CN101450958B - 一种异黄酮7-o-葡萄糖糖苷的合成方法 - Google Patents

Abstract

一种异黄酮7-O-葡萄糖苷的合成方法，以7-羟基异黄酮及衍生物为原料，步骤如下：1)将7-羟基异黄酮及衍生物为苷元，溶于氯化钾的碳酸氢钠溶液中，加入相转移催化剂三(3，6-二氧杂庚基)胺(TDA-1)，搅拌下分次加入1-溴-2，3，4，6-O-四乙酰基-α-D-吡喃葡萄糖的二氯甲烷溶液，加温进行反应纯化后制得7-O-β-D-四乙酰基葡萄糖异黄酮及衍生物；2)将上述产物溶于甲醇，弱碱条件下脱去乙酰基，纯化后即可制得7-O-β-D-葡萄糖异黄酮及衍生物。本发明的优点是：该方法制备异黄酮7-O-葡萄糖糖苷，合成率高、反应条件温和、后处理简单，原料成本、安全可靠，适于实施大规模工业化生产。

Description

一种异黄酮7-O-葡萄糖糖苷的合成方法

【技术领域】

本发明涉及有机化学和功能食品合成技术，特别是一种异黄酮7-O-葡萄糖糖苷的合成方法。

【背景技术】

异黄酮以C₆-C₃-C₆为基本母核结构，在自然界中主要分布于豆科的蝶形花亚科如大豆、墨西哥小白豆、苜蓿和绿豆等植物中，具有抗缺氧缺血、抗心率失常、抗菌、抗炎、雌激素样和抑制癌细胞生长等多种生理活性。从大豆中分离出来的异黄酮共有12种异构体，其中3种为苷元形式，即染料木素(genistein)、大豆苷元(daidzein)和黄豆黄素(glycitein)，其余9种均为葡萄糖苷形式，约占大豆异黄酮自然界分布的97～98％，因此异黄酮糖苷的合成成为人们关注的热点之一。

糖苷的合成一般都是糖基给体与不同的受体在催化剂的作用下进行，然而由于异黄酮苷元和糖给体中均存在多个羟基，糖苷化反应的区域选择性成为难点，同时加上糖苷缩合反应时可产生α和β两种异构体，糖苷化反应的立体选择性也必须考虑，因此，黄酮或异黄酮苷元与糖给体的直接缩合制备黄酮苷类化合物的研究相对很少。从文献来看，异黄酮糖苷的合成通常采用Koenigs-Knorr法、相转移催化法或三氯乙酰亚胺、三氟乙酰亚胺酯化法，相对而言，前两者的立体选择性虽然较小，但合成收率较高。由于相转移催化法不但具有条件温和、操作简便等优点，因此成为异黄酮糖苷合成的主要研究路线；另一方面，反应物1-溴-2，3，4，6-O-四乙酰基-α-D-吡喃葡萄糖在碱性介质中不稳定，易发生水解反应，且随着碱用量的增加，体系pH值升高，水解速度加快；同时，活性相对较弱的其他酚羟基也会发生反应，甚至导致异黄酮苷元分子自身的开裂。因此，反应体系的碱性强弱是糖苷合成反应的关键因素。

