CN102924540B - 一种2-脱氧-d-葡萄糖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2-脱氧-D-葡萄糖的制备方法,涉及原料药生产领域。该方法包括以下步骤:a、以3,4,6-三乙酰基葡萄糖烯为原料,在碱存在下除去乙酰保护基;然后进行苄基保护,得到如式所示的间体一;b、酸水解步骤a所得中间体一,得到如式所示的中间体二;c、步骤b所得中间体二氢解去保护,重结晶得到如式
Description
技术领域
本发明涉及原料药生产领域,具体地说是一种2-脱氧-D-葡萄糖的制备方法。
背景技术
脱氧葡萄糖是一大类葡萄糖衍生物家族,脱氧葡萄糖在各类微生物中均普遍存在,尤以细菌和放线菌为主,在放线菌和细菌的代谢中发挥着重要的调节作用。在生产实践中应用最多的是2-脱氧-D-葡萄糖(2-Dexoy-D-Glucose,简写:2-DG),它是天然抗代谢物类抗生素(Woodward,1954,CancerRes.14:599-605),具有能够抑制病毒感染、酵母发酵、致病菌及肿瘤细胞生长等多种生理药理效应。具有抗病毒、抗菌、抗癌、抗癫痫等作用,用于预防病毒及病原菌感染等,可防止HSV、HIV、SARS、流感病毒等及病源菌引起的传染病(Tidmarsh,3Nov.2005PCTUS05/0245462),在医药及化妆品等行业具有广泛的应用前景。
在Scifinder可以检索到很多2-脱氧-D-葡萄糖的制备方法,比如IN187908及CN1800193A从D-乙酰葡萄糖烯经除去保护基,酸水解得到2-脱氧-D-葡萄糖,这一合成路线虽然简洁,但是收率不高。
2004年专利的合成方法(PCTInt.Appl.,2004058786,15Jul2004),是从葡萄糖烯开始,经过三步得到2-脱氧-D-葡萄糖,该方法比较繁琐,成本高。中国专利CN102180914A对上述专利进行了改进,由三乙酰葡萄糖烯经两步反应得到了产品,不过在最后一步产生大量无机盐,纯化困难。
美国专利US2004/185538报道了以糖稀加成卤化和高压氢化脱卤为关键反应的合成方法,但反应试剂昂贵,没有实际生产价值。
发明内容
本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足,提供一种结构如式所示的2-脱氧-D-葡萄糖的制备方法。该方法制备工艺简单,产品纯化容易,收率高,成本低,是一种简捷而高效的合成方法,易于工业化生产。
本发明的技术任务是按以下方式实现的:一种结构如式所示的2-脱氧-D-葡萄糖的制备方法,包括以下步骤:
a、以3,4,6-三乙酰基葡萄糖烯为原料,在碱存在下除去乙酰保护基;然后进行苄基保护,得到如式所示的间体一(3,4,6-三-O-苄基葡萄糖烯);
b、酸水解步骤a所得中间体一,得到如式所示的中间体二(3,4,6-三-O-苄基-D-脱氧葡萄糖);
c、步骤b所得中间体二氢解去保护,重结晶得到如式的2-脱氧-D-葡萄糖。
其化学反应方程式如下:
进一步的:
步骤a中,碱与3,4,6-三乙酰基葡萄糖烯物质的量比为0.05~4:1,所述碱为碳酸钾、甲醇钠或氢氧化钠;
除乙酰保护基反应的反应溶剂为甲醇,反应温度为18~35℃,反应时间为1~12小时;
3,4,6-三乙酰基葡萄糖烯除去乙酰保护基后,以干燥DMF为溶剂,氢化钠为碱,与苄基溴或卞苄基氯进行苄基保护反应,反应温度为-5~5℃;
步骤b中,酸水解所用酸性试剂为盐酸、硫酸或氢溴酸,酸性试剂与中间体一物质的量比为0.1~1:1,反应温度为20~100℃;
步骤c中,中间体二钯碳氢解去保护,中间体二与钯碳物质的量比为1:0.05~0.1,氢气压力为40~55psi,反应温度为20~35℃;所述重结晶溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇和丙酮中的一种或几种物质的混合物。
与现有技术相比,本发明的方法使用氢化除苄基保护基后,重结晶即可得到2-脱氧-D-葡萄糖,无需树脂纯化或有机溶剂提纯等操作,具有产品纯化容易、操作方便、收率高、成本低、绿色环保、易于工业化等特点,是一种简捷而高效的合成方法。
具体实施方式
以具体实施例对本发明的2-脱氧-D-葡萄糖的制备方法作以下详细地说明。
实施例一:
A、3,4,6-三-O-苄基葡萄糖烯(中间体一)的制备
