Development of new glycosylation methods for the synthesis of nucleosides

Abstract

Nukleosidy jsou jako stěžejní složka DNA a RNA považovány za základ života. Na bázi nukleosidů je také založeno množství protinádorových a protivirových léčiv. Efektivnější metody pro získání těchto důležitých molekul by proto měly dopady, které přesahují rámec práce syntetického chemika a zasahují až do medicinální chemie a lékařského výzkumu. Jedním z nejnáročnějších kroků syntézy nukleosidů je glykosylační krok mezi heterocyklickým akceptorem (nukleobáze) a donorem na bázi sacharidu. Pro zabránění nežádoucích reakcí dalších reaktivních skupin a získání uspokojivých výtěžků s dobrými regio- a stereochemickými vlastnostmi je často nutné použít chránící skupiny. Tento proces protekce−glykosylace−deprotekce je pracný, neefektivní a často vyžaduje použití toxických činidel. Nová metoda, která by snižovala nebo odstraňovala potřebu použití protektivních skupin při glykosylaci, a přesto regio- a stereoselektivně poskytovala dostatečný výtěžek nukleosidů, by proto byla nanejvýš vítána. Tato disertační práce představuje moji snahu dosáhnout tohoto cíle. Bylo zjištěno, že za použití modifikovaných podmínek Mitsunobuovi rekce je možné bez potřeby chránění ostatních skupin přímo a stereoselektivně glykosylovat nukleobázi D-ribosou za vzniku β-ribopyranosyl nukleosidů. Použití 5-O-monochráněné ribosylové...

As they make up DNA and RNA, nucleosides are considered the key to life. Synthetic nucleosides also constitute many drugs that treat viral infections and cancer. As a result, more efficient methods to access these crucial molecules would have implications that extend beyond a synthetic chemist's benchtop and into medicinal chemistry and medical research. One of the most challenging steps in the synthesis of nucleosides is the glycosylation step between the acceptor heterocycle (nucleobase) and the saccharide-based donor. Often to obtain satisfactory yield of this step with good regio- and stereochemical control the extensive use of protecting groups must be employed to squelch reactivity at unwanted reactive groups. Consequently, this process of protection−glycosylation−deprotection is laborious, inefficient, and often requires the use of toxic reagents. It would be, therefore, highly welcomed if new methodology to effect this glycosylation step was designed that reduces or removes the need to use protecting groups, but would still provide nucleosides in good yield, regio- and stereoselectively. Herein, this thesis presents my efforts into achieving this end. By employing modified Mitsunobu conditions, I determined that it is possible to directly glycosylate a nucleobase with D-ribose to afford...