CN104744526A - 一种水苏糖的化学合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水苏糖的化学合成方法，该方法以全苄基半乳糖硫苷作糖基供体，将蔗糖受体转化为棉籽糖，然后选择性地将棉籽糖的远端伯位苄基脱除，可以获得下一步糖基化所需的糖基受体―羟基游离的棉籽糖，再以全苄基半乳糖硫苷为供体，获得全保护的水苏糖，将全保护的水苏糖中的保护基脱除后可以获得水苏糖。本发明旨在建立一种简单方便，收率高，条件温和的水苏糖的化学合成方法。

Description

一种水苏糖的化学合成方法

技术领域

本发明属于化学技术领域，具体涉及一种水苏糖的化学合成方法。

背景技术

水苏糖是是一种功能性低聚糖，对人体胃肠道内的双歧杆菌、乳酸杆菌等有益菌群有着极明显的增殖作用。据研究，水苏糖能以40倍递增的速度增殖双歧杆菌，被誉为“超强双歧因子”，因此可促进有益菌在消化道内形成优势地位，改善人体消化道内环境，水苏糖在食品、保健品和乳制品中均有着广泛的应用。

水苏糖的分子结构为由2分子半乳糖和1分子蔗糖组成，其结构式可简单地表示为半乳糖—半乳糖—蔗糖。水苏糖含有14个羟基，其中3个伯位羟基，11个仲位羟基，其中的蔗糖糖苷键在酸性条件下极易水解断裂，有研究表明0.1%的盐酸甲醇溶液可以在30分钟内将蔗糖完全水解，众多的羟基和特殊的酸敏感性导致水苏糖化学合成上的困难，关于水苏糖的化学合成的方法目前还没有报导。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种水苏糖的化学合成方法，该方法简单快速，反应条件温和，水苏糖的产率较高。

一种水苏糖的化学合成方法，包括以下步骤：

（1）提供化学结构式如式A所示的蔗糖受体和化学结构式如式B所示的糖基供体；将所述蔗糖受体和糖基供体溶解后，加入催化剂、缚酸剂和分子筛，在-60℃～-78℃下反应12h，纯化后，得到结构式如式C所示的棉籽糖；化学反应方程式为：

（2）将结构式如式C所示的棉籽糖溶解后，加入到八羰基二钴与三乙基硅烷的混合溶液中，在65℃～75℃下搅拌反应24h，纯化后，得到化学结构式如式D所示的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖；化学反应方程式为：

（3）将化学结构式如D所示的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖溶解后，加入四丁基氟化铵，室温下反应30分钟，纯化后，得到化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖；化学反应方程式为：

（4）将化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖和化学结构式如式B所述的糖基供体溶解后，加入催化剂、缚酸剂和分子筛后，在-60℃～-78℃下搅拌反应12h，纯化后得到结构式如式F所示的全保护的水苏糖；化学反应方程式为：

（5）将所述化学结构式如F所示全保护的水苏糖脱除保护基后，纯化得到所述水苏糖；化学反应方程式为：

优选地，步骤（1）中所述糖基供体的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的1.5倍。

优选地，步骤（1）中所述催化剂为N-碘代丁二酰亚胺(NIS)和三氟甲磺酸银(AgOTf)。

更优选地，所述N-碘代丁二酰亚胺的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的3倍，所述三氟甲磺酸银的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的0.5倍。

优选地，步骤（1）中所述缚酸剂为2,6-二叔丁基-4-甲基吡啶，所述缚酸剂的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的1.5倍。

优选地，步骤（2）中所述八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液的制备方法为：将所述八羰基二钴和三乙基硅烷在一氧化碳环境下混合，搅拌直至溶液澄清，不再产生气泡，得到所述八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液。

优选地，步骤（2）中所述八羰基二钴的摩尔量为结构式如式C所示的棉籽糖摩尔量的3倍，所述三乙基硅烷的摩尔量为结构式如式C所示的棉籽糖摩尔量的20倍。

优选地，步骤（3）中所述四丁基氟化铵的摩尔量为所述6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖摩尔量的1.2倍。

优选地，步骤（5）中结构式如式F所示的全保护的水苏糖溶于甲醇后，加入摩尔量为所述全保护的水苏糖摩尔量0.2～0.5倍的金属钠，搅拌反应2h，脱除保护基，纯化后得到所述水苏糖。

优选地，所述化学结构式如式A所示的蔗糖受体的制备方法包括以下步骤：

（a）将蔗糖溶于第一有机溶剂中，在碱性环境下，加入溴化苄或氯化苄，室温下反应24h，纯化后，得到八苄基蔗糖；

（b）将所述八苄基蔗糖溶于甲苯中得到八苄基蔗糖溶液，然后将所述八苄基蔗糖溶液中加入到八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液中，在50～55℃进行搅拌反应18h，脱除6′位苄基，纯化后，得到6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖，所述八羰基二钴的摩尔量为所述八苄基蔗糖摩尔量的1.5倍，所述三乙基硅烷的摩尔量为所述八苄基蔗糖摩尔量的10倍；

