Parsch und Engels 2002 (Parsch 2002) durchgefuumlhrten
Experimente konnte gezeigt werden dass 46-Difluorbenzimidazol (5) und 24-
Difluorbenzol (6) zwei universale Basen mit der niedrigsten Destabilisierung des RNA
12mers und den kleinsten Energie-Unterschieden in Bezug auf die
gegenuumlberliegende natuumlrliche Base sind Es wurde vermutet dass keine typischen
Wasserstoffbruumlcken zwischen der Fluorbase und der natuumlrlichen Base vorliegen
Vielmehr werden schwache dipolare C-FH-X-Wechselwirkungen als stabilisierende
Kraft vorgeschlagen (Parsch 2002) Um die zugrunde liegenden stabilisierenden
Kraumlfte der Fluorbasen bzw deren Universalitaumlt weiter zu untersuchen wurden
bdquoPotential of mean forceldquo (PMF) Berechungen mit Hilfe von Molekulardynamik(MD)-
Simulationen durchgefuumlhrt (siehe Methoden Teil) Diese untersuchten Basen-
Paarungen sind in Abbildung 82 gezeigt Zudem sollte geklaumlrt werden was der
stabilisierende Beitrag der Fluorsubstituenten im Vergleich zu Toluol ist Aufgrund der
Ergebnisse dieser Berechungen konnten neue bdquouniverselleldquo Basen vorhergesagt und
mit weiteren Experimenten validiert werden
81 Methoden
Die Berechnungen PMF (potential of mean force) wurden mit dem AMBER8
Molekular Simulationspaket ausgefuumlhrt (Case at al 2005) Strukturen von
natuumlrlichen Basen wurden von nucgen Modul AMBER uumlbernommen und modifiziert
durch Umtausch von Ribose mit Methyl-Gruppe Aumlhnlich natuumlrliche PurinPyrimidin
Basen wurden als Toluen 24-Difluorotoluen und 46-Difluoro-1-methyl-benzimidazol
8 PMF Berechnungen 101
modifiziert Alle Berechnungen wurden mit parm94 (Cornell at al 1995) und gaff
(Wang at al 2004) Parameter-Set ausgefuumlhrt Folgend RESP Methodologie (Bayly
1993) wurde die Atomladung von natuumlrlichen Basenanaloga bestimmt Im der Fall
natuumlrlichen Basen wurde die Atomladung der Methyl-Gruppe auf der glykosidische
Seit allgemein neutral gerichtet mit Atomladung der Base uumlbernommen von AMBER
Bibliothek
Nicht-natuumlrliche Basen wurden jeweils mit A und C gepaart Watson-Crick
Basenpaargeometrie wurde durch Uumlberlagerung auf die Struktur einer natuumlrlichen A-
Form RNA erhalten Um die Bewegungen der Basen gestapelten Konformationen
waumlhrend den Simulationen zu verhindern wurden vier Bindungswinkel angelegt nach
Referenz Stofer at al 1999 und exemplarisch in Abb81 gezeigt (gelbe Linien)
Aumlhnlich Propellerwinkel zwischen zwei Basen wurde in Order planer Konfiguration
eingeschraumlnkt (Abbildung 81 orange-Linien) Die Basen wurden in eine Box von
TIP3P(Jorgensen at al 1983) Wassermolekuumlle plaziert Molekular Dynamik (MD)
Simulationen wurden mit sander Modul von AMBER Programmpaket ausgefuumlhrt
mittels periodischer Randbedingungen und particle mesh Ewald method (PME)
(Dorden at al 1993) um weiterraumlumige elektrostatische Wechselwirkungen zu
bearbeiten Alle Simulationen wurden in NVT ensemble bei 300K ausgefuumlhrt mit
Zeitschritten von 2fs Zur Beschraumlnkung fuumlr alle Bindungen an denen H beteiligt sind
wurde der SHAKE (Ryckaert at al 1977) Algorithmus verwendet
PMF wurden mittels Umbrella Sampling (Torrie 1977) berechnet Hier wurde das
System eingeschraumlnkt auf engem Bereich der Koordinate bei Anwendung eines
quadratischen Potentials Vi(r) In unserem Fall der Abstand zwischen zwei
Atomringen wie das in Abb81 gezeigt ist (tiefrote Linie) wurde als
Reaktionskoordinate benutzt Von beeinflusst Haumlufigkeitverteilung Pi(r) erhalten fuumlr
jedes Intervall i PMF Wi(r) wurde Nachbearbeitung mittels WHAM erhalten (Bouzida
1992)
iiiBi CrVrPTkrW )()(ln)(
In dieser Methode sind Histogramme Pi(r) kombiniert und die Faktoren Ci werden
iterativ so angepasst dass eine optimale Loumlsung resultiert die die
8 PMF Berechnungen 102
Kontinuitaumltsbedingungen erfuumlllt Am Ende werden so die resultierende PMF vertikal
so verschoben dass die laumlngsten Distanzen Null werden Abstaumlnde r wurden von 3
bis 10 Ǻ in 1 Ǻ Schritte durchmustert wobei jeweils 200 ps Aumlquilibrierung vor dem
eigentlichen Durchmustern von mindestens 800ps fuumlr jedes Intervall erfolgte
Abbildung 81 Abstand zwischen zwei Atomringe
82 Ergebnisse und Diskussion
Die freien Energie Kurven der verschiedenen Basenpaarungen der Fluorbasen 5 und
6 jeweils gegen A und C sind in Abb 83 gezeigt Alle Kurven sind bei dem
maximalen simulierten Abstand zwischen den Basen auf Null gesetzt worden Wie
aufgrund des vorangegangenen Experiments (Parsch 2002) erwartet lassen sich
anhand der Energieprofile in Abb 83 keine Unterschiede in Bezug auf die
gegenuumlberliegende Base beobachten Der universale Charakter der Fluorbasen 5
und 6 wird in der Simulation wiedergegeben Die Basenpaarung mit 5 bzw 6 ist
allerdings mit +07 kcalmol unguumlnstig im Vergleich zu -31 kcalmol bei dem Watson-
Crick Basenpaar AU (Daten nicht gezeigt) Das erste Energieminimum der 5 bzw 6
Basenpaare liegt auch bei einem groumlszligeren Abstand zwischen den Basen als bei AU
(36 Aring vs 30 Aring) Dies laumlsst vermuten dass bei 5 bzw 6 keine klassischen
Wasserstoffbruumlcken wie bei einer Watson-Crick Basenpaarung vorliegen und
moumlglicherweise die Desolvatation der Fluorsubstituenten ein wichtiger
stabilisierender Faktor ist Um dies genauer zu untersuchen wurden PMF-
8 PMF Berechnungen 103
Berechnungen fuumlr die schwaumlchere universale Base ohne Fluorsubstituenten (Toluen)
durchgefuumlhrt
Auch fuumlr Toluen stimmen Simulation und Experiment dahingehend uumlberein dass sich
keine Unterschiede im Energieprofil in Bezug auf die gepaarte Base beobachten
lassen (Abbildung 83 schwarze und orangene Kurve) Die Basenpaarung mit
Toluen ist mit +16 kcalmol noch unguumlnstiger als die mit 46-Difluorbenzimidazol (5)
bzw 24-Difluorbenzol (6) Anhand der ungefaumlhr gleichen Energie (~19 plusmn 03
kcalmol) der
NN
N
NNH2
NN
N
NNH2
H3C
F
F CH3
N
NH2
H3C F
F
CH3O
N
NF
F
CH3H3C
N
NF
F
CH3N
NH2
H3C O
NN
N
NNH2
H3C
CH3
N
NH2
H3C OCH3
Abbildung 82 Mit MD untersuchte Basenpaare A-5 (blau) C-5 (rot) A-6 (gruumln) C-6 (magenta) A-Toluen (schwarz) und C-Toluen (orange)
8 PMF Berechnungen 104
3 4 5 6 7 8 9 10 11-1
0
1
2
3
4
5
6
7P
MF
[kcalm
ol]
r [Aring]
3 4 5 6 7 8 9 10 11-1
0
1
2
3
4
5
6
7P
MF
[kcalm
ol]
r [Aring]
Abbildung 83 Freie Energie Kurve fuumlr die Basenpaare A5 (blau) C5 (rot) A6
(gruumln) C6 (magenta) AToluen (schwarz) und CToluen (orange)
ersten Energiebarriere im PMF bei ca 47 Aring Abstand zwischen den gepaarten Basen
laumlsst sich schlieszligen dass bei allen in Abb 83 gezeigten Basenpaarungen der
Energieaufwand gleich hoch ist waumlhrend der Annaumlherung zwischen den Basen sich
befindendes Wasser zu verdraumlngen Der Unterschied in den PMF-Werten am ersten
Minimum muss also in den Interaktionen der Fluorsubstituenten in 46-
Difluorbenzimidazol bzw 24-Difluorbenzol im Vergleich zu Toluen liegen was auf
schwache dipolare C-FhellipH-X bzw XhellipH-C Wechselwirkungen hinweist die schon in
Referenz Justin 2004 beschriebenen wurden
83 Vorhersage
Aufgrund der identifizierten Stabilitaumltseigenschaften der Fluorbasen B und E und
unter Beruumlcksichtigung der Bioisosterie von in Heteroaromaten befindendem
Stickstoff und an einen Aromaten gebundenem Fluor wurden die ersten drei in
Tabelle 81 aufgefuumlhrten Verbindungen als alternative universelle Basen
8 PMF Berechnungen 105
N
N
N
N
CH3
vorgeschlagen Fuumlr jede der Basen wurden wieder PMFs fuumlr die Basenpaarung mit A
und C berechnet Anhand der errechneten freien Energien konnte 7-N-Purin als
vielversprechendste universelle Base
X = universale Base ΔG fuumlr XA [ kcalmol] ΔG fuumlr XC[ kcalmol]
CH3
NC
NC
049 005
CH3
O2N
O2N
-047 -091
075 098
N
N
N CH3
080 105
Tabelle 81 Vorgeschlagene alternative bdquouniverselleldquo Basen 24-Dicyanotoluen (blau) 24-Dinitrotoluol (rot) 7-N-Purin (gruumln) und 9-Deasapurin (magenta) und die Freie Energie ΔG berechnet aus jeweiligen PMFs
identifiziert werden (Tab 81) da sie die geringsten Unterschiede in den freien
Energien in Bezug auf die jeweils gepaarte Base aufweisen und die Energien in etwa
im Bereich von 5 und 6 liegen Neue Experimente wurden durchgefuumlhrt um die
vorhergesagten Eigenschaften der Purine zu validieren Fuumlr die aus den
Experimenten resultierenden potentiellen universellen Base 9-Deaza- und 7-N-Purin
wurden ebenfalls PMF-Berechungen durchgefuumlhrt (Tab 81 letzte Zeile)
8 PMF Berechnungen 106
84 Schlussfolgerung
Zusammenfassend laumlsst sich sagen dass die aus den Simulationen berechneten
relativen freien Energien fuumlr alle Basenpaarungen mit experimentellen Ergebnissen
dahingehend uumlbereinstimmen dass sie den universellen Charakter der
Basenanaloga betonen Die universellen Basen zeigen das gleiche freie Energie
Profil ungeachtet der gegenuumlberliegenden Base Es konnte gezeigt werden dass der
Energieaufwand fuumlr die Desolvatisierung der Basenpaare fuumlr Toluen und 46-
Difluorbenzimidazol 24-Difluorbenzol aumlquivalent sind Des Weiteren wurden
schwache aber attraktive C-FhellipH-X bzw XhellipH-C Dipolinteraktionen der Fluorbasen
als ausschlaggebend fuumlr die Stabilisierung der RNA identifiziert Im Vergleich zu
Watson-Crick Basenpaaren ist die Basenpaarung mit Fluorbasen eher unguumlnstig7-
N-Purin wurde aufgrund der durchgefuumlhrten Simulationen als potentielle universelle
Base identifiziert und durch die nachfolgenden Experimente als solche bestaumltigt
(siehe Kapitel 7) Auch die aus dem Experiment resultierende Base 9-Deazapurin
wurde von den Simulationen als universelle Base bestaumltigt
9 Zusammenfassung amp Ausblick 107
9 Zusammenfassung amp Ausblick
Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden modifizierte Nukleoside synthetisiert um
ihren Einfluss auf die Stabilitaumlt von RNA-Duplexen zu untersuchen
Bei den fluorierten Benzimidazol-Nukleosidanaloga handelt es sich um universelle
Basen die bei der Basenpaarung nicht zwischen den vier natuumlrlichen Nukleosiden
unterscheiden koumlnnen Die dabei auftretende Destabilisierung der RNA-Duplexe
sollte durch die Aumlnderung physikalisch-chemischer Eigenschaften vermindert
werden Durch die Synthese der fluorierten Indol-Nukleosidanaloga mit denselben
Fluoratompositionen sollte nachgewiesen werden welche Rolle ein ausfallendes
Stickstoffatom im Fuumlnfring-System spielt (Abbildung 91)
OO
O OH
N
F
OO
O OH
N
OO
O OH
N
F
F
5FI
6FI
4FI
OO
O OH
N
7FI
FO
O
O OH
N
F
F
46 DFI
OO
O OH
N
I
OO
O OH
AS
Abbildung 91 Synthetisierte Fluoroindol-Nukleosidanaloga
9 Zusammenfassung amp Ausblick 108
Weitere Untersuchungen wurden so entwickelt dass die zwei spC-F in 46DFBI wie
auch in 46DFI mit Stickstoffatomen getauscht wurden So wurde noch eine neue
Serie Nukleosidanaloga synthetisiert (Abbildung 92) Schlieszliglich wurde noch 1-
Desoxy-D-ribofuranose AS als absischer Baustein synthetisiert
OO
O OH
N
NN
N
7NP
OO
O OH
N
F
F
46 DFI
OO
O OH
N
N
NO
O
O OH
N
N
F
F
46DFBI 9DP
Abbildung 92 Synthetisierte 7-N-Purin und 9-Deazapurin-Nukleoside
Die Synthese der Indol- und 9-Deazapurin-Nukleosidanaloga wurde uumlber eine
Glycsilierungsreaktion mit geeignet geschuumltzter Deoxyribose durchgefuumlhrt Dies
wurde uumlber vier Stufen ohne Aufreinigung aus Deoxyribose synthetisiert Die
entsprechenden Deoxy-nukleoside wurden danach in fuumlnf Schritten zu Ribo-
nukleosiden transformiert Nach der Entschuumltzung von Toluoyl-Gruppen wurden die
5acute- und 3acute-OH Gruppen sukzessiv geschuumltzt Nach simultaner 5acute-OH Entschuumltzung
und 3acute-OMs Eliminierung wurden die gewuumlnschten Ribonukleoside durch
katalytische Dihydroxilierung erhalten Die Darstellung der Verbindung 7NP erfolgte
uumlber die Silyl-Hilbert-Johnson-Reaktion Der abasische Baustein AS wurde
ausgehend von 235-Tri-O-benzyl-ribofuranose durch Dehydroxylierung und
anschlieszligende Entschuumltzung erreicht
Von allen Nukleosiden gelang es Kristalle aus Wasser oder Methanol zu erhalten
und roumlntgenkristallographisch zu untersuchen Die Kristallpackungen zeigten eine
sehr interessante Anordnung der Molekuumlle Alle Fluorindol-Nukleoside mit Ausnahme
von 7-N-Purin-Nukleosid 7NP zeigten nicht die fuumlr aromatische Systeme normale
Fischgraumlten-Struktur sondern eine Anordnung in der die Molekuumlle gegenuumlberliegen
Die Kristallpackung besteht abwechselnd aus hydrophilen und lipophilen Schichten
Die hydrophilen Schichten bestehen aus den Zuckeruntereinheiten und die lipophilen
9 Zusammenfassung amp Ausblick 109
aus den Fluoraromaten Die Zucker sind durch Wasserstoffbruumlcken miteinander
verbunden Fuumlr die Orientierung der Molekuumlle zueinander sind aber die Fluoratome
verantwortlich In der Kristallpackung von 7-Fluorindol-Nukleosid 7FI kann ein Fluor-
Wasserstoff-Abstand von nur 230 pm detektiert werden Dies ist deutlich kuumlrzer als
die Summe der van-der-Waals Radien von Fluor und Wasserstoff von 255 Aring Der
Abstand wird zwischen dem Fluor des einen Nukleosids und einem Wasserstoff
eines gegenuumlberliegenden Nukleosids gemessen Der Abstand von 230 Aring ist einer
der kuumlrzesten jemals in Kristallen gemessenen F-H Abstaumlnde des Typs Cspsup2-FH-
Cspsup2 Bedingt durch diesen kurzen Abstand kann von einer FH Wasserstoffbruumlcke
gesprochen werden Auf der anderen Seite in der Kristallstruktur von 4-Fluorindol-
Nukleosid 4FI konnte ein F-H Abstand von 269 Aring nachgewiesen werden welcher
deutlich laumlnger als die Summe der van-der-Waals Radien von Fluor und Wasserstoff
ist
Die Nukleoside wurden auf ihre Lipophilie hin untersucht Zu diesem Zweck wurden
Octanol-Wasser Verteilungskoeffizienten der Nukleoside gemessen Die fluorierten
Nukleoside zeigten im Gegensatz zu den nichtfluorierten Nukleosiden eine deutlich
groumlszligere Lipophilie
Nach Umsetzung der Nukleoside zu den Phosphoramiditen konnten diese
kupplungsfaumlhigen Monomere in den RNA-Festphasensynthesen eingesetzt und in
RNA 12mere eingebaut werden
Um den Einfluss der aromatischen Fluorosubstitutionen auf die thermodynamische
Stabilitaumlt von RNA-Duplexen zu untersuchen wurden UVVIS- und CD-
spektroskopische Messungen an monomodifizierten RNA 12meren durchgefuumlhrt Aus
den erhaltenen Schmelzkurven wurden die Schmelzpunkte bestimmt (Abbildung 93)
und die thermodynamischen Daten ausgerechnet
Die Anwendung hydrophober Fluorsubstituierter Nukleobasen fuumlhrte im Fall der
fluorierten Indol-Nukleoside zu Destabilisierung im Vergleich mit natuumlrlichen
Basenpaaren
9 Zusammenfassung amp Ausblick 110
Fluoriertre Indol-Nukleoside gepaart mit natuumlrlichen Basen
0
5
10
15
20
25
30
35
40
4FI 5FI 6FI 7FI 46DFI I
Tm
-We
rt [
degC]
A
C
G
U
Abbildung 93 Graphische Darstellung der Schmelzpunkte der RNA-Duplexe
Aus den folgenden Resultaten laumlsst sich zusammenfassen
1 Position der Fluoratom in fluorierten Indole spielt eine wesentliche Rolle fuumlr die
Stabilitaumlt des RNA-Duplex
2 6FI bildet die stabilste Basenpaaren mit natuumlrlichen Basen
3 Basenpaarung von 4FI traumlgt eine deutlich houmlhere Destabilisierung Fuumlr diese
Modifikation wurden auch die laumlngsten Abstandwerte zwischen C-FhellipH in der
Kristallpackung gemessen (Die Vermutung liegt nahe dass diese Base sich
auszligerhalb des Duplex befindet)
4 Alle Fluorindol-Basenanaloga zeigen die Tendenz zur Paarung mit Adenosin
5 Bei 46DFI handelt sich um universelle Base
Um noch weniger destabilisierende universelle Basen zu finden wurde das
Forschungsfeld mit Methoden aus dem Bereich der strukturellen Bioinformatik
Molekuumll-dynamiksimulationen und freie Energie-Rechnungen ausgeweitet
Resultierende Simulationen fuumlhrten zu zwei neuen Basen 7NP als Analogon zu
46DFBI und 9DP als Analogon zu 46DFI (siehe Kapitel 8) Theoretische
Rechnungen lieszligen sich bestaumltigen durch experimentelle Ergebnisse (Abbildund
94)
9 Zusammenfassung amp Ausblick 111
Modifizierte Basenpaare
0
5
10
15
20
25
30
35
40
A C G U
Tm
-Wert
[degC
]
46DFBI
7NP
46DFI
9DP
Abbildung 94 Graphische Darstellung der Schmelzpunkte der RNA-Duplexe
Die so entstandene Serie von Purin-Basenanaloga hat uns gezeigt dass der
Austausch von Fluoratomen durch Stickstoffatome stabilisierende Effekte bringt Die
chemischen Aumlnderungen beeinflussen die physikalischen Eigenschaften welche
dadurch Stabilisierung oder Destabilisierung des RNA-Duuplex dirigieren In
Abbildung 95 befinden sich ausgerechnete Dipolmomente
46DFBI (μ=307 D) 46DFI (μ=393 D) 7NP (μ=460 D) 9DP (μ=474 D)
Abbildung 95 Ausgerechnete elektrostatisches Feld und Dipolmomente
9 Zusammenfassung amp Ausblick 112
Somit koumlnnen wir fuumlr diese Serie folgendes resuumlmieren
46FI als universelles Base Analogon zu 46DFBI zeigt geringere
destabilisierende Effekte auf den 12mer RNA-Duplex
Umtausch von Fluoratomen in den beiden Basen (46DFI und 46DFBI)
resultiert in deutlich besserer Basenpaarung
Auserrechnete thermodynamische Parametern (von gemessenen Tm-Werten)
wurde ersichtlicht dass houmlhere Tm-Werte durch geringere Destabilisierung
aus Solvatation resultieren nicht aus erhoumlhten Stacking Effekten des RNA-
Duplex
Aus den in dieser Doktorarbeit gewonnenen Erkenntnissen eroumlffnen sich neue
interessante Arbeitsgebiete
Synthese der Triphosphate der modifizierten Nukleoside sowie enzymatische
Einbauversuche
Einbau der als universellen Basen erkannten Nukleoside in Ribozyme mit Test
der Enzymselektivitaumlt und Enzymaktivitaumlt
Der Einsatz der artifiziellen Nukleoside in der RNA Interferenz
10 Experimenteller Teil 113
10 Experimenteller Teil
101 Allgemeines
1011 Chromatographie
Fuumlr die Chromatographie (DC pDC und FC) wurden folgende Loumlsungsmittel
eingesetzt
Acetonitril pa
Ethylacetat technische Qualitaumlt wurde uumlber Calciumchlorid getrocknet und
destilliert
n-Hexan technische Qualitaumlt wurde bei Normaldruck destilliert
Isopropanol technische Qualitaumlt wurde bei Normaldruck destilliert
Methanol technische Qualitaumlt wurde bei Normaldruck destilliert
Methylenchlorid techn Qualitaumlt wurde uumlber Calciumchlorid getrocknet und
destilliert
Wasser reinst
1011a Duumlnnschichtchromatographie (DC)
Fuumlr die analytische Duumlnnschichtchromatographie wurden mit Kieselgel 60
beschichtete Aluminiumfolien mit Fluoreszenzindikator verwendet (Merck Nr 5554
02 mm Schichtdicke) die auf eine Groumlszlige von 2 - 5 10 cm zugeschnitten wurden
Die Laufstrecke betrug 8 - 9 cm Alle Rf-Werte wurden bei Kammersaumlttigung ermittelt
UV-aktive Substanzen wurden mit einer UV-Lampe bei einer Wellenlaumlnge von 254
10 Experimenteller Teil 114
nm detektiert Duumlnnschichtchromatogramme mit UV-inaktiven Zuckern wurden mit
einem Reagenz aus 10 konz Essigsaumlure 5 Anisaldehyd und 5 konz
Schwefelsaumlure in 75 igem waumlssr Ethanol bestrichen und mit einem Heiszligluftfoumln auf
etwa 300degC erhitzt Dabei faumlrbten sich die Verbindungen schwarz
Die Dimethoxytritylgruppe konnte durch Uumlberleiten von Salzsaumluredaumlmpfen detektiert
werden Es erfolgte eine Orangefaumlrbung
1011b Praumlparative Duumlnnschichtchromatographie (pDC)
Fuumlr die praumlparative Duumlnnschichtchromatographie wurde ein Chromatotron der Firma
Harrison Research (Modell 7924 T) verwendet Als Trennmaterial diente hierbei
gipshaltiges Kieselgel (Merck 60 PF254 Nr 7749) das in Schichtdicken von 1 2 bzw
4 mm auf entsprechende Glasplatten (Durchmesser 20 cm) aufgetragen wurde Die
Detektion der UV-aktiven Substanzen erfolgte bei einer Wellenlaumlnge von 254 nm
1011c Praumlparative Saumlulenchromatographie (Flash-Chromatographie FC)
Die Flash-Saumlulenchromatographie (Still et al 1978) wurde mit Kieselgel 60
(Korngroumlszlige 40-63 m Merck Nr 9385) als Trennmaterial durchgefuumlhrt Es standen
Saumlulen verschiedener Durchmesser zur Verfuumlgung Die Trennungen wurden wie bei
den Einzelverbindungen in Kapitel 7 beschrieben entweder isokratisch oder mit
Stufengradienten durchgefuumlhrt
1011d Hochleistungsfluumlssigkeitschromatographie (HPLC)
Die HPLC Aufreinigungen der Oligonukleotide wurden auf Anlagen von JASCO
durchgefuumlhrt Details sind in Kapitel 7 beschrieben Die Retentionszeiten der
ungeschuumltzten Nukleoside wurden ebenfalls auf der Anlage von JASCO bestimmt
Details sind in Kapitel 7 beschrieben
10 Experimenteller Teil 115
1012 Spektroskopie
1012a NMR-Spektroskopie
Die NMR-Spektren wurden auf den Geraumlten AMX 250 WH 270 und AMX 400 der
Firma Bruker aufgenommen Die chemische Verschiebung (ppm) wurde auf das
jeweilige Loumlsungsmittelsignal geeicht Als Loumlsungsmittel wurden DMSO-d6 mit =
249 ppm und CDCl3 mit = 727 ppm fuumlr die 1H-NMR-Spektren sowie DMSO-d6 mit
= 395 ppm und CDCl3 mit = 770 ppm fuumlr die 13C-NMR-Spektren verwendet Fuumlr
die 19F-NMR-Spektren in DMSO-d6 wurde CCl3F als Standard verwendet und auf ndash
1629 ppm geeicht Alle Spektren wurden bei einer Temperatur von 300 K
aufgenommen
1012b UVVIS-Spektroskopie
Die UV-Spektren wurden an einem UV-Spektralphotometer der Firma Varian (Modell
Cary 1) aufgenommen
1013 Massenspektrometrie
Die Massenspektren wurden auf Geraumlten der Firmen VG Analytical und VG Biotec
(heute Micromass) aufgenommen Fuumlr die Electrospray-Ionisation (ESI) stand eine
VG Platform II mit Quadrupol Analysator zur Verfuumlgung Spektren mit
matrixunterstuumltzter Laserdesorption Ionisation (MALDI) wurden auf einem
Flugzeitmassenspektrometer (VG Tofspec) entweder im linearen oder im
Reflectronmodus gemessen
10 Experimenteller Teil 116
1014 Elementaranalyse
Die Elementaranalysen wurden an einem Geraumlt der Firma Foss-Heraeus (CHN-O-
Rapid) durchgefuumlhrt
1015 Verwendete Chemikalien
1235 Tetra-O-acetyl--D-ribofuranose = -D-Ribofuranose-1235-tetraacetat
C13H18O9 [31828] Aldrich Nr 15902-6 98 Smp 81-83degC
12-Dichlorethan = Ethylenchlorid C2H4Cl2 [9896] Fluka Nr 03527 puriss absolut
uumlber Molekularsieb 995 H2O lt 0005 Sdp 84degC d = 1253
1-Butanol C4H10O [7412] Fluka Nr 19430 purum 98 Sdp 116-118degC d =
081
1-Methyl-2-pyrrolidinon C5H9NO [9913] Aldrich Nr 27045-8 gt 99 fuumlr die HPLC
Sdp(10 mm) 81-82degC d = 1028
1-Methylimidazol C4H6N2 [8211] Fluka Nr 67560 puriss 99 Sdp 195-197degC
d = 1033
1-Octanol C8H18O [13023] Fluka Nr 74848 fuumlr die UV-Spektroskopie 995 d
= 082
24-Difluorobenzaldehyd C7H4F2O [14211] Fluka Nr 36886 purum gt 970 Sdp
65-66degC d=1305
2-Deoxy-D-erythro-pentose C5H10O4 [13413] Fluka Nr 31170 purum 990
2-Fluoracetanilid C8H8FNO [15316] Lancaster Nr 1201 98 Smp 75-77degC
2-Fluorobenzaldehyd C7H5FO [12412] Fluka Nr 46550 purum gt 980 Sdp
172-174degC d=1187
44-Dimethoxytriphenylmethylchlorid = 44-Dimethoxytritylchlorid (DMTrCl)
C21H19ClO2 [33883] Merck Nr 818616 gt 99 Smp 120-123degC
4-Fluorobenzaldehyd C7H5FO [12412] Fluka Nr 46570 purum gt 980 Sdp
181degC d=1157
4-Fluoroindol C8H6FN [13514] Fluorochem Nr 005409
10 Experimenteller Teil 117
4-Methyl-benzoylchlorid=p-Toluoylchlorid CH3C6H4COCl [15459] Fluka Nr76220
purum 980 Sdp 225-227degC d=1169
4-Methyl-morpholin-4-oxid-Monohydrat C5H11NO2H2O [13516] Fluka Nr 67873
puriss 970 Smp 71-73degC
5-Fluoroindol C8H6FN [13514] Fluorochem Nr 006240
7-Fluoroindol C8H6FN [13514] Fluorochem Nr 005411
Acetonitril C2H3N [4105] Fluka Nr 00695 puriss 995 absolut uumlber
Molekularsieb H2O 001 Sdp 82degC d = 0782
Acetonitril C2H3N [4105] Fluka Nr 00709 puriss 995 absolut uumlber
Molekularsieb H2O 0001 Sdp 82degC d = 0782 (fuumlr die Synthese der
Phosphoramidite verwendet)
Acetonitril C2H3N [4105] Roth Nr 88252 995 fuumlr die HPLC Sdp 81-82degC d =
078
Acetylchlorid C2H3ClO [7850] Fluka Nr00990 puriss 990 Sdp 52degC d=1105
Aminomalonsaumlure-diethylester-hydrochlorid C7H13NO4HCl [21165] Fluka Nr
08360 purum gt 990 Smp 165-170degC
Ammoniak NH3 (g) [1703] Linde eingesetzt wie gekauft
