CN102993241A

CN102993241A - 一种l-岩藻糖类似物制备方法

Info

Publication number: CN102993241A
Application number: CN201210311634XA
Authority: CN
Inventors: 胡天顺; 林海平
Original assignee: GLYCSYN BIOTECH Inc
Current assignee: GLYCSYN BIOTECH Inc
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明公开了一种L-岩藻糖类似物制备方法。本发明涉及岩藻糖类化合物的制备方法，具体地说是5-取代-L-岩藻糖类似物的制备方法；L-岩藻糖是细胞表面糖脂和糖蛋白的终端糖，在细胞相互识别作用中起至关重要的作用，其类似物的合成对研究该糖的生物和生理作用具有重要意义。其以廉价的L-半乳糖酸-1,4-内酯为原料，经过还原、保护得到丙酮叉保护的L-半乳糖，然后与DAST反应得到相应的5-氟代岩藻糖；与对甲苯磺酰氯和叠氮化钠反应得到相应的5-叠氮岩藻糖；与碘甲烷在碱性条件下反应得到相应的5-甲氧基岩藻糖；与1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯反应得到相应的5-炔基岩藻糖。这些带有保护基的岩藻糖类似物用TFA脱去保护基得到相应的5-取代岩藻糖。

Description

一种L-岩藻糖类似物制备方法

技术领域

本发明涉及一种L-岩藻糖类似物制备方法，具体地说是5-取代岩藻糖的制备方法；该化合物是细胞表面糖脂和糖蛋白的终端糖，在细胞相互识别作用中起至关重要的作用，其类似物的合成对研究该糖的生物和生理作用具有重要意义。

背景技术

岩藻糖是许多细胞表明聚糖的末端糖，在许多生理和病理过程中发挥重要的作用。例如，唾液酸化的Lewis X，其末端是一个岩藻糖，这个四糖表达于白血细胞如粒细胞和单核细胞，这种聚糖与多种肿瘤包括胰腺癌、乳腺癌、结肠癌和肺癌等组织来源密切相关。但是，这些聚糖作用机制还不明确，其原因在于聚糖结构的复杂性，对其末端糖（如岩藻糖）进行结构修饰改造，比如加上探针（probe），就可以对该糖的作用过程进行跟踪，进而研究其作用机理。

已有文献报道了一些L-岩藻糖类似物的合成方法，L-半乳糖价格昂贵（非天然提取，$260/100mg），该方法不适合于大量合成。因此，发展一种廉价，有效的制备L-岩藻糖类似物的方法成为一种必要和紧迫的工作。本发明以L-半乳糖酸-1,4-内酯（$300/2g）为原料，发展了一种L-岩藻糖类似物的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种廉价的、简易和有效的L-岩藻糖类似物的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

本发明制备5-取代岩藻糖的方法，其制备过程为：

即：第一步以L-半乳糖酸-1,4-内酯（化合物2）为原料，在硼氢化钠条件下还原得到L-半乳糖，然后用丙酮叉保护，生成双丙酮叉保护的半乳糖（化合物3）；第二步，化合物3与 DAST反应得到相应的5-氟代岩藻糖（化合物4a）；与对甲苯磺酰氯和叠氮化钠先后反应得到相应的5-叠氮岩藻糖（化合物4b）；与碘甲烷在碱性条件下反应得到相应的5-甲氧基岩藻糖（化合物4c）；与（1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯反应得到相应的5-炔基岩藻糖（化合物4d）；第三步，化合物4在TFA水溶液中脱去丙酮叉保护基，反应得到5-取代岩藻糖（化合物1a-d）。

所述第一步中，还原试剂为硼氢化钠、硼氢化钾或硼氢化锂，其中优选硼氢化钠；所述第一步中还原反应的溶剂为甲醇和水。所述第一步中还原反应硼氢化钠的摩尔用量与L-半乳糖酸-1,4-内酯的摩尔量之比为：1-1；反应温度为0℃；反应时间为1-3小时，通常在2小时反应完成。所述第一步中保护反应试剂为丙酮，催化剂为氯化锌，氯化锌的摩尔用量与L-半乳糖酸的摩尔量之比为：1.6-1；反应温度为室温；反应时间为7-12小时，通常在10小时反应完成。