（c）将所述6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖溶于四氢呋喃中，加入四丁基氟化铵，室温下反应30分钟，脱除三乙基硅烷基，纯化后，得到6′位羟基游离的蔗糖，将所述6′位羟基游离的蔗糖进行酯化反应，得到6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖，将所述6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖加入到八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液中，在65～75℃搅拌反应18～24h，纯化后得到6′位羟基由烷酰基保护和6位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖，将所述6′位羟基由烷酰基保护和6位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖溶于所述四氢呋喃中，加入四丁基氟化铵，室温下反应30分钟，脱除三乙基硅烷基，得到化学结构式如式A所示的蔗糖受体；所述八羰基二钴的摩尔量为所述6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖摩尔量的6倍，所述三乙基硅烷的摩尔量为所述6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖摩尔量的20倍。

蔗糖受体可由全苄基蔗糖的选择性脱除苄基获得，糖基化所需的供体—全苄基半乳糖硫苷亦可方便（制备方法参考文献：Changning Wang,Qin Li,HaishengWang,Li-He Zhang and Xin-Shan Ye.A new one-pot synthesis of Gb3and isoGb3trisaccharide analogues.Tetrahedron,2006,62,11657–11662）地制备。以全苄基半乳糖硫苷作供体，N-碘代丁二酰亚胺(NIS)和三氟甲磺酸银(AgOTf)作为催化剂，大体积碱2,6-二叔丁基-4-甲基吡啶(DTBPM)作缚酸剂，4A分子筛(MS)作吸水剂，将蔗糖受体、糖基供体在二氯甲烷(DCM)中低温反应，可以高收率、高α-选择性地将蔗糖受体转化为棉籽糖。然后用八羰基二钴和硅烷选择性地将棉籽糖的远端伯位6”位苄基脱除，可以获得下一步糖基化所需的受体—羟基游离的棉籽糖。同样以全苄基半乳糖硫苷为供体，NIS和AgOTf作活化剂，DTBMP作缚酸剂，4A分子筛作吸水剂，在DCM中低温反应，高收率、高α-选择性地进行糖基化，获得全保护的水苏糖，将其保护基脱出后可以获得羟基游离的水苏糖。

本发明第一次对水苏糖进行了化学合成，方法简单，成本低，反应条件温和，产物产率高。

具体实施方式

以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

一种水苏糖的化学合成方法，包括以下步骤：

（1）提供化学结构式如式A所示蔗糖受体和化学结构式如式B所示的糖基供体；将所述蔗糖受体和糖基供体溶解后，加入催化剂、缚酸剂和分子筛，在-60℃～-78℃下搅拌反应12h，纯化后，得到结构式如式C所示的棉籽糖；化学反应方程式为：

（2）将结构式如式C所示的棉籽糖溶解后，加入到八羰基二钴与三乙基硅烷的混合溶液中，在65℃～75℃下搅拌反应24h，纯化后，得到化学结构式如式D所示的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖；化学反应方程式为：

（3）将化学结构式如D所示的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖溶解后，加入四丁基氟化铵，室温下反应30分钟，纯化后，得到化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖；化学反应方程式为：

（4）将化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖和化学结构式如式B所述的糖基供体溶解后，加入催化剂、缚酸剂和分子筛后，在-60～-78℃下搅拌反应12h，纯化后得到结构式如式F所示的全保护的水苏糖；化学反应方程式为：

（5）将所述化学结构式如F所示全保护的水苏糖脱除保护基后，纯化得到所述水苏糖；化学反应方程式为：

步骤（1）中所述糖基供体的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的1.5倍。

步骤（1）中将所述蔗糖受体和糖基供体溶解于二氯甲烷中。

步骤（1）中所述催化剂为N-碘代丁二酰亚胺(NIS)和三氟甲磺酸银(AgOTf)。

所述N-碘代丁二酰亚胺的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的3倍，所述三氟甲磺酸银的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的0.5倍。

步骤（1）中所述缚酸剂为2,6-二叔丁基-4-甲基吡啶，所述缚酸剂的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的1.5倍。

步骤（1）中所述分子筛为4A分子筛（MS）。

步骤（1）中纯化方法为：反应完全后滤除分子筛，用二氯甲烷洗涤分子筛，洗涤后得到的洗涤液合并后依次用饱和硫代硫酸钠溶液和饱和食盐水溶液洗涤，用无水硫酸钠干燥，浓缩后柱分离得到结构式如式C所示棉籽糖。

步骤（2）中将结构式如式C所示棉籽糖溶解于无水苯中得到浓度为1mol/L的棉籽糖溶液。

优选地，步骤（2）中所述八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液的制备方法为：将所述八羰基二钴和三乙基硅烷在一氧化碳环境下混合，搅拌直至溶液澄清，不再产生气泡，得到所述八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液。