Ammoniakloumlsung NH4OH [3505] Merck Nr 105426 32 reinst d = 088
Ammoniumchlorid NH4Cl [5349] Fluka Nr 09702 purum pa 99
Argon Qualitaumlt 48 Linde eingesetzt wie gekauft
Bortrifluorid-Ethyletherat BF3C4H10O [14193] Fluka Nr 15719 purum saumlurefrei
Sdp 128degC d = 113
Bromessigsaumlure-methylester C3H5BrO2 [15298] purum gt 970 Sdp 144-145degC
d=1664
Celite-Filtergel Fluka Nr 22139 Filterhilfsmittel leicht gegluumlht
Chloroform-d1 CDCl3 [12037] Deutero GmbH 998 Atom D stabilisiert mit Silber
Cyclohexen C6H10 [8215] Fluka Nr 29240 purum 99 stabilisiert mit ~001
26-Di-tert-butyl-p-kresol Sdp 81-84degC d = 081
Deuteriumoxid D2O Deutero GmbH 999 Atom D
Diethylether C4H10O [7412] Fluka Nr 31685 puriss 995 uumlber Molekularsieb
stabilisiert mit 26-Di-tert-butyl-p-kresol Sdp 35-36degC d = 0713
Diethylpyrocarbonat (DEPC) C6H10O5 [16214] Fluka Nr 32490 purum 97
Sdp 160-163degC d = 112
10 Experimenteller Teil 118
Diisopropylamin C6H15N [10119] Aldrich Nr 47122-4 995 d = 0722
Diisopropylethylamin (Huumlnigs Base DIPEA) C8H19N [12925] Aldrich Nr D12580-6
99 Sdp 127degC d = 0742
Dimethylsulfoxid-d6 (DMSO-d6) C2D6OS [8413] Groupe C E Saclay
998 Atom D
Dinatriumhydrogenphosphat Dodecahydrat Na2HPO412H2O [35814] Fluka Nr
71650 puriss pa kristallisiert
Dioxan C4H8O2 [8811] Riedel-de Haeumln Nr 33147 fuumlr Analyse 995
Essigsaumlure C2H4O2 [6005] Riedel-de Haeumln Nr 33209 998 Sdp 117-118degC
d = 1049
Essigsaumlureanhydrid C4H6O3 [10209] Fluka Nr 45830 puriss pa Sdp 138-140degC
d = 108
Ethanol C2H6O [4607] Riedel-de Haeumln Nr 32205 fuumlr Analyse
Formamidin-acetat CH4N2CldquoH4O2 [10411] Fluka Nr 47690 purum gt 980
Smp 160degC
Indol C8H7N [11715] Fluka Nr 57190 puriss 990 Smp 52-53degC
Isoxasol C3H3NO [6906] Fluka Nr 59948 purum gt 970 Sdp 193-95degC
d=1077
Kaliumhydroxid KOH [5611] Fluka Nr 60370 puriss pa Plaumltzchen 86
Kaliumhydroxid KOH [5611] Fluka Nr 60380 purum Pulver 85
Kupfer Cu [ 6355] Fluka Nr 61141 purum 99
Lithiumchlorid LiCl [4239] Fluka Nr 62480 purum pa
Magnesiumsulfat MgSO4 [12037] Riedel-de Haeumln Nr 13143 reinst getrocknet
Methanol CH4O [3204] Fluka Nr 65542 puriss gt 995 uumlber Molekularsieb
H2O 100 ppm Sdp 64-65degC d = 079
Methanol CH4O [3204] Riedel-de Haeumln Nr 32213 gt 998 max 005 H2O
Sdp 64-65degC d = 0792
Methansulfochlorid CH3ClO2S [11455] puriss 990 Sdp 53-55degC d=1476
Methylenchlorid = Dichlormethan CH2Cl2 [8493] Fluka Nr 66749 puriss gt 995
uumlber Molekularsieb H2O 50 ppm Sdp 40degC d = 1325
Molekularsieb 3 Aring Fluka Nr 69831
Natrium hydrid NaH [2400] Aldrich Nr 223441 purum 95 Smp 800degC
Natriumacetat C2H3O2Na [8203] Acros Nr 14961 techn gt 95
Natriumazid NaN3 [6501] Fluka Nr 71290 purum gt 990
10 Experimenteller Teil 119
Natriumcarbonat Na2CO3 [10599] Merck Nr 106395 mind 995 wasserfrei
Natriumchlorid NaCl [5844] Merck Nr 1540 gt 995
Natriumdihydrogenphosphat Dihydrat NaH2PO42H2O [15601] Fluka Nr 71500
purum pa kristallisiert
Natriumdithionit Na2 O4S2 [17411] Fluka Nr 71699 purum~85
Natriumethoxid C2H5ONa [6805] Fluka Nr 71210 techn gt 95
Natriumhydrogencarbonat NaHCO3 [8401] Fluka Nr 71630 purum gt 98
Natriumhydroxid NaOH [4000] Gruumlssing Nr 12155 99
n-Hexan C6H14 [8617] Fluka Nr 52766 puriss absolut uumlber Molekularsieb H2O
001 Sdp 69degC d = 0659
Palladiumhydroxid auf Kohle (Pearlmanacutes Katalysator) Fluka Nr 75990 puriss 10
Palladium
Phosphorpentoxid P2O5 [14194] Riedel-de Haeumln Nr 04113 985
Phosphortrichlorid PCl3 [13733] Riedel-de Haeumln Nr 04603 99 d = 157
Pyridin C5H5N [7910] Fluka Nr 82704 puriss gt 998 H2O lt 50 ppm uumlber
Molekularsieb Sdp 116degC d = 0983
Pyridin C5H5N [7910] Gruumlssing Nr 13057 gt 995 Sdp 115degC d = 0978 wurde
mind 2h uumlber CaH2 Ruumlckfluszlig gekocht und abdestilliert
Salzsaumlure HCl [3646] Riedel-de Haeumln Nr 30721 pa mind 37
Schwefelsaumlure H2SO4 [9807] Merck Nr 100731 95-97 Sdp 330degC d = 184
Silbernitrat AgNO3 [16988] Fluka Nr 85228 puriss pa 995
Stickstoff N2 [2801] Qualitaumlt 999 Linde eingesetzt wie gekauft
Sulfurylchlorid SO2Cl2 [13497] Aldrich Nr 15776-7 97 Sdp 68-70degC d = 1680
sym-Collidin = 246-Trimethylpyridin C8H11N [12118] Fluka Nr 27690 puriss pa
99 Sdp 170-172degC d = 0914
tert-Butyldimethylchlorsilan (TBDMSCl) 1 M Lsg in THF C6H15ClSi [15073] Fluka
Nr 19904 purum d = 0886
tert-Butyldiphenylchlorosilan (TBDPSCl) C16H19ClSi [27487] Fluka Nr 19938
purum gt 995 Sdp 90degC d=1074
Tetrabutylammoniumfluorid-Lsg (TBAFTHF) C16H36FN [26147] purum~1 M Lsg in
Tetrahydrofuran d=0908
Tetrahydrofuran C4H8O [7211] Fluka Nr 87371 puriss absolut uumlber
Molekularsieb 995
Toluol C7H8 [9214] Fluka Nr 89682 purum 99 Sdp 110-112degC d = 0866
10 Experimenteller Teil 120
Triethylamin (TEA) C6H15N [10119] Fluka Nr 90340 puriss pa gt 995 Sdp
88-89degC d = 0726
Triethylamin Trihydrofluorid C6H15N3HF [16121] Aldrich Nr 34464-8 98
d = 0989
Triethylsilan C6H16Si [11628] Fluka Nr 90550 purum gt 97 Sdp 105-110degC
d = 0732
Trifluormethansulfonsaumluretrimethylsilylester (Trimethylsilyltrifluormethansulfonat
TMSTf) C4H9F3O3SSi [22226] Fluka Nr 91741 purum 98 Sdp(11 mm)
39-40degC d = 1225
Wasserstoff H2 [201] Linde eingesetzt wie gekauft
α-D-Ribofuranose C5H10O5 [15013] Aldrich Nr R175-7 98
Die fuumlr die Abspaltung der Acetylschutzgruppen benoumltigte gesaumlttigte
ammoniakalische Methanolloumlsung wurde durch Einleiten von NH3 (g) in Methanol
(pa) bei ndash78degC fuumlr 30 Minuten hergestellt Die Loumlsung wurde bei ndash20degC aufbewahrt
Fuumlr die Oligonucleotidsynthesen
Acetonitril for DNA-synthesis PerSeptive Biosystems
Acetonitril amidite diluent PerSeptive Biosystems
Capping Reagenz PerSeptive Biosystems
Saumlulen mit CPG-Traumlgermaterial PerSeptive Biosystems
Deblock-Mix PerSeptive Biosystems
Oxidizer PerSeptive Biosystems
Phosphoramidite PerSeptive Biosystems
Sephadex PD10 Saumlulen mit G25 Material Amersham Pharmacia Biotech
1016 Eingesetzte Pufferloumlsungen
a) Fuumlr die Anionenaustausch-HPLC
Puffer A DEPC-Wasser mit LiOH auf pH 80 eingestellt
Puffer B Ansatz wie Puffer A und 4239 g (1 mol) Lithiumchlorid
10 Experimenteller Teil 121
b) Fuumlr die Aufnahme der UV-Schmelzkurven und CD-Spektren
Fuumlr die Aufnahme der UV-Schmelzkurven und die CD-spektroskopischen
Untersuchungen der Oligonukleotide wurde folgendes Puffersystem eingesetzt
140 mM Natriumchlorid (204 g NaCl) 10 mM Dinatriumhydrogenphosphat
Dodecahydrat (895 mg Na2HPO412H2O) und 10 mM
Natriumdihydrogenphosphat Dihydrat (390 mg NaH2PO42H2O) Nach Auffuumlllen
mit Wasser auf 250 ml wurde die angesetzte Loumlsung durch Zugabe von
Salzsaumlure (01 N) auf einen pH-Wert von 70 eingestellt Das verwendete Wasser
war mit Diethylpyrocarbonat (DEPC) vorbehandelt Dazu wurde eine 01 ige
Loumlsung angesetzt uumlber Nacht bei RT stehen gelassen und anschlieszligend 30
Minuten autoklaviert
10 Experimenteller Teil 122
102 Liste der synthetisierten Verbindungen
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-46-difluorindol 41
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-4-fluorindol 86
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-5-fluorindol 93
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-6-fluorindol 104
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-7-fluorindol 114
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-9-deaza-purin 67
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-indol 123
1-(2acute-desoxy-5`-O-tert-buthyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-46-difluorindol
39
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-4-
fluorindol 85
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-5-
fluorindol 92
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-6-
fluorindol 103
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-
46-difluorindol 40
1-(2acute-Desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-7-
fluorindol 113
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-
indol 122
10 Experimenteller Teil 123
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-9-
deaza-purin 66
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-4-fluorindol 84
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-5-fluorindol 91
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-6-fluorindol
102
1-(2acute-Desoxy-5acute-O-tert-buthyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-7-fluorindol
112
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-indol 121
1-(2acute-Desoxy-5acute-O-tert-buthyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-9-deaza-purin
130
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-46-difluorindol 38
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-4-fluorindol 83
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-5-fluorindol 90
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-6-chloro-9-deaza-purin 128
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-6-fluorindol 101
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-7-fluorindol 111
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-9-deaza-purin 129
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-indol 120
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 4-fluorindol
82
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 6-fluorindol
100
10 Experimenteller Teil 124
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 46-
difluorindol 37
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]-indol 119
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 6-chloro-9-
deaza-purin
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(5-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 5-fluorindol
89
1-[2acute-Desoxy-3acute5acute-bis-O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 7-fluorindol
110
1acute-Desoxy-1acute-( 46-difluorindolyl )-β-D-ribofuranose 42
1acute-Desoxy-1acute-( 5-fluorindolyl )-β-D-ribofuranose 94
1acute-Desoxy-1acute-( 6-fluorindolyl )-β-D-ribofuranose 105
1acute-Desoxy-1acute-( 7-fluorindolyl )-β-D-ribofuranose 115
1acute-Desoxy-1acute-( 7-N-purin )-szlig-D-ribofuranose 48
1acute-Desoxy-1acute-( 9-deaza-purindolyl )-β-D-ribofuranose 68
1acute-Desoxy-1acute-( indolyl )-β-D-ribofuranose 124
1acute-Desoxy-1acute-(4-fluorindolyl)-β-D-ribofuranose 49
1acute-Desoxy-5acute-O-(44acute-dimethoxytriphenylmethyl)-1acute-( 7-N-purin )-szlig-D-ribofuranose 60
1-Desoxy-D-ribofuranose 75
235-Tri-O-benzyl-1-desoxy-D-ribofuranose 74
2acute3acute5acute-Tri-O-acetyl-1acute-desoxy-1acute-( 7-N-purin )-szlig-D-ribofuranose 46
2acute3acute5acute-Tri-O-acetyl-1acute-desoxy-1acute-( 9-N-purin )-szlig-D-ribofuranose 47
10 Experimenteller Teil 125
35-Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranosylchlorid 36
35-Di-p-toluoyl-1-methyl-2-desoxy-D-ribofuranosid 35
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 5-fluorinolyl )
-szlig-D-ribofuranose 57
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 6-fluorinolyl )
-szlig-D-ribofuranose 58
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 46-
difluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 54
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 7-fluorinolyl )
-szlig-D-ribofuranose 59
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( inolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 55
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 7-N-purinolyl
) -szlig-D-ribofuranose 63
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 9-deaza-
purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 72
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- (44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 4-fluorinolyl ) -
szlig-D-ribofuranose 56
3-Amino-2-ethoxycarbonylpyrrol 30
10 Experimenteller Teil 126
3H5H-Pyrrolo[23-d]pyrimidin-4-on 31
3-O-(2-Cyanethoxydiisopropylphosphin)-1-desoxy-5-O-(44acute-dimethoxy-
triphenylmethyl)-2-O-tert-butyldimethylsilyl-D-ribofuranose 79
46-Difluorindol 29
46-Difluorindol-2-carbonsaumlure 109
4-Fluorindol 27
4-Fluorindol-2-carbonsaumlure 81
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 1acute-desoxy-1acute-( 46-difluorinolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 51
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 1acute-desoxy-1acute-( 6-fluorinolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 106
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 1acute-desoxy-1acute-( 7-fluorinolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 116
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 1acute-desoxy-1acute-( 9-deaza-purinolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 132
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 1acute-desoxy-1acute-( inolyl ) -szlig-D-ribofuranose 125
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
4-fluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 87
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
5-fluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 96
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
6-fluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 107
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
46-difluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 52
10 Experimenteller Teil 127
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
7-fluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 117
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
inolyl ) -szlig-D-ribofuranose 126
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
9-deaza-purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 70
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
4-fluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 88
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
5-fluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 97
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
6-fluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 108
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
46-difluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 53
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
7-fluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 118
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
inolyl ) -szlig-D-ribofuranose 127
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
7-N-purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 62
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
9-deaza-purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 71
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 1acute-desoxy-1acute-( 4-fluorinolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 50
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 1acute-desoxy-1acute-( 5-fluorinolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 95
10 Experimenteller Teil 128
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 7-
N-purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 61
5-O-(44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)-1-desoxy-D-ribofuranose 76
5-O-(44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)-2-O-tert-butyldimethylsilyl-1-desoxy-D-
ribofuranose 78
5-O-(44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)-3-O-tert-butyldimethylsilyl-1-desoxy-D-
ribofuranose 77
6-Chloro-9-deaza-purin 32
6-Fluorindol 28
6-Fluorindol-2-carbonsaumlure 99
Methyl-2-azido-1-o-fluorobenzoyl-propenoat 80
Methyl-2-azido-1-p-fluorobenzoyl-propenoat 98
Methyl-46-difluorindol-carboxylat 26
Methyl-4-fluorindol-carboxylat 24
Methyl-6-fluorindol-carboxylat 25
10 Experimenteller Teil 129
103 Darstellung und Eigenschaften der Einzelverbindungen
Uumlbersicht
Darstellung des 4-Fluoroindol-Nukleosids 49 und des entsprechenden
Phosphoramidit 56
Darstellung des 5-Fluoroindol-Nukleosids 94 und des entsprechenden
Phosphoramidit 57
Darstellung des 6-Fluoroindol-Nukleosids 105 und des entsprechenden
Phosphoramidit 58
Darstellung des 46-Difluoroindol-Nukleosids 51 und des entsprechenden
Phosphoramidit 54
Darstellung des 7-Fluoroindol-Nukleosids 115 und des entsprechenden
Phosphoramidit 59
Darstellung des Indol-Nukleosids 124 und des entsprechenden
Phosphoramidit 55
Darstellung des 7-N-Purin-Nukleosids 48 und des entsprechenden
Phosphoramidit 63
Darstellung des 9-Deaza-purin-Nukleosids 68 und des entsprechenden
Phosphoramidit 72
10 Experimenteller Teil 130
Methyl-2-azido-1-o-fluorobenzoyl-propenoat 80
OCH3
N3
O
C10H8FN3O2 22119 gmol
F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
Die Loumlsung aus 286 ml (154 mmol) einer 54 M MeONa-Loumlsung in Methanol und 60
ml abs Methanol wurde auf ndash20degC abgekuumlhlt Eine Loumlsung aus 408 g (33 mmol) 2-
Fluorobenzaldehyd und 155 g (135 mmol) Methylazidoacetat in 34 ml abs Methanol
wurde uumlber 30 Minuten zugetropft Die Reaktionsmischung wurde 2 Stunden bei ndash
20degC und uumlber Nacht bei +4degC geruumlhrt Anschlieszligend wurde die heterogene
Mischung auf Eis (ca 200 ml) gegossen und gelassen bis Temperatur 5-10degC wird
Der weiszlige Feststoff wurde abgesaugt und Filterkuchen mit Wasser gewaschen Das
Produkt muss aufgrund seiner Instabilitaumlt sofort weiter umgesetzt werden
DC Rf=081 ( CH2Cl2 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
823 ( m 1H 4H ) 747 ( m 1H 6H ) 734 ( m 2H 3H 5H ) 700 ( s
1H 7H ) 388 ( s 3H OCH3 )
ESI(+) mz 2238 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 5430 H 365 N 1900
Gefunden C 5410 H 362 N 1900
10 Experimenteller Teil 131
Methyl-4-fluorindol-carboxylat 24
NH
COOMe
C10H8FNO2 19317 gmol
F
Das Rohprodukt Methyl-2-azido-1-o-fluorobenzoyl-propenoat wurde in 200ml Xylen
geloumlst und zwei Mal mit Wasser extrahiert Die vereinigten organischen Phasen
wurden uumlber MgSO4 getrocknet Der Ansatz wurde nun tropfenweise zu 200 ml
refluxierendem Xylen gegeben Die Reaktionsmischung wurde ca 4 Stunden
refluxiert bis kein N2 mehr entweicht Anschlieszligend wurde am Rotationsverdampfer
zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
Methylenchlorid Das Produkt wurde als weiszliger Feststoff erhalten
Ausbeute 423g ( 667 ) uumlber zwei Schritte
DC Rf=063 ( CH2Cl2 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
1229 ( s 1H NH ) 735 ( m 2H 6H 7H ) 717 ( s 1H 3H ) 686 (
m 1H 5H) 392 (s 3H OCH3 )
13C NMR δ [ ppm] ( 629 MHz DMSO-d6 )
16318 ( C=O ) 16211 ( C2 ) 15938 ( C6 ) 13803 ( C8 ) 12855 ( C9
) 124 36 ( C7 ) 11043 ( C5 ) 10875 ( C3 ) 9860 ( C4 ) 5247 (
OCH3 )
ESI(+) mz 1938 ( M+H )+
10 Experimenteller Teil 132
4-Fluorindol-2-carbonsaumlure 81
NH
COOH
C9H6FNO2 17915 gmol
F
417 g ( 216 mmol ) Methyl-6-fluoroindol-2-carboxylat wurde in 350 ml 2 N NaOH-
Loumlsung geloumlst Die Reaktionsmischung wurde 2 Stunden unter Ruumlckfluss erhitzt Die
Reaktionsloumlsung wurde auf 0degC abgekuumlhlt und mit einer aumlquivalenten Menge
konzentrierter Salzsaumlure neutralisiert Die Loumlsung darf sich dabei nicht erwaumlrmen
Das Produkt wurde als weiszliger Feststoff erhalten der abgesaugt und mit Eiswasser
gewaschen wurde
Ausbeute 395 g ( 98 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
1209 (s 1H NH ) 729-719 ( m 2H 6H 7H ) 795 ( m 1H 3H )
339 (bs 1H COOH )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz DMSO-d6 )
-12077 ( m 1F 4F )
ESI(-) mz 1776 ( M-H )-
10 Experimenteller Teil 133
4-Fluorindol 27
NH
C8H6FN 13514 gmol
F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
223 g (125 mmol) der 4-Fluorindol-2-carbonsaumlure wurden in 200 ml N-
Methylpyrrolidon geloumlst und mit 317 g (500 mmol) Kupferpulver versetzt Die
Reaktionsmischung wurde uumlber 12 Stunden bei 240degC gekocht Ein Argonstrom
wurde langsam und kontinuierlich durchgeleitet Anschlieszligend wurde die
Reaktionsmischung abgekuumlhlt und uumlber Celite filtriert Der Filterkuchen wurde mit
Ether gewaschen Das Filtrat wurde mit 500 ml Wasser versetzt und die Loumlsung vier
Mal mit Ether extrahiert Die organischen Extrakte wurden ein Mal mit Wasser und
ein Mal mit Brine gewaschen Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber
MgSO4 getrocknet und zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC
mit dem Elutionsmittel Methylenchlorid Das Produkt wurde als weiszliger Feststoff
erhalten
Ausbeute 097 g ( 58 )
DC Rf=040 ( n-HexanEtOAc8515 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
1141 ( bs 1H NH) 739 ( m 1H 2H ) 723 ( m 1H 7H ) 705 ( m
1H 6H) 676 ( m 1H 5H ) 649 ( d 1H 3H )
ESI(-) mz 1337( M-H )-
ElAnalyse Berechnet C 7110 H 448 N 1036
Gefunden C 7138 H 464 N 1044
10 Experimenteller Teil 134
35-Di-p-toluoyl-1-methyl-2-desoxy-D-ribofuranosid 35
R=p-Me-C6H4-CO
C22H24O6 38442 gmol
ORO
OR
OMe
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
934g 2-Desoxyribose (70mmol) wurden in 113 ml geloumlst und dazu wurden 19 ml
einer 1-igen methanolischen HCl-Loumlsung (frisch hergestellt aus 034 ml
Acetylchlorid in 20 ml absolutem Methanol) getropft Die Reaktionsmischung wurde
25 Minuten bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch
Zugabe von 4g NaHCO3 gequencht Die Loumlsung wurde abfiltriert und zur Trockne
eingeengt Der braune Sirup wurde zweimal mit Pyridin coevaporiert Das
Rohprodukt (1-Methyl-2-desoxy-Dribose) wurde in 56 ml abs Pyridin geloumlst und auf
0degC abgekuumlhlt 21 ml (150 mmol) p-Toluoylchlorid wurden innerhalb von 30 Minuten
zugetropft Die Reaktionsmischung wurde uumlber Nacht bei Raumtemperatur geruumlhrt
Anschlieszligend wurde die Loumlsung mit 150 ml Wasser versetzt und drei Mal mit
Methylenchlorid extrahiert Die organischen Extrakte wurden zwei Mal mit gesaumlttigter
waumlssriger NaHCO3-Loumlsung einmal mit 2N HCl und einmal mit Wasser gewaschen
Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am
Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Der orangefarbene Sirup wurde uumlber
Nacht im Oumllpumpenvakuum getrocknet
Ausbeute 2517 g ( 93 ) uumlber zwei Schritte
ESI (+) 4072 (M+Na)+
10 Experimenteller Teil 135
35-Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranosylchlorid 36
OO
O
O
O
1
23
4
5
6
7
8acute
8
9
9acute
1011 12
13
14
14acute
15
15acute
16
17
Cl
C21H21ClO5 38884 gmol
2517 g ( 655 mmol ) 35-Di-p-toluoyl-1-methyl-2-desoxy-D-ribofuranosid wurden in
40 ml Eisessigsaumlure geloumlst und in 60 ml einer gesaumlttigten Loumlsung von HCl in
Eisessigsaumlure ( frisch vorbereitet auf einem Eisbad von 98 ml Acetylchlorid und 24
ml Wasser in 49 ml Eisessigsaumlure ) langsam zugetropft Das Produkt bildete sich als
weiszliger Niederschlag Der Niederschlag wurde schnell abgesaugt und mit eiskaltem
Ether nachgewaschen Das Produkt wurde als weiszliger Feststoff erhalten
Ausbeute 167g ( 655 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz CDCl3 )
798 ( d 2H J=90 Hz 8H 14H ) 788 ( d 2H J=90 Hz 8acuteH 14acuteH )
720 ( d 4H J= 78 Hz 9H 9acuteH 15H 15acuteH ) 640 ( d 1H J=47 Hz
1H ) 550 ( m 1H 3H ) 481 ( m 1H 3H ) 469-450 ( m 2H 5H )
301-270 ( m 2H 2H ) 240 ( s 3H CH3 ) 239 ( s 3H CH3 )
ESI(+) mz 3531 ( M-Cl )-
10 Experimenteller Teil 136
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 4-
fluorindol 82
R=p-Me-C6H4-CO
ORO
OR
C29H26FNO5 48752 gmol
N
F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
084 g (62 mmol) 4-Fluorindol wurden in 80 ml abs Acetonitril geloumlst mit 232 mg
(97 mmol) NaH versetzt und bei Raumtemperatur 10 Minuten geruumlhrt Danach
wurden 289 g (744 mmol) 35 Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranose zugegeben
und noch 20 Minuten geruumlhrt Die Reaktion wurde durch Zugabe von
Ionenaustauscher Dowex-80 gequencht bis die Reaktionsloumlsung neutral war
Ionenaustauscher wurde durch Celite abgesaugt und das Filtrat am
Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
dem Elutionsmittel HexanEthylacetat 8515 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum
erhalten
Ausbeute 286 ( 944 )
DC Rf=029 ( HexanEtOAc 8515)
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
795 ( m 4H HAr ) 745 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 732 -706 ( m 6H HAr
) 682 ( m 1H 5H ) 666 ( d 1H J=34 Hz 3H ) 645 ( pt 1H
J1acuteH2acuteHβ=56 Hz J1acuteH 2`Hα=67 Hz 1acuteH ) 572 ( m 1H 3acuteH ) 476 ( m
2H 5acuteH ) 462 ( m 1H 4acuteH ) 289 ( m 1H 2acuteHβ ) 270 ( m 1H 2acuteHα )
247 ( s 3H Ar-CH3 ) 244 ( s 3H Ar-CH3 )
10 Experimenteller Teil 137
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz CDCl3 )
-12179 ( m 1F 4F )
ESI(+) mz 5100 ( M+Na )+
ElAnalyse Berechnet C 7146 H 534 N 287
Gefunden C 7119 H 549 N 303
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-4-fluorindol 83
OHO
OH
C13H14FNO3 25125 gmol
N
F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
284 g (583 mmol) 1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis-O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-
pentofuranosyl]- 4-fluorindol wurden in 200 ml abs Methanol geloumlst und mit 690 ml
(372 mmol) einer 54 M MeONa-Loumlsung in Methanol versetzt Die
Reaktionsmischung wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend
wurde die Reaktion durch Zugabe von Ionenaustauscher Dowex-80 (bis pH ca 7)
gequencht Der Ionenaustauscher wurde abfiltriert und das Filtrat am
Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
dem Elutionsmittel HexanEthylacetat 12 Das Produkt wurde als gelbes Oumll erhalten
Ausbeute 108 g ( 74 )
DC Rf=057 ( CH2Cl2 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
10 Experimenteller Teil 138
764 ( d 1H J2H3H =34 Hz 2H ) 743 ( d 1H J7H6H=82 Hz 7H ) 712
( m 1H 6H ) 683 ( m 1H 5H ) 657 ( d 1H J2H3H=34 Hz 3H ) 637
( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=62 Hz J1acuteH2acuteHα=76 Hz 1acuteH ) 529 ( d 1H J=41 Hz
3acuteOH ) 489 ( t 1H J= 54 Hz 5acuteOH ) 435 ( m 1H 3acuteH ) 382 ( m
1H 4acuteH ) 353 ( m 2H 5acuteH ) 247 ( m 1H 2acuteHβ ) 241 ( m 1H 2Hα )
13C NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
13828 ( d J=448 Hz C4 ) 12592 ( C2 ) 12221 ( C6 ) 11915 ( CAr )
11705 ( CAr ) 106 96 ( C7 ) 10433 ( C5 ) 9913 ( C3 ) 8708 ( C4acute )
8471 ( C1acute ) 7064 ( C3acute ) 6176 ( C5acute ) 4013 ( C2acute )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2500 MHz DMSO-d6 )
-12249 ( m 1F 4F )
ESI(+) mz 2520 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 6214 H 562 N 557
Gefunden C 6233 H 580 N 535
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-4-
fluorindol 84
N
F
OTBDPSO
OH
C29H32FNO3Si 48965 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
094 g (375 mmol) 1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-4-fluorindol
wurden in 20 ml abs Pyridin geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad
auf 0degC abgekuumlhlt 11 ml (43 mmol) t-Buthyldiphenylsilyl-chlorid wurde innerhalb
10 Experimenteller Teil 139
von 30 Minuten zugetropft Die Reaktionsloumlsung wurde 24 dann Stunden bei
Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde das Produkt auf Kieselgel adsorbiert
und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte
durch FC mit dem Elutionsmittel n-HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als
gelbes Oumll erhalten
Ausbeute 160 g ( 874 )
DC Rf=051 ( CH2Cl2MeOH 991 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
759 ( m 4H HAr ) 752 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 739 ( m 13H HAr )
708 ( m 1H 6H ) 683 ( m 1H 5H ) 650 ( d 1H J= 34 Hz 3H )
641 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=66 Hz J1acuteH2acuteHα=79 Hz 1acuteH ) 540 ( d 1H J=45
Hz 3acuteOH ) 448 ( m 1H 3H ) 393 ( m 1H 4acuteH ) 372 ( m 2H 5acuteH )
253 ( m 1H 2acuteHβ ) 232 ( m 1H 2acuteHα ) 098 ( s 9H t-Bu )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz DMSO-d6 )
-12247 ( m 1F 4F )
ESI(+) mz 4902 ( M+H )+
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldimethylsilyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-4-fluorindol 85
N
F
OTBDPSO
OMs
C30H34FNO5SSi 56774 gmol
10 Experimenteller Teil 140
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
157 g (32 mmol) 1-(2acute-desoxy-5acute-Ondashtert-buthyldiphenylsilylndashβ-D-erythro-
pentofuranosyl)-4-fluorindol wurden in 75 ml eines Gemisches aus abs
Methylenchlorid Pyridin 41 geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde in einem Eisbad auf
0degC abgekuumlhlt und mit 5 ml (64 mmol) MsCl versetzt Die Reaktionsmischung wurde
4 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch
Zugabe von 20 ml Methanol gequencht und am Rotationsverdampfer zur Trockene
eingeengt Das verbleibende Oumll wurde mit Methylenchlorid versetzt und ein Mal mit
Wasser extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4
getrocknet und eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
n-HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 162 g ( 89 )
DC Rf=051 ( n-HexanEtOAc 7525 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
774-712 ( m 13H HAr ) 682 ( m 1H 5H ) 659 ( d 1H J=33 Hz 3H
) 637 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=86 Hz J1acuteH2acuteHα=55 Hz1acuteH) 552 ( m 1H 3acuteH
) 433 ( m 1H 4acuteH ) 388 ( m 2H 5acuteH ) 307 ( s 3H SCH3 ) 272 (
m 2H 2acuteH ) 112 ( s 9H t-Bu )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz CDCl3 )
-12187 ( m 1F 4F )
ESI(+) mz 5683 ( M+H )+
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-4-fluorindol 86
OHO
C13H12FNO2 23324 gmol
N
F
10 Experimenteller Teil 141
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
157 g (28 mmol) 1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-
erythro-pentofuranosyl)-4-fluorindol wurden in 50 ml abs THF geloumlst und mit 104 ml
(104 mmol) einer 1 M tetra-Butylamoniumfluorid-Loumlsung in THF versetzt Die
Reaktionsmischung wurde 2 Stunden unter Argon bei 50degC geruumlhrt Anschlieszligend
wurde das Loumlsungsmittel am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die
Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel 1 ChloroformMethanol982
2 ChloroformMethanol955 3 ChloroformMethanol982 Das Produkt wurde als
gelber Feststoff erhalten
Ausbeute 060 g ( 93 )
DC Rf=047 (CHCl3 MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
775 ( d 1H J=40 Hz 2H ) 759 ( d 1H J=46 Hz 1acuteH ) 722 ( m 2H
6H 7H ) 691 ( m 1H 5H ) 661 ( d 1H J=40 Hz 3H ) 655 ( m 1H
3acuteH ) 621 ( m 1H 2acuteH ) 493 ( t 1H J=57 Hz 5acuteOH ) 487 ( m 1H
4acuteH ) 367 ( m 2H 5acuteH )
19F-NMR δ [ ppm ] ( 2823 MHz DMSO-d6 )
-12240 ( m 1F 4F )
ESI(+) mz 2338 ( M+H )+
1acute-Desoxy-1acute-(4-fluorindolyl)-β-D-ribofuranose 49
N
F
OHO
HO OH
C13H14FNO4 26725 gmol
10 Experimenteller Teil 142
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
102g ( 44 mmol ) 1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-4-fluorindol
wurden mit 162g ( 119 mmol ) N-Methylmorpholin-4-oxid Monohydrat versetzt und
in 50 ml eines Gemisches aus AcetonWasser im Verhaumlltnis 81 geloumlst Die Loumlsung
wurde mit 549 ml einer 25-igen OsO4-Loumlsung in t-Butanol versetzt Die
Reaktionsmischung wurde 19 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend
wurde die Reaktion durch Zugabe von 15 ml 10-iger waumlssriger Na2S2O4-Loumlsung
gequencht und nochmals 15 Minuten geruumlhrt Die Reaktionsloumlsung wurde mit 100 ml
Wasser versetzt und zwei Mal mit 200 ml Ethylacetat extrahiert Die vereinigten
organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer
zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel n-
HexanEthylacetat 12 Das Produkt wurde als farbloser Feststoff erhalten
Ausbeute 079 g ( 68 )
DC Rf=021 ( CH2Cl2 MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
766 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 742 ( d 1H J=83 Hz 7H ) 712 ( m 1H
6H ) 684 ( m 1H 5H ) 658 ( d 1H J=33 Hz 3H ) 588 ( d 1H
J=61 Hz 1acuteH) 534 ( d 1H J=54 Hz 2acuteOH ) 514 ( s 1H 3acuteOH )
502 ( t 1H J=56 Hz 5acuteOH ) 426 ( d 1H J=50 Hz 2acuteH ) 408 ( m
1H 3acuteH ) 393 ( m 1H 4acuteH ) 361 ( m 2H 5acuteH )
19F-NMR δ [ ppm ] ( 2504 MHz DMSO-d6 )
-12253 ( m 1F 4F )
ESI(-) mz 2657 ( M-H )-
10 Experimenteller Teil 143
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 1acute-desoxy-1acute-( 4-fluorinolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 50
N
F
ODMTrO
HO OH
C34H32FNO6 56962 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
035 g (131 mmol) 1acute-Desoxy-1acute-(4-fluorindolyl)-β-D-ribofuranose wurden in 10 ml
abs Pyridin geloumlst und mit 027 ml (197 mmol) Triethylamin und 053 g ( 157 mmol )
44acute- Dimethoxytriphenylmethylchlorid versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 24
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 3ml Methanol gequencht und mit gesaumlttigter waumlssriger NaHCO3-
Loumlsung versetzt Es wurde drei Mal mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten
organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer
zur Trockene eingeengt Das Rohprodukt wurde zwei Mal mit Toluol koevaporiert
Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol
991 Das Produkt wurde als gelber Schaum erhalten
Ausbeute 042 g ( 75 )
DC Rf= 055 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
752 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 746-682 ( m 16H HAr ) 655 ( d 1H
J=34 Hz 3H ) 592 ( d 1H J=52 Hz 1acuteH ) 550 ( d 1H J=61 Hz
10 Experimenteller Teil 144
2acuteOH ) 520 ( d 1H J=56 Hz 3acuteOH ) 434 ( m 1H 2acuteH ) 415 ( m
1H 3acuteH ) 406 ( m 1H 4acuteH ) 372 ( s 6H OCH3 ) 323 ( m 2H 5acuteH)
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz DMSO-d6 )
-12239 ( m 1F 4F )
ESI(+) mz 5704 ( M+H )+
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 4-fluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 87
N
F
ODMTrO
HO OTBDMS
C40H46FNO6Si 68388 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
042 g (074 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 1acute-desoxy-1acute-( 4-
fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml eines 11 Gemisches aus THFPyridin
geloumlst und mit 151 mg ( 089 mmol ) Silbernitrat und 104 ml ( 104 mmol ) einer 1 M
tert-Butyldimethylsilylchlorid-Loumlsung in THF versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 20
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 10 ml einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht
Das entstandene Silberchlorid wurde uumlber Celite abgetrennt und das Filtrat drei Mal
mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber
MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Das
Rohprodukt wurde zwei Mal mit Toluol koevaporiert Die Aufreinigung erfolgte uumlber
10 Experimenteller Teil 145
semipraumlp HPLC (MN Nucleoprep 100-20 von Macherey-Nagel n-HexanEtOAc15)
Das Produkt ( slow-Isomer ) wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 016 g ( 31 )
DC Rf=054 ( n-HexanEthylacetat 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
754 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 747-681 ( m 16H HAr ) 659 ( d 1H
J=34 Hz 3H ) 595 ( d 1H J=62 Hz 1acuteH ) 511 ( d 1H J=52 Hz
3acuteOH ) 449 ( m H 2acuteH ) 411 ( m 2H 4acuteH 3acuteH ) 374 ( s 6H OCH3
) 330 ( m 2H 5acuteH ) 071 ( s 9H SiC(CH3)3 ) -013 ( s 3H SiCH3 ) -
027 ( s 3H SiCH3 )
13C NMR δ [ ppm] ( 10061 MHz DMSO-d6 )
15810 (d J=414 Hz C4 ) 14434 ( DMTr ) 14217 ( DMTr ) 13614 (
DMTr ) 13580 ( DMTr ) 13025 ( CAr ) 12829 ( DMTr ) 12721 (CAr )
12662 ( DMTr ) 12580 ( DMTr ) 12426 ( DMTr ) 12200 ( CAr )
11661 ( CAr ) 11316 ( CAr ) 10880 ( CAr ) 10300 (CAr ) 9988 (
DMTr ) 8622 ( C1acute ) 7612 ( C4acute ) 7225 ( C2acute ) 7070 ( C3acute )126 58
( C7 ) 12527 ( C8 ) 12138 ( C6 ) 10810 ( C5 ) 10216 ( C9 ) 9713 (
C3 ) 8904 ( C1acute ) 8488 ( C4acute ) 7390 ( C2acute )7021 ( C3acute ) 6442 (
C5acute ) 5547 ( OCH3 ) 2610 ( SiC(CH3)3 1834 ( SiC(CH3)3 ) -403 (
SiCH3 ) -506 ( SiCH3 ) 19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz DMSO-d6 )
-12233 ( m 1F 4F )
ESI(+) mz 68434 ( M+H )-
10 Experimenteller Teil 146
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 4-fluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 88
N
F
ODMTrO
TBDMSO OH
C40H46FNO6Si 68388 gmol
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 4-
fluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose enstand als Nebenprodukt ( fast-Isomer) bei der
Synthese von 5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-
desoxy-1acute- ( 6-fluorinolyl ) -szlig-D-ribofuranose
Ausbeute 015g ( 30 )
DC Rf= 051 (n-Hexan Ethylacetat 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
757 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 748-683 ( m 16H HAr ) 657 ( d 1H
J=34 Hz 3H ) 590 ( d 1H J=54 Hz 1acuteH ) 539 ( d 1H J=63 Hz
2acuteOH ) 428 ( m H 2acuteH ) 403 ( m 2H 4acuteH 3acuteH ) 372 ( s 6H OCH3
) 315 ( m 2H 5acuteH ) 081 ( s 9H SiC(CH3)3 ) -005 ( s 3H SiCH3 ) -
001 ( s 3H SiCH3 )
13C NMR δ [ ppm] ( 1009 MHz DMSO-d6 )
15810 (d J=394 Hz C4 ) 14462 ( DMTr ) 14484 ( DMTr ) 13891 (
DMTr ) 13529 ( DMTr ) 13005 ( CAr ) 12879 ( DMTr ) 12720 (CAr )
12662 ( DMTr ) 12617 ( DMTr ) 12226 ( DMTr ) 12202 ( CAr )
11801 ( CAr ) 11720 ( CAr ) 11580 ( CAr ) 11390 (CAr ) 9988 (
10 Experimenteller Teil 147
DMTr ) 8622 ( C1acute ) 7612 ( C4acute ) 7225 ( C2acute ) 7070 ( C3acute )126 58
( C7 ) 12527 ( C8 ) 12138 ( C6 ) 10810 ( C5 ) 10216 ( C9 ) 9713 (
C3 ) 8904 ( C1acute ) 8488 ( C4acute ) 7328 ( C2acute ) 7185 ( C3acute ) 6304 (
C5acute ) 5507 ( OCH3 ) 2573 (SiC(CH3)3 cedil1734 ( SiC(CH3)3 ) -403 (
SiCH3 ) -501 ( SiCH3 ) 19F-NMR δ [ ppm] ( 2504 MHz DMSO-d6 )
-12234 ( m 1F 4F )
ESI(+) mz 68468 ( M+H )+
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- (44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 4-
fluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 56
N
F
ODMTrO
O OTBDMS
PN OCN
C49H63FN3O7PSi88410 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
160 mg (0234 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-
butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (4-fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml abs
Acetonitril geloumlst und mit 520microl (39 mmol) sym Collidin und 14 microl (018 mmol) 1-
Methylimidazol versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde in einem Eisbad auf 0degC
abgekuumlhlt und 78 microl (035 mmol) 2-Cyanoethyldiisoprpylchlorphosphoramidit
zugesetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 15 Minuten bei 0degC und 45 Minuten bei
10 Experimenteller Teil 148
Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von 5 ml
einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht Es wurde drei Mal mit
Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4
getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung
erfolgte durch Saumlulenchromatographie mit dem Elutionsmittel n-HexanEtOAc 41
Das Produkt (ein Gemisch zweier Diastereomere) wurde als weiszliger Schaum
erhalten
Ausbeute 150 mg ( 73 )
DC Rf=041 032 ( n-HexanEtOAc 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
741-653 ( m 36H HAr ) 591 ( d J=78 Hz 2H 1acuteH ) 462 ( m 2H
3acuteH ) 420 ( m 2H 2acuteH ) 373 371 ( s 12H OCH3 ) 351 ( m 6H
5acuteH CH2CN ) 323 ( m 2H 3acuteH ) 262 ( m 4H OCH2 ) 118 ( m 12H
CH(CH3)2 ) 078 075 ( m 18H SiC(CH3)3 ) -022 -024 -046 -
048 ( s 12H SiCH3 )
31P-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
15081 und 14892 ( Verhaumlltnis 1 46 )
ESI(+) mz 90505 ( M+Na )+
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(5-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 5-
fluorindol 89
R=p-Me-C6H4-CO
ORO
OR
C29H26FNO5 48752 gmol
N
F
10 Experimenteller Teil 149
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
100 g (74 mmol) 5-Fluorindol wurden in 80 ml abs Acetonitril geloumlst mit 266 mg
(111 mmol) NaH versetzt und bei Raumtemperatur 10 Minuten geruumlhrt Danach
wurden 346 g (89 mmol) 35 Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranose zugegeben
und noch 20 Minuten geruumlhrt Die Reaktion wurde gequencht durch Zugabe von
Ionenaustauscher Dowex-80 bis die Reaktionsloumlsung neutral ist Ionenaustauscher
wurde durch Celite abgesaugt und das Filtrat am Rotationsverdampfer zur Trockne
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
HexanEthylacetat 8515 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 335 ( 93 )
DC Rf=035 ( HexanEtOAc 8515)
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
800 ( d 2H J=80 Hz o-Tol-H ) 791 ( d 2H J=80 Hz oacute-Tol-H )
786 ( m 2H HAr ) 737 ( m 5H HAr ) 692 ( ddd 1H J6H7H=89 Hz
J6H5F=110 Hz J6H4H=21 Hz 6H ) 659 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=61 Hz J1acuteH
2`Hα=68 Hz 1acuteH ) 653 ( d 1H J=31 Hz 2H ) 571 ( m 1H 3acuteH )
461 ( m 1H 4acuteH) 452 ( m 2H 5acuteH) 295 ( m 1H 2acuteHβ ) 270 ( m
1H 2acuteHα ) 246 ( s 3H Ar-CH3 ) 239 ( s 3H Ar-CH3 )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz CDCl3 )
-12411 ( m 1F 5F )
ESI(+) mz 5098 ( M+Na )+
ElAnalyse Berechnet C 7145 H 538 N 287
Gefunden C 7122 H 550 N 265
10 Experimenteller Teil 150
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-5-fluorindol 90
OHO
OH
C13H14FNO3 25125 gmol
N
F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
320 g (657 mmol) 1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis-O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-
pentofuranosyl]- 5-fluorindol wurden in 250 ml abs Methanol geloumlst und mit 778 ml
(420 mmol) einer 54 M MeONa-Loumlsung in Methanol versetzt Die
Reaktionsmischung wurde zwei Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend
wurde die Reaktion durch Zugabe von Ionenaustauscher Dowex-80 (bis PH ca 7)
gequencht Der Ionenaustauscher wurde abfiltriert und das Filtrat am
Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
dem Elutionsmittel HexanEthylacetat 12 Das Produkt wurde als gelbes Oumll erhalten
Ausbeute 161 g ( 92 )
DC Rf=056 ( CH2Cl2 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
790 ( d 1H J2H3H =32 Hz 2H ) 771 ( m 1H 7H ) 735 ( m 1H 4H
) 703 ( d 1H J6H7H=87 Hz J6H4H=21 Hz J6H5F=102 Hz 6H ) 654 (
d 1H J2H3H=32 Hz 3H ) 640 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=63 Hz J1acuteH2acuteHα=69
Hz 1acuteH ) 532 ( d 1H J=41 Hz 3acuteOH ) 492 ( t 1H J= 52 Hz 5acuteOH
) 440 ( m 1H 3acuteH ) 386 ( m 1H 4acuteH ) 357 ( m 2H 5acuteH ) 257 (
m 1H 2acuteHβ ) 228 ( m 1H 2acuteHα )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2823 MHz DMSO-d6 )
10 Experimenteller Teil 151
-12453 ( m 1F 5F )
ESI(-) mz 2498 ( M-H )-
ElAnalyse Berechnet C 6214 H 562 N 557
Gefunden C 6232 H 578 N 545
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-5-
fluorindol 91
F
N
OTBDPSO
OH
C29H32FNO3Si 48965 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
160 g (64 mmol) 1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-5-fluorindol wurden in 25
ml abs Pyridin geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad auf 0degC
abgekuumlhlt 19 ml (73 mmol) tert-Buthyldiphenylsilyl-chlorid wurde innerhalb von 30
Minuten zugetropft Die Reaktionsloumlsung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur
geruumlhrt Anschlieszligend wurde das Produkt auf Kieselgel adsorbiert und am
Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
dem Elutionsmittel n-HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als gelbes Oumll
erhalten
Ausbeute 268 g ( 860 )
DC Rf=023 ( n-HexanEtOAc 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
862 ( d 1H J=31 Hz 2H ) 750 ( m 12H HAr ) 695 ( ddd 1H
J6H7H=86 Hz J6H4H=21 Hz J6H5F=101 Hz 6H ) 645 ( m 2H 2H 1acuteH
10 Experimenteller Teil 152
) 544 ( d 1H J=42 Hz 3acuteOH ) 453 ( m 1H 3acuteH ) 405 ( m 1H 4acuteH
) 385 ( m 2H 5acuteH ) 260 ( m 1H 2acuteHβ ) 238 ( m 1H 2acuteHα ) 104 ( s
9H t-Bu )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2833 MHz DMSO-d6 )
-12476 ( m 1F 5F )
ESI(-) mz 4891 ( M-H )-
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsilyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-5-fluorindol 92
N
OTBDPSO
OMs
C30H34FNO5SSi 56774 gmol
F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
280 g ( 57 mmol ) 1-(2acute-desoxy-5acute-Ondashtert-buthyldiphenylsilylndashβ-D- erythro-
pentofuranosyl)-5-fluorindol wurden in 150 ml eines Gemisches aus abs
Methylenchlorid Pyridin 41 geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad
auf 0degC abgekuumlhlt und mit 89 ml (114 mmol) MsCl versetzt Die Reaktionsmischung
wurde vier Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 20 ml Methanol gequencht und am Rotationsverdampfer zur
Trockne eingeengt Das verbleibende Oumll wurde mit Methylenchlorid versetzt und
einmal mit Wasser extrahiert Die vereinigte organische Phase wurde uumlber MgSO4
getrocknet und eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
n-HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
10 Experimenteller Teil 153
Ausbeute 289 g ( 89 )
DC Rf=020 ( n-HexanEtOAc 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 300 MHz CDCl3 )
755 ( m 4H HAr ) 738-715 ( m 9H HAr ) 684 ( m 1H 6H ) 637 ( d
1H J=30 Hz 3H ) 624 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=72 Hz J1acuteH2acuteHα=62 Hz 1acuteH)
543 ( m 1H 3`H ) 423 ( m 1H 4acuteH ) 371 ( m 2H 5acuteH ) 298 ( s
3H SCH3 ) 261 ( m 2H 2acuteH ) 105 ( s 9H t-Bu )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2823 MHz CDCl3 )
-12440 ( m 1F 5F )
ESI(+) mz 5679 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 6347 H 604 N 247
Gefunden C 6336 H 620 N 239
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-5-fluorindol 93
F
OHO
C13H12FNO2 23324 gmol
N
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
190 g (33 mmol) 1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-5-fluorindol wurden in 60 ml abs THF geloumlst und mit 122 (122
mmol) einer 1 M tetra-Butylamoniumfluorid-Loumlsung in THF versetzt Die
Reaktionsmischung wurde zwei Stunden unter Argon bei 50degC geruumlhrt
Anschlieszligend wurde das Loumlsungsmittel am Rotationsverdampfer zur Trockne
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
1ChloroformMethanol982 2 ChloroformMethanol955 3 Chloroform
Methanol982 Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten
10 Experimenteller Teil 154
Ausbeute 073 g ( 93 )
DC Rf=046 (CHCl3 MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
770 ( m 1H 6H ) 742 ( d 1H J=36 Hz 1acuteH ) 733 ( m 1H 2H )
703 ( m 2H 7H 3acuteH ) 652 ( m 2H 4H 2acuteH ) 615 ( d 1H J=31 Hz
3H ) 486 ( t 1H J=54 Hz 5acuteOH ) 480 ( m 1H 4acuteH ) 355 ( m 2H
5acuteH )
19F-NMR δ [ ppm ] ( 2823 MHz DMSO-d6 )
-12444 ( m 1F 5F )
ESI(+) mz 2337 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 6694 H 519 N 601
Gefunden C 6680 H 549 N 583
1acute-Desoxy-1acute-( 5-fluorindolyl )-β-D-ribofuranose 94
F
N
OHO
HO OH
C13H14FNO4 26725 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
042 g (18 mmol) 1-(2`3`-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-5-fluorindol
wurde mit 067 g ( 49 mmol ) N-Methylmorpholin-4-oxid Monohydrat versetzt und in
30 ml eines Gemisches aus AcetonWasser 81 geloumlst Die Loumlsung wurde mit 226 ml
einer 25-igen OsO4-Loumlsung in t-Butanol versetzt Die Reaktionsmischung wurde
19 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch
Zugabe von 10 ml 10-iger waumlssriger Na2S2O4-Loumlsung gequencht und noch 15
Minuten geruumlhrt Die Reaktionsloumlsung wurde mit 70 ml Wasser versetzt und zweimal
mit 150 ml Ethylacetat extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber
MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer eingeengt Die Aufreinigung erfolgte
10 Experimenteller Teil 155
durch FC mit dem Elutionsmittel n-HexanEthylacetat 12 Das Produkt wurde als