目前，文献报道的相转移法合成黄酮和异黄酮氧苷的相转移催化剂主要有以下两种：

1)季铵盐：①四乙基溴化铵：Demetzos等研究了氯仿/氢氧化钾体系下四乙基溴化铵相转移催化槲皮素-3-O-糖苷的合成工艺(Demetzos C，Skaltsounis K，Tillequi F，et al.Phase-Transfer-catalyzed synthesis flavonoid glycosides[J].Carbohydr Res，1990，207(1)：131-137.)；②四丁基溴化铵：Alluis等和Peng等分别探讨了氯仿/碳酸钾体系下四丁基溴化铵相转移催化合成槲皮素-3′-O-葡萄糖苷和槲皮素-3-O-阿拉伯糖苷的合成工艺(AlluisB，DanglesO.Quercetin glycosides and sulfates：chemical synthesis，complexation，andantioxidant properties[J].Helv Chim Acta，2001，84(5)：1133-1156；PengWJ，Li YW，Zhu CS，etal.Synthesis of tamarixetin and isorhamnetin 3-O-neohesperidoside[J].Carbohydrate Research，2005，340：1682-1688.)；Philip等研究了二氯甲烷/氢氧化钠体系下四丁溴化铵相转移催化7-O-异黄酮苷的合成工艺(PhilipTL，Seppo K，Kristina W.The phase transfer catalysedsynthesis of isoflavone-O-glucosides[J]J.Chem.Soc.，Perkin Trans.1，1998，2481-2483)；③十二烷基三甲基溴化铵：王亚平等分别考察了丙酮/二甲基甲酰胺/碳酸钾体系下，十二烷基三甲基溴化铵催化合成系列异黄酮糖苷化合物的反应(Wang YP，Li LX，Wang QL.Animproved phase transfer catalyzed synthetic method for Onion and Rothindin[J].SynthCommun，2001，31(22)：3423-3427)；④十六烷基三甲基溴化铵：雷英杰等分别考察了碳酸氢钠/氯化钾体系下，十六烷基三甲基溴化铵催化合成系列异黄酮糖苷化合物的反应。

2)冠醚：Philip等利用冠醚的相转移催化作用，研究了叔丁醇钾体系下立体选择性制备4′-O-异黄酮苷的合成工艺(Philip TL，Kristina W.Regiospecific 4’-O-β-glucosidatiom ofisoflavones[J]Tetrahedron Lett，1998，39：9559-9562)。

【发明内容】

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种合成率高、反应条件温和、后处理简单、原料成本低且能确保安全工业化生产的异黄酮7-O-葡萄糖糖苷的合成方法，其化学结构式(I)如下：

其中：R₁＝H，OMe；R₂＝H，OH，Me；R₃＝H，OH；R₄＝H，OH，Me，-OCH₂O-，NO₂，F，Br，Cl；R₅＝H，-OCH₂O-.

本发明的技术方案：

一种异黄酮7-O-葡萄糖糖苷的合成方法，以通过傅-克反应和赫氏反应制得的7-羟基异黄酮及衍生物为原料，其特征在于步骤如下：

1)先制备7-O-β-D-四乙酰基葡萄糖异黄酮及衍生物：将7-羟基异黄酮及衍生物为苷元，在等摩尔量氯化钾的碳酸氢钠溶液中，加入相转移催化剂三(3，6-二氧杂庚基)胺，搅拌下先加入相当于7-羟基异黄酮及衍生物80-60mol％量的1-溴-2，3，4，6-O-四乙酰基-α-D-吡喃葡萄糖的二氯甲烷溶液，在温度为40-45℃条件下，反应3-4小时，然后再加入相当于7-羟基异黄酮及衍生物20-40mol％量的1-溴-2，3，4，6-O-四乙酰基-α-D-吡喃葡萄糖的二氯甲烷溶液，继续反应1-2小时，再进行纯化制得；

2)将上述制备的7-O-β-D-四乙酰基葡萄糖异黄酮及衍生物溶于甲醇，在氨水溶液中，反应5-6小时，纯化后即可制得7-O-β-D-葡萄糖异黄酮及衍生物。

所述相转移催化剂三(3，6-二氧杂庚基)胺的用量为7-羟基异黄酮及衍生物用量的7-20mol％。

所述等摩尔量氯化钾的碳酸氢钠溶液的浓度为1.0mol·L^-1。

所述氨水溶液的重量百分比浓度为30％氨水溶液。

本发明的优点是：该方法制备异黄酮7-O-葡萄糖糖苷，合成率高、反应条件温和、后处理简单，原料成本、安全可靠，适于实施大规模工业化生产。

【具体实施方式】

下面通过实施例对本发明作进一步说明。应当理解的是，本发明实施例所述制备方法仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。在本发明的构思前提下，对本发明制备方法的简单改进都属于本发明要求保护的范围。除非另有说明，本发明中的百分数是重量百分数。

