α-核糖唑-2′,3′-环磷酸的（半）合成：钴胺素化学中的关键结构单元

《Organic and Biomolecular Chemistry》：(Hemi)synthesis of ribazole-2′,3′-cyclophosphate: a key building block in cobamide chemistryOpen Access

　　

本研究报道了一种从维生素B12快速高效制备α-核糖唑-2′,3′-环磷酸的方法。采用优化的微波辅助氰解（cyanolysis），经硅胶柱色谱纯化后，α-核糖唑-2′,3′-环磷酸的分离收率高达90%。研究人员将该方法与改进的全合成路线进行对比：后者先以六步反应合成α-核糖唑（总收率34%），再经优化的微波辅助环磷酸化步骤以42%收率得到目标环磷酸。两条合成策略均通过超高效液相色谱-质谱（UHPLC–MS）与超高效液相色谱-荧光检测（UHPLC–fluorescence）监控，以确认和定量转化并优化合成条件。此外，光谱研究与pH依赖性分析表明，苯并咪唑部分的质子化（pKa值）几乎不受结构变化影响；α-核糖唑与其环磷酸类似物的发射性质相近，印证了用于监控和定量的分析方法的有效性。

研究背景方面，钴胺素（cobamide，Cba）即维生素B₁₂类辅因子，其核苷酸环中的α-核糖唑-2′,3′-环磷酸是半合成与全合成维生素B₁₂及类似物的关键结构单元。目前该环磷酸不能市售，传统获取方式依赖维生素B₁₂酸水解分离α-核糖唑-3′-磷酸再环化，或经多步全合成（如Chandra与Brown于2005年报道的四步法），步骤繁琐、收率低且纯化困难。为给钴胺素类似物构建提供高效模块，研究人员开展了本研究。

主要关键技术方法包括：以维生素B₁₂为起始原料的微波辅助氰解（cyanolysis，NaCN/异丙醇体系），通过溶剂位阻效应抑制环磷酸开环烷基化；以D-核糖为起始原料的六步全合成α-核糖唑，再采用二甲基氨基磷二酰胺（BDMDAP）与二氯化二甲基锡（Me₂SnCl₂）催化的微波辅助2′,3′-环磷酸化；全程以超高效液相色谱-质谱（UHPLC–MS）与超高效液相色谱-荧光（UHPLC–Fluo）定量转化与纯度；以¹H、¹³C、³¹P NMR及pH依赖吸收/发射光谱进行结构确证与性质分析。

研究结果部分，“从维生素B₁₂获取α-核糖唑-2′,3′-环磷酸”小节中，研究人员筛选乙醇、甲醇、叔丁醇、异丙醇（IPA）等溶剂，发现IPA可抑制环磷酸被醇溶剂打开成烷基化副产物7a/7b；微波条件优化（NaCN 5当量，IPA，12.5分钟）下，α-核糖唑-2′,3′-环磷酸分离收率90%，转化率72%，同时副产可分离的α-核糖唑-2′-磷酸与3′-磷酸。“从D-核糖全合成α-核糖唑-2′,3′-环磷酸”小节中，D-核糖经Fischer糖苷化、苄基保护、脱甲基、三光气氯化得氯代核糖，与5,6-二甲基苯并咪唑（DMB）缩合得α-核糖唑（六步总收率34%），再经BDMDAP/Me₂SnCl₂在IPA中120℃微波15分钟环磷酸化，转化率77%，分离收率42%。“理化表征”小节中，NMR确证环磷酸为两性离子（环磷酸负电、苯并咪唑鎓正电）；pH滴定显示DMB的pK_a不受核糖2′,3′-环磷酸化影响；α-核糖唑与环磷酸的荧光发射谱相近，证明UHPLC–Fluo定量可靠。

讨论与结论翻译：研究人员证实，从维生素B₁₂出发的一步微波辅助氰解可同时高收率获得考宾酰胺（cobinamide）与α-核糖唑-2′,3′-环磷酸，后者经简易硅胶柱即可纯化，是迄今未报道的“一锅双模块”半合成策略；全合成路线虽步骤多，但允许在苯并咪唑位点结构多样化，且首次将BDMDAP介导的环磷酸化拓展至α-核苷。两条路线互补，为钴胺素类似物（如norvitamin B₁₂、isovitamin B₁₂、辅酶B₁₂）的构筑提供了可放大、可调控的关键前体，光谱学结论同时支撑了以荧光通道监控核糖唑衍生物的定量合理性。该研究发表于《Organic and Biomolecular Chemistry》。