[发明专利]一种将5-羟甲基胞嘧啶氧化为5-醛基胞嘧啶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将5-羟甲基胞嘧啶氧化为5-醛基胞嘧啶的方法。

背景技术

表观遗传学被定义为研究基因表达水平(量变)信息的遗传。DNA甲基化是表观遗传学的主要形式。而5-羟甲基胞嘧啶和5-醛基胞嘧啶是DNA甲基化的重要表现形式。

在人体内，tet酶可利用氧气将5-甲基胞嘧啶氧化为5-羟甲基胞嘧啶，而进一步的氧化会将5-羟甲基胞嘧啶转化为5-醛基胞嘧啶和5-羧基胞嘧啶。2011年，美国《science》杂志刊登的文章已经证实在人体胚胎干细胞中存在少量的5-醛基胞嘧啶。目前，科学家正在研究人体内5-醛基胞嘧啶的检测方法及其在人体内发挥的作用。由于5-醛基胞嘧啶在人体细胞内含量极低，直接进行研究存在一定难度。因此，科学家需要合成5-醛基胞嘧啶用于体外研究。

现有的5-醛基胞嘧啶的合成方法很少。虽然tet酶可以在体内将5-羟甲基胞嘧啶氧化为5-醛基胞嘧啶，但酶只适用于微量催化，不适合催化大量的化学合成。一些常见的氧化剂可以氧化5-羟甲基胞嘧啶5位的羟基，但同时也会氧化糖环上3’位和5’位的羟基。2012年，Shankar Balasubramanian1在美国《science》杂志发表的文章介绍了用高钌酸钾将5-羟甲基胞嘧啶氧化为5-醛基胞嘧啶的方法，但高钌酸钾是一种十分昂贵的化学药品，并且高钌酸钾是一种强助燃剂，若用于化学合成，既不经济也存在安全隐患。因此，需要寻找到一种廉价且安全的氧化剂用于将5-羟甲基胞嘧啶选择性地氧化为5-醛基胞嘧啶。

发明内容

本发明针对背景技术中存在的不足提供了一种将5-羟甲基胞嘧啶氧化为5-醛基胞嘧啶的方法。

一种将5-羟甲基胞嘧啶氧化为5-醛基胞嘧啶的方法，步骤如下：

将5-羟甲基胞嘧啶用溶剂溶解，加入二氧化锰，加热回流至反应完全，抽滤除去二氧化锰，收集滤液，将滤液旋干，以氯仿/甲醇溶液或二氯甲烷/甲醇溶液为洗脱液，柱层析分离纯化，收集洗脱液，旋干洗脱液得到的白色固体即为5-醛基胞嘧啶，其反应式如下：

作为优选项：

所述的二氧化锰和5-羟甲基胞嘧啶的摩尔比为二氧化锰/5-羟甲基胞嘧啶=1/1-10/1。

所述的溶剂为甲醇或乙醇或甲醇和乙醇的混合液。

所述的反应温度为30℃-90℃。

所述的反应时间为5-24小时。

所述的氯仿/甲醇中氯仿和甲醇的体积比为氯仿/甲醇=6/1-2/1.二氯甲烷/甲醇溶液的体积比为二氯甲烷/甲醇=6/1-2/1。

本发明可选择性地将5-羟甲基胞嘧啶5位的羟基氧化为醛基，而糖环上的3’位羟基和5’位羟基则不被氧化。二氧化锰可回收重复使用。

5-羟甲基胞嘧啶的5位羟基与芳环相连，糖环上3’和5’位羟基与烷基链相连。因此5-羟甲基胞嘧啶中3个羟基的氧化还原电位具有微小的差别，我们通过筛选常用的氧化剂时发现，二氧化锰可利用3个羟基微小的氧化还原电位差别，选择性地氧化5位羟基，而其他两个羟基不受任何影响。

本发明具有的有益效果体现为：本发明提供了一种方便经济的方法将5-羟甲基胞嘧啶氧化为5-醛基胞嘧啶，从而为科学家研究5-醛基胞嘧啶提供了便利。本发明提供的技术方法可高效的将5-羟甲基胞嘧啶氧化为5-醛基胞嘧啶。《science》杂志报道的用高钌酸钾将5-羟甲基胞嘧啶氧化为5-醛基胞嘧啶的方法在实际应用中存在一些弊端，例如高钌酸钾在使用中存在安全隐患，价格偏高，不易回收，并且高钌酸钾过量时会将5-醛基胞嘧啶继续氧化为5-羧基胞嘧啶。本发明使用中安全，经济，无污染，可回收重复利用，氧化剂过量时不会继续氧化5-醛基胞嘧啶。

具体实施方式

以下以具体实例对本发明的技术方案做进一步的说明，但不限制本发明的内容。

本发明的具体实验步骤如下：将5-羟甲基胞嘧啶用溶剂溶解，再向溶液中加入二氧化锰，加热回流即可选择性地将5-羟甲基胞嘧啶5位的羟基氧化为醛基，而糖环上得3’位羟基和5’位羟基则不被氧化。二氧化锰可回收重复使用。

实施例1：

取化合物5-羟甲基胞嘧啶(1g,3.87mmol)和二氧化锰(1.005g,11.61mmol)溶于150ml甲醇中，60℃下反应8小时，抽滤除去MnO₂，滤液旋干，用氯仿/甲醇（v/v=4：1）混合溶剂为洗脱液，柱层析分离纯化，收集洗脱液。

旋干溶剂得到白色固体(0.94g,3.67mmol)产率为95%。

实施例2：