步骤（2）中所述八羰基二钴的摩尔量为所述棉籽糖摩尔量的3倍，所述三乙基硅烷的摩尔量为所述棉籽糖摩尔量的20倍。

步骤（2）中纯化的方法为：反应结束后得到反应液，在反应液中加入适量的吡啶，然后用空气鼓泡20分钟，反应液用硅胶柱过滤，用乙酸乙酯洗涤，将滤液合并浓缩后柱层析分离，得到化学结构式如式D所示的三乙基硅烷基保护的棉籽糖。

步骤（3）中将化学结构式如D所示的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖溶于四氢呋喃中得到浓度为1mol/L的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖溶液。

步骤（3）中所述四丁基氟化铵的摩尔量为所述6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖摩尔量的1.2倍。

步骤（3）的纯化方法为：反应结束后得到反应液，将反应液直接蒸干得到残渣，将所述残渣溶于乙酸乙酯后，硅胶柱过滤得到滤液，滤液蒸干，得到化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖。

步骤（4）中将化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖和化学结构式如式B所述的糖基供体按摩尔比为1:1.5溶解于二氯甲烷中。

步骤（4）中所述催化剂为N-碘代丁二酰亚胺(NIS)和三氟甲磺酸银(AgOTf)。

所述N-碘代丁二酰亚胺的摩尔量为所述6”位羟基游离的棉籽糖摩尔量的3倍，所述三氟甲磺酸银的摩尔量为所述6”位羟基游离的棉籽糖摩尔量的0.5倍。

步骤（4）中所述缚酸剂为2,6-二叔丁基-4-甲基吡啶，所述缚酸剂的摩尔量为所述6”位羟基游离的棉籽糖的1.5倍。

步骤（4）中所述分子筛为4A分子筛（MS）。

步骤（4）的纯化方法同步骤（1）。

步骤（5）中结构式如式F所示的羟基保护的水苏糖溶于甲醇后，加入摩尔量为所述全保护的水苏糖摩尔量0.2～0.5倍的金属钠，搅拌反应2h，脱除保护基，纯化得到所述水苏糖。

优选地，步骤（5）的纯化方法为：反应结束后，加入酸性阳离子树脂将反应液pH调至中性，过滤后蒸干溶剂得到残渣，将所述残渣溶于体积比为1：1的甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂中，加入摩尔量为全保护的水苏糖摩尔量2倍的钯碳，在0.4兆帕氢气条件下反应一天，滤除钯碳后蒸干溶剂，得到残渣，将所述残渣溶于水，冷冻干燥得到白色固体即所述水苏糖。

优选地，所述化学结构式如式A所示的蔗糖受体的制备方法包括以下步骤：

（a）将蔗糖溶于第一有机溶剂中，在碱性环境下，加入溴化苄或氯化苄，室温下反应24h，纯化后，得到八苄基蔗糖；

（b）将所述八苄基蔗糖溶于甲苯中得到八苄基蔗糖溶液，然后将所述八苄基蔗糖溶液加入到八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液中，在50～55℃进行搅拌反应18h，脱除6′位苄基，纯化后，得到6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖，所述八羰基二钴的摩尔量为所述八苄基蔗糖摩尔量的1.5倍，所述三乙基硅烷的摩尔量为所述八苄基蔗糖摩尔量的10倍；

（c）将所述6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖溶于四氢呋喃中，加入四丁基氟化铵（TBAF），室温下反应30分钟，脱除三乙基硅烷基，纯化后，得到6′位羟基游离的蔗糖，将所述6′位羟基游离的蔗糖进行酯化反应，得到6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖，将所述6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖加入到八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液中，在65～75℃搅拌反应18～24h，纯化后得到6′位羟基由烷酰基保护和6位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖，将所述6′位羟基由烷酰基保护和6位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖溶于所述四氢呋喃中，加入四丁基氟化铵，室温下反应30分钟，脱除三乙基硅烷基，得到化学结构式如式A所示的蔗糖受体；所述八羰基二钴的摩尔量为所述6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖摩尔量的6倍，所述三乙基硅烷的摩尔量为所述6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖摩尔量的20倍。

步骤（a）中所述第一有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或四氢呋喃。

步骤（a）中所述碱为氢化钠，所述碱的摩尔量为所述蔗糖摩尔量的9.6～12倍。

步骤（a）中所述溴化苄或氯化苄的摩尔量为所述蔗糖摩尔量的9.6～16倍。

步骤（b）中所述八苄基蔗糖溶于甲苯后得到浓度为1mol/L的八苄基蔗糖溶液。

步骤（c）所述烷酰基为乙酰基或苯甲酰基。

步骤（c）所述6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖溶于四氢呋喃中得到浓度为1mol/L的6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖溶液。

步骤（c）所述四丁基氟化铵的摩尔量为所述6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖或所述6′位羟基由烷酰基保护和6位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖摩尔量的1.2倍。