将碳酸钾(50g,0.362mol)加入3,4,6-三乙酰基葡萄糖烯(55g,0.202mol)的甲醇(400ml)溶液中,将反应混合物在室温下搅拌过夜。滤除无机盐后,将滤液蒸发至干。加入DMF(400ml)并冷却到0℃,分批加入氢化钠(40g,60%含量,1.000mol),搅拌30min后滴加苄基溴(125.7g,0.735mol),加完撤掉冰浴,将反应混合物在室温下搅拌到反应完全,TLC跟踪检测。使混合物冷却到0℃,慢慢加入冰水(1000ml),接着加入二氯甲烷(800ml),分离出有机层,水溶液用二氯甲烷(2x300ml)萃取。合并有机相用水洗涤到中性,然后用盐水洗涤,并经无水硫酸钠干燥。滤去干燥剂并蒸除溶剂后,使用乙酸乙酯/石油醚重结晶,得中间体一55.6g。收率66%。
产物检测数据如下:
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ7.32-7.21(m,15H),6.42(dd,J=6.0Hz,J=1.1Hz,1H),4.86(dd,J=6.0Hz,J=2.6Hz,1H),4.81(d,J=11.3Hz,1H),4.65-4.53(m,1H),4.20(m,1H),4.06(ddd,J=8.2Hz,J=4.6Hz,J=3.2Hz,1H),3.86(dd,J=6.2Hz,J=8.5Hz,1H),3.82(dd,J=4.8Hz,J=10.9Hz,1H),3.76(dd,J=3.0Hz,J=10.7Hz,1H).MS(ESI)m/z:417.2[M+H]+。
B、3,4,6-三-O-苄基-D-脱氧葡萄糖(中间体二)的制备
将47%氢溴酸(5ml,0.029mol)加入到3,4,6-三-O-苄基葡萄糖烯(21g,0.051mol)的四氢呋喃(200ml)溶液中,将所得混合物在室温下搅拌。TLC跟踪检测反应完后,用5%碳酸氢钠溶液将反应液调到中性,用乙酸乙酯(3x150ml)萃取。合并有机相并水洗到中性,经无水硫酸钠干燥,减压浓缩除溶剂后,用乙酸乙酯/己烷重结晶,得中间体二16.6g。收率76%。
产物检测数据如下:
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ7.37-7.15(m,30H),5.41(m,1H),4.88(d,J=10.8Hz,1H),4.86(d,J=10.8Hz,1H),4.77(m,1H),4.70-4.51(m,10H),4.06-3.98(m,2H),3.74-3.59(m,5H),3.51(m,3H),3.26(d,J=6.3Hz,1H),2.67(m,1H),2.38(ddd,J=12.5Hz,J=5.1Hz,J=2.2Hz,1H),2.30(dd,J=12.8Hz,J=4.9Hz,1H),1.68(dd,J=12.5Hz,J=12.5Hz,1H),1.57(ddd,J=12.0Hz,J=12.0Hz,J=9.6Hz,1H).MS(ESI)m/z:435.2[M+H]+。
C、2-脱氧-D-葡萄糖的制备
将Pd/C(10%,含有50%的水)(110mg)加入到3,4,6-三-O-苄基-D-脱氧葡萄糖(13.1g,0.030mol)的乙醇(100ml)溶液中。在(50psi)氢气压力下室温反应24小时。反应混合物经硅藻土过滤,蒸发至干后,用甲醇/丙酮重结晶,得目标产物3.1g,收率63%。
产物检测数据如下:
1HNMR(300MHz,D2O)δ5.21(dd,J=2.0Hz,J=9.9Hz,1H),4.23(dd,J=3.0Hz,J=3.2Hz,J=3.7Hz,1H),3.90(dd,J=2.1Hz,J=12.0Hz,1H),3.88-3.75(m,2H),3.64(dd,J=3.2Hz,J=9.9Hz,1H),2.15(ddd,J=2.0Hz,J=3.7Hz,J=13.9Hz,1H),1.89(ddd,J=3.0Hz,J=9.9Hz,J=13.9Hz,1H)。
实施例二:
A、3,4,6-三-O-苄基葡萄糖烯(中间体一)的制备
将氢氧化钠(8.4g,0.210mol)加入3,4,6-三乙酰基葡萄糖烯(55g,0.202mol)的甲醇(400ml)溶液中,将反应混合物在室温下搅拌过夜。滤除无机盐后,将滤液减压浓缩至干。加入DMF(400ml)并冷却到0℃,分批加入氢化钠(40g,60%含量,1.000mol),搅拌30min后滴加苄基溴(125.7g,0.735mol),加完撤掉冰浴,将反应混合物在室温下搅拌到反应完全,TLC跟踪检测。使混合物冷却到0℃,慢慢加入冰水(1000ml),接着加入二氯甲烷(800ml),分离出有机层,水溶液用二氯甲烷(2x300ml)萃取。合并有机相用水洗涤到中性,然后用盐水洗涤,并经无水硫酸钠干燥。滤去干燥剂并蒸除溶剂后,使用乙酸乙酯/石油醚重结晶,得中间体一51.3g。收率61%。
产物检测数据如下:
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ7.32-7.21(m,15H),6.42(dd,J=6.0Hz,J=1.1Hz,1H),4.86(dd,J=6.0Hz,J=2.6Hz,1H),4.81(d,J=11.3Hz,1H),4.65-4.53(m,1H),4.20(m,1H),4.06(ddd,J=8.2Hz,J=4.6Hz,J=3.2Hz,1H),3.86(dd,J=6.2Hz,J=8.5Hz,1H),3.82(dd,J=4.8Hz,J=10.9Hz,1H),3.76(dd,J=3.0Hz,J=10.7Hz,1H).MS(ESI)m/z:417.2[M+H]+。
B、3,4,6-三-O-苄基-D-脱氧葡萄糖(中间体二)的制备
将37%盐酸(5ml,0.051mol)加入到3,4,6-三-O-苄基葡萄糖烯(21g,0.051mol)的四氢呋喃(200ml)溶液中,将所得混合物在室温下搅拌。TLC跟踪检测反应完后,用5%碳酸氢钠溶液将反应液调到中性,用乙酸乙酯(3x150ml)萃取。合并有机相并水洗到中性,经硫酸钠干燥,除溶剂后,用乙酸乙酯/己烷重结晶,得中间体二15.3g。收率69.8%。
产物检测数据如下:
1HNMR(300MHz,CDCl3)δ7.37-7.15(m,30H),5.41(m,1H),4.88(d,J=10.8Hz,1H),4.86(d,J=10.8Hz,1H),4.77(m,1H),4.70-4.51(m,10H),4.06-3.98(m,2H),3.74-3.59(m,5H),3.51(m,3H),3.26(d,J=6.3Hz,1H),2.67(m,1H),2.38(ddd,J=12.5Hz,J=5.1Hz,J=2.2Hz,1H),2.30(dd,J=12.8Hz,J=4.9Hz,1H),1.68(dd,J=12.5Hz,J=12.5Hz,1H),1.57(ddd,J=12.0Hz,J=12.0Hz,J=9.6Hz,1H).MS(ESI)m/z:435.2[M+H]+。
C、2-脱氧-D-葡萄糖的制备
将Pd/C(10%,含有50%的水)(110mg)加入到3,4,6-三-O-苄基-D-脱氧葡萄糖(13.1g,0.030mol)的乙醇(100ml)溶液中。在(50psi)氢气压力下室温反应24小时。反应混合物经硅藻土过滤,蒸发至干后,用甲醇/丙酮重结晶,得目标产物3.1g,收率63%。
产物检测数据如下:
1HNMR(300MHz,D2O)δ5.21(dd,J=2.0Hz,J=9.9Hz,1H),4.23(dd,J=3.0Hz,J=3.2Hz,J=3.7Hz,1H),3.90(dd,J=2.1Hz,J=12.0Hz,1H),3.88-3.75(m,2H),3.64(dd,J=3.2Hz,J=9.9Hz,1H),2.15(ddd,J=2.0Hz,J=3.7Hz,J=13.9Hz,1H),1.89(ddd,J=3.0Hz,J=9.9Hz,J=13.9Hz,1H)。
Claims (3)
1.一种制备结构如式Ⅰ所示的2-脱氧-D-葡萄糖的方法:
其特征在于,该方法包括以下步骤:
a、以3,4,6-三乙酰基葡萄糖烯为原料,在碱存在下除去乙酰保护基;然后进行苄基保护,得到如式II所示的中间体一;
b、酸水解步骤a所得中间体一,得到如式III所示的中间体二;
c、步骤b所得中间体二氢解去保护,重结晶得到如式I所示的2-脱氧-D-葡萄糖;
其中,步骤a中,碱与3,4,6-三乙酰基葡萄糖烯物质的量比为0.05~4:1,所述碱为碳酸钾、甲醇钠或氢氧化钠;除乙酰保护基反应的反应溶剂为甲醇,反应温度为18~35℃,反应时间为1~12小时;3,4,6-三乙酰基葡萄糖烯除去乙酰保护基后,以干燥DMF为溶剂,氢化钠为碱,与苄基溴或苄基氯进行苄基保护反应,反应温度为-5~5℃。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤b中,酸水解所用酸性试剂为盐酸、硫酸或氢溴酸,酸性试剂与中间体一物质的量比为0.1~1:1,反应温度为20~100℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤c中,中间体二钯碳氢解去保护,中间体二与钯碳物质的量比为1:0.05~0.1,氢气压力为40~55psi,反应温度为20~35℃;所述重结晶溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇和丙酮的一种或几种物质的混合物。
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