farbloser Feststoff erhalten
Ausbeute 025 g ( 52 )
DC Rf=021 ( n-HexanEtOAc 12 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
770 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 740 ( d 1H J=81 Hz 7H ) 712 ( m 1H
6H ) 684 ( m 1H 4H ) 652 ( d 1H J=34 Hz 3H ) 578 ( d 1H
J=62 Hz 1acuteH) 530 ( d 1H J=54 Hz 2acuteOH ) 518 ( s 1H 3acuteOH )
504 ( t 1H J=56 Hz 5acuteOH ) 436 ( d 1H J=50 Hz 2acuteH ) 409 ( m
1H 3acuteH ) 391 ( m 1H 4acuteH ) 362 ( m 2H 5acuteH )
19F-NMR δ [ ppm ] ( 2504 MHz DMSO-d6 )
-12454 ( m 1F 4F )
ESI(-) mz 2657 ( M-H )-
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 1acute-desoxy-1acute-( 5-fluorindolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 95
F
N
ODMTrO
HO OH
C34H32FNO6 56962 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
035 g (131 mmol) 1acute-Desoxy-1acute-(5-fluorindolyl)-β-D-ribofuranose wurde in 10 ml
abs Pyridin geloumlst und mit 027 ml (197 mmol) Triethylamin und 053 g (157 mmol)
44acute- Dimethoxytriphenylmethylchlorid versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 24
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
10 Experimenteller Teil 156
durch Zugabe von 3 ml Methanol gequencht und mit gesaumlttigter waumlssriger NaHCO3-
Loumlsung versetzt Es wurde dreimal mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten
organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer
zur Trockne eingeengt Das Rohprodukt wurde zweimal mit Toluol koevaporiert Die
Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol
991 Das Produkt wurde als gelber Schaum erhalten
Ausbeute 054 g ( 72 )
DC Rf= 045 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
761 ( m 1H HAr ) 759 ( d 1H J=30 Hz 2H ) 740-722 ( m 11H HAr
) 683 ( m 4H HAr ) 649 ( d 1H J=30 Hz 3H ) 591 ( d 1H J=60
Hz 1acuteH ) 549 ( d 1H J=62 Hz 3acuteOH ) 518 ( d 1H J=64Hz 2acuteOH )
435 ( m 1H 2acuteH ) 428 ( m 1H 3acuteH ) 407 ( m 1H 4acuteH ) 373 ( s
6H OCH3 ) 322 ( m 2H 5acuteH)
19F-NMR δ [ ppm] ( 2823 MHz DMSO-d6 )
-12455 ( m 1F 5F )
ESI(+) mz 5702 ( M+H )+
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 5-fluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 96
N
ODMTrO
HO OTBDMS
C40H46FNO6Si 68388 gmol
F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
05 g (09 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 1acute-desoxy-1acute-(5-fluorindolyl)
-szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml eines 11 Gemisches aus THFPyridin geloumlst und
10 Experimenteller Teil 157
mit 187 mg (11 mmol) Silbernitrat und 13 ml (13 mmol) einer 1 M tert-
Butyldimethylsilylchlorid-Loumlsung in THF versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 20
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 10 ml einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht
Das entstandene Silberchlorid wurde uumlber Celite abgetrennt und das Filtrat dreimal
mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber
MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Das
Rohprodukt wurde zweimal mit Toluol koevaporiert Die Aufreinigung erfolgte uumlber
praumlp HPLC (MN Nucleoprep 100-20 von Macherey-Nagel n-HexanMeOAc1018)
Das Produkt ( slow-Isomer ) wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 019 g ( 32 )
DC Rf=041 ( n-Hexan Ethylacetat 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
773 ( m 2H HAr ) 755-739( m 11H HAr ) 691 ( m 4H HAr ) 689 (
d 1H J=31 Hz 3H ) 604 ( d 1H J=62 Hz 1acuteH ) 513 ( d 1H J=57
Hz 3acuteOH ) 460 ( m H 2acuteH ) 427 ( m 2H 4acuteH 3acuteH ) 378 ( s 6H
OCH3 ) 342 ( m 2H 5acuteH ) 128 ( s 9H SiC(CH3)3 ) 103 ( s 3H
SiCH3 ) 099 ( s 3H SiCH3 )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2833 MHz DMSO-d6 )
-12437 ( m 1F 5F )
ESI(+) mz 6840 ( M+H )+
10 Experimenteller Teil 158
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 5-fluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 97
N
ODMTrO
TBDMSO OH
C40H46FNO6Si 68388 gmol
F
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (6-
fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose enstand als Nebenprodukt (fast-Isomer) bei der
Synthese von 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-
desoxy-1acute- (5-fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose
Ausbeute 018g ( 30 )
DC Rf= 039 (n-HexanEthylacetat 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
750( m 2H HAr ) 737-717 ( m 11H HAr ) 680 ( m 4H HAr ) 645 (
d 1H J=31 Hz 3H ) 585 ( d 1H J=61 Hz 1acuteH ) 523 ( d 1H J=56
Hz 2acuteOH ) 429 ( m H 2acuteH ) 423 ( m 1H 3acuteH ) 396 ( m 1H 4acuteH )
368 ( s 6H OCH3 ) 327 ( m 2H 5acuteH ) 077 ( s 9H SiC(CH3)3 ) -
018 ( s 3H SiCH3 ) -033 ( s 3H SiCH3 )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2833 MHz DMSO-d6 )
-12432 ( m 1F 5F )
ESI(+) mz 6842 ( M+H )+
10 Experimenteller Teil 159
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 5-
fluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 57
N
ODMTrO
O OTBDMS
PN OCN
C49H63FN3O7PSi88410 gmol
F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
160 mg (0234 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O- tert-
butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (5-fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml abs
Acetonitril geloumlst und mit 520microl (39 mmol) sym Collidin und 14 microl (018 mmol) 1-
Methylimidazol versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad auf 0degC
abgekuumlhlt und 78 microl (035 mmol) 2-Cyanoethyldiisoprpylchlorphosphoramidit
zugesetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 15 Minuten bei 0degC und 45 Minuten bei
Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von 5 ml
einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht Es wurde dreimal mit
Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4
getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung
erfolgte durch Saumlulenchromatographie mit dem Elutionsmittel n-HexanEtOAc 41
Das Produkt (ein Gemisch zweier Diastereomere) wurde als weiszliger Schaum
erhalten
Ausbeute 147 mg ( 71 )
DC Rf=038042( n-HexanEtOAc 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 300 MHz CDCl3 )
10 Experimenteller Teil 160
766-737 ( m 28H HAr ) 700 ( m 8H HAr ) 611 ( d J=76 Hz 2H
1acuteH ) 444 ( m 2H 3acuteH ) 407 ( m 2H 2acuteH ) 395 391 ( s 12H
OCH3 ) 348 ( m 6H 5acuteH CH2CN ) 285 ( m 2H 4acuteH ) 270 ( m 4H
OCH2 ) 136 ( m 12H CH(CH3)2 ) 090 085 ( m 18H SiC(CH3)3 )
024 -001 -023 -026 ( s 12H SiCH3 )
31P-NMR δ [ ppm] ( 300 MHz CDCl3 )
15141 und 14863 ( Verhaumlltnis 1 37 )
MALDI mz 9083 ( M+Na )+
Methyl-2-azido-1-p-fluorobenzoyl-propenoat 98
OCH3
N3
O
F
C10H8FN3O2 22119 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
Die Loumlsung aus 286 ml (154 mmol) einer 54 M MeONa-Loumlsung in Methanol und 60
ml abs Methanol wurde auf ndash20degC abgekuumlhlt Eine Loumlsung aus 408 g ( 33 mmol ) 4-
Fluorbenzaldehyd und 155 g ( 135 mmol ) Methylazidoacetat in 34 ml abs Methanol
wurde uumlber 30 Minuten zugetropft Die Reaktionsmischung wurde zwei Stunden bei
ndash20degC und uumlber Nacht bei +4degC geruumlhrt Anschlieszligend wurde die heterogene
Mischung auf Eis (ca 200ml) gegossen bis sie eine Temperatur von 5-10degC
erreichte Der weiszlige Feststoff wurde abgesaugt und der Filterkuchen mit Wasser
gewaschen Das Produkt musste aufgrund seiner Instabilitaumlt sofort weiter umgesetzt
werden
DC Rf=081 ( CH2Cl2 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
795 ( m 2H 2H 6H ) 726 ( m 2H 3H 2H ) 695 ( s 1H 7H ) 386 (
s 3H OCH3)
13C NMR 16423 ( C=O ) 16027 ( C8 ) 13282 ( C2 ) 13268 ( C6 ) 12940 ( C1
) 124 80 ( C4 ) 12335 ( C7 ) 11570 ( C3 ) 11536 ( C5 ) 5301 (
OCH3 )
10 Experimenteller Teil 161
19F-NMR δ [ppm] (2354 MHz DMSO-d6 )
-11071 ( s 1F p-F )
ESI(+) mz 2421 ( M+Na )+
Methyl-6-fluorindol-carboxylat 25
NH
COOMe
F
C10H8FNO2 19317 gmol
Das Rohprodukt Methyl-2-azido-1-p-fluorobenzoyl-propenoat wurde in 200ml Xylen
geloumlst und zwei Mal mit Wasser extrahiert Die vereinigten organischen Phasen
wurden uumlber MgSO4 getrocknet Der Ansatz wurde nun tropfenweise zu 200 ml
refluxierendem Xylen gegeben Die Reaktionsmischung wurde ca vier Stunden
gekocht bis sich das N2 nicht mehr entwickelte Anschlieszligend wurde es am
Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
dem Elutionsmittel Methylenchlorid Das Produkt wurde als weiszliger Feststoff erhalten
Ausbeute 467g ( 735 ) uumlber zwei Schritte
DC Rf=068 ( CH2Cl2 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
1199 ( s 1H NH ) 769 ( dd 1H J=552 Hz J=882 7H ) 716 ( m
2H 3H 4H ) 696 ( m 1H 5H) 387 (s 3H OCH3 )
13C NMR δ [ ppm] ( 629 MHz DMSO-d6 )
16318 ( C=O ) 16211 ( C2 ) 15938 ( C6 ) 13803 ( C8 ) 12855 ( C9
) 124 36 ( C7 ) 11043 ( C5 ) 10875 ( C3 ) 9860 ( C4 ) 5247 (
OCH3 )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz DMSO-d6 )
-11722 ( m 1F 6F )
ESI(-) mz 1916 ( M+H )-
ElAnalyse Berechnet C 6217 H 414 N 752
Gefunden C 6206 H 406 N 746
10 Experimenteller Teil 162
6-Fluorindol-2-carbonsaumlure 99
NH
COOH
F
C9H6FNO2 17915 gmol
462 g ( 242 mmol ) Methyl-6-fluoroindol-2-carboxylat wurden in 350 ml 2 N NaOH-
Loumlsung geloumlst Die Reaktionsmischung wurde zwei Stunden unter Ruumlckfluss gekocht
Die Reaktionsloumlsung wurde auf 0degC abgekuumlhlt und neutralisiert mit einer
aumlquivalenten Menge konzentrierter Salzsaumlure Die Loumlsung durfte sich dabei nicht
erwaumlrmen Das Produkt wurde als weiszliger Feststoff erhalten der abgesaugt und mit
Eiswasser gewaschen wurde
Ausbeute 429g ( 99 )
DC Rf=033 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
1297 ( bs 1H COOH) 1180 ( s 1H NH ) 766 (dd 1H J4H5H=88
Hz J4H6F=55 Hz 4H) 712 ( m 2H 3H 7H ) 651 (ddd 1H
J4H5H=88 Hz J5H6F=97Hz J7H5H=25 Hz 5H )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz DMSO-d6 )
-11786 ( m 1F 6F )
ESI(-) mz 1798 ( M+H )-
10 Experimenteller Teil 163
6-Fluorindol 28
NH
F
C8H6FN 13514 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
345 g (193 mmol) 6-Fluorindol-2-carbonsaumlure wurden in 250 ml N-Methylpyrolidon
geloumlst und mit 49 g (772 mmol) Kupferpulver versetzt Die Reaktionsmischung
wurde uumlber 12 Stunden bei 240degC refluxiert Ein Argonstrom wurde langsam und
kontinuierlich durchgeleitet Anschlieszligend wurde die Reaktionsmischung abgekuumlhlt
und uumlber Celite filtriert Der Filterkuchen wurde mit Ether gewaschen Das Filtrat
wurde mit 500 ml Wasser versetzt und die Loumlsung vier Mal mit Ether extrahiert Die
organischen Extrakte wurden einmal mit Wasser und einmal mit Brine gewaschen
Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und zur
Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
Methylenchlorid Das Produkt wurde als weiszliger Feststoff erhalten
Ausbeute 210 ( 81 )
DC Rf=038 ( n-HexanEtOAc8515 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
812 ( bs 1H NH) 759 ( d 1H J2H3H=33 Hz 2H ) 718 ( dd 1H
J4H5H=87 Hz J4H6F=56 Hz 4H ) 707 ( dd 1H J7H5H=22 Hz
J7H6F=102 Hz 7H) 690 ( ddd 1H J4H5H=87 Hz J5H7H=22 Hz
J5H6F=101 Hz 5H ) 654 ( d 1H J2H3H=33 Hz 3H )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz CDCl3)
-12183 ( m 1F 6F )
ESI(-) mz 1218 ( M+H )-
ElAnalyse Berechnet C 7111 H 444 N 1037
Gefunden C 7120 H 442 N 1050
10 Experimenteller Teil 164
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 6-
fluorindol 100
R=p-Me-C6H4-CO
ORO
OR
C29H26FNO5 48752 gmol
N F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
155g (115 mmol) 6-Fluorindol wurden in 150 ml abs Acetonitril geloumlst mit 415 mg
(173 mmol) NaH versetzt und bei Raumtemperatur 10 Minuten geruumlhrt Danach
wurden 536 g (138 mmol) 35 Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranose zugegeben
und nochmals 20 Minuten geruumlhrt Die Reaktion wurde gequencht durch Zugabe von
Ionenaustauscher Dowex-80 bis die Reaktionsloumlsung neutral ist Ionenaustauscher
wurde durch Celite abgesaugt und das Filtrat am Rotationsverdampfer zur Trockne
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
HexanEthylacetat 8515 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 520 ( 93 )
DC Rf=030 ( HexanEtOAc 8515)
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
805 ( d 2H J=82 Hz o-Tol-H ) 796 ( d 2H J=82 Hz oacute-Tol-H )
759 ( d 1H J2H3H=33 Hz 2H ) 737 ( dd 1H J7H6F=102 Hz
J7H5H=21 Hz 7H) 730 ( d 2H J=80 Hz m-Tol-H ) 726 ( d 2H
J=80 Hz macute-Tol-H ) 693 ( ddd 1H J4H5H=88 Hz J5H7H=205 Hz
J5H6F=1005 Hz 5H ) 659 ( d 1H J2H3H=33 Hz 3H ) 641 ( pt 1H
J1acuteH2acuteHβ=60 Hz J1acuteH 2`Hα=72 Hz 1acuteH ) 574 ( m 1H 3acuteH ) 467 ( m
10 Experimenteller Teil 165
2H 5acuteH ) 461 ( m 1H 4acuteH ) 288 ( m 1H 2acuteHβ ) 269 ( m 1H 2acuteHα )
249 ( s 3H Ar-CH3 ) 245 ( s 3H Ar-CH3 )
ESI(+) mz 4888 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 7146 H 534 N 287
Gefunden C 7142 H 553 N 308
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-6-fluorindol 101
N F
OHO
OH
C13H14FNO3 25125 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
260g (534 mmol) 1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O- (4-methylbenzoyl)-szlig -D- erythro-
pentofuranosyl]- 6-fluorindol wurden in 200 ml abs Methanol geloumlst und mit 631 ml
(341 mmol) einer 54 M MeONa-Loumlsung in Methanol versetzt Die
Reaktionsmischung wurde zwei Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend
wurde die Reaktion durch Zugabe von Ionenaustauscher Dowex-80 (bis PH ca 7)
gequencht Der Ionenaustauscher wurde abfiltriert und das Filtrat am
Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
dem Elutionsmittel HexanEthylacetat 12 Das Produkt wurde als gelbes Oumll erhalten
Ausbeute 127 g ( 95 )
DC Rf=057 ( CH2Cl2 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
10 Experimenteller Teil 166
759 ( d 1H J2H3H =33 Hz 2H ) 752 ( dd 1H J4H5H=87 Hz J4H6F=
56 Hz 4H ) 747 ( dd 1H J7H5H=101 Hz 7H ) 690 ( ddd 1H
J4H5H=87 Hz J5H7H= 22 Hz J5H6F= 101 Hz 5H ) 651 ( d 1H
J2H3H=33 Hz 3H ) 633 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=64 Hz J1acuteH2acuteHα=72Hz1acuteH )
526 ( d 1H J=42Hz 3`OH ) 489 ( t 1H J= 53 Hz 5acuteOH ) 435 ( m
1H 3acuteH ) 381 ( m 1H 4acuteH ) 353 ( m 2H 5acuteH ) 247 ( m 1H 2acuteHβ )
221 ( m 1H 2acuteHα )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz DMSO-d6 )
-12084 ( m 1F 6F )
ESI(-) mz 2499 ( M-H )-
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-6-
fluorindol 102
N F
OTBDPSO
OH
C29H32FNO3Si 48965 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
140g (56 mmol) 1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-6-fluorindol wurden in 15
ml abs Pyridin geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde in einem Eisbad auf 0degC
abgekuumlhlt 165 ml (64 mmol) tert-Buthyldiphenylsilyl-chlorid wurde innerhalb von 30
Minuten zugetropft Die Reaktionsloumlsung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur
geruumlhrt Anschlieszligend wurde das Produkt auf Kieselgel adsorbiert und am
Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
dem Elutionsmittel n-HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als gelbes Oumll
erhalten
10 Experimenteller Teil 167
Ausbeute 430 g ( 85 )
DC Rf=020 ( n-HexanEtOAc41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz CDCl3 )
765-715 ( m 14H Ar-H) 682 ( ddd 1H J4H5H=87 Hz J5H7H=22 Hz
J5H6F=101 Hz 5H ) 643 ( d 1H J= 32 Hz 3H ) 620 ( pt 1H
J1acuteH2acuteHβ=63 Hz J1acuteH2acuteHα=73 Hz 1acuteH ) 525 ( d 1H J=41 Hz 3acuteOH )
465 ( m 1H 3acuteH ) 397 ( m 1H 4acuteH ) 378 ( m 2H 5acuteH ) 257 ( m
1H 2acuteHβ ) 231 ( m 1H 2acuteHα ) 102 ( s 9H t-Bu )
ESI(+) mz 4902 ( M+H )+
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldimethylsilyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-6-fluorindol 103
N F
OTBDPSO
OMs
C30H34FNO5SSi56774 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
250g (51 mmol) 1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldiphenylsilyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-6-fluorindol wurden in 100 ml eines Gemisches aus abs
Methylenchlorid Pyridin 41 geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde in einem Eisbad auf
0degC abgekuumlhlt und mit 8 ml (102 mmol) MsCl versetzt Die Reaktionsmischung wurde
vier Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch
Zugabe von 20 ml Methanol gequencht und am Rotationsverdampfer zur Trockne
eingeengt Das verbleibende Oumll wurde mit Methylenchlorid versetzt und einmal mit
Wasser extrahiert Die vereinigte organische Phase wurde uumlber MgSO4 getrocknet
und eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel n-
HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
10 Experimenteller Teil 168
Ausbeute 287g ( 99 )
DC Rf=030 ( n-HexanEtOAc 41)
1H-NMR δ [ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
769-720 ( m 14H Ar-H ) 693 ( ddd 1H J4H5H=88 Hz J7H5H=23
Hz J5H6F= 94 Hz 5H ) 632 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=55 Hz J1acuteH2acuteHα=35
Hz1acuteH) 553 ( m 1H 3acuteH ) 434 ( m 1H 4acuteH ) 393 ( dd 1H
J5acuteHα5acuteHβ=114 Hz J4acuteH5acuteHα=32 Hz 5acuteHα ) 384 ( dd 1H J4acuteH5acuteHβ=42
Hz J5acuteHα5acuteHβ=114 Hz5acuteHβ ) 310 ( s 3H SCH3 ) 276 ( m 1H 2acuteHβ )
247 m 1H 2acuteHα ) 114 ( s 9H t-Bu )
13C NMR δ [ppm] ( 1006 MHz DMSO-d6 )
16118 ( CAr ) 15881 ( C4 ) 13642 ( CAr ) 13558 ( d J=106Hz C6 )
13248 ( CAr ) 12997 ( C8 ) 12792 ( CAr ) 12544 ( C3 ) 12438 ( CAr
) 12169 ( C9 ) 10925 ( C7 ) 9675 ( C2 ) 9645 ( C5 ) 8487 ( C1acute )
8390 ( C3acute ) 8027 ( C4acute ) 7668 ( C5acute ) 6338 ( C2acute ) 3844 ( SCH3 )
2692 ( SiC( CH3)3 ) 1924 ( SiC(CH3)3 )
ESI(+) mz 5685 ( M+H )+
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-6-fluorindol 104
N F
OHO
C13H12FNO2 23324 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
270g (48 mmol) 1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldimethylsilyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-6-fluorindol wurden in 70 ml abs THF geloumlst und mit 176 ( 176
mmol ) einer 1 M Tetra-Butylamoniumfluorid-Loumlsung in THF versetzt Die
Reaktionsmischung wurde bei 50 C zwei Stunden lang unter Argon geruumlhrt
Anschlieszligend wurde das Loumlsungsmittel am Rotationsverdampfer zur Trockene
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel 1
10 Experimenteller Teil 169
ChloroformMethanol982 2ChloroformMethanol9553 ChloroformMethanol982
Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten
Ausbeute 107g ( 97 )
DC Rf=051 (CHCl3 MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
755 ( m 2H 2H7H ) 737 ( d 1H J=34 Hz 1acuteH) 703 ( m 1H 4H)
691 ( ddd 1H J4H5H=86 Hz J5H7H=22 Hz J5H6F=99 Hz 5H ) 649 (
m 2H 3H3acuteH ) 613 ( m 1H 2acuteH ) 486 ( t 1H J=56 Hz 5`OH )
478 ( m 1H 4acuteH ) 352 ( m 2H 5acuteH )
19F-NMR δ [ ppm ] ( 2501 MHz DMSO-d6 )
-12088 ( m 1F 6F )
ESI(+) mz 2339 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 6694 H 519 N 601
Gefunden C 6685 H 534 N 612
1acute-Desoxy-1acute-( 6-fluorindolyl )-β-D-ribofuranose 105
N F
OHO
HO OH
C13H14FNO4 26725 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
102g (44 mmol ) 1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-6-fluorindol
wurde mit 162g (119 mmol) N-Methylmorpholin-4-oxid Monohydrat versetzt und in
50 ml eines Gemisches aus Wasser und Aceton im Verhaumlltnis 81 geloumlst Die Loumlsung
wurde mit 549 ml einer 25ndashigen OsO4-Loumlsung in t-Butanol versetzt Die
Reaktionsmischung wurde 19 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend
wurde die Reaktion durch Zugabe von 15 ml 10-iger waumlssriger Na2S2O4-Loumlsung
gequencht und noch 15 Minuten geruumlhrt Die Reaktionsloumlsung wurde mit 100 ml
10 Experimenteller Teil 170
Wasser versetzt und dreimal mit 200 ml Ethylacetat extrahiert Die vereinigten
organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel n-
HexanEthylacetat 12 Das Produkt wurde als farbloser Feststoff erhalten
Ausbeute 079 g ( 68 )
DC Rf=021 ( CH2Cl2 MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
758 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 753 ( dd 1H J4H5H=86 HZ J4H6F=56 Hz
4H ) 746 ( dd 1H J7H5H=21 Hz J7H6F=107Hz 7H ) 691 ( ddd 1H
J4H5H=86 Hz J5H7H=21 Hz J5H6F=97 Hz 5H ) 651 ( d 1H J=34 Hz
3H ) 581 ( d1H J=61 Hz 1acuteH ) 530 ( d 1H J=67 Hz 3acuteOH ) 512 (
d 1H J=50 Hz 2acuteOH ) 503 ( t 1H J=53 Hz 5acuteOH ) 419 ( m 1H
2acuteH ) 408 ( m 1H 3acuteH ) 390 ( m 1H 4acuteH ) 361 ( m 2H 5acuteH)
13C NMR δ [ ppm] ( 629 MHz DMSO-d6 )
16001 ( C2 ) 13570 ( C4 ) 126 58 ( C7 ) 12527 ( C8 ) 12138 ( C6
) 10810 ( C5 ) 10216 ( C9 ) 9713 ( C3 ) 8904 ( C1acute ) 8488 ( C4acute )
7390 ( C2acute ) 7021 ( C3acute ) 6142 ( C5acute )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2501 MHz DMSO-d6 )
-12095 ( s 1F 6F )
ESI(-) mz 2659 ( M-H )-
ElAnalyse Berechnet C 5842 H 528 N 524
Gefunden C 5833 H 530 N 517
Extinktionskoefizient ε260=6300 cm2mol-1
10 Experimenteller Teil 171
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 1acute-desoxy-1acute-( 6-fluorindolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 106
N F
ODMTrO
HO OH
C34H32FNO6 56962 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
050 g (189 mmol) 1acute-Desoxy-1acute-(6-fluorindolyl)-β-D-ribofuranose wurde in 15 ml
abs Pyridin geloumlst und mit 035 ml (282 mmol) Triethylamin und 068 g (203 mmol)
44acute- Dimethoxytriphenylmethylchlorid versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 24
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 3ml Methanol gequencht und mit gesaumlttigter waumlssriger NaHCO3-
Loumlsung versetzt Es wurde dreimal mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten
organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer
zur Trockne eingeengt Das Rohprodukt wurde zweimal mit Toluol koevaporiert Die
Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol
991 Das Produkt wurde als gelber Schaum erhalten
Ausbeute 062 g ( 58 )
DC Rf= 061 ( CH2Cl2MeOH 991 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
759-721 ( m 12H HAr ) 693 ( ddd 1H J4H5H=84 Hz J5H7H=20 Hz
J5H6F=93 Hz 5H ) 684 ( m 4H HAr ) 651( d 1H J=32 Hz 3H ) 590
( d 1H J=52 Hz 1acuteH ) 549 ( d 1H J=61 Hz 3acuteOH ) 518 ( d 1H
J=43 Hz 2acuteOH ) 431 ( m 1H 2acuteH ) 415 ( m 1H 3acuteH ) 406 ( m
1H 4acuteH ) 372 ( s 6H OCH3 ) 322 ( m 2H 5acuteH)
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz DMSO-d6 )
-12239 ( m 1F 6F )
ESI(+) mz 5704 ( M+H )+
10 Experimenteller Teil 172
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 6-fluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 107
ODMTrO
HO OTBDMS
C40H46FNO6Si 68388 gmol
N F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
050 g (088 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 1acute-desoxy-1acute-(6-fluorinolyl)
-szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml eines 11 Gemisches aus THFPyridin geloumlst und
mit 180 mg (104 mmol) Silbernitrat und 124 ml (124 mmol) einer 1 M tert-
Butyldimethylsilylchlorid-Loumlsung in THF versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 20
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 10 ml einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht
Das entstandene Silberchlorid wurde uumlber Celite abgetrennt und das Filtrat drei Mal
mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber
MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Das
Rohrprodukt wurde zweimal mit Toluol coevaporiert Die Aufreinigung erfolgte uumlber
praumlp HPLC (MN Nucleoprep 100-20 von Macherey-Nagel n-HexanMeOAc1018)
Das Produkt ( slow-Isomer ) wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 018 g ( 30 )
DC Rf=054 ( n-HexanEtOAc41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
750-686 ( m 17H HAr ) 654 ( d 1H J=33 Hz 3H ) 592 ( d 1H