所述第二步中生成化合物4a的反应中，化合物3与 DAST的在二氯甲烷中进行，所述反应DAST的摩尔用量与化合物3的摩尔量之比为：2-1；反应温度为40℃；反应时间为5-8小时，通常在6小时反应完成。

所述第二步中生成化合物4b的反应中，化合物3与对甲苯磺酰氯的反应在二氯甲烷中进行，所用的碱为吡啶、三乙胺和DIPEA，其中以吡啶为优，所述反应甲苯磺酰氯的摩尔用量与化合物3的摩尔量之比为：1.5-1；反应温度为室温；反应时间为10-15小时，通常在12小时反应完成。所述第二步中，第一步得到的中间体与叠氮化钠的反应在DMSO中进行，所述反应叠氮化钠的摩尔用量与化合物3的摩尔量之比为：5-1；反应温度为130℃；反应时间为10-15小时，通常在12小时反应完成。

所述第二步中生成化合物4c的反应中，化合物3与碘甲烷的反应在四氢呋喃中进行，所述反应中所用的碱为氢氧化钠和氢氧化钾，其中以氢氧化钾为优；所述反应碘甲烷的摩尔用量与化合物3的摩尔量之比为：1.1-1；反应温度为室温；反应时间为12-20小时，通常在16小时反应完成。

所述第二步中生成化合物4d的反应中，化合物3先在PCC氧化下生成醛，然后与（1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯的反应在四氢呋喃中进行；所述反应（1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯的摩尔用量与化合物3的摩尔量之比为：1.6-1；反应温度为-78℃；反应时间为10-16小时，通常在12小时反应完成。

所述第四步反应中，生成5-取代岩藻糖的反应在TFA水溶液中进行，所述第四步反应中，反应温度为0℃，通常在1小时反应完成。

本发明的优点在于：文献中化合物1的化学合成成本高昂，并且收率很低，本发明通过一条全新的合成路线，以廉价的L-半乳糖酸-1,4-内酯为原料，经过多步反应生成丙酮叉保护的L-半乳糖，然后与不同的试剂反应，脱去保护基得到相应的5-取代岩藻糖。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式，对本发明做详细的描述，但本发明不限于这些实例本身。

一、化合物3的制备：

L-半乳糖酸-1,4-内酯（化合物2，6.5 g，36.5 mmol）溶于甲醇（40 mL）和水（160 mL）中，冷却至0℃，加入树脂IR-120(32.5 mL)，然后分批加入硼氢化钠（1.43 g，36.5 mmol），加完后继续搅拌反应1小时，过滤除去树脂，然后浓缩至干。残余物溶于丙酮（180 mL）中，加入硫酸（120 μL）和氯化锌（7.96 g，8.4 mmol），室温搅拌反应10小时。反应完成后，加入碳酸氢钠和水，搅拌10分钟，除去溶剂后残余物用硅胶柱提纯，得到浆状产物8.0 g，收率：84%。

二、化合物4的制备：

实例1，化合物4a的制备：

将化合物3（330 mg，1.28 mmol）溶于二氯甲烷（15 mL）中，加入2,4,6-三甲基吡啶（338 μL，2.56 mmol）和DAST（338 μL，2.56 mmol），混合物在40℃下搅拌反应6小时。反应完全后用碳酸氢钠溶液和盐酸（1N）洗涤，无水硫酸镁干燥后浓缩，残余物用硅胶柱提纯得到无色油状化合物4a 185 mg，收率：55%。

实例2，化合物4b的制备：

化合物3（1.5 g，5.76 mmol）溶于吡啶（15 mL）中，慢慢滴加TsCl（1.65 g，8.64 mmol）的二氯甲烷（15 mL）溶液，加完后混合物室温搅拌过夜。反应完全后浓缩至干，参与物溶于二氯甲烷中，然后用碳酸氢钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩。残余物溶于DMSO中，加入叠氮化钠（1.87 g，28.8 mmol），反应混合物在130℃下搅拌反应过夜。反应混合物倒入水中，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥后浓缩，硅胶柱提纯，得到化合物4b 1.2 g，收率：74%。