实施例1：

1)异黄酮-7-O-β-D-四乙酰基葡萄糖苷的制备

将10mmol 7-羟基异黄酮溶解于70mL含有等摩尔量氯化钾的碳酸氢钠溶液，浓度为1mol·L^-1；再加入0.32mL相转移催化剂TDA-1即三(3，6-二氧杂庚基)胺(1mmol)，搅拌下分两次缓慢滴加70mL含有5.03g 1-溴-2，3，4，6-O-四乙酰基-α-D-吡喃葡萄糖(12mmol)的二氯甲烷溶液，先加入50mL于40℃反应4h，然后再加入剩余的20mL二氯甲烷溶液，继续在40℃反应2h；反应结束后，加入200mL水，用1mol·L^-1的硫酸调节pH至中性，经乙酸乙酯萃取，无水硫酸镁干燥后，滤出干燥剂，减压浓缩后得到粗品；硅胶色谱柱分离，V-乙酸乙酯∶V-石油醚＝1∶2的混合溶剂洗脱，得到白色粉末状的异黄酮-7-O-β-D-四乙酰基葡萄糖苷(5.1g，90％)。检测显示，该产物的理化参数如下：mp.187～189℃(Lit.190-192℃.)¹H-NMR(DMSO-d₆)δ：8.26(1H，s，2-H)，7.97(1H，d，J＝8.6Hz，5-H)，7.56(2H，m，2′，6′-H)，7.45-7.35(3H，m，3′，4′，5′-H)，7.23(1H，d，J＝2.1Hz，6-H)，7.12(1H，d，J＝2.1Hz，8-H)，5.82(1H，d，J＝8.1Hz，1″-H)，5.41(1H，d，J＝9.1Hz，4″-H)，5.16-5.03(2H，m，2″，3″-H)，4.35(1H，m，5″-H)，4.21-4.10(2H，m，6″-Ha/6″-Hb)，2.03(9H，m，3CH₃COO)，1.98(3H，s，CH₃COO).

2)异黄酮-7-O-β-D-葡萄糖苷的制备

将制得的5.0mmol异黄酮-7-O-β-D-四乙酰基葡萄糖苷溶解于30mL甲醇，搅拌下加入30％氨水50mL，室温反应6h，反应结束后，减压后得到粗品；硅胶色谱柱分离，V-乙酸乙酯∶V-石油醚＝1∶2的混合溶剂洗脱，得到白色粉末状的异黄酮-7-O-β-D-葡萄糖苷(1.9g，95％)。检测显示，该产物的理化参数如下：mp.213～214℃(Lit.215-216℃.)¹H-NMR(DMSO-d₆)δ：8.40(1H，s，2-H)，8.07(1H，d，J＝8.6Hz，5-H)，7.56(2H，m，2′，6′-H)，7.47-7.34(3H，m，3′，4′，5′-H)，7.25(1H，d，J＝2.1Hz，6-H)，7.08(1H，d，J＝2.1Hz，8-H)，5.54(1H，d，J＝4.2Hz，2″-OH)，5.20-4.80(4H，m，3″，4″，6″-OH/1″-H)，3.72(2H，m，6″-Ha/6″-Hb)，3.50-3.25(4H，m，2″，3″，4″，5″-H).

实施例2：原料7-羟基异黄酮的制备

1)傅-克反应制备脱氧安息香

将20mmol间苯二酚和20mmol苯乙酸溶解在约20ml新蒸馏的三氟化硼/乙醚溶液中，搅拌加热到70℃，反应6h后，将反应液冷却后，加入过量的冰水，有沉淀生成，过滤后用甲醇溶液回流溶解，活性炭脱色，即可得到白色粉末状2，4-二羟基脱氧安息香4.1g，产率89％。