J=62 Hz 1acuteH ) 506 ( d 1H J=56 Hz 3acuteOH ) 443 ( m H 2acuteH ) 411
( m 2H 4acuteH 3acuteH ) 373 ( s 6H OCH3 ) 327 ( m 2H 5acuteH ) 072 ( s
9H SiC(CH3)3 ) -012 ( s 3H SiCH3 ) -026 ( s 3H SiCH3 )
10 Experimenteller Teil 173
13C NMR δ [ ppm] ( 10061 MHz DMSO-d6 )
15835 (d J=394 Hz C6 ) 14534 ( DMTr ) 14514 ( DMTr ) 13614 (
DMTr ) 13580 ( DMTr ) 13025 ( CAr ) 12829 ( DMTr ) 12721 (CAr )
12662 ( DMTr ) 12580 ( DMTr ) 12426 ( DMTr ) 12200 ( CAr )
11661 ( CAr ) 11316 ( CAr ) 10880 ( CAr ) 10300 (CAr ) 9988 (
DMTr ) 8622 ( C1acute ) 7612 ( C4acute ) 7225 ( C2acute ) 7070 ( C3acute )126 58
( C7 ) 12527 ( C8 ) 12138 ( C6 ) 10810 ( C5 ) 10216 ( C9 ) 9713 (
C3 ) 8904 ( C1acute ) 8488 ( C4acute ) 7390 ( C2acute ) 7021 ( C3acute ) 6442 (
C5acute ) 5547 ( OCH3 ) 2610 ( SiC(CH3)3 cedil1834 ( SiC(CH3)3 ) -403 (
SiCH3 ) -506 ( SiCH3 )
ESI(-) mz 68434 ( M+H )-
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 6-fluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 108
ODMTrO
TBDMSO OH
C40H46FNO6Si 68388 gmol
N F
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (6-
fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose enstand als Nebenprodukt (fast-Isomer) bei der
Synthese von 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-
desoxy-1acute- (6-fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose
10 Experimenteller Teil 174
Ausbeute 017g ( 28 )
DC Rf=049 ( n-HexanEtOAc41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
752-722 ( m 16H HAr ) 684 ( ddd 1H J4H5H=84 Hz J5H7H=21 Hz
J5H6F=93 Hz 5H ) 653 ( d 1H J=33 Hz 3H ) 588 ( d 1H J=51 Hz
1acuteH ) 536 ( d 1H J=65 Hz 2acuteOH ) 431 ( m 2H 2acuteH 3acuteH ) 403 (
m 1H 4acuteH ) 374 ( s 6H OCH3 ) 313 ( m 2H 5acuteH) 079 ( s 9H
SiC(CH3)3 ) 005 ( s 3H SiCH3 ) -012 ( s 3H SiCH3 )
13C NMR δ [ ppm] ( 1009 MHz DMSO-d6 )
15605 (d J=394 Hz C6 ) 14539 ( DMTr ) 14524 ( DMTr ) 13600 (
DMTr ) 13570 ( DMTr ) 13030 ( CAr ) 12829 ( DMTr ) 12721 (CAr )
12662 ( DMTr ) 12580 ( DMTr ) 12426 ( DMTr ) 12200 ( CAr )
11661 ( CAr ) 11316 ( CAr ) 10880 ( CAr ) 10300 (CAr ) 9988 (
DMTr ) 8622 ( C1acute ) 7632 ( C4acute ) 7325 ( C2acute ) 7170 ( C3acute )126 70
( C7 ) 12527 ( C8 ) 12138 ( C6 ) 10920 ( C5 ) 10216 ( C9 ) 9713 (
C3 ) 8904 ( C1acute ) 8488 ( C4acute ) 7390 ( C2acute ) 7021 ( C3acute ) 6442 (
C5acute ) 5547 ( OCH3 ) 2610 ( SiC(CH3)3 cedil1834 ( SiC(CH3)3 ) -420 (
SiCH3 ) -486 ( SiCH3 ) 19F-NMR δ [ ppm] ( 2501 MHz DMSO-d6 )
-12079 ( s 1F 6F )
ESI(-) mz 68470 ( M+H )-
10 Experimenteller Teil 175
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 6-
fluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 58
ODMTrO
O OTBDMS
PN OCN
C49H63FN3O7PSi88410 gmol
N F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
160 mg (018 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-
butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (6-fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml abs
Acetonitril geloumlst und mit 250 microl (18 mmol) sym Collidin und 8 microl (01 mmol) 1-
Methylimidazol versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde in einem Eisbad auf 0degC
abgekuumlhlt und 65 microl (029 mmol) 2-Cyanoethyldiisoprpylchlorphosphoramidit wurden
zugesetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 15 Minuten bei 0degC und 45 Minuten bei
Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von 5 ml
einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht Es wurde drei Mal mit
Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4
getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung
erfolgte durch Saumlulenchromatographie mit dem Elutionsmittel n-HexanEtOAc 41
Das Produkt (ein Gemisch zweier Diastereomere) wurde als weiszliger Schaum
erhalten
Ausbeute 147 mg ( 71 )
DC Rf=036 031( n-HexanEtOAc 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
10 Experimenteller Teil 176
754-671 ( m 36H HAr ) 578 ( d J=78 Hz 2H 1acuteH ) 454 ( m 2H
3acuteH ) 415 ( m 2H 2acuteH ) 373 371 ( s 12H OCH3 ) 349 ( m 6H
5acuteH CH2CN ) 319 ( m 2H 3acuteH ) 272 ( m 4H OCH2 ) 120 ( m 12H
CH(CH3)2 ) 073 072 ( m 18H SiC(CH3)3 ) -005 -008 -015 -
032 ( s 12H SiCH3 )
31P-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
15063 und 14874 ( Verhaumlltnis 1 36 )
ESI(-) mz 8847 ( M+H )+
Methyl-46-difluorindol-carboxylat 26
NH
COOMe
F
F
C10H7F2NO2 21116 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
Die Loumlsung aus 121 ml (653 mmol) einer 54 M MeONa-Loumlsung in Methanol und 30
ml abs Methanol wurde auf ndash20degC abgekuumlhlt Eine Loumlsung aus 200 g (141 mmol)
24-Difluorbenzaldehyd und 75 g (653 mmol) Methylazidoacetat in 17 ml abs
Methanol wurde uumlber 30 Minuten zugetropft Die Reaktionsmischung wurde zwei
Stunden bei ndash20degC und uumlber Nacht bei +4degC geruumlhrt Anschlieszligend wurde die
heterogene Mischung auf Eis (ca 300 ml) gegossen bis eine Temperatur von 5-10degC
erreicht wurde Der weiszlige Feststoff wurde abgesaugt und Filterkuchen mit Wasser
nachgespuumllt Das Produkt ist instabil und musste gleich verwendet werden Das
Rohprodukt Methyl-2-azido-o-p-difluorobenzoyl-propenoat wurde in 50 ml Xylen
geloumlst und zwei Mal mit Wasser extrahiert Die vereinigten organischen Phasen
wurden uumlber MgSO4 getrocknet Der Ansatz wurde nun tropfenweise zu 200 ml
refluxierendem Xylen gegeben Die Reaktionsmischung wurde ca 4 Stunden
gekocht bis kein N2 mehr entwickelte Anschlieszligend wurde am Rotationsverdampfer
10 Experimenteller Teil 177
zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
Methylenchlorid Das Produkt wurde als weiszliger Feststoff erhalten
Ausbeute 217 g ( 73 ) uumlber zwei Schritte
DC Rf=049 ( CH2Cl2 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
1236 ( s 1H NH ) 716 ( m 1H 7H ) 704 ( m 1H 3H ) 692 ( ddd
1H J7H5H= 20 Hz J4F5H=83 Hz J6F5H=83 Hz 5H) 389 (s 3H OCH3
)
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz DMSO-d6 )
-11665 ( m 1F 6F ) -11420 ( m 1F 4F )
ESI(-) mz 2096 ( M-H )-
ElAnalyse Berechnet C 5688 H 334 N 663
Gefunden C 5704 H 341 N 648
46-Difluorindol-2-carbonsaumlure 109
NH
COOH
F
F
C9H5F2NO2 19714 gmol
65 g ( 308 mmol ) Methyl-46-difluoroindol-2-carboxylat wurden in 450 ml 2 N
NaOH-Loumlsung geloumlst Die Reaktionsmischung wurde 2 Stunden unter Ruumlckflss
gekocht Die Reaktionsloumlsung wurde auf 0degC abgekuumlhlt und neutralisiert mit einer
aumlquivalenten Menge konzentrierter Salzsaumlure Die Loumlsung darf sich dabei nicht
erwaumlrmen Das Produkt wurde als weiszliger Feststoff erhalten der abgesaugt und mit
Eiswasser gewaschen wurde
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
825 ( bs 1H NH ) 710 ( s 1H 3H ) 702 (dd 1H J7H6F=94Hz
J5H7H=13 Hz 7H ) 691 ( ddd 1H J5H4F= 104 Hz J5H6F=104 Hz
J5H7H=20 Hz 5H) 342 ( bs 1H COOH )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz DMSO-d6 )
10 Experimenteller Teil 178
-11691 ( m 1F 6F ) -11482 ( m 1F 4F )
MALDI mz 19792 ( M+H )+
46-Difluorindol 29
NH
F
F
C8H5F2N15313 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
500 g (254 mmol) der 46-Difluorindol-2-carbonsaumlure wurde in 300 ml N-
Methylpyrrolidon geloumlst und mit 646 g (1016) mmol Kupferpulver versetzt Die
Reaktionsmischung wurde uumlber 12 Stunden bei 240degC gekocht Ein Argonstrom
wurde langsam und kontinuierlich durchgeleitet Anschlieszligend wurde die
Reaktionsmischung abgekuumlhlt und uumlber Celite filtriert Der Filterkuchen wurde mit
Ether gewaschen Das Filtrat wurde mit 500 ml Wasser versetzt und die Loumlsung vier
Mal mit Ether extrahiert Die organischen Extrakte wurden ein Mal mit Wasser und
ein Mal mit Brine gewaschen Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber
MgSO4 getrocknet und zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC
mit dem Elutionsmittel Methylenchlorid Das Produkt wurde als weiszliger Feststoff
erhalten
Ausbeute 194 g ( 50 )
DC Rf= 043 ( n-HexanEtOAc8515 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
735 ( d 1H J=26 Hz 2H ) 704 ( dd 1H J5H7H=21 Hz J7H6F=96 Hz
7H ) 677 ( ddd 1H J7H5H= 21 Hz J4F5H=104 Hz J6F5H=104 Hz 5H)
645 ( d 1H J=20 Hz 3H ) 346 ( bs 1H NH )
13C-NMR δ [ ppm] ( 1006 MHz DMSO-d6 )
15960 ( C4 ) 15722 ( C6 ) 13785 ( C5 ) 12667 ( C8 ) 12298 ( C3 )
11678 ( C9 ) 10991 ( C7 ) 9732 ( C2 )
ESI(-) mz 15224 ( M-H )-
10 Experimenteller Teil 179
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 46-
difluorindol 37
OTolO
OTol
C29H25F2NO5 50551 gmol
N F
F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
100 g ( 653 mmol ) 46-Difluorindol wurden in 100 ml abs Acetonitril geloumlst mit 235
mg ( 980 mmol ) NaH versetzt und bei Raumtemperatur 10 Minuten geruumlhrt Danach
wurden 305 g (784 mmol) 35 Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranose zugegeben
und noch 20 Minuten geruumlhrt Die Reaktion wurde durch Zugabe von
Ionenaustauscher Dowex-80 gequencht bis die Reaktionsloumlsung neutral war
Ionenaustauscher wurde durch Celite abgesaugt und das Filtrat am
Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
dem Elutionsmittel HexanEthylacetat 8515 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum
erhalten
Ausbeute 327 g ( 99 )
DC Rf=033 (n-HexanEtOAc8515 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
800 ( d 2H J=82 Hz o-Tol-H ) 786 ( d 2H J=82 Hz oacute-Tol-H )
763 ( d 1H J= 35 Hz 2H ) 753 ( dd 1H J7H6F=96 Hz J7H5H=17 Hz
7H) 750 ( d 2H J= 16 Hz m-Tol-H) 737 ( d 2H J= 82 Hz macute-Tol-
H) ( ddd 1H J7H5H= 17 Hz J4F5H=94 Hz J6F5H=94 Hz 5H) 659 ( m
2H 1acuteH 3H ) 612 ( m 1H 4acuteH ) 455 ( m 2H 3acuteH 5acuteH ) 294 ( m
1H 2acuteHβ ) 270 ( m 1H 2acuteHα ) 241 ( s 3H Ar-CH3) 237 ( s 3H Ar-
CH3)
10 Experimenteller Teil 180
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 MHz DMSO-d6 )
-11900 ( m 1F 6F ) -11801 ( m 1F 4F )
ESI(+) mz 5279 ( M+Na )+
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-46-difluorindol 38
N F
F
OHO
OH
C13H13F2NO3 26924 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
320g (63 mmol) 1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-
pentofuranosyl]- 46-difluorindol wurden in 220 ml abs Methanol geloumlst und mit 75
ml (405 mmol) einer 54 M MeONa-Loumlsung in Methanol versetzt Die
Reaktionsmischung wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend
wurde die Reaktion durch Zugabe von Ionenaustauscher Dowex-80 (bis PH ca 7)
gequencht Der Ionenaustauscher wurde abfiltriert und das Filtrat am
Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
dem Elutionsmittel HexanEthylacetat 12 Das Produkt wurde als gelbes Oumll erhalten
Ausbeute 167g ( 98 )
DC Rf=050 ( CH2Cl2MeOH 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
764 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 743 ( dd 1H J5H7H=16 Hz J7H6F=102
Hz 7H ) 688 ( ddd 1H J7H5H= 20 Hz J4F5H=103 Hz J6F5H=103 Hz
5H) 656 ( d 1H J=34 Hz 3H ) 633 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ= 61Hz
J1acuteH2acuteHα=72 Hz 1acuteH ) 528 ( d 1H J=42 Hz 3acuteOH ) 493 ( 1H J=54
Hz 5acuteOH ) 436 ( m 1H 3acuteH ) 383 ( m 1H 4acuteH ) 354 ( m 2H 5acuteH)
247 ( m 1H 2acuteHβ ) 229 ( m 1H 2acuteHα )
10 Experimenteller Teil 181
13C-NMR δ [ ppm] ( 1006 MHz DMSO-d6 )
1589 ( d J=496 Hz C4 ) 1538 ( d J=612HzC6 ) 1375 ( C8 )
1270 ( C3 ) 1144 ( C9 ) 982 ( C2 ) 954 ( C5 ) 943 ( C7 ) 876 (
C1acute ) 855 ( C3acute ) 710 ( C4acute ) 621 ( C5acute ) 301 ( C2acute )
ESI(-) mz 2679 ( M-H )-
ElAnalyse Berechnet C 5800 H 487 N 520
Gefunden C 5828 H 503 N 508
1-(2acute-desoxy-5`-O-tert-butyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-46-
difluorindol 39
N F
F
OTBDPSO
OH
C29H31F2NO3Si 50764 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
15g (56 mmol) 1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-46-difluorindol wurden in
20 ml abs Pyridin geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad auf 0degC
abgekuumlhlt 16 ml ( 62 mmol ) t-Buthyldiphenylsilyl-chlorid wurden innerhalb von 30
Minuten zugetropft Die Reaktionsloumlsung wurde dann 24 Stunden bei
Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde das Produkt auf Kieselgel adsorbiert
und am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch
FC mit dem Elutionsmittel n-HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als gelbes
Oumll erhalten
Ausbeute 249 ( 88 )
DC Rf=050 ( CH2Cl2 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
10 Experimenteller Teil 182
756-729 ( m 12H HAr ) 686 ( ddd 1H J7H5H= 19 Hz J4F5H=103
Hz J6F5H=102 Hz 5H) 647 ( d 1H J=34 Hz 3H ) 634 ( pt 1H
J1acuteH2acuteHβ= 64 Hz J1acuteH2acuteHα=65 Hz 1acuteH ) 535 ( d 1H J=46 Hz 3acuteOH )
443 ( m 1H 3acuteH ) 389 ( m 1H 4acuteH ) 372 ( m 2H 5acuteH) 249 ( m
1H 2acuteHβ ) 230 ( m 1H 2acuteHα ) 205 ( s 9H t-Bu)
13C-NMR δ [ ppm] ( 1006 MHz DMSO-d6 )
1557 ( d J=506Hz C4 ) 1548 ( d J=622Hz C6 ) 1415 ( C8 )
1375 ( CAr ) 1358 ( CAr ) 1356 ( CAr ) 1352 ( CAr ) 1330 ( CAr )
1322 ( CAr ) 1298 ( CAr ) 1285 ( CAr ) 1282 ( CAr ) 1281 ( CAr )
1279 ( CAr ) 1275 ( CAr ) 1269 ( C2 ) 1112 ( C9 ) 1031 ( C3 ) 957
( C5 ) 936 ( C7 ) 835 ( C1acute ) 833 ( C4acute ) 653 ( C3acute ) 642 ( C5acute )
360 ( C2acute ) 2573 ( SiC(CH3)3 ) 205 ( SiC(CH3)3 ) 195 (SiC(CH3)3 )
145 (SiC(CH3)3 )
ESI(-) mz 5058 ( M-H )-
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-46-difluorindol 40
N F
F
OTBDPSO
OMs
C30H33F2NO5SSi 58573 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
2 g (394 mmol) 1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldiphenylsilyl- β- D- erythro-
pentofuranosyl)- 46- difluorindol wurden in 75 ml eines Gemisches aus abs
Methylenchlorid Pyridin 41 geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad
auf 0degC abgekuumlhlt und mit 62 ml (788 mmol) MsCl versetzt Die Reaktionsmischung
wurde 4 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 15 ml Methanol gequencht und am Rotationsverdampfer zur
Trockene eingeengt Das verbleibende Oumll wurde mit Methylenchlorid versetzt und ein
10 Experimenteller Teil 183
Mal mit Wasser extrahiert Die vereinigte organische Phase wurde uumlber MgSO4
getrocknet und eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
n-HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 228 g ( 99 )
DC Rf=016 ( n-HexanEtOAc8515 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
760-733 ( m 12H HAr ) 692 ( m 1H 5H) 654 ( d 1H J=34Hz 3H
) 645 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ= 63Hz J1acuteH2acuteHα=64Hz 1acuteH ) 544 ( m 1H 3acuteH
) 426 ( m 1H 4acuteH ) 381 ( m 2H 5acuteH) 330 (s 9H SCH3 ) 285 ( m
1H 2acuteHβ ) 273 ( m 1H 2acuteHα ) 099 ( s 9H t-Bu)
19F-NMR δ [ ppm] ( 2353 MHz DMSO-d6 )
-11902 ( m 1F 6F) -11784 ( m 1F 4F )
ESI(+) mz 5861 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 6152 H 568 N 239
Gefunden C 6135 H 547 N 243
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-46-difluorindol 41
N F
F
OHO
C13H11F2NO2 25123 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
15 g ( 26 mmol ) 1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-46-difluorindol wurden in 50 ml abs THF geloumlst und mit 95 (95
mmol) einer 1 M Tetra-Butylamoniumfluorid-Loumlsung in THF versetzt Die
Reaktionsmischung wurde 2 Stunden unter Argon bei 50degC geruumlhrt Anschlieszligend
wurde die Loumlsungsmittel am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die
Aufreinigung erfolgte drei Mal durch FC mit dem Elutionsmittel
10 Experimenteller Teil 184
1ChloroformMethanol982 2 ChloroformMethanol955 3
ChloroformMethanol982 Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten
Ausbeute 042 g ( 985 )
DC Rf=052 ( CH3ClMeOH95 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
751 ( dd 1H J=18 Hz 7H ) 743 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 703 ( d
1H J= 13 Hz 1acuteH ) 689 ( ddd 1H J7H5H= 18 Hz J4F5H=103 Hz
J6F5H=102 Hz 5H) 656 ( d 1H J=34 Hz 3H ) 648 ( m 1H 2acuteH )
613 m 1H 2acuteH ) 613 ( m 1H 3acuteH ) 487 ( t 1H J=54 Hz 5acuteOH )
481 ( m 1H 4acuteH ) 351 ( m 2H 5acuteH)
19F-NMR δ [ ppm] ( 2354 DMSO-d6 )
-119 17 (m 1F 6F ) -11837 ( m 1F 4F )
ESI(+) mz 2519 ( M+H )+
1acute-Desoxy-1acute-( 46-difluorindolyl )-β-D-ribofuranose 42
N F
F
OHO
HO OH
C13H13F2NO4 28524 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
1 g (40 mmol) 1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-46-difluorindol
wurde mit 147 g ( 108 mmol ) N-Methylmorpholin-4-oxid Monohydrat versetzt und in
50 ml eines Gemisches aus AcetonWasser im Verhaumlltnis 81 geloumlst Die Loumlsung
wurde mit 50 ml einer 25-igen OsO4-Loumlsung in t-Butanol versetzt Die
Reaktionsmischung wurde 19 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend
wurde die Reaktion durch Zugabe von 15 ml 10-iger waumlssriger Na2S2O4-Loumlsung
gequencht und noch 15 Minuten geruumlhrt Die Reaktionsloumlsung wurde mit 100 ml
10 Experimenteller Teil 185
Wasser versetzt und drei Mal mit 200 ml Ethylacetat extrahiert Die vereinigten
organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel n-
HexanEthylacetat 12 Das Produkt wurde als farbloser Feststoff erhalten
Ausbeute 077 g ( 68 )
DC Rf=016 ( n-HexanEtOAc12 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
765 (d1H J=34Hz 2H ) 741 ( dd 1H J5H7H=17Hz J7H6F=101Hz
7H ) 688 ( ddd 1H J7H5H= 20Hz J4F5H=103Hz J6F5H=103Hz 5H)
658 ( d 1H J= 66Hz 3H ) 582 ( d 1H J=62Hz 1acuteH ) 534 ( d 1H
J=67Hz 2acuteOH ) 514 ( d 1H J=49Hz 3acuteOH ) 506 ( t 1H J=53Hz
5acuteOH ) 423 ( m 1H 2acuteH ) 407 ( m 1H 3acuteH ) 394 ( m 1H 4acuteH ) 362
( m 2H 5acuteH)
19F-NMR δ [ ppm] ( 2352 MHz DMSO-d6 )
-11817 ( m 1F 6F) -11913 ( m 1F 4F )
ESI(-) mz 2838 ( M+H )+
Extinktionskoefizient ε260=6530
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 1acute-desoxy-1acute-( 46-difluorinolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 51
ODMTrO
HO OH
C34H31F2NO658761gmol
N F
F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
054 g (189 mmol) 1acute-Desoxy-1acute-(46-difluorindolyl)-β-D-ribofuranose wurden in 15
ml abs Pyridin geloumlst und mit 035 ml ( 282 mmol ) Triethylamin und 068 g ( 203
mmol ) 44acute- Dimethoxytriphenylmethylchlorid versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde
10 Experimenteller Teil 186
24 Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die
Reaktion durch Zugabe von 3ml Methanol gequencht und mit gesaumlttigter waumlssriger
NaHCO3-Loumlsung versetzt Es wurde drei Mal mit Methylenchlorid extrahiert Die
vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am
Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Das Rohprodukt wurde zweimal mit
Toluol coevaporiert Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
MethylenchloridMethanol 991 Das Produkt wurde als gelber Schaum erhalten
Ausbeute 079 g ( 71 )
DC Rf=056 ( CH2Cl2 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
750 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 734-679 ( m 15H HAr ) 654 ( d 1H J=
25 Hz 3H ) 586 ( d 1H J=50 Hz 1acuteH) 549 ( d 1H J=61 Hz 2acuteOH
) 516 ( d 1H J= 57 Hz 3`OH ) 428 ( m 1H 2acuteH ) 412 ( m 1H 3acuteH
) 404 ( m 1H 4acuteH ) 369 ( s 6H OCH3 ) 321 ( m 2H 5acuteH )
13C-NMR δ [ ppm] ( 1006 MHz DMSO-d6 )
1585 ( DMTr ) 1453 ( DMTr ) 1377 ( DMTr ) 1359 ( C2 ) 1302 (
DMTr ) 1283 ( C5 ) 1282 ( C7 ) 1272 ( C4 ) 1268 ( C3 ) 1252 (
DMTr ) 1234 ( DMTr ) 1220 ( DMTr ) 1210 ( DMTr ) 1197 ( DMTr )
1186 ( C8 ) 1178 ( DMTr ) 1154 ( C6 ) 1152 ( DMTr ) 1148 ( DMTr
) 1142 ( DMTr ) 1136 ( DMTr ) 1110 ( DMTr ) 1098 ( DMTr ) 1076
( C9 ) 892 ( C1acute ) 873 ( DMTr ) 857 ( DMTr ) 835 ( C4acute ) 732 ( C2acute
) 701 ( C3acute ) 640 ( C5acute ) 551 ( OCH3 )
MALDI mz 61158 ( M+Na )+
10 Experimenteller Teil 187
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 46-difluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 52
N F
F
ODMTrO
HO OTBDMS
C40H45F2NO6Si 70187 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
033 g (06 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 1acute-desoxy-1acute-(46-
difluorindolyl) -szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml eines 11 Gemisches aus
THFPyridin geloumlst und mit 122 mg ( 072 mmol ) Silbernitrat und 084 ml (084 mmol)
einer 1 M tert-Butyldimethylsilylchlorid-Loumlsung in THF versetzt Die Reaktionsloumlsung
wurde 20 Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die
Reaktion durch Zugabe von 10 ml einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung
gequencht Das entstandene Silberchlorid wurde uumlber Celite abgetrennt und das
Filtrat drei Mal mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen
wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene
eingeengt Das Rohprodukt wurde zweimal mit Toluol koevaporiert Die Aufreinigung
erfolgte uumlber praumlp HPLC (MN Nucleoprep 100-20 von Macherey-Nagel n-
HexanEtOAc51) Das Produkt (slow-Isomer) wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 016 g (40 )
DC Rf=054 (n-HexanEthylacetat 41)
1H-NMR δ [ ppm] (400 MHz DMSO-d6 )
753 (d1H J=34 Hz 2H) 740-685 (m 15H HAr) 660 (d 1H J=34
Hz 3H ) 593 (d 1H J=62 Hz 1acuteH) 509 (d 1H J=56 Hz 3acuteOH)
444 (t 1H J= 55 Hz 2acuteH) 410 (m 1H 3acuteH 4acuteH) 373 (s 6H OCH3)
327 (m 2H 5acuteH) 071 (s 9H t-Bu) -012 (s 3H SiCH3) -027 (s 3H
SiCH3)
10 Experimenteller Teil 188
19F-NMR δ [ ppm] (2352 MHz DMSO-d6 )
-11820 (m 1F 6F) -11900 (m 1F 4F)
ESI(-) mz 7004 (M-H)-
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 46-difluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 53
N F
F
ODMTrO
TBDMSO OH
C40H46FNO6Si 68388 gmol
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute-
(46-difluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose enstand als Nebenprodukt (fast-Isomer) bei der
Synthese von 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-
desoxy-1acute- (6-fluorindolyl) -szlig-D-ribofuranose
Ausbeute 015 g ( 375 )
DC Rf=050 ( n-HexanEthylacetat 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
758 (d1H J=34 Hz 2H ) 740-659 ( m 15H HAr ) 583 ( d 1H
J=52 Hz 1acuteH ) 539 ( d 1H J=65 Hz 2acuteOH ) 431 ( m 1H 3acuteH )
427 ( m 1H 2acuteH ) 403 ( m 1H 3acuteH 4acuteH ) 372 ( s 6H OCH3 ) 314
( m 2H 5acuteH ) 080 ( s 9H t-Bu ) 004 ( s 3H SiCH3 ) -002 ( s 3H
SiCH3 )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2352 MHz DMSO-d6 )
-11818 ( m 1F 6F) -11895 ( m 1F 4F )
ESI(-) mz 7004 ( M-H )-
10 Experimenteller Teil 189
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 46-
difluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 54
ODMTrO
O OTBDMS
PN OCN
C49H62F2N3O7PSi 90209 gmol
N F
F
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
150 mg (021 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-
butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (46-difluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml
abs Acetonitril geloumlst und mit 280 microl ( 214 mmol ) sym Collidin und 10 microl (012
mmol) 1-Methylimidazol versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad auf
0degC abgekuumlhlt und 72 microl ( 032 mmol ) 2-Cyanoethyldiisoprpylchlorphosphoramidit
zugesetzt wurden Die Reaktionsloumlsung wurde 15 Minuten bei 0degC und 45 Minuten
bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von 5
ml einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht Es wurde drei Mal mit
Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4
getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung
erfolgte durch Saumlulenchromatographie mit dem Elutionsmittel n-HexanEtOAc 41
Das Produkt ( ein Gemisch zweier Diastereomere ) wurde als weiszliger Schaum
erhalten
Ausbeute 130 mg ( 68 )
DC Rf=044 029 ( n-HexanEtOAc 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz CDCl3 )
740-674 ( m 32H HAr ) 654 650 ( d 2H J=36 Hz 3H ) 582 579
( d J=78 Hz 2H 1acuteH ) 458 ( m 2H 2acuteH ) 421 ( m 2H 3acuteH ) 398 (