步骤（c）中将所述6′位羟基游离的蔗糖溶于吡啶中，然后加入醋酐，进行酯化反应3h，得到6′位羟基由乙酰基保护的蔗糖，

所述醋酐的摩尔量为所述6′位羟基游离的蔗糖摩尔量的5～10倍，所述吡啶的摩尔量为所述6′位羟基游离的蔗糖摩尔量的10～20倍。

化学方程式中Bn-为苄基；TES-为三乙基硅烷基，AC-为乙酰基，Tol-为对甲苯基。

蔗糖受体可由全苄基蔗糖的选择性脱除苄基获得，糖基化所需的供体—全苄基半乳糖硫苷亦可方便地制备。以全苄基半乳糖硫苷作供体，N-碘代丁二酰亚胺(NIS)和三氟甲磺酸银(AgOTf)作为催化剂，大体积碱2,6-二叔丁基-4-甲基吡啶(DTBPM)作缚酸剂，4A分子筛(MS)作吸水剂，在二氯甲烷(DCM)中低温反应，可以高收率、高α-选择性地将蔗糖受体转化为棉籽糖。用八羰基二钴/硅烷/一氧化碳体系选择性地将棉籽糖的远端伯位6”位苄基脱除，可以获得下一步糖基化所需的受体—羟基游离的棉籽糖。再以全苄基半乳糖硫苷为供体，NIS和AgOTf作活化剂，DTBMP作缚酸剂，4A分子筛作吸水剂，DCM中低温反应，可以高收率、高α-选择性地进行糖基化，获得全保护的水苏糖。将其保护基脱出后可以获得羟基游离的水苏糖。

本发明首次实现了对水苏糖的化学合成，反应步骤短，反应条件温和，不会对蔗糖糖苷键产生水解作用，得到的产物产率高。

和植物提取的方法相比，植物提取获得的水苏糖中往往含有棉籽糖等副产物，而用本化学合成方法，获得的水苏糖产物为单一化合物，纯度更高、成分更加明确。

和酶合成的方法相比，酶合成水苏糖首先需要从大豆中提取出水苏糖合成酶，成本较高，而且酶的活性受pH和温度的影响比较大，对操作的要求比较严格，而本发明化学合成的方法可操作性更强、成本更为低廉。

实施例1

（1）制备化学结构式如式A所示的蔗糖受体，制备方法如下：

（a）将蔗糖溶于无水N,N-二甲基甲酰胺(DMF)后，缓慢加入摩尔量为蔗糖摩尔量9.6倍的氢化钠，室温下搅拌30分钟后，缓慢滴加摩尔量为蔗糖摩尔量9.6倍的溴化苄，于室温下反应24h，监测反应结束后，得到反应液，于冰浴下向反应液缓慢滴加甲醇淬灭反应后，再反应2小时将过量的溴化苄反应掉，减压蒸除DMF得到残余物，将残余物溶于乙酸乙酯，用短硅胶柱过滤掉不溶物得到滤液，将滤液合并浓缩后直接柱层析分离，得到产物即八苄基蔗糖，八苄基蔗糖的收率75%，反应方程式为：

（b）将八羰基二钴与三乙基硅烷在一氧化碳环境下混合，搅拌直至溶液澄清，不再产生气泡得到八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液，将步骤（1）得到的八苄基蔗糖溶于无水甲苯中得到浓度为1mol/L的八苄基蔗糖溶液，去除空气后，将八苄基蔗糖溶液加入到八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液中，于50℃下搅拌反应18h，脱除6′位苄基，八羰基二钴的摩尔量为八苄基蔗糖摩尔量的1.5倍，三乙基硅烷的摩尔量为八苄基蔗糖摩尔量的10倍。监测反应结束后，得到反应液，加入适量的吡啶进行氧化，然后用空气鼓泡20分钟，将反应液用硅胶柱过滤得到滤液，滤液用乙酸乙酯洗涤后合并浓缩，然后柱层析分离，得到6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖，收率为85%。

反应方程式为：

（c）将6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖将溶于四氢呋喃，然后加入摩尔量为6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖摩尔量1.2倍的TBAF，室温下反应30分钟，脱除三乙基硅烷基，监测反应结束后，将反应液直接蒸干得到残渣，将残渣溶于乙酸乙酯，经硅胶柱过滤得到滤液，滤液蒸干得到6′位羟基游离的蔗糖，将6′位羟基游离的蔗糖溶于适量吡啶，加入适量醋酐，酯化反应约3h后，醋酐的摩尔量为6′位羟基游离的蔗糖摩尔量为5倍，吡啶的摩尔量为6′位羟基游离的蔗糖摩尔量的10倍，于冰浴下加入适量甲醇中止反应，将反应液蒸干后，再进行柱分离，得到6′位羟基由乙酰基保护的蔗糖，收率为90%。