实例3，化合物4c的制备：

化合物3（260 mg，1 mmol）溶于四氢呋喃（5 mL）中，加入氢氧化钾（142 mg，2.15 mmol），然后加入碘甲烷（70.8 μL，1.14 mmol），混合物在室温搅拌下反应过夜。反应完全后用乙醚稀释，水洗涤，无水硫酸钠干燥后浓缩，硅胶柱提纯得无色油状化合物4c 153 mg，收率：56%。

实例4，化合物4d的制备：

化合物3（250 mg，0.96 mmol）溶于二氯甲烷（10 mL）中，加入PCC（620 mg，2.9 mmol）和醋酸钠（470 mg，5.8 mmol），混合物在室温下搅拌反应3小时。混合物用薄层硅胶柱过滤，浓缩后溶于四氢呋喃中（5 mL），在-78℃下加入（1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯和叔丁醇钾（170 mg，1.5 mmol），混合物在室温下搅拌反应过夜。反应混合物浓缩后用硅胶柱提纯，得到无色油状化合物4c 180 mg，收率：70%。

三、化合物1的制备：

化合物4a-d溶于TFA（90%）中，0℃下搅拌反应1小时，浓缩后用硅胶柱提纯得无色油状化合物1a-d。化合物1a，HRMS (ESI): Calcd for C₆H₁₁FO₅Na [M+Na]⁺ 205.0488, found 205.0483。化合物1b，HRMS (ESI): Calcd for C₆H₁₁N₃O₅Na [M+Na]⁺ 228.0596, found 228.0600。化合物1c，HRMS (ESI): Calcd for C₇H₁₄O₆Na [M+Na]⁺ 217.0688, found 217.0681。化合物1d，HRMS (ESI): Calcd for C₇H₁₀O₅Na [M+Na]⁺ 197.0426, found 197.0426。

Claims

1.一种L-岩藻糖类似物制备方法，以L-半乳糖酸-1,4-内酯为原料，包括如下步骤：

（a）、L-半乳糖酸-1,4-内酯与硼氢化钠反应，然后在氯化锌作用下与丙酮反应得到双丙酮叉保护的L-半乳糖；

（b）、双丙酮叉保护的L-半乳糖与DAST反应得到相应的5-氟代岩藻糖；与对甲苯磺酰氯和叠氮化钠反应得到相应的5-叠氮岩藻糖；与碘甲烷在碱性条件下反应得到相应的5-甲氧基岩藻糖；与（1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯反应得到相应的5-炔基岩藻糖；

（c）、丙酮叉保护的5-取代岩藻糖在TFA溶液中脱去保护基得到5-取代岩藻糖。

2.根据权利要求1所述的一种L-岩藻糖类似物制备方法，其特征在于：步骤（a）中的还原剂为硼氢化钠，反应溶剂为甲醇和水，所述还原反应温度为0℃，所述还原反应时间为1-3小时；上丙酮叉保护催化剂为氯化锌，所述反应试剂为丙酮，反应溶剂为吡啶，所述保护反应温度为室温，所述保护反应时间为7-12小时。

3.根据权利要求1所述的一种L-岩藻糖类似物制备方法，其特征在于：步骤（b）中的氟代反应在二氯甲烷中进行，所用的氟代试剂为二乙胺基三氟化硫(DAST)，所述氟代反应温度为40℃，所述氟代反应时间为5-7小时。

4.根据权利要求1所述的一种L-岩藻糖类似物制备方法，其特征在于：步骤（b）中生成5-叠氮取代岩藻糖的反应首先在二氯甲烷中进行，与叠氮化钠的反应在DMSO中进行，所述反应的温度分别为室温和130℃。

5.根据权利要求1所述的一种L-岩藻糖类似物制备方法，其特征在于：步骤（b）中生成5-甲氧基取代岩藻糖的反应在四氢呋喃中进行，所述反应温度为室温，反应时间为15-20小时。

6.根据权利要求1所述的一种L-岩藻糖类似物制备方法，其特征在于：步骤（b）中生成5-炔基取代岩藻糖的反应在四氢呋喃中进行，所述反应所用的试剂为（1-重氮基-2-氧代丙基)膦酸二甲酯，所述反应温度为-78℃，反应时间为10-15小时。

7.根据权利要求1所述的一种L-岩藻糖类似物制备方法，其特征在于：步骤（c）中生成5-取代岩藻糖的反应在TFA溶液中进行，反应温度为0℃，反应时间为1-3小时。