10 Experimenteller Teil 190
m 2H 4acuteH ) 390 373 ( s 12H OCH3 ) 353 ( m 8H 5acuteH CH2CN )
260 ( m 4H OCH2 ) 112 ( m 12H CH(CH3)2 ) 073 064 ( m 18H
SiC(CH3)3 ) -015 -020 -044 -045 ( s 12H SiCH3 )
31P-NMR δ [ ppm] ( 162 MHz CDCl3 )
15182 und 14893 ( Verhaumlltnis 1 56 )
ESI(+) mz 90272 ( M+H )+
1-[2acute-Desoxy-3acute5acute-bis-O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 7-
fluorindol 110
R=p-Me-C6H4-CO
ORO
OR
C29H26FNO5 48752 gmol
F
N
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
10 g ( 74 mmol ) 7-Fluorindol wurden in 100 ml abs Acetonitril geloumlst mit 266 mg (
111 mmol ) NaH versetzt und bei Raumtemperatur 10 Minuten geruumlhrt Danach
wurden 345 g ( 89 mmol ) 35 Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranose zugegeben
und noch 20 Minuten geruumlhrt Die Reaktion wurde geqencht durch Zugabe von
Ionenaustauscher Dowex-80 bis die Reaktionsloumlsung neutral ist Ionenaustauscher
wurde durch Celite abgesaugt und das Filtrat am Rotationsverdampfer zur Trockne
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
HexanEthylacetat 8515 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 358 ( 99 )
DC Rf=039 ( HexanEtOAc 8515)
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
796 ( m 2H HAr ) 786 ( m 2H HAr ) 769 ( d 1H J=33Hz 2H )
743-730 ( m 5H HAr ) 704 ( m 2H HAr ) 670 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=66
Hz J1acuteH 2`Hα=76 Hz 1acuteH ) 663 ( d 1H J=33 Hz 3H ) 569 ( m 1H
10 Experimenteller Teil 191
3`H ) 457-446 ( m 3H 5`H 4acuteH ) 296 ( m 1H 2`Hβ ) 274 ( m 1H
2`Hα ) 237 ( s 3H Ar-CH3 ) 235 ( s 3H Ar-CH3 )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2823 MHz DMSO-d6 )
-13204 ( m 1F 7F )
ESI(+) mz 5051 ( M+NH4 )+
ElAnalyse Berechnet C 7146 H 534 N 287
Gefunden C 7135 H 539 N 268
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-7-fluorindol 111
F
N
OHO
OH
C13H14FNO3 25125 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
355 g (73 mmol) 1-[2acute-Desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-
pentofuranosyl]- 7-fluorindol wurden in 250 ml abs Methanol geloumlst und mit 86 ml (
464 mmol ) einer 54 M MeONa-Loumlsung in Methanol versetzt Die Reaktionmischung
wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von Ionenaustauscher Dowex-80 (bis PH ca 7) gequencht Der
Ionenaustauscher wurde abfiltriert und das Filtrat am Rotationsverdampfer zur
Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
HexanEthylacetat 12 Das Produkt wurde als gelbes Oumll erhalten
Ausbeute 135 g ( 74 )
DC Rf=063 ( CH2Cl2 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 300 MHz DMSO-d6 )
773 ( d 1H J =32 Hz 2H ) 740 ( m 1H HAr ) 697 ( m 2H HAr )
651 ( m 2H 3H 1acuteH ) 531 ( d 1H J=42 Hz 3acuteOH ) 485 ( t 1H J=
10 Experimenteller Teil 192
56 Hz 5acuteOH ) 431 ( m 1H 3acuteH ) 372 ( m 1H 4acuteH ) 353 ( m 2H
5acuteH ) 240 ( m 1H 2acuteHβ ) 237 ( m 1H 2acuteHα )
13C NMR δ [ ppm] ( 300 MHz DMSO-d6 )
13250 ( d J=450 Hz C7 ) 13240 ( C2 ) 12642 ( CAr ) 12305 ( CAr )
12293 ( CAr ) 11997 ( CAr ) 11980 ( CAr ) 11680 ( CAr ) 8710 ( C4acute
) 8607 ( C1acute ) 7071 ( C3acute ) 6183 ( C5acute ) 6047 ( C2acute )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2823 MHz DMSO-d6 )
-13223 ( m 1F 7F )
ESI(-) mz 2500 ( M-H )-
1-(2acute-Desoxy-5acute-O-tert-butyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-7-
fluorindol 112
F
N
OTBDPSO
OH
C29H32FNO3Si 48965 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
099 g ( 394 mmol ) 1-(2acute-Desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-7-fluorindol wurden
in 20 ml abs Pyridin geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad auf 0degC
abgekuumlhlt 115 ml ( 448 mmol ) t-Buthyldiphenylsilyl-chlorid wurden innerhalb von
30 Minuten zugetropft Die Reaktionsloumlsung wurde dann 24 Stunden bei
Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde das Produkt auf Kieselgel adsorbiert
und am Rotationsverdamfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch
FC mit dem Elutionsmittel n-HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als gelbes
Oumll erhalten
Ausbeute 172 g ( 891 )
DC Rf=036 ( n-HexanEtOAc41 )
10 Experimenteller Teil 193
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
766 ( m 5H HAr ) 748-738 ( m 7H HAr ) 710-701 ( m 2H HAr )
660 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=63 Hz J1acuteH2acuteHα=71 Hz 1acuteH ) 655 ( d 1H J=
31 Hz 2H ) 547 ( d 1H J=43 Hz 3acuteOH ) 450 ( m 1H 3acuteH ) 397 (
m 1H 4acuteH ) 377 ( m 2H 5acuteH ) 248 ( m 1H 2acuteHβ ) 239 ( m 1H
2acuteHα ) 104 ( s 9H t-Bu )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2823 MHz DMSO-d6 )
-13264 ( m 1F 7F )
ESI(+) mz 4902 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 7113 H 659 N 286
Gefunden C 7084 H 683 N 267
1-(2acute-Desoxy-5acute-O-tert-butyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-7-fluorindol 113
F
N
OTBDPSO
OMs
C30H34FNO5SSi56774 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
169 g (345 mmol) 1-(2acute-Desoxy-5acute-O-tert-butyldiphenylsilyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-7-fluorindol wurden in 80 ml eines Gemisches aus abs
Methylenchlorid Pyridin 41 geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad
auf 0degC abgekuumlhlt und mit 54 ml ( 69 mmol ) MsCl versetzt Die Reaktionsmischung
wurde 4 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 20 ml Methanol gequencht und am Rotationsverdampfer zur
Trockne eingeengt Das verbleibende Oumll wurde mit Methylenchlorid versetzt und
einmal mit Wasser extrahiert Die vereinigte organische Phase wurde uumlber MgSO4
10 Experimenteller Teil 194
getrocknet und eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
n-HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 182 g ( 93 )
DC Rf=036 ( n-HexanEtOAc 41)
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
764-759 ( m 5H HAr ) 749-731 ( m 7H HAr ) 710-698 ( m 2H HAr
) 661 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=71 Hz J1acuteH2acuteHα=66 Hz 1acuteH) 653 ( m 1H HAr
) 546 ( m 1H 3acuteH ) 427 ( m 1H 4acuteH ) 374 ( m 2H 5acuteH ) 330 ( s
3H SCH3 ) 293 ( m 1H 2acuteHβ ) 281 ( m 1H 2acuteHα ) 100 ( s 9H t-Bu
)
19F-NMR δ [ ppm] ( 2823 MHz DMSO-d6 )
-13256 ( m 1F 7F )
ESI(+) mz 5679 ( M+H )+
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-7-fluorindol 114
F
N
OHO
C13H12FNO2 23324 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
178 g (31 mmol) 1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-
erythro-pentofuranosyl)-7-fluorindol wurden in 60 ml abs THF geloumlst und mit 115 ml
( 115 mmol ) einer 1 M tetra-Butylamoniumfluorid-Loumlsung in THF versetzt Die
Reaktionsmischung wurde 2 Stunden unter Argon bei 50degC geruumlhrt Anschlieszligend
wurde das Loumlsungsmittel am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Die
Aufreinigung erfolgte dreimal durch FC mit dem Elutionsmittel
1ChloroformMethanol982 2 ChloroformMethanol955 3
ChloroformMethanol982 Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten
10 Experimenteller Teil 195
Ausbeute 061 g ( 836 )
DC Rf=059 ( CHCl3 MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
743 ( d 1H J=33 Hz 2H ) 738 ( m 1H 1acuteH ) 714 ( m 1H 4H )
701 ( m 2H 5H 6H ) 657 ( m 1H 3H ) 648 ( m 1H 3acuteH ) 618 ( m
1H 2acuteH ) 483 ( m 2H4acuteH 5acuteOH ) 346 ( m 2H 5acuteH )
19F-NMR δ [ ppm ] ( 2823 MHz DMSO-d6 )
-13240 ( m 1F 7F )
ESI(+) mz 2339 ( M+H )+
1acute-Desoxy-1acute-( 7-fluorindolyl )-β-D-ribofuranose 115
F
N
OHO
HO OH
C13H14FNO4 26725 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
048 g ( 21 mmol ) 1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-7-fluorindol
wurde mit 077 g ( 57 mmol ) N-Methylmorpholin-4-oxid Monohydrat versetzt und in
27 ml eines Gemisches aus AcetonWasser 81 geloumlst Die Loumlsung wurde mit 262 ml
einer 25-ige OsO4-Loumlsung in t-Butanol versetzt Die Reaktionsmischung wurde 19
Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch
Zugabe von 10 ml 10-iger waumlssriger Na2S2O4-Loumlsung gequencht und noch 15
Minuten geruumlhrt Die Reaktionsloumlsung wurde mit 100 ml Wasser versetzt und
zweimal mit 200 ml Ethylacetat extrahiert Die vereinigten organischen Phasen
wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt
Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel n-HexanEthylacetat 12
Das Produkt wurde als farbloser Feststoff erhalten
10 Experimenteller Teil 196
Ausbeute 035 g ( 63 )
DC Rf=014 ( n-HexanEtOAc 41)
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
780 ( d 1H J=35 Hz 2H ) 744 ( d 1H J=76 Hz 4H ) 705 ( m 2H
5H 6H ) 668 ( d 1H J=35 Hz 3H ) 616 ( d 1H J=58 Hz 1acuteH )
539 ( d 1H J=66 Hz 3acuteOH) 518 ( d 1H J=48 Hz 2acuteOH ) 503 ( t
1H J=53 Hz 5acuteOH ) 433 ( m 1H 4acuteH ) 412 ( m 1H 2acuteH ) 395 (
m 1H 3acuteH ) 361 ( m 2H 5acuteH )
19F-NMR δ [ ppm ] ( 2833 MHz DMSO-d6 )
-13213 ( m 1F 7F )
ESI(-) mz 2660 ( M-H )-
Extinktionskoefizient ε260=6510 cm2mol-1
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 1acute-desoxy-1acute-( 7-fluorinolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 116
ODMTrO
HO OH
C34H32FNO6 56962 gmol
F
N
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
020 g (075 mmol) 1acute-Desoxy-1acute-(7-fluorindolyl)-β-D-ribofuranose wurde in 10 ml
abs Pyridin geloumlst und mit 015 ml (11 mmol) Triethylamin und 030 g (089 mmol)
44acute- Dimethoxytriphenylmethylchlorid versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 24
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 3ml Methanol gequencht und mit gesaumlttigter waumlssriger NaHCO3-
Loumlsung versetzt Es wurde dreimal mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten
organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer
10 Experimenteller Teil 197
zur Trockne eingeengt Das Rohprodukt wurde zweimal mit Toluol koevaporiert Die
Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol
991 Das Produkt wurde als gelber Schaum erhalten
Ausbeute 031 g ( 73 )
DC Rf= 049 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
760 ( d 1H J=31 Hz 2H ) 739 ( m 3H HAr ) 725 ( m 7H HAr )
703 ( m 2H HAr ) 683 ( m 4H HAr ) 659 ( d 1H J=31 Hz 3H )
615 ( d 1H J=48 Hz 1acuteH ) 550 ( d 1H J=58 Hz 2acuteOH ) 520 ( d
1H J=58 Hz 3acuteOH ) 434 ( m 1H 2acuteH ) 414 ( m 1H 3acuteH ) 403 (
m 1H 4acuteH ) 373 ( s 6H OCH3 ) 317 ( m 2H 5acuteH)
19F-NMR δ [ ppm] ( 2833 MHz DMSO-d6 )
-13220 ( m 1F 7F )
ESI(-) mz 5684 ( M-H )-
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 7-fluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 117
F
N
ODMTrO
HO OTBDMS
C40H46FNO6Si 68388 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
030 g (053 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 1acute-desoxy-1acute-(7-fluorinolyl)
-szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml eines 11 Gemisches aus THFPyridin geloumlst und
mit 108 mg ( 064 mmol ) Silbernitrat und 064 ml ( 064 mmol ) einer 1 M tert-
Butyldimethylsilylchlorid-Loumlsung in THF versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 20
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 10 ml einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht
10 Experimenteller Teil 198
Das entstandene Silberchlorid wurde uumlber Celite abgetrennt und das Filtrat dreimal
mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber
MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Das
Rohprodukt wurde zweimal mit Toluol koevaporiert Die Aufreinigung erfolgte uumlber
praumlp HPLC (MN Nucleoprep 100-20 von Macherey-Nagel (n-Hexan EtOAc
CH2Cl274422) Das Produkt ( slow-Isomer ) wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 013 g ( 36 )
DC Rf=054 ( n-HexanEthylacetat 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
769 ( d 1H J=33 Hz 2H ) 751-694 ( m 16H HAr ) 668 ( d 1H
J=33 Hz 3H ) 626 ( d 1H J=63 Hz 1acuteH ) 516 ( d 1H J=52 Hz
3acuteOH ) 446 ( m 1H 2acuteH ) 415 ( m 2H 4acuteH 3acuteH ) 382 ( s 6H OCH3
) 336 ( m 2H 5acuteH ) 083 ( s 9H SiC(CH3)3 ) 003 ( s 3H SiCH3 ) -
020 ( s 3H SiCH3 )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2834 MHz DMSO-d6 )
-13196 ( m 1F 7F )
ESI(+) mz 7064 ( M+Na )+
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 7-fluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 118
F
N
ODMTrO
TBDMSO OH
C40H46FNO6Si 68388 gmol
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (4-
fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose enstand als Nebenprodukt (fast-Isomer) bei der
10 Experimenteller Teil 199
Synthese von 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-
desoxy-1acute- (6-fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose
Ausbeute 012g ( 33 )
DC Rf= 051 (n-HexanEthylacetat 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
758 ( d 1H J=32 Hz 2H ) 736-677 ( m 16H HAr ) 657 ( d 1H
J=32 Hz 3H ) 610 ( d 1H J=54 Hz 1acuteH ) 530 ( d 1H J=63 Hz
2acuteOH ) 430 ( m H 2acuteH ) 421 ( m 1H 3acuteH ) 395 ( m 1H 4acuteH ) 369
( s 6H OCH3 ) 315 ( m 2H 5acuteH ) 073 ( s 9H SiC(CH3)3 ) 001 ( s
3H SiCH3 ) -007 ( s 3H SiCH3 )
19F-NMR δ [ ppm] ( 2823 MHz DMSO-d6 )
-13186 ( m 1F 7F )
ESI(+) mz 7065 ( M+Na )+
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 7-
fluorindolyl ) -szlig-D-ribofuranose 59
ODMTrO
O OTBDMS
PN OCN
C49H63FN3O7PSi88410 gmol
F
N
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
110 mg (016 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-
butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (7-fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml abs
Acetonitril geloumlst und mit 350microl ( 26 mmol ) sym Collidin und 12 microl (016 mmol) 1-
10 Experimenteller Teil 200
Methylimidazol versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad auf 0degC
abgekuumlhlt und 53 microl (024 mmol) 2-Cyanoethyldiisoprpylchlorphosphoramidit
zugesetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 15 Minuten bei 0degC und 45 Minuten bei
Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von 5 ml
einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht Es wurde dreimal mit
Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4
getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung
erfolgte durch Saumlulenchromatographie mit dem Elutionsmittel n-HexanEtOAc 41
Das Produkt (ein Gemisch zweier Diastereomere) wurde als weiszliger Schaum
erhalten
Ausbeute 100 mg ( 704 )
DC Rf=035039 ( n-HexanEtOAc 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
772-656 ( m 36H HAr ) 588 ( d J=78 Hz 2H 1acuteH ) 460 ( m 2H
3acuteH ) 422 ( m 2H 2acuteH ) 385 383 ( s 12H OCH3 ) 375 ( m 6H
5acuteH CH2CN ) 343 ( m 2H 3acuteH ) 282 ( m 4H OCH2 ) 138 ( m 12H
CH(CH3)2 ) 088 075 ( m 18H SiC(CH3)3 ) 024 006 -020 -028
( s 12H SiCH3 )
31P-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
15106 und 14860 ( Verhaumlltnis 1 32 )
ESI(+) mz 8844 ( M+H )+
10 Experimenteller Teil 201
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]-indol
119
R=p-Me-C6H4-CO
ORO
OR
C29H27NO5 46953 gmol
N
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
140 g ( 12 mmol ) Indol wurden in 100 ml abs Acetonitril geloumlst mit 432 mg ( 18
mmol ) NaH versetzt und bei Raumtemperatur 10 Minuten geruumlhrt Danach wurden
559 g ( 144 mmol ) 35 Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranose zugegeben und
noch 20 Minuten geruumlhrt Die Reaktion wurde durch Zugabe von Ionenaustauscher
Dowex-80 gequencht bis die Reaktionsloumlsung neutral war Ionenaustauscher wurde
durch Celite abgesaugt und das Filtrat am Rotationsverdampfer zur Trockene
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
HexanEthylacetat 8515 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 53 ( 95 )
DC Rf=030 ( HexanEtOAc 8515)
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
801 ( m 2H HAr ) 792 ( m 2H HAr ) 769 ( d 1H J=34 Hz 2H )
740 -733 ( m 6H HAr ) 707( m 2H HAr ) 662 ( m 1H HAr ) 653 (
pt 1H J1acuteH2acuteHβ=56 Hz J1acuteH 2`Hα=67 Hz 1acuteH ) 572 ( m 1H 3acuteH ) 461
( m 2H 5acuteH ) 452 ( m 1H 4acuteH ) 294 ( m 1H 2acuteHβ ) 270 ( m 1H
2acuteHα ) 247 ( s 3H Ar-CH3 ) 244 ( s 3H Ar-CH3 )
ESI(+) mz 5695 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 7118 H 580 N 298
Gefunden C 7438 H 599 N 295
10 Experimenteller Teil 202
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-indol 120
OHO
OH
N
C13H15NO3 23326 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
520 g (111 mmol) 1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis-O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-
pentofuranosyl]-indol wurden in 300 ml abs Methanol geloumlst und mit 1313 ml ( 708
mmol ) einer 54 M MeONa-Loumlsung in Methanol versetzt Die Reaktionsmischung
wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von Ionenausauscher Dowex-80 (bis pH ca 7) gequencht Der
Ionenaustauscher wurde abfiltriert und das Filtrat am Rotationsverdampfer zur
Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
HexanEthylacetat 12 Das Produkt wurde als gelbes Oumll erhalten
Ausbeute 250 g ( 97 )
DC Rf=058 ( CH2Cl2 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
778 ( m 3H HAr ) 721 ( m 1H HAr ) 717 ( m 1H HAr ) 655 ( d 1H
J =34 Hz 2H ) 642 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=61 Hz J1acuteH2acuteHα=77 Hz 1acuteH )
534 ( d 1H J=42 Hz 3acuteOH ) 493 ( t 1H J= 54 Hz 5acuteOH ) 440 (
m 1H 3acuteH ) 387 ( m 1H 4acuteH ) 361 ( m 2H 5acuteH ) 247 ( m 1H
2acuteHβ ) 224 ( m 1H 2Hα )
13C NMR δ [ ppm] ( 1006 MHz DMSO-d6 )
1383 ( CAr ) 1286 ( CAr ) 1269 ( C2 ) 1217 ( CAr ) 1205 ( CAr )
1196 ( CAr )1110 ( CAr ) 1031 ( CAr ) 835 ( C1acute ) 823 ( C4acute ) 653 (
C3acute ) 616 ( C5acute ) 361 ( C2acute )
ESI(-) mz 2318 ( M-H )+
10 Experimenteller Teil 203
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-indol 121
N
OTBDPSO
OH
C29H33NO3Si47166 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
148 g ( 634 mmol ) 1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-indol wurden in 25 ml
abs Pyridin geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad auf 0degC abgekuumlhlt
19 ml ( 73 mmol ) t-Buthyldiphenylsilyl-chlorid wurde innerhalb von 30 Minuten
zugetropft Die Reaktionsloumlsung wurde dann 24 Stunden bei Raumtemperatur
geruumlhrt Anschlieszligend wurde das Produkt auf Kieselgel adsorbiert und am
Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
dem Elutionsmittel n-HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als gelbes Oumll
erhalten
Ausbeute 257 g ( 86 )
DC Rf=060 ( CH2Cl2 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
748-733 ( m 12H HAr ) 708 ( m 3H HAr ) 645 ( m 1H HAr ) 640 (
pt 1H J1acuteH2acuteHβ=66 Hz J1acuteH2acuteHα=79 Hz 1acuteH ) 538 ( d 1H J=42 Hz
3acuteOH ) 448 ( m 1H 3acuteH ) 392 ( m 1H 4acuteH ) 374 ( m 2H 5acuteH )
253 ( m 1H 2acuteHβ ) 232 ( m 1H 2acuteHα ) 100 ( s 9H t-Bu )
ESI(-) mz 4862 ( M-H )-
ElAnalyse Berechnet C 7385 H 705 N 297
Gefunden C 7376 H 707 N 306
10 Experimenteller Teil 204
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-indol 122
N
OTBDPSO
OMs
C30H35NO5SSi 54975 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
232 g (49 mmol) 1-(2acute-desoxy-5acute-Ondashtert-butyldiphenylsilylndashβ-D- erythro-
pentofuranosyl)-indol wurden in 100 ml eines Gemisches aus abs Methylenchlorid
Pyridin 41 geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde in einem Eisbad auf 0degC abgekuumlhlt
und mit 77 ml (98 mmol) MsCl versetzt Die Reaktionsmischung wurde 4 Stunden
bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von 20
ml Methanol gequencht und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Das
verbleibende Oumll wurde mit Methylenchlorid versetzt und ein Mal mit Wasser
extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel n-
HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 25 g ( 93 )
DC Rf=026 ( n-HexanEtOAc 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
774-702 ( m 15H HAr ) 652 ( m 1H HAr ) 630 ( m 1H 1acuteH) 545 (
m 1H 3acuteH ) 425 ( m 1H 4acuteH ) 392 ( m 2H 5acuteH ) 305 ( s 3H
SCH3 ) 270 ( m 2H 2acuteH ) 107 ( s 9H t-Bu )
ESI(+) mz 5499 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 6554 H 642 N 255
Gefunden C 6535 H 646 N 238
10 Experimenteller Teil 205
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-indol 123
OHO
N
C13H13NO2 21525 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
175 g (21 mmol) 1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-indol wurden in 40 ml abs THF geloumlst und mit 78 ml ( 78 mmol )
einer 1 M tetra-Butylamoniumfluorid-Loumlsung in THF versetzt Die Reaktionsmischung
wurde 2 Stunden unter Argon bei 50degC geruumlhrt Anschlieszligend wurde das
Loumlsungsmittel am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung
erfolgte drei Mal durch FC mit dem Elutionsmittel
1ChloroformMethanol9822ChloroformMethanol9553ChloroformMethanol982
Das Produkt wurde als gelber Feststoff erhalten
Ausbeute 044 g ( 96 )
DC Rf=054 (CHCl3 MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
769 ( d 1H J=30 Hz 2H ) 757 ( d 1H J=46 Hz 1acuteH ) 735 ( d 1H
J=33 Hz 7H ) 718 ( m 1H HAr ) 715 ( m 1H HAr )710 ( m 1H HAr
)706 ( m 1H HAr ) 647 ( m 1H 3acuteH ) 615 ( m 1H 2acuteH ) 479 ( t
1H J=57 Hz 5acuteOH ) 478 ( m 1H 4acuteH ) 348 ( m 2H 5acuteH )
ESI(+) mz 2156 ( M+H )+
13C NMR δ [ ppm] ( 1006 MHz DMSO-d6 )
1383 ( C8 ) 1287 ( C3acute ) 1286 ( C9 ) 127 2 ( C2acute ) 1269 ( C2 )
1217 ( CAr ) 1205 ( CAr ) 1197 ( CAr ) 1110 ( CAr ) 1031 ( CAr )
9295 ( C1acute ) 803 ( C4acute ) 676 ( C5acute )
10 Experimenteller Teil 206
1acute-Desoxy-1acute-( indolyl )-β-D-ribofuranose 124
N
OHO
HO OH
C13H15NO4 24926 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
039g ( 18 mmol ) 1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-indol wurden
mit 066g ( 49 mmol ) N-Methylmorpholin-4-oxid Monohydrat versetzt und in 20 ml
eines Gemisches aus AcetonWasser im Verhaumlltnis 81 geloumlst Die Loumlsung wurde mit
17 ml einer 25-igen OsO4-Loumlsung in t-Butanol versetzt Die Reaktionsmischung
wurde 19 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 5 ml 10-iger waumlssriger Na2S2O4-Loumlsung gequencht und
nochmals 15 Minuten geruumlhrt Die Reaktionsloumlsung wurde mit 100 ml Wasser
versetzt und zwei Mal mit 200 ml Ethylacetat extrahiert Die vereinigten organischen
Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel n-
HexanEthylacetat 12 Das Produkt wurde als farbloser Feststoff erhalten
Ausbeute 018 g ( 40 )
DC Rf=016 ( CH2Cl2 MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
758 ( d 1H J=34 Hz 2H ) 717 ( m 1H HAr ) 714 ( m 1H HAr )710
( m 1H HAr )705 ( m 1H HAr ) 648 ( m 1H HAr ) 603 ( d 1H J=61
Hz 1acuteH) 534 ( d 1H J=54 Hz 2acuteOH ) 514 ( s 1H 3acuteOH ) 502 ( t
1H J=56 Hz 5acuteOH ) 416 ( d 1H J=50 Hz 2acuteH ) 408 ( m 1H 3acuteH )
391 ( m 1H 4acuteH ) 366 ( m 2H 5acuteH )
13C NMR δ [ ppm] ( 1006 MHz DMSO-d6 )
10 Experimenteller Teil 207
1382 ( C8 )1289 ( CAr ) 1284 ( CAr ) 1217 ( CAr ) 1205 ( CAr )
1196 ( CAr ) 1110( CAr ) 1031 ( CAr ) 886( C1acute ) 760 ( C2acute ) 757 (
C4acute ) 706 ( C3acute ) 616 ( C5acute )
ESI(-) mz 2657 ( M-H )-
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 1acute-desoxy-1acute-( inolyl ) -szlig-D-
ribofuranose 125
N
ODMTrO
HO OH
C34H33NO6 55163 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
029 g ( 12 mmol ) 1acute-Desoxy-1acute-(indolyl)-β-D-ribofuranose wurden in 10 ml abs
Pyridin geloumlst und mit 026 ml ( 19 mmol ) Triethylamin und 049 g ( 144 mmol )
44acute- Dimethoxytriphenylmethylchlorid versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 24
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 3ml Methanol gequencht und mit gesaumlttigter waumlssriger NaHCO3-
