1094-61-7 / β-煙酰胺單核苷酸的應用

背景及概述^[1][2]

β-煙酰胺單核苷酸（NMN）是輔酶I的合成底物，在被煙酰胺核苷酸腺苷轉移酶腺苷化后即變成輔酶I（NAD）。在生物體內β-煙酰胺單核苷酸的水平和煙酰胺核苷酸腺苷轉移酶（NAMPT）的活性直接影響到NAD的濃度，同時β-煙酰胺單核苷酸直接參與體內腺苷轉移，是體內重要的一種合成底物和功能調節(jié)物質。在治療應用方面，β-煙酰胺單核苷酸可以用于抗衰老、治療慢性病等，同時研究表明β-煙酰胺單核苷酸還對胰島素的分泌起到調節(jié)作用，對mRNA表達水平也有影響。因此，β-煙酰胺單核苷酸在醫(yī)藥治療方面有著廣泛的應用前景，同時也作為一種反應底物在化工方面有著廣泛的市場前景。

β-煙酰胺單核苷酸一般應用離子交換樹脂進行純化，由于其與多種類似物如NAD帶電荷和極性極為相近，分離純化有很大困難，無法將其中的類似物雜質完全去除，所以離子交換法獲得的產品純度只有60%左右，收率只有40%，生產效率低下，不適合規(guī)模化生產。

β-煙酰胺單核苷酸

應用^[3]

β-煙酰胺單核苷酸是人體固有的物質之一，在人體細胞能量生成中扮演重要角色，它參與細胞內NAD(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，細胞能量轉化的重要輔酶)的合成，在細胞的能量代謝中起到關鍵的作用，同時被用于抗衰老研究，目前國外正對β-煙酰胺單核苷酸的抗衰老效果和安全性進行人體臨床試驗。同時研究表明，β-煙酰胺單核苷酸(NMN)對胰島素的分泌也能起到調節(jié)作用，對mRNA的表達水平也有影響，因此β-煙酰胺單核苷酸(NMN)在醫(yī)療治療領域有著廣泛的應用前景。

制備^[2]

S1、縮合：以四乙酰核糖、煙酸胺或煙酸乙酯做為起始物料，在溶劑中經催化劑作用進行縮合反應得到含有煙酸乙酯三乙酰核苷或煙酰胺三乙酰核苷的溶液；其中

a)催化劑為TMSCl、TMSBr、TMsOTf中的任意一種；

b)物料摩爾比，四乙酰核糖：煙酸胺或煙酸乙酯：催化劑為1：1：0.1～1：1.1：0.1；

c)反應溶劑為二氯甲烷、四氫呋喃、乙腈中任意一種；

d)溶劑與四乙酰核糖的體積質量比為3～5ml/g；

e)縮合反應溫度為0℃～25℃，催化劑加入溫度為0℃～5℃；

f)縮合反應時間以TLC監(jiān)控四乙酰核糖消失為止，為12h～14h。

反應結束后，控溫0℃～5℃加入0.2～0.3當量的三乙胺淬滅反應(淬滅催化劑)，得到煙酸乙酯三乙酰核苷或煙酰胺三乙酰核苷的溶液無需再進行處理可直接用于下一步反應。

S2、氨解和脫保護：將步驟S1中含有煙酸乙酯三乙酰核苷的溶液先通入氨氣進行氨解，再加入有機堿脫去乙?；?，含有煙酰胺三乙酰核苷的溶液直接加入有機堿脫去乙酰基，反應結束后經處理得到中間體煙酰胺核糖；其中

a)煙酸乙酯三乙酰核苷氨解溫度為-5℃～5℃，氨解時間以TLC監(jiān)控煙酸乙酯三乙酰核苷消失為止，為1h～1.5h；

b)脫保護的有機堿為乙醇鈉或甲醇鈉的中任意一種，溶劑為乙醇或甲醇，溶解后加入反應液中，溶劑與有機堿的體積質量比為10ml/g；

c)煙酸乙酯三乙酰核苷和煙酰胺三乙酰核苷與有機堿的摩爾比均為1：2～1：3；

d)煙酸乙酯三乙酰核苷和煙酰胺三乙酰核苷脫保護反應溫度為-5℃～5℃；

e)煙酸乙酯三乙酰核苷脫保護反應時間以TLC監(jiān)控煙酸乙酯三乙酰核苷消失為止，為1h～1.5h；煙酰胺三乙酰核苷脫保護反應時間以TLC監(jiān)控煙酰胺三乙酰核苷消失為止，為1h～2h。

反應完，反應液中先加入1mol/L鹽酸淬滅多余的有機堿，控制pH為5～6，再加入甲基叔丁基醚、異丙醇和叔丁醇中任意一種攪拌析晶，析晶溫度為-5℃～5℃；析晶出的固體里含有少量無機鹽氯化鈉和氯化銨，無需要除去。

S3、化學拆分：中間體煙酰胺核糖為消旋體，在溶劑中經化學試劑拆分、重結晶、除鹽后得到β-煙酰胺核糖；其中

a)化學試劑為(S)-(-)-alpha-甲芐基異氰酸酯；

b)煙酰胺核糖與拆分化學試劑(S)-(-)-alpha-甲芐基異氰酸酯摩爾比為1：1～1：1.5；

c)溶劑為甲醇與水的混合溶劑，甲醇與水體積比為2：1～1：1，溶劑與煙酰胺核糖的體積質量比為10ml/g；

d)拆分條件：加熱回流后冷卻析晶，重復此操作3～4次。

得到的β-煙酰胺核糖的(S)-(-)-alpha-甲芐基異氰酸酯鹽用甲醇與水的混合溶劑再重結晶一次后，加入有機溶劑(乙酸乙酯、二氯甲烷)中，加入1mol/L的氫氧化鈉水溶液，劇烈攪拌后，除去有機層，水層采用離子交換樹脂除鹽后再凍干得β-煙酰胺核糖。

S4、磷酸化：將步驟S3中經拆分得到的β-煙酰胺核糖在溶劑中經三氯氧磷磷酸化后，先經有機溶劑萃取除雜，除雜后的水層再過離子交換樹脂除鹽，最后水溶液凍干得到β-煙酰胺單核苷酸；其中

a)β-煙酰胺核糖與三氯氧磷的摩爾比為1：1.5～1：2；

b)溶劑為四氫呋喃和乙腈中的任意一種；

c)溶劑與β-煙酰胺核糖的體積質量比為5～6ml/g；

d)反應溫度為0℃～25℃，三氯氧磷加入溫度為0℃～5℃；

e)反應時間以HPLC監(jiān)控β-煙酰胺核糖消失為止，為12h～16h。

反應后處理，控制溫度為-5℃～5℃，將反應液緩慢倒入常溫水中先淬滅三氯氧磷，再將反應析出的固體用水溶解，加入乙酸乙酯，攪拌，除去乙酸乙酯層，水層采用離子交換樹脂除鹽后凍干得到β-煙酰胺單核苷酸。

主要參考資料

[1]張穎、蔣雨馨、朱逸浩、吳劍榮. (2020). β-煙酰胺單核苷酸合成技術研究進展. 食品科技, v.45;No.348(10), 246-250.

[2] 吳長泉. (2020). β-煙酰胺單核苷酸在預防脫發(fā)或促進毛發(fā)生長產品中的應用.

[3] 呂小群, 張偌瑜, 徐學文, 管云楓, & 繆朝玉. (2010). 煙酰胺單核苷酸腺苷轉移酶的表達、純化及活性測定. 第二軍醫(yī)大學學報(11), 1251-1254.