将6′位羟基由乙酰基保护的蔗糖溶于无水甲苯中得到浓度为1mol/L的6′位羟基由乙酰基保护的蔗糖溶液，去除空气后，将该溶液加入到八羰基二钴与三乙基硅烷的混合溶液中，于70℃搅拌反应18h。八羰基二钴的摩尔量为6′位羟基由乙酰基保护的蔗糖摩尔量的6倍，三乙基硅烷的摩尔量为6′位羟基由乙酰基保护的蔗糖摩尔量的20倍，监测反应结束后，加入适量的吡啶，然后用空气鼓泡20分钟，将反应液用硅胶柱过滤，滤液用乙酸乙酯洗涤，将滤液合并浓缩后柱层析分离，得到6′位羟基由乙酰基保护和6位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖，收率为70%。反应方程式为：

将6′位羟基由乙酰基保护和6位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖溶于四氢呋喃中，然后加入摩尔量为6′位羟基由乙酰基保护和6位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖摩尔量的1.2倍的四丁基氟化铵，室温下反应30分钟，脱除三乙基硅烷基，监测反应结束后，将反应液直接蒸干得到残渣，残渣溶解后用硅胶柱分离，得到化学结构式如式A所示的蔗糖受体，收率为100%。

反应方程式为：

（2）提供化学结构式如式A所示的蔗糖受体和化学结构式如式B所示的糖基供体(全苄基半乳糖硫苷供体)，将蔗糖受体和摩尔量为蔗糖受体1.5倍的糖基供体溶于二氯甲烷中，加入4A分子筛，氩气保护下搅拌半小时，然后依次加入摩尔量为蔗糖受体摩尔量1.5倍的DTBMP、摩尔量为蔗糖受体摩尔量3倍的NIS和摩尔量为蔗糖受体摩尔量0.5倍的AgOTf，冷却至-78℃反应12h。反应完全后滤除分子筛，用二氯甲烷洗涤分子筛，洗涤后得到的洗涤液合并后依次用饱和硫代硫酸钠溶液和饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后柱分离，得到结构式如式C所示棉籽糖(无色油状液体)，收率为90%。化学反应方程式为：

产物核磁数据：

¹H NMR(400兆赫兹,氘代氯仿)δ7.17-7.35(m,62H),5.56(d,1H,J=3.5Hz),5.07(d,1H,J=3.5Hz),4.88-4.94(m,2H),4.83(d,1H,J=11.0Hz),4.75-4.79(m,2H),4.71(s,1H),4.67(d,1H,J=5.9Hz),4.64(d,1H,J=4.1Hz),4.61(s,1H),4.32-4.58(m,14H),4.26-4.27(m,2H),4.01-4.09(m,5H),3.89-3.97(m,4H),3.67-3.81(m,4H),3.47-3.57(m,5H),3.31-3.34(dd,1H,J=9.6,3.6Hz),1.91(s,3H).

¹³C NMR(100兆赫兹,氘代氯仿)δ170.6,139.1,138.9,138.8,138.4,138.2,138.1,138.0,128.4,128.3,128.2,128.1,128.0,127.9,127.8,127.7,127.6,127.5,127.4,127.3,104.7,98.3,90.3,83.8,82.2,81.9,80.1,78.3,77.6,77.4,77.1,76.8,75.5,75.2,74.9,74.8,73.4,72.9,72.7,72.1,71.4,71.0,69.4,68.9,66.3,65.3,20.8.

质谱数据：C₉₀H₉₄O₁₇[M+NH₄]⁺理论值1464.6829.测量值1464.6800.

（3）将八羰基二钴与三乙基硅烷在一氧化碳环境下混合，搅拌直至溶液澄清，不再产生气泡，得到八羰基二钴与三乙基硅烷的混合溶液。将结构式如式C所示的棉籽糖溶解于无水苯中得到浓度为1mol/L的棉籽糖溶液，去空气后加入到八羰基二钴与三乙基硅烷的混合溶液中，于70℃下搅拌反应24h。八羰基二钴的摩尔量为棉籽糖摩尔量的3倍，三乙基硅烷的摩尔量为棉籽糖摩尔量的20倍。监测反应结束后，加入适量的吡啶，然后用空气鼓泡20分钟，将反应液用硅胶柱过滤，得到滤液，用乙酸乙酯洗涤，将滤液合并浓缩后柱层析分离，得到化学结构式如式D所示的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖(无色油状液体)，产物收率为70%。化学反应方程式为：

产物核磁数据：

¹H NMR(400兆赫兹,氘代氯仿)δ7.11-7.31(m,56H),5.57(s,1H),5.10(s,1H),4.97-4.99(d,1H,J=11.2Hz),4.90-4.93(d,1H,J=10.8Hz),4.78-4.86(m,3H),4.68-4.72(m,3H),4.61-4.64(d,4H,J=10.9Hz),4.43-4.58(m,10H),4.34-4.37(d,1H,J=11.9Hz),4.28(s,3H),4.03-4.11(m,6H),3.91-3.98(m,4H),3.51-3.85(m,10H),3.30-3.32(d,1H,J=9.2Hz),1.92(s,3H),0.90-0.94(m,9H),0.53-0.58(m,6H).