Loumlsung versetzt Es wurde drei Mal mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten
organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer
zur Trockene eingeengt Das Rohprodukt wurde zwei Mal mit Toluol koevaporiert
Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol
991 Das Produkt wurde als gelber Schaum erhalten
Ausbeute 045 g ( 71 )
DC Rf= 050 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
762 ( m 16H HAr ) 754 ( d 1H J=33 Hz 2H ) 745-688 ( m 15H
HAr ) 654 ( d 1H J=33 Hz 3H ) 598 ( d 1H J=51 Hz 1acuteH ) 551 ( d
1H J=61 Hz 2acuteOH ) 523 ( d 1H J=56 Hz 3acuteOH ) 440 ( m 1H 2acuteH
10 Experimenteller Teil 208
) 422 ( m 1H 3acuteH ) 410 ( m 1H 4acuteH ) 378 ( s 6H OCH3 ) 326 (
m 2H 5acuteH)
ESI(+) mz 5519 ( M+H )+
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( indolyl ) -szlig-D-ribofuranose 126
N
ODMTrO
HO OTBDMS
C40H47NO6Si 66589 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
028 g (051 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 1acute-desoxy-1acute-(indolyl) -szlig-
D-ribofuranose wurden in 10 ml eines 11 Gemisches aus THFPyridin geloumlst und mit
113 mg (067 mmol) Silbernitrat und 186 ml (186 mmol) einer 1 M tert-
Butyldimethylsilylchlorid-Loumlsung in THF versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 20
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 10 ml einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht
Das entstandene Silberchlorid wurde uumlber Celite abgetrennt und das Filtrat drei Mal
mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber
MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Das
Rohprodukt wurde zwei Mal mit Toluol koevaporiert Die Aufreinigung erfolgte uumlber
praumlp HPLC (MN Nucleoprep 100-20 von Macherey-Nagel n-HexanEtOAC61) Das
Produkt (slow-Isomer) wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 012 g ( 36 )
DC Rf=054 ( n-HexanEthylacetat 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
770 ( m 2H HAr ) 763 ( d 1H J=32 Hz 2H ) 755 ( m 2H HAr )
741 ( m 7H HAr ) 716 ( m 2H HAr ) 700 ( m 4H HAr ) 664 ( d 1H
10 Experimenteller Teil 209
J=32 Hz 3H ) 608 ( d 1H J=61 Hz 1acuteH ) 519 ( d 1H J=56 Hz
3acuteOH ) 462 ( m H 2acuteH ) 426 ( m 1H 3acuteH ) 422 ( m 1H 4acuteH ) 387
( s 6H OCH3 ) 341 ( m 2H 5acuteH ) 085 ( s 9H SiC(CH3)3 ) 001 ( s
3H SiCH3 ) -014 ( s 3H SiCH3 )
13C NMR δ [ ppm] ( 10061 MHz DMSO-d6 )
15810 ( CAr ) 14434 ( DMTr ) 14217 ( DMTr ) 13614 ( DMTr )
13580 ( DMTr ) 13025 ( CAr ) 12829 ( DMTr ) 12721 (CAr ) 12662 (
DMTr ) 12580 ( DMTr ) 12426 ( DMTr ) 12200 ( CAr ) 11661 ( CAr )
11316 ( CAr ) 10880 ( CAr ) 10300 (CAr ) 9988 ( DMTr ) 8622 (
C1acute ) 7612 ( C4acute ) 7225 ( C2acute ) 7070 ( C3acute )126 58 ( C7 ) 12527 (
C8 ) 12138 ( C6 ) 10810 ( C5 ) 10216 ( C9 ) 9713 ( C3 ) 8904 (
C1acute ) 8488 ( C4acute ) 7390 ( C2acute ) 7021 ( C3acute ) 6442 ( C5acute ) 5547 (
OCH3 ) 2610 ( SiC(CH3)3 cedil1834 ( SiC(CH3)3 ) -403 ( SiCH3 ) -506
( SiCH3 )
ESI(+) mz 6658 ( M+H )-
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( indolyl ) -szlig-D-ribofuranose 127
N
ODMTrO
TBDMSO OH
C40H47NO6Si 66589 gmol
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (
inolyl ) -szlig-D-ribofuranose enstand als Nebenprodukt (fast-Isomer) bei der Synthese
von 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute-
(6-fluorinolyl) -szlig-D-ribofuranose
Ausbeute 011g ( 32 )
10 Experimenteller Teil 210
DC Rf= 051 (n-HexanEthylacetat 41)
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
750 ( m 3H HAr ) 733 ( m 2H HAr ) 722 ( m 7H HAr ) 704 ( m 2H
HAr ) 678( m 4H HAr ) 645 ( d 1H J=33 Hz 3H ) 585 ( d 1H
J=56 Hz 1acuteH ) 527 ( d 1H J=52 Hz 2acuteOH ) 431 ( m H 2acuteH ) 422
( m 1H 3acuteH ) 392 ( m 1H 4acuteH ) 306 ( s 6H OCH3 ) 306 ( m 2H
5acuteH ) 077 ( s 9H SiC(CH3)3 ) 011 ( s 3H SiCH3 ) -007 ( s 3H
SiCH3 )
13C NMR δ [ ppm] ( 1009 MHz DMSO-d6 )
15810 (d J=394 Hz C4 ) 14462 ( DMTr ) 14484 ( DMTr ) 13891 (
DMTr ) 13529 ( DMTr ) 13005 ( CAr ) 12879 ( DMTr ) 12720 (CAr )
12662 ( DMTr ) 12617 ( DMTr ) 12226 ( DMTr ) 12202 ( CAr )
11801 ( CAr ) 11720 ( CAr ) 11580 ( CAr ) 11390 (CAr ) 9988 (
DMTr ) 8622 ( C1acute ) 7612 ( C4acute ) 7225 ( C2acute ) 7070 ( C3acute )126 58
( C7 ) 12527 ( C8 ) 12138 ( C6 ) 10810 ( C5 ) 10216 ( C9 ) 9713 (
C3 ) 8904 ( C1acute ) 8488 ( C4acute ) 7328 ( C2acute ) 7185 ( C3acute ) 6304 (
C5acute ) 5507 ( OCH3 ) 2573 ( SiC(CH3)3 cedil1734 ( SiC(CH3)3 ) -403 (
SiCH3 ) -501 ( SiCH3 )
ESI(+) mz 6662 ( M+H )+
10 Experimenteller Teil 211
3acute- O -(Cyanethoxydiisopropylphosphin)-1acutedesoxy-5acute-O- (44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (indolyl)
-szlig-D-ribofuranose 55
N
ODMTrO
O OTBDMS
PN OCN
C49H64N3O7PSi 86611 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
100 mg (015 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-
butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (inolyl) -szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml abs
Acetonitril geloumlst und mit 210microl ( 16 mmol ) sym Collidin und 7 microl (009 mmol) 1-
Methylimidazol versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde in einem Eisbad auf 0degC
abgekuumlhlt und 54 microl (024 mmol) 2-Cyanoethyldiisoprpylchlorphosphoramidit
zugesetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 15 Minuten bei 0degC und 45 Minuten bei
Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von 5 ml
einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht Es wurde drei Mal mit
Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4
getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung
erfolgte durch Saumlulenchromatographie mit dem Elutionsmittel n-HexanEtOAc 41
Das Produkt (ein Gemisch zweier Diastereomere) wurde als weiszliger Schaum
erhalten
Ausbeute 100 mg ( 77 )
DC Rf=037 032 ( n-HexanEtOAc 41 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
10 Experimenteller Teil 212
741-653 ( m 36H HAr ) 591 ( d J=78 Hz 2H 1acuteH ) 462 ( m 2H
3acuteH ) 420 ( m 2H 2acuteH ) 373 371 ( s 12H OCH3 ) 351 ( m 6H
5acuteH CH2CN ) 323 ( m 2H 3acuteH ) 262 ( m 4H OCH2 ) 118 ( m 12H
CH(CH3)2 ) 078 075 ( m 18H SiC(CH3)3 ) -022 -024 -046 -
048 ( s 12H SiCH3 )
31P-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
15138 und 14877 ( Verhaumlltnis 1 46 )
ESI(+) mz 8672 ( M+H )+
2acute3acute5acute-Tri-O-acetyl-1acute-desoxy-1acute-( 7-N-purin )-szlig-D-ribofuranose 46
N
NN
N
OAcO
AcO OAc
C16H18N4O737834 gmol
Konventionell Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
150 g (1248 mmol) Purin wurden in 60 ml abs Acetonitril suspendiert und mit 459
ml (1872 mmol) N O-Bis-(trimethylsilyl)-acetamid versetzt Die Reaktionsloumlsung
wurde fuumlr 15 Minuten unter Ruumlckfluss gekocht Nach dem Abkuumlhlen auf
Raumtemperatur wurden 396 g (1248 mmol) 1235-Tetra-O-acetyl-szlig-D-
ribofuranose in 20 ml abs Acetonitril und 285 (1560 mmol)
Trimethylsilyltrifluorsulfonat (TMSOTf) zugesetzt Es wurde 25 Stunden unter
Ruumlckfluss gekocht und anschlieszligend auf Raumtemperatur abgekuumlhlt Die Reaktion
wurde durch Zugabe von 10 ml ges waumlssriger NaHCO3-Loumlsung gequencht und
dreimal mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden
uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die
Aufreinigung durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol 982 Das
Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 055 g ( 116 )
10 Experimenteller Teil 213
Mikrowellen unterstuumltzt 095 g (79 mmol) Purin wurden in in 40 ml abs Acetonitril suspendiert und mit 291
ml (1185 mmol) N O-Bis-(trimethylsilyl)-acetamid und 251 g ( 79 mmol ) 1235-
Tetra-O-acetyl-szlig-D-ribofuranose versetzt Die Reaktionsmischung wurde bei 80degC
und 150 W in der Mikrowellenkammer 15 Minuten bestrahlt Nach dem Abkuumlhlen auf
Raumtemperatur wurden 181 ml ( 988 mmol ) Trimethylsilyltrifluorsulfonat
(TMSOTf) zugegeben Die Reaktionsmischung wurde bei 80degC und 150 W in der
Mikrowellenkammer 60 Minuten bestrahlt Nach dem Abkuumlhlen auf Raumtemperatur
wurde die Reaktion durch Zugabe von 10 ml ges waumlssriger NaHCO3-Loumlsung
gequencht und dreimal mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen
Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
MethylenchloridMethanol 982 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 051 g ( 171 )
DC Rf=037 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
931 ( s 1H 6H ) 905 ( s 1H 2H ) 895 ( s 1H 8H ) 643 ( d 1H
J=60 Hz 1acuteH ) 567 ( m 1H 2acuteH ) 544 ( m 1H 3acuteH ) 441 ( m
3H4acuteH 5acuteH ) 213 ( s 3 H CH3-acetyl ) 208 ( s 3 H CH3-acetyl )
204 ( s 3 H CH3-acetyl )
13C NMR δ [ ppm] ( 689 MHz DMSO-d6 )
17043 ( C=O ) 16992 ( C=O ) 16973( C=O ) 16092 ( C4 ) 15344
( C6 ) 14835 ( C2 ) 14226 ( C8 ) 12426 ( C5 ) 8771 ( C1acute ) 8041
( C2acute ) 7276 ( C3acute ) 6999 ( C4acute ) 6338 ( C5acute ) 2095 ( CH3-acetyl )
2084 ( CH3-acetyl ) 2065 ( CH3-acetyl )
ESI(+) mz 37934 ( M+H )+
10 Experimenteller Teil 214
2acute3acute5acute-Tri-O-acetyl-1acute-desoxy-1acute-( 9-N-purin )-szlig-D-ribofuranose 47
N
NN
N
OAcO
AcO OAc
C16H18N4O7 37834 gmol
2acute3acute5acute-Tri-O-acetyl-1acute-desoxy-1acute-(9-N-purin)-szlig-D-ribofuranose entstand als zweites Isomer bei der Darstellung von 2acute3acute5acute-Tri-O-acetyl-1acute-desoxy-1acute-(7-N-purin)-szlig-D-ribofuranose
Konventionell Ausbeute 29 g ( 66 ) Mikrowellen unterstuumltzt Ausbeute 28 g ( 64 )
DC Rf=042 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
926 ( s 1H 6H ) 902 ( s 1H 2H ) 883 ( s 1H 8H ) 637 ( d 1H
J=53 Hz 1acuteH ) 609 ( m 1H 2acuteH ) 567 ( dd 1H J=49 Hz 3acuteH ) 442
( m 2H4acuteH 5acuteH ) 426 ( m 1H 5acuteH ) 214 ( s 3 H CH3-acetyl ) 206
( s 3 H CH3-acetyl ) 201 ( s 3 H CH3-acetyl )
13C NMR δ [ ppm] ( 1006 MHz DMSO-d6 )
17049 ( C=O ) 16991 ( C=O ) 16974( C=O ) 16000 ( C4 ) 15281
( C2 ) 14901 ( C6 ) 14647 ( C8 ) 13476 ( C5 ) 8628 ( C1acute ) 8005
( C2acute ) 7236 ( C3acute ) 7045 ( C4acute ) 6318 ( C5acute ) 2092 ( CH3-acetyl )
2083 ( CH3-acetyl ) 2066 ( CH3-acetyl )
ESI(+) mz 37934 ( M+H )+
10 Experimenteller Teil 215
1acute-Desoxy-1acute-( 7-N-purin )-szlig-D-ribofuranose 48
N
NN
N
OHO
HO OH
C10H12N4O4 25223 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutztgas durchgefuumlhrt
151 g (4 mmol) 2acute3acute5acute-Tri-O-acetyl-1acute-desoxy-1acute-(7-N-purin)-szlig-D-ribofuranose
wurden in 60 ml einer Loumlsung aus 048 ml ( 26 ) 54 M NaOMeMeOH und 5950
abs MeOH geloumlst Die Reaktionsmischung wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur
geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von Dowex-80 gequencht
Die Reaktionsmischung wurde filtriert und am Rotationsverdampfer zur Trockne
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
MethylenchloridMethanol91 Das Produkt wurde als weiszligen Feststoff erhalten
Ausbeute 098 g ( 97 )
DC Rf=032 (CH2Cl2MeOH 41)
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
941 ( s 1H 6H ) 902 ( s 1H 2H ) 893 ( s 1H 8H ) 598 ( d 1H
J=68 Hz 1acuteH ) 555 ( d 1H J=66 Hz 2acuteOH ) 529 ( d 1H J=43 Hz
3acuteOH ) 526 ( t 1H J=49 Hz 5acuteOH ) 438 ( m 1H 2acuteH ) 422 ( m 1H
3acuteH ) 404 ( m 1H 4acuteH ) 386 ( m 2H 5acuteH )
13C NMR δ [ ppm] ( 10062 MHz DMSO-d6 )
16068 ( CAr )15258 ( C2 ) 14798 ( C8 ) 14228 ( C6 ) 12391 ( CAr )
8970 ( C1acute ) 8627 ( C4acute ) 7411 ( C2acute ) 7018 ( C3acute ) 6111 ( C5acute )
ESI(+) mz 25294 ( M+H )+
10 Experimenteller Teil 216
1acute-Desoxy-5acute-O-(44acute-dimethoxytriphenylmethyl)-1acute-( 7-N-purin )-szlig-D-ribofuranose 60
N
NN
N
ODMTrO
HO OH
C31H30N4O6 55459 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutztgas durchgefuumlhrt
050 g (2 mmol) 1acute-Desoxy-1acute-(7-N-purin)-szlig-D-ribofuranose wurden in 25 ml abs
Pyridin geloumlst und mit 042 ml ( 30 mmol ) Triethylamin und 081 g ( 24 mmol ) 44acute-
Dimethoxytriphenylmethylchlorid versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 24 Stunden
bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch
Zugabe von 3 ml Methanol gequencht und mit gesaumlttigter waumlssriger NaHCO3-Loumlsung
versetzt Es wurde dreimal mit Methylenchlorid extahiert Die vereinigten organischen
Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockne
eingeengt Das Rohrprodukt wurde zweimal mit Toluol coevaporiert Die Aufreinigung
erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol 955 Das Produkt
wurde als gelber Schaum erhalten
Ausbeute 064 g ( 58 )
DC Rf=048 ( CH2Cl2MeOH 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
922 ( s 1H 6H ) 890 ( s 1H 2H ) 876 ( s 1H 8H ) 735-679 ( m
13H HAr ) 608 ( d 1H J=74 Hz 1acuteH ) 565 ( d 1H J=62 Hz 2acuteOH
)531 ( d 1H J=62 Hz 3acuteOH ) 479 ( m 1H 2acuteH ) 435 ( m 1H 3acuteH
) 413 ( m 1H4acuteH ) 372 ( s 6H OCH3 ) 324 ( m 2H 5acuteH )
ESI(+) mz 5554 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 6714 H 545 N 1010
Gefunden C 6735 H 539 N 1028
10 Experimenteller Teil 217
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 7-N-purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 61
N
NN
N
ODMTrO
HO OTBDMS
C37H44N4O6Si 66885 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
040 g (072 mmol) 1acute-Desoxy-5acute-O-(44acute-dimethoxytriphenylmethyl)-1acute-(7-N-purin)-szlig-
D-ribofuranose wurden in 20 ml eines 11 Gemisches aus THFPyridin geloumlst und mit
150 mg (089 mmol) Silbernitrat und 102 ml (102 mmol) einer 1 M tert-
Butyldimethylsilylchlorid-Loumlsung in THF versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 20
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 10 ml einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht
Das entstandene Silberchlorid wurde uumlber Celite abgetrennt und das Filtrat dreimal
mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber
MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Das
Rohprodukt wurde zweimal mit Toluol koevaporiert Die Aufreinigung erfolgte uumlber
praumlp HPLC (MN Nucleoprep 100-20 von Macherey-Nagel n-HexanMeOAc15)
Das Produkt (slow-Isomer) wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 017 g ( 36 )
DC Rf=064 ( CH2Cl2MeOH 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
925 ( s 1H 6H ) 895 ( s 1H 2H ) 884 ( s 1H 8H ) 741-684 ( m
13H HAr ) 607 ( d 1H J=73 Hz 1acuteH ) 531 ( d 1H J=61 Hz 3acuteOH )
468 ( m 1H 2acuteH ) 425 ( m 1H 3acuteH ) 413 ( m 1H4acuteH ) 373 ( s 6H
OCH3 ) 322 ( m 2H 5acuteH ) 073 ( s 9H SiC(CH3)3 ) 013 ( s 3H
SiCH3 ) -030 ( s 3H SiCH3 )
10 Experimenteller Teil 218
13C NMR δ [ ppm] ( 1009 MHz DMSO-d6 )
15605 ( C2 ) 14539 ( DMTr ) 14524 ( DMTr ) 13600 ( DMTr )
13570 ( DMTr ) 13030 ( CAr ) 12829 ( DMTr ) 12721 (CAr ) 12662 (
DMTr ) 12580 ( DMTr ) 12426 ( DMTr ) 12200 ( CAr ) 11661 ( CAr )
11316 ( CAr ) 10880 ( CAr ) 10300 (CAr ) 9988 ( DMTr ) 8622 (
C1acute ) 7632 ( C4acute ) 7325 ( C2acute ) 7170 ( C3acute )126 70 ( C7 ) 12527 (
C8 ) 12138 ( C6 ) 10920 ( C5 ) 10216 ( C9 ) 9713 ( C3 ) 8904 (
C1acute ) 8488 ( C4acute ) 7390 ( C2acute ) 7021 ( C3acute ) 6442 ( C5acute ) 5547 (
OCH3 ) 2610 ( SiC(CH3)3 )cedil1834 ( SiC(CH3)3 ) -420 ( SiCH3 ) -486
( SiCH3 )
ESI(+) mz 6914 ( M+Na )+
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 7-N-purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 62
N
NN
N
ODMTrO
TBDMSO OH
C37H44N4O6Si 66885 gmol
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (7-
N-Purin) -szlig-D-ribofuranose enstand als Nebenprodukt (fast-Isomer) bei der Synthese
von 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute-
(7-N-Purin) -szlig-D-ribofuranose
Ausbeute 016g ( 33 )
DC Rf=064 ( CH2Cl2MeOH 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
948 ( s 1H 6H ) 915 ( s 1H 2H ) 914 ( s 1H 8H ) 751-693 ( m
13H HAr ) 601 ( d 1H J=73 Hz 1acuteH ) 522 ( d 1H J=61 Hz 2acuteOH )
473 ( m 1H 2acuteH ) 433 ( m 1H 3acuteH ) 424 ( m 1H4acuteH ) 368 ( s 6H
10 Experimenteller Teil 219
OCH3 ) 321 ( m 2H 5acuteH ) 072 ( s 9H SiC(CH3)3 ) 012 ( s 3H
SiCH3 ) -032 ( s 3H SiCH3 )
13C NMR δ [ ppm] ( 1009 MHz DMSO-d6 )
15615 ( C2 ) 14590 ( DMTr ) 14543 ( DMTr ) 13613 ( DMTr )
13568 ( DMTr ) 13025 ( CAr ) 12827 ( DMTr ) 12719 (CAr ) 12659 (
DMTr ) 12577 ( DMTr ) 12419 ( DMTr ) 12205 ( CAr ) 11664 ( CAr )
11309 ( CAr ) 10877 ( CAr ) 10305 (CAr ) 9987 ( DMTr ) 8632 (
C1acute ) 7634 ( C4acute ) 7326 ( C2acute ) 7172 ( C3acute )126 75 ( C7 ) 12532 (
C8 ) 12143 ( C6 ) 10919 ( C5 ) 10218 ( C9 ) 9717 ( C3 ) 8907 (
C1acute ) 8491 ( C4acute ) 7387 ( C2acute ) 7020 ( C3acute ) 6440 ( C5acute ) 5545 (
OCH3 ) 2607 ( SiC(CH3)3 )cedil1844 ( SiC(CH3)3 ) -419 ( SiCH3 ) -487
( SiCH3 )
ESI(+) mz 6914 ( M+Na )+
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 7-N-
purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 63
ODMTrO
O OTBDMS
PN OCN
N
NN
N
C46H61N6O7PSi 86907 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
100 mg (015 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-
butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (7-N-purinolyl) -szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml
abs Acetonitril geloumlst und mit 200 microl ( 15 mmol ) sym Collidin und 6 microl (007 mmol)
1-Methylimidazol versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad auf 0degC
abgekuumlhlt und 51 microl (023 mmol) 2-Cyanoethyldiisoprpylchlorphosphoramidit wurden
10 Experimenteller Teil 220
zugesetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 15 Minuten bei 0degC und 45 Minuten bei
Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von 5 ml
einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht Es wurde drei Mal mit
Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4
getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung
erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol991 Das Produkt
(ein Gemisch zweier Diastereomere) wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 80 mg ( 62 )
DC Rf=045 036 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz CDCl3 )
740-674 ( m 32H HAr ) 654 650 ( d 2H J=36 Hz 3H ) 582 579
( d J=78 Hz 2H 1acuteH ) 458 ( m 2H 2acuteH ) 421 ( m 2H 3acuteH ) 398 (
m 2H 4acuteH ) 390 373 ( s 12H OCH3 ) 353 ( m 8H 5acuteH CH2CN )
260 ( m 4H OCH2 ) 112 ( m 12H CH(CH3)2 ) 073 064 ( m 18H
SiC(CH3)3 ) -015 -020 -044 -045 ( s 12H SiCH3 )
31P-NMR δ [ ppm] ( 162 MHz CDCl3 )
15241 und 14896 ( Verhaumlltnis 1 36 )
ESI(+) mz 87072 ( M+H )+
3-Amino-2-ethoxycarbonylpyrrol 30
HNEtOOC
H2N
C7H10N2O215417 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
Eine Loumlsung aus 20g (290 mmol) Isoxazol in Ethanol (80ml) wurde in einem Eisbad
auf 0degC abgekuumlhlt Dazu wurden langsam 152ml (2M 305 mmol) NaOEt EtOH-
Loumlsung zugetropft Das Reaktionsgemisch durfte sich dabei nicht uumlber 8degC
erwaumlrmen Nun wurde 30 Minuten geruumlhrt und mit 55 ml (100mmol) Essigsaumlure
neutralisiert Die Reaktionsmischung wurde mit 409g (193 mmol) Diethyl-
10 Experimenteller Teil 221
aminomalonat Hydrochlorid und 164g (106 mmol) Natriumacetat versetzt und
weitere 48 Stunden geruumlhrt Nach beendeter Umsetzung wurde das Loumlsemittel am
Rotationsverdampfer abgezogen das Rohrprodukt mit ChloroformWasser extrahiert
uumlber MgSO4 getrocknet und uumlber Kieselgel abgesaugt Die vereinigte organische
Phase wurde am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt
Das orange Oumll wurde in 400ml (05M) NaOEtEtOH-Loumlsung geloumlst und fuumlr 3 Tage
bei RT weitergeruumlhrtDas Reaktionsgemisch wurde durch die Zugabe von 12ml (210
mmol) Essigsaumlure neutralisiert und bis zur Trockne eingeengt Das Rohpodukt
wurde in Chloroform geloumlst und mit ges waumlssriger NaHCO3-Loumlsung gewaschen Die
organische Phase wurde uumlber MgSO4 getrocknet uumlber Kieselgel abgesaugt und am
Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Das Produkt wurde als gelbes Oumll
erhalten
Ausbeute 158 g ( 354 )
DC Rf=097 ( CH2Cl2 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
1055 ( s 1H NH ) 682 ( d 1H J=36 Hz 5H ) 556 ( d 1H J=36 Hz
4H ) 497 ( s 2H NH2 )418 ( q 2H J=71 Hz CH2 ) 121 ( t 3H
J=70 Hz CH3 )
13C NMR δ [ ppm] ( 10062 MHz DMSO-d6 )
1597 ( C5 ) 1232 ( C3 ) 1216 ( C2 ) 1147 ( C4 ) 1061 ( C=O )
606 ( CH2 ) 146 ( CH3 )
ESI(+) mz 1547 ( M+H )+
3H5H-Pyrrolo[23-d]pyrimidin-4-on 31
HN
N
HN
O
C6H5N3O 13512 gmol
10 Experimenteller Teil 222
Das Rohprodukt wurde in 150 ml Ethanol geloumlst und mit 166 g (158 mmol)
zugesetzt Die Reaktionsmischung wurde 16 Stunden unter Ruumlckfluss gekocht Das
Produkt entstand als gelber Feststoff
Ausbeute 596 g ( 43 )
DC Rf=058 ( CH2Cl2 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz DMSO-d6 )
1218 ( s 1H 9NH ) 1182 ( s 1H 3NH ) 780 ( s 1H 2H ) 738 ( m
1H 8H ) 635 ( d 1H J=33 Hz 7H )
13C NMR δ [ ppm] ( 10062 MHz DMSO-d6 )
15402 ( C=O ) 14506 ( C2 ) 14181 ( C5 ) 12773 ( C6 ) 11820 ( C8
) 10333 ( C7 )
ESI(+) mz 1357 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 5333 H 373 N 3110
Gefunden C 5341 H 343 N 3121
6-Chloro-9-deaza-purin 32
N
N
HN
Cl
C6H4ClN315357 g7mol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
15 g (37 mmol) 3H 5H-Pyrrolo[23-d]pyrimidin-4-on wurden mit 40 ml Phospho-
oxichlorid versetzt Die Suspension wurde unter Ruumlckfluss erhitzt bis das Edukt
geloumlst ist und dann wirdweitere 3 Stunden gekocht Die Reaktionsmischung wurde
abgekuumlhlt und auf Eis (ca 200ml) gegossen Nach der Neutralisierung mit NaOH (bis
ca pH 6) wurde die Loumlsung mit EtOAc extrahiert Die vereinigten organischen
Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung
erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol 91 Das Produkt
wurde als weiszliger Feststoff erhalten
10 Experimenteller Teil 223
Ausbeute 144 g ( 85 )
DC Rf=050 ( CH2Cl2 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
1246 ( s 1H NH ) 865 ( s 1H 2H ) 800 ( d 1H J=33 Hz 8H ) 675
( d 1H J=33 Hz 9H )
ESI(+) mz 1536 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 4693 H 263 N 2736
Gefunden C 4710 H 279 N 2747
1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis- O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-pentofuranosyl]- 6-
chloro-9-deaza-purin 133
R=p-Me-C6H4-CO
ORO
OR
N
N
N
Cl
C27H24ClN3O550595 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
114 g ( 74 mmol ) 6-Chloro-9-deaza-purin wurden in 130 ml abs Acetonitril geloumlst
mit 267 mg ( 111 mmol ) NaH versetzt und bei Raumtemperatur 10 Minuten geruumlhrt
Danach wurden 345 g ( 89 mmol ) 35 Di-O-p-toluoyl-2-desoxy-D-α-ribofuranose
zugegeben und noch 20 Minuten geruumlhrt Die Reaktion wurde durch Zugabe von
Ionenaustauscher Dowex-80 gequencht bis die Reaktionsloumlsung neutral war
Ionenaustauscher wurde durch Celite abgesaugt und das Filtrat am
Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol 991 Das Produkt wurde als weiszliger
Schaum erhalten
Ausbeute 320 ( 853 )
DC Rf=037 ( CH2Cl2MeOH 982 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 250 MHz CDCl3 )
10 Experimenteller Teil 224
866 ( s 1H 2H ) 787 ( m 5H HAr ) 720 -707 ( m 5H HAr ) 665 ( m
1H 1acuteH ) 560 ( m 1H 3acuteH ) 463 ( m 2H 5acuteH ) 455 ( m 1H 4acuteH )
276 ( m 1H 2acuteHβ ) 253 ( m 1H 2acuteHα ) 237 ( s 3H Ar-CH3 ) 233 (
s 3H Ar-CH3 )
MALDI mz 47296 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 6410 H 478 N 831
Gefunden C 6426 H 493 N 815
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-6-chloro-9-deaza-purin 128
OHO
OH
N
N
N
Cl
C11H12ClN3O3 26968 gmol
580 g (115 mmol) 1-[2acute-desoxy-3acute5acute-bis-O-(4-methylbenzoyl)-szlig-D-erythro-
pentofuranosyl]- 6-chloro-9-deaza-purin wurden mit 100 ml ges NH3Methanol
Loumlsung versetzt Die Reaktionsmischung wurde uumlber Nacht bei Raumtemperatur
geruumlhrt Anschlieszligend wurde am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die
Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol 91
Das Produkt wurde als als weiszliger Feststoff gelbes Oumll erhalten
Ausbeute 188 g ( 61 )
DC Rf=035 ( CH2Cl2 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
867 ( s 1H 2H ) 838 ( d 1H J=34 Hz 8H ) 692 ( pt 1H
J1acuteH2acuteHβ=63 Hz J1acuteH2acuteHα=75 Hz 1acuteH ) 682 ( d 1H J=34 Hz 9H )
535 ( d 1H J=40 Hz 3acuteOH ) 503 ( t 1H J= 51 Hz 5acuteOH ) 436 (
m 1H 3acuteH ) 386 ( m 1H 4acuteH ) 357 ( m 2H 5acuteH ) 244 ( m 1H
2acuteHβ ) 237 ( m 1H 2Hα )
13C NMR δ [ ppm] ( 10062 MHz DMSO-d6 )
10 Experimenteller Teil 225
15222 ( C6 ) 14942 ( C2 ) 14091 ( C5 ) 13441 ( C8 ) 12283 ( C4 )
10290 ( C9 ) 8762 ( C1acute ) 7008 ( C3acute ) 6121 ( C4acute ) 4120 ( C2acute )
3968 ( C5acute )
ESI(+) mz 2708 ( M+H )+
1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-9-deaza-purin 129
OHO
OH
N
N
N
C11H13N3O3 23524 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter H2 durchgefuumlhrt 13 g (48
mmol) 1-(2acute-desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-6-chloro-9-deaza-purin wurden in 50
ml abs Ethanol geloumlst und mit 10-ige PdH2 versetzt Die Reaktionsmischung
wurde uumlber Nacht bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die
Reaktionsloumlsung durch Celite abgesaugt und am Rotationsverdampfer zur Trockene
eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
MethylenchloridMethanol 91 Das Produkt wurde als weiszliger Feststoff erhalten
Ausbeute 086 g ( 76 )
DC Rf=024 ( CH2Cl2 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
927 ( s 1H 2H )887 ( s 1H 6H ) 810 ( d 1H J=33 Hz 8H ) 672 (
d 1H J=33 Hz 9H ) 647 ( pt 1H J1acuteH2acuteHβ=61 Hz J1acuteH2acuteHα=75 Hz
1acuteH ) 515 ( d 1H J=40 Hz 3acuteOH ) 453 ( t 1H J= 51 Hz 5acuteOH )
386 ( m 1H 3acuteH ) 370 ( m 1H 4acuteH ) 357 ( m 2H 5acuteH ) 240 ( m
1H 2acuteHβ ) 227 ( m 1H 2Hα )
13C NMR δ [ ppm] ( 10062 MHz DMSO-d6 )
1494 ( C2 ) 1409 ( C5 ) 1344 ( C8 ) 1228 ( C4 ) 1202 ( C6 )
10 Experimenteller Teil 226
1029 ( C9 ) 876 ( C1acute ) 701 ( C3acute ) 612 ( C4acute ) 412 ( C2acute ) 397 (
C5acute )
MALDI mz 23523 ( M+H )+
1-(2acute-Desoxy-5acute-O-tert-butyldiphenylsilyl-β-D-erythro-pentofuranosyl)-9-deaza-
purin 130
OTBDPSO
OH
N
N
N
C27H31N3O3Si 47364 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
080 g (34 mmol) 1-(2acute-Desoxy-β-D-erythro-pentofuranosyl)-9-deaza-purin wurden
in 20 ml abs Pyridin geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad auf 0degC
abgekuumlhlt 10 ml (38 mmol) t-Butyldiphenylsilyl-chlorid wurden innerhalb von 30
Minuten zugetropft Die Reaktionsloumlsung wurde dann 24 Stunden bei
Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde das Produkt auf Kieselgel adsorbiert
und am Rotationsverdamfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch
FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol 955 Das Produkt wurde als
gelbes Oumll erhalten
Ausbeute 122 g ( 76 )
DC Rf=025 ( CH2Cl2 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 300 MHz DMSO-d6 )
922 ( s 1H 2H ) 890 ( s 1H 6H ) 807 ( d 1H J=33 Hz 8H ) 768-
731 ( m 12H HAr ) 669 ( d 1H J=33 Hz 9H ) 660 ( pt 1H
J1acuteH2acuteHβ=71 Hz J1acuteH2acuteHα=65 Hz 1acuteH ) 548 ( d 1H J=41 Hz 3acuteOH )
432 ( m 1H 3acuteH ) 395 ( m 1H 4acuteH ) 380 ( m 2H 5acuteH ) 285 ( m
1H 2acuteHβ ) 273 ( m 1H 2Hα ) 095 ( s 9H t-Bu )
ESI(+) mz 4742 ( M+H )+
10 Experimenteller Teil 227
13C-NMR δ [ ppm] ( 1006 MHz DMSO-d6 )
1507 ( C2 ) 1418 ( C5 ) 1355 ( C8 )1298 ( C4 ) 1375 ( CAr ) 1358
( CAr ) 1356 ( CAr ) 1352 ( CAr )1348 ( C8 ) 1330 ( CAr ) 1322 ( CAr
) 1298 ( CAr ) 1285 ( CAr ) 1282 ( CAr ) 1281 ( CAr ) 1279 ( CAr )
1275 ( CAr ) 1269 ( C2 ) 1112 ( C9 ) 1031 ( C3 ) 957 ( C5 ) 936 (
C7 ) 835 ( C1acute ) 833 ( C4acute ) 653 ( C3acute ) 642 ( C5acute ) 360 ( C2acute )
2573 ( SiC(CH3)3 ) 205 ( SiC(CH3)3 ) 195 (SiC(CH3)3 ) 145
(SiC(CH3)3 )
1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-butyldimethylsilyl-3acute-O-mesyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-9-deaza-purin 66
OTBDPSO
OMs
N
N
N
C28H33N3O5SSi 55173 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
058 g (12 mmol) 1-(2acute-Desoxy-5acute-O-tert-butyldiphenylsilyl-β-D-erythro-
pentofuranosyl)-9-deaza-purin wurden in 50 ml eines Gemisches aus abs
Methylenchlorid Pyridin 41 geloumlst Die Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad
auf 0degC abgekuumlhlt und mit 19 ml (24 mmol) MsCl versetzt Die Reaktionsmischung
wurde uumlber Nacht bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 5 ml Methanol gequencht und am Rotationsverdampfer zur
Trockne eingeengt Das verbleibende Oumll wurde mit Methylenchlorid versetzt und
einmal mit Wasser extrahiert Die vereinigte organische Phase wurde uumlber MgSO4
getrocknet und eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
MethylenchloridMethanol 982 Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 064 g ( 96 )
DC Rf=035 ( CH2Cl2 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 300 MHz DMSO-d6 )
10 Experimenteller Teil 228
902 ( s 1H 2H ) 876 ( s 1H 6H ) 807 ( d 1H J=33 Hz 8H ) 758-
701 ( m 12H HAr ) 659 ( d 1H J=33 Hz 9H ) 645 ( pt 1H
J1acuteH2acuteHβ=70 Hz J1acuteH2acuteHα=64 Hz 1acuteH ) 423 ( m 1H 3acuteH ) 386 ( m
1H 4acuteH ) 377 ( m 2H 5acuteH ) 307 ( s 3H SCH3 ) 277 ( m 1H 2acuteHβ )
268 ( m 1H 2Hα ) 085 ( s 9H t-Bu )
ESI(+) mz 5522 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 6095 H 603 N 762
Gefunden C 6076 H 593 N 735
1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-9-deaza-purin 67
OHO
N
N
N
C11H11N3O2 21722 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
072 g (13 mmol) 1-(2acute-desoxy-5acute-O-tert-buthyldimethylsisyl-3acute-O-mesyl-β-D-
erythro-pentofuranosyl)-9-deaza-purin wurden in 40 ml abs THF geloumlst und mit 484
ml (484 mmol) einer 1 M tetra-Butylamoniumfluorid-Loumlsung in THF versetzt Die
Reaktionsmischung wurde 2 Stunden unter Argon bei 50degC geruumlhrt Anschlieszligend
wurde das Loumlsungsmittel am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die
Aufreinigung erfolgte zwei Mal durch FC mit dem Elutionsmittel
1ChloroformMethanol982 2 ChloroformMethanol955 Das Produkt wurde als
gelber Feststoff erhalten
Ausbeute 026 ( 93 )
DC Rf=050 ( CH2Cl2MeOH 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 4000 MHz DMSO-d6 )
923 ( s 1H 2H ) 886 ( s 1H 6H ) 800 ( d 1H j=33 Hz 8H ) 714 (
m 1H 1acuteH ) 668 ( d 1H J=33 Hz 9H )653 ( m 1H 2acuteH ) 620 ( m
1H 3acuteH ) 494 ( t 1H J=56 Hz 5acuteOH ) 486 ( m 1H 4acuteH )354 ( m
2H 5acuteH )
10 Experimenteller Teil 229
MALDI mz 21853 ( M+H )+
ElAnalyse Berechnet C 6082 H 510 N 1934
Gefunden C 6054 H 525 N 1927
1acute-Desoxy-1acute-( 9-deaza-purindolyl )-β-D-ribofuranose 68
OHO
HO
N
N
N
OH
C11H13N3O4 25124gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
048g (22 mmol) 1-(2acute3acute-Didesoxy-β-D-glycero-pent-2-enofuranosyl)-9-deaza-purin
wurden mit 080g ( 30 mmol ) N-Methylmorpholin-4-oxid Monohydrat versetzt und in
30 ml eines Gemisches aus AcetonWasser im Verhaumlltnis 81 geloumlst Die Loumlsung
wurde mit 274 ml einer 25-igen OsO4-Loumlsung in t-Butanol versetzt Die
Reaktionsmischung wurde 19 Stunden bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend
wurde die Reaktion durch Zugabe von 5 ml 10-iger waumlssriger Na2S2O4-Loumlsung
gequencht und nochmals 15 Minuten geruumlhrt Die Reaktionsloumlsung wurde mit 10 ml
Wasser versetzt und mehr Mal mit 100 ml Ethylacetat extrahiert Die vereinigten
organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer
zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel
MethylenchloridMethanol 91 Das Produkt wurde als farbloser Feststoff erhalten
Ausbeute 024 g ( 36 )
DC Rf=018 ( CH2Cl2 91 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
922 ( s 1H 2H )884 ( s 1H 6H ) 815 ( d 1H J=33 Hz 8H ) 668 (
d 1H J=33 Hz 9H ) 596 ( d 1H J=63 Hz 1acuteH ) 553 ( s 1H2acuteOH
)532 ( s 1H 3acuteOH ) 525 ( t 1H J= 48 Hz 5acuteOH ) 427 ( m 1H 2acuteH
) 412 ( m 1H 3acuteH ) 398 ( m 1H 4acuteH ) 364 ( m 2H 5acuteH )
13C NMR δ [ ppm] ( 10062 MHz DMSO-d6 )
10 Experimenteller Teil 230
15050 ( C2 ) 13988 ( C2 ) 13363 ( C8 ) 12670 ( C5 ) 10822 ( C4 )
10165 ( C9 ) 8987 ( C1acute ) 8564 ( C3acute ) 7448 ( C2acute ) 7018 ( C2acute )
6122 ( C5acute )
ESI(+) mz 2520 ( M+H )+
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 1acute-desoxy-1acute-(9-deaza-purinolyl) -szlig-D-
ribofuranose 132
ODMTrO
HO
N
N
N
OH
C32H31N3O6 55361gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
030 g (12 mmol) 1acute-Desoxy-1acute-(9-deaza-purinolyl)-β-D-ribofuranose wurden in 15 ml
abs Pyridin geloumlst und mit 024 ml ( 18 mmol ) Triethylamin und 049 g ( 145 mmol )
44acute- Dimethoxytriphenylmethylchlorid versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 48
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 3ml Methanol gequencht und mit gesaumlttigter waumlssriger NaHCO3-
Loumlsung versetzt Es wurde drei Mal mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten
organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer
zur Trockene eingeengt Das Rohprodukt wurde zwei Mal mit Toluol koevaporiert
Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol
955 Das Produkt wurde als gelber Schaum erhalten
Ausbeute 036 g ( 54 )
DC Rf= 025 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
920 ( s 1H 2H )880 ( s 1H 6H ) 808 ( d 1H J=33 Hz 8H ) 746-
682 ( m 15H HAr ) 592 ( d 1H J=52 Hz 1acuteH ) 550 ( d 1H J=61
Hz 2acuteOH ) 520 ( d 1H J=56 Hz 3acuteOH ) 434 ( m 1H 2acuteH ) 415 (
10 Experimenteller Teil 231
m 1H 3acuteH ) 406 ( m 1H 4acuteH ) 372 ( s 6H OCH3 ) 323 ( m 2H
5acuteH)
ESI(+) mz 5544 ( M+H )+
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 9-deaza-purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 70
ODMTrO
HO
N
N
N
OTBDMS
C38H45N3O6Si66787gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
041 g ( 074 mmol ) 5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 1acute-desoxy-1acute-( 9-deaza-
purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose wurden in 10 ml eines 11 Gemisches aus THFPyridin
geloumlst und mit 151 mg ( 089 mmol ) Silbernitrat und 104 ml ( 104 mmol ) einer 1 M
tert-Butyldimethylsilylchlorid-Loumlsung in THF versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 20
Stunden bei Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion
durch Zugabe von 10 ml einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht
Das entstandene Silberchlorid wurde uumlber Celite abgetrennt und das Filtrat drei Mal
mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber
MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Das
Rohprodukt wurde zwei Mal mit Toluol koevaporiert Die Aufreinigung erfolgte uumlber
praumlp HPLC ( MN Nucleoprep 100-20 von Macherey-Nagel n-HexanMeOAc16 )
Das Produkt (slow-Isomer)
Ausbeute 016 g ( 32 )
DC Rf=045 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
921 ( s 1H 2H )878 ( s 1H 6H ) 812 ( d 1H J=33 Hz 8H ) 747-
681 ( m 13H HAr ) 659 ( d 1H J=34 Hz 3H ) 595 ( d 1H J=62
Hz 1acuteH ) 511 ( d 1H J=52 Hz 3acuteOH ) 449 ( m 1H 2acuteH ) 411 ( m
10 Experimenteller Teil 232
2H 4acuteH 3acuteH ) 374 ( s 6H OCH3 ) 330 ( m 2H 5acuteH ) 071 ( s 9H
SiC(CH3)3 ) -013 ( s 3H SiCH3 ) -027 ( s 3H SiCH3 )
13C NMR δ [ ppm] ( 10061 MHz DMSO-d6 )
15710 (d J=414 Hz C4 ) 14334 ( DMTr ) 14219 ( DMTr ) 13624 (
DMTr ) 13580 ( DMTr ) 13025 ( CAr ) 12829 ( DMTr ) 12721 (CAr )
12662 ( DMTr ) 12580 ( DMTr ) 12426 ( DMTr ) 12200 ( CAr )
11661 ( CAr ) 11316 ( CAr ) 10880 ( CAr ) 10300 (CAr ) 9988 (
DMTr ) 8622 ( C1acute ) 7612 ( C4acute ) 7225 ( C2acute ) 7070 ( C3acute )126 58
( C7 ) 12527 ( C8 ) 12138 ( C6 ) 10810 ( C5 ) 10216 ( C9 ) 9713 (
C3 ) 8904 ( C1acute ) 8488 ( C4acute ) 7390 ( C2acute ) 7021 ( C3acute ) 6442 (
C5acute ) 5547 ( OCH3 ) 2610 ( SiC(CH3)3 cedil1834 ( SiC(CH3)3 ) -403 (
SiCH3 ) -506 ( SiCH3 )
ESI(+) mz 66834 ( M+H )-
5acute-O- ( 44acute-Dimethoxytriphenylmethyl )- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-
1acute- ( 9-deaza-purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 71
ODMTrO
TBDMSO
N
N
N
OH
C38H45N3O6Si66787gmol
5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 3acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (9-
deasapurinoyl) -szlig-D-ribofuranose entstand als Nebenprodukt (fast-Isomer) bei der
Synthese von 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-
desoxy-1acute- (9-deaza-purinolyl) -szlig-D-ribofuranose
Ausbeute 015 g ( 32 )
DC Rf=043 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz DMSO-d6 )
922 ( s 1H 2H )876 ( s 1H 6H ) 810 ( d 1H J=33 Hz 8H ) 745-
680 ( m 13H HAr ) 657 ( d 1H J=34 Hz 3H ) 594 ( d 1H J=62
Hz 1acuteH ) 511 ( d 1H J=52 Hz 3acuteOH ) 448 ( m 1H 2acuteH ) 410 ( m
10 Experimenteller Teil 233
2H 4acuteH 3acuteH ) 373 ( s 6H OCH3 ) 329 ( m 2H 5acuteH ) 070 ( s 9H
SiC(CH3)3 ) -013 ( s 3H SiCH3 ) -025 ( s 3H SiCH3 )
13C NMR δ [ ppm] ( 10061 MHz DMSO-d6 )
15808 (d J=414 Hz C4 ) 14431 ( DMTr ) 14214 ( DMTr ) 13614 (
DMTr ) 13568 ( DMTr ) 13025 ( CAr ) 12829 ( DMTr ) 12721 (CAr )
12662 ( DMTr ) 12580 ( DMTr ) 12426 ( DMTr ) 12200 ( CAr )
11661 ( CAr ) 11316 ( CAr ) 10890 ( CAr ) 10300 (CAr ) 9988 (
DMTr ) 8622 ( C1acute ) 7612 ( C4acute ) 7225 ( C2acute ) 7070 ( C3acute )126 58
( C7 ) 12527 ( C8 ) 12138 ( C6 ) 10810 ( C5 ) 10216 ( C9 ) 9713 (
C3 ) 8904 ( C1acute ) 8488 ( C4acute ) 7390 ( C2acute ) 7021 ( C3acute ) 6442 (
C5acute ) 5547 ( OCH3 ) 2608 ( SiC(CH3)3 cedil1832 ( SiC(CH3)3 ) -404 (
SiCH3 ) -510 ( SiCH3 )
ESI(+) mz 66834 ( M+H )-
3acute- O -( Cyanethoxydiisopropylphosphin )-1acutedesoxy-5acute-O- ( 44acute-
Dimethoxytriphenylmethyl )- 2acute-O-tert-butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- ( 9-
deaza-purinolyl ) -szlig-D-ribofuranose 72
ODMTrO
N
N
N
OTBDMSO
PN OCN
C47H62N5O7PSi 86808 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
156 mg (023 mmol) 5acute-O- (44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)- 2acute-O-tert-
butyldimethylsilyl-1acute-desoxy-1acute- (9-deaza-purinolyl) -szlig-D-ribofuranose wurden in 10
ml abs Acetonitril geloumlst und mit 520microl (39 mmol) sym Collidin und 14 microl (018
mmol) 1-Methylimidazol versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde in einem Eisbad auf
10 Experimenteller Teil 234
0degC abgekuumlhlt und 78 microl (035 mmol) 2-Cyanoethyldiisoprpylchlorphosphoramidit
zugesetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 15 Minuten bei 0degC und 45 Minuten bei
Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von 5 ml
einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht Es wurde drei Mal mit
Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4
getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockene eingeengt Die Aufreinigung
erfolgte durch Saumlulenchromatographie mit dem Elutionsmittel
MethylenchloridMethanol 991 Das Produkt (ein Gemisch zweier Diastereomere)
wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 150 mg ( 73 )
DC Rf=058 050 ( CH2Cl2MeOH 955 )
1H-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
741-653 ( m 36H HAr ) 591 ( d J=78 Hz 2H 1acuteH ) 462 ( m 2H
3acuteH ) 420 ( m 2H 2acuteH ) 373 371 ( s 12H OCH3 ) 351 ( m 6H
5acuteH CH2CN ) 323 ( m 2H 3acuteH ) 262 ( m 4H OCH2 ) 118 ( m 12H
CH(CH3)2 ) 078 075 ( m 18H SiC(CH3)3 ) -022 -024 -046 -
048 ( s 12H SiCH3 )
31P-NMR δ [ ppm] ( 400 MHz CDCl3 )
15081 und 14892 ( Verhaumlltnis 1 42 )
ESI(+) mz 86905 ( M+H )+
235-Tri-O-benzyl-1-desoxy-D-ribofuranose 74
OBnO
BnO OBn
C26H28O4 40450 gmol
10 Experimenteller Teil 235
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
10 g (24 mmol) 235-Tri-O-benzyl-ribofuranose wurden in 10 ml abs Acetonitril
geloumlst und mit 06 ml (96 mmol) Triethylsilan und 06 ml (48 mmol) BF3OEt2
versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 15 Stunden bei Raumtemperatur unter Argon
geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von 10 ml gesaumlttigter
waumlssriger NaHCO3-Loumlsung gequencht Es wurde dreimal mit Methylenchlorid
extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und
am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC
mit dem Elutionsmittel n-HexanEthylacetat 41 Das Produkt wurde als farbloses Oumll
erhalten
Ausbeute 850 mg (884 )
DC Rf = 049 (CH2Cl2MeOH 991)
1H-NMR [ppm] (270 MHz DMSO-d6)
729 ndash 717 (m 15H Har) 458 ndash 441 (m 6H CH2-benzyl) 409 (m 1H
4H) 389 (m 4H 1H 2H 3H) 350 (m 2H 5H)
13C-NMR [ppm] (629 MHz DMSO-d6)
13805 (CAr) 13788 (CAr) 13780 (CAr) 12825 (CAr) 12821 (CAr)
12818 (CAr) 12780 (CAr) 12772 (CAr) 12761 (CAr) 12749 (CAr)
12742 (CAr) 8035 (C4) 7818 (C1) 7642 (C2) 7328 (CH2-benzyl)
7205 (CH2-benzyl) 7166 (CH2-benzyl) 7045 (C3) 6993 (C5)
ESI(+) mz 4222 (M+NH4)+
10 Experimenteller Teil 236
1-Desoxy-D-ribofuranose 75
OHO
HO OH
C5H10O413413 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
39 g (96 mmol) 235-Tri-O-benzyl-1-desoxy-D-ribofuranose wurden in 70 ml abs
Ethanol geloumlst und mit 35 ml Cyclohexen und 800 mg Palladiumhydroxid (20) auf
Kohle versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 4 Stunden unter Ruumlckfluss gekocht
Anschlieszligend wurde der Palladium-Katalysator uumlber Celite abfiltriert und das Filtrat
am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch FC
mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol 91 Das Produkt wurde als
farbloser Feststoff erhalten
Ausbeute 123 g (953 )
DC Rf = 022 (CH2Cl2MeOH 91)
1H-NMR [ppm] (250 MHz DMSO-d6)
469 (m 2H 2-OH 3-OH) 457 (t J = 57 Hz 1H 5-OH) 396 (m 1H
4H) 383 (m 1H 2H) 374 (q J = 55 Hz 1H 3H) 352 (m 3H 1H 5H)
335 (m 1H 5H)
13C-NMR [ppm] (629 MHz DMSO-d6)
8320 (C4) 7199 (C1) 7155 (C2) 7041 (C3) 6176 (C5)
ESI(ndash) mz 1330 (M-H)-
10 Experimenteller Teil 237
5-O-(44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)-1-desoxy-D-ribofuranose 76
ODMTrO
HO OH
C26H28O6 43650 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
122 g (91 mmol) 1-Desoxy-D-ribofuranose wurden in 40 ml abs Pyridin geloumlst und
mit 19 ml (19 mmol) Triethylamin und 37 g (109 mmol) 44acute-Dimethoxytriphenyl-
methylchlorid versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 4 Stunden bei Raumtemperatur
unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch Zugabe von 3 ml
Methanol gequencht und mit gesaumlttigter waumlssriger NaHCO3-Loumlsung versetzt Es
wurde dreimal mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen
wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt
Das Rohprodukt wurde zweimal mit Toluol koevaporiert Die Aufreinigung erfolgte
durch FC mit dem Elutionsmittel MethylenchloridMethanol 982 Das Produkt wurde
als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 341 g (859 )
DC Rf = 013 (CH2Cl2MeOH 982)
1H-NMR [ppm] (250 MHz DMSO-d6)
742-686 (m 13H HAr) 477 (d J = 45 Hz 1H 2OH) 473 (d J = 62
Hz 1H 3OH) 401 (m 1H 2H) 394 (m 1H 1H) 377 (m 2H 3H 4H)
373 (s 6H OCH3) 360 (dd J = 89 Hz J = 31 Hz 1H 1H) 302 (m
2H 5H)
13C-NMR [ppm] (629 MHz DMSO-d6)
10 Experimenteller Teil 238
15802 (DMTr) 14506 (DMTr) 13579 (DMTr) 12970 (DMTr) 12774
(DMTr) 12658 (DMTr) 11314 (DMTr) 8515 (DMTr) 8097 (C4)
7250 (C1) 7224 (C2) 7030 (C3) 6445 (C5) 5501 (OCH3)
ESI(ndash) mz 4352 (M-H)-
5-O-(44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)-2-O-tert-butyldimethylsilyl-1-desoxy-D-
ribofuranose 78
ODMTrO
HO OTBDMS
C32H42O6Si 55076 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
32 g (73 mmol) 5-O-(44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)-1-desoxy-D-ribofuranose
wurden in 60 ml eines 11 Gemisches aus THFPyridin geloumlst und mit 15 g (133
mmol) Silbernitrat und 102 ml (102 mmol) einer 1 M tert-Butyldimethylsilylchlorid-
Loumlsung in THF versetzt Die Reaktionsloumlsung wurde 20 Stunden bei
Raumtemperatur unter Argon geruumlhrt Anschlieszligend wurde die Reaktion durch
Zugabe von 10 ml einer gesaumlttigten waumlssrigen NaHCO3-Loumlsung gequencht Das
entstandene Silberchlorid wurde uumlber Celite abgetrennt und das Filtrat dreimal mit
Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten organischen Phasen wurden uumlber MgSO4
getrocknet und am Rotationsverdampfer zur Trockne eingeengt Das Rohprodukt
wurde zweimal mit Toluol koevaporiert Die Aufreinigung erfolgte durch FC mit
Methylenchlorid als Elutionsmittel Das Produkt wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 243 g (603 )
DC Rf = 043 (CH2Cl2)
1H-NMR [ppm] (250 MHz DMSO-d6)
10 Experimenteller Teil 239
740 - 683 (m 13H HAr) 449 (d J = 60 Hz 1H 3OH) 419 (m 1H
2H) 396 (m 1H 1H) 377 (m 2H 3H 4H) 373 (s 6H OCH3) 358
(m 1H 1H) 300 (m 2H 5H) 088 (s 9H SiC(CH3)3) 007 (s 3H
SiCH3) 006 (s 3H SiCH3)
13C-NMR [ppm] (1006 MHz DMSO-d6)
15805 (DMTr) 14509 (DMTr) 13575 (DMTr) 12973 (DMTr) 12778
(DMTr) 12773 (DMTr) 12742 (DMTr) 12651 (DMTr) 11316 (DMTr)
8517 (DMTr) 8092 (C4) 7356 (C1) 7257 (C2) 7024 (C3) 6433
(C5) 5505 (OCH3) 2588 (SiC(CH3)3) 1811 SiC(CH3)3) ndash454
(SiCH3) ndash487 (SiCH3)
ESI(ndash) mz 5494 (M-H)-
5-O-(44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)-3-O-tert-butyldimethylsilyl-1-desoxy-D-
ribofuranose 77
ODMTrO
TBDMSO OH
C32H42O6Si 55076 gmol
5-O-(44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)-3-O-tert-butyldimethylsilyl-1-desoxy-D-
ribofuranose entstand als Nebenprodukt bei der Darstellung von 5-O-(44acute-
Dimethoxy-triphenylmethyl)-2-O-tert-butyldimethylsilyl-1-desoxy-D-ribofuranose
Ausbeute 11 g (273 )
DC Rf = 064 (CH2Cl2)
1H-NMR [ppm] (250 MHz DMSO-d6)
742 - 682 (m 13H HAr) 453 (d J = 47 Hz 1H 2OH) 417 (q J = 44
Hz 1H 2H) 395 (m 1H 1H) 389 (m 1H 3H) 379 (m 1H 4H) 372
10 Experimenteller Teil 240
(s 6H OCH3) 357 (m 1H 1H) 302 (m 2H 5H) 072 (s 9H
SiC(CH3)3) ndash004 (s 3H SiCH3) ndash015 (s 3H SiCH3)
13C-NMR [ppm] (629 MHz DMSO-d6)
15807 (DMTr) 14494 (DMTr) 13556 (DMTr) 12968 (DMTr) 12776
(DMTr) 12765 (DMTr) 12661 (DMTr) 11382 (DMTr) 8533 (DMTr)
8142 (C4) 7336 (C1) 7213 (C2) 7177 (C3) 6385 (C5) 5499
(OCH3) 2561 (SiC(CH3)3) 1765 SiC(CH3)3) ndash471 (SiCH3) ndash529
(SiCH3)
ESI(ndash) mz 5493 (M-H)-
3-O-(2-Cyanethoxydiisopropylphosphin)-1-desoxy-5-O-(44acute-dimethoxy-
triphenylmethyl)-2-O-tert-butyldimethylsilyl-D-ribofuranose 79
ODMTrO
OTBDMSO
PCNN
C41H59N2O6PSi 73498 gmol
Die Reaktion wurde in einem ausgeheizten Kolben unter Schutzgas durchgefuumlhrt
200 mg (036 mmol) 5-O-(44acute-Dimethoxytriphenylmethyl)-2-O-tert-butyldimethylsilyl-
1-desoxy-D-ribofuranose wurden in 11 ml abs Acetonitril geloumlst und mit 480 l (37
mmol) sym Collidin und 15 l (019 mmol) 1-Methylimidazol versetzt Die
Reaktionsloumlsung wurde mit einem Eisbad auf 0degC abgekuumlhlt und 122 l (054 mmol)
2-Cyanethyl-diisopropylchlorphosphoramidit zugesetzt Die Reaktionsloumlsung wurde
15 Minuten bei 0degC und 35 Minuten bei Raumtemperatur geruumlhrt Anschlieszligend
wurde die Reaktion durch Zugabe von 3 ml gesaumlttigter waumlssriger NaHCO3-Loumlsung
gequencht Es wurde dreimal mit Methylenchlorid extrahiert Die vereinigten
10 Experimenteller Teil 241
organischen Phasen wurden uumlber MgSO4 getrocknet und am Rotationsverdampfer
zur Trockne eingeengt Die Aufreinigung erfolgte durch pDC mit dem Elutionsmittel
MethylenchloridMethanol 991 Das Produkt (ein Gemisch zweier Diastereomere)
wurde als weiszliger Schaum erhalten
Ausbeute 130 mg (478 )
DC Rf = 049 055 (CH2Cl2MeOH 991)
1H-NMR [ppm] (400 MHz CDCl3)
740 ndash 672 (m 34H HAr) 436 430 (q J = 49 Hz J = 53 Hz 2H 2H)
407 (m 2H 1H) 400 (m 4H 3H 4H) 372 371 (s 12H OCH3) 346
(m 6H 1H CH2CN) 328 (m 4H 5H) 253 (m 4H OCH2) 105 (m
12H CH(CH3)2) 085 083 (m 18H SiC(CH3)3) 005 004 002 001
(s 12H SiCH3)
31P-NMR [ppm] (162 MHz CDCl3)
14967 und 14915 (Verhaumlltnis 1 13)
ESI(+) mz 7511 (M+H)+