2)7-羟基异黄酮的制备

将上述制备的脱氧安息香15mmol，溶于20mL N，N-二甲基甲酰胺和10mL三氟化硼/乙醚的混合溶液中，40℃下滴加6mL甲基磺酰氯，升温至80℃反应3h；将反应物倒入碎冰中，经二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后得到粗品；用甲醇重结晶，即可得到白色粉末(3.1g，86％)。检测显示，该产物的理化参数如下：mp.208～210℃(Lit.210-212℃.)¹H-NMR(DMSO-d₆)δ：10.85(1H，s，7-OH)，8.40(1H，s，2-H)，7.99(1H，d，J＝8.8Hz，5-H)，7.58(2H，d，J＝7.8Hz，2′，6′-H)，7.35-7.46(3H，m，3′，4′，5′-H)，6.96(1H，dd，J＝8.1，2.0Hz，6-H)，6.89(1H，d，J＝2.0Hz，8-H).

实施例3：原料5，7-二羟基异黄酮的制备

1)赫氏反应制备脱氧安息香

20mmol间苯三酚和20mmol苯乙腈以及3g无水氯化锌溶于100mL乙醚中，0℃下通入干燥氯化氢气体，搅拌5h，放置过夜，继续通入氯化氢3h。倾倒出上部的乙醚层，并用乙醚洗固体数次，所得到的酰亚胺盐经0.1mol·L^-1盐酸回流3h，冷却过滤，冰水冲洗滤饼数次，用75％甲醇重结晶，得到浅黄色粉末2，4，6-三羟基脱氧安息香3.7g，产率75％。

2)5，7-二羟基异黄酮的制备

将上述制备的脱氧安息香15mmol，溶于20mL N，N-二甲基甲酰胺和10mL三氟化硼/乙醚的混合溶液中，40℃下滴加6mL甲基磺酰氯，升温至80℃反应3h；将反应物倒入碎冰中，经二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥后，减压浓缩后得到粗品；用甲醇重结晶，即可得到浅黄色粉末(3.2g，84％)。检测显示，该产物的理化参数如下：mp.198-200℃(Lit.199-200℃)¹H-NMR(DMSO-d₆)δ：12.95(1H，s，5-OH)，10.92(1H，s，7-OH)，8.36(1H，s，2-H)，7.37-7.43(5H，m，ArH)，6.46(1H，dd，J＝8.0，1.5Hz，6-H)，6.29(1H，s，8-H).

Claims (4)

1.一种异黄酮7-O-葡萄糖苷的合成方法，以通过傅-克反应和赫氏反应制得的7-羟基异黄酮为原料，其特征在于步骤如下：

1)先制备7-O-β-D-四乙酰基葡萄糖异黄酮：将7-羟基异黄酮为苷元，在等摩尔量氯化钾的碳酸氢钠溶液中，加入相转移催化剂三(3，6-二氧杂庚基)胺，搅拌下先加入相当于7-羟基异黄酮80-60mol％量的1-溴-2，3，4，6-O-四乙酰基-α-D-吡喃葡萄糖的二氯甲烷溶液，在温度为40-45℃条件下，反应3-4小时，然后再加入相当于7-羟基异黄酮20-40mol％量的1-溴-2，3，4，6-O-四乙酰基-α-D-吡喃葡萄糖的二氯甲烷溶液，继续反应1-2小时，再进行纯化制得；

2)将上述制备的7-O-β-D-四乙酰基葡萄糖异黄酮溶于甲醇，在氨水溶液中，反应5-6小时，纯化后即可制得7-O-β-D-葡萄糖异黄酮。

2.根据权利要求1所述的异黄酮7-O-葡萄糖苷的合成方法，其特征在于：所述相转移催化剂三(3，6-二氧杂庚基)胺的用量为7-羟基异黄酮用量的7-20mol％。

3.根据权利要求1所述的异黄酮7-O-葡萄糖苷的合成方法，其特征在于：所述等摩尔量氯化钾碳酸氢钠溶液的浓度为1.0mol·L^-1。

4.根据权利要求1所述的异黄酮7-O-葡萄糖苷的合成方法，其特征在于：所述氨水溶液的重量百分比浓度为30％氨水溶液。