¹³C NMR(100兆赫兹,氘代氯仿)δ170.6,139.2,139.1,139.0,138.8,138.5,138.2,138.1,137.9,137.6,128.7,128.6,128.5,128.4,128.3,128.2,128.1,128.0,127.9,127.8,127.7,127.6,127.5,127.4,127.3,104.8,98.4,90.3,83.8,83.7,82.3,81.9,81.6,80.5,80.2,78.4,75.6,75.1,75.0,74.9,73.6,73.5,73.0,72.9,72.8,72.7,72.1,72.0,71.7,71.6,71.3,71.0,68.3,66.2,65.4,64.9,61.6,20.9,7.0,4.5.

质谱数据：C₈₉H₁₀₂O₁₇Si[M+NH₄]⁺理论值1488.7225.测量值1488.7198.

（4）将化学结构式如D所示的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖溶于四氢呋喃中得到浓度为1mol/L的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖溶液，然后加入摩尔量为6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖摩尔量1.2倍的四丁基氟化铵，室温下反应30分钟，监测反应结束后，将反应液直接蒸干得到残渣。残渣溶于乙酸乙酯，硅胶柱过滤，得到滤液，滤液蒸干，得到化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖(无色油状液体)，产物收率为96%。化学反应方程式为：

产物核磁数据：

¹H NMR(400兆赫兹,氘代氯仿)δ7.17-7.37(m,57H),5.45(d,1H,J=3.5Hz),5.13(d,1H,J=3.5Hz),4.92(d,1H,J=11.6Hz),4.86-4.90(m,2H),4.75-4.8(m,3H),4.66-4.70(m,3H),4.57-4.63(m,4H),4.41-4.46(m,5H),4.22-4.28(m,3H),4.12-4.15(m,1H),4.00-4.07(m,3H),3.94(d,1H,J=9.4Hz),3.84-3.89(m,2H),3.74-3.78(m,2H),3.62-3.71(m,3H),3.54-3.58(m,3H),3.47-3.53(m,4H),3.33-3.34(dd,1H,J=9.7,3.4Hz),2.0(s,3H).

¹³C NMR(100兆赫兹,氘代氯仿)δ171.1,139.0,138.9,138.8,138.7,138.3,138.1,137.9,137.8,128.5,128.4,128.3,128.1,127.9,127.8,127.7,127.6,127.5,127.4,127.3,104.7,97.7,90.4,83.5,82.7,81.8,80.0,78.2,78.1,77.8,77.2,75.4,74.9,74.7,74.5,73.3,73.1,72.6,72.2,71.6,71.0,70.9,70.8,68.9,66.0,62.7,20.8.

质谱数据：C₈₃H₈₈O₁₇[M+Na]⁺理论值1379.5919.计算值1379.5837；

（5）将化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖和化学结构式如式B所示的糖基供体按摩尔比为1:1.5溶于二氯甲烷中，加入分子筛，氩气保护下搅拌半小时，然后依次加入摩尔量为6”位羟基游离的棉籽糖摩尔量1.5倍的DTBMP、摩尔量为6”位羟基游离的棉籽糖摩尔量摩尔量3倍的NIS和摩尔量为6”位羟基游离的棉籽糖摩尔量0.5倍的AgOTf，冷却至-78℃反应12h。反应完全后滤除分子筛，用二氯甲烷洗涤分子筛，洗涤后得到的洗涤液合并后依次用饱和硫代硫酸钠溶液和饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后柱分离，得到结构式如式F所示的全保护的水苏糖(无色油状液体)，收率为以88%。化学反应方程式为：

产物核磁数据：

¹H NMR(400兆赫兹,氘代氯仿)δ7.13-7.33(m,83H),5.53(d,1H,J=4.0Hz),5.06-5.07(d,1H,J=4.0Hz),4.87-4.96(m,4H),4.80-4.81(d,1H,J=3.2Hz),4.72-4.76(m,3H),4.65-4.69(m,6H),4.58-4.62(m,4H),4.38-4.49(m,11H),4.29-4.31(dd,1H,J=7.6,4.3Hz),4.23-4.27(m,2H),4.00-4.08(m,5H),3.89-3.97(m,7H),3.75-3.86(m,3H),3.45-3.67(m,10H),3.26-3.30(dd,1H,J=9.7,3.5Hz),1.92(s,3H).

¹³C NMR(100兆赫兹,氘代氯仿)δ170.6,139.1,138.9,138.8,138.7,138.6,138.5,138.2,138.0,137.9,128.5,128.4,128.3,128.2,127.9,127.8,127.7,127.6,127.5,127.4,127.3,104.7,98.5,90.3,83.7,82.6,82.1,81.7,80.1,79.6,78.4,78.2,77.8,77.3,75.5,75.2,75.1,75.0,74.7,73.5,73.4,73.1,73.0,72.8,72.7,72.1,71.4,70.8,69.4,68.5,68.4,65.7,28.6,20.9.

质谱数据：C₁₁₇H₁₂₂O₂₂[M+Na]⁺理论值1901.8320.测量值1901.8358；

（6）将化学结构式如F所示全保护的水苏糖脱溶于甲醇后，加入摩尔量为所述全保护的水苏糖摩尔量0.2倍的金属钠，搅拌反应2h，监测原料消失后，加入酸性阳离子树脂将反应液pH调至中性，过滤后蒸干溶剂得到残渣，将残渣溶于体积比为1：1的甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂中，加入摩尔量为全保护的水苏糖摩尔量2倍的钯碳，在0.4兆帕氢气条件下反应一天，滤除钯碳蒸干溶剂，得到残渣，将残渣溶于水，冷冻干燥得到水苏糖(白色固体)，收率为81%。反应方程式为：

产物核磁数据：

¹H NMR(400兆赫兹,D₂O)δ4.98(s,2H),4.09-4.22(m,2H),3.98-4.02(m,5H),3.86-3.88(m,3H),3.79-3.84(m,4H),3.77(s,1H),3.70-3.74(m,4H),3.66-3.68(m,3H),3.49-3.56(m,3H).

¹³C NMR(100兆赫兹,D₂O)δ106.6,101.1,100.9,95.0,84.1,79.1,76.8,75.5,74.1,73.8,73.7,72.3,72.2,72.1,72.0,71.6,71.2,71.1,69.2,68.6,65.3,64.2,63.9.

质谱数据：C₂₄H₄₂O₂₁[M+Na]⁺理论值689.2111.测量值689.2096。

实施例2

（1）制备化学结构式如式A所示的蔗糖受体，制备方法同实施例1步骤（1）；

（2）提供化学结构式如式A所示的蔗糖受体和化学结构式如式B所示的糖基供体(全苄基半乳糖硫苷供体)，将蔗糖受体和摩尔量为蔗糖受体1.5倍的糖基供体溶于二氯甲烷中，加入4A分子筛，氩气保护下搅拌半小时，然后依次加入摩尔量为蔗糖受体摩尔量1.5倍的DTBMP、摩尔量为蔗糖受体摩尔量3倍的NIS和摩尔量为蔗糖受体摩尔量0.5倍的AgOTf，冷却至-60℃反应12h。反应完全后滤除分子筛，用二氯甲烷洗涤分子筛，洗涤后得到的洗涤液合并后依次用饱和硫代硫酸钠溶液和饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后柱分离，得到结构式如式C所示棉籽糖(无色油状液体)。化学反应方程式为：

（3）将结构式如式C所示棉籽糖溶解于无水苯中得到浓度为1mol/L的棉籽糖溶液，去空气后加入到八羰基二钴与三乙基硅烷的混合溶液中，于75℃下搅拌反应24h。八羰基二钴的摩尔量为棉籽糖摩尔量的3倍，三乙基硅烷的摩尔量为棉籽糖摩尔量的20倍。监测反应结束后，加入适量的吡啶，然后用空气鼓泡20分钟，将反应液用硅胶柱过滤，得到滤液，用乙酸乙酯洗涤，将滤液合并浓缩后柱层析分离，得到化学结构式如式D所示的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖(无色油状液体)。化学反应方程式为：

（4）将化学结构式如D所示的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖溶于四氢呋喃中得到浓度为1mol/L的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖溶液，然后加入摩尔量为6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖摩尔量1.2倍的四丁基氟化铵，室温下反应30分钟，监测反应结束后，将反应液直接蒸干，得到残渣，残渣溶于乙酸乙酯，硅胶柱过滤，滤液蒸干，得到化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖(无色油状液体)。化学反应方程式为：

（5）将化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖和化学结构式如式B所示的糖基供体按摩尔比为1:1.5溶于二氯甲烷中，加入分子筛，氩气保护下搅拌半小时，然后依次加入摩尔量为6”位羟基游离的棉籽糖摩尔量1.5倍的DTBMP、摩尔量为6”位羟基游离的棉籽糖摩尔量3倍的NIS和摩尔量为6”位羟基游离的棉籽糖摩尔量0.5倍的AgOTf，冷却至-60℃反应12h。反应完全后滤除分子筛，用二氯甲烷洗涤分子筛，洗涤后得到的洗涤液合并后依次用饱和硫代硫酸钠溶液和饱和食盐水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩后柱分离，得到结构式如式F所示的全保护的水苏糖(无色油状液体)，收率为以88%。化学反应方程式为：

（6）将化学结构式如F所示全保护的水苏糖脱溶于甲醇后，加入摩尔量为所述全保护的水苏糖摩尔量0.5倍的金属钠，搅拌反应2h，监测原料消失后，加入酸性阳离子树脂将反应液pH调至中性，过滤后蒸干溶剂得到残渣，将残渣溶于体积比为1：1的甲醇和乙酸乙酯的混合溶剂，加入摩尔量为全保护的水苏糖摩尔量2倍的钯碳，在0.4兆帕氢气条件下反应一天，滤除钯碳后蒸干溶剂，得到残渣，将残渣溶于水，冷冻干燥得到水苏糖(白色固体)，反应方程式为：

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种水苏糖的化学合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）提供化学结构式如式A所示的蔗糖受体和化学结构式如式B所示的糖基供体；将所述蔗糖受体和糖基供体溶解后，加入催化剂、缚酸剂和分子筛，在-60℃～-78℃下反应12小时，纯化后，得到结构式如式C所示的棉籽糖；化学反应方程式为：

（2）将结构式如式C所示的棉籽糖溶解后，加入到八羰基二钴与三乙基硅烷的混合溶液中，在65℃～75℃下搅拌反应24h，纯化后，得到化学结构式如式D所示的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖；化学反应方程式为：

（3）将化学结构式如D所示的6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖溶解后，加入四丁基氟化铵，室温下反应30分钟，纯化后，得到化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖；化学反应方程式为：

（4）将化学结构式如E所示的6”位羟基游离的棉籽糖和化学结构式如式B所示的糖基供体溶解后，加入催化剂、缚酸剂和分子筛，在-60℃～-78℃下搅拌反应12h，纯化后得到结构式如式F所示的全保护的水苏糖；化学反应方程式为：

（5）将所述化学结构式如F所示全保护的水苏糖脱除保护基后，纯化得到所述水苏糖；化学反应方程式为：

2.如权利要求1所述的水苏糖的化学合成方法，其特征在于，步骤（1）中所述糖基供体的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的1.5倍。

3.如权利要求1所述的水苏糖的化学合成方法，其特征在于，步骤（1）中所述催化剂为N-碘代丁二酰亚胺和三氟甲磺酸银。

4.如权利要求3所述的水苏糖的化学合成方法，其特征在于，步骤（1）中所述N-碘代丁二酰亚胺的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的3倍，所述三氟甲磺酸银的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的0.5倍。

5.如权利要求1所述的水苏糖的化学合成方法，其特征在于，步骤（1）中所述缚酸剂为2,6-二叔丁基-4-甲基吡啶，所述缚酸剂的摩尔量为所述蔗糖受体摩尔量的1.5倍。

6.如权利要求1所述的水苏糖的化学合成方法，其特征在于，步骤（2）中所述八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液的制备方法为：将所述八羰基二钴和三乙基硅烷在一氧化碳环境下混合，搅拌直至溶液澄清，不再产生气泡，得到所述八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液。

7.如权利要求1所述的水苏糖的化学合成方法，其特征在于，步骤（2）中所述八羰基二钴的摩尔量为结构式如式C所示的棉籽糖摩尔量的3倍，所述三乙基硅烷的摩尔量为结构式如式C所示的棉籽糖摩尔量的20倍。

8.如权利要求1所述的水苏糖的化学合成方法，其特征在于，步骤（3）中所述四丁基氟化铵的摩尔量为所述6”位羟基用三乙基硅烷基保护的棉籽糖摩尔量的1.2倍。

9.如权利要求1所述的水苏糖的化学合成方法，其特征在于，步骤（5）中结构式如式F所示的全保护的水苏糖溶于甲醇后，加入摩尔量为所述全保护的水苏糖摩尔量0.2～0.5倍的金属钠，搅拌反应2h，脱除保护基，纯化后得到所述水苏糖。

10.如权利要求1所述的水苏糖的化学合成方法，其特征在于，所述化学结构式如式A所示的蔗糖受体的制备方法包括以下步骤：

（a）将蔗糖溶于第一有机溶剂中，在碱性环境下，加入溴化苄或氯化苄，室温下反应24h，纯化后，得到八苄基蔗糖；

（b）将所述八苄基蔗糖溶于甲苯中得到八苄基蔗糖溶液，然后将所述八苄基蔗糖溶液中加入到八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液中，在50～55℃进行搅拌反应18h，脱除6′位苄基，纯化后，得到6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖，所述八羰基二钴的摩尔量为所述八苄基蔗糖摩尔量的1.5倍，所述三乙基硅烷的摩尔量为所述八苄基蔗糖摩尔量的10倍；

（c）将所述6′位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖溶于四氢呋喃中，加入四丁基氟化铵，室温下反应30分钟，脱除三乙基硅烷基，纯化后，得到6′位羟基游离的蔗糖，将所述6′位羟基游离的蔗糖进行酯化反应，得到6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖，将所述6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖加入到八羰基二钴和三乙基硅烷的混合溶液中，在65～75℃搅拌反应18～24h，纯化后得到6′位羟基由烷酰基保护和6位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖，将所述6′位羟基由烷酰基保护和6位羟基由三乙基硅烷基保护的蔗糖溶于所述四氢呋喃中，加入四丁基氟化铵，室温下反应30分钟，脱除三乙基硅烷基，得到化学结构式如式A所示的蔗糖受体；所述八羰基二钴的摩尔量为所述6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖摩尔量的6倍，所述三乙基硅烷的摩尔量为所述6′位羟基由烷酰基保护的蔗糖摩尔量的20倍。